セグメントの継手構造及びセグメント並びにセグメントの組立方法
【課題】セグメントの継手構造及びセグメントの組立方法を提供すること。
【解決手段】主桁とスキンプレートとトンネル周方向の端部に端板とを備えたセグメントの継手構造で、継手７を備えた連結部材５とアンカー部材３とから成る継手部材２における前記端板９寄りに位置する前記連結部材５が前記端板９に固定されることなく分離された状態で端板９寄りに配置され、かつ、前記アンカー部材３における端板９側と反対側の端部が、前記端板９と略平行に隣接してセグメント本体に固定される補強リブ４に貫通配置されて、前記補強リブ４に固定されている。前記アンカー部材３における端板９と反対側の端部を、端板９と略平行に隣接してセグメント本体に固定される補強リブ４に貫通配置した後、前記セグメント本体に対して前記継手部材位置を調整してアンカー部材３を補強リブ４に固定する。
【解決手段】主桁とスキンプレートとトンネル周方向の端部に端板とを備えたセグメントの継手構造で、継手７を備えた連結部材５とアンカー部材３とから成る継手部材２における前記端板９寄りに位置する前記連結部材５が前記端板９に固定されることなく分離された状態で端板９寄りに配置され、かつ、前記アンカー部材３における端板９側と反対側の端部が、前記端板９と略平行に隣接してセグメント本体に固定される補強リブ４に貫通配置されて、前記補強リブ４に固定されている。前記アンカー部材３における端板９と反対側の端部を、端板９と略平行に隣接してセグメント本体に固定される補強リブ４に貫通配置した後、前記セグメント本体に対して前記継手部材位置を調整してアンカー部材３を補強リブ４に固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド工法等によりトンネル等を構築する場合に使用されるセグメントの継手構造及びセグメント並びにセグメントの組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セグメントの継手構造としては、次の（１）、（２）のような技術が知られている。
【０００３】
（１）例えば、主桁部材と継手面部材とスキンプレートとそれらに囲まれた空間に充填されたコンクリート部を備えるセグメントの継手構造で、継手部材が、継手面部材と並行に配置されるリブ部材の切欠部と継手面部材とに架け渡されて前記コンクリート部に埋設される定着部を有する継手部材を設置した形態のセグメントが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
（２）また、図１９に示すように、主桁部材３０と、継手板３７からなる継手面部材と、スキンプレートと、充填された中詰めコンクリート３２を備えるセグメントにおいて、継手板３７と略平行に配置され、荷重伝達部材１９が固定された縦リブ３３を有し、継手板３７と縦リブ３３は、縦リブ３３に溶接Ｗにより固定された断面Ｕ字状部材３４で接続されているコンクリート中詰鋼製セグメント３５も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１２４９５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６８７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記（１）の場合には、継手部材からセグメント本体への荷重伝達はコンクリートに依存している形態となる。前記のように、継手部材からセグメント本体への荷重伝達を、コストのかかる厳格な充填管理を要するコンクリートに依存しており、製作コストが高くなるという問題がある。
また、継手位置を固定するために継手部材を継手面部材あるいはリブ部材に溶接する場合には、継手部材の材料として溶接可能な炭素鋼を使用する必要があり、確実な溶接ができない鋳鉄材あるいは熱処理された高強度鋼材を使用することができないという制約がある。そのため、高強度な継手構造が必要な場合、継手構造をコンパクト化することができず、経済性が悪化するという問題がある。また、継手部材に鋳鉄材あるいは熱処理された高強度鋼材を使用する場合には、コンクリート打設前に継手部材固定冶具を組み込んだ剛性の高い型枠を取り付け、コンクリート硬化後に型枠を取り外す必要があり、冶具コスト、作業コストが高くなるという問題がある。
【０００７】
前記（２）の場合には、ボルト３６及び継手板３７からなる継手部材に発生する引張力を伝達する連結部材３８の継手板３７への固定において、継手部材の配置精度およびセグメントの寸法精度を確保するために、固定に伴う部材変形を考慮した加工が必要となり、セグメントの製作管理が煩雑となり、製作コストが高くなるという問題がある。例えば、（２）の場合には、連結部材３８を継手板３７に固定する必要があるが、鋼製セグメントは溶接により鋼殻を組立てられるために継手板３７が変形する場合があり、継手板３７の加工精度を確保することが難しいという問題がある。
また、前記（２）の技術の場合には、継手板３７と縦リブ３３との間に、連結部材３８を配置して縦リブ３３に溶接により固定する形態であるため、継手板３７の板厚精度、縦リブ３３の配置精度等を考慮して連結部材３８を加工する必要があるので、加工難度が高いという問題がある。また、連結部材３８は、トンネル周方向の位置調整代がない分、高い製作精度を要求される。また、前記（２）の場合には、鋼殻１１内にコンクリート１７が充填されて、継手板に作用する引張荷重等を、コンクリート１７に埋め込まれている縦リブ３３やこれに固定された荷重伝達部材１９に伝達し、縦リブ３３や荷重伝達部材１９が及ぶ範囲にあるコンクリートや鋼殻の一部で負担して分散させる構造となっているために、継手板３７を補強板３９で補強する必要があるという問題もあった。また、連結部材の材料には、溶接が可能な炭素鋼を使用する必要があり、鋳鉄材あるいは熱処理された高強度鋼材を使用して、継手構造をコンパクト化できないという制約があった。
【０００８】
そこで、本発明では、継手部材からセグメント本体（鋼殻）へ確実に荷重伝達できるセグメントの継手構造で、安価なセグメントの継手構造で、しかも、継手部材の配置精度およびセグメントの寸法精度を容易に確保でき、さらに、継手部材の材料に鋳鉄材あるいは熱処理された高強度鋼材を使用することで容易かつコンパクトに高強度化することができるセグメントの継手構造及びそのような継手構造を備えたセグメント及びその組立方法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】
第１発明のセグメントの継手構造においては、主桁とスキンプレートとトンネル周方向の端部に端板とを備えたセグメントの継手構造であって、継手を備えた連結部材とアンカー部材とから成る継手部材における前記端板寄りに位置する前記連結部材が、開口部が設けられた前記端板に固定されておらず、かつ、前記アンカー部材が、前記端板と略平行に隣接してセグメント本体に固定された補強リブに貫通配置されて、前記セグメント本体に対して前記継手部材位置を調整して前記補強リブに固定されていることを特徴とする。
【００１０】
第２発明では、第１発明のセグメントの継手構造において、前記アンカー部材は、その長手方向の一部又は全体がねじ切り加工された棒状部材であり、前記補強リブに雌ねじ部材で固定されていることを特徴とする。
【００１１】
第３発明では、第１発明又は第２発明のセグメントの継手構造において、前記アンカー部材に、熱処理された高強度鋼材が用いられていることを特徴とする。
【００１２】
第４発明では、第１発明〜第３発明のいずれかのセグメントの継手構造において、前記連結部材に、鋳鉄材あるいは熱処理された高強度鋼材が用いられていることを特徴とする。
【００１３】
第５発明では、第１発明〜第４発明のいずれかのセグメントの継手構造において、複数の主桁を備えたセグメントである場合に、前記補強リブが少なくとも一方の主桁に固定されていることを特徴とする。
【００１４】
第６発明では、第１発明〜第５発明のいずれかのセグメントの継手構造において、前記補強リブの一部に補強プレートが配置され、その補強プレートが配置された部分の補強リブにアンカー部材が固定されていることを特徴とする。
【００１５】
第７発明では、第１発明〜第６発明のいずれかのセグメントの継手構造において、セグメントにおける鋼殻内にコンクリートが中詰めされていることを特徴とする。
【００１６】
第８発明では、第７発明のセグメントの継手構造において、補強リブに、コンクリートに埋め込まれる荷重伝達部材が固定されていることを特徴とする。
【００１７】
第９発明では、第１発明〜第８発明のいずれかのセグメントの継手構造において、主桁の断面形態が、断面Ｉ形、断面溝形、断面Ｌ形のいずれかの断面形態とされ、前記補強リブの少なくとも２辺が前記主桁に固定されていることを特徴とする。
【００１８】
第１０発明のセグメントにおいては、第１発明〜第９発明のいずれかのセグメントの継手構造を備えていることを特徴とする。
【００１９】
第１１発明のセグメントの組立方法においては、第１発明〜第９発明のいずれかのセグメントの継手構造を備えたセグメントとするためのセグメントの組立方法であって、主桁とスキンプレートとトンネル周方向の端部に端板とを備えた鋼殻で前記端板に開口部を備えた鋼殻を製作すると共に、前記鋼殻とは別個に、継手を備えた連結部材とアンカー部材とから成る継手部材を製作し、その継手部材における前記端板寄りに位置する連結部材を端板に固定することなく、かつ、前記アンカー部材を、端板と略平行に隣接してセグメント本体に固定された補強リブに貫通配置した後、前記セグメント本体に対して前記継手部材位置を調整してアンカー部材を補強リブに固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、主桁とスキンプレートとトンネル周方向の端部に端板とを備えたセグメントの継手構造であって、継手を備えた連結部材とアンカー部材とから成る継手部材における前記端板寄りに位置する前記連結部材が、開口部が設けられた前記端板に固定されておらず、かつ、前記アンカー部材が、前記端板と略平行に隣接してセグメント本体に固定された補強リブに貫通配置されて、前記セグメント本体に対して前記継手部材位置を調整して前記補強リブに固定されているので、継手部材のアンカー部材をセグメント本体に固定された補強リブに貫通、固定することで、継手部材の連結部材から伝達される引張力を確実にセグメント本体に伝達可能になる。その結果、引張荷重が作用する継手からセグメント本体に確実に荷重を伝達し、セグメントの所要の性能が確実に発揮されることになる。
【００２１】
しかも、継手部材の連結部材を端板に固定していないで、継手部材に備えたアンカー部材をセグメント本体に固定された補強リブに貫通させ、位置調整して固定することができることで、継手部材は、従来の継手板に対応した位置に配設されている端板、補強リブ等の他、セグメントの構成部材の加工精度に依存せずに配置することができ、また、セグメントの寸法精度に悪影響を与えることなく継手部材を容易に取り付け可能になっている。その結果、セグメントの製造コストを大幅に削減することが可能になる。
【００２２】
第２発明によると、前記アンカー部材は、その長手方向の一部又は全体がねじ切り加工された棒状部材であり、前記補強リブに雌ねじ部材で固定されていると、アンカー部材を容易に機械的に縦リブに固定することができる等の効果が得られる。
【００２３】
第３発明によると、第１、第２発明によりアンカー部材と縦リブとを溶接によらず機械的に固定することができることにより、前記アンカー部材に、熱処理された高強度鋼材が用いることができるので、継手部材からアンカー部材を介してセグメント本体に大きな荷重を伝達することができる等の効果が得られる。
【００２４】
第４発明によると、連結部材に鋳鉄材あるいは熱処理された高強度鋼材が用いられていることにより、コンパクトな構造で大きな継手荷重に対応することができる等の効果が得られる。
【００２５】
第５発明によると、複数の主桁を備えたセグメントである場合に、前記補強リブが少なくとも一方の主桁に固定されていると、継手部材からの引張荷重を補強リブを介して主桁に伝達することができ、また、補強リブと主桁を互いに補強することもでき、継手部材におけるアンカー部材からの大きな引張荷重を補強リブを介して主桁に伝達することができる等の効果が得られる。
【００２６】
第６発明によると、前記補強リブの一部に補強プレートが配置され、その補強プレートが配置された部分の補強リブにアンカー部材が固定されているので、補強プレートにより縦リブを補強して、縦リブの局部変形を防止してセグメント本体に大きな荷重を高い剛性で伝達することができ、しかもアンカー部材を強固に縦リブに固定することができる等の効果が得られる。
【００２７】
第７発明によると、セグメントにおける鋼殻内にコンクリートが中詰めされているので、鋼殻の防錆及びセグメントの耐火性能を向上させることができ、また、継手部材の防錆を図ることができ、また、補強リブから主桁への荷重の伝達ばかりでなく、コンクリートから主桁に荷重を伝達することができる等の効果が得られる。
【００２８】
