JP4505703B2 - Segment joint structure - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル等の構築に用いられ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】
例えば、シールド工法でトンネルを構築する場合のセグメントどうしの接合は、従来、セグメントの接合端面を構成するフランジプレートに予めボルト挿通孔を形成しておき、そのボルト挿通孔にボルトをセグメントどうしの接合方向に挿通させてナットに螺着することにより行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
セグメントどうしの接合には、良好な作業性と大きい強度を求められているが、上記従来の接合方式では、ボルトを、セグメント接合方向に移動させてボルト挿通孔に挿通させ、ボルト軸方向に、直交する方向（位置）においてボルトを周方向に回さなければならないため、手間がかかる。また接合強度も満足すべきものではない。
【０００４】
本発明の課題は上記従来の問題点を解決することであり、作業性が良く、また強固な接合強度が得られるセグメントの接合構造を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、耐震性に優れたセグメントの接合構造を提供することである。
【０００５】
【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、セグメントどうしが接合端面を互いに当接させて接合されたセグメントの接合構造において、一方のセグメントの雄金具を、他方のセグメントの雌金具に、セグメントどうしの接合方向と交差する方向のセグメントの相対移動によって嵌合凸部と嵌合凹部を互いに嵌合させて挿入されてなり、嵌合凸部と嵌合凹部は、それらが形成された金具表面から離れるにしたがって幅が狭くなる台形とされ、雌金具と雄金具に形成された透孔に、結合ボルトが、セグメントの厚さ方向に形成された締込孔から挿入されてナットに螺着された構成とした。
【０００６】
この手段では、嵌合凸部と嵌合凹部が、雄金具と雌金具とを結合する。このため強固な接合力が得られる。セグメントどうしの接合方向と交差する方向にセグメントを相対移動させるだけで接合が完了するので、作業性が良好で接合作業を迅速に行うことができる。
【０００７】
上述した構成では、結合ボルトをセグメントの厚さ方向に移動させて透孔に挿入し、結合ボルトの軸方向においてその結合ボルトを回転させてナットに螺着することができるので、能率良く接合作業を行うことができる。
【００１０】
請求項１に記載のセグメントの接合構造において、嵌合凸部と嵌合凹部を、それらの嵌合方向に傾斜した楔状とすることが好ましい（請求項２）。この構成では、嵌合凸部と嵌合凹部の嵌合が進むにつれて両者間の遊びが小さくなり、最終的に嵌合凸部と嵌合凹部が緊密に嵌合する。したがって、嵌合凸部と嵌合凹部の嵌合が容易になり、また雌金具と雄金具が緩みなく緊密に結合されて接合力を高める。
【００１１】
請求項１または２に記載のセグメントの接合構造において、雄金具と雌金具の両方又はいずれか一方をアンカー筋に固定することが好ましい（請求項３）。この構成では、セグメントと雄金具又は雌金具の結合がアンカー筋によって強化されるので、セグメント接合の信頼性が向上する。
【００１２】
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接合構造において、嵌合凹部の側壁と嵌合凸部の側壁の間に弾性材を挟み込む構成とすることが好ましい（請求項４）。この構成では、弾性材が嵌合凹部と嵌合凸部の成形上の誤差や変形等を吸収して接合力を均等に分散し、また緩衝に働いて耐震性を高める。弾性材は、通常、嵌合凹部と嵌合凸部のいずれか一方、又は両方に接着剤等の取付手段で取り付ける。弾性材には、ゴム又はこれと同効材料が用いられる。
【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３は本発明に係るセグメントの接合構造の第１の実施の形態を示す。このセグメントの接合構造には、雄金具１と雌金具２と結合ボルト３及びナット４が用いられている。
【００１４】
雄金具１は、四角形状の平板１ａに円形の透孔１ｂと嵌合凹部１ｃを形成して成り、コンクリート製セグメントＳａの接合端面Ｓａｔから突き出した状態でアンカー筋６に溶接されてセグメントＳａに一体に固定されている。
雄金具１の厚さ方向はセグメントＳａの厚さ方向（図１で上下方向）に一致し、透孔１ｂはセグメントＳａの厚さ方向に貫通している。また嵌合凹部１ｃは、セグメントＳａ，Ｓｂの接合方向（図１と図２で左右方向）と直交する方向（図１で紙面に垂直な方向、図２で上下方向）に傾斜する楔状に平板１ａの上面に形成されている。嵌合凹部１ｃの横断面形状は、嵌合凹部１ｃが形成された平板１ａの上面から離れるにしたがって幅が狭くなる台形となっている。
【００１５】
雌金具２は、円形の透孔２ｂと嵌合凸部２ｃを形成した四角形状の平板２ａｖと、透孔２ｂのみを形成した四角形状の平板２ａｗとを、それらの間に隙間Ｃをあけて基板２ｄに溶接して成り、アンカー筋７に基板２ｄを溶接されてコンクリート製セグメントＳｂの接合端面Ｓｂｔに一体に埋設されている。
【００１６】
