JP4592454B2 - スラブ軌道の騒音低減構造 - Google Patents

Description

この発明は、複数のスラブ版を積層することによって、スラブ軌道上を車両が走行するときに発生する騒音を低減するスラブ軌道の騒音低減構造に関する。

従来のスラブ軌道の騒音低減構造（従来技術１）は、レールの長さ方向に多数のコンクリートスラブ片を並べて設置し、隣接するコンクリートスラブ片同士が接合する接合面を傾斜面に形成している（例えば、特許文献１参照）。この従来技術１では、レール上を車両が走行してコンクリートスラブ片が振動したときに、隣接するコンクリートスラブ片同士の接合面に相対変位を発生させて、この接合面に生ずる摩擦によって振動を減衰させ騒音を低減させている。

また、従来のスラブ軌道の騒音低減構造（従来技術２）は、コンクリートスラブと路盤との間に、圧縮コイルばねを有するばねユニットを備えている（例えば、特許文献２参照）。この従来技術２では、レール上を車両が走行するときに発生する振動をばねユニットによって減衰させて騒音を低減させている。

特開平8-041801号公報

特開平8-158302号公報

図５は、従来のスラブ軌道を概略的に示す斜視図である。
従来のスラブ軌道１０２は、車両が走行するレール１０３と、このレール１０３をスラブ版１０６に締結するレール締結装置１０４と、このレール１０３を支持し路盤１０１上に設置されるコンクリート製のスラブ版１０６と、路盤１０１とスラブ版１０６との間に挿入される低いばね剛性のゴム製のスラブマット１０９などから構成されている。このような従来のスラブ軌道１０２では、レール１０３の底部下面とスラブ版１０６の上面との間に金属製のタイプレート１０４ａが挿入されており、このタイプレート１０４ａの上面とレール１０３の底部下面との間にはゴム製の軌道パッド１０４ｂが挿入されている。このような従来のスラブ軌道１０２では、軌道パッド１０４ｂのばね剛性が大きい場合には、レール１０３上を車両が走行するときにこの車両の車輪とレール１０３とが振動することによって発生する転動騒音を低減することができる。しかし、このような従来のスラブ軌道１０２では、軌道パッド１０４ｂのばね剛性が大きい場合には、車両の走行によって発生する振動エネルギーの大部分がスラブ版１０６から路盤１０１に伝わり、路盤１０１の振動によって大きな構造物騒音が発生する問題点がある。

また、従来技術１では、コンクリートスラブ片を路盤上に多数並べて設置する必要があるため、多数のコンクリートスラブ片を現場に搬入して位置決めして並べるための作業が必要であり、作業に手間がかかり長時間を要するという問題点がある。また、従来技術２では、隣接するコンクリートスラブ片同士が接合面で直接接触する構造であるため、車両の走行による振動によってこの接合面が相対変位するとこの接合面が比較的短期間で摩耗し、交換作業に手間がかかりコストが高くなってしまう問題点がある。

従来技術３では、コンクリートスラブの下面とばねユニットの上面と、路盤の上面とばねユニットの下面とをそれぞれボルトなどの締結部材によって連結する必要がある。このため、従来技術３では、コンクリートスラブとばねユニットとを現場に搬入してこのばねユニットを連結するための作業が必要になり、設置作業に手間がかかり長時間を要するという問題点があった。

この発明の課題は、簡単な構造で施工が短時間であり沿線の騒音を低減させることができるスラブ軌道の騒音低減構造を提供することである。

この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、複数のスラブ版（６，７，１０）を積層することによって、スラブ軌道（１）上を車両が走行するときに発生する騒音を低減するスラブ軌道の騒音低減構造であって、前記車両が走行するレール（３）を支持する第１の重量スラブ版（６）と、路盤（２）上に設置される第２の重量スラブ版（１０）と、前記第１の重量スラブ版と前記第２の重量スラブ版との間に挿入されてこの第１の重量スラブ版から前記路盤に伝わる振動を緩和する軽量スラブ版（７）と、前記第１の重量スラブ版と前記軽量スラブ版との間に挿入されてこれらの間に弾性を付与する第１の弾性材（８）と、前記軽量スラブ版と前記第２の重量スラブ版との間に挿入されてこれらの間に弾性を付与する第２の弾性材（９）とを備え、前記第１及び前記第２の弾性材のばね剛性は、前記レールと前記第１の重量スラブ版との間に挿入される弾性材（４ｂ）のばね剛性よりも低いことを特徴とするスラブ軌道の騒音低減構造（５）である。

