JP2809997B2

JP2809997B2 - 合成枕木の接続構造

Info

Publication number: JP2809997B2
Application number: JP27505694A
Authority: JP
Inventors: 敬晴長藤; 則次阿部; 国昭大西; 俊三池松; 孝信近藤
Original assignee: Railway Technical Research Institute; Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Railway Technical Research Institute; Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1994-11-09
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JPH08134801A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道軌道の分岐部など
長尺の枕木部分に用いられる合成枕木の接続構造に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鉄道軌道の分岐部においては、
分岐部の種類（片開き分岐、両開き分岐、振り分け分
岐、乗り越し分岐、複分岐、３分岐、３線式分岐、ダイ
ヤモンドクロッシング、シーサースクロッシングなど）
に応じ、６〜９ｍもの長さの枕木が必要とされる。

【０００３】しかし、過密市街地、高架線部、あるいは
防音壁などで囲まれた場所においては、上記６〜９ｍも
の長尺の枕木を一体物で取り扱うと作業性の低下が余儀
なくされ、特に、枕木の更新作業が至難となる。

【０００４】そこで、従来より、端部にテーパ面を形成
した合成枕木同士を接着接合し、曲げ強度を損なうこと
なく長尺の枕木を構成する接続構造が提案されている
（例えば、特開平５− 号公報参照）。

【０００５】また、この接続状態でテーパ面を貫通する
貫通孔にボルトナットを挿通して座金とプレートとで締
結固定することも提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の接
続構造の場合、合成枕木同士の上面側の継ぎ目の位置で
は、上方向からの応力に対して合成枕木の単体に近い曲
げ強度が得られるが、合成枕木同士の下面側の継ぎ目の
位置では、上方向からの応力に対して合成枕木の単体の
約半分の曲げ強度となってしまい、位置によって曲げ強
度に大きな差を生じる。

【０００７】そのため、シーサースクロッシング等で
は、枕木毎に軌道の位置がずれるため、上記テーパ接合
部を現物に合わせて位置決めしなければならない不便が
あり、かつ、このようにして位置決めしなければ強度不
足が懸念されることとなる。

【０００８】また、鉄道軌道同士の中間位置では、上向
きの曲げ応力が鉄道軌道部の約７０％位発生することと
なるため、上面側の継ぎ目の位置でも、同様の強度不足
が懸念されることとなる。

【０００９】本発明は、係る実情に鑑みてなされたもの
で、上下いずれの方向からの曲げ応力にも耐えられる合
成枕木の接続構造を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の合成枕木の接続構造は、長繊維で補強した樹
脂柱状体からなる合成枕木の端部にテーパー面が形成さ
れ、該テーパー面に、接着剤を介して他の合成枕木のテ
ーパー面が突き合わされ、この突き合わせ状態で、合成
枕木の上面には、合成枕木同士の繋ぎ目を跨いで上面と
面一となるように、上補強板が埋設されるとともに、こ
の繋ぎ目を跨いだ両側の上補強板および合成枕木にボル
ト孔が貫通される一方、合成枕木の下面には、合成枕木
同士の繋ぎ目を跨いで下補強板が当接されるとともに、
この繋ぎ目を跨いだ両側の下補強板および合成枕木にボ
ルト孔が貫通され、各ボルト孔の上面には、ボルトの頭
を収納する凹部と、この凹部の周縁に突設された鍔部と
を有する断面逆ハット状に形成された座金が、この上面
と面一となるように埋設される一方、各ボルト孔の下面
には、合成枕木の幅方向に横たわるプレートが当接さ
れ、前記座金とプレートとが、ボルト孔に挿通されたボ
ルトによって固定されてなるものである。

【００１１】

【作用】本発明によると、合成枕木同士をテーパー面で
接合することにより、合成枕木本来の曲げ強度に匹敵す
る充分な曲げ強度を発揮することができる。

【００１２】また、これら合成枕木同士をテーパー面で
接合した際に上面および下面にできる継ぎ目を跨ぐよう
にしてそれぞれ上補強板および下補強板を設けているの
で、この継ぎ目部分に曲げ応力が加わるような場合であ
っても充分な曲げ強度を発揮することができる。