２枚の平板２ａｖ，２ａｗの厚さ方向はセグメントＳｂの厚さ方向にそれぞれ一致し、２個の透孔２ｂは互いの中心を一致させてセグメントＳｂの厚さ方向に平板２ａｖ，２ａｗを貫通している。隙間Ｃは、雄金具１の厚さよりも僅かに大きく形成されるとともに、接合端面Ｓｂｔの挿入溝Ｓｂｂに連通されて雄金具１の挿入を自由にしている。なお、挿入溝Ｓｂｂは、雄金具１を隙間Ｃに導くもので、その連通部分は図３のようにテーパ状にされ、隙間Ｃへの雄金具１の挿入を容易にしている。
【００１７】
また、透孔２ｂの直径は雄金具１の透孔１ｂの直径とほぼ同一とされており、雌金具２の隙間Ｃに雄金具１を挿入して２枚のセグメントＳａ，Ｓｂの接合端面Ｓａｔ，Ｓｂｔどうしを互いに当接させた状態で、３個の透孔１ｂ，２ｂ，２ｂが互いの中心をほぼ一致させてセグメントの厚さ方向に直線状に重なるようになっている。
【００１８】
また、嵌合凸部２ｃは、平板２ａｖの下面に、嵌合凹部１ｃと同様にセグメントＳａ，Ｓｂの接合方向と直交する方向に傾斜する楔状に形成されている。嵌合凸部２ｃの横断面形状は、嵌合凸部２ｃが形成された平板２ａｖの下面から離れるにしたがって幅が狭くなる台形にされている。雄金具１の嵌合凹部１ｃと雌金具２の嵌合凸部２ｃとは、セグメント接合方向と直交する方向に雄金具１と雌金具２を相対移動させて雌金具２の隙間Ｃに雄金具１を挿入すると、互いに嵌合するようになっている。
【００１９】
結合ボルト３は、雄金具１と雌金具２の直線状に連通された透孔１ｂ，２ｂ，２ｂに挿通され、一端のねじ部３ａをナット４に螺着されて雄金具１と雌金具２とを結合するものである。結合ボルト３の頭部３ｂにはレンチ（図示せず）が嵌め付けられるレンチ穴３ｃが形成されている。
【００２０】
セグメントＳｂの一側（図１で下側）には結合ボルト３を透孔に挿通させるための締込孔Ｓｂａが埋込パイプ９によって形成されている。
ナット４は袋ナットとされ、平板２ａｖの上面に溶接されている。
【００２１】
符号１０はシール部材であり、セグメントＳａ，Ｓｂの接合端面Ｓａｔ，Ｓｂｔの溝に嵌め込まれ、セグメントの接合部を液密にする。また１１は埋込みパイプ９に着脱自在に嵌着された閉塞キャップである。
【００２２】
上記の構成とされたセグメントＳａ，Ｓｂどうしを接合するには、例えばセグメントＳｂに対して他のセグメントＳａをそれらの接合方向と直交する方向、換言すれば接合端面Ｓａｔ，Ｓｂｔ方向（図２で上方、図３で右方向）に移動させ、雄金具１を挿入溝Ｓｂｂから雌金具２の隙間Ｃに、嵌合凸部２ｃと嵌合凹部１ｃを嵌合させて図２のように挿入し、接合端面Ｓａｔ，Ｓｂｔどうしを互いに当接させる。
この際、楔状の嵌合凸部１ｃと嵌合凹部２ｃとはそれらの嵌合の進行にしたがって徐々に遊びを小さくし、最後に緊密に嵌合して強固に結合する（楔効果）。
【００２３】
上記の状態で結合ボルト３を締込孔Ｓｂａから金具１，２の透孔１ｂ，２ｂ，２ｂに挿入し、そのねじ部３ａをナット４に螺着する。その後、埋込パイプ９に閉塞キャップ１１を嵌着して締込孔Ｓｂａをふさぎ、セグメントの接合を完了する。
【００２４】
上記の接合状態では、雄金具１と雌金具２の嵌合凹部１ｃと嵌合凸部２ｃが互いに嵌合し、また結合ボルト３が雄金具１と雌金具２とを一体に結合しているため、強固な接合力が得られる。
また、ボルトをセグメントの接合方向に移動させてボルト挿通孔に挿通させなければならなかった従来方式と違って、締込孔ＳｂａがセグメントＳｂの下側に開口しているため、透孔１ｂ，２ｂに対する結合ボルト３の挿入が容易であり、しかも結合ボルト３をその軸方向において周方向に回転させてナット４に螺着することも無理なく容易に行うことができる。
【００２５】
なお、セグメントＳａ，Ｓｂの接合端面Ｓａｔ，Ｓｂｔは、セグメントをリング状に接合する場合のセグメントＳａ，Ｓｂの湾曲方向に並ぶ端面、及びセグメントのリングどうしを接合する場合のセグメントＳａ，Ｓｂの幅方向に並ぶ側面のいずれも対象となる。
セグメントのリング状接合において、上述のように固定状態のセグメントＳｂに対してセグメントＳａを移動させる場合は、通常、図２で上側が坑口側、下側が切羽側７となり、固定状態のセグメントＳａに対してセグメントＳｂを移動（図２で下側移動）させるときは、上記の逆になる。
【００２６】
図４は図１ないし図３のセグメントの接合構造の変形例を示す。このセグメントの接合構造には、平板１ａの両面に嵌合凹部１ｃを形成した雄金具１と、平板２ａｖ，２ａｗの両方に嵌合凸部２ｃを形成した雌金具２が使用されている。
他の構造は、図１ないし図３のセグメントの接合構造と同一であるので、同一の部材等に同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
上記のセグメントの接合構造においては、嵌合凹部１ｃと嵌合凸部２ｃの数が増えた分、雄金具１と雌金具２が強固に結合されるようになり、セグメントどうしの接合力が向上する。
【００２８】
図５は図１ないし図３のセグメントの接合構造の他の変形例を示す。このセグメントの接合構造には、平板１ａのアンカー筋６（図１参照）に溶接された基端まで嵌合凹部１ｃとした雄金具１と、平板２ａｖの先端まで嵌合凸部２ｃとした雌金具２が用いられている。
他の構造は、図１ないし図３のセグメントの接合構造と同一であるので、同一の部材等に同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
この接合構造では、平板１ａ，２ａｖの断面形状が単純になり、製造コストの点で有利になる。
【００３０】
図６は本発明の第２の実施の形態を示す。このセグメントの接合構造には、嵌合凹部１ｃの側壁１ｅを平板１ａの表面に対して垂直にした雄金具１と、嵌合凸部２ｃの側壁２ｅを平板２ａｖの表面に対して垂直にした雌金具２が用いられている。
