JP2014152587A - 軌道変位抑制方法及び軌道変位抑制構造 - Google Patents

Abstract

【課題】盛土の局所的な沈下に対処するとともに、軌道変位を防止する軌道変位抑制方法を提供する。
【解決手段】盛土上に敷設される軌道Ｔの変位を抑制する軌道変位抑制方法であって、前記軌道Ｔの軌間内で安定した地盤に達するまで杭１０を打設するとともに、その打設された杭１０の上部にラダーマクラギ１００を載置する受け台２０Ａ，２０Ｂを設け、盛土は橋梁を支持する橋台裏に存在し、杭１０は、１ユニットのラダーマクラギ１００に対して軌道方向に沿って所定の間隔を保って複数本が打設され、軌道方向に隣接するラダーマクラギ１００同士が端部接合装置３０によって固定されるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、軌道変位抑制方法及びその軌道変位抑制方法で用いられる軌道変位抑制構造に関する。

従来、例えば下記特許文献１に示されるように、列車の走行する軌道が盛土に敷設されている場合は、地震発生時にその盛土に沈下が発生し、軌道を支持する機能が損なわれて列車の走行に支障を及ぼすことが知られている。地震発生時の盛土の沈下は、すべり土塊の滑動により、盛土体の揺すり込みにより、あるいは地盤の揺すり込みにより発生するが、盛土が橋梁を支持する橋台裏（橋台を中心として橋梁と反対側）に存在する場合は、橋台の前倒れ等による段差も加わるために沈下が大きくなることが懸念されている。

橋台裏の盛土に発生する沈下について、本発明の［発明を実施するための形態］の項で用いる図１を用いてさらに説明すると、この図１は、橋梁Ｈを支持しいている橋台Ｓの裏側に盛土Ｄが存在し、軌道ＴがバラストＢ上に敷設されている場合を示している。そして、その橋台Ｓに対して地震時に軌道Ｔの長手方向（図１の矢印（Ｘ）参照）の振動が加わると、橋台Ｓから図１に鎖線（Ａ）で示される盛土Ｄの範囲に段差が生じる。その段差は、地震の規模にもよるが、橋台Ｓから数ｍ〜１０数ｍの範囲において深さが１０ｃｍに及ぶことがある。

従来から、土路盤の地耐力を強化する方法としては、例えば特許文献１に示されるように、アースオーガ掘削機により土路盤の軟弱部分に所定径の掘削孔を所定深さまで素掘りし、次いで、その素掘りされた掘削孔にセメント系材料を注入するセメント系材料注入工法が提案されている。また、この他にも、ＲＲＲ工法（Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｒａｉｌｒｏａｄ ｗｉｔｈ Ｒｉｇｉｄ Ｆａｃｉｎｇ−Ｍｅｔｈｏｄ）を利用した補強盛土、粒度調整砕石によるアプローチブロック、セメント改良補強土橋台、橋梁及び橋台を一体化する等の各種の工法が提案されている。

また、上述のような沈下抑制方法を施したとしても、橋梁の境界部における振動特性の違いは解消されず、地震時に構造物の横方向の相対変位及び不動変位が生じ、境界部における角折れ・目違いにより列車の走行が損なわれるので、構造物の境界を跨ぐようにラダー軌道（ラダーマクラギ）を敷設することも提案されている。

特開２０００−２０４５５４号公報

上述のように、盛土沈下抑制方法は種々提案されているが、これら方法によっても盛土の支持層まで改良されるわけでないので、地盤の沈下が完全に解消されたわれでなく、局所的な沈下が残る可能性を有している。
また、構造物の境界を跨ぐようにラダーマクラギを敷設した場合においても、沈下範囲がラダーマクラギの１ユニットの長さ（例えば６．２５ｍ）を超えた場合は軌道変位を防止できないという課題を有している。
さらに、軌道方式がバラスト軌道の場合は、振動時における道床横抵抗力の低下とともに軌道剛性が低下するため、軌道座屈の発生が懸念される。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、局所的な沈下を防止でき、沈下範囲がラダーマクラギの１ユニットの長さを超えた場合でも軌道変位を防止することができ、さらに、軌道座屈の発生を防止することのできる軌道変位抑制方法及びその方法で用いられる軌道変位抑制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、本発明に係る軌道変位抑制方法では、盛土上に敷設される軌道の変位を抑制する軌道変位抑制方法であって、前記軌道の軌間内で安定した地盤に達するまで杭を打設するとともに、その打設された杭の上部にラダーマクラギを載置する受け台を設けたことを特徴としている。

