(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング周方向で接合されて円環状のセグメントリングを構成する各セグメント間にあって、一方のセグメントの接合部端面よりリング周方向側に突出させた雄側嵌合部を有する雄側継手部材と、他方のセグメントの接合部端面に開口させた凹部内に配置された雌側嵌合部を有する雌側継手部材とを備え、前記雄側嵌合部を前記凹部に挿入し、且つ前記両セグメントをリング軸方向に相対的にスライド移動させて前記雄側嵌合部を前記雌側嵌合部と互いに嵌合させることにより前記セグメント間が接合されるようにしたセグメントの継手構造において、
前記雄側嵌合部を上下の外側面部の一方又は両方をセグメントスライド方向に進むにつれ厚みが減ずるように傾斜させてなる断面台形状に形成するとともに、前記雌側嵌合部に前記雄側嵌合部が楔状に嵌め込まれるように互いに対向する上下の内側面部がセグメントスライド方向に進むにつれて互いに近接するように傾斜してなる嵌合溝を備え、
前記雄側嵌合部の外側面部及び嵌合溝の内側面部には、それぞれ互いに係合して雄雌側両継手部材のリング周方向の移動を規制する複数の係止歯を鋸刃状に備え、
雄側の前記係止歯及び雌側の前記係止歯は、セグメントスライド方向側を雌側継手部材側に傾けて配置され、
且つ、前記嵌合溝の内側面部には、前記雌側係止歯が平坦部を隔てて互いに平行に並べた配置に形成されてなるガイド溝を備え、該ガイド溝に前記雄側係止歯が挿入されるようにしていることを特徴としてなるセグメントの継手構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの内部覆工に用いられるセグメント間を連結するセグメントの継手構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法よるトンネル構築においては、シールド掘削機の後方側で掘削孔の内周面に沿って円弧版状のセグメントを周方向に連結してセグメントリングを組み立て、このセグメントリングをシールド掘削機の進行に合わせて順次トンネル軸方向に連設することによりトンネル内に覆工がなされている。
【０００３】
従来、各セグメントのリング周方向接合部間を接合するセグメント継手は、ボルトにより接合する構造が一般的であったが、その他の接合構造として例えばコーンコネクタを用いた継手構造やコッター形式の継手構造が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
このようなコーンコネクタを用いた継手構造やコッター形式の継手構造では、一方のセグメントのリング周方向接合部端面より突出させた雄側継手部材と、他方の接合部端面に開口した凹部内に配置された雌側継手部材とを備え、雄側継手部材を凹部内に挿入し、セグメントをリング軸方向に相対的にスライド移動させることにより、雄雌側両継手部材を互いに係合させて両セグメント間を接合させるようになっている。
【０００５】
雄型継手部材は、セグメントスライド方向に縮径側を向けた円錐台形状の雄側嵌合部と、一端側に雄側嵌合部を支持し、他端側がセグメントに固定された支持部とを備え、雌型継手部材は、セグメントスライド方向に向けて内径が順次縮径する円錐台形状の嵌合孔を有する雌側嵌合部を備え、セグメントのスライド移動に伴って、雄側嵌合部が嵌合孔に挿入され、雄側嵌合部が雌側嵌合部に楔状に嵌合されることにより両継手部材が係合され、それにより両セグメントが接合されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３２４１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の如き従来の継手構造では、両継手部材間の締結力を互いに円錐台形状に形成された雄側嵌合部と嵌合孔との嵌合により得るため、継手部材の製作に高い精度が要求され、セグメントに対する各継手部材の設置位置も正確に決定しなければならず、その為、セグメントの製作コストが嵩むとう問題があり、また、両セグメントのリング周方向の接合強度は、雄側嵌合部と雌側嵌合部との嵌合強度