(57)【要約】【課題】簡易な構造により連結部における軸方向の引張力に対応し、セグメント同士の目開きや目違い等への対応を可能とした継手構造を提供する。【解決手段】一方のセグメント２に埋設された筒状部材である雌部材１０に、軸部２１とこの軸部２１の基端部にフランジ状に形成された基部２２とからなり、他方のセグメント３において一部が突出した状態で埋設される雄部材２０を挿入嵌合することによりセグメント同士を連結する継手構造１であって、雄部材２０は、軸部２１の周囲に形成される一般部３１とこの一般部３１の基端部において内径を拡径することにより形成される拡幅部３２とからなるハウジング３０に、基部２１の端面２２ａが拡幅部３２の底面３２ａに当接するとともに、基部２２の係止面２２ｂと拡幅部３２の係止面３２ｂとの間に隙間Ｓが形成された状態で内装されて、さらに、この隙間Ｓには弾性部材４０が介在されている。【選択図】図１
2008082067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方のセグメントに埋設された筒状部材である雌部材と、
他方のセグメントにおいて一部が突出した状態で埋設される雄部材と、
前記他方のセグメントに形成されて、前記雄部材を内装するハウジングと、
前記ハウジング内において、該ハウジングと前記雄部材との間に介在される弾性部材と、からなり、
前記雄部材の突出部分を前記雌部材に挿入嵌合することにより前記セグメント同士を連結する継手構造であって、
前記雄部材は、軸部と該軸部の基端部にフランジ状に形成された基部とからなり、
前記ハウジングは、前記軸部の周囲に形成される一般部と、前記一般部の基端部において該一般部の内径を拡径することにより形成される拡幅部とからなり、
前記基部の端面が前記拡幅部の底面に当接するとともに、前記基部の前記軸部側の面と前記拡幅部の一般部側内壁面との間に隙間が形成された状態で前記雄部材が前記ハウジングに内装されており、前記弾性部材が該隙間に介在されていることを特徴とする、継手構造。
【請求項２】
一方のセグメントに埋設された筒状部材である雌部材と、
他方のセグメントにおいて一部が突出した状態で埋設される雄部材と、
前記一方のセグメントに形成されて、前記雌部材を内装するハウジングと、
前記ハウジング内において、該ハウジングと前記雌部材との間に介在される弾性部材と、からなり、
前記雄部材の突出部分を前記雌部材に挿入嵌合することにより前記セグメント同士を連結する継手構造であって、
前記雌部材は、本体部と該本体部の基端部にフランジ状に形成された基部とからなり、
前記ハウジングは、前記本体部の周囲に形成される一般部と、前記一般部の基端部において該一般部の内径を拡径することにより形成される拡幅部とからなり、
前記基部の端面が前記拡幅部の底面に当接するとともに、前記基部の前記本体部側の面と前記拡幅部の一般部側内壁面との間に隙間が形成された状態で前記雌部材が前記ハウジングに内装されており、前記弾性部材が該隙間に介在されていることを特徴とする、継手構造。
【請求項３】
前記弾性部材が、高弾性の金属、硬質ゴム、高密度ポリエチレンまたはＦＲＰ樹脂等により構成されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の継手構造。
【請求項４】
前記雌部材の内径が、前記軸部材の外径よりもわずかに小さいことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか1項に記載の継手構造。
【請求項５】
前記筒状部材の外周面に、緩衝材が巻き付けられていることを特徴とする、請求項４に記載の継手構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体同士を連結する継手構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セグメント同士の連結は、ボルト継手により行われていた。このボルト継手によるセグメント同士の連結では、弾性ワッシャを使用することにより、地震時や不等沈下等（以下、単に「地震時等」と言う場合がある）に伴い発生するセグメント同士の軸方向のズレ（目開きや目違い等）に対応していた。ところが、ボルト継手は、セグメントとは別にボルト等の輸送が必要となることや、これらのボルト等の管理や締め付けに手間がかかることにより、施工性にかけるという問題点を有していた。
【０００３】
一方、ボルトの締め付け作業等の手間を省略して、トンネル施工の高速化を図ることを目的として、ボルトの締め付けの手間を省いたボルトレス継手が多数開発されて、実用化に至っている。このボルトレス継手は、既設のセグメントの後方に新設のセグメントを連結する際に、一方のセグメントから突出するように形成された雄部材を他方のセグメントに形成された雌部材に挿入することで、雄部材と雌部材との摩擦抵抗や圧縮力等により連結するものである。ところが、このボルトレス継手は、地震時等に発生する軸方向の引き抜き力に対して十分に対応したものではなく、セグメントの接合部の目開きや目違い等に対応できないという問題点を有していた。
