(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削穴内にて、互いの接合端面同士を突き合わせた状態で接合されて、トンネル壁体を構成するセグメントの接合構造であって、
前記セグメントには、それぞれの接合端面に接合金具が設けられ、これら接合金具同士が連結金具によって互いに連結されてなり、
前記接合金具は、互いに対向させて設けられ、端部が内方に屈曲した係止片部とされた一対の鉤形の係止部を有し、
前記連結金具は、板状の連結金具本体の両側部に、前記係止部同士の間に形成された係合空間内に嵌合して前記係止片部と係合する係合面を有する係合部が設けられ、
前記セグメントの接合端面同士を突き合わせた状態にて、それぞれの接合金具の係合空間内へ両側部の係合部を嵌合させながら前記連結金具を挿入させることにより、互いのセグメント同士が接合されてなり、
前記連結金具の係合部の係合面は、挿入方向後方へ向かって次第に近接するテーパ面とされ、前記接合金具の係止片部は、前記係合面と係合する係止面が前記係合面と同一方向へ傾斜したテーパ面とされ、
互いに接合される接合金具は、セグメントの接合端面同士を突き合わせて前記連結金具を配置させた接合状態にて、互いに隙間が形成されることを特徴とするセグメントの接合構造。
【請求項２】
前記セグメントは、コンクリート製であり、前記接合金具には、このセグメントを形成するコンクリート内に埋設されるアンカー筋が連結されていることを特徴とする請求項１記載のセグメントの接合構造。
【請求項３】
前記アンカー筋には、その長手方向へわたって間隔をあけて複数のリブが形成されていることを特徴とする請求項２記載のセグメントの接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、相互に複数連結することにより掘削穴の軸方向に筒状壁体を構成するセグメントの接合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネルを構築する方法としては、掘削穴の内面側にセグメント（主にコンクリート製あるいはスチール製）を組み立てて筒状壁体を構築する、いわゆるシールド工法が一般的である。
このシールド工法に用いられるセグメントとしては平面長方形状で円弧版状のものが主流であり、これらセグメント同士をボルトによって接合していた。
このボルトでセグメント同士を接合する構造としては、セグメントの接合端面の近傍に、セグメントの接合端面同士を当接させた際に、互いに連通する孔部を有する継手板を埋め込んでおき、これら継手板の孔部へボルトを挿通させ、このボルトへナットを締結させて接合させる構造が一般的である。また、相互のセグメントにナット部材であるインサート金具を埋め込んでおき、隣接するセグメントに貫通させたボルトを締結させて互いに接合させる構造もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造では、構築現場にて継手の接合端面に形成された孔部へボルトを挿通させ、このボルトへナットを締結させたり、相互のセグメントに埋め込んだインサート金具へボルトを締結させるという極めて煩雑な作業を要するため組立時間の短縮には限界があり、またロボットによる自動組み付けへの適応が困難であった。さらには、二次覆工を省略する場合にもボルト・ナットを取り付けるためにセグメントに形成したボルトボックスの閉塞作業を行わなければならず、施工の高速化、省力化を目指す上で新たな継手構造の開発が急務となっているのが現状であった。
さらには、セグメント同士を接合させた際に、その締結力をセグメント全体へ確実に伝達し、これらセグメントの接合端面に大きな接合力を作用させることができる接合構造が望まれていた。
【０００４】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、極めて容易にかつ確実に相互に接合させることが可能なセグメントの接合構造を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載のセグメントの接合構造は、掘削穴内にて、互いの接合端面同士を突き合わせた状態で接合されて、トンネル壁体を構成するセグメントの接合構造であって、前記セグメントには、それぞれの接合端面に接合金具が設けられ、これら接合金具同士が連結金具によって互いに連結されてなり、前記接合金具は、互いに対向させて設けられ、端部が内方に屈曲した係止片部とされた一対の鉤形の係止部を有し、前記連結金具は、板状の連結金具本体の両側部に、前記係止部同士の間に形成された係合空間内に嵌合して前記係止片部と係合する係合面を有する係合部が設けられ、前記セグメントの接合端面同士を突き合わせた状態にて、それぞれの接合金具の係合空間内へ両側部の係合部を嵌合させながら前記連結金具を挿入させることにより、互いのセグメント同士が接合されてなり、前記連結金具の係合部の係合面は、挿入方向後方へ向かって次第に近接するテーパ面とされ、前記接合金具の係止片部は、前記係合面と係合する係止面が前記係合面と同一方向へ傾斜したテーパ面とされ、互いに接合される接合金具は、セグメントの接合端面同士を突き合わせて前記連結金具を配置させた接合状態にて、互いに隙間が形成されることを特徴としている。
