JP2016172970A - 路盤嵩上工法 - Google Patents

Abstract

【課題】仮設用地を確保することなく路盤を嵩上げすることができる路盤嵩上工法を実現する。【解決手段】路盤２上に敷設されている軌框１の下側に軌框支持板１０を配置する工程と、軌框支持板１０に設けられている貫通孔１１ａを通じて地中に鉛直向きに杭材２０を埋入する工程と、地中に埋入した杭材２０の上端に、所望する嵩上げ高さに達する嵩上用杭材３０を鉛直向きに接続する工程と、軌框支持板１０を嵩上用杭材３０に沿って上方に引き上げる工程と、軌框支持板１０を嵩上用杭材３０の上端部に固定する工程と、を備えた路盤嵩上工法によって、軌框１を支えている路盤２を嵩上げして鉄道軌道１００を構築した。【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道軌道などの路盤を嵩上げする路盤嵩上工法に関する。

従来、鉄道の軌道を高架化する方法として、既存の軌道の近傍に仮線を設け、その仮線で列車の運行を継続させている間に軌道に沿った高架橋を施工し、完成した高架橋上に本線を設け、仮線から本線への切り替え工事を行った後に、仮線を撤去するという仮線方式の工法が知られている。

また、盛土によって敷設されている鉄道の軌道を、高架橋による敷設に切り替える技術として、軌道の延伸方向に沿って複数の鋼管を盛土中に打設し、それら鋼管上に架け渡したスラブ桁上に軌道を設置した後に、盛土を撤去するという高架橋施工方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平７−４８８０３号公報

しかしながら、上記仮線方式の工法を採用する場合、既存の軌道の近傍に仮線を設けるための用地を確保する必要があり、その用地取得のために事業費が増大する問題がある。
また、仮線を設けるための用地がない場合には、仮線方式の工法を実施することができない。

また、上記特許文献１の高架橋施工方法では、既存の盛土の法部を覆うように腹付盛土を設けて盛土の幅を広げ、その腹付盛土側に線路を一旦移設し、盛土の中央側に設置したスラブ桁上に線路を再度移設するといった手順をとるため、上記仮線方式の工法の場合と同様に、既存の盛土の両側に用地を確保するための問題が生じる。

本発明の目的は、仮設用地を確保することなく路盤を嵩上げすることができる路盤嵩上工法を提供することである。

上記目的を達成するため、この発明は路盤嵩上工法であって、
路盤上に敷設されている軌框の下側に軌框支持板を配置する工程と、
前記軌框支持板に設けられている貫通孔を通じて地中に鉛直向きに杭材を埋入する工程と、
地中に埋入した前記杭材の上端に、所望する嵩上げ高さに達する嵩上用杭材を接続する工程と、
前記軌框支持板を前記嵩上用杭材に沿って上方に引き上げる工程と、
前記軌框支持板を前記嵩上用杭材の所定位置に固定する工程と、
を備えるようにした。

かかる構成の路盤嵩上工法であれば、既設の軌框の近傍に仮線を設けるための仮設用地を確保することなく、その軌框を支えている路盤を嵩上げすることができる。
具体的には、この路盤嵩上工法における、路盤上に敷設されている軌框の下側に軌框支持板を配置する作業、軌框支持板に設けられている貫通孔を通じて地中に鉛直向きに杭材を埋入する作業、地中に埋入した杭材の上端に嵩上用杭材を鉛直向きに立設させる作業、軌框支持板を嵩上用杭材に沿って上方に引き上げて嵩上用杭材の所定位置に固定する作業は、例えば終電後の夜間作業にて行うことができるので、軌框支持板を嵩上用杭材に沿って引き上げる作業の直前まで、嵩上げ前の軌框にて列車を運行させることが可能であり、軌框支持板を嵩上用杭材に固定して路盤ごと軌框を嵩上げした後には、速やかに列車の運行を開始することが可能になる。
つまり、この路盤嵩上工法によれば、列車の運行を継続させるための仮線を設けることなく、軌框を支えている路盤を嵩上げすることができる。

また、望ましくは、
前記貫通孔は、前記軌框支持板の両側に設けられており、前記軌框支持板が前記軌框の下側に配置された状態で、前記軌框を挟む配置にあるようにした。
こうすることで、軌框を挟んだ両側に嵩上用杭材を立設させることができるので、軌框の両側で対を成す嵩上用杭材によって軌框支持板の姿勢を安定させ、その嵩上用杭材に沿わせて軌框支持板を好適に引き上げることが可能になる。

