JP7440437B2

JP7440437B2 - セグメント継手

Info

Publication number: JP7440437B2
Application number: JP2021010263A
Authority: JP
Inventors: 敦谷口; 佳文服部; 孝人尾関; 勇上地; 和真庄司; 隆正福田; 隆志織田
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2021-01-26
Filing date: 2021-01-26
Publication date: 2024-02-28
Anticipated expiration: 2041-01-26
Also published as: JP2022114114A

Description

本発明は、セグメント継手に関する。

昨今のコンクリート系セグメントのセグメント継手には、所謂ワンパス方式のセグメント継手が適用されている。ここで、コンクリート系セグメントには、ＲＣ（Reinforced Concrete）セグメントや鋼製セグメントとコンクリートが合成された合成セグメントが含まれる。
ワンパス方式のセグメント継手には、定型の鋳鉄部材とアンカー鉄筋を組み合わせた製品（コーンコネクター継手）が適用されているが、以下のような様々な課題を内包している。
まず、代替品がないことから、製品コストが高くなる傾向にある。
また、このコーンコネクター継手は、コンクリートに定着させるためのアンカー筋の仕様や寸法が一般に固定されており、このことに起因してセグメント継手の剛性（ばね定数）や耐力が固定されるため、設計自由度が低くなる傾向にある。
また、コンクリート定着用のアンカー筋が長いことから、設計や製作の面での制約を受け易い傾向にある。
また、継手本体の雄と雌の接合部分が半円形のために回転し易く、組立時や組立後にセグメントの目開きが生じ易い。そして、セグメント継手が回転した場合は、継手本体に曲げ荷重が作用するため、引張部材として設計している継手本体の耐力が低下し得る。
さらに、適用範囲がＲＣセグメントに限定されるため、合成セグメントには適用できない。
以上のことから、製作コストを削減でき、設計自由度が高くて設計及び製作の際の制約を受け難く、目開きが生じ難く、ＲＣセグメントと合成セグメントの双方に適用できるセグメント継手の開発が望まれている。

ここで、特許文献１には、トンネル周方向で隣り合うセグメントを、鉄筋コンクリート製セグメント本体の継手面同士を突き合わせて連結具で互いに連結し、セグメント本体の内周面又は外周面がトンネル周方向に沿って湾曲する湾曲面に形成され、継手面が湾曲面の法線に対して傾斜している傾斜面に形成され、連結具が継手面側に係合部を臨ませる係合金物と、セグメント本体に埋設されるアンカー筋とを備え、セグメント同士をトンネル長手方向に相対移動させて、係合金物同士を係合させて互いに連結し、係合金物同士の係合方向が、継手面に対して直角の方向よりも湾曲面に沿う方向に傾斜するように、係合金物をセグメント本体に固定してある、トンネルセグメント連結構造が開示されている。

特開２００９－１９４６０号公報

特許文献１に記載のトンネルセグメント連結構造によれば、相互に連結される連結具がアンカー筋によってセグメントに定着されていることから、アンカー筋の長さが長いことで他の構成部材との干渉が懸念され、また、このアンカー筋には一般に異径棒鋼が適用されることからその耐力が規定され、耐力や剛性を多様に設定することができない。そのため、上記するように、設計や製作の面での制約を受け易く、セグメント継手の剛性（ばね定数）や耐力が固定されることにより設計自由度が低くなるといった課題を内包する。また、連結具の備える接合部分が半円形であることから回転し易く、組立時や組立後にセグメントの目開きが生じ易いといった課題を内包する。

本発明は、製作コストを削減でき、設計自由度が高くて設計及び製作の際の制約を受け難く、目開きが生じ難く、ＲＣセグメントと合成セグメントの双方に適用できるセグメント継手を提供することを目的としている。

