JP2018059295A - 桁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】軌框を支持する桁構造を、少ないバラストの撤去量で設置可能にする。【解決手段】レールＲの延在方向に沿って配設された一対の主桁１０と、一対の主桁２０に架け渡された横桁２０とを備え、レールＲを受ける枕木Ｍを横桁２０で下方から支持する桁構造１００において、対を成す主桁１０は、その上面側に横桁が取り付けられているフランジ部１１と、主桁１０の長さ方向に延在し、フランジ部１１の上面に下端が固設されているウェブ部１２ａと、フランジ部１１と略平行となるようにウェブ部１２ａの上端に固設されているサブフランジ部１２ｂとを備えており、そのウェブ部１２ａの少なくとも一部が上方へ向かうほどレールＲから離間する方向に傾くように形成することで、ウェブ部１２ａとサブフランジ部１２ｂをレールＲ上の建築限界Ｇを避ける位置に設けるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、軌框を支持する桁構造に関する。

従来、線路下の開削工事を行う際、軌框を支持する工事桁が使用されている（例えば、特許文献１参照。）。
この工事桁５で軌框を支持するにあたっては、図９に示すように、バラストＢを一部撤去する作業を要する。
図９に示す従来の工事桁５は、レールＲの延在方向に沿って配設されている一対のＨ形鋼（主桁）１と、一対のＨ形鋼１の間で対向するようにＨ形鋼１のウェブに固設されたＬ形鋼（棚板）２と、左右のＬ形鋼２に架け渡された枕木受桁（横桁）３等を備えて構成されている。

特開２００１−２１４４０５号公報

しかしながら、上記特許文献１の工事桁５の場合、枕木受桁３がＨ形鋼１の高さ方向の中間位置でＬ形鋼２に横架される構造であるため（図９参照）、枕木受桁３の下方の空間すなわちＨ形鋼１の高さの約半分に相当する空間分のバラストＢを余分に撤去する必要があり、バラスト撤去量が多かった。
そして、バラストの撤去量が多いと、その撤去作業および移送に要する時間が増大し、それに伴い工期や工費が増大してしまうという問題があった。

本発明は、軌框を支持する桁構造を少ないバラストの撤去量で設置可能にすることを、その目的とする。

上記目的を達成するため、この発明は、
レールの延在方向に沿って配設された一対の主桁と、前記一対の主桁に架け渡された横桁とを備え、前記レールを受ける枕木を前記横桁で下方から支持する桁構造であって、
前記主桁は、その上面側に前記横桁が取り付けられているフランジ部と、前記主桁の長さ方向に延在して前記フランジ部の上面に固設されている補強突条部と、を備え、
前記補強突条部は、前記レール上に定められた建築限界を避け、前記レールから離間した位置に設けられているようにした。

かかる構成の桁構造であれば、従来技術の工事桁（図９参照）のＨ形鋼のウェブに設けたＬ形鋼（棚板）の位置に、主桁のフランジ部が位置するように設け、そのフランジ部に取り付けられた横桁（枕木受桁）によって、レールを受ける枕木を支持する構造であるので、従来技術の工事桁に比べて、少ないバラストの撤去量で線路下に主桁および横桁を設置することができる。
特に、フランジ部の曲げ耐力の向上を図るように、フランジ部の上面に固設された補強突条部は、レール上に定められた建築限界を避けた位置にあるので、この桁構造を軌框下に好適に設置することができる。

また、望ましくは、
前記補強突条部は、下端が前記フランジ部の上面に固設されているウェブ部と、前記フランジ部と略平行となるように前記ウェブ部の上端に固設されているサブフランジ部と、を備えているようにする。
補強突条部がウェブ部とサブフランジ部とを備えた構成であれば、主桁はフランジ部とウェブ部とサブフランジ部とを備えた断面視略Ｈ形状を呈する部材となる。
主桁が断面視略Ｈ形状を呈する部材であれば、その曲げ耐力は強く、この主桁を備えた桁構造で好適に軌框を支えることができる。

