(57)【要約】【課題】容易に連結することができ、所定の締結力を確保することができるセグメント連結用継手およびセグメントを提供する。【解決手段】本発明のセグメント連結用継手は、セグメント端部８ａから突出する２以上の突出部１２と、突出部１２の各々に隣接する２以上の連結部１２ａと、連結部１２ａの各々を可動に保持するために２以上の開口部１３が設けられた支持部材１４と、連結部１２ａの各々に連結される２以上の固定部材１５と、支持部材１４と２以上の固定部材１５との間に配置される弾性部材１６とを含む雄部材３と、突出部１２の各々を収容し、かつトンネル軸方向に延びる２以上の収容溝１８が設けられ、連結部１２ａの各々がトンネル軸方向に可動に通されるスロットを備えた２以上の係止部１９を含む雌部材４とを備え、係止部１９の収容溝１８側に、スロットに沿った弾性を有する突起部２０が設けられている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセグメントを周方向に連結して地下空洞面を覆工するために用いられるセグメント連結用継手であって、
セグメント端部から突出する２以上の突出部と、前記突出部の各々に隣接する２以上の連結部と、前記連結部の各々を可動に保持するために２以上の開口部が設けられた支持部材と、前記連結部の各々に連結される２以上の固定部材と、前記支持部材と前記２以上の固定部材との間に配置される弾性部材とを含む雄部材と、
前記突出部の各々を収容し、かつトンネル軸方向に延びる２以上の収容溝が設けられ、前記連結部の各々が前記トンネル軸方向に可動に通されるスロットを備えた２以上の係止部を含む雌部材とを備え、
前記係止部の前記収容溝側には、前記スロットに沿った弾性を有する突起部が設けられ、前記突出部により前記突起部を、かつ前記固定部材により前記弾性部材をそれぞれ押圧することにより、互いに隣接するセグメントを連結する締結力を発生することを特徴とする、セグメント連結用継手。
【請求項２】
前記係止部は、前記突出部がトンネル軸方向へと挿入されるにつれて前記雄部材への締結力が増大するテーパが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のセグメント連結用継手。
【請求項３】
前記スロットは、前記突出部が挿入される挿入部が幅広とされてい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連結用継手。
【請求項４】
複数のセグメントを周方向に連結するためのセグメント連結用継手を備え、地下空洞面を覆工するためのセグメントであって、該セグメント連結用継手が、
セグメント端部から突出する２以上の突出部と、前記突出部の各々に隣接する２以上の連結部と、前記連結部の各々を可動に保持するために２以上の開口部が設けられた支持部材と、前記連結部の各々に連結される２以上の固定部材と、前記支持部材と前記２以上の固定部材との間に配置される弾性部材とを含む雄部材と、
前記突出部の各々を収容し、かつトンネル軸方向に延びる２以上の収容溝が設けられ、前記連結部の各々が前記トンネル軸方向に可動に通されるスロットを備えた２以上の係止部を含む雌部材とを備え、
前記係止部の前記収容溝側には、前記スロットに沿った弾性を有する突起部が設けられ、前記突出部により前記突起部を、かつ前記固定部材により前記弾性部材をそれぞれ押圧することにより、互いに隣接するセグメントを連結する締結力を発生することを特徴とする、セグメント。
【請求項５】
前記係止部は、前記突出部がトンネル軸方向へと挿入されるにつれて前記雄部材への締結力が増大するテーパが設けられていることを特徴とする、請求項４に記載のセグメント。
【請求項６】
前記スロットは、前記突出部が挿入される挿入部が幅広とされていることを特徴とする、請求項４または５に記載のセグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドトンネル等の地下空洞の内壁を覆工するために使用されるセグメントを互いに連結するのに用いられるセグメント連結用継手、該継手を備えるセグメントに関し、より詳細には、２以上の突出部を備える雄部材と、該突出部の各々を収容する２以上の収容溝が設けられ、該突出部を係止するための係止部を備える雌部材とから構成され、各突出部を各収容溝に収容した場合において、各係止部への各突出部の当たりが均一になることで容易に連結することができ、突出部の設置誤差や変形などがある場合においても、所定の締結力を確保することを可能とするセグメント連結用継手および該継手を備えるセグメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールド工法は、トンネルや坑道を構築するために用いられ、トンネルの切羽面に当接するシールド機を用いて地下に穴を掘進し、この穴の内壁をセグメントリングで覆工してトンネルや坑道を構築する工法であり、安全、かつ確実に作業を行うことができるという特徴を有している。