また、本発明に係る軌道変位抑制構造では、盛土上に敷設される軌道の変位を抑制する軌道変位抑制構造であって、前記軌道の軌間内で安定した地盤に達するまで打設される長さを有する杭と、前記杭の上部に設けられるラダーマクラギを載置する受け台と、を有することを特徴としている。

本発明の軌道変位抑制方法によれば、打設された杭の上部に設けられている受け台にラダーマクラギが載置されているので、ラダーマクラギが杭によって下方から支持され、盛土の沈下にかかわらず固定された状態となる。そのため、ラダーマクラギによって軌道の変位が抑制され、さらに盛土の沈下時における軌道変位を抑制することができる。

また、本発明に係る軌道変位抑制方法では、前記盛土は橋梁を支持する橋台裏に存在し、前記杭は、１ユニットのラダーマクラギに対して軌道方向に沿って所定の間隔を保って複数本が打設され、前記軌道方向に隣接するラダーマクラギ同士が端部接合装置によって固定されることが好ましい。

また、本発明に係る軌道変位抑制構造では、前記盛土は橋梁を支持する橋台裏に存在し、前記杭は、１ユニットのラダーマクラギに対して軌道方向に沿って所定の間隔を保って複数本が打設され、前記軌道方向に隣接するラダーマクラギ同士が端部接合装置によって固定されていることが好ましい。

この場合、隣接するラダーマクラギが端部接合装置で結合されてラダーマクラギの長さが長くなることから、軌道変位が小さくなるという利点がある。

また、本発明に係る軌道変位抑制構造では、前記軌道方向に沿って並設される一対のラダーマクラギ同士の間に打設される前記杭には、前記軌道方向に隣接するラダーマクラギの両方が載置されていることが好ましい。

この場合、隣接するラダーマクラギの両方がラダーマクラギ同士の間に打設される杭で支持されるので、さらに確実にラダーマクラギを支持することができる。

本発明の軌道変位抑制方法及びその方法で用いられる軌道変位抑制構造によれば、ラダーマクラギで軌道変位が抑制されるとともに、盛土に局所的な沈下が生じても、打設される杭で軌道変位が抑制されるから列車の安定的な走行を確保することができる。

本発明の実施の形態による軌道変位抑制方法を適用した橋梁の橋台部分の斜視図である。 軌道変位抑制構造を施したラダーマクラギの平面図である。 軌道変位抑制構造の側面図である。 軌道変位抑制構造の平面図である。 軌道変位抑制構造の平面図である。

以下、本発明による軌道変位抑制方法及びその方法で用いられる軌道変位抑制構造の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、本発明は、この実施の形態により限定されるものではなく、また、下記の実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一ものも含まれる。

図１は、本実施の形態による軌道変位抑制構造１Ａ，１Ｂを適用した橋梁Ｈの橋台Ｓ部分の斜視図である。この図１は、橋梁Ｈを支持しいている橋台Ｓの裏側（橋台Ｓを中心として橋梁Ｈと反対側）に盛土Ｄが存在していて、その盛土Ｄの上面に設けられているバラストＢ上にレールＲ１，Ｒ２からなる軌道Ｔがラダーマクラギ１００を介して敷設されている場合を示している。

先ず、軌道変位抑制構造１Ａ，１Ｂの理解を容易にするために、軌道変位抑制構造１Ａ，１Ｂの説明する前に、図２を用いてラダーマクラギ１００について説明する。

図２は、図１に示される盛土Ｄの上にバラストＢを介して敷設されているラダーマクラギ１００の平面図に相当している。この図２においては、中央に１ユニットのラダーマクラギ１００が位置し、そしてこの１ユニットのラダーマクラギ１００の両側には、隣接する他のユニットのラダーマクラギ１００の一部がそれぞれ示されている。

