セグメントの継手構造
【課題】雄継手及び雌継手を鋼製として継手構造の低コスト化を図った場合においても、好適に雄継手と雌継手を連結しセグメント同士を接合することが可能なセグメントの継手構造を提供する。
【解決手段】雄継手２１と雌継手２０をそれぞれ鋼製とし、雄継手２１を、軸部１５の両端側あるいは一端側に接続した係合部２３を備えて断面略Ｈ型あるいは断面略Ｔ型に形成し、雌継手２０を、一対の側板部８、９と、一対の側板部８、９を繋いで連設された底板部１０と、一対の側板部８、９の内面８ａ、９ａに接続して内側に突設された一対の係止片部１１、１２とを備えて断面略Ｃ型に形成する。そして、雌継手２０の嵌合空間６に雄継手２１の係合部２３を嵌合させた際に、互いに当接して係止される係合部２３の係合面と係止片部１１、１２の係止面のいずれか一方の面を嵌合方向Ｏ１の断面視で凸円弧状に形成する。
【解決手段】雄継手２１と雌継手２０をそれぞれ鋼製とし、雄継手２１を、軸部１５の両端側あるいは一端側に接続した係合部２３を備えて断面略Ｈ型あるいは断面略Ｔ型に形成し、雌継手２０を、一対の側板部８、９と、一対の側板部８、９を繋いで連設された底板部１０と、一対の側板部８、９の内面８ａ、９ａに接続して内側に突設された一対の係止片部１１、１２とを備えて断面略Ｃ型に形成する。そして、雌継手２０の嵌合空間６に雄継手２１の係合部２３を嵌合させた際に、互いに当接して係止される係合部２３の係合面と係止片部１１、１２の係止面のいずれか一方の面を嵌合方向Ｏ１の断面視で凸円弧状に形成する。
【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掘削したトンネル内面に設置されて覆工を形成するセグメント同士を一体に接合するための継手構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールド工法等により掘削したトンネルＴ内面には、例えば図８に示すように、この掘削内面の曲率半径と略同等の曲率半径を備えた複数の円弧盤状のセグメント１が周方向に連続して設けられ、周方向の掘削内面を被覆して支持する環状のセグメントリング体２が形成される。そして、このような周方向の掘削内面を支持するセグメントリング体２がトンネル軸線方向Ｏ１に連続するように接続されて、掘削内面を被覆支持するトンネルＴの覆工が形成される。このとき、隣接するセグメント１同士は、雄継手と雌継手からなる継手構造３、４を用いて一体に接合される。
【０００３】
また、例えばトンネルＴ周方向に隣接するセグメント１同士を接合するための継手構造（ピース間継手）４には、トンネルＴ半径方向の負荷に対して大きな接合強度を確保でき、且つセグメント１の内面に凹凸が形成されないなどの利点から、いわゆる水平コッターと称される継手構造が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この水平コッター式の継手構造４は、例えば図９に示すように、隣り合うセグメント１のそれぞれの接合端面１ａの対向位置に、断面略Ｃ型の雌継手（Ｃ型金物）５が嵌合空間６を接合端面１ａに開口させ、トンネル軸線方向Ｏ１に延設した状態で、各セグメント１に一体に設けられている。そして、隣り合うセグメント１のそれぞれの雌継手５の嵌合空間６に、断面略Ｈ型の雄継手（Ｈ型金物）７をトンネル軸線方向（嵌合方向）Ｏ１にスライドさせてその両端部側（両フランジ部（係合部）７ａ側）のそれぞれを嵌め込む。これにより、雄継手７を介して雌継手５同士が連結され、セグメント１の接合端面１ａ同士が接合する。
【特許文献１】特開２００１−３００９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の水平コッター式の継手構造４の雌継手５及び雄継手７は、一般に鋳物として製作されているため、高コストであるという問題があった。
【０００６】
これに対し、例えば、雌継手５を鋼製とし、図１０に示すように一対の側板部８、９と、一対の側板部８、９の一端側同士を繋いで連設された底板部１０と、一対の側板部８、９のそれぞれの他端側の内面８ａ、９ａに溶接して内側に突設された一対の係止片部１１、１２とを備えて形成し、雌継手５ひいては継手構造４の低コスト化を図ることが考えられる。
【０００７】
しかしながら、雌継手５のみを鋼製とし、従来と同様の鋳物として製作した雄継手７を用いる場合、この雄継手７は、鋳物として製作する関係上、図１１に示すように、フランジ部７ａのフランジ面７ｂ（係合部の係合面）が例えば２°程度の傾斜角θをもって形成される。そして、このような雄継手７のフランジ部７ａを雌継手５の嵌合空間６に嵌合させた際には、フランジ部７ａのフランジ面７ｂと雌継手５の係止片部１１の係止面１１ａとが嵌合方向（トンネル軸線方向Ｏ１）の断面視で点接触することになり、且つフランジ面７ｂと係止面１１ａが係止片部１１の突出方向先端側で当接することになる。このため、雄継手７から雌継手５の係止片部１１の先端側に接合力Ｎが集中荷重として作用し、この接合力Ｎが作用する作用点と、側板部８に接続した係止片部１１の後端の支点（溶接部１３、１４）との距離Ｌ１が大きくなる。これにより、溶接部１３、１４には、大きな曲げモーメントＭが作用するため、係止片部１１が側板部８から脱落する（係止片部１１が破損する）おそれが生じてしまう。
【０００８】
一方、図１２に示すように、雄継手７を鋼製とし、平板状の軸部１５の両端側の一面１５ａと他面１５ｂとにそれぞれ直交方向外側に突出するように平板状の係合部１６を溶接して断面略Ｈ型の雄継手７を形成することも考えられる。
【０００９】
そして、このような雄継手７の端部（係合部１６）を雌継手５の嵌合空間６に嵌合させた際には、図１３に示すように、係合部１６の係合面１６ａと係止片部１１の係止面１１ａとが面接触することになるため、雄継手７から雌継手５の係止片部１１に接合力Ｎが等分布荷重として作用する。このため、側板部８に係止片部１１の後端を接続する溶接部１３には、従来の鋳物として製作した雄継手を用いる場合と比較し、大きな曲げモーメントが作用することがない。
【００１０】
しかしながら、このように係合部１６の係合面１６ａと係止片部１１の係止面１１ａとを面接触させた場合においても、係止片部１１の係止面１１ａと側板部８の内面８ａとを溶接できなくなったり、係合部１６の係合面１６ａと軸部１５の一面１５ａまたは他面１５ｂとを溶接できなくなって、すなわち係止面１１ａと側板部８の内面８ａが交差する隅部の溶接部１４や、係合面１６ａと軸部１５の一面１５ａまたは他面１５ｂとが交差する隅部の溶接部１７を設けることができなくなって、係止片部１１と側板部８、係合部１６と軸部１５のそれぞれの接続強度を十分に確保できなくなるという問題が生じてしまう。このため、やはり係止片部１１や係合部１６が脱落する（破損する）おそれが生じる。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑み、雄継手及び雌継手を鋼製として継手構造の低コスト化を図った場合においても、好適に雄継手と雌継手を連結しセグメント同士を接合することが可能なセグメントの継手構造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】