また、望ましくは、
前記軌框支持板は、互いの前端と後端が連結されて、前記軌框の延在方向に沿って複数連設されるようにした。
こうすることで、複数の軌框支持板を連設した範囲に亘って路盤を嵩上げすることができるので、１回当たりの引き上げ作業でより長い範囲の路盤を嵩上げすることができる。

また、望ましくは、
前記軌框支持板の内部には、前後方向に挿通された補強芯材が備えられており、前記軌框支持板同士を連結した状態で互いの補強芯材を連結するようにした。
前後する軌框支持板同士を連結した状態で、その軌框支持板内の補強芯材を連結することで、軌框支持板の連結構造を強化することができる。

本発明によれば、仮設用地を確保することなく路盤を嵩上げすることができる。

本実施形態の路盤嵩上工法によって軌框を路盤ごと嵩上してなる鉄道軌道を示す説明図である。 本実施形態の路盤嵩上工法による作業工程を示す説明図である。 本実施形態の路盤嵩上工法による作業工程を示す説明図である。 軌框支持板を示す斜視図である。 軌框支持板の連結構造に関する説明図であり、補強芯材の連結前（ａ）と連結後（ｂ）を示している。 本実施形態の路盤嵩上工法による作業工程を示す説明図である。 本実施形態の路盤嵩上工法による作業工程を示す説明図である。 本実施形態の路盤嵩上工法による作業工程を示す説明図である。 本実施形態の路盤嵩上工法による作業工程を示す説明図である。 本実施形態の路盤嵩上工法による作業工程を示す説明図である。 軌框支持板を嵩上用杭材の上端部に固定した箇所を示す拡大図である。 路盤嵩上工法における軌框支持板を連結する工程の他の実施形態を示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る路盤嵩上工法の実施形態について詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、本実施形態の路盤嵩上工法により、地面Ｇより高い位置に軌框１を路盤２ごと嵩上してなる鉄道軌道１００を示す説明図である。
この鉄道軌道１００を例に、本実施形態の路盤嵩上工法について説明する。

図２に示すように、当初、軌框１が敷設されている路盤２は地面Ｇにある。軌框１は、レールと枕木を主要部にして構成されており、レールの延設方向に延在している。
この軌框１が敷設されている領域内で、例えば軌道と道路の立体交差や、堤防などの土地の嵩上げが行われることに伴い、軌框１（軌道）を当初の地面Ｇより高い位置に移設する必要が生じた場合に、以下の手順による路盤嵩上工法によって鉄道軌道１００（図１参照）を施工する。なお、路盤嵩上工法の各工程は、終電後の夜間などの限られた作業時間帯に行うものとする。

まず、図３に示すように、路盤２上に敷設されている軌框１の下側に軌框支持板１０を配置するように、軌框支持板１０を路盤２の側方から路盤２中に押入して設置する（第１作業）。
この軌框支持板１０を路盤２中に押し入れる際、その反対側から軌框支持板１０を路盤２中に引き込むように補助を行ってもよい。

軌框支持板１０は、例えば、図４、図５に示すように、前端に雄型連結部１０ａが形成され、後端に雌型連結部１０ｂが形成されている鉄筋コンクリート製のスラブ板である。雄型連結部１０ａは、軌框支持板１０の左右幅方向に亘る凸部を有し、雌型連結部１０ｂは、軌框支持板１０の左右幅方向に亘る凹部を有している。
この軌框支持板１０の左右両側に、軌框支持板１０の板面と垂直向きとなる鋼管部材１１が配設されている。鋼管部材１１は、軌框支持板１０の厚みとほぼ同じ長さを有しており、その鋼管部材１１によって軌框支持板１０にその板面と垂直な貫通孔１１ａが設けられている。
そして、図３に示すように、軌框支持板１０が軌框１の下側に配置された状態で、軌框支持板１０の貫通孔１１ａ（鋼管部材１１）は軌框１を挟む配置にある。
特に、貫通孔１１ａは軌框１から所定長離間した位置であって、その貫通孔１１ａの上方を列車が通過しない位置となるように、鋼管部材１１が軌框支持板１０の左右両側に配設されている。

