JP2014088680A - 線路のカント変更工法及び線路のカント変更用特殊タイプレート - Google Patents

Abstract

【課題】カント変更の前後で、レールレベルが大きく変わることを回避しつつ、線路のカント変更に要する工程の増大を防ぐ。
【解決手段】既存のまくらぎ１２に設置されている普通タイプレート１８を、カント変更用特殊タイプレート２８に交換してその上にレール１６を仮止めする。カント変更用特殊タイプレート２８は、既存のまくらぎ１２との組み合わせによりレール１６に計画カントを設定する形状を有することから、この時点で、レール１６には変更後のカントが付与される。続いて、既存のまくらぎ１２及びカント変更用特殊タイプレート２８を、新規まくらぎ３０と、普通タイプレート１８とに交換する。新規まくらぎ３０は、既存のまくらぎ１２よりも傾斜が緩く設定されおり、普通タイプレート１８を用いてレール１６を固定することで、レール１６に計画カントを設定するための、傾斜角度を有するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、線路のカント変更工法、及び、その工法に用いられるカント変更用特殊タイプレートに関するものである。

線路の曲線部を列車が通過する際、列車には遠心力が発生する。遠心力の増大は、列車の走行安定性や乗り心地に影響を与えるものであり、従来から、遠心力と重力との合力が軌道面に対してより垂直に近い角度で作用するように、線路の曲線部において外側のレールの高さを内側よりも高く設定する「カント」(cant)が設定されている。この、カントの設定により、列車は速度を大きく落とすことなく曲線を安定して通過することが可能となり、かつ、列車の乗り心地の向上を図ることも可能となる。
又、線路の曲線部においてカントを設定する際には、左右のレールの高さを変えるのみならず、左右の各レール自体にも傾斜を持たせている。線路の曲線部にカントを設定する一般的な手法は、線路を保持するまくらぎに傾斜角度を与えるものである。一方、レールに適切な傾斜を持たせるための手段として、タイプレートを用いる手法も考案されている。このタイプレートをまくらぎとレールとの間に設置することで、まくらぎに対する所定の傾斜をレールに与えることが可能となる（例えば、特許文献１参照。）。

実公昭３６−２６５１３号公報

ところで、カントの設定量は、遠心力と重力との合力が軌道面に対してより垂直に近い角度で作用するように、線路の曲線部の曲率半径と、それを通過する列車の速度とによって決められるものであり、一般には、半径が小さいほど、また速度が大きいほど大きなカント量が設定される。また、例えば線路の線形変更が必要となる場合のように、線路の曲線部分の曲率半径が変更されるケースでは、カントについても通常はその設定を変更することが必要となる。
この、カントの変更に際し、砕石が敷き詰められた道床部においては、砕石を一時的に撤去して、まくらぎの傾斜角度を変更し、砕石を復旧させて突き固めることで、カントの設定変更を行うことが可能である。他方、砕石が用いられない橋梁部等でカント設定の変更を行う際には、図３（ａ）に示されるように、橋桁１０に対して、従前のカントに合わせた傾斜角度を有するまくらぎ１２（以下、「既存のまくらぎ」という。）が、直接的にあるいは剛体結合される構造を有している。このため、道床部のように容易にカントの設定変更を行うことが困難である。

そこで、橋梁部等でのカントの設定変更作業は、従来、図３（ａ）に示されるように、タイプレート１８を介してレール１６が固定された既存のまくらぎ１２の上に、設定変更後のカント（以下、「計画カント」ともいう。）を実現するための厚みを持たせたパッキン１４を載置して、レール１６及びタイプレート１８をパッキン１４上に移設する工法が採られる場合がある。しかしながら、この工法では、パッキン１４に必要な強度を持たせるための厚みが必要となり（例えば３０ｍｍ以上）、既存のまくらぎ１２上に載置されるパッキン１４の厚みの分だけ、レール１６の高さ（レールレベル）が上昇することとなる。このため、レールレベルの変更が許容されない区間には、採用することができない。