【００１２】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１３】
本発明のセグメントの継手構造は、雄継手と、該雄継手が嵌合する嵌合空間をセグメントの接合端面に開口させた状態で前記セグメントに一体に設けられた雌継手とからなるセグメントの継手構造において、前記雄継手と前記雌継手はそれぞれ鋼製とされ、前記雄継手は、軸部の両端側あるいは一端側に接続した係合部を備えて断面略Ｈ型あるいは断面略Ｔ型に形成され、前記雌継手は、一対の側板部と、前記一対の側板部に連設された底板部と、前記一対の側板部のそれぞれの内面に接続して内側に突設された一対の係止片部とを備えて断面略Ｃ型に形成されており、前記一対の側板部と前記底板部と前記一対の係止片部で囲まれてなる前記雌継手の前記嵌合空間に前記雄継手の係合部を嵌合させた際に、互いに当接して係止される前記係合部の係合面と前記係止片部の係止面のいずれか一方の面が嵌合方向の断面視で凸円弧状に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明においては、雄継手と雌継手がそれぞれ鋼製とされているため、従来のように鋳物で製作したものと比較し、低コスト化を図ることが可能になる。そして、雌継手に雄継手を連結させた際に、互いに当接して係止される係合部の係合面と係止片部の係止面のいずれか一方の面が凸円弧状に形成されていることで、係合面と係止面とが嵌合方向の断面視で点接触し、この当接部（作用点）を係止片部の突出方向後端側（側板部側）に位置させることが可能になる。これにより、雄継手の係合部から雌継手の係止片部に作用する接合力の作用点が側板部に接続する支点側（係止片部の後端側）に位置することになり、側板部と係止片部の接続部分（溶接部）に作用する曲げモーメントを小さくすることが可能になる。よって、雄継手と雌継手をそれぞれ鋼製として製作した場合においても係止片部が脱落（破損）することを防止できる。
【００１５】
また、このように作用点を支点側に近づけた場合においても、係合部の係合面と係止片部の係止面のいずれか一方の面が凸円弧状に形成されていることで、係止面と側板部の内面が交差する隅部や、係合面と軸部の一面または他面とが交差する隅部に溶接部を設けることができ、係止片部と側板部、係合部と軸部のそれぞれの接続強度を十分に確保することが可能になる。よって、この点からも、鋼製として製作した雄継手と雌継手に破損が生じることを防止できる。
【００１６】
また、本発明のセグメントの継手構造においては、前記係合部または前記係止片部が円柱棒状部材を用いて形成されていることが望ましい。
【００１７】
この発明においては、係合部または係止片部を例えば丸鋼などの円柱棒状部材を用いて形成することで、容易に係合部の係合面または係止片部の係止面を凸円弧状に形成することができ、確実に且つ容易に接合力の作用点を支点側に近づけることが可能になる。
【００１８】
さらに、本発明のセグメントの継手構造において、前記係合部及び／又は前記係止片部は、前記嵌合方向に並設された楔部を備えて前記係合面及び／又は前記係止面が鋸目状に形成されてもよい。
【００１９】
この発明においては、係合面及び／又は係止面が楔部によって鋸目状に形成されていることで、両面の楔部同士を係合させたり、一方の楔部を他方の面に食い込ませて、係合部と係止片部とを強固に係合させることが可能になる。これにより、雄継手と雌継手を強固に連結でき、確実に且つ好適にセグメント同士を一体に接合することが可能になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のセグメントの継手構造によれば、雄継手及び雌継手を鋼製で製作して継手構造の低コスト化を図った場合においても、係合部の係合面と係止片部の係止面のいずれか一方の面を凸円弧状に形成することで、係止片部と側板部との接続部分に作用する曲げモーメントを小さくすることができ、さらに係止片部と側板部、係合部と軸部のそれぞれの接続強度を十分に確保することが可能になる。よって、好適に雄継手と雌継手を連結してセグメント同士を接合することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図１から図５を参照し、本発明の一実施形態に係るセグメントの継手構造について説明する。本実施形態は、シールド工法等により掘削したトンネル内面に設置されるセグメント同士を一体に接合するための継手構造に関し、特に隣り合うセグメントの互いの接合端面同士を対向させてスライドさせることによりセグメント同士を接合させる水平コッター式のピース間継手の構造に関するものである。なお、ここでは、図８から図１３に示したセグメント及びセグメントの継手構造と共通する構成に対し同一の符号を付して説明を行う。
【００２２】
本実施形態のセグメントの継手構造Ａは、図１に示すように、隣り合うセグメント１のそれぞれの接合端面１ａ側に一体に設けられた一対の雌継手２０（図１においては一方の雌継手のみを図示）と、隣り合うセグメント１の対向する一対の雌継手２０に連結してセグメント１同士を接合させるための雄継手２１とで構成されている。
【００２３】
雌継手２０は、鋼製のＣ型継手とされ、一対の側板部８、９と、これら一対の側板部８、９の一端側同士を繋いで連設された底板部１０と、一対の側板部８、９のそれぞれの他端側の内面８ａ、９ａに後端を接続し側板部８、９の内面８ａ、９ａに直交して内側に突設されるとともに嵌合方向（トンネル軸線方向Ｏ１）に延設された一対の平板状の係止片部１１、１２とを備えて構成されている。これにより、雌継手２０には、一対の側板部８、９と底板部１０と一対の係止片部１１、１２で囲まれてなる断面Ｔ字状の嵌合空間６が形成されている。
【００２４】
また、一対の係止片部１１、１２は、図１及び図２に示すように、一対の側板部８、９の内面８ａ、９ａにそれぞれ溶接によって接続されている。このとき、一対の係止片部１１、１２は、接合端面１ａ側を向く一面１１ｂ、１２ｂと側板部８、９の内面８ａ、９ａ、及び底板部１０側を向く他面（係止面１１ａ、１２ａ）と側板部８、９の内面８ａ、９ａがそれぞれ、すなわち一面１１ｂ、１２ｂ側と他面１１ａ、１２ａ側の両側が、すみ肉溶接による溶接部１３、１４で接続されている。これにより、一対の係止片部１１、１２はそれぞれ、各溶接部１３、１４により十分な接続強度をもって側板部８、９に接続されている。
【００２５】
また、雌継手２０には、一対の側板部８、９のそれぞれの外面に溶接してアンカー２２が設けられており、これらアンカー２２がセグメント１の内側のコンクリートに定着していることで、雌継手２０はセグメント１に強固に一体化されている。そして、雌継手２０は、一対の側板部８、９の端部をセグメント１の接合端面１ａ側に配し、嵌合空間６をこの接合端面１ａに開口させた状態で設置されている。また、このとき、雌継手２０は、セグメント１をトンネルＴの所定位置に配置した状態で嵌合空間６の延設方向がトンネル軸線方向Ｏ１に沿うように設置されている。
