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JP3946554B2 - Fittings - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばシールドトンネル覆工用のコンクリートセグメント等の構造物に埋設される、継手具に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、コンクリート等からなる構造物において、その内部に高強度モルタル等から構成された継手具を埋設し、この継手具のボルト挿通孔にボルトを挿通して、隣接する他の構造物とボルト締結することにより、構造物同士を接合させることが行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
こうした継手具においては、ボルトに高い引張力等が作用するため、ボルト挿通孔の近傍位置にはひび割れや破損が発生し易く、その結果として、継手具の耐久性の低下、引き抜き強度の低下を招くおそれがあった。
また、ボルト締結のためには、構造物の接合端面近傍位置に、ボルトを挿通・回転させるためのスペースであるボルトボックスを形成しなければならないが、こうしたボルトボックスは凹部であって強度的に弱い部分であり、構造物の強度を高めるにはネックとなっていた。
【0004】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、高強度化を図り耐久性を高めることができるとともに、引き抜き強度を高めることのできる継手具を提供することを目的とする。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、コンクリート構造物の継手具を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、モルタルまたはコンクリートにより構成され、構造物内の接合端面近傍位置に埋設され、隣接された構造物同士を接合させる継手具であって、前記継手具は、頭部と、該頭部の両側部から各々後方側へと延在する一対の胴部と、これら一対の胴部の後方側同士を連結するテール部とから構成された、中央部に貫通孔を有する平面視略ロの字形状をなし、前記頭部には、前記貫通孔からボルトを挿通させて該ボルトの先端側を前記接合端面から突出させるボルト挿通孔が形成されているとともに、該ボルト挿通孔を囲う線状で無端環状の補強部材が埋設され、前記テール部には線状の補強部材が埋設され、前記各胴部には前記頭部の補強部材の両側部側と前記テール部の補強部材の両側部側とを連結する線状の補強部材が埋設されており、前記貫通孔は、前記継手具が前記構造物内に埋設された際に、前記ボルトを締結するためのボルトボックスとして機能することを特徴とする。
【0007】
このように、継手具をモルタルまたはコンクリートで構成して平面視ロの字形状とし、中央部の貫通孔をボルトボックスとして機能させるようにしているので、構造物の中で強度の弱い部分であるボルトボックスを継手具と一体化して、構造物の強度を高めることができる。
しかも、前記貫通孔を囲んで平面視略ロの字状をなすようにして線状の補強部材を連結して埋設しているので、ボルトボックスの周囲を補強部材で的確に補強することができ、構造物を更に高強度とすることができる。さらに、前記補強部材がボルト挿通孔を囲うように埋設されているので、ボルトに高い引張力等が作用するために高強度が要求されるボルト挿通孔を、的確に補強することができ、継手具の引き抜き強度を高めることができる。
【0014】
請求項に記載の発明は、構造物内の接合端面近傍位置に埋設され、隣接された構造物同士を接合させる継手具であって、少なくともセメント、ポゾラン質微粉末、骨材、水、及び減水剤が含有された配合物を硬化させたコンクリートにより構成されており、ボルトを挿通させて該ボルトの先端側を前記接合端面から突出させるボルト挿通孔が形成されているとともに、少なくとも該ボルト挿通孔の近傍位置を補強する線状の補強部材が埋設されていることを特徴とする。
また、請求項に記載の発明は、請求項に記載の継手具であって、前記配合物中に、金属繊維及び/又は有機繊維が含有されていることを特徴とする。
【0015】
このようなコンクリートを継手具に用いたので、打設前のコンクリートの流動性、分離抵抗性を高めることができるとともに、打設後のコンクリートの強度を極めて高いものとして、継手具を高強度としてその耐久性を極めて高いものとすることができる。また、ボルト挿通孔の近傍位置を補強する線状の補強部材が埋設されているので、ボルトに高い引張力等が作用するために高強度が要求されるボルト挿通孔を、的確に補強することができ、継手具の引き抜き強度を高めることができる。
また、配合物中に、金属繊維及び/又は有機繊維を含有させるようにすれば、強度に優れた繊維によりコンクリートを補強できるので、コンクリートの強度を更に高めることができる。
さらに、請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の継手具であって、前記補強部材は炭素繊維、アラミド繊維等の強化繊維により構成されていることを特徴とする。
このように、補強部材として強化繊維を用いることとすれば、コンクリート製継手具の軽量化及び更なる高強度化を図ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る継手具の実施の形態について、図1乃至図3を用いて説明する。
先ず図1に示すように、この継手具1は、頭部1aと胴部1b,1bとテール部1cとの3つの部位からなっており、中央部には上下方向に貫通するボルトボックス用孔(貫通孔)1hを有する、平面視略ロの字形状をなしている。この継手具1は、高強度モルタルを主たる構成材料として構成されている。
【0017】
頭部1aの中央部には、ボルトボックス用孔1hから前端部1sまでを前後方向に貫通する、ボルト挿通孔2が形成されている。このボルト挿通孔2には、後述するように、ボルトvが挿通される。この頭部1aの前端部1s側には、上下左右の各面からボルト挿通孔2の前端部1sに向けて各々傾斜するテーパー面1tが形成されており、継手具1の前端部1s側がテーパー形状となっている。このため、構造物中により強固に埋設されるようになっている。
【0018】
胴部1b,1bは、一対をなしており、頭部1aの両側端部から各々後方側へと延在している。
