(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個の固定面をＶ状に設けた定着ブロックに、少なくとも２組の貫通孔が、上記２個の固定面に開口しかつ定着ブロックの幅方向に並べて形成され、
上記定着ブロックの底部の一方の固定面側に、ガイド枠が、一方の貫通孔に連絡して固着されるとともに、
定着ブロックの底部の他方の固定面側に、他のガイド枠が、他方の貫通孔に連絡して固着され、
定着ブロックとガイド枠の間に、２組の貫通孔の間に発生するねじれ力を受ける補強部材が溶接されたことを特徴とするセグメントの定着装置。
【請求項２】
定着ブロックは、Ｖ状に配置された２枚の固定板を結合部材で一体に結合した構成とされたことを特徴とする請求項１記載のセグメントの定着装置。
【請求項３】
各ガイド枠は、定着ブロックの頂部側に凹の弧状に湾曲されたことを特徴とする請求項１又は２記載のセグメントの定着装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載のセグメントの定着装置が、弧状に湾曲されたセグメント本体の湾曲方向の一方の接合面と他方の接合面の中間部分に、各貫通孔をセグメント本体の湾曲方向にほぼ一致させるとともに定着ブロックの頂部をセグメント本体の内周面側に配した状態で各ガイド枠をセグメント本体の鉄筋にそれぞれ溶接して埋設され、
定着ブロックの一方の貫通孔とセグメント本体の一方の接合面との間に、シース管が、内端を貫通孔に連通させるとともに外端をセグメント本体の一方の接合面に開口させて埋設され、
また上記定着ブロックの他方の貫通孔とセグメント本体の他方の接合面との間に、他のシース管が、内端を貫通孔に連通させるとともに外端をセグメント本体の他方の接合面に開口させて埋設されたことを特徴とするセグメント。
【請求項５】
請求項４記載のセグメントが、セグメント本体にシース管を埋設された１個以上のセグメントと一緒に接合面を互いに当接させるとともにシース管どうしを互いに連通させて環状に設けられ、
上記各セグメントは、互いに連通されたシース管に定着ブロックの貫通孔から挿通されてその一端を一方の固定面に固定されるとともに他端を他方の固定面に緊張状態で締結されたＰＣ鋼材によって一体に定着されたことを特徴とするセグメントの定着構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環状に配置された複数のセグメントをＰＣ鋼材によって一体に結合する場合に用いるセグメントの定着装置、及びその定着装置を備えたセグメント、並びにそのセグメントと他のセグメントとのＰＣ鋼材による定着構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールド工法により複数のセグメントを環状に結合してトンネルを構築する場合、図５に示すように、各セグメントＳｂ，Ｓｚに埋設されたシース管４，１５にＰＣ鋼材Ｐを挿通させて緊張、定着させることにより、セグメントＳｂ，Ｓｚどうしの結合強度を高め、また止水性や作業性、或いは耐久性等を向上させることが行われている。
【０００３】
このセグメントの定着構造の実施には、シース管４，１５に挿通されたＰＣ鋼材Ｐの両端を固定してＰＣ鋼材Ｐを緊張状態に保つ何等かの定着装置が必要であり、従来においては、図５と図６に示すように、セグメントＳｂの最初のシース管４にＰＣ鋼材Ｐを挿入するパイプ部材２１と、セグメントＳｂの最後のシース管４から出てきたＰＣ鋼材Ｐの端部を受けるパイプ部材２２とをＸ状に一体に形成した鋳物製の定着装置Ｂが使用されている。
符号２４は、ＰＣ鋼材Ｐを引っ張って緊張させる油圧ジャッキである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のセグメントの定着装置Ｂは、前述のように鋳物製で鋳型が必要であるため、製造に手間がかかり、コスト高になるほか、厚さ等の異なるセグメントに適合したものを多種類製造しにくい。したがって、定着装置Ｂを用いたセグメントＳｂ、及びそのセグメントＳｂを使用したセグメントの定着構造がコスト高になる問題点がある。