また、図４、図５に示すように、軌框支持板１０の中央側には、雄型連結部１０ａと雌型連結部１０ｂの間を貫く挿通穴１０ｃが形成されており、軌框支持板１０内部の挿通穴１０ｃに補強芯材１２が備えられている。この補強芯材１２の雌型連結部１０ｂ側の端部には接続具１２ａが設けられている。

軌框支持板１０における雄型連結部１０ａの凸部は、雌型連結部１０ｂの凹部に嵌入可能に形成されている。
そして、軌框支持板１０を路盤２の側方から路盤２中に押入する場合、軌框支持板１０を横向きにスライド移動させて挿入するように押し入れる。
このとき、図４に示すように、先に路盤２中に押入されている軌框支持板１０の雌型連結部１０ｂの凹部に、軌框支持板１０の雄型連結部１０ａの凸部を位置合わせするように軌框支持板１０を押し入れることで、軌框支持板１０の互いの前端と後端を連結することができる。特に、雌型連結部１０ｂの凹部に沿って雄型連結部１０ａの凸部を案内させるようにして軌框支持板１０の互いの前端と後端を連結することで、前後する軌框支持板１０の向きにずれが生じ難くなる。

そして、図５（ａ）に示すように、前後する軌框支持板１０同士を連結した後、後側の軌框支持板１０の補強芯材１２を雄型連結部１０ａ側から突き出すように前進させ、図５（ｂ）に示すように、前側の軌框支持板１０の補強芯材１２の接続具１２ａに嵌入し、互いの補強芯材１２を連結する。
前後する軌框支持板１０同士を連結した状態で、その軌框支持板１０内部で互いの補強芯材１２を連結することで、軌框支持板１０の連結構造を強化することができる。
このようにして、順次軌框支持板１０を路盤２に押入し、互いの補強芯材１２を連結することを繰り返して、軌框１の延在方向に沿って複数の軌框支持板１０を連設する。複数の軌框支持板１０を連結させて連設しておくことで、後述する第４作業にて、複数の軌框支持板１０を連設した範囲に亘って路盤２を嵩上げすることができるので、１回当たりの引き上げ作業でより長い範囲の路盤２を嵩上げすることが可能になる。

次いで、図６に示すように、軌框支持板１０に設けられている貫通孔１１ａを通じて地中に鉛直向きに杭材２０を埋入する（第２作業）。この杭材２０は、例えば鋼管杭であり、軌框支持板１０の貫通孔１１ａ（鋼管部材１１）に挿通可能な外径サイズを有している。
そして、図７に示すように、下端側の杭材２０が所定の深度、あるいは安定地盤に達するまで、複数の杭材２０を接続してその埋入を繰り返す。本実施形態では左右とも２本の杭材２０を接続しているが、３本以上接続してもよく、あるいは１本の杭材２０であってもよい。
なお、杭材２０の接続は、ボルトナットによる接続、ネジ式の接続、嵌合式の接続など任意の接続手法によって行うようにすればよい。
こうして、軌框１の延在方向に沿って連設されている全ての軌框支持板１０に対して杭材２０を設置する。

次いで、図８に示すように、地中に圧入するなどして埋設した杭材２０の上端に、所望する嵩上げ高さに達する嵩上用杭材３０を接続し、軌框１の両側に鉛直向きに嵩上用杭材３０を立設させる（第３作業）。本実施形態では左右とも１本の嵩上用杭材３０を用いているが、２本以上の嵩上用杭材３０を接続して、所望する嵩上げ高さに達せさせるようにしてもよい。
この嵩上用杭材３０は、例えば鋼管杭であり、軌框支持板１０の貫通孔１１ａ（鋼管部材１１）に挿通可能な外径サイズを有している。なお、嵩上用杭材３０は、杭材２０と同じ鋼管杭を用いることができる。
そして、軌框１の延在方向に沿って連設されている全ての軌框支持板１０に対して嵩上用杭材３０を設置する。
なお、軌框１の延在方向に沿う地点毎に所望する嵩上げ高さが異なる場合、長さの異なる嵩上用杭材３０を用いるようにすればよい。こうすることで、嵩上する軌框１（軌道）に傾斜をつけることも可能になる。

