JP4247025B2 - コンクリート部品を連結する連結部品の偏心補助部材、コンクリート部品の連結部品及びコンクリート部品の連結方法 - Google Patents
コンクリート部品を連結する連結部品の偏心補助部材、コンクリート部品の連結部品及びコンクリート部品の連結方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、セグメント等のコンクリート部品同士を連結する連結部品の偏心補助部材等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シールド工法によるトンネル壁体を構成するセグメント同士を連結する構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。この連結構造は図９に示すように、一方のセグメント１の端部２に雄連結部５０Ａを形成し、他方のセグメント３の端部４に雌連結部５０Ｂを形成し、この雄雌連結部５０Ａ，５０Ｂを合体させることにより、セグメント１，３同士を連結するものである。
雄連結部５０Ａは、あらかじめセグメント１の端部２に埋め込まれたインサート金具５１と、外周に形成されたねじ部５２にナット部材５３が螺着されインサート金具５１に形成されたピン継手挿入孔５４に一端５５ａ側が挿入されるピン継手５５と、ピン継手５５の他端５５ｂ側を通すピン継手挿通孔５６が形成されインサート金具５１に取付けられてピン継手５５を保持するピン継手保持部材５７とを備える。即ち、インサート金具５１のピン継手挿入孔５４にピン継手５５の一端５５ａ側を挿入して、ピン継手５５の他端５５ｂ側をピン継手挿通孔５６に通してピン継手保持部材５７をインサート金具５１に取付けてなる。ピン継手保持部材５７の内周面５８及びインサート金具５１の外周面５９にはねじ部が形成されているので、これらねじ部を介してピン継手保持部材５７をインサート金具５１に取付けることで、ピン継手保持部材５７によりナット部材５３がインサート金具５１の端面６０に押し付けられてピン継手５５が固定される。ピン継手挿通孔５６及びピン継手挿入孔５４の径はピン継手５５の外周径より若干大きく形成され、かつ、ナット部材５３の周面６１とピン継手保持部材５７との間に空間６２が形成されている。
雌連結部５０Ｂは、他方のセグメント３の端部４に形成された凹部６３内に設けられた凹状係止部材６４により構成される。凹状係止部材６４の底部６５には弾性部材６６が設けられ、この弾性部材６６の中央突起部６６ａにピン継手５５の他端５５ｂが突き当てられたときに弾性部材６６の環状弾性部６７により楔部材６８が一点鎖線で示すように移動してピン継手５５の他端５５ｂ側を把持する。
従って、雄連結部５０Ａのピン継手５５の一端５５ｂ側を挿入孔６８ａに挿入して弾性部材６６の中央突起部６６ａに突き当てることによりピン継手５５の一端５５ｂ側が楔部材６８により把持されてセグメント１，３同士が連結される。
尚、ピン継手挿通孔５６及びピン継手挿入孔５４とピン継手５５との間及びナット部材５３の周面６１とピン継手保持部材５７との間の空間６２でピン継手５５の移動可能空間が形成されているので、セグメント１，３同士が連結された後に、各セグメント１，３をずらそうとする応力が、ナット部材５３とインサート金具５１及びピン継手保持部材５７との間に生ずる摩擦力を超えるとナット部材５３とともにピン継手５５が移動可能空間を介して移動可能となるので、連結後のセグメント１，３に加わる応力を緩衝することができ、応力によりセグメント１，３にクラックが発生することを防止できる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１８９２９９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１による連結構造では、雄連結部５０Ａを形成するためにはセグメント１の端部２に現場でいちいちピン継手保持部材５７を螺着してピン継手５５を取付けなくてはならず、セグメント同士を連結する際の現場での作業が煩雑となる。尚、現場以外で予めセグメント１の端部２に雄連結部５０Ａを形成した状態（すなわち、ピン継手５５を取付けた状態）で現場に納入することも考えられるが、この場合、セグメント１の運搬搬入時にピン継手５５が破損したり、ピン継手５５に衝撃が加わることにより雄連結部５０Ａが破壊されてしまう等の問題があり、好ましくない。
また、連結しようとする各セグメント１，３の雄雌連結部５０Ａ，５０Ｂの位置が少しでもずれていればセグメント同士の連結に支障を来すが、特許文献１では、ピン継手５５の取付けの際にピン継手保持部材５７を締め付けてピン継手５５が動かないように固定するので、セグメント同士の連結の際に雄雌連結部５０Ａ，５０Ｂの位置がずれている場合は、位置ずれを直すためにピン継手保持部材５７を緩めてピン継手５５の位置を調整しなくてはならず、セグメント同士を連結する際の現場での作業が煩雑となる。
本発明は、セグメント等のコンクリート部品同士が連結された後に各コンクリート部品をずらそうとする応力を緩衝できてコンクリート部品にクラックが発生することを防止できるとともに、コンクリート部品同士を連結する際の現場での作業を簡単にできるコンクリート部品の連結用に用いる偏心補助部材等を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るコンクリート部品を連結する連結部品の偏心補助部材は、一方が開放された開放部を有する有底箱体とこの有底箱体の底裏面より突出する第１の連結材取付部とを備えた第１部材と、第２の連結材取付部とこの第２の連結材取付部の根元に設けられたベースとを備えた第２部材と、有底箱体の開放部を塞ぐように有底箱体に取付けられるとともに第２の連結材取付部を通す挿通孔が形成された第２部材保持部材とを備え、第２部材のベースが有底箱体と第２部材保持部材とで構成される収納空間に収納され、かつ、第２の連結材取付部が挿通孔を介して第１の連結材取付部とは反対側に突出して成り、第２部材が収納空間及び挿通孔を介して移動可能に構成され、有底箱体が円筒状に形成され、この円筒体の内周又は外周にねじ部を有し、第２部材保持部材の外周又は内周にねじ部を有し、これらねじ部を介して有底箱体と第２部材保持部材とが着脱可能に取付けられたものとした。
