(57)【要約】【課題】ゴムリングが高い外水圧に耐えることができるとともに、ゴムリングの耐久性が改良される可撓継手構造を提供する。【解決手段】一方の管体２に固定された固定部材１５と、他方の管体２に固定された固定部材１６と、一方の管体２と他方の管体２と間に配置されたゴムリング１７と、ゴムリングの半径方向内側に配置されたゴムリング支持構造１８と、ゴムリング１７の半径方向外側に配置されたスキンプレート１９とを有し、前記ゴムリング１７は、少なくとも２つの外側に向いた山１７ａと、山１７ａと山１７ａの間に位置する谷部１７ｂを有し、両端部を各固定部材１５，１６に固定し、谷部１７ｂをゴムリング支持構造１８に支持される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の管体に固定された固定部材と、他方の管体に固定された固定部材と、一方の管体と他方の管体と間に配置されたゴムリングと、ゴムリングの半径方向内側に配置されたゴムリング支持構造と、管体と管体と間を覆うように両管体に取り付けられたスキンプレートとを有し、前記ゴムリングは、少なくとも２つの外側に向いた山と、山と山の間に位置する谷部を有し、両端部を各固定部材に固定し、谷部をゴムリング支持構造で支持したことを特徴とする可撓継手構造。
【請求項２】
前記ゴムリングは、両端部を半径方向外方から各固定部材に固定したことを特徴とする請求項１に記載の可撓継手構造。
【請求項３】
前記ゴムリング支持構造は、固定部材に固定されるリンクバーと、このリンクバーに取り付けられゴムリングの谷部を支持する耐圧プレートとを有することを特徴とする請求項１に記載の可撓継手構造。
【請求項４】
前記リンクバーは、管体の軸線方向に調節自在に固定されることを特徴とする請求項３に記載の可撓継手構造。
【請求項５】
前記耐圧プレートは、リンクバーに支持されることを特徴とする請求項３または４に記載の可撓継手構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、海底トンネルの施工に用いられる管状構造物に取り付けら利、管状構造物の地震や地盤変動等による相対変位を許容する可撓継手構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地中トンネルに用いられる管状構造物の可撓継手構造の一例は、図１７に示すように、前管体１００と、後管体１０１と、前管体１００と後管体１０１を水密的に連結する、内側に向いた山１０２ａを有する一次止水ゴムリング１０２と、一次止水ゴムリング１０２より半径方向内側で前管体１００と後管体１０１を水密的に連結する、内側に向いた山１０３ａを有する二次止水ゴムリング１０３と、前管体１００と後管体１０１の間の外周を覆うスキンプレート１０４とを備えている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１３７６９４号公報（第２頁、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記可撓継手構造は、管状構造物に取り付ける前に、前管体と後管体の二次止水ゴムリング装着部位に、図示しない推力受け材と剪断防止材を取り付け、管状構造物に取り付けた後に、剪断防止材と推力受け材を取り外し、二次止水ゴムリング装着部位に二次止水ゴムリングを固定する。
【０００５】
上記可撓継手構造は、内側に向いた山を有する止水ゴムリングにより前管体と後管体を水密的に連結し、止水ゴムリングの内側に向いた山が外圧を引っ張り力として受けるため、止水ゴムリングの耐久性に欠けるとともに、外圧を止水ゴムリングに埋設した補強布で支えるため、止水ゴムリングが高い外水圧に耐えることができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記した点を考慮してなされたもので、ゴムリングが高い外水圧に耐えることができるとともに、ゴムリングの耐久性が改良される可撓継手構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の可撓継手構造は、一方の管体に固定された固定部材と、他方の管体に固定された固定部材と、一方の管体と他方の管体と間に配置されたゴムリングと、ゴムリングの半径方向内方に配置されたゴムリング支持構造と、ゴムリングの半径方向外方に配置され管体と管体と間を覆うように両管体に取り付けられたスキンプレートとを有し、ゴムリングは、少なくとも２つの外側に向いた山と、山と山の間に位置する谷部を有し、両端部を各固定部材に固定し、谷部をゴムリング支持構造に支持したことで、ゴムリングの外側に向いた山が外力を圧縮として受けるのでゴムリングの耐久性が改良され、ゴムリングに加えられる力をゴムリむング支持構造で受けるので、ゴムリングが高い外水圧に耐えることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る可撓継手構造１を構造物２と構造物２に半径方向外方より組み立てた状態を示す図であり、図２は、本発明に係る可撓継手構造１ａを構造物２と構造物２に半径方向内方より組み立てた状態を示す図である。
