(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雌ネジ部を有する袋ナット部と、この袋ナット部に対して袋ナット部のねじ軸心方向に隣接させて一体連設されるアンカー部とを備えて、コンクリート製のセグメント本体に埋設装備されるコンクリートセグメント用連結金具であって、
前記アンカー部の横断面形状を偏平なものに形成してあり、前記袋ナット部とアンカー部との境目に、前記袋ナット部のねじ軸心に交差する鍔面を有する鍔を前記袋ナット部の全周にわたって設けてあるコンクリートセグメント用連結金具。
【請求項２】
前記袋ナット部のねじ軸心に交差する方向に沿う面を有したフランジを、前記アンカー部に一体形成してある請求項１に記載のコンクリートセグメント用連結金具。
【請求項３】
横断面形状が偏平な前記アンカー部の複数を並べて装備するに、互いに隣合う前記アンカー部が、それらの偏平な横断面形状における横幅の広い側の面どうしが相対向する状態に連係配置されている請求項１に記載のコンクリートセグメント用連結金具。
【請求項４】
前記袋ナット部より多い数の前記アンカー部を設け、各アンカー部を、それらの扁平な横断面形状における横幅の広い側の面どうしが相対向する状態に連係配置し、それら各アンカー部の前記袋ナット部側端部を一連に連結する連結補剛板を設け、前記鍔は、前記連結補剛板で構成してある請求項１に記載のコンクリートセグメント用連結金具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、トンネル周方向及びトンネル軸方向に多数並べて互いに連結することにより、トンネル内壁を形成するために用いられるコンクリートセグメントどうしの連結金具に係り、詳しくは、雌ネジ部を有する袋ナット部と、この袋ナット部に対して袋ナット部のねじ軸心方向に隣接させて一体連設されるアンカー部とを備えて、コンクリート製のセグメント本体に埋設装備されるコンクリートセグメント用連結金具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリートセグメントどうしを連結するには、特開２００１−７３６９３号公報に示されたもののように、一方のセグメントに、ボルト操作用空間が形成されるように構成された雄連結金具を埋設して一体装備するとともに、他方のセグメントには、前述の連結金具、即ち雌連結金具を埋設して一体装備しておき、連結ボルトを、雄連結金具に形成された孔を通して雌連結金具の袋ナット部に螺着するようにした構成の連結構造が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
セグメントどうしを連結するボルトには、トンネル外部からセグメントに作用する土圧等の原因によって引張り力やせん断力が作用し、その連結ボルトを支持する雄雌の両連結金具にも同様の引張り力やせん断力が作用する。それらの力により、連結金具とコンクリート製のセグメント本体との間に層間剥離や、セグメント本体に亀裂が生じる等の不都合が生じないように予め対処する必要がある。
【０００４】
この場合、操作用空間部を形成するために比較的大きさの大きくなる雄連結金具は、セグメント本体との接触面積が十分に取れて、前述の不都合無く引張り力やせん断力に十分対抗できるのであるが、比較的小さい部品となる雌連結金具は、セグメント本体との接触面積が不十分となり易いものである。そこで、引張り力やせん断力に十分対抗できるようにするため、丸棒状のアンカー部（前述の公報参照）、は比較的長いものとしてあったが、重量的に不利であるとともに、セグメント本体内に埋設される配筋材との干渉を避けるに関する設計上の制約が厳しい点でも不利であった。
【０００５】
又、前述したように、雌連結金具は、概略丸棒のような形状になっていることから、セグメント本体との付着面積を大きく取ることが難しいものであり、引張り力に対抗する点で弱い傾向がある。図６に示すように、引張り力によって雌連結金具Ｋ２の支圧板におけるセグメント本体ｓが、引張り作用方向と約４５度傾斜した方向に亀裂ｋ１が生じてせん断破壊すること、所謂コーン破壊する。
【０００６】
このような実状に鑑みることにより、本発明の第１の目的は、雌側の連結金具の形状・構造を見直すことにより、重量面や設計面での不利を回避できるようにすることであり、第２の目的は、効果的に耐引張り力を向上させることができるようにする点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕
請求項１の構成は、図１〜図４に例示する如く、雌ネジ部９を有する袋ナット部６と、この袋ナット部６に対して袋ナット部のねじ軸心方向に隣接させて一体連設されるアンカー部７とを備えて、コンクリート製のセグメント本体ｓに埋設装備されるコンクリートセグメント用連結金具において、アンカー部７の横断面形状を偏平なものに形成してあり、前記袋ナット部とアンカー部との境目に、前記袋ナット部のねじ軸心に交差する鍔面を有する鍔を前記袋ナット部の全周にわたって設けてあることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の構成は、図５に例示する如く、請求項１の構成において、袋ナット部６のねじ軸心Ｐに交差する方向に沿う面１８ａを有したフランジ１８を、アンカー部７に一体形成してあることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の構成は、図７〜図９に例示する如く、請求項１の構成において、横断面形状が偏平なアンカー部２０の複数を並べて装備するに、互いに隣合うアンカー部２０，２０が、それらの偏平な横断面形状における横幅の広い側の面２２，２２どうしが相対向する状態に連係配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４の構成は、前記袋ナット部より多い数の前記アンカー部を設け、各アンカー部を、それらの扁平な横断面形状における横幅の広い側の面どうしが相対向する状態に連係配置し、それら各アンカー部の前記袋ナット部側端部を一連に連結する連結補剛板を設け、前記鍔は、前記連結補剛板で構成してあることを特徴とするものである。
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【００１１】
〔作用〕
請求項１の構成によれば、アンカー部の横断面形状を扁平なものに形成したので、単位体積当たりの表面積の比率を、略円断面を呈する従来のアンカー部に比べて大きくすることができる。従って、アンカー部の表面積を従来と同じとすれば、アンカー部の体積を減じて軽量化することができ、かつ、アンカー部の体積を従来と同じとすれば、アンカー部の表面積を増大させることができ、コンクリート製のセグメント本体との付着強度が強化されるようになる。つまり、概略丸棒のような形状になっていた従来の雌連結金具に比べて、同一長の連結金具では引っ張り力の点で優るのである。
【００１２】
請求項２の構成によれば、袋ナット部のねじ軸心に交差する方向に沿う面を有したフランジをアンカー部に一体形成してあるので、耐引張り力が増強されるようになる。即ち、ねじ軸心方向に沿う引っ張りに対してフランジが面で抗する状態となり、コンクリート端における引張りに伴うコーン破壊の最大幅を効果的に大きくすることができるからである（図６参照）。
【００１３】
請求項３の構成によれば、断面が扁平な形状のアンカー部を複数設けてあるから、セグメント本体との付着強度を倍増できるとともに、隣合うアンカー部どうしは、偏平な横断面形状における横幅の広い側の面どうしが相対向する状態に連係配置されているので、これらアンカー部どうしの間に十分な間隙を形成しながらも、アンカー部の並ぶ方向での全体幅寸法が大きくなり過ぎないようにまとめることが可能になる。これにより、セグメント本体との付着面積を変えずに、アンカー部としての長さを大幅に縮小させるとか、前記付着面積を増やしながらアンカー部長さを縮小化させることも可能になる。
【００１４】
〔効果〕
請求項１に記載のコンクリートセグメント用連結金具では、アンカー部における表面積と体積との関係に着目することにより、アンカー部の横断面形状を偏平なものに形成するだけの簡単な改造を行うだけで、セグメント本体との付着強度の強化や重量軽減が可能になり、雌側の連結金具の形状・構造を見直すことによって、重量面や設計面での不利を回避できるものが得られた。
【００１５】
請求項２に記載のコンクリートセグメント用連結金具では、請求項１の構成による前記効果を奏するとともに、袋ナット部のねじ軸心に交差する方向に沿う面を有したフランジをアンカー部に一体形成する構成を追加することにより、耐引張り力を大きく向上させることができるようになった。
【００１６】