に依存するため、両嵌合部の形状が大型化し、重量が嵩むという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、雄雌側両継手部材を小型軽量化し、コストの低減を図ることができるセグメントの継手構造の提供を目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項1に記載の発明の特徴は、リング周方向で接合されて円環状のセグメントリングを構成する各セグメント間にあって、一方のセグメントの接合部端面よりリング周方向側に突出させた雄側嵌合部を有する雄側継手部材と、他方のセグメントの接合部端面に開口させた凹部内に配置された雌側嵌合部を有する雌側継手部材とを備え、前記雄側嵌合部を前記凹部に挿入し、且つ前記両セグメントをリング軸方向に相対的にスライド移動させて前記雄側嵌合部を前記雌側嵌合部と互いに嵌合させることにより前記セグメント間が接合されるようにしたセグメントの継手構造において、前記雄側嵌合部を上下の外側面部の一方又は両方をセグメントスライド方向に進むにつれ厚みが減ずるように傾斜させてなる断面台形状に形成するとともに、前記雌側嵌合部に前記雄側嵌合部が楔状に嵌め込まれるように互いに対向する上下の内側面部がセグメントスライド方向に進むにつれて互いに近接するように傾斜してなる嵌合溝を備え、前記雄側嵌合部の外側面部及び嵌合溝の内側面部には、それぞれ互いに係合して雄雌側両継手部材のリング周方向の移動を規制する複数の係止歯を鋸刃状に備え、雄側の前記係止歯及び雌側の前記係止歯は、セグメントスライド方向側を雌側継手部材側に傾けて配置され、且つ、前記嵌合溝の内側面部には、前記雌側係止歯が平坦部を隔てて互いに平行に並べた配置に形成されてなるガイド溝を備え、該ガイド溝に前記雄側係止歯が挿入されるようにしていることにある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るセグメントの継手構造は、上述したように、リング周方向で接合されて円環状のセグメントリングを構成する各セグメント間にあって、一方のセグメントの接合部端面よりリング周方向側に突出させた雄側嵌合部を有する雄側継手部材と、他方のセグメントの接合部端面に開口させた凹部内に配置された雌側嵌合部を有する雌側継手部材とを備え、前記雄側嵌合部を前記凹部に挿入し、且つ前記両セグメントをリング軸方向に相対的にスライド移動させて前記雄側嵌合部を前記雌側嵌合部と互いに嵌合させることにより前記セグメント間が接合されるようにしたセグメントの継手構造において、前記雄側嵌合部を上下の外側面部の一方又は両方をセグメントスライド方向に進むにつれ厚みが減ずるように傾斜させてなる断面台形状に形成するとともに、前記雌側嵌合部に前記雄側嵌合部が楔状に嵌め込まれるように互いに対向する上下の内側面部がセグメントスライド方向に進むにつれて互いに近接するように傾斜してなる嵌合溝を備えたことにより、セグメント厚み方向の位置合わせを容易に行うことができる。
【００１１】
また、本発明において、前記雄側嵌合部の外側面部及び嵌合溝の内側面部には、それぞれ互いに係合して雄雌側両継手部材のリング周方向の移動を規制する複数の係止歯を鋸刃状に備えたことにより、リング周方向の抜け止め強度を複数の係止歯に分散させることができるので、小型化が可能となり、また、雄雌側両継手部材の加工に高い精度を必要としないのでコストの低減を図ることができる。
【００１２】
更に本名発明において、前記係止歯は、セグメントスライド方向側を雌側継手部材側に傾けて配置されてなることにより、両セグメントをリング軸方向に相対的にスライド移動させることにより両継手部材にガイドされて両セグメントの接合端面同士を容易に突き合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るセグメントの継手構造を使用したセグメントの一例を示す平面図である。
【図２】（ａ）は図１中の本発明に係るセグメントの継手構造部分を示す縦断面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。