【０００３】
このシールド工法に用いられるセグメントリングは、通常は複数のセグメントに分割された状態で穴の内部に運ばれ、施工現場で穴の内径に沿って組み立てられる。したがって、これらセグメントは、容易に連結できることが望まれている。また、同時に耐久性等の面からトンネル内面に継手部が露出しないことも望まれている。さらには、締結力を増大させるために、セグメント端部に複数の継手を設けることも望まれている。
【０００４】
セグメント間の連結は、例えば、ねじ切りしたピンを一方のセグメントに出没自在に設け、これを他方のセグメントに設けた開口に通してナットで締め付けることにより行われている（特許文献１参照。）。
【０００５】
また、セグメントの対向する面に雄コッター金具または雌コッター金具をそれそれ配設し、また他のセグメントの対向する面には雄ほぞ、雄ほぞを配設し、これらを互いに嵌合し、さらに雌ほぞ、雄ほぞにボルトを通すことによりセグメントを連結する方法もある（特許文献２参照。）。
【０００６】
しかし、ピンやボルト、ナットを用いてセグメントを締結する場合は、ナットを締め付ける作業を行う必要がある。また、これらを取付ける位置や角度がずれるとピンやボルトがナットに填らなくなるため、これらの加工精度、取り付け位置、当該セグメントの設置位置の各々を厳密に管理する必要がある。
【０００７】
また、上述したピンとナットを用いた従来例は、ナットを取付けるためにセグメントの上面或いは下面の一部を窪ませてボルトやピンの先端を露出させる等、連結構造を複雑にする必要があるため、セグメントコストが高くなるという問題があった。また、トンネルの使用目的によっては、これらの窪みを埋める二次覆工を行う必要も生じる。またナットには緩みが生じるため、ナットの増し締めという事後工程を行う必要があった。
【０００８】
そこで、簡単な構造で、かつ継手部を露出させることなく、締結力を増大させた継手およびセグメントの連結方法が提案されている（特許文献３参照。）。この継手は、セグメント端部に固定された雌部材を、隣接するセグメントのセグメント端部から突出する突出部と、この突出部に隣接して設けられた連結部と、この連結部を可動に保持するための開口部と該開口部に沿った突起が設けられた支持部材と、固定部材と、支持部材と固定部材との間に配置された弾性部材とを備える雄部材とを備え、支持部材の突起と固定部材とが接触することにより互いに隣接するセグメントを連結するものである。
【０００９】
しかしながら、上記継手において、より締結力を増すために、突出部および連結部とそれらを収容する収容溝とを複数設けた場合、各突出部および連結部のわずかな設置誤差または各収容溝の設置間隔のわずかな誤差により、複数の突出部の各々を各収容溝に嵌合させて挿入することが困難となり、また、挿入することができたとしても、突出部を係止するために雌部材に設けられる係止部に、複数の突出部すべてを均一に接触させることができないため、充分な締結力が得られないといった問題があった。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−１４６７９４号公報（第２頁−第５頁、第１図−第７図）
【特許文献２】
特開平８−０２１１９５号公報（第２頁−第３頁、第１図−第６図）
【特許文献３】
特開２００１−２３４６９６号公報（第２頁−第７頁、第１図−第１１図）
【００１１】