【００３１】
この接合構造においては、図１〜図５の接合構造と違って、雄金具１を図６で右に引き抜く方向の力が平板２ａｖ，２ａｗの隙間Ｃを広がらせるようには作用しないので、結合ボルトを省くことが可能になる。このため、作業性が一層良くなり、また構造が簡単になる。
他の構造は、図１〜図３の接合構造と同じである。
【００３２】
図６の接合構造において、図７に示すように、平板１ａの基端まで嵌合凹部１ｃとし、平板２ａｖの先端まで嵌合凸部２ｃとすることも、図８に示すように、図７の嵌合凹部１ｃを平板１ａの両面に形成するとともに、図７の嵌合凸部２ｃを平板２ａｗにも形成した構造とすることもできる。
【００３３】
図７の接合構造によれば平板１ａ，２ａｖの断面形状が単純になり、また図８の接合構造によれば、接合力が強化される。また図７と図８のいずれの構造においても図６の接合構造と同様に結合ボルトが不要となる。
【００３４】
図９は本発明の第３の実施の形態を示す。このセグメントの接合構造には、嵌合凹部１ｃを蟻溝とした雄金具１と、平板２ａｖの嵌合凸部２ｃを蟻とした雌金具２が用いられている。この接合構造においても、結合ボルトが不要になる上、雄金具１と雌金具２の結合が一層強固になる。
他の構造は、図１〜図３の接合構造と同じである。
【００３５】
図９の接合構造において、図１０に示すように、平板１ａの基端まで蟻溝の嵌合凹部１ｃとし、平板２ａｖの先端まで蟻の嵌合凸部２ｃとすることも、また、図９の嵌合凹部１ｃを平板１ａの両面に形成するとともに、図９の嵌合凸部２ｃを平板２ａｗにも形成した構造とすることもできる。
前者の図１０の場合は平板１ａ，２ａｖの断面形状が単純になり、また後者の場合は、結合力が強固になる。
【００３６】
上記以外に、雄金具１の平板１ａの一面又は両面に嵌合凸部を形成し、雌金具２の平板２ａｖ，２ａｗの一方又は両方に嵌合凹部を形成することができる。また、雄金具１の平板１ａの一面に嵌合凸部を他面に嵌合凹部をそれぞれ形成し、雌金具２の平板２ａｖ，２ａｗの一方に嵌合凹部を、他方に嵌合凸部をそれぞれ形成することもできる。
【００３７】
図の嵌合凹部１ｃと嵌合凸部２ｃとは、両縁部がほぼ同一角度で逆方向に傾斜した楔状となっているが、嵌合凹部と嵌合凸部の形状はこれに限られるものではなく、例えば、嵌合凹部１ｃの内側（図２で右側）の縁部と、嵌合凸部２ｃの外側（図２で右側）の縁部が傾斜せずに接合端面Ｓａｔ，Ｓｂｔと平行になっているような楔形状であってもよい。場合によっては嵌合凸部と嵌合凹部を楔状にしないこともあり得る。
【００３８】
セグメントＳａ，Ｓｂの接合端面Ｓａｔ，Ｓｂｔに対する雄金具１又は雌金具２の設備数は任意で、セグメントの大きさ等を考慮して決定する。
雄金具１と雌金具２、結合ボルト３及びナット４等は、鋼等の金属材料で製造される。閉塞キャップ１１をモルタル等の充填材とすることもある。
【００３９】
図１１と図１２は本発明の第４の実施の形態を示す。このセグメントの接合構造では、蟻溝の嵌合凹部１ｃは、雄金具１の平板１ａに溶接されたブロックＢによって形成され、また蟻の嵌合凸部２ｃは、雌金具２の平板２ａｖ，２ａｗに溶接されたブロックＢとされている。
【００４０】
雄金具１のブロックＢと雌金具２のブロックＢとは同一形状で、いずれも図１１のように、前述の楔効果が生じるように傾斜状態で溶接されている。ブロックＢの孔Ｂａは、ブロックＢを軽量化するとともに、溶接強度を強化している。なお、図の蟻と蟻溝の角度θ（図１２）は７０度となっているが、これよりも小さくすることも、大きくすることもある。
他の構造と変形例及び付記事項等は図１〜図３の接合構造と同じである。
【００４１】
このセグメントの接合構造によれば、嵌合凸部と嵌合凹部の加工が容易になり、コストの低減が可能となる。
雄金具１のブロックＢと雌金具２のブロックＢとを同一形状にしないこともある。嵌合凸部と嵌合凹部のブロック化は、図１〜図９の接合構造においても採用することができる。
【００４２】
図１３〜図１６に示すように、図１、図６、図９、図１２のセグメントの接合構造において、嵌合凹部１ｃの側壁１ｅと嵌合凸部２ｃの側壁２ｅの間に、ゴム又はこれと同効材料から成る帯状等の弾性材１３を挟み込むことができる。
このようにすると、嵌合凹部１ｃと嵌合凸部２ｃの成形上の誤差や組立上の誤差、或いは変形等が弾性材１３によって吸収されて接合力が均等に分散され、これによって接合強度が強化される一方、弾性材１３の緩衝機能によって耐震性が向上する。
【００４３】
弾性材１３は、側壁１ｅ，２ｅのいずれか一方又は両方に接着剤等の取付手段で取り付けるのが普通である。弾性材１３の厚さは、一般に、側壁１ｅ，２ｅの想定される隙間よりも少し厚くする。
なお、図４、図５、図７、図８、図１０の嵌合凹部の側壁と嵌合凸部の側壁の間にも弾性材を挟み込んで、上記の効果をあげることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、作業性が良好で、しかも接合力の強いセグメントの接合構造を得ることができる。
【００４５】
しかも、嵌合凸部と嵌合凹部を、それらが形成された金具表面から離れるにしたがって幅が狭くなる台形とし、雌金具と雄金具に形成された透孔に、結合ボルトを、セグメントの厚さ方向に形成された締込孔から挿入してナットに螺着した構成とすると、結合ボルトをセグメントの厚さ方向に移動させて透孔に挿入し、結合ボルトの軸方向においてその結合ボルトを回転させてナットに螺着することができるので、能率良く接合作業を行うことができる効果がある。