請求項３に記載のコンクリートセグメント用連結金具では、請求項１の構成による前記効果を奏するとともに、セグメント本体との付着面積を大幅に増大できて、アンカー部の横幅増大を抑制しながら、かつ、長さの縮小化を可能としながら、耐引張り力や耐せん断力を大きく向上できる利点が得られた。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明によるコンクリートセグメント用連結具の実施の形態を図面に基づいて説明する。この連結具は、図１〜図３に示すように、一方のコンクリートセグメントＳ１の円弧状の連結端面側に埋設される鋳造製の第１連結金具（雄側の連結金具）Ｋ１と、他方のコンクリートセグメントＳ２の円弧状の連結端面側に埋設される鋳造製の第２連結金具（雌側の連結金具）Ｋ２と、これら両者Ｋ１，Ｋ２を螺着する連結ボルトＢとで構成されている。
【００１８】
即ち、第１連結金具Ｋ１には、連結用のボルトＢが挿通されるボルト挿通孔１が設けられ、第２連結金具Ｋ２には、ボルトＢが螺合される雌ねじ部９が設けられていて、これら両連結金具Ｋ１，Ｋ２を連結ボルトＢを用いて連結することにより、隣合うコンクリートセグメントＳ１，Ｓ２を連結一体化する。
【００１９】
図１〜図３に示すように、第１連結金具Ｋ１は、一方のコンクリートセグメントＳ１の連結端面と同面となる接続面３を有した鋳鉄製の金具本体２と、一対の棒状鉄筋製のアンカー４，４とから構成されている。金具本体２は略箱状に形成されており、左右中央位置にボルト挿通用の貫通孔１が形成されているとともに、左右両脇の各突出部２ａ，２ａの夫々にアンカー４を螺着装備してある。第１連結金具Ｋ１を、コンクリート製のセグメント本体ｓに埋設するに際しては、第１連結金具Ｋ１の裏側に中子を位置させてコンクリートを硬化させ、第１連結金具Ｋ１の裏側に、連結ボルトＢを挿入して第２連結金具Ｋ２に螺合するための操作空間５が形成されるようになっている。
【００２０】
図１〜図４に示すように、第２連結金具Ｋ２は、他方のコンクリートセグメントＳ２の連結端面と同面となる接続面８を有した袋ナット部６と、その袋ナット部６に連設されてセグメント本体ｓの内方に位置するようになるアンカー部７とから成る鋳鉄製のものに構成されている。袋ナット部６は、内部に雌ネジ部９を有した略円筒状であり、アンカー部７との境目に方形の鍔１０が形成されているとともに、外周部には、袋ナット部６の長手方向に沿う左右の横リブ１１，１１と上下の半リブ１２，１２、及び１本の円周リブ１３が形成されている。
【００２１】
鍔１０に続くアンカー部７は、その横断面形状が上下に薄く、かつ、左右に長い偏平なものに形成されており、アンカー部７の長手方向に沿う上下の縦リブ１４，１４、及び複数の周リブ１５が外周に一体形成されるとともに、先端には端部矩形リブ１６が形成されている。アンカー部７の左右幅は、袋ナット部６の直径と略同一の寸法に設定されている。
【００２２】
アンカー部７の横断面形状を、上下方向（セグメントに埋設された状態でのトンネル径方向）に薄い偏平なものとしたことにより、トンネル外部からの土圧等によるせん断耐力が確保できるように、かつ、セグメント本体ｓとの付着面積が十分取れるようにしながら、比較的長さの短いものにして、第２連結金具Ｋ２のセグメント本体ｓに対する引き抜き抵抗、即ち耐引張り力を増大させてある。
【００２３】
以上の構成による両連結金具Ｋ１，Ｋ２を用いて両コンクリートセグメントＳ１，Ｓ２を連結するには、先ず、第１連結金具Ｋ１の貫通孔１と、第２連結金具Ｋ２の接続面８とを位置合せし、第１連結金具Ｋ１の貫通孔１が、第２連結金具Ｋ２の雌ねじ部９と一致する位置関係にする。次いで、第１連結金具Ｋ１裏側の操作空間５から貫通孔１に連結ボルトＢを挿通し、連結ボルトＢの雄ねじ部１７を袋ナット部２の雌ねじ部９に螺合させることができ、これによって隣合う両セグメントＳ１，Ｓ２どうしを連結することができるのである。
【００２４】
〔別実施形態〕
《１》  図５に示すように、図３に示す第２連結金具Ｋ２において、端部矩形リブ１６に代えて、袋ナット部６のねじ軸心Ｐに交差する方向に沿う面１８ａを有したフランジ１８を、アンカー部７の先端に一体形成したものでも良い（ねじ軸心Ｐに交差する方向に沿い、かつ、ねじ軸心Ｐには沿わない面１８ａを有したフランジ１８でも可である）。フランジ１８は、ねじ軸心Ｐの方向視で左右長さの長い矩形で板状であり、引張りによるコーン破壊に有効な耐力を備えることができる手段である。
【００２５】