また、第１の連結材取付部及び第２の連結材取付部はねじ棒により形成された偏心補助部材とした。
また、有底箱体の底内面とベースとの間及び有底箱体の底内面と対向する第２部材保持部材の内面とベースとの間のうちの少なくとも一方に弾性部材が介挿された偏心補助部材とした。
本発明による上記偏心補助部材を用いたコンクリート部品の連結部品は、連結しようとする一方のコンクリート部品の端部に形成された連結部に連結される連結材が上記第１の連結材取付部に取付けられ、連結しようとする他方のコンクリート部品の端部に形成された連結部に連結される連結材が上記第２の連結材取付部に取付けられたものとした。
本発明による上記偏心補助部材を用いたコンクリート部品の連結方法は、上記第１の連結材取付部と第２の連結材取付部とに同じ連結材を取付けるとともに、連結しようとする各コンクリート部品の各端部に連結材により連結される連結部を形成しておき、第１の連結材取付部に取付けられた連結材を一方のコンクリート部品の連結部に連結し、第２の連結材取付部に取付けられた連結材に他方のコンクリート部品の連結部を連結するようにした。
また、上記方法において、連結材はホールインアンカーにより形成され、連結部はホールインアンカーが固定される連結孔により形成されたものとした。
また、上記方法において、連結しようとするコンクリート部品がシールド工法によるトンネル壁体を構成するセグメントであり、トンネル壁体のトンネル進行方向におけるセグメント間を連結するようにした。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
図１はコンクリート部品としてのセグメントを連結する連結部品の偏心補助部材を示す断面図、図２は偏心補助部材の分解図、図３はセグメント連結用の連結部品を示す図、図４，５は偏心補助部材を用いたセグメントの連結方法を示す図である。
図１，２に示すように、実施の形態１による偏心補助部材１０は、第１部材２０と第２部材３０と第２部材保持部材４０とにより構成される。
第１部材２０は、一方が開放された開放部２１を有する円筒状の有底箱体２２とこの有底箱体２２の底裏面２３の円中心より突出する如く設けられた第１の連結材取付部としての第１ねじ棒２４とを備える。第１ねじ棒２４は外周にねじ部２５が形成されたボルト状のものである。
第２部材３０は、第２の連結材取付部としての第２ねじ棒３１とこの第２ねじ棒３１の根元３２に設けられた円形ベース３３とを備える。円形ベース３３の円径は第２ねじ棒３１の棒径より径が大きく、第２ねじ棒３１は円形ベース３３の一方の円形面３４の中央より突出する如く設けられている。第２ねじ棒３１は外周にねじ部３５が形成されたボルト状のものである。
第２部材保持部材４０は、有底箱体２２の開放部２１を塞ぐよう取付けられるものであって、有底箱体２２の円筒収納部２２ａの円筒内径に対応する径に形成された円形蓋部４１の円形面４２，４３の中央を貫通するように第２ねじ棒３１を通すための挿通孔４４が形成され、円形蓋部４１の内側の円形面４３の周縁より円形蓋部４１の軸方向に延長する円筒フランジ４５を備え、円形面４３と円筒フランジ４５の内周面４５ａとにより第２部材３０の円形ベース３３を収納するベース収納部４６が形成される。円筒フランジ４５の外周には、有底箱体２２の円筒収納部２２ａの筒内周２６に形成されたねじ部２７に螺合するねじ部４７が形成されている。
【０００７】
即ち、偏心補助部材１０は、第２部材３０の円形ベース３３を有底箱体２２の円筒収納部２２ａ内に収納した状態で第２ねじ棒３１を第２部材保持部材４０の挿通孔４４に通した後、第２部材保持部材４０のねじ部４７を有底箱体２２のねじ部２７に螺着することにより、第２部材保持部材４０のベース収納部４６に第２部材３０の円形ベース３３が収納されて第２ねじ棒３１が第１ねじ棒２４と反対方向に突出する状態に組立てられる。
【０００８】
尚、ベース収納部４６の高さＨ１は円形ベース３３の高さＨ２より例えば２〜３ｍｍ程度高く形成されており、ベース収納部４６の円筒内周径は円形ベース３３の円径より例えば４〜６ｍｍ程度大きい径に形成されており、挿通孔４４の径は第２ねじ棒３１の径より例えば４〜６ｍｍ程度大きい径に形成されている。また、挿通孔４４に対応する第２ねじ棒３１の外周にはねじ部３５は形成されていない。
従って、図１のように偏心補助部材１０が組立てられた状態においては、有底箱体２２と第２部材保持部材４０とで形成される収納空間７５ａ及び挿通孔４４を介して第２部材３０が第２ねじ棒３１の軸方向（第２ねじ棒３１の軸に沿った方向）及び径方向（第２ねじ棒３１の軸方向と直交する方向）に移動可能に構成されている。即ち、ベース収納部４６の高さＨ１と円形ベース３３の高さＨ２との差により形成される隙間７０を介して第２部材３０が第２ねじ棒３１の軸方向に移動可能となっているとともに、円形ベース３３と第２部材保持部材４０との間の隙間７１を介して円形ベース３３が第２ねじ棒３１の径方向に移動可能となっており、さらに、第２ねじ棒３１と挿通孔４４との間の隙間７２ａを介して第２ねじ棒３１が径方向に移動可能となっている。
【０００９】
さらに、図３に示すように、偏心補助部材１０の第１ねじ棒２４と第２ねじ棒３１とに同じ連結材であるホールインアンカー７２，７３を取付けることで、連結部品８０が構成される。この連結部品８０により、以下に述べるように、トンネル壁体のトンネル進行方向におけるセグメント間を連結できる。
【００１０】
即ち、第１ねじ棒２４に取付けられたホールインアンカー７２を、連結しようとする一方のセグメント１の端部２に形成された連結部としての連結孔９０に挿入すると、図４に示すように、ホールインアンカー７２の楔部材７４がホールインアンカー本体７５の先割部７６を拡開してこの先割部７６を連結孔９０の内周面９１に押し付けるために連結孔９０内にホールインアンカー７２が固定され、よって、連結部品８０が一方のセグメント１の端部２に固定される。次に、一方のセグメント１の端部２に連結しようとする他方のセグメント３の端部４に形成された連結孔９２（一方のセグメント１の端面２に形成された連結孔９０と同じもの）内に第２ねじ棒３１に取付けられたホールインアンカー７３を挿入した状態で他方のセグメント３を一方のセグメント１の方向に押し付けることにより、図５に示すように、ホールインアンカー７３が連結孔９２内に固定されて、一方のセグメント１の端部２に他方のセグメント３の端部４が連結される。以上を繰り返していくことにより、トンネル壁体のトンネル進行方向におけるセグメント間を簡単に連結していくことができる。この方向のセグメント間の連結はリング継手と称される。