【０００４】
そのため、本出願人は、施工時の手間を省略することを可能とするとともに、セグメント接合部における目開きや目違い等に対応可能な継手構造を開発し、実用化に至っている（特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に記載の継手構造１０１は、図７に示すように、一方のセグメント１０２に形成された筒状部材である雌部材１１０に、他方のセグメント１０３の端面から突出するように形成された雄部材１２０を挿入嵌合するものである。
この雄部材１２０は、他方のセグメント１０３に埋設される筒状部材である外筒部材１３１と、基部が外筒部材１３１に縁切りされた状態で内装され、挿入部が外筒部材１３１から突出している筒状部材であるプラグ部材１２１と、プラグ部材１２１を長軸方向に貫通しており、プラグ部材１２１の挿入部及び外筒部材１３１に定着されている伸長部材１２２と、この伸長部材１２２を定着させるために外筒部材１３１の基部側の端部に設けられた定着部材１３２と、定着部材１３２のプラグ部材１２１と反対側に円筒カバー１３３を設けることにより空間を形成し、この空間において伸長部材１２２に固定された弾性部材１４０と、を有している。プラグ部材１２１の挿入部は、雌部材１１０の内部に圧着可能に形成されている。なお、図面において、符号１２３は、伸長部材１２２をプラグ部材１２１の先端及び定着部材１３２に定着するナットである。また、符号１２４は、プラグ部材１２１の内部に充填される充填材である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３６０４４５号公報（［００２９］−［００３１］、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記従来の継手構造１０１は、地震時等において、セグメントの目開きや目違い等が発生した際に、プラグ部材１２１の挿入部は雌部材１１０の内部に固定された状態で、外筒部材１３１の内部を摺動し、プラグ部材１２１の端面が定着部材１３２から離間すると同時に、伸長部材１２２が伸びて弾性部材１４０が圧縮される。その後、伸長部材１２２の復元力と弾性部材１４０の復元力とにより、セグメントのズレを収縮させることを可能としている。ところが、弾性部材１４０の配置にともない、定着部材１３２の背面には空間が形成されるため、雄部材１２０の雌部材１１０への挿入時に作用する反力の一部は、プラグ部材１２１を介して定着部材１３２により受け持つ。そのため、定着部材１３２は、この反力に十分耐え得る強度を有している必要があり、部材厚を大きくする必要がある場合があった。また、接合時のズレなどにより、想定外の応力が発生した場合には、定着部材１３２が変形する可能性があるという問題点を有していた。さらに、継手構造１０１は、複雑な構成なため、材料費等が比較的高価になる場合があった。
また、雄部材１２０の雌部材１１０への挿入時に作用する反力の一部は、伸長部材１２２を介して円筒カバー１３３に集中荷重として作用する。そのため、円筒カバー１３３またはセグメント１０３の強度を、この伸長部材１２２の先端から伝達される集中荷重を踏まえて設定することで、過大となる場合があった。
【０００８】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、簡易な構造により連結部における軸方向の引張力に対応し、セグメント同士の目開きや目違い等への対応を可能とした継手構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、一方のセグメントに埋設された筒状部材である雌部材と、他方のセグメントにおいて一部が突出した状態で埋設される雄部材と、前記他方のセグメントに形成されて、前記雄部材を内装するハウジングと、前記ハウジング内において、該ハウジングと前記雄部材との間に介在される弾性部材と、からなり、前記雄部材の突出部分を前記雌部材に挿入嵌合することにより前記セグメント同士を連結する継手構造であって、前記雄部材は、軸部と該軸部の基端部にフランジ状に形成された基部とからなり、前記ハウジングは、前記軸部の周囲に形成される一般部と、前記一般部の基端部において該一般部の内径を拡径することにより形成される拡幅部とからなり、前記基部の端面が前記拡幅部の底面に当接するとともに、前記基部の前記軸部側の面と前記拡幅部の一般部側内壁面との間に隙間が形成された状態で前記雄部材が前記ハウジングに内装されており、前記弾性部材が該隙間に介在されていることを特徴としている。
【００１０】
かかる継手構造は、セグメントに形成されたハウジングの内壁面に基部の端面が当接しているため、押し込み時の反力をセグメント本体により受け持つことを可能としている。そのため、継手構造（ハウジング）を構成する部材として必要以上に高強度な材料を使用する必要がなく、簡易かつ安価に構成することが可能となる。
また、雄部材の基部がフランジ状に形成されていることにより、押し込み時の反力は、拡径（拡大）された基部の面積により分散された状態でセグメント本体に伝達されるため、セグメント本体への負担が小さい。
