JP2013112927A - 軌道補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】道床中に形成された空洞の充填作業を効率的かつ確実に行うことができる軌道補修方法を提供する。
【解決手段】まくらぎ２が敷設された道床６のまくらぎ２下に発生した空洞５を充填することにより、軌道変状を補修する軌道補修方法において、まくらぎ２を上下方向に貫通するボルト孔２ａから、該まくらぎ２とレール３とを互いに固定するためのボルト９を取り外し、ボルト孔２ａの上方からノズルを挿入して、該ノズルを介して空洞５に補修材を導入する。
【選択図】図１

Description

本発明は、まくらぎがバラスト上に敷設されるバラスト軌道における軌道補修方法に関するものである。

バラスト軌道においては、列車荷重を受けることでまくらぎ下のバラストが塑性変形し、該バラストが沈下し軌道沈下が発生する。定期的な軌道検測によって、大きな軌道沈下を発見した際には、当該箇所に軌道補修を行うこととしている。

一般的な軌道補修としては、タイタンパーを用いる方法が知られている。この方法は、ジャッキ等によって扛上したまくらぎ下の空洞に対してタイタンパーによりバラストを押し込むことで軌道の高さを補修するものであるが、締め固められた既設のバラストがタイタンパーによって緩められてしまう欠点がある。

これに対して、例えば特許文献１には、上記まくらぎ下の空洞にバラストを押し込むのではなく、当該空洞に補修材を注入することによって該空洞の充填を図る手法が提案されている。

特許第４００９２７５号公報

しかしながら、上記特許文献１の手法により、扛上したまくらぎ下の空洞を充填しようとする場合、補修材をノズルを介して空洞内に注入する必要がある。したがって、道床中にノズルが挿入可能となるように、即ち、ノズルの空洞への挿入路を確保すべくバラストの掻き出し作業を行う必要があった。この掻き出し作業は、多くの時間と労力を要するため、作業効率上好ましくない。

また、一般にバラスト軌道の補修は、レール温度が上昇する夏期には行われない。これは、タイタンパーを用いた軌道補修作業によってバラストが緩められると、道床横抵抗力が低下するため、レール温度が上昇してレール軸力が上昇すると、軌道が座屈する危険性があるためである。なお、まくらぎ下に補修材を充填する方法であっても、充填ノズルの進入路を確保するためにバラストの掻き出し作業を行うのであれば、やはり道床横抵抗力が低下してしまうため同様の問題が生じる。

この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、道床中に形成された空洞の充填作業を効率的かつ確実に行うことができる軌道補修方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る軌道補修方法は、まくらぎが敷設された道床中に発生した前記まくらぎ下の空洞を充填することにより、軌道変状を補修する軌道補修方法であって、前記まくらぎを上下方向に貫通するボルト孔から、該まくらぎとレールとを互いに固定するボルトを取り外す工程と、前記ボルト孔の上方からノズルを挿入して、該ノズルを介して前記空洞に補修材を導入する工程とを備えることを特徴とする。

このような特徴の軌道補修方法によれば、まくらぎに形成されたボルト孔を介して空洞に補修材を導入するため、バラストの掻き出し作業を行わずとも容易に空洞の充填を図ることが可能となる。

また、本発明に係る軌道補修方法は、前記ノズルの外周に前記ボルト孔に螺合する雄ネジが形成されており、該ノズルが前記ボルトと同様に前記まくらぎとレールとを互いに固定することを特徴とする。

このような特徴の軌道補修方法によれば、ボルト孔にボルトに代えてノズルを挿入した際に、該ノズルがボルト孔に螺合されてまくらぎとレールとを互いに固定する。
ここで、軌道補修の際には、レールをジャッキアップすることで当該レールと一体に固定されたまくらぎを扛上し、当該まくらぎの沈み込みを回避するとともに補修材を充填すべき空洞を保持する。ところが、ボルトを外した状態ではレールとまくらぎとが分離した状態となり、レールのジャッキアップによってまくらぎを扛上させることはできない。
この点、本発明では、上記のようにボルトに代えてボルト孔に挿入されたノズルがまくらぎとレールとを一体に固定するため、レールとともにまくらぎを扛上させることができる。したがって、まくらぎの沈み込みを回避するとともに補修材による空洞の充填をより効率的に行なうことが可能となる。