【０００５】
本発明の課題は上記従来の問題点を解消することであり、コストを低減することができるセグメントの定着装置及びセグメント並びにセグメントの定着構造を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、堅牢で耐久性に優れたセグメントの定着装置及びセグメント並びにセグメントの定着構造を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の少なくとも１つの目的を達成するために、請求項１記載の発明は、２個の固定面をＶ状に設けた定着ブロックに、少なくとも２組の貫通孔を、上記２個の固定面に開口しかつ定着ブロックの幅方向に並べて形成し、上記定着ブロックの底部の一方の固定面側に、ガイド枠を、一方の貫通孔に連絡して固着するとともに、定着ブロックの底部の他方の固定面側に、他のガイド枠を、他方の貫通孔に連絡して固着し、定着ブロックとガイド枠の間に、２組の貫通孔の間に発生するねじれ力を受ける補強部材を溶接する構成とした。
【０００７】
この手段では、貫通孔を有する形状の単純な定着ブロックと、同じく形状の単純なガイド枠とを製作して、定着ブロックにガイド枠を溶接等で固着するだけで定着装置が完成する。このように、鋳型が不要で製造が比較的容易であり、しかも定着ブロックとガイド枠の組付け時に寸法上の融通がきくため、厚さ等の異なる多種類のセグメントに幅広く対応することができる。
またこの構成では、ＰＣ鋼材にプレストレスをかけた際に、横に並ぶ２個の貫通孔の間に発生するねじれ力（回転力）を補強部材が受けて変形を防ぐ。
【０００８】
請求項１記載のセグメントの定着装置において、定着ブロックを、Ｖ状に配置された２枚の固定板を結合部材で一体に結合した構成とすることが好ましい（請求項２）。
この構成では、固定板と結合部材は形状が比較的小さく、鋼板等の切れ端等の有効利用が可能となる。また、２枚の固定板の隙間に充填されたコンクリートが固定板どうしの圧縮強度を強くする。
【０００９】
請求項１又は２記載のセグメントの定着装置において、各ガイド枠を、定着ブロックの頂部側に凹の弧状に湾曲させることが好ましい（請求項３）。
この構成では、ガイド枠がセグメントの内周面の形状に適合するようになり、貫通孔へのＰＣ鋼材の導入及び貫通孔からのＰＣ鋼材の導出が容易になる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のセグメントの定着装置を、弧状に湾曲されたセグメント本体の湾曲方向の一方の接合面と他方の接合面の中間部分に、各貫通孔をセグメント本体の湾曲方向にほぼ一致させるとともに定着ブロックの頂部をセグメント本体の内周面側に配した状態で各ガイド枠をセグメント本体の鉄筋にそれぞれ溶接して埋設し、定着ブロックの一方の貫通孔とセグメント本体の一方の接合面との間に、シース管を、内端を貫通孔に連通させるとともに外端をセグメント本体の一方の接合面に開口させて埋設し、また上記定着ブロックの他方の貫通孔とセグメント本体の他方の接合面との間に、他のシース管を、内端を貫通孔に連通させるとともに外端をセグメント本体の他方の接合面に開口させて埋設した構成とした。この手段では、扱い易く安価な定着装置を使用したセグメントを得ることができる。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のセグメントを、セグメント本体にシース管を埋設された１個以上のセグメントと一緒に接合面を互いに当接させるとともにシース管どうしを互いに連通させて環状に設け、上記各セグメントを、互いに連通されたシース管に定着ブロックの貫通孔から挿通されてその一端を一方の固定面に固定されるとともに他端を他方の固定面に緊張状態で締結されたＰＣ鋼材によって一体に定着した構成とした。この手段では、作業性が良好でしかもコスト安につくセグメントの定着構造を得ることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１ないし図４は本発明の実施の形態を示す。これらの図において符号ＳａとＳｚはセグメントである。