テール部1cは、一対の胴部1b,1bの後方側同士を連結するものであって、その外周側には、外方に向けてフランジ状に突出するフランジ部1fが形成されている。継手具1が構造物内に埋設された際、このフランジ部1fが構造物内に突出することで、大きな引き抜き強度を得ることができる。なお、このフランジ部1fの先端側は、断面視略半円形状をなしているとともに、継手具1の各々の角部は、面取りされて曲面形状をなしている。そのため、構造物内において特定箇所への応力集中が発生し難い形状となっている。
【0019】
頭部1a、一対をなす胴部1b,1b及びテール部1cが、このように略ロの字形状に配置されているので、継手具1の中央部には、ボルトボックス用孔1hが形成されている。このボルトボックス用孔1hは、後述するように、構造物としてのコンクリートセグメントに埋設された際に、ボルトボックスとして機能する。
【0020】
この継手具1内には、線状の補強部材が埋設されている。すなわち図2に示すように、頭部1a内には補強部材3a,3bが、一対の胴部1b,1b内には補強部材4が、テール部1c内には補強部材5a,5bが、各々埋設されている。
【0021】
これら補強部材3a,3b,4,5a,5bの各々は、炭素繊維やアラミド繊維等の強化繊維により構成されている。なお、鋼線や鉄線等の金属線を用いても差し支えないが、継手具1の軽量化及び高強度化を図るという観点からは、炭素繊維やアラミド繊維等の強化繊維を用いることが好ましい。
【0022】
補強部材3a,3bは、各々無端環状とされており、ボルト挿通孔2を囲うようにして頭部1a内に埋設されている。補強部材3aは、ボルト挿通孔2の前端部1s側を囲うようにして、補強部材3bは、ボルト挿通孔2の後方側、つまりボルトボックス用孔1h側を囲うようにして、各々埋設されている。すなわち、これら補強部材3a,3bによって、ボルト挿通孔2の近傍位置は極めて強固に補強されている。
【0023】
補強部材5a,5bも、各々無端環状とされており、テール部1内に埋設されている。補強部材5aは、テール部1c内の前方側、つまりボルトボックス用孔1h側に埋設されており、また補強部材5bは、テール部1cの後方側のフランジ部1fの近傍位置に埋設されている。なお、補強部材5bは、フランジ部1fを的確に補強できるように、補強部材5aよりも大きな環状となっている。
【0024】
そして、これら補強部材3a,3bの両側部側と補強部材5a,5bの両側部側とを前後方向に互いに連結するような配置とされた、補強部材4,4が、胴部1b,1b内に各々埋設されている。すなわち、補強部材3a,3b,4,5a,5bは、ボルトボックス用孔1hを囲んで平面視略ロの字状をなすようにして、頭部1a、胴部1b,1b及びテール部1cの各々に埋設されている。このため、ボルトボックス用孔1hの近傍位置は、これら補強部材によって極めて強固に補強されている。
【0025】
こうした継手具1が、構造物内に埋設されている状態を、図3に示す。ここでは構造物として、トンネル覆工用に用いられるコンクリートセグメントCを例にとって説明する。
継手具1は、コンクリートセグメントCの接合端面Cfの近傍位置に、前端部1sと接合端面Cfとを略面一として埋設されている。そしてコンクリートセグメントCには、ボルトボックスHが、ボルトボックス用孔1hと連通するように形成されている。すなわち、ボルトボックス用孔1hは、ボルト挿通孔2にボルトvを挿通して回転させるためのスペースである、ボルトボックスとしての機能を有している。
【0026】
このコンクリートセグメントCと、他のコンクリートセグメントとを接合する際には、ボルトボックスHからボルト挿通孔2にボルトvを挿通して、先端側を接合端面Cfから突出させる。そして、このボルトvを回転させ、隣接するコンクリートセグメントの接合端面側とボルト締結することにより、コンクリートセグメント同士は接合される。
【0027】
こうした継手具1においては、ボルト挿通孔2の近傍位置を補強する線状の補強部材3a,3bを埋設するようにしている。このため、ボルトvに高い引張力等が作用するために高強度が要求されるボルト挿通孔2を、的確に補強することができ、継手具1の引き抜き強度を高めることができる。
【0028】
また、補強部材を、炭素繊維、アラミド繊維等の強化繊維により構成しているので、継手具の軽量化及び更なる高強度化を図ることができるとともに、金属のように錆や腐食が発生することもなく、継手具1の耐久性をより高めることができる。
【0029】
更に、継手具1を、中央部にボルトボックス用孔1hを有する平面視略ロの字形状とし、継手具1がコンクリートセグメントC内に埋設された際に、このボルトボックス用孔1hが、ボルトvを締結するためのボルトボックスHとして機能するようにしている。このため、コンクリートセグメントCの中で強度の弱い部分であるボルトボックスHを継手具1と一体化して、コンクリートセグメントCの高強度化を図って、高い耐久性を得ることができる。
【0030】
更に、補強部材3a,3b,4,5a,5bを、ボルトボックス用孔1hを囲んで平面視略ロの字状をなすように、頭部1a、胴部1b,1b及びテール部1cの各々に埋設するようにしている。このため、ボルトボックスHの周囲をこれら補強部材で的確に補強することができ、コンクリートセグメントCの更なる高強度化を図って、更に高い耐久性を得ることができる。
【0031】
なお、これら継手具1の主たる構成材料として、高強度モルタルを用いることとしているが、高強度モルタルに替えて、以下に示すような高強度のコンクリートを用いるようにしてもよい。このコンクリートは、少なくともセメント、ポゾラン質微粉末、粒径2mm以下の骨材、水、及び減水剤が含有された配合物を硬化させたコンクリートにより構成されている。
【0032】
セメントとしては、各種ポルトランドセメントや高炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメントが、特に好適である。しかし、他のセメントを用いても良く、その種類は特に限定されるものではない。なお、コンクリートの早期強度を向上しようとする場合は、早強ポルトランドセメントを使用することが好ましく、またコンクリートの流動性を向上しようとする場合は、中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセメントを使用することが好ましい。
【0033】
ポゾラン質微粉末の例としては、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。シリカフュームやシリカダストは、一般的にその平均粒径は1.0μm以下であり、粉砕等の処理を行う必要がないので、特に好適である。
【0034】