【００１１】
実施の形態１によれば、他方のセグメント３を連結しようとするとき、一方のセグメント１の第２ねじ棒３１に取付けられているホールインアンカー７３の中心位置と他方のセグメント３の連結孔９２の中心位置とがずれている場合には、第２部材３０を第２ねじ棒３１の径方向に移動させることができるので、位置ずれを調整でき、現場でのセグメント連結作業が容易になる。つまり、特許文献１のように、いちいち保持部材５７を緩めてピン継手５５の位置を調整する必要が無くなる。
【００１２】
また、セグメント１，３の連結後に、各セグメント１，３をずらそうとする応力が働いた場合には、第２ねじ棒３１が移動することにより、セグメント１，３に対する応力集中を緩衝でき、セグメント１，３にクラックが発生するような事態を防止できる。
【００１３】
また、実施の形態１による連結部品８０は、現場に納入する前に組立てておけるので、現場作業としては、連結材としてのホールインアンカー７２，７３をセグメント１，３の連結孔９０，９２に連結すればよいだけなので、現場作業が簡単になる。
【００１４】
また、上記では、第１ねじ棒２４と第２ねじ棒３１とに同じ連結材として雄連結材であるホールインアンカー７２，７３を取付けるとともに、連結しようとする各セグメント１，３の各端部２，４にホールインアンカー７２，７３が連結される連結孔９０，９２及び有底箱体２２を収める収納孔９７，９８を形成しておき、第１ねじ棒２４に取付けられたホールインアンカー７２を一方のセグメント１の連結孔９０に連結し、第２ねじ棒３１に取付けられたホールインアンカー７３に他方のセグメント３の連結孔９２を連結するようにしたので、連結部品８０とセグメント１，３との連結構造をホールインアンカーと連結孔とによる簡単な構造とできるので、施工コストを低減できるとともに、各セグメントの両端部を同一構造とできるために、セグメントを裏返しに使用することが可能となる。これにより、インバートを有するセグメント及び非円形セグメント等のように、テーパセグメントが上下左右それぞれに必要なシールドでは、セグメントの種類を減らすことが可能となり、コストダウンが図れる。
また、第１ねじ棒２４と第２ねじ棒３１とに同じ連結材として雌連結材を取付けるようにし、連結しようとする各セグメントの連結孔内に雌連結材と連結する雄連結材を取付けておくようにしても各セグメントの両端部を同一構造とできるために上記と同様な効果が得られる。
【００１５】
また、偏心補助部材１０における第１，第２の連結材取付部を第１，第２ねじ棒２４，３１により形成し、ホールインアンカー等の連結材を着脱する構造をねじによる簡単な構成としたので、偏心補助部材１０のコストを低減できる。
【００１６】
また、偏心補助部材１０における有底箱体２２と第２部材保持部材４０とをねじ部２７，４７を介して着脱可能とし、有底箱体２２と第２部材保持部材４０との着脱構造をねじによる簡単な構成としたので、偏心補助部材１０のコストを低減できる。
【００１７】
従って、トンネル壁体のトンネル進行方向におけるセグメント間を連結する施工コストを低減できる。
【００１８】
実施の形態２
トンネル壁体のトンネル進行方向におけるセグメント間の連結部においては、シールドの縦断方向の耐震性能を図るために柔軟性が求められる。そこで、図６〜８に示すように、有底箱体２２の底内面２８と円形ベース３３の一方の円形面３４ａとの間及び有底箱体２２の底内面２８と対向する第２部材保持部材４０の内面４８と円形ベース３３の他方の円形面３４との間にゴム等の弾性部材９５，９６を介挿して偏心補助部材１０Ａ及び連結部品８０Ａを構成することにより、弾性部材９５，９６による耐震性能が図れ、耐震検討が必要な地盤にトンネルを構成する場合においても対応可能となる。
尚、有底箱体２２の底内面２８と円形ベース３３の一方の円形面３４ａとの間及び有底箱体２２の底内面２８と対向する第２部材保持部材４０の内面４８と円形ベース３３の他方の円形面３４との間のうちの一方の間にだけ弾性部材を介挿するようにしてもよい。
【００１９】
図３，４，５，８において、第１ねじ棒２４、第２ねじ棒３１、ホールインアンカーの先割部と重なっている楔部材７４の部分は、本来は破線で示されるべきであるが、各図においては、構成を明確にするためこれらの部分を実線で示している。
【００２０】
尚、いずれか一方のねじ棒に連結材として雄連結材を取付け、これを連結するセグメントの連結孔内には雌連結材を設けておき、他方のねじ棒には連結材として雌連結材を取付け、これを連結するセグメントの連結孔内には雄連結材を設けておくようにしてもよい。
【００２１】
また、上記では、第２部材保持部材４０がねじ締結された状態で第２部材保持部材４０が第１部材２０の有底箱体２２の円筒収納部２２ａ内に収まるような構造としたために、有底箱体２２を収める収納孔９７，９８（図４，５等参照）を各セグメント１，３の端部２，４に形成する際に、有底箱体２２の外周径より若干径の大きい同一の収納孔９７，９８を画一的に形成すればよい。
また、有底箱体２２の裏底面２３の径より有底箱体２２の円筒収納部２２ａの外径を小さくして、この円筒収納部２２ａの外周に第２部材保持部材をねじ締結するようにしてもよい。この場合でも、第２部材保持部材の外周径と有底箱体の裏底面２３の径とを精度よく一致させることにより、各セグメントの端面に形成する収納孔を画一的に形成することができる。
以上により、各セグメントの両端部を確実に同一構造とできるために、セグメントを裏返しに使用することができるようになって、セグメントの種類を減らすことが可能となり、コストダウンが図れる。
【００２２】
