JP2010116764A - ラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ラダーマクラギ方式バラスト軌道の変位や座屈を防ぐことがことができる。
【解決手段】２つのラダーマクラギ方式バラスト軌道１が高架橋１１に配設されて、軌道補強材２１を縦梁４とダクト壁１５との間に配設し、中間補強材２２を２つのラダーマクラギ方式バラスト軌道１の間に配設する。軌道補強材２１及び中間補強材２２は、縦梁４の継ぎ目７および中央部の側方に配設される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ラダーマクラギ方式バラスト軌道の座屈を防止する補強構造に関する。

一般に、路盤にバラストを敷き、複数の横マクラギがレールと直交し、且つ互いに平行をなすように所定の間隔をおいて設置して、一対のレールを横マクラギの上部に敷設し、レールを横マクラギに締結した横マクラギ方式バラスト軌道が広く使用されている。しかしながら、レールが横マクラギによって間欠的に支持されている横マクラギ方式バラスト軌道では、車両からの荷重が一部に集中し、局部的な応力集中が繰り返されることによってレール及び横マクラギの平行度、水平度等に狂いが生じ、車両の動揺や振動が増大し乗り心地を悪化させてしまうことがある。

そこで、特許文献１では、レールの長手方向に延びる縦梁を一対のレールの下側にそれぞれ設けて、所定の断面形状の鋼材からなる複数の継材でこれらの縦梁をその長手方向に沿って所定の間隔毎に連結したラダーマクラギ方式バラスト軌道が提案されている。
このラダーマクラギ方式バラスト軌道では、縦梁はプレストレストコンクリートで形成されて、継材は縦梁の上面近く及び下面近くに配置された圧縮応力を与える主補強鋼材の間に配置され、これらと交差しつつ、縦梁の両外側部に達する長さを有して縦梁中に埋設されているので、軌きょうの曲げ剛性を増大させ、列車荷重の分散性を向上させて、軌道狂いを小さくし保守作業を軽減することが可能である。
特許第３２１７９３２号公報

しかしながら、従来のラダーマクラギ方式バラスト軌道では以下のような問題があった。
ラダーマクラギ方式バラスト軌道は、レールが横マクラギによって間欠的に支持されている横マクラギ方式バラスト軌道に比べれば水平耐力は大きいが、温度応力によってレールに圧縮軸力が蓄えられた状態で、軌道変位や車輪横圧、あるいは地震慣性力などのレールに直交する方向の水平力を受けるとラダーマクラギ方式バラスト軌道が座屈して、車両の脱線や転覆につながるという問題があった。また、地震動による軌道や車両の慣性力、あるいは車両の衝撃的な荷重なども同様にラダーマクラギ方式バラスト軌道の座屈につながる要因であった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、地震などによりラダーマクラギ方式バラスト軌道に水平力が作用した際に、ラダーマクラギ方式バラスト軌道が座屈することを防ぎ、車両の脱線や転覆を防止できるラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造は、路盤にバラストを敷き、一対のレールをレールの軸方向にそって配設されて、継材によって長手方向の所定間隔毎に複数個所で互いに連結された縦梁で支持するラダーマクラギ方式バラスト軌道の座屈を防止する補強構造であって、
ラダーマクラギ方式バラスト軌道が受ける水平力を分散させる補強材が縦梁の側方に配設されることを特徴とする。
本発明では、縦梁の側方に補強材を配設することにより、地震などでラダーマクラギ方式バラスト軌道が水平力を受けた際に、縦梁から補強材を介して水平力を分散させることができて、ラダーマクラギ方式バラスト軌道の座屈を防止することができる。

また、本発明に係るラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造では、補強材は縦梁の継ぎ目の側方に配設されることが好ましい。
本発明では、補強材は縦梁の継ぎ目部分に配設されることにより、継ぎ目部分の変位を拘束して効率的に補強を行うことができる。
また、、補強材の設置によるラダーマクラギ方式バラスト軌道の保守点検作業に弊害が生じることがない。

また、本発明に係るラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造では、補強材は路盤もしくは路盤に立設する壁に固定されていることが好ましい。
本発明では、補強材が路盤もしくは路盤に立設する壁に固定されていることにより、ラダーマクラギ方式バラスト軌道に作用する水平力を、補強材を介して路盤若しくは路盤に立設する壁に分散させることができる。

