JP4522670B2 - セグメント用継手金物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、セグメントの継手構造に関するもので、特に、隣接するセグメント間をボルト結合する際に用いられるセグメント用継手金物に関する。
【0002】
【従来の技術】
図9は、従来のボルト結合方式の継手金具を備えたセグメント50の斜視図で、このセグメント50は円周方向が円弧状に形成されている。上記セグメント50の円周方向の両端面50a,50bには、ボルトあるいはナットを締結するスペースである締結用空間部51,51が形成されており、この締結用空間部51,51内に円周方向に隣接するセグメント50,50をボルト結合するための継手板52,52がそれぞれ設けられている。この継手板52,52にはそれぞれボルト孔52s,52sが形成されており、一方のセグメント50の締結用空間部51から継手板52のボルト孔52sを介してボルトを挿入し、このボルトを他方のセグメント50の継手板52にナットにて固定することにより、円周方向に隣接するセグメント50,50を結合する。
また、上記セグメント50の切羽側の側面50cには、図10(a),(b)にも示すように、ピン部材挿入孔53sが形成された継手板53が配設されており、この継手板53の両面内面には、リブプレート54,54が内側に向かって突設され、このリブプレート54,54間に締結用空間部55が形成されている。また、上記継手板53の背面側で上記リブプレート54,54間には、上記ピン部材挿入孔53sに連通する連通孔56sが形成された平鋼56が取付けられている。一方、上記セグメント50の坑口側の側面50dの上記継手板53に対向する位置には、その先端が上記側面50dから突出する、先端部に袋ネジ57が設けられたピン部材58が固設されており、トンネル軸方向に隣接するセグメント50,50同士を結合する際には、上記ピン部材58の先端部を上記ピン部材挿入孔53s及び連通孔56sに挿入して嵌合させるとともに、上記締結用空間部55から、ワッシャ59を介して、上記袋ネジ57にボルト60を螺入して締結する。
【0003】
また、上記継手構造においては、継手部に作用する剪断力や引張力に対する剛性を確保するため、上記継手板53側では上記リブプレート54,54の外周部にそれぞれ、セグメントの接続面に対して斜め後方に傾斜する2本のアンカー材61,61、及び、ボルト挿入孔の軸方向に平行に突設された2本のアンカー材62,62を配置して、上記継手板53とリブプレート54,54とを補強するとともに、上記ピン部材58側には、上記ピン部材58を巻回するU字型のアンカー材63を配置して、上記ピン部材58を補強するようにしている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−109895号公報(第4頁、図1−図3)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記継手構造においては、継手板53側を補強するためのアンカー材61,61及びアンカー材62,62や上記ピン部材58を補強するU字型のアンカー材63をネジ等で後付けする必要あるため、作業効率が悪かった。そこで、上記継手板53及びリブプレート54,54を一体に構成した継手金物とこの継手金物に取付けられる上記アンカー材61,62、あるいは、ピン部材58とこのピン部材58に取付けられる上記U字型のアンカー材63とを鋳造にて一体に形成することも考えられるが、アンカーの本数が多いことやアンカーの取付構造が複雑なため、鋳物の製作が技術的に困難であるだけでなく、鋳型作製コストが高くなってしまうといった問題点があった。
【0006】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、金物本体とアンカー部材とを一体に鋳造することができるとともに、継手部に作用する剪断力や引張力に対する剛性を確保することのできるセグメント用継手金具を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、上記継手金物に取付けられるアンカー部材をそれぞれ1本にまとめることにより、継手金物本体とアンカー部材とを一体に鋳造することができるとともに、継手部に作用する剪断力や引張力に対する剛性についても十分確保できることを見いだし、本発明に到ったものである。
