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コンクリート構造物、コンクリート部材および位置決め部材
説明

コンクリート構造物、コンクリート部材および位置決め部材

【課題】板状のコンクリート部材同士を接合してコンクリート構造物を構築する際に、接合端面の一方に溝状の凹部を設け、他方に位置決め部材を取り付けて、コンクリート部材の厚み方向の位置決めをする場合に、凹部の製造誤差に対応できるようにする。
【解決手段】コンクリート部材としてのセグメント1は、位置決め部材16を介在させた状態で、接合端面10aどうしを突き合わせて接合される。接合端面10aの一方には位置決め部材16が縦横の向きを変換可能に取り付けられている。他方には溝状の凹部14が形成されている。位置決め部材16の位置決め部20が凹部14に嵌合されるが、位置決め部20は横より縦が僅かに長くされている。そして、予め設定された所定長さに対して凹部14の幅が広い場合には、位置決め部20の縦方向を凹部14の幅方向に合わせ、凹部14の幅が狭い場合には位置決め部20の横方向を凹部14の幅方向に合わせる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、板状のコンクリート部材を接合して構築されるコンクリート構造物と、このコンクリート構造物の構築に用いられるコンクリート部材及び位置決め部材に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、地下鉄用のトンネル等として用いるシールドトンネル覆工体は、シールド掘削機の後方において、円弧板状のコンクリート製のセグメントを筒状に組み立てたリング状のセグメント組立体を、軸線方向に順次連結して構成する。セグメントの組立精度を向上させ、組立作業を迅速化するために、セグメントどうしの接合端面間に位置決め手段を設ける場合がある。このような位置決め手段としては、セグメントの接合端面の一方に凸部を形成し、他方に凹部を形成する方法がある。
【0003】
しかしながら、あらかじめセグメント自体に凹凸を形成する場合、セグメント製作時に、型枠面に凹部を形成するので、加工コストが増大する。また、位置決め手段に不具合が有る場合や、位置決め手段自体が施工上の障害になることが分かった場合に対応が難しく、施工が遅延する。さらに、運搬や施工箇所への移動時において突起側部分が他の部材等に接触して損傷する危険性も有る。そこで、特許文献1に記載のように、セグメントの両接合端面に断面が半円形状の溝を形成し、その間に、それらの溝に嵌合する金属製の球や棒状の位置決め部材を、接着剤を用いて取り付ける方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
上記のような従来の技術においては、半円形状の溝の内面の曲率と球や棒状部材の半径が厳密に一致し難いので、これらの部材が、点接触または線接触することになり、接触面の面積が小さくなって応力が集中し易い。これにより、セグメントや位置決め部材に不要な力が作用し、その耐久性に影響を与えてしまう可能性が生じる。
【0005】
そこで、本出願人は、構築に際して、位置決め部材の取付が容易であり、取付後も必要に応じて取り外すことができるような自由度の高いコンクリート部材、その接合構造および位置決め部材を提案した(例えば、特許文献2参照)。
また、本出願人は、コンクリート部材どうしの接合状態において、位置決め部材の外形部とこの外形部に嵌合する凹部とがテーパ面を介して面接触するようにすることにより、位置決め部材とコンクリート部材の間に充分大きな接触面積を確保し、コンクリート部材の耐久性を維持することができるコンクリート部材、その接合構造および位置決め部材を提案した(例えば、特許文献3参照)。
【0006】
【特許文献1】特開2002−54398号公報
【特許文献2】特開2005−194760号公報
【特許文献3】特開2005−194761号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、これらの特許文献2、3に記載の発明にあっては、コンクリート部材に位置決め部材と嵌合する凹部が形成されるが、コンクリート部材の成型時にどうしても凹部に僅かな製作誤差があり、この凹部に位置決め部材の外形部が正確に嵌合できず、凹部と位置決め部材との間に隙間が生じたり、あるいは凹部に位置決め部材が入りきらず、接合部どうしの間に隙間が生じたりする場合がある。このような事態を想定した場合に、特許文献2に記載されているように、位置決め部材として、前記製作誤差として見込まれる範囲でサイズの異なる複数ものを用意し、状況に応じて使いわける必要がある。この場合に、コンクリート構造物の構築現場、例えば、シールド機内に、使われるかどうかわからないサイズの位置決め部材を用意していなければならず、余分なコストがかかるとともに、現場における在庫管理を煩雑にしてしまう。