請求項２の発明は、請求項１に記載のスラブ軌道の騒音低減構造において、前記第２の重量スラブ版と前記路盤との間に挿入されてこれらの間に弾性を付与する第３の弾性材（１１）を備えることを特徴とするスラブ軌道の騒音低減構造である。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のスラブ軌道の騒音低減構造において、前記第１の重量スラブ版は、前記軽量スラブ版の上面を被覆し、前記第２の重量スラブ版は、前記軽量スラブ版の下面を被覆することを特徴とするスラブ軌道の騒音低減構造である。

この発明によると、簡単な構造で施工が短時間であり沿線の騒音を低減させることができる。

（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係るスラブ軌道の騒音低減構造の使用状態を概略的に示す斜視図である。図２は、この発明の第１実施形態に係るスラブ軌道の騒音低減構造の正面図である。
図１及び図２に示す路盤１は、軌道を支持する基盤であり、鉄道車両が通過するときに荷重を支持する構造物である。路盤１は、例えば、スラブ軌道区間に設置される路盤コンクリートであり、図１に示すようにスラブ版６，７の水平力を支えるために所定の間隔をあけて突起（突起コンクリート）２ａが形成されている。

図１及び図２に示すスラブ軌道２は、道床とまくらぎとを一体化させた軌道である。スラブ軌道２は、道床バラストとまくらぎとを用いた一般的な有道床軌道の保守作業を低減されるために開発された省力化軌道の一種である。スラブ軌道２は、図１に示すように、レール３と、レール締結装置４と、騒音低減構造５とを備えている。

図１及び図２に示すレール３は、鉄道車両の車輪を支持し案内してこの鉄道車両を走行させる部材である。レール３は、鉄道車両の車輪と接触するレール頭部３ａと、スラブ版６に設置されるレール底部３ｂと、レール頭部３ａとレール底部３ｂとを繋ぐレール腹部３ｃとから構成されている。レール底部３ｂには、締結ばね４ｃによって押さえ付けられる底部上面３ｄと、スラブ版６に設置される底部下面３ｅとが形成されている。

レール締結装置４は、レール３をスラブ版６に締結する装置である。レール締結装置４は、図１に示すように、レール３の長さ方向に沿って所定の間隔をあけてこのレール３をスラブ版６に締結する。レール締結装置４は、レール３を上下方向及び左右方向に調整可能な構造であり、車両が通過する際に発生する振動を吸収する緩衝機能を有する。レール締結装置４は、図２に示すように、タイプレート４ａと、軌道パッド４ｂと、締結ばね４ｃと、締結ボルト４ｄと、ボルト４ｅなどを備えている。

タイプレート４ａは、レール３とスラブ版６との間に挿入される板状の締結用部材であり、レール３の水平方向の移動を規制する。軌道パッド４ｂは、レール３とタイプレート４ａとの間に挿入される緩衝用の板状部材であり、車両が通過する際に発生する衝撃荷重を緩和するとともに、レール３が長手方向に移動するふく進に対する抵抗力を確保するために、レール底部３ｂの底部下面３ｅとタイプレート４ａの上面との間に挟み込まれる加硫ゴム製やウレタン製の板状部材である。軌道パッド４ｂは、スラブ版６の表面を保護する機能と電気的に絶縁する機能とを有する。締結ばね４ｃは、レール３を押さえ付けて締結するばねである。締結ばね４ｃは、例えば、板状のばね鋼を略Ｕ字状に折り曲げて形成した板ばね（主ばね）であり押さえ金（ばねクリップ）として機能する。締結ボルト４ｄは、締結ばね４ｃを締め付ける部材であり、タイプレート４ａの雌ねじ部と噛み合う六角ボルトなどである。締結ボルト４ｄは、レール底部３ｂの底部上面３ｄに締結ばね４ｃを押し付けている。ボルト４ｅは、タイプレート４ａをスラブ版６に固定する部材である。