【発明の解決しようとする課題】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、加工精度、セグメントヘの取付け位置、セグメントの設置位置に幅を持たせ、また、連結構造を簡略化させ、さらには事後工程を無くすことにより、セグメント間の連結を容易かつ確実に行え、ワンパスでセグメントリングの組立が可能でトンネル内にも各種の金具が露出せず、平滑な内面を得ることができ、安価に施工できると共に、締結力の経時変化を防止することを可能にするとともに、２以上の突出部を備える雄部材と、該突出部の各々を収容する２以上の収容溝が設けられた雌部材とから構成される継手において、各係止部への各突出部の当たりが均一になることで容易に連結することができ、突出部の設置誤差や変形などがある場合においても、所定の締結力を確保することを可能にし、締結力を増大させることを可能にするセグメント連結用継手および該セグメント連結用継手を備えるセグメントを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、本発明のセグメント連結用継手および該セグメント連結用継手を備えるセグメントを提供することにより達成される。
【００１３】
すなわち、本発明の請求項１の発明によれば、複数のセグメントを周方向に連結して地下空洞面を覆工するために用いられるセグメント連結用継手であって、セグメント端部から突出する２以上の突出部と、前記突出部の各々に隣接する２以上の連結部と、前記連結部の各々を可動に保持するために２以上の開口部が設けられた支持部材と、前記連結部の各々に連結される２以上の固定部材と、前記支持部材と前記２以上の固定部材との間に配置される弾性部材とを含む雄部材と、
前記突出部の各々を収容し、かつトンネル軸方向に延びる２以上の収容溝が設けられ、前記連結部の各々が前記トンネル軸方向に可動に通されるスロットを備えた２以上の係止部を含む雌部材とを備え、
前記係止部の前記収容溝側には、前記スロットに沿った弾性を有する突起部が設けられ、前記突出部により前記突起部を、かつ前記固定部材により前記弾性部材をそれぞれ押圧することにより、互いに隣接するセグメントを連結する締結力を発生することを特徴とするセグメント連結用継手が提供される。
【００１４】
本発明の請求項２の発明によれば、前記係止部は、前記突出部がトンネル軸方向へと挿入されるにつれて前記雄部材への締結力が増大するテーパが設けられていることを特徴とするセグメント連結用継手が提供される。
【００１５】
本発明の請求項３の発明によれば、前記スロットは、前記突出部が挿入される挿入部が幅広とされていることを特徴とするセグメント連結用継手が提供される。
【００１６】
本発明の請求項４の発明によれば、複数のセグメントを周方向に連結するためのセグメント連結用継手を備え、地下空洞面を覆工するためのセグメントであって、該セグメント連結用継手が、
セグメント端部から突出する２以上の突出部と、前記突出部の各々に隣接する２以上の連結部と、前記連結部の各々を可動に保持するために２以上の開口部が設けられた支持部材と、前記連結部の各々に連結される２以上の固定部材と、前記支持部材と前記２以上の固定部材との間に配置される弾性部材とを含む雄部材と、
前記突出部の各々を収容し、かつトンネル軸方向に延びる２以上の収容溝が設けられ、前記連結部の各々が前記トンネル軸方向に可動に通されるスロットを備えた２以上の係止部を含む雌部材とを備え、
前記係止部の前記収容溝側には、前記スロットに沿った弾性を有する突起部が設けられ、前記突出部により前記突起部を、かつ前記固定部材により前記弾性部材をそれぞれ押圧することにより、互いに隣接するセグメントを連結する締結力を発生することを特徴とするセグメントが提供される。
【００１７】
本発明の請求項５の発明によれば、前記係止部は、前記突出部がトンネル軸方向へと挿入されるにつれて前記雄部材への締結力が増大するテーパが設けられていることを特徴とするセグメントが提供される。
【００１８】
本発明の請求項６の発明によれば、前記スロットは、前記突出部が挿入される挿入部が幅広とされていることを特徴とするセグメントが提供される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面をもって詳細に説明する。図１は、本発明のセグメント連結用継手を用いて周方向にセグメントを互いに連結し、セグメントリングを形成しているところを示した斜視図である。図１（ａ）には、複数のセグメント１を互いに連結させて、掘削された穴の周方向に沿ってセグメントリング２が形成されているのが示されており、セグメント１の端部には、本発明のセグメント連結用継手が固定されているのが示されている。
【００２０】