また、本発明に係るラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造では、補強材は、並列するラダーマクラギ方式バラスト軌道の間に配設されていてもよい。
本発明では、補強材が並列するラダーマクラギ方式バラスト軌道間に配設されていることにより、並列するラダーマクラギ方式バラスト軌道の間隔を保つことができると共に、一方のラダーマクラギ方式バラスト軌道にかかる水平力を他方のラダーマクラギ方式バラスト軌道へ伝達して分散させることができる。

また、本発明に係るラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造では、補強材は複数の部材に分割された構造であって、各部材がレールの軸方向に直交する方向へ相対移動可能とさせたことを特徴とする。
また、本発明に係るラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造では、補強材は高さ方向の調整が可能であることを特徴とする。
本発明では、補強材はレールの軸方向に直交する方向の長さ及び高さ調整が可能なことにより、異なる設置箇所にも同じ部材を調整して設置することができる。

また、本発明に係るラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造では、補強材は各部材が互いに離れる方向へ付勢する弾性材を設けたことを特徴とする
本発明では、補強材に弾性体を設けたことによって、レールの軸方向に直交する方向の補強材の長さ調整や固定が行いやすい。

また、本発明に係るラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造では、レールの両端部の側方に配設される補強材はレールの軸方向に所定範囲の変位可能とすることが好ましい。
本発明では、レールと路盤の構造物とが気温変化による伸縮が異なる場合にも、レールの配設されたマクラギと路盤との間に移動摩擦抵抗が生じて、その反力がラダーマクラギ方式バラスト軌道や路盤に作用し、変位や座屈の要因となることがない。

また、本発明に係るラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造では、補強材は縦梁の中央部の側面に配設されることを特徴とする。
本発明では、縦梁の中央部に補強材が配設されているので縦梁の座屈を防止することができる。

本発明によれば、補強材が地震などによってラダーマクラギ方式バラスト軌道が受ける水平力を分散させるので、ラダーマクラギ方式バラスト軌道の座屈を防いで車両の脱線や転覆の防止を実現することができる。

以下、本発明の第一の実施の形態によるラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造について、図１及び図２に基づいて説明する。
図１は本発明の第一の実施の形態によるラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造の概要を示す図、図２（ａ）は図１に示すラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造に備える軌道補強材の概要を示す斜視図、（ｂ）は中間補強材の概要を示す図である。

図１に示すように、第一の実施の形態では、２つのラダーマクラギ方式バラスト軌道１が高架橋１１の上に並列して設けられている。
高架橋１１は、地盤に支持された高架柱１２の上に高架梁１３及び高架橋スラブ１４が設置され、高架橋スラブ１４の両端には、高架橋１１の延在方向に沿って配線及び配管の設置可能なダクト壁１５が設けられた構成である。ラダーマクラギ方式バラスト軌道１は、高架橋スラブ１４を路盤２としてバラスト３を敷き、高架橋１１の延在する方向に向かって、溶接した定尺レールで構成されるロングレールである一対のレール５とレール５の下側に縦梁４が配設されて、縦梁４はその長手方向に所定の間隔毎に継材６によって互いに連結された構成である。
そして、縦梁４とダクト壁１５の側面との間には後述する軌道補強材２１が配設され、２つのラダーマクラギ方式バラスト軌道１の間には後述する中間補強材２２が配設されて、これらがラダーマクラギ方式バラスト軌道１に作用する水平力を分散させる構造である。

図１、図２（ａ）に示すように、軌道補強材２１は、鋼材を加工した平面視略Ｉ字型の部材で、断面形状の異なる２つの筒状の部材が図中の矢印の方向に相対的にスライドする軸部分の伸縮ジョイント２３ａと、伸縮ジョイント２３ａの両端部に設置されたライナープレート２４ａ、２４ｂとから構成される。軌道補強材２１は、ライナープレート２４ａをダクト壁１５側とし、ライナープレート２４ｂを縦梁４側として、図中の矢印の方向をレール５に直交する方向として配設される。

ライナープレート２４ａは、ダクト壁１５に固定されて、ラダーマクラギ方式バラスト軌道１に作用する水平力をダクト壁１５へ伝達し分散できるように、ライナープレート２４ａの形状は想定された水平力やダクト壁１５の耐力などから設定される。ライナープレート２４ｂは、伸縮ジョイント２３ａは２つの筒状の部材をスライドさせて長さを調整し、ボルト２６で適宜締結される。締結にはボルト２６に代わってピンや割りピンなどを使用してもよい。

