(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の沈埋函を沈設・結合して水面下に形成される沈埋トンネルにおいて各沈埋函を水密的に結合する継手構造であって、
一方の沈埋函の端面に外周縁に沿って外側周縁部が突設されると共に、他方の沈埋函の端面に前記外側周縁部より内周側に位置する内側周縁部が突設され、
装着基部から延設された外側に膨出する曲板状のシール部の先端を前記外側周縁部に圧接させて前記装着基部で前記内側周縁部の外周面に固定された一次止水材と、
前記内側周縁部と対向する沈埋函の端面との間に架設された二次止水材と、
積層ゴムにより形成され前記内側周縁部より内側の対向端面の間に介装された耐圧縮弾性部材と、
前記内側周縁部より内側の対向端面間の離間を規制して連結する連結部材と、を備えて構成されていることを特徴とする沈埋函の継手構造。
【請求項２】
上記連結部材は、上記両沈埋函にそれぞれ形成された内周側に突出する締着部に連通された軸状部材の両端部にそれぞれナットが螺合すると共に、その少なくとも一方のナットと締着部の間にサラバネが介装され、前記サラバネの弾性変形によって相対変位を許容しつつ前記両沈埋函を締結するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の沈埋函の継手構造。
【請求項３】
上記内側周縁部への装着基部から一方側に膨出する曲板状のシール部が延設されると共に、該シール部の先端に断面形状円形の圧接部を備えて形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の沈埋函の継手構造に用いる止水材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の沈埋函を沈設・結合して水面下に形成される沈埋トンネルにおいて、各沈埋函を水密的に結合する継手構造及びそれに用いる止水材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海底トンネル等、水面下にトンネルを施工する工法の一つである沈埋トンネル工法では、予め陸上で所定長さの沈埋函を形成し、それを浮き部材によって保持した状態で施工位置まで曳航し、順次所定位置に沈降させて結合する。
【０００３】
各沈埋函を結合する継手構造としては、図６に一例の断面図を示すように、一方の沈埋函１′の結合端面に外周に沿って突設された突部１Ｂ′の端面に配設された一次止水材１１′が、他方の沈埋函２′の突部２Ｂ′との間に介設されると共に、突部１Ｂ′，２Ｂ′の下面の間にΩ形の二次止水材１２′が架設され、更に、両沈埋函１′，２′にそれぞれ端部が固定された継手連結ケーブル１３′がカプラー１３Ａ′を介して接続されて構成され、両沈埋函１′，２′の相対変位をある程度許容する可撓継手がある。
【０００４】
一次止水材１１′及び二次止水材１２′は沈埋函１′，２′の外周に沿って全周に連続し、継手連結ケーブル１３′は周方向に所定間隔で複数配設されている。
【０００５】
一次止水材１１′は、その一例であるジーナゴムガスケットの断面図を図７に示すように、所定高さの台形状の本体１１Ａ′の底辺部の両側に所定厚さの板状の締着部１１Ｂ′が突設された断面形状に所定硬度のゴムによって形成されており、一方の沈埋函１′の端面に締着部を１１Ｂ′貫通する取付けボルトによって締着され、沈埋函１′，２′の突部１Ｂ′，２Ｂ′の間に圧縮されて所定量弾性変形した状態で介装され、内部の気密を保持するように作用するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のごとき構成の可撓継手では、その止水を担う一次止水材の圧縮弾性変形によって隣接する沈埋函の相対変位を許容するため、沈埋函の相対変位許容量は極めて小さく、その結果、設置部位が地盤沈下を生じない場所に限定されるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、結合沈埋函のより大きな相対変位を許容することができ、設置場所の条件を緩和し得る沈埋函の継手構造及びそれに用いる止水材を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】