前記目的を達成すべく、本発明によるセグメント継手の一態様は、
トンネルの周方向に隣接する、コンクリート系セグメントである第一セグメントと第二セグメントがそれぞれ第一継手面と第二継手面を備え、該第一継手面に設けられている雄継手と、該第二継手面に設けられている雌継手とが接続されている、セグメント継手であって、
前記雄継手は、
前記第一継手面から突設する雄金物と、
前記雄金物の基部に取り付けられ、頭付きボルトにより形成される第一アンカーと、を備え、
前記雌継手は、
前記第二継手面よりも前記第二セグメントの内部に配設されている雌金物と、
前記雌継手の基部に取り付けられ、頭付きボルトにより形成される第二アンカーと、を備え、
前記雄金物は、側面視がＴ型のＴ型金物であり、
前記雌金物は、前記Ｔ型金物が係合する側面視がＴ型のＴ型溝を備えており、
前記Ｔ型溝に対して前記Ｔ型金物が係合した状態において、前記雄継手と前記雌継手が一直線状に配設されていることを特徴とする。

本態様によれば、相互に接続される、第一セグメントの第一継手面に設けられている雄継手と、第二セグメントの第二継手面に設けられている雌継手がいずれも、長尺のアンカー筋に代わって、頭付きボルトにより形成されるアンカー（第一アンカーと第二アンカー）を介してセグメントを形成するコンクリートに定着されていることにより、雄継手と雌継手の第一、第二アンカーの長さや径、強度区分などを自在に変更することができ、セグメント継手の剛性（ばね定数）や耐力を多様に変更できることで、設計自由度を高くすることが可能になる。また、頭付きボルトにより形成される第一、第二アンカー故に、それらの長さをアンカー筋に比べて格段に短くしながら、コンクリートとの間で十分な定着強度（頭部ナットによる支圧力とボルト側面の摩擦力の合力）が得られるため、設計や製作の面での制約が受け難くなる。
また、雄金物が側面視Ｔ型のＴ型金物であり、雌金物が側面視Ｔ型のＴ型溝を備えていて、Ｔ型溝に対してＴ型金物が係合していることにより、セグメント継手における雄金物と雌金物の相対的な回転を抑制でき、このことによってセグメント継手の目開きを抑制可能になる。
また、本態様はＲＣセグメントと合成セグメントの双方に適用できるとともに、従来汎用されている定型の鋳鉄部材とアンカー鉄筋を組み合わせたコーンコネクター継手の代替品となり、大量生産に適した形状に雄継手と雌継手を加工可能であり、頭付きボルトにより形成されるアンカーを備えていることから製作コストの削減も可能になる。
ここで、Ｔ型溝に対してＴ型金物が係合した状態において、雄継手と雌継手が一直線状に配設されていることにより、一方のセグメントから他方のセグメントへの荷重の伝達性能が良好になり、接続強度の高いセグメント継手が形成される。

本態様では、第一セグメントの第一継手面に雄継手と雌継手が設けられ、第二セグメントの第二継手面においても、第一継手面の雄継手と雌継手に対応する位置に雌継手と雄継手が設けられている形態も含まれる。また、例えば、第一継手面に複数の雄継手が設けられ、第二継手面における各雄継手に対応する位置に雌継手が設けられている（従って複数の雌継手を備えている）形態や、第一継手面に複数の雌継手が設けられ、第二継手面における各雌継手に対応する位置に雄継手が設けられている形態も含まれる。より安定的かつ接続強度の高いセグメント継手としては、第一継手面と第二継手面の双方が雄継手と雌継手をともに備え、対応する雄継手と雌継手同士が係合される形態が挙げられる。
尚、本態様のセグメントの継手構造は、ＢセグメントとＫセグメントのセグメント継手、ＢセグメントとＡセグメントのセグメント継手、Ａセグメント同士のセグメント継手等に対して適用することができる。

また、本発明によるセグメント継手の他の態様において、
前記第二継手面には、該第二継手面の長手方向に延設して前記雄金物が入り込んでスライドできる案内溝が設けられており、
前記案内溝の内部において、前記雌金物が前記雄金物と係合自在に配設されていることを特徴とする。

本態様によれば、第二継手面において、第二継手面の長手方向に延設して雄金物が入り込んでスライドできる案内溝が設けられていることにより、ワンパス方式のセグメント継手を形成することができる。