このようなポゾラン質微粉末を配合することにより、そのマイクロフィラー効果及びセメント分散効果によりコンクリートが緻密化し、圧縮強度が向上する。なお、ポゾラン質微粉末の添加量が多くなると、単位水量が増大するので、ポゾラン質微粉末の添加量は、セメント100重量部に対して5〜50重量部が好ましい。
【0035】
骨材としては、粒径2mm以下の粒体を用いることが好ましい。ここで、骨材の粒径とは、85wt%累積粒径である。なお、粒径2mmよりも大きい骨材が含まれていてもよいが、骨材の粒径が2mmを超えると、コンクリートの強度が低下してしまうおそれがある。つまり、コンクリートの分離抵抗性、或いは硬化後の強度等を考慮すると、最大粒径が2mm以下の骨材を用いることが好ましく、最大粒径が1.5mm以下の骨材を用いることがより好ましい。
【0036】
このような骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂及びこれらの混合物を使用することができる。骨材の配合量は、コンクリートの作業性や分離抵抗性、硬化後の強度やクラックに対する抵抗性等を考慮すると、セメント100重量部に対して50〜250重量部が好ましく、80〜180重量部がより好ましい。
【0037】
減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤、AE減水剤、高性能減水剤又は高性能AE減水剤を使用することができる。それらの中でも、高性能減水剤又は高性能AE減水剤を使用することが好ましい。減水剤の添加量は、コンクリートの流動性や分離抵抗性、硬化後の強度、さらにはコスト等を考慮すると、セメント100重量部に対して、固形分換算で、0.5〜4.0重量部が好ましい。
【0038】
なお、水/セメント比は、コンクリートの流動性や分離抵抗性、硬化体の強度や耐久性等を考慮すると、10〜30%が好ましく、15〜25%がより好ましい。
【0039】
また、セメント硬化時間の短縮を図るためには、急硬材を用いることが好ましいが、その種類は特に限定されない。一般的に急硬材としては、セメント鉱物系と無機塩系とがあるが、トンネル工法において通常用いられているのはセメント鉱物系の粉体であり、これをスラリー化してベースコンクリートに添加混合する。こうしたセメント鉱物系の急硬材は、カルシウムアルミネート類、又はカルシウムサルホアルミネート類等を主成分とし、これにクエン酸類やオキシカルボン酸塩等の凝結遅延剤を適宜組み合わせて使用することが多い。急硬材の添加量は、環境温度や使用材料等の施工条件によって異なるが、通常の場合、粉体急硬材では、セメント質量に対して固形分量で10〜05%程度であり、液体急硬材では8〜15%程度である。
【0040】
そして、継手具1の強度や靭性を高める観点から、配合物に金属繊維及び/又は有機繊維を含ませることが好ましい。金属繊維としては、鋼繊維、アモルファス繊維等が挙げられるが、中でも鋼繊維は強度に優れており、またコストや入手のし易さの点からも好ましいものである。金属繊維は、径0.01〜1.0mm、長さ2〜30mmのものが好ましい。径が0.01mm未満では、繊維自身の強度が不足して張力を受けた際に切れやすくなるし、逆に径が1.0mmを超えると、同一配合量での本数が少なくなってコンクリートの曲げ強度が低下するためである。また、長さが30mmを超えると、混練の際ファイバーボールが生じ易くなり、長さが2mm未満では、マトリックスとの付着力が低下し曲げ強度が低下するためである。
【0041】
金属繊維の配合量は、凝結後のコンクリート体積の4%未満が好ましく、より好ましくは3.5%未満である。一般に、金属繊維の含有量が多くなると、曲げ強度が向上するが、逆に、流動性を確保するために単位水量も増大するため、流動性及び硬化体の曲げ強度を考慮すると、上記の含有量が好ましい。
【0042】
有機繊維としては、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、炭素繊維等が挙げられる。有機繊維は、径0.005〜1.0mm、長さ2〜30mmのものが好ましい。有機繊維の含有量は、凝結後のコンクリート体積の10%未満が好ましく、7%未満がより好ましい。なお、金属繊維と有機繊維の双方を用いるようにしてもよい。
【0043】
また、継手具1の充填密度を高める観点から、平均粒径3〜20μm、より好ましくは平均粒径4〜10μmの無機粉末を含ませることが好ましい。無機粉末としては、石英粉末、石灰石粉末、酸化アルミニウム(Al23)等の酸化物粉末、炭化珪素(SiC)等の炭化物粉末等、窒化珪素(SiN)等の窒化物粉末等が挙げられるが、中でも、石英粉末は、コストや硬化体の品質安定性の点から好ましい。石英粉末としては、石英や非晶質石英、オパール質やクリストバライト質のシリカ含有粉末等が挙げられる。無機粉末の配合量は、コンクリートの流動性、硬化体の強度等から、セメント100重量部に対して50重量部以下が好ましく、20〜35重量部がより好ましい。
【0044】
更に、硬化体の靱性を高める観点から、平均粒度が1mm以下の繊維状粒子又は薄片状粒子を含ませることが好ましい。ここで、粒子の粒度とは、その最大寸法の大きさ(特に、繊維状粒子ではその長さ)である。繊維状粒子としては、ウォラストナイト、ボーキサイト、ムライト等が、薄片状粒子としては、マイカフレーク、タルクフレーク、バーミキュライトフレーク、アルミナフレーク等が挙げられる。繊維状粒子又は薄片状粒子の配合量は、コンクリートの流動性、硬化体の強度や靱性等から、セメント100重量部に対して35重量部以下が好ましく、10〜25重量部がより好ましい。なお、繊維状粒子においては、硬化体の靱性を高める観点から、長さ/直径の比で表される針状度が3以上のものを用いるのが好ましい。
【0045】
このように、コンクリートとして、少なくともセメント、ポゾラン質微粉末、骨材、水、及び減水剤が含有された配合物を硬化させたコンクリートを用いるようにすれば、打設前のコンクリートの流動性、分離抵抗性を高めることができるとともに、打設後のコンクリートの強度を極めて高いものとすることができる。そのため、継手具1を高強度として、その耐久性を極めて高いものとすることができる。
【0046】
また、配合物中に、金属繊維及び/又は有機繊維を含有させるようにすれば、強度に優れた繊維によりコンクリートを補強できるので、コンクリートの強度を更に高めることができる。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る継手具によれば、上記の如き構成を採用しているので、ボルトボックスを継手具と一体化して構造物の強度を高めることができ、高強度化を図り耐久性を高めることができるとともに、引き抜き強度を高めることのできる継手具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る継手具の一実施形態を示す斜視図である。
