JP4589644B2 - Seismic joint structure of segment - Google Patents
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Description
本発明は、シールドトンネルの覆工用セグメントの継手構造に関し、主として、セグメントリング間の継手部、特に、トンネル軸方向の耐震性を向上させ、地震時にセグメントリング間に作用する引張力を低減することが可能となるセグメントの耐震継手構造に関するものである。 The present invention relates to a joint structure of a shield tunnel lining segment, and mainly improves the joint portion between the segment rings, particularly the earthquake resistance in the tunnel axial direction, and reduces the tensile force acting between the segment rings during an earthquake. This is related to the seismic joint structure of the segment.
従来、シールドトンネルにおいては、トンネル軸方向に既設のセグメントまたはセグメントリングに新設のセグメントを連結して新設のセグメントリングを構築しトンネルが構築されていく。この場合、(1)セグメントリング単体ではリングを強固にできないため、隣接するセグメントリングにおけるセグメント相互を千鳥配置とし、このようなセグメントリングを連結し、少なくとも2つのセグメントリング相互を一体に連結し剛性を高めたセグメントリング構造体としている。このようなセグメントリング構造体に用いる継手構造として、特開平11−101093号公報(特許文献1)に記載されているトンネル軸方向の引張剛性が高いリング間継手構造(以下、剛継手構造ともいう)のものが知られている。 Conventionally, in a shield tunnel, a new segment ring is constructed by connecting a new segment to an existing segment or a segment ring in the tunnel axis direction, and a tunnel is constructed. In this case, (1) Since the ring cannot be strengthened by a single segment ring, the segments in the adjacent segment rings are arranged in a staggered manner, such segment rings are connected, and at least two segment rings are connected together to be rigid. The segment ring structure with improved As a joint structure used for such a segment ring structure, a ring-to-ring joint structure (hereinafter, also referred to as a rigid joint structure) described in JP-A-11-101093 (Patent Document 1) having high tensile rigidity in the tunnel axis direction. ) Is known.
前記のような少なくとも2リング以上からなるセグメントリング構造体におけるセグメントリング相互は弾性体を介在させず、トンネル軸方向の引張剛性を高くしたリング間継手構造(剛結合継手構造)であるため、(2)トンネル軸方向に隣接するセグメントリング構造体との間に、特開平2003−82992号公報(特許文献2)にも示されているような、弾性体を介在させてトンネル軸方向の引張剛性を低くしたリング間継手構造(以下、耐震継手構造ともいう)を介在させてトンネルの耐震性を向上させることが考えられている。 Since the segment rings in the segment ring structure composed of at least two rings as described above have an inter-ring joint structure (rigid joint structure) in which the tensile rigidity in the tunnel axis direction is increased without interposing an elastic body ( 2) Tensile rigidity in the tunnel axis direction as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-82992 (Patent Document 2) between the segment ring structures adjacent in the tunnel axis direction. It has been considered to improve the earthquake resistance of the tunnel by interposing a ring-to-ring joint structure (hereinafter also referred to as an earthquake-resistant joint structure) with a reduced height.
また、(3)図14に示すように、前記のような剛結合の継手構造Aと耐震継手構造Bとを、トンネル軸方向に交互に配置することも知られている。(例えば、特許文献3参照) (3) As shown in FIG. 14, it is also known that the above-described rigidly coupled joint structure A and earthquake-resistant joint structure B are alternately arranged in the tunnel axis direction. (For example, see Patent Document 3)
前記(1)の引張剛性が高い継手構造としては、例えば、図12に示すような剛継手構造で、前記(2)の耐震継手構造としては、例えば、図13に示すような耐震継手構造である。 The joint structure having high tensile rigidity (1) is, for example, a rigid joint structure as shown in FIG. 12, and the earthquake resistant joint structure (2) is, for example, an earthquake-resistant joint structure as shown in FIG. is there.
ここで、前記の剛継手構造の具体的構造について、図12を参照して簡単に説明すると、トンネル軸方向に相対するセグメント1,2の一方の側面11に設けた雄側係合部材6における係止部材3を、他方の側面10に設けた雌側係合部材5における、ばね付勢された対をなすスライドストッパー12を押し開いて進入させるものである。スライドストッパー12は、雌側係合部材5におけるスライドストッパー保持フレーム20のガイド孔18内でトンネル半径方向に可動自由に保持されている。
Here, the specific structure of the rigid joint structure will be briefly described with reference to FIG. 12. In the
この先行発明は、セグメントのボルトレス方式の嵌合継手部において、施工時のリング間のトンネル半径方向の位置ずれの場合の不適応性の問題を解決している。すなわち、この先行発明によると、トンネル半径方向のセグメント間の位置決め連結が容易に行われ、かつ、トンネル軸方向の大きな引張力に対してセグメントリングの連続性を確保できる引張剛性が高い嵌合継手構造である。 This prior invention solves the problem of incompatibility in the case of a misalignment in the tunnel radial direction between rings at the time of construction in a boltless fitting joint portion of a segment. That is, according to this prior invention, a fitting joint having high tensile rigidity capable of easily positioning and connecting the segments in the tunnel radial direction and ensuring continuity of the segment ring against a large tensile force in the tunnel axial direction. It is a structure.