【００２６】
一方、雄継手２１は、鋼製のＨ型継手とされ、図３から図５に示すように、平板状の軸部１５と、この軸部１５の両端側の一面１５ａと他面１５ｂとにそれぞれ接続され、これら一面１５ａと他面１５ｂの直交方向外側に突出して設けられた係合部２３とを備えて断面略Ｈ型に形成されている。また、本実施形態では、各係合部２３が丸鋼（円柱棒状部材）を用いて形成されている。そして、各丸鋼（係合部２３）は、軸部１５の嵌合方向Ｏ１の長さと略同等の長さを備え、その外面（円周面）を軸部１５の一面１５ａまたは他面１５ｂに接触させ、溶接によって軸部１５に接続されている。また、このとき、丸鋼２３を軸部１５に接続する溶接部２４、２５は、丸鋼２３の外面の軸部１５に接触した接触部Ｐ１を挟んで周方向両側にそれぞれ設けられている。すなわち、各丸鋼２３は、接触部Ｐ１を挟んで周方向の両側がそれぞれ軸部１５の一面１５ａまたは他面１５ｂに溶接部２４、２５によって接続されている。これにより、各係合部２３は、各溶接部２４、２５により十分な接続強度をもって軸部１５に接続されている。
【００２７】
そして、上記のように構成した雌継手２０と雄継手２１によって隣り合うセグメント１同士を接合する際には、図１に示すように、雄継手２１の一端部（一端部側の一対の係合部２３）を一方のセグメント１の雌継手２０の嵌合空間６に側端部側から嵌合させる。このとき、一方のセグメント１に嵌合させた雄継手２１は、他端部側が一方のセグメント１の接合端面１ａから所定の寸法で精度よく外側に突出する。
【００２８】
ついで、このように一方のセグメント１の接合端面１ａから外側に突出した雄継手２１の他端部側（他端部側の一対の係合部２３）を図８に示した他方のセグメント１の挿入口２６に挿入させ、トンネル軸線方向Ｏ１にスライドさせて、他方のセグメント１の雌継手２０の嵌合空間６に側端部側から嵌合させる。これにより、雄継手２１を介して、両雌継手２０が連結されるとともに、隣り合うセグメント１の接合端面１ａ同士が圧接されてセグメント１同士が接合される。
【００２９】
そして、上記のように雌継手２０と雄継手２１を連結してセグメント１同士を接合させる際には、図２に示すように、雌継手２０の係止片部１１、１２の底板部１０側を向く平面状の係止面１１ａ、１２ａと、雄継手２１の係合部２３の接合端面１ａ側を向く凸円弧状の係合面（丸鋼の外面、凸円弧状に形成された一方の面）２３ａとが当接して係止される。このとき、係合部２３に丸鋼を用いて係合面２３ａが凸円弧状に形成されていることで、図２に示すように嵌合方向Ｏ１の断面視で係止面１１ａ、１２ａと係合面２３ａは点接触（当接部Ｐ２）し、図１０及び図１１に示した従来の鋳物として製作した雄継手７を用いた場合と比較して、この当接部Ｐ２が係止片部１１、１２の側板部８、９に繋がる後端（支点、溶接部１３、１４）側に位置することになる。
【００３０】
これにより、本実施形態のセグメントの継手構造Ａにおいては、雄継手２１の係合部１１、１２から雌継手２０の係止片部１１、１２に集中荷重として作用する接合力Ｎの作用点（当接部Ｐ２）と、側板部８、９に接続した係止片部１１、１２の後端の支点との距離Ｌ２が、従来の鋳物として製作した雄継手７を用いた場合の距離Ｌ１よりも小さくなる。よって、溶接部１３、１４には、大きな曲げモーメントＭが作用することがなく、係止片部１１、１２が側板部８、９から脱落する（係止片部１１、１２が破損する）ことが防止される。
【００３１】
また、係合面２３ａが凸円弧状に形成されていることで、この係合面２３ａは、雌継手２０と雄継手２１を連結した状態において当接部Ｐ２から側板部８、９側に向かうに従い漸次係止面１１ａ、１２ａから離れ、且つ当接部Ｐ２から軸部１５の一面１５ａまたは他面１５ｂに向かうに従い漸次係止面１１ａ、１２ａから離れてゆく。このため、作用点（当接部Ｐ２）を支点側に近づけた場合においても、係止面１１ａ、１２ａと側板部８、９の内面８ａ、９ａが交差する隅部に設けた溶接部１４に係合部２３が干渉することはない。また、係合面２３ａと軸部１５の一面１５ａまたは他面１５ｂとが交差する隅部に設けた溶接部２５に係止片部１１、１２の先端側が干渉することもない。これにより、係止片部１１、１２と側板部８、９、及び係合部２３と軸部１５のそれぞれの接続強度が溶接部１４、２５によって十分に確保され、この点からも雌継手２０と雄継手２１に破損が生じることが防止される。
【００３２】
したがって、本実施形態のセグメントの継手構造Ａにおいては、雄継手２１と雌継手２０がそれぞれ鋼製とされているため、従来のように鋳物で製作したものと比較し、低コスト化を図ることが可能になる。そして、雌継手２０に雄継手２１を連結させた際に互いに当接して係止される係合部２３の係合面２３ａと係止片部１１、１２の係止面１１ａ、１２ａのうち、係合面２３ａを凸円弧状に形成することで、係合面２３ａと係止面１１ａ、１２ａとを嵌合方向Ｏ１の断面視で点接触させることができ、この当接部（作用点）Ｐ２を係止片部１１、１２の後端側（側板部８、９側）に位置させることが可能になる。これにより、雄継手２１の係合部２３ａから雌継手２０の係止片部１１、１２に作用する接合力Ｎの作用点が側板部８、９に接続する支点側に位置することになり、側板部８、９と係止片部１１、１２を接続する溶接部１３、１４に作用する曲げモーメントＭを小さくすることが可能になる。よって、雄継手２１と雌継手２０をそれぞれ鋼製として製作した場合においても係止片部１１、１２が脱落（破損）することを防止できる。
【００３３】
また、このように作用点Ｐ２を支点側に近づけた場合においても、係合面２３ａが凸円弧状に形成されていることで、係止面１１ａ、１２ａと側板部８、９の内面８ａ、９ａが交差する隅部や、係合面２３ａと軸部１５の一面１５ａまたは他面１５ｂとが交差する隅部に溶接部１４、２５を設けることができ、係止片部１１、１２と側板部８、９、及び係合部２３と軸部１５のそれぞれの接続強度を十分に確保することが可能になる。よって、鋼製として製作した雄継手２１と雌継手２０に破損が生じることをより確実に防止できる。
【００３４】
また、係合部２３に丸鋼（円柱棒状部材）を用いることで、容易に係合部２３の係合面２３ａを凸円弧状に形成することができ、確実に且つ容易に接合力Ｎの作用点Ｐ２を支点側に近づけることが可能になる。
【００３５】
よって、本実施形態のセグメントの継手構造Ａによれば、雄継手２１及び雌継手２０を鋼製で製作して継手構造Ａの低コスト化を図った場合においても、係合部２３の係合面２３ａを凸円弧状に形成することで、支点（溶接部１３、１４、２４、２５）に作用する曲げモーメントＭを小さくすることができ、さらに係止片部１１、１２と側板部８、９、係合部２３と軸部１５のそれぞれの接続強度を十分に確保することが可能になるため、好適に雄継手２１と雌継手２０を連結してセグメント１同士を接合することが可能になる。
【００３６】
