JP3877391B2 - トンネル用セグメントの連結部およびトンネルリング形成方法 - Google Patents
トンネル用セグメントの連結部およびトンネルリング形成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3877391B2 JP3877391B2 JP25584697A JP25584697A JP3877391B2 JP 3877391 B2 JP3877391 B2 JP 3877391B2 JP 25584697 A JP25584697 A JP 25584697A JP 25584697 A JP25584697 A JP 25584697A JP 3877391 B2 JP3877391 B2 JP 3877391B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- segment
- tunnel
- main body
- connector
- dovetail groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のトンネル用セグメント本体を、連結具を用いてトンネル周方向に引付け連結してトンネル壁を構築すべく、既に構築した第1セグメント本体に対して第2セグメント本体をトンネルの長手方向に沿って手前側から奥側に押し込んで連結するためのトンネル用セグメントの連結部、および、複数のトンネル用セグメント本体を、連結具を用いてトンネル周方向に連結しつつトンネルリングを順次組み立ててトンネル壁を構築するためのトンネルリング形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のトンネル用セグメント本体の連結部は、特に、トンネル周方向に隣接するトンネル用セグメント本体どうしを連結するために用いられるものであり、トンネル用セグメント本体の端部に形成した突合せ部どうしを突き合わせて順次連結していく場合に、双方の突合せ部に形成したアリ溝部に亘って連結具を挿入し、双方のトンネル用セグメント本体を引付け連結するものである。
前記連結具は、例えば一対の拡大縁部を平板状の胴部で連結した略矩形状の部材であり、夫々の拡大縁部を、双方のアリ溝部に挿入して用いる。このため、前記一対の拡大縁部の夫々には、前記アリ溝部に当接して互いのトンネル用セグメント本体どうしを引き付けるための挟持部を形成してある。
【0003】
ここで、トンネル周方向に隣接する二つのトンネル用セグメント本体のうち、先に構築されるものを第1セグメント本体とし、後から構築されるものを第2セグメント本体とする。当該第1セグメント本体および第2セグメント本体は、トンネルの長手方向において既に構築されている既設トンネルリングに連結される。
従来においては、既設トンネルリングに対して第1セグメント本体および第2セグメント本体を連結するには、前記連結具をいわゆる後付方式なる使用態様で用いていた。
即ち、前記後付方式は、図10、図11に示すごとく前記第1セグメント本体S1および前記第2セグメント本体S2を夫々の突合せ部4を近接させた状態で位置保持し、夫々の突合せ部4のうち、トンネル長手方向Yにおける中央部付近に設けた作業用空間10から連結具Rを前記アリ溝部Mに挿入する方式である。前記連結具Rは、前記作業用空間10から、トンネル長手方向Yに沿って両方向に挿入し、この結果、第1セグメント本体S1と第2セグメント本体S2とは、夫々の突合せ端部の両端部を前記連結具Rによって引き付け連結されることとなる。そして、前記連結具Rの挿入は、第1セグメント本体S1と第2セグメント本体S2とを所定の締結力で連結すべく特別の押込装置等を用いて行う必要があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のいわゆる後付け方式によって第1セグメント本体S1と第2セグメント本体S2とを連結する場合には次のような問題があった。
即ち、前記後付方式による場合には、前記第1セグメント本体S1と前記第2セグメント本体S2との突合せ部4に、前記連結具Rを挿入するための作業用空間10を形成しなければならず、このため、前記突合せ部4において両セグメント本体に断面欠損が生じていた。この結果、、前記突合せ部4での連結強度が低下するおそれがあるばかりでなく、突合せ部4どうしの当接面積を広く確保することができず、例えば前記作業用空間10の近傍からトンネル内に地下水が進入するおそれもあった。
しかも、前記連結具Rを挿入する際には、前記第1セグメント本体S1と前記第2セグメント本体S2との間には所定の締結力を発生させる必要があったから、連結具Rの押込み力を正確に制御しなければならず、連結具Rの押込み作業が手間のかかるものとなっていた。
さらに、作業用空間10を有する第1セグメント本体S1等で構築したトンネル壁の内面には前記作業用空間10が露出した状態となるため、トンネルの使用目的によっては、トンネル内壁に二次覆工を施す必要が生じ、トンネル壁の構築作業が煩雑になる場合があった。
以上のごとく、上記従来のいわゆる後付け方式を用いる場合には、種々の不都合があり、未だ改善の余地があった。
