JP3474388B2 - セグメントの継手構造 - Google Patents

Description

【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
グメントの継手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視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
合する構造としは、セグメントの接合面の近傍に、セグ
メントの接合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、上記構
造では、構築現場にて継手の接合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。

【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セグメント同士を相互に
接合させることが可能なセグメントの継手構造を提供す
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継手構造は、セグメン
トの互いの接合面同士をスライドさせることにより、こ
れら接合面同士を接合させるセグメントの継手構造であ
って、一方の接合面には、ベース板と、このベース板に
立設された棒体と、この棒体の先端部に設けられた前記
棒体よりも大径に形成された係止部とからなる雄継手を
有し、他方の接合面には、前記棒体が側方から嵌合可能
な切欠部が形成され、該切欠部に前記棒体をスライドさ
せて嵌合させながら、前記棒体の係止部と前記ベース板
との間へ嵌入することにより、前記係止部を裏面側に係
止させる係止板からなる雌継手を有し、前記棒体には、
前記ベース板と前記係止部との間隔を確保するスペーサ
が設けられ、該スペーサには、前記棒体への前記係止板
の嵌合方向と反対側に、前記棒体に加わる曲げ力を受け
止める支持部が設けられていることを特徴としている。

【０００６】請求項２記載のセグメントの継手構造は、
請求項１記載のセグメントの継手構造において、前記ス
ペーサが、前記係止板の厚さ寸法と略同一幅寸法を有す
る金属板を、一方側を円弧状に屈曲し他方側を矩形状に
屈曲することにより形成されてなり、円弧状部分に前記
棒体が挿通され、矩形状部分が前記支持部とされている
ことを特徴としている。請求項３記載のセグメントの継
手構造は、請求項１記載のセグメントの継手構造におい
て、前記スペーサが、前記係止板の厚さ寸法と略同一厚
さ寸法を有する金属ブロックに、前記棒体が挿通可能な
貫通孔を形成してなり、前記支持部が金属ブロックの無
垢部分からなることを特徴としている。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のセグメントの継手
構造の実施の形態を図によって説明する。図１〜図４に
おいて、符号１はセグメントである。このセグメント１
は、平面視台形状に形成されたコンクリート製のセグメ
ントであり、周方向への接合面２が、それぞれ掘削穴の
軸方向に対して傾斜された円弧版からなるもので、それ
ぞれ周方向へ接合させることにより、筒状壁体を構成す
るリングが構築されるようになっている。これらセグメ
ント１は、雄型セグメント１Ａ、雌型セグメント１Ｂか
らなるもので、これら雄型セグメント１Ａと雌型セグメ
ント１Ｂとが交互に周方向へ連結されている。雄型セグ
メント１Ａには、雄継手３が設けられており、雌型セグ
メント１Ｂには、雄型セグメント１Ａの雄継手３が接合
される雌継手４が設けられている。

【０００８】雄継手３は、図５及び図６に示すように、
略中心に孔部５が形成されたベース板６と、このベース
板６の裏面側における前記孔部５との連通位置に固定さ
れた袋ナット７と、ベース板６の裏面側に固定された一
対の側板８と、ベース板６の表面側から孔部５へ挿通さ
れて袋ナット７へ締結させることによりベース板６側を
基端として突出された状態に固定されたボルト（棒体）
９とを有するもので、側板８には、この雄継手３をセグ
メント１へ固定するアンカー１０が設けられている。そ
して、この雄継手３のボルト９のヘッド１１が係止部と
されている。

【０００９】この雄継手３のボルト９には、ワッシャ２
１が設けられており、このワッシャ２１を介してスペー
サ２２がボルト９に装着され、このスペーサ２２によっ
てワッシャ２１がボルト９のヘッド１１の下部に支持さ
れているとともに、このボルト９のヘッド１１の底部と
ベース板６との間隔が所定寸法に確保されている。この
ボルト９に装着されたワッシャ２１は、雌継手４を構成
する後述の係止板１３よりも硬質材料から形成されかつ
その下端側が周方向へわたって鋭角に形成されており、
このワッシャ２１が切削部とされている。