第８発明によると、補強リブに、コンクリートに埋め込まれる荷重伝達部材が固定されているので、補強リブから主桁への荷重の伝達、コンクリートから主桁への荷重の伝達に加え、補強リブから荷重伝達部材を介して中詰めコンクリートにも荷重を伝達することができ、継手部材からの引張荷重をセグメント本体に広く分散伝達することができる等の効果が得られる。
【００２９】
第９発明によると、主桁の断面形態が、断面Ｉ形、断面溝形、断面Ｌ形のいずれかの断面形態とされ、前記補強リブの少なくとも２辺が前記主桁に固定されているので、簡単な断面形態の主桁を利用して、継手部材におけるアンカー部材を固定した補強リブの面外変形が強固に抑制されるので、主桁に引張荷重を確実に伝達することができるセグメントとすることができる等の効果が得られる。
【００３０】
第１０発明によると、第１発明〜第８発明のいずれかのセグメントの継手構造を備えているセグメントとされているので、第１発明〜第８発明のセグメントの継手構造による効果を発揮することができ、あらかじめ確保したセグメントの寸法精度に悪影響を与えることなく、かつ配置精度を確保した継手部材を容易に取り付け可能で、しかも安価なセグメントとすることができる等の効果が得られる。
【００３１】
第１１発明のセグメントの組立方法によると、第１発明〜第８発明のいずれかのセグメントの継手構造を備えたセグメントとするためのセグメントの組立方法であって、主桁とスキンプレートとトンネル周方向の端部に端板とを備えた鋼殻で前記端板に開口部を備えた鋼殻を製作すると共に、前記鋼殻とは別個に、継手を備えた連結部材とアンカー部材とから成る継手部材を製作し、その継手部材における前記端板寄りに位置する連結部材を端板に固定することなく、かつ、前記アンカー部材を、端板と略平行に隣接してセグメント本体に固定された補強リブに貫通配置した後、前記セグメント本体に対して前記継手部材位置を調整してアンカー部材を補強リブに固定するので、継手部材を端板に取り付けることなく、継手部材におけるアンカー部材を補強リブに貫通配置した状態で固定することができ、あらかじめ確保したセグメント本体の寸法精度に悪影響を与えることなく継手部材における連結部材を端板に固定することなく分離した状態で、継手部材の配置精度を確保しつつアンカー部材を補強リブに取り付けたセグメントを、容易かつ安価に製作することができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）は本発明のセグメントの継手構造を構築すべくアンカー部材を有する継手部材をセグメント本体（鋼殻）に組み込んでいる状態を示すトンネル内空側から見たトンネル軸方向一端側の一部横断底面図、（ｂ）は（ａ）の状態からアンカー部材を有する継手部材をセグメント本体（鋼殻）に組み込んだ状態を示すトンネル内空側から見たトンネル軸方向一端側のセグメントの横断底面図で、図２の左下の矢印Ａ方向から見たトンネル軸方向片側の横断底面図、（ｃ）は（ａ）の状態から鋼殻内にコンクリートを充填した形態を示す図、（ｄ）は頭部を有するボルトからなるアンカー部材とし、そのようなアンカー部材を有する継手部材をセグメント本体（鋼殻）に組み込んだ状態を示すトンネル内空側から見たトンネル軸方向一端側のセグメントの横断底面図で、図２の左下の矢印Ａ方向から見たトンネル軸方向片側の横断底面図、（ｅ）はアンカー部材を連結部材にねじ込んだ後にロックナットを締め込んでアンカー部材と連結部材との連結部の緩み止めを図るようにした形態を示すトンネル内空側から見たトンネル軸方向一端側のセグメントの横断底面図である。
【図２】図１（ｂ）に示すセグメントの継手構造を備えた鋼製セグメントの第１例を示す斜視図である。
【図３】図１に示すセグメントの一端側の雄継手形態と組み合わせる前記セグメントのトンネル軸方向他端側の継手構造とする場合において、（ａ）は他端側を雌継手とする場合、（ｂ）は雄継手とする場合のセグメントの継手構造を示すセグメントの横断底面図である。
【図４】図２に示す形態のセグメントの正面図で、矢印Ｂ方向から見た正面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、端板に継手部材を配置するための開口部の形態を示すトンネル周方向から見た概略正面図である。
【図６】（ａ）はアンカー部材を補強リブに対して固定する場合の形態を説明するための説明図、（ｂ）はアンカー部材を補強リブに固定する場合に、補強リブに補強プレートを配置して、アンカー部材を補強プレートと共に補強リブに固定した状態を示す断面図である。
【図７】補強リブにコンクリートに埋め込み固定される荷重伝達部材を固定した形態を示すトンネル内空側から見たセグメントのトンネル軸方向一端側の横断底面図である。
【図８】主桁断面形態が溝形断面とされ、溝形断面の主桁に渡って補強リブが固定されている形態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断正面図である。
【図９】図８に示す形態の略断面溝形（Ｃ形）の主桁及びセグメントの継手構造を備えた本発明の第２例のセグメントの斜視図である。
【図１０】補強リブが一方の主桁に固定した形態で、主桁におけるフランジに渡って補強リブが固定され、その補強リブに対して継手部材におけるアンカー部材が固定されている形態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断正面図である。
【図１１】図１０に示す形態の主桁と継手部材及び端板を取り出して示すものであって、主桁断面形態が溝形断面とされ、溝形断面の主桁におけるトンネル半径方向の両側のフランジに補強リブが固定されている形態を示すものであって、（ａ）は斜視図、（ｂ）はトンネル軸方向から見た断面図である。
【図１２】図９に示す形態の場合において、代表形態として鋼殻内側全体にコンクリートを充填して中詰めコンクリートを形成した第３例のセグメントの斜視図である。
【図１３】本発明のセグメントの継手構造を備え、主桁の断面を、地山側にフランジを備えた断面Ｌ形の形態とした代表形態を示すセグメントの斜視図である。
【図１４】図１３に示すセグメントの断面図で、トンネル周方向の端部の端板に隣接する補強リブの直前で切断した状態のトンネル周方向から見た場合の縦断正面図である。
【図１５】本発明のセグメントの継手構造を備え、主桁の断面を、トンネル内空側にフランジを備えた断面Ｌ形の形態とした代表形態を示すセグメントの斜視図である。
【図１６】（ａ）は図１５に示すトンネル周方向視のセグメントの正面図、（ｂ）はトンネル周方向の端部の端板に隣接する補強リブの直前で切断した状態のトンネル周方向から見た縦断正面図である。
【図１７】（ａ）は主桁の断面を、断面Ｉ形又は断面Ｈ形の形態としたトンネル周方向から見たセグメントの正面図、（ｂ）は端板に隣接する補強リブの直前で切断した場合のトンネル周方向から見た場合の縦断正面図である。
【図１８】本発明のセグメントの継手構造を示し、（ａ）は、図１（ｃ）の変形形態を示す図で、アンカー部材を有する継手部材をセグメント本体（鋼殻）に組み込むと共に鋼殻内にコンクリートを充填した状態を示すトンネル内空側から見たトンネル軸方向一端側のセグメントの横断底面図、（ｂ）は、図１（ｂ）の変形形態を示す図で、アンカー部材を有する継手部材をセグメント本体（鋼殻）に組み込んだ状態を示すトンネル内空側から見たトンネル軸方向一端側のセグメントの横断底面図である。
【図１９】従来公知のセグメントの継手構造を示す横断底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
先ず、本発明の基本的な構造について、図１を参照して説明する。
【００３４】
本発明のセグメントの継手構造では、継手７を有する連結部材５を備え、その連結部材５に直列に一体化されているアンカー部材３を備えた継手部材２を用いている。前記継手部材２における連結部材５は、セグメント１におけるトンネル周方向の両端部に配置される端板９に固定されておらず、分離させた状態で設置されている。
【００３５】
前記連結部材５が端板９に固定されないで分離された状態で配置されていることが、本発明では、重要な第１の構成である。前記第１の構成に加えて、本発明の重要な第２の構成としては、前記端板９に間隔をおいて略平行に設けられる補強リブ４に、貫通孔１３を設けて、継手部材２におけるアンカー部材３を補強リブ４に貫通配置して固定している点である。
【００３６】
本発明では、前記第１の構成と第２の構成とを同時に組み合わせて備えている点が重要な要素になっている。以下、前記第１の構成と第２の構成について、それぞれ説明する。本発明における前記端板９は、その両端部が主桁１０に固定されて鋼殻１１を構成している部品である。
【００３７】
前記第１の構成についてさらに説明する。本発明では、前記端板９に継手７又はこれを含む連結部材５を固定していないため、継手７からのトンネル周方向の引張応力を伝達する従来の継手板としての機能は期待してはいない。
【００３８】
継手７としては、図１に示すように、雄継手７（７ａ）でもよく、図３にトンネル軸方向の反対側の横断底面図を示すように、雌継手７（７ｂ）でもよく、セグメント１におけるトンネル周方向の一端部の幅方向の両側に雄継手７（７ａ）のみを備えた形態でも、雌継手７（７ｂ）のみを備えた形態でもよく、雄継手７（７ａ）と雌継手７（７ｂ）の両方を備えた形態でもよい。
【００３９】
前記継手部材２におけるアンカー部材３としては、例えば、高強度鋼の鋼材を用いる。高強度鋼の鋼材としては、鉄筋又は棒鋼をさらに熱処理されて高強度とされた棒状鋼材又は高力ボルトを用いてもよい。前記の高強度鋼としては、例えば、焼き入れ、焼き戻し等の熱処理によって高強度化を図った機械構造用炭素鋼鋼材あるいは機械構造用合金鋼鋼材あるいは焼入性を保証した構造用鋼鋼材を用いることもできる。また、高強度の鋼材としては、例えば、ＰＣ鋼棒等の鋼材を用いてもよい。
【００４０】
従来の継手板の場合は、継手板にボルト孔又は継手を固定することで、トンネル周方向に隣り合うセグメント相互を連結する継手板とし、セグメントに土水圧が作用した場合に、トンネル周方向の引張力を、継手板を介して主桁等に伝達させるように機能させている。他方、本発明では、そのような引張力を主桁１０に伝達させる機能を端板９には、期待していない。そのため、連結部材５の周側面と端板９とは、トンネル周方向に干渉しないように分離されている。連結部材５と端板９は僅かに離れて分離した状態又は単に接触した状態で、トンネル周方向の引張応力の伝達が起こらないように配置されている。
【００４１】
連結部材５は、継手７を含む部材で、アンカー部材３を連結又は一体に設けるための部材である。端板９は、トンネル周方向の圧縮力を伝達するため、及び必要に応じ、弾性材料等の止水材を設置するために溝（図示を省略した）を形成するための部材である。前記の連結部材５としては、例えば、球状黒鉛鋳鉄（ダクタイル鋳鉄）等の鋳鉄材、或は熱処理された高強度鋼材を用い、前記の高強度鋼材としては、前記の継手部材２におけるアンカー部材３と同様な材質の材料を用いることでもよい。
【００４２】
次に、前記第２の構成についてさらに説明する。端板９に間隔をおいて略平行に設けられる補強リブ４に、貫通孔１３を設けて、継手部材２におけるアンカー部材３を補強リブ４に貫通配置して固定するために、継手部材２を位置調整及び姿勢調整してから、アンカー部材３を補強リブ４に対して固定している。
【００４３】
継手部材２におけるアンカー部材３を補強リブ４に固定する場合には、セグメント本体（鋼殻１１）に冶具（図示を省略）を用いて所定の姿勢に保持した状態で固定させるのが望ましい。アンカー部材３の固定形態としては、雌ねじ部材によっても、溶接によっても、雌ねじ部材と溶接とを併用する形態でもよい。
【００４４】
継手部材２の連結部材５をセグメント１における端板９に固定せず、かつ継手部材２のアンカー部材３をセグメント本体６における鋼殻１１に固定された補強リブ４に貫通配置して、固定することで、継手部材２の連結部材５から伝達される引張力を、確実に補強リブ４を介してセグメント本体６に伝達する構造となっている。
【００４５】
前記継手部材２は、先端に継手７を備え、前記継手７に一体又は固定されている連結部材５には、アンカー部材３を、例えば、ねじ込み固定等により設けており、アンカー部材３の先端部は、補強リブ４に貫通するように配置されて、アンカー部材３は補強リブ４に固定されている。
【００４６】
また、継手部材２の連結部材５を、セグメント１における端板９に固定することなく分離し、さらに前記連結部材５に固定されたアンカー部材３を、セグメント本体６に固定された補強リブ４に貫通して固定している。このようにすることで、セグメント１における端板９、補強リブ等の構成部材の加工精度及びそれらが組み立てられた精度に依存せず、また、組み立てられたセグメントの寸法精度に悪影響を与えることなく、確実に配置精度を確保した状態で、継手部材２をセグメント本体６（鋼殻１１）に取り付けることが可能となっている。
【００４７】
例えば、前記アンカー部材３の一部又は全体が、ねじ切り加工された棒状部材とされ、アンカー部材３の基端側を連結部材５の雌ねじ孔２０にねじ込みにより固定したり、ねじ込んで溶接により固定したり、溶接により固定したり、又はアンカー部材３に装着したロックナット等を連結部材５に圧着するように装着することで緩まないように固定する。そして、前記連結部材５の先端部（他端部）を、端板９に間隔をおいて隣接している補強リブ４に貫通配置し、その補強リブ４にナット等の雌ねじ部材１６で固定することで、継手部材２の位置調整がさらに容易になる構造としてもよい。前記の連結部材５は、継手７と一体に連設された形態であるのが、経済的でよい。
