セグメントの連結構造
【課題】セグメント本体と同程度の高剛性、高耐力を有し、施工コストと手間がかからず、セグメント面の平坦性を確保できる、セグメントの連結構造を提供する。
【解決手段】複数のセグメントを周方向と軸方向に結合して構築した構造物における前記セグメントの連結構造であって、セグメント本体８の周方向の両端部に沿って角筒形継手部材４を固着し、かつ、一方の角筒形継手部材４が他方の角筒形継手部材４と干渉しないで各継手部材間に納まるように、角筒形継手部材４を軸方向に互いに位置をずらして１個もしくは複数設け、軸方向に揃った前記角筒形継手部材４にヒンジ固定継手部材２を挿入し、隣接するセグメント８ａをヒンジ固定にて連結することを特徴とする。
【解決手段】複数のセグメントを周方向と軸方向に結合して構築した構造物における前記セグメントの連結構造であって、セグメント本体８の周方向の両端部に沿って角筒形継手部材４を固着し、かつ、一方の角筒形継手部材４が他方の角筒形継手部材４と干渉しないで各継手部材間に納まるように、角筒形継手部材４を軸方向に互いに位置をずらして１個もしくは複数設け、軸方向に揃った前記角筒形継手部材４にヒンジ固定継手部材２を挿入し、隣接するセグメント８ａをヒンジ固定にて連結することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水道、鉄道、地下河川等のトンネル覆工用セグメントや、ボックスカルバートなどを構築するセグメントの連結構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水道、鉄道、地下河川等のトンネルをシールド工法によって建設する場合、円弧状のセグメントを多数連結することによりこれを構築する。このようなトンネル覆工に使用されるセグメントや、ボックスカルバート等に使用されるセグメントには、鋼製セグメント、鋼−コンクリートの合成セグメント、コンクリートセグメント等が適用される。これらのセグメントには継手部が設けられている。この継手部は、一般にセグメントのコンクリート中にアンカー鉄筋を介して固定されるものであり、この継手部を介して多数のセグメントを周方向と軸方向に連結してトンネルやボックスカルバートが構築されることになる。従ってこの継手部は、セグメントを用いた施工を行う上で特に重要な役割を果たすものであり、従来において数多くの提案がされている。
【０００３】
従来提案されている継手構造も改良の主眼点は種々異なっている。例えば、（１）継手部の構造を簡潔にすることを主な改良点とするもの、（２）継手部の止水性を向上することを主な改良点とするもの、（３）継手部の連結操作を容易にすることを主な改良点とするもの、（４）継手部の強度をセグメント本体と同程度に向上することを主な改良点とするもの、（５）前記の複数の点を同時に改良することを主な改良点とするもの等がある。また、この改良技術も、鋼製セグメント、鋼−コンクリートの合成セグメント、コンクリートセグメントによっておのずから構造が相異している。
【０００４】
従来、この種のセグメント連結構造に関しては、特許文献１と特許文献２が提案されている。
特許文献１は、大断面、大深度、地下河川等大きな曲げモーメントや引張力が作用する場合に有効な合成セグメントの継手に関するものであり、継手部がセグメント本体と同等の強度および剛性を有する構造が開示されている。そして、高剛性、高耐力のセグメント継手を実現する方法として、セグメントの内空側鋼板の側縁に周方向に隣り合うセグメント継手を跨ぐように内側が開いた箱状の補強部材を配置して、前記の内空側鋼板にボルト接合する構成が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、コンクリートセグメントにおいて、セグメント本体及び継手部ともに強度と剛性のアップを図るための継手構造として、セグメント本体の円周方向の両端に断面略リップ溝状の連結溝部を設け、円周方向に隣り合うセグメントの連結溝部に跨って接合キーをセグメント面外方向（トンネル軸方向）から挿入するセグメントの連結構造が開示されている。このセグメントの連結構造において、セグメント端部に設置された継ぎ手金具につき、鉄骨部材端の側面部に複数本の取付ボルトによって直接ボルト止めし、かかる継ぎ手金具をダクタイル鋳鉄製とすることにより、強度と剛性を向上させることが可能となる。また、セグメントどうしの接合に関しても、かかる接合キーを介して簡単に行うことができるというメリットもある。
【特許文献１】特開平７−６２９８８号公報
【特許文献２】特開平８−１８４２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示のセグメントの連結構造では、セグメントの内空側鋼板に配置した箱状の補強部材がセグメントの内空側に出っ張り、セグメント内面の平坦性を確保できないという問題がある。また、箱状の補強部材の背面側（つまり地山側）に形成される凹部にグラウトを注入する必要があり、施工コストと手間がかかるという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２に開示されているセグメントの連結構造では、Ｈ形またはＩ形に形成された接合キーによって隣り合うセグメントが連結され、Ｈ形またはＩ形に形成された接合キーの中間部がウエブとしての役割をなしている。このため継手部に曲げ荷重が作用したときに前記ウエブで曲げに抵抗することになり、セグメント継手部における断面２次モーメントを大きくするには極厚のウエブとする必要があり、不経済であった。また、傾斜配置した場合などに接合キーが連結溝部から抜け落ちてしまい、またこれらを機械的に阻止するための機構も存在しない点において改善要請が高まっていた。
【０００８】
本発明は、継手部がセグメント本体と同程度の高剛性、高耐力を有することに加えて、継手部を曲げ荷重に抵抗できるようにヒンジ固定にて連結し、しかも、構成が簡潔でかつ継手部がセグメント本体の面外に出張らず、セグメント本体の平坦性を確保できるように構成することで従来の問題点を解決したセグメントの連結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】
【０００９】
本発明者は、上述した課題を解決するとともに、さらに〔１〕セグメントの継手部の強度を向上、〔２〕継手部に作用する曲げ荷重に対する抵抗の向上、〔３〕構造の簡潔化、〔３〕施工性の向上、〔４〕止水性の向上を図るべく、矩形状の中空孔が形成された角筒形継手部材が前記セグメント本体の周方向の両端部に沿って固着するとともに、その角筒形継手部材につき、周方向に隣接するセグメント間で嵌合可能または直列に接続可能となるように互いに軸方向の配置を調整した上でこれを１以上配設し、さらに前記角筒形継手部材を嵌合または直列に接続させることにより互いに接続された中空孔内にヒンジ固定継手部材を挿入したセグメントの連結構造を発明した。
即ち、第１の発明は、複数のセグメントを周方向と軸方向に結合して構築した構造物における前記セグメントの連結構造であって、矩形状の中空孔が形成された角筒形継手部材が前記セグメント本体の周方向の両端部に沿って固着されてなるとともに、その角筒形継手部材は、周方向に隣接するセグメント間で直列に連続可能となるように互いに軸方向の配置が調整されて１以上配設されてなり、前記角筒形継手部材を直列に連続させることにより互いに接続された中空孔内にヒンジ固定継手部材が挿入されてなることを特徴とする。
また、第２の発明は、複数のセグメントを周方向と軸方向に結合して構築した構造物における前記セグメントの連結構造であって、矩形状の中空孔が形成された角筒形継手部材が前記セグメント本体の周方向の両端部に沿って固着されてなるとともに、その角筒形継手部材は、周方向に隣接するセグメント間で嵌合可能となるように互いに軸方向の配置が調整されて１以上配設されてなり、前記角筒形継手部材を嵌合させることにより互いに接続された中空孔内にヒンジ固定継手部材が挿入されてなることを特徴とする。
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記角筒形継手部材は、前記セグメント本体に対して溶接またはボルトで固着され、又はコンクリートで構成される前記セグメントの端部にアンカー筋で固着されてなることを特徴とする。
また、第４の発明は、第１〜第３の発明において、前記ヒンジ固定継手部材は、Ｈ形断面部材又は箱形断面部材であり、前記接続された中空孔の内面に係合可能とされていることを特徴とする。
また、第５の発明は、第１〜第４の発明において、前記ヒンジ固定継手部材が構造物軸方向に複数のセグメントに跨って、当該セグメントの角筒形継手部材の中空孔内に挿入されていることを特徴とする。
また、第６の発明は、第１〜第５の発明において、ヒンジ固定継手部材が矩形状セグメントリングの隅角部に配置されて、隅角部の連結材とされていることを特徴とする。
また、第７の発明は、第１〜第６の発明において、角筒形継手部材のフランジを兼ねた張り出し部が、セグメント本体のスキンプレートに一体に設けられていることを特徴とする。
また、第８の発明は、第１〜第７の発明において、前記ヒンジ固定継手部材は、何れか一の端部に蓋が取り付けられてなり、前記接続された中空孔内に挿入された場合には、前記蓋の外面と前記セグメント本体の側面との間で平面が形成され、さらに前記蓋は、角筒形継手部材に定着可能とされていることを特徴とする。
また、第９の発明は、第１〜第８の発明において、挿入すべき中空孔の接続位置に対応した前記ヒンジ固定継手部材上の外周面において、又は前記角筒形継手部材の軸方向に沿った外周面において、又は前記セグメント本体端面における嵌合すべき相手側の角筒形継手部材が当接可能な面において、止水材が配設されてなることを特徴とする
また、第１０の発明は、第１〜第９の発明において、前記接続された中空孔内に挿入されたＨ形断面部材としてのヒンジ固定継手部材のフランジとウエブで囲まれる空間部、または箱形断面部材の中空孔内にコンクリートが打設されてなることを特徴とする。
また、第１１の発明は、第１〜第１０の発明において、角筒形継手部材端部に薄板からなる筒を角筒形継手部材内面に固着し角筒形継手部材４から飛び出させることを特徴とする。
また、第１２の発明は、第１〜第１１の発明において、前記角筒形継手部材は、前記セグメント本体に固着される基端部から先端にかけて先細になるように形成されてなることを特徴とする。
また、第１３の発明は、第１〜第１２の発明において、箱形断面のヒンジ固定継手部材が、角鋼管などの形鋼単独、またはＣ形鋼やアングル材の組み合わせからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、隣接するセグメント本体の周方向の端部に固着した角筒形継手部材にヒンジ固定継手部材を挿入して継手部を構成するので、相対する側の角筒形継手部材とヒンジ固定継手部材が協働してセグメント本体と同等の剛性、耐力を発揮でき、継手部に作用する引張りおよび曲げ荷重に強固に抵抗でき、構造も簡潔である。さらに、角筒形継手部材とヒンジ固定継手部材はセグメントの外形内に納めることができるので面外方向への凸凹がなく継手部の平坦性を確保できる。さらに、ヒンジ固定継手部材を筒形継手部材に挿入するだけで継手部を連結でき、従来のようなセグメント継手部の強度確保のためのボルト接合等の作業が不要であって、施工性に優れたセグメント継手部の連結構造を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
【００１２】
図１、図２は、鋼殻（主桁とスキンプレートは省略する）にコンクリートを充填した合成セグメント８ａを継手部３を介して周方向に連結する実施形態を示し、図１は連結前の態様を示す斜視図、図２は連結後の態様を示す斜視図である。実施形態１の継手部３は、トンネル周方向に隣接するセグメント本体８の継手板１に固着された箱形断面形状の継手部材（以下、角筒形継手部材という）４と、相対する角筒形継手部材４の相互を連結するヒンジ固定継手部材２とから構成される。
【００１３】
角筒形継手部材４は、溶接１９またはボルトによる摩擦接合により継手板１へ１以上に亘って取り付けられる。ちなみに、この角筒形継手部材４をボルト接合により継手板１へ取り付ける場合には、継手板１と接触する角筒形継手部材４の内側から継手板１にドリルねじを螺合して行うようにしてもよい。この角筒形継手部材４は、四角形状の中空孔４１が形成されてなるが、この中空孔４１の形状は矩形状であればいかなるもので構成されていてもよい。
この角筒形継手部材４は、形鋼を用いることでコスト低減が可能である。形鋼としては角形鋼管を用いることができる。また形鋼として、Ｃ形鋼を２つ組み合わせて角断面形状にするようにしてもよい。また、４個のアングル材を矩形になるように配置して溶接接合して、角筒断面の継手部材を構成するようにしてもよい。
【００１４】
この角筒形継手部材４は、周方向に隣接する２つのセグメント本体８を近接させて連結するときにおいて、嵌合可能となるように互いの軸方向の配置が調整されている。この図１の例では、周方向左側に位置するセグメント本体８において角筒形継手部材４ａ、角筒形継手部材４ｃが互いに間隔をおいて固着され、周方向右側に位置するセグメント本体８において、上記角筒形継手部材４ｂ、角筒形継手部材４ｄが互いに間隔をおいて固着されている。即ち、この周方向左側に位置するセグメント本体８と、周方向右側に位置するセグメント本体８との間で、角筒形継手部材４が互いにセグメント幅方向（トンネル軸方向）へ向かって交互になるように形成されることになる。このとき、角筒形継手部材４ｂの長手方向の長さは、角筒形継手部材４ａ、角筒形継手部材４ｃの間隔に合わせて調整され、また、角筒形継手部材４ｃの長手方向の長さは、角筒形継手部材４ｂ、角筒形継手部材４ｄの間隔に合わせて調整される。