また、前記の耐震継手構造Bの具体的構造について、図13を参照して簡単に説明すると、この構造は、図12に示す構造における雌側係合部材5内にさらに弾性体を内蔵した構造で、スライドストッパー保持フレーム20とスライドストッパー12の間に弾性体40を設置した構造のものであり、この弾性体40を設置した分、雌側係合部材5および雄側係合部材6ともトンネル軸方向の外形寸法が長くなっている。なお、図13中、符号22は薄鋼板、23はスライドストッパー回転防止を兼ねたガイド材、24は押えピンである。
これらの剛継手構造Aと耐震継手構造Bは、トンネル軸方向に隣接するセグメントリング相互の対向するウエブ側面間に配置されるが、剛継手構造Aと耐震継手構造Bとでは、耐震継手構造B側の雌継手側に弾性体40が介在されている分、継手相互が嵌合した状態では、図13に示す耐震継手構造のトンネル軸方向の継手外形寸法L(継手相互が嵌合した状態では、対向するウエブ側面間隔と同じ)が、図12に示すトンネル軸方向の継手外形寸法L1の剛継手構造Aよりも長くなり、すなわち、剛継手構造Aと耐震継手構造Bとでは、トンネル軸方向の継手外形寸法が異なる。
The rigid joint structure A and the earthquake-resistant joint structure B are arranged between the web surfaces facing each other of the segment rings adjacent to each other in the tunnel axial direction. In the state in which the joints are fitted to each other because the
剛継手構造Aと耐震継手構造Bとでは、トンネル軸方向の継手外形寸法が異なることは、セグメントリング間のセグメントにおけるウエブ間の間隔を広くすることが必要になる。 The rigid joint structure A and the earthquake-resistant joint structure B have different joint outer dimensions in the tunnel axial direction, and therefore it is necessary to widen the distance between the webs in the segments between the segment rings.
このため、耐震継手構造Bと剛継手構造Aを混用しようとすると、別途の対応が必要になる。例えば、剛継手構造Aと耐震継手構造Bのセグメントは、その鋼殻本体を構成するトンネル軸方向のフランジ張り出し長さが異なる特殊な寸法のセグメントとせず、セグメント鋼殻本体の製作を容易にするため、セグメントのウエブから張り出す鋼殻フランジの張り出し寸法を一定とすることを前提とした場合、耐震継手構造Bと剛継手構造Aで用いる雄側係合部材(雄ピン)の形状を変えたり、雌側係合部材(雌金具)に用いている枠金物の形状を変える等の対応が考えられるが、このようにすると、これらを構成する部品数が多くなり煩雑になる。 For this reason, when it is going to mix the earthquake-resistant joint structure B and the rigid joint structure A, another response | compatibility will be needed. For example, the segment of the rigid joint structure A and the seismic joint structure B is not a segment having a special dimension in which the flange projecting length in the tunnel axis direction constituting the steel shell body is different. Therefore, if it is assumed that the projecting dimension of the steel shell flange projecting from the segment web is constant, the shape of the male side engaging member (male pin) used in the seismic joint structure B and the rigid joint structure A may be changed. Although measures such as changing the shape of the frame metal used for the female side engaging member (female metal fitting) are conceivable, this increases the number of parts constituting these and becomes complicated.
したがって、耐震継手構造Bと剛継手構造Aとに用いる、雄・雌の金物をできるだけ共通にし、剛継手構造Aと耐震継手構造Bとも、トンネル軸方向の継手外形寸法を同じにすることが望まれる。 Therefore, it is desirable that male and female hardware used for the earthquake-resistant joint structure B and the rigid joint structure A be made as common as possible, and that the joint dimensions in the tunnel axial direction be the same for both the rigid joint structure A and the earthquake-resistant joint structure B. It is.
本発明者は前記の点について種々検討した結果、耐震継手構造Bと剛継手構造Aとに用いる雌側係合部材を共通の金物とし、雄側係合部材のトンネル軸方向の長さを変えずに耐震性を付与することにより有利に解決できることを見出し、本発明を完成させた。
本発明は、この知見にもとづき、前記の課題を解決したセグメントの耐震継手構造を提供することを目的とする。
As a result of various studies on the above points, the present inventor made the female engagement member used for the earthquake-resistant joint structure B and the rigid joint structure A a common hardware, and changed the length of the male engagement member in the tunnel axis direction. The present invention has been completed by finding that it can be advantageously solved by imparting earthquake resistance.
