JP3943246B2

JP3943246B2 - 補強桁取付装置

Info

Publication number: JP3943246B2
Application number: JP15894498A
Authority: JP
Inventors: 弘晃林; 正之早田; 隆典青木葉; 正行田中; 泰久梶谷
Original assignee: West Japan Railway Co
Current assignee: West Japan Railway Co
Priority date: 1998-06-08
Filing date: 1998-06-08
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2018-06-08
Also published as: JPH11350402A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は補強桁取付装置に係わり、特に、枕木に固定したレールに沿って複数の補強桁を配置し、枕木と交差する補強桁部分を長手方向に挟んで一対のＵ字型ボルトを枕木を抱き込むように設け、該Ｕ字型ボルトを介して補強桁を枕木に固定する補強桁取付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道用の軌道は、一般に砕石や砂利等からなる道床を路盤上に敷設し、道床上に枕木とレールを組立てた軌框を敷設して構成する。レールの圧力を枕木で支持し、道床に伝達し、枕木を所定の位置を保持するとともに、前記圧力を路盤に広くかつ均等に伝えるようにしている。このような軌道において、路盤直下で地下道等の地下構造物を構築する場合、路盤が沈下してその支持力が低下または喪失し、鉄道の脱線や転覆事故を招く恐れがある。このため、予め軌框を補強して安全を確保する対策が取られている。軌框の補強方法としてレールに沿って枕木上に複数の補強桁を設置し、これを枕木に係止して、路盤に沈下した際、当該軌框部を補強桁で吊り上げる方法が取られている。その際、補強桁を枕木に係止するために、Ｈ型鋼などの補強桁の下フランジにあらかじめ工場で穴を通孔しておき、該穴に枕木を抱き込むように下方よりＵ字形ボルトを挿入し、これをナットで締め込み締結する方法をとっている。
【０００３】
しかし、この方法では、枕木を抱き込んだＵボルトを補強桁に通孔した穴に挿入しようとすると、設置されている枕木が所定の等間隔のピッチで無いため、Ｕボルトを補強桁の穴に挿通できない場合が生じる。かかる場合、枕木を設置し直すことにより、あるいは、補強桁の下側フランジに現場で穴を通孔することにより対処している。前者は施工能率が大変悪くなり、後者は作業が煩雑となると共に品質のバラツキを生じて都合が悪く、ともに採用することは不可能である。
この結果を踏まえて、軌框の沈下防止を容易にかつ確実に行える補強桁取付装置が特開平9-177003号として提案されている。図１０〜図１２はかかる提案されている従来技術としての補強桁取付装置の説明図であり、図１０は平面図、図１１は図１０のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図、図１２（ａ）は図１０のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図、図１２（ｂ）は補強桁と支持ブロックと架橋片との取り付け状況説明図である。
【０００４】
