プレキャスト部材の連結構造
【課題】プレキャスト部材間の連結を、軽量で低コストな金具により可能とする。
【解決手段】長手方向にわたってスリット状の開口２１を備える筒状連結金物２０を、連結対象のプレキャスト部材１０における他部材１５との当接面１１より所定長内奥に埋設し、端部のフランジ３１とこれに連結した所定長のウェブ３２とで構成されるＩ型連結金物３０の一端を前記他部材１５に保持し、他端を前記プレキャスト部材１０における前記当接面１１に備わる挿入口４４とこれに連続するプレキャスト部材内の所定内空を介して前記筒状連結金物２０に向けて挿入し、前記フランジ３１を前記筒状連結金物２０の内空２２に嵌合させてなることを特徴とするプレキャスト部材の連結構造。
【解決手段】長手方向にわたってスリット状の開口２１を備える筒状連結金物２０を、連結対象のプレキャスト部材１０における他部材１５との当接面１１より所定長内奥に埋設し、端部のフランジ３１とこれに連結した所定長のウェブ３２とで構成されるＩ型連結金物３０の一端を前記他部材１５に保持し、他端を前記プレキャスト部材１０における前記当接面１１に備わる挿入口４４とこれに連続するプレキャスト部材内の所定内空を介して前記筒状連結金物２０に向けて挿入し、前記フランジ３１を前記筒状連結金物２０の内空２２に嵌合させてなることを特徴とするプレキャスト部材の連結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレキャスト部材の連結構造に関するものであり、具体的には、プレキャスト部材間の連結を、軽量で低コストな金具により可能とする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法を採用してトンネルを構築する場合には、切羽の掘進に応じて後方でセグメントを連結し、筒状の覆工体を形成していくことが一般的である。こうしたセグメント同士の連結作業を単純化し、エレクタなどロボットによる自動作業を可能とするため、Ｃ型およびＩ型の連結金具を用いた連結構造が提案されている。この連結構造は、セグメントの突き合わせ接合面の対向位置にＣ型の連結金具を埋め込んでおき、対向する両セグメントのＣ型連結金具の開口部に両側端部のフランジが係合するＩ型の連結金具を嵌め込むことによって、セグメント同士の突き合わせ端面を相互に接合させて連結する構造となっている。
【０００３】
こうした技術の例としては、例えば、側端面同士を突き合わせ接合して覆工体に組立形成する箱形の鋼製セグメント同士を、Ｉ型に形成された連結金物で連結すべく、該セグメントの接合端面を形成する側板に、該連結金物のフランジ部を挿入する挿入口と、該挿入口に連通して該側板の長手方向に延びる該連結金物のウェブ挿通溝とを形成し、該両ウェブ挿通溝間に該連結金物を跨らせて係合装着して結合するセグメントの連結構造であって、互いに突き合わせ接合される一方のセグメントのウェブ挿通溝には、予め該連結金物を挿通して該側板の内側面に該連結金物の一端側のフランジ部を一体的に固設して他端側のフランジを側方に突出させておくとともに、該突出した他端側のフランジ部に固定係止させて、該他端側のフランジ部と他方のセグメントの側板との係合部間に、両セグメントの突き合わせ接合端面同士を圧着させる弾性部材を介在させたことを特徴とするセグメントの連結構造（特許文献１）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５２５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
既存の連結構造においては、セグメント間で生じる引き抜き力を、Ｉ型金物を介しＣ型金物が直接引き受ける構造となっている。また、このＣ型金物が引き受ける引き抜き力に関しては、Ｃ型金物から後方（セグメント内部側）に伸びるアンカー筋が、その引き抜き耐力を発揮して対抗している。
【０００６】
こうした連結構造であれば、Ｃ型金物自体の強度を大きなものとし、上記の引き抜き力に抵抗する必要がある。そのため従来の連結構造に採用されるＣ型金物は、肉厚で重いものとなっていた。またＣ型金物は、Ｉ型金物との連結に必要な複雑な形状を備える必要があるため、金属板の単純なプレス加工等で形成することは出来ず、鋳造による製造がなされている。従って、重量と共に製作コストもかさみ、Ｃ型金物および連結構造の導入コスト増大を招いていた。
【０００７】
そこで本発明では、プレキャスト部材間の連結を、軽量で低コストな金具により可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明のプレキャスト部材の連結構造は、長手方向にわたってスリット状の開口を備える筒状連結金物を、連結対象のプレキャスト部材における他部材との当接面より所定長内奥に埋設し、端部のフランジとこれに連結した所定長のウェブとで構成されるＩ型連結金物の一端を前記他部材に保持し、他端を前記プレキャスト部材における前記当接面に備わる挿入口とこれに連続するプレキャスト部材内の所定内空を介して前記筒状連結金物に向けて挿入し、前記フランジを前記筒状連結金物の内空に嵌合させてなることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、いわゆるＣ型金物などの筒状連結金物を、プレキャスト部材の当接面ではなく当接面より内奥の、つまりプレキャスト部材内の所定深さに配置して利用することになる。このように当接面ではなく内奥に配置された筒状連結金物は、Ｉ型連結金物を介して伝達される引き抜き力に対し、自身が固着している周囲のコンクリートに反力を得て引き抜き耐力（コーン耐力、押し抜きせん断耐力）を発揮する。つまり、従来のＣ型金物の如くＣ型金物自身で引き抜き力を引き受けるといったことが無いため、筒状連結金物としては肉厚な鋳鉄製のものを採用する必要は無い。また、従来のＣ型金物の如くアンカー筋を配置する必要も無くなり、連結構造がシンプルな構成となり、更なるコストダウンも図られる。従って、プレキャスト部材間の連結が、軽量で低コストな金具により可能となる。
【００１０】
なお、前記プレキャスト部材の連結構造において、前記筒状連結金物は板状材で構成されているものであるとすれば好適である。上述のように、筒状連結金物としては肉厚な鋳鉄製のものを採用する必要は無い為、薄肉の板状材を加工して製作した筒状連結金物を連結構造に採用することが可能であり、肉厚で鋳鉄製の従来のＣ型金物を採用するより大幅な軽量化を図ることが可能である。また、コストが高い鋳造ではなく低廉な板材加工のみで製作された筒状連結金物を採用することで、当然ながらコスト低減も図られることになる。こうした筒状連結金物を構成する板状材は、Ｉ型連結金物におけるフランジの隅角部等が当接して引き抜きの応力がかかっても、板状材背面にあるプレキャスト部材のコンクリートに欠損等が生じない程度の適宜な強度を備えたものであればよく、例えば、金属製、樹脂製、炭素繊維製、であることが考えられる。或いは、こうした素材の液状物ないしゲル状物を、筒状連結金物と同じ形状になるよう設けられたプレキャスト部材内空のコンクリート壁面に塗布するとしてもよい。
【００１１】
また、前記プレキャスト部材の連結構造において、前記挿入口に連続するプレキャスト部材内の所定内空は、前記当接面の挿入口より内奥に延びる所定深さの箱状領域である袋部と、前記当接面において前記挿入口と連続し、前記当接面の長手方向に所定長延びて、前記ウェブを挿通可能な挿通開口と、前記袋部の深さ方向に延び、袋部からの前記Ｉ型連結金物のスライドを可能にする側方開口とを備え、前記挿通開口から前記筒状連結金物の設置箇所までプレキャスト部材内を所定深さ延びるウェブ経路を有する連結部と、から構成されるとすれば好適である。
