JP2016191264A - 軌道座屈防止装置及び軌道座屈防止装置を備えたバラスト軌道 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、簡易な方式によりカーブ区間外側位置のバラスト肩部の崩落を防止することができる、軌道座屈防止装置及び軌道座屈防止装置を備えたバラスト軌道を提供する。
【解決手段】枕木１の側方に位置するバラスト３に配置される軌道座屈防止装置１０であって、路盤Ｇ上でかつバラスト３の下部位置に配置された下部拘束板１１と、バラスト３の上部位置に配置された上部拘束板１２と、これら下部拘束板１１及び上部拘束板１２を互いに連結してこれら両拘束板１１・１２の間のバラストを拘束する締結手段１３と、を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、バラスト道床における特に軌道のカーブ区間等において、地震等の災害時に、カーブ外方のバラストが崩れ落ちて軌道に座屈が発生することを防止できる軌道座屈防止装置、及び軌道座屈防止装置を備えたバラスト軌道に関する。

バラスト軌道Ｒは、図７に示すような温度上昇に伴いレールが長軸方向へ伸長しようとするのを拘束することで該レールに符号ｆ１で示す軸力が生じる。そして、該軸力ｆ１により生じるバラスト軌道Ｒを横方向に屈曲させようとする力が、道床の抵抗力ｆ２（道床横抵抗力）を上回った場合に、符号Ｆで示されるような水平変位を伴うレールの座屈が発生する。
なお、図７のバラスト軌道Ｒにおいて、符号１は枕木、符号２は枕木１上に設置されたレール、符号３は枕木１を埋設しかつ支持する路盤Ｇ上のバラストを示している。

また、バラスト軌道Ｒでは、特にロングレールの区間にて軸力が増加し易く、酷暑期間では特に軌道の座屈が懸念される。これに加えて、バラスト軌道Ｒでは、図８に示されるように、夏期に地震が発生するなどの異常が生じた場合に、カーブの外側区間においてバラスト肩部４から法尻５にわたってなだらかに崩壊し（崩落後のバラスト３を破線で示す）、これによって枕木１の端部１Ａの道床横抵抗力が低下する不具合がある。

そして、このようなバラスト軌道の座屈発生を防止するための様々な技術が提供されている。
例えば、特許文献１に示される座屈防止装置では、レールの底部を挟持する座屈防止金具に、レールを受支する枕木の並設方向に沿う板面を備えた座屈防止板の上端部を取り付け、かつ該座屈防止板の下端部をバラスト内に打ち込むことで、バラスト軌道の座屈発生防止を行うようにしている。
また、特許文献２に示される座屈防止装置では、Ｌ字状をなす受圧板とそれを木枕木に取付ける取付金具とを有し、該受圧板の水平部でバラストの加重を受け、その加重を木枕木に付加することで、バラスト軌道の座屈発生防止を行うようにしている。

特開２０１２−２１２９２号公報 特開平６−２４０６０４号公報

ところで、一般に知られている座屈防止装置は、上記特許文献１，２に示されるような座屈防止板Ｍを枕木１に直接取り付けることによって、枕木１の端部１Ａの道床横抵抗力を向上させる工法（図９参照）や、カーブ区間外側位置にバラスト止め壁Ｎを設置することによりバラスト肩部４の崩落を防止する工法（図１０参照）に分類される。
しかしながら、図９に示されるような座屈防止板Ｍを用いた工法では、座屈防止板Ｍの外側位置にあるバラスト肩部４の崩落を十分に防止することができない。また、図１０に示されるようなバラスト止め壁Ｎを用いた工法では、バラスト肩部４の崩落を防ぎ道床横抵抗力の低下を抑制できるが、バラスト止め壁を支持するための地中への基礎工事等が大規模になりコスト高となるという問題がある。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、簡易な方式によりカーブ区間外側位置のバラスト肩部の崩落を防止することができる、軌道座屈防止装置及び軌道座屈防止装置を備えたバラスト軌道を提供する。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。すなわち、本発明では、枕木の側方に位置するバラストに配置される軌道座屈防止装置であって、路盤上でかつ前記バラストの下部位置に配置された下部拘束板と、前記バラストの上部位置に配置された上部拘束板と、これら下部拘束板及び上部拘束板を互いに連結してこれら両拘束板の間のバラストを拘束する締結手段と、を具備することを特徴とする。