【００４６】
請求項１に記載のセグメントの接合構造において、嵌合凸部と嵌合凹部を、それらの嵌合方向に傾斜した楔状とすると、嵌合凸部と嵌合凹部の嵌合が容易に、かつ緊密になるので、作業性と接合強度が一層向上する。
【００４７】
請求項１または２に記載のセグメントの接合構造において、雄金具と雌金具の両方又はいずれか一方をアンカー筋に固定した構成では、セグメントと雄金具又は雌金具の結合力が強まり、セグメント接合の信頼性が高くなる。
【００４８】
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接合構造において、嵌合凹部の側壁と嵌合凸部の側壁の間に弾性材が挟み込まれた構成では、弾性材が嵌合凹部と嵌合凸部の成形上の誤差や組立上の誤差或いは変形等を吸収して接合力を均等に分散するので、強い接合強度が得られる。また、弾性材は衝撃や振動を吸収するので、耐震性が高まる。その上、弾性材によって接合部の液密性が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るセグメントの接合構造の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】 雌金具に対する雄金具の挿入途中の状態を示す断面図である。
【図３】 雌金具を備えたセグメントの接合端面の図である。
【図４】 図１ないし図３のセグメントの接合構造の変形例を示す断面図である。
【図５】 図１ないし図３のセグメントの接合構造の他の変形例を示す断面図である。
【図６】 本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図７】 図６のセグメントの接合構造の変形例を示す図である。
【図８】 図６のセグメントの接合構造の他の変形例を示す図である。
【図９】 本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【図１０】 図９のセグメントの接合構造の変形例を示す図である。
【図１１】 本発明の第４の実施の形態を示す図である。
【図１２】 図１１の（XII−XII）部分の断面図である。
【図１３】 図１の接合構造に弾性材を用いた例を示す断面図である。
【図１４】 図６の接合構造に弾性材を用いた例を示す断面図である。
【図１５】 図９の接合構造に弾性材を用いた例を示す断面図である。
【図１６】 図１２の接合構造に弾性材を用いた例を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｓａ，Ｓｂ セグメント Ｓａｔ，Ｓｂｔ 接合端面 Ｓｂａ 締込孔 Ｃ 隙間 １ 雄金具 ２ 雌金具 １ａ，２ａｖ，２ａｗ 平板 １ｂ，２ｂ 透孔１ｃ 嵌合凹部 １ｅ，２ｅ 側壁２ｃ 嵌合凸部 ２ｄ 基板３ 結合ボルト ３ａ ねじ部４ ナット ６，７ アンカー筋１３ 弾性材 Ｂ ブロック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a junction structure of segments used for construction of a tunnel or the like.
[0002]
[Prior art]
For example, when constructing a tunnel using the shield method, the segments are conventionally joined by previously forming a bolt insertion hole in the flange plate that constitutes the joining end surface of the segment, and joining the bolt to the bolt insertion hole. This is done by inserting it in the direction and screwing it onto the nut.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
For joining the segments, good workability and high strength are required, but in the above conventional joining method, the bolt is moved in the segment joining direction and inserted into the bolt insertion hole, and in the bolt axis direction, Since it is necessary to turn the bolt in the circumferential direction in a direction (position) perpendicular to the axis, it takes time and effort. Also, the bonding strength is not satisfactory.
[0004]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a segment joint structure that has good workability and can provide a strong joint strength.