【００１３】さらに、これらの曲げ強度は、接着剤によ
る接着力と、ボルト孔に挿通されるボルトの固定力とに
よって維持されることとなる。

【００１４】さらに、この上補強板および下補強板を設
けた継ぎ目部分は、断面逆ハット状に形成し、合成枕木
の上面と面一となるように埋設した座金と、突き合わせ
部分の下面に当接したプレートとによって挟持するの
で、この継ぎ目部分に曲げ応力が加わってたわみを生じ
た場合であっても、座金およびプレートが合成枕木に食
い込んで強度の低下を招くといったことが防止される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００１６】図１は合成枕木１の接続構造の全体構成の
概略を示し、図２は同要部断面を示している。

【００１７】すなわち、この合成枕木１の接続構造は、
合成枕木１に形成されたテーパー面１１に接着剤２を介
して他の合成枕木１のテーパー面が突き合わされ、この
突き合わせ状態で、合成枕木１同士の継ぎ目１３を跨い
で上補強板３および下補強板４が設けられ、これらが座
金５とプレート６とを介して六角ボルト７によって固定
されてなるものである。

【００１８】合成枕木１は、長手方向に向けて埋設した
長繊維で補強した熱硬化性樹脂発泡体によって成形され
ている。この合成枕木１の密度は通常０．６〜１．０ｇ
／cm ³であり、補強長繊維の含有量は通常４０〜６０重
量％である。長繊維としては、無機質、有機質の何れを
も使用できるが、ガラス繊維を使用することが好まし
い。熱硬化性樹脂発泡体については、熱硬化性で樹脂発
泡体を成形し得るものであれば、特に制限されることは
ないが、特に、発泡性が付与された硬質ポリウレタン樹
脂や硬質ポリエステル樹脂が好ましい。

【００１９】図３に示すように、テーパー面１１を境に
して切断端が対向する長繊維Ｆ₁、Ｆ₂間の張力伝達
は、一方の繊維Ｆ₁の張力が、上記切断端Ｅ₁、Ｅ₂の
間に位相的にブリッジする他の繊維Ｆ₃に樹脂をマトリ
ックスとして伝達され、この他の繊維Ｆ₃から他方の繊
維Ｆ₂に伝達される経路が主体となり、この張力伝達の
効率は繊維端Ｅ₁、Ｅ₂間に他の繊維が深くラップする
ほど大となる。従って、張力伝達の効率上は、テーパー
角θを小にすることが有利であるが、余り小さくする
と、突き合わせ部分１０の上部にレールが位置して突き
合わせ部分１０にレール直下の最大曲げモーメントが作
用し、不利となるので、テーパー角θはこれらの比較考
量から設定する。テーパー角θは通常２０°〜５°（ta
n θ＝２／５〜１／１０）とすることが好ましい。

【００２０】接着剤２としては、この合成枕木１のテー
パー面１１同士を接着することができるものであれば、
特に限定されるものではなく、合成枕木１を構成する長
繊維および熱硬化性樹脂発泡体などの材質に応じて適宜
決定される。例えば、合成枕木１がガラス繊維と発泡硬
化ウレタン樹脂とによって構成されている場合、接着剤
としてはエポキシ樹脂接着剤を好適に用いることができ
る。

【００２１】上補強板３は、合成枕木１に相当する幅で
所望の長さおよび厚みとなされた板状に形成されてい
る。この長さおよび厚みは、合成枕木１の長さやテーパ
ー面１１の角度などによって左右されるが、長さとして
は３００〜５００ｍｍ、厚みとしては５〜１５ｍｍの範
囲内で、特に長さ４００ｍｍ厚み１０ｍｍのものが好ま
しい。この上補強板３は、合成枕木１のテーパー面１１
を突き合わせた状態で、突き合わせ部分１０の上面に形
成される合成枕木１同士の継ぎ目１３を跨ぐように埋設
される。また、この埋設状態で、上補強板３の表面が合
成枕木１の上面と面一となるようになされている。さら
に、この埋設状態で、上補強板３および合成枕木１に
は、上記継ぎ目１３を跨ぐように、上補強板３の上面か
ら合成枕木１の下面に貫通するボルト孔１２が穿孔され
る。本実施例では、幅方向に２個並列で長手方向に２ヶ
所の計４ヶ所に穿孔されている。

【００２２】なお、この上補強板３としては、図４に示
すように、厚み方向に突起部３１が突設され、この突起
部３１が合成枕木１に食い込んだ状態となるようになさ
れたものであってもよい。