【００１２】
これによれば、Ｉ型連結金物のフランジおよび一部のウェブを、連結対象のプレキャスト部材における挿入口を介して袋部に挿入する手順、袋部に至った前記フランジおよび一部のウェブを、連結部の挿通開口と側方開口を介してウェブ経路に導いて、該ウェブ経路中を当接面長手方向にスライドさせる手順、該スライドにより、前記フランジをプレキャスト部材内の所定深さにある筒状連結金物の内空に嵌合させる手順、を一連のものとしてスムーズに行うことが可能となる。
【００１３】
また、前記プレキャスト部材の連結構造において、前記フランジとこれを嵌合させる筒状連結金物の内空とが互いにくさび型となっており、両者がくさび結合する構造であるとすれば好適である。これによれば、例えば、前記Ｉ型連結金物のフランジが、ウェブ経路中を当接面長手方向にスライドし、筒状連結金物の内空を進むにつれ嵌合が緊密になり、プレキャスト部材同士の連結構造がより強固なものとなる。
【００１４】
また、前記プレキャスト部材の連結構造において、前記Ｉ型連結金物における一端のフランジが、予め棒体を嵌合させた管体を備えており、前記棒体の端部が、他部材に設置された筒状連結金物の具備する所定開口から突出するよう、前記フランジを前記他部材における筒状連結金物の内空に嵌合させ、前記所定開口から突出した棒体端部を、前記他部材における筒状連結金物周囲に打設されるコンクリートと付着させて固定することで、Ｉ型連結金物の一端を他部材に予め固定し、前記Ｉ型連結金物における他端のフランジを、前記連結対象のプレキャスト部材における前記筒状連結金物の内空に嵌合させ、この嵌合動作に反力を得て、前記一端のフランジにおいて予め嵌合していた前記管体と前記棒体とを更に深く嵌合させてなる、としてもよい。
【００１５】
これによれば、周囲のコンクリートに埋設固定された棒体と管体との嵌合が行われることになり、たとえば上記くさび結合による嵌合ではＩ型連結金物にがたつきが生じるような場合であっても、管体と棒体との嵌合により、こうしたがたつきは抑止され、Ｉ型連結金物の一端は他部材において、より確実に固定されることになる。また、Ｉ型連結金物とプレキャスト部材における前記筒状連結金物との嵌合動作に反力を得て、前記一端のフランジにおける管体に棒体がより深く嵌合することになり、Ｉ型連結金物の一端は他部材において、より確実に固定されることになる。
【００１６】
また、プレキャスト部材の連結構造において、前記Ｉ型連結金物の一端が前記他部材に埋め込み固定されているとしてもよい。こうした構造としては、例えば、他部材を構成するコンクリートの打設に際して Ｉ型連結金物の一端をそのまま打設コンクリート内に配置して固定して構成するものが想定できる。こうした場合、他部材側の筒状連結金物や、上述の挿入口、袋部などは省略することができ、施工効率やコストの低下が見込まれる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、プレキャスト部材間の連結が、軽量で低コストな金具により可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態におけるプレキャスト部材の連結構造を示す図である。
【図２】本実施形態における筒状連結金物（Ｃ型金物）の埋設状況を示す図である。
【図３】本実施形態におけるコーン破壊に対する引き抜き耐力設計の概念図である。
【図４】本実施形態におけるプレキャスト部材の連結手順を示す図である。
【図５】他の実施形態におけるプレキャスト部材の連結構造を示す図である。
【図６】他の実施形態におけるプレキャスト部材の連結手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態におけるプレキャスト部材の連結構造を示す図であり、図２は本実施形態における筒状連結金物（Ｃ型金物）の埋設状況を示す図である。本実施形態におけるプレキャスト部材としては、シールド工法におけるトンネルの覆工体として用いられるセグメント１０を例示することとする。シールド工法において、シールド掘進機内では、エレクタ等によりこのセグメント１０が逐次連結され、筒状の覆工体を形成するのが一般的である。そこで互いに連結されるセグメント１０の連結構造として、本実施形態の連結構造１００を採用する。
【００２０】
当該連結構造１００は、図１に示すように筒状連結金物２０およびＩ型連結金物３０を含んでいる。筒状連結金物２０はいわゆるＣ型金物と類似の金物であり、長手方向にわたってスリット状の開口２１を備える連結金物となる。一方、端部のフランジ３１とこれに連結した所定長のウェブ３２とで構成されるのがＩ型連結金物３０である。ここでは「Ｉ型」と記載しているが、Ｈ型も概念に含まれるものとする。Ｉ型連結金物３０のウェブ３２の長さは、筒状連結金物２０がセグメント１０の当接面１１より所定深さ内奥に埋設されることに対応して、筒状連結金物２０の埋設深さの２倍程度となる。
【００２１】
本実施形態の連結構造１００において、筒状連結金物２０は、連結対象のセグメント１０における他セグメント１５との当接面１１より所定長５だけ内奥に埋設されている。従来の連結構造においては、当接面１１に開口２１をそのまま露出した形態、すなわちセグメント１０のほぼ表面に筒状連結金物２０は埋設されていることと比較し、大きく相違する点である。このように当接面１１の直下ではなくセグメント内奥に配置された筒状連結金物２０は、Ｉ型連結金物３０を介して伝達される引き抜き力に対し、自身が固着している周囲のコンクリートに反力を得て引き抜き耐力（コーン耐力、押し抜きせん断耐力）を発揮することになる。また、従来のように後方にアンカー筋を配置する必要もない。
【００２２】
上述の筒状連結金物２０における前記開口２１は、Ｉ型連結金物３０のウェブ３２の径以上の開口である当接面１１上の挿通開口４０と、溝状の空間であるウェブ経路４１を介して結ばれている。よって、筒状連結金物２０は挿通開口４０をもって当接面１１にて開口しているとも言える。
【００２３】
他方、ウェブ経路４１は、挿通開口４０から筒状連結金物２０の設置箇所までセグメント内を所定深さ延びる経路である。挿通開口４０は、当接面１１の長手方向に所定長延びた開口であり、Ｉ型連結金物３０のフランジ３１の長さ３３と略同じ長さとなっている。また、ウェブ経路４１の側面には、内奥方向に延び、Ｉ型連結金物３０の通過が可能な側方開口４２が備わっている。これら挿通開口４０、側方開口４２、ウェブ経路４１を有するセグメント内空が連結部４３となる。
【００２４】
また、連結構造１００に含まれる他の構造として、当接面１１の挿入口４４より内奥に延びる所定深さの箱状領域である袋部４５が含まれる。この袋部４５の挿入口４４は、上記の挿通開口４０と連続する開口であり、図１に示す例では、挿入口４４とこれより小さな挿通開口４０とが連結した鍵穴状の形態をなしている。
【００２５】
一方、Ｉ型連結金物３０は、その一端を他部材１５に保持し、他端をセグメント１０における当接面１１に備わる挿入口４４とこれに連続するセグメント内の所定内空を介して筒状連結金物２０に向けて挿入されることになる。挿入口４４に連続するセグメント内の所定内空とは、上述した連結部４３および袋部４５を指している。この場合、Ｉ型連結金物３０のフランジ３１は、挿入口４４を介して袋部４５に挿入され、袋部４５の側面にある側方開口４２を介して連結部４３のウェブ経路４１をスライド移動させられる。また、ウェブ３２も、ウェブ経路４１を同様にスライド移動することになる。
【００２６】
この時、Ｉ型連結金物３０のフランジ３１は、ウェブ経路４１の底部、つまり連結部４３の底部にある筒状連結金物２０の内空２２を、側方開口４２と反対の突き当たり面２４に向かって進み、内空２２と最終的に嵌合する。
【００２７】