【００４８】
本発明では、補強リブ４は、セグメント１におけるトンネル軸方向の両側部の主桁１０間に渡る長尺の縦リブでもよく、一方の主桁１０に固定される短尺の補強リブでもよい。補強リブ４は、トンネル半径方向に伸びる平板状の部材であると経済的である。
【００４９】
また、補強リブ４は、主桁間に設置される場合には、主桁１０がトンネル半径方向の高さ（梁せい）を有すると共にトンネル周方向に伸びる一枚の帯状の主桁板１８からなる場合には、例えば、その主桁板１８に固定する。また、主桁１０がウェブ又はフランジを有する断面溝形、断面Ｌ形、断面Ｉ形等の形態では、主桁１０のウェブに固定したり、主桁１０のウェブとフランジに固定したり、主桁１０のウェブと、スキンプレート１４に固定したり、主桁１０における一方のフランジと他方のフランジに固定したり、主桁１０のウェブとフランジと、スキンプレート１４とに固定したり、主桁１０における一方のフランジと他方のフランジと、スキンプレート１４とに固定する形態でもよい。このように補強リブ４は、その少なくとも２辺を、各主桁１０に固定したり、少なくとも２辺を、一つの主桁１０又は主桁１０とスキンプレート１４に固定することで、補強リブ４の剛性を効果的に向上させて、継手７からアンカー部材３を介して補強リブ４に伝達される荷重を主桁１０に確実に伝達することができる。補強リブ４における３辺以上を、各主桁１０に固定したり、又は主桁１０とスキンプレート１４に固定するようにしてもよい。
【００５０】
また、補強リブ４をトンネル軸方向の一方の主桁１０に固定する場合には、主桁１０のウェブと、主桁１０のフランジ又はスキンプレート１４に固定したり、主桁１０のウェブとフランジと、スキンプレート１４とに固定したり、主桁１０の各フランジに補強リブ４の両端を溶接等により固定することでもよい。
【００５１】
前記端板９の外側面には、必要に応じ、止水溝が形成されて、その止水溝に、水膨張性止水材等の止水材等が設置されて、地山側からの土水圧が作用する場合の止水作用が図られる。
【００５２】
さらに、図１〜図４の実施形態を参照して説明する。
【００５３】
図１〜図４には、本発明の一実施形態のセグメントの継手構造が示されている。
【００５４】
図１（ｂ）及び図３に示す形態では、トンネル軸方向に間隔をおいて平行に配置され、トンネル周方向に延長するように伸びる一対の主桁１０と、トンネル周方向両端に配置され、各主桁１０に溶接により固定された端板９と、トンネル地山側に配置され主桁１０及び端板９に周縁部が溶接により固定されたスキンプレート１４とにより鋼殻１１が構成されている。
【００５５】
前記各端板９に間隔をおいて略平行に配置された補強リブ４の両端部は主桁１０に溶接により固定されている。補強リブ４の高さは、鋼殻１１内に納まるようにされている。前記の鋼殻１１における補強リブ４間において、トンネル周方向に間隔をおいて補強リブ４と平行に縦リブ１２が主桁１０に渡って配置されて溶接により固定されている。図示の形態では、補強リブ４及び縦リブ１２ともトンネル半径方向に位置するように配置されている。
【００５６】
前記補強リブ４には貫通孔１３が予め設けられており、そのような補強リブ４を主桁１０に溶接により固定している。前記の貫通孔１３を設けることによりアンカー部材３を貫通して配置可能にされ、補強リブ４の設置後の鋼殻１１に対して、継手部材２におけるアンカー部材３の配置固定を可能にし、端板９、補強リブ４等のセグメント構成部材の加工精度に依存せず、また、セグメントの寸法精度に悪影響を与えることなく継手部材２を取り付けることを可能にしている。前記の貫通孔１３の大きさは、アンカー部材３の断面外径寸法を考慮した設計により設定される。
【００５７】
継手部材２のアンカー部材３及び連結部材５を端板９の外側から端板９に通すようにして配置可能なように、トンネル周方向に貫通する孔又は溝等による開口部１５が端板９に設けられている。
【００５８】
継手部材２を設置する場合には、適宜、ナット等の雌ねじ部材１６をアンカー部材３の基端側に装着してセットしておき、その状態で継手部材２のアンカー部材３側を、端板９のトンネル周方向の前面側から開口部１５に挿入すると共に、補強リブ４の貫通孔１３に挿入して補強リブ４の背面側にアンカー部材３の先端側を位置させる。
【００５９】
そして、アンカー部材３の先端側に雌ねじ部材１６を装着し、継手部材２を所定の姿勢に作業員により又は保持冶具（図示を省略）を用いて適宜保持した状態で、セグメント本体に対して前記継手部材位置を調整して、補強リブ４の前面及び背面側の表裏両側の各雌ねじ部材１６を接近するように回転させる。
【００６０】
この場合に、前面側の雌ねじ部材１６を補強リブ４の前面側に当接した状態で、背面側の雌ねじ部材１６を補強リブ４の背面側に圧着させ、補強リブ４をその表裏両側の雌ねじ部材１６により把持するように締め込んで、継手部材２におけるアンカー部材３を固定することで、継手部材２を補強リブ４に固定する。又は、前記補強リブ４の背面側の雌ねじ部材１６を補強リブ４の背面側に当接した状態で、前面側の雌ねじ部材１６を、補強リブ４の前面側に圧着固定することで、継手部材２を、端板９に固定しないで、これに隣接する補強リブ４に固定するようにする。
【００６１】
また、例えば、図１（ｄ）に示すように、アンカー部材３が、回動工具係合部を有する頭部を備えたボルト３ａである場合には、ボルト３ａの軸部を、補強リブ４の背面側から貫通孔１３に挿入するようにして配置すると共に雌ねじ部材１６をボルト３ａの軸部に装着し、連結部材５の雌ねじ孔２０にボルト３ａの先端部をねじ込み一体化すると共に、適宜、ナット（ロックナット）４０（図１（ｅ）に示すように、アンカー部材３に予め装着したナット４０を連結部材５に圧着）又は溶接或は接着剤等により、ボルト３ａの連結部材５に対する緩みを防止した状態とし、連結部材５の姿勢を、適宜、保持した状態で、雌ねじ部材１６を補強リブ４の前面側に接近するように回転して、ボルト３ａの頭部と雌ねじ部材１６とにより、補強リブ４を圧着することで、継手部材２を所定の位置に設置する。
【００６２】
また、適宜、頭部と補強リブ４との間、又は、補強リブ４と雌ねじ部材１６との間に、鋼板製の調整プレート又は調整プレートを兼ねて後記の補強プレート２１（図６ｂ）を介在させて、継手部材２のトンネル周方向等の位置調整を図って、設置する。補強リブ４の背面側に調整プレート又は補強プレート２１を介在させると、継手部材２をトンネル周方向のセグメント本体中央側に位置を変位するように調整することができる。
【００６３】
また、図１（ｃ）の変形形態として、図１８（ａ）に示すように、全ねじボルト等のアンカー部材３に予め装着したナット（ロックナット）４０を連結部材５に圧着させて緩みを防止した形態の継手部材２としてもよく、そのような継手部材２を図１（ａ）に示す形態と同様に設置した鋼製セグメントとしたり、コンクリートを中詰めして、コンクリート中詰め鋼製セグメントとしてもよい。また、図１（ｂ）に示すアンカー部材３を連結部材５にねじ込みと共に溶接する形態の変形形態として、図１８（ｂ）に示すように、ボルト等のアンカー部材３に予め装着したナット（ロックナット）４０を連結部材５に圧着させて緩みを防止可能な形態の継手部材２としてもよく、そのような継手部材２を図１（ｂ）に示す形態と同様に設置して鋼製セグメントとしたり、さらにコンクリートを中詰めして、コンクリート中詰め鋼製セグメントとしてもよい。
【００６４】
前記の端板９に設ける開口部１５は、継手部材２をトンネル半径方向及びトンネル軸方向並びにトンネル周方向の位置調整するため、連結部材５より、トンネル半径方向及びトンネル軸方向の寸法が大きい方が望ましいが、トンネル半径方向及びトンネル軸方向の寸法を略同じ寸法とし、トンネル周方向の位置調整を可能なようにしてもよい。図示を省略するが、連結部材５にアンカー部材３をねじ込んで固定する場合に、連結部材５に当接するようにアンカー部材３に装着したロックナットを用いて緩まないように固定してもよい。
【００６５】
前記のようにして、継手部材２を補強リブ４に固定した状態では、継手部材２における継手７に作用するトンネル周方向の引張荷重Ｔ（図１（ｂ）参照）は、継手７、連結部材５、アンカー部材３、雌ねじ部材１６を介して補強リブ４に伝達され、その補強リブ４から主桁１０に伝達される。
【００６６】
本発明の対象としているセグメント１は、図１（ｂ）及び図３に示すように、少なくとも主桁１０とスキンプレート１４と端板９とを備えた鋼製セグメント１でも、図１（ｂ）及び図２、３に示す状態から、適宜鉄筋（図示を省略した）を鋼殻１１内に配置して、図１（ｃ）に示すように、コンクリート１７が中詰めされたコンクリート中詰め鋼製セグメント１でも、いずれの形態でも適用可能な継手構造としている。
【００６７】
コンクリート中詰め鋼製セグメント１では、継手部材２に作用した引張荷重Ｔは、補強リブ４を介して主として主桁１０に伝達可能にされている。又は、主として主桁１０に伝達すると共に中詰めコンクリート１７等のセグメント本体に伝達可能にされている。この場合でも、端板９には、継手部材２から引張荷重は伝達されない。中詰めコンクリート１７が充填されている形態では、中詰めコンクリート１７と主桁１０との付着により補強リブ４から中詰めコンクリート１７を介して主桁１０にトンネル周方向の引張応力を伝達可能にされている。土水圧等により、トンネルにおけるセグメントリングを構成しているセグメントにトンネル周方向の圧縮力が作用する場合には、端板９からセグメント本体（鋼殻１１）に荷重は伝達される。
【００６８】
図３（ａ）に示すように、端板９に固定されることなく、補強リブ４に貫通配置されて固定される継手部材２は、雌継手７ｂを備えた継手部材２でもよく、図３（ｂ）に示すように雄継手７ａを備えた継手部材２であってもよい。いずれの場合も、セグメントにおけるトンネル周方向の端部に位置し、トンネル軸方向に延長する端板９には、継手を備えた継手部材２を、直接連結させないようにするために、端板９には、トンネル周方向に貫通した孔又は、トンネル半径方向の一端側に開口した凹部等の開口部１５を備えている。端板９に設けられる開口部１５と継手７との間に形成される隙間には、コーキング材（図示しない）等で止水処理を施して前記隙間を閉塞することで、地下水がトンネル内空に漏水することをさらに効果的に防止することが出来るため望ましい。
【００６９】
前記の開口部１５は、雄継手７ａを有する継手部材２であるか、雌継手７ｂを有する部材であるかによって、適宜設定される。図４には、図２に示す形態でトンネル周方向から見たセグメントの正面図が示されている。補強リブ４は、本実施形態において、平板状の鋼板から構成されているが、この他にもトンネル軸方向に直交する断面形状がＬ字状、Ｔ字状、Ｊ字状等に形成されていてもよいが、図示のように平板状であるほうが、安価であり、セグメントを安価に製作することができる。補強リブ４としては、鋼板等の鋼材を用いるのが安価で望ましい。
【００７０】
図３（a）に示すように、継手部材２における雌継手７ｂが、トンネル周方向の端部に雄継手挿入部を有する箱形断面形態である場合に、連結部材５は、雌継手７ｂに溶接により固定したり、一体に形成するようにしてもよく、その連結部材５に雌ねじ孔２０を設けて、連結部材５にアンカー部材３の雄ねじ部をねじ込んで、アンカー部材３を溶接等により固定してもよい。このような箱形断面形態の雌継手７ｂである場合には、連結部材５と一体に、鋳鉄材により、製作すると、安価に製作することができる。
【００７１】
端板９から挿通するように継手部材２を配置する場合に、例えば、継手部材２が雄継手７ａを備えた形態である場合を図示した図５を参照して説明する。図５（ａ）に示すように、端板９のトンネル軸方向の中間部に、トンネル軸方向に延びると共にトンネル半径方向の内空側に開口する開口部１５を設けるようにしてもよい。又は、図５（ｂ）に示すように、端板９のトンネル軸方向の中間部の両側に、間隔をおいて平行に、トンネル半径方向の内空側に開口する開口部１５を設けるようにしてもよい。或は、図５（ｃ）に示すように、端板９のトンネル軸方向の中間部の両側に、間隔をおいて平行に、トンネル周方向に開口する開口部１５を設けるようにしてもよい。継手部材２が雌継手を備えた形態でも、同様に端板９に開口部１５を形成するようにすればよい。図５における各図の下側がトンネル内空側になる。
【００７２】
図２に示すように、補強リブ４を、セグメントにおけるトンネル軸方向の両側の主桁１０に固定するようにしてもよく、少なくとも片側の主桁１０に固定される。主桁１０間にトンネル軸方向の中間の中主桁がある場合には、中主桁を主桁とみなして、中主桁に固定するようにしてもよい。
【００７３】