【００１５】
ヒンジ固定継手部材２は、図１、図２に示すＨ形断面のヒンジ固定継手部材であり、対向する角筒形継手部材４を連結する機能を有すると同時に、角筒形継手部材４における中空孔４１に挿入されたときに、当該中空孔４１内面に係合され、それにより継手部を支点として両側のセグメント８ａに作用する曲げ荷重（ヒンジ作用）に抵抗する機能（これをヒンジ固定という）を発揮することが可能となる。
【００１６】
したがって、Ｈ形断面ヒンジ固定継手部材２ａの断面積は、その外面が角筒形継手部材４の中空孔４１の内壁に沿うように調整されることになる。またＨ形断面ヒンジ固定継手部材２ａが曲げ荷重に対して、より少ない鋼材量で効率的に抵抗するためには、フランジ９がセグメントの桁高方向の両サイドに配置されるようにする。このように構成することで、Ｈ形断面ヒンジ固定継手部材２ａを角筒形継手部材４に挿入した場合において、セグメント本体８における継手部３に曲げ荷重が作用した場合、角筒形継手部材４とＨ形断面ヒンジ固定継手部材２ａが互いに接し支圧にて抵抗し、ヒンジ固定継手部材２ａのフランジ９の軸圧縮力にて抵抗できる。ちなみに、フランジ９の板厚は、支圧作用点における圧縮荷重に耐えられる厚みとなるように設計されている。
【００１７】
セグメント本体８の連結時において、角筒形継手部材４ｂは、角筒形継手部材４ａ、角筒形継手部材４ｃの間に、また角筒形継手部材４ｃは、角筒形継手部材４ｂ、角筒形継手部材４ｄの間に、ほぼ隙間無く挿入されることになる。実際にこの周方向左側のセグメント本体８とこの周方向右側のセグメント本体８とを互いにぶつからないように近接させ、相手側の継手板１に角筒形継手部材４をそれぞれ当接させる。この周方向左側に位置するセグメント本体８と、周方向右側に位置するセグメント本体８との間で、角筒形継手部材４は互いに交互となるように形成されているため、セグメント本体８の連結時においてこれらが互いに干渉し合うこともなくなる。即ち、角筒形継手部材４は、周方向に隣接するセグメント本体８間で嵌合可能となるように互いに軸方向の配置が調整されて構成されることになる。
【００１８】
また、セグメント本体８の連結時において、角筒形継手部材４ａ〜４ｄは、トンネル軸方向の同一線上に揃い、また図２に示すように角筒形継手部材４の前側面４２が相手側の継手板１と当接する。また、このとき相対する角筒形継手部材４の軸方向端面の境目２０に隙間が生じないように構成するようにしてもよい。
【００１９】
また、セグメント本体８の連結時において、角筒形継手部材４を嵌合させることにより、角筒形継手部材４ａ〜４ｄは、トンネル軸方向の同一線上に揃えることができ、その角筒形継手部材４内に形成された中空孔４１が互いに接続されることになる。その結果、この接続された中空孔４１がセグメント本体８の幅方向へ向かって延長され、この接続された中空孔４１内にヒンジ固定継手部材２を挿入することが可能な状態を作り出すことができる。実際に、この接続された中空孔４１内にヒンジ固定継手部材２を挿入することにより、ヒンジ固定継手部材２を介して互いに連結すべき角筒形継手部材４が強固に固定されることになり、ひいてはセグメント本体８間の連結力を高めることが可能となる。
【００２０】
このように、本発明を適用したセグメントの連結構造では、隣接するセグメント本体８の周方向の端部に固着した角筒形継手部材４にヒンジ固定継手部材２を挿入して継手部３を構成する。これにより、相対する側の角筒形継手部材４とヒンジ固定継手部材２が協働してセグメント本体８と同等の剛性、耐力を発揮でき、継手部３に作用する引張りおよび曲げ荷重に強固に抵抗でき、構造をより簡潔化させることも可能となる。さらに、ヒンジ固定継手部材２を角筒形継手部材４に挿入するだけで継手部３を連結でき、従来のようなセグメント本体８における継手部３の強度確保のためのボルト接合等の作業を省略することが可能となることから、施工性に優れたセグメントの継手部の連結構造を実現できる。
【００２１】
このとき、さらにＨ形断面を有するヒンジ固定継手部材２ａのフランジ９とウエブ２１で囲まれた空間内にコンクリートを打設するようにしてもよい。これにより、セグメント８本体に対して負荷される圧縮力に対する抵抗力を増加させることが可能となる。
【００２２】
なお、角筒形継手部材４は、セグメント本体８からトンネルの内空側にも地山側の何れの方向にも出張らないように、換言すれば角筒形継手部材４のトンネル内外方向の外面間距離がセグメント桁高と等しくなるように設けるようにしてもよい。さらに、角筒形継手部材４は、セグメント本体８からトンネル軸方向にも出張らないように設けるようにしてもよい。かかる場合には、連結時においてトンネル軸方向に連続する角筒形継手部材４の外面間距離の合計がセグメント本体８の幅と等しくなるように形成されることになる。
【００２３】
図３は、ヒンジ固定継手部材２ｂを箱形断面で構成した例を示している。このような構成においても、角筒形継手部材４における中空孔４１に挿入したときに、その内面に係合させることが可能となり、ヒンジ固定を実現することが可能となる。特にこの箱形断面を有するヒンジ固定継手部材２ｂを角筒形継手部材４の中空孔４１に挿入するだけで曲げと引張り荷重に抵抗でき、その中空部６にコンクリートを打設すると一層圧縮力に抵抗できる。
【００２４】
この図３に示すようにヒンジ固定継手部材２ｂを箱形断面で構成する場合には、その外面が角筒形継手部材４の中空部内面に沿うように調整しておく。この箱形断面からなるヒンジ固定継手部材２ｂも、相対するセグメント８ａ同士を互いに連結することができると共に、継手部３に曲げ荷重が作用した場合、角筒形継手部材４と箱形断面からなるヒンジ固定継手部材２ｂが互いに接し支圧にて抵抗し、ヒンジ固定継手部材２ｂのフランジ９の軸圧縮力により抵抗することができるようになる。箱形断面ヒンジ固定継手部材２ｂの板厚は、支圧作用点における圧縮荷重に耐えられる厚みとなるように設計されている。
【００２５】
なお継手部３において、セグメントリング端面（トンネル軸方向端面）を平坦にする必要があるとき、或いはヒンジ固定継手部材２ａ、２ｂを角筒形継手部材４から抜け出さないように固定する必要があるとき、或いはセグメント本体８を所定の位置に微調整する必要があるときは、以下の図４〜６に示す構成を更に適用するようにしてもよい。この図４〜６に示すヒンジ固定継手部材２ａ、２ｂでは、端部に側面蓋５を溶接にて取り付け、ヒンジ固定継手部材２ａ、２ｂを角筒形継手部材４に挿入したうえ、側面蓋５を角筒形継手部材４の端面にボルト、ビス１４等で固定する。角筒形継手４の端面には予め雌ねじを切っておく。このとき、側面蓋５に設けたボルト孔１３には、これに挿入するボルト、ビス１４等の頭部がセグメント本体８の面外方向に張り出さないように座刳り１６を設けることが好ましい。
【００２６】
側面蓋５は、図４、図５に示すように、セグメント本体８における幅方向の片面のみに位置するようにヒンジ固定継手部材２ａ、２ｂの一端部に取り付けられることになる。また、図６、図７に示すように、側面蓋５がセグメント本体８の側面方向へ張り出さないように側面蓋５の板厚分だけ角筒形継手部材４の端部をセグメント本体８の中央部側に後退させるように調整しておく。これにより、ヒンジ固定継手部材２ａ、２ｂに取付けられた側面蓋５の外面と、前記セグメント本体８の側面との間で平面が形成されることになり、ヒンジ固定継手部材２の抜け出しを防止できるとともに、面外方向への凸凹を無くすことも可能となり、より平坦性を確保することも可能となる。
【００２７】
次に、図７〜図１１を参照して、角筒形継手部材４をヒンジ固定継手部材２で連結する継手部３の止水性を確保する構造の各種の形態を説明する。継手部３の止水が必要な部位は、挿入すべき中空孔４１の連結位置（境目２０）に対応したヒンジ固定継手部材２上の外周面、又は角筒形継手部材４の軸方向に沿った外周面、又は前記セグメント本体８端面における嵌合すべき相手側の角筒形継手部材が当接可能な面である。かかる箇所では、セグメント本体８の連結時において隙間が生じる可能性が出てくるため、図示しない止水材を設けることにより、内部への水の浸入を防ぐ必要が出てくる。
【００２８】
実際に図１０、図１１に示す例において、箱形断面からなるヒンジ固定継手部材２ｂの上下面１０又は、Ｈ形断面からなるヒンジ固定継手部材２ａの上下フランジ９の外面に止水材取り付け用の溝７を加工し、この溝７部分に図示しない止水材を取り付け可能な構成とする。止水材取り付け用の溝７の形成位置は、境目２０に対応する部位に設ける。止水材には、吸水膨張性ゴムを用いることが好ましい。このように構成することで、ヒンジ固定継手部材２ａ、２ｂを角筒形継手部材４に挿入したとき、トンネル軸方向の端面の境目２０が溝７に取り付けられた止水材の膨張で水密的に密封される。ヒンジ固定継手部材２ａ、２ｂを角筒形継手部材４の中空部へ挿入する際、止水材が剥離するのを防止すべく、該止水材は止水材取り付け用溝７から突出しないように取り付られていることが好ましい。
【００２９】
図７〜図９は、角筒形継手部材４の軸方向への止水方法、並びにセグメント本体８端面における嵌合すべき相手側の角筒形継手部材４が当接可能な位置への止水方法を示している。図７、図８に示す例では、角筒形継手部材４の前面１１の上下部にセグメント本体８における幅方向に伸びる止水材取り付け用の溝７を設け、この溝７に吸水膨張性ゴムの止水材を固着する。このように構成することで、角筒形継手部材４の前面１１と相手側の継手板１の当接部分が止水材の膨張で水密的に封止されることになる。また、図９に示すように、継手板１の前面に止水材取り付け用の溝７を設け、この溝７に吸水膨張性ゴムの止水材を固着する。このように構成することで継手板１と相手側の角筒形継手部材４との当接部分が止水材の膨張で水密的に封止されることになる。なお、セグメント本体８における継手部３での止水性を確保するためには、角筒形継手部材４の個数は必要最小限であることが好ましく、対向側にそれぞれ２個ずつ取り付けることが好ましい。
【００３０】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、図１２に示すように、角筒形継手部材４の数量の合計を３個で構成するようにしてもよい。両側の継手板１共に１個の角筒形継手部材４のみでは、セグメント本体８における継手部３に引張り荷重が作用したときに、ヒンジ固定継手部材２が片持ち梁状態になり耐力が低下してしまう。従って、図１２に示すように、最少でも、対向する継手板１の片方に１つの角筒形継手部材４を固着し、もう片方の継手板１に２つの角筒形継手部材４を固着するなどして、互いに違う個数の角筒形継手部材４を固着することになる。
但し、連結する各セグメント８ａの間において、荷重分担の均一性を保つためには、図１等に示すように、周方向左側、周方向右側ともに同数の同型の角筒形継手部材４をそれぞれの継手板１に均等間隔で取り付けることが好ましい。
ちなみに、周方向左側に位置するセグメント本体８に取り付けられる角筒形継手部材４の数量、並びに周方向右側に位置するセグメント本体８に取り付けられる角筒形継手部材４の数量の合計は、３個以上となるように取り付けられていればいかなる構成であってもよい。
【００３１】
上記に示した継手形式は、いずれもヒンジ固定継手部材２（２ａ〜２ｅ）の長さがセグメント幅と一致する実施形態を示したが、他の実施形態として、図１８〜図２２に示すように、セグメント幅よりも長い、所定の長さの長尺のヒンジ固定継手部材２ｃを所定の間隔（図示の場合は、等角度間隔）で配置して、図２４に示すようなセグメント８ｂの長手方向（周方向）の左右の端部（継手板１の部分）に角筒形継手部材４を１つずつ有するセグメント８ｂを、ヒンジ固定継手部材２ｃの軸方向に千鳥状配置で挿入していく形態としても構わない。
また、前記実施形態１では、周方向に隣接するセグメントにおける角筒形継手部材４を嵌合させることにより、角筒形継手部材４を直列に連続させる形態を示したが、図１９に示すように、周方向に隣接するセグメントを千鳥配置とすることで、角筒形継手部材４を直列に連続させる形態としてもよい。すなわち、周方向に隣接するセグメント８ｂの角筒形継手部材４は、構造物２８の軸方向に直列に連続するように軸方向の配置が調整されて配設されていればよく、このようなセグメントでは、ヒンジ固定継手部材２ｃの軸方向に千鳥状配置となるように、構造物２８の周方向に交互に、かつ構造物２８の軸方向にスライドさせるように配置することにより、周方向の一方の２つのセグメント８ｂにおける角筒形継手部材４間に、周方向の他方の１つのセグメントにおける角筒形継手部材４を配置することで、角筒形継手部材４を直列に連続するように配置することが可能になる。
なお、前記ヒンジ固定継手部材２を間隔をおいて保持する手段としては、後記するように、ヒンジ固定扉継手部材２の先端部を地盤に圧入して保持させても、支保工により仮支持させてもよい。
【００３２】
第２の発明におけるセグメント継手形式を用いた場合のセグメントをトンネル状に組み立てた場合は、図２８に示すように、トンネル軸方向に隣接するセグメントリング２７同士において、セグメント本体８が千鳥状配置になっているが、本発明の実施形態では、図１９に示すように、周方向に隣接するセグメント本体８同士が千鳥になっている。ヒンジ固定継手部材２ｃの総延長寸法としては、最終構造物２８の軸方向長さ寸法と同じ長さ寸法にするが、トンネルのように総延長が数ｋｍにも及ぶようなものや、構造物２８の軸方向長さ寸法が２０ｍ程度以上になり、１本の部材としてトラック等で輸送できる範囲を超えてしまうような場合には、ヒンジ固定継手部材２ｃは縦継して総延長距離を調整する。