なお、本発明は、上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、係合部２３の係合面２３ａを凸円弧状に形成することによって、作用点Ｐ２を支点側に近づけ、支点に作用する曲げモーメントＭが小さくなるようにしているが、係止片部１１、１２の係止面１１ａ、１２ａを凸円弧状に形成し、係合部２３の係合面２３ａを平面状に形成して、平面状の係合面２３ａと凸円弧状の係止面１１ａ、１２ａとが当接する当接部Ｐ２（作用点）を支点側に近づけるようにしてもよい。そして、この場合においても、本実施形態と同様に、支点に作用する曲げモーメントＭを小さくすることができ、係止片部１１、１２が破損（脱落）することを防止できる。また、この場合においても、係止面１１ａ、１２ａと側板部８、９の内面８ａ、９ａが交差する隅部や、係合面２３ａと軸部１５の一面１５ａまたは他面１５ｂとが交差する隅部に溶接部１４、２５を設けることが可能であるため、係止片部１１、１２と側板部８、９、及び係合部２３と軸部１５のそれぞれの接続強度を十分に確保することが可能である。
【００３７】
また、本実施形態では、係合部２３に丸鋼（円柱棒状部材）を用いることで凸円弧状の係合面２３ａを形成するものとしたが、本発明は、係合面２３ａと係止面１１ａ、１２ａのいずれか一方の面のみが凸円弧状に形成されていればよいのであって、係合部２３または係止片部１１、１２を、円柱棒状部材を用いて形成することに限定する必要はない。
【００３８】
さらに、例えば図６に示すように係合部２３を、嵌合方向Ｏ１に並設された楔部２３ｂを備えて形成したり、係止片部１１、１２を嵌合方向Ｏ１に並設された楔部を備えて形成して、係合面２３ａ及び／又は係止面１１ａ、１２ａを鋸目状に形成してもよい。そして、係合面２３ａ（係止面１１ａ、１２ａ）を鋸目状に形成した場合には、軟鋼を用いて係止片部１１、１２（係合部２３）を形成することで、この係合面２３ａ（係止面１１ａ、１２ａ）の楔部２３ｂを係止面１１ａ、１２ａ（係合面２３ａ）に食い込ませて、係合部２３と係止片部１１、１２とを強固に係合させることが可能になる。これにより、雄継手２１と雌継手２２を強固に連結でき、確実に且つ好適にセグメント１同士を一体に接合することが可能になる。
【００３９】
また、係合部２３と係止片部１１、１２をともに楔部を備えて形成し、係合面２３ａ及び係止面１１ａ、１２ａを鋸目状に形成した場合には、雄継手２１を雌継手２２の嵌合空間６に嵌合させるとともに互いの楔部同士が係合することで、係合部２３と係止片部１１、１２とをより強固に係合させることが可能になる。
【００４０】
さらに、本実施形態では、雄継手２１が、平板状の軸部１５の両端側の一面１５ａと他面１５ｂとにそれぞれ係合部２３を接続して断面略Ｈ型に形成されているものとしたが、例えば図７に示すように、軸部１５の一端側（一端部側）の一面１５ａと他面１５ｂとにそれぞれ係合部２３を接続して、雄継手２１が断面略Ｔ型に形成されていてもよい。この場合には、雄継手２１の他端部側にアンカー３０を取り付け、このアンカー３０を定着させることによって、雄継手２１が係合部２３を備える一端部側を接合端面１ａから外側に突出させた状態で一方のセグメント１に一体に設置される。そして、この雄継手２１の接合端面１ａから外側に突出した一端部側（一端部側の一対の係合部２３）を他方のセグメント１の雌継手２０の嵌合空間６に側端部側から嵌合させることにより、本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００４１】
さらに、本実施形態では、セグメントの継手構造Ａがピース間継手であるとして説明を行ったが、本発明のセグメントの継手構造は、トンネル軸線方向Ｏ１に隣接するセグメント１同士を接合するためのリング間継手に採用してもよい。また、本実施形態では、セグメント１がコンクリート製セグメントであるものとして説明を行ったが、本発明のセグメントの継手構造は、コンクリート中詰セグメントや鋼製セグメントなどに用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係るセグメントの継手構造を示す図である。
【図２】図１のＳ部を拡大した図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るセグメントの継手構造の雄継手を示す図である。
【図４】図３のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図５】図３のＸ２−Ｘ２線矢視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るセグメントの継手構造（雄継手）の変形例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るセグメントの継手構造（雄継手）の変形例を示す図である。
【図８】トンネル内にセグメントを設置する状態を示す斜視図である。
【図９】従来の鋳物として製作したセグメントの継手構造を示す図である。
【図１０】雌継手のみを鋼製としたセグメントの継手構造を示す図である。
【図１１】図１０のＳ部を拡大した図である。
【図１２】係合面と係止面を平面として製作した鋼製のセグメントの継手構造を示す図である。
【図１３】図１２のＳ部を拡大した図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ セグメント
１ａ 接合端面
２ セグメントリング体
６ 嵌合空間
８ 側板部
８ａ 内面
９ 側板部
９ａ 内面
１０ 底板部
１１ 係止片部
１１ａ 係止面
１２ 係止片部
１２ａ 係止面
１３ 溶接部
１４ 溶接部
１５ 軸部
１５ａ 一面
１５ｂ 他面
２０ 雌継手
２１ 雄継手
２２ アンカー
２３ 係合部（丸鋼）
２３ａ 係合面
２３ｂ 楔部
２４ 溶接部
２５ 溶接部
Ａ セグメントの継手構造
Ｌ１ 作用点から支点までの距離
Ｌ２ 作用点から支点までの距離
Ｍ 曲げモーメント
Ｎ 接合力
Ｏ１ トンネル軸線方向（嵌合方向）
Ｐ１ 接触部
Ｐ２ 当接部（作用点）
Ｔ トンネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド工法等により掘削したトンネル内面に設置されて覆工を形成するセグメント同士を一体に接合するための継手構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールド工法等により掘削したトンネルＴ内面には、例えば図８に示すように、この掘削内面の曲率半径と略同等の曲率半径を備えた複数の円弧盤状のセグメント１が周方向に連続して設けられ、周方向の掘削内面を被覆して支持する環状のセグメントリング体２が形成される。そして、このような周方向の掘削内面を支持するセグメントリング体２がトンネル軸線方向Ｏ１に連続するように接続されて、掘削内面を被覆支持するトンネルＴの覆工が形成される。このとき、隣接するセグメント１同士は、雄継手と雌継手からなる継手構造３、４を用いて一体に接合される。
【０００３】
