(57)【要約】【課題】  セグメントの接合作業が極めて容易で、接合部の信頼性にも優れるとともに、接合部の製作に高い精度を必要としないセグメントの継手構造を提供する。【解決手段】  雄型接合面３には、複数の雌型インサート３１、３１が埋設され、各雌型インサート３１、３１に、締付力保持体を備える棒状の雄型継手５、５の基端部が螺着されている。一方、雌型接合面２には、雄型継手５、５と対向する位置に凹陥部１３、１３が形成され、雄型継手５、５に嵌合する切欠部を有する係止板を備える雌型継手４、４が凹陥部１３、１３に挿着されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄型継手を接合面に有する一方のセグメントと雌型継手を接合面に有する他方のセグメントの互いの接合面同士をスライドさせて、前記雄型継手と前記雌型継手を嵌合させることにより、セグメント同士を接合させるセグメントの継手構造であって、
前記雄型継手は、前記一方のセグメントの接合面に立設する、先端部にねじ部が形成された棒状体と、当該ねじ部に螺合するナットと、前記棒状体に係合して前記棒状体の中間部を摺動する摺動体と、前記ナットと前記摺動体間に介装されて、前記摺動体が前記ナット方向に摺動することにより圧縮力を生ずるとともに、当該圧縮力が所定の圧縮力に達した後は当該所定の圧縮力を保持する締付力保持体とを備え、
前記雌型継手は、前記他方のセグメントの接合面に形成された凹陥部の開口部の少なくとも一部を覆うような係止板を備えてなり、当該係止板は、前記雄型継手が側方から嵌合可能な切欠部を有するとともに、前記雄型継手がスライドする方向に向けて厚さが漸増するテーパー状断面を有していることを特徴とするセグメントの継手構造。
【請求項２】
前記雄型継手は、前記一方のセグメントの接合面に着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載のセグメントの継手構造。
【請求項３】
前記雄型継手の前記摺動体と前記一方のセグメントの接合面との間にスペーサーが介装されることを特徴とする請求項１または２に記載のセグメントの継手構造。
【請求項４】
前記締付力保持体は、初期剛性に比べて２次剛性が小さなバイリニア型の復元力特性を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のセグメントの継手構造。
【請求項５】
前記締付力保持体は、その中間部の外周面にノッチが形成されているスリーブであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のセグメントの継手構造。
【請求項６】
前記締付力保持体は、少なくともその中間部が蛇腹状に形成されているスリーブであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のセグメントの継手構造。
【請求項７】
前記締付力保持体は、その中間部の肉厚が両端部の肉厚に比べて薄いスリーブであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の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、セグメントの継手構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、シールドトンネル工事におけるセグメントの組立では、セグメントに予め連通孔を設けておき、セグメント同士を当接させた際、当該連通孔にボルトを挿通してナットにより締め付けることが行われている。しかし、従来の継手構造は、連通孔の位置決めやボルトとナットの締め付け作業等に手間がかかるため、作業効率が悪く、工期が長期化するという問題がある。
そこで、特許文献１では、ボルト頭部からなる雄継手を接合面に有するセグメントと、切欠部を有する係止板からなる雌継手を接合面に有するセグメントを使用し、セグメントの接合面同士をスライドさせてボルト頭部を切欠部に嵌合させることにより、セグメント同士を接合させるセグメントの継手構造が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−４６９８８号公報  （第２−３頁、第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載のセグメントの継手構造では、係止板の厚みの設定が難しく、係止板が薄すぎると接合部に緩みが生じるし、係止板が厚すぎるとボルトが破断するおそれがある。