【００１１】
また、基部の軸部側の面とハウジングの拡幅部の一般部側の内壁面との間には隙間が形成されているため、セグメント同士の連結部においてズレ（目開きや目違い等）が発生した際には、基部が拡幅部の一般部側の内壁面に向かって相対移動し、ズレを吸収することが可能なる。そのため、継手構造への負担が小さく、好適である。
【００１２】
さらに、基部が相対移動すると、隙間に介在された弾性部材が圧縮される。そして、地震時等において発生したセグメント同士のズレを弾性部材の復元力によって収縮する。したがって、セグメント同士の連結部において、地震時等によってズレが生じることがなく、高品質な連結構造が維持される。ここで、本明細書における弾性部材とは、圧縮変形した後に反発力（復元力）によりセグメント同士のズレを収縮する機能を有する部材をいう。
【００１３】
また、本明細書においてセグメントとは、シールド工法やトンネルボーリングマシン（ＴＢＭ）工法等においてトンネル覆工として使用される部材に限定するものではなく、推進工法における推進管や連続的に配置されるボックスカルバート等、あらゆる連続的に地中に配置されるトンネル覆工部材を含むものとする。
【００１４】
また、軸部の外径とは、軸部の断面形状が円形以外の場合は、軸部の断面に対する幅を示すものとし、同様に、ハウジングの内径も、ハウジングの断面形状が円形以外の場合は、その断面に対する幅を示すものとする。この軸部（ハウジング）の断面に対する幅は、定着部材の形状が矩形、多角形であれば対角線長、円形であれば直径、楕円形であれば長辺長に統一するものとする
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、一方のセグメントに埋設された筒状部材である雌部材と、他方のセグメントにおいて一部が突出した状態で埋設される雄部材と、前記一方のセグメントに形成されて、前記雌部材を内装するハウジングと、前記ハウジング内において、該ハウジングと前記雌部材との間に介在される弾性部材と、からなり、前記雄部材の突出部分を前記雌部材に挿入嵌合することにより前記セグメント同士を連結する継手構造であって、前記雌部材は、本体部と該本体部の基端部にフランジ状に形成された基部とからなり、前記ハウジングは、前記本体部の周囲に形成される一般部と、前記一般部の基端部において該一般部の内径を拡径することにより形成される拡幅部とからなり、前記基部の端面が前記拡幅部の底面に当接するとともに、前記基部の前記本体部側の面と前記拡幅部の一般部側内壁面との間に隙間が形成された状態で前記雌部材が前記ハウジングに内装されており、前記弾性部材が該隙間に介在されていることを特徴としている。
かかる継手構造により、請求項１に記載の継手構造と同様の効果を得ることが可能である。
【００１６】
なお、前記継手構造において、弾性部材として、高弾性の金属、高密度ポリエチレン、硬質ゴムまたはＦＲＰ樹脂等を使用すれば、優れた弾性力によりセグメントの接合部に生じるズレ等を収縮するため、好適である。
【００１７】
また、前記継手構造において、前記雌部材の内径が、前記軸部材の外径よりもわずかに小さく形成されていれば、雄部材を雌部材により圧着することが可能となり、雄部材の抜け出しが防止されて、好適である。
【００１８】
また、前記継手構造において、前記筒状部材の外周面に、緩衝材が巻き付けられていれば、雄部材の雌部材への挿入時の雌部材の膨張を吸収することが可能となり、好適である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の継手構造によれば、簡易な構造により連結部における軸方向の引張力に対応し、セグメント同士のズレへの対応を可能とした継手構造を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
ここで、図１は、第１の実施の形態に係る継手構造を示す断面図である。また、図２は、第１の実施の形態に係る継手構造の連結前の状態を示す断面図である。また、図３は、第１の実施の形態に係る継手構造において、セグメントに軸方向の引張力が作用した際に状況を示す断面図である。また、図４は、第２の実施の形態を示す断面図である。また、図５は、第３の実施の形態を示す断面図である。さらに、図６は、第４の実施の形態を示す断面図である。
【００２１】
＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態では、図１に示すように、シールドトンネル施工において、２体のセグメント２，３（一方のセグメント２および他方のセグメント３）を連結する際に、本発明に係る継手構造を適用する場合について説明する。なお、本発明に係る継手構造が使用可能なセグメントは、シールドトンネルのセグメントに限定されるものではなく、例えば、ＴＢＭ（トンネルボーリングマシン）施工におけるセグメントにも使用可能である。
【００２２】