【００３３】
ヒンジ固定継手部材２ｃの縦継方法としては、連結板を利用してこれを上下に隣り合うヒンジ固定部材２ｃに渡って配置してボルトにて連結する方法の他、縦継部におけるヒンジ固定継手部材２ｃの端部同士を溶接して固着する方法でも良い。
【００３４】
また、縦継部の位置と角筒形継手部材４の境界部の位置が一致せず、縦継部の位置が角筒形継手部材４の軸方向内に収るように配置した場合は、ヒンジ固定継手部材２ｃの端部同士を敢えて固着する必要はなく、下側のヒンジ固定継手部材２ｃの上に、上側のヒンジ固定継手部材２ｃが単に載置されているだけでもよい。
【００３５】
セグメント８ｂへの角筒形継手部材４の取り付け方法としては、図１８に示すように、角筒形継手部材４の長さＬをセグメント８ｂの幅Ｗの１／２の寸法として、継手板１中央に取り付け、継手板１において角筒形継手部材４が取り付いていない部分の長さ寸法が、角筒形継手部材４の両側でセグメント幅Ｗの１／４づつの寸法になるようにすることが、千鳥組み状に組む際最も好ましい。角筒形継手部材４をセグメント８ｂの片側の継手板１において１つのみ取り付ける構造とすることによって、継手１に２つ以上角筒形継手部材４を複数設ける場合に比べて、角筒形継手部材４の嵌合部の境界線の全体数が減り、止水性が向上する。
【００３６】
また、セグメント８ｂを千鳥状に組み込んでいくことによって、構造物としての最終形態に組み立てられた際、構造物２８全体に曲げやせん断荷重が作用したとき、セグメント８ｂ間に荷重が分担され、継手部のみに荷重が集中することを避けることができる。
【００３７】
個々のセグメント８ｂの軸方向の接続方法としては、従来技術と同様に、図示を省略するが、主桁を備えたセグメント８ｂである場合には、主桁側面においてボルトとナットにて連結してもよく、ワンサイドボルトを利用して施工能率を向上させるような構造としても構わない。
【００３８】
また、ヒンジ固定継手部材２ｃを利用して、本実施形態のセグメント８ｂを垂直方向に積んで、橋脚やサイロのような構造物を構築する場合は、セグメント８ｂの自重により、軸方向のセグメント８ｂの境界部において互いに密接するため、構造物両端部においてのみ、図２９に示すように、セグメントの抜け出し防止用にヒンジ固定継手部材２ｃと角筒形継手部材４とをボルト１４等で連結し、軸方向の個々のセグメント本体８の連結を省略することもできる。
【００３９】
ヒンジ固定継手部材２ｃの抜け出し防止用に、少なくとも構造物２８の両端部においては上記のように固定することが好ましいが、より強固に連結するために、両端部のみでなく、構造物全長または、所定の間隔を置いて用いても構わない。
施工方法について図３２〜図３４を用いて説明する。
【００４０】
図３２に示すように、まずヒンジ固定継手部材２ｃを所定の位置に設置する。トンネルのように水平方向に延長する構造物においては、支保工でヒンジ固定継手部材２ｃを支える。橋脚やサイロのような構造物においては、ヒンジ固定継手部材２ｃを地盤中に打ち込み杭としての役割も兼用させてもよく、別途基礎構造物とヒンジ固定継手部材２ｃを連結して、ヒンジ固定継手部材２ｃを所定の位置に固定する方法としても構わない。
【００４１】
ヒンジ固定継手部材２ｃの位置が固定されたら、本発明において使用する角筒形継手部材４を有するセグメント８ｂ，８ｃの内、まず構造物の端部に角筒形継手部材４が配置されるセグメント８ｃから順次、ヒンジ固定継手部材２ｃ間内に挿入していく。最初に、構造物２８の端部に配置されるセグメント８ｂ，８ｃの中で、構造物の軸方向の端部が平坦となるよう、周方向に１つずつの等角度間隔で、セグメントの幅寸法の長さを、他のセグメント幅寸法の半分の幅寸法とされたセグメント８ｃを一つおきに挿入する。従って、構造物２８の周方向には偶数個のセグメント８（８ｂ，８ｃ）を配設することが望ましい。
【００４２】
次に、図３３に示すように、図３２に示す前段階でセグメント８ｃを挿入しなかったヒンジ固定継手部材２ｃ間内に、両端に角筒形継手部材４を有するセグメント８ｂを挿入していく。この段階で端部に位置するセグメント８ｂ，８ｃが全て配置されたことになる。
更に、図３４に示すように、前段階でセグメント８ｃを挿入しなかったヒンジ固定継手部材２ｃ間に、新たにセグメント８ｂを挿入する。
【００４３】
以後、前段階でセグメント８ｂを挿入しなかったヒンジ固定継手部材２ｃ間に新たにセグメント８ｂを挿入する作業工程を繰り返していく。ヒンジ固定体継手部材２ｃの長さが足りなくなった時点で、ヒンジ固定体継手部材２ｃを縦継し、ヒンジ固定体継手部材２ｃの長さを更に延長していく。
【００４４】
最終的にもう片方の端部まで構造物として組み上げた段階で、構造物端部に位置するセグメント８ｃを設置して、構造物２８を完成させる。構造物の長手軸方向に貫通したヒンジ固定継手部材２ｃにセグメント８ｂ，８ｃを挿入していくだけで、構造物２８を構築できるため、先の図１に示したような実施形態の個々のリング内毎にヒンジ固定継手部材２ｃを別々に挿入するよりも、施工能率が格段に向上する。また最終的に角筒形継手部材４内にコンクリートを打設する際、セグメントリング２７間毎ではなく、一方の端部から他方の端部まで一気通関した空間内にコンクリートを送り込むことができるため、より一層施工能率が向上する。
セグメント相互を連結するヒンジ固定継手部材２ｃは、図１８，図１９に示すように、トンネル又はボックスカルバート等を断面リング状に形成した場合、及び、図２０，２１に示すように平面状に形成した場合の両方に適用することが可能である。
円形のリング状に本発明のセグメントを組み上げて構造物２８を構築した場合、ヒンジ固定継手部材２ｃおよび角筒形継手部材４のトンネル半径方向における内外のフランジ部の曲率としては、完全な円形を構築する場合、曲率をつけた構造としてもよいが、道路トンネルような大断面においては、セグメント継手部のわずかな距離の直線部は、トンネル断面の全体形状に殆ど影響を与えないため、前記フランジ部が直線状のままの方が、加工コストを低く抑えられることからも、それぞれの前記フランジ部を直線状のままとしても構わない。
【００４５】
図２２は多角形状のセグメントリング２７の隅角部にヒンジ固定継手部材２ｄを配置した場合の斜視図であり、図３０は図２２の左側面を示した状態である。多角形状のセグメントリング２７は周方向断面において、直線状の複数の辺とある所定の角度を有する辺の数と同数の隅角部とで構成され、例えばボックスカルバートのような四角形状セグメントリング２７においては、直線状の４辺と角度が９０度である４つの隅角部とから形成される。
隅角部を有する１つの平版状のセグメント８ｄを加工することは、例えば鋼殻セグメントでは、部材の曲げ加工・切断・溶接等の加工作業が増えコストアップであり精度の良いセグメント作ることが困難であるが、図２２のようなヒンジ固定継手部材２ｄを利用して、これを隅角部の連結材として使用し、角筒形継手部材４と共同して隅角部ジョイント部を形成することによって、平板形のセグメント８ｄを繋げることで、隅角部を形成することができ、セグメント８の加工手間を大幅に削減することができる。
【００４６】
隅角部ジョイントを形成するヒンジ固定継手部材２ｄとしては、図２２のようにＨ形断面形状の部材でも構わないが、図２３のようにＨ形断面形状の部材のウェブ２９に、Ｔ形断面形状の部材の脚部３０を溶接して、隅角部に作用する曲げモーメントに対して、交差する２辺において、どちらの辺でも同様の曲げ耐力が発揮できるよう、方向性（方向特性）をなくした形状のヒンジ固定継手部材２ｅとしてもいい。方向性をなくす観点からは、隅角部のヒンジ固定継手部材２としては、箱型断面形状のものを用いることが好ましい。
【００４７】
図２４のような左右に１つずつの角筒形継手部材４を有するセグメント８ｂの製作方法としては、角筒形継手部材４を継手板に溶接またはボルトにて固着しても構わないが、図２５（ａ），（ｂ）に分解図および組み立て図を示すように（主桁は省略した）、スキンプレート２３の周方向の端部を周方向外側に張り出すように拡張して張り出し部２６（ａ）を一体成形し、角筒形継手部材４のトンネル半径方向外縁部のフランジ部２６を兼用するようにしても良い。スキンプレート２３のセグメント継手が配置される辺の中央において、一枚板としてスキンプレート２３を延長して、角筒形継手部材４の外縁側フランジ部２６となる箇所を形成する。
【００４８】
スキンプレート２３のセグメント継手の位置においてセグメント幅方向に沿って、角筒形継手部材４のウェブおよび継手板１を構成する段付き板状の角筒形継手部材構成部材２４ａの一辺の先端部を溶接にて取付け、また、角筒形継手部材４のウェブを構成する断面L型の角筒形継手部材構成部材２４ｂの一辺の先端部を溶接にて取り付ける。また、スキンプレート２３の周方向他方において、段付き板状の角筒形継手部材構成部材２４ａの一辺の先端部を溶接にてスキンプレート２３に取付け、また、山形形状をしたもう一方の角筒形継手部材構成部材２４ｂを、スキンプレート２３と一体に延長して形成した角筒形継手部材４のフランジ２６部と、前記角筒形継手部材構成部材２４ａとに溶接にて固着し、セグメント継手部を形成する。
こうすることで、継手部に曲げ荷重が作用したとき角筒形継手部材フランジ部２６に作用する引張り荷重を、直接セグメント本体に確実に流すことができるため、図示を省略するが、従来のように、角筒形継手部材４を継手板に溶接またはボルトにて固着した場合に、角筒形継手部材４と継手板との境界部で起こりうる溶接欠陥やボルト締め不良等による部材耐力の低下を防ぐことができる。図３１に図２５に示すようなスキンプレート２３等を有する形態のセグメント８ｂを用いて図１９に示すような構造物２８を構築した場合の斜視図が示されている。
【００４９】
また止水性をより確実なものにするために、図２６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、角筒形継手部材４の軸方向の端面に、角筒形継手部材４の端面における板厚方向中間部に、各筒形継手部材４の端面全周にわたって、相似形等のほぼ環状の止水溝７を加工し吸水性膨張止水材（図示を省略した）を取り付けて止水効果を向上させるようにしてもよい。吸水性膨張止水材取り付け用の止水溝７としては、前述の実施形態と同様に、図８、図９に示すように、角筒形継手部材４や継手板１に設けても構わないし、図１０や図１１に示すようにヒンジ固定継手部材２ｃに設けても構わない。吸水性膨張止水材を溝７にはめ込み接着剤にて固着する。
【００５０】
また、ヒンジ固定継手部材２ｃ間に角筒形継手部材４を挿入した後、コンクリートを打設する場合、角筒形継手部材４の端面境界部からコンクリートが漏れ出さないようにするために、図２７に示すような薄板からなるコンクリート漏洩防止用筒２５の基端部を角筒形継手部材４の内面に固着すると共に、コンクリート漏洩防止用筒２５の先端部を角筒形継手部材４から突出させ、連結すべく対向するセグメントの角筒形継手部材４内に挿入配置させてもよい。
【００５１】
コンクリート漏洩防止用筒２５の断面形状は、角筒形継手部材４の内面形状に沿う形状とすればよい。コンクリート漏洩防止用筒２５の役割は、隣り合う角筒形継手部材４の境界部の隙間を埋めるだけであるため、できるだけ薄い板を用いるとよく、角筒形継手部材４の内面との固着方法としては、合成樹脂製等の接着剤で取り付ける程度でよい。前記コンクリート漏洩防止用筒２５を構成する薄板の厚さとしては、角筒形継手部材４内面とヒンジ固定継手部材２ｃ外面との間にできる隙間以下とし、ヒンジ固定継手部材２ｃの挿入時に障害とならないようにする。
【００５２】
角筒形継手部材４内面とヒンジ固定継手部材２ｃ外面との隙間は、両者の支圧による荷重伝達をスムーズにするためあまり大きくし過ぎることは好ましくないが、ヒンジ固定継手部材２ｃを角筒形継手部材４内に通すときの施工時余裕代として１ｍｍ程度確保することが好ましく、コンクリート漏洩防止用筒２５の厚みは、０．２〜０．３ｍｍ程度以内に抑えることが好ましい。コンクリート漏洩防止用筒２５の材質は、鋼製でも樹脂製でもよい。
【００５３】
また、本発明を適用したセグメント連結構造は、例えば図１３〜図１５に示すように継手板を省略してもよい。かかる場合には、角筒形継手部材４をコンクリート製のセグメント本体８に対して図１４に示すように直接的に取り付けることになる。かかる場合においても、角筒形継手部材４につき、周方向左側に位置するセグメント本体８と周方向右側に位置するセグメント本体８との間で交互に固着させ、セグメント本体８の連結時においてこれらが図１３に示すように嵌合可能となるように配設する。
【００５４】
この角筒形継手部材４をコンクリート製のセグメント本体８に対して取り付ける際には、該角筒形継手部材４にアンカー筋１７を突設し、このアンカー筋１７とセグメント本体８に中詰されたコンクリート１８との間に付着力により、角筒形継手部材４をセグメント本体８に固定するようにしてもよい。
【００５５】
また、本発明を適用したセグメント連結構造は、図１６、図１７に示すように、角筒形継手部材４につき、それぞれの両端縁又は一端縁にガイド傾斜面２２を形成し、角筒形継手部材４が基端部４６から先端にかけて先細りになるように設けてもよい。即ち、この角筒形継手部材４の側面においてテーパを形成しておくことにより、対向する角筒形継手部材４を互いに近接させるとき、傾斜面２２がガイドとなって位置ずれを自動的に矯正しながら嵌合でき、容易に正規の位置に嵌合させることができる。