また、例えばトンネルＴ周方向に隣接するセグメント１同士を接合するための継手構造（ピース間継手）４には、トンネルＴ半径方向の負荷に対して大きな接合強度を確保でき、且つセグメント１の内面に凹凸が形成されないなどの利点から、いわゆる水平コッターと称される継手構造が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この水平コッター式の継手構造４は、例えば図９に示すように、隣り合うセグメント１のそれぞれの接合端面１ａの対向位置に、断面略Ｃ型の雌継手（Ｃ型金物）５が嵌合空間６を接合端面１ａに開口させ、トンネル軸線方向Ｏ１に延設した状態で、各セグメント１に一体に設けられている。そして、隣り合うセグメント１のそれぞれの雌継手５の嵌合空間６に、断面略Ｈ型の雄継手（Ｈ型金物）７をトンネル軸線方向（嵌合方向）Ｏ１にスライドさせてその両端部側（両フランジ部（係合部）７ａ側）のそれぞれを嵌め込む。これにより、雄継手７を介して雌継手５同士が連結され、セグメント１の接合端面１ａ同士が接合する。
【特許文献１】特開２００１−３００９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の水平コッター式の継手構造４の雌継手５及び雄継手７は、一般に鋳物として製作されているため、高コストであるという問題があった。
【０００６】
これに対し、例えば、雌継手５を鋼製とし、図１０に示すように一対の側板部８、９と、一対の側板部８、９の一端側同士を繋いで連設された底板部１０と、一対の側板部８、９のそれぞれの他端側の内面８ａ、９ａに溶接して内側に突設された一対の係止片部１１、１２とを備えて形成し、雌継手５ひいては継手構造４の低コスト化を図ることが考えられる。
【０００７】
しかしながら、雌継手５のみを鋼製とし、従来と同様の鋳物として製作した雄継手７を用いる場合、この雄継手７は、鋳物として製作する関係上、図１１に示すように、フランジ部７ａのフランジ面７ｂ（係合部の係合面）が例えば２°程度の傾斜角θをもって形成される。そして、このような雄継手７のフランジ部７ａを雌継手５の嵌合空間６に嵌合させた際には、フランジ部７ａのフランジ面７ｂと雌継手５の係止片部１１の係止面１１ａとが嵌合方向（トンネル軸線方向Ｏ１）の断面視で点接触することになり、且つフランジ面７ｂと係止面１１ａが係止片部１１の突出方向先端側で当接することになる。このため、雄継手７から雌継手５の係止片部１１の先端側に接合力Ｎが集中荷重として作用し、この接合力Ｎが作用する作用点と、側板部８に接続した係止片部１１の後端の支点（溶接部１３、１４）との距離Ｌ１が大きくなる。これにより、溶接部１３、１４には、大きな曲げモーメントＭが作用するため、係止片部１１が側板部８から脱落する（係止片部１１が破損する）おそれが生じてしまう。
【０００８】
一方、図１２に示すように、雄継手７を鋼製とし、平板状の軸部１５の両端側の一面１５ａと他面１５ｂとにそれぞれ直交方向外側に突出するように平板状の係合部１６を溶接して断面略Ｈ型の雄継手７を形成することも考えられる。
【０００９】
そして、このような雄継手７の端部（係合部１６）を雌継手５の嵌合空間６に嵌合させた際には、図１３に示すように、係合部１６の係合面１６ａと係止片部１１の係止面１１ａとが面接触することになるため、雄継手７から雌継手５の係止片部１１に接合力Ｎが等分布荷重として作用する。このため、側板部８に係止片部１１の後端を接続する溶接部１３には、従来の鋳物として製作した雄継手を用いる場合と比較し、大きな曲げモーメントが作用することがない。
【００１０】
しかしながら、このように係合部１６の係合面１６ａと係止片部１１の係止面１１ａとを面接触させた場合においても、係止片部１１の係止面１１ａと側板部８の内面８ａとを溶接できなくなったり、係合部１６の係合面１６ａと軸部１５の一面１５ａまたは他面１５ｂとを溶接できなくなって、すなわち係止面１１ａと側板部８の内面８ａが交差する隅部の溶接部１４や、係合面１６ａと軸部１５の一面１５ａまたは他面１５ｂとが交差する隅部の溶接部１７を設けることができなくなって、係止片部１１と側板部８、係合部１６と軸部１５のそれぞれの接続強度を十分に確保できなくなるという問題が生じてしまう。このため、やはり係止片部１１や係合部１６が脱落する（破損する）おそれが生じる。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑み、雄継手及び雌継手を鋼製として継手構造の低コスト化を図った場合においても、好適に雄継手と雌継手を連結しセグメント同士を接合することが可能なセグメントの継手構造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】
【００１２】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１３】
本発明のセグメントの継手構造は、雄継手と、該雄継手が嵌合する嵌合空間をセグメントの接合端面に開口させた状態で前記セグメントに一体に設けられた雌継手とからなるセグメントの継手構造において、前記雄継手と前記雌継手はそれぞれ鋼製とされ、前記雄継手は、軸部の両端側あるいは一端側に接続した係合部を備えて断面略Ｈ型あるいは断面略Ｔ型に形成され、前記雌継手は、一対の側板部と、前記一対の側板部に連設された底板部と、前記一対の側板部のそれぞれの内面に接続して内側に突設された一対の係止片部とを備えて断面略Ｃ型に形成されており、前記一対の側板部と前記底板部と前記一対の係止片部で囲まれてなる前記雌継手の前記嵌合空間に前記雄継手の係合部を嵌合させた際に、互いに当接して係止される前記係合部の係合面と前記係止片部の係止面のいずれか一方の面が嵌合方向の断面視で凸円弧状に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明においては、雄継手と雌継手がそれぞれ鋼製とされているため、従来のように鋳物で製作したものと比較し、低コスト化を図ることが可能になる。そして、雌継手に雄継手を連結させた際に、互いに当接して係止される係合部の係合面と係止片部の係止面のいずれか一方の面が凸円弧状に形成されていることで、係合面と係止面とが嵌合方向の断面視で点接触し、この当接部（作用点）を係止片部の突出方向後端側（側板部側）に位置させることが可能になる。これにより、雄継手の係合部から雌継手の係止片部に作用する接合力の作用点が側板部に接続する支点側（係止片部の後端側）に位置することになり、側板部と係止片部の接続部分（溶接部）に作用する曲げモーメントを小さくすることが可能になる。よって、雄継手と雌継手をそれぞれ鋼製として製作した場合においても係止片部が脱落（破損）することを防止できる。
【００１５】
また、このように作用点を支点側に近づけた場合においても、係合部の係合面と係止片部の係止面のいずれか一方の面が凸円弧状に形成されていることで、係止面と側板部の内面が交差する隅部や、係合面と軸部の一面または他面とが交差する隅部に溶接部を設けることができ、係止片部と側板部、係合部と軸部のそれぞれの接続強度を十分に確保することが可能になる。よって、この点からも、鋼製として製作した雄継手と雌継手に破損が生じることを防止できる。
【００１６】
また、本発明のセグメントの継手構造においては、前記係合部または前記係止片部が円柱棒状部材を用いて形成されていることが望ましい。