継手構造１は、図１に示すように、一方のセグメント２に埋設された筒状部材である雌部材と、他方のセグメント３において一部が突出した状態で埋設される雄部材２０と、他方のセグメント３に埋設（形成）されて、雄部材２０を摺動可能に内装するハウジング３０と、ハウジング３０の内部において、ハウジング３０と雄部材２０との間に介在される弾性部材４０と、からなり、雄部材２０の突出部分を雌部材１０に挿入することにより雌部材１０と雄部材２０とが嵌合（挿入嵌合）して、一方のセグメント２と他方のセグメント３とを連結している。
【００２３】
継手構造１の設置箇所や設置数は、セグメント２，３の断面形状や想定されるトンネルに作用する応力等に応じて適宜設定すればよい。
【００２４】
雌部材１０は、図１および図２に示すように、一方のセグメント２の端部において、その他方のセグメント３側（図１において左側）が開口するように配置された有底の筒状部材である本体部１１を主体として構成されている。雌部材１０を構成する材料は限定されるものではないが、摩擦抵抗力と圧縮力とにより、雄部材２０を挿入した状態で嵌合（挿入嵌合）することが可能なものであればよい。また、雌部材を構成する筒状部材は必ずしも有底である必要はない。
【００２５】
雌部材１０は、図１に示すように、本体部１１と、本体部１１の他方のセグメント３と反対側の端部（図１において右側の端部）にフランジ状に形成された基部１２と、から構成されており、一方のセグメント２からの抜け出しが防止されている。また、図２に示すように、本体部１１の内径Ｄ１は、雄部材２０の軸部２１の外径Ｄ２よりもわずかに小さく形成されている。さらに、本体部１１の外周面には、軸部２１の挿入部分に対応する箇所に緩衝材１３が巻き付けられており、軸部２１の挿入に伴い、本体部１１の拡幅が可能に構成されている。
なお、緩衝材１３を構成する材料は限定されるものではないが、第１の実施の形態では、高密度ポリエチレンまたはＦＲＰ樹脂等を使用するものとする。また、雄部材２０とより強固に嵌合させることを目的として、本体部１１の内周面に凹凸を形成するなど、滑り止め加工を施してもよい。また、雌部材１０のセグメント（一方のセグメント２）からの抜け出しの防止を目的として、基部１２の形成の代わりに、雌部材１０の外周面に凹凸面を形成したり、アンカー部材等を設置してもよい。
【００２６】
第１の実施の形態では、雌部材１０を、トンネル軸方向と平行をなすように配置するものとするが、雌部材１０の配置方向は、セグメント同士（一方のセグメント２と他方のセグメント３）の連結時の押し込み方向に応じて適宜設定すればよいことはいうまでもない。
【００２７】
雄部材２０は、鋼製部材からなり、軸部２１とこの軸部２１の基端部（図１において左側端部）にフランジ状に形成された基部２２とから構成されている。第１の実施の形態では、雄部材２０を、軸部２１がトンネル軸方向と平行をなすように配置するものとするが、雄部材２０の方向は、セグメント同士（一方のセグメント２と他方のセグメント３）の連結時の押し込み方向に応じて適宜設定すればよいことはいうまでもない。
ここで、雄部材２０を構成する材料や構造は限定されないことはいうまでもなく、例えば、鋼製の中空部材の内部にコンクリートを充填することにより構成してもよい。
【００２８】
軸部２１は、断面円形の棒状に形成されており、基部２２は、軸部２１を構成する棒状部材の基端部を拡径することにより形成されており、この基部２２の幅（外径）は、ハウジング３０の一般部３１の内径よりも大きい。なお、基部２２の形成方法は限定されるものではなく、例えば、軸部の端部を熱して軟化させた状態で軸方向に圧縮力を加えることにより拡径する方法や、軸部２１よりも大きな幅を有した板状部材を溶接等により一体に接合することにより行ってもよい。また、雄部材２０を構成する部材は鋼製の棒状部材に限定されるものではなく、例えば、円筒状部材により構成してもよい。さらに、軸部２１の断面形状が円形に限定されないことはいうまでもなく、例えば、四角形やその他の多角形に形成されていてもよい。また、雌部材１０との嵌合性を高めることを目的として、軸部２１の外周面に凹凸が形成するなどの、滑り止め加工を施していてもよい。さらに、基部２２の形状も、ハウジング３０の拡幅部３２に係止可能な係止面２２ｂが形成されていれば限定されるものではなく、円形、矩形、十字状に形成されているなど、適宜設定すればよい。
【００２９】
軸部２１は、図２に示すように、その略中央から先端側が、他方のセグメント３から突出しており、略中央から基端部側が、ハウジング３０に内装（収容）されている。そして、軸部２１の外径（幅）Ｄ２は、雌部材１０の内径（幅）Ｄ１よりもわずかに大きく形成されている。なお、軸部２１の外径Ｄ２と雌部材１０の内径Ｄ１との関係は、地震時等において継手構造１に作用する引き抜き力により抜け出す事がないように、外径Ｄ２が内径Ｄ１と同等以上となるように適宜設定すればよい。つまり、本体部１１と軸部２１との摩擦抵抗力が、軸部２１と一般部３１との摩擦抵抗力および弾性部材４０の圧縮抵抗力の合計よりも大きくなるように設定されていればよい。
【００３０】