【００５６】
本発明は、トンネル覆工用のセグメントのほか、ボックスカルーバートなどを構成するフラットなセグメントの継手部に適用でき、トンネルのように水平方向に延長する構造物だけではなく、図１９に示すようにセグメントを鉛直方向に組み合わせて橋脚・サイロ・土留めなどの構造物にも適用することができる。また、実施形態を適宜設計変更して実施することは構わない。例えば、角筒形継手部材４は四角形断面に限定されるものではなく、これに挿入するヒンジ固定継手部材２が角筒形継手部材４の内面に係合して回転が阻止される構造であればよい。また、ヒンジ固定継手部材２の断面形状も、前記条件を満たせばＨ形断面や箱断面形状に限らない。
【実施例】
【００５７】
図２に示すタイプの２つのセグメント８ａをセグメント継手において連結した継手部分の模型を製作し、継手曲げ試験を実施した。セグメント全幅長さ４００ｍｍ，桁高１６０ｍｍのセグメントに対して、１つの長さが１００ｍｍである角筒形継手部材４を片方のセグメント継手に２箇所交互に取り付け、角筒形継手部材４内面に沿うように高さ１４８ｍｍのＨ形鋼を利用したヒンジ固定継手部材２ａを挿入した試験体とした。
【００５８】
当該試験体に最大荷重が現れるまで曲げ荷重を与え、継手部の抵抗機構を調べたところ、ヒンジ固定継手部材２ａとしてのＨ形鋼のフランジ圧縮、角筒形継手部材４のフランジの引張りで曲げ荷重に耐え、セグメント全幅に渡って各部材が曲げに対して有効に抵抗することが判明したため、下記の比較例として説明する従来のセグメントの継手構造のように、局所的に配置された継手部材における局所的な部位の板厚を増大化しなければならない方法とは異なり、本発明の連結構造では、セグメント本体と同程度の高い曲げ耐力を発揮するセグメント継手が可能であることを確認した。
【００５９】
（比較例）
セグメントの継手板相互をボルト・ナットにより接合する従来のボルト接合によるセグメント継手とする場合で、本発明の実施例のセグメント８ａと同等の桁高、及び同等の曲げ耐荷重が必要であると仮定して設計した場合、ＪＩＳ規定の材質１０．９（引張り強度１０００Ｎ／ｍｍ２，耐力９００Ｎ／ｍｍ２）、Ｍ２４のボルトを使用したとしても、４００ｍｍ幅のセグメントで継手板に接合ボルトが４本以上必要となる。
また、通常の中口径のトンネルで使用される１ｍから１．２ｍ程度のセグメント幅においては、継手板に１０本から１２本（通常、セグメント相互を接合する場合、継手板における接続ボルト本数は高々４本程度である。）の接続ボルトが必要になり、作業能率が落ち、コストアップとなる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施形態に係るセグメントの連結構造において、角筒形継手部材にＨ形断面ヒンジ固定継手部材を挿入する工程の斜視図である。
【図２】角筒形継手部材にＨ形断面ヒンジ固定継手部材を挿入した後の斜視図である。
【図３】他の実施形態を示し、角筒形継手部材に箱形断面ヒンジ固定継手部材を挿入した後の斜視図である。
【図４】（ａ）は、側面蓋を箱形断面ヒンジ固定継手部材に取り付けた後の斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は、（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【図５】（ａ）は、側面蓋をＨ形断面ヒンジ固定継手部材に取り付けた後の斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は、（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】側面蓋をヒンジ固定継手部材に取り付け、角筒形継手部材に挿入した後の斜視図である。
【図７】側面蓋を取り付ける場合に、角筒形継手部材の端面にボルト用めじ切り孔を設けた斜視図である。
【図８】角筒形継手部材に止水材取り付け用溝を加工した場合の斜視図である。
【図９】継手板に止水材取り付け用溝を加工した場合の斜視図である。
【図１０】箱形断面ヒンジ固定継手部材に止水材取り付け用溝を加工した場合の斜視図である。
【図１１】Ｈ形断面ヒンジ固定継手部材に止水材取り付け用溝を加工した場合の斜視図である。
【図１２】一方のセグメントに１つの係合部材を取り付け、他方のセグメントに２つの係合部材を取り付けた例の斜視図である。
【図１３】継手板を用いないセグメントにおいて、角筒形継手部材に箱形断面ヒンジ固定継手部材を挿入した態様の斜視図である。
【図１４】継手板を用いないセグメントへの角筒形継手部材の取り付け態様を示す斜視図である。
【図１５】継手板を用いないセグメントへの角筒形継手部材の取り付け態様を示す上面図である。
【図１６】端部にガイド傾斜面を設けた角筒形継手部材へＨ形断面ヒンジ固定継手部材を挿入する工程の斜視図である。
【図１７】図１６の角筒形継手部材にＨ形断面ヒンジ固定継手部材を挿入した後の斜視図である。
【図１８】セグメント幅長さよりも長いヒンジ固定継手部材をリング状の軌跡に沿って等角度間隔をおいて配置し、セグメント継手両端部に１つずつの角筒形継手部材を有するセグメントにおける角筒形継手部材にヒンジ固定継手部材を挿入するときの説明図である。
【図１９】図１８においてセグメントを挿入した後の構造物全体を示す斜視図である。
【図２０】セグメント幅長さよりも長いヒンジ固定継手部材を平面状に所定の間隔で配置し、セグメント継手両端部に１つずつの角筒形継手部材を有するセグメントを挿入するときの図である
【図２１】図２０においてセグメントを挿入した後の構造物全体を示す斜視図である。
【図２２】ヒンジ固定継手部材を隅角部に配置した場合の斜視図である。
【図２３】隅角部ジョイント（隅角部の連結材）として隅角部に配置するヒンジ固定継手部材の他の形態を示すものであって、ヒンジ固定継手部材が、Ｈ形断面の鋼材のウェブにＴ形断面部材を溶接にて取り付けた構造形態の斜視図である。
【図２４】角筒形継手部材がセグメント継手両端部に１つずつ取り付いている場合の斜視図であうる。
【図２５】（ａ）はセグメントのスキンプレートの周方向の端部を張り出すように拡張して張り出し部を設け、その張り出し部を角筒形継手部材のフランジを兼用した場合の分解図、（ｂ）は組み立て図である。
【図２６】（ａ）は角筒形継手部材の端面に止水材取り付け用の溝を加工した場合の斜視図、（ｂ）はその一部の拡大斜視図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図２７】コンクリート漏洩防止用筒を角筒形継手部材に取り付けた状態を示す斜視図である。
【図２８】第一の発明におけるセグメントを組み合わせてトンネルを形成した場合の斜視図である。
【図２９】構造物の軸方向端部において、セグメントの抜け出し防止用にヒンジ固定継手部材と角筒形継手部材とをボルトにて連結した場合の斜視図である。
【図３０】図２２を左側面から見た側面図である。
【図３１】図２５の形態のセグメントを用いて図１９に示すような構造物を構築した場合の斜視図である。
【図３２】本発明のセグメントの連結構造の施工方法を説明する図である。
【図３３】本発明のセグメントの連結構造の施工方法を説明する図である。
【図３４】本発明のセグメントの連結構造の施工方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 継手板
２ ヒンジ固定継手部材
２ａ Ｈ形断面ヒンジ固定継手部材
２ｂ 箱形断面ヒンジ固定継手部材
２ｃ セグメント幅長さ寸法よりも長いヒンジ固定継手部材
２ｄ 隅角部ジョイント（隅角部の連結材）としてのヒンジ固定継手部材
２ｅ Ｈ形断面の鋼材のウェブにＴ形断面部材が取り付けられたヒンジ固定継手部材
３ ヒンジ継手部
４ 角筒形継手部材
５ 側面蓋
６ 箱形断面ヒンジ固定継手部材の中空部
７ 止水材取り付け用溝
８ セグメント本体
８ａ セグメント
８ｂ セグメント継手両端部に角筒形継手部材を１つずつ有するセグメント
８ｃ セグメント幅長さが他のセグメント幅の半分の長さのセグメント
８ｄ 平版状の平板セグメント
９ Ｈ形断面ヒンジ固定継手部材のフランジ
１０ 箱形断面ヒンジ固定継手部材の上下面
１１ 角筒形継手部材の前面
１２ 側面蓋取り付け用ボルト孔
１３ 側面蓋のボルト挿入孔
１４ ボルトまたはビス
１６ 座刳り
１７ アンカー筋
１８ 中詰コンクリート
１９ 溶接
２０ 境目
２１ ウエブ
２２ ガイド傾斜面
２３ 角筒形継手部材のフランジを兼用するスキンプレート
２４ 角筒形継手部材構成部材
２５ コンクリート漏洩防止用筒
２６ 角筒型継手部材フランジ部
２７ セグメントリング
２８ 構造物
２９ Ｈ形断面形状の部材のウェブ
３０ Ｔ形断面形状の部材の脚部３０
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水道、鉄道、地下河川等のトンネル覆工用セグメントや、ボックスカルバートなどを構築するセグメントの連結構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水道、鉄道、地下河川等のトンネルをシールド工法によって建設する場合、円弧状のセグメントを多数連結することによりこれを構築する。このようなトンネル覆工に使用されるセグメントや、ボックスカルバート等に使用されるセグメントには、鋼製セグメント、鋼−コンクリートの合成セグメント、コンクリートセグメント等が適用される。これらのセグメントには継手部が設けられている。この継手部は、一般にセグメントのコンクリート中にアンカー鉄筋を介して固定されるものであり、この継手部を介して多数のセグメントを周方向と軸方向に連結してトンネルやボックスカルバートが構築されることになる。従ってこの継手部は、セグメントを用いた施工を行う上で特に重要な役割を果たすものであり、従来において数多くの提案がされている。
【０００３】
従来提案されている継手構造も改良の主眼点は種々異なっている。例えば、（１）継手部の構造を簡潔にすることを主な改良点とするもの、（２）継手部の止水性を向上することを主な改良点とするもの、（３）継手部の連結操作を容易にすることを主な改良点とするもの、（４）継手部の強度をセグメント本体と同程度に向上することを主な改良点とするもの、（５）前記の複数の点を同時に改良することを主な改良点とするもの等がある。また、この改良技術も、鋼製セグメント、鋼−コンクリートの合成セグメント、コンクリートセグメントによっておのずから構造が相異している。
【０００４】
従来、この種のセグメント連結構造に関しては、特許文献１と特許文献２が提案されている。
特許文献１は、大断面、大深度、地下河川等大きな曲げモーメントや引張力が作用する場合に有効な合成セグメントの継手に関するものであり、継手部がセグメント本体と同等の強度および剛性を有する構造が開示されている。そして、高剛性、高耐力のセグメント継手を実現する方法として、セグメントの内空側鋼板の側縁に周方向に隣り合うセグメント継手を跨ぐように内側が開いた箱状の補強部材を配置して、前記の内空側鋼板にボルト接合する構成が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、コンクリートセグメントにおいて、セグメント本体及び継手部ともに強度と剛性のアップを図るための継手構造として、セグメント本体の円周方向の両端に断面略リップ溝状の連結溝部を設け、円周方向に隣り合うセグメントの連結溝部に跨って接合キーをセグメント面外方向（トンネル軸方向）から挿入するセグメントの連結構造が開示されている。このセグメントの連結構造において、セグメント端部に設置された継ぎ手金具につき、鉄骨部材端の側面部に複数本の取付ボルトによって直接ボルト止めし、かかる継ぎ手金具をダクタイル鋳鉄製とすることにより、強度と剛性を向上させることが可能となる。また、セグメントどうしの接合に関しても、かかる接合キーを介して簡単に行うことができるというメリットもある。
【特許文献１】特開平７−６２９８８号公報
【特許文献２】特開平８−１８４２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示のセグメントの連結構造では、セグメントの内空側鋼板に配置した箱状の補強部材がセグメントの内空側に出っ張り、セグメント内面の平坦性を確保できないという問題がある。また、箱状の補強部材の背面側（つまり地山側）に形成される凹部にグラウトを注入する必要があり、施工コストと手間がかかるという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２に開示されているセグメントの連結構造では、Ｈ形またはＩ形に形成された接合キーによって隣り合うセグメントが連結され、Ｈ形またはＩ形に形成された接合キーの中間部がウエブとしての役割をなしている。このため継手部に曲げ荷重が作用したときに前記ウエブで曲げに抵抗することになり、セグメント継手部における断面２次モーメントを大きくするには極厚のウエブとする必要があり、不経済であった。また、傾斜配置した場合などに接合キーが連結溝部から抜け落ちてしまい、またこれらを機械的に阻止するための機構も存在しない点において改善要請が高まっていた。
【０００８】
本発明は、継手部がセグメント本体と同程度の高剛性、高耐力を有することに加えて、継手部を曲げ荷重に抵抗できるようにヒンジ固定にて連結し、しかも、構成が簡潔でかつ継手部がセグメント本体の面外に出張らず、セグメント本体の平坦性を確保できるように構成することで従来の問題点を解決したセグメントの連結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】