An object of the present invention is to provide a seismic joint structure for a segment that solves the above-mentioned problems based on this finding.
第1発明のセグメントの耐震継手構造においては、トンネル軸方向に相対するセグメント(1,2)をトンネル軸方向に連結するため、一方のセグメント(2)のトンネル軸方向側面(11)に雄側係合部材(6)を、他方のセグメント(1)のトンネル軸方向側面(10)に雌側係合部材(5)を設けたセグメントの継手構造において、前記雄側係合部材(6)を、先端に係止突起(4)を有する係止部材(3)と、前記係止部材(3)をトンネル軸方向にバネ付勢して前進移動可能に支承すると共に前記一方のセグメント(2)の側面に固定され前記係止部材(3)をトンネル軸方向にガイドするガイド部付ケース部材(36)を備えた構成とし、前記雌側係合部材(5)を、前記他方のセグメント(1)の側面に固定したスライドストッパー保持フレーム(20)と、この保持フレーム(20)によりトンネル半径方向に可動的に支持され、かつ前記係止部材(3)の進入部を閉じる方向にばね付勢されており、前記係止突起(4)を係止できるスライドストッパー(12)とから構成し、前記係止部材(3)の非円形中間軸部(42)が、前記ガイド部付ケース部材(36)の先端板(38)の非円形の開口部(39)に移動可能に嵌合されて、係止部材(3)先端部の係止突起(4)の回動を防止するようにしたことを特徴とする。
第2発明では、第1発明のセグメントの耐震継手構造において、剛結合継手部とセグメントの耐震継手構造は、トンネル軸方向に隣接するセグメントリング相互の対向するウエブ側面間に配置され、前記剛結合継手部を備えた剛継手構造は、トンネル軸方向に相対するセグメントの一方の側面に設けた雄側係合部材における先端に第2の係止突起を有する第2の係止部材を、他方の側面に設けた雌側係合部材における、ばね付勢された対をなす第2のスライドストッパーを押し開いて進入させるものであり、前記第2の係止部材はセグメントの軸方向側面に溶接により固定したものであり、第2のスライドストッパーは、雌側係合部材における第2のスライドストッパー保持フレームのガイド孔内でトンネル半径方向に可動自由に保持されていることで構成され、先端に係止突起(4)を有する前記係止部材(3)のセグメントのウエブ側面からのトンネル軸方向の長さ寸法を、セグメントのトンネル軸方向側面(11)に溶接により固定する剛結合継手部における前記第2の係止突起(4)を有する前記第2の係止部材のトンネル軸方向の長さ寸法と同じ寸法にしたことを特徴とする。
第3発明では、第1発明又は第2発明のセグメントの耐震継手構造において、係止部材(3)は、その基端部が一方のセグメントの側面に当接するように後退移動方向にバネ付勢されていることを特徴とする。
第4発明では、第1発明〜第3発明のいずれかのセグメントの耐震継手構造において、係止部材(3)をトンネル軸方向の後退移動方向にバネ付勢する弾性体として、コイルバネ、繊維補強ゴムまたはエポキシ樹脂等の筒状弾性体のいずれかを用いたことを特徴とする。
In the seismic joint structure of the segment of the first invention, the segments (1, 2) facing in the tunnel axial direction are connected in the tunnel axial direction, so that the male side is connected to the side surface (11) in the tunnel axial direction of one segment (2). In the joint structure of the segment in which the engaging member (6) is provided with the female engaging member (5) on the tunnel axial direction side surface (10) of the other segment (1), the male engaging member (6) is A locking member (3) having a locking projection (4) at the tip, and the locking member (3) is spring-biased in the tunnel axial direction and supported so as to move forward and the one segment (2) The case is provided with a case member (36) with a guide portion that is fixed to the side surface of the guide member and guides the locking member (3) in the tunnel axial direction, and the female engagement member (5) is connected to the other segment (1). ) Slide strike fixed to the side The par holding frame (20) and the holding frame (20) are movably supported in the tunnel radial direction and are spring-biased in the direction of closing the entry portion of the locking member (3). It comprises a slide stopper (12) capable of locking the protrusion (4), and the non-circular intermediate shaft portion (42) of the locking member (3) is the tip plate (38) of the case member with guide portion (36). ) Is movably fitted in the non-circular opening (39) to prevent the locking protrusion (4) at the tip of the locking member (3) from rotating .