この補強桁取付装置では、道床１の内部に等間隔で埋設された枕木２に固定したレール３（図１０）に沿って複数のＨ型鋼からなる補強桁４を配置し、一対のＵ字型ボルト１０を枕木２と交差する補強桁４の長手方向両側に、枕木２を抱き込むように設け、該Ｕ字型ボルト１０を支持ブロック５、架橋片７を介してナットで締結することにより補強桁４を枕木２に固定する。すなわち、略Ｌ字型状で箱型の４つの支持ブロック５（図１２）を設け、その段差部６に設けたボルト穴６ａをＵ字型ボルト１０の軸部１０ａに差し込み、しかる後、支持ブロック５を補助桁４の両側内面に２個づつ係合する。かかる状態で架橋片７に形成した穴９をＵ字型ボルト１０の軸部１０ａに差し込みながら該架橋片７を補強桁４の上方から載置し、各一対の支持ブロック５を架橋片７とＵ字型ボルト１０を介してナット１２で固定する。
【０００５】
以上のように、従来技術の補強桁取付装置によれば、枕木２と補強桁４間を支持ブロック５、Ｕ字形ボルト１０、架橋片７を用いて固定することにより、補強桁に設けたボルト穴に応じて枕木を移動する煩雑な作業を廃して、この種の作業能率の向上が可能となる。また、補強桁を安定かつ堅固に支持できると共に補強桁の係合部の剛性を向上でき、更には、Ｕ字形連結ボルトの採用により枕木と補強桁間の取付けを容易にでき、しかも、４個の支持ブロックを配設することにより軌框重量の分散を促し、補強桁の強度負担を軽減できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術の補強桁取付装置では、鉛直方向沈下に対して軌框を堅固に支持することができるが、水平方向の変形に対して、補強桁とＵ字形ボルトによる係止方法では抑止効果があまり期待できない問題がある。
また、従来技術の補強桁取付装置では、Ｕ字形ボルトの軸が断面円形のため、枕木とＵ字形ボルト間の接触面積、すなわち枕木下部を係止する部分の面積が狭く、枕木に部分的な疲労を与えて局部的損傷を与える問題がある。
また、従来技術の補強桁取付装置では、Ｕ字形ボルトを締め付けているナットが列車振動等の影響で緩む恐れがあり、その結果、他の部分に作用する軌框重量による荷重が増加する問題がある。
また、従来技術の補強桁取付装置では補強桁の取り付け、取外しが面倒であり、軌道保守作業の効率化において問題がある。
【０００７】
以上から本発明の目的は軌框の沈下防止に加えて水平方向の移動防止効果を高めることができ、しかも、補強桁の取付、取外しを容易に行える補強桁取付装置を提供することである。
本発明の別の目的は、枕木の局部的な損傷を防止できる補強桁取付装置を提供することである。
本発明の別の目的は、ボルトの緩みを防止して軌框重量を均等に分散できる補強桁取付装置を提供することである。。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
枕木に固定したレールに沿って複数の補強桁を配置し、一対のＵ字型ボルトを枕木と交差する補強桁部分の長手方向両側に、下方より枕木を抱き込むように設け、該Ｕ字型ボルトを介して補強桁を枕木に固定する補強桁取付装置であり、補強桁が載置される第１部材と補強桁を押さえ込んで固定する第２部材を設ける。第１部材の上面平坦部に一対のＵ字型ボルトの４つの軸部が挿通される４つの穴を形成し、下面に枕木上面部が嵌まるように係止部を形成する。また、第２部材に補強桁の下側フランジ部を押さえ込む舌片と前記Ｕ字型ボルトの軸部が挿通される穴を形成する。第１部材を一対のＵ字型ボルトの４つの軸部に挿入すると共にその下面係止部が枕木に嵌まるように取り付け、また、第２部材をＵ字型ボルトの軸部に挿入して舌片で補強桁の下側フランジを押さえ込むように取り付け、しかる後、Ｕ字型ボルトにナットを嵌め込んで締め付けることにより補強桁を枕木に固定する。このように第１部材の下面に枕木の水平移動を抑止する係止部を設け、この第１部材を第２部材とＵ字型ボルトを介して補強桁に強固に固定したから、沈下防止に加えて枕木の水平移動を効果的に防止することができる。
【０００９】
また、ナットを緩め、第２部材を補強桁の長手方向に向けることで、すなわち、舌片による押さえ込みを解除することにより補強桁の取り外しが簡単にでき、このため軌道保守作業を確実に、しかも効率的に実施することができる。