【００１４】
セグメントＳａは、鉄筋２を埋設して弧状に湾曲されたコンクリート製のセグメント本体１に、定着装置Ａとシース管４を設けて成る。
【００１５】
定着装置Ａは、貫通孔６ａ，６ｂが穿設された２枚の固定板６をＶ状に配置して複数（図のものは４枚）の結合部材７で一体に結合した定着ブロック８と、一対のガイド枠９によって構成されている。貫通孔６ａ，６ｂは、固定板６の固定面６ｃに開口されており、互いに向き合わされた２組の貫通孔６ａ，６ｂの位置が定着ブロック８の幅方向（図１で上下方向、図２で紙面に垂直な方向）にずらされている。
【００１６】
そして各ガイド枠９は、２組の貫通孔６ａ，６ｂ、６ａ，６ｂにそれぞれ振り分けられ、貫通孔６ａに連絡された状態で基端９ａを定着ブロック８の底部、すなわち固定板６の下部に溶接して設けられている。ガイド枠９は、ＰＣ鋼材Ｐを貫通孔６ａ，６ｂに導入し、また貫通孔６ｂ，６ａから出されたＰＣ鋼材Ｐを外部に導くものであり、その横断面形状は上に開放したチャンネル状とされ、上方、つまり定着ブロック８の頂部側に凹の弧状に湾曲されている。
【００１７】
固定板６とガイド枠９の間に三角形状の補強部材１１が溶接されている。この補強部材１１は、貫通孔６ａ，６ｂ、６ａ，６ｂに挿通されたＰＣ鋼材Ｐの緊張に伴う定着ブロック８のねじれ変形を防止するものである。
【００１８】
上記の構成とされた定着装置Ａは、セグメント本体１の湾曲方向の接合面１ａ，１ａの中間位置に、定着ブロック８の頂部である固定板６の上部とガイド枠９の自由端９ｂをセグメント本体１の内周面にほぼ一致させるとともに、セグメント本体１の湾曲方向に一致させられた貫通孔６ａ，６ｂにシース管４の内端４ａを挿入させた状態でガイド枠９を鉄筋２に溶接されてセグメント本体１に一体に設けられ、セグメント本体１及びシース管４と共にセグメントＳａを構成している。
【００１９】
シース管４は、定着ブロック８の固定板６とセグメント本体１の接合面１ａとの間に、上述のように固定板６，６の貫通孔６ａ，６ｂに内端４ａを挿入させるとともに外端４ｂを接合面１ａに開口させてセグメント本体１に埋設されている。シース管４の内端４ａは、通常固定板６に溶接されるが、溶接しないこともある。
【００２０】
セグメント本体１は、周知のように、生コンクリートの型枠への流込みによって成形される。このため、定着ブロック８の固定板６，６の隙間Ｃに生コンクリートが図２のように必然的に入ってそのまま固化することとなり、定着ブロック８の圧縮強度を強化する。
【００２１】
上記の構成とされたセグメントＳａは、従来のセグメントＳｂ（図５と図６）と同様に、例えば図４に示すように、セグメントＳｚと一緒にトンネル壁体Ｔの構築に利用される。セグメントＳｚは、セグメント本体１にシース管１５を、その両端を接合面１ａに開口させて埋設して成る。
【００２２】
図４のトンネル壁体Ｔは、本発明に係る１個のセグメントＳａと既存の４個のセグメントＳｚを、接合面１ａを互いに当接させるとともに、シース管４，１５どうしを互いに連通させて環状に配設し、ＰＣ鋼材Ｐを一方の貫通孔６ａ，６ｂからシース管４，１５に挿通させて他方の貫通孔６ｂ，６ａからセグメントＳａの内周側に出し、そのＰＣ鋼材Ｐに油圧ジャッキ等の引張装置２４（図５）でプレストレスをかけてＰＣ鋼材Ｐの両端を定着ブロック８の固定板６ｃ，６ｃに所要の固定具で固定することにより、各セグメントを一体に結合定着させて構築されている。ＰＣ鋼材Ｐには、通常ＰＣ鋼より線が用いられる。定着完了後、一般にはガイド枠９の部分にモルタルを詰めて仕上げる。
【００２３】
上記の構成とされた定着装置ＡとセグメントＳａ及び定着構造には次の効果がある。
（ａ）  定着装置Ａの定着ブロック８は、固定板６，６を結合部材７で一体に結合した構造となっているので、鋼板等の切れ端などを用いてコスト安に製造することができる。