また、本発明によるセグメント継手の他の態様において、
前記Ｔ型金物は、中央の軸部と、該軸部の先端において該軸部の上下に張り出す張り出し部と、を備え、
前記Ｔ型金物は、前記案内溝をスライドするスライド方向において、前記張り出し部の平面視における幅がテーパー状に変化しており、
前記Ｔ型溝は、前記Ｔ型金物の平面視形状と相補的な平面視形状を備えており、
前記Ｔ型金物が前記Ｔ型溝に係合した状態において、双方の係合面が楔状に面接触していることを特徴とする。

本態様によれば、Ｔ型金物が中央の軸部と軸部の先端においてその上下に張り出す張り出し部とを備え、案内溝におけるスライド方向において、張り出し部の平面視における幅がテーパー状に変化し、Ｔ型金物がＴ型溝に係合した状態において双方の係合面が楔状に面接触していることにより、雄継手と雌継手が一直線状に配設されていることと相俟って、接続強度の高いセグメント継手が形成される。

また、本発明によるセグメント継手の他の態様は、
前記コンクリート系セグメントが、鋼殻と、鋼殻の内部にあるコンクリート体とを有する合成セグメントであり、前記第一セグメントと前記第二セグメントはそれぞれ、第一継手板と第二継手板を備え、前記第一継手面と前記第二継手面はそれぞれ、該第一継手板と該第二継手板の備える継手面であり、
前記雄継手は、前記第一セグメントの前記鋼殻に固定されている第一鋼製ブラケットをさらに有し、該第一鋼製ブラケットと前記雄金物が前記第一アンカーを介して接続され、
前記雌継手は、前記第二セグメントの前記鋼殻に固定されている第二鋼製ブラケットをさらに有し、該第二鋼製ブラケットと前記雌金物が前記第二アンカーを介して接続されていることを特徴とする。

本態様によれば、第一セグメントと第二セグメントが合成セグメントであって、第一セグメントの鋼殻に固定されている第一鋼製ブラケットと雄金物が第一アンカーを介して接続されることにより雄継手が形成され、第二セグメントの鋼殻に固定されている第二鋼製ブラケットと雌金物が第二アンカーを介して接続されることにより雌継手が形成されていることによって、合成セグメントにおけるワンパス方式のセグメント継手が実現できる。

また、本発明によるセグメント継手の他の態様は、
前記Ｔ型金物において、テーパー状に変化する張り出し部の平面視における幅のうち、最大幅：Ｄ_ｍａｘと最小幅：Ｄ_ｍｉｎの中間の中間幅：Ｄ_ｍｉｄと、前記張り出し部のうち、前記軸部からの張り出し長：Ｌとの比率：Ｄ_ｍｉｄ／Ｌが、１００％以上の範囲にあることを特徴とする。

本態様によれば、Ｔ型金物においてテーパー状に変化する張り出し部の平面視における幅の最大幅：Ｄ_ｍａｘと最小幅：Ｄ_ｍｉｎの中間の中間幅：Ｄ_ｍｉｄと、張り出し部の軸部からの張り出し長：Ｌとの比率：Ｄ_ｍｉｄ／Ｌが１００％以上の範囲であることにより、Ｔ型金物の張り出し部が構造弱部となることなく、係合に必要な張り出し長を備えながらも、張り出し部を含むＴ型金物の全体の剛性を高めることができ、Ｔ型金物を全体として剛体と見なすことが可能になる。

また、本発明によるセグメント継手の他の態様は、
前記Ｄ_ｍｉｄ／Ｌが、１５０％以上の範囲にあることを特徴とする。

本態様によれば、Ｄ_ｍｉｄ／Ｌが１５０％以上の範囲にあることにより、張り出し部が係合に必要な張り出し長を備えながらも、張り出し部を含むＴ型金物の全体の剛性をより一層高めることができる。ここで、本発明者等による継手曲げ試験によれば、Ｔ型金物の軸部の上下の張り出し部は、一方が圧縮側となり、他方が引張側となるが、Ｄ_ｍｉｄ／Ｌが１５０％以上の範囲では、圧縮側と引張側の双方の張り出し部において荷重を可及的均等に負担できることが実証されている。そして、上下の張り出し部が可及的均等に荷重を負担することにより、雄継手の耐力低下を抑制することができる。