また、Ｕ字型ボルトの枕木下部との接触部分を平坦にすることにより、枕木の局部的な損傷を防止できる。
また、Ｕ字型ボルトの軸部に嵌め込むナットを、凸形状部を有する第１のナットと、該凸形状部に係合する凹形状部を備えた第２のナットを有する緩み止めナットで構成することにより、列車通過振動によるボルトの緩みを防止して軌框重量を安定して均等に分散することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の補強桁取付装置の平面図、図２は本発明の補強桁取付装置の正面図、図３は本発明の補強桁取付装置の側面図、図４（ａ）は本発明で使用する金具（溝型鋼、取付金具）の斜視図、（ｂ）は溝型鋼の底面図、図５は本発明で使用するＵ字型ボルトの構成図である。
図において、１１（図２）は路盤上に施設した砕石、砂利等からなる道床であり、この内部に枕木が等間隔で埋設される。１２は断面が等脚台形状の枕木で中間部上面に略船型断面の凹部１２ａ（図３）が形成され、該凹部１２ａの外側上面に一対のレール１３が離間して施設されている。枕木１２の両端部上面と中央部凹部１２ａ上には、Ｈ型鋼からなる補強桁１４がレール１３に沿って配置されている。補強桁１４は断面がＨ字状になっており、ウェブ１４ａと該ウェブ１４ａの上下端部に突設した上側フランジ１４ｂ、下側フランジ１４ｃを有している。
【００１１】
補強桁１４の下の枕木部１２上には、溝型鋼１５₁〜１５₃がそれぞれ設けられ、この溝型鋼の上に補強桁１４が載置されるようになっている。溝型鋼１５₁〜１５₃は図４に示すように、上面に平坦部ＰＬと壁部ＷＬ１，ＷＬ２を備えている。また、両側の溝型鋼１５₁，１５₃の下面には枕木上端部が嵌まるように３つの係止部１５ａ〜１５ｃが形成され、中央の溝型鋼１５₂の下面には枕木の中央上側が嵌まるように係止部１５ｂ〜１５ｃがそれぞれ形成されている。なお、具体的には、係止部１５ａ〜１５ｃはＬ字型の山型鋼を溶接により溝型鋼１５₁〜１５₃の下面に取り付けることにより形成される。溝型鋼１５₁〜１５₃の平坦部ＰＬの４隅には、枕木を補強桁に固定するための一対のＵ字型ボルト１０の４本の軸部１０ａが挿通される貫通穴１５ｄ₁〜１５ｄ₄が形成されている。
図では、係止部１５ｂ，１５ｃを貫通して貫通穴１５ｄ₁〜１５ｄ₄が形成されているが、係止部１５ｂ，１５ｃの幅を狭めることによりこれら係止部に穴が形成されないように構成することもできる。
【００１２】
Ｕ字型ボルト１０は枕木１２と補強桁１４の交差部分に枕木を下方より抱え込むように、かつ、補強桁の両側に並設されている。Ｕ字型ボルト１０の軸部１０ａ，１０ａの先端にはナットが嵌合するようにネジ部１０ｂ、１０ｂが形成され（図５（ａ））、また、枕木下部との接触部分１０ｃは図５（ｂ）に示すように平坦に形成され、枕木の局部的な損傷が発生しないように工夫されている。
枕木１２を抱き込むようにして道床１１から突出する一対のＵ字型ボルト１０の４つの軸部１０ａには溝型鋼１５の貫通穴１５ｄ₁〜１５ｄ₄が挿入されると共に、補強桁１４の４つの取付金具１６（図４）が挿通される。取付金具１６は補強桁１４の下側フランジ１４ｃを押せ込む舌片１６ａ、Ｕ字型ボルトの軸部１０ａが挿通される穴１６ｂを有している。
【００１３】
補強桁取付装置の組立に際して、枕木１２をその両側及び中央の３か所でそれぞれ一対のＵ字型ボルト１０で抱え込み、軸部１０ａが道床１１から突出するように埋設する。かかる状態で、上記３か所において、道床１１から突出するＵ字型ボルト１０の４つの軸部１０ａに溝型鋼１５の４つの貫通穴１５ｄ₁〜１５ｄ₄を挿入すると共に下面に形成した係止部１５ａ〜１５ｃが枕木１２の上面に嵌まり込むように溝型鋼１５₁〜１５₃を枕木に取り付ける。