図１（ｂ）には、セグメントリング２を形成するためのセグメント１が示されており、セグメント１は、周方向に所定の長さとされた端部１ａと、矢線Ａに示す掘削されたトンネルの略トンネル軸方向に沿って延びたセグメント端部１ｂ、１ｃとを備えている。セグメント端部１ａには、図示しない継手が設けられていて、図１（ａ）のようにして形成されたセグメントリング２をトンネル軸方向に連結し、シールドトンネルを構築することができるようにされている。図１（ｂ）に示されるセグメント１のセグメント端部１ｂ、１ｃには、本発明のセグメント連結用継手が固定されており、図１（ｂ）においては、セグメント端部１ｂに固定された雄部材３が示されている。図１（ａ）においては、本発明のセグメント連結用継手の雄部材３と雌部材４とが固定されているのが示されている。また、図１（ａ）に示されるようにセグメント端部１ｄには、雌部材４に隣接して溝５が設けられていて、矢線Ａに示すトンネル軸方向に向けて移動させてセグメント１を連結させる際、雄部材３を一時的に収容することができるようになっている。本発明においてセグメント１は、鋼製とされていても良く、また鉄筋コンクリートで形成されていても良い。
【００２１】
セグメントリング２を構築する際には、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示したセグメント端部１ｂがセグメント端部１ｄと対向するように配置し、セグメント連結用継手の雄部材３を雌部材４に嵌合するように挿入することで、順次周方向へと連結される。セグメント１のセグメント端部１ｂ、１ｃに固定されるセグメント連結用継手は、図１（ｂ）に示されるように一方のセグメント端部１ｂに雄部材３を配置し、周方向に対向するセグメント端部１ｃに図示しない雌部材を配置する構成とすることができる。しかしながら、セグメント１の周方向に離間したセグメント端部１ｂ、１ｃの双方に雄部材３を配置することもでき、このようにする場合には、このセグメント１に連結させる他のセグメントには、そのセグメントの両端部に雌部材４を配置させて連結させることが必要である。また、セグメント端部１ｂ、１ｃには、隣接するセグメントが連結された場合に互いに適合するようないかなる形状の段差が形成されていても良い。本発明において雄部材３は、セグメント端部１ｂから突出する２以上の突出部を備え、それを収容する別のセグメントのセグメント端部１ｄには、２以上の突出部を収容する２以上の収容溝が設けられている。図１に示される実施の形態では、矢線Ａに示すトンネル軸方向に沿ってセグメント端部１ｂに雄部材３が２つ、セグメント端部１ｄに雌部材４が２つ固定されていて、各雄部材３に突出部６が２つ、各雌部材４に収容溝７が２つ設けられている。また、突出部６および収容溝７は、セグメントリング２を形成し、シールドトンネルを構築した場合、トンネル軸方向とは垂直である、トンネル断面の径方向に沿って２つずつ配設されている。本発明において突出部６および収容溝７は、上記径方向に並設されていなくても良く、１つの突出部と他の突出部とがトンネル軸方向にずれた位置に配設されたものであっても良い。ただし、この場合、各突出部６が収容できる位置に収容溝７が設けられる必要がある。また、本発明において突出部６および収容溝７は、図１に示されるように２つずつでなくても、３つずつ、あるいは４つずつであっても良い。
【００２２】
図２は、図１において説明したセグメント連結用継手を構成する雄部材３と、雌部材４とが連結された状態で、互いに隣接するセグメント８、セグメント９を互いに連結しているところを示した側面図である。なお、図２においてトンネル軸方向は、紙面に対して上下方向に沿った方向とされる。セグメント８は、雄部材３が埋設されたセグメントであり、セグメント９は、雌部材４が埋設されたセグメントである。図２に示されるように、雄部材３及び雌部材４は、それぞれアンカー筋１０ａ、１０ｂおよび１１ａ、１１ｂにより各セグメント８、９に堅固に固定されている。
【００２３】
図２に示されるように雄部材３は、セグメント端部８ａから突出する２つの突出部１２と、突出部１２の各々に隣接する２つの連結部１２ａと、連結部１２ａの各々を可動に保持するための２つの開口部１３が設けられた支持部材１４と、突出部１２の対向する側の連結部１２ａの端部にそれぞれ連結される２つの固定部材１５と、支持部材１４と２つの固定部材１５との間に配置される弾性部材１６とを備えている。以下、突出部１２を２つ備える雄部材３として説明する。図２において連結部１２ａは、突出部１２の対向する側の端部に、締結部材として用いられるナット１７と螺合するネジが設けられている。また、固定部材１５は、ナット１７と接合されていて、ナット１７を螺合することにより連結部１２ａに連結され、連結部１２ａを介した突出部１２が突出して外れないように保持している。突出部１２と連結部１２ａとは、本発明の実施例では、一体として形成されたボルト状部材として例示するものの、突出部１２と連結部１２ａとを別体として形成させておき、溶接、ネジ止めその他適切な方法により一体化させて、別の形状、構成として用いることができる。本発明において突出部１２は、後述する雌部材に係止させるように収容した場合、雌部材から抜けないように連結部１２ａに比較して拡張された構造とされる。