また、望ましくは、
前記ウェブ部は、その少なくとも一部が上方へ向かうほど前記レールから離間する方向に傾くように形成されているようにする。
ウェブ部の少なくとも一部がレールから離間する方向に傾いた形状を有していれば、ウェブ部の上端が下端よりもレールから水平方向に離間した位置に配されるので、サブフランジ部をレールから水平方向に離間させ易くなり、建築限界を避けた位置に補強突条部を設け易くなる。

また、望ましくは、
前記主桁は、その長さ方向に連なるように端部同士が突き合わされ、その突き合わされた箇所で前記フランジ部に跨る継目板が取り付けられて繋ぎ合わされており、
前記継目板のない箇所で前記フランジ部の上面に取り付けられる前記横桁と、前記継目板が取り付けられた箇所で前記フランジ部に取り付けられる前記横桁の上面高さを揃えるための高さ調整手段が、前記横桁と前記継目板と前記フランジ部の何れかに設けられているようにする。
横桁と継目板とフランジ部の何れかに設けられている高さ調整手段によって、継目板のない箇所でフランジ部の上面に取り付けられている横桁と、継目板が取り付けられた箇所でフランジ部に取り付けられている横桁の上面高さを揃えた桁構造であれば、軌框の複数の枕木を横桁で好適に下支えすることができ、その軌框を良好に支持することができる。

本発明によれば、軌框を支持する桁構造を、より少ないバラストの撤去量で好適に設置することができる。

本実施形態の桁構造を示す説明図である。 主桁のフランジ部の上面に取り付けられた横桁を示す拡大説明図である。 フランジ部に設けられた高さ調整手段としての張出部を断面視して示す説明図（ａ）と、平面視して示す説明図（ｂ）である。 継目板に設けられた高さ調整手段としての切欠を断面視して示す説明図（ａ）と、平面視して示す説明図（ｂ）である。 横桁に設けられた高さ調整手段としての切欠を断面視して示す説明図（ａ）と、平面視して示す説明図（ｂ）である。 継目板に設けられた張出部と、その張出部上に載置された調整材とを高さ調整手段とした主桁の接続部分を断面視して示す説明図（ａ）と、平面視して示す説明図（ｂ）である。 桁構造の変形例を示す説明図である。 桁構造の変形例を示す説明図である。 従来技術の工事桁を示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る桁構造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、本実施形態の桁構造１００を示す説明図である。
この桁構造１００は、例えば、線路下の開削工事を行う際に、バラストＢを一部撤去して設置し、軌框を支持するために使用するものである。

本実施形態の桁構造１００は、図１に示すように、レールＲの延在方向に沿って配設された一対の主桁１０と、その一対の主桁１０に架け渡された横桁２０とを備えており、レールＲを受ける枕木Ｍを横桁２０で下方から支持するようになっている。

主桁１０は、その上面側に横桁２０が取り付けられているフランジ部１１と、主桁１０の長さ方向（材軸方向）に延在してフランジ部１０の上面に固設されている補強突条部１２と、を備えている。
この補強突条部１２がフランジ部１１の上面に固設されていることによって、フランジ部１１の長さ方向の曲げ耐力の向上が図られている。

補強突条部１２は、下端がフランジ部１１の上面に固設されているウェブ部１２ａと、フランジ部１１と略平行となるようにウェブ部１２ａの上端に固設されているサブフランジ部１２ｂと、を備えている。
特に、補強突条部１２のウェブ部１２ａが上方へ向かうほど、レールＲから離間する方向に傾くように形成して、ウェブ部１２ａの上端が下端よりもレールＲから水平方向に離間した位置にあるようにすることで、補強突条部１２が、レールＲ上に定められた建築限界Ｇを避けて、レールＲから離間した位置に設けられているようにした。
なお、ウェブ部１２ａとフランジ部１１とがなす角度は、例えば４５°以上９０°未満であり、対を成す主桁１０のサブフランジ部１２ｂが互いに離間する方向に傾いている。