なお、図１では、Ｉ型連結金物３０の前記一端が、他部材１５の内奥に備わる筒状連結金物２０の内空２２に挿入されてこれと嵌合し、保持されている例を示している。しかしながら、このＩ型連結金物３０の一端が他部材１５にて保持される形態としてはこれに限定されない。例えば、他部材１５の形成（例：セグメント形成用のコンクリート打設）にあわせて、Ｉ型連結金物３０の一端を、所定治具などを介して他部材１５の内奥部に係止しておき、他部材１５への埋め込み固定を図る形態なども採用できる（他部材１５を構成するコンクリートの打設に際して Ｉ型連結金物３０の一端をそのまま打設コンクリート内に配置して固定する例等も含む）。その場合、他部材１５側の筒状連結金物２０、内空２２、挿入口４４、袋部４５は省略することができる。
【００２８】
また、上述した嵌合に適した構造として、くさび結合がなされる構造があげられる。本実施形態に示した連結構造１００では、フランジ３１と内空２２との嵌合時に、このくさび結合をする構造を採用した。このため筒状連結金物２０は、その内空２２が、セグメント内奥方向に徐々に下降するよう傾斜配置している。また、フランジ３１は、内空２２の傾斜とは逆の傾斜方向、すなわちセグメント内奥から当接面方向に徐々に上昇するよう成形されている。従って、側方開口４２から連結部４３にスライドしていくＩ型連結金物３０のフランジ３１は、内空２２に入り込んでいくごとに、隅角部３４が筒状連結金物２０の隅角部２３に食い込んでいくことになり、互いに緊密に嵌合することになる。
【００２９】
なお、Ｉ型連結金物３０と筒状連結金物２０のそれぞれにおいて、両者の接触面に接着剤を塗布しておき、嵌合に際してＩ型連結金物３０と筒状連結金物２０とを強固に結合させるとしてもよい。或いは、嵌合にあわせて、筒状連結金物２０の内空２２に、例えば、パテ（例えば、エポキシパテ、ポリエステルパテなど）やゲル状の接着剤を充填しておき、嵌合に際して筒状連結金物２０の内空２２に入り込んだＩ型連結金物３０が、パテ等を介して内空２２と一体化し、嵌合を強固に固定させるとしてもよい。
【００３０】
なお、上述した筒状連結金物２０は、従来のＣ型金物の如く自身で引き抜き力をほぼ引き受けるといったことが無い。従って、肉厚な鋳鉄製のものを採用する必要は無く、板状材で構成されているものを採用すればよい。こうした筒状連結金物２０を構成する板状材は、Ｉ型連結金物３０におけるフランジ３１の隅角部３４等が当接して引き抜きの応力がかかっても、板状材背面にあるセグメント１０のコンクリートに欠損等が生じない程度の適宜な強度を備えたものであればよい。例えば、金属製、樹脂製、炭素繊維製、であることが考えられる。或いは、こうした素材の液状物ないしゲル状物を、筒状連結金物２０と同じ形状になるよう設けられたセグメント内空のコンクリート壁面に塗布するとしてもよい。
【００３１】
なお、筒状連結金物２０をセグメント内奥に埋設する本実施形態の連結構造１００に関して、コーン破壊に対する引き抜き耐力の設計を行う場合の算定例を以下に示しておく。図３は本実施形態におけるコーン破壊に対する引き抜き耐力設計の概念図である。この場合、引抜き耐力Paは、
Pa＝α×Pa1＝α×｛φ1・√（f'ck×10.2）・Ac／100×9.8｝／1000
なる式で表すことが出来る。
【００３２】
ここで各係数は、
・Ac＝2・（a＋b＋2・ld）・ld・・・・・・・抵抗面積
・φ1・・・・・・・・・・・コーン破壊に対する係数
・ld・・・・・・・・・・・・・・・・・・・有効深さ
・f'ck・・・・・・・・・・・・コンクリート圧縮強度
・a・・・・・・・・・・・・・・Ｉ型連結金物の長さ
・b・・・・・・・・・・・・・・・Ｉ型連結金物の幅
・α・・・・・・・鋼繊維によるせん断耐力の増加率
である。
【００３３】
そこで、それぞれの係数について想定できる値を入れてみると、
・抵抗面積Ac＝2・（a＋b＋2・ld）・ld＝60800mm2
・コーン破壊に対する係数φ1＝1
・有効深さld＝100mm
・コンクリート圧縮強度f'ck＝42N/mm2
・Ｉ型連結金物の長さa＝70mm
・Ｉ型連結金物の幅b＝34mm
・鋼繊維によるせん断耐力の増加率α＝1.7
引き抜き耐力Pa＝Pa1×α＝123kN×1.7＝210kNとなる。こうして算定した引き抜き耐力が、セグメント間に生じる引き抜き力に勝っていれば、連結構造１００として問題ないことになる。なお、図３にて示すように、Ｉ型連結金物３０の両側に配筋を行っておくことで、引き抜き耐力が向上することとなり好適である。
【００３４】
続いて、上記連結構造１００を用いた場合の、セグメント同士の連結動作について概説しておく。図４は、本実施形態におけるプレキャスト部材の連結手順を示す図である。この場合、まず、Ｉ型連結金物３０における一方のフランジ３１および一部のウェブ３２を、上述した他部材たるセグメント１５に対し、挿入口４４を介して袋部４５に挿入する（手順１）。
【００３５】
次に、袋部４５に至ったフランジ３１および一部のウェブ３２を、連結部４３の挿通開口４０と側方開口４２を介してウェブ経路４１に導いて、該ウェブ経路中を当接面１１の長手方向にスライドさせ、フランジ３１をセグメント１５内の所定深さにある筒状連結金物２０の内空２２に嵌合させる（手順２）。
【００３６】
続いて、セグメント１０およびセグメント１５の互いの当接面１１を突き合わせる（手順３）。この時、セグメント１５に既に嵌合させてあるＩ型連結金物３０の他方のフランジ３１および一部のウェブ３２を、セグメント１０の挿入口４４を介して袋部４５に挿入する。
【００３７】
また、セグメント１０の袋部４５に至ったフランジ３１および一部のウェブ３２を、セグメント１０の連結部４３の挿通開口４０と側方開口４２を介してウェブ経路４１に導き、該ウェブ経路中を当接面１１の長手方向にスライドさせ（手順４）、フランジ３１をセグメント１０内の所定深さにある筒状連結金物２０の内空２２に嵌合させる（手順５）。このように、セグメント同士の連結手順はシンプルであり、フランジ３１を内空２２に嵌合させるための手順を一連のものとしてスムーズに行うことが可能である。
【００３８】
−−−他の実施形態−−−
続いて、Ｉ型連結金物３０の一端を他部材１５に固定する他の形態について説明する。図５は、他の実施形態におけるプレキャスト部材の連結構造を示す図である。ここでは、Ｉ型連結金物３０の端面３５に管体５０が備わり、この管体５０には棒体５５が予め嵌合されている。また、筒状連結金物２５は、閉塞された突き当たり面２４とこの突き当たり面２４に設けられた前記開口２６を備えており、また、上記実施形態における筒状連結金物２０とは異なり、内空２２から当接面１１まで内空が延長されている。この実施形態における筒状連結金物２５の内空２２には、こうした棒体５５が嵌合された管体５０を具備するＩ型連結金物３０の一端が挿入され、前記棒体５５は、前記内空２２より、筒状連結金物２５の前記開口２６を経て筒状連結金物外へ適宜突出して配置される。Ｉ型連結金物３０が備える管体５０は、開口５１を備えた中空構造となっている。また、前記棒体５５のうち、筒状連結金物２５の前記開口２６より突出した部位は、例えば、セグメントの実体をなすコンクリートに埋め込み固定される基礎部５６となる。他方、前記開口２６から内空２２に向けて突出する部位は突出部５７となる。なお、前記突出部５７は、管体５０の内空５１に対し確実に嵌合する径を備えている。
【００３９】