【0008】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、コンクリート構造物の構築時にコンクリート部材の位置決め部材が嵌合する凹部に多少の製作誤差があっても、同じ形状の位置決め部材で製作誤差に対応することができ、サイズの異なる位置決め部材を用意しておく必要がないコンクリート構造物、コンクリート部材、および位置決め部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記目的を達成するために、請求項1に記載のコンクリート構造物は、板状の複数のコンクリート部材の接合端面どうしを突き合わせて接合することにより構築されるコンクリート構造物であって、
互いに接合されるコンクリート部材の接合端面どうしが、位置決め部材を介在させた状態で接合され、
互いに接合される接合端面の一方の接合端面には、前記位置決め部材が取り付けられる取付部が設けられ、
他方の接合端面には、前記位置決め部材が嵌合することにより、前記位置決め部材に対して、前記コンクリート部材の厚み方向への相対的移動を規制するとともに、前記接合端面の前記厚み方向に直交する長手方向への相対的移動を許容するように前記接合端面の長手方向に沿った溝状の凹部が形成され、
前記位置決め部材は、前記凹部に嵌合する位置決め部の断面が矩形状に形成されるとともに、前記位置決め部の断面の縦横の長さが僅かに異なるように形成され、
前記取付部には、前記位置決め部材が、当該位置決め部材断面の縦横の向きを入れ替え可能に取り付けられることを特徴とする。
【0010】
請求項1に記載の発明においては、一方のコンクリート部材の接合端面に設けられた溝状の凹部と、他方の接合端面の取付部に取り付けられた位置決め部材の位置決め部が嵌合して、互いに接合されるコンクリート部材の厚み方向の位置決め(位置合わせ)がなされる。位置決め部は、断面矩形状に形成されるとともに、縦横の長さが僅かに異なるようにされている。また、前記取付部には、前記位置決め部材が、位置決め部の縦横の向きを入れ替え可能に取り付けられる。
【0011】
よって、位置決め部の断面の縦方向を厚み方向に沿わせて溝状の凹部に嵌合することと、位置決め部の断面の横方向を厚み方向に沿わせて溝状の凹部に勘合することができる。この際に位置決め部の断面の長さが縦方向と横方向で異なることから凹部に嵌合する部分の厚み方向の長さを位置決め部材の方向を90度変えることで変更することができる。
【0012】
例えば、位置決め部の断面の縦方向の長さが横方向の長さより長いものとし、位置決め部の横方向をコンクリート部材の厚み方向に合わせて凹部に嵌合させた際に、凹部の厚み方向の幅が広く、位置決め部との間に許容範囲以上の隙間が生じる場合には、位置決め部材の取付方向を変更して位置決め部の断面の縦方向をコンクリート部材の厚み方向に合わせることで、隙間を減少させて許容範囲内とすることができる。
【0013】
逆に、位置決め部の断面の縦方向をコンクリート部材の厚み方向に合わせて凹部に嵌合させた場合に、凹部の厚み方向の幅が狭く、位置決め部を凹部に嵌合することが困難な場合には、位置決め部材の取付方向を変更して位置決め部の断面の横方向をコンクリート部材の厚み方向に合わせることで、凹部に位置決め部材を嵌合可能とすることができる。
【0014】
なお、位置決め部材は、コンクリート構造物の強度に関わるものではないので、コンクリート部材どうしを接合する際に、力が集中するような点接触や線接触をすることなく、厚み方向の取付誤差を許容範囲内とすることができればよい。したがって、位置決め部材の凹部に嵌合する部分の長さを2種類とすることで、凹部の製作誤差程度の長さのずれに十分に対応することができる。
【0015】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のコンクリート構造物において、前記溝状の凹部が前記接合端面と平行な底面と、該底面の左右にそれぞれ形成された斜面とから開口側に向かって広がる断面台形状に形成され、
前記位置決め部材の位置決め部が四つの斜面を有する角錐台状に形成され、前記凹部の二つの斜面の傾斜角と前記位置決め部の四つの斜面の傾斜角とが等しくされていることを特徴とする。
【0016】