【００１０】また、ボルト９に装着されたスペーサ２２
は、図７及び図８にも示すように、ボルト９が挿通され
るボルト挿通部２２ａと、このボルト挿通部２２ａと一
体に設けられた支持部２２ｂとを有している。このスペ
ーサ２２は、後述する係止板１３の厚さ寸法と略同一幅
寸法の帯状の金属板を、一方側を円弧状に屈曲し他方を
矩形状に屈曲することにより形成されたものである。即
ち、金属板の中間部分を円弧状に屈曲するとともに両端
近傍部分を互いに近接する方向へ直角に屈曲し、両端部
を溶接によって互いに連結することにより形成されてい
る。このスペーサ２２の両側部には、その中間部に内方
へ突出された突出部２２ｃが形成されており、これら突
出部２２ｃと円弧状部分とによって囲われた部分が、ボ
ルト９が挿通される前記ボルト挿通部２２ａとされ、互
いに近接する方向へ屈曲されて溶接によって接合された
矩形状部分が前記支持部２２ｂとされ、この支持部２２
ｂ側が、雌継手４との嵌合方向と反対側におけるワッシ
ャ２１とベース板６との間に配置されている。

【００１１】雌継手４は、図５及び図６に示すように、
切欠部１２が形成された係止板１３を有するもので、こ
の係止板１３の裏面側には一対の側板１４が固定され、
これら側板１４間には、断面Ｌ形状の底板１５が設けら
れている。また、側板１４には、この雌継手４をセグメ
ント１へ固定するアンカー１６が設けられている。この
雌継手４の係止板１３の切欠部１２は、その端部近傍が
端部方向へ次第に広がるテーパ状に形成され、さらに、
切欠部１２の端部近傍における係止板１３の裏面側に
は、端部から次第に厚さを増す方向に傾斜したテーパ面
１７が形成されている。そして、雄継手３のベース板６
とボルト９のヘッド１１の下部に支持されたワッシャ２
１の底部との寸法が、上記構成の雌継手４を構成する係
止板１３の厚さ寸法と略同一あるいは僅かに大きくされ
ている。

【００１２】上記構成の雄継手３を有する雄型セグメン
ト１Ａと、雌継手４を有する雌型セグメント１Ｂとを接
合させるには、これら雄型セグメント１Ａと雌型セグメ
ント１Ｂとを互いにスライドさせて、雌型セグメント１
Ｂの雌継手４を構成する係止板１３の切欠部１２に雄型
セグメント１Ａの雄継手３を構成するボルト９を係止さ
せる。このようにすると、ボルト９のヘッド１１の下部
に支持されたワッシャ２１の底部が係止板１３のテーパ
面１７に当接し、このテーパ面１７の傾斜方向へ案内さ
れて係止板１３の裏面側へ入り込む。そして、このよう
にワッシャ２１の底部が係止板１３の裏面側へ入り込む
と、ワッシャ２１の切削部によって係止板１３の裏面が
削られる。

【００１３】そして、このボルト９とともに雄継手３が
雌継手４側へ引き寄せられ、雄型セグメント１Ａと雌型
セグメント１Ｂとが、図９に示すように、互いの接合面
２が強固に圧接された状態に接合される。また、接合時
に削られる係止板１３の一部が係止板１３とワッシャ２
１の底部との間に入り込むことにより、これら雄継手３
と雌継手４とが強固に接合される。

【００１４】ここで、上記のように、雌継手４を構成す
る係止板１３の切欠部１２に雄継手３を構成するボルト
９を嵌合させると、ボルト９には、嵌合方向へ向かって
曲げ力が加わるが、このボルト９に設けられたスペーサ
２２には、嵌合方向と反対側にボルト９に設けられたワ
ッシャ２１とベース板６との間に介在される支持部２２
ｂが設けられているので、この支持部２２ｂによってボ
ルト９に加わる曲げ力が受け止められる。つまり、支持
部２２ｂを有するスペーサ２２を装着しない状態あるい
は円筒形状のスペーサを装着した場合、図１０に示すよ
うに、係止板１３との嵌合時にボルト９が変形してしま
うが、本実施の形態例の場合は、前述したように、ボル
ト９に装着されたスペーサ２２の支持部２２ｂによって
ボルト９に加わる曲げ力が受け止められるので、ボルト
９の変形が確実に防止される。