上記目的を達成する本発明の沈埋函の継手構造は、複数の沈埋函を沈設・結合して水面下に形成される沈埋トンネルにおいて各沈埋函を水密的に結合する継手構造であって、一方の沈埋函の端面に外周縁に沿って外側周縁部が突設されると共に、他方の沈埋函の端面に前記外側周縁部より内周側に位置する内側周縁部が突設され、装着基部から延設された外側に膨出する曲板状のシール部の先端を前記外側周縁部に圧接させて前記装着基部で前記内側周縁部の外周面に固定された一次止水材と、前記内側周縁部と対向する沈埋函の端面との間に架設された二次止水材と、積層ゴムにより形成され前記内側周縁部より内側の対向端面の間に介装された耐圧縮弾性部材と、前記内側周縁部より内側の対向端面間の離間を規制して連結する連結部材と、を備えて構成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、上記連結部材は、上記両沈埋函にそれぞれ形成された内周側に突出する締着部に連通された軸状部材の両端部にそれぞれナットが螺合すると共に、その少なくとも一方のナットと締着部の間にサラバネが介装され、前記サラバネの弾性変形によって相対変位を許容しつつ前記両沈埋函を締結するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
更に、沈埋函の継手構造に用いる止水材として、上記内側周縁部への装着基部から一方側に膨出する曲板状のシール部が延設されると共に、該シール部の先端に断面形状円形の圧接部を備えて形成されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本願発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１は本願発明に係る沈埋函の継手構造の一構成例を適用した沈埋函の継手部の断面図，図２はそのＡ−Ａ断面図に相当する一方の沈埋函の端面図，図３は継手部の拡大図，図４はその止水ゴム部の拡大図である。
【００１３】
図示継手部１０は、結合沈埋函１，２の対向端面間に一次止水材としての一次止水ゴム１１が介設されると共に、その内周側に二次止水材としての二次止水ゴム１２が架設され、その内周側で連結部材１３が両沈埋函１，２を結合し、更に、両沈埋函１，２の間に耐圧縮弾性部材としての積層ゴム１４が介設されて構成されている。尚、図中１５は鉛直剪断キーである。
【００１４】
図中右側に示す一方の沈埋函１の結合端面１Ａには外周縁に沿って外側周縁部１Ｂが突設されると共に、図中左側に示す他方の沈埋函２の結合端面２Ａには外側周縁部１Ｂより所定間隔を有する内周側に内側周縁部２Ｂが突設され、外側周縁部１Ｂの内側に内側周縁部２Ｂが所定の間隔を有して所定幅で重合し、両沈埋函１，２の端面１Ａ，２Ａは所定間隔離間している。
【００１５】
一次止水ゴム１１は、図４に示すように、所定硬度のゴムによって、内側周縁部の外面に固定される所定厚さの板状の装着基部１１Ａからシール部１１Ｂが略直角に延設されて形成されている。シール部１１Ｂは、自由状態で所定の曲面で一方側（図中右側）に傾斜し、その端縁には断面円形の圧接部１１Ｃが設けられている。これにより、シール部１１Ｂを起こすように圧接部１１Ｃが押圧されると所定の弾性でシール部１１Ｂが弾性変形するようになっている。そして、一次止水ゴム１１は内側周縁部１Ｂの外面にその装着基部１１Ａで固定され、圧接部１１Ｃを外側周縁部１Ｂの内側角部に形成された段部１Ｃに圧接させて設けられている。
【００１６】