【図2】 図1の継手具に埋設された補強部材を示す図であって、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は平面図である。
【図3】 図1の継手具が埋設されたコンクリート構造物を示す図であって、(a)は平面視した断面図、(b)は側断面図である。
【符号の説明】
1 継手具
1a 頭部
1b 胴部
1c テール部
1h ボルトボックス用孔(貫通孔)
1s 先端部
2 ボルト挿通孔
3a,3b,4,5a,5b 補強部材
C コンクリートセグメント(構造物)
Cf 接合端面
H ボルトボックス
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a joint tool embedded in a structure such as a concrete segment for shielding tunnel lining.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a structure made of concrete or the like, a fitting made of high-strength mortar or the like is embedded in the structure, and the bolt is inserted into the bolt insertion hole of this fitting to make a bolt with another adjacent structure. By fastening, structures are joined together.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In such a fitting, since a high tensile force acts on the bolt, cracks and breakage are likely to occur in the vicinity of the bolt insertion hole, resulting in a decrease in the durability of the fitting and a reduction in the pull-out strength. There was a risk of inviting.
For bolt fastening, a bolt box that is a space for inserting and rotating the bolt must be formed in the vicinity of the joint end face of the structure. This is a weak part, and has become a bottleneck to increase the strength of the structure.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a joint tool that can increase the strength and increase the durability and can increase the pull-out strength.
[0005]
This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the coupling tool of a concrete structure.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Invention according to claim 1, constituted by mortar or concrete, are embedded in the joining end face vicinity of the structure, a joint member that joins flanked structures together, said joint member is the head And a pair of body portions extending from the both sides of the head portion to the rear side, and a tail portion connecting the rear sides of the pair of body portions, each having a through hole in the center portion. forms a shape in a plan view substantially square, said the head, together with the bolt insertion hole is formed to have inserted through so the bolt from the through hole to protrude the leading end of the bolt from the joining end face, said bolt A linear, endless annular reinforcing member surrounding the hole is embedded, a linear reinforcing member is embedded in the tail portion, and each body portion includes both side portions of the head reinforcing member and the tail portion. linear reinforcing portion connecting the side portions side of the reinforcing member There are embedded, the through hole, when the joint member is embedded in said structure, characterized that you function as bolts box for fastening the bolt.