すなわち、本発明の請求項1に記載の発明は、隣接するセグメント同士を締結するためのセグメント用継手金物であって、セグメントの側面に開口するボルト挿入孔が形成されたボルト取付部と、上記ボルト挿入孔の背面側に設けられた締結用空間部とを有する継手本体と、この継手本体に突設された第1及び第2のアンカー部材とを備え、上記第1のアンカー部材は、上記継手本体の外周部背面側から、上記ボルト挿入孔の軸方向に平行な方向に、かつ、ボルト挿入孔の中心線上に沿って上記継手本体の後方に延長するように突設され、上記第2のアンカー部材は、セグメントの接続面に垂直でかつ上記ボルト挿入孔の中心線を含む平面内に配置されて、上記継手本体の外周部から、セグメントの接続面に対して斜め後方に傾斜するように突設され、上記継手本体と上記第1及び第2のアンカー部材とが鋳造にて一体に形成されていることを特徴とするものである。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のセグメント用継手金物において、上記継手本体の先端側に、先端部に袋ネジが設けられたインサート金物の先端部を挿入するためのインサート金物挿入孔を設けるとともに、上記インサート金物挿入孔の開口部に上記インサート金物の先端部をガイドするためのテーパ部を設けたものである。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のセグメント用継手金物において、上記ボルト挿入孔の内径を上記インサート金物挿入孔の内径よりも小さくしたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
図1及び図2は本発明の一実施の形態を示す図で、各図において、10は円周方向が円弧状に形成されたセグメント、21は上記セグメント10の円周方向の両端面10a,10bに埋設されたインサート部材、22はボルト締結用切り欠き部、23は内部にボルト24が挿入された図示しないシース管が固設されたボルト挿入孔で、円周方向に隣接するセグメント10,10同士をボルト結合する際には、上記ボルト締結用切り欠き部22から上記ボルト24を上記インサート部材21に螺着して、上記セグメント10,10同士を締結する。
また、30はセグメント10の切羽側の側面10cに配設された継手金物、40は上記セグメント10の坑口側の側面10dの上記継手金物30に対向する位置に配設されたインサート金物である。
【0011】
継手金物30は、セグメント10の切羽側の側面10c側に開口するボルト挿入孔31sが形成された板状のボルト取付部31、及び、このボルト取付部31の背面側に設けられた、ボルト32を締結するための締結用空間部33が形成された継手本体34と、この継手本体34の外周部背面側から上記ボルト挿入孔31sの軸方向に平行に、かつ、上記ボルト挿入孔31sの中心線に沿って上記継手本体34の後方に延長するように突設された第1のアンカー部材35と、上記継手本体34の外周部の中央に、坑道の軸方向に隣接するセグメント10,10の接続面となる上記側面10cに対して斜め後方に傾斜するように突設された第2のアンカー部材36とを備えている。本実施の形態では、上記継手金物30を製造する際に、上記継手本体34と上記第1及び第2のアンカー部材35,36とをダクタイル鋳造にて一体に鋳造している。
すなわち、本例の継手金物30は、従来のアンカー材61,62に相当する第1及び第2のアンカー部材35,36が、継手本体34の背面側と外周部からそれぞれ1本ずつ突出しているという簡単な構造なので、鋳物の製作技術としても従来の技術で十分対応でき、コスト的にも有利である。また、本発明による継手金物30の第1のアンカー部材35は継手本体34の背面側からボルト挿入孔31sの中心線上後方に突設されており、第2のアンカー部材36は継手本体34の外周部から斜め後方に傾斜するように突設されているので、上記第1及び第2のアンカー部材35,36をセグメント10のコンクリート内に深く定着することができる。したがって、アンカー部材をそれぞれ1本にまとめても上記継手金物30に作用する剪断力や引張力に対する剛性を十分確保することができ、剪断荷重に対するひび割れ抵抗力を向上させることができる。
【0012】
また、インサート金物40は、先端部にセグメント10の坑口側の側面10d側に開口する袋ネジ41が設けられた金物本体42と、この金物本体42の外周部の中央に、上記側面10dに対して斜め後方に傾斜するように突設されたアンカー部材43とを備えている。本例では、上記インサート金物40についても、上記金物本体42とアンカー部材43とをダクタイル鋳造にて一体に鋳造している。本例のインサート金物40においても、金物本体42はその後端部が上記袋ネジ41の軸方向に平行にセグメント10の内側に向かって延長されており、かつ、アンカー部材43が金物本体42の外周部から斜め後方に傾斜するように突設されているので、インサート金物40に作用する剪断力や引張力に対する剛性を十分確保することができる。
トンネル軸方向に隣接するセグメント10,10同士を結合する際には、上記継手金物30の締結用空間部33から、ワッシャ37を介して、上記袋ネジ41にボルト32を螺入して固定することにより、上記セグメント10,10同士を締結する。
【0013】