図６（ａ）に示すように、継手部材２の形態としては、継手７を備えた連結部材５とアンカー部材３を一体成形する形態であってもよい。図６（ｂ）に示すように、連結部材５に雌ねじ孔２０を設けて、アンカー部材３の基端側の雄ねじ軸部２２をねじ込んで固定することでもよい。また、図６（ｂ）に示すように、補強リブ４に、矩形状或は円形等の外形でリング状のアンカー部材挿通孔を有する補強プレート２１を補強リブ４に重合するように配置し、アンカー部材３を補強リブ４と補強プレート２１に渡って貫通配置して雌ねじ部材１６により固定してもよい。なお、必要に応じ、接着剤を雌ねじ孔２０に充填した状態で、アンカー部材３の基端側の雄ねじ軸部２２をねじ込んで固定することでもよい。アンカー部材３は、図６（ｂ）に示す形態では、その長手方向の一部又は全体がねじ切り加工された棒状部材であり、補強リブ４に雌ねじ部材１６で固定されている。アンカー部材３の両端部に雄ねじ軸部を設けて、一方を補強リブ４側に、他方を連結部材５に固定する形態としてもよい。
【００７４】
図７に示すように、セグメント１における鋼殻１１内にコンクリート１７を充填する形態のコンクリート中詰め鋼製セグメント１とする場合には、アンカー部材３を固定している補強リブ４に、中詰めコンクリート１７に荷重を分担させるために、コンクリート１７に埋め込み固定される荷重伝達部材１９を補強リブ４に溶接Ｗにより固定させるように設けてもよい。また、図７に示すように、アンカー部材３を補強リブ４に、片側又は図示のように表裏両側から溶接Ｗにより固定するようにしてもよい。
【００７５】
前記の荷重伝達部材１９は、図７に示すように、例えば、鉄筋のような鋼製棒状部材から構成されており、トンネル周方向に延長されている。荷重伝達部材１９は、補強リブ４に対して、トンネル軸方向とトンネル径方向とに間隔を空けて複数配置されているが、その設けられる本数等について特段限定するものではないが設計により設定される。
【００７６】
前記の荷重伝達部材１９は、この他にも異形棒鋼のような鋼製棒状部材や、平鋼板又は突起付平鋼板のような鋼製板状部材から構成されていてもよい。荷重伝達部材１９の補強リブに対する固定形態としては、鉄筋等の棒状鋼材からなる荷重伝達部材１９を補強リブ４に貫通配置すると共にその基端部を湾曲させてフック部（図示を省略）を設けて補強リブ４に係止するように固定させる形態としてもよく、溶接により補強リブに固定してもよく（図示の形態）、荷重伝達部材１９に雄ねじ部を設け、ナット等の雌ねじ部材を荷重伝達部材１９にねじ込んで補強リブ４に表裏両側から雌ねじ部材で固定するようにしてもよい。この場合にロックナットを併用してもよい。
【００７７】
前記のような荷重伝達部材１９を設けることで、補強リブ４から荷重伝達部材１９を介して、中詰めコンクリート１７を含むセグメント本体に、継手部材２に作用する引張荷重を分散伝達させることができる。
【００７８】
荷重伝達部材１９を設ける場合には、例えば、補強リブ４に凹部又は貫通孔を設けて、荷重伝達部材１９の端部又は中間部を溶接、ナット等の固定手段により補強リブ４に固定し、その後、コンクリートを鋼殻１１内に充填して中詰めコンクリート１７を形成する。
【００７９】
図８及び図９に示すように、主桁１０のトンネル周方向から見た断面形態としては、断面溝形形態（断面Ｃ形形態）でもよく、継手７が嵌合する位置が、主桁１０における各フランジ２３とウェブ２４とにより形成される溝２５内に位置するように配置されて、補強リブ４に固定されることが望ましく、このようにすることで補強リブ４の剛性を高め、トンネル周方向の面外変形を小さくすることができる。
【００８０】
図１０及び図１１に示すように、補強リブ４は少なくとも一方の主桁１０に固定するようにしてもよい。補強リブ４は、トンネル軸方向の両側の主桁１０に固定されている必要はなく、トンネル軸方向の両側或は中主桁を設ける場合には、中主桁に固定するようにしてもよい。図１０及び図１１に示す形態では、補強リブ４は矩形平板状の鋼板が用いられ、補強リブ４の上部及び下部が、主桁１０における上部のフランジ２３と下部のフランジ２３に溶接により固定されている。前記のように、補強リブ４を主桁１０の溝内に納まるようにすると、補強リブ４を安価に製作し固定することができるため、安価な鋼殻１１とすることができる。この形態では、主桁１０における上部のフランジ２３に渡ってスキンプレート１４が配置されて溶接により固定されている。
【００８１】
図１０及び図１１に示す形態においても、図１２に示すように、鋼殻１１内に適宜配筋し（図示を省略した）、鋼殻１１内にコンクリート１７を充填して中詰めコンクリート１７を形成するようにしてもよい。図８〜図１１の形態において、継手７が嵌合する位置が、トンネル周方向から主桁１０の断面形態を見た場合に、主桁１０におけるウェブ２４と上下のフランジ２３とにより形成されるほぼ矩形の溝内に、位置するように配置されていると、補強リブ４が主桁１０のフランジ２３により、補強リブ４の曲げ剛性が高められること、補強リブ４から主桁１０までの距離が短いことから、継手部材２に作用する引張応力を、補強リブ４を介して主桁１０に効率よく伝達することができるので、望ましい。補強リブ４を主桁１０のウェブ２４にも固定するようにしてもよい。
【００８２】
図１３及び図１４に示すように、トンネル地山側にフランジ２３を有する断面Ｌ形の主桁１０を備えた鋼殻１１とし、主桁１０のフランジ２３及び端板９に、スキンプレート１４を溶接により固定してもよい。
【００８３】
また、図１５及び図１６に示すように、トンネル内空側にフランジ２３を備えた断面Ｌ形の主桁１０を用い、主桁１０のウェブ２４及び端板９に、スキンプレート１４を溶接により固定してもよい。これらのいずれの形態でも、継手部材２と、端板９との関係は、前記各実施形態と同様である。これらの形態において、継手７が嵌合する位置が、トンネル周方向から主桁１０の断面形態を見た場合に、主桁１０におけるウェブ２４とフランジ２３とにより形成されるほぼ三角形の溝内に配置されていると、補強リブ４が主桁１０のウェブ２４及びフランジ２３により、補強リブ４の曲げ剛性が高められること、補強リブ４から主桁１０までの距離が短いことから、継手部材２に作用する引張応力を、補強リブ４を介して主桁１０に効率よく伝達することができるので、望ましい。このような形態では、補強リブ４の少なくとも２辺（両側辺）は、主桁１０のフランジ２３又はウェブ２４に溶接により固定され、必要に応じ、スキンプレート１４にも溶接により固定される。
【００８４】
主桁１０の断面形態としては、断面溝形、断面Ｉ形（断面Ｈ形を含む）、断面Ｔ形等の形態としてもよい。
【００８５】
なお、スキンプレート１４に対して、補強リブ４を溶接により固定する場合には、トンネル半径方向に補強リブ４の一部又は全部のせいを高くして、スキンプレート１４に溶接により固定するようにしてもよい。
【００８６】
図１７に示すように、主桁１０の断面形態として、フランジ幅を広くしたＩ形断面の形態としてもよい。この場合に、補強リブ４は、図示のように、主桁１０間に渡って配置されていてもよく、各主桁１０にそれぞれ設置するようにしてもよい。スキンプレート１４は、主桁１０における上部のフランジ２３に渡って配置されて、溶接により固定されている。このような形態では、補強リブ４の少なくとも２辺（両側辺）は、主桁１０のフランジ２３又はウェブ２４に溶接により固定され、必要に応じ、スキンプレート１４にも溶接により固定される。
【００８７】
次に、前記のようなセグメントを組み立てる場合の方法について図１、２を参照して簡単に説明する。
【００８８】
図２に示すように、トンネル軸方向に間隔をおいて平行に少なくとも一対の主桁１０とスキンプレート１４とトンネル周方向の両端部に端板９とを溶接により備えた鋼殻１１を製作する。前記の鋼殻１１に補強リブ４及び縦リブ１２を溶接により主桁１０及び必要に応じスキンプレート１４に溶接により固定する。
【００８９】
前記の鋼殻１１とは、別個に、継手７を備えた連結部材５とアンカー部材３とから成る継手部材２を製作し、その継手部材２における端板寄りに位置する連結部材５を端板９に固定されることなく分離された状態で端板寄りに配置し、かつ、アンカー部材３における端板９と反対側の端部を、端板９と略平行に隣接してセグメント本体に固定される補強リブ４に貫通配置した後、アンカー部材３を補強リブ４に溶接又は雌ねじ部材１６により固定して鋼製セグメント１を組立てる。連結部材５とボルト３ａからなるアンカー部材３を分離した状態の継手部材２から鋼殻に組み込む場合には、アンカー部材３における端板９と反対側の端部を、端板９と略平行に隣接してセグメント本体に固定される補強リブ４にその背面側から貫通配置し、アンカー部材３の先端部を連結部材５にねじ込み、又はねじ込んで溶接又はナット４０を連結部材５に圧着して連結した後、アンカー部材３を補強リブ４に溶接又は雌ねじ部材１６により固定して鋼製セグメント１を組立てる。
【００９０】
前記のような鋼製セグメント１に対して、コンクリートを中詰めする必要のある場合には、鋼殻１１内に鉄筋等を配置し適宜固着した後、鋼殻１１内に前記の鉄筋を埋め込むようにコンクリートを充填して、コンクリート中詰め鋼製セグメント１を構築するようにすればよい。
【００９１】
なお、アンカー部材３を補強リブ４に、補強リブ４の表裏両側に配置の２つ雌ねじ部材１６により固定する場合には、予め一つの雌ねじ部材１６をアンカー部材３に装着した状態で、補強リブ４にアンカー部材３の先端部を貫通配置しておく。また、ロックナットを併用する場合には、予め２つの雌ねじ部材１６をアンカー部材３に装着した状態で、補強リブ４にアンカー部材３の先端部を貫通配置し、また、補強リブ４の背面側において、アンカー部材３に２つの雌ねじ部材１６を装着して、補強リブ４から遠い側の各雌ねじ部材をロックナットとすることで締め込んで、継手部材２を確実に固定するようにすればよい。
【００９２】
前記実施形態では、トンネル軸方向の両端部にトンネル周方向に伸びる主桁を有する形態を示したが、本発明を実施する場合に、主桁が３本以上の形態のセグメントに適用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１ セグメント
２ 継手部材
３ アンカー部材
３ａ ボルト
４ 補強リブ
５ 連結部材
６ セグメント本体
７ 継手
７ａ 雄継手
７ｂ 雌継手
９ 端板
１０ 主桁
１１ 鋼殻
１２ 縦リブ
１３ 貫通孔
１４ スキンプレート
１５ 開口部
１６ 雌ねじ部材
１７ コンクリート（中詰めコンクリート）
１８ 主桁板
１９ 荷重伝達部材
２０ 雌ねじ孔
２１ 補強プレート
２３ フランジ
２４ ウェブ
２５ 溝
３０ 主桁部材
３２ 中詰めコンクリート
３３ 縦リブ
３４ 断面Ｕ字状部材
３５ コンクリート中詰鋼製セグメント
３６ ボルト
３７ 継手板
３８ 連結部材
３９ 補強板
４０ ナット（ロックナット）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド工法等によりトンネル等を構築する場合に使用されるセグメントの継手構造及びセグメント並びにセグメントの組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セグメントの継手構造としては、次の（１）、（２）のような技術が知られている。
【０００３】
（１）例えば、主桁部材と継手面部材とスキンプレートとそれらに囲まれた空間に充填されたコンクリート部を備えるセグメントの継手構造で、継手部材が、継手面部材と並行に配置されるリブ部材の切欠部と継手面部材とに架け渡されて前記コンクリート部に埋設される定着部を有する継手部材を設置した形態のセグメントが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
（２）また、図１９に示すように、主桁部材３０と、継手板３７からなる継手面部材と、スキンプレートと、充填された中詰めコンクリート３２を備えるセグメントにおいて、継手板３７と略平行に配置され、荷重伝達部材１９が固定された縦リブ３３を有し、継手板３７と縦リブ３３は、縦リブ３３に溶接Ｗにより固定された断面Ｕ字状部材３４で接続されているコンクリート中詰鋼製セグメント３５も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１２４９５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６８７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記（１）の場合には、継手部材からセグメント本体への荷重伝達はコンクリートに依存している形態となる。前記のように、継手部材からセグメント本体への荷重伝達を、コストのかかる厳格な充填管理を要するコンクリートに依存しており、製作コストが高くなるという問題がある。
また、継手位置を固定するために継手部材を継手面部材あるいはリブ部材に溶接する場合には、継手部材の材料として溶接可能な炭素鋼を使用する必要があり、確実な溶接ができない鋳鉄材あるいは熱処理された高強度鋼材を使用することができないという制約がある。そのため、高強度な継手構造が必要な場合、継手構造をコンパクト化することができず、経済性が悪化するという問題がある。また、継手部材に鋳鉄材あるいは熱処理された高強度鋼材を使用する場合には、コンクリート打設前に継手部材固定冶具を組み込んだ剛性の高い型枠を取り付け、コンクリート硬化後に型枠を取り外す必要があり、冶具コスト、作業コストが高くなるという問題がある。
【０００７】