（ｂ）  固定板６や結合部材７等の構成部材を溶接等の結合手段で結合して組み立てる際に寸法や形状上の融通が利くので、鋳物製の定着装置と違って、厚さ等の異なる多種類のセグメントに対応することができる。
【００２４】
（ｃ）  固定板６，６の間に隙間Ｃが形成されているので、その隙間Ｃに入ったコンクリートにより定着ブロック８の圧縮強度が合理的に高められる。
（ｄ）  定着装置Ａのガイド枠９は、定着ブロック８の頂部側に凹の弧状に形成されているので、貫通孔６ａ，６ｂへのＰＣ鋼材Ｐの挿入作業と、ＰＣ鋼材Ｐの貫通孔６ｂ，６ａからの導出作業及びＰＣ鋼材Ｐの緊張作業を円滑に行うことができる。
【００２５】
（ｅ）  セグメントの定着構造においてＰＣ鋼材Ｐに与えられたプレストレスにより各セグメントＳｂ，Ｓｚの結合が強化され、接合面１ａ，１ａの接合が緩みにくいので、例えばトンネル壁体Ｔにその中心から外方に作用する水圧が加わるようなことがあっても漏水が防止される。
（ｆ）  定着ブロック８とガイド枠９の間に補強部材１１が設けられているので、ＰＣ鋼材Ｐにプレストレスをかけた場合における定着ブロック８のねじれ変形が防止される。
（ｇ）  定着装置Ａをコスト安に製造することができるため、それを用いたセグメントＳａ、及びそのセグメントＳａを使用した定着構造のコストが総じて低減される。
【００２６】
図の定着構造には１本のＰＣ鋼材Ｐしか用いられていないが、２本以上のＰＣ鋼材Ｐを使用することもある。この場合、定着ブロック８にＰＣ鋼材Ｐの使用本数に見合う組数の貫通孔６ａ，６ｂとガイド枠９が設けられた１個の定着装置、或いは複数の定着装置Ａを備えたセグメントＳａが用いられる。各セグメントＳａ，Ｓｚのシース管４，１５の数も増加させることは言うまでもない。図４のトンネル壁体Ｔは５個のセグメントによって構築されているが、セグメントの使用数はこれよりも少ない場合も、多い場合もある。
【００２７】
定着ブロック８を、ほぼ三角形状の１個の部材で製造することができる。この時は、各組の貫通孔６ａ，６ｂはそれぞれ１個の貫通孔となる。ガイド枠９の形状は図のものに限らずに任意であり、場合によっては定着ブロック８に鉄筋２を溶接することもある。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コスト安につき、しかも堅牢で耐久性に優れたセグメントの定着装置及びセグメント並びにセグメントの定着構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るセグメントの定着装置及びそれを用いたセグメントの実施の形態を示すセグメント要部の平面図である。
【図２】  図１の（II−II）線部分の断面図である。
【図３】  図１の（III−III）線部分の断面図である。
【図４】  本発明に係るセグメントの定着構造の実施の形態を示す図である。
【図５】  従来のセグメントの定着構造を示す図である。
【図６】  従来のセグメントの定着装置の外観図である。
【符号の説明】
Ａ  定着装置                Ｐ  ＰＣ鋼材
Ｓａ，Ｓｚ  セグメント      Ｔ  トンネル壁体
Ｃ  隙間                    １  セグメント本体
１ａ  接合面                ２  鉄筋
４  シース管                ４ａ  内端
４ｂ  外端                  ６  固定板
６ａ，６ｂ  貫通孔          ６ｃ  固定面
７  結合部材                ８  定着ブロック
９  ガイド枠                ９ａ  基端
９ｂ  自由端                １１  補強部材
【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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