【００２４】
図２に示される支持部材１４は、連結部１２ａを可動に保持させるための開口部１３が設けられていて、締結に際してトンネル軸方向に向かって突出部１２が挿入された場合に、突出部１２を相対的に雌部材４側へと移動させて突出部１２と雌部材４に設けられる係止部との間、支持部材１４と固定部材１５との間に締結力を発生させるようにされている。支持部材１４に設けられる開口部１３はそれぞれ、各連結部１２ａを可動に保持することができれば、いかなる大きさおよび形状であっても良い。また、固定部材１５は、連結部１２ａに連結され、上記開口部１３から突出部１２および連結部１２ａが外れないような大きさ、強度を有する材料から形成することができる。図２に示される支持部材１４と固定部材１５との間には、弾性部材１６が設けられ、弾性部材１６は、セグメント８、９が互いに連結される前には、突出部１２および連結部１２ａとを、雌部材４側へ移動可能なように保持し、セグメント８、９が互いに連結された状態では、圧縮されるようにされている。さらに、弾性部材１６は、セグメント８、９が堅固に連結される前に、突出部１２と雌部材４との位置合わせを容易にさせ、容易に嵌合することができるようにわずかに変位可能に保持している。この弾性部材１６を用いることにより、突出部１２に対して必要以上に遊びを持たせることなく保持するとともに、必要に応じて突出部１２を変位させることが可能となる。これにより、２つの突出部６を備える雄部材３においてそれぞれの位置合わせおよび連結作業を容易にすることができる。
【００２５】
本発明において弾性部材１６は、種々の高分子材料から形成することができるが、具体的には、加硫した天然ゴム、ネオプレンゴム、クロロプレンゴムといった合成ゴム、ポリノルボルネンといった形状記憶性樹脂など、弾性を有するものであれば、これまでに知られたいかなる材料でも用いることができる。本発明においては、特に特性およびコストといった点から天然ゴム、特に加硫した天然ゴムを用いることが好ましい。本発明において弾性部材１６は、支持部材１４と固定部材１５との間に単に間挿されているだけでも良いし、支持部材１４または固定部材１５のいずれか、または双方に接着剤などにより接着されていても良い。
この場合に、使用することができる接着剤としては、エポキシ樹脂製の接着剤など、これまでに知られたいかなる接着剤でも用いることができる。また、弾性部材１６は、各連結部１２ａが挿通可能なように連結部１２ａの数だけ挿通部を設けた１つの部材であっても良いし、連結部１２ａの数だけ設けることもできる。
【００２６】
図２に示されるように、雌部材４も、セグメント９に埋設されており、雄部材３の突出部１２を収容するための収容溝１８が設けられ、突出部１２をトンネル軸方向に移動させて収容溝１８に収容する際、連結部１２ａが可動に通されるスロットを備え、かつ収容した突出部１２が雄部材３側に突出して外れないように係止するための係止部１９を備えている。以下、雌部材４も、突出部１２に合わせて２つの収容溝１８が設けられるものとして説明する。図２に示される収容溝１８は、トンネル軸方向に延び、雄部材３の突出部１２がトンネル軸方向に収容される形状および大きさとされている。本発明においては、突出部１２が収容されるのであれば、いかなる形状および大きさであっても良いが、好ましくは上述した弾性部材１６により適当な変位が与えられる場合であっても、嵌合して挿入することができる形状および大きさとすることができる。係止部１９は、収容溝１８への突出部１２の挿入により協働する連結部１２ａを、スロットを通して移動させることができ、突出部１２および連結部１２ａのトンネル軸方向への移動により、雄部材３に対する締結力を次第に発生させることができるテーパが付けられている。
【００２７】