かかる状態で３本の補強桁１４をレール１３に並行に各枕木の対応する溝型鋼１５₁〜１５₃の平坦部中央に載置し、しかる後、枕木と補強桁の交差部毎に、４つの取付金具１６を各舌片１６ａが補強桁１４の下側フランジ１４ｃを押せ込むようにＵ字型ボルトの軸部１０ａに挿入する。これにより、溝型鋼の平坦部と舌片１６ａで補強桁の下側フランジ１４ｃを挟み込んだ状態で、ナット１７をＵ字型ボルトの軸部１０ａに形成したネジ部に嵌合して締め付ける。これにより、補強桁１４の下側フランジ１４ｃは取付金具１６に強固に押さえ込まれて枕木１２に固定する。
【００１４】
この場合、ナットを緩み止めナットとすることができる。図６は緩み止めナットの一例の説明図であり、２１はボルト、２２は緩み止めナットであり、凸形状部を有する下ナット２２ａと、該凸形状部に係合する凹形状部を備えた上ナット２２ｂを備えている。凸形状部の外形寸法を凹形状部の外形寸法より若干大きめにすることにより、以下の効果が発揮される。すなわち、下ナット２２ａを取付後に、上ナット２２ｂを締め付けると自動的にＰ₁矢印方向に応力が加わり、締め込み量に比例して水平応力が増加する。この水平応力の増加は下ナットと上ナットが密着するまで続き、クサビ作用による完全なロック効果が得られる。すなわち、締結後の内部応力の分布はＰ₁＋Ｐ₂＋Ｐ₃の合成応力として内在され、外部からの衝撃、振動に極めて強く、緩むことがない。従って、ナットとして緩み止めナットを使用することにより列車通過等に起因する振動が発生してもボルト緩みを効果的に防止することができる。
【００１５】
なお、Ｕ字型ボルト１０、は図７に示すように、軸部１０ａ、１０ａの付け根部分において、くぼみ１０ｄ、１０ｄを形成するように加工しても構わない。
また、Ｕ字型ボルト１０のさらに別の変形例として、図８に示すように、断面が円形をなす鋼材を折り曲げ加工してから軸部１０ａ、１０ａを連絡している部分に平板状の素材１０ｐを一体化させる形で加工して、枕木下部との接触部分１０ｃが平坦になるようにしても構わない。平板状の素材１０ｐを用いる場合には、図７に示す場合と同様に、軸部１０ａ，１０ａの付け根部分にくぼみ１０ｄ、１０ｄが必然的に形成される。これら、図７，図８に示すＵ字型ボルト１０のように、くぼみ１０ｄ、１０ｄを形成しておくと、図９に示すように、枕木１２の断面形状が底部において９０°をなしていたときに（実際にそういう枕木が多い）、Ｕ字型ボルト１０が枕木１２を両側部から堅固に抱き込んだ状態で補強桁１４を固定することが可能となる。従って、単純な曲げ加工を行ったＵ字型ボルトでは軸部１０ａ、１０ａの付け根の部分にＲが残って枕木１２を列車走行方向（図９左右方向）に拘束することが困難であるが、図７、図８に示すくぼみ１０ｄ、１０ｄを形成したＵ字型ボルト１０ならば、補強桁１４がこの方向に移動するのを阻止する効果も極めて高くなる。
【００１６】
以上のように、本発明によれば、補強桁１４の下に溝型鋼１５を設置し、取付金具１６とＵ字型ボルト１０を介して補強桁１４を枕木１２に固定するから、枕木１２と交差する補強桁１４の周囲を堅固かつ安定して支持でき、しかも、軌框重量の分散を促し、補強桁１４の強度負担を軽減できる。また、ナット１７を緩め、取付金具１６を９０⁰回転して補強桁１４の長手方向に向けることで、すなわち、押さえ込みを解除することで補強桁１４の取り外し、取付ができ、取り外し、取付作業を簡単にできる。
また、溝型鋼１５の下面に枕木１２の水平移動を抑止する係止部１５ａ〜１５ｃを設け、この溝型鋼１５を補強桁１４に取付金具１６とＵ字型ボルト１０を介して強固に固定したから、枕木等の沈下防止に加えてその水平移動を効果的に防止できる。
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明はこれらを排除するものではない。