軌道補強材２１には高低差調整部２５が備えられており、伸縮ジョイント２３ａはライナープレート２４ｂに鉛直方向に回転可能に保持された構成ある。これは、例えば、ラダーマクラギ方式バラスト軌道１にカントが設けられていたり、縦梁４とダクト壁１５に高低差がある場合なども、角度を調整して設置可能にするためのもので、伸縮ジョイント２３ａとライナープレート２４ｂは所定の角度に、例えばボルトなどによって固定される。

図２（ｂ）に示すように、中間補強材２２は、鋼材を加工した平面視略Ｉ字型の部材で、断面形状の異なる３つの筒状の部材が図中の矢印の方向に相対的にスライドして、長さ調整可能な軸部分の伸縮ジョイント２３ｂと、伸縮ジョイント２３ｂの両端部に設置されたライナープレート２４ｃとから構成される。中間補強材２２は、両端部のライナープレート２４ｃが縦梁４の側面４ａに対向し、ライナープレート２４ｃと縦梁４の側面４ａとの間に数ｍｍの隙間を空けて配置されるように、伸縮ジョイント２３ｂの３つの筒状の部材を軌道補強材２１と同様にスライドさせて長さを調整し、ボルトで適宜締結される。
そして、中間補強材２２は、伸縮ジョイント２３ｂと両端のライナープレート２４ｃとの接合部分に高低差調整部２５が設けられており、軌道補強材２１と同様に角度調整が可能である。

軌道補強材２１及び中間補強材２２は、縦梁４の継ぎ目７と中央部にライナージョイント２４ｂ、２４ｃが対向するように配設される。
また、レール５には、レール５の両端部の可動区間と、それ以外の不動区間とがあり、気温などの温度変化により、可動区間ではレール５は伸縮し、不動区間ではレールは伸縮せずに軸力として蓄積される。この可動区間に配設される軌道補強材２１および中間補強材２２は、縦梁４の側面４ａとライナープレート２４ｂ、２４ｃとの間に数ｍｍの隙間を設けてラダーマクラギ方式バラスト軌道１を拘束せず、不動区間に配設される軌道補強材２１および中間補強材２２は、縦梁４の側面４ａにライナープレート２４ｂ、２４ｃを密着させて固定する。

次に、上述したラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造の作用効果について図面を用いて説明する。
温度応力によりレール５に軸力が蓄えられた状態で、ラダーマクラギ方式バラスト軌道１に軌道の変位や車輪から受ける横圧、あるいは地震慣性力などのレール５の軸方向に直交する方向の水平力が作用し、この水平力がラダーマクラギ方式バラスト軌道１の耐力を超えると変位する。そして、縦梁４と軌道補強材２１との隙間を変位し縦梁４が軌道補強材２１に衝突すると、軌道補強材２１は縦梁４から受ける水平力をダクト壁１５へ伝達し、この水平力はダクト壁１５へ分散されて、ラダーマクラギ方式バラスト軌道１の変位や座屈を防ぎ、車両の脱線や転覆を防ぐ作用効果を奏する。
そして、中間補強材２２は、一方のラダーマクラギ方式バラスト軌道１に作用する水平力を他方のラダーマクラギ方式バラスト軌道１へ伝達し、それぞれ軌道補強材２１を介してダクト壁１５へ伝達することができて、２つのラダーマクラギ方式バラスト軌道１の間隔を保つことができる。

また、軌道補強材２１および中間補強材２２は縦梁４の継ぎ目７と中央部の側方に配設されているので、継ぎ目７部分の縦梁４の端部の変位を拘束して効率的にラダーマクラギ方式バラスト軌道１の補強を行うと共に、縦梁４の座屈を防止することができる。また、軌道補強材２１および中間補強材２２はレール５の軸方向に間隔をあけての配設されていることになるので、ラダーマクラギ方式バラスト軌道１の保守点検の弊害となることがない。