Another object of the present invention is to provide a joining structure of segments excellent in earthquake resistance.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve at least one of the above-mentioned objects, the invention according to claim 1 is characterized in that, in a joining structure of segments in which the segments are joined with their joining end faces abutting each other, the male fitting of one segment is connected to the other. The fitting convex portion and the fitting concave portion are inserted into the female fitting of the segment by fitting the fitting convex portion and the fitting concave portion with each other by relative movement of the segments in the direction intersecting the joining direction of the segments . It is a trapezoid that becomes narrower as it moves away from the surface of the metal fitting on which it is formed, and a coupling bolt is inserted into the through hole formed in the female metal fitting and the male metal fitting from the tightening hole formed in the thickness direction of the segment. It was set as the structure screwed by the nut .
[0006]
In this means, the fitting convex portion and the fitting concave portion join the male metal fitting and the female metal fitting. For this reason, a strong bonding force can be obtained. Since the joining is completed simply by relatively moving the segments in the direction crossing the joining direction of the segments, the workability is good and the joining work can be performed quickly.
[0007]
In the configuration described above , the connecting bolt can be moved in the thickness direction of the segment and inserted into the through hole, and the connecting bolt can be rotated in the axial direction of the connecting bolt and screwed to the nut. It can be performed.
[0010]
In the segment joining structure according to claim 1, it is preferable that the fitting convex portion and the fitting concave portion have a wedge shape inclined in the fitting direction ( claim 2 ). In this configuration, as the fitting between the fitting convex portion and the fitting concave portion proceeds, the play between the two becomes small, and finally the fitting convex portion and the fitting concave portion are tightly fitted. Therefore, the fitting convex portion and the fitting concave portion can be easily fitted, and the female fitting and the male fitting are tightly coupled without loosening to increase the joining force.
[0011]
In the segment joining structure according to claim 1 or 2, it is preferable to fix both or either one of the male metal fitting and the female metal fitting to the anchor bar ( claim 3 ). In this configuration, since the connection between the segment and the male metal fitting or the female metal fitting is strengthened by the anchor bars, the reliability of the segment joining is improved.
[0012]
In the segment joining structure according to any one of claims 1 to 3, it is preferable that an elastic material is sandwiched between the side wall of the fitting concave portion and the side wall of the fitting convex portion ( Claim 4 ). In this configuration, the elastic material absorbs molding errors and deformations of the fitting concave portion and the fitting convex portion, disperses the bonding force evenly, and acts as a buffer to enhance earthquake resistance. The elastic material is usually attached to one or both of the fitting concave portion and the fitting convex portion by an attaching means such as an adhesive. As the elastic material, rubber or a material having the same effect is used.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 3 show a first embodiment of a segment joining structure according to the present invention. A male metal fitting 1, a female metal fitting 2, a connecting bolt 3, and a nut 4 are used for the joining structure of the segments.
[0014]
The male fitting 1 is formed by forming a circular through hole 1b and a fitting recess 1c in a rectangular flat plate 1a, and is welded to the anchor bar 6 in a state of protruding from the joint end surface Sat of the concrete segment Sa to the segment Sa. It is fixed integrally.
The thickness direction of the male fitting 1 coincides with the thickness direction of the segment Sa (vertical direction in FIG. 1), and the through hole 1b penetrates in the thickness direction of the segment Sa. The fitting recess 1c is a wedge-shaped flat plate inclined in a direction (a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1 and a vertical direction in FIG. 2) perpendicular to the joining direction of the segments Sa and Sb (the left-right direction in FIGS. 1 and 2). It is formed on the upper surface of 1a. The cross-sectional shape of the fitting recess 1c is a trapezoid whose width becomes narrower as the distance from the upper surface of the flat plate 1a on which the fitting recess 1c is formed.
[0015]
The female fitting 2 includes a rectangular flat plate 2av having a circular through hole 2b and a fitting convex portion 2c, and a rectangular flat plate 2aw having only the through hole 2b, with a gap C therebetween. It is welded to the substrate 2d, and the substrate 2d is welded to the anchor bars 7 and is embedded in the joint end surface Sbt of the concrete segment Sb.
[0016]
The thickness direction of the two flat plates 2av and 2aw coincides with the thickness direction of the segment Sb, respectively, and the two through holes 2b pass through the flat plates 2av and 2aw in the thickness direction of the segment Sb with the center of each other. is doing. The gap C is formed slightly larger than the thickness of the male metal fitting 1 and communicates with the insertion groove Sbb of the joining end surface Sbt to freely insert the male metal fitting 1. The insertion groove Sbb guides the male metal fitting 1 to the gap C, and its communicating portion is tapered as shown in FIG. 3 to facilitate the insertion of the male metal fitting 1 into the gap C.
[0017]
Further, the diameter of the through hole 2b is substantially the same as the diameter of the through hole 1b of the male metal fitting 1, and the male metal fitting 1 is inserted into the gap C of the female metal fitting 2 to join the end surfaces Sat of the two segments Sa and Sb. , Sbt are in contact with each other, and the three through holes 1b, 2b, 2b are made to overlap each other in a straight line in the thickness direction of the segments with their centers substantially coincided with each other.