請求項2記載の発明によれば、凹部の断面が開口部が広くなる台形状とされ、位置決め部材の位置決め部が角錐台状とされているので、コンクリート部材の接合断面同士を付き合わせる際に、容易に凹部に位置決め部を挿入し、さらに接合断面同士を近づける際に斜面に沿って位置合わせすることができる。また、凹部の二つの斜面と位置決め部の四つの斜面が同じ傾斜角となっているので、位置決め部の凹部の幅方向に位置決め部の断面の縦方向を沿わせるものとしても位置決め部の断面の横方向を合わせるものとしても、凹部の斜面の傾斜角と、この斜面に当接する位置決め部の斜面の傾斜角が等しくなり、これら斜面が面接触可能となる。
【0017】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載のコンクリート構造物において、前記位置決め部材は、角錐台状の前記位置決め部と、断面正方形で前記位置決め部より底面の小さい角錐台状の移動規制部と、該移動規制部の頂面の中央部から突出する嵌合部とを備え、前記位置決め部と、前記移動規制部とが同軸上でかつ対応する各辺同士が平行となるように底面同士を接合した状態に一体に形成され、
前記取付部は、前記移動規制部が挿入されるとともに前記移動規制部と略同形状となる断面正方形の角錐台状に形成された取付凹部と、前記取付凹部の底面に設けられるとともに前記嵌合部が着脱自在に嵌合する嵌合孔とを備える。
【0018】
請求項3に記載の発明においては、前記位置決め部材の取付部に取り付けられる移動規制部が断面正方形状の角錐台状とされ、前記取付部の前記移動規制部が挿入される取付凹部が前記移動規制部と略同形状となる断面正方形の角錐台状に形成されているので、90度ごと回転して取付凹部に移動規制部を取り付け可能となる。この際に位置決め部材の位置決め部の断面の縦方向と横方向とのいずれかがコンクリート部材の厚み方向に沿うことになる。よって、容易に位置決め部の断面の縦方向と横方向とを切り替えてコンクリート部材の厚み方向に沿わせることができる。
また、移動規制部を取付凹部に挿入した状態では、移動規制部の前後左右への移動が規制されるとともに回転移動が規制される。
【0019】
以上のことから、取付部に容易に位置決め部材を位置決め部の断面の縦横方向を変更して取り付けることができる。なお、嵌合孔と嵌合部とは、位置決め部材の断面の縦横方向に関わらず、嵌合可能となっている必要がある。また、位置決め部材の回転規制は、移動規制部と取付凹部とで行われるので、嵌合孔と嵌合部とが例えば互いに回転可能な円形となっているものとしてよい。
【0020】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れか1項に記載のコンクリート構造物の構築に用いられるコンクリート部材であって、
一つの前記接合端面に前記取付部と前記凹部とが長さ方向に並んで形成され、前記取付部に前記位置決め部材が取り付けられることを特徴とする。
【0021】
請求項4に記載の発明においては、請求項1記載の発明と同様の効果を奏することができるとともに、左右二箇所以上で位置決めされることで、接合端面同士が回転方向にずれるのを防止できると共に、一方の接合端面に凹部だけが設けられ、他方の接合端面にだけ位置決め部材が取り付けられる場合に比較して、より均等にコンクリート部材同士を接合することが可能となる。
【0022】
請求項5に記載の発明は、請求項3に記載のコンクリート構造物の構築に用いられる位置決め部材であって、縦横の長さが異なる断面矩形状でかつ角錐台状に形成された位置決め部と、断面正方形で前記位置決め部より底面の小さい角錐台状に形成された移動規制部と、該移動規制部の頂面の中央部から突出する嵌合部とを備え、前記位置決め部と、前記移動規制部とが同軸上でかつ対応する各辺同士が平行となるように底面同士を接合した状態に一体に形成されていることを特徴とする。
【0023】
請求項5に記載の発明においては、請求項3に記載の発明と同様の効果を奏することができる。
【0024】