【００１７】
【発明の効果】
以上本発明によれば、軌框の沈下を容易かつ確実に防止でき、従来のように補強桁に設けたボルト穴に応じて枕木を移動する煩雑な作業を廃して、この種の作業能率を向上することができる。
また、本発明によれば、第１部材（溝型鋼）の下面に枕木の水平移動を抑止する係止部を設け、この第１部材を補強桁に第２部材（取付金具）とＵ字型ボルトを介して強固に固定したから、枕木等の沈下防止に加えてその水平移動を効果的に防止することができる。
【００１８】
また、本発明によれば、Ｕ字型ボルトの枕木下部との接触部分を平坦にしたから、枕木の局部的な損傷を防止できる。
また、本発明によれば、Ｕ字型ボルトの軸部に嵌め込むナットを、凸形状部を有する第１のナットと、該凸形状部に係合する凹形状部を備えた第２のナットを有する緩み止めナットで構成したから、列車通過振動によるボルトの緩みを防止でき、緩みに起因するＵ字型ボルトに作用する荷重のバラツキをなくすことができる。
また、本発明によれば、補強桁の下に第１部材（溝型鋼）を設置し、第２部材（取付金具）とＵ字型ボルトを介して補強桁を枕木に固定したから、枕木と交差する補強桁の周囲を堅固かつ安定して支持でき、しかも、軌框重量の分散を促し、補強桁の強度負担を軽減することができる。
また、本発明によれば、ナットを緩め、第１部材を補強桁の長手方向に向けることで補強桁の取り外しが簡単にでき、軌道保守作業を確実に、しかも効率的に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の補強桁取付装置の平面図である。
【図２】本発明の補強桁取付装置の正面図である。
【図３】本発明の補強桁取付装置の側面図である。
【図４】本発明で使用する金具（溝型鋼、取付金具）の説明図である。
【図５】本発明で使用するＵ字型ボルトの構成図である。
【図６】本発明で使用する緩み止めナットの説明図である。
【図７】本発明で使用するＵ字型ボルトの変形例を示す図である。
【図８】本発明で使用するＵ字型ボルトの変形例を示す図である。
【図９】本発明においてＵ字型ボルトの変形例を用いたときの枕木抱き込み状態を示す図である。
【図１０】従来技術の補強桁取付装置の平面図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ線矢視図である。
【図１２】図１０のＢ−Ｂ線矢視図及び使用金具説明図である。
【符号の説明】
１１・・道床
１２・・枕木
１３・・レール
１４・・補強桁
１４ｃ・・下側フランジ
１５₁〜１５₃・・溝型鋼
１５ａ〜１５ｃ・・係止部（山形鋼）
１６・・取付金具

Claims

枕木に固定したレールに沿って複数の補強桁を配置し、一対のＵ字型ボルトを枕木と交差する補強桁部分の長手方向両側に、下方より枕木を抱き込むように設け、該Ｕ字型ボルトを介して補強桁を枕木に固定する補強桁取付装置において、
上面平坦部に前記一対のＵ字型ボルトの軸部が挿通される穴が形成され、下面に枕木を係止する係止部が形成された第１部材、
前記第１部材の上面平坦部上に載置される補強桁の下側フランジ部を押さえ込むと共に、前記Ｕ字型ボルトの軸部が挿通される穴を有する第２部材、
を備え、
第１部材を前記一対のＵ字型ボルトの軸部に挿入すると共に下面係止部で枕木を係止し、複数の第２部材をＵ字型ボルトの軸部に挿入して補強部材の下側フランジを押さえ込むように配置し、Ｕ字型ボルトにナットを嵌め込んで締め付けることにより補強桁を枕木に固定することを特徴とする補強桁取付装置。
前記Ｕ字型ボルトの枕木下部との接触部分を平坦にしたことを特徴とする請求項１記載の補強桁取付装置。
前記ナットは、凸形状部を有する第１のナットと、該凸形状部に係合する凹形状部を備えた第２のナットを備えた緩み止めナットであることを特徴とする請求項１記載の補強桁取付装置。