また、図２に示されるように係止部１９の収容溝１８側には、スロットに沿った弾性を有する突起部２０が設けられている。図２に示される突起部２０は、セグメント８、９の連結に際し、スロットを介した突出部１２の両端をいずれも突起部２０に容易に接触させることができ、連結にしたがって突出部１２により突起部２０が圧縮されるようにされている。これにより、突出部１２が変形などがあった場合や２つの突出部１２の設置誤差があった場合においても、突出部１２の雌部材４への当たりが均一になるため、突出部１２がぐらつくことをなくすことができる。このぐらつきは、連結に際し、堅固に固定するのに時間を要し、その後の外力などにより容易に締結力を弱める。本発明では、この突起部２０を設けることにより、突出部１２の固定位置を容易にし、かつ所定の締結力を確保することができる。本発明において突起部２０は、上述した弾性部材１６と同様の材質のものを用いることができる。
【００２８】
図３は、上述したスロット２１及び係止部１９の構成をより詳細に示したセグメント連結部の上面断面図である。図３においては、トンネル軸方向は、矢線Ｂで示されている。図３に示されるように、雄部材３と、雌部材４とは、トンネル軸方向に対してわずかに傾斜するようにして配設されている。また、係止部１９は、セグメント端部９ａの上述した傾斜に適合するように、矢線Ｂで示される突出部１２の挿入方向に向かって厚さが次第に厚くなるように形成されている。
【００２９】
図３では、係止部１９の一端は、セグメント相互を連結させる際に最初に突出部１２が挿入される図１に示される溝５に向かって開かれている。上述の構成とすることにより、セグメント８、９を容易に接合することが可能となり、さらには、その締結力が嵌合の程度に応じて変化して行き、突出部１２による突起部２０への押圧および固定部材１５による弾性部材１６への押圧により、堅固にセグメント８、９を接合させることができる。また、雌部材４には、この係止部１９以外にも、雌部材４の耐力を向上させるための基礎部材２２が溶接、又は一体として形成されているのが示されているが、これらの基礎部材２２は、これまで知られているどのような構成とされていても良い。
【００３０】
図４は、本発明に用いる雌部材４の上述した係止部１９を詳細に示した断面図である。図４では、係止部１９は、コの字状の形状とされている。本発明においては、突出部１２が挿入できるように図１に示される溝５を形成するため、延長部を設けることができる。係止部１９には、連結部１２ａが挿入されるスロットが設けられ、さらには上述したテーパがつけられていて、締結力を突出部１２及び連結部１２ａの挿入の度合いに応じて増加させる構成とされている。また、図４においては、係止部１９の収容溝１８側には、スロットに沿った弾性を有する突起部２０が設けられていて、セグメントを連結した場合に、突出部１２により突起部２０が圧縮され、変位可能な状態とされるため、後に突出部１２が変位しても締結力を維持することができる。また、図４に示される係止部１９は、面取り処理が施されていて、突出部１２の挿入をより容易にするように構成されている。本発明においては、この面取り処理は必ずしも必要とされるものではなく、必要に応じて処理することができる。
【００３１】
図５は、図４に示した係止部１９を雄部材３の側から見た場合の正面図を示した図である。図５には、図４に示される突出部１２を収容する収容溝１８と、連結部１２ａが可動に通される図３に示すスロット２１を備える係止部１９とが示されている。また、図５には、スロット２１の挿入部２３が幅広とされているのが示されている。さらに、図５には、スロット２１に沿った収容溝１８側の係止部１９に設けられる突起部２０が破線で示されている。本発明においては、収容溝１８に収容された突出部１２が適切に接触し、セグメントの連結にしたがって突出部１２により圧縮され、また、突出部１２の接触面の当たりが均一となるような幅の突起部２０を設けることができる。また、本発明においては、上述したように、突出部１２が挿入できるように図１に示される溝５を形成するための延長部を設けることができる。この場合、延長部は、図３に示す基礎部材２２に連続して設けることができる。
【００３２】