[0018]
Moreover, the fitting convex part 2c is formed in the wedge shape which inclines in the direction orthogonal to the joining direction of segment Sa and Sb similarly to the fitting concave part 1c on the lower surface of flat plate 2av. The cross-sectional shape of the fitting convex portion 2c is a trapezoid whose width becomes narrower as the distance from the lower surface of the flat plate 2av on which the fitting convex portion 2c is formed. The fitting concave portion 1c of the male fitting 1 and the fitting convex portion 2c of the female fitting 2 move the male fitting 1 and the female fitting 2 relative to each other in a direction orthogonal to the segment joining direction, and the male fitting is inserted into the gap C of the female fitting 2. When 1 is inserted, they are fitted together.
[0019]
The coupling bolt 3 is inserted into the through holes 1b, 2b, 2b communicated in a straight line between the male metal fitting 1 and the female metal fitting 2, and the screw portion 3a at one end is screwed to the nut 4 so that the male metal fitting 1 and the female metal fitting 2 are connected. Are combined. A wrench hole 3c into which a wrench (not shown) is fitted is formed in the head 3b of the coupling bolt 3.
[0020]
On one side (lower side in FIG. 1) of the segment Sb, a fastening hole Sba for inserting the coupling bolt 3 through the through hole is formed by the embedded pipe 9.
The nut 4 is a cap nut and is welded to the upper surface of the flat plate 2av.
[0021]
Reference numeral 10 denotes a seal member, which is fitted into the grooves of the joining end surfaces Sat and Sbt of the segments Sa and Sb, and makes the joint portion of the segment liquid-tight. Reference numeral 11 denotes a closing cap that is detachably fitted to the embedded pipe 9.
[0022]
In order to join the segments Sa and Sb configured as described above, for example, the other segment Sa is joined to the segment Sb in a direction orthogonal to the joining direction, in other words, in the joining end faces Sat and Sbt directions (in FIG. 2). The male fitting 1 is moved upward (to the right in FIG. 3), and the fitting convex portion 2c and the fitting concave portion 1c are fitted into the gap C of the female fitting 2 from the insertion groove Sbb and inserted as shown in FIG. The joining end surfaces Sat and Sbt are brought into contact with each other.
At this time, the wedge-shaped fitting convex portion 1c and the fitting concave portion 2c gradually reduce the play as the fitting progresses, and finally tightly fit and firmly bond (wedge effect).
[0023]
In the above state, the coupling bolt 3 is inserted into the through holes 1b, 2b, 2b of the metal fittings 1, 2 from the tightening hole Sba, and the threaded portion 3a is screwed to the nut 4. Thereafter, the closing cap 11 is fitted to the embedded pipe 9 to close the fastening hole Sba, and the joining of the segments is completed.
[0024]
In the joined state, the fitting recess 1c and the fitting projection 2c of the male metal fitting 1 and the female metal fitting 2 are fitted to each other, and the coupling bolt 3 integrally couples the male metal fitting 1 and the female metal fitting 2 together. Therefore, a strong bonding force can be obtained.
Further, unlike the conventional method in which the bolt has to be moved in the joining direction of the segments and inserted through the bolt insertion holes, the fastening holes Sba are opened below the segments Sb. It is easy to insert the connecting bolt 3 into 2b, and it is possible to easily rotate the connecting bolt 3 in the circumferential direction in its axial direction and screw it onto the nut 4 without difficulty.
[0025]
The joint end surfaces Sat and Sbt of the segments Sa and Sb are the end surfaces arranged in the bending direction of the segments Sa and Sb when the segments are joined in a ring shape, and the widths of the segments Sa and Sb when the segment rings are joined together. Any of the side surfaces aligned in the direction is the target.
In the ring-shaped joining of segments, when the segment Sa is moved with respect to the fixed segment Sb as described above, the upper side is the wellhead side and the lower side is the face side 7 in FIG. On the other hand, when the segment Sb is moved (moved downward in FIG. 2), the above is reversed.
[0026]
FIG. 4 shows a modification of the joining structure of the segments shown in FIGS. For the joining structure of this segment, a male fitting 1 in which fitting concave portions 1c are formed on both surfaces of a flat plate 1a and a female fitting 2 in which fitting convex portions 2c are formed on both flat plates 2av and 2aw are used.
Since the other structure is the same as the joining structure of the segments shown in FIGS. 1 to 3, the same members are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0027]
In the above-mentioned segment joining structure, the male fitting 1 and the female fitting 2 are firmly joined by the increase in the number of the fitting concave portions 1c and the fitting convex portions 2c, and the joining force between the segments is improved. To do.
[0028]
FIG. 5 shows another modification of the joining structure of the segments shown in FIGS. The joining structure of this segment includes a male fitting 1 having a fitting recess 1c up to a proximal end welded to an anchor bar 6 (see FIG. 1) of a flat plate 1a and a female having a fitting projection 2c up to the tip of a flat plate 2av. A metal fitting 2 is used.
Since the other structure is the same as the joining structure of the segments shown in FIGS. 1 to 3, the same members are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0029]
In this joint structure, the cross-sectional shapes of the flat plates 1a and 2av are simplified, which is advantageous in terms of manufacturing cost.
[0030]
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. In the joining structure of this segment, the male fitting 1 in which the side wall 1e of the fitting concave portion 1c is perpendicular to the surface of the flat plate 1a and the side wall 2e of the fitting convex portion 2c are perpendicular to the surface of the flat plate 2av. Female fitting 2 is used.