【０００９】
上記構造物２は、角形、長円形、馬蹄形等の断面を持つ管状構造物であり、基本的に、内面板３と、外面板４と、端面板５ａ，５ｂとを有する。
【００１０】
図１に示す管状構造物２は、端面板５ａを設けた側に、外面板４より軸線方向外方に延びる内面板３の短い内面板延設部６を形成し、端面板５ｂを設けた側に、内面板３より軸線方向外方に延びる外面板４の長い外面板延設部７を形成している。
【００１１】
上記管状構造物２の一端側に位置する端面板５ａは、外面板４の端面４ａに当接して内面板３の外面３ａに接するように配置され、内面板３の外面３ａと外面板４の端面４ａに溶接手段により溶着される。端面板５ａの外面の半径方向中間位置に内面板延設部６に平行に軸線方向に延びる筒状板８が溶接手段により溶着される。さらに、内面板延設部６と筒状板８の先端面に端板９が溶接手段により溶着される。これにより、管状構造物２の一端側に端面板５ａから軸線方向外方に延びる長い内側管状部１０が形成される。
【００１２】
上記管状構造物２の他端側に位置する端面板５ｂは、内面板３の端面に当接して外面板４の内面４ｂに接するように配置され、外面板４の内面４ｂと内面板３の端面に溶接手段により溶着される。端面板５ｂの外面の半径方向中間位置に外面板延設部７に平行に軸線方向に延びる筒状板１１が溶接手段により溶着される。さらに、外面板延設部７と筒状板１１の先端面に端板１２が溶接手段により溶着される。これにより、管状構造物２の他端側に端面板５ｂから軸線方向外方に延びる短い外側管状部１３が形成される。
【００１３】
上記管状構造物２は、本体部分の一端側に短い外側管状部１３と、本体部分の他端側に長い内側管状部１０とを有する、したがって、管状構造物２，２を連結するために、一方の管状構造物２の一端に設けた短い外側管状部１３を他方の管状構造物２の他端に設けた長い内側管状部１０にゆるく嵌合した時、短い外側管状部１３と長い内側管状部１０と端面板５ａとに囲まれた可撓継手構造収容空間Ａが形成される。そして、可撓継手構造収容空間Ａに可撓継手構造１が配置される。また、一方の管状構造物２の外側管状部１３と他方の管状構造物２の内側管状部１０と間に形成される環状空間に筒状クッション材１４が配置される。
【００１４】
上記可撓継手構造１は、図１に示すように、一方の管状構造物２の外側管状部１３の端板１２に固定される固定部材１５と、他方の管状構造物２の端面板５ａに固定される固定部材１６と、固定部材１５と固定部材１６を橋絡するゴムリング１７と、固定されたゴムリング１７の半径方向内側に配置されたゴムリング支持構造１８と、ゴムリング１７を覆うように一方の管状構造物２の外側管状部１３と他方の管状構造物２の外面板４に点付け溶接により固定されたスキンプレート１９とを有する。
【００１５】
上記固定部材１５は、複数のセグメントから形成され、全体として管状構造物２の外形に対応した管状体を形成する。各セグメントは、ゴムリング固定部１５ａとリンクバー固定部１５ｂとを有する。リンクバー固定部１５ｂは、図３に示すように、一対の側壁部により形成され、その間に後記するリンクバー２２の一端が固定される。
【００１６】
同様に、上記固定部材１６は、複数のセグメントから形成され、全体として管状構造物２の外形に対応した管状体を形成する。各セグメントは、ゴムリング固定部１６ａとリンクバー固定部１６ｂとを有する。リンクバー固定部１６ｂは、図２に示すように、一対の側壁部により形成され、その間にリンクバー２２の他端が固定される。
【００１７】
上記ゴムリング１７は、図１に示すように、２つの外側に向いた山１７ａ，１７ａと、山１７ａと山１７ａの間に位置する谷部１７ｂと、山１７ａより端側に位置する取付部１７ｃ，１７ｃを有する。ゴムリング１７は、一方の取付部１７ｃを固定部材１５のゴムリング固定部１５ａの上に配置し，他方の取付部１７ｃを固定部材１６のゴムリング固定部１６ａの上に配置し、その上にゴム押さえ板２０を配置し、半径方向外方からタッピングねじ２１によりゴム押さえ板２０を介して固定部材１５，１６に固定される。図１に示すゴムリング１７は、２つの外側に向いた山１７ａを有する構成であるが、ゴムリング１７は、３つ以上の外側に向いた山１７ａを有する構成であってもよい。