こうした構造において、棒体５５を嵌合した管体５０を具備するＩ型連結金物３０のフランジ３１ａを（手順ａ）、筒状連結金物２５の内空２２に挿入し、前記棒体５５の基礎部５６を前記突き当たり面２４の開口２６より突出させる（手順ｂ）。また、この基礎部５６の突出の後、突き当たり面２４と対向する開口面２７に板材を当接するなどして閉塞し、セグメントの実体をなすコンクリート打設を実行することで、筒状連結金物２５の外に突出している前記基礎部５６は周囲のコンクリートに付着して固定される。一方、当該基礎部５６の反対側端部となる突出部５７は、管体５０の開口５１と、筒状連結金物２５の内空２２にて嵌合した状態を維持している。但し、この突出部５７と管体５０との嵌合は、嵌合の限界まで所定の余裕を残した嵌合状態となっている。
【００４０】
また、前記嵌合に際して、フランジ３１ａを筒状連結金物２５の突き当たり面２４に向けてスライドさせることにより、上記実施形態にて述べたくさび結合の状態が形成されることになる。つまり、周囲のコンクリートに埋設固定された棒体５５と前記管体５０との嵌合、および前記くさび結合による嵌合という二重の嵌合が行われることになり、たとえくさび結合による嵌合ではＩ型連結金物３０にがたつきが生じるような場合であっても、管体５０と棒体５５との嵌合により、こうしたがたつきは抑止され、Ｉ型連結金物３０の一端は他部材１５において、より確実に固定されることになる。ここまでの処理でＩ型連結金物３０の一端は他部材１５に固定された。
【００４１】
一方、前記他部材１５とセグメント１０との当接面１１を介した突き合わせを行い（手順ｘ）、上述の如く既に他部材１５に固定されているＩ型連結金物３０の他端のフランジ３１ｂを、連結対象のセグメント１０の内奥に埋設されている筒状連結金物２０に向けて挿入しスライドさせるとする（図６：手順ｙ）。すると、上記実施形態にて述べたくさび結合によりＩ型連結金物３０と筒状連結金物２０とは嵌合していくことになるが、この嵌合動作に反力を得て、前記一端のフランジ３１ａにおける管体５０の内空５１に、前記棒体５５の突出部５７がより深く嵌合することになり、Ｉ型連結金物３０の一端は他部材１５において、より確実に固定されることになる（拡大図ｘ〜ｙ〜ｚ）。勿論、こうした嵌合構造は、Ｉ型連結金物３０の一端を他部材１５に固定する場合だけでなく、Ｉ型連結金物３０の他端をセグメント１０の筒状連結金物２０に嵌合させる構造に採用してもよい。
【００４２】
以上、本実施形態によれば、いわゆるＣ型金物などの筒状連結金物を、プレキャスト部材の当接面ではなく当接面より内奥の、つまりプレキャスト部材内の所定深さに配置して利用することになる。このように当接面ではなく内奥に配置された筒状連結金物は、Ｉ型連結金物を介して伝達される引き抜き力に対し、自身が固着している周囲のコンクリートに反力を得て引き抜き耐力（コーン耐力、押し抜きせん断耐力）を発揮する。つまり、従来のＣ型金物の如くＣ型金物自身で引き抜き力を引き受けるといったことが無いため、筒状連結金物としては肉厚な鋳鉄製のものを採用する必要は無い。また、従来のＣ型金物の如くアンカー筋を配置する必要も無くなり、連結構造がシンプルな構成となり、更なるコストダウンも図られる。従って、プレキャスト部材間の連結が、軽量で低コストな金具により可能となる。
【００４３】
また、薄肉の板状材を加工して製作した筒状連結金物を連結構造に採用することが可能であり、肉厚で鋳鉄製の従来のＣ型金物を採用するより大幅な軽量化を図ることが可能である。また、コストが高い鋳造ではなく低廉な板材加工のみで製作された筒状連結金物を採用することで、当然ながらコスト低減も図られることになる。
【００４４】
また、Ｉ型連結金物のフランジおよび一部のウェブを、連結対象のプレキャスト部材における挿入口を介して袋部に挿入する手順、袋部に至った前記フランジおよび一部のウェブを、連結部の挿通開口と側方開口を介してウェブ経路に導いて、該ウェブ経路中を当接面長手方向にスライドさせる手順、該スライドにより、前記フランジをプレキャスト部材内の所定深さにある筒状連結金物の内空に嵌合させる手順、を一連のものとしてスムーズに行うことが可能となる。
【００４５】
また、前記プレキャスト部材の連結構造において、前記フランジとこれを嵌合させる筒状連結金物の内空とが互いにくさび型となっている場合、前記Ｉ型連結金物のフランジが、ウェブ経路中を当接面長手方向にスライドし、筒状連結金物の内空を進むにつれ嵌合が緊密になり、プレキャスト部材同士の連結構造がより強固なものとなる。
【００４６】
したがって本実施形態によれば、プレキャスト部材間の連結が、軽量で低コストな金具により可能となる。
【００４７】
本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００４８】
５ 所定長
１０ セグメント
１１ 当接面
１５ 他部材（セグメント）
２０、２５ 筒状連結金物
２１ スリット状の開口
２２ 筒状連結金物の内空
２３ 隅角部
２４ 突き当たり面
２６ 突き当たり面の開口
２７ 突き当たり面と対向する開口面
３０ Ｉ型連結金物
３１ フランジ（３１ａ、３１ｂ）
３２ ウェブ
３３ フランジの長さ
３４ 隅角部
３５ Ｉ型連結金物の端面
４０ 挿通開口
４１ ウェブ経路
４２ 側方開口
４３ 連結部
４４ 挿入口
４５ 袋部
５０ 管体
５５ 棒体
５１ 開口
５６ 基礎部
５７ 突出部
１００ 連結構造
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレキャスト部材の連結構造に関するものであり、具体的には、プレキャスト部材間の連結を、軽量で低コストな金具により可能とする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法を採用してトンネルを構築する場合には、切羽の掘進に応じて後方でセグメントを連結し、筒状の覆工体を形成していくことが一般的である。こうしたセグメント同士の連結作業を単純化し、エレクタなどロボットによる自動作業を可能とするため、Ｃ型およびＩ型の連結金具を用いた連結構造が提案されている。この連結構造は、セグメントの突き合わせ接合面の対向位置にＣ型の連結金具を埋め込んでおき、対向する両セグメントのＣ型連結金具の開口部に両側端部のフランジが係合するＩ型の連結金具を嵌め込むことによって、セグメント同士の突き合わせ端面を相互に接合させて連結する構造となっている。
【０００３】
こうした技術の例としては、例えば、側端面同士を突き合わせ接合して覆工体に組立形成する箱形の鋼製セグメント同士を、Ｉ型に形成された連結金物で連結すべく、該セグメントの接合端面を形成する側板に、該連結金物のフランジ部を挿入する挿入口と、該挿入口に連通して該側板の長手方向に延びる該連結金物のウェブ挿通溝とを形成し、該両ウェブ挿通溝間に該連結金物を跨らせて係合装着して結合するセグメントの連結構造であって、互いに突き合わせ接合される一方のセグメントのウェブ挿通溝には、予め該連結金物を挿通して該側板の内側面に該連結金物の一端側のフランジ部を一体的に固設して他端側のフランジを側方に突出させておくとともに、該突出した他端側のフランジ部に固定係止させて、該他端側のフランジ部と他方のセグメントの側板との係合部間に、両セグメントの突き合わせ接合端面同士を圧着させる弾性部材を介在させたことを特徴とするセグメントの連結構造（特許文献１）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５２５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
既存の連結構造においては、セグメント間で生じる引き抜き力を、Ｉ型金物を介しＣ型金物が直接引き受ける構造となっている。また、このＣ型金物が引き受ける引き抜き力に関しては、Ｃ型金物から後方（セグメント内部側）に伸びるアンカー筋が、その引き抜き耐力を発揮して対抗している。
【０００６】