According to a second aspect of the present invention, in the seismic joint structure for a segment according to the first aspect, the rigid coupling joint portion and the seismic joint structure for the segment are disposed between the web sides facing each other of the segment rings adjacent in the tunnel axial direction. In the rigid joint structure including the joint portion, the second locking member having the second locking protrusion at the tip of the male side engaging member provided on one side surface of the segment facing the tunnel axial direction is provided on the other side. In the female side engaging member provided on the side surface, the second slide stopper that makes a spring-biased pair is pushed open to enter, and the second locking member is welded to the axial side surface of the segment. The second slide stopper is fixedly movable in the tunnel radial direction in the guide hole of the second slide stopper holding frame in the female engagement member. Consists of Rukoto, welding tunnel axial length dimension from the web side of the segment of the locking member (3) having a locking projection (4) at the tip, the segment of the tunnel axis direction side (11) you characterized in that the same dimensions as the tunnel axial length dimension of the second locking member having said second locking projections in the rigid coupling joint for fixing (4).
In the third invention, in the seismic joint structure of the segment of the first invention or the second invention , the locking member (3) is spring-biased in the backward movement direction so that its base end abuts the side surface of one segment. It is characterized by being.
According to a fourth invention, in the seismic joint structure of any one of the first to third inventions, a coil spring, a fiber reinforcement is used as an elastic body for spring-biasing the locking member (3) in the backward movement direction in the tunnel axis direction. Any one of cylindrical elastic bodies such as rubber or epoxy resin is used.
(1)第1発明によると、先端に係止突起を有する係止部材と、前記係止部材をトンネル軸方向にバネ付勢し前進移動可能に支承すると共に前記一方のセグメントの側面に固定されるガイド部付ケース部材を備えることにより、雄側係合部材に耐震性を付与した雄側係合部材とすることができ、そのため、雌側係合部材の構造を簡単にすることができるばかりでなく、トンネル軸方向のセグメントリング相互を接続する継手構造における雌側係合部材の共通化を図ることができる。
第2発明によると、トンネル軸方向のセグメントリング相互を接続するすべての継手構造における雄側係合部材が同じトンネル軸方向の長さ寸法になるので、トンネル軸方向のセグメントリング相互を接続するすべての継手構造における共通化された雌側係合部材と組み合わせると、雄側係合部材と雌側係合部材とを連結した状態におけるトンネル軸方向の外形寸法を一定にできるため、すべてのトンネル軸方向に隣り合うセグメントリング相互のセグメント間における主桁間隔(すなわち、主桁をウエブとするウエブ間隔)が一定になり、セグメントのウエブ位置が同じになるため、セグメント本体を構成する鋼殻の製作が容易になる。換言すると、(1)添接する主桁のウエブ位置を、耐震継手であっても、剛継手の場合と同じにすることができるため、セグメント鋼殻の製作が容易になる。
また、第2発明によると次のような効果がある。
(2) 主桁のウエブへの雌側係合部材(雌金物)の取付け作業に対して、耐震性を付与した継手と、剛継手の区別がなく、取付け作業および検査が容易になる。
(3)耐震性を付与した継手と剛継手の雌側係合部材(雌金物)の形状が同じになり、継手部品の種類を減少させることができ、部品の調達が容易になる。
(4) そのため、セグメントの経済性が向上する。
第1発明によると、単に、ガイド部付ケース部材(36)の先端板(38)に非円形の開口部(39)を設け、その開口部に係止部材の非円形中間軸部42を移動可能に嵌合するだけで、係止部材と共に係止突起の回動を防止することができる。
第3発明によると、係止突起を有する係止部材の基端部が一方のセグメントの側面に当接するように後退移動方向にバネ付勢されているので、係止部材を初期状態において所定の位置に安定した姿勢で保持することができるため、雄側係合部材を安定した状態で雌側係合部材に嵌合することができる。
第4発明によると、係止部材(3)をトンネル軸方向にバネ付勢する弾性体として、コイルバネ、繊維補強ゴムまたはエポキシ樹脂等の筒状弾性体のいずれかを用いるので、簡単な手段により、係止部材を後退移動方向に付勢することができる。
(1) According to the first invention, the locking member having a locking projection at the tip, and the locking member is spring-biased in the tunnel axis direction and supported so as to be movable forward and fixed to the side surface of the one segment. By providing the case-attached case member, it is possible to provide a male-side engagement member that imparts earthquake resistance to the male-side engagement member. Therefore, the structure of the female-side engagement member can be simplified. In addition, it is possible to share the female side engaging member in the joint structure that connects the segment rings in the tunnel axis direction.