即ち、図６に示すように、第２連結金具Ｋ２の引張りに伴って、左右約４５度傾斜した方向に亀裂ｋ１が生じてせん断破壊するコーン破壊は、アンカー部７の先端からのものがセグメント端面での投影部分全幅Ｗ１となり、その幅が広い程耐引張り力が高くなる。故に、アンカー部７の先端に幅広なフランジ１８を形成することにより、コーン破壊での亀裂ｋ２による投影部分全幅Ｗ２を効率良く大きくすることができ、効果的に耐引張り力を増大させることができる利点がある。
【００２６】
《２》  図７〜図９に示すように、図４に示す袋ナット部６と同様な袋ナット部１９が２個で、かつ、アンカー部７と同様に偏平な横断面形状を有したアンカー部２０が４個（複数の一例）を備えた第２連結金具Ｋ２でも良い。この場合には、袋ナット部１９のねじ軸心Ｐの方向視で長方形を呈する連結補剛板２１の長手方向（セグメントに埋設された状態でのトンネル径方向）に４個の、アンカー部２０を並べて装備するに、互いに隣合うアンカー部２０，２０が、それらの偏平な横断面形状における横幅の広い側の面２２，２２どうしが相対向する状態に連係配置されている。
【００２７】
一対の袋ナット部１９，１９は、連結補剛板２１に一体化された断面山形状の２段補強リブ２３で連結補強されるとともに、各アンカー部２０は、それらの先端に亘って形成された長鍔部２４によって連結一体化して補強してある。又、長鍔部２４に一体化され、かつ、隣合うアンカー部２０どうしを連結補強する縦リブ部２５を形成してあり、４個のアンカー部２０の先端側の強度・剛性を向上させてある。この場合でも、断面形状が偏平なアンカー部２０の幅長さは、円筒状の袋ナット部１９の径と略同一に設定されている。
【００２８】
《３》  図１０に示すように、セグメントＳ１，Ｓ２の円弧形状に合せて、袋ナット部１９に対して、横断面形状が偏平なアンカー部２０が幾分傾斜させた構造や、図１１に示すように、セグメントＳ１，Ｓ２の円弧形状に合せてアンカー部２０，３１に曲率が施された構造として第２連結金具Ｋ２を構成しても良い。図１１において、中央側２個のアンカー部３１，３１を、これら両者の間の間隙が先端側が広くなるよう、長さ方向の中間において外側に曲げ、かつ、側面視略コ字状の前補強リブ３２と後補強リブ３３とを一体に形成してある。
【００２９】
《４》  図１２、図１３に示すように、図７〜図９に示す構造の第２連結金具Ｋ２の連結長鍔部２４の先端側に、４個のアンカー部２０と左右幅は同じで、上下方向の厚みが増やされた上下一対の延長アンカー部３０，３０が一体形成された鋳鉄製の第２連結金具Ｋ２でも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）、（ロ）共にセグメントどうしの連結構造を示す断面側面図
【図２】セグメントどうしの連結構造を示す一部切欠きの底面図
【図３】第１連結金具と第２連結金具とを示す分解斜視図
【図４】第２連結金具のアンカー部の断面図
【図５】第１別構造の第２連結金具を示す斜視図
【図６】コーン破壊の状況を示す説明図
【図７】第２別構造の第２連結金具を示す側面図
【図８】図７に示す第２連結金具の正面図
【図９】図７に示す第２連結金具の斜視図
【図１０】第３別構造の第２連結金具を示す側面図
【図１１】第４別構造の第２連結金具を示す側面図
【図１２】第５別構造の第２連結金具を示す側面図
【図１３】図１２に示す第２連結金具の斜視図
【符号の説明】
６              袋ナット部
７              アンカー部
９              雌ネジ部
１８            フランジ
１８ａ          ねじ軸心に交差する方向に沿う面
２０            アンカー部
２２            横幅の広い側の面
ｓ              セグメント本体
Ｐ              ねじ軸心
【図１】
0003986812.tif 000002
【図２】
0003986812.tif 000003
【図３】
0003986812.tif 000004
【図４】
0003986812.tif 000005
【図５】
0003986812.tif 000006
【図６】
0003986812.tif 000007
【図７】
0003986812.tif 000008
【図８】
0003986812.tif 000009
【図９】
0003986812.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0003986812.tif 000012
【図１２】
0003986812.tif 000013
【図１３】
0003986812.tif 000014