前記（２）の場合には、ボルト３６及び継手板３７からなる継手部材に発生する引張力を伝達する連結部材３８の継手板３７への固定において、継手部材の配置精度およびセグメントの寸法精度を確保するために、固定に伴う部材変形を考慮した加工が必要となり、セグメントの製作管理が煩雑となり、製作コストが高くなるという問題がある。例えば、（２）の場合には、連結部材３８を継手板３７に固定する必要があるが、鋼製セグメントは溶接により鋼殻を組立てられるために継手板３７が変形する場合があり、継手板３７の加工精度を確保することが難しいという問題がある。
また、前記（２）の技術の場合には、継手板３７と縦リブ３３との間に、連結部材３８を配置して縦リブ３３に溶接により固定する形態であるため、継手板３７の板厚精度、縦リブ３３の配置精度等を考慮して連結部材３８を加工する必要があるので、加工難度が高いという問題がある。また、連結部材３８は、トンネル周方向の位置調整代がない分、高い製作精度を要求される。また、前記（２）の場合には、鋼殻１１内にコンクリート１７が充填されて、継手板に作用する引張荷重等を、コンクリート１７に埋め込まれている縦リブ３３やこれに固定された荷重伝達部材１９に伝達し、縦リブ３３や荷重伝達部材１９が及ぶ範囲にあるコンクリートや鋼殻の一部で負担して分散させる構造となっているために、継手板３７を補強板３９で補強する必要があるという問題もあった。また、連結部材の材料には、溶接が可能な炭素鋼を使用する必要があり、鋳鉄材あるいは熱処理された高強度鋼材を使用して、継手構造をコンパクト化できないという制約があった。
【０００８】
そこで、本発明では、継手部材からセグメント本体（鋼殻）へ確実に荷重伝達できるセグメントの継手構造で、安価なセグメントの継手構造で、しかも、継手部材の配置精度およびセグメントの寸法精度を容易に確保でき、さらに、継手部材の材料に鋳鉄材あるいは熱処理された高強度鋼材を使用することで容易かつコンパクトに高強度化することができるセグメントの継手構造及びそのような継手構造を備えたセグメント及びその組立方法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】
第１発明のセグメントの継手構造においては、主桁とスキンプレートとトンネル周方向の端部に端板とを備えたセグメントの継手構造であって、継手を備えた連結部材とアンカー部材とから成る継手部材における前記端板寄りに位置する前記連結部材が、開口部が設けられた前記端板に固定されておらず、かつ、前記アンカー部材が、前記端板と略平行に隣接してセグメント本体に固定された補強リブに貫通配置されて、前記セグメント本体に対して前記継手部材位置を調整して前記補強リブに固定されていることを特徴とする。
【００１０】
第２発明では、第１発明のセグメントの継手構造において、前記アンカー部材は、その長手方向の一部又は全体がねじ切り加工された棒状部材であり、前記補強リブに雌ねじ部材で固定されていることを特徴とする。
【００１１】
第３発明では、第１発明又は第２発明のセグメントの継手構造において、前記アンカー部材に、熱処理された高強度鋼材が用いられていることを特徴とする。
【００１２】
第４発明では、第１発明〜第３発明のいずれかのセグメントの継手構造において、前記連結部材に、鋳鉄材あるいは熱処理された高強度鋼材が用いられていることを特徴とする。
【００１３】
第５発明では、第１発明〜第４発明のいずれかのセグメントの継手構造において、複数の主桁を備えたセグメントである場合に、前記補強リブが少なくとも一方の主桁に固定されていることを特徴とする。
【００１４】
第６発明では、第１発明〜第５発明のいずれかのセグメントの継手構造において、前記補強リブの一部に補強プレートが配置され、その補強プレートが配置された部分の補強リブにアンカー部材が固定されていることを特徴とする。
【００１５】
第７発明では、第１発明〜第６発明のいずれかのセグメントの継手構造において、セグメントにおける鋼殻内にコンクリートが中詰めされていることを特徴とする。
【００１６】
第８発明では、第７発明のセグメントの継手構造において、補強リブに、コンクリートに埋め込まれる荷重伝達部材が固定されていることを特徴とする。
【００１７】
第９発明では、第１発明〜第８発明のいずれかのセグメントの継手構造において、主桁の断面形態が、断面Ｉ形、断面溝形、断面Ｌ形のいずれかの断面形態とされ、前記補強リブの少なくとも２辺が前記主桁に固定されていることを特徴とする。
【００１８】
第１０発明のセグメントにおいては、第１発明〜第９発明のいずれかのセグメントの継手構造を備えていることを特徴とする。
【００１９】
第１１発明のセグメントの組立方法においては、第１発明〜第９発明のいずれかのセグメントの継手構造を備えたセグメントとするためのセグメントの組立方法であって、主桁とスキンプレートとトンネル周方向の端部に端板とを備えた鋼殻で前記端板に開口部を備えた鋼殻を製作すると共に、前記鋼殻とは別個に、継手を備えた連結部材とアンカー部材とから成る継手部材を製作し、その継手部材における前記端板寄りに位置する連結部材を端板に固定することなく、かつ、前記アンカー部材を、端板と略平行に隣接してセグメント本体に固定された補強リブに貫通配置した後、前記セグメント本体に対して前記継手部材位置を調整してアンカー部材を補強リブに固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、主桁とスキンプレートとトンネル周方向の端部に端板とを備えたセグメントの継手構造であって、継手を備えた連結部材とアンカー部材とから成る継手部材における前記端板寄りに位置する前記連結部材が、開口部が設けられた前記端板に固定されておらず、かつ、前記アンカー部材が、前記端板と略平行に隣接してセグメント本体に固定された補強リブに貫通配置されて、前記セグメント本体に対して前記継手部材位置を調整して前記補強リブに固定されているので、継手部材のアンカー部材をセグメント本体に固定された補強リブに貫通、固定することで、継手部材の連結部材から伝達される引張力を確実にセグメント本体に伝達可能になる。その結果、引張荷重が作用する継手からセグメント本体に確実に荷重を伝達し、セグメントの所要の性能が確実に発揮されることになる。
【００２１】
しかも、継手部材の連結部材を端板に固定していないで、継手部材に備えたアンカー部材をセグメント本体に固定された補強リブに貫通させ、位置調整して固定することができることで、継手部材は、従来の継手板に対応した位置に配設されている端板、補強リブ等の他、セグメントの構成部材の加工精度に依存せずに配置することができ、また、セグメントの寸法精度に悪影響を与えることなく継手部材を容易に取り付け可能になっている。その結果、セグメントの製造コストを大幅に削減することが可能になる。
【００２２】
第２発明によると、前記アンカー部材は、その長手方向の一部又は全体がねじ切り加工された棒状部材であり、前記補強リブに雌ねじ部材で固定されていると、アンカー部材を容易に機械的に縦リブに固定することができる等の効果が得られる。
【００２３】
第３発明によると、第１、第２発明によりアンカー部材と縦リブとを溶接によらず機械的に固定することができることにより、前記アンカー部材に、熱処理された高強度鋼材が用いることができるので、継手部材からアンカー部材を介してセグメント本体に大きな荷重を伝達することができる等の効果が得られる。
【００２４】
第４発明によると、連結部材に鋳鉄材あるいは熱処理された高強度鋼材が用いられていることにより、コンパクトな構造で大きな継手荷重に対応することができる等の効果が得られる。
【００２５】
第５発明によると、複数の主桁を備えたセグメントである場合に、前記補強リブが少なくとも一方の主桁に固定されていると、継手部材からの引張荷重を補強リブを介して主桁に伝達することができ、また、補強リブと主桁を互いに補強することもでき、継手部材におけるアンカー部材からの大きな引張荷重を補強リブを介して主桁に伝達することができる等の効果が得られる。
【００２６】
第６発明によると、前記補強リブの一部に補強プレートが配置され、その補強プレートが配置された部分の補強リブにアンカー部材が固定されているので、補強プレートにより縦リブを補強して、縦リブの局部変形を防止してセグメント本体に大きな荷重を高い剛性で伝達することができ、しかもアンカー部材を強固に縦リブに固定することができる等の効果が得られる。
【００２７】
第７発明によると、セグメントにおける鋼殻内にコンクリートが中詰めされているので、鋼殻の防錆及びセグメントの耐火性能を向上させることができ、また、継手部材の防錆を図ることができ、また、補強リブから主桁への荷重の伝達ばかりでなく、コンクリートから主桁に荷重を伝達することができる等の効果が得られる。
【００２８】
第８発明によると、補強リブに、コンクリートに埋め込まれる荷重伝達部材が固定されているので、補強リブから主桁への荷重の伝達、コンクリートから主桁への荷重の伝達に加え、補強リブから荷重伝達部材を介して中詰めコンクリートにも荷重を伝達することができ、継手部材からの引張荷重をセグメント本体に広く分散伝達することができる等の効果が得られる。
【００２９】
第９発明によると、主桁の断面形態が、断面Ｉ形、断面溝形、断面Ｌ形のいずれかの断面形態とされ、前記補強リブの少なくとも２辺が前記主桁に固定されているので、簡単な断面形態の主桁を利用して、継手部材におけるアンカー部材を固定した補強リブの面外変形が強固に抑制されるので、主桁に引張荷重を確実に伝達することができるセグメントとすることができる等の効果が得られる。
【００３０】
第１０発明によると、第１発明〜第８発明のいずれかのセグメントの継手構造を備えているセグメントとされているので、第１発明〜第８発明のセグメントの継手構造による効果を発揮することができ、あらかじめ確保したセグメントの寸法精度に悪影響を与えることなく、かつ配置精度を確保した継手部材を容易に取り付け可能で、しかも安価なセグメントとすることができる等の効果が得られる。
【００３１】
第１１発明のセグメントの組立方法によると、第１発明〜第８発明のいずれかのセグメントの継手構造を備えたセグメントとするためのセグメントの組立方法であって、主桁とスキンプレートとトンネル周方向の端部に端板とを備えた鋼殻で前記端板に開口部を備えた鋼殻を製作すると共に、前記鋼殻とは別個に、継手を備えた連結部材とアンカー部材とから成る継手部材を製作し、その継手部材における前記端板寄りに位置する連結部材を端板に固定することなく、かつ、前記アンカー部材を、端板と略平行に隣接してセグメント本体に固定された補強リブに貫通配置した後、前記セグメント本体に対して前記継手部材位置を調整してアンカー部材を補強リブに固定するので、継手部材を端板に取り付けることなく、継手部材におけるアンカー部材を補強リブに貫通配置した状態で固定することができ、あらかじめ確保したセグメント本体の寸法精度に悪影響を与えることなく継手部材における連結部材を端板に固定することなく分離した状態で、継手部材の配置精度を確保しつつアンカー部材を補強リブに取り付けたセグメントを、容易かつ安価に製作することができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）は本発明のセグメントの継手構造を構築すべくアンカー部材を有する継手部材をセグメント本体（鋼殻）に組み込んでいる状態を示すトンネル内空側から見たトンネル軸方向一端側の一部横断底面図、（ｂ）は（ａ）の状態からアンカー部材を有する継手部材をセグメント本体（鋼殻）に組み込んだ状態を示すトンネル内空側から見たトンネル軸方向一端側のセグメントの横断底面図で、図２の左下の矢印Ａ方向から見たトンネル軸方向片側の横断底面図、（ｃ）は（ａ）の状態から鋼殻内にコンクリートを充填した形態を示す図、（ｄ）は頭部を有するボルトからなるアンカー部材とし、そのようなアンカー部材を有する継手部材をセグメント本体（鋼殻）に組み込んだ状態を示すトンネル内空側から見たトンネル軸方向一端側のセグメントの横断底面図で、図２の左下の矢印Ａ方向から見たトンネル軸方向片側の横断底面図、（ｅ）はアンカー部材を連結部材にねじ込んだ後にロックナットを締め込んでアンカー部材と連結部材との連結部の緩み止めを図るようにした形態を示すトンネル内空側から見たトンネル軸方向一端側のセグメントの横断底面図である。
【図２】図１（ｂ）に示すセグメントの継手構造を備えた鋼製セグメントの第１例を示す斜視図である。
【図３】図１に示すセグメントの一端側の雄継手形態と組み合わせる前記セグメントのトンネル軸方向他端側の継手構造とする場合において、（ａ）は他端側を雌継手とする場合、（ｂ）は雄継手とする場合のセグメントの継手構造を示すセグメントの横断底面図である。
【図４】図２に示す形態のセグメントの正面図で、矢印Ｂ方向から見た正面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、端板に継手部材を配置するための開口部の形態を示すトンネル周方向から見た概略正面図である。
【図６】（ａ）はアンカー部材を補強リブに対して固定する場合の形態を説明するための説明図、（ｂ）はアンカー部材を補強リブに固定する場合に、補強リブに補強プレートを配置して、アンカー部材を補強プレートと共に補強リブに固定した状態を示す断面図である。
【図７】補強リブにコンクリートに埋め込み固定される荷重伝達部材を固定した形態を示すトンネル内空側から見たセグメントのトンネル軸方向一端側の横断底面図である。