【０００９】
本発明者は、上述した課題を解決するとともに、さらに〔１〕セグメントの継手部の強度を向上、〔２〕継手部に作用する曲げ荷重に対する抵抗の向上、〔３〕構造の簡潔化、〔３〕施工性の向上、〔４〕止水性の向上を図るべく、矩形状の中空孔が形成された角筒形継手部材が前記セグメント本体の周方向の両端部に沿って固着するとともに、その角筒形継手部材につき、周方向に隣接するセグメント間で嵌合可能または直列に接続可能となるように互いに軸方向の配置を調整した上でこれを１以上配設し、さらに前記角筒形継手部材を嵌合または直列に接続させることにより互いに接続された中空孔内にヒンジ固定継手部材を挿入したセグメントの連結構造を発明した。
即ち、第１の発明は、複数のセグメントを周方向と軸方向に結合して構築した構造物における前記セグメントの連結構造であって、矩形状の中空孔が形成された角筒形継手部材が前記セグメント本体の周方向の両端部に沿って固着されてなるとともに、その角筒形継手部材は、周方向に隣接するセグメント間で直列に連続可能となるように互いに軸方向の配置が調整されて１以上配設されてなり、前記角筒形継手部材を直列に連続させることにより互いに接続された中空孔内にヒンジ固定継手部材が挿入されてなることを特徴とする。
また、第２の発明は、複数のセグメントを周方向と軸方向に結合して構築した構造物における前記セグメントの連結構造であって、矩形状の中空孔が形成された角筒形継手部材が前記セグメント本体の周方向の両端部に沿って固着されてなるとともに、その角筒形継手部材は、周方向に隣接するセグメント間で嵌合可能となるように互いに軸方向の配置が調整されて１以上配設されてなり、前記角筒形継手部材を嵌合させることにより互いに接続された中空孔内にヒンジ固定継手部材が挿入されてなることを特徴とする。
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記角筒形継手部材は、前記セグメント本体に対して溶接またはボルトで固着され、又はコンクリートで構成される前記セグメントの端部にアンカー筋で固着されてなることを特徴とする。
また、第４の発明は、第１〜第３の発明において、前記ヒンジ固定継手部材は、Ｈ形断面部材又は箱形断面部材であり、前記接続された中空孔の内面に係合可能とされていることを特徴とする。
また、第５の発明は、第１〜第４の発明において、前記ヒンジ固定継手部材が構造物軸方向に複数のセグメントに跨って、当該セグメントの角筒形継手部材の中空孔内に挿入されていることを特徴とする。
また、第６の発明は、第１〜第５の発明において、ヒンジ固定継手部材が矩形状セグメントリングの隅角部に配置されて、隅角部の連結材とされていることを特徴とする。
また、第７の発明は、第１〜第６の発明において、角筒形継手部材のフランジを兼ねた張り出し部が、セグメント本体のスキンプレートに一体に設けられていることを特徴とする。
また、第８の発明は、第１〜第７の発明において、前記ヒンジ固定継手部材は、何れか一の端部に蓋が取り付けられてなり、前記接続された中空孔内に挿入された場合には、前記蓋の外面と前記セグメント本体の側面との間で平面が形成され、さらに前記蓋は、角筒形継手部材に定着可能とされていることを特徴とする。
また、第９の発明は、第１〜第８の発明において、挿入すべき中空孔の接続位置に対応した前記ヒンジ固定継手部材上の外周面において、又は前記角筒形継手部材の軸方向に沿った外周面において、又は前記セグメント本体端面における嵌合すべき相手側の角筒形継手部材が当接可能な面において、止水材が配設されてなることを特徴とする
また、第１０の発明は、第１〜第９の発明において、前記接続された中空孔内に挿入されたＨ形断面部材としてのヒンジ固定継手部材のフランジとウエブで囲まれる空間部、または箱形断面部材の中空孔内にコンクリートが打設されてなることを特徴とする。
また、第１１の発明は、第１〜第１０の発明において、角筒形継手部材端部に薄板からなる筒を角筒形継手部材内面に固着し角筒形継手部材４から飛び出させることを特徴とする。
また、第１２の発明は、第１〜第１１の発明において、前記角筒形継手部材は、前記セグメント本体に固着される基端部から先端にかけて先細になるように形成されてなることを特徴とする。
また、第１３の発明は、第１〜第１２の発明において、箱形断面のヒンジ固定継手部材が、角鋼管などの形鋼単独、またはＣ形鋼やアングル材の組み合わせからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、隣接するセグメント本体の周方向の端部に固着した角筒形継手部材にヒンジ固定継手部材を挿入して継手部を構成するので、相対する側の角筒形継手部材とヒンジ固定継手部材が協働してセグメント本体と同等の剛性、耐力を発揮でき、継手部に作用する引張りおよび曲げ荷重に強固に抵抗でき、構造も簡潔である。さらに、角筒形継手部材とヒンジ固定継手部材はセグメントの外形内に納めることができるので面外方向への凸凹がなく継手部の平坦性を確保できる。さらに、ヒンジ固定継手部材を筒形継手部材に挿入するだけで継手部を連結でき、従来のようなセグメント継手部の強度確保のためのボルト接合等の作業が不要であって、施工性に優れたセグメント継手部の連結構造を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
【００１２】
図１、図２は、鋼殻（主桁とスキンプレートは省略する）にコンクリートを充填した合成セグメント８ａを継手部３を介して周方向に連結する実施形態を示し、図１は連結前の態様を示す斜視図、図２は連結後の態様を示す斜視図である。実施形態１の継手部３は、トンネル周方向に隣接するセグメント本体８の継手板１に固着された箱形断面形状の継手部材（以下、角筒形継手部材という）４と、相対する角筒形継手部材４の相互を連結するヒンジ固定継手部材２とから構成される。
【００１３】
角筒形継手部材４は、溶接１９またはボルトによる摩擦接合により継手板１へ１以上に亘って取り付けられる。ちなみに、この角筒形継手部材４をボルト接合により継手板１へ取り付ける場合には、継手板１と接触する角筒形継手部材４の内側から継手板１にドリルねじを螺合して行うようにしてもよい。この角筒形継手部材４は、四角形状の中空孔４１が形成されてなるが、この中空孔４１の形状は矩形状であればいかなるもので構成されていてもよい。
この角筒形継手部材４は、形鋼を用いることでコスト低減が可能である。形鋼としては角形鋼管を用いることができる。また形鋼として、Ｃ形鋼を２つ組み合わせて角断面形状にするようにしてもよい。また、４個のアングル材を矩形になるように配置して溶接接合して、角筒断面の継手部材を構成するようにしてもよい。
【００１４】
この角筒形継手部材４は、周方向に隣接する２つのセグメント本体８を近接させて連結するときにおいて、嵌合可能となるように互いの軸方向の配置が調整されている。この図１の例では、周方向左側に位置するセグメント本体８において角筒形継手部材４ａ、角筒形継手部材４ｃが互いに間隔をおいて固着され、周方向右側に位置するセグメント本体８において、上記角筒形継手部材４ｂ、角筒形継手部材４ｄが互いに間隔をおいて固着されている。即ち、この周方向左側に位置するセグメント本体８と、周方向右側に位置するセグメント本体８との間で、角筒形継手部材４が互いにセグメント幅方向（トンネル軸方向）へ向かって交互になるように形成されることになる。このとき、角筒形継手部材４ｂの長手方向の長さは、角筒形継手部材４ａ、角筒形継手部材４ｃの間隔に合わせて調整され、また、角筒形継手部材４ｃの長手方向の長さは、角筒形継手部材４ｂ、角筒形継手部材４ｄの間隔に合わせて調整される。
【００１５】
ヒンジ固定継手部材２は、図１、図２に示すＨ形断面のヒンジ固定継手部材であり、対向する角筒形継手部材４を連結する機能を有すると同時に、角筒形継手部材４における中空孔４１に挿入されたときに、当該中空孔４１内面に係合され、それにより継手部を支点として両側のセグメント８ａに作用する曲げ荷重（ヒンジ作用）に抵抗する機能（これをヒンジ固定という）を発揮することが可能となる。
【００１６】
したがって、Ｈ形断面ヒンジ固定継手部材２ａの断面積は、その外面が角筒形継手部材４の中空孔４１の内壁に沿うように調整されることになる。またＨ形断面ヒンジ固定継手部材２ａが曲げ荷重に対して、より少ない鋼材量で効率的に抵抗するためには、フランジ９がセグメントの桁高方向の両サイドに配置されるようにする。このように構成することで、Ｈ形断面ヒンジ固定継手部材２ａを角筒形継手部材４に挿入した場合において、セグメント本体８における継手部３に曲げ荷重が作用した場合、角筒形継手部材４とＨ形断面ヒンジ固定継手部材２ａが互いに接し支圧にて抵抗し、ヒンジ固定継手部材２ａのフランジ９の軸圧縮力にて抵抗できる。ちなみに、フランジ９の板厚は、支圧作用点における圧縮荷重に耐えられる厚みとなるように設計されている。
【００１７】
セグメント本体８の連結時において、角筒形継手部材４ｂは、角筒形継手部材４ａ、角筒形継手部材４ｃの間に、また角筒形継手部材４ｃは、角筒形継手部材４ｂ、角筒形継手部材４ｄの間に、ほぼ隙間無く挿入されることになる。実際にこの周方向左側のセグメント本体８とこの周方向右側のセグメント本体８とを互いにぶつからないように近接させ、相手側の継手板１に角筒形継手部材４をそれぞれ当接させる。この周方向左側に位置するセグメント本体８と、周方向右側に位置するセグメント本体８との間で、角筒形継手部材４は互いに交互となるように形成されているため、セグメント本体８の連結時においてこれらが互いに干渉し合うこともなくなる。即ち、角筒形継手部材４は、周方向に隣接するセグメント本体８間で嵌合可能となるように互いに軸方向の配置が調整されて構成されることになる。
【００１８】
また、セグメント本体８の連結時において、角筒形継手部材４ａ〜４ｄは、トンネル軸方向の同一線上に揃い、また図２に示すように角筒形継手部材４の前側面４２が相手側の継手板１と当接する。また、このとき相対する角筒形継手部材４の軸方向端面の境目２０に隙間が生じないように構成するようにしてもよい。
【００１９】
また、セグメント本体８の連結時において、角筒形継手部材４を嵌合させることにより、角筒形継手部材４ａ〜４ｄは、トンネル軸方向の同一線上に揃えることができ、その角筒形継手部材４内に形成された中空孔４１が互いに接続されることになる。その結果、この接続された中空孔４１がセグメント本体８の幅方向へ向かって延長され、この接続された中空孔４１内にヒンジ固定継手部材２を挿入することが可能な状態を作り出すことができる。実際に、この接続された中空孔４１内にヒンジ固定継手部材２を挿入することにより、ヒンジ固定継手部材２を介して互いに連結すべき角筒形継手部材４が強固に固定されることになり、ひいてはセグメント本体８間の連結力を高めることが可能となる。
【００２０】
このように、本発明を適用したセグメントの連結構造では、隣接するセグメント本体８の周方向の端部に固着した角筒形継手部材４にヒンジ固定継手部材２を挿入して継手部３を構成する。これにより、相対する側の角筒形継手部材４とヒンジ固定継手部材２が協働してセグメント本体８と同等の剛性、耐力を発揮でき、継手部３に作用する引張りおよび曲げ荷重に強固に抵抗でき、構造をより簡潔化させることも可能となる。さらに、ヒンジ固定継手部材２を角筒形継手部材４に挿入するだけで継手部３を連結でき、従来のようなセグメント本体８における継手部３の強度確保のためのボルト接合等の作業を省略することが可能となることから、施工性に優れたセグメントの継手部の連結構造を実現できる。
【００２１】
このとき、さらにＨ形断面を有するヒンジ固定継手部材２ａのフランジ９とウエブ２１で囲まれた空間内にコンクリートを打設するようにしてもよい。これにより、セグメント８本体に対して負荷される圧縮力に対する抵抗力を増加させることが可能となる。
【００２２】
なお、角筒形継手部材４は、セグメント本体８からトンネルの内空側にも地山側の何れの方向にも出張らないように、換言すれば角筒形継手部材４のトンネル内外方向の外面間距離がセグメント桁高と等しくなるように設けるようにしてもよい。さらに、角筒形継手部材４は、セグメント本体８からトンネル軸方向にも出張らないように設けるようにしてもよい。かかる場合には、連結時においてトンネル軸方向に連続する角筒形継手部材４の外面間距離の合計がセグメント本体８の幅と等しくなるように形成されることになる。
【００２３】
図３は、ヒンジ固定継手部材２ｂを箱形断面で構成した例を示している。このような構成においても、角筒形継手部材４における中空孔４１に挿入したときに、その内面に係合させることが可能となり、ヒンジ固定を実現することが可能となる。特にこの箱形断面を有するヒンジ固定継手部材２ｂを角筒形継手部材４の中空孔４１に挿入するだけで曲げと引張り荷重に抵抗でき、その中空部６にコンクリートを打設すると一層圧縮力に抵抗できる。
【００２４】
この図３に示すようにヒンジ固定継手部材２ｂを箱形断面で構成する場合には、その外面が角筒形継手部材４の中空部内面に沿うように調整しておく。この箱形断面からなるヒンジ固定継手部材２ｂも、相対するセグメント８ａ同士を互いに連結することができると共に、継手部３に曲げ荷重が作用した場合、角筒形継手部材４と箱形断面からなるヒンジ固定継手部材２ｂが互いに接し支圧にて抵抗し、ヒンジ固定継手部材２ｂのフランジ９の軸圧縮力により抵抗することができるようになる。箱形断面ヒンジ固定継手部材２ｂの板厚は、支圧作用点における圧縮荷重に耐えられる厚みとなるように設計されている。
【００２５】