このラダーマクラギ１００は、周知のラダーマクラギと同様に、２本のプレストレストコンクリート（ＰＣ）製の縦梁１０１，１０１が所定の軌間間隔を保って平行に設けられている。そして、これら両縦梁１０１，１０１の長手方向の両端側近くには、端部閉合梁１０２，１０２がそれぞれ設けられ、さらに、それら端部閉合梁１０２，１０２から所定距離だけ内側に鋼管製の継材１０３，１０３がそれぞれ設けられている。そして、ラダーマクラギ１００の一方の縦梁１０１にはレールＲ１が敷設され、他方の縦梁１０１にはレールＲ２が敷設されて軌道Ｔが形成されている。

なお、この１ユニットのラダーマクラギ１００の規定の長さＬは６．２５ｍで、端部閉合梁１０２，１０２の位置は端部位置からそれぞれ３２．７５ｃｍだけ内側であるが、これら端部閉合梁１０２，１０２は、軌道変位抑制構造１Ｂの設置のために規定位置よりもさらに内側に移動してそれぞれ設けられている。

第１軌道変位抑制構造１Ａは、杭１０と第１受け台２０Ａとから構成され、第２軌道変位抑制構造１Ｂは、杭１０と第２受け台２０Ｂとから構成されている。図１及び図２の例では、第１軌道変位抑制構造１Ａは、ラダーマクラギ１００の軌道Ｔの長手方向の内側に所定の間隔を保って２個設けられ、第２軌道変位抑制構造１Ｂは、ラダーマクラギ１００の両端側で、かつ、隣接するラダーマクラギ１００と隣接する箇所にそれぞれ設けられている。

以下、第１軌道変位抑制構造１Ａについて、図３及び図４を用いて説明する。
第１軌道変位抑制構造１Ａは、Ｈ形鋼からなる長尺の剛性を有する棒状体からなる杭１０を有し、その長さは、盛土Ｄにおける地形によって決められている。すなわちその長さは、盛土Ｄの表面から十分な硬さを有する支持地盤に達するまでの距離に決められている。
なお、この杭１０は、市販の「Ｈ形鋼杭」をそのまま利用することができる。

第１受け台２０Ａは、Ｃ形鋼（「溝形鋼」と称されることもあるが、本発明では「Ｃ形鋼」で説明する。）からなる４個の部材から構成されている。すなわち、この第１受け台２０Ａは、杭１０の両フランジのそれぞれび外側面に開口側を上にしてそれぞれ当接される一対の基部２１Ａ，２１Ａと、これら基部２１Ａ，２１Ａの開口側の外壁部に一部を重ねて、かつ、開口側を下にしてそれぞれ当接される一対の受け部２２Ａ，２２Ａとで構成されている。

杭１０と基部２１Ａ，２１Ａ、及び基部２１Ａ，２１Ａと受け部２２Ａ，２２Ａは、ボルト・ナット２３でそれぞれ固定されるように構成されている。なお、ボルト・ナット２３のボルトの挿入される孔は、杭１０の長手方向に延びる長孔に形成されていて、受け部２２Ａ，２２Ａの上面位置の高さが調整できるように構成されている。

受け部２２Ａ，２２Ａには、平面から見たときの中央部に開孔２４（図４参照）がそれぞれ設けられている。これら開孔２４には、受け部２２Ａ，２２Ａ上に弾性部材１０４を介して載置される縦梁１０１を固定するボルト（図示せず）が取り付けられる。

杭１０、基部２１Ａ，２１Ａ及び受け部２２Ａ，２２Ａの大きさは、杭１０の軸心中央部が軌間中央部（レールＲ１，Ｒ２の長手方向と直交する方向の中央部）に位置したときに受け部２２Ａ，２２Ａに縦梁１０１がそれぞれ位置できるように決められている（図３参照）。