【図８】主桁断面形態が溝形断面とされ、溝形断面の主桁に渡って補強リブが固定されている形態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断正面図である。
【図９】図８に示す形態の略断面溝形（Ｃ形）の主桁及びセグメントの継手構造を備えた本発明の第２例のセグメントの斜視図である。
【図１０】補強リブが一方の主桁に固定した形態で、主桁におけるフランジに渡って補強リブが固定され、その補強リブに対して継手部材におけるアンカー部材が固定されている形態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断正面図である。
【図１１】図１０に示す形態の主桁と継手部材及び端板を取り出して示すものであって、主桁断面形態が溝形断面とされ、溝形断面の主桁におけるトンネル半径方向の両側のフランジに補強リブが固定されている形態を示すものであって、（ａ）は斜視図、（ｂ）はトンネル軸方向から見た断面図である。
【図１２】図９に示す形態の場合において、代表形態として鋼殻内側全体にコンクリートを充填して中詰めコンクリートを形成した第３例のセグメントの斜視図である。
【図１３】本発明のセグメントの継手構造を備え、主桁の断面を、地山側にフランジを備えた断面Ｌ形の形態とした代表形態を示すセグメントの斜視図である。
【図１４】図１３に示すセグメントの断面図で、トンネル周方向の端部の端板に隣接する補強リブの直前で切断した状態のトンネル周方向から見た場合の縦断正面図である。
【図１５】本発明のセグメントの継手構造を備え、主桁の断面を、トンネル内空側にフランジを備えた断面Ｌ形の形態とした代表形態を示すセグメントの斜視図である。
【図１６】（ａ）は図１５に示すトンネル周方向視のセグメントの正面図、（ｂ）はトンネル周方向の端部の端板に隣接する補強リブの直前で切断した状態のトンネル周方向から見た縦断正面図である。
【図１７】（ａ）は主桁の断面を、断面Ｉ形又は断面Ｈ形の形態としたトンネル周方向から見たセグメントの正面図、（ｂ）は端板に隣接する補強リブの直前で切断した場合のトンネル周方向から見た場合の縦断正面図である。
【図１８】本発明のセグメントの継手構造を示し、（ａ）は、図１（ｃ）の変形形態を示す図で、アンカー部材を有する継手部材をセグメント本体（鋼殻）に組み込むと共に鋼殻内にコンクリートを充填した状態を示すトンネル内空側から見たトンネル軸方向一端側のセグメントの横断底面図、（ｂ）は、図１（ｂ）の変形形態を示す図で、アンカー部材を有する継手部材をセグメント本体（鋼殻）に組み込んだ状態を示すトンネル内空側から見たトンネル軸方向一端側のセグメントの横断底面図である。
【図１９】従来公知のセグメントの継手構造を示す横断底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
先ず、本発明の基本的な構造について、図１を参照して説明する。
【００３４】
本発明のセグメントの継手構造では、継手７を有する連結部材５を備え、その連結部材５に直列に一体化されているアンカー部材３を備えた継手部材２を用いている。前記継手部材２における連結部材５は、セグメント１におけるトンネル周方向の両端部に配置される端板９に固定されておらず、分離させた状態で設置されている。
【００３５】
前記連結部材５が端板９に固定されないで分離された状態で配置されていることが、本発明では、重要な第１の構成である。前記第１の構成に加えて、本発明の重要な第２の構成としては、前記端板９に間隔をおいて略平行に設けられる補強リブ４に、貫通孔１３を設けて、継手部材２におけるアンカー部材３を補強リブ４に貫通配置して固定している点である。
【００３６】
本発明では、前記第１の構成と第２の構成とを同時に組み合わせて備えている点が重要な要素になっている。以下、前記第１の構成と第２の構成について、それぞれ説明する。本発明における前記端板９は、その両端部が主桁１０に固定されて鋼殻１１を構成している部品である。
【００３７】
前記第１の構成についてさらに説明する。本発明では、前記端板９に継手７又はこれを含む連結部材５を固定していないため、継手７からのトンネル周方向の引張応力を伝達する従来の継手板としての機能は期待してはいない。
【００３８】
継手７としては、図１に示すように、雄継手７（７ａ）でもよく、図３にトンネル軸方向の反対側の横断底面図を示すように、雌継手７（７ｂ）でもよく、セグメント１におけるトンネル周方向の一端部の幅方向の両側に雄継手７（７ａ）のみを備えた形態でも、雌継手７（７ｂ）のみを備えた形態でもよく、雄継手７（７ａ）と雌継手７（７ｂ）の両方を備えた形態でもよい。
【００３９】
前記継手部材２におけるアンカー部材３としては、例えば、高強度鋼の鋼材を用いる。高強度鋼の鋼材としては、鉄筋又は棒鋼をさらに熱処理されて高強度とされた棒状鋼材又は高力ボルトを用いてもよい。前記の高強度鋼としては、例えば、焼き入れ、焼き戻し等の熱処理によって高強度化を図った機械構造用炭素鋼鋼材あるいは機械構造用合金鋼鋼材あるいは焼入性を保証した構造用鋼鋼材を用いることもできる。また、高強度の鋼材としては、例えば、ＰＣ鋼棒等の鋼材を用いてもよい。
【００４０】
従来の継手板の場合は、継手板にボルト孔又は継手を固定することで、トンネル周方向に隣り合うセグメント相互を連結する継手板とし、セグメントに土水圧が作用した場合に、トンネル周方向の引張力を、継手板を介して主桁等に伝達させるように機能させている。他方、本発明では、そのような引張力を主桁１０に伝達させる機能を端板９には、期待していない。そのため、連結部材５の周側面と端板９とは、トンネル周方向に干渉しないように分離されている。連結部材５と端板９は僅かに離れて分離した状態又は単に接触した状態で、トンネル周方向の引張応力の伝達が起こらないように配置されている。
【００４１】
連結部材５は、継手７を含む部材で、アンカー部材３を連結又は一体に設けるための部材である。端板９は、トンネル周方向の圧縮力を伝達するため、及び必要に応じ、弾性材料等の止水材を設置するために溝（図示を省略した）を形成するための部材である。前記の連結部材５としては、例えば、球状黒鉛鋳鉄（ダクタイル鋳鉄）等の鋳鉄材、或は熱処理された高強度鋼材を用い、前記の高強度鋼材としては、前記の継手部材２におけるアンカー部材３と同様な材質の材料を用いることでもよい。
【００４２】
次に、前記第２の構成についてさらに説明する。端板９に間隔をおいて略平行に設けられる補強リブ４に、貫通孔１３を設けて、継手部材２におけるアンカー部材３を補強リブ４に貫通配置して固定するために、継手部材２を位置調整及び姿勢調整してから、アンカー部材３を補強リブ４に対して固定している。
【００４３】
継手部材２におけるアンカー部材３を補強リブ４に固定する場合には、セグメント本体（鋼殻１１）に冶具（図示を省略）を用いて所定の姿勢に保持した状態で固定させるのが望ましい。アンカー部材３の固定形態としては、雌ねじ部材によっても、溶接によっても、雌ねじ部材と溶接とを併用する形態でもよい。
【００４４】
継手部材２の連結部材５をセグメント１における端板９に固定せず、かつ継手部材２のアンカー部材３をセグメント本体６における鋼殻１１に固定された補強リブ４に貫通配置して、固定することで、継手部材２の連結部材５から伝達される引張力を、確実に補強リブ４を介してセグメント本体６に伝達する構造となっている。
【００４５】
前記継手部材２は、先端に継手７を備え、前記継手７に一体又は固定されている連結部材５には、アンカー部材３を、例えば、ねじ込み固定等により設けており、アンカー部材３の先端部は、補強リブ４に貫通するように配置されて、アンカー部材３は補強リブ４に固定されている。
【００４６】
また、継手部材２の連結部材５を、セグメント１における端板９に固定することなく分離し、さらに前記連結部材５に固定されたアンカー部材３を、セグメント本体６に固定された補強リブ４に貫通して固定している。このようにすることで、セグメント１における端板９、補強リブ等の構成部材の加工精度及びそれらが組み立てられた精度に依存せず、また、組み立てられたセグメントの寸法精度に悪影響を与えることなく、確実に配置精度を確保した状態で、継手部材２をセグメント本体６（鋼殻１１）に取り付けることが可能となっている。
【００４７】
例えば、前記アンカー部材３の一部又は全体が、ねじ切り加工された棒状部材とされ、アンカー部材３の基端側を連結部材５の雌ねじ孔２０にねじ込みにより固定したり、ねじ込んで溶接により固定したり、溶接により固定したり、又はアンカー部材３に装着したロックナット等を連結部材５に圧着するように装着することで緩まないように固定する。そして、前記連結部材５の先端部（他端部）を、端板９に間隔をおいて隣接している補強リブ４に貫通配置し、その補強リブ４にナット等の雌ねじ部材１６で固定することで、継手部材２の位置調整がさらに容易になる構造としてもよい。前記の連結部材５は、継手７と一体に連設された形態であるのが、経済的でよい。
【００４８】
本発明では、補強リブ４は、セグメント１におけるトンネル軸方向の両側部の主桁１０間に渡る長尺の縦リブでもよく、一方の主桁１０に固定される短尺の補強リブでもよい。補強リブ４は、トンネル半径方向に伸びる平板状の部材であると経済的である。
【００４９】
また、補強リブ４は、主桁間に設置される場合には、主桁１０がトンネル半径方向の高さ（梁せい）を有すると共にトンネル周方向に伸びる一枚の帯状の主桁板１８からなる場合には、例えば、その主桁板１８に固定する。また、主桁１０がウェブ又はフランジを有する断面溝形、断面Ｌ形、断面Ｉ形等の形態では、主桁１０のウェブに固定したり、主桁１０のウェブとフランジに固定したり、主桁１０のウェブと、スキンプレート１４に固定したり、主桁１０における一方のフランジと他方のフランジに固定したり、主桁１０のウェブとフランジと、スキンプレート１４とに固定したり、主桁１０における一方のフランジと他方のフランジと、スキンプレート１４とに固定する形態でもよい。このように補強リブ４は、その少なくとも２辺を、各主桁１０に固定したり、少なくとも２辺を、一つの主桁１０又は主桁１０とスキンプレート１４に固定することで、補強リブ４の剛性を効果的に向上させて、継手７からアンカー部材３を介して補強リブ４に伝達される荷重を主桁１０に確実に伝達することができる。補強リブ４における３辺以上を、各主桁１０に固定したり、又は主桁１０とスキンプレート１４に固定するようにしてもよい。
【００５０】
また、補強リブ４をトンネル軸方向の一方の主桁１０に固定する場合には、主桁１０のウェブと、主桁１０のフランジ又はスキンプレート１４に固定したり、主桁１０のウェブとフランジと、スキンプレート１４とに固定したり、主桁１０の各フランジに補強リブ４の両端を溶接等により固定することでもよい。
【００５１】
前記端板９の外側面には、必要に応じ、止水溝が形成されて、その止水溝に、水膨張性止水材等の止水材等が設置されて、地山側からの土水圧が作用する場合の止水作用が図られる。
【００５２】
さらに、図１〜図４の実施形態を参照して説明する。
【００５３】
図１〜図４には、本発明の一実施形態のセグメントの継手構造が示されている。
【００５４】
図１（ｂ）及び図３に示す形態では、トンネル軸方向に間隔をおいて平行に配置され、トンネル周方向に延長するように伸びる一対の主桁１０と、トンネル周方向両端に配置され、各主桁１０に溶接により固定された端板９と、トンネル地山側に配置され主桁１０及び端板９に周縁部が溶接により固定されたスキンプレート１４とにより鋼殻１１が構成されている。
【００５５】
前記各端板９に間隔をおいて略平行に配置された補強リブ４の両端部は主桁１０に溶接により固定されている。補強リブ４の高さは、鋼殻１１内に納まるようにされている。前記の鋼殻１１における補強リブ４間において、トンネル周方向に間隔をおいて補強リブ４と平行に縦リブ１２が主桁１０に渡って配置されて溶接により固定されている。図示の形態では、補強リブ４及び縦リブ１２ともトンネル半径方向に位置するように配置されている。
【００５６】
前記補強リブ４には貫通孔１３が予め設けられており、そのような補強リブ４を主桁１０に溶接により固定している。前記の貫通孔１３を設けることによりアンカー部材３を貫通して配置可能にされ、補強リブ４の設置後の鋼殻１１に対して、継手部材２におけるアンカー部材３の配置固定を可能にし、端板９、補強リブ４等のセグメント構成部材の加工精度に依存せず、また、セグメントの寸法精度に悪影響を与えることなく継手部材２を取り付けることを可能にしている。前記の貫通孔１３の大きさは、アンカー部材３の断面外径寸法を考慮した設計により設定される。
【００５７】
継手部材２のアンカー部材３及び連結部材５を端板９の外側から端板９に通すようにして配置可能なように、トンネル周方向に貫通する孔又は溝等による開口部１５が端板９に設けられている。
【００５８】
継手部材２を設置する場合には、適宜、ナット等の雌ねじ部材１６をアンカー部材３の基端側に装着してセットしておき、その状態で継手部材２のアンカー部材３側を、端板９のトンネル周方向の前面側から開口部１５に挿入すると共に、補強リブ４の貫通孔１３に挿入して補強リブ４の背面側にアンカー部材３の先端側を位置させる。