また、ボルトと係止板との間にあそびがないため、継手のアンカー部をセグメントに埋め込む際に高い精度が要求されるという問題もある。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、セグメントの接合作業が極めて容易で、接合部の信頼性にも優れるとともに、接合部の製作に高い精度を必要としないセグメントの継手構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明に係るセグメントの継手構造では、雄型継手を接合面に有する一方のセグメントと雌型継手を接合面に有する他方のセグメントの互いの接合面同士をスライドさせて、前記雄型継手と前記雌型継手を嵌合させることにより、セグメント同士を接合させるセグメントの継手構造であって、前記雄型継手は、前記一方のセグメントの接合面に立設する、先端部にねじ部が形成された棒状体と、当該ねじ部に螺合するナットと、前記棒状体に係合して前記棒状体の中間部を摺動する摺動体と、前記ナットと前記摺動体間に介装されて、前記摺動体が前記ナット方向に摺動することにより圧縮力を生ずるとともに、当該圧縮力が所定の圧縮力に達した後は当該所定の圧縮力を保持する締付力保持体とを備え、前記雌型継手は、前記他方のセグメントの接合面に形成された凹陥部の開口部の少なくとも一部を覆うような係止板を備えてなり、当該係止板は、前記雄型継手が側方から嵌合可能な切欠部を有するとともに、前記雄型継手がスライドする方向に向けて厚さが漸増するテーパー状断面を有していることを特徴とする。
本発明では、雌型継手の凹陥部に雄型継手を挿入し、雌型継手の係止板に形成された切欠部に沿って雄型継手をスライドさせる。この際、係止板の断面が、スライド方向に向けて厚さが漸増するテーパー状になっているため、係止板に係合する雄型継手の摺動体は、雄型継手のナットの方向に摺動する。摺動体がナットの方向に摺動すると、ナットと摺動体間に介装された締付力保持体には圧縮力（締付力）が発生するが、所定の圧縮力に達した後は、締付力保持体はその圧縮力を保持する。そのため、本発明では、セグメントの接合面同士をスライドさせても、所定の締付力以上の大きな締付力は雄型継手に作用せず、雄型継手が損傷することがない。
また、本発明では、締付力保持体があるため、雄型継手と雌型継手の製造時および接合面への取り付け時に誤差が生じても、締付力保持体によってその誤差を吸収することができる。
【０００５】
また、本発明に係るセグメントの継手構造では、前記雄型継手は、前記一方のセグメントの接合面に着脱可能であってもよい。
本発明では、セグメント搬送時に雄型継手をセグメントから取り外しておくことができるため、雄型継手が損傷したり変形したりするのを防止することができる。
【０００６】
また、本発明に係るセグメントの継手構造では、前記雄型継手の前記摺動体と前記一方のセグメントの接合面との間にスペーサーが介装されていてもよい。
本発明では、雄型継手の摺動体とセグメントの接合面との間にスペーサーを介装することにより、摺動体とセグメントの接合面と間の初期間隔がスペーサーの寸法に統一される。
【０００７】
また、本発明に係るセグメントの継手構造では、前記締付力保持体は、初期剛性に比べて２次剛性が小さなバイリニア型の復元力特性を有していてもよい。
ここで、縦軸を締付力保持体の圧縮力、横軸を締付力保持体の変形とする締付力保持体の復元力特性グラフにおいて、原点近傍における復元力曲線の接線勾配を初期剛性と呼び、圧縮力が所定の圧縮力に達することにより、復元力曲線の接線勾配が低下したときのその勾配を２次剛性と呼ぶ。バイリニア型の復元力特性は、初期剛性を有する直線と２次剛性を有する直線の２本の直線からその復元力特性が構成される。
本発明では、締付力保持体の２次剛性がゼロまたは初期剛性に比べて非常に小さな２次剛性を有するものが望ましい。例えば、塑性化することにより弾性時に比べて剛性が大幅に低下する材料や、形状が変化することにより初期剛性に比べて２次剛性が大幅に低下するものなどを締付力保持体として利用することができる。
【０００８】
また、本発明に係るセグメントの継手構造では、前記締付力保持体は、その中間部の外周面にノッチが形成されているスリーブであってもよい。
本発明では、締付力保持体の変形が増大すると、ノッチ部で締付力保持体が外方に変形することにより、以後、締付力保持体の変形が増大しても圧縮力は増大せず、所定の圧縮力を保持することができる。
【０００９】
また、本発明に係るセグメントの継手構造では、前記締付力保持体は、少なくともその中間部が蛇腹状に形成されているスリーブであってもよい。