さらに、本発明に係る軌道補修方法は、前記ボルトを取り外す工程の前に、前記まくらぎを前記レールに対して仮止めする工程をさらに備えるものであってもよい。
この場合も、ボルトを外した後のまくらぎの沈み込みを回避し、作業を円滑に進めることができる。

また、本発明に係る軌道補修方法において、前記補修材は粒状充填材であって、前記補修材を充填する工程の後に、前記粒状充填材をゲル化させるポリマー水溶液を、前記道床中に浸潤させる工程をさらに備えることを特徴とする。
これによって、道床中に生じたまくらぎ下の空洞を容易かつ確実に充填し補修することができるまた、ゲル化したポリマー水溶液は適度な弾性とじん性を持つため、まくらぎからの衝撃的な荷重を吸収する性能を発揮することができる。

さらに、本発明に係る軌道補修方法は、前記ポリマー水溶液を道床中に浸潤させる工程の後に、前記ボルト孔に残留した前記補修材を吸引あるいは吹き出しによって除去する工程と、前記ボルトを前記ボルト孔に挿入して前記まくらぎと前記レールとを互いに固定する工程とをさらに備えるものであってもよい。
これによってボルト孔に再度ボルトを挿入する際に、当該ボルトを容易に挿入することができ、補修後のまくらぎとレールとを確実に固定一体化させることができる。

本発明の軌道軌道補修方法によれば、まくらぎに形成されたボルト孔を介してまくらぎ下の空洞に補修材を充填するため、バラストの掻き出し作業のように多大に時間と労力を要する作業を行う必要はない。したがって、道床中に形成された空洞の充填作業を効率的かつ確実に行うことが可能となる。

実施形態の軌道補修方法が適用される軌道の断面図である。 実施形態の軌道補修方法の手順を示すフローチャートである。 実施形態の軌道補修方法において、まくらぎからボルトを取り外した後、該ボルトに代えてボルト孔にノズルを螺合した状態を示す断面図である。 実施形態の軌道補修方法において、道床中に形成されたまくらぎ下の空洞に補修材を充填している状態を示す軌道の断面図である。 第一変形例の軌道補修方法において、道床中に形成されたまくらぎ下の空洞に補修材を充填している状態を示す軌道の断面図である。 第二変形例の軌道補修方法において、道床中に形成されたまくらぎ下の空洞に補修材を充填している状態を示す軌道の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態で説明する軌道補修方法は、図１に示す軌道１に適用される。この軌道１は、路盤７上に多数のバラストからなる道床６が設けられ、さらに当該道床６上に軌道１幅方向に延在する略角柱状をなすまくらぎ２が軌道１延在方向に間隔をあけて複数設置されている。また、これら複数のまくらぎ２上には、一対のレール３が軌道１の延在方向に沿って敷設されている。

また、上記まくらぎ２には、その延在方向両端側に、それぞれ一対のボルト孔２ａが上下方向に貫通するように形成されている。このボルト孔２ａ上には、挿通穴が形成された締結部材４が配置されており、該締結部の一端はレール３の脚部上まで延在している。
そして、この締結具の挿通孔を挿通したボルト９がボルト孔２ａに螺合されていることで、締結部材４がまくらぎ２に一体に固定されており、これによって、締結部材４がレール３の脚部３ａをまくらぎ２に向かって押圧している。このように、ボルト９による締結部材４のまくらぎ２への固定及び締結部材４によるレール３の押圧によって、まくらぎ２とレール３とが一体に固定されている。

このような軌道１においては、軌道１を走行する列車の荷重が道床６に付与されることにより該道床６のバラストが塑性変形し、軌道沈下が発生する。本実施形態の軌道補修方法は、沈下したまくらぎをジャッキ等で扛上した結果、まくらぎ２下に発生する空洞５を充填するために使用される。