又、別の工法として、図３（ｂ）に示される工法が採用される場合もある。この工法は、既存のまくらぎ１２（図３（ａ）参照）を、一旦、木まくらぎ２２へと交換する。この木まくらぎ２２は、レール１６の設置部分に別体のパッキン２０を着脱自在に供えるものである。続いて、木まくらぎ２２に装着されたパッキン２０を、計画カントを実現するための厚みを持たせたパッキン２４へと交換する。その後に、木まくらぎ２２を、計画カントを実現するための傾斜を有する新規まくらぎ２６へと交換するものである。この工法は、図３（ａ）の工法と異なり、カント変更の前後で、レールレベルが大きく変わることはないが、既存のまくらぎ１２から新規まくらぎ２６への交換が完了するまでの工程が多くなる。よって、カントの切替当夜の作業工数が増大し、線閉時間内での変更完了が困難となる場合もある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、カント変更の前後で、レールレベルが大きく変わることを回避しつつ、線路のカント変更に要する工程の増大を防ぐことにある。

（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。又、各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。よって、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

（１）線路の支持構造体に対し砕石を介さずに固定されたまくらぎ上に、普通タイプレートを介してレールが固定されてなる線路の、カント変更工法であって、前記普通タイプレートを、既存のまくらぎとの組み合わせにより前記レールに計画カントを設定する形状を有する、カント変更用特殊タイプレートに交換する工程と、前記既存のまくらぎ及び前記カント変更用特殊タイプレートを、前記普通タイプレートとの組み合わせにより前記レールに計画カントを設定する形状を有する、新規まくらぎと、前記普通タイプレートとに交換する工程とを含む線路のカント変更工法（請求項１）。

本項に記載の線路のカント変更工法は、まず、線路の支持構造体に対し砕石を介さずに固定された既存のまくらぎに設置されている普通タイプレートを、カント変更用特殊タイプレートに交換して、その上にレールを仮止めするものである。カント変更用特殊タイプレートは、既存のまくらぎとの組み合わせによりレールに計画カントを設定する形状を有することから、この時点で、レールには変更後のカントが付与される。続いて、まくらぎを本設化するべく、既存のまくらぎ及びカント変更用特殊タイプレートを、新規まくらぎと、普通タイプレートとに交換し、普通タイプレートの上にレールを固定することで、線路の支持構造体に対し砕石を介さずに固定されたまくらぎ上に、普通タイプレートを介してレールが固定されてなる線路の、カント変更を完了するものである。

（２）上記（１）項において、前記カント変更用特殊タイプレートに、前記既存のまくらぎ上で、線路の曲線区間の内側レール及び外側レールに計画カントを設定するための、高低差を与える線路のカント変更工法（請求項２）。
本項に記載の線路のカント変更工法は、普通タイプレートを、既存のまくらぎ上で、線路の曲線区間の内側レールと外側レールとに、計画カントを設定するための高低差を与えた、カント変更用特殊タイプレートへと交換するものである。これによって、既存のまくらぎ及びカント変更用特殊タイプレートの組み合わせにより、レールに変更後のカントを設定するものである。

（３）上記（１）（２）項記載の線路のカント変更工法に用いられるカント変更用特殊タイプレートであって、
レールの横断面と直交する方向視で、前記既存のまくらぎに載置される下面からレールが設置される上面までの高さが、線路の曲線区間の内側レール用と外側レール用とで異なる多角形断面形状を有するカント変更用特殊タイプレート（請求項３）。

