JP4338273B2 - 道床沈下検知方法、道床沈下検知器及び道床沈下監視装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、道床沈下検知方法、道床沈下検知器及び道床沈下監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
鉄道車両が走行する軌道として、レール、マクラギ、および道床により構成される。レールとマクラギは締結部材により強固に結合一体化した軌框の状態で、道床に敷設されている。鉄道車両の重量は20トンにも達し、これを連結した列車が軌道上を高速走行するところから、軌道を構成するレール、マクラギ、道床の何れに対して過大な荷重が負荷される。これら軌道構成要素の内のスラブより成る道床は、この過大な荷重の負荷に曝されて特に損傷を蒙り易い部位である。
【0003】
スラブより成る道床の軌道区間において、この軌道区間の下側を掘削して道路を建設し、鉄道新線の軌道を建設し、或いは上下水道を建設する工事が行われる場合がある。この建設工事が実施される場合、これに該当する軌道区間を充分に監視して、この軌道区間が列車の安全走行することができる状態にあることを常に確認している必要がある。
従来の軌道区間の監視の仕方について説明するに、極く単純にレールを目視することにより道床が沈下しているか否かを監視する仕方を採用している。
【0004】
或いは、レールの10mに亘って、人手によりレール頭部側面に糸を張り、中間の5mの位置においてレール頭部側面と糸との間の距離をスケールにより測定し、以前の測定値と比較した今回の測定値の変化を解析して道床が沈下しているか否かを監視する。
以上の人手による糸張り測定を機械化した軌道変位自動測定器を構成し、レール頭部側面と糸との間の距離を機械的に測定して道床が沈下しているか否かを監視することも実施されている。
【0005】
更に、沈下計を使用して道床沈下を測定する試みもなされているが、道床沈下を直接測定する好適な沈下計設置位置を設定することが困難であり、道床沈下の測定精度を保証することができない。
以上の通りのスラブより成る道床の沈下の監視は、沈下計を使用して道床沈下を測定する仕方を除いて、何れも道床沈下を直接測定することをしないで、道床に敷設されているレールの変位を測定して道床の沈下を間接的に測定予測するものである。即ち、レールは軌框の状態でスラブより成る道床に敷設されてはいるが、軌框は道床に対して単に重力により載置圧接されているに過ぎず、軌框と道床が上下方向に互いに機械的に結合している訳ではない。従って、レールの変位を測定しても、この変位が直接道床の沈下を意味するとは限らない。軌框或いはレールに何等の変位も検出されない正常な状態にありながら、道床が沈下している場合も想定される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
道床の軌道区間において、この軌道区間の下側の建設工事に伴って軌道の下側を掘削することにより道床の支えは徐々に弱体化される。道床の支えの弱体化が進行し、不幸にして道床の沈下が生起するに到る。しかし、沈下の初期における沈下量は極く僅かであり、レールの変位を測定して道床の沈下を間接的に測定予測する仕方にによってはこの僅かの微小な沈下量を認識することはできない。上述した通り、軌框は道床に対して単に重力により載置圧接されていて、軌框と道床が上下方向に互いに機械的に結合している訳ではないので、道床の支えの弱体化に起因する道床の沈下は、軌框或いはレールに何等の変位も生じない正常な状態のまま独自に進行する。軌框或いはレールを置き去りにして道床の沈下が或る程度進行しても、軌框が自身の機械的強度により見かけ上は正常状態を維持している場合が生ずる。
【0007】
道床の沈下が或る程度進行して軌框或いはレールとの間に間隙の生じた状態の軌道上を重量の大なる鉄道車両を連結した列車が高速走行すれば、沈下の進行の生起した道床には過大な荷重が負荷され、道床が破壊されると共に軌框も破壊される事故につながる恐れは大きい。