また、本発明によるセグメント継手の他の態様は、
前記Ｔ型金物において、テーパー状に変化する張り出し部の平面視における幅のうち、最大幅：Ｄ_ｍａｘと最小幅：Ｄ_ｍｉｎの中間の中間幅：Ｄ_ｍｉｄと、前記軸部の幅：Ｂとの比率：Ｄ_ｍｉｄ／Ｂが、８０％以上１２０％以下の範囲にあることを特徴とする。

本態様によれば、Ｔ型金物における中間幅：Ｄ_ｍｉｄと、軸部の幅：Ｂとの比率：Ｄ_ｍｉｄ／Ｂが８０％以上１２０％以下の範囲にあることにより、一定以上の荷重が作用した際に、上下の張り出し部が可及的均等に荷重を負担することができ、雄継手の耐力低下を抑制することができる。

本発明のセグメント継手によれば、製作コストを削減でき、設計自由度が高くて設計及び製作の際の制約を受け難く、目開きが生じ難く、ＲＣセグメントと合成セグメントの双方に適用できるセグメント継手を提供することができる。

実施形態に係るセグメント継手の形成方法の一例を説明する斜視図である。実施形態に係るセグメント継手の形成方法の一例を説明する横断面図である。実施形態に係るセグメント継手の一例を説明する縦断面図である。図３のIV－IV矢視図であって、実施形態に係るセグメント継手の一例を説明する横断面図である。継手曲げ試験を説明する概要図である。（ａ）は、継手曲げ試験における雄金物に取り付けられているひずみゲージの取り付け位置を説明する側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ方向矢視図であってひずみゲージの取り付け位置を説明する平面図である。Ｔ型金物において、テーパー状に変化する張り出し部の平面視における中間幅：Ｄ_ｍｉｄと、張り出し部における軸部からの張り出し長：Ｌとの比率：Ｄ_ｍｉｄ／Ｌが１００％程度のＴ型金物を適用した際の、継手曲げ試験結果を示す図である。Ｔ型金物において、テーパー状に変化する張り出し部の平面視における中間幅：Ｄ_ｍｉｄと、張り出し部における軸部からの張り出し長：Ｌとの比率：Ｄ_ｍｉｄ／Ｌが１５０％程度のＴ型金物を適用した際の、継手曲げ試験結果を示す図である。

以下、実施形態に係るセグメント継手について、その形成方法とともに添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。

［実施形態に係るセグメント継手］
はじめに、図１乃至図４を参照して、実施形態に係るセグメント継手の一例とその形成方法について説明する。ここで、図１と図２はそれぞれ、実施形態に係るセグメント継手の形成方法の一例を説明する斜視図と横断面図である。また、図３は、実施形態に係るセグメント継手の一例を説明する縦断面図であり、図４は、図３のIV－IV矢視図であって、実施形態に係るセグメント継手の一例を説明する横断面図である。

図示する第一セグメント１０Ａと第二セグメント１０Ｂはそれぞれ、トンネルの周方向に隣接する例えばＫセグメントとＢセグメントであり、左右のＢセグメント１０ＢにＫセグメント１０Ａがトンネルの長手方向へＸ１方向に嵌め込まれることにより、実施形態に係るセグメント継手６０（図３，４参照）が形成される。尚、第一セグメントは他のＢセグメントやＡセグメントであってもよく、第二セグメントも他のＫセグメントやＡセグメントであってよい。

第一セグメント１０Ａと第二セグメント１０Ｂはいずれも合成セグメントであり、一対の主桁２１及び一対の第一継手板２２Ａ及び第二継手板２２Ｂと、これらに溶接接合されているスキンプレート２３からなる鋼殻の内部に、コンクリート体５０（図３、４参照）が中詰めされることにより形成されている。尚、第一セグメントと第二セグメントはその他、ＲＣセグメントであってもよい。