次に、軌道補修方法の具体的手順について説明する。図２は、軌道補修方法の手順を示すフローチャートである。
まず、空洞５が存在する直上のまくらぎ２におけるボルト孔２ａからボルト９を取り外す（Ｓ１）。これにより、まくらぎ２とレール３との固定が解除され、さらに、ボルト孔２ａを介してまくらぎ２の上方の空間とまくらぎ２下の空洞５とが連通状態となる。

次いで、図３に示すように、まくらぎ２のボルト９穴にノズル１０を挿入、螺合し、さらに締結バネ２０を用いてまくらぎ２とレール３とを一体化させる（Ｓ２）。
ノズル１０は、図３に示すように、内部が中空状とされた筒状をなすノズル本体１１と、該ノズル本体１１の後端側においてノズル１０の径方向外側に張り出すノズル頭部１２とを備えている。ノズル本体１１の外周面には雄ネジ１１ａが形成されており、当該雄ネジ１１ａはボルト孔２ａ内に形成された雌ネジ（図示省略）に螺合可能とされている。また、ノズル本体１１の内側は、後述する補修材Ｗが通過する導入路１１ａとされている。

締結バネ２０は、図３に示すように、断面略Ｃ字状をなす部材であって、まくらぎ２上に沿って載置される載置板部２１と、該載置板部２１の一端から上方に立ち上がるとともに該載置板部２１の他端側に向かって湾曲して延びるバネ板部２２とを備えている。
これら載置板部２１とバネ板部２２とには、上下方向に貫通する貫通孔２３がそれぞれ設けられている。また、バネ板部２２の先端は、載置板部２１の他端よりもさらに水平方向に突出している。

この締結バネ２０は、ボルト孔２ａからボルト９が引き抜かれた後、上記締結部材４に代えてまくらぎ２上に配置される。即ち、この締結バネ２０の載置板部２１は、貫通孔２３をボルト孔２ａに一致させた状態でまくらぎ２上に載置される。また、この際、締結バネ２０は載置板部２１とバネ板部２２との接続部をレール３とは反対側を向けて配置される。これにより、載置板部２１の一端から立ち上がって湾曲して延在する該載置板部２１の端部は、レール３における脚部３ａの上方に位置した状態となる。

その後、ノズル１０がその先端側から締結バネ２０の貫通孔２３を介してボルト孔２ａに挿入され捩じ込まれることにより、その雄ネジ１１ａがボルト孔２ａ内の雌ネジに螺合する。そして、ノズル１０がボルト孔２ａ内を下方に向かって進行していくと、ノズル１０のノズル頭部１２が締結バネ２０のバネ板部２２に上方から当接し、該バネ板部２２を下方に向かって押圧する。これによって、バネ板部２２が下方に変位し、該バネ板部２２の先端がレール３の脚部３ａに当接して該脚部３ａを下方に向かって押圧する。
このようにして、ボルト孔２ａに挿入、螺合されたノズル１０が締結バネ２０を押圧し、さらに該締結バネ２０の先端がレール３の脚部３ａを下方に向かって、即ち、まくらぎ２に向かって押圧することで、まくらぎ２とレール３とが固定一体化される。

なお、このようにノズル１０及び締結バネ２０によってまくらぎ２とレール３とを固定一体化させた後は、レール３をジャッキアップすることによって、レール３及びこれに固定されたまくらぎ２を扛上させることが好ましい。

次いで、上記ノズル１０を介してまくらぎ２下の空洞５に補修材Ｗを充填する（Ｓ３）。本実施形態においては、補修材Ｗとしては粒状充填材が用いられる。この粒状充填材は、粒子状の充填材であって、例えば水ガラス造粒体を採用することができる。なお、粒状充填材としては、この水ガラス造粒体に限らず、粒子状をなす材料から適宜選択して用いることができる。また、粒状充填材中に、例えば珪酸ソーダが混入されていてもよい。
このような粒状充填材は、図４に示すような、補修材充填手段３０を用いることによりノズル１０を介して道床６内に充填される。