また、上記では、第１及び第２の連結材取付部を第１及び第２ねじ棒２４，３１により形成したが、連結材に設けられた係合手段と着脱可能な係合手段を備えた連結材取付部としてもよい。例えば、連結材に設けられた雄又は雌形状の係合手段に対応する雌又は雄形状の係合手段を備えた連結材取付部としてもよい。ただし、このような係合手段を設けることはコスト的に高価になる場合が多い。これに対して、実施の形態１，２のように、偏心補助部材１０，１０Ａにおける連結材取付部をねじ棒により形成し、連結材を着脱する構造をねじによる簡単な構成とすることにより、偏心補助部材１０，１０Ａのコストを低減できるという効果が得られる。
【００２３】
また、上記では、有底箱体２２と第２部材保持部材４０とをねじにより着脱可能な構成としたが、有底箱体２２と第２部材保持部材４０とにそれぞれ対応する係合手段を設けて両者を係合により着脱可能な構成としてもよい。ただし、この場合も係合手段を設けることによりコスト的に高価になる場合が多い。一方、実施の形態１，２のように、偏心補助部材１０における有底箱体２２と第２部材保持部材４０とをねじ部２７，４７を介して着脱可能とし、有底箱体２２と第２部材保持部材４０との着脱構造をねじによる簡単な構成とすることにより、偏心補助部材１０，１０Ａのコストを低減できるという効果が得られる。
【００２４】
また、第２部材３０を移動可能にできればよいので、ベースは円形ベース３３以外の形状のベースでもよい。
【００２５】
また、本発明による偏心補助部材１０，１０Ａ、連結部品８０，８０Ａ、連結方法は、セグメント以外のコンクリート部品を連結する場合においても適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の請求項１の偏心補助部材によれば、第２部材が収納空間及び挿通孔を介して移動可能に構成されたので、コンクリート部品同士の連結後にコンクリート部品にクラックが発生することを防止できるとともに、コンクリート部品同士を連結する際の現場での作業を簡単にでき、さらに、有底箱体と第２部材保持部材とがねじ部を介して着脱可能に構成されたので、有底箱体と第２部材保持部材との着脱構造を簡単にでき、偏心補助部材のコストを低減できる。
請求項２によれば、第１の連結材取付部及び第２の連結材取付部をねじ棒により形成したので、連結材を着脱する構造を簡単にでき、偏心補助部材のコストを低減できる。
請求項３によれば、柔軟性のある耐震性能を備えた偏心補助部材を得ることができる。
請求項４の連結部品によれば、上述した効果の他に、現場に納入する前に連結部品を組立てておけるので、現場作業としては、連結材をコンクリート部品の連結部に連結すればよいだけとなり、現場作業が簡単になる。
請求項５の連結方法によれば、連結材及びコンクリート部品として同一のものを使用できるようになるので、連結材及びコンクリート部品のコスト及び施工コストを低減できる。
請求項６によれば、連結部品とコンクリート部品との連結構造をホールインアンカーと連結孔とによる簡単な構造とできるので、施工コストを低減できる。
請求項７によれば、トンネル壁体のトンネル進行方向におけるセグメント間の連結において上記効果が得られる。また、セグメントを裏返しに使用することが可能となり、インバートを有するセグメント及び非円形セグメント等のように、テーパセグメントが上下左右それぞれに必要なシールドでは、セグメントの種類を減らすことが可能となり、コストダウンが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１による偏心補助部材を示す断面図。
【図２】 実施の形態１による偏心補助部材の分解図。
【図３】 実施の形態１による連結部品を示す図。
【図４】 実施の形態１によるセグメントの連結方法を示す図。
【図５】 実施の形態１によるセグメントの連結方法を示す図。
【図６】 本発明の実施の形態２による偏心補助部材を示す断面図。
【図７】 実施の形態２による偏心補助部材の分解図。
【図８】 実施の形態２の連結部品を用いたセグメントの連結状態を示す図。
【図９】 従来の連結部品を用いたセグメントの連結方法を示す図。
【符号の説明】
１，３ セグメント（コンクリート部品）、１０，１０Ａ 偏心補助部材、
２０ 第１部材、２１ 開放部、２２ 有底箱体、２３ 底裏面、
２４ 第１ねじ棒（第１の連結材取付部）、２７ ねじ部、３０ 第２部材、
３１ 第２ねじ棒（第２の連結材取付部）、３３ 円形ベース（ベース）、
４０ 第２部材保持部材、４４ 挿通孔、７２，７３ ホールインアンカー（連結材）、７５ａ 収納空間、８０，８０Ａ 連結部品、
９０，９２ 連結孔（連結部）、９５，９６ 弾性部材。
【発明の属する技術分野】
この発明は、セグメント等のコンクリート部品同士を連結する連結部品の偏心補助部材等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シールド工法によるトンネル壁体を構成するセグメント同士を連結する構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。この連結構造は図９に示すように、一方のセグメント１の端部２に雄連結部５０Ａを形成し、他方のセグメント３の端部４に雌連結部５０Ｂを形成し、この雄雌連結部５０Ａ，５０Ｂを合体させることにより、セグメント１，３同士を連結するものである。
雄連結部５０Ａは、あらかじめセグメント１の端部２に埋め込まれたインサート金具５１と、外周に形成されたねじ部５２にナット部材５３が螺着されインサート金具５１に形成されたピン継手挿入孔５４に一端５５ａ側が挿入されるピン継手５５と、ピン継手５５の他端５５ｂ側を通すピン継手挿通孔５６が形成されインサート金具５１に取付けられてピン継手５５を保持するピン継手保持部材５７とを備える。即ち、インサート金具５１のピン継手挿入孔５４にピン継手５５の一端５５ａ側を挿入して、ピン継手５５の他端５５ｂ側をピン継手挿通孔５６に通してピン継手保持部材５７をインサート金具５１に取付けてなる。ピン継手保持部材５７の内周面５８及びインサート金具５１の外周面５９にはねじ部が形成されているので、これらねじ部を介してピン継手保持部材５７をインサート金具５１に取付けることで、ピン継手保持部材５７によりナット部材５３がインサート金具５１の端面６０に押し付けられてピン継手５５が固定される。ピン継手挿通孔５６及びピン継手挿入孔５４の径はピン継手５５の外周径より若干大きく形成され、かつ、ナット部材５３の周面６１とピン継手保持部材５７との間に空間６２が形成されている。