【００１７】
この発明においては、係合部または係止片部を例えば丸鋼などの円柱棒状部材を用いて形成することで、容易に係合部の係合面または係止片部の係止面を凸円弧状に形成することができ、確実に且つ容易に接合力の作用点を支点側に近づけることが可能になる。
【００１８】
さらに、本発明のセグメントの継手構造において、前記係合部及び／又は前記係止片部は、前記嵌合方向に並設された楔部を備えて前記係合面及び／又は前記係止面が鋸目状に形成されてもよい。
【００１９】
この発明においては、係合面及び／又は係止面が楔部によって鋸目状に形成されていることで、両面の楔部同士を係合させたり、一方の楔部を他方の面に食い込ませて、係合部と係止片部とを強固に係合させることが可能になる。これにより、雄継手と雌継手を強固に連結でき、確実に且つ好適にセグメント同士を一体に接合することが可能になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のセグメントの継手構造によれば、雄継手及び雌継手を鋼製で製作して継手構造の低コスト化を図った場合においても、係合部の係合面と係止片部の係止面のいずれか一方の面を凸円弧状に形成することで、係止片部と側板部との接続部分に作用する曲げモーメントを小さくすることができ、さらに係止片部と側板部、係合部と軸部のそれぞれの接続強度を十分に確保することが可能になる。よって、好適に雄継手と雌継手を連結してセグメント同士を接合することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図１から図５を参照し、本発明の一実施形態に係るセグメントの継手構造について説明する。本実施形態は、シールド工法等により掘削したトンネル内面に設置されるセグメント同士を一体に接合するための継手構造に関し、特に隣り合うセグメントの互いの接合端面同士を対向させてスライドさせることによりセグメント同士を接合させる水平コッター式のピース間継手の構造に関するものである。なお、ここでは、図８から図１３に示したセグメント及びセグメントの継手構造と共通する構成に対し同一の符号を付して説明を行う。
【００２２】
本実施形態のセグメントの継手構造Ａは、図１に示すように、隣り合うセグメント１のそれぞれの接合端面１ａ側に一体に設けられた一対の雌継手２０（図１においては一方の雌継手のみを図示）と、隣り合うセグメント１の対向する一対の雌継手２０に連結してセグメント１同士を接合させるための雄継手２１とで構成されている。
【００２３】
雌継手２０は、鋼製のＣ型継手とされ、一対の側板部８、９と、これら一対の側板部８、９の一端側同士を繋いで連設された底板部１０と、一対の側板部８、９のそれぞれの他端側の内面８ａ、９ａに後端を接続し側板部８、９の内面８ａ、９ａに直交して内側に突設されるとともに嵌合方向（トンネル軸線方向Ｏ１）に延設された一対の平板状の係止片部１１、１２とを備えて構成されている。これにより、雌継手２０には、一対の側板部８、９と底板部１０と一対の係止片部１１、１２で囲まれてなる断面Ｔ字状の嵌合空間６が形成されている。
【００２４】
また、一対の係止片部１１、１２は、図１及び図２に示すように、一対の側板部８、９の内面８ａ、９ａにそれぞれ溶接によって接続されている。このとき、一対の係止片部１１、１２は、接合端面１ａ側を向く一面１１ｂ、１２ｂと側板部８、９の内面８ａ、９ａ、及び底板部１０側を向く他面（係止面１１ａ、１２ａ）と側板部８、９の内面８ａ、９ａがそれぞれ、すなわち一面１１ｂ、１２ｂ側と他面１１ａ、１２ａ側の両側が、すみ肉溶接による溶接部１３、１４で接続されている。これにより、一対の係止片部１１、１２はそれぞれ、各溶接部１３、１４により十分な接続強度をもって側板部８、９に接続されている。
【００２５】
また、雌継手２０には、一対の側板部８、９のそれぞれの外面に溶接してアンカー２２が設けられており、これらアンカー２２がセグメント１の内側のコンクリートに定着していることで、雌継手２０はセグメント１に強固に一体化されている。そして、雌継手２０は、一対の側板部８、９の端部をセグメント１の接合端面１ａ側に配し、嵌合空間６をこの接合端面１ａに開口させた状態で設置されている。また、このとき、雌継手２０は、セグメント１をトンネルＴの所定位置に配置した状態で嵌合空間６の延設方向がトンネル軸線方向Ｏ１に沿うように設置されている。
【００２６】
一方、雄継手２１は、鋼製のＨ型継手とされ、図３から図５に示すように、平板状の軸部１５と、この軸部１５の両端側の一面１５ａと他面１５ｂとにそれぞれ接続され、これら一面１５ａと他面１５ｂの直交方向外側に突出して設けられた係合部２３とを備えて断面略Ｈ型に形成されている。また、本実施形態では、各係合部２３が丸鋼（円柱棒状部材）を用いて形成されている。そして、各丸鋼（係合部２３）は、軸部１５の嵌合方向Ｏ１の長さと略同等の長さを備え、その外面（円周面）を軸部１５の一面１５ａまたは他面１５ｂに接触させ、溶接によって軸部１５に接続されている。また、このとき、丸鋼２３を軸部１５に接続する溶接部２４、２５は、丸鋼２３の外面の軸部１５に接触した接触部Ｐ１を挟んで周方向両側にそれぞれ設けられている。すなわち、各丸鋼２３は、接触部Ｐ１を挟んで周方向の両側がそれぞれ軸部１５の一面１５ａまたは他面１５ｂに溶接部２４、２５によって接続されている。これにより、各係合部２３は、各溶接部２４、２５により十分な接続強度をもって軸部１５に接続されている。
【００２７】
そして、上記のように構成した雌継手２０と雄継手２１によって隣り合うセグメント１同士を接合する際には、図１に示すように、雄継手２１の一端部（一端部側の一対の係合部２３）を一方のセグメント１の雌継手２０の嵌合空間６に側端部側から嵌合させる。このとき、一方のセグメント１に嵌合させた雄継手２１は、他端部側が一方のセグメント１の接合端面１ａから所定の寸法で精度よく外側に突出する。
【００２８】
ついで、このように一方のセグメント１の接合端面１ａから外側に突出した雄継手２１の他端部側（他端部側の一対の係合部２３）を図８に示した他方のセグメント１の挿入口２６に挿入させ、トンネル軸線方向Ｏ１にスライドさせて、他方のセグメント１の雌継手２０の嵌合空間６に側端部側から嵌合させる。これにより、雄継手２１を介して、両雌継手２０が連結されるとともに、隣り合うセグメント１の接合端面１ａ同士が圧接されてセグメント１同士が接合される。
【００２９】
そして、上記のように雌継手２０と雄継手２１を連結してセグメント１同士を接合させる際には、図２に示すように、雌継手２０の係止片部１１、１２の底板部１０側を向く平面状の係止面１１ａ、１２ａと、雄継手２１の係合部２３の接合端面１ａ側を向く凸円弧状の係合面（丸鋼の外面、凸円弧状に形成された一方の面）２３ａとが当接して係止される。このとき、係合部２３に丸鋼を用いて係合面２３ａが凸円弧状に形成されていることで、図２に示すように嵌合方向Ｏ１の断面視で係止面１１ａ、１２ａと係合面２３ａは点接触（当接部Ｐ２）し、図１０及び図１１に示した従来の鋳物として製作した雄継手７を用いた場合と比較して、この当接部Ｐ２が係止片部１１、１２の側板部８、９に繋がる後端（支点、溶接部１３、１４）側に位置することになる。