[0007]
In this way, the joint tool is made of mortar or concrete and has a square shape in plan view, and the central through hole is made to function as a bolt box, so it is a weak portion in the structure. The bolt box can be integrated with the joint to increase the strength of the structure.
Moreover, since the linear reinforcing member is connected and embedded so as to surround the through hole so as to form a substantially square shape in plan view, the periphery of the bolt box can be accurately reinforced with the reinforcing member. The structure can be further strengthened. Furthermore, since the reinforcing member is embedded so as to surround the bolt insertion hole, the bolt insertion hole, which requires high strength because a high tensile force or the like acts on the bolt, can be reinforced accurately, and the joint The pull-out strength of the tool can be increased.
[0014]
The invention according to claim 2 is a joint tool that is embedded in the vicinity of the joint end face in the structure and joins adjacent structures together, and includes at least cement, pozzolanic fine powder, aggregate, water, and It is made of concrete obtained by curing a compound containing a water reducing agent, and has a bolt insertion hole through which a bolt is inserted to project the front end side of the bolt from the joint end surface, and at least the bolt insertion A linear reinforcing member for reinforcing the position in the vicinity of the hole is embedded .
The invention described in Claim 3 is the joint device, according to claim 2, in the formulation, characterized in that the metallic fibers and / or organic fibers are contained.
[0015]
Since using such concrete joint device, concrete fluidity of hitting設前, it is possible to increase the separation resistance, and the strength of the concrete after casting extremely high, high joint member The durability can be made extremely high as strength . In addition, since a linear reinforcing member that reinforces the position in the vicinity of the bolt insertion hole is embedded, the bolt insertion hole, which requires high strength because a high tensile force or the like acts on the bolt, is properly reinforced. And the pull-out strength of the fitting can be increased.
Further, if the compound contains metal fibers and / or organic fibers, the concrete can be reinforced with fibers having excellent strength, so that the strength of the concrete can be further increased.
Furthermore, the invention according to claim 4 is the joint tool according to any one of claims 1 to 3, wherein the reinforcing member is composed of reinforcing fibers such as carbon fiber and aramid fiber. To do.
As described above, if the reinforcing fiber is used as the reinforcing member, it is possible to reduce the weight and further increase the strength of the concrete joint tool.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a coupling tool according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
First, as shown in FIG. 1, the coupling tool 1 is composed of three parts, a head part 1a, a body part 1b, 1b, and a tail part 1c, and a hole for a bolt box penetrating in the vertical direction in the center part. (Through hole) 1h having a substantially square shape in plan view. The coupling tool 1 is composed of high strength mortar as a main constituent material.
[0017]
A bolt insertion hole 2 that penetrates from the bolt box hole 1h to the front end 1s in the front-rear direction is formed at the center of the head 1a. As will be described later, a bolt v is inserted into the bolt insertion hole 2. A tapered surface 1t is formed on the front end 1s side of the head 1a so as to incline from the upper, lower, left and right surfaces toward the front end 1s of the bolt insertion hole 2, and the front end 1s side of the fitting 1 is tapered. It has a shape. For this reason, it is buried more firmly in the structure.
[0018]
The trunk portions 1b, 1b form a pair, and extend from the both end portions of the head portion 1a to the rear side.
The tail portion 1c connects the rear sides of the pair of body portions 1b, 1b, and a flange portion 1f protruding outward in a flange shape is formed on the outer peripheral side thereof. When the coupling tool 1 is embedded in the structure, the flange portion 1f protrudes into the structure, so that a large pulling strength can be obtained. In addition, while the front end side of this flange part 1f is carrying out cross-sectional view substantially semicircle shape, each corner | angular part of the coupling tool 1 is chamfered, and has comprised curved-surface shape. Therefore, it has a shape in which stress concentration at a specific location hardly occurs in the structure.
[0019]
Since the head portion 1a, the pair of body portions 1b and 1b, and the tail portion 1c are arranged in a substantially square shape in this way, a bolt box hole 1h is formed in the central portion of the fitting 1. ing. As described later, the bolt box hole 1h functions as a bolt box when embedded in a concrete segment as a structure.
[0020]
A linear reinforcing member is embedded in the coupling tool 1. That is, as shown in FIG. 2, the reinforcing members 3a and 3b are disposed in the head 1a, the reinforcing member 4 is disposed in the pair of body portions 1b and 1b, and the reinforcing members 5a and 5b are disposed in the tail portion 1c. Buried.
[0021]
Each of these reinforcing members 3a, 3b, 4, 5a, 5b is composed of reinforcing fibers such as carbon fibers and aramid fibers. In addition, although metal wires, such as a steel wire and an iron wire, may be used, it is preferable to use reinforcing fibers, such as carbon fiber and an aramid fiber, from the viewpoint of reducing the weight and strength of the joint tool 1.