前記各請求項において、位置決め部材は、合成樹脂、セラミックス、金属またはこれらの複合素材等の種々の素材から作製することができる。これにより、それぞれの素材の特徴を備えた位置決め部材による位置決め作用が発揮されることになるが、例えば、位置決め部材を合成樹脂とすれば、硬質のものであっても多少の柔軟性を有し、前記凹部と前記位置決め部のクリアランスが0であっても嵌合可能とすることができ、かつ、低コストに製造可能ことから、合成樹脂製とすることが好ましい。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、互いに接合されるコンクリート部材の接合端面どうしが、位置決め部材を介在させた状態で接合され、互いに接合される接合端面の一方の接合端面には、前記位置決め部材が取り付けられる取付部が設けられ、他方の接合端面には、前記位置決め部材が嵌合することにより、前記位置決め部材に対して、前記コンクリート部材の厚み方向への相対的移動を規制するとともに、前記接合端面の前記厚み方向に直交する長手方向への相対的移動を許容するように前記接合端面の長手方向に沿った溝状の凹部が形成される構造において、前記凹部に製作誤差があっても、位置決め部材の凹部に嵌合する部分の断面の縦横の方向を変えることで、位置決め部材の凹部の幅方向にそった長さを変更して対応することができる。したがって、凹部に製作誤差があっても、製作誤差に対応してサイズの異なる複数の位置決め部材を用意しておく必要がなく、コストの低減と部材の管理の簡略化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の実施の形態のコンクリート部材であるコンクリートセグメントを用いて構築されるコンクリート構造物であるシールドトンネル覆工体を抗口側から見た斜視図である。このシールドトンネル覆工体は、周方向に5分割された円弧板状のコンクリートセグメント1a、1b、1c、1d、1eが環状に組み立てられた組立体2が軸線方向に多数配列された構成となっている。なお、3は、組立体2を軸方向に連結するための継手である。
【0027】
これらのコンクリートセグメント1a、1b、1c、1d、1e(以下、区別する必要が無い場合には1と略す。)のうち、4つのコンクリートセグメント1a、1b、1c、1dは中心角が約84°の大型コンクリートセグメントとなっており、一つのコンクリートセグメント1eは中心角が24°の小型コンクリートセグメントであり、これらは径方向に順次連結されている。小型コンクリートセグメント1eは最終組み立てコンクリートセグメントとなっており、他の大型コンクリートセグメント1a、1b、1c、1dを建て込んだ後に、切羽側から軸線方向に移動させて取り付けられ、5つのコンクリートセグメントが円形に閉合される。小型コンクリートセグメント1eは抗口側の幅が切羽側より狭くなっており、取り付けの際に、コンクリートセグメント1a、1dの隙間を押し広げるくさび作用をする。なお、上記中心角は一例であり、各セグメントの前記中心角や組立体2の分割数等は、トンネルの径等に基づいて任意に決めることができる。
【0028】
各コンクリートセグメント1は、図2に示すように、これらを連結して環状の組立体2とするために、軸方向に沿い周方向の左右端となる端面である接合端面10a,10b,10cを有している。なお、各コンクリートセグメント1の周方向に沿い軸方向の前後の端となる端面は、環状の組立体2同士を連結して管状の覆工体を形成するための接合端面となる。
前記接合端面10a,10b,10cは、環状の組立体2の内周側および外周側(接合端面10a,10b,10cの厚み方向の中央部より左側及び右側)に浅い溝が形成されたほぼ平坦な面であり、組立体2の前後に対応する軸方向の両端部のうちの一方の端部には、図3及び図4に示すように、断面正方形で開口側を広くした角錐台状の取付凹部121を有する取付部12が設けられ、他方の端部には、断面台形状でコンクリートセグメント1の厚み方向に直交する接合端面10a,10b,10cの長さ方向に沿った溝状の凹部14が形成されている。これら取付部12および凹部14は、各セグメント1が連結される際に、接合端面10a,10b,10cにおいて互いに対向する位置に形成されている。凹部14は取付部12より長く形成されており、凹部14に取付部12を対向させた際に、溝状の凹部14の長さ方向のほぼ中央部に取付部12が配置されるようになっている。また、溝状の凹部14は、周方向に沿った端面まで延在し、前記端面側にも開口している。
【0029】
図5に示すように、セグメント1の接合端面10a(10b,10c)どうしの間には、取付部12および凹部14によって形成される空間に、位置決め部材16が取り付けられている。すなわち、互いに接合されるコンクリート部材(セグメント1)の接合端面10aどうしが、位置決め部材16を介在させた状態で接合されるようになっている。
【0030】
位置決め部材16は、この実施の形態では、樹脂(ABS樹脂)で構成されているが、セラミックス、金属等の適宜の素材から作製することができる。位置決め部材16は、図6に示すように、取付部12の取付凹部121に嵌合して取り付けられる角錐台状の移動規制部18と、凹部14に当該凹部14の長さ方向に沿って移動を許容され、長さ方向に直交するセグメント1の厚み方向に沿って移動を規制されるように嵌合する角錐台状の位置決め部20とが、それぞれの角錐台の底面において結合されている。