この補修材充填手段３０は、エア供給源３１と、エア供給管３２と、補修材噴出手段３３と、補修材収納容器３４とから構成されている。
エア供給源３１は、コンプレッサを備えており、周囲からエアを取り込むとともに当該エアを圧縮して出力する。
エア供給管３２は一端がエア供給源３１に接続されており、該エア供給源３１の出力としての圧縮されたエアが導入される。

補修材噴出手段３３としては、例えばエアガンを採用することができる。この補修材噴出手段３３は、その側面にエア供給管３２の他端が接続されており、また、先端に上記ノズル１０の後端が接続されている。この補修材噴出手段３３は、エア供給管３２から供給される圧縮されたエアによって、後端から供給される補修材Ｗをその先端から外部に向かって噴出する機能を有している。

補修材収納容器３４は、内部に上記補修材Ｗとしての粒状充填材が収容されており、補修材噴出手段３３の後端に接続されている。
このような構成の補修材充填手段３０によって、ノズル１０の後端から該ノズル１０の導入路１１ａ内に補修材Ｗが噴出される。そして、該ノズル１０を介して道床６内に補修材Ｗが充填される。

そして、まくらぎ２下の空洞５内に補修材Ｗとしての粒状充填材が充填された後、ポリマー水溶液を道床６中に浸漬させ（Ｓ４）、これによって粒状充填材をゲル化させる。このようなポリマー水溶液の道床６への浸漬は、例えば作業員が道床６上からポリマー水溶液を撒きかけることによって行われる。なお、ポリマー水溶液としては、生分解性高分子材を取材とするものを用いることができ、例えばポリビニルアルコールを用いることが好ましい。。また、これに限らす粒状充填材をゲル化可能であるものならば適宜選択して用いることができる。

次いで、まくらぎ２のボルト孔２ａからノズル１０を取り外し、ボルト孔２ａ内から残留した粒状充填材を除去する（Ｓ５）。この粒状充填材の除去は、例えばボルト孔２ａ内にエアを吹き付けたり、もしくはエアを吸引することによって行うことができる。

その後、ボルト孔２ａに再度ボルト９を挿入、螺合することにより、上記接続部材を介してまくらぎ２とレール３とを固定一体化させる（Ｓ６）。これにより、本実施形態の軌道補修方法の手順が終了する。

以上のように、本実施形態の軌道補修方法によれば、まくらぎ２に形成されたボルト孔２ａを介してまくらぎ２下の空洞５に補修材Ｗを導入する手法を採用しているため、道床６のバラストの掻き出し作業を行わずとも容易に空洞５の充填を図ることが可能となる。したがって、道床６中に形成されたまくらぎ２下の空洞５の充填作業を効率的かつ確実に行うことが可能となる。

ここで、軌道１補修の際には、レール３をジャッキアップすることで当該レール３と一体に固定されたまくらぎ２を扛上し、当該まくらぎ２の沈み込みを回避するとともに、補修材Ｗを充填すべき空洞５を保持する。
したがって、例えばボルト９を外した後、レール３とまくらぎ２とが分離した状態となってしまっていては、レール３のジャッキアップによってまくらぎ２を扛上させることはできない。

これに対して本実施形態においては、上記のようにボルト９に代えてボルト孔２ａに挿入されたノズル１０がまくらぎ２とレール３とを一体に固定するため、レール３とともにまくらぎ２を扛上させることができる。したがって、まくらぎ２の沈み込みを回避するとともに補修材Ｗによるまくらぎ２下の空洞５の充填をより効果的に行なうことが可能となる。

また、本実施形態においては、補修材Ｗとして粒状充填材を用い、この粒状充填材をゲル化させるポリマー水溶液を道床６中に浸漬させる工程を備えているため、まくらぎ２下に生じた空洞５を容易かつ確実に充填し補修することができる。
さらに、ゲル化したポリマー水溶液によって、まくらぎ２からの荷重を吸収する性能を発揮することができる。

また、補修材Ｗの充填後、最終的にまくらぎ２のボルト孔２ａにボルト９を挿入する前に、該ボルト孔２ａから補修材Ｗを除去する工程を備えているため、当該ボルト９を容易に挿入することができ、補修後のまくらぎ２とレール３とを確実に固定一体化させることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。