雌連結部５０Ｂは、他方のセグメント３の端部４に形成された凹部６３内に設けられた凹状係止部材６４により構成される。凹状係止部材６４の底部６５には弾性部材６６が設けられ、この弾性部材６６の中央突起部６６ａにピン継手５５の他端５５ｂが突き当てられたときに弾性部材６６の環状弾性部６７により楔部材６８が一点鎖線で示すように移動してピン継手５５の他端５５ｂ側を把持する。
従って、雄連結部５０Ａのピン継手５５の一端５５ｂ側を挿入孔６８ａに挿入して弾性部材６６の中央突起部６６ａに突き当てることによりピン継手５５の一端５５ｂ側が楔部材６８により把持されてセグメント１，３同士が連結される。
尚、ピン継手挿通孔５６及びピン継手挿入孔５４とピン継手５５との間及びナット部材５３の周面６１とピン継手保持部材５７との間の空間６２でピン継手５５の移動可能空間が形成されているので、セグメント１，３同士が連結された後に、各セグメント１，３をずらそうとする応力が、ナット部材５３とインサート金具５１及びピン継手保持部材５７との間に生ずる摩擦力を超えるとナット部材５３とともにピン継手５５が移動可能空間を介して移動可能となるので、連結後のセグメント１，３に加わる応力を緩衝することができ、応力によりセグメント１，３にクラックが発生することを防止できる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１８９２９９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１による連結構造では、雄連結部５０Ａを形成するためにはセグメント１の端部２に現場でいちいちピン継手保持部材５７を螺着してピン継手５５を取付けなくてはならず、セグメント同士を連結する際の現場での作業が煩雑となる。尚、現場以外で予めセグメント１の端部２に雄連結部５０Ａを形成した状態（すなわち、ピン継手５５を取付けた状態）で現場に納入することも考えられるが、この場合、セグメント１の運搬搬入時にピン継手５５が破損したり、ピン継手５５に衝撃が加わることにより雄連結部５０Ａが破壊されてしまう等の問題があり、好ましくない。
また、連結しようとする各セグメント１，３の雄雌連結部５０Ａ，５０Ｂの位置が少しでもずれていればセグメント同士の連結に支障を来すが、特許文献１では、ピン継手５５の取付けの際にピン継手保持部材５７を締め付けてピン継手５５が動かないように固定するので、セグメント同士の連結の際に雄雌連結部５０Ａ，５０Ｂの位置がずれている場合は、位置ずれを直すためにピン継手保持部材５７を緩めてピン継手５５の位置を調整しなくてはならず、セグメント同士を連結する際の現場での作業が煩雑となる。
本発明は、セグメント等のコンクリート部品同士が連結された後に各コンクリート部品をずらそうとする応力を緩衝できてコンクリート部品にクラックが発生することを防止できるとともに、コンクリート部品同士を連結する際の現場での作業を簡単にできるコンクリート部品の連結用に用いる偏心補助部材等を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るコンクリート部品を連結する連結部品の偏心補助部材は、一方が開放された開放部を有する有底箱体とこの有底箱体の底裏面より突出する第１の連結材取付部とを備えた第１部材と、第２の連結材取付部とこの第２の連結材取付部の根元に設けられたベースとを備えた第２部材と、有底箱体の開放部を塞ぐように有底箱体に取付けられるとともに第２の連結材取付部を通す挿通孔が形成された第２部材保持部材とを備え、第２部材のベースが有底箱体と第２部材保持部材とで構成される収納空間に収納され、かつ、第２の連結材取付部が挿通孔を介して第１の連結材取付部とは反対側に突出して成り、第２部材が収納空間及び挿通孔を介して移動可能に構成され、有底箱体が円筒状に形成され、この円筒体の内周又は外周にねじ部を有し、第２部材保持部材の外周又は内周にねじ部を有し、これらねじ部を介して有底箱体と第２部材保持部材とが着脱可能に取付けられたものとした。
また、第１の連結材取付部及び第２の連結材取付部はねじ棒により形成された偏心補助部材とした。
また、有底箱体の底内面とベースとの間及び有底箱体の底内面と対向する第２部材保持部材の内面とベースとの間のうちの少なくとも一方に弾性部材が介挿された偏心補助部材とした。
本発明による上記偏心補助部材を用いたコンクリート部品の連結部品は、連結しようとする一方のコンクリート部品の端部に形成された連結部に連結される連結材が上記第１の連結材取付部に取付けられ、連結しようとする他方のコンクリート部品の端部に形成された連結部に連結される連結材が上記第２の連結材取付部に取付けられたものとした。
本発明による上記偏心補助部材を用いたコンクリート部品の連結方法は、上記第１の連結材取付部と第２の連結材取付部とに同じ連結材を取付けるとともに、連結しようとする各コンクリート部品の各端部に連結材により連結される連結部を形成しておき、第１の連結材取付部に取付けられた連結材を一方のコンクリート部品の連結部に連結し、第２の連結材取付部に取付けられた連結材に他方のコンクリート部品の連結部を連結するようにした。
また、上記方法において、連結材はホールインアンカーにより形成され、連結部はホールインアンカーが固定される連結孔により形成されたものとした。
また、上記方法において、連結しようとするコンクリート部品がシールド工法によるトンネル壁体を構成するセグメントであり、トンネル壁体のトンネル進行方向におけるセグメント間を連結するようにした。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