また、移動規制部18は断面正方形とされ、位置決め部20は断面が縦横の長さが後述するように僅かに異なる矩形状とされ、移動規制部18の断面の各辺と、位置決め部20の断面の各辺とが平行となるように移動規制部18と位置決め部20とが一体とされている。
【0031】
また、移動規制部18と位置決め部20とは、それぞれの中心線を一致させるように同軸上に配置されている。また、移動規制部18の頂面の中央部には、後述の嵌合部24が突出して設けられており、移動規制部18と位置決め部20と嵌合部24とがそれぞれの中心線を1直線上に配置するように同軸上に配置されている。
また、移動規制部18の底面より位置決め部20の底面の方が左右の幅が広くなっている。したがって、図6(a)、(b)、(d)に示すように、位置決め部材16は、四方外側に張出部22が形成されている。
【0032】
移動規制部18は、上述のように断面正方形で、角錐台状に形成され、四つの斜面(テーパ面)18a,18b,18c,18dと、これら4つの斜面18a,18b,18c,18dで囲まれた頂面18eとを備える。なお、各斜面18a,18b,18c,18dどうしの接合される部分はRが付けられている。
取付部12の取付凹部121は、前記移動規制部18とクリアランスを考慮して略同形状に形成され、上述のように断面正方形で角錐台状とされており、図3および図4に示すように、4つの斜面(テーパ面)12a,12b,12c,12dとこれら斜面12a,12b,12c,12dで囲まれた底面12eとを備えている。
【0033】
取付凹部121と移動規制部18は、それぞれの斜面12a,12b,12c,12d(図3参照)および斜面18a,18b,18c,18d(図6参照)がそれぞれ同じ傾斜角度であり、かつ、取付凹部121の底面12eと、移動規制部18の頂面18eとがほぼ同形状の正方形とされている。
よって、取付凹部121に対して移動規制部18を90度ずつ回転したいずれの角度でも、取付凹部121に移動規制部18を嵌合可能となっている。すなわち、移動規制部18は、その正方形状の断面の縦横を入れ替え可能に取付凹部121に嵌合するようになっている。この場合に基本的に取付凹部121の4つの斜面12a,12b,12c,12dと、移動規制部18の4つの斜面18a,18b,18c,18dとが面接触するようになっている。
【0034】
なお、取付凹部121の底面12eの中央部には、前記嵌合部24が挿入されて嵌合される嵌合孔25が備えられている。
また、位置決め部材16の前記張出部22は、その位置決め部20の底面となる側の面が、接合端面10a,10b,10cの前記取付凹部121の周囲となる部分に当接するようになっている。
【0035】
位置決め部20は、縦横の長さが僅かに異なる断面矩形の角錐台状に形成され、四つの斜面(テーパ面)20a,20b,20c,20dと、これら4つの斜面20a,20b,20c,20dで囲まれた頂面20eとを備える。なお、各斜面20a,20b,20c,20dどうしの接合される部分はRが付けられている。
凹部14は、接合端面10aの長さ方向(軸方向)に沿って長尺に形成され、溝の開口側に向かって広がるように傾斜する左右の斜面14a,14bと、これら斜面14a,14bに左右から挟まれた状態の底面14cとを有する。
【0036】
また、凹部14の溝の左右側面となる2つの斜面(テーパ面)14a、14bと、角錐台状の位置決め部20の4つの斜面(テーパ面)20a,20b,20c,20dとがそれぞれ同じ傾斜角度とされている。
従って、例えば、位置決め部20の断面の縦方向を凹部14の幅方向(厚み方向)に合わせた場合に、一対の斜面20a,20bと凹部14の左右斜面14a、14bとを沿わすことができ、位置決め部20の断面の横方向を凹部14の幅方向(厚み方向)に合わせた場合に、前記一対の斜面20a,20bとは異なる一対の斜面20c,20dと凹部14の左右斜面14a、14bとを沿わすことができる
【0037】
位置決め部20は、その断面の縦と横の長さが僅かに異なるものとされている。この縦と横の長さの違いは、凹部14のセグメント1の厚み方向に沿った所定長さとなるはずの幅の製造誤差に対応するものである。ここで、図6(C)等に示すように位置決め部20の頂面(底面)の縦の長さTL1(TL2)が頂面(底面)の横の長さYL1(YL2)より長いものとする。
【0038】