[0022]
The reinforcing members 3a and 3b are endless annular shapes, respectively, and are embedded in the head 1a so as to surround the bolt insertion hole 2. The reinforcing member 3a is embedded so as to surround the front end 1s side of the bolt insertion hole 2, and the reinforcing member 3b is embedded so as to surround the rear side of the bolt insertion hole 2, that is, the bolt box hole 1h side. Yes. That is, the position near the bolt insertion hole 2 is reinforced extremely strongly by the reinforcing members 3a and 3b.
[0023]
The reinforcing members 5 a and 5 b are also endless annular shapes, and are embedded in the tail portion 1. The reinforcing member 5a is embedded on the front side in the tail portion 1c, that is, on the bolt box hole 1h side, and the reinforcing member 5b is embedded in the vicinity of the flange portion 1f on the rear side of the tail portion 1c. . The reinforcing member 5b has an annular shape larger than the reinforcing member 5a so that the flange portion 1f can be properly reinforced.
[0024]
The reinforcing members 4 and 4 arranged so as to connect both side portions of the reinforcing members 3a and 3b and both side portions of the reinforcing members 5a and 5b in the front-rear direction are disposed in the body portions 1b and 1b. Embedded in each. That is, the reinforcing members 3a, 3b, 4, 5a, 5b surround the bolt box hole 1h so as to have a substantially square shape in plan view, so that the head portion 1a, the trunk portions 1b, 1b, and the tail portion 1c. Embedded in each. For this reason, the position in the vicinity of the bolt box hole 1h is reinforced extremely strongly by these reinforcing members.
[0025]
FIG. 3 shows a state in which such a coupling tool 1 is embedded in the structure. Here, a concrete segment C used for tunnel lining will be described as an example of the structure.
The joint tool 1 is embedded in the vicinity of the joint end surface Cf of the concrete segment C so that the front end portion 1s and the joint end surface Cf are substantially flush with each other. In the concrete segment C, a bolt box H is formed so as to communicate with the bolt box hole 1h. That is, the bolt box hole 1h has a function as a bolt box, which is a space for inserting and rotating the bolt v through the bolt insertion hole 2.
[0026]
When joining this concrete segment C and another concrete segment, the bolt v is inserted into the bolt insertion hole 2 from the bolt box H, and the tip end side is projected from the joining end face Cf. The concrete segments are joined to each other by rotating the bolt v and fastening the bolt with the joining end face side of the adjacent concrete segments.
[0027]
In such a coupling tool 1, linear reinforcing members 3 a and 3 b that reinforce the position near the bolt insertion hole 2 are embedded. For this reason, since the high tensile force etc. act on the volt | bolt v, the bolt insertion hole 2 with which high intensity | strength is requested | required can be reinforce | strengthened accurately, and the extraction strength of the coupling tool 1 can be raised.
[0028]
In addition, since the reinforcing member is made of reinforcing fibers such as carbon fiber and aramid fiber, it is possible to reduce the weight of the fitting and further increase the strength, and rust and corrosion occur like metal. The durability of the joint tool 1 can be further improved without any problems.
[0029]
Furthermore, the joint tool 1 is formed in a substantially square shape in plan view having a bolt box hole 1h in the center, and when the joint tool 1 is embedded in the concrete segment C, the bolt box hole 1h It functions as a bolt box H for fastening v. For this reason, the bolt box H which is a weak strength part in the concrete segment C is integrated with the joint tool 1 to increase the strength of the concrete segment C, and high durability can be obtained.
[0030]
Further, the reinforcing members 3a, 3b, 4, 5a and 5b are respectively provided in the head portion 1a, the trunk portions 1b and 1b and the tail portion 1c so as to surround the bolt box hole 1h and have a substantially square shape in plan view. I am trying to bury it. Therefore, the periphery of the bolt box H can be accurately reinforced with these reinforcing members, and the concrete segment C can be further strengthened to obtain higher durability.
[0031]
In addition, although high strength mortar is used as the main constituent material of these fittings 1, high strength concrete as shown below may be used instead of high strength mortar. This concrete is made of concrete obtained by curing a mixture containing at least cement, fine pozzolanic powder, aggregate having a particle diameter of 2 mm or less, water, and a water reducing agent.
[0032]
As the cement, mixed cements such as various Portland cements, blast furnace cements, fly ash cements and the like are particularly suitable. However, other cements may be used, and the type is not particularly limited. In addition, when trying to improve the early strength of concrete, it is preferable to use early-strength Portland cement, and when trying to improve the fluidity of concrete, use moderately hot Portland cement or low heat Portland cement. Is preferred.
[0033]
Examples of the pozzolanic fine powder include silica fume, silica dust, fly ash, slag, volcanic ash, silica sol, and precipitated silica. Silica fume and silica dust generally have an average particle size of 1.0 μm or less, and are particularly suitable because they do not need to be pulverized.
[0034]
By blending such a pozzolanic fine powder, the concrete is densified by the micro filler effect and the cement dispersing effect, and the compressive strength is improved. As the amount of pozzolanic fine powder added increases, the unit water amount increases. Therefore, the amount of pozzolanic fine powder added is preferably 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement.