基部２２は、その端面２２ａが拡幅部３２の底面３２ａに当接するとともに、係止面（軸部側の面）２２ｂと拡幅部３２の係止面３２ｂ（一般部側内壁面）との間に隙間Ｓが形成された状態で、ハウジング３０の拡幅部３２に内装（収容）されている。
【００３１】
ハウジング３０は、図１に示すように、軸部２１の外径と同程度の内径の筒状部材からなる一般部３１と、一般部３１の基端部（図１における左側端部）において一般部３１の内径を拡径するように形成された箱状部材からなる拡幅部３２と、を一体に接合することにより構成されている。そして、この一般部３１と拡幅部３２を、他方のセグメント３に、他方のセグメント３の端面において一般部３１が開口するように、埋設することでハウジング３０が形成されている。
【００３２】
ハウジング３０（一般部３１および拡幅部３２）は、雄部材２０との間に摩擦抵抗が少なく雄部材２０を摺動可能に内装する。また、ハウジング３０の周囲はコンクリートにより固められるため、ハウジング３０を構成する材料そのものに強度が要求されるものではない。
なお、第１の実施の形態では、一般部３１と拡幅部３２とを、別部材により構成するものとしたが、一部材に加工を施すことにより構成してもよいことはいうまでもない。また、ハウジング３０を構成する材料は限定されるものではなく、適宜、公知の材料から選定して使用すればよい。また、ハウジング３０のセグメント（他方のセグメント３）からの抜け出しの防止を目的として、ハウジング３０の外周面に凹凸面を形成したり、アンカー部材等を設置してもよい。
【００３３】
ハウジング３０は、図１に示すように、雄部材２０の基部２２の端面２２ａが、拡幅部３２の底面３２ａに当接するとともに、基部２２の係止面２２ｂと拡幅部の係止面３２ｂとの間に隙間Ｓが形成されるように、雄部材２０を内装（収容）している。
【００３４】
弾性部材４０は、雄部材２０の係止面２２ｂとハウジング３０の係止面３２ｂとの間に形成された隙間Ｓに介在される高弾性の部材であって、銅等の金属、高密度ポリエチレン、硬質ゴムまたはＦＲＰ樹脂等により構成されている。
第１の実施の形態では、リング状の弾性部材４０に雄部材２０の軸部２１を挿通させることで、係止面２２ｂの表面に配置した後、雄部材２０をハウジング３０に内装させることにより、弾性部材４０を隙間Ｓに配置する。なお、弾性部材４０は、地震時等において生じるセグメント２，３同士の目開きにより圧縮変形した後、その復元力（反発力）によりセグメント２，３同士の目開きを収縮させることが可能な材料であれば、その材質や形状は限定されるものではない。
【００３５】
弾性部材４０は、その強度および弾性部材４０の形状と隙間Ｓの形状との関係により形成される空隙と、想定されるＬ２地震時の引き抜き力とに相関を持たせることにより強度と形状（厚みや外径等）を設定する。
【００３６】
第１の実施の形態に係る継手構造１に利用したセグメント２，３の連結は、図２に示すように、既設のセグメント（一方のセグメント）２に埋設された雌部材１０の開口部から、新設するセグメント（他方のセグメント）３に突出した状態で埋設された雄部材２０の突出部分を挿入することにより行う。なお、図面における符号５０は、止水材である。
【００３７】
この時、雌部材１０の内径Ｄ１は、雄部材２０（軸部２１）の外径よりもわずかに小さく形成されているため、雄部材２０は、雌部材１０を押し広げながら挿入される。なお、雌部材１０の周囲には、雄部材２０に対応する箇所に緩衝材１３が巻きつけられているため、雄部材２０の挿入に伴う拡幅により、セグメント２に損傷が生じることがない。
【００３８】
第１の実施の形態に係る継手構造１は、雌部材１０の内径が、雄部材２０（軸部２１）の外径よりもわずかに小さく形成されているため、雄部材２０を雌部材１０に挿入することにより、強固に嵌合して、セグメント同士が目開きすることにより雄部材２０が雌部材１０から抜け出すことがない。
【００３９】
そして、地震時等において、トンネル軸方向の引張力が作用すると、セグメント２，３に目開きが生じる。この時、雄部材２０は、雌部材１０と強固に嵌合しているため、雌部材１０に収容された軸部２１が引き抜かれる（他方のセグメント３方向にずれる）ことない。一方、軸部２１のハウジング３０に摺動可能に収容された部分は、図３に示すように、弾性部材４０が圧縮されるとともに、基部２２の端面２２ａと拡幅部３２の底面３２ａとの間に隙間が形成された状態となる。
【００４０】
この時、弾性部材４０は、予め想定されるＬ２地震時の引き抜き力と相関を持たせてその形状と強度が設定されているため、一定量以上は変形せずに、弾性変形範囲内で変形する。
【００４１】
図３に示すように、地震時の引き抜き力に対応した後、弾性部材４０の反発力により、目開きＭを収縮させる。
【００４２】
第１の実施の形態に係る継手構造１によれば、雄部材２０の端面２２ａが、他方のセグメント３に埋設されたハウジング３０の底面３２ａに当接した状態で雄部材２０が配置されているため、雌部材１０への雄部材２０の挿入嵌合時に生じる反力を、他方のセグメント３により受け持つことが可能となる。このため、ハウジング３０の部材として高強度のものを使用する必要がなく、安価に構成することが可能である。つまり、応力は、他方のセグメント３に伝達されるため、ハウジング３０は、強度が要求されることなく、雄部材２０を摺動可能に内装するものであればよい。