二次止水ゴム１２は、図４に示すように、所定硬度のゴムによって半円状の膨出部１２Ａの両側にそれぞれ装着フランジ１２Ｂ，１２Ｃを備えたΩ型の断面形状に形成され、膨出部１２Ａを内周側に向け、一方の装着フランジ１２Ｂが沈埋函１の端面１Ａに締着されると共に、他方の装着フランジ１２Ｃが内側周縁部２Ｂの内面に締着されて両沈埋函１，２の間に架設されている。
【００１７】
上記一次止水ゴム１１及び二次止水ゴム１２は、沈埋函１，２の外周に沿って全周に連続しているものである。
【００１８】
連結部材１３は、沈埋函１，２の躯体内周側縁部に形成された締着部１Ｅ，２Ｅ（各端面１Ａ，２Ａと作業凹部１Ｄ，２Ｄとの間の部位）を貫通してＰＣ鋼棒による軸状部材としての連結鋼棒１３Ａが配設されると共に、その連結鋼棒１３Ａの作業凹部１Ｄ，２Ｄ内に突出する両端部にそれぞれナット１３Ｂ，１３Ｃが螺合して締着部１Ｅ，２Ｅを締結（即ち沈埋函１，２を締結）しており、周方向に所定間隔で複数配設されている。
【００１９】
ここで、連結部材１３の一方のナット１３Ｃと締着部１Ｅの間には、複数枚のサラバネ１３Ｄが介設されており、これによって設置時にはナット１３Ｂと締着部１Ｅの間に隙間が無く、しかも、サラバネ１３Ｄの弾性変形によってナット１３Ｃと締着部１Ｅの間隔が狭くなる方向の変位を許容し得るようになっている。つまり、隙間の無い状態で設置し得、更にサラバネ１３Ｄの圧縮変形によって隙間の無い状態を維持してナット１３Ｃと締着部１Ｅの間隔の変化を許容し得るようになっているものである。この全体として変形可能量は、サラバネ１３Ｄ及びその数を選定することで任意に設定することができる。
【００２０】
積層ゴム１４は、詳しくは図示しないが、鋼板の間に所定硬度のゴムが介装されて（換言すればゴムの上下両側に鋼板が装着されて）成る単位積層ゴム１４Ａが複数枚（図では６枚）重合して構成され、両沈埋函１，２の対向端面１Ａ，２Ａの間に所定の力で圧縮された状態で介装され、連結鋼棒１３の間に配設されて周方向に複数配設されている。単位積層ゴム１４Ａは、図５に荷重：Ｐと変形量：δの関係のグラフを示すように、所定の変形量：Ｐ１から弾性係数が格段に大きくなり、これによって所定量以内の変形は許容し、所定量以上の変形は阻止するように作用するものである。
【００２１】
上記のごとき構成の継手部１０では、内側周縁部２Ｂに固定された一次止水ゴム１１は、そのシール部１１Ｂの先端の圧接部１１Ｃが外側周縁部１Ａに圧接して止水すると共に、その内側で二次止水ゴム１２が止水して内部への水の侵入を防ぐ。一次止水ゴム１１のシール部１１Ｂは外側に曲面で膨出した形状となって外側からの水圧はシール部１１Ｂを外側周縁部１Ａに圧接させるように作用し、その結果、より一層止水性を向上させる。このように、一次止水ゴム１１は屈曲弾性変形による付勢力と外水圧によって外側周縁部１Ａに圧接されて止水するものであって、ジーナゴムガスケットのように圧縮弾性変形によって止水性を確保するものではないために大きな変形許容量を確保することができる。
【００２２】
接続沈埋函１，２の相対変位に際しては、次のごとく作用する。即ち、両沈埋函１，２が近接する側の変位に対しては、積層ゴム１４が圧縮されて所定の範囲で変位を許容する。この時、一次止水ゴム１１は、図４中破線：Ｘで示すように屈曲変形して変位を許容する。また、両沈埋函１，２が離間する側の変位に対しては、連結鋼棒１３のサラバネ１３Ｄが弾性変形することでその範囲の変位を許容する。この時、一次止水ゴム１１は、図４中破線：Ｙで示すように伸展して変位に追従する。
【００２３】