【００２３】下補強板４は、合成枕木１に相当する幅で
所望の長さおよび厚みとなされた板状に形成されてい
る。この長さおよび厚みは、合成枕木１の長さやテーパ
ー面の角度などによって左右されるが、長さとしては３
００〜６００ｍｍ、厚みとしては１０〜４０ｍｍの範囲
内で、特に長さ５００ｍｍ厚み２０ｍｍのものが好まし
い。この下補強板４は、合成枕木１のテーパー面１１を
突き合わせた状態で、突き合わせ部分１０の下面に形成
される合成枕木１同士の継ぎ目１３を跨ぐように、この
下面に当接される。また、この当接状態で、下補強板４
および合成枕木１には、上記継ぎ目１３を跨ぐように、
合成枕木３の上面から下補強板４の下面に貫通するボル
ト孔１２が穿孔される。本実施例では、幅方向に２個並
列で長手方向に２ヶ所の計４ヶ所に穿孔されている。

【００２４】座金５は、六角ボルト７の頭７１が収納可
能となされた凹部５１と、該凹部５１の周縁に突設され
た鍔部５２とによって断面逆ハット状に形成されてい
る。また、凹部５１の底面には、六角ボルト７のネジ部
７２を挿通する挿通孔５３が設けられている。この座金
５は、各ボルト孔１２の上面側に位置するように埋設さ
れ、この埋設状態で、鍔部５２の表面が合成枕木１およ
び上補強板３の上面と面一となるようになされている。

【００２５】プレート６は、合成枕木１の幅Ｗに対応し
た長さの溝形鋼によって形成されており、六角ボルト７
のネジ部７２を挿通する挿通孔６１が、並列に２か所設
けられている。このプレート６は、挿通孔６１が各ボル
ト孔１２の下面側に連通するように当接される。この
際、プレート６は、あらかじめビス（図示省略）などに
よって固定しておいてもよい。また、プレート６は、特
に溝形鋼によって形成されたものに限定されるものでは
なく、長板状の鋼材や、リップ溝形鋼や、角形鋼などに
よって形成されたものであってもよい。

【００２６】六角ボルト７は、前記座金５を介して各ボ
ルト孔１２に挿通され、プレート６側からナット７０を
螺合することによって固定される。この際、ナット７０
は、あらかじめ、プレート６側に溶接しておいてもよ
い。

【００２７】なお、突き合わせ部分１０のテーパー角θ
が比較的大きい場合、図５に示すように、接着時のホル
ダーの上下方向加圧力による突き合わせ面のずれを防止
するために、テーパー面１１の途中に係止用凹凸部１４
を設けることが好ましい。

【００２８】また、図６に示すように、テーパー面１１
を波形にすることもでき、この場合テーパー角θが急峻
でも接着面積を充分に確保できる。

【００２９】

【実施例１】発泡硬化ウレタン樹脂６０重量％と、ガラ
ス繊維４０重量％とによって構成された密度０．７４ｇ
／ｃｍ³の合成枕木１を用意し、図７(a),(b) に示すよ
うに、合成枕木１の接続構造を構成した。なお、図中の
各寸法は、表１に示すように設定した。また、上補強板
３および下補強板４には、上記合成枕木１と同材質から
なるものを使用した。接着剤２については、エポキシ樹
脂接着剤を使用した。座金５、プレート６、六角ボルト
７およびナット７０については、ステンレス鋼からなる
ものを使用した。

【００３０】また、同図に示すように、このようにして
接続された合成枕木１の底部を１１２０ｍｍの幅で支持
し、支持距離間の中央部分から矢符Ｐの位置から継ぎ目
１３の部分に５ｍｍ／ｍｉｎの試験速度で荷重を加えて
行き、合成枕木１が破壊する際の荷重を測定した。この
試験にはアムスラー５０トン万能試験機を用いた。試験
温度は２３℃であった。結果を図９のグラフに示す。

【００３１】

【実施例２】図７(c),(d) に示すように、実施例１の合
成枕木１の接合構造を裏返しにして上記実施例１と同様
の試験を行った。結果を図９のグラフに示す。

【００３２】

【実施例３】表１に示すように、図７(a),(b) 中の各寸
法を変更した以外、上記実施例１と同様に試験を行っ
た。結果を図９のグラフに示す。

【００３３】

【比較例１】比較例として、図８(a),(b) に示すよう
に、接続部分を有さない以外、上記実施例１と同様の合
成枕木１を用意した。なお、図中の各寸法は、表１に示
すように設定した。