第一セグメント１０Ａの一方の第一継手板２２Ａは、図１の手前側の端部近傍に雄継手３０を備え、図１の奥側の端部近傍に雌継手４０を備えている。一方、この第一継手板２２Ａと当接する第二セグメント１０Ｂの第二継手板２２Ｂは、第一セグメント１０Ａの雄継手３０と係合する位置に同様の雌継手４０（図示せず）を備え、第一セグメント１０Ａの雌継手４０と係合する位置に同様の雄継手３０（図示せず）を備えている。また、第一セグメント１０Ａの他方の第二継手板２２Ｂには、第一継手板２２Ａとは逆に、例えば図１の手前側の端部近傍に雌継手４０（図示せず）を備え、図１の奥側の端部近傍に雄継手３０（図示せず）を備えている。

図１に示す第一セグメント１０Ａの第一継手板２２Ａでは、雄継手３０を構成するＴ型金物である雄金物３３が示されており、雌継手４０に連続して第二セグメント１０Ｂの第二継手板２２Ｂから突設する雄金物３３（図示せず）が入り込んでスライドできる案内溝２４が示されている。一方、図１に示す第二セグメント１０Ｂの第二継手板２２Ｂでは、第一セグメント１０Ａの第一継手板２２Ａから突設する雄金物３３が入り込んでスライドできる案内溝２４が示されている。

図２に示すように、雄継手３０は、第一セグメント１０Ａの鋼殻である主桁２１に溶接接合もしくはボルト接合により固定されている第一鋼製ブラケット３１と、雄金物３３と、第一鋼製ブラケット３１と雄金物３３とを接続する複数（図示例は二つ）の第一アンカー３２とを有する。

第一アンカー３２は、頭付きボルトにより形成される。また、第一鋼製ブラケット３１は、図２及び図３に示すように、平面視台形状の二枚の鋼製横材３１ａと、これら二枚の鋼製横材３１ａを繋ぐ鋼製縦材３１ｂとにより形成され、鋼製縦材３１ｂには第一アンカー３２が螺合されるボルト孔３１ｃが開設されており、鋼製縦材３１ｂの背面に頭付きボルト３２の頭部が係合した姿勢で第二セグメント側に突設している。

二本の頭付きボルト３２に対して、Ｔ型金物３３がボルト接合されている。Ｔ型金物３３は、図２及び図３に示すように、頭付きボルト３２が螺合する螺合部３５と、螺合部３５の端面から第二セグメント側に突設する軸部３６とを備える基部３４と、軸部３６の先端において軸部３６の上下に張り出す張り出し部３７とを有する。

図２に明りょうに示すように、張り出し部３７の平面視における第二セグメント側の端辺は、第一セグメント１０Ａの第一継手面２２ａ及び第二セグメント１０Ｂの第二継手面２２ｂと平行であり、反対側の端辺は、第一セグメント１０Ａの挿入方向であるＸ１方向に向かって張り出し部３７の幅が直線的に狭くなるようにテーパー状の線形を有する。

図２に示すように、張り出し部３７の平面視における幅は、主桁側が最大幅：Ｄ_ｍａｘとなり、その反対側が最小幅：Ｄ_ｍｉｎとなり、張り出し部３７の長手方向の中央位置の幅が中間幅：Ｄ_ｍｉｄ（（Ｄ_ｍａｘ＋Ｄ_ｍｉｎ）／２）となっている。

一方、雌継手４０は、図２に示すように、第二セグメント１０Ｂの鋼殻である主桁２１に溶接接合もしくはボルト接合により固定されている第二鋼製ブラケット４１と、雌金物４３と、第二鋼製ブラケット４１と雌金物４３とを接続する複数（図示例は二つ）の第二アンカー４２とを有する。

第二アンカー４２も、第一アンカー３２と同様に頭付きボルトにより形成される。また、第二鋼製ブラケット４１も第一鋼製ブラケット３１と同様に、図２及び図３に示すように、平面視台形状の二枚の鋼製横材４１ａと、これら二枚の鋼製横材４１ａを繋ぐ鋼製縦材４１ｂとにより形成され、鋼製縦材４１ｂには第二アンカー４２が螺合されるボルト孔４１ｃが開設されており、鋼製縦材４１ｂの背面に頭付きボルト４２の頭部が係合した姿勢で第一セグメント側に突設している。