このように、近接・離間共に所定の範囲の変位が許容されるため、地盤の不等沈下等によって沈埋函１，２に当該継手部１０から折れ曲がるような力が作用した場合には、屈曲の外側となる部位は離間し、屈曲の内側となる部位は近接することとなり、前述の離間及び近接の許容範囲内において屈曲を許容する。その結果、大きな相対変位を許容することができるものである。また、地震等によって過大な力が作用した場合には、連結鋼棒１３及び積層ゴム１４によって過剰な変位は防ぐものである。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように、本願発明に係る沈埋函の継手構造によれば、一方の沈埋函の端面に外周縁に沿って外側周縁部が突設されると共に、他方の沈埋函の端面に前記外側周縁部より内周側に位置する内側周縁部が突設され、装着基部から延設された外側に膨出する曲板状のシール部の先端を外側周縁部に圧接させて装着基部で内側周縁部の外周面に固定された一次止水材と、内側周縁部と対向する沈埋函の端面との間に架設された二次止水材と、積層ゴムにより形成され内側周縁部より内側の対向端面の間に介装された耐圧縮弾性部材と、内側周縁部より内側の対向端面間の離間を規制して連結する連結部材と、を備えて構成されていることにより、沈埋函が近接する側の変位に対しては耐圧縮弾性部材が圧縮されて所定の範囲で変位を許容すると共に、両沈埋函が離間する側の変位に対しては連結部材の許容範囲内で変位を許容し、一次止水材は屈曲変形によってこれら変位を許容する。このように近接・離間共に所定の範囲の変位が許容されるため、地盤の不等沈下等によって接続沈埋函に当該継手部から折れ曲がるような力が作用した場合には、屈曲の外側となる部位は離間し屈曲の内側となる部位は近接するために所定の範囲で屈曲を許容することができると共に、地震等によって過大な力が作用した場合には連結部材及び耐圧縮弾性部材によって過剰な変位は防ぐ。このため、多少の地盤沈下のおそれのある場所にも設置可能となり、設置場所の条件を緩和し得るものである。
【００２５】
また、上記連結部材は、上記両沈埋函にそれぞれ形成された内周側に突出する締着部に連通された軸状部材の両端部にそれぞれナットが螺合すると共に、その少なくとも一方のナットと締着部の間にサラバネが介装され、サラバネの弾性変形によって相対変位を許容しつつ両沈埋函を締結するように構成されていることにより、隙間の無い状態で設置し得、更にサラバネの圧縮変形によって隙間の無い状態でナットと締着部の間隔の変化を許容し得る。つまり、サラバネの変形量分沈埋函の近接方向の変位を許容し得るものである。
【００２６】
更に、上記沈埋函の継手構造に用いる止水材として、上記内側周縁部への装着基部から一方側に膨出する曲板状のシール部が延設されると共に、該シール部の先端に断面形状円形の圧接部を備えて形成されていることにより、シール部の屈曲による弾性復帰力によって沈埋函に圧接して止水し、屈曲変形によって変位に追従するため大きな変位を許容し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る沈埋函の継手構造の一構成例を適用した沈埋函の継手部の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図に相当する一方の沈埋函の端面図である。
【図３】継手部の拡大図である。
【図４】止水ゴム部の拡大図である。
【図５】積層ゴムの荷重：Ｐと変形量：δの関係を示すグラフである。
【図６】従来例としての沈埋函の継手部の断面図である。
【図７】従来例としてのジーナガスケットの断面図である。
【符号の説明】
１，２  沈埋函
１Ａ  端面
１Ｂ  外側周縁部
１Ｅ  締着部
２Ｂ  内側周縁部
２Ｅ  締着部
１０  継手部
１１  一次止水ゴム（一次止水材）
１１Ａ  装着基部
１１Ｂ  シール部
１１Ｃ  圧接部
１２  二次止水ゴム（二次止水材）
１３  連結部材
１３Ａ  連結鋼棒（軸状部材）
１３Ｂ，１３Ｃ  ナット
１３Ｄ  サラバネ
１４  積層ゴム（耐圧縮弾性部材）
１４Ａ  単位積層ゴム（積層ゴム）
【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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