【００３０】
これにより、本実施形態のセグメントの継手構造Ａにおいては、雄継手２１の係合部１１、１２から雌継手２０の係止片部１１、１２に集中荷重として作用する接合力Ｎの作用点（当接部Ｐ２）と、側板部８、９に接続した係止片部１１、１２の後端の支点との距離Ｌ２が、従来の鋳物として製作した雄継手７を用いた場合の距離Ｌ１よりも小さくなる。よって、溶接部１３、１４には、大きな曲げモーメントＭが作用することがなく、係止片部１１、１２が側板部８、９から脱落する（係止片部１１、１２が破損する）ことが防止される。
【００３１】
また、係合面２３ａが凸円弧状に形成されていることで、この係合面２３ａは、雌継手２０と雄継手２１を連結した状態において当接部Ｐ２から側板部８、９側に向かうに従い漸次係止面１１ａ、１２ａから離れ、且つ当接部Ｐ２から軸部１５の一面１５ａまたは他面１５ｂに向かうに従い漸次係止面１１ａ、１２ａから離れてゆく。このため、作用点（当接部Ｐ２）を支点側に近づけた場合においても、係止面１１ａ、１２ａと側板部８、９の内面８ａ、９ａが交差する隅部に設けた溶接部１４に係合部２３が干渉することはない。また、係合面２３ａと軸部１５の一面１５ａまたは他面１５ｂとが交差する隅部に設けた溶接部２５に係止片部１１、１２の先端側が干渉することもない。これにより、係止片部１１、１２と側板部８、９、及び係合部２３と軸部１５のそれぞれの接続強度が溶接部１４、２５によって十分に確保され、この点からも雌継手２０と雄継手２１に破損が生じることが防止される。
【００３２】
したがって、本実施形態のセグメントの継手構造Ａにおいては、雄継手２１と雌継手２０がそれぞれ鋼製とされているため、従来のように鋳物で製作したものと比較し、低コスト化を図ることが可能になる。そして、雌継手２０に雄継手２１を連結させた際に互いに当接して係止される係合部２３の係合面２３ａと係止片部１１、１２の係止面１１ａ、１２ａのうち、係合面２３ａを凸円弧状に形成することで、係合面２３ａと係止面１１ａ、１２ａとを嵌合方向Ｏ１の断面視で点接触させることができ、この当接部（作用点）Ｐ２を係止片部１１、１２の後端側（側板部８、９側）に位置させることが可能になる。これにより、雄継手２１の係合部２３ａから雌継手２０の係止片部１１、１２に作用する接合力Ｎの作用点が側板部８、９に接続する支点側に位置することになり、側板部８、９と係止片部１１、１２を接続する溶接部１３、１４に作用する曲げモーメントＭを小さくすることが可能になる。よって、雄継手２１と雌継手２０をそれぞれ鋼製として製作した場合においても係止片部１１、１２が脱落（破損）することを防止できる。
【００３３】
また、このように作用点Ｐ２を支点側に近づけた場合においても、係合面２３ａが凸円弧状に形成されていることで、係止面１１ａ、１２ａと側板部８、９の内面８ａ、９ａが交差する隅部や、係合面２３ａと軸部１５の一面１５ａまたは他面１５ｂとが交差する隅部に溶接部１４、２５を設けることができ、係止片部１１、１２と側板部８、９、及び係合部２３と軸部１５のそれぞれの接続強度を十分に確保することが可能になる。よって、鋼製として製作した雄継手２１と雌継手２０に破損が生じることをより確実に防止できる。
【００３４】
また、係合部２３に丸鋼（円柱棒状部材）を用いることで、容易に係合部２３の係合面２３ａを凸円弧状に形成することができ、確実に且つ容易に接合力Ｎの作用点Ｐ２を支点側に近づけることが可能になる。
【００３５】
よって、本実施形態のセグメントの継手構造Ａによれば、雄継手２１及び雌継手２０を鋼製で製作して継手構造Ａの低コスト化を図った場合においても、係合部２３の係合面２３ａを凸円弧状に形成することで、支点（溶接部１３、１４、２４、２５）に作用する曲げモーメントＭを小さくすることができ、さらに係止片部１１、１２と側板部８、９、係合部２３と軸部１５のそれぞれの接続強度を十分に確保することが可能になるため、好適に雄継手２１と雌継手２０を連結してセグメント１同士を接合することが可能になる。
【００３６】
なお、本発明は、上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、係合部２３の係合面２３ａを凸円弧状に形成することによって、作用点Ｐ２を支点側に近づけ、支点に作用する曲げモーメントＭが小さくなるようにしているが、係止片部１１、１２の係止面１１ａ、１２ａを凸円弧状に形成し、係合部２３の係合面２３ａを平面状に形成して、平面状の係合面２３ａと凸円弧状の係止面１１ａ、１２ａとが当接する当接部Ｐ２（作用点）を支点側に近づけるようにしてもよい。そして、この場合においても、本実施形態と同様に、支点に作用する曲げモーメントＭを小さくすることができ、係止片部１１、１２が破損（脱落）することを防止できる。また、この場合においても、係止面１１ａ、１２ａと側板部８、９の内面８ａ、９ａが交差する隅部や、係合面２３ａと軸部１５の一面１５ａまたは他面１５ｂとが交差する隅部に溶接部１４、２５を設けることが可能であるため、係止片部１１、１２と側板部８、９、及び係合部２３と軸部１５のそれぞれの接続強度を十分に確保することが可能である。
【００３７】
また、本実施形態では、係合部２３に丸鋼（円柱棒状部材）を用いることで凸円弧状の係合面２３ａを形成するものとしたが、本発明は、係合面２３ａと係止面１１ａ、１２ａのいずれか一方の面のみが凸円弧状に形成されていればよいのであって、係合部２３または係止片部１１、１２を、円柱棒状部材を用いて形成することに限定する必要はない。
【００３８】
さらに、例えば図６に示すように係合部２３を、嵌合方向Ｏ１に並設された楔部２３ｂを備えて形成したり、係止片部１１、１２を嵌合方向Ｏ１に並設された楔部を備えて形成して、係合面２３ａ及び／又は係止面１１ａ、１２ａを鋸目状に形成してもよい。そして、係合面２３ａ（係止面１１ａ、１２ａ）を鋸目状に形成した場合には、軟鋼を用いて係止片部１１、１２（係合部２３）を形成することで、この係合面２３ａ（係止面１１ａ、１２ａ）の楔部２３ｂを係止面１１ａ、１２ａ（係合面２３ａ）に食い込ませて、係合部２３と係止片部１１、１２とを強固に係合させることが可能になる。これにより、雄継手２１と雌継手２２を強固に連結でき、確実に且つ好適にセグメント１同士を一体に接合することが可能になる。
【００３９】
また、係合部２３と係止片部１１、１２をともに楔部を備えて形成し、係合面２３ａ及び係止面１１ａ、１２ａを鋸目状に形成した場合には、雄継手２１を雌継手２２の嵌合空間６に嵌合させるとともに互いの楔部同士が係合することで、係合部２３と係止片部１１、１２とをより強固に係合させることが可能になる。
【００４０】
