(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル覆工用セグメントリングのセグメント同士が、先端フランジと後端フランジおよび当該フランジ間の端部に位置するウェブとから前記セグメントリングの直径方向に開口する側面視溝型状に形成された継手本体を備えた一組のＣ型金物と、当該一組のＣ型金物に連結されているコッターを介して接合されてなるセグメントの継手構造において、前記Ｃ型金物は接合されたセグメント双方の接合面にそれぞれ設置され、かつ継手本体同士が互いにかみ合わされ、前記コッターは前記継手本体の先端フランジ間に挿入され、当該コッターの先端フランジとの対向面に先端フランジに接触する突起が設けられ、当該突起は継手本体およびコッターの断面の中心を通る位置よりウェブ側寄りに設けられ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】
請求項１記載のセグメントの継手構造において、突起は継手本体およびコッターの断面の中心を通る位置の両側に、前記コッターの断面の中心を軸に点対称に設けられていることを特徴とす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、シールド工法によるトンネル覆工に使用されるセグメントの継手構造に関し、接合されるセグメント双方の接合面に取り付けられたＣ型金物同士がコッターによって連結されている場合に、Ｃ型金物の継手本体に作用する引張力による偏芯モーメントを低減することによりＣ型金物の設計を無駄なく経済的に行うことができる。
【背景技術】
【０００２】
トンネル覆工用のセグメントリングとして、例えば、図３に図示するようにセグメントリングを４分割とし、４箇所のセグメントの継手のうち、３箇所ａ，ｂ，ｃをヒンジ、１箇所ｄを剛接合とすることにより構成されるセグメントリングは、内的に安定性の高いトンネル覆工体を構成し得るものとして知られている。
【０００３】
この種のセグメントリングは、４個のうちの一個のセグメントをキーセグメント１とし、キーセグメント１以外のセグメント２，３，４を先に組み立てた後、キーセグメント１をセグメントリングの軸方向に挿入し、そして、キーセグメント１とこのキーセグメント１と傾斜面で接合されるセグメント２を継手金物５で剛接合することにより一体的に組み立てられる。
【０００４】
従来、キーセグメント１とこのキーセグメント１と傾斜面で接合されるセグメント２は、例えば、図４に図示するようなＣ型継手によって一体的に剛接合されていた。
【０００５】
Ｃ型継手は、一組のＣ型金物６，６とくさび状の水平コッター７とから構成され、Ｃ型金物６は、継手本体８と継手本体８の一端に突設されたアンカー９とから形成されている。
【０００６】
継手本体８は、セグメントリングの円周方向に一定間隔をおいて位置する先端フランジ８ａと後端フランジ８ｂおよび当該フランジ８ａ，８ｂ間の端部に位置するウェブ８ｃとから側方に開口する側面視ほぼ矩形溝状に形成されている。また、先端フランジ８ａの開口端部に突起８ｄが形成され、後端フランジ８ｂの内側部に凹溝８ｅが形成されている。
【０００７】
なお、符号８ｆは先端フランジ８ａに設けられたボルト孔であり、セグメント１と２をそれぞれセグメント成形型枠(図省略)で成形する際、Ｃ型金物６はセグメント成形型枠の内側にボルト孔８ｆを貫通する仮止めボルト(図省略)によって仮付けすることができる。
【０００８】
このように形成されたＣ型金物８，８はキーセグメント１およびセグメント２の側面視Ｌ字状に形成された接合面に、継手本体８の開口側をセグメントリングの直径方向に対向させて埋設され、かつアンカー９を介して接合面に定着されている。
【０００９】
また、継手本体８どうしは互いにかみ合わされ、突起８ｄと凹溝８ｅが互いに嵌合され、かつ双方の先端フランジ８ａ，８ａ間に水平コッター７が挿入され、これによりキーセグメント１とセグメント２が一体的に剛接合されている。
【００１０】
この場合、かみ合わされた継手本体８，８の先端フランジ８ａ，８ａ間に水平コッター７が挿入されていることにより、突起８ｄと凹溝８ｅが嵌合して離脱することがないので、継手本体８，８はかみ合わされたまま離脱することなく剛接合されている。
【００１１】
また、かみ合わされた継手本体８，８の先端フランジ８ａ，８ａ間に水平コッター７が挿入されることにより、継手本体８，８間に引張力Ｐが作用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３７３５５３２号
【特許文献２】特開平７−３４７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、引張力Ｐは双方の継手本体８，８と水平コッター７の断面の中心を通る軸線Ｌ1上に作用し、この場合の軸線Ｌ1は、水平コッター７と先端フランジ８ａの対向面全体が面接触していることから、水平コッター７と先端フランジ８ａとの接触面の中心にあるとみなす必要がある。
【００１４】
また、引張力Ｐは継手本体８，８双方のウェブ８ｃの中心を通る軸線Ｌ2上にも作用し、この場合の軸線Ｌ2は軸線Ｌ1に対して偏芯している。
【００１５】
このため、継手本体８，８間には軸線Ｌ1上に作用する引張力Ｐの他にＰ×ｅ1の曲げ応力Ｍ1が同時に作用することになり、したがって、Ｃ型金物の継手本体８は、引張力Ｐと曲げ応力Ｍ1の両方の応力に耐え得るように断面設計を行う必要があり無駄な設計を強いられていた。
【００１６】
本発明は、以上の課題を解決すべくなされたもので、Ｃ型金物の継手本体に作用する引張力による偏芯モーメントを低減してＣ型金物の設計を無駄なく経済的に行うことのできる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】
【００１７】