【0005】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、トンネル周方向に隣接する複数のトンネル用セグメントを簡易かつ確実に連結することができるトンネル用セグメントの連結部と、トンネル壁の構築作業を効率化し得るトンネルリング形成方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
(構成1)
この目的を達成するための本発明に係るトンネル用セグメントの連結部は、請求項1に記載したごとく、複数のトンネル用セグメント本体を、連結具を用いてトンネル周方向に引付け連結してトンネル壁を構築すべく、既に構築した第1セグメント本体に対して第2セグメント本体をトンネルの長手方向に沿って手前側から奥側に押し込んで連結するために、前記第1・第2セグメント本体の夫々が、互いに連結するための突合せ部をトンネル周方向に沿った端部に備え、夫々の前記突合せ部における前記奥側の端部に奥側アリ溝部を形成すると共に、夫々の前記突合せ部における前記手前側の端部に手前側アリ溝部を形成し、前記第1セグメント本体の前記奥側アリ溝部に奥側連結具を備えると共に、前記第2セグメント本体の前記手前側アリ溝部にも手前側連結具を備え、前記第2セグメント本体を押し込む際に、前記奥側連結具に対する前記第2セグメント本体の前記奥側アリ溝部の押込みと、前記第1セグメント本体の前記手前側アリ溝部に対する前記手前側連結具の押込みとを同時に行えるよう構成した点に特徴を有する。
(作用・効果)
本構成のごとく、前記第1・第2セグメント本体の夫々の突合せ部に奥側アリ溝部と手前側アリ溝部とを形成し、前記第2セグメント本体を押し込むだけで、前記奥側アリ溝部どうし、および、前記手前側アリ溝部どうしを連結できるものとすれば、セグメント本体の連結作業が極めて簡略化できる。
また、従来のごとく、セグメント本体の内側面に連結用の作業用空間を多数設ける必要がないから、前記突合せ部における断面欠損によって前記突合せ部の連結強度が低下するおそれがなく、突合せ部どうしの当接面積を広く確保することができて前記作業用空間の近傍からトンネル内に地下水が進入するという不都合の発生も防止できる。
さらに、従来のごとく連結用の作業用空間を形成する必要がないから、トンネル壁の内側面を平滑な面に構成して、二次覆工等の手間を省略することもできる。
【0007】
(構成2)
本発明のトンネル用セグメントの連結部は、請求項2に記載したごとく、前記第2セグメント本体を前記奥側に押し込む際に、当該押込み方向に沿って一定以上の荷重を受けた場合に変形可能な突出部材を、前記奥側連結具および前記手前側連結具の嵌入方向後端部に設けて構成することができる。
(作用・効果)
本構成のごとく、前記奥側連結具の嵌入方向後端部と前記手前側連結具の嵌入方向後端部とに、一定以上の押込み荷重を受けて変形可能な突出部材を設けておけば、前記連結具が第1セグメント本体と第2セグメント本体とを引付け連結すべく発生させる締結力を略一定の大きさに設定することが可能である。
即ち、例えば、前記奥側アリ溝部と前記手前側アリ溝部とを、第1セグメント本体の端面および第2セグメント本体の端面のうちトンネル長手方向の両端面に夫々開口するように構成し、前記奥側連結具および前記手前側連結具を前記開口から挿入するものとすると、第2セグメント本体の押込みに際して、前記奥側連結具の突出部材は、第2セグメント本体に対してトンネル長手方向に隣接して既に構築されているセグメント本体の端面から押込み力を受け、一方の前記手前側連結具の突出部材は、第2セグメント本体を押し込むジャッキ等から押込み力を受けることとなる。
上記押込みの当初においては、連結具の双方の拡大縁部は第1アリ溝部と第2アリ溝部とを容易に引き付けることができるため、押込み力は小さなもので足りる。しかし、第1アリ溝部と第2アリ溝部との引き付けの進行に伴って、押付け力は増大し、押し付け力が所定強さに高まった時点で前記突出部材には面外変形が生じるから、押付け力は一定に保たれることとなる。
このように、前記奥側連結具の嵌入方向後端部と前記手前側連結具の嵌入方向後端部とに、一定以上の押込み荷重を受けて変形可能な突出部材を設けておけば、従来のごとく、連結具の押込みに際して押込み力を正確に制御しなくても、単に第2セグメント本体を押し込むだけで、第1セグメント本体と第2セグメント本体とを一定の締結力で連結することができる。
【0008】
(構成3)
本発明のトンネルリング形成方法は、請求項3に記載したごとく、複数のトンネル用セグメント本体を、それらの互いの突合せ部に形成されたアリ溝部にわたって取り付けることで連結する連結具を用いてトンネル周方向に連結しつつトンネルリングを順次組み立ててトンネル壁を構築すべく、前記トンネル周方向において最初に取付けるAセグメント本体と、前記Aセグメント本体を挟んでトンネル周方向に順次連結すべく、前記Aセグメント本体に対してトンネル長手方向に沿って奥側に押し込みつつ連結するBセグメント本体と、隙間を残して隣接した二つの前記Bセグメント本体の間に最後に押し込んで連結するCセグメント本体とを準備しておいて、前記A・B・Cセグメント本体の夫々に、トンネル周方向の両端部に、隣接するものどうしと連結するための突合せ部を形成しておき、夫々の前記突合せ部には、前記奥側の端部に奥側アリ溝部を形成しておくと共に、前記手前側の端部に手前側アリ溝部を形成しておき、前記Aセグメント本体には、前記両端部双方の前記奥側アリ溝部に連結具を取り付けておき、前記Bセグメント本体には、既設の前記セグメント本体に連結する突合せ部の前記手前側アリ溝部と、他方の突合せ部の前記奥側アリ溝部とに連結具を取り付けておき、前記Cセグメント本体には、前記両端部双方の前記手前側アリ溝部に連結具を取り付けておき、各セグメント本体をリング状に組み付けるに当たり、前記Bセグメント本体は、予め設置した前記Aセグメント本体に対して前記奥側へ押し込むことで前記連結具を相互にわたる状態に取り付けて連結し、前記Cセグメント本体は、隙間を残して組み付けた二つの前記Bセグメント本体の間に最後に前記奥側へ押し込むことで前記連結具を相互にわたる状態に取り付けて連結する点に特徴を有する。
(作用・効果)
上記のごとく、A・B・Cセグメント本体を構成しておくと、相前後して構築する二つのセグメント本体の連結部分を見た場合に、全ての連結部分において、前記連結具は、先に構築したセグメント本体の奥側アリ溝部と、後から構築するセグメント本体の手前側アリ溝部とに取り付けた構成となる。
よって、構成1で述べたごとく、後から構築するセグメント本体を単に押し込むだけで全てのセグメントの連結を行えるから、トンネルリングを極めて迅速・確実に構築することができ、その結果、トンネル壁の構築作業を効率化することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
(概要)
本発明のトンネル用セグメントの連結部およびトンネルリング形成用ユニットに係る概要を図1および図2に示す。
本実施形態では、トンネル周方向Xに連続して環状に構築された既設トンネルリングTRに対してAセグメント本体aと、Bセグメント本体bと、Cセグメント本体cとを連結具Rを用いて順次取り付け、新たなトンネルリングTRを構築する場合の例を示す。
ここで、前記Aセグメント本体aは、前記既設トンネルリングTRに対して最初に取付けるセグメント本体である。つまり、新たなトンネルリングTRを構築する際にトンネル周方向Xにおいて最初に連結されるセグメント本体である。
前記Bセグメント本体bは、前記Aセグメント本体aを挟んでトンネル周方向Xに順次連結するセグメント本体であり、一つのトンネルリングTRを形成するセグメント本体のうち、前記Aセグメント本体aと後述するCセグメント本体cとを除く全てのセグメント本体が当該Bセグメント本体bである。
前記Cセグメント本体cは、一つのトンネルリングTRを完成させるために最後に連結するセグメント本体である。つまり、前記Cセグメント本体cは、二つのBセグメント本体bによって形成された隙間に押し込んで連結する。
尚、これらのセグメント本体は、例えば、ダクタイルセグメントの他に、コンクリートセグメント、スチールセグメント等を各種のセグメントで構成することができる。
【0010】
前記A・B・Cの各セグメント本体は、図2に示すような連結具Rを用いて互いに連結する。図3には、前記A・B・Cの各セグメント本体を連結する際の態様を示す。
【0011】
前記連結具Rは略矩形状であって、当該連結具Rの押込方向Zに沿った両縁部に夫々拡大縁部1を有している。当該双方の拡大縁部1は平板状の胴部2で連接されている。また、夫々の拡大縁部1には実際にセグメント本体どうしを引きつけるための挟持部3を形成してある。これら挟持部3どうしの間隔は、当該連結具Rの押込み方向Zに沿って奥側ほど広く構成してある。
【0012】
一方、前記A・B・Cの各セグメント本体の端部のうちトンネル周方向Xの両端部には、隣接するセグメント本体と連結するための突合せ部4を備えてある。そして、当該突合せ部4のうち、トンネル長手方向Yに沿った両端部には夫々アリ溝部Mを形成してある。当該アリ溝部Mには、前記連結具Rの拡大縁部1が挿入して前記挟持部3が当接する被挟持部5を形成してある。夫々のアリ溝部Mは、セグメント本体の端部のうちトンネル長手方向Yに沿った両端の端部に開口しており、前記連結具Rは当該開口側から前記アリ溝部Mに挿入して、前記突合せ部4の中央部に向かって押し込むこととなる。
【0013】
セグメント本体どうしを連結は以下のごとく行う。尚、ここでは、図3に示したうちの前記Aセグメント本体aと前記Bセグメント本体bとを連結する場合を例にとる。
図3は、前記Aセグメント本体aが既設のトンネルリングTRに連結された状態を示している。図3においては、下方側がトンネルシールドの切羽側であり、トンネル掘削は図3の下方に向かって行われる。よって、ここで連結するBセグメント本体bは、図3の上方に向かって押し込まれる。本実施形態では、当該Bセグメント本体bを押し込む方向を奥側と称し、その反対方向を手前側と称する。
前記Aセグメント本体aの双方の突合せ部4には、合計四箇所にアリ溝部Mを形成してある。このうち、既設トンネルリングTRの側の二つを奥側アリ溝部M1とし、他の残りの二つを手前側アリ溝部M2とする。Aセグメント本体aは、双方の奥側アリ溝部M1に奥側連結具R1を挿入した状態で既設トンネルリングTRに取り付けてある。
