(57)【要約】【課題】対向したセグメントを接続金具の介在によって接続するようにしたセグメント接続構造において、その構成部材の低コスト化を図ることを課題とする。【解決手段】  一方のセグメント１１の接続端面１２に設けられた雄側接続金具１３は、長ナット１７と、その長ナット１７にねじ込まれたホールインアンカー１８とからなり、ホールインアンカー１８は前記長ナット１７にねじ結合された雄ねじ部１９と、接続端面１２から突き出した拡開部２１と、その拡開部２１の先端部に挿入された拡開クサビ２２とからなる。他方のセグメント１４の接続端面１５に設けられた係止金具２０によって雌側接続金具１６が構成され、前記拡開クサビ２２が係止金具２０の底部２４に衝合することにより拡開部２１の外周部が係止金具２０の内周突条２３に係止され、引き抜き強度を発揮する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方のセグメント(１１)の接続端面(１２)に設けられた雄側接続金具(１３)と、他方のセグメント(１４)の接続端面(１５)に設けられた雌側接続金具(１６)によりセグメント(１１、１４)相互を接続するセグメント接続構造において、
前記雄側接続金具(１３)は、一方のセグメント(１１)にインサートされその接続端面(１２)に開放された長ナット(１７)と、その長ナット(１７)の開放端にねじ結合されたホールインアンカー(１８)とからなり、該ホールインアンカー(１８)は前記長ナット(１７)にねじ結合された雄ねじ部(１９)と、該雄ねじ部(１９)の反対側の端部に設けられ前記接続端面(１２)から突き出した拡開部(２１)と、その拡開部(２１)の先端部に挿入された拡開クサビ(２２)とからなり、前記拡開クサビ(２２)は狭小側先端部を拡開部(２１)の内方に向けて部分的に挿入され、前記雌側接続金具（１６）は、他方のセグメント（１４）にインサートされ接続端面（１５）に開放された係止金具(２０)からなり、該係止金具(２０)はその内周面に前記拡開部(２１)の外周部が係合する内周突条(２３)が設けられるとともに内底面に前記拡開クサビ(２２)が突き当たる底部(２４)が設けられ、前記拡開クサビ(２２)が前記底部(２４)との衝突により押し込まれ該拡開部(２１)が拡開することにより前記内周突条(２３)に係止された状態で前記両方の接続端面(１２、１５)が相互に当接することを特徴とするセグメント接続構造。
【請求項２】
前記ホールインアンカー(１８)の拡開部(２１)は、その先端面から軸方向に所要長さのクサビ穴(２９)が設けられ、そのクサビ穴(２９)の周壁に複数のスリット(３１)が軸方向に形成され、かつ前記拡開部(２１)の外周面に形成された複数の周溝によって凹凸面(３２)が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のセグメント接続構造。
【請求項３】
前記係止金具(２０)の底部(２４)が、該係止金具(２０)の底部側ねじ穴(３８)にねじ込まれたホローセットねじ(３３)により構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のセグメント接続構造。
【請求項４】
前記セグメント(１１、１４)の接続端面(１２、１５)相互間に弾性シール材(３６)が介在されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のセグメント接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地下トンネル、立坑等の円筒形構築物を構築する場合に用いられる円筒形コンクリートセグメント、又はその円筒形のコンクリートセグメントを周方向に複数に分割した分割形のコンクリートセグメント（以下、これらのコンクリートセグメントを単に「セグメント」と総称する。）の接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られているセグメント接続構造において、接続金具の構成が簡単で低コストである一方、強力な結合力を発揮できるものとして、下記の特許文献に開示されたものがある。
【０００３】
この場合の接続構造は、一方のセグメントにインサートされた鋼棒の先端部が接続端面に突き出し、その突き出した部分の先端部に楔受穴が設けられ、その楔受穴の周壁に複数の切り込みが軸方向に設けられる。前記楔受穴に楔部材の先端部が挿入されることにより雄側接続部が構成される。また他方のセグメントの接続端面には前記鋼棒の先端部を受入れる継手受穴が設けられ、これによって雌側接続部が構成される。
【０００４】
前記の接続構造を用いて隣り合ったセグメントを接続するには、一方のセグメントの雄側接続部を他方のセグメントの雌側接続部に挿入し、挿入方向に衝撃を加えることによって楔部材を継手受穴の底に衝突させると同時に切り込みの部分で楔受穴の周壁を拡開して継手受穴の内周壁に係止させる。これによって両方のセグメントが接続される。