図６は、本発明の雄部材３を構成する支持部材１４と、固定部材１５と、弾性部材１６とを詳細に示した図である。図６（ａ）は、支持部材１４の断面図であり、弾性部材１６が支持部材１４上に載置されている。支持部材１４は、サポート部分１４ａと、補強部分１４ｂ、１４ｃ、１４ｄとが一体とされて形成されており、サポート部分１４ａには、図４に示す２つの連結部１２ａが挿通される２つの開口部１３が形成されている。この開口部１３に隣接するようにして、弾性部材１６が載置されている。図６（ａ）に示される補強部分１４ｄには、さらに雄部材３を堅固にセグメント８に固定するために用いられる図示しないアンカー筋が設けられている。アンカー筋の配置位置及び配置数は、適宜所定の耐力を得ることができるように適宜設定することができる。本発明に用いる弾性部材１６は、上述したように天然ゴムといった弾性の材料から適宜構成することができる。また弾性部材１６は、セグメントが互いに接合されるまでは、突出部１２と、連結部１２ａとを柔軟に変位させることができる程度に支持部材１４と固定部材１５との間において圧縮される。図６（ａ）に示される弾性部材１６は、必ずしもその外形が円形には限られず、矩形、多角形等いかなる別の形状であっても用いることができる。
【００３３】
図６（ｂ）には、雄部材３を構成する固定部材１５を示す。固定部材１５は、方形、矩形、円形、多角形とされた支持プレート１５ａと、この支持プレート１５ａ上に溶接された締結部材であるナット１７とから構成されている。また、支持プレート１５ａには、突出部１２から延ばされ、ナット１７に螺合するネジの設けられた連結部１２ａが挿通される開口１５ｂが設けられている。ボルト状部材として形成された本発明の実施例の連結部１２ａは、ナット１７と螺合し、支持部材１４と固定部材１５とにより挟み込まれる弾性部材１６をセグメントの連結によって圧縮する。
【００３４】
図７は、セグメントが互いに連結される場合の雄部材３における締結力の発生を詳細に示した図である。図７（ａ）は、連結部１２ａが固定部材１５に螺合されているものの、弾性部材１６が圧縮されていないところを示し、図７（ｂ）は、セグメントに取り付けられた場合の配置を示した図である。図７（ａ）に示されるように、当初自由な状態とされている弾性部材１６は、セグメントを連結させる際には、図４において詳細に説明したテーパを考慮して、最終的な接合位置において所定の応力を、弾性部材１６を介して支持部材１４のサポート部１４ａへと加えることができる。最終的な接合位置では、弾性部材１６は、圧縮状態とされ、これを示したものが図７（ｂ）である。図７（ｂ）に示される圧縮状態では、固定部材１５の支持プレート１５ａは、弾性部材１６の弾性のみにより支持部材１４のサポート部１４ａと離間されている。このような圧縮状態で保持することにより、支持部材１４と固定部材１５との間のクリアランス分だけ変位可能に保持させることが可能となる。
【００３５】
さらに本発明の説明する実施例においては、セグメントを連結する場合には、図３において示されるように、まず雌部材４とコンクリートとによって形成される溝５へと突出部１２を挿入し、突出部１２と共に連結部１２ａをそれぞれ収容溝１８及びスロット２１へと矢線Ｂに沿って挿入して行く。突出部１２及び連結部１２ａの挿入が進行するにつれて、互いに隣接するセグメントは、図３で示したようにトンネル軸方向に対してわずかに傾斜したセグメント端部８ａ、９ａを有するように構成されているため、突出部１２は、雌部材４側へと相対的に引き込まれることになる。突出部１２が雌部材４側へと相対的に引き込まれて行くにつれ、突出部６から延びた連結部１２ａは、固定部材１５を上述したテーパの量に対応した量で雌部材４側へと弾性部材１６を圧縮させつつ、突出部１２を変位させる。本発明においては、スロット２１のトンネル軸方向の長さには、ある程度余裕を持たせておくこともでき、突出部１２の挿入の度合いに応じて締結力を調節することも可能である。
【００３６】
図８は、セグメントが互いに連結される場合の雌部材４における締結力の発生を詳細に示した図である。図８（ａ）は、収容溝１８へ雄部材３の突出部１２が送入される初期段階を示した図である。図８（ａ）では、図３において示される雌部材４とコンクリートとによって形成される図１に示す溝５へと突出部１２が挿入され、突出部１２とともに連結部１２ａをそれぞれの収容溝１８および図３に示すスロット２１へ挿入している。この段階では、収容溝１８の開口が大きく、突出部１２と係止部１９の収容溝１８側（すなわち、図８（ａ）では係止部１９の上部）に設けられた突起部２０に接触していない状態となっている。図８（ｂ）には、さらに突出部１２を収容溝１８に挿入したところが示されている。係止部１９に設けられたテーパに沿い、雄部材３の突出部１２が収容溝１８に挿入されるにつれて、突出部１２と係止部１９の上部にスロット２１に沿って設けられた突起部２０とが接近し、図８（ｂ）では、突出部６の片側が突起部２０に接触している。２つの突起部１２の設置間隔と、収容溝１８の設置間隔が同じで、それぞれの突出位置、収容溝１８の断面形状および大きさなどが同じであり、かつ雄部材３に変位可能な弾性部材１６が配置されていないのであれば、図８（ｂ）に示されるように突出部１２の片側のみが接触した状態にはならない。しかしながら、上述したように、２以上の突起部１２を有する雄部材３、２以上の収容溝１８を有する雌部材４を備える継手の場合、これらを精密に作製することは困難であり、わずかな設置誤差が生じる。この設置誤差により、図８（ｂ）に示されるような状態となる。