この発明は、道床と軌框との間の間隙の変化に着目して道床の沈下を監視する上述の問題を解消した道床沈下検知方法、道床沈下検知器及び道床沈下監視装置を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の道床沈下検知方法は、道床が沈下することにより、道床に設置される基準ベースもこの沈下に応動して沈下し、沈下検知点においてレールに取り付け固定される検知器本体に備えられ、下向きにバイアスされる道床沈下応動部材が、基準ベースの沈下に追従して沈下し、検知器本体の取り付け固定部材を構成する取り付け基台上面部に、相異なる高さの検知位置設定スペーサを介して載置取り付けられる複数のリミットスイッチに、道床沈下応動部材の上端部に形成されるスイッチ係合部が、道床沈下応動部の沈下により、係合し、係合により、リミットスイッチが動作し沈下量を検知する。
【0009】
本発明の道床沈下検知器は、道床に設置される基準ベースと、沈下検知点においてレールに取り付け固定される検知器本体とを備え、検知器本体はレールに対する検知器本体の取り付け固定部材を構成する取り付け基台と基準ベースに係合する道床沈下応動部材を有し、道床沈下応動部材は上下方向に摺動し弾性的に下向きにバイアスされ、上端部にスイッチ係合部が形成されると共に下端部に基準プレート接触部が形成され、取り付け基台は基台下面部および基台上面部より成り、基台上面部にスイッチ係合部により係合操作される複数のリミットスイッチを相異なる高さの検知位置設定スペーサを介して載置取り付けられる。
また、本発明の道床沈下監視装置は、上記道床沈下検知器を用いて、道床の沈下を監視する。
【0015】
【発明の実施の形態】
道床と軌框との間の間隙の変化に着目して道床の沈下を監視する。
【0016】
【実施例】
この発明の実施例を図1ないし図3を参照して説明する。図1は道床沈下検知器の実施例をスラブより成る道床およびレールに設置したところを示す図、図2は道床沈下検知器のカバーの一部を波断して示した正面図、図3は検知器本体のカバーを一部を波断して示した側面図である。
道床沈下検知器は、レール91のレール底部912に取り付け固定される検知器本体1とスラブより成る道床93に設置されるベース部4により構成される。
【0017】
検知器本体1について説明するに、検知器本体1を構成する取り付け基台10には、その正面から奥に向かって空所18が形成されている。基台上面部12には、その表面から空所18に連通してブッシュ固定部16が形成され、このブッシュ固定部16にリニアブッシュ34が嵌合固定されている。ここで、道床沈下応動部材であるリニアシャフト31はその上端部にスイッチ係合部32が形成されており、これをリニアブッシュ34および開孔17を介して取り付け基台10に上側から挿通し、圧縮コイルバネ35をリニアシャフト31に下側から嵌合して、リニアシャフト31下端部に基準プレート接触部33を固定し、取り付け基台10に対するリニアシャフト31の取り付けは終了する。圧縮コイルバネ35は、検知器本体1をレール底部912に取り付け設定した状態においては、リニアブッシュ34下面と基準プレート接触部33上面との間に圧縮した状態で介在する。ところで、リニアシャフト31は、リニアブッシュ34下面と基準プレート接触部33上面との間に圧縮されずに介在した状態で、そのスイッチ係合部32はリニアブッシュ34の上端面から突出し、その係合面321は第1リミットスイッチ51の操作部511および第2リミットスイッチ52の操作部521の双方より鉛直方向上位に位置する長さに設定されている。リミットスイッチは2個図示されているが、この個数は更に増加して設置することができる。
【0018】
基台上面部12の表面には、更に、第1検知位置設定スペーサ61および第2検知位置設定スペーサ62が載置され、取り付けネジにより固定されている。そして、第1リミットスイッチ51は第1検知位置設定スペーサ61に位置決め固定されると共に、第2リミットスイッチ52は第2検知位置設定スペーサ62に位置決め固定される。これら第1検知位置設定スペーサ61および第2検知位置設定スペーサ62は固定される第1リミットスイッチ51および第2リミットスイッチ52の取り付け高さを規定するものである。次いで、取り付け基台10をカバー2を取り付ける。
【0019】
フックボルト14は、その一方の端部には雄ネジ141が形成されると共にその他方の端部はレール底部912に係止する屈曲部142に形成されている。このフックボルト14は、取り付け基台10の基台下面部11に前後方向に形成されるフックボルト挿通孔143に雄ネジ141が形成された一方の端部を後側から挿通し、フックボルト挿通孔143から突出した雄ネジ141に固定ナット15を螺合した状態にしておく。