次に、第２軌道変位抑制構造１Ｂについて、図２及び図５に基づいて説明する。
この第２軌道変位抑制構造１Ｂは、上記第１軌道変位抑制構造１Ａと異なる点は、第２受け台２０Ｂにおける基部２１Ｂ，２１Ｂ及び受け部２２Ｂ，２２Ｂの軌道Ｔ方向の長さが、基部２１Ａ，２１Ａ及び受け部２２Ａ，２２Ａよりも少し長く形成されている点である。すなわち、受け部２２Ｂ，２２Ｂが隣接する二つのラダーマクラギ１００の端部部分を載置できるように構成されている。したがって、これら受け部２２Ｂ，２２Ｂには、隣接する二つのラダーマクラギ１００の縦梁１０１を固定する２個の開孔２４が設けられている。

以下、上記構成からなる第１軌道変位抑制構造１Ａ及び第２軌道変位抑制構造１Ｂの施工方法について説明する。
この施工は、軌道Ｔを走行する列車の終電から始発までの間に実施される。したがって、この施工は、列車の運行状況にもよるが一本の杭１０毎に順次実施される。もちろん、新設の場合は列車の走行は考慮されず、全部の杭１０を平行して工事することができる。

施工に当たっては、先ず、図２に示すように、ラダーマクラギ１００のうち、第１軌道変位抑制構造１Ａ又は第２軌道変位抑制構造１Ｂが設置される箇所で、その設置工事に支障を来たす継材１０２及び端部閉合梁１０３が移動される。次いで、その設置箇所のラダーマクラギ１００の下方のバラストＢが取り除かれるとともに、軌間中央部に杭１０が杭打ち機（図示せず）により打設される。杭１０は、両フランジの側面がレールＲ１，Ｒ２と平行になるようにして打設される。

打設された杭１０が第１軌道変位抑制構造１Ａのときは、図４に示すように、その打設された杭１０の上部には、基部２１Ａ，２１Ａがボルト・ナット２３にそれぞれ取り付けられ、さらに、それら基部２１Ａ，２１Ａに受け部２２Ａ，２２Ａがボルト・ナット２３にそれぞれ取り付けられる。このとき、受け部２２Ａ，２２Ａの上面位置が縦梁１０１の下面に設けられている弾性部材１０４に当接されるように高さが調整される。次いで。受け部２２Ａ，２２Ａに設けられている開孔２４を介して受け部２２Ａ，２２Ａと縦梁１０１とがそれぞれ固定され、最後に取り除かれたバラストＢ（図３参照）が戻される。

打設された杭１０が第２軌道変位抑制構造１Ｂのときは、図５に示すように、その打設された杭１０の上部には、基部２１Ｂ，２１Ｂがボルト・ナット２３にそれぞれ取り付けられ、さらに、それら基部２１Ｂ，２１Ｂに受け部２２Ｂ，２２Ｂがボルト・ナット２３にそれぞれ取り付けられる。そして、この取付られる際、受け部２２Ｂ，２２Ｂの上面位置が縦梁１０１の下面に設けられている弾性部材１０４に当接されるように高さが調整される。次いで。受け部２２Ｂ，２２Ｂに設けられている開孔２４を介して受け部２２Ｂ，２２Ｂと縦梁１０１とがそれぞれ固定される。

図２に示すように受け部２２Ｂ，２２Ｂにそれぞれ固定された縦梁１０１の外側（杭１０と反対側）には、端部接合装置３０がそれぞれ取り付けられて隣接するラダーマクラギ１００が固定される。次いで、最後に取り除かれたバラストＢが戻される。

なお、上述の例では、１ユニットのラダーマクラギ１００に対して２個の第１軌道変位抑制構造１Ａが設けられているが、これを１ユニットのラダーマクラギ１００の軌道Ｔ方向における中央部の一箇所とすることもできる。第１軌道変位抑制構造１Ａを何個設けるかは、１ユニットのラダーマクラギ１００の強度によって決められる。具体的には、第２軌道変位抑制構造１Ｂとそれと隣接する第１軌道変位抑制構造１Ａとの間、第１軌道変位抑制構造１Ａとそれと隣接する他の第１軌道変位抑制構造１Ａとの間において、所定の荷重を加えたときにラダーマクラギ１００にひび割れが発生するか否かのひび割れ発生荷重によって決められる。