なお継手部３において、セグメントリング端面（トンネル軸方向端面）を平坦にする必要があるとき、或いはヒンジ固定継手部材２ａ、２ｂを角筒形継手部材４から抜け出さないように固定する必要があるとき、或いはセグメント本体８を所定の位置に微調整する必要があるときは、以下の図４〜６に示す構成を更に適用するようにしてもよい。この図４〜６に示すヒンジ固定継手部材２ａ、２ｂでは、端部に側面蓋５を溶接にて取り付け、ヒンジ固定継手部材２ａ、２ｂを角筒形継手部材４に挿入したうえ、側面蓋５を角筒形継手部材４の端面にボルト、ビス１４等で固定する。角筒形継手４の端面には予め雌ねじを切っておく。このとき、側面蓋５に設けたボルト孔１３には、これに挿入するボルト、ビス１４等の頭部がセグメント本体８の面外方向に張り出さないように座刳り１６を設けることが好ましい。
【００２６】
側面蓋５は、図４、図５に示すように、セグメント本体８における幅方向の片面のみに位置するようにヒンジ固定継手部材２ａ、２ｂの一端部に取り付けられることになる。また、図６、図７に示すように、側面蓋５がセグメント本体８の側面方向へ張り出さないように側面蓋５の板厚分だけ角筒形継手部材４の端部をセグメント本体８の中央部側に後退させるように調整しておく。これにより、ヒンジ固定継手部材２ａ、２ｂに取付けられた側面蓋５の外面と、前記セグメント本体８の側面との間で平面が形成されることになり、ヒンジ固定継手部材２の抜け出しを防止できるとともに、面外方向への凸凹を無くすことも可能となり、より平坦性を確保することも可能となる。
【００２７】
次に、図７〜図１１を参照して、角筒形継手部材４をヒンジ固定継手部材２で連結する継手部３の止水性を確保する構造の各種の形態を説明する。継手部３の止水が必要な部位は、挿入すべき中空孔４１の連結位置（境目２０）に対応したヒンジ固定継手部材２上の外周面、又は角筒形継手部材４の軸方向に沿った外周面、又は前記セグメント本体８端面における嵌合すべき相手側の角筒形継手部材が当接可能な面である。かかる箇所では、セグメント本体８の連結時において隙間が生じる可能性が出てくるため、図示しない止水材を設けることにより、内部への水の浸入を防ぐ必要が出てくる。
【００２８】
実際に図１０、図１１に示す例において、箱形断面からなるヒンジ固定継手部材２ｂの上下面１０又は、Ｈ形断面からなるヒンジ固定継手部材２ａの上下フランジ９の外面に止水材取り付け用の溝７を加工し、この溝７部分に図示しない止水材を取り付け可能な構成とする。止水材取り付け用の溝７の形成位置は、境目２０に対応する部位に設ける。止水材には、吸水膨張性ゴムを用いることが好ましい。このように構成することで、ヒンジ固定継手部材２ａ、２ｂを角筒形継手部材４に挿入したとき、トンネル軸方向の端面の境目２０が溝７に取り付けられた止水材の膨張で水密的に密封される。ヒンジ固定継手部材２ａ、２ｂを角筒形継手部材４の中空部へ挿入する際、止水材が剥離するのを防止すべく、該止水材は止水材取り付け用溝７から突出しないように取り付られていることが好ましい。
【００２９】
図７〜図９は、角筒形継手部材４の軸方向への止水方法、並びにセグメント本体８端面における嵌合すべき相手側の角筒形継手部材４が当接可能な位置への止水方法を示している。図７、図８に示す例では、角筒形継手部材４の前面１１の上下部にセグメント本体８における幅方向に伸びる止水材取り付け用の溝７を設け、この溝７に吸水膨張性ゴムの止水材を固着する。このように構成することで、角筒形継手部材４の前面１１と相手側の継手板１の当接部分が止水材の膨張で水密的に封止されることになる。また、図９に示すように、継手板１の前面に止水材取り付け用の溝７を設け、この溝７に吸水膨張性ゴムの止水材を固着する。このように構成することで継手板１と相手側の角筒形継手部材４との当接部分が止水材の膨張で水密的に封止されることになる。なお、セグメント本体８における継手部３での止水性を確保するためには、角筒形継手部材４の個数は必要最小限であることが好ましく、対向側にそれぞれ２個ずつ取り付けることが好ましい。
【００３０】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、図１２に示すように、角筒形継手部材４の数量の合計を３個で構成するようにしてもよい。両側の継手板１共に１個の角筒形継手部材４のみでは、セグメント本体８における継手部３に引張り荷重が作用したときに、ヒンジ固定継手部材２が片持ち梁状態になり耐力が低下してしまう。従って、図１２に示すように、最少でも、対向する継手板１の片方に１つの角筒形継手部材４を固着し、もう片方の継手板１に２つの角筒形継手部材４を固着するなどして、互いに違う個数の角筒形継手部材４を固着することになる。
但し、連結する各セグメント８ａの間において、荷重分担の均一性を保つためには、図１等に示すように、周方向左側、周方向右側ともに同数の同型の角筒形継手部材４をそれぞれの継手板１に均等間隔で取り付けることが好ましい。
ちなみに、周方向左側に位置するセグメント本体８に取り付けられる角筒形継手部材４の数量、並びに周方向右側に位置するセグメント本体８に取り付けられる角筒形継手部材４の数量の合計は、３個以上となるように取り付けられていればいかなる構成であってもよい。
【００３１】
上記に示した継手形式は、いずれもヒンジ固定継手部材２（２ａ〜２ｅ）の長さがセグメント幅と一致する実施形態を示したが、他の実施形態として、図１８〜図２２に示すように、セグメント幅よりも長い、所定の長さの長尺のヒンジ固定継手部材２ｃを所定の間隔（図示の場合は、等角度間隔）で配置して、図２４に示すようなセグメント８ｂの長手方向（周方向）の左右の端部（継手板１の部分）に角筒形継手部材４を１つずつ有するセグメント８ｂを、ヒンジ固定継手部材２ｃの軸方向に千鳥状配置で挿入していく形態としても構わない。
また、前記実施形態１では、周方向に隣接するセグメントにおける角筒形継手部材４を嵌合させることにより、角筒形継手部材４を直列に連続させる形態を示したが、図１９に示すように、周方向に隣接するセグメントを千鳥配置とすることで、角筒形継手部材４を直列に連続させる形態としてもよい。すなわち、周方向に隣接するセグメント８ｂの角筒形継手部材４は、構造物２８の軸方向に直列に連続するように軸方向の配置が調整されて配設されていればよく、このようなセグメントでは、ヒンジ固定継手部材２ｃの軸方向に千鳥状配置となるように、構造物２８の周方向に交互に、かつ構造物２８の軸方向にスライドさせるように配置することにより、周方向の一方の２つのセグメント８ｂにおける角筒形継手部材４間に、周方向の他方の１つのセグメントにおける角筒形継手部材４を配置することで、角筒形継手部材４を直列に連続するように配置することが可能になる。
なお、前記ヒンジ固定継手部材２を間隔をおいて保持する手段としては、後記するように、ヒンジ固定扉継手部材２の先端部を地盤に圧入して保持させても、支保工により仮支持させてもよい。
【００３２】
第２の発明におけるセグメント継手形式を用いた場合のセグメントをトンネル状に組み立てた場合は、図２８に示すように、トンネル軸方向に隣接するセグメントリング２７同士において、セグメント本体８が千鳥状配置になっているが、本発明の実施形態では、図１９に示すように、周方向に隣接するセグメント本体８同士が千鳥になっている。ヒンジ固定継手部材２ｃの総延長寸法としては、最終構造物２８の軸方向長さ寸法と同じ長さ寸法にするが、トンネルのように総延長が数ｋｍにも及ぶようなものや、構造物２８の軸方向長さ寸法が２０ｍ程度以上になり、１本の部材としてトラック等で輸送できる範囲を超えてしまうような場合には、ヒンジ固定継手部材２ｃは縦継して総延長距離を調整する。
【００３３】
ヒンジ固定継手部材２ｃの縦継方法としては、連結板を利用してこれを上下に隣り合うヒンジ固定部材２ｃに渡って配置してボルトにて連結する方法の他、縦継部におけるヒンジ固定継手部材２ｃの端部同士を溶接して固着する方法でも良い。
【００３４】
また、縦継部の位置と角筒形継手部材４の境界部の位置が一致せず、縦継部の位置が角筒形継手部材４の軸方向内に収るように配置した場合は、ヒンジ固定継手部材２ｃの端部同士を敢えて固着する必要はなく、下側のヒンジ固定継手部材２ｃの上に、上側のヒンジ固定継手部材２ｃが単に載置されているだけでもよい。
【００３５】
セグメント８ｂへの角筒形継手部材４の取り付け方法としては、図１８に示すように、角筒形継手部材４の長さＬをセグメント８ｂの幅Ｗの１／２の寸法として、継手板１中央に取り付け、継手板１において角筒形継手部材４が取り付いていない部分の長さ寸法が、角筒形継手部材４の両側でセグメント幅Ｗの１／４づつの寸法になるようにすることが、千鳥組み状に組む際最も好ましい。角筒形継手部材４をセグメント８ｂの片側の継手板１において１つのみ取り付ける構造とすることによって、継手１に２つ以上角筒形継手部材４を複数設ける場合に比べて、角筒形継手部材４の嵌合部の境界線の全体数が減り、止水性が向上する。
【００３６】
また、セグメント８ｂを千鳥状に組み込んでいくことによって、構造物としての最終形態に組み立てられた際、構造物２８全体に曲げやせん断荷重が作用したとき、セグメント８ｂ間に荷重が分担され、継手部のみに荷重が集中することを避けることができる。
【００３７】
個々のセグメント８ｂの軸方向の接続方法としては、従来技術と同様に、図示を省略するが、主桁を備えたセグメント８ｂである場合には、主桁側面においてボルトとナットにて連結してもよく、ワンサイドボルトを利用して施工能率を向上させるような構造としても構わない。
【００３８】
また、ヒンジ固定継手部材２ｃを利用して、本実施形態のセグメント８ｂを垂直方向に積んで、橋脚やサイロのような構造物を構築する場合は、セグメント８ｂの自重により、軸方向のセグメント８ｂの境界部において互いに密接するため、構造物両端部においてのみ、図２９に示すように、セグメントの抜け出し防止用にヒンジ固定継手部材２ｃと角筒形継手部材４とをボルト１４等で連結し、軸方向の個々のセグメント本体８の連結を省略することもできる。
【００３９】
ヒンジ固定継手部材２ｃの抜け出し防止用に、少なくとも構造物２８の両端部においては上記のように固定することが好ましいが、より強固に連結するために、両端部のみでなく、構造物全長または、所定の間隔を置いて用いても構わない。
施工方法について図３２〜図３４を用いて説明する。
【００４０】
図３２に示すように、まずヒンジ固定継手部材２ｃを所定の位置に設置する。トンネルのように水平方向に延長する構造物においては、支保工でヒンジ固定継手部材２ｃを支える。橋脚やサイロのような構造物においては、ヒンジ固定継手部材２ｃを地盤中に打ち込み杭としての役割も兼用させてもよく、別途基礎構造物とヒンジ固定継手部材２ｃを連結して、ヒンジ固定継手部材２ｃを所定の位置に固定する方法としても構わない。
【００４１】
ヒンジ固定継手部材２ｃの位置が固定されたら、本発明において使用する角筒形継手部材４を有するセグメント８ｂ，８ｃの内、まず構造物の端部に角筒形継手部材４が配置されるセグメント８ｃから順次、ヒンジ固定継手部材２ｃ間内に挿入していく。最初に、構造物２８の端部に配置されるセグメント８ｂ，８ｃの中で、構造物の軸方向の端部が平坦となるよう、周方向に１つずつの等角度間隔で、セグメントの幅寸法の長さを、他のセグメント幅寸法の半分の幅寸法とされたセグメント８ｃを一つおきに挿入する。従って、構造物２８の周方向には偶数個のセグメント８（８ｂ，８ｃ）を配設することが望ましい。
【００４２】
次に、図３３に示すように、図３２に示す前段階でセグメント８ｃを挿入しなかったヒンジ固定継手部材２ｃ間内に、両端に角筒形継手部材４を有するセグメント８ｂを挿入していく。この段階で端部に位置するセグメント８ｂ，８ｃが全て配置されたことになる。
更に、図３４に示すように、前段階でセグメント８ｃを挿入しなかったヒンジ固定継手部材２ｃ間に、新たにセグメント８ｂを挿入する。
【００４３】
以後、前段階でセグメント８ｂを挿入しなかったヒンジ固定継手部材２ｃ間に新たにセグメント８ｂを挿入する作業工程を繰り返していく。ヒンジ固定体継手部材２ｃの長さが足りなくなった時点で、ヒンジ固定体継手部材２ｃを縦継し、ヒンジ固定体継手部材２ｃの長さを更に延長していく。
【００４４】
最終的にもう片方の端部まで構造物として組み上げた段階で、構造物端部に位置するセグメント８ｃを設置して、構造物２８を完成させる。構造物の長手軸方向に貫通したヒンジ固定継手部材２ｃにセグメント８ｂ，８ｃを挿入していくだけで、構造物２８を構築できるため、先の図１に示したような実施形態の個々のリング内毎にヒンジ固定継手部材２ｃを別々に挿入するよりも、施工能率が格段に向上する。また最終的に角筒形継手部材４内にコンクリートを打設する際、セグメントリング２７間毎ではなく、一方の端部から他方の端部まで一気通関した空間内にコンクリートを送り込むことができるため、より一層施工能率が向上する。
セグメント相互を連結するヒンジ固定継手部材２ｃは、図１８，図１９に示すように、トンネル又はボックスカルバート等を断面リング状に形成した場合、及び、図２０，２１に示すように平面状に形成した場合の両方に適用することが可能である。
円形のリング状に本発明のセグメントを組み上げて構造物２８を構築した場合、ヒンジ固定継手部材２ｃおよび角筒形継手部材４のトンネル半径方向における内外のフランジ部の曲率としては、完全な円形を構築する場合、曲率をつけた構造としてもよいが、道路トンネルような大断面においては、セグメント継手部のわずかな距離の直線部は、トンネル断面の全体形状に殆ど影響を与えないため、前記フランジ部が直線状のままの方が、加工コストを低く抑えられることからも、それぞれの前記フランジ部を直線状のままとしても構わない。