本発明では、締付力保持体の少なくとも中間部が蛇腹状になっているため、締付力保持体の変形が増大しても圧縮力は増大せず、所定の圧縮力を保持することができる。
【００１０】
また、本発明に係るセグメントの継手構造では、前記締付力保持体は、その中間部の肉厚が両端部の肉厚に比べて薄いスリーブであってもよい。
本発明では、締付力保持体の変形が増大すると、締付力保持体の薄肉部が塑性化することにより、以後、締付力保持体の変形が増大しても圧縮力は増大せず、所定の圧縮力を保持することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、雄型継手を接合面に有する一方のセグメントと雌型継手を接合面に有する他方のセグメントの互いの接合面同士をスライドさせて、雄型継手と雌型継手を嵌合させる際に、雄型継手を構成する締付力保持体により所定の締付力以上の大きな締付力が雄型継手に作用することがない。そのため、本発明によれば、セグメントの接合作業が極めて容易で、接合部の信頼性にも優れるとともに、接合部の製作に高い精度を必要としないセグメントの継手構造を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係るセグメントの継手構造の実施形態について、図面に基いて説明する。
図１は、本発明に係るセグメントの継手構造の実施形態の一例を示す概略図である。また、図２は雄型継手の側断面図、図３は雌型継手を示す図であって、（ａ）はその外観図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ矢視断面図である。
セグメント２０、３０は、円弧板状をなすコンクリート製セグメントであり、一方の周方向端部に雄型接合面３を、他方の周方向端部に雌型接合面２を備える。そして、トンネルの周方向に隣接配置されたこれらセグメント２０、３０の雄型接合面３と雌型接合面２を接合させることにより、筒状壁体を構成するリングが構築される。
【００１３】
雄型接合面３には、トンネルの軸方向に一定の離間間隔をおいて、複数の雌型インサート３１、３１が埋設されている。そして、各雌型インサート３１、３１に雄型継手５、５の基端部が螺着される。
図２に示すように、雄型継手５は、先端部６ｃおよび基端部６ａにねじ部が形成された棒状体６と、先端部６ｃに形成されたねじ部に螺合するナット７と、棒状体６に係合して棒状体６の中間部６ｂを摺動する摺動体９と、ナット７と摺動体９間に介装された締付力保持体８とから構成され、スリーブ状のスペーサー１０を介して棒状体６の基端部６ａが雌型インサート３１に螺着されている。
摺動体９は、リング形状であって、その中央部９ａを棒状体６が挿通している。また、摺動体９がスペーサー１０に接する側の面は、周縁から中央に向けて厚さが漸増するテーパー状になっている。
鋼製スリーブからなる締付力保持体８は、スリーブ内を棒状体６が挿通するとともに、両端にそれぞれナット７と摺動体９が当接している。締付力保持体８の中間部の外周面にはスリット状のノッチ８ａが形成されている。
スペーサー１０は、摺動体９と雄型接合面３との初期間隔を統一するためのものであって材質は特に限定されない。スペーサー１０の高さは、後述する切欠部の入口部分の厚さよりも幾分大きく設定される。
【００１４】
一方、雌型接合面２には、雄型継手５、５と対向する位置に凹陥部１３、１３が形成され、これら凹陥部１３、１３内に雌型継手４、４が挿着されている。
図３に示すように、凹陥部１３の開口部は、係止板１１によってその大部分を覆われている。係止板１１には、雄型継手５が側方から嵌合可能なように、スペーサー１０の外径よりも幾分大きな幅で、雄型継手５のスライド方向Ｓに細長い切欠部１２が形成されるとともに、切欠部１２の隅角部には、雄型継手５が嵌合しやすいように、アール１２ａ、１２ａが形成されている。
係止板１１の裏面１１ａは、雄型継手５がスライドする方向Ｓに向けて厚さが漸増するテーパー状になっており、また、スライド直交方向についても、切欠部１２から外周部に向けて厚さが漸増するテーパー状になっている。
【００１５】
次に、上記構成からなるセグメント２０、３０を接合する方法について、図４に基づき説明する。
先ず、セグメント３０の雄型接合面３の雌型インサート３１、３１に雄型継手５、５の基端部６ａを螺着する。続いて、雌型継手４、４の凹陥部１３、１３に雄型継手５、５を挿入させ、雌型継手４、４の係止板１１、１１に形成された切欠部１２、１２に沿って雄型継手５、５をスライドさせる。