【００４３】
また、ハウジング３０（拡幅部３２）は、雄部材２０の基部２２を係止可能に形成されているため、雄部材２０が抜け出すことがなく、セグメント２，３同士の連結を好適に行うことができる。
【００４４】
＜第２の実施の形態＞
次に、図４を参照して、第２の実施の形態について、説明する。
第２の実施の形態に係る継手構造１’は、図４に示すように、弾性部材４０として、バネ部材を使用する。
【００４５】
バネ部材（弾性部材４０）を構成する材料は限定されるものではないが、第２の実施の形態では、図４に示すように、皿ばね４１を使用する。この皿ばね４１は、雄部材２０’の基部２２’と、ハウジング３０の反力板３３との間に形成された空間に配置されている。
【００４６】
第２の実施の形態に係る雄部材２０’は、軸部２１’が、円筒状の鋼管であるキャップ部材２１ａと、キャップ部材２１ａの内部に充填されている無収縮製のモルタル２１ｂと、から構成されている。また、雄部材２０’の基部２２’は、キャップ部材２１ａの基端部に一体に固定されたワッシャにより構成されている。基部２２’は、キャップ部材２１ａの外径よりも大きな外径（幅）を有しており、軸部２１’の基端部にフランジ状に形成されている。なお、キャップ部材２１ａと基部２２’との固定方法は限定されるものではなく、例えば、摩擦圧接や溶接など、適宜公知の手段により行えばよい。この他の雄部材２０’の構成は、前記実施の形態で示した雄部材２０の内容と同様なため、詳細な説明は省略する。また、基部２２’はワッシャに限定されるものではなく、鋼板など、適宜公知の材料が適用可能である。
【００４７】
第２の実施の形態に係るハウジング３０は、塩化ビニルパイプやポリエチレンフォーム等により構成された一般部３１と、一般部３１の基端部（図４における左側端部）において一般部３１の内径を拡径するように形成された箱状部材からなる拡幅部３２と、を一体に接合することにより構成されている。拡幅部３２は、断面視が雌部材側（図４における右側端部）が開口するコの字型の薄肉鋼板からなる箱部材３４と、雄部材２０’の軸部２１’を挿通しつつ箱部材３４の開口部を遮蔽するように形成された反力板３３とから構成されている。この他のハウジング３０の構成は、前記実施の形態で示したハウジング３０の内容と同様なため、詳細な説明は省略する。なお、反力板３３を構成する材料や部材厚等は、皿ばね４１により作用する応力に対して十分な耐力を有したものであれば限定されるものではないが、第２の実施の形態では、鋼板により構成するものとする。
【００４８】
また、第２の実施の形態に係る雌部材１０の構成に関する事項は、前記実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００４９】
以上、第２の実施の形態に係る継手構造１’によっても、前記実施形態で示した作用効果と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００５０】
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態では、図５に示すように、２体のセグメント２，３（一方のセグメント２および他方のセグメント３）を連結する継手構造１について説明する。
【００５１】
継手構造１は、図５に示すように、一方のセグメント２に埋設された筒状部材である雌部材１０と、他方のセグメント３において一部が突出した状態で埋設される雄部材２０と、一方のセグメント２に埋設（形成）されて、雌部材１０を摺動可能に内装するハウジング３０と、からなり、雄部材２０の突出部分を雌部材１０に挿入し、雌部材１０に雄部材２０を嵌合（挿入嵌合）することで、一方のセグメント２と他方のセグメント３とを連結している。なお、ハウジング３０の内部において、ハウジング３０と雌部材１０との間には、弾性部材４０が介在されている。
【００５２】
継手構造１の設置箇所や設置数は、セグメント２，３の断面形状や想定されるトンネルに作用する応力等に応じて適宜設定すればよい。
【００５３】
雌部材１０は、図５に示すように、本体部１１と、本体部１１の他方のセグメント３と反対側の端部（図５において右側の端部）に形成された基部１２と、から構成されている。本体部１１は、一方のセグメント２の端部において、その他方のセグメント３側（図５において左側）が開口するように配置された有底の筒状部材からなる。雌部材１０を構成する材料は限定されるものではないが、摩擦抵抗力と圧縮力とにより、雄部材２０を挿入した状態で嵌合（挿入嵌合）することが可能なものであればよい。
【００５４】
第３の実施の形態では、雌部材１０を、トンネル軸方向と平行をなすように配置するものとするが、雌部材１０の配置方向は、セグメント同士（一方のセグメント２と他方のセグメント３）の連結時の押し込み方向に応じて適宜設定すればよいことはいうまでもない。
