(57)【要約】【課題】コンクリート中詰め鉄系セグメントの前記コンクリート中に装填される把持金物に引き抜き力が作用した場合に、把持金物から鋼殻へと荷重伝達を明確にすることで安全性の高めると共に、把持金物の使用量の低減、軽量化、低コスト化を図る。【解決手段】コンクリート中詰め鉄系セグメントの鋼殻内に、縦リブを兼用するＨ形状或いはＣＴ形状で構成される架台９を設置することで、把持金物２１から主桁１への荷重伝達機構の確保を形成する。把持金物２１の筒状本体２１ａの開口部２２を通してその奥の内腔部２３に把持体２０を挿入したうえ、軸部２０ａを回動軸として回動することで膨出部２０ｂを内腔部２３の肩部２３ａに係合させる。筒状本体２１ａは略均一な板厚に構成され、その肩部２５には開口２２を補強する複数枚の補剛リブ２９を一体成形し、下端部には補剛フランジ３０を一体成形する。【選択図】図５
2004092273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔あけて配置する主桁と、主桁間に設ける縦リブと、主桁の端部間に設ける継手板と、主桁と継手板の地山側に設けるスキンプレートで構成する鋼殻の内部に中詰めコンクリートを充填して構成される鉄系セグメントにおいて、
中央部縦リブを兼ねる架台はＨ形状或いはＣＴ形状で構成され、このＨ形状或いはＣＴ形状で構成される架台は主桁またはスキンプレートに固定され、このＨ形状或いはＣＴ形状で構成される架台のフランジに把持金物を載置したうえ、その当接部をボルト或いは溶接により接合したことを特徴とするシールドセグメント構造。
【請求項２】
エレクタ本体に進退並び回動自在に設けられた軸部の先端に、所定板厚の膨出部を設けて構成される把持体と、先端開口部の奥側に内腔部を有し、該開口部を通して該内腔部に前記膨出部を収容したうえ、前記軸部を回動軸として所定の角度回動することで前記膨出部を前記内腔部の肩部に係合する把持金物とからなり、当該把持金物はシールドセグメントに配設されている把持装置において、
前記把持金物の筒状本体を略均一な板厚に構成すると共に、前記筒状本体の肩部外側に前記開口部周辺を補強する補剛リブを一体成形し、前記筒状本体の下端部には補剛フランジを一体成形したことを特徴とするシールドセグメントの把持装置。
【請求項３】
前記把持金物を鋳物にて一体成形すると共に、前記補剛リブの板厚を、前記筒状本体の板厚と略同一の厚さに設けていることを特徴とする請求項２記載のシールドセグメントの把持装置。
【請求項４】
前記セグメントは、コンクリート中詰め鋼製セグメント、ＲＣセグメント、合成構造セグメントの何れかであり、前記補剛フランジは筒状本体の外側に張出しており、該補剛フランジがコンクリート中に埋設されることで、筒状本体の補強兼把持金物の脱出抵抗部材としていることを特徴とする請求項２または３に記載のシールドセグメントの把持装置。
【請求項５】
請求項２または３または４記載の把持金物を持ったことを特徴とする請求項１記載のシールドセグメント構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上下水道、地下鉄、電信ケーブル収容のトンネル、放水トンネル、あるいは共同溝、地下道などのトンネル（管渠）を、シールド工法などで構築する場合に使用するセグメントの把持装置、より具体的にはセグメントをトンネル内壁に組み立てるために用いられるエレクタ（セグメント組立て機械）によるセグメントの把持装置に関するもの、および把持金物を架台を介して固定する鉄系セグメントに中詰めコンクリートを充填したシールドセグメントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールドセグメントは大別して、コンクリート中詰め鋼製セグメント、ＲＣセグメント、合成構造セグメント等があるが、何れのセグメントにも、エレクタの把持体を結合するための把持金物が設けられている。そして、トンネル施工現場において、エレクタの把持体を前記把持金物に結合したうえ、前記エレクタによりセグメントを持上げて、トンネル内壁に千鳥配置、整列配置など任意の配置で順次組み立てる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−６３４４０号公報
【特許文献２】
特公平８−２３２７２号公報
【０００４】