騒音低減構造５は、複数のスラブ版６，７を積層することによって、スラブ軌道２上を車両が走行するときに発生する騒音を低減する構造である。騒音低減構造５は、車両の走行によってスラブ版６が振動したときに、スラブ版６から路盤１に伝わるこの振動エネルギーをスラブ版７によって吸収し、このスラブ版７の振動を弾性材８，９によって緩衝させる。騒音低減構造５は、図１及び図２に示すように、スラブ版６，７と弾性材８，９とを備えており、二つに分割されたスラブ版６，７からなる二重構造（サンドイッチ構造）によって沿線の騒音を低減する。騒音低減構造５は、例えば、スラブ版６，７及び弾性材８，９の厚さの合計が、図５に示すような従来のスラブ軌道１０２のスラブ版１０６及びスラブマット１０９の厚さの合計と略等しくなるように工場生産され現場に搬入敷設される。

スラブ版６は、車両が走行するレール３を支持する重量スラブ版である。スラブ版６は、矩形平板状のプレキャストのコンクリート版（軌道スラブ）である。スラブ版６は、図５に示すような従来のスラブ軌道１０２のスラブ版１０６と同一の幅及び長さ（例えば、長さ５ｍ×幅２ｍ程度）を有するが、このスラブ版１０６に比べて厚さが薄く形成されている。スラブ版６は、スラブ版７が振動してこのスラブ版７から騒音が放射するのを抑制するために、このスラブ版７の上面を被覆している。

スラブ版７は、スラブ版６と路盤１との間に挿入されて、このスラブ版６からこの路盤１に伝わる振動を緩和する軽量スラブ版である。スラブ版７は、スラブ版６よりも軽量に形成されている。スラブ版７は、例えば、矩形平板状のプレキャストのコンクリート版（軌道スラブ）を使用する場合には、スラブ版６と同一の幅及び長さに形成しこのスラブ版６よりも薄く形成する。スラブ版７は、レール３上を車両が走行して振動が発生したときに、路盤１とスラブ版６との間で振動することによって、スラブ版６から路盤１に伝わる振動を緩和し、スラブ版６から路盤１に伝わる振動を低減させる。

弾性材８は、スラブ版６とスラブ版７との間に挿入されてこれらの間に弾性を付与する部材である。弾性材８のばね剛性は、レール３とスラブ版６との間に挿入される軌道パッド４ｂのばね剛性よりも低い。弾性材８は、例えば、自動車の廃タイヤなどの再生ゴムによって形成された矩形平板状のゴム板であり、スラブ版６，７と同一の長さ及び幅で形成されている。

弾性材９は、スラブ版７と路盤１との間に挿入されてこれらの間に弾性を付与する部材である。弾性材９は、弾性材８と同一の寸法及び材質によって形成された矩形平板状のゴム板であり、弾性材９のばね剛性は弾性材８と同様に軌道パッド４ｂのばね剛性よりも低い。弾性材８，９は、スラブ版７を上下方向から挟み込んでおり、このスラブ版７が振動したときにこの振動を減衰させて、このスラブ版７から発生する騒音を低減させる機能を有する。

次に、この発明の第１実施形態に係るスラブ軌道の騒音低減構造の作用を説明する。
図１及び図２に示す軌道パッド４ｂのばね剛性が高く、レール締結装置４によってレール３とスラブ版６とが硬く締結されている場合には、レール３上を車両が走行するときに発生する転動騒音が減少する。一方、レール３上を車両が走行するときに発生する振動の大部分がスラブ版６からスラブ版７に伝わるが、重量が比較的重いスラブ版６と路盤１との間には、重量が比較的軽いスラブ版７が挟み込まれている。このため、スラブ版６が振動するとスラブ版７が容易に振動し、スラブ版６の振動エネルギーがスラブ版７の振動エネルギーとして使用されてスラブ版７の振動エネルギーに置き換えられ吸収される。その結果、スラブ版６から路盤１に伝わるこの振動エネルギーがスラブ版７によって緩衝されて、スラブ版６から路盤１に伝わる振動が低減し構造物騒音が低減する。また、スラブ版７の上面がスラブ版６に覆われており、スラブ版７の下面が路盤１に覆われているため、スラブ版７が振動したときにこのスラブ版７から発生する騒音が抑えられる。