【００４５】
図２２は多角形状のセグメントリング２７の隅角部にヒンジ固定継手部材２ｄを配置した場合の斜視図であり、図３０は図２２の左側面を示した状態である。多角形状のセグメントリング２７は周方向断面において、直線状の複数の辺とある所定の角度を有する辺の数と同数の隅角部とで構成され、例えばボックスカルバートのような四角形状セグメントリング２７においては、直線状の４辺と角度が９０度である４つの隅角部とから形成される。
隅角部を有する１つの平版状のセグメント８ｄを加工することは、例えば鋼殻セグメントでは、部材の曲げ加工・切断・溶接等の加工作業が増えコストアップであり精度の良いセグメント作ることが困難であるが、図２２のようなヒンジ固定継手部材２ｄを利用して、これを隅角部の連結材として使用し、角筒形継手部材４と共同して隅角部ジョイント部を形成することによって、平板形のセグメント８ｄを繋げることで、隅角部を形成することができ、セグメント８の加工手間を大幅に削減することができる。
【００４６】
隅角部ジョイントを形成するヒンジ固定継手部材２ｄとしては、図２２のようにＨ形断面形状の部材でも構わないが、図２３のようにＨ形断面形状の部材のウェブ２９に、Ｔ形断面形状の部材の脚部３０を溶接して、隅角部に作用する曲げモーメントに対して、交差する２辺において、どちらの辺でも同様の曲げ耐力が発揮できるよう、方向性（方向特性）をなくした形状のヒンジ固定継手部材２ｅとしてもいい。方向性をなくす観点からは、隅角部のヒンジ固定継手部材２としては、箱型断面形状のものを用いることが好ましい。
【００４７】
図２４のような左右に１つずつの角筒形継手部材４を有するセグメント８ｂの製作方法としては、角筒形継手部材４を継手板に溶接またはボルトにて固着しても構わないが、図２５（ａ），（ｂ）に分解図および組み立て図を示すように（主桁は省略した）、スキンプレート２３の周方向の端部を周方向外側に張り出すように拡張して張り出し部２６（ａ）を一体成形し、角筒形継手部材４のトンネル半径方向外縁部のフランジ部２６を兼用するようにしても良い。スキンプレート２３のセグメント継手が配置される辺の中央において、一枚板としてスキンプレート２３を延長して、角筒形継手部材４の外縁側フランジ部２６となる箇所を形成する。
【００４８】
スキンプレート２３のセグメント継手の位置においてセグメント幅方向に沿って、角筒形継手部材４のウェブおよび継手板１を構成する段付き板状の角筒形継手部材構成部材２４ａの一辺の先端部を溶接にて取付け、また、角筒形継手部材４のウェブを構成する断面L型の角筒形継手部材構成部材２４ｂの一辺の先端部を溶接にて取り付ける。また、スキンプレート２３の周方向他方において、段付き板状の角筒形継手部材構成部材２４ａの一辺の先端部を溶接にてスキンプレート２３に取付け、また、山形形状をしたもう一方の角筒形継手部材構成部材２４ｂを、スキンプレート２３と一体に延長して形成した角筒形継手部材４のフランジ２６部と、前記角筒形継手部材構成部材２４ａとに溶接にて固着し、セグメント継手部を形成する。
こうすることで、継手部に曲げ荷重が作用したとき角筒形継手部材フランジ部２６に作用する引張り荷重を、直接セグメント本体に確実に流すことができるため、図示を省略するが、従来のように、角筒形継手部材４を継手板に溶接またはボルトにて固着した場合に、角筒形継手部材４と継手板との境界部で起こりうる溶接欠陥やボルト締め不良等による部材耐力の低下を防ぐことができる。図３１に図２５に示すようなスキンプレート２３等を有する形態のセグメント８ｂを用いて図１９に示すような構造物２８を構築した場合の斜視図が示されている。
【００４９】
また止水性をより確実なものにするために、図２６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、角筒形継手部材４の軸方向の端面に、角筒形継手部材４の端面における板厚方向中間部に、各筒形継手部材４の端面全周にわたって、相似形等のほぼ環状の止水溝７を加工し吸水性膨張止水材（図示を省略した）を取り付けて止水効果を向上させるようにしてもよい。吸水性膨張止水材取り付け用の止水溝７としては、前述の実施形態と同様に、図８、図９に示すように、角筒形継手部材４や継手板１に設けても構わないし、図１０や図１１に示すようにヒンジ固定継手部材２ｃに設けても構わない。吸水性膨張止水材を溝７にはめ込み接着剤にて固着する。
【００５０】
また、ヒンジ固定継手部材２ｃ間に角筒形継手部材４を挿入した後、コンクリートを打設する場合、角筒形継手部材４の端面境界部からコンクリートが漏れ出さないようにするために、図２７に示すような薄板からなるコンクリート漏洩防止用筒２５の基端部を角筒形継手部材４の内面に固着すると共に、コンクリート漏洩防止用筒２５の先端部を角筒形継手部材４から突出させ、連結すべく対向するセグメントの角筒形継手部材４内に挿入配置させてもよい。
【００５１】
コンクリート漏洩防止用筒２５の断面形状は、角筒形継手部材４の内面形状に沿う形状とすればよい。コンクリート漏洩防止用筒２５の役割は、隣り合う角筒形継手部材４の境界部の隙間を埋めるだけであるため、できるだけ薄い板を用いるとよく、角筒形継手部材４の内面との固着方法としては、合成樹脂製等の接着剤で取り付ける程度でよい。前記コンクリート漏洩防止用筒２５を構成する薄板の厚さとしては、角筒形継手部材４内面とヒンジ固定継手部材２ｃ外面との間にできる隙間以下とし、ヒンジ固定継手部材２ｃの挿入時に障害とならないようにする。
【００５２】
角筒形継手部材４内面とヒンジ固定継手部材２ｃ外面との隙間は、両者の支圧による荷重伝達をスムーズにするためあまり大きくし過ぎることは好ましくないが、ヒンジ固定継手部材２ｃを角筒形継手部材４内に通すときの施工時余裕代として１ｍｍ程度確保することが好ましく、コンクリート漏洩防止用筒２５の厚みは、０．２〜０．３ｍｍ程度以内に抑えることが好ましい。コンクリート漏洩防止用筒２５の材質は、鋼製でも樹脂製でもよい。
【００５３】
また、本発明を適用したセグメント連結構造は、例えば図１３〜図１５に示すように継手板を省略してもよい。かかる場合には、角筒形継手部材４をコンクリート製のセグメント本体８に対して図１４に示すように直接的に取り付けることになる。かかる場合においても、角筒形継手部材４につき、周方向左側に位置するセグメント本体８と周方向右側に位置するセグメント本体８との間で交互に固着させ、セグメント本体８の連結時においてこれらが図１３に示すように嵌合可能となるように配設する。
【００５４】
この角筒形継手部材４をコンクリート製のセグメント本体８に対して取り付ける際には、該角筒形継手部材４にアンカー筋１７を突設し、このアンカー筋１７とセグメント本体８に中詰されたコンクリート１８との間に付着力により、角筒形継手部材４をセグメント本体８に固定するようにしてもよい。
【００５５】
また、本発明を適用したセグメント連結構造は、図１６、図１７に示すように、角筒形継手部材４につき、それぞれの両端縁又は一端縁にガイド傾斜面２２を形成し、角筒形継手部材４が基端部４６から先端にかけて先細りになるように設けてもよい。即ち、この角筒形継手部材４の側面においてテーパを形成しておくことにより、対向する角筒形継手部材４を互いに近接させるとき、傾斜面２２がガイドとなって位置ずれを自動的に矯正しながら嵌合でき、容易に正規の位置に嵌合させることができる。
【００５６】
本発明は、トンネル覆工用のセグメントのほか、ボックスカルーバートなどを構成するフラットなセグメントの継手部に適用でき、トンネルのように水平方向に延長する構造物だけではなく、図１９に示すようにセグメントを鉛直方向に組み合わせて橋脚・サイロ・土留めなどの構造物にも適用することができる。また、実施形態を適宜設計変更して実施することは構わない。例えば、角筒形継手部材４は四角形断面に限定されるものではなく、これに挿入するヒンジ固定継手部材２が角筒形継手部材４の内面に係合して回転が阻止される構造であればよい。また、ヒンジ固定継手部材２の断面形状も、前記条件を満たせばＨ形断面や箱断面形状に限らない。
【実施例】
【００５７】
図２に示すタイプの２つのセグメント８ａをセグメント継手において連結した継手部分の模型を製作し、継手曲げ試験を実施した。セグメント全幅長さ４００ｍｍ，桁高１６０ｍｍのセグメントに対して、１つの長さが１００ｍｍである角筒形継手部材４を片方のセグメント継手に２箇所交互に取り付け、角筒形継手部材４内面に沿うように高さ１４８ｍｍのＨ形鋼を利用したヒンジ固定継手部材２ａを挿入した試験体とした。
【００５８】
当該試験体に最大荷重が現れるまで曲げ荷重を与え、継手部の抵抗機構を調べたところ、ヒンジ固定継手部材２ａとしてのＨ形鋼のフランジ圧縮、角筒形継手部材４のフランジの引張りで曲げ荷重に耐え、セグメント全幅に渡って各部材が曲げに対して有効に抵抗することが判明したため、下記の比較例として説明する従来のセグメントの継手構造のように、局所的に配置された継手部材における局所的な部位の板厚を増大化しなければならない方法とは異なり、本発明の連結構造では、セグメント本体と同程度の高い曲げ耐力を発揮するセグメント継手が可能であることを確認した。
【００５９】
（比較例）
セグメントの継手板相互をボルト・ナットにより接合する従来のボルト接合によるセグメント継手とする場合で、本発明の実施例のセグメント８ａと同等の桁高、及び同等の曲げ耐荷重が必要であると仮定して設計した場合、ＪＩＳ規定の材質１０．９（引張り強度１０００Ｎ／ｍｍ２，耐力９００Ｎ／ｍｍ２）、Ｍ２４のボルトを使用したとしても、４００ｍｍ幅のセグメントで継手板に接合ボルトが４本以上必要となる。
また、通常の中口径のトンネルで使用される１ｍから１．２ｍ程度のセグメント幅においては、継手板に１０本から１２本（通常、セグメント相互を接合する場合、継手板における接続ボルト本数は高々４本程度である。）の接続ボルトが必要になり、作業能率が落ち、コストアップとなる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施形態に係るセグメントの連結構造において、角筒形継手部材にＨ形断面ヒンジ固定継手部材を挿入する工程の斜視図である。
【図２】角筒形継手部材にＨ形断面ヒンジ固定継手部材を挿入した後の斜視図である。
【図３】他の実施形態を示し、角筒形継手部材に箱形断面ヒンジ固定継手部材を挿入した後の斜視図である。
【図４】（ａ）は、側面蓋を箱形断面ヒンジ固定継手部材に取り付けた後の斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は、（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【図５】（ａ）は、側面蓋をＨ形断面ヒンジ固定継手部材に取り付けた後の斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は、（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】側面蓋をヒンジ固定継手部材に取り付け、角筒形継手部材に挿入した後の斜視図である。
【図７】側面蓋を取り付ける場合に、角筒形継手部材の端面にボルト用めじ切り孔を設けた斜視図である。
【図８】角筒形継手部材に止水材取り付け用溝を加工した場合の斜視図である。
【図９】継手板に止水材取り付け用溝を加工した場合の斜視図である。
【図１０】箱形断面ヒンジ固定継手部材に止水材取り付け用溝を加工した場合の斜視図である。
【図１１】Ｈ形断面ヒンジ固定継手部材に止水材取り付け用溝を加工した場合の斜視図である。
【図１２】一方のセグメントに１つの係合部材を取り付け、他方のセグメントに２つの係合部材を取り付けた例の斜視図である。
【図１３】継手板を用いないセグメントにおいて、角筒形継手部材に箱形断面ヒンジ固定継手部材を挿入した態様の斜視図である。
【図１４】継手板を用いないセグメントへの角筒形継手部材の取り付け態様を示す斜視図である。
【図１５】継手板を用いないセグメントへの角筒形継手部材の取り付け態様を示す上面図である。
【図１６】端部にガイド傾斜面を設けた角筒形継手部材へＨ形断面ヒンジ固定継手部材を挿入する工程の斜視図である。
【図１７】図１６の角筒形継手部材にＨ形断面ヒンジ固定継手部材を挿入した後の斜視図である。
【図１８】セグメント幅長さよりも長いヒンジ固定継手部材をリング状の軌跡に沿って等角度間隔をおいて配置し、セグメント継手両端部に１つずつの角筒形継手部材を有するセグメントにおける角筒形継手部材にヒンジ固定継手部材を挿入するときの説明図である。
【図１９】図１８においてセグメントを挿入した後の構造物全体を示す斜視図である。
【図２０】セグメント幅長さよりも長いヒンジ固定継手部材を平面状に所定の間隔で配置し、セグメント継手両端部に１つずつの角筒形継手部材を有するセグメントを挿入するときの図である
【図２１】図２０においてセグメントを挿入した後の構造物全体を示す斜視図である。
【図２２】ヒンジ固定継手部材を隅角部に配置した場合の斜視図である。
【図２３】隅角部ジョイント（隅角部の連結材）として隅角部に配置するヒンジ固定継手部材の他の形態を示すものであって、ヒンジ固定継手部材が、Ｈ形断面の鋼材のウェブにＴ形断面部材を溶接にて取り付けた構造形態の斜視図である。
【図２４】角筒形継手部材がセグメント継手両端部に１つずつ取り付いている場合の斜視図であうる。
【図２５】（ａ）はセグメントのスキンプレートの周方向の端部を張り出すように拡張して張り出し部を設け、その張り出し部を角筒形継手部材のフランジを兼用した場合の分解図、（ｂ）は組み立て図である。