このように、本実施の形態では、セグメント10の切羽側の側面10cに配設される継手金物30を、ボルト挿入孔31sが形成された板状のボルト取付部31、及び、このボルト取付部31の背面側に設けられた、ボルト32を締結するための締結用空間部33が形成された継手本体34と、この継手本体34のの外周部背面側から上記ボルト挿入孔31sの軸方向に平行に突設された第1のアンカー部材35と、上記継手本体34の外周部の中央に、坑道の軸方向に隣接するセグメント10,10の接続面となる上記側面10cに対して斜め後方に傾斜するように突設された第2のアンカー部材36とから構成し、坑口側の側面10dに配設されるインサート金物40を、袋ネジ41が設けられた金物本体42と、この金物本体42の外周部の中央に斜め後方に傾斜するように突設されたアンカー部材43とから構成し、継手金物30の第1及び第2のアンカー部材35,36、及び、インサート金物40のアンカー部材43をセグメント10のコンクリート内に深く定着できるようにしたので、継手部に作用する剪断力や引張力に対する剛性を十分確保することができ、剪断荷重に対するひび割れ抵抗力を向上させることができる。また、上記第1及び第2のアンカー部材35,36、及び、上記アンカー部材43の構造が簡単であるので、剛性の高い継手金物30やインサート金物40を、鋳造にて、容易にかつ安価に製造することができる。
また、継手金物30の継手本体34と第1及び第2のアンカー部材35,36、及び、インサート金物40の金物本体42とアンカー部材43とは、いずれも、鋳造にて一体に形成されるので、アンカー材の後付け作業が省略でき、作業効率を大幅に向上させることができる。
【0014】
なお、上記実施の形態では、継手金物30とインサート金物40とを用いて隣接するセグメント10,10同士を結合する場合について説明したが、継手金物30のみを用いても隣接するセグメント10,10同士を締結することが可能である。すなわち、図3(a),(b)に示すように、継手金物30,30同士を、そのボルト挿入孔31s,31sが連通するように対向させて、一方の継手金物30の締結用空間部33から、上記ボルト挿入孔31s,31sを介してボルト32を他方の継手金物30の締結用空間部33まで通し、しかる後に、上記締結用空間部33にて、上記ボルト32にナット44を螺入して固定することにより隣接するセグメント10,10同士を締結する。
上記継手金物30,30は、いずれも上記第1及び第2のアンカー部材35,36を備えており、上記第1及び第2のアンカー部材35,36はそれぞれセグメント10のコンクリート内に深く定着させることができるので、剪断荷重に対するひび割れ抵抗力を向上させることができる。
また、図4に示すように、本例のインサート金物40と、従来と同様のボルト孔65sを有する継手板65とを組み合わせ、上記継手板65の背面側に設けられた締結用空間部66から上記インサート金物40の袋ネジ41に、ワッシャ37を介してボルト32を螺着させるようにしてもよい。上記インサート金物40のアンカー部材43は、セグメント10のコンクリート内に深く定着することができるので、剪断荷重に対するひび割れ抵抗力を大幅に向上させることができる。
【0015】
また、円周方向に隣接するセグメント10,10同士を締結する場合のように、継手部に作用する剪断力や引張力が比較的小さな場合には、図5(a),(b)に示すように、上記継手金物30に代えて、第2のアンカー部材36を省略した継手金物30Rを用いてもよい。また、図6(a)に示すように、第2のアンカー部材36を省略した継手金物30Rとアンカー部材43を省略したインサート金物40Rとを用いたり、図6(b)に示すように、第2のアンカー部材36を省略した2つの継手金物30R,30Rを用いたりしてセグメント10,10同士を締結するようにしてもよい。あるいは、図6(c)に示すように、アンカー部材43を省略したインサート金物40Rと、従来と同様のボルト孔65sを有する継手板65とを組み合わせてもよい。これにより、継手金物やインサート金物を更に容易にかつ安価に製造することができる。
また、図7(a),(b)に示すように、先端部をセグメント10の坑口側の側面10dから突出させたインサート金物40Zと、ボルト挿入孔31sの開口部側に上記インサート金物40Zの先端部を挿入するためのインサート金物挿入孔38を設けた継手金物30Zとを用いて隣接するセグメント10,10を結合するようにすれば、継手金物30Zとインサート金物40Zとの位置合わせを確実に行うことができ、セグメント10,10の組付けを容易にかつ精度よく行うことができる。このとき、上記ボルト挿入孔31sの内径を上記インサート金物挿入孔38の内径よりも小さく形成することが好ましい。これにより、ボルト取付部31の剛性を確保することができるとともに、ワッシャ37としてサイズの小さなものを使用しても十分に支圧面積を確保することができる。
また、上記インサート金物40Zの先端側に、先端側の幅が狭いテーパ部40Tを設けるようにすれば、継手金物30Zとインサート金物40Zとの位置合わせ精度を向上させることができる。更に、上記インサート金物挿入孔38の開口部に、上記インサート金物40Zのテーパ部40Tをガイドするためのテーパ部38Tを設けるようにすれば、継手金物30Zとインサート金物40Zとの位置合わせ精度を更に向上させることができる。