【００１８】
上記ゴムリング支持構造１８は、図１に示すように、両端部を固定部材１５．１６に固定されたリンクバー２２と、このリンクバー２２に取り付けられた耐圧プレート２３とを有する。リンクバー２２は、両端部に軸線方向に延びる長孔２４を有し、固定部材１５．１６に軸線方向に位置を調節自在に固定される。耐圧プレート２３は、上面にゴムリング受け部２５を有し、ゴムリング受け部２５でゴムリング１７の谷部１７ｂの底面を支持する。
【００１９】
上記スキンプレート１９は、可撓継手構造１への外部からの土砂の侵入を防ぐように作用する。
【００２０】
可撓継手構造１の管状構造物２，２への組み立て手順を図５ないし図１１により説明する。
可撓継手構造１の管状構造物２，２への組み立ての準備段階において、２つの管状構造物２，２を同一線上に配置し、一方の管状構造物２の短い外側管状部１３を他方の管状構造物２の長い内側管状部１０にゆるく嵌合させる。これにより、管状構造物２，２は、短い外側管状部１３と長い内側管状部１０と端面板５ａとに囲まれた可撓継手構造収容空間Ａを形成する。
【００２１】
可撓継手構造１の第１組立段階において、リンクバー２２を、図５に示すように、固定部材１５，１６の半径方向外方で管状構造物２の軸線に対して直交する方向に配置し、リンクバー２２を、管状構造物２の上方から矢印で示す方向に一方の管状構造物２に設けた固定部材１５と他方の管状構造物２に設けた固定部材１６との間を通して管状構造物２の内側管状部１０の上に配置する。
【００２２】
可撓継手構造１の第２組立段階において、図６に示すように、リンクバー２２を管状構造物２の内側管状部１０の上方で水平面内で９０度回し、リンクバー２２を、リンクバー２２の両端部を固定部材１５のリンクバー固定部１５ｂと固定部材１６のリンクバー固定部１６ｂに整合させ、矢印で示す上方向に持ち上げ、リンクバー２２の両端部を固定部材１５のリンクバー固定部１５ｂと固定部材１６のリンクバー固定部１６ｂに挿着する。
【００２３】
可撓継手構造１の第３組立段階において、図７に示すように、リンクバー２２の一方の長孔２４をリンクバー固定部１５ａの取付け孔１５ｃに整合し、リンクバー２２の他方の長孔２４をリンクバー固定部１６ａの取付け孔１６ｃに整合し、リンクバー２２を通常のボルトナット固定手段４０により固定部材１５と固定部材１６に位置を調節しながら固定する。
【００２４】
可撓継手構造１の第４組立段階において、図８に示すように、耐圧プレート２５を、複数の周方向に配置したリンクバー２２が橋絡するようにリンクバー２２の上に配置し、耐圧プレート２５を通常のボルト固定手段４１により上方向から各リンクバー２に固定する。
【００２５】
可撓継手構造１の第５組立段階において、図９に示すように、ゴムリング１７を、２つの外側に向いた山１７ａ，１７ａが固定部材１５と固定部材１６の間に位置し、谷部１７ｂが耐圧プレート２５の受け部２５上に位置し、一方の取付部１７ｃが固定部材１５のゴムリング固定部１５ａの上に位置し，他方の取付部１７ｃが固定部材１６のゴムリング固定部１６ａの上に位置するように配置する。
【００２６】
可撓継手構造１の第６組立段階において、図１０に示すように、ゴムリング１７の各取付部１７ｃの上にゴム押さえ板２０を配置し、ゴムリング１７を半径方向外方からタッピングねじ２１により固定部材１５，１６に固定する。ゴムリング１７は、谷部１７ｂを耐圧プレート２５の受け部２５に支持される。
【００２７】
可撓継手構造１の第７組立段階において、図１１に示すように、スキンプレート１９を、一方の管状構造物２の外側管状部１３と他方の管状構造物２の外面板４に点付け溶接により固定する。これにより、可撓継手構造１の管状構造物２，２への組み立てが完了する。
【００２８】
可撓継手構造１は、ゴムリング１７を耐圧プレート２５で支持することで、ゴムリング１７が高い外水圧に耐えることができる。
また、可撓継手構造１は、リンクバー２２に長孔２４を設けたことで、ゴムリング１７の片側の山１７ａが伸び切った場合に、リンクバー２２がゴムリング１７の片側の山１７ａがそれ以上伸びずにもう一方の山１７ａが伸びるリミッターとして作用する。
さらに、可撓継手構造１は、管状構造物２の外側で管状構造物２，２へ組み立てられるので、管状構造物２，２への取り付け作業を簡単に行うことができる。
【００２９】
図２に示す管状構造物２ａは、端面板５ａを設けた側に短い内面板延設部６を形成し、端面板５ｂを設けた側に長い外面板延設部７を形成している。