一方、当該Aセグメント本体aに対して連結するBセグメント本体bの双方の突合せ部4にも、夫々奥側アリ溝部M1と手前側アリ溝部M2とを形成してある。ただし、Bセグメント本体bにおいては、前記Aセグメント本体aに連結する突合せ部4の手前側アリ溝部M2に手前側連結具R2を備えるとともに、他方の突合せ部4の前記奥側アリ溝部M1に奥側連結具R1を備えている。
尚、図3に示すごとく、前記Cセグメント本体cでは、夫々の突合せ部4において何れも前記手前側アリ溝部M2に手前側連結具R2を備えてある。
【0014】
前記Bセグメント本体bを押し込む際には、前記Aセグメント本体aの奥側アリ溝部M1に設けた奥側連結具R1に対してBセグメント本体bの奥側アリ溝部M1を挿入し、同時に、前記Aセグメント本体aの前記手前側アリ溝部M2に対して、前記Bセグメント本体bの手前側アリ溝部M2に設けた手前側連結具R2を挿入する。この状態でBセグメント本体bをさらに押し込むと、夫々の連結具R1,R2によって、Aセグメント本体aとBセグメント本体bとが引き付けられ、連結される。
この場合に、奥側連結具R1は前記既設トンネルリングTRに接当して押込み力を得ることができ、一方の手前側連結具R2は、例えばトンネルシールドのジャッキ等の押込手段Jに接当して押込み力を得る。
【0015】
本発明に係る連結具Rは、既設トンネルリングTRに接当可能な突出部材Tをその押込み方向Zの後端に備えている。突出部材Tは、双方の拡大縁部1のうち一方の端部に設けてあり、その突出方向は当該連結具Rの押込み方向Zと略平行に設定してある。このように一方の拡大縁部1にのみ突出部材Tを設けるのは、連結具Rを実質的に押し込むのは前記Bセグメント本体bのアリ溝部Mであることに基づく。つまり、少なくとも当該側に突出部材Tを設けておけば、前記Bセグメント本体による押込み力の作用線上に突出部材Tが位置することとなるから、押込みに際して連結具Rが回転する等の不都合は生じない。また、突出部材Tの取り付けが一箇所で済むのであれば、連結具Rの構成を簡略化することができる。
当該突出部材Tの取付けは、図2に示すごとく前記拡大縁部1の後端に形成した凹部6に嵌入固定するものであってもよいし、接着剤等を用いて接着固定するものであってもよい。尚、前記突出部材Tは双方の拡大縁部1の後端部に設けても構わない。
図2に示すごとく、前記突出部材Tは、例えば中空の円筒部材で構成する。前記突出部材Tは、例えば既設のトンネルリングTRから所定の押圧力を受けて図4に示すごとく面外変形する。つまり、連結具Rが押し込まれるとAセグメント本体aとBセグメント本体bとが次第に引き付けられるから、これに伴って連結具Rを押し込むために必要な力が増加する。この間、前記突出部材Tは弾性変形する。しかし、締結力が所定の値に達した段階で前記突出部材Tには塑性変形が生じ始める。この状態では、連結具Rによる締結力はもはや上昇せず、Aセグメント本体aとBセグメント本体bとを引き付ける力は一定に保持されるのである。
【0016】
Bセグメント本体bを押し込む際の前記連結具Rの動作原理を以下に示す。
尚、連結する二つのセグメント本体の組み合わせは、A−B、B−B、B−Cの三種類があるが、以後の説明においては、互いに連結するセグメント本体のうち先に構築するものを第1セグメント本体S1とし、後から連結するものを第2セグメント本体S2とする。また、奥側の連結具Rと手前側の連結具Rとは各別に押し込まれるが、何れの連結具Rの動作原理は同じである。つまり、奥側の連結具Rは既設トンネルリングTRに当接し、手前側の連結具Rは押込手段Jに当接するものであるが、図3から明らかなごとく、何れかの部位を天地逆さまにして見れば全く同じ状態であることがわかる。よって、以降においては、特に奥側の連結具Rに限って説明する。
【0017】
(連結操作)
前記既設トンネルリングTRに取り付けた第1セグメント本体S1に対して前記連結具Rを用いて第2セグメント本体S2を押し付ける過程を図5(イ)〜(ニ)に示す。
図5に示すごとく、前記第1セグメント本体S1のアリ溝部Mには予め前記連結具Rを取付けておく。尚、以降においては、前記第1セグメント本体S1のアリ溝部Mを第1アリ溝部M1と称し、前記第2セグメント本体S2のアリ溝部Mを第2アリ溝部M2と称する。前記第1アリ溝部M1には、連結具Rの双方の挟持部3のうち前記突出部材Tを設けていない側の挟持部3を挿入し、前記突出部材Tを設けた側の挟持部3は露出させておく。
尚、これら双方の挟持部3についても、第1アリ溝部M1に挿入した側の挟持部3を第1挟持部31と称し、第2アリ溝部M2に挿入した側の挟持部3を第2挟持部32と称することにする。
【0018】
図5(イ)は、既に構築が終了した前記第1セグメント本体S1と、当該第1セグメント本体S1の第1アリ溝部M1に挿入されている前記連結具Rとに対し、前記第2セグメント本体S2を近接させる過程を示している。この過程においては、前記連結具Rと前記第2セグメント本体S2とは未だ当接していない。
前記第2セグメント本体S2の押付けが進み、前記第2アリ溝部M2が前記連結具Rの第2挟持部32に当接し、さらに、両者が当接した状態で前記連結具Rの突出部材Tが前記既設トンネルリングTRに当接した状態を示したのが図5(ロ)である。この状態では、前記第1セグメント本体S1と前記第2セグメント本体S2との間に所定の締結力は未だ発生していない。