この場合、例えば、製造誤差が予め設定された許容範囲内にある場合に、製造誤差が凹部14の前記幅の前記所定長さより長い場合に、位置決め部20の縦方向が凹部14の幅方向となるように位置決め部材16を取付部12に取り付け、逆に凹部14の前記幅が所定長さもしくはそれ以下の長さとなる場合に、位置決め部20の横方向が凹部14の幅方向となるように位置決め部材16を取付部12に取り付けるようになっている。
【0039】
そして、位置決め部20の縦方向が凹部14の幅方向となるように位置決め部材16を取付部12に取り付けた場合には、凹部14の二つの斜面14a,14bと、位置決め部20の互いに対向する辺を構成する二つの斜面20a,20bとが面接触する。また、位置決め部20の横方向が凹部14の幅方向となるように位置決め部材16を取付部12に取り付けた場合には、凹部14の二つの斜面14a,14bと、位置決め部20の互いに対向する辺を構成する二つの斜面20c,20dとが面接触する。
【0040】
取付部12と位置決め部材16の間には、位置決め部材16をセグメント1に着脱自在に取り付けるための構造が設けられている。すなわち、移動規制部18には、角錐台の頂面側から突出する筒状の嵌合部24が設けられ、取付部12の底部には、この嵌合部24を受容するための嵌合孔25を備えた治具である受け部材26が図4(b)に示すように埋設されている。
嵌合部24は、この実施の形態では、位置決め部材16と一体に形成されているが、筒状の別部材を本体に埋設することによって形成してもよい。
図6に示すように、嵌合部24は、概略円筒形であるが、すり割りにより周方向に分割されて2つの突片24a,24aとされており、各突片24a,24aの先端面は滑らかに形成されており、また先端側の外周面には周方向に延びる突条25aが形成されている。
突条25aは、抜け止めとなるもので、外周面に周方向に沿って延在するとともに外側に突出しており、円弧状に形成されている。
【0041】
受け部材26は、この実施の形態ではABS樹脂等の合成樹脂から形成されているが、金属、セラミックス等の適宜の素材で形成することができる。図7に示すように、受け部材26は、外端側の大径部(取付部)27と、大径部27からセグメント1の内部に延びる小径部28と、その端部の大径板状(鍔状)のアンカー部29とを有する。大径部27は、その内側が前記嵌合孔25とされており、嵌合孔25の内径が嵌合部24の外径と同程度に設定され、内面には、嵌合部24の突条25aに対応する周方向溝30が形成されている。小径部28の内面には、雌ねじ31が形成されており、これは、セグメント1の製造時に、コンクリート注入用型枠に受け部材26を固定するために用いられる。すなわち、この雌ねじ31には、型枠に一端が固定された棒状部材(図示せず)の他端側の雄ねじが螺合する。棒状部材は、セグメント1が固化した後に螺合を解くことにより、セグメント1中に埋設された大径部27から除去される。この際の連れ回りを防ぐために、アンカー部29の外周面には平坦面32が形成されている。
【0042】
以上のように構成されたコンクリートセグメント1どうしを接合する際の手順を、図1〜図5を参照して説明する。シールドトンネル覆工体を組み立てる場合、例えば大型コンクリートセグメント1cを最初に据え付け、次に、これに隣接する大型コンクリートセグメント1bをウインチ等で吊り、位置合わせをしながら接合端面10a(10b,10c)どうしを近接させる。そして、コンクリートセグメント1c、1bの接合端面10a(10b,10c)の取付部12(取付凹部121)と,凹部14との位置が適合し、位置決め部材16が施工に支障を来さないことを確認した後に、位置決め部材16を各セグメント1c、1bの対向する接合端面10aの取付部12に取り付ける。この際に、位置決め部材16の位置決め部20の縦と横とのうちのどちらをコンクリートセグメント1の厚み方向に向けるかを決定する。すなわち、上述のように位置決め部20の断面が横より縦が長いものとした際に、凹部14の前記厚み方向に沿った幅の長さが所定長さより長い場合に、位置決め部20の縦方向をコンクリートセグメント1の厚み方向とし、凹部14の前記厚み方向に沿った幅が所定値以下の場合に位置決め部20の横方向をコンクリートセグメント1の厚み方向に沿わせるように取付部12に位置決め部材16を取り付ける。
【0043】