この際、係止板１１の裏面１１ａが、スライド方向に向けて厚さが漸増するテーパー状になっているため、係止板１１の裏面１１ａに係合する雄型継手５の摺動体９は、雄型継手５のナット７の方向に摺動する。摺動体９がナット７の方向に摺動すると、ナット７と摺動体９に両端を当接する締付力保持体８には圧縮力（締付力）が発生し、雄型継手５のスライドに伴う摺動体９の摺動とともに締付力保持体８の圧縮力は増大する。
締付力保持体８の圧縮力が所定の圧縮力に達すると、締付力保持体８の中間部の外周面に形成されたノッチ８ａ部分から外方に向けて締付力保持体８が変形し始める。そして、締付力保持体８は、所定の圧縮力を保持した状態で、変形のみが進行する。その結果、セグメント２０、３０の接合面同士をスライドさせても、所定の締付力以上の大きな締付力は雄型継手５、５に作用せず、雄型継手５、５が損傷することはない。
【００１６】
図５は、締付力保持体８の復元力特性を示す図であり、縦軸が締付力保持体８の圧縮力を、横軸が締付力保持体８の変形を示している。
摺動体９が摺動すると、締付力保持体８の圧縮力は初期剛性ｋ１で増大していく。しかし、締付力保持体８の圧縮力が所定の圧縮力Ｑａに達すると、急激に剛性が低下し、以後、締付力保持体８の圧縮力は２次剛性ｋ２で増大していく。このような特性を示す復元力特性をバイリニア型の復元力特性と呼ぶ。本発明では、締付力保持体８の２次剛性ｋ２がゼロまたは初期剛性ｋ１に比べて非常に小さな２次剛性ｋ２を示すものが望ましい。
【００１７】
図６は、バイリニア型の復元力特性を示す締付力保持体８の他の実施形態を示したものである。
（ａ）は、鋼製スリーブからなる締付力保持体８の中間部８ｂが蛇腹状になったものである。中間部８ｂが蛇腹状になっているため、締付力保持体８の変形が増大しても圧縮力は急増せず、一定の圧縮力を保持することができるものである。
（ｂ）は、鋼製スリーブからなる締付力保持体８の中間部８ｃの肉厚が両端部の肉厚に比べて薄くなっているものである。締付力保持体８の変形が増大すると、締付力保持体８の薄肉部分が塑性化することにより２次剛性が低下し、以後、締付力保持体８の変形が増大しても圧縮力は増大せず、所定の圧縮力を保持することができるものである。
【００１８】
本実施形態によるセグメントの継手構造１では、雄型継手５、５を雄型接合面３に有するセグメント３０と雌型継手４、４を雌型接合面２に有するセグメント２０の接合面同士をスライドさせて、雄型継手５、５と雌型継手４、４を嵌合させる際に、雄型継手５を構成する締付力保持体８により所定の締付力以上の大きな締付力が雄型継手５に作用することがない。そのため、セグメント２０、３０の接合作業が極めて容易で、接合部の信頼性にも優れるセグメントの継手構造を実現することができる。
また、本実施形態によるセグメントの継手構造１では、締付力保持体８があるため、雄型継手５と雌型継手４の製造時および接合面への取り付け時に誤差が生じても、締付力保持体８によってその誤差を吸収することができる。
【００１９】
以上、本発明に係るセグメントの継手構造の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、周方向に隣接するセグメント同士の接合に適用したが、本発明は、トンネルの軸方向に隣接するセグメント同士の接合に適用してもよい。また、上記の実施形態では、本発明に係る継手構造をコンクリート製セグメントを適用したが、鋼製セグメントや中詰めコンクリート製セグメントにも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す概略図である。
【図２】雄型継手の側断面図である。
【図３】雌型継手を示す図であって、（ａ）は外観図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】雄型継手と雌型継手が嵌合している状態を示す側断面図である。
【図５】締付力保持体の復元力特性を示す図である。
【図６】締付力保持体の他の実施形態を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  セグメントの継手構造
２  雌型接合面
３  雄型接合面
４  雌型継手
５  雄型継手
６  ボルト
７  ナット
８  締付力保持体
９  摺動体
１０  スペーサー
１１  係止板
１２  切欠部
１３  凹陥部
２０、３０  セグメント
３１  雌型インサート
【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】
2006274547.tif 000007
【図６】
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