さらに前記第2セグメント本体S2を前記既設トンネルリングTRの側に押込むと、前記第2アリ溝部M2の平溝部M2aが、前記連結具Rの第2挟持部32と前記第1セグメント本体S1との間に嵌入される。この嵌入は、前記連結具Rが前記第1セグメント本体S1と前記第2セグメント本体S2とを所定の締結力で引き付けるようになるまで行われる。
尚、この過程においては、前記突出部材Tに面外変形は生じず、前記連結具Rは前記既設トンネルリングTRに対して近接しない。つまり、連結具Rの双方の挟持部3どうしの間隔は押込み方向Zの奥側ほど広く構成してあるから、前記第2セグメント本体S2を前記既設トンネルリングTRの側に押付ける力の大部分は、第1セグメント本体S1と第2セグメント本体S2とを引付けるための分力となる。このため、前記連結具Rを前記既設トンネルリングTRの側に押付ける分力が、前記突出部材Tを面外変形させるのに必要な力にまで高まっていないからである。
しかし、図5(ハ)の状態にあっては連結具Rには所定の締結力が生じており、この状態からさらに前記第2セグメント本体S2を押し込むと、前記突出部材Tに面外変形が生じる。尚、突出部材Tがこのように面外変形を生じ得るためには、図5(ハ)の状態において前記突出部材Tの端部が前記第2セグメント本体S2の端部より突出している必要がある。図5(ハ)以降の押込みに際しては、前記連結具Rは前記既設トンネルリングTRの側に移動する。この結果、前記連結具Rは前記第1アリ溝部M1からさらに突出し、この突出によって生じた余裕部分に第2アリ溝部M2の平溝部M2aが侵入する。この状態においては、前記第1セグメント本体S1と前記第2セグメント本体S2との引付力は略一定に保持される。
そして、第2セグメント本体S2の押込みが終了した状態が図5(ニ)である。この状態の突出部材Tは、さらに面外変形して圧縮し得る余裕を残しているか、或いは、ちょうど最大限に面外変形が終了した状態であることが必要である。具体的には、前記突出部材Tが最大限に面外変形した状態での前記突出部材Tの突出長さをhとすると、第2セグメント本体S2の端部に対する連結具Rの端部の引退長さが、長さhよりも長いことが必要である。つまり、突出部材Tが完全に圧縮変形された時点で前記第2セグメント本体S2が未だ前記既設トンネルリングTRに当接していない場合には、突出部材Tが障害となって、それ以上前記第2セグメント本体S2を前記既設トンネルリングTRに密着させることが不可能になるからである。
【0019】
ここで、前記突出部材Tが面外変形して圧縮される状況について説明する。
例えば、図6に示した形状の筒部材7が有する変形特性を図7に示す。当該筒部材7は両端部が開口した単なる円筒部材である。前記筒部材7を自身の軸芯X1方向に圧縮すると、初期の段階すなわち原点0からa点までにおいては、前記筒部材7は前記軸芯X1方向に圧縮変形する。圧縮荷重Pがa点に達した段階で、当該筒部材7は面外変形を生じ始める。その後は、a点からb点に示すごとくしばらく押圧を続けても前記筒部材7に加わる荷重Pは増加せず面外変形のみが進行する。b点に達すると前記面外変形は座屈に転じ、前記筒部材7に加わる荷重Pはc点までやや急激に低下する。c点で前記筒部材7の変形は略終了し、この後、押圧を続けても圧縮変形は生じず荷重Pのみが増加する。
本発明においては、前記筒部材7が有する変形特性のうち、a点からb点までの特性を利用する。つまり、前記第2セグメント本体S2を押込む荷重Pのうち前記連結具Rを前記既設トンネルリングTRの側に押付ける分力が上記a点からb点までの間の荷重Pと等しいとき、前記両第1セグメント本体S1,S2どうしを引付けるための分力が所定の荷重となるように前記挟持部3どうしのテーパー角度等を設定する。
ただし、本実施形態においては図2あるいは図4に示すごとく、少なくとも中央部に鍔部8を設けた突出部材Tを使用する。本構成であれば、上記筒部材7を二つ連接した形状となって、一定の変形抵抗を発生させ得る変形ストロークを長く確保することができる。この結果、前記連結具Rが比較的大きな製作誤差を有する場合でも、当該製作誤差を許容して略一定の引付力で前記第1セグメント本体S1と前記第2セグメント本体S2どうしを連結することができる。
尚、前記突出部材Tは、アルミニウム・銅・鉛、あるいは薄肉の鋼材など比較的変形し易い材料を用いて形成することができる。つまり、これらの材料であれば塑性変形能力が安定しているから、所望の変形性状を有する突出部材Tを容易に得ることができる。
【0020】
(連結具等の製作許容誤差)
前記第1アリ溝部M1に係る平溝部M1aの幅と前記第2アリ溝部M2に係る平溝部M2aの幅との合計幅が、前記連結具Rの挟持部3どうしの間隔に対して狭い場合には、前記突出部材Tがそれほど圧縮変形しない状態で双方の第1・第2セグメント本体S1,S2どうしの連結が終了する。
図8は、前記突出部材Tが殆ど圧縮変形しない状態を示す例であり、これは、双方の平溝部M1a,M2aの合計幅が、前記挟持部3どうしの間隔に対して狭い場合の許容限界を示すものである。
逆に、前記突出部材Tが最大限に圧縮変形して連結が終了する例を示したのが図9である。これは、双方の平溝部M1a,M2aの合計幅が、前記挟持部3どうしの間隔に対して比較的広い場合の許容限界を示すものである。