こうした連結構造であれば、Ｃ型金物自体の強度を大きなものとし、上記の引き抜き力に抵抗する必要がある。そのため従来の連結構造に採用されるＣ型金物は、肉厚で重いものとなっていた。またＣ型金物は、Ｉ型金物との連結に必要な複雑な形状を備える必要があるため、金属板の単純なプレス加工等で形成することは出来ず、鋳造による製造がなされている。従って、重量と共に製作コストもかさみ、Ｃ型金物および連結構造の導入コスト増大を招いていた。
【０００７】
そこで本発明では、プレキャスト部材間の連結を、軽量で低コストな金具により可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明のプレキャスト部材の連結構造は、長手方向にわたってスリット状の開口を備える筒状連結金物を、連結対象のプレキャスト部材における他部材との当接面より所定長内奥に埋設し、端部のフランジとこれに連結した所定長のウェブとで構成されるＩ型連結金物の一端を前記他部材に保持し、他端を前記プレキャスト部材における前記当接面に備わる挿入口とこれに連続するプレキャスト部材内の所定内空を介して前記筒状連結金物に向けて挿入し、前記フランジを前記筒状連結金物の内空に嵌合させてなることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、いわゆるＣ型金物などの筒状連結金物を、プレキャスト部材の当接面ではなく当接面より内奥の、つまりプレキャスト部材内の所定深さに配置して利用することになる。このように当接面ではなく内奥に配置された筒状連結金物は、Ｉ型連結金物を介して伝達される引き抜き力に対し、自身が固着している周囲のコンクリートに反力を得て引き抜き耐力（コーン耐力、押し抜きせん断耐力）を発揮する。つまり、従来のＣ型金物の如くＣ型金物自身で引き抜き力を引き受けるといったことが無いため、筒状連結金物としては肉厚な鋳鉄製のものを採用する必要は無い。また、従来のＣ型金物の如くアンカー筋を配置する必要も無くなり、連結構造がシンプルな構成となり、更なるコストダウンも図られる。従って、プレキャスト部材間の連結が、軽量で低コストな金具により可能となる。
【００１０】
なお、前記プレキャスト部材の連結構造において、前記筒状連結金物は板状材で構成されているものであるとすれば好適である。上述のように、筒状連結金物としては肉厚な鋳鉄製のものを採用する必要は無い為、薄肉の板状材を加工して製作した筒状連結金物を連結構造に採用することが可能であり、肉厚で鋳鉄製の従来のＣ型金物を採用するより大幅な軽量化を図ることが可能である。また、コストが高い鋳造ではなく低廉な板材加工のみで製作された筒状連結金物を採用することで、当然ながらコスト低減も図られることになる。こうした筒状連結金物を構成する板状材は、Ｉ型連結金物におけるフランジの隅角部等が当接して引き抜きの応力がかかっても、板状材背面にあるプレキャスト部材のコンクリートに欠損等が生じない程度の適宜な強度を備えたものであればよく、例えば、金属製、樹脂製、炭素繊維製、であることが考えられる。或いは、こうした素材の液状物ないしゲル状物を、筒状連結金物と同じ形状になるよう設けられたプレキャスト部材内空のコンクリート壁面に塗布するとしてもよい。
【００１１】
また、前記プレキャスト部材の連結構造において、前記挿入口に連続するプレキャスト部材内の所定内空は、前記当接面の挿入口より内奥に延びる所定深さの箱状領域である袋部と、前記当接面において前記挿入口と連続し、前記当接面の長手方向に所定長延びて、前記ウェブを挿通可能な挿通開口と、前記袋部の深さ方向に延び、袋部からの前記Ｉ型連結金物のスライドを可能にする側方開口とを備え、前記挿通開口から前記筒状連結金物の設置箇所までプレキャスト部材内を所定深さ延びるウェブ経路を有する連結部と、から構成されるとすれば好適である。
【００１２】
これによれば、Ｉ型連結金物のフランジおよび一部のウェブを、連結対象のプレキャスト部材における挿入口を介して袋部に挿入する手順、袋部に至った前記フランジおよび一部のウェブを、連結部の挿通開口と側方開口を介してウェブ経路に導いて、該ウェブ経路中を当接面長手方向にスライドさせる手順、該スライドにより、前記フランジをプレキャスト部材内の所定深さにある筒状連結金物の内空に嵌合させる手順、を一連のものとしてスムーズに行うことが可能となる。
【００１３】
また、前記プレキャスト部材の連結構造において、前記フランジとこれを嵌合させる筒状連結金物の内空とが互いにくさび型となっており、両者がくさび結合する構造であるとすれば好適である。これによれば、例えば、前記Ｉ型連結金物のフランジが、ウェブ経路中を当接面長手方向にスライドし、筒状連結金物の内空を進むにつれ嵌合が緊密になり、プレキャスト部材同士の連結構造がより強固なものとなる。
【００１４】
また、前記プレキャスト部材の連結構造において、前記Ｉ型連結金物における一端のフランジが、予め棒体を嵌合させた管体を備えており、前記棒体の端部が、他部材に設置された筒状連結金物の具備する所定開口から突出するよう、前記フランジを前記他部材における筒状連結金物の内空に嵌合させ、前記所定開口から突出した棒体端部を、前記他部材における筒状連結金物周囲に打設されるコンクリートと付着させて固定することで、Ｉ型連結金物の一端を他部材に予め固定し、前記Ｉ型連結金物における他端のフランジを、前記連結対象のプレキャスト部材における前記筒状連結金物の内空に嵌合させ、この嵌合動作に反力を得て、前記一端のフランジにおいて予め嵌合していた前記管体と前記棒体とを更に深く嵌合させてなる、としてもよい。
【００１５】
これによれば、周囲のコンクリートに埋設固定された棒体と管体との嵌合が行われることになり、たとえば上記くさび結合による嵌合ではＩ型連結金物にがたつきが生じるような場合であっても、管体と棒体との嵌合により、こうしたがたつきは抑止され、Ｉ型連結金物の一端は他部材において、より確実に固定されることになる。また、Ｉ型連結金物とプレキャスト部材における前記筒状連結金物との嵌合動作に反力を得て、前記一端のフランジにおける管体に棒体がより深く嵌合することになり、Ｉ型連結金物の一端は他部材において、より確実に固定されることになる。
【００１６】
また、プレキャスト部材の連結構造において、前記Ｉ型連結金物の一端が前記他部材に埋め込み固定されているとしてもよい。こうした構造としては、例えば、他部材を構成するコンクリートの打設に際して Ｉ型連結金物の一端をそのまま打設コンクリート内に配置して固定して構成するものが想定できる。こうした場合、他部材側の筒状連結金物や、上述の挿入口、袋部などは省略することができ、施工効率やコストの低下が見込まれる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、プレキャスト部材間の連結が、軽量で低コストな金具により可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態におけるプレキャスト部材の連結構造を示す図である。
【図２】本実施形態における筒状連結金物（Ｃ型金物）の埋設状況を示す図である。
【図３】本実施形態におけるコーン破壊に対する引き抜き耐力設計の概念図である。
【図４】本実施形態におけるプレキャスト部材の連結手順を示す図である。
【図５】他の実施形態におけるプレキャスト部材の連結構造を示す図である。
【図６】他の実施形態におけるプレキャスト部材の連結手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態におけるプレキャスト部材の連結構造を示す図であり、図２は本実施形態における筒状連結金物（Ｃ型金物）の埋設状況を示す図である。本実施形態におけるプレキャスト部材としては、シールド工法におけるトンネルの覆工体として用いられるセグメント１０を例示することとする。シールド工法において、シールド掘進機内では、エレクタ等によりこのセグメント１０が逐次連結され、筒状の覆工体を形成するのが一般的である。そこで互いに連結されるセグメント１０の連結構造として、本実施形態の連結構造１００を採用する。