【００３４】そして、この合成枕木１についても、上記
実施例１と同様の試験を行った。結果を図９のグラフに
示す。

【００３５】

【比較例２】上記実施例１と同様の合成枕木１を用意
し、図８(c),(d) に示すように、２本を突き合わせた
後、上下から鉄板８１，８２で挟み六角ボルト７で締め
付けて合成枕木１の接続構造を構成した。なお、図中の
各寸法は、表１に示すように設定した。そして、この合
成枕木１の接続構造についても、上記実施例１と同様の
試験を行った。結果を図９のグラフに示す。

【００３６】

【比較例３】上記実施例１と同様の合成枕木１を用意
し、図８(e)(f)に示すように、２本をテーパ面で接着接
合した後、この接着接合されたテーパ面の部分を上方か
ら座金５を介して六角ボルト７で締め付けて下面に当接
した平鋼８３に螺合し、合成枕木１の接続構造を構成し
た。なお、図中の各寸法は、表１に示すように設定し
た。接着剤２については、エポキシ樹脂接着剤を使用し
た。座金５、平鋼８３、六角ボルト７およびナット７０
については、ステンレス鋼からなるものを使用した。そ
して、この合成枕木１の接続構造についても、上記実施
例１と同様の試験を行った。結果を図９のグラフに示
す。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によると、合
成木材同士を合成枕木本来の曲げ強度に匹敵する充分な
曲げ強度で接続できるとともに、最も強度不足が懸念さ
れる継ぎ目部分に曲げ応力が加わるような場合であって
も充分な曲げ強度を発揮することができ、上下いずれの
方向からも曲げ応力が加わるような場合であっても、全
体的に充分かつ均等な曲げ強度を得ることができる。そ
のため、このような接続構造の枕木を敷設する際に、軌
道が継ぎ目部分に重ならないように、枕木毎に現物に合
わせて位置決めするといった煩わしさもなく施工するこ
とができる。

【００３９】また、この接続状態を、接着剤による接着
力と、ボルト孔に挿通されるボルトの固定力との双方に
よって維持できるとともに、この接続部分に曲げ応力に
よるたわみを生じても、座金およびプレートが合成枕木
に食い込まないように構成しているので、優れた安全性
および耐久性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】合成枕木の接続構造の全体構成の概略を示す平
面図、側面図および底面図である。

【図２】図１のI-I 線およびII-II 線における拡大断面
図である。

【図３】合成枕木の突き合わせ部分での長繊維の張力伝
達機構を示す説明図である。

【図４】上補強板の他の実施例を示す断面図である。

【図５】テーパー面の他の実施例を示す斜視図である。

【図６】テーパー面のさらに他の実施例を示す斜視図で
ある。

【図７】実施例における各試験体およびその試験方法を
説明する概略図である。

【図８】比較例における各試験体およびその試験方法を
説明する概略図である。

【図９】試験結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１合成枕木１０突き合わせ部分１１テーパー面１２ボルト孔１３継ぎ目２接着剤３上補強板４下補強板５座金５１凹部５２鍔部６プレート７六角ボルト７１ボルト頭

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池松俊三滋賀県栗太郡栗東町北中小路398−４ (72)発明者近藤孝信滋賀県甲賀郡甲南町耕心１−790 (56)参考文献特開平６−248604（ＪＰ，Ａ) 特開平５−98601（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E01B 3/00 E01B 3/10 E01B 3/18 E01B 3/36 E01B 3/44 E01B 7/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】長繊維で補強した樹脂柱状体からなる合
成枕木の端部にテーパ面が形成され、該テーパ面に、接
着剤を介して他の合成枕木のテーパ面が突き合わされ、この突き合わせ状態で、合成枕木の上面には、合成枕木
同士の繋ぎ目を跨いで上面と面一となるように、上補強
板が埋設されるとともに、この繋ぎ目を跨いだ両側の上
補強板および合成枕木にボルト孔が貫通される一方、合成枕木の下面には、合成枕木同士の繋ぎ目を跨いで下
補強板が当接されるとともに、この繋ぎ目を跨いだ両側
の下補強板および合成枕木にボルト孔が貫通され、各ボルト孔の上面には、ボルトの頭を収納する凹部と、
この凹部の周縁に突設された鍔部とを有する断面逆ハッ
ト状に形成された座金が、この上面と面一となるように
埋設される一方、各ボルト孔の下面には、合成枕木の幅
方向に横たわるプレートが当接され、前記座金とプレートとが、ボルト孔に挿通されたボルト
によって固定されてなることを特徴とする合成枕木の接
続構造。