本項に記載のカント変更用特殊タイプレートは、レールの横断面と直交する方向視で、既存のまくらぎに載置される下面からレールが設置される上面までの高さが、線路の曲線区間の内側レール用と外側レール用とで異なる多角形断面形状を有するものである。よって、既存のまくらぎに設置されている普通タイプレートを、カント変更用特殊タイプレートに交換してその上にレールを仮止めすることで、この時点で、レールには変更後のカントが付与される。その後に、まくらぎを本設化するべく、既存のまくらぎ及びカント変更用特殊タイプレートを、新規まくらぎと、普通タイプレートとに交換し、普通タイプレートの上にレールを固定し、線路のカント変更を完了するものである。なお、カント変更用特殊タイプレートの多角形形状には、必要に応じて、曲線の内側の厚みと外側の厚みとが異なり、レールの設置面が傾斜する形態のものが含まれる。

本発明はこのように構成したので、カント変更の前後で、レールレベルが大きく変わることを回避しつつ、線路のカント変更に要する工程の増大を防ぐことが可能となる。

（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施の形態に係る線路のカント変更工法の手順を示す、線路の横方向断面図である。 図１に示される線路のカント変更工法に用いられる、カント変更用特殊タイプレートを示す拡大断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、従来の線路のカント変更工法を示す、線路の横方向断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については、同一符号で示し、詳しい説明を省略する。
本発明の実施の形態に係る線路のカント変更工法は、カントの切替当夜においては、図１（ａ）に示されるように、橋桁１０を一例とする線路の支持構造体に対し、砕石を介さずに固定された既存のまくらぎ１２の上に、普通タイプレート１８を介してレール１６が固定された状態から、普通タイプレート１８を、図１（ｂ）に示されるように、既存のまくらぎ１２との組み合わせによりレール１６に計画カントを設定する形状を有する、カント変更用特殊タイプレート２８に交換する。上記作業は、カントの変更当夜の、線閉時間内に全て完了させるものである。

この、カント変更用特殊タイプレート２８には、既存のまくらぎ１２上で、線路の曲線区間の内側レール１６Ｌ及び外側レール１６Ｒに計画カントを設定するための、高低差が与えられており、これによって既存のまくらぎ１２の勾配を緩和するように、厚みが設定されている。
具体的には、図２にも示されるように、カント変更用特殊タイプレート２８は、線路の曲線区間の内側レール１６Ｌと外側レール１６Ｒとに、計画カントを設定するための高低差を与えるべく、各カント変更用特殊タイプレート２８Ｌ、２８Ｒは、各々の厚みが異なる、多角形形状を有している。

図１、図２の例は、紙面の奥方に向かって左曲線を描く曲線区間の断面であり、外側レール１６Ｒを固定するカント変更用特殊タイプレート２８Ｒに対して、内側レール１６Ｌを固定するカント変更用特殊タイプレート２８Ｌの方が、厚みが大きくなっている。又、双方のタイプレート２８Ｒ、２８Ｌとも、通常のタイプレートと同様の１／４０の角度勾配が、レール１６の設置面に設定されるように形成されている。一例として、図２の内側レール１６Ｌのカント変更用特殊タイプレート２８Ｌは、曲線の内側（図の左側）の厚みが５６ｍｍ、外側（図の左側）の厚みが４４ｍｍとなっており、曲線の内側の厚みと外側の厚みとが異なり、レール１６Ｌの設置面が傾斜する形態となっている。一方、外側レール１６Ｒのカント変更用特殊タイプレート２８Ｒの厚みは、１７ｍｍから２１ｍｍとなっている。なお、曲線区間の湾曲方向が逆である場合には、上述の厚みの大小関係も逆となる。

続いて、まくらぎ本設当夜に、図１（ｂ）の状態から、既存のまくらぎ１２及びカント変更用特殊タイプレート１８を、図１（ｃ）に示されるように、普通タイプレート１８との組み合わせによりレール１６に計画カントを設定する形状を有する新規まくらぎ３０と、普通タイプレート１８とに交換する。ここで用いられる新規まくらぎ３０は、既存のまくらぎ１２よりも傾斜が緩く設定されおり、普通タイプレート１８を用いてレール１６を固定することで、レール１６に計画カントを設定するための適切な傾斜角度と、必要十分な厚みとを有するものである。以上の工程により、線路のカント変更を完了するものである。