【特許文献１】特開平８−２１００９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来のセグメント接続構造は、部品点数が少なく低コストであり、作業性も良好である利点がある。
【０００６】
しかしながら、前記の接続構造は、楔部材が継手受穴の底面に接触した時点において、両接続端面相互の間隔が一定となるよう高い精度で製作する必要がある。その精度が低い場合は、楔部材が押し込まれ楔受穴が拡開された時点で両方の接続端面間に大きな間隔が残ることがある。逆に、楔受穴が完全に拡開されるよりも前に接続端面が当接してしまい接続が不完全になることもある。
【０００７】
また、前記の接続構造は、地震等によりセグメント相互を引き離す方向に大きな外力が作用した場合に、拡開状態にある楔受穴の外周面が継手受穴の内面のコンクリートを破壊して接続端面相互間にすき間が生じることがあり、そのすき間から漏水が生じる等の不都合がある。
【０００８】
そこで、この発明は低コストでありながら、前記のような不都合を解消したセグメント接続構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決するために、この発明は、図１（ａ）（ｂ）に示したように、一方のセグメント１１の接続端面１２に設けられた雄側接続金具１３と、他方のセグメント１４の接続端面１５に設けられた雌側接続金具１６によりセグメント１１、１４相互を接続するセグメントの接続構造を発明の前提とする。
【００１０】
前記雄側接続金具１３は、一方のセグメント１１にインサートされその接続端面１２に開放された長ナット１７と、その長ナット１７の開放端にねじ結合されたホールインアンカー１８とから構成される。該ホールインアンカー１８は前記長ナット１７にねじ結合された雄ねじ部１９と、該雄ねじ部１９の反対側の端部に設けられ前記接続端面１２から突き出した拡開部２１と、その拡開部２１の先端部に挿入された拡開クサビ２２とから構成される。該拡開クサビ２２は狭小側先端部を拡開部２１の内方に向けて部分的に挿入される。
【００１１】
前記雌側接続金具１６は、他方のセグメント１４にインサートされ接続端面１５に開放された係止金具２０からなる。該係止金具２０の内周面に前記拡開部２１の外周部が係合する内周突条２３が設けられるとともに内底面に前記拡開クサビ２２が突き当たる底部２４が設けられる。前記拡開クサビ２２が前記底部２４との衝突により押し込まれ該拡開部２１が拡開することにより前記内周突条２３に係止された状態で前記両方の接続端面１２、１５が相互に当接する構成である。
【００１２】
なお、前記係止金具２０の底部２４を、該係止金具２０の底部側ねじ穴３８にねじ込んだホローセットねじ３３により構成することができる。また、前記接続端面１２、１５の相互間に弾性シール材３６を介在することが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
前記構成のセグメント接続構造に係る発明は、以下の効果がある。
（１）雄側接続金具１３の拡開部２１を構成するホールインアンカー１８は汎用型のものを使用することができるので、構成部材のコストの低減を図ることができる。
（２）セグメント１１の搬送時にホールインアンカー１８を外しておき施工現場で取付けるようにすれば、搬送時において突き出すものが存在しないのでセグメント１１の取り扱い上便利である。
（３）ホールインアンカー１８の長ナット１７に対するねじ込み量を調整することにより、拡開部２１の突き出し長さを正確に設定することができ、精度の高い接続構造を提供することができる。
（４）接続後において、セグメント１１、１４の間に両者を引き離す方向の外力が作用しても、接続端面１２、１５間に介在された弾性シール材３６の伸縮によってシールが保持され、漏水を防止することができる。
（５）係止金具２０の底部側ねじ穴３８にホローセットねじ３３をねじ込んで底部２４を構成することにより、溶接によって底部を構成する場合に比べ構成部材のコストの低減を図ることができる。
（６）コンクリートの打設前においてホローセットねじ３３のねじ込み量を調整することにより、接続端面１５から係止金具２０の底部２４（ホローセットねじ３３）までの長さを正確に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
実施例１の場合の接続対象となるセグメントは、図２（ａ）に示したような、円筒形セグメント１１、１４の場合と、図２（ｂ）に示したように、円筒形のコンクリートセグメントを周方向に複数に分割した分割形セグメント１１’、１４’の場合とがある。以下の説明は円筒形コンクリートセグメント１１、１４の接続構造について説明するが、分割形コンクリートセグメント１１’、１４’の場合も同様である。