【0020】
ベース部4について説明するに、ベース部40には、その表面に基準プレート支持筒43がアーク溶接により植立固定されている。この基準プレート支持筒43には、その中心軸方向に雌ネジ孔431がネジ切りされており、そして、中心軸方向と直交する方向に雌ネジ孔421がネジ切りされている。基準プレート支持筒43の雌ネジ孔431は、連続してベース部40にも延伸形成されている。基準プレート41の下面中心部には、面と直交して雄ネジ441が形成された高さ調整ボルト44がアーク溶接により植立固定されている。設定ネジ42を雌ネジ孔431から離脱した状態で、基準プレート41の高さ調整ボルト44を基準プレート支持筒43の雌ネジ孔431に螺合し、基準プレート41を時計方向、反時計方向に回転させることにより、ベース部40を基準とした基準プレート41の高さを調整することができる。調整された基準プレート41の高さは設定ネジ42を締めることにより保持される。
【0021】
ここで、レール91に対する検知器本体1の設置の仕方を説明する。フックボルト14は、上述した通り、取り付け基台10のフックボルト挿通孔143に雄ネジ141が形成された一方の端部を後側から挿通し、フックボルト挿通孔143から突出した雄ネジ141に固定ナット15を螺合した状態とされている。ここで、固定ナット15を大きく緩め、フックボルト14の他方の端部である屈曲部142を、レール底部912の下面と道床93の間を介して、レール91に関して検知器本体1の反対側に突き出す。検知器本体1の反対側に突き出された屈曲部142をレール底部912に係合引っ掛けた状態で、取り付け基台10をレール底部912に向けて押圧して左右方向に形成される嵌合溝部13をレール底部912に係合嵌合させる。フックボルト14の屈曲部142と取り付け基台10の嵌合溝部13を以上の通りに対向するレール底部912に係合させた状態で固定ナット15を回動締め付けることにより、フックボルト14の他方の端部である屈曲部142と固定ナット15との間の距離は固定ナット15が基台下面部11の前面を押圧しながら縮小し、その結果、レール底部912は嵌合溝部13とフックボルト14の屈曲部142により挟持されて検知器本体1はレール底部912に固定設置される。
【0022】
検知器本体1がレール底部912に固定設置されたところで、スラブより成る道床93表面におけるリニアシャフト31下端部の基準プレート接触部33の直下にベース部4を設置する。ここで、設定ネジ42を雌ネジ孔431から離脱した状態で、基準プレート41を回転させることにより基準プレート41を扛上させ、基準プレート接触部33を介してリニアシャフト31を押し上げ、上端部のスイッチ係合部32の高さを調整し、その初期値を設定する。圧縮コイルバネ35は、基準プレート41を扛上させることにより、リニアブッシュ34下面と基準プレート接触部33上面との間に圧縮した状態で介在する。従って、リニアシャフト31はこの圧縮コイルバネ35により基準プレート接触部33を介して下向きにバイアスされている。調整後の基準プレート41の高さは設定ネジ42を締めることにより設定保持される。
【0023】
以上の道床沈下検知器は、道床93が沈下することにより道床93に設置される基準ベース4の基準プレート41もこの沈下に応動して沈下する。検知器本体1のリニアシャフト31は、基準プレート接触部33を介して圧縮コイルバネ35により下向きにバイアスされて基準プレート41に圧接しているので、基準プレート41の沈下に追従して圧し下げられる。リニアシャフト31が圧し下げられ、スイッチ係合部32の係合面321が第1リミットスイッチ51の操作部511に係合してこれが動作することにより沈下量を検知する。即ち、沈下量はスイッチ係合部32の高さの設定された初期値と第1検知位置設定スペーサ61により規定される第1リミットスイッチ51の高さの差として検知される。同様にして、第2リミットスイッチ52が動作せしめられることにより、初期値と第2検知位置設定スペーサ62により規定される第2リミットスイッチ52の高さの差として沈下量が検知される。リミットスイッチの個数を増加して更に多段階の沈下量の検知をすることができる。