【００１５】以上、説明したように、本実施の形態のセ
グメントの継手構造によれば、雌型セグメント１Ｂの雌
継手４の係止板１３に形成された切欠部１２へ、雄型セ
グメント１Ａの雄継手３に設けられたボルト９を差し込
むことにより、極めて容易に、ボルト９のヘッド１１を
ワッシャ２１を介して係止板１３の裏面側へ係止させ
て、その係止力によって雄型セグメント１Ａと雌型セグ
メント１Ｂとを周方向へ接合させてリングを構築するこ
とができる。これにより、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１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るとともにロボ
ットによる自動組立の容易化を図ることができ、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】また、ボルト９に装着されて、ボルト９の
ベース板６へのねじ込み量を規制するスペーサ２２に
は、係止板１３との嵌合時にボルト９が受ける曲げ力を
受け止める支持部２２ｂが設けられているので、曲げ力
によるボルト９の変形を確実に防止することができ、こ
れにより、このボルト９と係止板１３との嵌合を良好に
行うことができる。即ち、ボルト９が変形することによ
る係止板１３との嵌合不良を確実に防止することができ
る。

【００１７】しかも、雌継手４の係止板１３の切欠部１
２近傍における裏面側がテーパ面１７とされ、このテー
パ面１７によって雄継手３のボルト９のヘッド１１が係
止板１３の裏面側へ案内されて配設されるので、これら
雄継手３のボルト９のヘッド１１を雌継手４の係止板１
３の切欠部１２へ係止させることにより、雌継手４と雄
継手３とを互いに引き寄せて、雌型セグメント１Ｂの接
合面２と雄型セグメント１Ａの接合面２とを極めて強固
に接合させることができる。

【００１８】また、接合時に、雄継手３のボルト９に設
けられたワッシャ２１によって雌継手４の係止板１３が
削られて、これら雄継手３と雌継手４とが強固に接合さ
れ、これにより、雌型セグメント１Ｂの接合面２と雄型
セグメント１Ａの接合面２とを極めて強固に接合させる
ことができる。

【００１９】図１１及び図１２に示すものは、他の構造
のスペーサ２２である。このスペーサ２２は、係止板１
３の厚さ寸法と略同一厚さ寸法の金属等のブロックに、
ボルト９が挿通されるボルト挿通部２２ａを形成したも
ので、その一部分が支持部２２ｂとされている。そし
て、このスペーサ２２によれば、支持部２２ｂが無垢で
あるので、ボルト９に加わる曲げ力をさらに確実に受け
止めることができる。

【００２０】なお、上記の例では、ボルト９のヘッド１
１の下部に、接合時に係止板１３を削るワッシャ２１を
設けたが、ワッシャ２１を設けずにボルト９のヘッド１
１によって係止板１３を削るようにしてもよい。なおま
た、上記実施の形態にて接合するセグメント１として
は、コンクリート製に限らず、スチール製でも良いこと
は勿論である。

【００２１】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のセグメ
ントの継手構造によれば、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継手構造によれば、雌
継手の係止板に形成された切欠部へ、雄継手に設けられ
た棒体を側方から差し込むことにより、極めて容易に、
棒体の先端部の係止部を係止板の裏面側へ係止させて、
その係止力によってセグメント同士を接合させることが
できる。これにより、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るとともにロボットに
よる自動組立の容易化を図ることができ、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。また、棒体に装着されたスペ
ーサには、係止板との嵌合時に棒体が受ける曲げ力を受
け止める支持部が設けられているので、係止板との嵌合
時における棒体の変形を確実に防止することができ、こ
れにより、この棒体と係止板との嵌合を良好に行うこと
ができる。即ち、棒体が変形することによる係止板との
嵌合不良を確実に防止することができる。

【００２２】請求項２記載のセグメントの継手構造によ
れば、金属板を折り曲げ加工することにより、スペーサ
が形成されているので、このスペーサを容易に製造する
ことができるとともに、そのコストも低減させることが
できる。請求項３記載のセグメントの継手構造によれ
ば、金属ブロックの無垢部分が支持部とされているの
で、棒体に加わる曲げ力を支持部によってさらに良好に
受け止めることができる。