【００５９】
そして、アンカー部材３の先端側に雌ねじ部材１６を装着し、継手部材２を所定の姿勢に作業員により又は保持冶具（図示を省略）を用いて適宜保持した状態で、セグメント本体に対して前記継手部材位置を調整して、補強リブ４の前面及び背面側の表裏両側の各雌ねじ部材１６を接近するように回転させる。
【００６０】
この場合に、前面側の雌ねじ部材１６を補強リブ４の前面側に当接した状態で、背面側の雌ねじ部材１６を補強リブ４の背面側に圧着させ、補強リブ４をその表裏両側の雌ねじ部材１６により把持するように締め込んで、継手部材２におけるアンカー部材３を固定することで、継手部材２を補強リブ４に固定する。又は、前記補強リブ４の背面側の雌ねじ部材１６を補強リブ４の背面側に当接した状態で、前面側の雌ねじ部材１６を、補強リブ４の前面側に圧着固定することで、継手部材２を、端板９に固定しないで、これに隣接する補強リブ４に固定するようにする。
【００６１】
また、例えば、図１（ｄ）に示すように、アンカー部材３が、回動工具係合部を有する頭部を備えたボルト３ａである場合には、ボルト３ａの軸部を、補強リブ４の背面側から貫通孔１３に挿入するようにして配置すると共に雌ねじ部材１６をボルト３ａの軸部に装着し、連結部材５の雌ねじ孔２０にボルト３ａの先端部をねじ込み一体化すると共に、適宜、ナット（ロックナット）４０（図１（ｅ）に示すように、アンカー部材３に予め装着したナット４０を連結部材５に圧着）又は溶接或は接着剤等により、ボルト３ａの連結部材５に対する緩みを防止した状態とし、連結部材５の姿勢を、適宜、保持した状態で、雌ねじ部材１６を補強リブ４の前面側に接近するように回転して、ボルト３ａの頭部と雌ねじ部材１６とにより、補強リブ４を圧着することで、継手部材２を所定の位置に設置する。
【００６２】
また、適宜、頭部と補強リブ４との間、又は、補強リブ４と雌ねじ部材１６との間に、鋼板製の調整プレート又は調整プレートを兼ねて後記の補強プレート２１（図６ｂ）を介在させて、継手部材２のトンネル周方向等の位置調整を図って、設置する。補強リブ４の背面側に調整プレート又は補強プレート２１を介在させると、継手部材２をトンネル周方向のセグメント本体中央側に位置を変位するように調整することができる。
【００６３】
また、図１（ｃ）の変形形態として、図１８（ａ）に示すように、全ねじボルト等のアンカー部材３に予め装着したナット（ロックナット）４０を連結部材５に圧着させて緩みを防止した形態の継手部材２としてもよく、そのような継手部材２を図１（ａ）に示す形態と同様に設置した鋼製セグメントとしたり、コンクリートを中詰めして、コンクリート中詰め鋼製セグメントとしてもよい。また、図１（ｂ）に示すアンカー部材３を連結部材５にねじ込みと共に溶接する形態の変形形態として、図１８（ｂ）に示すように、ボルト等のアンカー部材３に予め装着したナット（ロックナット）４０を連結部材５に圧着させて緩みを防止可能な形態の継手部材２としてもよく、そのような継手部材２を図１（ｂ）に示す形態と同様に設置して鋼製セグメントとしたり、さらにコンクリートを中詰めして、コンクリート中詰め鋼製セグメントとしてもよい。
【００６４】
前記の端板９に設ける開口部１５は、継手部材２をトンネル半径方向及びトンネル軸方向並びにトンネル周方向の位置調整するため、連結部材５より、トンネル半径方向及びトンネル軸方向の寸法が大きい方が望ましいが、トンネル半径方向及びトンネル軸方向の寸法を略同じ寸法とし、トンネル周方向の位置調整を可能なようにしてもよい。図示を省略するが、連結部材５にアンカー部材３をねじ込んで固定する場合に、連結部材５に当接するようにアンカー部材３に装着したロックナットを用いて緩まないように固定してもよい。
【００６５】
前記のようにして、継手部材２を補強リブ４に固定した状態では、継手部材２における継手７に作用するトンネル周方向の引張荷重Ｔ（図１（ｂ）参照）は、継手７、連結部材５、アンカー部材３、雌ねじ部材１６を介して補強リブ４に伝達され、その補強リブ４から主桁１０に伝達される。
【００６６】
本発明の対象としているセグメント１は、図１（ｂ）及び図３に示すように、少なくとも主桁１０とスキンプレート１４と端板９とを備えた鋼製セグメント１でも、図１（ｂ）及び図２、３に示す状態から、適宜鉄筋（図示を省略した）を鋼殻１１内に配置して、図１（ｃ）に示すように、コンクリート１７が中詰めされたコンクリート中詰め鋼製セグメント１でも、いずれの形態でも適用可能な継手構造としている。
【００６７】
コンクリート中詰め鋼製セグメント１では、継手部材２に作用した引張荷重Ｔは、補強リブ４を介して主として主桁１０に伝達可能にされている。又は、主として主桁１０に伝達すると共に中詰めコンクリート１７等のセグメント本体に伝達可能にされている。この場合でも、端板９には、継手部材２から引張荷重は伝達されない。中詰めコンクリート１７が充填されている形態では、中詰めコンクリート１７と主桁１０との付着により補強リブ４から中詰めコンクリート１７を介して主桁１０にトンネル周方向の引張応力を伝達可能にされている。土水圧等により、トンネルにおけるセグメントリングを構成しているセグメントにトンネル周方向の圧縮力が作用する場合には、端板９からセグメント本体（鋼殻１１）に荷重は伝達される。
【００６８】
図３（ａ）に示すように、端板９に固定されることなく、補強リブ４に貫通配置されて固定される継手部材２は、雌継手７ｂを備えた継手部材２でもよく、図３（ｂ）に示すように雄継手７ａを備えた継手部材２であってもよい。いずれの場合も、セグメントにおけるトンネル周方向の端部に位置し、トンネル軸方向に延長する端板９には、継手を備えた継手部材２を、直接連結させないようにするために、端板９には、トンネル周方向に貫通した孔又は、トンネル半径方向の一端側に開口した凹部等の開口部１５を備えている。端板９に設けられる開口部１５と継手７との間に形成される隙間には、コーキング材（図示しない）等で止水処理を施して前記隙間を閉塞することで、地下水がトンネル内空に漏水することをさらに効果的に防止することが出来るため望ましい。
【００６９】
前記の開口部１５は、雄継手７ａを有する継手部材２であるか、雌継手７ｂを有する部材であるかによって、適宜設定される。図４には、図２に示す形態でトンネル周方向から見たセグメントの正面図が示されている。補強リブ４は、本実施形態において、平板状の鋼板から構成されているが、この他にもトンネル軸方向に直交する断面形状がＬ字状、Ｔ字状、Ｊ字状等に形成されていてもよいが、図示のように平板状であるほうが、安価であり、セグメントを安価に製作することができる。補強リブ４としては、鋼板等の鋼材を用いるのが安価で望ましい。
【００７０】
図３（a）に示すように、継手部材２における雌継手７ｂが、トンネル周方向の端部に雄継手挿入部を有する箱形断面形態である場合に、連結部材５は、雌継手７ｂに溶接により固定したり、一体に形成するようにしてもよく、その連結部材５に雌ねじ孔２０を設けて、連結部材５にアンカー部材３の雄ねじ部をねじ込んで、アンカー部材３を溶接等により固定してもよい。このような箱形断面形態の雌継手７ｂである場合には、連結部材５と一体に、鋳鉄材により、製作すると、安価に製作することができる。
【００７１】
端板９から挿通するように継手部材２を配置する場合に、例えば、継手部材２が雄継手７ａを備えた形態である場合を図示した図５を参照して説明する。図５（ａ）に示すように、端板９のトンネル軸方向の中間部に、トンネル軸方向に延びると共にトンネル半径方向の内空側に開口する開口部１５を設けるようにしてもよい。又は、図５（ｂ）に示すように、端板９のトンネル軸方向の中間部の両側に、間隔をおいて平行に、トンネル半径方向の内空側に開口する開口部１５を設けるようにしてもよい。或は、図５（ｃ）に示すように、端板９のトンネル軸方向の中間部の両側に、間隔をおいて平行に、トンネル周方向に開口する開口部１５を設けるようにしてもよい。継手部材２が雌継手を備えた形態でも、同様に端板９に開口部１５を形成するようにすればよい。図５における各図の下側がトンネル内空側になる。
【００７２】
図２に示すように、補強リブ４を、セグメントにおけるトンネル軸方向の両側の主桁１０に固定するようにしてもよく、少なくとも片側の主桁１０に固定される。主桁１０間にトンネル軸方向の中間の中主桁がある場合には、中主桁を主桁とみなして、中主桁に固定するようにしてもよい。
【００７３】
図６（ａ）に示すように、継手部材２の形態としては、継手７を備えた連結部材５とアンカー部材３を一体成形する形態であってもよい。図６（ｂ）に示すように、連結部材５に雌ねじ孔２０を設けて、アンカー部材３の基端側の雄ねじ軸部２２をねじ込んで固定することでもよい。また、図６（ｂ）に示すように、補強リブ４に、矩形状或は円形等の外形でリング状のアンカー部材挿通孔を有する補強プレート２１を補強リブ４に重合するように配置し、アンカー部材３を補強リブ４と補強プレート２１に渡って貫通配置して雌ねじ部材１６により固定してもよい。なお、必要に応じ、接着剤を雌ねじ孔２０に充填した状態で、アンカー部材３の基端側の雄ねじ軸部２２をねじ込んで固定することでもよい。アンカー部材３は、図６（ｂ）に示す形態では、その長手方向の一部又は全体がねじ切り加工された棒状部材であり、補強リブ４に雌ねじ部材１６で固定されている。アンカー部材３の両端部に雄ねじ軸部を設けて、一方を補強リブ４側に、他方を連結部材５に固定する形態としてもよい。
【００７４】
図７に示すように、セグメント１における鋼殻１１内にコンクリート１７を充填する形態のコンクリート中詰め鋼製セグメント１とする場合には、アンカー部材３を固定している補強リブ４に、中詰めコンクリート１７に荷重を分担させるために、コンクリート１７に埋め込み固定される荷重伝達部材１９を補強リブ４に溶接Ｗにより固定させるように設けてもよい。また、図７に示すように、アンカー部材３を補強リブ４に、片側又は図示のように表裏両側から溶接Ｗにより固定するようにしてもよい。
【００７５】
前記の荷重伝達部材１９は、図７に示すように、例えば、鉄筋のような鋼製棒状部材から構成されており、トンネル周方向に延長されている。荷重伝達部材１９は、補強リブ４に対して、トンネル軸方向とトンネル径方向とに間隔を空けて複数配置されているが、その設けられる本数等について特段限定するものではないが設計により設定される。
【００７６】
前記の荷重伝達部材１９は、この他にも異形棒鋼のような鋼製棒状部材や、平鋼板又は突起付平鋼板のような鋼製板状部材から構成されていてもよい。荷重伝達部材１９の補強リブに対する固定形態としては、鉄筋等の棒状鋼材からなる荷重伝達部材１９を補強リブ４に貫通配置すると共にその基端部を湾曲させてフック部（図示を省略）を設けて補強リブ４に係止するように固定させる形態としてもよく、溶接により補強リブに固定してもよく（図示の形態）、荷重伝達部材１９に雄ねじ部を設け、ナット等の雌ねじ部材を荷重伝達部材１９にねじ込んで補強リブ４に表裏両側から雌ねじ部材で固定するようにしてもよい。この場合にロックナットを併用してもよい。
【００７７】
前記のような荷重伝達部材１９を設けることで、補強リブ４から荷重伝達部材１９を介して、中詰めコンクリート１７を含むセグメント本体に、継手部材２に作用する引張荷重を分散伝達させることができる。
【００７８】
荷重伝達部材１９を設ける場合には、例えば、補強リブ４に凹部又は貫通孔を設けて、荷重伝達部材１９の端部又は中間部を溶接、ナット等の固定手段により補強リブ４に固定し、その後、コンクリートを鋼殻１１内に充填して中詰めコンクリート１７を形成する。
【００７９】
図８及び図９に示すように、主桁１０のトンネル周方向から見た断面形態としては、断面溝形形態（断面Ｃ形形態）でもよく、継手７が嵌合する位置が、主桁１０における各フランジ２３とウェブ２４とにより形成される溝２５内に位置するように配置されて、補強リブ４に固定されることが望ましく、このようにすることで補強リブ４の剛性を高め、トンネル周方向の面外変形を小さくすることができる。
【００８０】
図１０及び図１１に示すように、補強リブ４は少なくとも一方の主桁１０に固定するようにしてもよい。補強リブ４は、トンネル軸方向の両側の主桁１０に固定されている必要はなく、トンネル軸方向の両側或は中主桁を設ける場合には、中主桁に固定するようにしてもよい。図１０及び図１１に示す形態では、補強リブ４は矩形平板状の鋼板が用いられ、補強リブ４の上部及び下部が、主桁１０における上部のフランジ２３と下部のフランジ２３に溶接により固定されている。前記のように、補強リブ４を主桁１０の溝内に納まるようにすると、補強リブ４を安価に製作し固定することができるため、安価な鋼殻１１とすることができる。この形態では、主桁１０における上部のフランジ２３に渡ってスキンプレート１４が配置されて溶接により固定されている。
【００８１】
図１０及び図１１に示す形態においても、図１２に示すように、鋼殻１１内に適宜配筋し（図示を省略した）、鋼殻１１内にコンクリート１７を充填して中詰めコンクリート１７を形成するようにしてもよい。図８〜図１１の形態において、継手７が嵌合する位置が、トンネル周方向から主桁１０の断面形態を見た場合に、主桁１０におけるウェブ２４と上下のフランジ２３とにより形成されるほぼ矩形の溝内に、位置するように配置されていると、補強リブ４が主桁１０のフランジ２３により、補強リブ４の曲げ剛性が高められること、補強リブ４から主桁１０までの距離が短いことから、継手部材２に作用する引張応力を、補強リブ４を介して主桁１０に効率よく伝達することができるので、望ましい。補強リブ４を主桁１０のウェブ２４にも固定するようにしてもよい。