【0024】
検知器本体1および基準ベース4より成る以上の道床沈下検知器を、工事が実施される道床沈下監視領域内の軌道区間の複数のレール91それぞれの複数個所に設置し、道床沈下監視領域内および監視所に警報装置を設置し、これら複数の道床沈下検知器と警報装置71、72とを伝送路7を介して接続して道床沈下監視装置を構成する。伝送路7としては、ケーブルを使用する有線伝送および電波による無線伝送が使用される。警報装置71、72としては、警報音を発生する音響警報装置および光を放射する発光警報装置が使用される。
【0025】
【発明の効果】
以上の通りであって、この発明は、軌框或いはレールを基準としてこれと道床との間の間隙を測定して直接に道床の沈下を検知するので、道床の沈下を見逃す恐れはない。
そして、道床93に設置される基準ベース4の基準プレート41は道床93が沈下することによりこの沈下に応動して沈下する。検知器本体1のリニアシャフト31は、基準プレート接触部33を介して圧縮コイルバネ35により下向きにバイアスされて基準プレート41に圧接しているので、基準プレート41の沈下に追従して圧し下げられる。リニアシャフト31が圧し下げられ、スイッチ係合部32の係合面321が第1リミットスイッチ51の操作部511に係合してこれが動作することにより沈下量を検知することができる。即ち、沈下量はスイッチ係合部32の高さの設定された初期値と第1検知位置設定スペーサ61により規定される第1リミットスイッチ51の高さの差として検知される。同様にして第2リミットスイッチ52が動作せしめられることにより、初期値と第2検知位置設定スペーサ62により規定される第2リミットスイッチ52の高さの差として沈下量が検知される。リミットスイッチの個数を増加して更に多段階の沈下量の検知をすることができる。
【0026】
また、検知器本体1の反対側に突き出されたフックボルト14の屈曲部142をレール底部912に係合引っ掛けた状態で、取り付け基台10をレール底部912に向けて押圧して左右方向に形成される嵌合溝部13をレール底部912に係合嵌合させた状態で、固定ナット15を回動締め付けることにより、レール底部912は容易に嵌合溝部13とフックボルト14の屈曲部142により挟持固定される。
【0027】
更に、設定ネジ42を雌ネジ孔431から離脱した状態で、基準プレート41の高さ調整ボルト44を基準プレート支持筒43の雌ネジ孔431に螺合し、基準プレート41を時計方向、反時計方向に回転させる簡単な操作により、ベース部40を基準とした基準プレート41の高さの調整、即ち、基準プレート41に係合接触するリニアシャフト31のスイッチ係合部32の高さの初期値の設定をミリ単位で精密に実施することができる。
【0028】
そして、複数のリミットスイッチ51、52は相異なる高さの検知位置設定スペーサ61、62を介して基台上面部12に取り付ける構成を採用しており、スペーサの高さをミリ単位で精密に設定することにより、スイッチ係合部32の精密な高さの初期値と、精密な高さのスペーサにより規定されるリミットスイッチの高さ位置の差として示される沈下量はミリ単位で測定される。
また、道床沈下監視領域内の軌道区間のレール91に検知器本体1および基準ベース4より成る道床沈下検知器を設置し、道床沈下監視領域内および監視所に警報装置を設置し、道床沈下検知器と警報装置とを伝送路を介して接続した道床沈下監視装置を構成することにより、監視領域内の道床沈下の監視を多数の人員を要することなしに常時実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】検知器をレールおよびスラブより成る道床に設置したところを示す図。
【図2】検知器のカバーを一部を波断して示した正面図。
【図3】検知器のカバーを一部を波断して示した側面図。
【図4】道床沈下監視装置を説明する図。
【符号の説明】
1 検知器本体
10 取り付け基台
11 基台下面部
12 基台上面部
13 嵌合溝部
14 フックボルト
141 雄ネジ
142 屈曲部
143 フックボルト挿通孔
15 固定ナット
16 ブッシュ固定部
17 開孔
18 空所
2 カバー
3 検知バー
31 リニアシャフト
32 スイッチ係合部
321 係合面