ＲＣセグメントにおける把持金物の固定方法の一例を図１０に示す。同図のＲＣセグメント３７において、把持装置の引き抜き力は把持金物３８に伝達され、把持金物３８からコンクリート３９に伝達される。コンクリート３９に伝達された応力は、コンクリート中に分散され、コンクリート３９から構造鉄筋４０に伝達される。コンクリート３９中に分散された応力は、コンクリートのせん断強度で引き抜き抵抗力を確保している。引き抜き力の大きさに応じて、せん断抵抗を補強するために把持金物３８の周囲に補強筋４１を配置する場合が多い。
【０００５】
また、コンクリート中詰め鋼製セグメントの場合における把持金物の従来例を図８、図９によって説明する。コンクリート中詰め鋼製セグメント１１は、主桁１間を所定間隔あけて配置する複数の縦リブ２で結合すると共に、主桁１の端部間をボルト孔７を有する継手板３で結合し、さらに、主桁１と継手板３の地山側にスキンプレート４を結合して鋼殻を構成し、鋼殻の内部に中詰めコンクリート５を充填して構成されると共に、中詰めコンクリート５中には補強配筋６が埋設されており、この補強配筋６の端部は鋼殻の内面に溶接されている。また、セグメント１１の中心部には円筒体８が配置されて、この円筒体８の内部が裏込めコンクリート注入孔兼エレクタ取付け孔８ａとされている。
【０００６】
円筒体８は、両端が開口しており、その一端はスキンプレート４に開設の孔の周縁に溶接され、他端は中詰めコンクリート５の表面から露出している。円筒体８の外側に補強鉄筋１２が配置されている。
【０００７】
さらに円筒体８内には雌ネジ１３が切ってあり、エレクタ本体に進退及び回動自在に設けた把持軸に形成してある雄エレクタを駆動してセグメント１１を持上げトンネル内壁に沿って移動させ、所定ネジを、前記雌ネジ１３に螺合することで把持軸と円筒体８を連結し、その後の場所にて既設セグメントに連結しながらセグメントリングを組み立てるものである。
【０００８】
この従来技術では、雌ネジ１３に雄ネジを螺合する作業に精度が要求されるうえ、セグメントが大きい場合、円筒体８の雌ネジ部に大きな曲げモーメントが発生し、ネジ部の結合強度が不足する場合がある。
【０００９】
前記の欠点を改良した従来技術として、特開平６−６３４４０号公報、特公平８−２３２７２号公報などに開示のものがある。この従来技術は、ネジ結合方式に代えて、雄雌で対をなす係合部材の回動係合方式としている。つまり、エレクタ側に取付けられる雄側の把持体は、軸部の先端に両側に膨出する板状の係合部（以下、膨出部という）を設けて構成され、セグメント側に設けられる雌側の把持金物は、前記板状係合部と外形が略合致する開口部を有する筒状本体を有し、前記開口部の奥部に位置する内腔部に前記把持体を挿入したうえ、把持体の軸部を回動軸として回動することで、前記板状の膨出部を前記筒状本体の内腔部の肩部に係合させる構成としている。
【００１０】
このように、エレクタ側の把持体の膨出部をセグメントに配置の把持金物に挿入したうえ、軸部を回動軸として略９０度回転させることで、膨出部を把持金物から脱出不可能に係合させたうえ、把持体を介してエレクタでセグメントを把持し、トンネル内壁所定の場所に移動するものである。
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
鉄系セグメントの鋼殻中に中詰めコンクリートを充填するコンクリート中詰めセグメントは、主桁等の鋼殻部分とコンクリートとの間に荷重伝達を行う機能を有していない。従って、鋼殻から離れる方向に中詰めコンクリートに偏在する荷重が負荷された場合、中詰めコンクリートから鋼殻への荷重伝達ができない。ここで、鉄系セグメントは、鋼板を溶接等で組み立てて鋼殻を構成したものや、鋳造等にて製造したものを指す。
【００１２】
前述の引き離し荷重が極めて小さい場合は、中詰めコンクリートと鋼殻の付着抵抗力で荷重伝達を行わせることは可能であるが、作用荷重が大きい場合においては、中詰めコンクリートと鋼殻との荷重伝達機構を確保する必要がある。大型のコンクリート中詰めセグメントは重量が大きく、把持装置にてセグメントを吊り上げる際に、大きな引抜力が把持金物を通じて中詰めコンクリートに負荷される。中詰めコンクリートと鋼殻との荷重伝達を考慮しなければ、把持装置にてセグメントを吊り上げる際に、中詰めコンクリートから鋼殻が脱落し重大な事故を招きかねない。このため、把持金物の載荷荷重を鋼殻に確実に伝達させることが必要である。