[0031]
In this joining structure, unlike the joining structures of FIGS. 1 to 5, the force in the direction of pulling out the male fitting 1 to the right in FIG. 6 does not act to widen the gap C between the flat plates 2av and 2aw. It becomes possible to omit the bolt. For this reason, workability is further improved and the structure is simplified.
The other structure is the same as the joining structure of FIGS.
[0032]
In the joining structure of FIG. 6, as shown in FIG. 7, the fitting concave portion 1 c is formed up to the base end of the flat plate 1 a and the fitting convex portion 2 c is formed up to the tip end of the flat plate 2 av. The fitting recess 1c is formed on both surfaces of the flat plate 1a, and the fitting convex portion 2c of FIG. 7 is also formed on the flat plate 2aw.
[0033]
According to the joining structure of FIG. 7, the cross-sectional shapes of the flat plates 1a and 2av are simplified, and according to the joining structure of FIG. 8, the joining force is strengthened. Further, in any of the structures shown in FIGS. 7 and 8, no connecting bolt is required as in the joint structure shown in FIG.
[0034]
FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention. In this segment joining structure, a male fitting 1 having a fitting recess 1c as a dovetail groove and a female fitting 2 having a fitting projection 2c of a flat plate 2av as a dovetail are used. Also in this joining structure, the coupling bolt is not required, and the coupling between the male fitting 1 and the female fitting 2 is further strengthened.
The other structure is the same as the joining structure of FIGS.
[0035]
In the joining structure of FIG. 9, as shown in FIG. 10, the dovetail fitting concave portion 1c is formed up to the base end of the flat plate 1a, and the dovetail fitting convex portion 2c is formed up to the tip of the flat plate 2av. 9 is formed on both surfaces of the flat plate 1a, and the fitting convex portion 2c of FIG. 9 is also formed on the flat plate 2aw.
In the former case of FIG. 10, the cross-sectional shapes of the flat plates 1a and 2av are simplified, and in the latter case, the coupling force is strong.
[0036]
In addition to the above, a fitting convex portion can be formed on one surface or both surfaces of the flat plate 1a of the male metal fitting 1, and a fitting concave portion can be formed on one or both of the flat plates 2av and 2aw of the female metal fitting 2. Further, a fitting convex portion is formed on one surface of the flat plate 1a of the male metal fitting 1, and a fitting concave portion is formed on the other surface thereof. A fitting concave portion is formed on one of the flat plates 2av and 2aw of the female metal fitting 2, and a fitting convex portion is formed on the other. Each can also be formed.
[0037]
The fitting concave portion 1c and the fitting convex portion 2c in the figure are wedge-shaped with both edges inclined in the opposite direction at substantially the same angle, but the shapes of the fitting concave portion and the fitting convex portion are limited to this. For example, the inner edge (right side in FIG. 2) of the fitting recess 1c and the outer edge (right side in FIG. 2) of the fitting protrusion 2c are not inclined, and the joining end faces Sat, Sbt The wedge shape may be parallel. In some cases, the fitting convex portion and the fitting concave portion may not be wedge-shaped.
[0038]
The number of facilities of the male fitting 1 or the female fitting 2 with respect to the joining end faces Sat, Sbt of the segments Sa, Sb is arbitrary and is determined in consideration of the size of the segment.
The male metal fitting 1 and the female metal fitting 2, the coupling bolt 3, the nut 4, and the like are manufactured from a metal material such as steel. The closing cap 11 may be a filler such as mortar.
[0039]
11 and 12 show a fourth embodiment of the present invention. In this segment joining structure, the fitting recess 1c of the dovetail groove is formed by the block B welded to the flat plate 1a of the male fitting 1, and the dovetail fitting convex portion 2c is formed of the flat plates 2av, 2aw of the female fitting 2. The block B is welded to the block B.
[0040]
The block B of the male metal fitting 1 and the block B of the female metal fitting 2 have the same shape, and both are welded in an inclined state so as to produce the wedge effect as shown in FIG. The hole Ba of the block B reduces the weight of the block B and enhances the welding strength. In addition, although the angle θ (FIG. 12) between the ant and the ant groove in the figure is 70 degrees, it may be made smaller or larger.
Other structures, modifications, supplementary notes, and the like are the same as those of the joint structure of FIGS.
[0041]
According to the joining structure of this segment, the processing of the fitting convex part and the fitting concave part becomes easy, and the cost can be reduced.
The block B of the male metal fitting 1 and the block B of the female metal fitting 2 may not be the same shape. Blocking of the fitting convex part and the fitting concave part can also be employed in the joint structure of FIGS.
[0042]
As shown in FIGS. 13 to 16, in the joint structure of the segments of FIGS. 1, 6, 9, and 12, a rubber or a rubber is provided between the side wall 1 e of the fitting concave portion 1 c and the side wall 2 e of the fitting convex portion 2 c. An elastic material 13 such as a belt made of the same effect material can be sandwiched.
In this manner, molding errors, assembly errors, or deformations of the fitting recess 1c and the fitting projection 2c are absorbed by the elastic material 13 and the bonding force is evenly distributed, thereby increasing the bonding strength. While strengthened, the shock resistance of the elastic material 13 improves the earthquake resistance.
[0043]
The elastic member 13 is usually attached to either one or both of the side walls 1e and 2e by attachment means such as an adhesive. In general, the thickness of the elastic member 13 is made slightly thicker than the assumed gap between the side walls 1e and 2e.