上記構成をなす、本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。
本工法では、まず、既存のまくらぎ１２に設置されている普通タイプレート１８を、カント変更用特殊タイプレート２８に交換してその上にレール１６を仮止めするものである。変更用タイプレート１６は、既存のまくらぎ１２との組み合わせによりレール１６に計画カントを設定する形状を有することから、この時点で、レール１６には変更後のカントが付与される。続いて、既存のまくらぎ１２及びカント変更用特殊タイプレート２８を、新規まくらぎ３０と、普通タイプレート１８とに交換し、普通タイプレート１８の上にレールを固定することで、線路の支持構造体に対し砕石を介さずに固定されたまくらぎ上に、普通タイプレート１８を介してレール１６が固定されてなる線路の、カント変更を完了させることが可能となる。

又、線路の曲線区間の内側レール１６Ｌと外側レール１６Ｒとに、計画カントを設定するための高低差を与えた、カント変更用特殊タイプレート２８Ｌ、２８Ｒを用いることで、既存のまくらぎ１２及びカント変更用特殊タイプレート２８Ｌ、２８Ｒの組み合わせにより、レール１６に変更後のカントを設定することが可能となる。
しかも、計画カントを設定するための適切な傾斜角度と、必要十分な厚みとを有する新規まくらぎ３０に対し、普通タイプレート１８を介してレール１６が固定されることから、カント変更の前後で、レールレベルが大きく変わることを回避することが可能となる。

なお、本説明では、カントの設定量を減少させる方向に、線路のカント変更を行う場合を例示して説明したが、これとは逆に、カントの設定量を増大させる場合にも適用可能なものである。例えば、図１、図２に示されるような左曲線を描く曲線区間を想定すれば、内側レール１６Ｌのカント変更用特殊タイプレート２８Ｌに対して、外側レール１６Ｒのカント変更用特殊タイプレート２８Ｒの方の厚みを大きくする。又、新規まくらぎ３０は、既存のまくらぎ１２よりも急傾斜をなし、普通タイプレート１８を用いてレール１６を固定することで、レール１６に計画カントを設定するだけの、傾斜角度を有するものをもちいることとする。
これにより、上記の例と同様に、カント変更の前後で、レールレベルが大きく変わることを回避しつつ、線路のカント変更に要する工程の増大を防ぐことが可能となるものである。

１０：橋桁、１２：既存のまくらぎ、 １６：レール、１６Ｌ：内側レール、１６Ｒ：外側レール、１８：普通タイプレート、 ２８、２８Ｌ、２８Ｒ：カント変更用特殊タイプレート、３０：新規まくらぎ

Claims (3)

1. 線路の支持構造体に対し砕石を介さずに固定されたまくらぎ上に、普通タイプレートを介してレールが固定されてなる線路の、カント変更工法であって、
   前記普通タイプレートを、既存のまくらぎとの組み合わせにより前記レールに計画カントを設定する形状を有する、カント変更用特殊タイプレートに交換する工程と、
   前記既存のまくらぎ及び前記カント変更用特殊タイプレートを、前記普通タイプレートとの組み合わせにより前記レールに計画カントを設定する形状を有する、新規まくらぎと、前記普通タイプレートとに交換する工程とを含むことを特徴とする線路のカント変更工法。
2. 前記カント変更用特殊タイプレートに、前記既存のまくらぎ上で、線路の曲線区間の内側レール及び外側レールに計画カントを設定するための、高低差を与えることを特徴とする請求項１記載の線路のカント変更工法。
3. 請求項１又は２記載の線路のカント変更工法に用いられるカント変更用特殊タイプレートであって、
   レールの横断面と直交する方向視で、前記既存のまくらぎに載置される下面からレールが設置される上面までの高さが、線路の曲線区間の内側レール用と外側レール用とで異なる多角形断面形状を有することを特徴とするカント変更用特殊タイプレート。

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