【0021】
仮に、前記双方の平溝部M1a,M2aの合計幅と前記挟持部3どうしの間隔とが一致していない場合、第1セグメント本体S1と第2セグメント本体S2どうしを適切に連結することは不可能となる場合がある。例えば、前記双方の平溝部M1a,M2aの合計幅が狭い場合には、前記連結具Rは双方の第1・第2アリ溝部M1,M2の内部でガタついたまま放置されることになるからである。
しかし、図8および図9に示した例から明らかなごとく、本発明の連結具Rを用いれば、前記第1・第2アリ溝部M1,M2あるいは前記連結具R自身の製作誤差を一定範囲まで許容しながら、前記第1・第2セグメント本体S1,S2どうしを略一定の締結力で連結することができる。
【0022】
ここで、前記連結具R等が許容し得る製作誤差の範囲を検証する。
説明を簡単にするために、前記連結具Rに製作誤差はないものとし、前記第1・第2アリ溝部M1,M2のテーパー角度にも誤差はないものとする。つまり、製作誤差は、前記第1セグメント本体S1および前記第2セグメント本体S2の夫々において、前記平溝部M1a,M2aの幅のみに生じると仮定する。
まず、図8のごとく、前記連結具Rの挟持部3どうしの間隔に比べて夫々の平溝部M1a,M2aの合計幅が狭い場合について検討する。この場合、前記挟持部3どうしの間隔については、特に、前記突出部材Tが設けられた側の端部における間隔をD0 とする。
一方、前記平溝部M1a,M2aどうしの合計幅については、前記既設トンネルリングTRに当接する端部における合計幅をDとする。
前記合計幅Dと前記間隔D0 との差は、前記突出部材Tの突出長さHと、前記挟持部3が連結具Rの押込み方向Zとなすテーパー角度とから求めることができる。
図8に示すごとく、前記テーパー角度をL:1とすると、前記合計幅Dが採り得る最小値Dmin は、
Dmin = D0 − H×(1/L)×2 − (1)
である。
一方、図9のごとく、前記合計幅Dが広い場合は、前記突出部材Tが最大に圧縮変形を受けた場合の押込み方向Zの長さをhとすると、
Dmax = D0 − h×(1/L)×2 − (2)
である。
よって、式(1)および式(2)から、前記合計幅Dの採り得る範囲は、
D=Dmax −Dmin =(H−h )×(1/L)×2 − (3)
となる。
このように、第1アリ溝部M1および第2アリ溝部M2の製作誤差は、突出部材Tの突出長さHと突出部材Tが最大限に圧縮された状態での長さhとの差に依存し、突出部材Tの変形ストロークが大きいほど許容し得る製作誤差が大きくなると判断できる。
【0023】
(効果)
本発明のトンネル用セグメントの連結部を用いれば、第1セグメント本体S1に対して第2セグメント本体S2を押し付けるだけで、双方のセグメント本体を略一定の締結力で連結することができるから、セグメント本体どうしの連結作業を迅速に行うことができる。
また、連結具Rに一定押圧力を受けて面外変形可能な突出部材Tを設けておくことで連結具Rの押込みに際しては、前記第1・第2アリ溝部M1,M2あるいは前記連結具Rの製作誤差等を一定範囲まで許容しつつ、前記第1・第2セグメント本体S1,S2どうしを略一定の締結力で連結することができ、信頼性の高い連結部分を得ることができる。
さらに、少なくともA・B・Cの三種類のセグメント本体からなる、トンネルリング用ユニットを構成しておけば、夫々のセグメント本体の連結順序を思慮する必要がなく、迅速な連結作業を行うことができる。そして、全てのセグメント本体は既設トンネルリングTRに向かって単に押し込むだけでよいから、効率的にトンネルリングTRを構築することができる。
この他、本発明のトンネル用セグメントの連結部であれば、セグメント本体の内側面に、従来のセグメント本体のように、連結用の作業空間を多数設ける必要がなく、トンネル壁の内側面を平滑な面に構成して、二次覆工等の手間を省略することができる。
【0024】
〔別実施形態〕
上記実施形態では前記突出部材Tは双方の挟持部後端部のうち一方のみに設けたが、双方の後端部に設けることができる。この場合には、二箇所の突出部材Tが既設トンネルリングTRに当接するから、前記第2セグメント本体S2の押込みに際して連結具Rの姿勢が安定する。よって、連結具Rが第1アリ溝部M1や第2アリ溝部M2の内部でこじられる等の不都合が生じ難く、所期の締結力を確実に発揮させることができる。
尚、この場合には、夫々の突出部材Tを面外変形させるのに必要な荷重の合計が、上記実施形態における単一の突出部材Tを面外変形させるのに必要な荷重と等しくなるように設定しておく。
【0025】
尚、特許請求の範囲の項に、図面との対照を便利にするために符号を記すが、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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のトンネル用セグメントの連結部の概要を示す斜視図
【図2】本発明に係る連結具を示す平面図
【図3】各種セグメント本体の連結態様を示す説明図
【図4】変形途中の突出部材を示す説明図
【図5】第2セグメント本体を連結する過程の詳細を示す説明図