[0035]
As the aggregate, it is preferable to use particles having a particle size of 2 mm or less. Here, the particle size of the aggregate is an 85 wt% cumulative particle size. In addition, although the aggregate larger than a particle size of 2 mm may be contained, when the particle size of an aggregate exceeds 2 mm, there exists a possibility that the intensity | strength of concrete may fall. That is, when considering the separation resistance of concrete or the strength after hardening, it is preferable to use an aggregate having a maximum particle size of 2 mm or less, and more preferable to use an aggregate having a maximum particle size of 1.5 mm or less. .
[0036]
As such an aggregate, river sand, land sand, sea sand, crushed sand, silica sand, and a mixture thereof can be used. The amount of the aggregate is preferably 50 to 250 parts by weight, preferably 80 to 180 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement, in consideration of workability and separation resistance of concrete, strength after hardening, resistance to cracks, and the like. Is more preferable.
[0037]
As the water reducing agent, a lignin-based, naphthalenesulfonic acid-based, melamine-based, or polycarboxylic acid-based water reducing agent, an AE water reducing agent, a high-performance water reducing agent, or a high-performance AE water reducing agent can be used. Among these, it is preferable to use a high performance water reducing agent or a high performance AE water reducing agent. The amount of water reducing agent added is 0.5 to 4.0 weight in terms of solid content with respect to 100 parts by weight of cement in consideration of fluidity and separation resistance of concrete, strength after hardening, and cost. Part is preferred.
[0038]
The water / cement ratio is preferably 10 to 30% and more preferably 15 to 25% in consideration of the fluidity and separation resistance of the concrete, the strength and durability of the cured body, and the like.
[0039]
In order to shorten the cement setting time, it is preferable to use a hardened material, but the type is not particularly limited. Generally, there are cement mineral type and inorganic salt type as rapid hardening materials, but usually used in tunnel construction method is cement mineral type powder, which is slurried and added to base concrete To do. Such cement mineral rapid hardeners are mainly composed of calcium aluminates or calcium sulfoaluminates, and are often used in combination with a set retarder such as citric acid or oxycarboxylate. . The amount of rapid hardening material varies depending on the construction conditions such as environmental temperature and materials used. In normal cases, powder rapid hardening material has a solid content of about 10 to 05% with respect to cement mass. For hardwood, it is about 8-15%.
[0040]
And from a viewpoint of improving the intensity | strength and toughness of the coupling tool 1, it is preferable to include a metal fiber and / or an organic fiber in a compound. Examples of the metal fibers include steel fibers and amorphous fibers, among which steel fibers are excellent in strength and are preferable from the viewpoint of cost and availability. The metal fiber preferably has a diameter of 0.01 to 1.0 mm and a length of 2 to 30 mm. If the diameter is less than 0.01 mm, the strength of the fiber itself is insufficient and it is easy to break when subjected to tension. Conversely, if the diameter exceeds 1.0 mm, the number of the same compounding amount decreases and the concrete This is because the bending strength decreases. Further, if the length exceeds 30 mm, fiber balls are likely to be produced during kneading, and if the length is less than 2 mm, the adhesive strength with the matrix decreases and the bending strength decreases.
[0041]
The blending amount of the metal fibers is preferably less than 4% of the concrete volume after setting, and more preferably less than 3.5%. In general, when the content of the metal fiber is increased, the bending strength is improved, but conversely, the unit water amount is also increased in order to secure the fluidity, and therefore the above content is considered in consideration of the fluidity and the bending strength of the cured body. An amount is preferred.
[0042]
Examples of the organic fiber include vinylon fiber, polypropylene fiber, polyethylene fiber, aramid fiber, and carbon fiber. The organic fibers preferably have a diameter of 0.005 to 1.0 mm and a length of 2 to 30 mm. The content of the organic fiber is preferably less than 10% of the concrete volume after setting, and more preferably less than 7%. Note that both metal fibers and organic fibers may be used.
[0043]
Further, from the viewpoint of increasing the packing density of the joint tool 1, it is preferable to include an inorganic powder having an average particle diameter of 3 to 20 μm, more preferably an average particle diameter of 4 to 10 μm. Examples of the inorganic powder include quartz powder, limestone powder, oxide powder such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ), carbide powder such as silicon carbide (SiC), nitride powder such as silicon nitride (SiN), and the like. However, among these, quartz powder is preferable from the viewpoints of cost and quality stability of the cured body. Examples of the quartz powder include quartz, amorphous quartz, opal and cristobalite silica-containing powders, and the like. The blending amount of the inorganic powder is preferably 50 parts by weight or less, more preferably 20 to 35 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement, from the fluidity of concrete, the strength of the cured body, and the like.