上記構成からなる軌道変位抑制構造は、橋台Ｓの裏側の盛土Ｄの上にバラストＢを介して敷設されているラダーマクラギ１００の軌間中で、軌道Ｔの長手方向に沿って所定の間隔を保って軌道変位抑制構造１Ａ，１Ｂを設け、地震時に盛土Ｄに地盤の沈下が発生しても軌道変位抑制構造１Ａ，１Ｂでラダーマクラギ１００を支持することができるので、盛土沈下時における軌道変位が抑制され、列車の安定的な走行を確保することができる。
また、地盤の沈下が発生しても軌道変位抑制構造１Ａ，１Ｂでラダーマクラギ１００が支持されているので、速やかに復旧することが可能である。

また、上記構成からなる軌道変位抑制構造は、軌道変位抑制構造１Ａ，１Ｂでラダーマクラギ１００が支持されるとともに、隣接するラダーマクラギ１００間が端部接合装置３０で固定されるので、ラダーマクラギ１００の長さが実質的に長くなり、地震時の軌道変位を小さくでき、角折れ、目違い、効軌道座屈の発生を効果的に防止でき、列車の安定的な走走行を高めることができる。

なお、上述の例では、盛土Ｄに生じる地盤の沈下は地震に伴うとしたが、豪雨による盛土の流出の場合でも軌道変位抑制構造１Ａ，１Ｂで対処することができる。

以上、本発明による軌道変位抑制方法及びその方法で用いられる軌道変位抑制構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記の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。

Ｈ 橋梁
Ｓ 橋台
Ｄ 盛土
Ｂ バラスト
Ｒ１，Ｒ２ レール
Ｔ 軌道
１Ａ 第１軌道変位抑制構造
１Ｂ 第２軌道変位抑制構造
１０ 杭
２０Ａ 第１受け台
２０Ｂ 第２受け台
２１Ａ，２１Ｂ 基部
２２Ａ，２２Ｂ 受け部
２３ ボルト・ナット
２４ 開孔
３０ 端部接合装置
１００ ラダーマクラギ
１０１ 縦梁
１０２ 継材
１０３ 端部閉合梁
１０４ 弾性部材

Claims (5)

1. 盛土上に敷設される軌道の変位を抑制する軌道変位抑制方法であって、
   前記軌道の軌間内で安定した地盤に達するまで杭を打設するとともに、その打設された杭の上部にラダーマクラギを載置する受け台を設けたことを特徴とする軌道変位抑制方法。
2. 前記盛土は橋梁を支持する橋台裏に存在し、
   前記杭は、１ユニットのラダーマクラギに対して軌道方向に沿って所定の間隔を保って複数本が打設され、
   前記軌道方向に隣接するラダーマクラギ同士が端部接合装置によって固定されることを特徴とする請求項１に記載の軌道変位抑制方法。
3. 盛土上に敷設される軌道の変位を抑制する軌道変位抑制構造であって、
   前記軌道の軌間内で安定した地盤に達するまで打設される長さを有する杭と、
   前記杭の上部に設けられるラダーマクラギを載置する受け台と、
   を有することを特徴とする軌道変位抑制構造。
4. 前記盛土は橋梁を支持する橋台裏に存在し、
   前記杭は、１ユニットのラダーマクラギに対して軌道方向に沿って所定の間隔を保って複数本が打設され、
   前記軌道方向に隣接するラダーマクラギ同士が端部接合装置によって固定されていることを特徴とする請求項３に記載の軌道変位抑制構造。
5. 前記軌道方向に沿って並設される一対のラダーマクラギ同士の間に打設される前記杭には、前記軌道方向に隣接するラダーマクラギの両方が載置されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の軌道変位抑制構造。

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