【００１６】
前記の各セグメント１１、１４は、図１（ａ）に示したように、各セグメント１１、１４の接続端面１２、１５及びそれぞれの内周面が補強鋼板２５、２６によってカバーされている。
【００１７】
一方のセグメント１１の接続端面１２を構成する補強鋼板２５に周方向に所定の間隔をおいて開口２７が設けられる。その開口２７の内面に長ナット１７の一端面が溶接され、該長ナット１７が接続端面１２に開放される。長ナット１７の内端部に閉塞用のボルト２８がねじ込まれ、長ナット１７の内部にコンクリートが侵入することを防止している。
【００１８】
前記の開口２７からホールインアンカー１８の雄ねじ部１９が挿入され、長ナット１７のねじ穴１７ａにねじ込まれる。ホールインアンカー１８の他端部に設けられた拡開部２１が接続端面１２から外部に突き出す。前記の長ナット１７、ボルト２８及びホールインアンカー１８によって雄側接続金具１３が構成される。
【００１９】
前記セグメント１１の成形時において、補強鋼板２５の接続端面１２の内面の所定位置に長ナット１７を溶接し、長ナット１７の先端部にボルト２８をねじ込んで閉塞する。開口２７から長ナット１７の端部に閉塞栓（図示省略）をねじ込み、その後補強鋼板２５を型枠としてコンクリートを打設する。これにより、長ナット１７、ボルト２８がセグメント１１にインサート成形される。
【００２０】
なお、セグメント１１の接続端面１２の外周部にシール用の片側溝３０ａが設けられる。
【００２１】
前記のホールインアンカー１８は、鋼棒の一端部に雄ねじ部１９が形成され、他端部に拡開部２１が設けられる。拡開部２１は、図１（ｂ）に示したように、鋼棒の他端部先端に開放されたクサビ穴２９の周壁部に、その先端からクサビ穴２９の底面に達するスリット３１が複数個所に設けられる。また、その外周面に複数の周溝が所要間隔をおいて設けられ、これによって凹凸面３２が形成される。
【００２２】
前記クサビ穴２９の先端開放部にテーパ状の拡開クサビ２２が、その狭小側端部を内向きにして部分的に挿入される。この拡開クサビ２２は、拡開力を及ぼさず、しかも抜け落ちない程度の力で差し込まれ保持される。このようにして保持された状態における拡開部２１からの突き出し長さをａ（図１（ａ）参照）、接続端面１２から拡開クサビ２２の先端までの長さをＡで示す。この突き出し長さＡは、雄ねじ部１９の長ナット１７に対するねじ込み量の調整により正確に出すことができる。
【００２３】
前記の拡開部２１は、図１（ｂ）において一点鎖線で示したように、拡開クサビ２２がクサビ穴２９に押し込まれるとスリット３１が押し広げられ、拡開部２１がテーパ状に拡開される。
【００２４】
他方のセグメント１４の接続端面１５には、前記雄側接続金具１３に対応した雌側接続金具１６が設けられる。この雌側接続金具１６は、接続端面１５の補強鋼板２６に設けられた開口３９の内面に溶接された係止金具２０及びその係止金具２０の底部２４を構成するホローセットねじ３３からなり、前記セグメント１１の場合と同様にセグメント１４にインサートされる。
【００２５】
前記係止金具２０の内部には前記開口３９に通じた開放側ねじ穴３４が形成され、また、その反対側端部には前記の開放側ねじ穴３４に通じた底部側ねじ穴３８が設けられる。その底部側ねじ穴３８に前記のホローセットねじ３３がねじ込まれる。
【００２６】
前記開放側ねじ穴３４と底部側ねじ穴３８の間の係止金具２０内周面において、開放側ねじ穴３４に接して内周突条２３が設けられ、さらにその内周突条２３と底部側ねじ穴３８との間に拡開凹部３５が設けられる。
【００２７】
ホローセットねじ３３のねじ込み量を調整することにより、接続端面１５から底部２４（ホローセットねじ３３）までの距離Ｂを正確に設定することができる。
【００２８】
前記開放側ねじ穴３４の内径はホールインアンカー１８の外径より大きく形成される。内周突条２３の内径は、該ホールインアンカー１８の拡開部２１が通過可能な範囲でその外径に実質的に等しい大きさに形成される。また、拡開凹部３５は開放側ねじ穴３４の径と同程度の内径をもつように形成される。該拡開凹部３５の軸方向長さは前記拡開クサビ２２の突き出し長さａと同一長さに形成される。
【００２９】
なお、このセグメント１４の接続端面１５の外周部にも前記のシール用の片側溝３０ａに対向した片側溝３０ｂが設けられる。セグメント１４の製作時においてコンクリートを打設する際に開放側ねじ穴３４に閉塞栓をねじ込んでおくことは、セグメント１１の場合と同様である。
【００３０】
雄側接続金具１３を設けたセグメント１１及び雌側接続金具１６を設けたセグメント１４は以上のように構成される。次にその作用について説明する。
【００３１】