【００１３】
さらに、エレクタとセグメントを結合する把持装置自体にも、セグメントの全重量が集中するため強度が必要である。とくに、把持金物の開口部周辺は把持体の膨出部から最も大きな力を受けて変形し、そのため把持金物を埋設した周辺の中詰めコンクリートを破壊するおそれがあるので、開口部周辺の補強が必要になる。このため特開平６−６３４４０号公報、特公平８−２３２７２号公報に開示の先行技術では、前記把持金物の開口部周辺の板厚を厚くすることで解決を図っているが、この方法では、把持金物の重量が重くなるという問題がある。
【００１４】
すなわち、把持金物は金属材の使用量を低減することで可及的に軽量化を図ると共に、コストダウンを図るという要望があるが、特開平６−６３４４０号公報、特公平８−２３２７２号公報に開示の先行技術は、把持金物の開口部周辺の板厚を厚くして強度を補強することで対応しているため、板厚を厚くした分、把持金物は鋼材の使用量が多くなり、軽量化、コストダウンの要望に応えることが出来なかった。
【００１５】
本発明者は、前記の問題点を解決すべくシールドセグメントにおいて、第１に、把持金物を介して中詰めコンクリートに作用する荷重を鋼殻に確実に伝達されるように荷重伝達機構を確保すること、第２に、セグメント把持金物の鋼材の使用量を可及的に少なくし、その軽量化、コストダウンを図って、なおかつ開口部周辺の剛性を増すことを課題として、次の事項を検討した。
【００１６】
セグメント吊り上げの際などに把持金物に作用する荷重をコンクリートに確実に伝達できるように構成すること、さらに、その荷重をコンクリートにできるだけ負担させずに、直接、鋼殻に伝達できる荷重伝達機構につき研究した。
【００１７】
さらに、把持体が係合する把持金物に必要な性能として、引き抜き抵抗力があり、これは前述のとおり開口部周辺の剛性に関係する。他方、把持金物の材料の使用量の低減、軽量化を図る手段として、その板厚を薄くすることがある。つまり、周辺コンクリート破壊の防止のため、把持金物の開口部の剛性確保による引き抜き抵抗力確保が必要で、しかも、従来技術のように開口部周辺の板厚を厚くしないで、板厚を薄くして剛性確保することで対応することが必要で、これは相反する条件を同時に満たすことであり、単純に板厚を薄くする場合は剛性が低下するだけであり、何らかの補剛対策が必要になる。
【００１８】
さらに説明すると、把持金物の板厚を薄くすることに伴う弊害対策として、次のことがある。
▲１▼剛性金物の板厚を薄くすることによる耐力の低下対策としては、強度計算から最小必要の板厚を設定することが必要である。
▲２▼剛性金物の開口部周辺の剛性の低下対策としては、板厚に代わる他の手段で剛性を確保する必要がある。
▲３▼▲２▼の要因のため板厚を厚くする必要があるが、その場合、鋼材重量（鋼重という）の増加につながる。
【００１９】
従来技術では、前記観点からの問題点の検討はなされておらず、その解決策は開示されていない。
【００２０】
本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、第１点は、各種セグメントにおいて把持金物を介して中詰めコンクリートに作用する荷重を鋼殻に確実に伝達されるように簡潔な機構にて荷重伝達機構を確保すること、第２点は、セグメント把持金物自体の鋼材の使用量を可及的に少なくし、その軽量化、コストダウンを図った把持装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明は次のように構成する。
【００２２】
第１の発明は、所定間隔あけて配置する主桁と、主桁間に設ける縦リブと、主桁の端部間に設ける継手板と、主桁と継手板の地山側に設けるスキンプレートで構成する鋼殻の内部に中詰めコンクリートを充填して構成される鉄系セグメントにおいて、中央部縦リブを兼ねる架台はＨ形状或いはＣＴ形状で構成され、このＨ形状或いはＣＴ形状で構成される架台は主桁またはスキンプレートに固定され、このＨ形状或いはＣＴ形状で構成される架台のフランジに把持金物を載置したうえ、その当接部をボルト或いは溶接により接合したことを特徴とする。
【００２３】