According to the second invention , since the male engagement members in all joint structures connecting the segment rings in the tunnel axis direction have the same length in the tunnel axis direction, all the segment rings in the tunnel axis direction are connected to each other. When combined with the common female side engaging member in the joint structure, the outer dimensions in the tunnel axis direction can be made constant when the male side engaging member and the female side engaging member are connected. Since the main girder spacing between the segments of the adjacent segment rings in the direction (that is, the web spacing with the main girder as the web) is constant and the web position of the segments is the same, the manufacture of the steel shell that constitutes the segment body Becomes easier. In other words, (1) even if it is a seismic joint, the web position of the main girder to be attached can be made the same as in the case of a rigid joint, so that the production of the segment steel shell becomes easy.
The second invention has the following effects.
(2) For the work of attaching the female engagement member (female hardware) to the web of the main girder, there is no distinction between a joint imparted with earthquake resistance and a rigid joint, and the work and inspection are facilitated.
(3) The shape of the female-side engagement member (female hardware) of the joint and the rigid joint provided with earthquake resistance is the same, the types of joint parts can be reduced, and the procurement of the parts becomes easy.
(4) Therefore, the economic efficiency of the segment is improved.
According to the first invention, the non-circular opening (39) is simply provided in the tip plate (38) of the case member with guide portion (36), and the non-circular
According to the third invention, since the base end portion of the locking member having the locking protrusion is spring-biased in the backward movement direction so as to contact the side surface of the one segment, Since the position can be maintained in a stable posture, the male engagement member can be fitted into the female engagement member in a stable state.
According to the fourth aspect of the present invention, any one of a cylindrical elastic body such as a coil spring, fiber reinforced rubber, or epoxy resin is used as an elastic body that biases the locking member (3) in the tunnel axial direction. The locking member can be urged in the backward movement direction.
以下、本発明の耐震継手構造の実施形態を図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the earthquake-resistant joint structure of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1,図2は本発明に係るセグメントの耐震継手構造の主要素を示すものである。図1(A),(B)において、矢印Dがトンネル軸方向、矢印Eがトンネル半径方向、矢印Fがトンネル円周方向である。各図において、雄側係合部材6として先端にトンネル半径方向に突出すると共にトンネル円周方向に伸びる係止突起4を有する係止部材3が一方のセグメント2のトンネル軸方向の一側面11に、非固定状態で間接的に設けられている。
1 and 2 show main elements of a seismic joint structure for a segment according to the present invention. In FIGS. 1A and 1B, the arrow D is the tunnel axial direction, the arrow E is the tunnel radial direction, and the arrow F is the tunnel circumferential direction. In each figure, a locking