【００５５】
本体部１１（雌部材１０）を構成する筒状部材の内径は、雄部材２０の軸部２１の外径よりもわずかに小さく形成されている。基部１２は、本体部１１を構成する筒状部材の外径よりも大きな幅（外径）に形成されており、この基部１２の幅（外径）は、ハウジング３０の一般部３１の内径よりも大きい。
なお、軸部２１の外径Ｄ２と雌部材１０の内径Ｄ１との関係は、地震時等において継手構造１に作用する引き抜き力により抜け出す事がないように、外径Ｄ２が内径Ｄ１と同等以上となるように、適宜設定すればよい。つまり、本体部１１と軸部２１との摩擦抵抗力が、軸部２１と一般部３１との摩擦抵抗力および弾性部材４０の圧縮抵抗力の合計よりも大きくなるように設定されていればよい。
【００５６】
基部１２は、その端面１２ａが拡幅部３２の底面３２ａに当接するとともに、係止面（軸部側の面）１２ｂと拡幅部３２の係止面３２ｂ（一般部側内壁面）との間に隙間Ｓが形成された状態で、ハウジング３０の拡幅部３２に内装（収容）されている。
【００５７】
雄部材２０は、鋼製部材からなり、軸部２１とこの軸部２１の基端部（図５において左側端部）にフランジ状に形成された基部２２とから構成されている。雄部材２０は、図５に示すように、その略中央から先端側が、他方のセグメント３から突出した状態で他方のセグメント３に埋設されている。
【００５８】
基部２２の形状は、雄部材２０の抜け出しを防止することが可能であれば、限定されるものではない。また、雄部材２０のセグメント（他方のセグメント３）からの抜け出しの防止を目的として、フランジ（基部２２）の形成の代わりに、雄部材２０の外周面に凹凸面を形成したり、アンカー部材等を設置してもよい。
【００５９】
その他、雄部材２０の構成に関する事項は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００６０】
ハウジング３０は、図５に示すように、雌部材１０の本体部１１の外径と同程度の内径の筒状部材からなる一般部３１と、一般部３１の基端部（図１における左側端部）において一般部３１の内径を拡径するように形成された箱状部材からなる拡幅部３２と、を一体に接合することにより構成されている。そして、この一般部３１と拡幅部３２を、一方のセグメント２の端面において一般部３１が開口するように、一方のセグメント２に埋設することでハウジング３０が形成されている。
【００６１】
ハウジング３０（一般部３１および拡幅部３２）は、雌部材１０との間に摩擦抵抗が少なく雌部材１０を摺動可能に内装する。また、ハウジング３０の周囲はコンクリートにより固められるため、ハウジング３０を構成する材料そのものに強度が要求されるものではない。
【００６２】
ハウジング３０は、図５に示すように、雌部材１０の基部１２の端面１２ａが、拡幅部３２の底面３２ａに当接するとともに、基部１２の係止面１２ｂと拡幅部の係止面３２ｂとの間に隙間Ｓが形成されるように、雌部材１０を内装（収容）している。
【００６３】
弾性部材４０は、雌部材１０の係止面１２ｂとハウジング３０の係止面３２ｂとの間に形成された隙間Ｓに介在される高弾性の部材であって、銅等の金属、高密度ポリエチレン、硬質ゴムまたはＦＲＰ樹脂等により構成されている。
この他の弾性部材４０に関する事項は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００６４】
第３の実施の形態に係る継手構造１は、雌部材１０（本体部１１）の内径が、雄部材２０（軸部２１）の外径よりもわずかに小さく形成されているため、雄部材２０を雌部材１０に挿入することにより、強固に嵌合して、セグメント同士が目開きすることにより雄部材２０が雌部材１０から抜け出すことがない。
【００６５】
そして、地震動や不等沈下等によって発生した、トンネル軸方向の引張力によってセグメント２，３に目開きが生じると、ハウジング３０に摺動可能に収容された雌部材１０は、弾性部材４０を圧縮しつつ、他方のセグメント３側に摺動移動し、基部１２の端面１２ａと拡幅部３２の底面３２ａとの間に隙間が形成された状態となる。この時、雌部材１０の本体部１１は、一方のセグメント２から一部が突出した状態となる。一方、雄部材２０は、雌部材１０と強固に嵌合しているため、雌部材１０に収容された軸部２１が引き抜かれる（他方のセグメント３方向にずれる）ことない。
【００６６】
この時、弾性部材４０は、予め想定されるＬ２地震時の引き抜き力と相関を持たせてその形状と強度が設定されているため、一定量以上は変形せずに、弾性変形範囲内で変形する。
【００６７】
地震時の引き抜き力に対応した後、弾性部材４０の反発力により、目開きＭを収縮させる（図３参照）。
【００６８】
第３の実施の形態に係る継手構造１によれば、雌部材１０の端面１２ａが、一方のセグメント２に埋設されたハウジング３０の底面３２ａに当接した状態で雌部材１０が配置されているため、雌部材１０への雄部材２０の挿入嵌合時に生じる反力を、一方のセグメント２により受け持つことが可能となる。このため、ハウジング３０の部材として高強度のものを使用する必要がなく、安価に構成することが可能である。つまり、応力は、一方のセグメント２に伝達されるため、ハウジング３０は、強度が要求されることなく、雌部材１０を摺動可能に内装するものであればよい。