例えば、実施例においては、まくらぎ２のボルト孔２ａに螺合可能なノズル１０を用い、当該ノズル１０及び締結バネ２０によってまくらぎ２とレール３とを固定一体化させた状態で、該ノズル１０を介して補修材Ｗを空洞５に導入する手法について説明したが、これに限定されることはなく、図５に示すように第一変形例として、ボルト孔２ａに螺合することのないノズル１０、即ち、雄ネジ１１ａを有しないノズル１０を用いてもよい。

この場合、まくらぎ２の延在方向一端側に一対が設けられたボルト孔２ａのうち、いずれか一方のみのボルト孔２ａからボルト９を取り外して、該ボルト孔２ａにノズル１０を挿入して補修材Ｗの充填を行う。これによって、一のボルト９がまくらぎ２とレール３とを固定しているため、まくらぎ２を空洞５に沈み込ませることなく、該まくらぎ２下の空洞５への補修材Ｗの導入を容易かつ確実に行うことができる。

また、例えば図６に示すように第二変形例として、まくらぎ２の延在方向一端側に一対が設けられた両方のボルト孔２ａに、これらボルト孔２ａに螺合することのないノズル１０を挿入して補修材Ｗの空洞５への導入を行ってもよい。この場合、まくらぎ２の延在方向一端側を支持し、即ち、まくらぎ２の高さを維持すべくまくらぎ２の延在方向一端側の仮止めを行う。このような仮止めは、例えば道床６上に固定された仮止め具４０をまくらぎ２の一端に接続することで施される。

これによって、まくらぎ２を該まくらぎ２下の空洞５に沈み込ませることなく、まくらぎ２の延在方向一端側に配置された一対のボルト孔２ａの両方から効率的に補修材Ｗを空洞５に導入することができる。したがって、軌道１の補修作業をより効率的に行うことができる。
なお、実施形態においても、一対のボルト孔２ａそれぞれに挿入、螺合されたノズル１０の両方から補修材Ｗを空洞５に導入するようにしてもよい。これによって、より作業を効率的に行うことができる。

１ 軌道
２ まくらぎ
２ａ ボルト孔
３ レール
３ａ 脚部
４ 締結部材
５ 空洞
６ 道床
７ 路盤
１０ ノズル
１１ ノズル本体
１１ａ 雄ネジ
１１ｂ 導入路
１２ ノズル頭部
２０ 締結バネ
２１ 載置板部
２２ バネ板部
２３ 貫通孔
３０ 補修材充填手段
３１ エア供給源
３２ エア供給管
３３ 補修材噴出手段
３４ 補修材収納容器
４０ 仮止め具
Ｗ 補修材

Claims (5)

1. まくらぎが敷設された道床中に発生した前記まくらぎ下の空洞を充填することにより、軌道変状を補修する軌道補修方法であって、
   前記まくらぎを上下方向に貫通するボルト孔から、該まくらぎとレールとを互いに固定するボルトを取り外す工程と、
   前記ボルト孔の上方からノズルを挿入して、該ノズルを介して前記空洞に補修材を導入する工程とを備えることを特徴とする軌道補修方法。
2. 前記ノズルの外周に前記ボルト孔に螺合する雄ネジが形成されており、
   該ノズルが前記ボルトと同様に前記まくらぎとレールとを互いに固定することを特徴とする請求項１に記載の軌道補修方法。
3. 前記ボルトを取り外す工程の前に、
   前記まくらぎを前記レールに対して仮止めする工程をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の軌道補修方法。
4. 前記補修材は粒状充填材であって、
   前記補修材を充填する工程の後に、
   前記粒状充填材をゲル化させるポリマー水溶液を、前記道床中に浸潤させる工程をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の軌道補修方法。
5. 前記ポリマー水溶液を道床中に浸潤させる工程の後に、
   前記ボルト孔に残留した前記補修材を吸引あるいは吹き出しによって除去する工程と、
   前記ボルトを前記ボルト孔に挿入して前記まくらぎと前記レールとを互いに固定する工程とをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の軌道補修方法。

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