次いで、図９に示すように、軌框支持板１０を嵩上用杭材３０に沿って上方に引き上げ、路盤２ごと軌框１を嵩上げする（第４作業）。嵩上用杭材３０は、軌框１を挟んだ左右両側に立設しているので、軌框１の両側で対を成す嵩上用杭材３０によって左右のバランスをとって軌框支持板１０の姿勢を安定させ、軌框支持板１０を嵩上用杭材３０に沿わせて好適に引き上げることができる。
ここでは、チェーンブロック５を用い、上フック５ａを嵩上用杭材３０の上端部に取り付け、下フック５ｂを軌框支持板１０の下面に掛けるように取り付けて、軌框支持板１０を引き上げている。
なお、軌框支持板１０を嵩上用杭材３０に沿って上方に引き上げるのにチェーンブロック５を用いることに限らず、例えば、ウインチなど他の機器や装置を用いてもよい。

次いで、図１０に示すように、軌框支持板１０を嵩上用杭材３０の所定位置（ここでは上端部）に固定する（第５作業）。
具体的には、例えば、図１１に示すように、嵩上用杭材３０の内壁から鋼管部材１１を貫いて軌框支持板１０に達するボルトＢを打ち込んで、軌框支持板１０を嵩上用杭材３０の上端部に固定する。また、嵩上用杭材３０と鋼管部材１１の一体化を強固にするため、嵩上用杭材３０と鋼管部材１１の隙間に樹脂材料などの接着剤を充填してもよい。

次いで、図１に示すように、軌框１（レール）の延設方向に沿う嵩上用杭材３０間に側壁材４０を配設し、両側の側壁材４０の間に気泡モルタルなどの充填材５０を流し込み、硬化させることで、地面Ｇより高い位置に軌框１を路盤２ごと嵩上した鉄道軌道１００を構築することができる。

以上のように、路盤２上に敷設されている軌框１の下側に軌框支持板１０を挿入しておき、軌框１の両側に鉛直向きに立設させた嵩上用杭材３０に沿って軌框支持板１０を上方に引き上げ、路盤２ごと軌框１を嵩上げする路盤嵩上工法であれば、既設の軌框１（軌道）の近傍に仮線を設けるための仮設用地を確保することなく路盤２を嵩上げすることができる。

具体的には、本実施形態の路盤嵩上工法における、路盤２上に敷設されている軌框１の下側に軌框支持板１０を設置する作業（第１作業）、軌框支持板１０に設けられている貫通孔１１ａを通じて地中に鉛直向きに杭材２０を埋入する作業（第２作業）、地中に埋入した杭材２０の上端に嵩上用杭材３０を鉛直向きに立設させる作業（第３作業）、軌框支持板１０を嵩上用杭材３０に沿って上方に引き上げて嵩上用杭材３０の上端部に固定する作業（第４作業，第５作業）は、終電後の夜間作業にて行うことができるので、軌框支持板１０を嵩上用杭材３０に沿って引き上げる作業の直前まで、嵩上げ前の路盤２に敷設されている軌框１にて列車を運行させることが可能であり、軌框支持板１０を嵩上用杭材３０に固定して路盤２ごと軌框１を嵩上げした後には、速やかに列車の運行を開始することが可能になる。
つまり、この路盤嵩上工法によれば、列車の運行を継続させるための仮線を設けることなく、軌框１を支えている路盤２を嵩上げすることができる。
よって、仮設用地を取得するための事業費がかからないので、施工コストを抑えて路盤２ごと軌框１を嵩上げしてなる鉄道軌道１００を構築することができる。

ここで、上記の第５作業後に速やかに列車の運行を開始するためには、軌框支持板１０を嵩上用杭材３０の上端部に固定した状態で、その軌框支持板１０上の路盤２の軌框１に列車を走行させることができる強度を有するように軌框支持板１０や嵩上用杭材３０などを設計する。こうすれば、夜間作業で路盤２ごと軌框１を嵩上げした後（図１０参照）、翌朝には速やかに列車の運行を開始することが可能になる。

なお、軌框支持板１０を嵩上用杭材３０に沿って上方に引き上げて嵩上用杭材３０の上端部に固定する作業や、側壁材４０や充填材５０によって軌框支持板１０や嵩上用杭材３０を補強する作業が一夜で行えない場合でも、それまでの作業（第１〜第３作業）を終電後の夜間に行うことができるので、列車を運休させての作業期間を短くすることができる。