本発明のセグメントの継手構造は、トンネル覆工用セグメントリングのセグメント同士が、先端フランジと後端フランジおよび当該フランジ間の端部に位置するウェブとから前記セグメントリングの直径方向に開口する側面視溝型状に形成された継手本体を備えた一組のＣ型金物と、当該一組のＣ型金物に連結されているコッターを介して接合されてなるセグメントの継手構造において、前記Ｃ型金物は接合されたセグメント双方の接合面にそれぞれ設置され、かつ継手本体同士が互いにかみ合わされ、前記コッターは前記継手本体の先端フランジ間に挿入され、当該コッターの先端フランジとの対向面に先端フランジに接触する突起が設けられ、当該突起は継手本体およびコッターの断面の中心を通る位置よりウェブ側寄りに設けられていることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明は、トンネル覆工用セグメントリングのセグメント同士を、先端フランジと後端フランジおよび当該フランジ間の端部に位置するウェブとからセグメントリングの直径方向に開口する側面視溝型状に形成された継手本体を備えた一組のＣ型金物と、当該Ｃ型金物同士を連結するコッターを介して接合するセグメントの継手構造において、Ｃ型金物同士をコッターによって連結する際に、Ｃ型金物の継手本体に作用する引張力による偏芯モーメントを低減してＣ型金物の設計を無駄なく経済的に行えるようにしたものである。
【００１９】
本発明によれば、コッターの先端フランジとの対向面に、継手本体およびコッターの断面の中心を通る位置よりウェブ側寄りに、先端フランジとの接触面となる突起を設けて、当該突起と先端フランジとの接触面の中心を通る位置に対するウェブの偏芯量を小さくすることで、Ｃ型金物の継手本体に作用する引張力Ｐによる偏芯モーメントを低減して、Ｃ型金物の設計を無駄なく経済的に行うことができる。
【００２０】
突起は、継手本体およびコッターの断面の中心を通る位置の両側にコッターの断面の中心を軸に点対称に設けるのがよい。
【００２１】
なお、継手本体の先端フランジとコッターの双方の対向面に、セグメントリングの軸方向に徐々に幅小となるテーパを設けることにより、先端フランジとコッター間の接触を面接触とすることにより応力集中を発生しにくくすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、コッターの先端フランジとの対向面に、継手本体およびコッターの断面の中心を通る位置よりウェブ側寄りに、コッターと継手本体との接触面の中心となる突起を設けて、当該突起と先端フランジとの接触面の中心を通る位置に対するウェブの偏芯量を小さくすることで、Ｃ型金物の継手本体に作用する引張力Ｐによる偏芯モーメントを低減して、Ｃ型金物の設計を無駄なく経済的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】トンネル覆工用セグメントリングのセグメント間継手部を示す断面図である。
【図２】(ａ)はＣ型金物の平面図、(ｂ)は水平コッターの平面図である。
【図３】トンネル覆工用セグメントリングを示し、(ａ)はその正面図、(ｂ)はその一部展開図である。
【図４】トンネル覆工用セグメントリングのセグメント間継手部の従来例を示す断面図である。
【図５】(ａ)はＣ型金物の従来例を示す平面図、(ｂ)は水平コッターの従来例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１，２は、本発明の一実施形態を示し、図において、図４で説明した部材および部分と同じものには同じ番号を付してその説明を省略する。
【００２５】
互いにかみ合わされた継手本体８，８の先端フランジ８ａ，８ａ間に従来の水平コッター７に代わる水平コッター１０が挿入されている。
【００２６】
先端フランジ８ａと水平コッター１０の双方の対向面には、セグメントリングの軸方向に徐々に小幅となるようにテーパが付けられている。
【００２７】
また、水平コッター１０の先端フランジ８ａとの対向面10ａ，10ａに突起１１，１１がセグメントリングの軸方向に連続して形成され、突起１１は継手本体８，８および水平コッター１０の断面の中心を通る軸線Ｌ1よりウェブ８ｅ側寄りに設けられている。
【００２８】
このように構成されていることにより、引張力Ｐは、突起１１と先端フランジ８ａとの接触面の中心を通る軸線Ｌ3上に作用する。また、接触面の中心を通る軸線Ｌ3に対するウェブ８ｃの中心を通る軸線Ｌ2の偏芯量ｅ2は偏芯量ｅ1より小さくなり、このため継手部に作用する曲げ応力Ｍ2(Ｐ×ｅ2)も小さくなる。
【００２９】
これにより、継手本体８の部材断面をあえて大きくする必要がなくなり、Ｃ型金物をきわめて無駄なく経済的に設計することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、シールド工法によるトンネル覆工に使用されるセグメント同士をＣ型金物と水平コッターによって接合する際に、Ｃ型金物の継手本体に作用する引張力による偏芯モーメントを低減してＣ型金物の設計を無駄なく経済的に行うことができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  キーセグメント
２  セグメント
３  セグメント
４  セグメント
５  継手金物
６  Ｃ型金物
７  水平コッター
８  継手本体
8a  先端フランジ
8b  後端フランジ
8c  ウェブ
8d  突起
8e  凹溝
8f  ボルト孔
９  アンカー
10  水平コッター(コッター)
11  突起
【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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