図１はコンクリート部品としてのセグメントを連結する連結部品の偏心補助部材を示す断面図、図２は偏心補助部材の分解図、図３はセグメント連結用の連結部品を示す図、図４，５は偏心補助部材を用いたセグメントの連結方法を示す図である。
図１，２に示すように、実施の形態１による偏心補助部材１０は、第１部材２０と第２部材３０と第２部材保持部材４０とにより構成される。
第１部材２０は、一方が開放された開放部２１を有する円筒状の有底箱体２２とこの有底箱体２２の底裏面２３の円中心より突出する如く設けられた第１の連結材取付部としての第１ねじ棒２４とを備える。第１ねじ棒２４は外周にねじ部２５が形成されたボルト状のものである。
第２部材３０は、第２の連結材取付部としての第２ねじ棒３１とこの第２ねじ棒３１の根元３２に設けられた円形ベース３３とを備える。円形ベース３３の円径は第２ねじ棒３１の棒径より径が大きく、第２ねじ棒３１は円形ベース３３の一方の円形面３４の中央より突出する如く設けられている。第２ねじ棒３１は外周にねじ部３５が形成されたボルト状のものである。
第２部材保持部材４０は、有底箱体２２の開放部２１を塞ぐよう取付けられるものであって、有底箱体２２の円筒収納部２２ａの円筒内径に対応する径に形成された円形蓋部４１の円形面４２，４３の中央を貫通するように第２ねじ棒３１を通すための挿通孔４４が形成され、円形蓋部４１の内側の円形面４３の周縁より円形蓋部４１の軸方向に延長する円筒フランジ４５を備え、円形面４３と円筒フランジ４５の内周面４５ａとにより第２部材３０の円形ベース３３を収納するベース収納部４６が形成される。円筒フランジ４５の外周には、有底箱体２２の円筒収納部２２ａの筒内周２６に形成されたねじ部２７に螺合するねじ部４７が形成されている。
【０００７】
即ち、偏心補助部材１０は、第２部材３０の円形ベース３３を有底箱体２２の円筒収納部２２ａ内に収納した状態で第２ねじ棒３１を第２部材保持部材４０の挿通孔４４に通した後、第２部材保持部材４０のねじ部４７を有底箱体２２のねじ部２７に螺着することにより、第２部材保持部材４０のベース収納部４６に第２部材３０の円形ベース３３が収納されて第２ねじ棒３１が第１ねじ棒２４と反対方向に突出する状態に組立てられる。
【０００８】
尚、ベース収納部４６の高さＨ１は円形ベース３３の高さＨ２より例えば２〜３ｍｍ程度高く形成されており、ベース収納部４６の円筒内周径は円形ベース３３の円径より例えば４〜６ｍｍ程度大きい径に形成されており、挿通孔４４の径は第２ねじ棒３１の径より例えば４〜６ｍｍ程度大きい径に形成されている。また、挿通孔４４に対応する第２ねじ棒３１の外周にはねじ部３５は形成されていない。
従って、図１のように偏心補助部材１０が組立てられた状態においては、有底箱体２２と第２部材保持部材４０とで形成される収納空間７５ａ及び挿通孔４４を介して第２部材３０が第２ねじ棒３１の軸方向（第２ねじ棒３１の軸に沿った方向）及び径方向（第２ねじ棒３１の軸方向と直交する方向）に移動可能に構成されている。即ち、ベース収納部４６の高さＨ１と円形ベース３３の高さＨ２との差により形成される隙間７０を介して第２部材３０が第２ねじ棒３１の軸方向に移動可能となっているとともに、円形ベース３３と第２部材保持部材４０との間の隙間７１を介して円形ベース３３が第２ねじ棒３１の径方向に移動可能となっており、さらに、第２ねじ棒３１と挿通孔４４との間の隙間７２ａを介して第２ねじ棒３１が径方向に移動可能となっている。
【０００９】
さらに、図３に示すように、偏心補助部材１０の第１ねじ棒２４と第２ねじ棒３１とに同じ連結材であるホールインアンカー７２，７３を取付けることで、連結部品８０が構成される。この連結部品８０により、以下に述べるように、トンネル壁体のトンネル進行方向におけるセグメント間を連結できる。
【００１０】
即ち、第１ねじ棒２４に取付けられたホールインアンカー７２を、連結しようとする一方のセグメント１の端部２に形成された連結部としての連結孔９０に挿入すると、図４に示すように、ホールインアンカー７２の楔部材７４がホールインアンカー本体７５の先割部７６を拡開してこの先割部７６を連結孔９０の内周面９１に押し付けるために連結孔９０内にホールインアンカー７２が固定され、よって、連結部品８０が一方のセグメント１の端部２に固定される。次に、一方のセグメント１の端部２に連結しようとする他方のセグメント３の端部４に形成された連結孔９２（一方のセグメント１の端面２に形成された連結孔９０と同じもの）内に第２ねじ棒３１に取付けられたホールインアンカー７３を挿入した状態で他方のセグメント３を一方のセグメント１の方向に押し付けることにより、図５に示すように、ホールインアンカー７３が連結孔９２内に固定されて、一方のセグメント１の端部２に他方のセグメント３の端部４が連結される。以上を繰り返していくことにより、トンネル壁体のトンネル進行方向におけるセグメント間を簡単に連結していくことができる。この方向のセグメント間の連結はリング継手と称される。
【００１１】
実施の形態１によれば、他方のセグメント３を連結しようとするとき、一方のセグメント１の第２ねじ棒３１に取付けられているホールインアンカー７３の中心位置と他方のセグメント３の連結孔９２の中心位置とがずれている場合には、第２部材３０を第２ねじ棒３１の径方向に移動させることができるので、位置ずれを調整でき、現場でのセグメント連結作業が容易になる。つまり、特許文献１のように、いちいち保持部材５７を緩めてピン継手５５の位置を調整する必要が無くなる。
【００１２】
また、セグメント１，３の連結後に、各セグメント１，３をずらそうとする応力が働いた場合には、第２ねじ棒３１が移動することにより、セグメント１，３に対する応力集中を緩衝でき、セグメント１，３にクラックが発生するような事態を防止できる。
【００１３】
また、実施の形態１による連結部品８０は、現場に納入する前に組立てておけるので、現場作業としては、連結材としてのホールインアンカー７２，７３をセグメント１，３の連結孔９０，９２に連結すればよいだけなので、現場作業が簡単になる。
【００１４】