【００３０】
上記管状構造物２ａの一端側に位置する端面板５ａは、内面板３の外面３ａと外面板４の端面４ａに溶接手段により溶着される。端面板５ａの外面の半径方向中間位置に筒状板８が溶接手段により溶着される。さらに、内面板延設部６と筒状板８の先端面に端板９が溶接手段により溶着される。これにより、管状構造物２ａの一端側に端面板５ａから軸線方向外方に延びる短い内側管状部１０が形成される。
【００３１】
上記管状構造物２ａの他端側に位置する端面板５ｂは、外面板４の内面４ｂと内面板３の端面に溶接手段により溶着される。端面板５ｂの外面の半径方向中間位置に外面板延設部７に平行に軸線方向に延びる筒状板１１が溶接手段により溶着される。さらに、外面板延設部７と筒状板１１の先端面に端板１２が溶接手段により溶着される。これにより、管状構造物２ａの他端側に端面板５ｂから軸線方向外方に延びる長い外側管状部１３が形成される。
【００３２】
上記管状構造物２ａは、本体部分の一端側に長い外側管状部１３と、本体部分の他端側に短い内側管状部１０とを有する、したがって、管状構造物２ａ，２ａを連結するために、一方の管状構造物２ａの一端に設けた長い外側管状部１３を他方の管状構造物２ａの他端に設けた短い内側管状部１０にゆるく嵌合した時、一方の管状構造物２ａの長い外側管状部１３と短い内側管状部１０と端面板５ｂに囲まれた可撓継手構造収容空間Ｂが形成される。そして、可撓継手構造収容空間Ｂに可撓継手構造１ｂが配置される。また、一方の管状構造物２ａの外側管状部１３と他方の管状構造物２ａの内側管状部１０の間に形成される環状空間に筒状クッション材１４が配置される。
【００３３】
上記可撓継手構造１ａは、図２に示すように、一方の管状構造物２ａの端面板５ｂに固定される固定部材２６と、他方の管状構造物２ａの内側管状部１０の端板９に固定される固定部材２７と、固定部材２６と固定部材２７を橋絡するように配置されたゴムリング２８と、固定されたゴムリング２８の半径方向内側に配置されたゴムリング支持構造２９とを有する。
【００３４】
上記固定部材２６は、複数のセグメントから形成され、全体として管状構造物２の外形に対応した管状体を形成する。上記固定部材２７も、複数のセグメントから形成され、全体として管状構造物２の外形に対応した管状体を形成する。
【００３５】
上記ゴムリング２８は、図２に示すように、２つの外側に向いた山２８ａ，２８ａと、山２８ａと山２８ａの間に位置する谷部２８ｂと、山２８ｂａより端側に位置する取付部２８ｃ，２８ｃを有する。ゴムリング２８は、一方の取付部２８ｃを固定部材２６の下面に配置し，他方の取付部２８ｃｃを固定部材２７の下面に配置し、その下に配置したゴム押さえ板３０を介して半径方向内方からタッピングねじ３１により固定部材２６，２７に固定される。ゴムリング２８は、２つの外側に向いた山２８ａを有する構成であるが、ゴムリング２８は、３つ以上の外側に向いた山２８ａを有する構成であってもよい。
【００３６】
上記ゴムリング支持構造２９は、端面板５ｂの外面の固定部材２６より半径方向内側に固定されたベースブロック３２と、他方の管状構造物２に設けた内側管状部１０の端板９の固定部材２７より半径方向内側に固定されたベースブロック３３と、両端部をベースブロック３２．３３に固定されたリンクバー３４と、このリンクバー３４の上側面に取り付けられた耐圧プレート３５とを有する。リンクバー３４は、両端部に軸線方向に延びる長孔３６を有し、ベースブロック３２．３３に軸線方向に調節自在に固定される。耐圧プレート３５は、上面にゴムリング受け部３７を有し、ゴムリング受け部３７でゴムリング２８の谷部２８ｂの底面を支持する。
【００３７】
上記ベースブロック３２は、複数のセグメントから形成され、全体として管状構造物２の外形に対応した管状体を形成する。ベースブロック３２は、複数のリンクバー固定部３２ａを有する。各リンクバー固定部３２ａは、図３に示すように、その間にリンクバー３４の一端を固定する。
【００３８】
つぎに、可撓継手構造１ａの管状構造物２ａ，２ａへの組み立て手順を図１２ないし図１６により説明する。
可撓継手構造１ａの固定部材２６は、図１２に示すように、管状構造物２ａの他端に設けた端板５ｂに溶着され、可撓継手構造１ａの固定部材２７は、管状構造物２ａの一端に設けた内側管状部１０の端板９に溶着されている。
【００３９】
可撓継手構造１ａの第１組立段階において、図１３に示すように、ゴムリング２８を、２つの外側に向いた山２８ａ，２６ａが固定部材２６と固定部材２７の間に位置し、一方の取付部２８ｃが固定部材２６の下側に位置し，他方の取付部２８ｃが固定部材２７の下側に位置するように配置する。ゴムリング２８の各取付部２８ｃの下にゴム押さえ板３０を配置し、ゴムリング２８を半径方向内方からタッピングねじ３１により固定部材２６，２７に固定される。