【図３】（ａ）は図２中の雄側継手部材部分を示す平面図、（ｂ）は同側面図、（ｃ）は同Ｂ−Ｂ線断面図である。
【図４】（ａ）は図２中の雌側継手部材部分を示す縦断面図、（ｂ）は同側面図、（ｃ）は同Ｃ−Ｃ線断面図である。
【図５】雄雌側両係止歯間の状態を示す図であって、（ａ）はスライド移動時、（ｂ）は嵌合時の状態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明に係るセグメントの継手構造の実施の態様を図１〜図５に示す実施例に基づいて説明する。尚、図中符号１はコンクリートにより円弧版状に形成されたセグメントであって、複数のセグメント１，１...をリング周方向で互いに対向する接合部端面２ａ，２ｂを互いに突き合わせて連結することにより円環状のセグメントリングが組み立てられるようになっている。
【００１５】
この各セグメント１，１間を接合する継手構造は、一方のセグメント１の接合部端面２ａよりリング周方向に向けて突出した雄側継手部材３と、他方側のセグメント１の接合部端面２ｂに開口した凹部４内に配置された雌側継手部材５とを備え、雄側継手部材３を凹部４内に挿入して両接合部端面２ａ，２ｂを互いに突き合わせた状態とし、その状態で両セグメント１，１をリング軸方向に相対的にスライド移動させて雄側継手部材３と雌側継手部材５とを互いに係合させ、それによりセグメント１，１を接合するようになっている。
【００１６】
雄側継手部材３は、図３に示すように、平版状のアンカープレート部１０と、アンカープレート部１０表面より鉛直方向に立ち上げた形状の雄側継手部材本体部１１とを一体に備えてダクタイル鋳鉄をもって鋳造され、アンカープレート部１０側がセグメント１の周方向端部に埋設され、先端側がセグメント１の接合部端面２ａよりリング周方向に向けて突出している。
【００１７】
尚、図中符号１０ａはセグメント１内に埋設された鉄筋であって、この鉄筋１０ａは、接合強度等を考慮した上で必要に応じてアンカープレート部１０に溶接等によって連結するようになっている。
【００１８】
雄側継手部材本体部１１は、アンカープレート部１０の中央より立ち上げた形状の支持部１２のリング周方向先端側に連続して雄側嵌合部１３を一体に備えたプレート状に形成され、そのプレート幅方向がリング軸方向に向けられている。
【００１９】
雄側嵌合部１３は、図３（ｃ）に示すように、上下の外側面部１４，１４の一方又は両方がセグメントスライド方向に進むにつれ厚みが減ずるように傾斜させてなる断面台形状に形成され、且つ上下両外側面部１４，１４には、複数の雄側係止歯１５，１５がリング周方向に向けた鋸刃状に配置されている。
【００２０】
各雄側係止歯１５，１５は、表面をアンカープレート部１０側に向けた係止面部１５ａと、雌側継手部材５側になだらかに傾斜した傾斜面部１４ｂとをもって断面三角状に形成され、且つこの三角状断面が外側面の傾斜に沿って且つセグメントスライド方向側が雌側継手部材側に近づくように傾けた直線方向で連続するような形状に形成されている。
【００２１】
また、各雄側係止歯１５，１５は、互いに平行且つ傾斜面部１５ｂの先端より係止面部１５ａが立ち上がるように連続した配置に形成され、プレート幅方向に対し斜めに傾いた配置に鋸刃状をなしている。
【００２２】
一方、雌側継手部材５は、図４に示すように、セグメント内に埋設されるアンカープレート部２０と、アンカープレート部２０の表面より鉛直に立ち上げた形状の支持部２１に支持させた雌側嵌合部２２とを備えてダクタイル鋳鉄により鋳造され、雌側嵌合部２２がセグメント１の接合端部に形成された凹部４内のセグメントスライド方向側に片寄せて、且つ端面部２２ａがセグメント１の接合端面２ｂに露出するように配置されている。
【００２３】
尚、図中符号２０ａはセグメント１内に埋設された鉄筋であって、この鉄筋２０ａは、接合強度等を考慮した上で必要に応じてアンカープレート部２０に溶接等により連結するようにしている。
【００２４】
雌側嵌合部２２には、リング軸方向の両端面に開放し、且つ互いに対向する上下の内側面部２３，２３がセグメントスライド方向に進むにつれて互いに近接するように傾斜してなる矩形溝状の嵌合溝２４を備え、この嵌合溝２４のリング周方向の一端２４ａが端面部２２ａに開放されている。