【図6】筒部材を示す斜視図
【図7】筒部材を圧縮変形させる際の圧縮変形量と荷重との関係を示す説明図
【図8】連結部分に製作誤差がある場合の連結状態の一例を示す説明図
【図9】連結部分に製作誤差がある場合の連結状態の他の一例を示す説明図
【図10】従来技術に係るトンネル用セグメントの連結部の概要を示す斜視図
【図11】従来技術に係るトンネル用セグメントの連結部の詳細を示す断面図
【符号の説明】
S1 第1セグメント本体
S2 第2セグメント本体
4 突合せ部
M1 奥側アリ溝部
M2 手前側アリ溝部
R 連結具
R1 奥側連結具
R2 手前側連結具
T 突出部材
X トンネル周方向
Y トンネルの長手方向
Z 押込み方向
TR トンネルリング
a Aセグメント本体
b Bセグメント本体
c Cセグメント本体
Claims (3)
- 複数のトンネル用セグメント本体を、連結具(R)を用いてトンネル周方向(X)に引付け連結してトンネル壁を構築すべく、既に構築した第1セグメント本体(S1)に対して第2セグメント本体(S2)をトンネルの長手方向(Y)に沿って手前側から奥側に押し込んで連結するために、
前記第1・第2セグメント本体(S1,S2)の夫々が、互いに連結するための突合せ部(4)をトンネル周方向(X)に沿った端部に備え、
夫々の前記突合せ部(4)における前記奥側の端部に奥側アリ溝部(M1)を形成すると共に、夫々の前記突合せ部(4)における前記手前側の端部に手前側アリ溝部(M2)を形成し、
前記第1セグメント本体(S1)の前記奥側アリ溝部(M1)に奥側連結具(R1)を備えると共に、前記第2セグメント本体(S2)の前記手前側アリ溝部(M2)にも手前側連結具(R2)を備え、
前記第2セグメント本体(S2)を押し込む際に、前記奥側連結具(R1)に対する前記第2セグメント本体(S2)の前記奥側アリ溝部(M1)の押込みと、前記第1セグメント本体(S1)の前記手前側アリ溝部(M2)に対する前記手前側連結具(R2)の押込みとが同時に行えるよう構成してあるトンネル用セグメントの連結部。 - 前記第2セグメント本体(S2)の前記奥側に押し込む際に、当該押込み方向(Z)に沿って一定以上の荷重を受けた場合に変形可能な突出部材(T)を、前記奥側連結具(R1)および前記手前側連結具(R2)の押込み方向(Z)の後端部に設けてある請求項1に記載のトンネル用セグメントの連結部。
- 複数のトンネル用セグメント本体を、それらの互いの突合せ部に形成されたアリ溝部にわたって取り付けることで連結する連結具(R)を用いてトンネル周方向(X)に連結しつつトンネルリング(TR)を順次組み立ててトンネル壁を構築すべく、
前記トンネル周方向(X)において最初に取付けるAセグメント本体(a)と、前記Aセグメント本体(a)を挟んでトンネル周方向(X)に順次連結すべく、前記Aセグメント本体(a)に対してトンネル長手方向(Y)に沿って奥側に押し込みつつ連結するBセグメント本体(b)と、
隙間を残して隣接した二つの前記Bセグメント本体(b)の間に最後に押し込んで連結するCセグメント本体(c)とを準備しておいて、
前記A・B・Cセグメント本体の夫々に、トンネル周方向(X)の両端部に、隣接するものどうしと連結するための突合せ部(4)を形成しておき、
夫々の前記突合せ部(4)には、前記奥側の端部に奥側アリ溝部(M1)を形成しておくと共に、前記手前側の端部に手前側アリ溝部(M2)を形成しておき、
前記Aセグメント本体(a)には、前記両端部双方の前記奥側アリ溝部(M1)に連結具(R)を取り付けておき、
前記Bセグメント本体(b)には、既設の前記セグメント本体に連結する突合せ部(4)の前記手前側アリ溝部(M2)と、他方の突合せ部(4)の前記奥側アリ溝部(M1)とに連結具(R)を取り付けておき、
前記Cセグメント本体(c)には、前記両端部双方の前記手前側アリ溝部(M2)に連結具(R)を取り付けておき、各セグメント本体をリング状に組み付けるに当たり、前記Bセグメント本体(b)は、予め設置した前記Aセグメント本体(a)に対して前記奥側へ押し込むことで前記連結具(R)を相互にわたる状態に取り付けて連結し、前記Cセグメント本体(c)は、隙間を残して組み付けた二つの前記Bセグメント本体(b)の間に最後に前記奥側へ押し込むことで前記連結具(R)を相互にわたる状態に取り付けて連結するトンネルリング形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25584697A JP3877391B2 (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | トンネル用セグメントの連結部およびトンネルリング形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25584697A JP3877391B2 (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | トンネル用セグメントの連結部およびトンネルリング形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1193588A JPH1193588A (ja) | 1999-04-06 |