【００２０】
当該連結構造１００は、図１に示すように筒状連結金物２０およびＩ型連結金物３０を含んでいる。筒状連結金物２０はいわゆるＣ型金物と類似の金物であり、長手方向にわたってスリット状の開口２１を備える連結金物となる。一方、端部のフランジ３１とこれに連結した所定長のウェブ３２とで構成されるのがＩ型連結金物３０である。ここでは「Ｉ型」と記載しているが、Ｈ型も概念に含まれるものとする。Ｉ型連結金物３０のウェブ３２の長さは、筒状連結金物２０がセグメント１０の当接面１１より所定深さ内奥に埋設されることに対応して、筒状連結金物２０の埋設深さの２倍程度となる。
【００２１】
本実施形態の連結構造１００において、筒状連結金物２０は、連結対象のセグメント１０における他セグメント１５との当接面１１より所定長５だけ内奥に埋設されている。従来の連結構造においては、当接面１１に開口２１をそのまま露出した形態、すなわちセグメント１０のほぼ表面に筒状連結金物２０は埋設されていることと比較し、大きく相違する点である。このように当接面１１の直下ではなくセグメント内奥に配置された筒状連結金物２０は、Ｉ型連結金物３０を介して伝達される引き抜き力に対し、自身が固着している周囲のコンクリートに反力を得て引き抜き耐力（コーン耐力、押し抜きせん断耐力）を発揮することになる。また、従来のように後方にアンカー筋を配置する必要もない。
【００２２】
上述の筒状連結金物２０における前記開口２１は、Ｉ型連結金物３０のウェブ３２の径以上の開口である当接面１１上の挿通開口４０と、溝状の空間であるウェブ経路４１を介して結ばれている。よって、筒状連結金物２０は挿通開口４０をもって当接面１１にて開口しているとも言える。
【００２３】
他方、ウェブ経路４１は、挿通開口４０から筒状連結金物２０の設置箇所までセグメント内を所定深さ延びる経路である。挿通開口４０は、当接面１１の長手方向に所定長延びた開口であり、Ｉ型連結金物３０のフランジ３１の長さ３３と略同じ長さとなっている。また、ウェブ経路４１の側面には、内奥方向に延び、Ｉ型連結金物３０の通過が可能な側方開口４２が備わっている。これら挿通開口４０、側方開口４２、ウェブ経路４１を有するセグメント内空が連結部４３となる。
【００２４】
また、連結構造１００に含まれる他の構造として、当接面１１の挿入口４４より内奥に延びる所定深さの箱状領域である袋部４５が含まれる。この袋部４５の挿入口４４は、上記の挿通開口４０と連続する開口であり、図１に示す例では、挿入口４４とこれより小さな挿通開口４０とが連結した鍵穴状の形態をなしている。
【００２５】
一方、Ｉ型連結金物３０は、その一端を他部材１５に保持し、他端をセグメント１０における当接面１１に備わる挿入口４４とこれに連続するセグメント内の所定内空を介して筒状連結金物２０に向けて挿入されることになる。挿入口４４に連続するセグメント内の所定内空とは、上述した連結部４３および袋部４５を指している。この場合、Ｉ型連結金物３０のフランジ３１は、挿入口４４を介して袋部４５に挿入され、袋部４５の側面にある側方開口４２を介して連結部４３のウェブ経路４１をスライド移動させられる。また、ウェブ３２も、ウェブ経路４１を同様にスライド移動することになる。
【００２６】
この時、Ｉ型連結金物３０のフランジ３１は、ウェブ経路４１の底部、つまり連結部４３の底部にある筒状連結金物２０の内空２２を、側方開口４２と反対の突き当たり面２４に向かって進み、内空２２と最終的に嵌合する。
【００２７】
なお、図１では、Ｉ型連結金物３０の前記一端が、他部材１５の内奥に備わる筒状連結金物２０の内空２２に挿入されてこれと嵌合し、保持されている例を示している。しかしながら、このＩ型連結金物３０の一端が他部材１５にて保持される形態としてはこれに限定されない。例えば、他部材１５の形成（例：セグメント形成用のコンクリート打設）にあわせて、Ｉ型連結金物３０の一端を、所定治具などを介して他部材１５の内奥部に係止しておき、他部材１５への埋め込み固定を図る形態なども採用できる（他部材１５を構成するコンクリートの打設に際して Ｉ型連結金物３０の一端をそのまま打設コンクリート内に配置して固定する例等も含む）。その場合、他部材１５側の筒状連結金物２０、内空２２、挿入口４４、袋部４５は省略することができる。
【００２８】
また、上述した嵌合に適した構造として、くさび結合がなされる構造があげられる。本実施形態に示した連結構造１００では、フランジ３１と内空２２との嵌合時に、このくさび結合をする構造を採用した。このため筒状連結金物２０は、その内空２２が、セグメント内奥方向に徐々に下降するよう傾斜配置している。また、フランジ３１は、内空２２の傾斜とは逆の傾斜方向、すなわちセグメント内奥から当接面方向に徐々に上昇するよう成形されている。従って、側方開口４２から連結部４３にスライドしていくＩ型連結金物３０のフランジ３１は、内空２２に入り込んでいくごとに、隅角部３４が筒状連結金物２０の隅角部２３に食い込んでいくことになり、互いに緊密に嵌合することになる。
【００２９】
なお、Ｉ型連結金物３０と筒状連結金物２０のそれぞれにおいて、両者の接触面に接着剤を塗布しておき、嵌合に際してＩ型連結金物３０と筒状連結金物２０とを強固に結合させるとしてもよい。或いは、嵌合にあわせて、筒状連結金物２０の内空２２に、例えば、パテ（例えば、エポキシパテ、ポリエステルパテなど）やゲル状の接着剤を充填しておき、嵌合に際して筒状連結金物２０の内空２２に入り込んだＩ型連結金物３０が、パテ等を介して内空２２と一体化し、嵌合を強固に固定させるとしてもよい。
【００３０】
なお、上述した筒状連結金物２０は、従来のＣ型金物の如く自身で引き抜き力をほぼ引き受けるといったことが無い。従って、肉厚な鋳鉄製のものを採用する必要は無く、板状材で構成されているものを採用すればよい。こうした筒状連結金物２０を構成する板状材は、Ｉ型連結金物３０におけるフランジ３１の隅角部３４等が当接して引き抜きの応力がかかっても、板状材背面にあるセグメント１０のコンクリートに欠損等が生じない程度の適宜な強度を備えたものであればよい。例えば、金属製、樹脂製、炭素繊維製、であることが考えられる。或いは、こうした素材の液状物ないしゲル状物を、筒状連結金物２０と同じ形状になるよう設けられたセグメント内空のコンクリート壁面に塗布するとしてもよい。
【００３１】
なお、筒状連結金物２０をセグメント内奥に埋設する本実施形態の連結構造１００に関して、コーン破壊に対する引き抜き耐力の設計を行う場合の算定例を以下に示しておく。図３は本実施形態におけるコーン破壊に対する引き抜き耐力設計の概念図である。この場合、引抜き耐力Paは、
Pa＝α×Pa1＝α×｛φ1・√（f'ck×10.2）・Ac／100×9.8｝／1000
なる式で表すことが出来る。
【００３２】
ここで各係数は、
・Ac＝2・（a＋b＋2・ld）・ld・・・・・・・抵抗面積
・φ1・・・・・・・・・・・コーン破壊に対する係数
・ld・・・・・・・・・・・・・・・・・・・有効深さ
・f'ck・・・・・・・・・・・・コンクリート圧縮強度
・a・・・・・・・・・・・・・・Ｉ型連結金物の長さ
・b・・・・・・・・・・・・・・・Ｉ型連結金物の幅
・α・・・・・・・鋼繊維によるせん断耐力の増加率
である。
【００３３】
そこで、それぞれの係数について想定できる値を入れてみると、
・抵抗面積Ac＝2・（a＋b＋2・ld）・ld＝60800mm2
・コーン破壊に対する係数φ1＝1
・有効深さld＝100mm
・コンクリート圧縮強度f'ck＝42N/mm2