【００３７】
図８（ｃ）には、最終的にセグメントが連結された場合の係止部１９、突起部２０および突出部１２の状態を示した図である。最終的にセグメントが連結された場合、雄部材３においては、図７（ｂ）に示される状態で、雌部材４においては、図８（ｃ）に示されるように突出部１２によって突起部２０を圧縮した状態とされる。図７（ｂ）に示される弾性部材１６および図８（ｃ）に示される突起部２０は、固定部材１５および突出部１２によって押圧されて、ともに圧縮状態とされ、連結するセグメントを固定する。図８（ｃ）に示されるように、セグメントの連結完了段階においては、突出部１２のスロット２１を介した両端がともに突起部２０に均一に接触した状態となる。また、セグメントに加えられる外力により突出部１２または連結部１２ａが多少変形しても、上述した弾性を有する突起部２０により吸収されるため、経時的な変化によるセグメント間の締結力が低下するのを防止することができる。
【００３８】
これまで本発明を、図面に示した実施例をもって説明してきたが、本発明は、説明した実施例に特に限定されるわけではなく、例えば、セグメント端部１ｂ、１ｃに接合された場合に互いに嵌合するような周方向に延びた段差が設けられていても良いし、また、雄部材３、雌部材４の形状、相対的寸法、突出部の数、形状及び突出部と連結部の構成についても適宜設定することができる。
【００３９】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、加工精度、セグメントヘの取り付け位置、セグメントの設置位置に幅を持たせ、また、連結構造を簡略化させ、トンネル内面にも継手が露出せずトンネルといった構造物の内面を平滑とさせることが可能で、セグメント構造も簡易なものとすることができるためコストを低減させることができ、さらには、締結力を調節することが可能となるため増し締めも必要とされず、締結力が長期にわたり安定化でき、ワンパスで組立が可能となるため施工の簡便、かつ容易なセグメント連結用継手及びセグメントが提供できる。
【００４０】
さらに、本発明のセグメント連結継手は、締結力を増大させるため、２以上の突出部を備える雄部材と、該突出部の各々を収容する２以上の収容溝が設けられた雌部材とから構成されているものの、各係止部への各突出部の当たりが均一になることで容易に連結することができ、突出部の設置誤差や変形などがある場合においても、所定の締結力を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により構築されるセグメントリングと、セグメントとを示した図。
【図２】本発明のセグメント連結用継手の雄部材と、雌部材とが連結されたところを示した側面断面図。
【図３】本発明のセグメント連結用継手の上面断面図。
【図４】本発明に用いる雌部材の部分断面図。
【図５】本発明に用いる雌部材の正面図。
【図６】本発明に用いる雄部材の分解図。
【図７】本発明における雄部材を示した図。
【図８】本発明における雌部材を示した図。
【符号の説明】
１…セグメント
１ａ、１ｂ…セグメント端部
２…セグメントリング
３…雄部材
４…雌部材
５…溝
６…突出部
７…収容溝
８…セグメント
８ａ…セグメント端部
９…セグメント
９ａ…セグメント端部
１０ａ、１０ｂ…アンカー筋
１１ａ、１１ｂ…アンカー筋
１２…突出部
１３…開口部
１４…支持部材
１４ａ…サポート部
１４ｃ…補強部分
１４ｃ…補強部分
１５…固定部材
１５ａ…支持プレート
１５ｂ…開口
１６…弾性部材
１７…ナット
１８…収容溝
１９…係止部
２０…突起部
２１…スロット
２２…基礎部材
２３…挿入部
【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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