このようなフランジ部１１とウェブ部１２ａとサブフランジ部１２ｂとを備えた主桁１０は、Ｈ形鋼の下フランジに相当するフランジ部１１と、Ｈ形鋼の上フランジに相当するサブフランジ部１２ｂとを繋ぐウェブが傾斜した形状に形成された桁部材であるといえる。
そして、本発明者らは、本実施形態の主桁１０と、この主桁１０と略同じサイズのＨ形鋼（例えば、従来技術の工事桁５のＨ形鋼１）とが、ほぼ同等の耐力・剛性を有していることをＦＥＭ解析などによって確認した。
なお、主桁１０は、一般的なＨ形鋼と同じ金属材料で形成されている。

一対の主桁１０に架け渡されている横桁２０は、主桁１０と略直交する向きに取り付けられている。
横桁２０は、複数の枕木Ｍを下支えする金属製の部材であり、軌框の枕木Ｍの間隔に対応させて複数の横桁２０が主桁１０に取り付けられている。
この横桁２０は、例えば図２に示すように、ボルトやナットなどの締結具３０によってフランジ部１１の上面に取り付けられている。

このように、本実施形態の桁構造１００は、主桁１０の下フランジに相当するフランジ部１１の上面に取り付けられている横桁２０によって、レールＲを受ける枕木Ｍを支持する構造を有しているので、従来技術の工事桁５（図９参照）に比べて、少ないバラストＢの撤去量で設置することができる。

特に、フランジ部１１とサブフランジ部１２ｂとを繋ぐウェブ部１２ａを、レールＲから離間する方向に傾斜した形状にしたことで、主桁１０の補強突条部１２をレールＲ上に定められた建築限界Ｇを避けた位置に設けることを可能にしている。
そして、従来のＨ形鋼とほぼ同等の耐力・剛性を有している主桁１０を備えた桁構造１００は、従来技術の工事桁５（図９参照）とほぼ同等の強度を有しており、軌框を好適に支持することができる。

次に、本実施形態の桁構造１００の主桁１０の接続部分について説明する。
この桁構造１００における主桁１０は、桁構造１００の設置範囲に応じて複数の主桁１０が繋ぎ合わされたものである。
具体的に、複数の主桁１０がその長さ方向に連なるように端部同士が突き合わされ、その突き合わされた箇所でフランジ部１１に跨る継目板４０が取り付けられて、主桁１０同士が繋ぎ合わされている。

ここで、複数の枕木Ｍを下支えする複数の横桁２０は、軌框の枕木Ｍの間隔に対応させて主桁１０のフランジ部１１に取り付けられているため、この桁構造１００における横桁２０には、フランジ部１１に直接取り付けられるものと、継目板４０を介してフランジ部１１に取り付けられるものとの２種類があるようになる。
但し、桁構造１００の横桁２０は、軌框の枕木Ｍを下支えするための部材であるので、横桁２０毎にその取り付け高さに違いがあっては不具合が生じてしまう。
そこで、継目板４０のない箇所でフランジ部１１の上面に取り付けられる横桁２０と、継目板４０が取り付けられた箇所でフランジ部１１に取り付けられる横桁２０の上面高さを揃えるために、以下に説明する高さ調整手段を利用することとした。

例えば、図３（ａ）（ｂ）に示すように、主桁１０の端部同士が突き合わされた箇所ではフランジ部１１に跨るように継目板４０が配設され、その継目板４０はボルトやナットなどの締結具３０によってフランジ部１１に固定されている。同様に、サブフランジ部１２ｂに跨る継目板４０もボルトやナットなどの締結具３０によってサブフランジ部１２ｂに固定されている。
なお、フランジ部１１の上面と下面にはそれぞれサイズが異なる継目板４０が配設されており、それら継目板４０でフランジ部１１を挟み込むように締結具３０で固定されている。同様に、サブフランジ部１２ｂの上面と下面にはそれぞれサイズが異なる継目板４０が配設されており、それら継目板４０でサブフランジ部１２ｂを挟み込むように締結具３０で固定されている。