前記の雄側係合部材6の構成についてさらに説明すると、この雄側係合部材6は、セグメント2のトンネル軸方向の一側面11に基端側が溶接により固定される鋼製筒状ケース部34と、先端部にバネ受け付の係止部材3の回転防止を兼ねたガイド部35を有するガイド部付ケース部材36と、前記ガイド部付ケース部材36内に基端側が配置されると共に前記ガイド部35にガイドされて矢印Gで示すトンネル軸方向に前進可能に配設されたバネ受け付の係止部材3と、バネ受け付の係止部材3を後退させるように付勢する弾性体37とを備えている。
The configuration of the
前記のガイド部付ケース部材36は、図示の形態では、円筒状部の先端板38に、非円形の開口部39がトンネル軸方向に貫通して設けられている。前記の非円形の開口部39は、回り止めを兼ねた開口部とする場合には、例えば、図示のように、ほぼ矩形状の開口部39でもよく、または3角形以上の多角形の開口部でもよく、非円形の開口部としておけば、この開口部39に相対的に移動可能に嵌合されて、前進移動するバネ受け付の係止部材3の中間軸部を若干小さな相似形状等にすることで、バネ受け付の係止部材3の回動を防止することで係止突起4の回動を防止し、確実に接合可能にされている。
In the illustrated embodiment, the case member with
なお、セグメントリング間の主桁側面間(ウエブ側面間)にセメント系の常温硬化性充填材する場合、前記の開口部39と係合部材3の中間軸部との隙間が大きいと、この間からガイド部付ケース部材36内にセメント系の常温硬化性充填材が流入硬化し、弾性体37の短縮変形が阻害され、地震時等に他方のセグメント1と共に係合部材3の前進移動ができず、耐震継手の機能をしなくなる恐れを排除するため、前記の間隙を小さくするか、適宜、開口部39にシール材を設けて、ガイド部付ケース部材36内に常温硬化性充填材が流入するのを防止するようにするとよい。
When a cement-type room temperature curable filler is provided between the side faces of the main beam between the segment rings (between the side faces of the web), if the gap between the
前記のバネ受け付の係止部材3および係止突起4の回動を防止すると共にバネ受け付の係止部材3の非円形中間軸部42を支承ガイドし、セグメントリング相互のセグメントの継手金物の嵌合接合を確実にする手段としては、図示を省略するが、バネ受け付の係止部材3の軸部に、軸方向に伸びる溝部を形成し、この溝に摺動可能に嵌合する突起をガイド部付ケース部材36側に設けたり、逆に軸部側に軸方向に伸びる突起を形成し、ガイド部付ケース部材36側に溝を設けても同様に作用させることができる。なお、バネ受け付の係止部材3の軸部に溝部を形成する場合には、適宜その溝が埋まらないようにシールしておくことが必要である。
The above-described spring-carrying
また、前記のバネ受け付の係止部材3は、先端に係止突起4を有し、中間軸部に環状フランジからなるバネ受け部40を一体に有する構造とされ、また、図1に示すように、バネ受け付の係止部材3が後退した状態において、トンネル軸方向の係止突起4の後面4aとガイド部付ケース部材36の先端板38の先端面と間に、雌側のスライドストッパー12を配置できるように、雌側のスライドストッパー12のトンネル軸方向の巾寸法よりも若干大きい間隔に設定されている。
The spring-supporting
また、前記バネ受け付の係止部材3の軸部中間部には、軸直角方向に張り出すフランジからなるバネ受け部40が設けられている。バネ受け付の係止部材3における軸部に係止突起4の設け方として、軸部と係止突起4とを接合する場合は、一方に雄ねじ軸部を他方に雌ねじ孔を設けるネジ式接合、あるいは、溶接接合方式、あるいは接着接合方式あるいはこれらを組み合わせた接合手段でもよい。
Further, a
また、バネ受け付の係止部材3のトンネル軸方向の長さ寸法Lは、図11に示す係止部材3aをウエブ11側面に溶接により固定した剛結合方式における係止部材3aの長さ寸法Lと同じ寸法に設定され、トンネル軸方向の剛結合継手部(剛結合継手構造部ともいう)と、耐震継手部(以下、耐震継手構造部ともいう)とで、セグメントリングのウエブ間の間隔が同じになるように設定されている。本発明においては、トンネル軸方向の剛結合継手構造部と、耐震継手構造部とで、部品の共通化を図り、バネ受け付の係止部材3と係止部材3aとは同じ部品を使用しているので、いずれのセグメントリング間においても、セグメントリング間(トンネル軸方向に隣り合うセグメント間)におけるウエブ間の間隔が同じになる。
Further, the length L in the tunnel axis direction of the spring-carrying
バネ受け付の係止部材3を後退させるように付勢する弾性体37としては、図示の形態では、ケースの先端天板38と前記バネ受け付の係止部材3のバネ受け部40との間にコイルバネ41が圧縮した状態で介在されて、前記バネ受け付の係止部材3を常時後退させるように付勢して、バネ受け付の係止部材3の基端部端面を側面11に当接した状態とし、ウエブ側面11でバネ受け付の係止部材3を他方のセグメントリングの雌側係合部材に嵌合するときの反力をとっている。
In the illustrated embodiment, the
前記の弾性体37としては、コイルバネ以外のバネでもよく、図示を省略するが、筒状の繊維補強ゴムあるいはエポキシ樹脂などの中空筒状の弾性体でもよい。
The
前記の雄側係合部材6は、ガイド部付ケース部材36と、バネ受け付の係止部材3と、コイルバネ41からなる弾性体37とがユニット化された状態で、セグメント側面11に、前記ガイド部付ケース部材3の基端部を溶接により固定される。
The male
次に、耐震継手構造部および剛継手構造部において共通して本発明で使用される雌側係合部材は、前記従来の剛継手構造の場合と同様な構造の雌側係合部材を使用し、前記の従来の雌側係合部材の構造説明と一部重複するが、ここで、図1を参照して詳細に説明する。 Next, the female side engaging member commonly used in the present invention in the seismic joint structure part and the rigid joint structure part uses a female side engaging member having the same structure as that of the conventional rigid joint structure. A part of the structure of the conventional female side engaging member is partially overlapped with the conventional female side engaging member, but will be described in detail with reference to FIG.