第２の発明は、エレクタ本体に進退並び回動自在に設けられた軸部の先端に、所定板厚の膨出部を設けて構成される把持体と、先端開口部の奥側に内腔部を有し、該開口部を通して該内腔部に前記膨出部を収容したうえ、前記軸部を回動軸として所定の角度回動することで前記膨出部を前記内腔部の肩部に係合する把持金物とからなり、当該把持金物はシールドセグメントに配設されている把持装置において、前記把持金物の筒状本体を略均一な板厚に構成すると共に、前記筒状本体の肩部外側に前記開口部周辺を補強する補剛リブを一体成形し、前記筒状本体の下端部には補剛フランジを一体成形したことを特徴とする。
【００２４】
第３の発明は、第２の発明において、前記把持金物を鋳物にて一体成形すると共に、前記補剛リブの板厚を、前記筒状本体の板厚と略同一の厚さに設けていることを特徴とする。
【００２５】
第４の発明は、第２または第３の発明において、前記セグメントは、コンクリート中詰め鋼製セグメント、ＲＣセグメント、合成構造セグメントの何れかであり、前記補剛フランジは筒状本体の外側に張出しており、該補剛フランジがコンクリート中に埋設されることで、筒状本体の補強兼把持金物の脱出抵抗部材としていることを特徴とする。
【００２６】
第５の発明は、第２または第３または第４の発明の把持金物を持った第１の発明のシールドセグメント構造を特徴とする。
【００２７】
【作用】
本発明によると、コンクリート中詰め鉄系セグメントの鋼殻内に、縦リブを兼用するＨ形状或いはＣＴ形状で構成される架台を設置することで、把持金物から鋼殻への荷重伝達機構の確保が図られ、把持金物に引き抜き力が作用した場合に、その引き抜き力が把持金物から中詰めコンクリートに伝達されず、コンクリートが鋼殻から離脱する恐れを解消できる。
【００２８】
また、セグメントに設ける把持金物の筒状本体を略均一な板厚の金属で構成すると共に、前記筒状本体の肩部外側には前記開口部を補強する複数枚の補剛リブを一体成形したので、把持金物の鋼重を重くすることなく引き抜き抵抗力を確保したうえ、開口部周辺の必要な剛性を高めることができ、したがって、把持金物の材料の使用量を従来の把持金物に比べ３〜４割少なくでき、その軽量化、コストダウンが実現される。
【００２９】
また、前記把持金物の下部には補剛フランジを一体成形したので、この補剛フランジにより、▲１▼筒状本体の板厚を強度計算にもとづき、耐力が確保できる限度で最小必要の板厚を設定した場合でも、筒状本体が力を受けて変形しない補強機能を実現できる。▲２▼筒状本体をコンクリートに埋設して設置する場合、補剛フランジがコンクリートへの定着板となり、セグメントからの離脱阻止機能を実現できる。▲３▼コンクリート中詰め鋼製セグメントの場合、鋼殻の中央部縦リブを兼ねる架台のフランジに容易確実にボルト接合できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
【００３２】
図１〜図５は、コンクリート中詰め鋼製セグメントに本発明の把持金物を配設した例を示し、図１は、中詰めコンクリートがない状態での鋼殻セグメントの平面図、図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）は、同図（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図３（ａ）は把持金物の拡大側断面図、図３（ｂ）は、同図（ａ）のＣ−Ｃ断面図、図４（ａ）は把持金物の拡大平面図、図４（ｂ）は、同図（ａ）のＤ−Ｄ断面図、図５（ａ）は、把持体を把持金物に挿入したうえ９０°回転させて係合させた状態の縦断側面図、図５（ｂ）は、同図（ａ）の把持体の側面図、図６は、エレクタの把持体をセグメントの把持金物に結合した状態の側面説明図である。
【００３３】
各図において、コンクリート中詰め鋼製セグメント１１は、図１、図２に示すように、主桁１間を所定間隔あけて配置する複数の縦リブ２で結合すると共に、主桁１の端部間を継手板３で結合し、さらに、主桁１と継手板３の外側にスキンプレート４を結合して鋼殻１４を構成し、鋼殻１４の内部に中詰めコンクリート５を充填して構成される。
【００３４】
さらに、中詰めコンクリート５の中には、コンクリート塊の脱落防止用鉄筋あるいは鋼棒あるいは平鋼あるいは形鋼（以下たて配筋という）１６と、コンクリートのひび割れを制御する鉄筋あるいは鋼棒あるいは平鋼あるいは形鋼（以下よこ配筋という）１５が埋設されている。また、鋼殻１４の内側には、セグメント間およびリング間をボルト結合するための作業空間を継手板３および主桁１の内側に形成するため、中詰めコンクリート５が廻り込まないようにするボルトボックス１７が複数設けられている。