【００２５】
尚、この嵌合溝２４は、リング軸方向の奥行が雄側嵌合部１３のリング軸方向幅よりも長く、且つ内側面部２３，２３の傾斜角度が雄側嵌合部外側面部の傾斜角と同じとなるように形成され、更に、雄側嵌合部１３が挿入された際にリング軸方向の略中央位置において雄側嵌合部１３が楔状に嵌合されるように形成されている。
【００２６】
嵌合溝２４の上下の内側面部２３，２３には、複数の雌側係止歯２５，２５...が鋸刃状配置に並べて形成され、各雌側係止歯２５，２５が雄側係止歯１５，１５と互いに係合することにより雌側継手部材に対する雄側継手部材のリング周方向の移動を規制するようになっている。
【００２７】
雌側係止歯２５は、表面をアンカープレート部２０側に向けた係止面部２５ａと、雄側継手部材５側になだらかに傾斜した傾斜面部２５ｂとからなる断面三角状に形成され、且つこの三角状断面が内側面２４の傾斜に沿って且つセグメントスライド方向側がアンカープレート部２０側に近づくように傾斜した直線方向に連続するような形状に形成されている。
【００２８】
また、各雌側係止歯２５は、平坦部２６を隔てて互いに平行に並べた配置に形成され、各雌側係止歯２５，２５間に雄側係止歯１５が挿入されるガイド溝２７，２７...が形成されている。
【００２９】
このように構成されたセグメントの継手構造によりリング周方向で隣り合うセグメント１，１間を接合するには、まず、凹部４内に雄側継ぎ手部材３の雄側嵌合部１３を挿入し、リング周方向で互いに隣り合うセグメントの接合部端面２ａ，２ｂ同士を突合せ配置とする。
【００３０】
次に、セグメント１、１をリング軸方向に向けて相対的にスライド移動させ、このスライド移動に連動して雄側嵌合部１３を雌側嵌合部２２の嵌合溝２４内に挿入するとともに、各雄側係止歯１５，１５をガイド溝２７，２７内に挿入する。
【００３１】
このリング軸方向のスライド開始位置においては、図５（ａ）に示すように、雄側嵌合部１３のスライド方向側端部と嵌合溝２４入口側の内側面部との間に隙間が生じ、それにより正確な位置決めをせずともガイド溝２７内、即ち雌側係止歯２５，２５間に雄側係止歯１５，１５を余裕を持たせて挿入することができる。
【００３２】
そして、雄側嵌合部１３の外側面部１４，１４を嵌合溝２４内側面部２３，２３に誘導させるとともに、各雄側係止歯１５，１５をガイド溝２７，２７にガイドさせつつ両セグメント１，１を相対的にスライド移動させることにより、互いに対向する雄側嵌合部１３の外側面と嵌合溝２４の内側面２３，２３とがスライド方向に進むにつれて接近し、所定の位置、即ち、嵌合溝２４のリング軸方向のほぼ中央部分において雄側嵌合部１３が嵌合溝２４内に楔状に嵌り込み、且つ、スライド方向に進むにつれて雌側継手部材５側に傾くように配置された雄雌側両係止歯１５，２５に誘導されて互いに対向する接合端面２ａ，２ｂ部同士が接近して所定の位置において圧接されてリング周方向の位置決めがなされる。
【００３３】
この雄側嵌合部１３が嵌合溝２４の中央部分において楔状に嵌り込んだ状態においては、図５（ｂ）に示すように、雄側係止歯１５，１５の係止面部１５ａと雌側係止歯２５の係止面部２５ａとが互いに圧接されるように係合し、それにより雄雌側両継手部材３，５間のリング周方向の移動が規制されるとともに、両継手部材３，５間に作用するリング周方向の力が各係止歯１５，２５に分散される。
【符号の説明】
【００３４】
１  セグメント
２  接合端面
３  雄側継手部材
４  凹部
５  雌側継手部材
１０  アンカープレート部
１１  雄側継手本体部
１２  支持部
１３  雄側嵌合部
１４  外側面部
１５  雄側係止歯
２０  アンカープレート部
２１  支持部
２２  雌側嵌合部
２３  内側面部
２４  嵌合溝
２５  雌側係止歯
２６  平坦部
２７  ガイド溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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