In addition, an elastic material can also be inserted | pinched between the side wall of the fitting recessed part of FIG.4, FIG.5, FIG.7, FIG.8, FIG.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to obtain a segment joining structure with good workability and strong joining force.
[0045]
In addition, the fitting convex part and the fitting concave part are trapezoids that become narrower as they move away from the surface of the metal fitting on which they are formed, and the coupling bolt is inserted into the through hole formed in the female metal fitting and the male metal fitting, and the thickness of the segment. If it is configured to be inserted from a tightening hole formed in the vertical direction and screwed to the nut, the coupling bolt is moved in the thickness direction of the segment and inserted into the through hole, and the coupling bolt is inserted in the axial direction of the coupling bolt. Since it can be rotated and screwed onto the nut, there is an effect that the joining operation can be performed efficiently.
[0046]
In the joining structure of the segment of Claim 1, when a fitting convex part and a fitting concave part are made into the wedge shape inclined in those fitting directions, fitting of a fitting convex part and a fitting concave part is easy, and Since it becomes tight, workability and bonding strength are further improved .
[0047]
In the structure for joining segments according to claim 1 or 2, in a configuration in which either or both of the male metal fitting and the female metal fitting are fixed to an anchor bar, the coupling force between the segment and the male metal fitting or the female metal fitting is increased, Increased reliability.
[0048]
In the segment joining structure according to any one of claims 1 to 3, in the configuration in which the elastic material is sandwiched between the side wall of the fitting concave portion and the side wall of the fitting convex portion, the elastic material is connected to the fitting concave portion. Absorbing errors in molding, errors in assembly, deformation, etc. of the fitting protrusions to disperse the bonding force evenly, a strong bonding strength can be obtained. In addition, since the elastic material absorbs shock and vibration, the earthquake resistance is enhanced. In addition, the elastic material has an effect of improving the liquid tightness of the joint.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a joining structure of segments according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a male fitting is being inserted into a female fitting.
FIG. 3 is a view of a joining end face of a segment including a female fitting.
4 is a cross-sectional view showing a modified example of the joining structure of the segments of FIGS. 1 to 3; FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another modification of the joint structure of the segments of FIGS. 1 to 3;
FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
7 is a view showing a modified example of the joining structure of segments in FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a view showing another modification of the joining structure of segments in FIG. 6;
FIG. 9 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
10 is a view showing a modification of the joining structure of segments in FIG.
FIG. 11 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view of the (XII-XII) portion of FIG.
13 is a cross-sectional view showing an example in which an elastic material is used in the joint structure of FIG.
14 is a cross-sectional view showing an example in which an elastic material is used in the joint structure of FIG.
15 is a cross-sectional view showing an example in which an elastic material is used in the joint structure of FIG.
16 is a sectional view showing an example using the elastic member to the joint structure of FIG. 12.
[Explanation of symbols]
Sa, Sb Segment Sat, Sbt Joining end surface Sba Clamping hole C Gap 1 Male fitting 2 Female fitting 1a, 2av, 2aw Flat plate 1b, 2b Through hole 1c Fitting recess 1e, 2e Side wall 2c Fitting convex portion 2d Substrate 3 Coupling bolt 3a Screw part 4 Nut 6, 7 Anchor bar 13 Elastic material B Block

Claims (4)

セグメントどうしが接合端面を互いに当接させて接合されたセグメントの接合構造において、一方のセグメントの雄金具が、他方のセグメントの雌金具に、セグメントどうしの接合方向と交差する方向のセグメントの相対移動によって嵌合凸部と嵌合凹部を互いに嵌合させて挿入されてなり、
嵌合凸部と嵌合凹部は、それらが形成された金具表面から離れるにしたがって幅が狭くなる台形とされ、雌金具と雄金具に形成された透孔に、結合ボルトが、セグメントの厚さ方向に形成された締込孔から挿入されてナットに螺着されたことを特徴とするセグメントの接合構造。In a joint structure where segments are joined with their joint end surfaces abutting each other, the male bracket of one segment moves relative to the female bracket of the other segment in a direction that intersects the joint direction of the segments. The fitting convex part and the fitting concave part are fitted to each other and inserted ,
The fitting convex part and the fitting concave part are trapezoids whose width becomes narrower as they are separated from the surface of the metal fitting on which they are formed. A joining structure of segments, which is inserted from a fastening hole formed in a direction and screwed to a nut . 嵌合凸部と嵌合凹部は、それらの嵌合方向に傾斜した楔状とされたことを特徴とする請求項１に記載のセグメントの接合構造。 The segment joint structure according to claim 1, wherein the fitting convex part and the fitting concave part are formed in a wedge shape inclined in the fitting direction. 雄金具と雌金具の両方又はいずれか一方がアンカー筋に固定されたことを特徴とする請求項１または２に記載のセグメントの接合構造。 3. The segment joining structure according to claim 1 or 2, wherein both or one of the male metal fitting and the female metal fitting is fixed to an anchor bar. 嵌合凹部の側壁と嵌合凸部の側壁の間に弾性材が挟み込まれたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のセグメントの接合構造。The segment joining structure according to any one of claims 1 to 3 , wherein an elastic material is sandwiched between the side wall of the fitting concave portion and the side wall of the fitting convex portion.

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