位置決め部材16を取付部12に取り付けるには、上述のように決められた向きにして移動規制部18を取付凹部121に向けて押し込む。これにより、移動規制部18と取付凹部121の斜面18a,18b,18c,18d、12a,12b,12c,12dどうしの摺動によって互いの芯出しが行われ、嵌合部24の先端が受け部材26の大径部27に設けられた嵌合孔25に臨む。さらに位置決め部材16を押し込むと、嵌合部24が大径部27の嵌合孔25側の内縁部によって内側に押されて縮径し、嵌合孔25内に進入する。嵌合部24がさらに進入して、突条25aと周方向溝30の位置が一致すると両者が嵌合して嵌合部24が拡径し、位置決め部材16が抜け止めされる。この状態で、位置決め部材16は、角錐台状の移動規制部18の4つの斜面18a,18b,18c,18d、および周囲の張出部22において、セグメント1側の面と面接触している。
【0044】
次に、セグメント1c、1bを誘導して近接させ、接合端面10a(10b,10c)間に必要なシール材等を配した後、それぞれに取り付けられた位置決め部材16の位置決め部20を、それぞれ対向する接合端面10a(10b,10c)に形成された凹部14に嵌合させる。この際、角錐台状の位置決め部20の2つの斜面20a,20b(もしくは斜面20c,20d)と凹部14の2つの斜面14a、14bとの面接触により、2つのセグメント1の厚さ(径)方向の位置決めがなされた状態で両者が結合される。同様の方法で、大型セグメント1a、1b、1c、1dを結合した後、小型コンクリートセグメント1eを軸方向に移動し、くさび作用によりコンクリートセグメント1a、1d間に押し込む。そして、同様に、コンクリートセグメント1eと大型セグメント1a、1dとの接合端面10b,10cの取付部12および凹部14の位置が適合し、位置決め部材16が施工に支障を来さないことを確認するとともに位置決め部20の縦と横とのうちのどちらを前記厚み方向に沿わせるかを決定した後に、位置決め部材16を各セグメント1e、1a、1dの対向する接合端面110b,10cの取付部12に取り付け、同様にしてセグメント1を結合する。
【0045】
この位置決め部材16はセグメント1に着脱自在に取り付けられているので、取付後にこれが施工に支障を来すことが判明した場合には、位置決め部材16を取り外すことにより、施工を進めることができる。したがって、位置決め部材16のために作業に遅滞をもたらすことがなく、作業の柔軟性が高い。この場合に、例えば、位置決め部材16の位置決め部20の縦方向を例えばセグメント1の厚み方向に沿わせて上述のようにセグメント1同士の接合を行うものとし、凹部14のセグメント1の厚み方向に沿った幅が狭すぎることにより、セグメント1同士の接合がうまくいかない場合に、位置決め部材16の縦横の向きを変更して横方向を前記厚み方向に沿わせることで、位置決め部20の厚み方向に沿った幅を狭めて、セグメント1同士を接合可能とするようにしても良い。
【0046】
また、この位置決め部材16とセグメント1は、互いに相似的な角錐台形状の外形部(移動規制部18および位置決め部20)と凹部(取付凹部121および凹部14)が相互に嵌合しているので、少なくとも斜面部分どうしが確実に面接触する。したがって、曲面どうしの接触の場合のように点接触や線接触となることがなく、平面どうしの充分に大きな接触面積が得られるので、セグメント1を形成するコンクリートへの応力集中が防止され、それに起因する割れ等の発生が低減する。さらに、この実施の形態では、位置決め部20側の底面が移動規制部18側より大きく形成されているので、位置決め部材16が張出部22においてセグメント1の端面によっても支持されており、これによって、応力集中がさらに防止されるとともに、位置決め部材16が安定に支持されて位置決め機能が強化される。
【0047】
なお、位置決め部材16は、樹脂、セラミックス、金属またはこれらの複合素材等の種々の素材から作製することができる。
以上、この発明を実施の形態に沿って説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨に沿って改変が可能である。例えば、すなわち、位置決め部20の縦と横の長さに差を付けて、溝状の凹部14の幅に対応して、位置決め部20の縦方向を凹部14の幅に合わせるか、位置決め部20の横方向を凹部14の幅に合わせるかを変更できるうようになっていればよく、たとえば、凹部14と位置決め部材16は上記の実施の形態では、同じ接合端面の対の間に2つが配置されているが、1つであっても、3以上であってもよい。同様に、凹部14や取付凹部121の断面形状、嵌合部24や取付部12の具体的な構成等は適宜に選択することができる。また、実施の形態では、取付部12と凹部14を1つのセグメントの同じ接合端面に配置したが、同じ接合端面に取付部12および凹部14のうちの一方のみを配置し、この接合端面に接合される接合端面に他方のみを配置するようにしてもよい。また、本発明は、シールドトンネル覆工体に限られるものではなく、板状のコンクリート部材どうしを接合して構築されるコンクリート構造物におけるコンクリート部材同士の厚み方向の位置決めに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】この発明の実施の形態に係るコンクリート構造物としてのシールドトンネル覆工体を示す斜視図である。