また、可動区間に配設される軌道補強材２１および中間補強材２２は、縦梁４の側面４ａとライナープレート２４ｂ、２４ｃとの隙間によってラダーマクラギ方式バラスト軌道１を拘束せず、不動区間に配設される軌道補強材２１および中間補強材２２は、ラダーマクラギ方式バラスト軌道１を固定するので、可動区間において、高架橋１１とレール５との温度変化による伸縮量の違いによって、レール５が締結された縦梁４と高架橋スラブ１４との間に移動摩擦抵抗が生じてこの反力がラダーマクラギ方式バラスト軌道１や高架橋１１へ作用し、変位や座屈の要因となることを防止できる

また、軌道補強材２１及び中間補強材２２は、縦梁４との間に隙間をあけて配設されて、この隙間が遊びとなってラダーマクラギ方式バラスト軌道１の座屈に影響がない程度の小さな水平力では縦梁４と軌道補強材２１とが緩衝しないので、車両の走行性を悪化させないと共に、ダクト壁１５に不必要に水平力を分散させることがない。
また、軌道補強材２１及び中間補強材２２は、その長さや取り付け高さの調整が可能なので、縦梁４とダクト壁１５との間や２つのラダーマクラギ方式バラスト軌道１の間が一定でない場合や、カントが設けられていたり、縦梁４とダクト壁１５へのライナープレート２４ａの固定場所との間に高低差がある場合なども設置することができて、既に敷設されているラダーマクラギ方式バラスト軌道１も容易に補強することができる。
また、レール５に温度応力による圧縮応力が蓄えられていない状態であっても、地震動や車両の慣性力、あるいは車両からの衝撃的な荷重などによる水平力に対して上述した作用効果を奏する。

次に、第二の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第一の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第一の実施の形態と異なる構成について説明する。
図３は本発明の第二の実施の形態によるラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造に備える軌道補強材の斜視図である。
図３に示すように、第二の実施の形態によるラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造では、図２（ａ）に示す軌道補強材２１に備えられて、ダクト壁１５に固定されるライナープレート２４ａに代わって、あと施工アンカー２７などによって高架橋スラブ１４に固定されるライナープレート２４ｄを備えた軌道補強材３１を使用し、軌道補強材３１を介してラダーマクラギ方式バラスト軌道１に作用する水平力を高架橋スラブ１４へ分散させるものである。

第二の実施の形態によるラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造は、地震などによって生じるラダーマクラギ方式バラスト軌道１に作用する水平力を高架橋スラブ１４へ分散させることができて、第一の実施の形態によるラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造と同様に、ラダーマクラギ方式バラスト軌道１の変位や座屈を防ぎ、車両の脱線や転覆を防ぐ作用効果を奏する。そして、第二の実施の形態によれば、例えばダクト壁１５の耐力が不足している場合や、縦梁４とダクト壁１５との距離が長い場合などでもラダーマクラギ方式バラスト軌道１を補強することができる。

次に、第三の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の各実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、各実施の形態と異なる構成について説明する。
図４（ａ）は第三の実施の形態のラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造に備える軌道補強材の一部破断斜視図、（ｂ）は中間補強材の一部破断斜視図である。
第三の実施の形態による横マクラギ方式バラスト軌道の補強構造では、温度変化によるレール５の伸縮が生じにくい長尺レールの中央部で、軌道の直線部など軌道変位の安定している部分に、図４（ａ）、（ｂ）に示すような、第一の実施の形態による軌道補強材２１及び中間補強材２２の伸縮ジョイント２３ａ、２３ｂに、例えば、板ばねやコイルばねなどのばね部材４３を内蔵させた軌道補強材４１及び中間補強材４２を使用する。
ライナープレート２４ｂ、２４ｃはばね部材４３によってマクラギ４の側面４ａに押し付けられて固定される。このときライナープレート２４ａのダクト壁１５へ固定はボルトなどで固定してもよいし、ばね部材４３によって押し付けられて固定されてもよい。
そして、レール５の伸縮が生じる長尺レール端部には、第一の実施の形態による軌道補強材２１及び中間補強材２２や第二の実施の形態による軌道補強材３１を、縦梁４の側面４ａとライナープレート２４ｂ、２４ｃとの間に数ｍｍの隙間を設けて設置する。