・Ｉ型連結金物の長さa＝70mm
・Ｉ型連結金物の幅b＝34mm
・鋼繊維によるせん断耐力の増加率α＝1.7
引き抜き耐力Pa＝Pa1×α＝123kN×1.7＝210kNとなる。こうして算定した引き抜き耐力が、セグメント間に生じる引き抜き力に勝っていれば、連結構造１００として問題ないことになる。なお、図３にて示すように、Ｉ型連結金物３０の両側に配筋を行っておくことで、引き抜き耐力が向上することとなり好適である。
【００３４】
続いて、上記連結構造１００を用いた場合の、セグメント同士の連結動作について概説しておく。図４は、本実施形態におけるプレキャスト部材の連結手順を示す図である。この場合、まず、Ｉ型連結金物３０における一方のフランジ３１および一部のウェブ３２を、上述した他部材たるセグメント１５に対し、挿入口４４を介して袋部４５に挿入する（手順１）。
【００３５】
次に、袋部４５に至ったフランジ３１および一部のウェブ３２を、連結部４３の挿通開口４０と側方開口４２を介してウェブ経路４１に導いて、該ウェブ経路中を当接面１１の長手方向にスライドさせ、フランジ３１をセグメント１５内の所定深さにある筒状連結金物２０の内空２２に嵌合させる（手順２）。
【００３６】
続いて、セグメント１０およびセグメント１５の互いの当接面１１を突き合わせる（手順３）。この時、セグメント１５に既に嵌合させてあるＩ型連結金物３０の他方のフランジ３１および一部のウェブ３２を、セグメント１０の挿入口４４を介して袋部４５に挿入する。
【００３７】
また、セグメント１０の袋部４５に至ったフランジ３１および一部のウェブ３２を、セグメント１０の連結部４３の挿通開口４０と側方開口４２を介してウェブ経路４１に導き、該ウェブ経路中を当接面１１の長手方向にスライドさせ（手順４）、フランジ３１をセグメント１０内の所定深さにある筒状連結金物２０の内空２２に嵌合させる（手順５）。このように、セグメント同士の連結手順はシンプルであり、フランジ３１を内空２２に嵌合させるための手順を一連のものとしてスムーズに行うことが可能である。
【００３８】
−−−他の実施形態−−−
続いて、Ｉ型連結金物３０の一端を他部材１５に固定する他の形態について説明する。図５は、他の実施形態におけるプレキャスト部材の連結構造を示す図である。ここでは、Ｉ型連結金物３０の端面３５に管体５０が備わり、この管体５０には棒体５５が予め嵌合されている。また、筒状連結金物２５は、閉塞された突き当たり面２４とこの突き当たり面２４に設けられた前記開口２６を備えており、また、上記実施形態における筒状連結金物２０とは異なり、内空２２から当接面１１まで内空が延長されている。この実施形態における筒状連結金物２５の内空２２には、こうした棒体５５が嵌合された管体５０を具備するＩ型連結金物３０の一端が挿入され、前記棒体５５は、前記内空２２より、筒状連結金物２５の前記開口２６を経て筒状連結金物外へ適宜突出して配置される。Ｉ型連結金物３０が備える管体５０は、開口５１を備えた中空構造となっている。また、前記棒体５５のうち、筒状連結金物２５の前記開口２６より突出した部位は、例えば、セグメントの実体をなすコンクリートに埋め込み固定される基礎部５６となる。他方、前記開口２６から内空２２に向けて突出する部位は突出部５７となる。なお、前記突出部５７は、管体５０の内空５１に対し確実に嵌合する径を備えている。
【００３９】
こうした構造において、棒体５５を嵌合した管体５０を具備するＩ型連結金物３０のフランジ３１ａを（手順ａ）、筒状連結金物２５の内空２２に挿入し、前記棒体５５の基礎部５６を前記突き当たり面２４の開口２６より突出させる（手順ｂ）。また、この基礎部５６の突出の後、突き当たり面２４と対向する開口面２７に板材を当接するなどして閉塞し、セグメントの実体をなすコンクリート打設を実行することで、筒状連結金物２５の外に突出している前記基礎部５６は周囲のコンクリートに付着して固定される。一方、当該基礎部５６の反対側端部となる突出部５７は、管体５０の開口５１と、筒状連結金物２５の内空２２にて嵌合した状態を維持している。但し、この突出部５７と管体５０との嵌合は、嵌合の限界まで所定の余裕を残した嵌合状態となっている。
【００４０】
また、前記嵌合に際して、フランジ３１ａを筒状連結金物２５の突き当たり面２４に向けてスライドさせることにより、上記実施形態にて述べたくさび結合の状態が形成されることになる。つまり、周囲のコンクリートに埋設固定された棒体５５と前記管体５０との嵌合、および前記くさび結合による嵌合という二重の嵌合が行われることになり、たとえくさび結合による嵌合ではＩ型連結金物３０にがたつきが生じるような場合であっても、管体５０と棒体５５との嵌合により、こうしたがたつきは抑止され、Ｉ型連結金物３０の一端は他部材１５において、より確実に固定されることになる。ここまでの処理でＩ型連結金物３０の一端は他部材１５に固定された。
【００４１】
一方、前記他部材１５とセグメント１０との当接面１１を介した突き合わせを行い（手順ｘ）、上述の如く既に他部材１５に固定されているＩ型連結金物３０の他端のフランジ３１ｂを、連結対象のセグメント１０の内奥に埋設されている筒状連結金物２０に向けて挿入しスライドさせるとする（図６：手順ｙ）。すると、上記実施形態にて述べたくさび結合によりＩ型連結金物３０と筒状連結金物２０とは嵌合していくことになるが、この嵌合動作に反力を得て、前記一端のフランジ３１ａにおける管体５０の内空５１に、前記棒体５５の突出部５７がより深く嵌合することになり、Ｉ型連結金物３０の一端は他部材１５において、より確実に固定されることになる（拡大図ｘ〜ｙ〜ｚ）。勿論、こうした嵌合構造は、Ｉ型連結金物３０の一端を他部材１５に固定する場合だけでなく、Ｉ型連結金物３０の他端をセグメント１０の筒状連結金物２０に嵌合させる構造に採用してもよい。
【００４２】
以上、本実施形態によれば、いわゆるＣ型金物などの筒状連結金物を、プレキャスト部材の当接面ではなく当接面より内奥の、つまりプレキャスト部材内の所定深さに配置して利用することになる。このように当接面ではなく内奥に配置された筒状連結金物は、Ｉ型連結金物を介して伝達される引き抜き力に対し、自身が固着している周囲のコンクリートに反力を得て引き抜き耐力（コーン耐力、押し抜きせん断耐力）を発揮する。つまり、従来のＣ型金物の如くＣ型金物自身で引き抜き力を引き受けるといったことが無いため、筒状連結金物としては肉厚な鋳鉄製のものを採用する必要は無い。また、従来のＣ型金物の如くアンカー筋を配置する必要も無くなり、連結構造がシンプルな構成となり、更なるコストダウンも図られる。従って、プレキャスト部材間の連結が、軽量で低コストな金具により可能となる。
【００４３】
また、薄肉の板状材を加工して製作した筒状連結金物を連結構造に採用することが可能であり、肉厚で鋳鉄製の従来のＣ型金物を採用するより大幅な軽量化を図ることが可能である。また、コストが高い鋳造ではなく低廉な板材加工のみで製作された筒状連結金物を採用することで、当然ながらコスト低減も図られることになる。
【００４４】
また、Ｉ型連結金物のフランジおよび一部のウェブを、連結対象のプレキャスト部材における挿入口を介して袋部に挿入する手順、袋部に至った前記フランジおよび一部のウェブを、連結部の挿通開口と側方開口を介してウェブ経路に導いて、該ウェブ経路中を当接面長手方向にスライドさせる手順、該スライドにより、前記フランジをプレキャスト部材内の所定深さにある筒状連結金物の内空に嵌合させる手順、を一連のものとしてスムーズに行うことが可能となる。
【００４５】
また、前記プレキャスト部材の連結構造において、前記フランジとこれを嵌合させる筒状連結金物の内空とが互いにくさび型となっている場合、前記Ｉ型連結金物のフランジが、ウェブ経路中を当接面長手方向にスライドし、筒状連結金物の内空を進むにつれ嵌合が緊密になり、プレキャスト部材同士の連結構造がより強固なものとなる。