他方のセグメント1のトンネル軸方向の一側面10には、雌側係合部材5としてスライドストッパー保持フレーム20が固定され、そのスライドストッパー保持フレーム20によって一対のスライドストッパー12がトンネル半径方向に可動的に設けられている。トンネル周方向に間隔をおいてほぼ平行な一対のスライドストッパー保持フレーム20は、所定の幅と、長さと、厚みを有する金属の板状体で構成され、板状体にはトンネル半径方向に長い2つのガイド孔18が開設されている。このスライドストッパー保持フレーム20の一側面は、他方のセグメント1のトンネル軸方向の一側面10に溶接で固定されている。
A slide
一対のスライドストッパー12は角軸状で、かつ、両ストッパー12の対向面には、バネ受け付の係止部材3の進入側が拡開したテーパ面12Aが付形してある。また、スライドストッパー12は、ガイド孔18内において、ガタつかないでトンネル半径方向に可動自由に設けられている。左右のスライドストッパー保持フレーム20の上下端部に架設され、かつ固定ボルト21によって固定した連結フレーム28とスライドストッパー12との間には、この一対のスライドストッパー12の間が近づく方向に付勢するばね7が配設されている。
The pair of
このような構造であるので、トンネル軸方向に相対するセグメント1,2間のトンネル半径方向の偏心が0のときは、両セグメント1,2を近接させることにより、係止部材3はテーパ面12aをガイドとして一対のスライドストッパー12の間を押し拡げながら進入し、係止突起4がスライドストッパー12に係合して抜け出さない。
Due to such a structure, when the eccentricity in the tunnel radial direction between the
他方、実際の施工においては、相対するセグメント1,2間は偏心していることが多く、その偏心を0に修正する作業は著しく困難を伴なうために、この場合は、最大2mm程度を許容範囲として偏心したままで連結する場合が多い。この場合、本発明の耐震連結構造にあっては、セグメント1,2の偏心に伴って係止部材3のスライドストッパー12に対する正常な進入位置からトンネル半径方向に2mmずれた位置を進入し、スライドストッパー12と係止する。この場合は、一対のスライドストッパー12が、一対のばね7付勢を僅かに変えて係止部材3の偏心に容易に追従でき、ガイド孔18内を2mmだけトンネル半径方向に変位した位置で係止部材3の係止突起4と機械的に係合する。そのときの両部材(つまり、スライドストッパー12とバネ付係止部材3)の係合姿勢は、セグメント1,2の偏心が0のときの正常な係合姿勢と全く同じである。
On the other hand, in actual construction, the opposing
また、相対するセグメント1,2間は、複数のセグメントを円周方向に連結してセグメントリングを構築する際、隣接するセグメントリングのセグメント1,2との間で位置ずれしていることが多く、この位置ずれを0にすることは殆ど不可能に近い。この場合は、最大5mm程度のトンネル円周方向の位置ずれを許容範囲として、トンネル円周方向の位置ずれのままで連結する場合が多い。この場合、本発明の耐震継手構造にあっては、バネ受け付の係止部材3の両側面と、一対のスライドストッパー保持フレーム20との間に所定の間隙19を形成しておくことにより、セグメント1,2のトンネル円周方向のずれに対応して、バネ受け付の係止部材3が左右のスライドストッパー保持フレーム20の中間位置より左右いずれかの側に片寄った位置で、一対のスライドストッパー12の間に進入し、かつスライドストッパー12に機械的に係止する。このとき、両部材(つまり、スライドストッパー12とバネ受け付の係止部材3)の係合姿勢は、セグメント1,2のトンネル円周方向の変位が0のときの正常な係合姿勢と全く同じである。
Also, when a segment ring is constructed by connecting a plurality of segments in the circumferential direction between the opposing
前述のように、本発明のセグメント1,2における耐震継手構造によると、トンネル軸方向に相対するセグメント1,2がトンネル半径方向又は、トンネル円周方向いずれの方向に位置ずれしている場合においても、バネ受け付の係止部材3とスライドストッパー12との係合姿勢はその変位したいずれの位置においても、位置ずれのない正常な位置における係合状態と同じ状態での係合状態を保持できる。よって、セグメントの位置ずれによるセグメント連結部における係合不良という不具合が生じず、セグメント連結部構造における精度の許容範囲が広がり、かつ、各部も直線的部材で構成でき製作が容易である。
As described above, according to the seismic joint structure in the
本発明の具体的実施形態を図3〜図10を参照して説明する。各図において、連結すべきセグメント1,2が鋼殻8と、その中に充填されたコンクリート9とにより構成され、一方のセグメント2の鋼殻8におけるトンネル軸方向の一側面(ウエブ)11に、雄側係合部材6が設けられており、他方のセグメント1の鋼殻8におけるトンネル軸方向の一側面(ウエブ)10に、雌側係合部材5におけるスライドストッパー保持フレーム20の一側面が溶接により固着されている。
A specific embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In each figure,
雌側係合部材5は、スライドストッパー保持フレーム20の上下端に連結フレーム28を配置して枠状に組み、連結フレーム28のボルト挿入孔29に固定ボルト21を挿入し、かつ保持フレーム20の上下端面に形成した雌ねじ31に螺合することで、両フレーム20,28を強固に結合して構成できる。また、スライドストッパー12の両端のピン孔32に割りピン33が挿入されていて、この割りピン33がスライドストッパー保持フレーム20の外側面に係合することにより、スライドストッパー12がガイド孔18から脱出しないように設けられている。この雌側係合部材5は、セグメント1の一側面10に固着する前の段階では、単体(ユニット)として構成されており、この単体の状態でセグメント1の一側面10に溶接する。