また、上記では、第１ねじ棒２４と第２ねじ棒３１とに同じ連結材として雄連結材であるホールインアンカー７２，７３を取付けるとともに、連結しようとする各セグメント１，３の各端部２，４にホールインアンカー７２，７３が連結される連結孔９０，９２及び有底箱体２２を収める収納孔９７，９８を形成しておき、第１ねじ棒２４に取付けられたホールインアンカー７２を一方のセグメント１の連結孔９０に連結し、第２ねじ棒３１に取付けられたホールインアンカー７３に他方のセグメント３の連結孔９２を連結するようにしたので、連結部品８０とセグメント１，３との連結構造をホールインアンカーと連結孔とによる簡単な構造とできるので、施工コストを低減できるとともに、各セグメントの両端部を同一構造とできるために、セグメントを裏返しに使用することが可能となる。これにより、インバートを有するセグメント及び非円形セグメント等のように、テーパセグメントが上下左右それぞれに必要なシールドでは、セグメントの種類を減らすことが可能となり、コストダウンが図れる。
また、第１ねじ棒２４と第２ねじ棒３１とに同じ連結材として雌連結材を取付けるようにし、連結しようとする各セグメントの連結孔内に雌連結材と連結する雄連結材を取付けておくようにしても各セグメントの両端部を同一構造とできるために上記と同様な効果が得られる。
【００１５】
また、偏心補助部材１０における第１，第２の連結材取付部を第１，第２ねじ棒２４，３１により形成し、ホールインアンカー等の連結材を着脱する構造をねじによる簡単な構成としたので、偏心補助部材１０のコストを低減できる。
【００１６】
また、偏心補助部材１０における有底箱体２２と第２部材保持部材４０とをねじ部２７，４７を介して着脱可能とし、有底箱体２２と第２部材保持部材４０との着脱構造をねじによる簡単な構成としたので、偏心補助部材１０のコストを低減できる。
【００１７】
従って、トンネル壁体のトンネル進行方向におけるセグメント間を連結する施工コストを低減できる。
【００１８】
実施の形態２
トンネル壁体のトンネル進行方向におけるセグメント間の連結部においては、シールドの縦断方向の耐震性能を図るために柔軟性が求められる。そこで、図６〜８に示すように、有底箱体２２の底内面２８と円形ベース３３の一方の円形面３４ａとの間及び有底箱体２２の底内面２８と対向する第２部材保持部材４０の内面４８と円形ベース３３の他方の円形面３４との間にゴム等の弾性部材９５，９６を介挿して偏心補助部材１０Ａ及び連結部品８０Ａを構成することにより、弾性部材９５，９６による耐震性能が図れ、耐震検討が必要な地盤にトンネルを構成する場合においても対応可能となる。
尚、有底箱体２２の底内面２８と円形ベース３３の一方の円形面３４ａとの間及び有底箱体２２の底内面２８と対向する第２部材保持部材４０の内面４８と円形ベース３３の他方の円形面３４との間のうちの一方の間にだけ弾性部材を介挿するようにしてもよい。
【００１９】
図３，４，５，８において、第１ねじ棒２４、第２ねじ棒３１、ホールインアンカーの先割部と重なっている楔部材７４の部分は、本来は破線で示されるべきであるが、各図においては、構成を明確にするためこれらの部分を実線で示している。
【００２０】
尚、いずれか一方のねじ棒に連結材として雄連結材を取付け、これを連結するセグメントの連結孔内には雌連結材を設けておき、他方のねじ棒には連結材として雌連結材を取付け、これを連結するセグメントの連結孔内には雄連結材を設けておくようにしてもよい。
【００２１】
また、上記では、第２部材保持部材４０がねじ締結された状態で第２部材保持部材４０が第１部材２０の有底箱体２２の円筒収納部２２ａ内に収まるような構造としたために、有底箱体２２を収める収納孔９７，９８（図４，５等参照）を各セグメント１，３の端部２，４に形成する際に、有底箱体２２の外周径より若干径の大きい同一の収納孔９７，９８を画一的に形成すればよい。
また、有底箱体２２の裏底面２３の径より有底箱体２２の円筒収納部２２ａの外径を小さくして、この円筒収納部２２ａの外周に第２部材保持部材をねじ締結するようにしてもよい。この場合でも、第２部材保持部材の外周径と有底箱体の裏底面２３の径とを精度よく一致させることにより、各セグメントの端面に形成する収納孔を画一的に形成することができる。
以上により、各セグメントの両端部を確実に同一構造とできるために、セグメントを裏返しに使用することができるようになって、セグメントの種類を減らすことが可能となり、コストダウンが図れる。
【００２２】
また、上記では、第１及び第２の連結材取付部を第１及び第２ねじ棒２４，３１により形成したが、連結材に設けられた係合手段と着脱可能な係合手段を備えた連結材取付部としてもよい。例えば、連結材に設けられた雄又は雌形状の係合手段に対応する雌又は雄形状の係合手段を備えた連結材取付部としてもよい。ただし、このような係合手段を設けることはコスト的に高価になる場合が多い。これに対して、実施の形態１，２のように、偏心補助部材１０，１０Ａにおける連結材取付部をねじ棒により形成し、連結材を着脱する構造をねじによる簡単な構成とすることにより、偏心補助部材１０，１０Ａのコストを低減できるという効果が得られる。
【００２３】
また、上記では、有底箱体２２と第２部材保持部材４０とをねじにより着脱可能な構成としたが、有底箱体２２と第２部材保持部材４０とにそれぞれ対応する係合手段を設けて両者を係合により着脱可能な構成としてもよい。ただし、この場合も係合手段を設けることによりコスト的に高価になる場合が多い。一方、実施の形態１，２のように、偏心補助部材１０における有底箱体２２と第２部材保持部材４０とをねじ部２７，４７を介して着脱可能とし、有底箱体２２と第２部材保持部材４０との着脱構造をねじによる簡単な構成とすることにより、偏心補助部材１０，１０Ａのコストを低減できるという効果が得られる。
【００２４】
また、第２部材３０を移動可能にできればよいので、ベースは円形ベース３３以外の形状のベースでもよい。
【００２５】