そして、上記のように構成された発明によれば、枕木の側方に位置するバラストの下部位置に配置された下部拘束板と、該バラストの上部位置に配置された上部拘束板とを、締結手段により互いに連結してこれら両拘束板の間のバラストを拘束するようにしたので、これら拘束板によるバラストの拘束によってバラスト剛性を増加させることができるとともに、枕木の端部にかかる道床横抵抗力の負担力を増加させることができる。その結果、特に、夏期に地震が発生した場合等におけるバラスト軌道の肩部崩落を未然に防ぐことができる。
特に、本発明では、特に軌道のカーブ区間等において、地震等の災害時に、カーブ外方のバラスト肩部が崩れ落ちて軌道に座屈が発生することを防止できる。
また、本発明の軌道座屈防止装置は、下部及び上部拘束板と締結手段とからなる簡易な構成であり、該簡易な構成によってバラスト肩部の崩落を確実に防止することができる。

また、本発明では、前記下部拘束板は前記バラストの底部に配置されて所定範囲の該バラスト底面に接することを特徴とする。

また、本発明では、前記上部拘束板は前記バラストの上面に配置されて所定範囲の該バラスト上面に接することを特徴とする。

そして、上記のように構成された発明によれば、下部拘束板を所定範囲のバラストの底部に配置する及び／又は上部拘束板を所定範囲のバラストの上面に配置することにより、該拘束板がバラストを拘束し易くなり、バラスト肩部の崩落を確実に防止することができる。

また、本発明では、前記締結手段は、前記上部拘束板と下部拘束板とを付勢手段などで互いに接近させることにより、これらの間のバラストを拘束することを特徴とする。

そして、上記のように構成された発明によれば、締結手段に、上部拘束板と下部拘束板とを付勢手段などで互いに接近させる付勢手段を追加することにより、両拘束板間にてバラストを押え込むことができ、バラスト肩部の崩落を確実に防止することができる。

また、本発明では、前記締結手段はボルトから構成され、前記下部拘束板及び上部拘束板に締結された場合に、該ボルトの頭部が前記上部拘束板を上方から押えるとともに、該ボルトの軸部先端が前記下部拘束板に螺合されることを特徴とする。

そして、上記のように構成された発明によれば、締結手段をボルトから構成し、該締結手段を下部拘束板及び上部拘束板に締結した場合に、該ボルトの頭部が上部拘束板を上方から押えるとともに、該ボルトの軸部先端が下部拘束板に螺合される。これにより下部及び上部拘束板が締結手段のボルトにより間隔を有するように連結され、該間隙内にバラストを拘束することができる。

また、本発明では、前記締結手段はボルトとナットとから構成され、前記下部拘束板及び上部拘束板に締結された場合に、該ボルトの頭部が前記上部拘束板を上方から押えるとともに、該ボルトの軸部が前記上部拘束板を貫通し、かつ該ボルトの軸部先端が前記下部拘束板を貫通して該下部拘束板の底部側に位置するナットに螺合されることを特徴とする。

そして、上記のように構成された発明によれば、締結手段をボルトから構成し、該締結手段を下部拘束板及び上部拘束板に締結した場合に、該ボルトの頭部が上部拘束板を上方から押えるとともに、該ボルトの軸部が上部拘束板を貫通し、かつ該ボルトの軸部先端が下部拘束板を貫通した後で該下部拘束板の底部側に位置するナットに螺合される。これにより下部及び上部拘束板が締結手段のボルト及びナットにより間隔を有するように連結され、該間隙内にバラストを拘束することができる。

また、本発明では、前記下部拘束板及び上部拘束板の間に位置するバラストは袋体に封入されていることを特徴とする。

そして、上記のように構成された発明によれば、下部拘束板及び上部拘束板によるバラストの拘束による効果に加えて、これら下部拘束板及び上部拘束板の間に位置するバラストを袋体に封入する作業を行うことによって、バラスト肩部の崩落を確実に防止することができる。

また、本発明では、前記バラストが封入された袋体と、前記下部拘束板及び上部拘束板の間には弾性材料からなる衝撃吸収シートが配置されていることを特徴とする。

そして、上記のように構成された発明によれば、バラストが封入された袋体と、下部拘束板及び上部拘束板の間には弾性材料からなる衝撃吸収シートが配置されているので、該衝撃吸収シートによって、バラスト軌道における道床横抵抗力の更なる向上が期待できる。

また、本発明は、枕木の側方に位置するバラストに配置される軌道座屈防止装置を備えたバラスト軌道であって、路盤上でかつ前記バラストの下部位置に配置された下部拘束板と、前記バラストの上部位置に配置された上部拘束板と、これら下部拘束板及び上部拘束板を互いに連結してこれら両拘束板の間のバラストを拘束する締結手段と、を具備することを特徴とする。また前記軌道座屈防止装置を外軌側外方に設けたことを特徴とする。

そして、上記のように構成されたバラスト軌道に係る発明によれば、枕木の側方に位置するバラストの下部位置に配置された下部拘束板と、該バラストの上部位置に配置された上部拘束板とを、締結手段により互いに連結してこれら両拘束板の間のバラストを拘束するようにしたので、これら拘束板によるバラストの拘束によってバラスト肩部が崩落することが防止される。特に軌道のカーブ区間等において、地震等の災害時に、カーブ外方のバラスト肩部が崩れ落ちて軌道に座屈が発生することを防止できる。
また、本発明の軌道座屈防止装置を備えたバラスト軌道は、下部及び上部拘束板と締結手段とからなる簡易な構造体であり、該簡易な構成によってバラスト肩部の崩落を確実に防止することができる。

本発明によれば、拘束板によるバラストの拘束によってバラスト剛性を増加させることができるとともに、枕木の端部にかかる道床横抵抗力の負担力を増加させることができる。その結果、特に、夏期に地震が発生した場合におけるバラスト軌道の肩部崩落を未然に防ぐことができる。
特に軌道のカーブ区間等において、地震等の災害時に、カーブ外方のバラスト肩部が崩れ落ちて軌道に座屈が発生することを防止できる。
また、本発明の軌道座屈防止装置は、下部及び上部拘束板と締結手段とからなる簡易な構成であり、該簡易な構成によってバラスト肩部の崩落を確実に防止することができる。

本発明の一実施形態に係る軌道座屈防止装置の全体構成を示す図である。 （Ａ）締結手段の一例を示す正断面図、（Ｂ）は（Ａ）とは異なる締結手段の例を示す正断面図である。 図２（Ａ）及び（Ｂ）とは異なる締結手段の例を示す正断面図である。 横方向の枕木変位量と荷重との関係を示すグラフである。 本発明に係る軌道座屈防止装置が採用されたバラスト軌道と、無対策なバラスト軌道との横方法への枕木変位量を比較した場合のグラフである。 本発明の他の実施形態に係る軌道座屈防止装置の全体構成を示す図である。 道床横抵抗力の低下が発生して座屈が発生した場合の図である。 座屈が発生してバラスト肩部が崩落した場合の例を示す図である。 従来の軌道座屈防止装置の一例を示す図である。 従来の軌道座屈防止装置の一例を示す図である。

本発明の一実施形態について図１〜図６を参照して説明する。
図１に符号Ｒで示すものはバラスト軌道であって、枕木１と、枕木１上に設置されたレール２と、枕木１を埋設しかつ支持する路盤Ｇ上のバラスト３とを主な構成要素とする。
このバラスト軌道Ｒにおいて、枕木１の端部１Ａ側方に位置するバラスト３には軌道座屈防止装置１０が配置されている。
なお、本例では、軌道座屈防止装置１０がバラスト軌道Ｒのカーブ区間外側に位置するバラスト３に配置されている。

軌道座屈防止装置１０は、路盤Ｇ上でかつバラスト３の下部位置に配置された下部拘束板１１と、バラスト３の上部位置に配置された上部拘束板１２と、これら下部拘束板１１及び上部拘束板１２を互いに連結してこれら両拘束板１１・１２の間のバラスト３を拘束する締結手段１３と、を具備する。
なお、本例では、下部拘束板１１はバラスト３の底部の所定範囲に配置され、かつ上部拘束板１２はバラスト３の上面の所定範囲に配置されており、これにより枕木１の端部１Ａのカーブ外側に位置するバラスト３の全体を、矢印Ａ１及びＡ２で示す上下方向から拘束する。なお、拘束板１１・１２が配置される所定範囲は、バラスト３が崩れ落ちそうな箇所を予測して決定される。

上記締結手段１３はボルト２０からなり、該ボルト２０は螺子部を有する軸部２１と、該軸部２１の端部に位置する頭部２２とから構成されている。
そして、このような締結手段１３では、図２（Ａ）に示すように、下部拘束板１１及び上部拘束板１２に締結された場合に、該ボルト２０の頭部２２が上部拘束板１２を上方から押えるとともに、該ボルト２０の軸部２１が上部拘束板１２を貫通し、かつ該ボルト２０の軸部２１の先端が下部拘束板１１に螺合される。
これにより上述した締結手段１３では、ボルト２０を介して、下部拘束板１１と上部拘束板１２とが間隙１４を有するように連結され、該間隙１４内にバラスト３を拘束することができ、これら拘束板１１・１２によるバラスト３の拘束によってバラスト肩部４が崩落することを防止できる。

なお、上記締結手段１３では、図２（Ａ）に示すようにボルト２０の軸部２１の先端を下部拘束板１１に螺合したが、図２（Ｂ）に示すように、下部拘束板１１の螺合箇所に内部に雌ねじを有する筒状部材２３を設け、この筒状部材２３にボルト２０の軸部２１を螺合することにより、下部拘束板１１と上部拘束板１２とを締結しても良い。
また、これに限定されず、上記締結手段１３において、図３に示すようにボルト２０の軸部２１先端を下部拘束板１１に貫通させた上で、下部拘束板１１の底部側に位置するナット２４に螺合させることにより、下部拘束板１１と上部拘束板１２とを締結しても良い。

そして、以上のように構成された軌道座屈防止装置１０では、図４に示すように横方向へのランダムな加振を行った場合、符号ａで示すように、横方向の枕木変位量（ｍｍ）に対して高い荷重（ｋＮ）を受けることができ、無対策な場合（符号ｂで示す）と比較してバラスト剛性が向上することが明らかとなった。
また、軌道座屈防止装置１０では、図４に示すように横方向への「正弦波８００ｇａｌ」前後の加振を行った場合も同様で、符号ｃで示すように、横方向の枕木変位量（ｍｍ）に対して高い荷重（ｋＮ）を受けることができ、無対策な場合（符号ｄで示す）と比較してバラスト剛性が向上することが明らかとなった。

一方、上記軌道座屈防止装置１０では、図５に示すように横方向への「横方向荷重４ｋＮ、正弦波８００ｇａｌ」の加振を行った場合、符号fで示すように、横方向の枕木変位量（ｍｍ）が無対策な場合（符号eで示す）と比較して極めて小さいことが明らかとなった。

以上詳細に説明したように本実施形態に示される軌道座屈防止装置１０では、枕木１の側方に位置するバラスト３の下部位置に配置された下部拘束板１１と、該バラスト３の上部位置に配置された上部拘束板１２とを、締結手段１３により互いに連結してこれら両拘束板の間のバラスト３を拘束するようにしたので、これら拘束板１１・１２によるバラスト３の拘束によってバラスト剛性を増加させることができるとともに、枕木１の端部１Ａにかかる道床横抵抗力の負担力を増加させることができる。その結果、特に、夏期に地震が発生した場合におけるバラスト軌道の肩部崩落を未然に防ぐことができる。
また、上記軌道座屈防止装置１０では、特に軌道のカーブ区間等において、地震等の災害時に、カーブ外方のバラスト肩部４が崩れ落ちて軌道に座屈が発生することを未然に防ぐことができる。
また、上記軌道座屈防止装置１０は、下部及び上部拘束板１２と締結手段１３とからなる簡易な構成であり、該簡易な構成によってバラスト肩部４の崩落を確実に防止することができる。

また、上記軌道座屈防止装置１０では、下部拘束板１１をバラスト３の底部に配置する及び／又は上部拘束板１２をバラスト３の上面に配置することにより、該拘束板がバラスト３を拘束し易くなり、バラスト肩部４の崩落を確実に防止することができる。

また、上記軌道座屈防止装置１０では、締結手段１３をボルト２０から構成し、該締結手段１３を下部拘束板１１及び上部拘束板１２に締結した場合に、該ボルト２０の頭部２２が上部拘束板１２を上方から押えるとともに、該ボルト２０の軸部２１が下部拘束板１１に螺合される構成である。これにより下部拘束板１１及び上部拘束板１２が締結手段１３のボルト２０により間隔１４を有するように連結され、該間隙１４内にバラスト３を拘束することができる。

なお、上記軌道座屈防止装置１０では、下部拘束板１１及び上部拘束板１２の間に位置するバラスト３を自由に動ける状態としているが、これに限定されず、図６に示すように袋体３０内に所定量のバラスト３を詰めるようにしても良い。
そして、このようなバラスト３を詰めた袋体３０を、締結手段１３のボルト２０の周囲に１つ又は複数配置するようにすれば、該バラスト３が崩れることによる剛性低下（すなわち、プレストレスの低下）を抑えることができ、バラスト肩部４の崩落を確実に防止することができる。特に、地震発生時のバラスト沈下に伴う剛性低下を確実に抑えることができる。
また、袋体３０としては、強度の高い布袋又はプラスチック袋を用いても良いし、排水性、通気性を考慮してメッシュ状の袋を用いても良い。
また、これに加えて、バラスト３を詰めた袋体３０と、下部拘束板１１及び上部拘束板１２の間にゴム板等の弾性材料からなる衝撃吸収シート３１を介在させておけば、バラスト軌道Ｒにおける道床横抵抗力の更なる向上が期待できる。

また、衝撃吸収シート３１は、下部拘束板１１又は上部拘束板１２のいずれか一方側に配置しても良いし、双方の拘束板１１・１２に配置しても良い。
また、上記袋体３０は、現場のバラスト３の状況に応じて、ボルト２０の周囲に単数配置しても良いし、複数又は多数を配置しても良い。

また、上記軌道座屈防止装置１０を構成している下部拘束板１１及び上部拘束板１２に、これら拘束板１１・１２を互いに近接させる方向に付勢して、該拘束板１１・１２間のバラスト３を上下方向から押え込む付勢手段を追加することにより、バラストの形状変化やかさの減少に追従して拘束板１１・１２を互いに接近させるようにしても良い。
具体的には、付勢手段として、上部拘束板１２と、ボルト２０の頭部２２との間に皿バネを介在させるようにしても良いし、別途のバネ部材を設けて、該上部拘束板１２を下部拘束板１１側に近接させるようにしても良い。
また、上記締結手段１３の具体的構成としてボルト２０／ボルト２０及びナット２４を使用したが、上部拘束板１２と下部拘束板１１とを互いに接近させるための手段としてはボルト２０／ボルト２０及びナット２４に限定されず、拘束圧が抜けないのであれば他の手段を使用して連結しても良いことは勿論である。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
また、上記実施形態では、特にカーブ区間のバラスト軌道に軌道座屈防止装置を設ける例について説明したが、これに限定されず、当該軌道座屈防止装置を、直線区間に設けても良く、また、直線区間からカーブ区間に至るように／カーブ区間から直線区間に至るように連続的に設けるようにしても良い。

本発明は、バラスト道床における特に軌道のカーブ区間等において、地震等の災害時に、カーブ外方のバラストが崩れ落ちて軌道に座屈が発生することを防止できる軌道座屈防止装置、及び軌道座屈防止装置を備えたバラスト軌道に関する。

１ 枕木
２ レール
３ バラスト
４ バラスト肩部
１０ 軌道座屈防止装置
１１ 下部拘束板
１２ 上部拘束板
１３ 締結手段
２０ ボルト
２１ 軸部
２２ 頭部
２４ ナット
３０ 袋体
３１ 衝撃吸収シート
Ｒ バラスト軌道

Claims (11)

1. 枕木埋設されるバラストに配置される軌道座屈防止装置であって、
   路盤上でかつ前記バラストの下部位置に配置された下部拘束板と、前記バラストの上部位置に配置された上部拘束板と、これら下部拘束板及び上部拘束板を互いに連結してこれら両拘束板の間のバラストを拘束する締結手段と、を具備することを特徴とする軌道座屈防止装置。
2. 前記下部拘束板は前記バラストの底部に配置されて所定範囲のバラスト底面に接することを特徴とする請求項１に記載の軌道座屈防止装置。
3. 前記上部拘束板は前記バラストの上面に配置されて所定範囲のバラスト上面に接することを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の軌道座屈防止装置。
4. 前記締結手段は、前記上部拘束板と下部拘束板とを互いに接近させることにより、これらの間のバラストを拘束することを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の軌道座屈防止装置。
5. 前記締結手段は、前記上部拘束板と下部拘束板とを互いに接近する方向へ付勢する付勢手段を有することを特徴とする請求項４に記載の軌道座屈防止装置。
6. 前記締結手段はボルトから構成され、前記下部拘束板及び上部拘束板に締結された場合に、該ボルトの頭部が前記上部拘束板を上方から押えるとともに、該ボルトの軸部先端が前記下部拘束板に螺合されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の軌道座屈防止装置。
7. 前記締結手段はボルトとナットとから構成され、前記下部拘束板及び上部拘束板に締結された場合に、該ボルトの頭部が前記上部拘束板を上方から押えるとともに、該ボルトの軸部が前記上部拘束板を貫通し、かつ該ボルトの軸部先端が前記下部拘束板を貫通して該下部拘束板の底部側に位置するナットに螺合されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の軌道座屈防止装置。
8. 前記下部拘束板及び上部拘束板の間に位置するバラストは袋体に封入されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の軌道座屈防止装置。
9. 前記バラストが封入された袋体と、前記下部拘束板及び上部拘束板の間には弾性材料からなる衝撃吸収シートが配置されていることを特徴とする請求項８に記載の軌道座屈防止装置。
10. 枕木の側方のバラストに配置される軌道座屈防止装置を備えたバラスト軌道であって、
    路盤上でかつ前記バラストの下部位置に配置された下部拘束板と、前記バラストの上部位置に配置された上部拘束板と、これら下部拘束板及び上部拘束板を互いに連結してこれら両拘束板の間のバラストを拘束する締結手段と、を具備することを特徴とする軌道座屈防止装置を備えたバラスト軌道。
11. 前記軌道座屈防止装置を曲線区間の外軌側外方に設けたことを特徴とする請求項１１記載の軌道座屈防止装置を備えたバラスト軌道。

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