【００３５】
前記鋼製セグメント１１において、縦リブ２は所定厚、所定幅の鋼板を所定長に切断して構成され、縦リブ両端は主桁１に溶接してある。また、セグメント中間には縦リブを兼ねるＨ形鋼で構成された架台９が配設してあって、その両端を主桁１に溶接してある。このＨ形鋼製の架台９の外側フランジ９ａはスキンプレート４の内側面にも接しており、フランジ両側が隅肉溶接されている。
【００３６】
図５において、把持体２０に作用する引き抜き力は、両肩部２０ｃから肩部２５へ荷重伝達され、筒状本体２１ａから補剛フランジ３０を通じてボルト３３へ伝達される。伝達力は内側フランジ９ｂに伝達され、架台９を通じて主桁１に荷重伝達される。架台９の形状はＨ形鋼製のほか、その一方のフランジを切除してなるＣＴ形鋼の何れでもよく、かつ、この架台９は引き抜き力の大小に応じて外形寸法、板厚等を設定する。
【００３７】
セグメント把持装置１８は、図５に示すように、エレクタ１９に設けられ雄側係合部である把持体２０と、セグメント１１の架台９に設けられ雌側係合部である把持金物２１とから構成される。
【００３８】
把持体２０の構成を図５を参照して詳細に説明する。把持体２０は、エレクタ１９に進退移動並び回動自在に設けられた軸部２０ａと、軸部２０ａの先端に設けられた膨出部２０ｂとから構成されている。膨出部２０ｂの外形は、図５（ａ）に示す正面から見て肩部２０ｃが円弧状の曲面をなし、両肩部２０ｃに連続する下半部は下に凸の略半円状であり、したがって、正面全体形状は略円形に形成されている。また、図５（ｂ）に示す側面形状から分かるように、この正面略円形の膨出部２０ｂの上半部２６は、略均一の厚みを有する板状であって、下半部両側面は先細り状にテーパ部２７が形成してある。
【００３９】
次に、把持金物２１の構成を詳細に説明する。図３〜図５に示すように把持金物２１は、上部に把持体挿入用開口２２を有し、下端部に下部開口２８を有する異形筒形状の把持金物本体（以下筒状本体という）２１ａで構成される。筒状本体２１ａの把持体挿入用開口２２は、図４（ａ）に示すように、把持体２０の膨出部２０ｂの挿入方向に見た外形と略合致する開口２２が形成されていると共に、開口２２の下側（奥側）に内腔部２３が形成されている。内腔部２３の肩部２３ａは、この内腔部２３に挿入した把持体２０の軸部２０ａを回動軸として回動させるとき、膨出部２０ｂの円弧状の肩部２０ｃの外形が描く軌跡と同じ球面形状に形成されている。
【００４０】
また、把持金物２１は、全体が複雑な形状をしているため、その成形に適した鋳物で一体成形されると共に、筒状本体２１ａの板厚は全体に略均一に成形される。これは鋳物の場合、鋳型に流し込まれた溶解鉄は、鋳型の中で偏在させるよりも均等とする方が、冷却の過程で均質となり、製品性能の信頼性が高くなって具合がよいためである。筒状本体２１ａの板厚を全体に均一に成形していることから、内腔部２３の肩部２３ａが球面凹部に形成されしていることに伴い、肩部外形２５は球面凸部となる。
【００４１】
また、本発明では把持金物２１の軽量化、使用材料の低減化のため、筒状本体２１ａの板厚は、必要な耐力が確保できる限度で、強度計算にもとづき最小必要板厚を設定してある。
【００４２】
筒状本体２１ａにおいて、把持体挿入用開口２２を通して内腔部２３に把持体２０の膨出部２０ｂを挿入し、９０°回転して内腔肩部２３ａに係合させて、セグメント１１を持上げるとき、筒状本体２１ａの開口２２の周辺部にセグメント１１の全荷重が集中するため、該開口周辺部、つまり筒状本体２１ａの肩部外形２５の板厚を厚くして剛性を増強するなどの必要がある。従来は、筒状本体２１ａの肩部の板厚が開口部に接近するにつれて増大するよう設けることによって、その問題を解決している。
【００４３】
本発明では、前記の従来技術と異なり、筒状本体２１ａの板厚を全体的に均一にし、かつ、最小必要の板厚を設定することを前提としている。このため、本発明では、把持体挿入用開口２２の周辺部の板厚を増大しないで、それに代わる他の剛性増加手段を用いることが必要になる。この点に関し、本発明では、把持金物２１を前述の鋳物で成形し、かつ、把持体挿入用開口２２の周辺部、つまり、筒状本体２１ａの肩部外形２５に複数の補剛リブ２９を一体成形することで前記の問題を解決している。補剛リブ２９を設ける主たる目的は、鋼重を重くすることなく、筒状本体２１ａの開口２２周りの剛性を高めること、把持金物２１の軽量化に伴うコストダウンを図ることである。