【0016】
また、上記例では、軸方向に隣接するセグメント10,10同士を締結する場合について説明したが、本例の継手金物30(あるいは、継手金物30R,30Z)とインサート金物40(あるいは、インサート金物40R,40Z)とを用いたり、2個の継手金物30,30を用いたりして、円周方向に隣接するセグメント10,10同士を締結することも可能であるが、図8(a),(b)に示すように、軸方向に隣接するセグメント10,10同士を締結する場合には、上記継手金物30Zとインサート金物40Z、あるいは、2個の継手金物30Z,30Zを用い、円周方向に隣接するセグメント10,10同士を締結する場合には、上記継手金物30Rとインサート金物40R、あるいは、2個の継手金物30R,30Rを用いることが好ましい。
また、上記インサート金物40と従来と同様のボルト孔65sを有する継手板65とを組み合わせても、軸方向だけでなく、円周方向に隣接するセグメント10,10同士を結合できることはいうまでもない。
【0017】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、隣接するセグメント同士を締結するセグメント用継手金物を、セグメントの側面に開口するボルト挿入孔が形成されたボルト取付部と上記ボルト挿入孔の背面側に設けられた締結用空間部とを有する継手本体と、この継手本体の外周部背面側から上記ボルト挿入孔の軸方向に平行に突設されたアンカー部材とを鋳造にて一体に形成したので、剛性の高い継手金物を容易にかつ安価に得ることができる。
また、本発明のセグメント用継手金物は金物本体とアンカー部材を鋳造にて一体に形成されるので、アンカー材の後付け作業が省略でき、作業効率を大幅に向上させることができる。
また、上記継手本体の外周部に、セグメントの接続面に対して斜め後方に傾斜する第2のアンカー部材を設けるとともに、上記継手本体と上記アンカー部材及び上記第2のアンカー部材とを鋳造にて一体に形成することにより、更に剛性が高い継手金物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態を示す図である。
【図2】 本実施の形態に係るセグメントの継手構造を示す図である。
【図3】 本発明による継手構造の他の例を示す図である。
【図4】 本発明による継手構造の他の例を示す図である。
【図5】 本発明によるセグメント用継手金物の他の構成を示す図である。
【図6】 本発明によるセグメント用継手金物の他の構成を示す図である。
【図7】 本発明によるセグメント用継手金物の他の構成を示す図である。
【図8】 本発明のセグメント用継手金物を用いたセグメントの結合方法の一例を示す図である。
【図9】 従来のセグメントの接続方法を示す図である。
【図10】 従来の継手構造を示す図である。
【符号の説明】
10 セグメント、21 インサート部材、22 ボルト締結用切り欠き部、
23 ボルト挿入孔、24 ボルト、
30 継手金物、31 ボルト取付部、31s ボルト挿入孔、32 ボルト、
33 締結用空間部、34 継手本体、35 第1のアンカー部材、
36 第2のアンカー部材、37 ワッシャ、38 インサート金物挿入孔、
40 インサート金物、41 袋ネジ、42 金物本体、43 アンカー部材。
Claims (3)
- 隣接するセグメント同士を締結するためのセグメント用継手金物であって、
セグメントの側面に開口するボルト挿入孔が形成されたボルト取付部と、上記ボルト挿入孔の背面側に設けられた締結用空間部とを有する継手本体と、
この継手本体に突設された第1及び第2のアンカー部材とを備え、
上記第1のアンカー部材は、上記継手本体の外周部背面側から、上記ボルト挿入孔の軸方向に平行な方向に、かつ、ボルト挿入孔の中心線上に沿って上記継手本体の後方に延長するように突設され、
上記第2のアンカー部材は、セグメントの接続面に垂直でかつ上記ボルト挿入孔の中心線を含む平面内に配置されて、上記継手本体の外周部から、セグメントの接続面に対して斜め後方に傾斜するように突設され、上記継手本体と上記第1及び第2のアンカー部材とが鋳造にて一体に形成されていることを特徴とするセグメント用継手金物。 - 上記継手本体の先端側に、先端部に袋ネジが設けられたインサート金物の先端部を挿入するためのインサート金物挿入孔を設けるとともに、上記インサート金物挿入孔の開口部に上記インサート金物の先端部をガイドするためのテーパ部を設けたことを特徴とする請求項1に記載のセグメント用継手金物。
- 上記ボルト挿入孔の内径を上記インサート金物挿入孔の内径よりも小さくしたことを特徴とする請求項2に記載のセグメント用継手金物。
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