The female-
また、雌側係合部材5と雄側係合部材6は、図3,図4ではセグメント1,2の一側面のトンネル円周方向中央部にそれぞれ1個設けられているが、これに限らず、所定の間隔をあけて複数個の雌側係合部材5と雄側係合部材6を設けてもよい。
Further, in FIG. 3 and FIG. 4, one
前記各セグメント1,2を連結する場合は、図7に示す状態から、一方のセグメント1または他方のセグメント2を相対するセグメントに向ってトンネル軸方向に移動していく。このときバネ付係止部材3が、ばね7の力に抗して一対のスライドストッパー12を押拡げながらその間に進入し、図8に示すようにバネ付係止突起3がスライドストッパー12に係合されると共に、一方のセグメント本体の上下の各フランジ15に設けた各嵌込突条16が、他方のセグメント本体の上下のフランジ13に設けた各嵌込凹部14に嵌合される。
When the
前述のようにして、各セグメント1,2を連結したのち、またはセグメントリングを構成した後、図9に示すように、各セグメント1,2の鋼殻8の間に、モルタルなどの常温硬化性材料17が充填される。
After connecting the
次に、本発明の耐震継手構造の作用について説明する。
本発明でも採用されている合成セグメントの前記嵌合方式(つまりボルトレス)のリング間継手構造は公知であり、この継手構造において、地震時に発生するトンネル軸方向の変形により、リング間継手には引張力が発生する。
Next, the operation of the earthquake-resistant joint structure of the present invention will be described.
The above-mentioned fitting method (that is, boltless) inter-ring joint structure employed in the present invention is also known, and in this joint structure, the joint between the rings is tensioned due to deformation in the tunnel axial direction that occurs during an earthquake. Force is generated.
このように大きな引張力がトンネル軸方向に作用した場合、剛継手構造部および耐震継手構造部のいずれにも一方のセグメント2(セグメントリング)と他方のセグメント1(セグメントリング)が離反するようになるが、耐震継手構造部においてこれに対応し、コイルバネ41を短縮するようにしてバネ受け付の係止部材3が他方のセグメント1と共に前進移動されて、前記のトンネル軸方向に作用する引張力に対応することができる。
When such a large tensile force acts in the tunnel axial direction, one segment 2 (segment ring) and the other segment 1 (segment ring) are separated from each other in the rigid joint structure portion and the earthquake-resistant joint structure portion. However, in the earthquake-resistant joint structure portion, the tensile force acting in the tunnel axial direction corresponding to this is moved forward with the
このように、リング間継手に大きな引張力が作用した場合、本発明では、この引張力によりリング間継手に損傷が発生することを防止することで耐震構造化を図るものであり、継手部に引張力が作用する時に、雄側係合部材6側のガイド部付ケース部材36内においてバネ受け付の係止部材3との間に弾性体37を設置し、リング間継手と弾性体37を直列ばねとすることを可能とし、これにより、セグメント耐震継手の引張剛性を安定して低下でき、継手に発生する引張力を制御し、トンネル軸方向に耐震継手構造部の部分でセグメントリング間がトンネル軸方向に伸びることを可能としている。そしてこれにより、トンネル軸方向に離れて設置されている剛継手構造部に作用するトンネル軸方向の引張力も極端に大きくならないようにしている。
Thus, when a large tensile force acts on the joint between rings, in the present invention, an earthquake resistant structure is achieved by preventing damage to the joint between rings due to this tensile force. When a tensile force is applied, an
本発明を実施する場合、弾性体37としてのコイルバネ41を側面11とバネ受け部40との間にこれらに連結するように配置する場合には、引張りバネとして機能させればよい。
When practicing the present invention, when the
1 セグメント
2 セグメント
3 係止部材
4 係止突起
4a 係止突起の後面
5 雌側係合部材
6 雄側係合部材
7 ばね
8 鋼殻
9 コンクリート
10 トンネル軸方向側面
11 トンネル軸方向側面
12 スライドストッパー
12A テーパ面
13 フランジ
14 嵌込凹部
15 フランジ
16 嵌込突条
17 常温硬化性材料
18 ガイド孔
19 間隙
20 スライドストッパー保持フレーム
21 固定ボルト
22 薄鋼板
23 スライドストッパー回転防止を兼ねたガイド材
24 押えピン
28 連結フレーム
29 ボルト挿入孔
31 雌ねじ
32 ピン孔
33 割りピン
34 筒状ケース
35 ガイド部
36 ガイド部付ケース部材
37 弾性体
38 先端板
39 開口部
40 バネ受け部
41 コイルバネ
42 非円形中間軸部
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