【図2】図1の実施の形態におけるコンクリート部材としてセグメントの結合の仕方を示す図である。
【図3】前記セグメントの接合端面の要部を示し、互いに付き合わされることになる凹部と取付部を示す図である。
【図4】互いに付き合わされる前記セグメントの要部を示し、互いに付き合わされる凹部と取付部を示す図である。
【図5】図1の実施の形態のコンクリート部材の接合構造を示す断面図である。
【図6】前記コンクリート部材の接合に用いられる位置決め部材の構造を示す図である。
【図7】前記コンクリート部材の接合に用いられる受け部材の構造を示す図である。
【符号の説明】
【0049】
1 コンクリートセグメント(コンクリート部材)
10a,10b,10c 接合端面
12 取付部
121 取付凹部
12e 底面
14 凹部
14a,14b 斜面
14e 底面
16 位置決め部材
18 移動規制部
18e 頂面
20 位置決め部
20a,20b,20c,20d 斜面
24 嵌合部
25 嵌合孔

【特許請求の範囲】
【請求項1】
板状の複数のコンクリート部材の接合端面どうしを突き合わせて接合することにより構築されるコンクリート構造物であって、
互いに接合されるコンクリート部材の接合端面どうしが、位置決め部材を介在させた状態で接合され、
互いに接合される接合端面の一方の接合端面には、前記位置決め部材が取り付けられる取付部が設けられ、
他方の接合端面には、前記位置決め部材が嵌合することにより、前記位置決め部材に対して、前記コンクリート部材の厚み方向への相対的移動を規制するとともに、前記接合端面の前記厚み方向に直交する長手方向への相対的移動を許容するように前記接合端面の長手方向に沿った溝状の凹部が形成され、
前記位置決め部材は、前記凹部に嵌合する位置決め部の断面が矩形状に形成されるとともに、前記位置決め部の断面の縦横の長さが僅かに異なるように形成され、
前記取付部には、前記位置決め部材が、当該位置決め部材断面の縦横の向きを入れ替え可能に取り付けられることを特徴とするコンクリート構造物。
【請求項2】
前記溝状の凹部が前記接合端面と平行な底面と、該底面の左右にそれぞれ形成された斜面とから開口側に向かって広がる断面台形状に形成され、
前記位置決め部材の位置決め部が四つの斜面を有する角錐台状に形成され、前記凹部の二つの斜面の傾斜角と前記位置決め部の四つの斜面の傾斜角とが等しくされていることを特徴とする請求項1に記載のコンクリート構造物。
【請求項3】
前記位置決め部材は、角錐台状の前記位置決め部と、断面正方形で前記位置決め部より底面の小さい角錐台状の移動規制部と、該移動規制部の頂面の中央部から突出する嵌合部とを備え、前記位置決め部と、前記移動規制部とが同軸上でかつ対応する各辺同士が平行となるように底面同士を接合した状態に一体に形成され、
前記取付部は、前記移動規制部が挿入されるとともに前記移動規制部と略同形状となる断面正方形の角錐台状に形成された取付凹部と、前記取付凹部の底面に設けられるとともに前記嵌合部が着脱自在に嵌合する嵌合孔とを備えることを特徴とする請求項2に記載のコンクリート構造物。
【請求項4】
請求項1〜3の何れか1項に記載のコンクリート構造物の構築に用いられるコンクリート部材であって、
一つの前記接合端面に前記取付部と前記凹部とが長さ方向に並んで形成され、前記取付部に前記位置決め部材が取り付けられることを特徴とするコンクリート部材。
【請求項5】
請求項3に記載のコンクリート構造物の構築に用いられる位置決め部材であって、
縦横の長さが異なる断面矩形状でかつ角錐台状に形成された位置決め部と、断面正方形で前記位置決め部より底面の小さい角錐台状に形成された移動規制部と、該移動規制部の頂面の中央部から突出する嵌合部とを備え、前記位置決め部と、前記移動規制部とが同軸上でかつ対応する各辺同士が平行となるように底面同士を接合した状態に一体に形成されていることを特徴とする位置決め部材。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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