そして、例えば、図３（ａ）（ｂ）に示すように、主桁１０の端部近傍において、主桁１０のフランジ部１１の一部が水平方向に張り出すように張出部１１ａを設け、その張出部１１ａの上面に載置した横桁２０を締結具３０によって張出部１１ａに固定する。
この張出部１１ａは、フランジ部１１と同じ厚みを有するように、フランジ部１１と一体に成形されたものであるので、張出部１１ａの上面に取り付けた横桁２０と、フランジ部１１の上面に取り付けた横桁２０（図２参照）の上面高さを揃えることができる。
つまり、フランジ部１１に設けられた張出部１１ａは、高さ調整手段として機能するようになっている。
このように、継目板４０のない箇所でフランジ部１１の上面に取り付けた横桁２０と、継目板４０が取り付けられた箇所でフランジ部１１の一部をなす張出部１１ａに取り付けた横桁２０の上面高さを揃えることができるので、この桁構造１００によって軌框の複数の枕木Ｍを好適に支持することができる。
なお、フランジ部１１に張出部１１ａを設ける位置は、軌框の枕木Ｍの間隔に対応させた横桁２０の取り付け位置に応じて予め設定することができる。

また、例えば、図４（ａ）（ｂ）に示すように、継目板４０に平面視略「コ」字状の切欠４０ａを形成しておき、その継目板４０に設けた切欠４０ａに横桁２０の端部を嵌め込んでフランジ部１１に横桁２０を載置し、載置した横桁２０を締結具３０によってフランジ部１１に固定するようにしてもよい。
こうすることで、継目板４０が取り付けられた箇所であっても、横桁２０をフランジ部１１の上面に取り付けることが可能になるので、継目板４０のない箇所でフランジ部１１の上面に取り付けた横桁２０と、継目板４０が取り付けられた箇所でフランジ部１１に取り付けた横桁２０の上面高さを揃えることができる。
つまり、継目板４０に設けられた切欠４０ａが、高さ調整手段として機能するようになっている。
このような桁構造１００であっても、軌框の複数の枕木Ｍを好適に支持することができる。
なお、継目板４０に切欠４０ａを設ける位置は、軌框の枕木Ｍの間隔に対応させた横桁２０の取り付け位置に応じて予め設定することができる。

また、例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、横桁２０の端部の下面側に、継目板４０の厚みに相当する側面視略「Ｌ」字状の切欠２０ａを形成しておき、その切欠２０ａ部分を継目板４０に載せるようにして、継目板４０を介してフランジ部１１に横桁２０を載置し、載置した横桁２０を締結具３０によってフランジ部１１に固定するようにしてもよい。
この横桁２０の端部下面に形成した切欠２０ａは、継目板４０の厚みに相当するサイズを有しているので、継目板４０を介してフランジ部１１に載置した横桁２０と、継目板４０のない箇所でフランジ部１１の上面に取り付けた横桁２０の上面高さを揃えることができる。
つまり、横桁２０に設けられた切欠２０ａが、高さ調整手段として機能するようになっている。
このような桁構造１００であっても、軌框の複数の枕木Ｍを好適に支持することができる。

また、例えば、図６（ａ）（ｂ）に示すように、フランジ部１１の下面側に取り付けられる継目板４０にその一部が水平方向に張り出す張出部４０ｂを形成するとともに、その継目板４０の張出部４０ｂの上面にフランジ部１１と同じ厚みを有する調整材５０を取り付ける。
そして、継目板４０の張出部４０ｂに重ねられた調整材５０の上に横桁２０を載置し、載置した横桁２０を締結具３０によって継目板４０に固定し、継目板４０を介して横桁２０をフランジ部１１に固定するようにしてもよい。
この調整材５０は、フランジ部１１と同じ厚みを有しているので、継目板４０の張出部４０ｂに重ねられた調整材５０の上面に取り付けた横桁２０と、フランジ部１１の上面に取り付けた横桁２０の上面高さを揃えることができる。
つまり、調整材５０と継目板４０の張出部４０ｂとが、高さ調整手段として機能するようになっている。
このような桁構造１００であっても、軌框の複数の枕木Ｍを好適に支持することができる。