第三の実施の形態によるラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造は、第一の実施の形態によるラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造と同様に、地震などによって生じるラダーマクラギ方式バラスト軌道１に作用する水平力をダクト壁１５へ分散させてラダーマクラギ方式バラスト軌道１の変位や座屈を防ぎ、車両の脱線や転覆を防ぐ作用効果を奏する。そして、第三の実施の形態によれば、軌道変位の安定している部分では、軌道補強材４１及び中間補強材４２によって地震などでラダーマクラギ方式バラスト軌道１に作用する水平力を確実にダクト壁１５へ伝達し分散させることができる。

以上、本発明によるラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造の各実施の形態について説明したが、本発明は上記の各実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した実施の形態では、軌道補強材２１、３１、４１及び中間補強材２２、４２に高低差調整部２５を設けているが、高低差の調整が必要ない場合は高低差調整部２５を設けなくてもよい。また、軌道補強材２１、４１のライナープレート２４ａと伸縮ジョイント２３ａとの接合部分に高低差調整部２５を設けてもよい。
例えば、上述した第三の実施の形態では、軌道補強材４１はダクト壁１５に固定されるライナープレート２４ａ備えているが、このライナープレート２４ａに代わって高架橋スラブ１４に固定されるライナープレート２４ｄを備えてもよい。
また、第三の実施の形態では、ばね部材を内蔵させた軌道補強材４１及び中間補強材４２を縦梁４と固定しているが、軌道補強材４１及び中間補強材４２に代わって軌道補強材２１及び中間補強材２２を縦梁４と直接固定してもよい。
例えば、上述した実施の形態では、ラダーマクラギ方式バラスト軌道１は高架橋１１に配設されているが、地盤に配設されてもよい。
また、２つのラダーマクラギ方式バラスト軌道１の間には中間補強材２２、４２を配設しているが、中間補強材２２、４２に変わり軌道補強材３１をそれぞれのラダーマクラギ方式バラスト軌道１の縦梁４の側方へ配設して、高架橋スラブ１４へ水平力を分散させてもよい。
また、本発明によるラダーマクラギバラスト軌道の補強構造では、軌道補強材２１、３１、４１及び中間補強材２２、４２を適宜組み合わせて設置してもよい。
要は、本発明において所期の機能が得られればよいのである。

本発明の第一の実施の形態によるラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造の概要を示す図である。 図２（ａ）は図１に示すラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造に備える軌道補強材の斜視図、（ｂ）は中間補強材の斜視図である。 本発明の第二の実施の形態によるラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造に備える軌道補強材の斜視図である。 （ａ）は発明の第三の実施の形態によるラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造に備える軌道補強材の一部破断斜視図、（ｂ）は中間補強材の一部破断斜視図である。

符号の説明

１ ラダーマクラギ方式バラスト軌道
２ 路盤
３ バラスト
４ 縦梁
５ レール
６ 継材
７ 継ぎ目
１４ 高架橋スラブ
１５ ダクト壁
２１、３１、４１ 軌道補強材
２２、４２ 中間補強材

Claims (9)

1. 路盤にバラストを敷き、一対のレールを該レールの軸方向にそって配設されて、継材によって長手方向の所定間隔毎に複数個所で互いに連結された縦梁で支持するラダーマクラギ方式バラスト軌道の座屈を防止する補強構造であって、
   前記ラダーマクラギ方式バラスト軌道が受ける水平力を分散させる補強材が前記縦梁の側方に配設されることを特徴とするラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造。
2. 前記補強材は縦梁の継ぎ目の側方に配設されることを特徴とする請求項１に記載のラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造。
3. 前記補強材は前記路盤もしくは前記路盤に立設する壁に固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造。
4. 前記補強材は、並列するラダーマクラギ方式バラスト軌道の間に配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載のラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造。
5. 前記補強材は複数の部材に分割された構造であって、各部材が前記レールの軸方向に直交する方向へ相対移動可能とさせたことを特徴とする請求項３または４に記載のラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造。
6. 前記補強材は各部材が互いに離れる方向へ付勢する弾性材を設けたことを特徴とする請求項５に記載のラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造。
7. 前記補強材は高さ方向の調整が可能であることを特徴とする請求項３乃至６に記載のラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造。
8. 前記レールの両端部の側方に配設される前記補強材は前記レールの軸方向に所定範囲の変位可能であることを特徴とする請求項３乃至７に記載のラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造。
9. 前記補強材は前記縦梁の中央部の側面に配設されることを特徴とする請求項３乃至８に記載のラダーマクラギ方式バラスト軌道の補強構造。

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