JP2017014816A

JP2017014816A - スラブ軌道の振動低減構造

Info

Publication number: JP2017014816A
Application number: JP2015133433A
Authority: JP
Inventors: 渡辺　勉; Tsutomu Watanabe; 勉渡辺; 宗正徳永; Munemasa Tokunaga; 慎太郎箕浦; Shintaro Minoura
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2017-01-19

Abstract

【課題】スラブ軌道の振動を低減させて、構造物音を低減させることができるスラブ軌道の振動低減構造を提供する。【解決手段】スラブ３に支持されたレール締結具によってレール４，４がスラブ３に締結されたスラブ軌道１の振動を低減させるスラブ軌道の振動低減構造であって、レール締結具は、軌道の長さ方向にランダムな間隔Ｌで複数配置されている。軌道の長さ方向に隣り合うレール締結具の間隔Ｌは、いずれか一の間隔Ｌが他の間隔Ｌの整数倍とならないように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、スラブ軌道の振動低減構造に関する。

車両の車輪およびこの車輪が走行するレールの表面に存在する微細な凹凸に起因して発生する変動作用力は、車輪およびレールを振動させ要因となっている。この車輪およびレールの振動は、スラブ軌道などの軌道構造に伝わり、さらには高架橋などの構造物に伝播している。
構造物に伝播した振動により構造物の構成部材の振動が大きくなると、振動が構造物音として認識されるようになるため、構成部材の振動の増加は、沿線環境に悪影響を及ぼす虞がある。鉄筋コンクリート造の高架橋の場合、構造物音の特性は、数十〜２００Ｈｚ程度の周波数成分が主成分となっている。
特に、車両の高速化による構造物音の増大が懸念されている。このため、様々な構造物音の低減対策が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、構造物音の低減対策としては、車輪やレールの表面の平滑化、車両の軽量化などによる変動作用力の低減や、定ばね定数軌道パッドや防振軌道を用いることによる振動伝播経路における振動の遮断・低減などが知られている。

特開２００８−２０８５３０号公報

スラブ軌道の場合、一般にレール締結具がレールの破壊・疲労破壊に対する安全性、締結装置の安全性等から０．６２５ｍ間隔で規則的に配置されていることにより、レール締結具の間隔毎にレールを走行する車輪の輪軸が周期的に加振され応答のピーク（共振）が発生する。
レール締結具の間隔に起因する応答のピークが発生する周波数ｆは、以下の式で示される。

このように、レール締結具の間隔に起因する応答のピークが発生する周波数ｆを主成分とする構造物音が発生するため、構造物音の低減対策としてレールの表面を平滑化させても、構造物音を低減できないことがある。

そこで、本発明は、スラブ軌道の振動を低減させて、構造物音を低減させることができるスラブ軌道の振動低減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、本発明に係るスラブ軌道の振動低減構造は、スラブに支持されたレール締結具によってレールが前記スラブに締結されたスラブ軌道の振動を低減させるスラブ軌道の振動低減構造であって、前記レール締結具は、軌道の長さ方向にランダムな間隔で複数配置されていることを特徴とする。

本発明では、レール締結具が軌道の長さ方向にランダムな間隔で複数配置されているため、レール締結具の間隔に起因する応答のピークの発生を防止することができる。これによりスラブ軌道の振動を低減させることができる。

また、本発明に係るスラブ軌道の振動低減構造では、前記間隔は、いずれか一の間隔が他の間隔の整数倍とならないことが好ましい。
このような構成とすることにより、レール締結具の間隔に起因する応答のピークの発生を防止することができる。

また、本発明に係るスラブ軌道の振動低減構造では、前記スラブは、軌道の長さ方向に配列された複数のスラブ板から構成され、該複数のスラブ板それぞれにおける前記レール締結具が取り付けられるレール締結具取付部が、軌道の長さ方向にランダムな間隔で配置されていることが好ましい。
このような構成とすることにより、各スラブ板における振動を低減させることができるとともに、スラブ板の配列に起因する応答のピークの発生を防止することができる。

また、本発明に係るスラブ軌道の振動低減構造では、前記スラブ板は、一の列の前記レール締結具取付部と、他の列のレール締結具取付部との位置を軌道の長さ方向にずらして配置されていることが好ましい。
このような構成とすることにより、一の列のレール締結具取付部の間隔と、他の列のレール締結具取付部の間隔とが異なるため、一の列のレール締結具取付部の間隔と、他の列のレール締結具取付部の間隔との間に周期性ができることを防止できる。

本発明によれば、スラブ軌道の振動を低減させることができるため、構造物音を低減させることができる。

本発明の実施形態によるスラブ軌道の一例を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態によるスラブ軌道の振動低減構造について、図１乃至図４に基づいて説明する。
図１に示す本実施形態によるスラブ軌道１は、鉄道高架橋２に設けられていて、スラブ３と、スラブ３に支持された複数のレール締結具（不図示）と、複数のレール締結具によってスラブに締結された一対のレール４，４と、を有している。
スラブ３は、軌道の長さ方向（図１の矢印Ａの方向）に配列された複数のスラブ板３１，３１…から構成されている。
複数のレール締結具は、それぞれスラブ板３１に支持された公知のもので構成されている。スラブ板３１におけるレール締結具が取り付けられる部分をレール締結具取付部５，５…とする。

スラブ板３１は、鉄筋コンクリートで構築され、平面視おける外形が略長方形状で平面視における略中央部に上下方向に貫通する孔部３１ａが形成されている。本実施形態では、スラブ板３１の軌道の長さ方向の寸法が略５ｍに設定されている。

レール締結具取付部５，５…は、レール４，４の幅方向（図１の矢印Ｂの方向）の両側それぞれに軌道の長さ方向に沿って複数配置されている。レール締結具取付部５，５…は、取り付けられたレール締結具の埋込栓などがスラブ板３１の配筋と干渉しない位置に配置されている。
軌道の長さ方向に隣り合うレール締結具取付部５，５の間隔Ｌは、それぞれランダムな寸法に設定されている。各レール締結具取付部５，５の間隔Ｌは、他のレール締結具取付部５，５の間隔Ｌの整数倍とならないように設定されている。
本実施形態では、１つのスラブ板３１の軌道方向の長さ寸法（５ｍ）に対して、８のレール締結具取付部５，５…が設けられている。

ここで、一対のレール４，４のうちの一方のレール４（４Ａ）に対する８のレール締結具取付部５，５…のそれぞれ隣り合うレール締結具取付部５，５の間隔Ｌを間隔Ｌ１〜Ｌ７とし、他方のレール４（４Ｂ）に対する８のレール締結具取付部５，５…のそれぞれ隣り合うレール締結具取付部５，５の間隔ＬをＬ８〜Ｌ１４とすると、間隔Ｌ１〜Ｌ７はそれぞれ異なる寸法に設定され、間隔Ｌ８〜１４はそれぞれ異なる寸法に設定されている。間隔Ｌ１〜Ｌ７と、間隔Ｌ８〜１４との中には同じ寸法が含まれていてもよいし、全て異なる寸法としてもよい。
本実施形態では、隣り合うレール締結具取付部５，５の間隔Ｌの最大値は、輪重変動、レール応力・変位、レール締結具発生応力の観点から、０．８５ｍに設定されている。

一対のレール４，４のうちの一方のレール４Ａに対するレール締結具取付部５，５…と、他方のレール４Ｂに対するレール締結具取付部５，５…との位置は、軌道の長さ方向にずらして配置されている。

本実施形態では、軌道の長さ方向に隣り合うスラブ板３１，３１は、それぞれのレール締結具取付部５，５の間隔Ｌが、一致せずにランダムな寸法となるように設定されている。
本実施形態では、レール締結具取付部５，５…の配置が互いに異なる２種類のスラブ板３１，３１…を軌道の長さ方向に交互に配列している。

次に、上述したスラブ軌道の振動低減構造の作用・効果について図面を用いて説明する。
上述した本実施形態によるスラブ軌道１の振動低減構造によれば、レール締結具取付部５，５…（レール締結具）が軌道の長さ方向にランダムな間隔Ｌで複数配置されているため、レール締結具取付部５，５の間隔Ｌに起因する応答のピークの発生を防止することができる。これによりスラブ軌道１の振動を低減させることができる。

また、各レール締結具取付部５，５の間隔Ｌは、他のレール締結具取付部５，５の間隔Ｌの整数倍とならないことにより、レール締結具取付部５，５の間隔Ｌに起因する応答のピークの発生を防止することができる。

また、軌道の長さ方向に隣り合うスラブ板３１，３１は、それぞれのレール締結具取付部５，５の間隔Ｌが、一致せずにランダムな寸法となるように設定されていることにより、軌道の長さ方向に隣り合うスラブ板３１，３１間におけるレール締結具取付部５，５の間隔Ｌに起因する応答のピークの発生を防止することができる。

また、スラブ板３１は、一対のレール４，４のうちの一方のレール４Ａに対するレール締結具取付部５，５…と、他方のレール４Ｂに対するレール締結具取付部５，５…との位置を軌道の長さ方向にずらして配置されていることにより、一方のレール４Ａに対するレール締結具取付部５，５…の間隔Ｌと、他方のレール４Ｂに対するレール締結具取付部５，５…の間隔Ｌとが異なるため、一方のレール４Ａに対するレール締結具取付部５，５…の間隔Ｌと、他方のレール４Ｂに対するレール締結具取付部５，５…の間隔Ｌとの間に周期性ができることを防止できる。

以上、本発明によるスラブ軌道の振動低減構造の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施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。
例えば、上記の実施形態では、スラブ板３１は鉄筋コンクリート造としているが、他の構造としてもよい。また、スラブ板３１の形状は適宜設定されてよい。
また、上記の実施形態では、軌道の長さ方向に隣り合うレール締結具取付部５，５の間隔Ｌは０．７５ｍを超えないように設定されているが、軌道の長さ方向に隣り合うレール締結具取付部５，５の間隔Ｌの上限値は、レールの曲げ応力などから適宜設定されてよい。

また、上記の実施形態では、軌道の長さ方向に隣り合うスラブ板３１，３１は、それぞれのレール締結具取付部５，５の間隔Ｌが、一致せずにランダムな寸法となるように設定されているが、軌道の長さ方向に隣り合うスラブ板３１，３１は、レール締結具取付部５，５…の配置が同一であってもよい。
また、レール締結具取付部５，５…の配置が同一のスラブ板３１，３１…を、そのままの状態としたものと平面視において１８０°回転させた状態としたものとを軌道の長さ方向に交互に配列してもよい。

１スラブ軌道
２鉄道高架橋
３スラブ
４，４Ａ，４Ｂレール
５レール締結具取付部
３１スラブ板
Ｌ，Ｌ１〜Ｌ１４間隔

Claims

スラブに支持されたレール締結具によってレールが前記スラブに締結されたスラブ軌道の振動を低減させるスラブ軌道の振動低減構造であって、
前記レール締結具は、軌道の長さ方向にランダムな間隔で複数配置されていることを特徴とするスラブ軌道の振動低減構造。
前記間隔は、いずれか一の間隔が他の間隔の整数倍とならないことを特徴とする請求項１に記載のスラブ軌道の振動低減構造。
前記スラブは、軌道の長さ方向に配列された複数のスラブ板から構成され、該複数のスラブ板それぞれにおける前記レール締結具が取り付けられるレール締結具取付部が、軌道の長さ方向にランダムな間隔で配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスラブ軌道の振動低減構造。
前記スラブ板は、一の列の前記レール締結具取付部と、他の列のレール締結具取付部との位置を軌道の長さ方向にずらして配置されていることを特徴とする請求項３に記載のスラブ軌道の振動低減構造。