二本の頭付きボルト４２に対して、雌金物４３がボルト接合されている。雌金物４３は、図２及び図３に示すように、頭付きボルト４２が螺合する基部４４と、基部４４の端部に開設されていてＴ型金物３３の軸部３６の一部と上下の張り出し部３７が係合するＴ型溝４５とを有する。

図２に明りょうに示すように、Ｔ型溝４５は、平面視において幅が変化するＴ型金物３３の上下の張り出し部３７及び軸部３６の一部と相補的な形状を有している。従って、図２に示すように、第二セグメント１０Ｂの第二継手面２２ｂに設けられている案内溝２４に沿って、Ｘ２方向に第一セグメント１０Ａを嵌め込んだ際に、図４に示すように、Ｔ型金物３３はＴ型溝４５に係合し、双方の係合面が楔状に面接触することにより、セグメント継手６０が形成される。

また、図３に示すように、Ｔ型金物３３がＴ型溝４５に係合した状態において、雄継手３０と雌継手４０は直線Ｌに沿って一直線状に配設されている。

このように、雄金物３３が側面視Ｔ型のＴ型金物であり、雌金物４３が側面視Ｔ型のＴ型溝４５を備えていて、Ｔ型溝４５に対してＴ型金物３３が係合し、さらに、双方の係合面が楔状に面接触していることにより、セグメント継手６０における雄金物３３と雌金物４３の相対的な回転を抑制でき、このことによってセグメント継手６０の目開きが抑制される。

また、雄継手３０と雌継手４０が一直線状に配設されていることにより、一方のセグメント（例えば第一セグメント１０Ａ）から他方のセグメント（例えば第二セグメント１０Ｂ）への荷重の伝達性能が良好になり、この一直線状の配設構成と、Ｔ型金物３３とＴ型溝４５が係合していることとが相俟って、接続強度の高いセグメント継手６０が形成される。

また、第一セグメント１０Ａの第一継手面２２ａに設けられている雄継手３０（及び雌継手４０）と、第二セグメント１０Ｂの第二継手面２２ｂに設けられている雌継手４０（及び雄継手３０）がいずれも、長尺のアンカー筋に代わって、頭付きボルトにより形成される第一アンカー３２と第二アンカー４２を介して合成セグメントを形成するコンクリート体５０に定着されていることにより、それらの長さを長尺のアンカー筋に比べて格段に短くしながら、コンクリート体５０との間で十分な定着強度が得られるため、設計や製作の面での制約を受け難くなる。尚、図示例と異なり、セグメントがＲＣセグメントの場合は、適用される第一アンカー３２及び第二アンカー４２の長さや径、強度区分などを自在に変更することができ、セグメント継手の剛性（ばね定数）や耐力を多様に変更できることから、さらに設計自由度を高くできるといった効果も奏される。

さらに、第一セグメント１０Ａと第二セグメント１０Ｂが合成セグメントであって、第一セグメント１０Ａの鋼殻である主桁２１に固定されている第一鋼製ブラケット３１と雄金物３３が第一アンカー３２を介して接続されることにより雄継手３０が形成され、第二セグメント１０Ｂの鋼殻である主桁２１に固定されている第二鋼製ブラケット４１と雌金物４３が第二アンカー４２を介して接続されることにより雌継手４０が形成されていることによって、合成セグメントにおけるワンパス方式のセグメント継手６０が実現できる。

［継手曲げ試験とその結果］
次に、図５乃至図８を参照して、本発明者等による継手曲げ試験とその結果について説明する。ここで、図５は、継手曲げ試験を説明する概要図である。

図５に示すように、本継手曲げ試験では、二つの円弧状の実物大のセグメントを実施形態に係るセグメント継手を介して接続し、各セグメントの脚部をローラー支承上に載置して試験体を製作した。この試験体に対して、中央のセグメント継手の左右の二点に所定の載荷荷重Ｐの半分（Ｐ／２）ずつを載荷し、セグメント継手において目開きを生じさせながらセグメント継手を形成する雄継手と雌継手の各種強度を測定した。