以上のように、従来よりも少ないバラストＢの撤去量で設置可能とした本実施形態の桁構造１００は、上面高さが揃えられた複数の横桁２０で枕木Ｍを好適に下支えでき、その軌框を好適に支持することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、図７に示すように、本実施形態の桁構造１００の主桁１０は、ウェブ部１２ａの一部が上方へ向かうほどレールＲから離間する方向に傾くように形成されているものでもよい。
ウェブ部１２ａの少なくとも一部がレールＲから離間する方向に傾いた形状を有していれば、ウェブ部１２ａの上端が下端よりもレールＲから水平方向に離間した位置にあるようにすることができ、レールＲ上に定められた建築限界Ｇを避けた位置に主桁１０の補強突条部１２を設け、その建築限界Ｇを避けた位置に主桁１０を設置することができる。

また、図８に示すように、フランジ部１１の上面におけるレールＲから離間した箇所にウェブ部１２ａの下端を固設し、そのウェブ部１２ａの上端をサブフランジ部１２ｂの下面におけるレールＲ寄りの箇所に固設してなる主桁１０を備えた桁構造１００でもよい。
このような桁構造１００であっても、レールＲ上に定められた建築限界Ｇを避けた位置に主桁１０を設置することができる。

なお、以上の実施の形態の桁構造１００は、線路下の開削工事を行う際に工事桁として使用することができることは勿論のこと、この桁構造１００は軌框を支持する本設構造体としても使用することができる。

また、以上の実施の形態においては、補強突条部１２は、ウェブ部１２ａとサブフランジ部１２ｂとで構成されているとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、補強突条部１２がウェブ部１２ａのみで構成された、断面視略逆Ｔ字形状を呈する主桁１０であってもよい。
また、補強突条部１２のサブフランジ部１２ｂは、フランジ部１１と平行であることに限らず、建築限界Ｇを避けた位置にあればその角度や形状は任意である。

また、継目板４０の配設に用いる締結具３０の数や配置は任意であり、図示例に限定されるのもではない。

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。

１０ 主桁
１１ フランジ部
１１ａ 張出部（高さ調整手段）
１２ 補強突条部
１２ａ ウェブ部
１２ｂ サブフランジ部
２０ 横桁
２０ａ 切欠（高さ調整手段）
３０ 締結具
４０ 継目板
４０ａ 切欠（高さ調整手段）
４０ｂ 張出部（高さ調整手段）
５０ 調整材（高さ調整手段）
１００ 桁構造
Ｒ レール
Ｍ 枕木
Ｂ バラスト
Ｇ 建築限界

Claims (4)

1. レールの延在方向に沿って配設された一対の主桁と、前記一対の主桁に架け渡された横桁とを備え、前記レールを受ける枕木を前記横桁で下方から支持する桁構造であって、
   前記主桁は、その上面側に前記横桁が取り付けられているフランジ部と、前記主桁の長さ方向に延在して前記フランジ部の上面に固設されている補強突条部と、を備え、
   前記補強突条部は、前記レール上に定められた建築限界を避け、前記レールから離間した位置に設けられていることを特徴とする桁構造。
2. 前記補強突条部は、下端が前記フランジ部の上面に固設されているウェブ部と、前記フランジ部と略平行となるように前記ウェブ部の上端に固設されているサブフランジ部と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の桁構造。
3. 前記ウェブ部は、その少なくとも一部が上方へ向かうほど前記レールから離間する方向に傾くように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の桁構造。
4. 前記主桁は、その長さ方向に連なるように端部同士が突き合わされ、その突き合わされた箇所で前記フランジ部に跨る継目板が取り付けられて繋ぎ合わされており、
   前記継目板のない箇所で前記フランジ部の上面に取り付けられる前記横桁と、前記継目板が取り付けられた箇所で前記フランジ部に取り付けられる前記横桁の上面高さを揃えるための高さ調整手段が、前記横桁と前記継目板と前記フランジ部の何れかに設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の桁構造。

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