セグメント１１に関してはホールインアンカー１８を事前に取付けた状態で施工現場に搬送することができるが、搬送時は外しておき施工現場において取付けることもできる。施工現場において取付けるようにすれば、搬送時においてセグメント１１の端面から拡開部２１が突き出すことがないので取扱いに便利である。
【００３２】
両方のセグメント１１、１４を接続するに際し、拡開部２１の突き出し長さＡは、係止金具２０の底部２４（ホローセットねじ３３）までの長さＢと、拡開クサビ２２の突き出し長さａと、弾性シール材３６の圧縮時の厚さｃ（図３（ｂ）参照）を加えた長さ（Ａ＝Ｂ＋ａ＋ｃ）に設定される。
【００３３】
接続作業を行う場合は、予めいずれか一方の接続端面１２、１５において、その接続端面１２又は１５に属する全ての開口２７又は３９の外周を囲む範囲に弾性シール材３６が装着される。
【００３４】
その後、両方の接続端面１２、１５を接近させつつ雄側接続金具１３の拡開部２１を雌側接続金具１６の開口３９から係止金具２０のねじ穴３４を経て、拡開クサビ２２の拡大側端面がホローセットねじ３３に当たるまで差し込む（図１（ａ）の矢印、図３（ａ）参照）。拡開クサビ２２の先端がホローセットねじ３３に当接した状態において接続端面１２、１５間にすき間ａ＋ｃが存在し、前記のＡ＝Ｂ＋ａ＋ｃの関係が満たされる。
【００３５】
また、図３（ａ）の状態において、拡開クサビ２２の露出部分は拡開凹部３５の範囲に入る。このとき、拡開クサビ２２の外径面と拡開凹部３５の内径面との間に径方向すき間ｂが存在する。
【００３６】
さらに、接続を進めるべく両方のセグメント１１、１４に外力を加え所要の力で衝合させると、拡開クサビ２２がホローセットねじ３３によって押し込まれる。これにより拡開部２１がスリット３１の部分において、前記の径方向すき間ｂの範囲内で径方向外向きに拡開され、その外径面の凹凸面３２が内周突条２３に係合される（図３（ｂ）参照）。その係合力によって両セグメント１１、１４の引き抜き力が発生して接続される。  
【００３７】
また、これと同時に、接続端面１２、１５が相互に最接近し、弾性シール材３６を扁平に圧縮させる（圧縮時の厚さをｃで示す。図３（ｂ）参照）。弾性シール材３６が厚さｃに圧縮された状態における接続端面１２、１５の相互関係を「特許請求の範囲」においては「接続端面１２、１５が相互に当接する」と称している。
【００３８】
前記の状態において接続端面１２、１５間が弾性シール材３６によりシールされ内部から外部への漏水が防止される。また、両者の片側溝３０ａ、３０ｂが接近して一つのシール溝３０が形成される。このシール溝３０にパッキン３７が装着され（図４（ａ）参照）、外部からの土砂等の侵入が防止される。
【００３９】
前記のセグメント１１、１４間に、地震等によって両者を引き離す方向の強大な外力が作用し、図４（ｂ）に示したように拡開部２１の内周突条２３に対する係止位置にずれが生じ、接続端面１２、１５間が広がった場合は、弾性シール部材３６が膨張して接続端面１２、１５相互間のシール作用を維持する。さらに、前記のように接続端面１２、１５が広がった状態から、接近する方向の外力が作用した場合は、弾性シール部材３６がこれに追従して圧縮されシール作用を維持する。
【００４０】
このようにしてセグメント１１、１４に対する外力の作用に対し、接続部が柔軟に対応しシール作用を維持する。
【００４１】
なお、弾性シール材３６を用いない場合（ｃ＝０）は、特許請求の範囲にいう「接続端面１２、１５が相互に当接する」とは、文字通り当接するか又は実質上当接することを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）実施例１の一部分解断面図、（ｂ）同上の一部拡大断面図
【図２】（ａ）同上の円筒形セグメントの分解斜視図、（ｂ）同上の分割形セグメントの分解斜視図
【図３】（ａ）同上の接続途中の一部断面図、（ｂ）同上の接続後の一部断面図
【図４】（ａ）同上の接続後の一部拡大断面図、（ｂ）同上の接続部の変形状態の一部拡大断面図
【符号の説明】
【００４３】
１１、１１’  セグメント
１２  接続端面
１３  雄側接続金具
１４、１４’  セグメント
１５  接続端面
１６  雌側接続金具
１７  長ナット
１７a  ねじ穴
１８  ホールインアンカー
１９  雄ねじ部
２０  係止金具
２１  拡開部
２２  拡開クサビ
２３  内周突条
２４  底部
２５  補強鋼板
２６  補強鋼板
２７  開口
２８  ボルト
２９  クサビ穴
３０  シール溝
３０ａ、３０ｂ  片側溝
３１  スリット
３２  凹凸面
３３  ホローセットねじ
３４  開放側ねじ穴
３５  拡開凹部
３６  弾性シール材
３７  パッキン
３８  底部側ねじ穴
３９  開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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