また、本発明による偏心補助部材１０，１０Ａ、連結部品８０，８０Ａ、連結方法は、セグメント以外のコンクリート部品を連結する場合においても適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の請求項１の偏心補助部材によれば、第２部材が収納空間及び挿通孔を介して移動可能に構成されたので、コンクリート部品同士の連結後にコンクリート部品にクラックが発生することを防止できるとともに、コンクリート部品同士を連結する際の現場での作業を簡単にでき、さらに、有底箱体と第２部材保持部材とがねじ部を介して着脱可能に構成されたので、有底箱体と第２部材保持部材との着脱構造を簡単にでき、偏心補助部材のコストを低減できる。
請求項２によれば、第１の連結材取付部及び第２の連結材取付部をねじ棒により形成したので、連結材を着脱する構造を簡単にでき、偏心補助部材のコストを低減できる。
請求項３によれば、柔軟性のある耐震性能を備えた偏心補助部材を得ることができる。
請求項４の連結部品によれば、上述した効果の他に、現場に納入する前に連結部品を組立てておけるので、現場作業としては、連結材をコンクリート部品の連結部に連結すればよいだけとなり、現場作業が簡単になる。
請求項５の連結方法によれば、連結材及びコンクリート部品として同一のものを使用できるようになるので、連結材及びコンクリート部品のコスト及び施工コストを低減できる。
請求項６によれば、連結部品とコンクリート部品との連結構造をホールインアンカーと連結孔とによる簡単な構造とできるので、施工コストを低減できる。
請求項７によれば、トンネル壁体のトンネル進行方向におけるセグメント間の連結において上記効果が得られる。また、セグメントを裏返しに使用することが可能となり、インバートを有するセグメント及び非円形セグメント等のように、テーパセグメントが上下左右それぞれに必要なシールドでは、セグメントの種類を減らすことが可能となり、コストダウンが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１による偏心補助部材を示す断面図。
【図２】 実施の形態１による偏心補助部材の分解図。
【図３】 実施の形態１による連結部品を示す図。
【図４】 実施の形態１によるセグメントの連結方法を示す図。
【図５】 実施の形態１によるセグメントの連結方法を示す図。
【図６】 本発明の実施の形態２による偏心補助部材を示す断面図。
【図７】 実施の形態２による偏心補助部材の分解図。
【図８】 実施の形態２の連結部品を用いたセグメントの連結状態を示す図。
【図９】 従来の連結部品を用いたセグメントの連結方法を示す図。
【符号の説明】
１，３ セグメント（コンクリート部品）、１０，１０Ａ 偏心補助部材、
２０ 第１部材、２１ 開放部、２２ 有底箱体、２３ 底裏面、
２４ 第１ねじ棒（第１の連結材取付部）、２７ ねじ部、３０ 第２部材、
３１ 第２ねじ棒（第２の連結材取付部）、３３ 円形ベース（ベース）、
４０ 第２部材保持部材、４４ 挿通孔、７２，７３ ホールインアンカー（連結材）、７５ａ 収納空間、８０，８０Ａ 連結部品、
９０，９２ 連結孔（連結部）、９５，９６ 弾性部材。
Claims (7)
- 一方が開放された開放部を有する有底箱体とこの有底箱体の底裏面より突出する第１の連結材取付部とを備えた第１部材と、第２の連結材取付部とこの第２の連結材取付部の根元に設けられたベースとを備えた第２部材と、有底箱体の開放部を塞ぐように有底箱体に取付けられるとともに第２の連結材取付部を通す挿通孔が形成された第２部材保持部材とを備え、第２部材のベースが有底箱体と第２部材保持部材とで構成される収納空間に収納され、かつ、第２の連結材取付部が挿通孔を介して第１の連結材取付部とは反対側に突出して成り、第２部材が収納空間及び挿通孔を介して移動可能に構成され、有底箱体が円筒状に形成され、この円筒体の内周又は外周にねじ部を有し、第２部材保持部材の外周又は内周にねじ部を有し、これらねじ部を介して有底箱体と第２部材保持部材とが着脱可能に取付けられたことを特徴とするコンクリート部品を連結する連結部品の偏心補助部材。
- 第１の連結材取付部及び第２の連結材取付部はねじ棒により形成されたことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート部品を連結する連結部品の偏心補助部材。
- 有底箱体の底内面とベースとの間及び有底箱体の底内面と対向する第２部材保持部材の内面とベースとの間のうちの少なくとも一方に弾性部材が介挿されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコンクリート部品を連結する連結部品の偏心補助部材。
- 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の偏心補助部材を用いたコンクリート部品の連結部品であって、連結しようとする一方のコンクリート部品の端部に形成された連結部に連結される連結材が上記第１の連結材取付部に取付けられ、連結しようとする他方のコンクリート部品の端部に形成された連結部に連結される連結材が上記第２の連結材取付部に取付けられたことを特徴とするコンクリート部品の連結部品。
- 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の偏心補助部材を用いたコンクリート部品の連結方法であって、上記第１の連結材取付部と第２の連結材取付部とに同じ連結材を取付けるとともに、連結しようとする各コンクリート部品の各端部に連結材により連結される連結部を形成しておき、第１の連結材取付部に取付けられた連結材を一方のコンクリート部品の連結部に連結し、第２の連結材取付部に取付けられた連結材に他方のコンクリート部品の連結部を連結することを特徴とするコンクリート部品の連結方法。
- 連結材はホールインアンカーにより形成され、連結部はホールインアンカーが固定される連結孔により形成されたことを特徴とする請求項５に記載のコンクリート部品の連結方法。
- 連結しようとするコンクリート部品がシールド工法によるトンネル壁体を構成するセグメントであり、トンネル壁体のトンネル進行方向におけるセグメント間を連結することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のコンクリート部品の連結方法。
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