JP3877391B2 true JP3877391B2 (ja) | 2007-02-07 |
Family
ID=17284413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25584697A Expired - Lifetime JP3877391B2 (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | トンネル用セグメントの連結部およびトンネルリング形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3877391B2 (ja) |
-
1997
- 1997-09-22 JP JP25584697A patent/JP3877391B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1193588A (ja) | 1999-04-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6076995A (en) | Segments | |
JP3877391B2 (ja) | トンネル用セグメントの連結部およびトンネルリング形成方法 | |
JP3336430B2 (ja) | 鋼管矢板等の縦継ぎ装置 | |
JP3572562B2 (ja) | ワンタッチ継手およびそれを用いたコンクリートユニット | |
JP3877390B2 (ja) | トンネル用セグメントの連結構造 | |
JP2001032688A (ja) | シールドセグメント | |
JP3801295B2 (ja) | トンネル用セグメントの連結構造 | |
JP3753480B2 (ja) | トンネル用セグメントの連結方法、及び、トンネル用セグメント | |
JP3797829B2 (ja) | トンネル用セグメントの連結部及び連結金具 | |
JP3363047B2 (ja) | トンネル用セグメントの継手構造 | |
JP3871435B2 (ja) | トンネル用セグメントの連結部 | |
JP7076215B2 (ja) | 継手金具の固定構造 | |
JP7265380B2 (ja) | セグメントの継手構造 | |
JPH11107689A (ja) | トンネル用セグメントの連結部 | |
JP4008009B2 (ja) | トンネル用セグメント | |
JP4701859B2 (ja) | 覆工体形成用のrcセグメント | |
JP3148465B2 (ja) | コンクリートセグメント | |
JP2989328B2 (ja) | トンネル用セグメントの接合構造 | |
JPH11200788A (ja) | コンクリートセグメント用継手金物 | |
JPH1144191A (ja) | トンネル用セグメントの連結部構造 | |
JP3963743B2 (ja) | トンネル用セグメントの連結用バックアップ材とトンネル用セグメントの連結方法 | |
JP3172676B2 (ja) | コンクリート構造物の継ぎ手構造 | |
WO2004079119A1 (en) | Reinforcing bar coupler | |
JP3363053B2 (ja) | トンネル用セグメント連結具 | |
JPH10220183A (ja) | セグメントの継手構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040430 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060629 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060822 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061019 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061031 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091110 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101110 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101110 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111110 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111110 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121110 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131110 Year of fee payment: 7 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |