JP2017110334A

JP2017110334A - 防振スラブ軌道の構築方法

Info

Publication number: JP2017110334A
Application number: JP2015242854A
Authority: JP
Inventors: 渡辺　勉; Tsutomu Watanabe; 勉渡辺
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2017-06-22

Abstract

【課題】既設スラブ軌道のＣＡモルタルを防振材に置き換えて、支持ばね定数を低減し、かくして、既設スラブ軌道を改装することにより、構造物の部分振動や構造物音の低減が可能となる、防振スラブ軌道の構築方法を提供する。
【解決手段】路盤コンクリート１と、路盤コンクリート１上に打設されたＣＡモルタルと、前記ＣＡモルタル上に設置された軌道スラブ２と、軌道スラブ２上にレール締結装置６を介して敷設されたレール５とからなる既設スラブ軌道を防振スラブ軌道に改装する、防振スラブ軌道の構築方法において、軌道スラブ２を路盤コンクリート１上に支持手段により支持し、次いで、前記ＣＡモルタルを除去し、次いで、防振材３を路盤コンクリート１と軌道スラブ２との間に挿入し、次いで、防振材３と軌道スラブ２との間に無収縮モルタル４を打設し、そして、無収縮モルタル４の硬化後、前記支持手段を撤去する。
【選択図】図１

Description

この発明は、防振スラブ軌道の構築方法、特に、既設スラブ軌道を改装することによって、構造物の部分振動や構造物音の低減が可能となる、防振スラブ軌道の構築方法に関するものである。

列車の３００ｋｍ／ｈを超える領域までの速度向上により、構造物音の発生が懸念されている。

構造物音の低減方法は、車輪およびレール表面の平滑化、車両の軽量化等による車輪とレールとの間における変動作用力の低減、低ばね定数軌道パッドや防振軌道による振動伝搬経路での振動遮断や低減等が有効である。

これらの構造物音の低減方法のうち、防振軌道による構造物音の低減方法のメカニズムは、軌道の固有振動数を下げ、固有振動数よりも高い周波数帯の振動を低減するものである。

軌道の固有振動数を下げるためには、支持ばね定数を小さくする方法と軌道スラブの重量を増加させる方法がある。

新設の構造物上に軌道スラブを構築する場合であれば、様々な方法で防振軌道を構築することは可能であるが、既設の構造物上の場合には、耐震性への悪影響が懸念されることから軌道スラブの重量の大幅な増加は不可能であり、軌道の固有振動数を下げるためには、支持ばね定数を下げることとなる。

営業線を長期間に亘って使用停止にすることは現実的でないことから、既設の軌道構造の一部を使用して防振スラブ軌道を構築することができれば効果的である。

図１３、図１４に示すように、既設スラブ軌道は、路盤コンクリート１と、路盤コンクリート１上に打設されたＣＡモルタル１４と、ＣＡモルタル１４上に設置された軌道スラブ２と、軌道スラブ２上にレール締結装置６を介して敷設されたレール５とから構成されている。

それぞれの設計基準強度は、通常、軌道スラブ２が４０Ｎ／ｍｍ²、ＣＡモルタル１４が２から５Ｎ／ｍｍ²程度、路盤コンクリート１が２４Ｎ／ｍｍ²であり、ＣＡモルタル１４の強度が最も低い。このために、ＣＡモルタル１４を除去して、ＣＡモルタル１４の設置部分に支持ばね定数を低減する材料、例えば、ゴム、発泡ポリウレタン等を挿入することが効果的である。

また、軌道スラブ２は、レール締結装置６と、路盤コンクリート１は、土木構造物とそれぞれ接していて、ＣＡモルタル１４は、他の構造物への影響が比較的小さい。

ＣＡモルタル１４は、凍害、塩害、列車荷重の作用等による経年劣化によって欠損や細粒化が進む場合があることから、補修・補強工法が提案されている。

しかし、従来のＣＡモルタル１４の補修・補強工法は、既設のＣＡモルタル１４と同等以上の強度を有するＣＡモルタル等を新たに充填するものであり、振動低減を目的としたものではない。

従って、この発明の目的は、既設スラブ軌道のＣＡモルタルを防振材に置き換えて、支持ばね定数を低減し、かくして、既設スラブ軌道を改装することによって、構造物の部分振動や構造物音の低減が可能となる、防振スラブ軌道の構築方法を提供することにある。

この発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、下記を特徴とするものである。

請求項１に記載の発明は、路盤コンクリートと、前記路盤コンクリート上に打設されたＣＡモルタルと、前記ＣＡモルタル上に設置された軌道スラブと、前記軌道スラブ上にレール締結装置を介して敷設されたレールとからなる既設スラブ軌道を防振スラブ軌道に改装する、防振スラブ軌道の構築方法において、前記軌道スラブを前記路盤コンクリート上に支持手段により支持し、次いで、前記ＣＡモルタルを除去し、次いで、防振材を前記路盤コンクリートと前記軌道スラブとの間に挿入し、次いで、前記防振材と前記軌道スラブとの間にモルタルを打設し、そして、前記モルタルの硬化後、前記支持手段を撤去することに特徴を有するものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記支持手段は、前記軌道スラブの側面に突設された固定部材と、前記固定部材に螺合し、前記路盤コンクリートに当接する保持ボルトとからなることに特徴を有するものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記防振材の上面には、型枠が取り付けられ、前記モルタルは、前記型枠内に打設されることに特徴を有するものである。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記型枠の側面には、前記モルタルの打設口が前記型枠の側面から突出して形成されていることに特徴を有するものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか１つに記載の発明において、前記防振材は、前記型枠とともに複数枚に分割されていることに特徴を有するものである。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記型枠の端部同士は、互いに重ね合わされることに特徴を有するものである。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６の何れか１つに記載の発明において、前記防振材は、ゴムまたは発泡ポリウレタンからなっていることに特徴を有するものである。

請求項８に記載の発明は、請求項１から７の何れか１つに記載の発明において、前記モルタルは、無収縮モルタルからなることに特徴を有するものである。

請求項９に記載の発明は、請求項１から８の何れか１つに記載の発明において、前記防振材は、２５ｍｍの厚さを有していることに特徴を有するものである。

この発明によれば、既設スラブ軌道のＣＡモルタルを防振材に置き換えて、支持ばね定数を低減し、かくして、既設スラブ軌道を改装することによって、構造物の部分振動や構造物音の低減が可能となる防振スラブ軌道を構築することができる。

この発明により構築された防振スラブ軌道を示す側面図である。軌道スラブの側面に固定部材用孔を形成した状態を示す側面図である。支持手段により軌道スラブを路盤コンクリート上に支持した状態を示す側面図。支持手段により軌道スラブを路盤コンクリート上に支持した状態を示す平面図である。支持手段により軌道スラブを路盤コンクリート上に支持した状態を示す正面図である。ＣＡモルタルを除去した状態を示す側面図である。型枠付き防振材を路盤コンクリートと軌道スラブとの間に挿入した状態を示す側面図である。モルタルを防振材の型枠に打設した状態を示す側面図である。型枠付き防振材を示す斜視図である。型枠の重ね合せ部を示す断面図である。型枠付き防振材の路盤コンクリートと軌道スラブとの間への挿入法を示す平面図である。型枠付き防振材の面積（Ｓ）と支持ばね定数（Ｋ）との関係を示す平面図であり、（ａ）は、防振材３を全面に接地した場合であり、（ｂ）は、接地面積を２／３×Ｓとした場合であり、（ｃ）は、接地面積を５／８×Ｓとした場合であり、（ｄ）は、接地面積を３／８×Ｓとした場合である。既設スラブ軌道を示す平面図である。既設スラブ軌道を示す側面図である。

この発明の、防振スラブ軌道の構築方法の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、この発明により構築された防振スラブ軌道を示す側面図である。

図１において、１は、路盤コンクリート、２は、路盤コンクリート１上に設置された軌道スラブ、３は、路盤コンクリート１と軌道スラブ２との間に、既設のＣＡモルタル１４（図１４参照）に置き換えて挿入された防振材、４は、防振材３と軌道スラブ２との間に型枠７を介して打設された無収縮モルタル、５は、軌道スラブ２上にレール締結装置６を介して敷設されたレールである。

防振材３は、例えば、厚さ２５ｍｍでゴムまたは発泡ポリウレタンからなっている。防振材３は、矩形状をなし、複数枚に分割されている。この例では、防振材３は、図９に示すように、４分割され、各防振材３の上面には、型枠７が取り付けられている。型枠７の側面には、モルタル打設口８が型枠７の側面から突出して形成され、無収縮モルタル４は、モルタル打設口８から型枠７に打設される。各型枠７の端部は、図１０に示すように、互いに重ね合わされていて、無収縮モルタル４の流出を防止している。

上記のように、この発明によれば、既設スラブ軌道のＣＡモルタル１４を防振材３に置き換えて、支持ばね定数を低減し、かくして、既設スラブ軌道を改装することにより、構造物の部分振動や構造物音の低減が可能となる防振スラブ軌道を構築することができる。

次に、この発明の、防振スラブ軌道の構築方法を、図面を参照しながら明する。

図２は、軌道スラブの側面に固定部材用孔を形成した状態を示す側面図、図３は、支持手段により軌道スラブを路盤コンクリート上に支持した状態を示す側面図、図４は、支持手段により軌道スラブを路盤コンクリート上に支持した状態を示す平面図、図５は、支持手段により軌道スラブを路盤コンクリート上に支持した状態を示す正面図、図６は、ＣＡモルタルを除去した状態を示す側面図、図７は、型枠付き防振材を路盤コンクリートと軌道スラブとの間に挿入した状態を示す側面図、図８は、モルタルを防振材の型枠に打設した状態を示す側面図、図９は、型枠付き防振材を示す斜視図、図１０は、型枠の重ね合せ部を示す断面図、図１１は、型枠付き防振材を路盤コンクリートと軌道スラブとの間に挿入する方法を示す平面図である。

先ず、図２に示すように、既設のスラブ軌道２の側面に後述する固定部材１１のボルト孔９をあける。ボルト孔９は、スラブ軌道２の既設の吊りインサート９ａを利用してもよい。

次いで、図３、図４、図５に示すように、軌道スラブ２を路盤コンクリート１上に支持手段１０により支持する。支持手段１０は、軌道スラブ２の側面に突設されたＬ形鋼板からなる固定部材１１（図５参照）と、固定部材１１に螺合し、路盤コンクリート１に当接する保持ボルト１２とからなっている。固定部材１１は、ボルト孔９に螺合する固定ボルト１３により軌道スラブ２の側面に固定されている。

次いで、図６に示すように、既設のＣＡモルタル１４を除去する。ＣＡモルタル１４の除去は、電動ピック、掘削機、ウオータージェット等により行うことができる。

次いで、図７に示すように、型枠７（図９参照）が取り付けられた４枚の防振材３を路盤コンクリート１と軌道スラブ２との間に挿入する。各型枠付き防振材３の挿入は、図１１に示すように、四隅の保持ボルト１２を順次取り外し、挿入完了後、再度、保持ボルト１２により路盤コンクリート１上に軌道スラブ２を支持することにより行う。

次いで、図８に示すように、無収縮モルタル４をモルタル打設口８から型枠７に打設する。この際、図１０に示すように、各型枠７の端部同士を互いに重ね合わせることによって、無収縮モルタル４の外部への流出を防止することができる。

そして、無収縮モルタル４の硬化後、支持手段１０を撤去すれば、図１に示すような防振スラブ軌道を構築することができる。

以上説明したように、この発明によれば、既設スラブ軌道のＣＡモルタル１４を防振材３に置き換えて、支持ばね定数を低減し、かくして、既設スラブ軌道を改装することにより、構造物の部分振動や構造物音の低減が可能となる防振スラブ軌道を構築することができる。

なお、型枠付き防振材３の接地面積を減らして、支持ばね定数をより小さくすることも可能である。

図１２に、型枠付き防振材３の面積（Ｓ）と支持ばね定数（Ｋ）との関係を示す。（ａ）に示すように、防振材３の全面に接地した場合の支持ばね定数を（Ｋ）とすると、（ｂ）に示すように、接地面積を２／３×Ｓとした場合には、支持ばね定数は、２／３×Ｋとなり、（ｃ）に示すように、接地面積を５／８×Ｓとした場合には、支持ばね定数は、５／８×Ｋとなり、（ｄ）に示すように、接地面積を３／８×Ｓとした場合には、支持ばね定数は、３／８×Ｋとなる。

このように、防振材３の面積（Ｓ）を変えることによって、支持ばね定数（Ｋ）を自在に調整することができる。

１：路盤コンクリート
２：軌道スラブ
３：防振材
４：無収縮モルタル
５：レール
６：レール締結装置
７：型枠
８：モルタル打設口
９：ボルト孔
９ａ：吊りインサート
１０：支持手段
１１：固定部材
１２：保持ボルト
１３：固定ボルト
１４：ＣＡモルタル

Claims

路盤コンクリートと、前記路盤コンクリート上に打設されたＣＡモルタルと、前記ＣＡモルタル上に設置された軌道スラブと、前記軌道スラブ上にレール締結装置を介して敷設されたレールとからなる既設スラブ軌道を防振スラブ軌道に改装する、防振スラブ軌道の構築方法において、
前記軌道スラブを前記路盤コンクリート上に支持手段により支持し、次いで、前記ＣＡモルタルを除去し、次いで、防振材を前記路盤コンクリートと前記軌道スラブとの間に挿入し、次いで、前記防振材と前記軌道スラブとの間にモルタルを打設し、そして、前記モルタルの硬化後、前記支持手段を撤去することを特徴とする、防振スラブ軌道の構築方法。
前記支持手段は、前記軌道スラブの側面に突設された固定部材と、前記固定部材に螺合し、前記路盤コンクリートに当接する保持ボルトとからなることを特徴とする、請求項１に記載の、防振スラブ軌道の構築方法。
前記防振材の上面には、型枠が取り付けられ、前記モルタルは、前記型枠内に打設されることを特徴とする、請求項１または２に記載の、防振スラブ軌道の構築方法。
前記型枠の側面には、前記モルタルの打設口が前記型枠の側面から突出して形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の、防振スラブ軌道の構築方法。
前記防振材は、前記型枠とともに複数枚に分割されていることを特徴とする、請求項１から４の何れか１つに記載の、防振スラブ軌道の構築方法。
前記型枠の端部同士は、互いに重ね合わされることを特徴とする、請求項５に記載の、防振スラブ軌道の構築方法。
前記防振材は、ゴムまたは発泡ポリウレタンからなっていることを特徴とする、請求項１から６の何れか１つに記載の、防振スラブ軌道の構築方法。
前記モルタルは、無収縮モルタルからなることを特徴とする、請求項１から７の何れか１つに記載の、防振スラブ軌道の構築方法。
前記防振材は、２５ｍｍの厚さを有していることを特徴とする、請求項１から８の何れか１つに記載の、防振スラブ軌道の構築方法。