【００４０】
可撓継手構造１ａの第２組立段階において、図１４に示すように、耐圧プレート３５を受け部３７がゴムリング２８の下方からゴムリング２８の谷部２８ｂの底面に当接するように配置する。
【００４１】
可撓継手構造１ａの第３組立段階において、図１５に示すように、リンクバー３４を耐圧プレート３５の下側から通常のボルト固定手段４２によりリンクバー３４に固定する。
【００４２】
可撓継手構造１ａの第４組立段階において、図１６に示すように、ベースブロック３２を通常のボルト固定手段４３により端板５ｂに固定し、ベースブロック３３を通常のボルト固定手段４３により端板９に固定する。可撓継手構造１ａは、リンクバー３４の一端をベースブロック３２のリンクバー固定部３２ａに装着し、リンクバー３４の他端をベースブロック３３のリンクバー固定部３３ａに装着し、リンクバー３４を通常のボルト固定手段４４によりベースブロック３２，３３に固定される。これにより、可撓継手構造１ａの管状構造物２ａ，２ａへの組み立てが完了する。
【００４３】
可撓継手構造１ａは、ゴムリング２８を耐圧プレート３５で支持することで、ゴムリング２８が高い外水圧に耐えることができる。
可撓継手構造１ａは、リンクバー３４に長孔３６を設けたことで、リンクバー３４が、ゴムリング２８の片側の山２８ａが伸び切った場合に、それ以上伸びずにもう一方の山２８ａが伸びるようリミッターとして作用する。
【００４４】
上記実施の形態では、可撓継手構造を管状構造物に適用した例を説明したが、可撓継手構造を管状構造物以外のボックスカルバートや可撓セグメントの高水圧用継手として用いることもできる。
【００４５】
また、上記実施の形態では、可撓継手構造１を図１に示す管状構造物２に、可撓継手構造１ａを図２に示す管状構造物２ａに適用した例を説明したが、可撓継手構造１と可撓継手構造１ａを、内側管状部と外側管状部を長くして、可撓継手構造収容空間Ａと可撓継手構造収容空間Ｂを形成した管状構造物に組み込むようにすることもできる。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による可撓継手構造は、ゴムリングの外側に向いた山が外力を圧縮として受けるので、ゴムリングの耐久性が改良され、また、ゴムリングが受ける荷重をゴムリング支持構造が受けるので、ゴムリングが高い外水圧に耐えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る可撓継手構造を管状構造物に半径方向外方より組み立てた形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る可撓継手構造を管状構造物に半径方向内方より組み立てた形態を示す断面図である。
【図３】図１の可撓継手構造の底面拡大図である。
【図４】図２の可撓継手構造の底面拡大図である。
【図５】図１の可撓継手構造の第１組立段階を示す図である。
【図６】図１の可撓継手構造の第２組立段階を示す図である。
【図７】図１の可撓継手構造の第３組立段階を示す図である。
【図８】図１の可撓継手構造の第４組立段階を示す図である。
【図９】図１の可撓継手構造の第５組立段階を示す図である。
【図１０】図１の可撓継手構造の第６組立段階を示す図である。
【図１１】図１の可撓継手構造の組立完成段階を示す図である。
【図１２】図２の可撓継手構造の準備段階を示す図である。
【図１３】図２の可撓継手構造の第１組立段階を示す図である。
【図１４】図２の可撓継手構造の第２組立段階を示す図である。
【図１５】図２の可撓継手構造の第３組立段階を示す図である。
【図１６】図２の可撓継手構造の組立完成段階を示す図である。
【図１７】従来の可撓継手構造を推進管に取り付けた形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  可撓継手構造
１ａ  可撓継手構造
３  内面板
４  外面板
５ａ  端板
５ｂ  端板
１０  内側管状部
１３  外側管状部
１５  固定部材
１６  固定部材
１７  ゴムリング
１８  ゴムリング支持構造
１９  スキンプレート
２２  リンクバー
２３  耐圧プレート
２５  受け部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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