【００８２】
図１３及び図１４に示すように、トンネル地山側にフランジ２３を有する断面Ｌ形の主桁１０を備えた鋼殻１１とし、主桁１０のフランジ２３及び端板９に、スキンプレート１４を溶接により固定してもよい。
【００８３】
また、図１５及び図１６に示すように、トンネル内空側にフランジ２３を備えた断面Ｌ形の主桁１０を用い、主桁１０のウェブ２４及び端板９に、スキンプレート１４を溶接により固定してもよい。これらのいずれの形態でも、継手部材２と、端板９との関係は、前記各実施形態と同様である。これらの形態において、継手７が嵌合する位置が、トンネル周方向から主桁１０の断面形態を見た場合に、主桁１０におけるウェブ２４とフランジ２３とにより形成されるほぼ三角形の溝内に配置されていると、補強リブ４が主桁１０のウェブ２４及びフランジ２３により、補強リブ４の曲げ剛性が高められること、補強リブ４から主桁１０までの距離が短いことから、継手部材２に作用する引張応力を、補強リブ４を介して主桁１０に効率よく伝達することができるので、望ましい。このような形態では、補強リブ４の少なくとも２辺（両側辺）は、主桁１０のフランジ２３又はウェブ２４に溶接により固定され、必要に応じ、スキンプレート１４にも溶接により固定される。
【００８４】
主桁１０の断面形態としては、断面溝形、断面Ｉ形（断面Ｈ形を含む）、断面Ｔ形等の形態としてもよい。
【００８５】
なお、スキンプレート１４に対して、補強リブ４を溶接により固定する場合には、トンネル半径方向に補強リブ４の一部又は全部のせいを高くして、スキンプレート１４に溶接により固定するようにしてもよい。
【００８６】
図１７に示すように、主桁１０の断面形態として、フランジ幅を広くしたＩ形断面の形態としてもよい。この場合に、補強リブ４は、図示のように、主桁１０間に渡って配置されていてもよく、各主桁１０にそれぞれ設置するようにしてもよい。スキンプレート１４は、主桁１０における上部のフランジ２３に渡って配置されて、溶接により固定されている。このような形態では、補強リブ４の少なくとも２辺（両側辺）は、主桁１０のフランジ２３又はウェブ２４に溶接により固定され、必要に応じ、スキンプレート１４にも溶接により固定される。
【００８７】
次に、前記のようなセグメントを組み立てる場合の方法について図１、２を参照して簡単に説明する。
【００８８】
図２に示すように、トンネル軸方向に間隔をおいて平行に少なくとも一対の主桁１０とスキンプレート１４とトンネル周方向の両端部に端板９とを溶接により備えた鋼殻１１を製作する。前記の鋼殻１１に補強リブ４及び縦リブ１２を溶接により主桁１０及び必要に応じスキンプレート１４に溶接により固定する。
【００８９】
前記の鋼殻１１とは、別個に、継手７を備えた連結部材５とアンカー部材３とから成る継手部材２を製作し、その継手部材２における端板寄りに位置する連結部材５を端板９に固定されることなく分離された状態で端板寄りに配置し、かつ、アンカー部材３における端板９と反対側の端部を、端板９と略平行に隣接してセグメント本体に固定される補強リブ４に貫通配置した後、アンカー部材３を補強リブ４に溶接又は雌ねじ部材１６により固定して鋼製セグメント１を組立てる。連結部材５とボルト３ａからなるアンカー部材３を分離した状態の継手部材２から鋼殻に組み込む場合には、アンカー部材３における端板９と反対側の端部を、端板９と略平行に隣接してセグメント本体に固定される補強リブ４にその背面側から貫通配置し、アンカー部材３の先端部を連結部材５にねじ込み、又はねじ込んで溶接又はナット４０を連結部材５に圧着して連結した後、アンカー部材３を補強リブ４に溶接又は雌ねじ部材１６により固定して鋼製セグメント１を組立てる。
【００９０】
前記のような鋼製セグメント１に対して、コンクリートを中詰めする必要のある場合には、鋼殻１１内に鉄筋等を配置し適宜固着した後、鋼殻１１内に前記の鉄筋を埋め込むようにコンクリートを充填して、コンクリート中詰め鋼製セグメント１を構築するようにすればよい。
【００９１】
なお、アンカー部材３を補強リブ４に、補強リブ４の表裏両側に配置の２つ雌ねじ部材１６により固定する場合には、予め一つの雌ねじ部材１６をアンカー部材３に装着した状態で、補強リブ４にアンカー部材３の先端部を貫通配置しておく。また、ロックナットを併用する場合には、予め２つの雌ねじ部材１６をアンカー部材３に装着した状態で、補強リブ４にアンカー部材３の先端部を貫通配置し、また、補強リブ４の背面側において、アンカー部材３に２つの雌ねじ部材１６を装着して、補強リブ４から遠い側の各雌ねじ部材をロックナットとすることで締め込んで、継手部材２を確実に固定するようにすればよい。
【００９２】
前記実施形態では、トンネル軸方向の両端部にトンネル周方向に伸びる主桁を有する形態を示したが、本発明を実施する場合に、主桁が３本以上の形態のセグメントに適用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１ セグメント
２ 継手部材
３ アンカー部材
３ａ ボルト
４ 補強リブ
５ 連結部材
６ セグメント本体
７ 継手
７ａ 雄継手
７ｂ 雌継手
９ 端板
１０ 主桁
１１ 鋼殻
１２ 縦リブ
１３ 貫通孔
１４ スキンプレート
１５ 開口部
１６ 雌ねじ部材
１７ コンクリート（中詰めコンクリート）
１８ 主桁板
１９ 荷重伝達部材
２０ 雌ねじ孔
２１ 補強プレート
２３ フランジ
２４ ウェブ
２５ 溝
３０ 主桁部材
３２ 中詰めコンクリート
３３ 縦リブ
３４ 断面Ｕ字状部材
３５ コンクリート中詰鋼製セグメント
３６ ボルト
３７ 継手板
３８ 連結部材
３９ 補強板
４０ ナット（ロックナット）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主桁とスキンプレートとトンネル周方向の端部に端板とを備えたセグメントの継手構造であって、継手を備えた連結部材とアンカー部材とから成る継手部材における前記端板寄りに位置する前記連結部材が、開口部が設けられた前記端板に固定されておらず、かつ、前記アンカー部材が、前記端板と略平行に隣接してセグメント本体に固定された補強リブに貫通配置されて、前記セグメント本体に対して前記継手部材位置を調整して前記補強リブに固定されていることを特徴とするセグメントの継手構造。
【請求項２】
前記アンカー部材は、その長手方向の一部又は全体がねじ切り加工された棒状部材あるいはボルトであり、前記補強リブに雌ねじ部材で固定されていることを特徴とする請求項１に記載のセグメントの継手構造。
【請求項３】
前記アンカー部材に、熱処理された高強度鋼材が用いられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のセグメントの継手構造。
【請求項４】
前記連結部材に、鋳鉄材あるいは熱処理された高強度鋼材が用いられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のセグメント継手構造。
【請求項５】
複数の主桁を備えたセグメントである場合に、前記補強リブが少なくとも一方の主桁に固定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のセグメントの継手構造。
【請求項６】
前記補強リブの一部に補強プレートが配置され、その補強プレートが配置された部分の補強リブにアンカー部材が固定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のセグメントの継手構造。
【請求項７】
セグメントにおける鋼殻内にコンクリートが中詰めされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のセグメントの継手構造。
【請求項８】
補強リブに、コンクリートに埋め込まれる荷重伝達部材が固定されていることを特徴とする請求項７に記載のセグメントの継手構造。
【請求項９】
主桁の断面形態が、断面Ｉ形、断面溝形、断面Ｌ形のいずれかの断面形態とされ、前記補強リブの少なくとも２辺が前記主桁に固定されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のセグメントの継手構造。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のセグメントの継手構造を備えたセグメント。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のセグメントの継手構造を備えたセグメントとするためのセグメントの組立方法であって、主桁とスキンプレートとトンネル周方向の端部に端板とを備えた鋼殻で前記端板に開口部を備えた鋼殻を製作すると共に、前記鋼殻とは別個に、継手を備えた連結部材とアンカー部材とから成る継手部材を製作し、その継手部材における前記端板寄りに位置する連結部材を端板に固定することなく、かつ、前記アンカー部材を、端板と略平行に隣接してセグメント本体に固定された補強リブに貫通配置した後、前記セグメント本体に対して前記継手部材位置を調整してアンカー部材を補強リブに固定することを特徴とするセグメントの組立方法。
【請求項１】
主桁とスキンプレートとトンネル周方向の端部に端板とを備えたセグメントの継手構造であって、継手を備えた連結部材とアンカー部材とから成る継手部材における前記端板寄りに位置する前記連結部材が、開口部が設けられた前記端板に固定されておらず、かつ、前記アンカー部材が、前記端板と略平行に隣接してセグメント本体に固定された補強リブに貫通配置されて、前記セグメント本体に対して前記継手部材位置を調整して前記補強リブに固定されていることを特徴とするセグメントの継手構造。
【請求項２】
前記アンカー部材は、その長手方向の一部又は全体がねじ切り加工された棒状部材あるいはボルトであり、前記補強リブに雌ねじ部材で固定されていることを特徴とする請求項１に記載のセグメントの継手構造。
【請求項３】
前記アンカー部材に、熱処理された高強度鋼材が用いられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のセグメントの継手構造。
【請求項４】
前記連結部材に、鋳鉄材あるいは熱処理された高強度鋼材が用いられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のセグメント継手構造。
【請求項５】
複数の主桁を備えたセグメントである場合に、前記補強リブが少なくとも一方の主桁に固定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のセグメントの継手構造。
【請求項６】
前記補強リブの一部に補強プレートが配置され、その補強プレートが配置された部分の補強リブにアンカー部材が固定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のセグメントの継手構造。
【請求項７】
セグメントにおける鋼殻内にコンクリートが中詰めされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のセグメントの継手構造。
【請求項８】
補強リブに、コンクリートに埋め込まれる荷重伝達部材が固定されていることを特徴とする請求項７に記載のセグメントの継手構造。
【請求項９】
主桁の断面形態が、断面Ｉ形、断面溝形、断面Ｌ形のいずれかの断面形態とされ、前記補強リブの少なくとも２辺が前記主桁に固定されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のセグメントの継手構造。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のセグメントの継手構造を備えたセグメント。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のセグメントの継手構造を備えたセグメントとするためのセグメントの組立方法であって、主桁とスキンプレートとトンネル周方向の端部に端板とを備えた鋼殻で前記端板に開口部を備えた鋼殻を製作すると共に、前記鋼殻とは別個に、継手を備えた連結部材とアンカー部材とから成る継手部材を製作し、その継手部材における前記端板寄りに位置する連結部材を端板に固定することなく、かつ、前記アンカー部材を、端板と略平行に隣接してセグメント本体に固定された補強リブに貫通配置した後、前記セグメント本体に対して前記継手部材位置を調整してアンカー部材を補強リブに固定することを特徴とするセグメントの組立方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−２４１４５０（Ｐ２０１２−２４１４５０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１３７９５（Ｐ２０１１−１１３７９５）
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]