【００４６】
したがって本実施形態によれば、プレキャスト部材間の連結が、軽量で低コストな金具により可能となる。
【００４７】
本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００４８】
５ 所定長
１０ セグメント
１１ 当接面
１５ 他部材（セグメント）
２０、２５ 筒状連結金物
２１ スリット状の開口
２２ 筒状連結金物の内空
２３ 隅角部
２４ 突き当たり面
２６ 突き当たり面の開口
２７ 突き当たり面と対向する開口面
３０ Ｉ型連結金物
３１ フランジ（３１ａ、３１ｂ）
３２ ウェブ
３３ フランジの長さ
３４ 隅角部
３５ Ｉ型連結金物の端面
４０ 挿通開口
４１ ウェブ経路
４２ 側方開口
４３ 連結部
４４ 挿入口
４５ 袋部
５０ 管体
５５ 棒体
５１ 開口
５６ 基礎部
５７ 突出部
１００ 連結構造
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向にわたってスリット状の開口を備える筒状連結金物を、連結対象のプレキャスト部材における他部材との当接面より所定長内奥に埋設し、端部のフランジとこれに連結した所定長のウェブとで構成されるＩ型連結金物の一端を前記他部材に保持し、他端を前記プレキャスト部材における前記当接面に備わる挿入口とこれに連続するプレキャスト部材内の所定内空を介して前記筒状連結金物に向けて挿入し、前記フランジを前記筒状連結金物の内空に嵌合させてなることを特徴とするプレキャスト部材の連結構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記筒状連結金物は板状材で構成されているものであることを特徴とするプレキャスト部材の連結構造。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記挿入口に連続するプレキャスト部材内の所定内空は、
前記当接面の挿入口より内奥に延びる所定深さの箱状領域である袋部と、
前記当接面において前記挿入口と連続し、前記当接面の長手方向に所定長延びて、前記ウェブを挿通可能な挿通開口と、前記袋部の深さ方向に延び、袋部からの前記Ｉ型連結金物のスライドを可能にする側方開口とを備え、前記挿通開口から前記筒状連結金物の設置箇所までプレキャスト部材内を所定深さ延びるウェブ経路を有する連結部と、
から構成されることを特徴とするプレキャスト部材の連結構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記フランジとこれを嵌合させる筒状連結金物の内空とが互いにくさび型となっており、両者がくさび結合する構造であることを特徴とするプレキャスト部材の連結構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記Ｉ型連結金物における一端のフランジが、予め棒体を嵌合させた管体を備えており、 前記棒体の端部が、他部材に設置された筒状連結金物の具備する所定開口から突出するよう、前記フランジを前記他部材における筒状連結金物の内空に嵌合させ、
前記所定開口から突出した棒体端部を、前記他部材における筒状連結金物周囲に打設されるコンクリートと付着させて固定することで、Ｉ型連結金物の一端を他部材に予め固定し、
前記Ｉ型連結金物における他端のフランジを、前記連結対象のプレキャスト部材における前記筒状連結金物の内空に嵌合させ、この嵌合動作に反力を得て、前記一端のフランジにおいて予め嵌合していた前記管体と前記棒体とを更に深く嵌合させてなることを特徴とするプレキャスト部材の連結構造。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記Ｉ型連結金物の一端が前記他部材に埋め込み固定されていることを特徴とするプレキャスト部材の連結構造。
【請求項１】
長手方向にわたってスリット状の開口を備える筒状連結金物を、連結対象のプレキャスト部材における他部材との当接面より所定長内奥に埋設し、端部のフランジとこれに連結した所定長のウェブとで構成されるＩ型連結金物の一端を前記他部材に保持し、他端を前記プレキャスト部材における前記当接面に備わる挿入口とこれに連続するプレキャスト部材内の所定内空を介して前記筒状連結金物に向けて挿入し、前記フランジを前記筒状連結金物の内空に嵌合させてなることを特徴とするプレキャスト部材の連結構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記筒状連結金物は板状材で構成されているものであることを特徴とするプレキャスト部材の連結構造。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記挿入口に連続するプレキャスト部材内の所定内空は、
前記当接面の挿入口より内奥に延びる所定深さの箱状領域である袋部と、
前記当接面において前記挿入口と連続し、前記当接面の長手方向に所定長延びて、前記ウェブを挿通可能な挿通開口と、前記袋部の深さ方向に延び、袋部からの前記Ｉ型連結金物のスライドを可能にする側方開口とを備え、前記挿通開口から前記筒状連結金物の設置箇所までプレキャスト部材内を所定深さ延びるウェブ経路を有する連結部と、
から構成されることを特徴とするプレキャスト部材の連結構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記フランジとこれを嵌合させる筒状連結金物の内空とが互いにくさび型となっており、両者がくさび結合する構造であることを特徴とするプレキャスト部材の連結構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記Ｉ型連結金物における一端のフランジが、予め棒体を嵌合させた管体を備えており、 前記棒体の端部が、他部材に設置された筒状連結金物の具備する所定開口から突出するよう、前記フランジを前記他部材における筒状連結金物の内空に嵌合させ、
前記所定開口から突出した棒体端部を、前記他部材における筒状連結金物周囲に打設されるコンクリートと付着させて固定することで、Ｉ型連結金物の一端を他部材に予め固定し、
前記Ｉ型連結金物における他端のフランジを、前記連結対象のプレキャスト部材における前記筒状連結金物の内空に嵌合させ、この嵌合動作に反力を得て、前記一端のフランジにおいて予め嵌合していた前記管体と前記棒体とを更に深く嵌合させてなることを特徴とするプレキャスト部材の連結構造。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記Ｉ型連結金物の一端が前記他部材に埋め込み固定されていることを特徴とするプレキャスト部材の連結構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−９７５１５（Ｐ２０１２−９７５１５Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４７６７７（Ｐ２０１０−２４７６７７）
【出願日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【出願人】（５０１１２２８５０）株式会社アイ・エル・シー (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【出願人】（５０１１２２８５０）株式会社アイ・エル・シー (8)
【Ｆターム（参考）】
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