【００４４】
図３〜図５によりさらに説明する。図４（ａ）に示すように、筒状本体２１ａの把持体挿入用開口２２の周縁は平面的にみて略小判形状である。つまり、開口両側縁２２ａは真直ぐ、開口両端縁２２ｂは円弧状である。把持体挿入用開口２２より下部の筒状本体２１ａにおいて、平面的に見て、開口両端縁２２ｂの部位では壁が下方に略真直ぐに下りているのに対し、開口両側縁２２ａの部位、つまり内腔部２３の肩部２３ａでは球面凹部が形成されており、肩部２３ａに連続する下部位、つまり、筒状本体２１ａの中間高さ位置より下の部分は壁が真直ぐに下りている。前記内腔部２３の肩部２３ａの球面凹部の形状は、把持体２０の膨出部２０ｂの肩部２０ｃの円弧形状に合わせて任意に設定することができる。
【００４５】
この筒状本体２１ａにおいて、補剛リブ２９は、図４（ａ）に示すように、平面から見て、筒状本体２１ａの板厚と同じ厚さの板状体であって、左右それぞれ３枚設けられている。また、補剛リブ２９は、図３（ａ）に示すように内腔部２３の肩部２３ａが把持体２０の膨出部２０ｂの肩部２０と接する範囲において、その外側に位置する肩部外形２５から開口両側縁２２ｂの同一高さ位置にかけて立ち上がるように設けてある。
【００４６】
さらに説明すると、補剛リブ２９の側面外形は、把持体２０の膨出部２０ｂが筒状本体２１ａの開口２２から脱出する方向に力が作用したとき、開口周辺の肩部２５の各部に掛かる力の大きさに対応して、各部に必要な耐力を確保するに適した補剛リブ外形に設けてある。結果として、図３（ａ）に示すような、肩部２５の曲率よりも補剛リブ２９隅部外形の曲率が大い円弧状に形成されている。補剛リブ２９は、設計引き抜き力に応じて任意に設定することができる。
【００４７】
また、補剛リブ２９の張り出し高さは、把持金物２１の外形とほぼ同等としていることによって、鋳型枠の定尺サイズ内に収めることができ、特注の鋳型枠を製作する必要がなく、この点でもコストダウンとなる。
【００４８】
ここで本発明の課題である、少ない金属材の使用量で、同じ曲げ剛性を確保するには、補剛リブを設けるのがよいことを、図７を参照して説明する。同図（ａ）は、８４ｍｍ×３２ｍｍの補剛リブを有しない鋼材３５の平面図、同図（Ｂ）は、８４ｍｍ×８ｍｍの鋼材本体３５ｂに１２ｍｍ×３１ｍｍの３枚の補剛リブ３５ｃを取付けた鋼材３５ａの平面図である。
【００４９】
前記両鋼材３５、３５ａにおける断面積（Ａ）と曲げ剛性（Ｉ）の関係を数式で示すと次のようになる。
図（ａ）の鋼材３５においては、Ａ＝２．７×１０３ｍｍ２（１．０）
Ｉ＝２．３×１０５ｍｍ４（１．０）、
図（ｂ）の鋼材３５ａにおいては、Ａ＝１．８×１０３ｍｍ２（０．６６）
Ｉ＝２．３×１０５ｍｍ４（１．０）、
【００５０】
前記の式から分かるように、補剛リブのない鋼材３５の断面積Ａの値を１．０とすると、補剛リブ３５ｃのある鋼材３５ａの断面積は０．６６であり、両鋼材３５、３５ａの断面積の差が、１．０−０．６６＝０．３４である。他方、前記補剛リブのない鋼材３５の曲げ剛性Ｉの値を１．０とすると、補剛リブ３５ｃのある鋼材３５ａも１．０で、曲げ剛性に寄与する断面２次モーメントＩの大きさは両鋼材とも同じである。このことから、補剛リブを有しない構造に比べて、補剛リブを設ける構造とすることによって、約３〜４割程度の材料の軽量化を図っても同等の剛性が確保できることが分かり、本実施形態における、補剛リブ２９を設けることの有効性が確認された。
【００５１】
つぎに、図３（ａ）、（ｂ）に戻って説明すると、下部開口２８を有する筒状本体２１ａの下端縁に内外方向に張出す所定形状の補剛フランジ３０が設けられている。この補剛フランジ３０は、▲１▼架台９への取付け機能、▲２▼筒状本体２１ａの補強機能、▲３▼筒状本体２１ａのコンクリートからの離脱阻止機能を有している。
【００５２】
▲１▼、▲２▼の具体例を図３につき説明する。把持金物２１の補剛フランジ３０は、コンクリート中詰め鋼製セグメント１１における、鋼殻１４のＨ形鋼製架台９の内側フランジ９ｂにボルト接合されている。すなわち、筒状本体２１ａの外側に出張る補剛フランジ３０の周方向９０°間隔にボルト取付け座３０ａが設けてあり、図５に示すように、補剛フランジ３０を架台９の内側フランジ２ｃに当てがい、ボルト取付け座３０ａと内側フランジ２ｃに開設されたボルト孔３１、３２にボルト３３を挿入し、ナット３４を締結することで、補剛フランジ３０を架台９にボルト接合できる。