これにより、セグメントの接合端面同士を互いに当接させた状態にて、連結金具の係合部を、接合金具の係合空間内へ挿入させることにより、接合金具同士が連結金具によって接合され、セグメント同士が接合される。また、連結金具による接合金具同士の締結力が接合金具からセグメントへ伝達され、セグメントの接合端面が確実な接合力によって接合される。
【０００６】
請求項２記載のセグメントの接合構造は、請求項１記載のセグメントの接合構造において、前記セグメントが、コンクリート製であり、前記接合金具には、このセグメントを形成するコンクリート内に埋設されるアンカー筋が連結されていることを特徴としている。
これにより、連結金具による接合金具同士の締結力が、アンカー筋からセグメントを形成するコンクリートに伝達される。
【０００７】
請求項３記載のセグメントの接合構造は、請求項２記載のセグメントの接合構造において、前記アンカー筋の長手方向へわたって間隔をあけて複数のリブが形成されていることを特徴としている。
これにより、アンカー筋に形成されたリブによってアンカー筋の、セグメントを形成するコンクリートへの固着強度が向上される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態のセグメントの接合構造を図によって説明する。
図１及び図２において、符号１は、セグメントである。これらセグメント１は、平面視長方形に形成されたコンクリート製のものであり、これらセグメント１の周方向への接合端面１ａを互いに接合させることにより、掘削穴内にてトンネル壁体を構成するリングが構築されるようになっている。そして、このリングを掘削穴の軸方向へ互いに接合させることにより、トンネル壁体が構築されるようになっている。
【０００９】
これらセグメント１には、周方向への接合端面１ａに、厚み方向へ２列の接合溝部１ｂが形成されており、これら接合溝部１ｂには、断面視Ｃ型の接合金具２が設けられ、これら接合金具２同士が断面視Ｉ型の連結金具３によって互いに連結されるようになっている。
【００１０】
接合金具２は、図３及び図４にも示すように、係止片部４を有する鉤形に形成された一対の係止部５が互いに対向位置に設けられたもので、これら係止部５同士によって形成された空間が連結金具３の係合部６が係合する係合空間７とされている。
また、係止片部４の内面からなる係止面４ａは、連結金具３の挿入方向イへ向かって係合空間７を狭めるテーパ面とされている。つまり、セグメント１の接合端面１ａ同士を突き合わせた状態にて、互いに対向する接合金具２の係止面４ａが、連結金具３の挿入方向後方へ向かって次第に近接するテーパ面とされている。
【００１１】
これら接合金具２には、その後端部にアンカー筋９が接続されており、これらアンカー筋９がセグメント１を形成するコンクリートＣ内に埋め込まれ、これによりそれぞれの接合金具２がセグメント１に確実に固着されている。なお、このアンカー筋９には、その長さ方向にわたって複数のリブ１０が間隔をあけて形成されており、これらリブ１０によってコンクリートＣとの固着強度がさらに高められている。
【００１２】
また、これら接合金具２は、それぞれのセグメント１の接合端面１ａ同士を互いに突き合わせた際に、僅かに隙間が形成される位置にセグメント１に固定されている。
つまり、これら接合金具２の接合側の端部が、それぞれのセグメント１の接合端面１ａから僅かに引き込んだ位置とされている。なお、この引き込み寸法Ｔとしては、Ｔ＝約０．５ｍｍとされている。したがって、互いのセグメント１の接合端面１ａ同士を当接した際に、これらセグメント１の接合金具２同士の隙間Ｓは、Ｓ＝約１ｍｍ（Ｓ＝２Ｔ＝２×０．５）となる。
【００１３】
上記接合金具２を連結する連結金具３は、断面Ｉ字形に形成されたもので、連結金具本体８の両側部が前述したように接合金具２の係合空間７内に嵌合する係合部６とされている。連結金具本体８は、接合金具２を構成する係止部５の係止片部４同士の隙間よりも薄く形成されて挿通可能とされており、係合部６は、係止片部４同士の隙間よりも厚く形成されている。また、接合金具２の係止片部４の係止面４ａと当接して係合する連結金具３の係合部６に形成された係合面６ａは、接合金具２の係止面４ａと同様に、挿入方向後方へ向かって近接するテーパ面とされている。
【００１４】
次に、上記構造のセグメント１同士を連結金具３によって接合させる場合について説明する。
セグメント１同士を連結金具３によって接合させる場合は、まず、セグメント１の接合端面１ａ同士を互いに当接させる。
この状態において、図５に示すように、連結金具３の両側部の係合部６が、それぞれの接合金具２に形成された係合空間７内に係合するように挿入する。