[0044]
Furthermore, from the viewpoint of increasing the toughness of the cured body, it is preferable to include fibrous particles or flaky particles having an average particle size of 1 mm or less. Here, the particle size of the particle is the size of the maximum dimension (particularly, the length of the fibrous particle). Examples of fibrous particles include wollastonite, bauxite, mullite, and examples of flaky particles include mica flakes, talc flakes, vermiculite flakes, and alumina flakes. The blending amount of the fibrous particles or the flaky particles is preferably 35 parts by weight or less, more preferably 10 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement in view of the fluidity of concrete, the strength and toughness of the hardened body. In addition, it is preferable to use a fibrous particle having a needle-like degree represented by a length / diameter ratio of 3 or more from the viewpoint of increasing the toughness of the cured body.
[0045]
In this way, as concrete, at least cement, pozzolanic fine powder, aggregate, water, and the concrete containing a water reducing agent cured concrete, if used, the fluidity of the concrete before placing, Separation resistance can be increased, and the strength of the concrete after placing can be made extremely high. Therefore, the coupling tool 1 can be made high in strength and extremely durable.
[0046]
Further, if the compound contains metal fibers and / or organic fibers, the concrete can be reinforced with fibers having excellent strength, so that the strength of the concrete can be further increased.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the joint device according to the present invention, since the configuration as described above is adopted, the bolt box can be integrated with the joint device to increase the strength of the structure, thereby increasing the strength. It is possible to provide a joint tool that can improve the drawing durability and increase the drawing strength.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a coupling device according to the present invention.
2A and 2B are diagrams showing a reinforcing member embedded in the coupling tool of FIG. 1, wherein FIG. 2A is a front view, FIG. 2B is a side view, and FIG.
3A and 3B are diagrams showing a concrete structure in which the joint tool of FIG. 1 is embedded, in which FIG. 3A is a cross-sectional view in plan view, and FIG. 3B is a side cross-sectional view.
[Explanation of symbols]
1 Joint 1a Head 1b Body 1c Tail 1h Bolt box hole (through hole)
1s Tip 2 Bolt insertion holes 3a, 3b, 4, 5a, 5b Reinforcement member C Concrete segment (structure)
Cf Joint end face H Bolt box

Claims (4)

モルタルまたはコンクリートにより構成され、構造物内の接合端面近傍位置に埋設され、隣接された構造物同士を接合させる継手具であって、
前記継手具は、頭部と、該頭部の両側部から各々後方側へと延在する一対の胴部と、これら一対の胴部の後方側同士を連結するテール部とから構成された、中央部に貫通孔を有する平面視略ロの字形状をなし、前記頭部には、前記貫通孔からボルトを挿通させて該ボルトの先端側を前記接合端面から突出させるボルト挿通孔が形成されているとともに、該ボルト挿通孔を囲う線状で無端環状の補強部材が埋設され、前記テール部には線状の補強部材が埋設され、前記各胴部には前記頭部の補強部材の両側部側と前記テール部の補強部材の両側部側とを連結する線状の補強部材が埋設されており、前記貫通孔は、前記継手具が前記構造物内に埋設された際に、前記ボルトを締結するためのボルトボックスとして機能することを特徴とする継手具。
It is composed of mortar or concrete , embedded in the vicinity of the joint end face in the structure, and a joint tool for joining adjacent structures,
The coupling tool is composed of a head, a pair of trunks extending from both sides of the head to the rear side, and a tail part connecting the rear sides of the pair of trunks, The central portion has a substantially square shape in plan view with a through hole, and the head is formed with a bolt insertion hole through which a bolt is inserted from the through hole and the front end side of the bolt protrudes from the joining end surface. In addition, a linear and endless annular reinforcing member surrounding the bolt insertion hole is embedded, a linear reinforcing member is embedded in the tail portion, and both sides of the head reinforcing member are embedded in the body portion. A linear reinforcing member for connecting a portion side and both side portions of the reinforcing member of the tail portion is embedded, and the through hole is formed by the bolt when the fitting is embedded in the structure. fitting tool characterized that you function as bolts box for fastening
構造物内の接合端面近傍位置に埋設され、隣接された構造物同士を接合させる継手具であって、
少なくともセメント、ポゾラン質微粉末、骨材、水、及び減水剤が含有された配合物を硬化させたコンクリートにより構成されており、ボルトを挿通させて該ボルトの先端側を前記接合端面から突出させるボルト挿通孔が形成されているとともに、少なくとも該ボルト挿通孔の近傍位置を補強する線状の補強部材が埋設されていることを特徴とする継手具。
A fitting that is embedded in the vicinity of the joining end face in the structure and joins adjacent structures,
It is made of concrete obtained by hardening a compound containing at least cement, pozzolanic fine powder, aggregate, water, and a water reducing agent, and a bolt is inserted so that the tip of the bolt protrudes from the joint end face. with the bolt insertion hole is formed, joint characterized in that at least the bolt insertion holes linear reinforcing member for reinforcing the vicinity of is embedded Taegu.
前記配合物中に、金属繊維及び/又は有機繊維が含有されていることを特徴とする請求項2に記載の継手具。 During the formulation, joint tool according to claim 2, characterized that you have contained metal fibers and / or organic fibers. 前記補強部材は、炭素繊維、アラミド繊維等の強化繊維により構成されていることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の継手具。The reinforcing member joint device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is constituted by reinforcing fibers such as carbon fibers, aramid fibers.
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