【００５３】
本実施形態のように、コンクリート中詰め鋼製セグメント１１の場合、前記のとおり補剛フランジ３０は、把持金物２１を架台９に固着する際のボルト取付け座として機能し、この固着手段により把持金物２１の鋼殻１４へ確実な固定を実現している。また、鋼殻１４への把持金物２１の固着は、通常、把持金物２１の周辺に固定筋を配するなど複雑な構造になり勝ちであるが、前記固定手段とすることにより、簡潔な構造による固着が可能となる。ボルト取付け座３０ａに設けるボルト孔３１は、できるだけ筒状本体２１ａに近接する位置としている。これによって、補剛フランジ３０に発生する曲げモーメントを可能な限り小さくすることができ、筒状本体２１ａの板厚の薄肉化が図られる。なお、図１では、把持金物２１の近接位置に補強筋４１を配置しているが、これは把持金物２１近傍の中詰めコンクリートの補強を目的に設けるものである。
【００５４】、
さらに、引き抜き力の極めて小さい鋼製セグメント１１においては、中詰めコンクリートとの定着力、中詰めコンクリートと鋼殻との付着力を利用して把持金物２１をセグメントに固着する方法も可能である。この場合、定着を強固にするためには、把持金物２１をコンクリート中に深く埋設することになり、そのため把持金物２１の背丈寸法が大きくなって、それだけ金属材料の使用量が多くなり、重量も大きくなり勝ちである。
【００５５】
しかるに、本発明では、図３のように、セグメント厚さ方向に所定の高さ（ｈ）を有するＨ形鋼製の架台９に把持金物２１を前記固着手段で固定することにより、本来、把持金物２１が必要とする背丈の長さを架台９の高さ（ｈ）で代えることができ、架台９で鋼殻１４の強度が増大することに加えて、把持金物２１の大型化という前述の問題が解決される。
【００５６】
さらに、把持金物２１の把持体挿入用開口２２は、中詰めコンクリート５の表面とほぼ同等の高さに設けられるため、把持体２０の膨出部２０ｂからの力（図５（ａ）に矢印で示す）を受けて筒状本体２１ａの周辺肩部外形２５が破損ないし変形するとき、中詰めコンクリート５の表面部が破壊されるが、本実施形態では、筒状本体２１ａの肩部２５は補剛リブ２９で補強されているので変形や破壊が生じず、肩部周辺の中詰めコンクリート５が破壊されることが無い。
【００５７】
把持金物２１とセグメント本体との接続は、把持金物２１をコンクリート中に定着する方式でも構わない。この場合、前記▲３▼で述べたように筒状本体２１ａの外側に出張る補剛フランジ３０が中詰コンクリート５に対する定着板の機能として作用する。
【００５８】
実施形態の操作態様を説明する。
図６に示すようにエレクタ１９を用いてセグメント１１を把持するに際し、セグメント振れ止め部材３６をセグメントの内周面にあてがったうえ、振れ止め部材３６を介して前記エレクタ（組立装置）１９をセットする。つぎに、エレクタ１９のジャッキ（図示省略する）を操作して把持体２０の膨出部２０ｂを把持金物２１の正面に対向させたうえ、前進させることで把持体挿入用開口２２を通して内腔部２３を収容させる。つづいて、軸部２０ａを回動軸として膨出部２０ｂを９０°回動し、膨出部２０ｂの肩部２０ｃを内腔部２３の肩部２３ａに係合させる。
【００５９】
次いで、エレクタ１９のジャッキを短縮して把持体２０でセグメント１１を引き上げ、振れ止め部材３６の押圧力による反力でセグメント１１を把持する。この際、把持体２０が把持金物２１の開口２６に斜めに挿入されても、膨出部２０ｂの肩部２０ｃと内腔部２３の肩部内面とは互いに部分的な球面に形成されているので、自動調芯され、まっすぐに、セグメントを引き上げることができ、また、係合部の面圧は少ない。
【００６０】
以後、エレクタ１９を操作し、公知の千鳥配置、整列配置などの組立態様に従いセグメント１１を所定位置に旋回移動してセグメントリングを組み立てる。
【００６１】
前記のとおりであるが、本発明の図に示した構成を適宜設計変更して実施することは、本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、膨出部２０ｂの肩部２０ｃが曲面ではなくて大きく曲がっており、内腔部２３の肩部内面がそれと同じ形状に成形されている場合なども含むものである。