【００６９】
また、ハウジング３０（拡幅部３２）は、雌部材１０の基部１２を係止可能に形成されているため、雌部材１０が抜け出すことがなく、セグメント２，３同士の連結を好適に行うことができる。
【００７０】
＜第４の実施の形態＞
次に、図６を参照して、第４の実施の形態について、説明する。
第４の実施の形態に係る継手構造１’は、図６に示すように、第３の実施の形態で示した継手構造１について、弾性部材４０として、バネ部材を使用するものである。
【００７１】
バネ部材（弾性部材４０）を構成する材料は限定されるものではないが、第４の実施の形態では、図６に示すように、皿ばね４１を使用する。この皿ばね４１は、雌部材１０’の基部１２’と、ハウジング３０の反力板３３との間に形成された空間に配置されている。
【００７２】
第４の実施の形態に係るハウジング３０は、塩化ビニルパイプやポリエチレンフォーム等により構成された一般部３１と、一般部３１の基端部（図４における右側端部）において一般部３１の内径を拡径するように形成された箱状部材からなる拡幅部３２と、を一体に接合することにより構成されている。拡幅部３２は、断面視が雄部材側（図６における左側端部）が開口するコの字型の薄肉鋼板からなる箱部材３４と、雌部材１０’の本体部１１’を挿通しつつ箱部材３４の開口部を遮蔽するように形成された反力板３３とから構成されている。この他のハウジング３０の構成は、第３の実施の形態で示したハウジング３０の内容と同様なため、詳細な説明は省略する。なお、反力板３３を構成する材料や部材厚等は、皿ばね４１により作用する応力に対して十分な耐力を有したものであれば限定されるものではないが、第４の実施の形態では、鋼板により構成するものとする。
【００７３】
また、第４の実施の形態に係る雄部材２０の構成に関する事項は、第２の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００７４】
以上、第４の実施の形態に係る継手構造１’によっても、第３の実施の形態で示した作用効果と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００７５】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、シールドトンネルで用いるセグメント同士の接合に本発明に係る継手構造を適用する場合について説明したが、本発明の継手構造の使用箇所はこれに限定されるものではなく、推進トンネルの推進管やボックスカルバート等の連結において使用してもよい。
【００７６】
また、前記実施形態では、ハウジングが雄部材または雌部材を摺動可能に内装するものとしたが、ハウジングの一般部と雄部材の軸部または雌部材の本体部との間に隙間が形成されていてもよいことはいうまでもない。
【００７７】
また、前記実施形態では、既設のセグメントに雌部材、新設のセグメントに雄部材を形成する場合について説明したが、既設のセグメントに雄部材、新設のセグメントに雌部材が形成されていてもよい。
【００７８】
また、前記実施形態では、部材（一般部および拡幅部）をセグメント（他方のセグメント）に埋設することによりハウジングを形成するものとしたが、直接セグメントに加工を施すことにより雄部材または雌部材を収容するハウジングを形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】第１の実施の形態に係る継手構造を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る継手構造の連結前の状態を示す断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る継手構造において、セグメントに軸方向の引張力が作用した際に状況を示す断面図である。
【図４】第２の実施の形態に係る継手構造を示す断面図である。
【図５】第３の実施の形態に係る継手構造を示す断面図である。
【図６】第４の実施の形態に係る継手構造を示す断面図である。
【図７】従来の継手構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１    継手構造
２    一方のセグメント
３    他方のセグメント
１０  雌部材
１１  本体部
１２  基部
１３  緩衝材
２０  雄部材
２１  軸部
２２  基部
３０  ハウジング
３１  一般部
３２  拡幅部
４０  弾性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008082067.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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