このように、本実施形態の路盤嵩上工法は、仮設用地を確保することなく軌框１を支える路盤２を嵩上げすることができ、また、列車を運休させることなく、或いは列車を運休させる期間を短くして、その路盤２を嵩上げすることができる優れた技術である。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
上記実施形態では、路盤２上に敷設されている軌框１の下側に軌框支持板１０を配置するように、軌框支持板１０を路盤２の側方から路盤２中に押し入れて設置したが、軌框１の下側のバラストを一旦除去し、軌框１の下側に軌框支持板１０を設置した後にバラストを戻して路盤２を再度構築するようにしてもよい。
この場合、まず、軌框１がずれたり沈降してしまわないように、例えば軌框１を支持する軌框支持構造物を設置する。その軌框支持構造物の設置後に、軌框１の下側のバラストを一旦除去し、軌框１の下側に形成した空間に軌框支持板１０を配置する。
次いで、図１２（ａ）に示すように、前側の軌框支持板１０の雌型連結部１０ｂに後側の軌框支持板１０の雄型連結部１０ａを差し込む。
次いで、図１２（ｂ）に示すように、後側の軌框支持板１０の挿通穴１０ｃに補強芯材１２を挿入し、その補強芯材１２を前側の軌框支持板１０の接続具１２ａに螺合する。
次いで、図１２（ｃ）に示すように、後側の軌框支持板１０の補強芯材１２の後端に接続具１２ａに螺合して取り付ける。
更に、図１２（ｄ）に示すように、軌框支持板１０同士を連結することと、軌框支持板１０内で補強芯材１２を連結することを繰り返し、軌框１の延在方向に沿って複数の軌框支持板１０を連設する。
所定数の軌框支持板１０を連設した後にバラストを戻して路盤２を再構築する。
そして、路盤２を再構築した後に、杭材２０を埋入する第２作業に移行する。
軌框支持板１０を連結する工程をこのように行っても、仮設用地を確保することなく軌框１を支える路盤２を嵩上げすることができる。

なお、以上の実施の形態においては、軌框支持板１０を引き上げて固定した後、軌框１の延設方向に沿う嵩上用杭材３０間に側壁材４０を配設し、両側の側壁材４０の間に充填材５０（気泡モルタル）を充填してなる盛土（例えば気泡モルタル盛土）上に軌框１を嵩上げした鉄道軌道１００を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、軌框支持板１０を引き上げて固定した後、軌框１の延設方向に沿う嵩上用杭材３０の周囲に補強材を配設し、その嵩上用杭材３０の間に梁などの支持構造物を配設してなる高架橋上に軌框１を嵩上げした鉄道軌道１００を構築するようにしてもよい。

また、路盤２ごと軌框１を嵩上することに限らず、軌框１を直接下支えするように軌框支持板１０を設置して軌框１自体を嵩上するようにしてもよい。

また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

１ 軌框
２ 路盤
５ チェーンブロック
１０ 軌框支持板
１０ａ 雄型連結部
１０ｂ 雌型連結部
１０ｃ 挿通穴
１１ 鋼管部材
１１ａ 貫通孔
１２ 補強芯材
１２ａ 接続具
２０ 杭材
３０ 嵩上用杭材
４０ 側壁材
５０ 充填材
１００ 鉄道軌道

Claims (4)

1. 路盤上に敷設されている軌框の下側に軌框支持板を配置する工程と、
   前記軌框支持板に設けられている貫通孔を通じて地中に鉛直向きに杭材を埋入する工程と、
   地中に埋入した前記杭材の上端に、所望する嵩上げ高さに達する嵩上用杭材を接続する工程と、
   前記軌框支持板を前記嵩上用杭材に沿って上方に引き上げる工程と、
   前記軌框支持板を前記嵩上用杭材の所定位置に固定する工程と、
   を備えたことを特徴とする路盤嵩上工法。
2. 前記貫通孔は、前記軌框支持板の両側に設けられており、前記軌框支持板が前記軌框の下側に配置された状態で、前記軌框を挟む配置にあることを特徴とする請求項１に記載の路盤嵩上工法。
3. 前記軌框支持板は、互いの前端と後端が連結されて、前記軌框の延在方向に沿って複数連設されることを特徴とする請求項１又は２に記載の路盤嵩上工法。
4. 前記軌框支持板の内部には、前後方向に挿通された補強芯材が備えられており、前記軌框支持板同士を連結した状態で互いの補強芯材を連結することを特徴とする請求項３に記載の路盤嵩上工法。

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