このようにすると、それぞれの接合金具２の係合空間７内に連結金具３の係合部６が挿入されて係合されて連結される。
【００１５】
このように、上記セグメントの接合構造によれば、セグメント１の接合端面１ａ同士を互いに当接させた状態にて、連結金具３の係合部６を、接合金具２の係合空間７内へ挿入させることにより、極めて容易に接合金具２同士を連結金具３によって接合させ、セグメント１同士を接合させることができる。つまり、従来のボルト・ナットによる締結構造あるいはインサート金具へボルトを締結させる締結構造と比較して、セグメント同士の接合作業にかかる労力を大幅に低減させることができ、さらには、ボルトボックス等がないので、ボルトボックスの閉塞作業を省略することができる。
【００１６】
しかも、それぞれの接合金具２が、セグメント１の接合端面１ａ同士を当接させた際に、隙間Ｓが形成される位置に設けられているので、接合金具２同士が接触する接合構造と比較して連結金具３による接合金具２同士の締結力を確実にセグメント１に伝達して、これらセグメント１の接合端面１ａ同士の確実な接合力を確保することができる。
【００１７】
つまり接合金具２同士が接触する場合、連結金具３による締結力が互いに接触している接合金具２を介して互いに伝達されてしまうが、本実施の形態例の場合、接合した状態にて、接合金具２同士の間に隙間Ｓが形成されるので、連結金具２による締結力が接合金具２、アンカー筋９からセグメント１へ伝達されて、セグメント１の接合端面１ａを介して伝達されることとなり、したがって、セグメント１の接合端面１ａ同士にて確実な接合力が得られることとなる。
【００１８】
また、連結金具３による接合金具２同士の締結力を、アンカー筋９からセグメント１を形成するコンクリートＣに確実に伝達させることができ、これにより、アンカー筋９の弾性等により各接合箇所におけるねばり、靭性を向上させることができる。
しかも、アンカー筋９に形成されたリブ１０によってアンカー筋９の、セグメント１を形成するコンクリートＣへの固着強度を大幅に高めることができ、アンカー筋９からセグメント１への締結力の伝達を確実に行わせることができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のセグメントの接合構造によれば、下記の効果を得ることができる。
請求項１記載のセグメントの接合構造によれば、セグメントの接合端面同士を互いに当接させた状態にて、連結金具の係合部を、接合金具の係合空間内へ挿入させることにより、極めて容易に接合金具同士を連結金具によって接合させ、セグメント同士を接合させることができる。つまり、従来のボルト・ナットによる締結構造あるいはインサート金具へボルトを締結させる締結構造と比較して、セグメント同士の接合作業にかかる労力を大幅に低減させることができ、さらには、ボルトボックス等がないので、ボルトボックスの閉塞作業を省略することができる。
しかも、それぞれの接合金具が、セグメントの接合端面同士を当接させた際に、隙間が形成される位置に設けられているので、接合金具同士が接触する接合構造と比較して連結金具による接合金具同士の締結力を確実にセグメントに伝達して、これらセグメントの接合端面同士の確実な接合力を確保することができる。
【００２０】
請求項２記載のセグメントの接合構造によれば、連結金具による接合金具同士の締結力を、アンカー筋からセグメントを形成するコンクリートに確実に伝達させることができ、これにより、アンカー筋の弾性等により各接合箇所におけるねばり、靭性を向上させることができる。
請求項３記載のセグメントの接合構造によれば、アンカー筋に形成されたリブによってアンカー筋の、セグメントを形成するコンクリートへの固着強度を大幅に高めることができ、アンカー筋からセグメントへの締結力の伝達を確実に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態のセグメントの接合構造を説明するセグメントの斜視図である。
【図２】  本発明の実施の形態のセグメントの接合構造を説明する互いに接合されたセグメントの縦断面図である。
【図３】  本発明の実施の形態のセグメントの接合構造を説明する接合部分における縦断面図である。
【図４】  本発明の実施の形態のセグメントの接合構造を説明する接合部分における横断面図である。
【図５】  本発明の実施の形態のセグメントの接合構造を説明する接合部分における横断面図である。
【符号の説明】
１  セグメント
１ａ  接合端面
３  連結金具
４  係止片部
４ａ  係止面
５  係止部
６  係合部
７  係合空間
８  連結金具本体
９  アンカー筋
１０  リブ
Ｃ  コンクリート
Ｓ  隙間
【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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