さらに、本実施形態では、雄継手２１が、平板状の軸部１５の両端側の一面１５ａと他面１５ｂとにそれぞれ係合部２３を接続して断面略Ｈ型に形成されているものとしたが、例えば図７に示すように、軸部１５の一端側（一端部側）の一面１５ａと他面１５ｂとにそれぞれ係合部２３を接続して、雄継手２１が断面略Ｔ型に形成されていてもよい。この場合には、雄継手２１の他端部側にアンカー３０を取り付け、このアンカー３０を定着させることによって、雄継手２１が係合部２３を備える一端部側を接合端面１ａから外側に突出させた状態で一方のセグメント１に一体に設置される。そして、この雄継手２１の接合端面１ａから外側に突出した一端部側（一端部側の一対の係合部２３）を他方のセグメント１の雌継手２０の嵌合空間６に側端部側から嵌合させることにより、本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００４１】
さらに、本実施形態では、セグメントの継手構造Ａがピース間継手であるとして説明を行ったが、本発明のセグメントの継手構造は、トンネル軸線方向Ｏ１に隣接するセグメント１同士を接合するためのリング間継手に採用してもよい。また、本実施形態では、セグメント１がコンクリート製セグメントであるものとして説明を行ったが、本発明のセグメントの継手構造は、コンクリート中詰セグメントや鋼製セグメントなどに用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係るセグメントの継手構造を示す図である。
【図２】図１のＳ部を拡大した図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るセグメントの継手構造の雄継手を示す図である。
【図４】図３のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図５】図３のＸ２−Ｘ２線矢視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るセグメントの継手構造（雄継手）の変形例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るセグメントの継手構造（雄継手）の変形例を示す図である。
【図８】トンネル内にセグメントを設置する状態を示す斜視図である。
【図９】従来の鋳物として製作したセグメントの継手構造を示す図である。
【図１０】雌継手のみを鋼製としたセグメントの継手構造を示す図である。
【図１１】図１０のＳ部を拡大した図である。
【図１２】係合面と係止面を平面として製作した鋼製のセグメントの継手構造を示す図である。
【図１３】図１２のＳ部を拡大した図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ セグメント
１ａ 接合端面
２ セグメントリング体
６ 嵌合空間
８ 側板部
８ａ 内面
９ 側板部
９ａ 内面
１０ 底板部
１１ 係止片部
１１ａ 係止面
１２ 係止片部
１２ａ 係止面
１３ 溶接部
１４ 溶接部
１５ 軸部
１５ａ 一面
１５ｂ 他面
２０ 雌継手
２１ 雄継手
２２ アンカー
２３ 係合部（丸鋼）
２３ａ 係合面
２３ｂ 楔部
２４ 溶接部
２５ 溶接部
Ａ セグメントの継手構造
Ｌ１ 作用点から支点までの距離
Ｌ２ 作用点から支点までの距離
Ｍ 曲げモーメント
Ｎ 接合力
Ｏ１ トンネル軸線方向（嵌合方向）
Ｐ１ 接触部
Ｐ２ 当接部（作用点）
Ｔ トンネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄継手と、該雄継手が嵌合する嵌合空間をセグメントの接合端面に開口させた状態で前記セグメントに一体に設けられた雌継手とからなるセグメントの継手構造において、
前記雄継手と前記雌継手はそれぞれ鋼製とされ、
前記雄継手は、軸部の両端側あるいは一端側に接続した係合部を備えて断面略Ｈ型あるいは断面略Ｔ型に形成され、
前記雌継手は、一対の側板部と、前記一対の側板部に連設された底板部と、前記一対の側板部のそれぞれの内面に接続して内側に突設された一対の係止片部とを備えて断面略Ｃ型に形成されており、
前記一対の側板部と前記底板部と前記一対の係止片部で囲まれてなる前記雌継手の前記嵌合空間に前記雄継手の係合部を嵌合させた際に、互いに当接して係止される前記係合部の係合面と前記係止片部の係止面のいずれか一方の面が嵌合方向の断面視で凸円弧状に形成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】
請求項１記載のセグメントの継手構造において、
前記係合部または前記係止片部が円柱棒状部材を用いて形成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３】
請求項１または請求項２に記載のセグメントの継手構造において、
前記係合部及び／又は前記係止片部は、前記嵌合方向に並設された楔部を備えて前記係合面及び／又は前記係止面が鋸目状に形成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１】
雄継手と、該雄継手が嵌合する嵌合空間をセグメントの接合端面に開口させた状態で前記セグメントに一体に設けられた雌継手とからなるセグメントの継手構造において、
前記雄継手と前記雌継手はそれぞれ鋼製とされ、
前記雄継手は、軸部の両端側あるいは一端側に接続した係合部を備えて断面略Ｈ型あるいは断面略Ｔ型に形成され、
前記雌継手は、一対の側板部と、前記一対の側板部に連設された底板部と、前記一対の側板部のそれぞれの内面に接続して内側に突設された一対の係止片部とを備えて断面略Ｃ型に形成されており、
前記一対の側板部と前記底板部と前記一対の係止片部で囲まれてなる前記雌継手の前記嵌合空間に前記雄継手の係合部を嵌合させた際に、互いに当接して係止される前記係合部の係合面と前記係止片部の係止面のいずれか一方の面が嵌合方向の断面視で凸円弧状に形成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】
請求項１記載のセグメントの継手構造において、
前記係合部または前記係止片部が円柱棒状部材を用いて形成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３】
請求項１または請求項２に記載のセグメントの継手構造において、
前記係合部及び／又は前記係止片部は、前記嵌合方向に並設された楔部を備えて前記係合面及び／又は前記係止面が鋸目状に形成されていることを特徴とするセグメントの継手構造。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２２８３１２（Ｐ２００９−２２８３１２Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７５１６０（Ｐ２００８−７５１６０）
【出願日】平成２０年３月２４日（２００８．３．２４）
【出願人】（０００１９８３０７）石川島建材工業株式会社 (139)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２４日（２００８．３．２４）
【出願人】（０００１９８３０７）石川島建材工業株式会社 (139)
【Ｆターム（参考）】
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