33 基準プレート接触部
34 リニアブッシュ
35 圧縮コイルバネ
4 基準ベース
40 ベース部
41 基準プレート
42 設定ネジ
421 雌ネジ孔
43 基準プレート支持筒
431 雌ネジ孔
44 高さ調整ボルト
441 雄ネジ
51 第1リミットスイッチ
511 操作部
52 第2リミットスイッチ
521 操作部
61 第1検知位置設定スペーサ
62 第1検知位置設定スペーサ
7 伝送路
71 警報装置
72 警報装置
91 レール
911 レール頭部
912 レール底部
92 マクラギ
93 道床
Claims (6)
- 道床が沈下することにより、道床に設置される基準ベースもこの沈下に応動して沈下し、
沈下検知点においてレールに取り付け固定される検知器本体に備えられ、下向きにバイアスされる道床沈下応動部材が、前記基準ベースの沈下に追従して沈下し、
前記検知器本体の取り付け固定部材を構成する取り付け基台上面部に、相異なる高さの検知位置設定スペーサを介して載置取り付けられる複数のリミットスイッチに、前記道床沈下応動部材の上端部に形成されるスイッチ係合部が、前記道床沈下応動部の沈下により、係合し、
前記係合により、前記リミットスイッチが動作し沈下量を検知する、
ことを特徴とする道床沈下検知方法。 - 道床に設置される基準ベースと、沈下検知点においてレールに取り付け固定される検知器本体とを備え、
前記検知器本体はレールに対する検知器本体の取り付け固定部材を構成する取り付け基台と前記基準ベースに係合する道床沈下応動部材を有し、
前記道床沈下応動部材は上下方向に摺動し弾性的に下向きにバイアスされ、上端部にスイッチ係合部が形成されると共に下端部に基準プレート接触部が形成され、
前記取り付け基台は基台下面部および基台上面部より成り、基台上面部に前記スイッチ係合部により係合操作される複数のリミットスイッチを相異なる高さの検知位置設定スペーサを介して載置取り付けられる、
ことを特徴とする道床沈下検知器。 - 請求項2記載の道床沈下検知器であって、
フックボルトおよびこれに螺合する固定ナットを備え、
前記基台下面部と前記基台上面部の間に左右方向に嵌合溝部が延伸形成され、基台下面部には前後方向にフックボルト挿通孔が貫通形成される、
ことを特徴とする道床沈下検知器。 - 請求項2または3記載の道床沈下検知器であって、
設定ネジを備え、
前記基準ベースは道床に設置されるベース部とベース部を基準にして高さ調整設定される基準プレートを有し、
前記ベース部は、表面に基準プレート支持筒を植立固定され、
前記基準プレートは、高さ調整ボルトを下面中心部に植立固定され、
前記ベース部は、前記基準プレート支持筒の上面から前記ベース部に延伸して雌ネジ孔を形成されると共に前記基準プレート支持筒の側面から前記雌ネジ孔に連通する他の雌ネジ孔を形成され、
前記設定ネジが、前記連通する他の雌ネジ孔に螺合する、
ことを特徴とする道床沈下検知器。 - 請求項2ないし請求項4の内の何れかに記載される道床沈下検知器において、
前記道床沈下応動部材はリニアシャフトより成り、
前記取り付け基台は前記リニアシャフトが嵌合するリニアブッシュが取り付けられ、
前記リニアシャフトは、前記リニアブッシュと前記基準プレート接触部との間に圧縮コイルバネを介在させることによって、下向きにバイアスされる、
ことを特徴とする道床沈下検知器。 - 道床に設置される基準ベースと、沈下検知点においてレールに取り付け固定される検知器本体とを備え、前記検知器本体はレールに対する検知器本体の取り付け固定部材を構成する取り付け基台と前記基準ベースに係合する道床沈下応動部材を有し、前記道床沈下応動部材は上下方向に摺動し弾性的に下向きにバイアスされ、上端部にスイッチ係合部が形成されると共に下端部に基準プレート接触部が形成され、前記取り付け基台は基台下面部および基台上面部より成り、基台上面部に前記スイッチ係合部により係合操作される複数のリミットスイッチを相異なる高さの検知位置設定スペーサを介して載置取り付けられる1以上の道床沈下検知器と、
道床沈下監視領域内および監視所に設置され、伝送路を介して前記道床沈下検知器と接続される警報装置と、
を有することを特徴とする道床沈下監視装置。
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