また、本継手曲げ試験では、二種類のＴ型金物を備える雄継手とこれに係合するＴ型溝を備える雌継手を使用し、それぞれの雄継手及び雌継手を備えるセグメント継手を有する二種類の試験体に対して継手曲げ試験を実施した。

図６（ａ）は、継手曲げ試験における雄金物に取り付けられているひずみゲージの取り付け位置を説明する側面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のｂ方向矢視図であってひずみゲージの取り付け位置を説明する平面図である。図６（ａ）に示すように、Ｔ型金物のうち、軸部から張り出す張り出し部の張り出し長をＬで示し、軸部の幅をＢで示している。

以下、表１に、各試験体（第１試験体、第２試験体）を形成するＴ型金物の張り出し部の最大幅：Ｄ_ｍａｘ、最小幅：Ｄ_ｍｉｎ、中間幅：Ｄ_ｍｉｄと、張り出し長：Ｌ，各幅と張り出し長の比率：Ｄ／Ｌを示す。また、各試験体の試験結果である、荷重－ひずみ関係グラフを、図７と図８に示す。ここで、図７は、Ｄ_ｍｉｄ／Ｌが１００％程度のＴ型金物を適用した、第１試験体の継手曲げ試験結果を示す図であり、図８は、Ｄ_ｍｉｄ／Ｌが１５０％程度のＴ型金物を適用した、第２試験体の継手曲げ試験結果を示す図である。また、図７と図８の縦軸と横軸はいずれも、測定された荷重とひずみを基準値に基づいて正規化しており、継手長期許容荷重と継手降伏荷重も基準値に基づいて同様に正規化している。

図７及び図８より、第１試験体と第２試験体はいずれも、張り出し部の下方と上方で同様の傾向で荷重を負担していることが分かる。従って、Ｄ_ｍｉｄ／Ｌが１００％以上の範囲にある第１試験体、Ｄ_ｍｉｄ／Ｌが１５０％以上の範囲にある第２試験体のいずれにおいても、張り出し部の上下で可及的均等に荷重を負担していることが実証されている。この結果は、Ｔ型金物の張り出し部が構造弱部となることなく、係合に必要な張り出し部を備えながらも、Ｔ型金物を全体としての剛体と見なすことができることを示しており、上下の張り出し部が可及的均等に荷重を負担することにより、雄継手の耐力低下を抑制することが可能になる。

また、図７と比較して図８では、張り出し部の上下の挙動がより一層同様の傾向を示していることから、より一層均等に荷重を負担していることが分かる。

本実験結果より、Ｔ型金物において、テーパー状に変化する張り出し部の平面視における幅のうち、最大幅：Ｄ_ｍａｘと最小幅：Ｄ_ｍｉｎの中間の中間幅：Ｄ_ｍｉｄと、張り出し部の軸部からの張り出し長：Ｌとの比率：Ｄ_ｍｉｄ／Ｌが１００％以上の範囲にあることが好ましく、Ｄ_ｍｉｄ／Ｌが１５０％以上の範囲にあることが望ましいことが実証されている。

また、本実験において、Ｔ型金物の軸部の幅：Ｂは１９ｍｍであったことから、第１試験体と第２試験体において、テーパー状に変化する張り出し部の平面視における幅の中間幅：Ｄ_ｍｉｄと、軸部の幅：Ｂとの比率：Ｄ_ｍｉｄ／Ｂは、８０％以上となることが分かる。

一方、係合に必要な張り出し部の張り出し長を勘案すると、Ｄ_ｍｉｄ／Ｂは１２０％以下の範囲であることが望ましいことから、Ｄ_ｍｉｄ／Ｂが８０％以上１２０％以下の範囲にあることにより、一定以上の荷重が作用した際に、上下の張り出し部が可及的均等に荷重を負担することができ、雄継手の耐力低下を抑制することが可能になることも実証されている。

尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１０Ａ：第一セグメント（Ｋセグメント）
１０Ｂ：第二セグメント（Ｂセグメント）
２１：主桁（鋼殻）
２２Ａ：第一継手板（鋼殻）
２２Ｂ：第二継手板（鋼殻）
２２ａ：第一継手面
２２ｂ：第二継手面
２３：スキンプレート（鋼殻）
２４：案内溝
３０：雄継手
３１：第一鋼製ブラケット
３２：第一アンカー（頭付きボルト）
３３：雄金物（Ｔ型金物）
３４：基部
３５：螺合部
３６：軸部
３７：張り出し部
４０：雌継手
４１：第二鋼製ブラケット
４２：第二アンカー（頭付きボルト）
４３：雌金物
４４：基部
４５：Ｔ型溝
５０：コンクリート体
６０：セグメント継手
Ｌ：直線

Claims

トンネルの周方向に隣接する、コンクリート系セグメントである第一セグメントと第二セグメントがそれぞれ第一継手面と第二継手面を備え、該第一継手面に設けられている雄継手と、該第二継手面に設けられている雌継手とが接続されている、セグメント継手であって、
前記雄継手は、
前記第一継手面から突設する雄金物と、
前記雄金物の基部に取り付けられ、頭付きボルトにより形成される第一アンカーと、を備え、
前記雌継手は、
前記第二継手面よりも前記第二セグメントの内部に配設されている雌金物と、
前記雌継手の基部に取り付けられ、頭付きボルトにより形成される第二アンカーと、を備え、
前記雄金物は、側面視がＴ型のＴ型金物であり、
前記雌金物は、前記Ｔ型金物が係合する側面視がＴ型のＴ型溝を備えており、
前記Ｔ型溝に対して前記Ｔ型金物が係合した状態において、前記雄継手と前記雌継手が一直線状に配設されており、
前記第二継手面には、該第二継手面の長手方向に延設して前記雄金物が入り込んでスライドできる案内溝が設けられており、
前記案内溝の内部において、前記雌金物が前記雄金物と係合自在に配設されており、
前記Ｔ型金物は、中央の軸部と、該軸部の先端において該軸部の上下に張り出す張り出し部と、を備え、
前記Ｔ型金物は、前記案内溝をスライドするスライド方向において、前記張り出し部の平面視における幅がテーパー状に変化しており、
前記Ｔ型溝は、前記Ｔ型金物の平面視形状と相補的な平面視形状を備えており、
前記Ｔ型金物が前記Ｔ型溝に係合した状態において、双方の係合面が楔状に面接触しており、
前記Ｔ型金物において、テーパー状に変化する張り出し部の平面視における幅のうち、最大幅：Ｄ_ｍａｘと最小幅：Ｄ_ｍｉｎの中間の中間幅：Ｄ_ｍｉｄと、前記張り出し部のうち、前記軸部からの張り出し長：Ｌとの比率：Ｄ_ｍｉｄ／Ｌが、１００％以上の範囲にあることを特徴とする、セグメント継手。
前記Ｄ_ｍｉｄ／Ｌが、１５０％以上の範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載のセグメント継手。
前記Ｔ型金物において、テーパー状に変化する張り出し部の平面視における幅のうち、最大幅：Ｄ_ｍａｘと最小幅：Ｄ_ｍｉｎの中間の中間幅：Ｄ_ｍｉｄと、前記軸部の幅：Ｂとの比率：Ｄ_ｍｉｄ／Ｂが、８０％以上１２０％以下の範囲にあることを特徴とする、請求項１又は２に記載のセグメント継手。
前記コンクリート系セグメントが、鋼殻と、鋼殻の内部にあるコンクリート体とを有する合成セグメントであり、前記第一セグメントと前記第二セグメントはそれぞれ、第一継手板と第二継手板を備え、前記第一継手面と前記第二継手面はそれぞれ、該第一継手板と該第二継手板の備える継手面であり、
前記雄継手は、前記第一セグメントの前記鋼殻に固定されている第一鋼製ブラケットをさらに有し、該第一鋼製ブラケットと前記雄金物が前記第一アンカーを介して接続され、
前記雌継手は、前記第二セグメントの前記鋼殻に固定されている第二鋼製ブラケットをさらに有し、該第二鋼製ブラケットと前記雌金物が前記第二アンカーを介して接続されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のセグメント継手。