【図２６】（ａ）は角筒形継手部材の端面に止水材取り付け用の溝を加工した場合の斜視図、（ｂ）はその一部の拡大斜視図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図２７】コンクリート漏洩防止用筒を角筒形継手部材に取り付けた状態を示す斜視図である。
【図２８】第一の発明におけるセグメントを組み合わせてトンネルを形成した場合の斜視図である。
【図２９】構造物の軸方向端部において、セグメントの抜け出し防止用にヒンジ固定継手部材と角筒形継手部材とをボルトにて連結した場合の斜視図である。
【図３０】図２２を左側面から見た側面図である。
【図３１】図２５の形態のセグメントを用いて図１９に示すような構造物を構築した場合の斜視図である。
【図３２】本発明のセグメントの連結構造の施工方法を説明する図である。
【図３３】本発明のセグメントの連結構造の施工方法を説明する図である。
【図３４】本発明のセグメントの連結構造の施工方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 継手板
２ ヒンジ固定継手部材
２ａ Ｈ形断面ヒンジ固定継手部材
２ｂ 箱形断面ヒンジ固定継手部材
２ｃ セグメント幅長さ寸法よりも長いヒンジ固定継手部材
２ｄ 隅角部ジョイント（隅角部の連結材）としてのヒンジ固定継手部材
２ｅ Ｈ形断面の鋼材のウェブにＴ形断面部材が取り付けられたヒンジ固定継手部材
３ ヒンジ継手部
４ 角筒形継手部材
５ 側面蓋
６ 箱形断面ヒンジ固定継手部材の中空部
７ 止水材取り付け用溝
８ セグメント本体
８ａ セグメント
８ｂ セグメント継手両端部に角筒形継手部材を１つずつ有するセグメント
８ｃ セグメント幅長さが他のセグメント幅の半分の長さのセグメント
８ｄ 平版状の平板セグメント
９ Ｈ形断面ヒンジ固定継手部材のフランジ
１０ 箱形断面ヒンジ固定継手部材の上下面
１１ 角筒形継手部材の前面
１２ 側面蓋取り付け用ボルト孔
１３ 側面蓋のボルト挿入孔
１４ ボルトまたはビス
１６ 座刳り
１７ アンカー筋
１８ 中詰コンクリート
１９ 溶接
２０ 境目
２１ ウエブ
２２ ガイド傾斜面
２３ 角筒形継手部材のフランジを兼用するスキンプレート
２４ 角筒形継手部材構成部材
２５ コンクリート漏洩防止用筒
２６ 角筒型継手部材フランジ部
２７ セグメントリング
２８ 構造物
２９ Ｈ形断面形状の部材のウェブ
３０ Ｔ形断面形状の部材の脚部３０
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセグメントを周方向と軸方向に結合して構築した構造物における前記セグメントの連結構造であって、
矩形状の中空孔が形成された角筒形継手部材が前記セグメント本体の周方向の両端部に沿って固着されてなるとともに、その角筒形継手部材は、周方向に隣接するセグメント間で直列に連続可能となるように互いに軸方向の配置が調整されて１以上配設されてなり、
前記角筒形継手部材を直列に連続させることにより互いに接続された中空孔内にヒンジ固定継手部材が挿入されてなること
を特徴とするセグメントの連結構造。
【請求項２】
複数のセグメントを周方向と軸方向に結合して構築した構造物における前記セグメントの連結構造であって、
矩形状の中空孔が形成された角筒形継手部材が前記セグメント本体の周方向の両端部に沿って固着されてなるとともに、その角筒形継手部材は、周方向に隣接するセグメント間で嵌合可能となるように互いに軸方向の配置が調整されて１以上配設されてなり、
前記角筒形継手部材を嵌合させることにより互いに接続された中空孔内にヒンジ固定継手部材が挿入されてなること
を特徴とするセグメントの連結構造。
【請求項３】
前記角筒形継手部材は、前記セグメント本体に対して溶接またはボルトで固着され、又はコンクリートで構成される前記セグメントの端部にアンカー筋で固着されてなること
を特徴とする請求項１または２に記載のセグメントの連結構造。
【請求項４】
前記ヒンジ固定継手部材は、Ｈ形断面部材又は箱形断面部材であり、前記接続された中空孔の内面に係合可能とされていること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のセグメントの連結構造。
【請求項５】
前記ヒンジ固定継手部材が前記構造物の軸方向に複数のセグメントに跨って、当該セグメントの角筒形継手部材の中空孔内に挿入されていること
を特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のセグメントの連結構造。
【請求項６】
前記ヒンジ固定継手部材が矩形状セグメントリングにおける周方向の隅角部に配置されて、隅角部の連結材とされていること
を特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のセグメントの連結構造。
【請求項７】
前記角筒形継手部材のフランジを兼ねた張り出し部が、セグメント本体のスキンプレートに一体に設けられていること
を特徴とする請求項１〜６何れか１項に記載のセグメントの連結構造。
【請求項８】
前記ヒンジ固定継手部材は、何れか一の端部に蓋が取り付けられてなり、前記接続された中空孔内に挿入された場合には、前記蓋の外面と前記セグメント本体の側面との間で平面が形成され、
さらに前記蓋は、角筒形継手部材に定着可能とされていること
を特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のセグメントの連結構造。
【請求項９】
挿入すべき中空孔の接続位置に対応した前記ヒンジ固定継手部材上の外周面において、又は前記角筒形継手部材の軸方向に沿った外周面において、又は前記セグメント本体端面における嵌合すべき相手側の角筒形継手部材が当接可能な面において、止水材が配設されてなること
を特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のセグメントの連結構造。
【請求項１０】
前記接続された中空孔内に挿入されたＨ形断面部材としてのヒンジ固定継手部材のフランジとウエブで囲まれる空間部、または箱形断面部材の中空孔内にコンクリートが打設されてなることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のセグメントの連結構造。
【請求項１１】
前記角筒形継手部材端部に薄板からなる筒を角筒形継手部材内面に固着し角筒形継手部材４から飛び出させること
を特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載のセグメントの連結構造。
【請求項１２】
前記角筒形継手部材は、前記セグメント本体に固着される基端部から先端にかけて先細になるように形成されてなること
を特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載のセグメントの連結構造。
【請求項１３】
箱形断面のヒンジ固定継手部材が、角鋼管などの形鋼単独、またはＣ形鋼やアングル材の組み合わせからなることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項記載のセグメントの連結構造。
【請求項１】
複数のセグメントを周方向と軸方向に結合して構築した構造物における前記セグメントの連結構造であって、
矩形状の中空孔が形成された角筒形継手部材が前記セグメント本体の周方向の両端部に沿って固着されてなるとともに、その角筒形継手部材は、周方向に隣接するセグメント間で直列に連続可能となるように互いに軸方向の配置が調整されて１以上配設されてなり、
前記角筒形継手部材を直列に連続させることにより互いに接続された中空孔内にヒンジ固定継手部材が挿入されてなること
を特徴とするセグメントの連結構造。
【請求項２】
複数のセグメントを周方向と軸方向に結合して構築した構造物における前記セグメントの連結構造であって、
矩形状の中空孔が形成された角筒形継手部材が前記セグメント本体の周方向の両端部に沿って固着されてなるとともに、その角筒形継手部材は、周方向に隣接するセグメント間で嵌合可能となるように互いに軸方向の配置が調整されて１以上配設されてなり、
前記角筒形継手部材を嵌合させることにより互いに接続された中空孔内にヒンジ固定継手部材が挿入されてなること
を特徴とするセグメントの連結構造。
【請求項３】
前記角筒形継手部材は、前記セグメント本体に対して溶接またはボルトで固着され、又はコンクリートで構成される前記セグメントの端部にアンカー筋で固着されてなること
を特徴とする請求項１または２に記載のセグメントの連結構造。
【請求項４】
前記ヒンジ固定継手部材は、Ｈ形断面部材又は箱形断面部材であり、前記接続された中空孔の内面に係合可能とされていること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のセグメントの連結構造。
【請求項５】
前記ヒンジ固定継手部材が前記構造物の軸方向に複数のセグメントに跨って、当該セグメントの角筒形継手部材の中空孔内に挿入されていること
を特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のセグメントの連結構造。
【請求項６】
前記ヒンジ固定継手部材が矩形状セグメントリングにおける周方向の隅角部に配置されて、隅角部の連結材とされていること
を特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のセグメントの連結構造。
【請求項７】
前記角筒形継手部材のフランジを兼ねた張り出し部が、セグメント本体のスキンプレートに一体に設けられていること
を特徴とする請求項１〜６何れか１項に記載のセグメントの連結構造。
【請求項８】
前記ヒンジ固定継手部材は、何れか一の端部に蓋が取り付けられてなり、前記接続された中空孔内に挿入された場合には、前記蓋の外面と前記セグメント本体の側面との間で平面が形成され、
さらに前記蓋は、角筒形継手部材に定着可能とされていること
を特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のセグメントの連結構造。
【請求項９】
挿入すべき中空孔の接続位置に対応した前記ヒンジ固定継手部材上の外周面において、又は前記角筒形継手部材の軸方向に沿った外周面において、又は前記セグメント本体端面における嵌合すべき相手側の角筒形継手部材が当接可能な面において、止水材が配設されてなること
を特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のセグメントの連結構造。
【請求項１０】
前記接続された中空孔内に挿入されたＨ形断面部材としてのヒンジ固定継手部材のフランジとウエブで囲まれる空間部、または箱形断面部材の中空孔内にコンクリートが打設されてなることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のセグメントの連結構造。
【請求項１１】
前記角筒形継手部材端部に薄板からなる筒を角筒形継手部材内面に固着し角筒形継手部材４から飛び出させること
を特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載のセグメントの連結構造。
【請求項１２】
前記角筒形継手部材は、前記セグメント本体に固着される基端部から先端にかけて先細になるように形成されてなること
を特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載のセグメントの連結構造。
【請求項１３】
箱形断面のヒンジ固定継手部材が、角鋼管などの形鋼単独、またはＣ形鋼やアングル材の組み合わせからなることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項記載のセグメントの連結構造。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【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】
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【図２０】
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【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
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【公開番号】特開２００６−３２８９３３（Ｐ２００６−３２８９３３Ａ）
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２０８３８（Ｐ２００５−３２０８３８）
【出願日】平成１７年１１月４日（２００５．１１．４）
【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１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月４日（２００５．１１．４）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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