【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継手構造
を説明する互いに接合されるセグメントの平面図であ
る。

【図２】 本発明の実施の形態のセグメントの継手構造
を説明するセグメントの接合箇所の断面図である。

【図３】 本発明の実施の形態のセグメントの継手構造
を説明する雄継手を有する雄型セグメントの斜視図であ
る。

【図４】 本発明の実施の形態のセグメントの継手構造
を説明する雌継手を有する雌型セグメントの斜視図であ
る。

【図５】 本発明の実施の形態のセグメントの継手構造
を説明する雄継手及び雌継手の斜視図である。

【図６】 本発明の実施の形態のセグメントの継手構造
を説明する雄継手及び雌継手の断面図である。

【図７】 本発明の実施の形態のセグメントの継手構造
に用いられるスペーサの構成及び形状を説明するボルト
及びスペーサの斜視図である。

【図８】 本発明の実施の形態のセグメントの継手構造
に用いられるスペーサの構成及び形状を説明するスペー
サの平面図である。

【図９】 本発明の実施の形態のセグメントの継手構造
を説明するセグメントの接合箇所の断面図である。

【図１０】 本発明の実施の形態のセグメントの継手構
造にて用いられるスペーサをボルトに装着しない場合に
おける接合時のボルトの状態を説明する接合箇所の概略
側面図である。

【図１１】 本発明の実施の形態のセグメントの継手構
造に用いられるスペーサの他の例を説明するボルト及び
スペーサの斜視図である。

【図１２】 本発明の実施の形態のセグメントの継手構
造に用いられるスペーサの他の例を説明するスペーサの
平面図である。

【符号の説明】

１ セグメント １Ａ 雄型セグメント １Ｂ 雌型セグメント ２ 接合面 ３ 雄継手 ４ 雌継手 ６ ベース板 ９ ボルト（棒体） １１ ヘッド（係止部） １２ 切欠部 １３ 係止板 ２２ スペーサ ２２ｂ 支持部

フロントページの続き (72)発明者 岡山 奨 東京都千代田区有楽町一丁目12番１号 石川島建材工業株式会社内 (72)発明者 仲野 明彦 東京都千代田区神田司町２丁目３番地 株式会社大林組 東京本社内 (72)発明者 松原 健太 東京都千代田区神田司町２丁目３番地 株式会社大林組 東京本社内 (72)発明者 小林 俊夫 静岡県富士宮市星山1040番地の４ 小林 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−246798（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 11/04 E21D 11/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セグメントの互いの接合面同士をスライ
   ドさせることにより、これら接合面同士を接合させるセ
   グメントの継手構造であって、 一方の接合面には、ベース板と、このベース板に立設さ
   れた棒体と、この棒体の先端部に設けられた前記棒体よ
   りも大径に形成された係止部とからなる雄継手を有し、 他方の接合面には、前記棒体が側方から嵌合可能な切欠
   部が形成され、該切欠部に前記棒体をスライドさせて嵌
   合させながら、前記棒体の係止部と前記ベース板との間
   へ嵌入することにより、前記係止部を裏面側に係止させ
   る係止板からなる雌継手を有し、 前記棒体には、前記ベース板と前記係止部との間隔を確
   保するスペーサが設けられ、 該スペーサには、前記棒体への前記係止板の嵌合方向と
   反対側に、前記棒体に加わる曲げ力を受け止める支持部
   が設けられていることを特徴とするセグメントの継手構
   造。
2. 【請求項２】 前記スペーサは、前記係止板の厚さ寸法
   と略同一幅寸法を有する金属板を、一方側を円弧状に屈
   曲し他方側を矩形状に屈曲することにより形成されてな
   り、円弧状部分に前記棒体が挿通され、矩形状部分が前
   記支持部とされていることを特徴とする請求項１記載の
   セグメントの継手構造。
3. 【請求項３】 前記スペーサは、前記係止板の厚さ寸法
   と略同一厚さ寸法を有する金属ブロックに、前記棒体が
   挿通可能な貫通孔を形成してなり、前記支持部が金属ブ
   ロックの無垢部分からなることを特徴とする請求項１記
   載のセグメントの継手構造。