【００６２】
【発明の効果】
本発明に係る架台を用いて把持金物を鋼殻に固着する構造を持つコンクリート中詰め鉄系セグメント構造によると、把持装置の引き抜き力が把持金物から鋼殻へと荷重伝達される伝達ルートが明確となり、把持金物に引き抜き力が作用した場合に、その引き抜き力が中詰めコンクリートに伝達され、このコンクリートが鋼殻から離脱するおそれを解消で着る乗せ、安全性の高いコンクリート中詰め鉄系セグメントを実現できる。
【００６３】
さらに、本発明に係る把持金物は、その筒状本体を略均一な板厚の金属で構成すると共に、前記筒状本体の肩部外形には前記開口部を補強する複数枚の補剛リブを一体成形したので、把持金物の開口部周辺の必要な剛性を確保したうえ、材料の使用量を従来に比べ３〜４割少なくでき、把持金物の軽量化、コストダウンが実現される。
【００６４】
また、前記把持金物の下端部には補剛フランジを一体成形したので、この補剛フランジにより、▲１▼筒状本体の板厚を強度計算に基づき、必要な耐力が確保できる限度で最小必要の板厚を設定した場合でも、筒状本体が力を受けて変形しない補強機能を実現できる。▲２▼筒状本体をコンクリートに埋設して設置する場合、補剛フランジがコンクリートへの定着板となり、セグメントからの離脱阻止機能を実現できる。▲３▼コンクリート中詰め鋼製セグメントの鋼殻に適用した場合、中央部縦リブを兼ねる架台のフランジに容易確実にボルト接合できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】中詰めコンクリートを充填しない状態での鋼殻セグメントの平面図である。
【図２】（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】（ａ）は把持金物の拡大側断面図、（ｂ）は、同図（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図４】（ａ）は把持金物の拡大平面図、（ｂ）は、同図（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図５】（ａ）は把持体を把持金物に挿入したうえ９０°回転させて係合させた状態の縦断側面図、（ｂ）は、同図（ａ）の把持体の側面図である。
【図６】エレクタの把持体をセグメントの把持金物に結合した状態の側面説明図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、曲げ剛性が同一の補剛リブがない鋼材と補剛リブがある鋼材における、両鋼材の断面積の大小関係を示す説明図である。
【図８】従来一般の把持金物を配設したコンクリート中詰め鋼製セグメントの破断斜視図である。
【図９】（ａ）は、図８のＥ−Ｅ断面図、（ｂ）は、同図（ａ）のＦ部の拡大断面図である。
【図１０】従来一般の把持金物を配設したＲＣセグメントの破断正面図と破断側面図である。
【符号の説明】
１　　　主桁
２　　　縦リブ
３　　　継手板
４　　　スキンプレート
５　　　中詰めコンクリート
６　　　補強配筋
７　　　ボルト孔
８　　　筒体
８ａ　　エレクタ取付け孔
９　　　架台
９ａ　　外側フランジ
９ｂ　　内側フフランジ
１０　　ボルト作業孔
１１　　鋼製セグメント
１２　　連結金具
１３　　雌ネジ
１４　　鋼殻
１５　　配筋
１６　　配筋
１７　　ボルトボックス
１８　　セグメント把持装置
１９　　エレクタ
２０　　把持体
２０ａ　軸部
２０ｂ　脚部
２１　　把持金物
２１ａ　筒状本体
２２　　把持体挿入用開口
２３　　内腔部
２５　　肩部
２６　　上部分
２７　　テーパ部
２８　　下部開口
２９　　補剛リブ
３０　　補剛フランジ
３０ａ　ボルト取付け座
３１　　ボルト孔
３２　　ボルト孔
３３　　ボルト
３４　　ナット
３５　　鋼材
３５ａ　鋼材
３５ｂ　鋼材本体
３５ｃ　補剛リブ
３６　　セグメント振れ止め部材
３７　　ＲＣセグメント
３８　　把持金物
３９　　コンクリート
４０　　構造鉄筋
４１　　補強筋
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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