この発明の第１実施形態に係るスラブ軌道の騒音低減構造には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、重量のスラブ版６と路盤１との間に挿入された軽量のスラブ版７がスラブ版６から路盤１に伝わる振動を緩和し、スラブ版６とスラブ版７との間に弾性を付与する弾性材８が挿入され、スラブ版７と路盤１との間に弾性を付与する弾性材９が挿入されている。このため、レール３上を車両が走行してスラブ版６が振動したときに、スラブ版６から路盤１に伝わる振動エネルギーを低減させて、鉄道沿線の騒音を低減させることができる。

(2) この第１実施形態では、弾性材８，９のばね剛性が軌道パッド４ｂのばね剛性よりも低い。このため、レール３上を車両が走行するときに発生する転動騒音と構造物騒音とを低減することができる。

(3) この第１実施形態では、スラブ版６がスラブ版７の上面を被覆している。このため、スラブ版７が振動したときにこのスラブ版７から発生する騒音を低減することができる。

（第２実施形態）
図３は、この発明の第２実施形態に係るスラブ軌道の騒音低減構造の使用状態を概略的に示す斜視図である。図４は、この発明の第２実施形態に係るスラブ軌道の騒音低減構造の正面図である。以下では、図１及び図２に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図３及び図４に示す騒音低減構造５は、スラブ版６，７，１０と弾性材８，９，１１とを備えており、三つに分割されたスラブ版６，７，１０からなる三重構造（サンドイッチ構造）によって沿線の騒音を低減する。騒音低減構造５は、例えば、スラブ版６，７，１０及び弾性材８，９，１１の厚さの合計が、図５に示すような従来のスラブ軌道１０２のスラブ版１０６及びスラブマット１０９の厚さの合計と略等しくなるように工場生産され現場に搬入敷設される。

スラブ版１０は、路盤１上に設置される重量スラブ版であり、スラブ版６とスラブ版１０との間にスラブ版７が挿入されており、スラブ版７の上面をスラブ版６が被覆し、スラブ版７の下面をスラブ版１０が被覆している。スラブ版１０は、スラブ版６，７と同一の幅、長さ及び厚さを有する矩形平板状のプレキャストのコンクリート版（軌道スラブ）である。弾性材９は、スラブ版７とスラブ版１０との間に挿入されてこれらに弾性を付与する層であり、弾性材８，９のばね剛性は軌道パッド４ｂのばね剛性よりも低い。弾性材１１は、スラブ版１０と路盤１とに間に挿入されてこれらの間に弾性を付与する層であり、弾性材８，９と同一の寸法及び材質によって形成された矩形平板状のゴム板である。弾性材８は、スラブ版１０から路盤１に伝わる振動を低減し騒音の拡散を抑制する機能を有する。

次に、この発明の第２実施形態に係るスラブ軌道の騒音低減構造の作用を説明する。
図３及び図４に示すレール３上を車両が走行するときに発生する振動がスラブ版６からスラブ版７に伝わるため、スラブ版６からの振動エネルギーによってスラブ版７が振動する。重量が比較的重いスラブ版６と重量が比較的に重いスラブ版１０との間に、重量が比較的軽いスラブ版７が挟み込まれている。このため、スラブ版６が振動するとスラブ版７が容易に振動し、スラブ版６の振動エネルギーがスラブ版７の振動エネルギーとして使用されてスラブ版７の振動エネルギーに置き換えられ吸収される。その結果、スラブ版６から路盤１に伝わるこの振動エネルギーがスラブ版７によって緩衝されて、スラブ版６から路盤１に伝わる振動が低減し構造物騒音が低減する。また、スラブ版７の上面がスラブ版６に覆われており、スラブ版７の下面がスラブ版１０に覆われているため、スラブ版７が振動したときにこのスラブ版７から発生する騒音が抑えられる。さらに、スラブ版１０から路盤１に伝わる振動を弾性材８が低減し騒音の拡散を抑制する。

この発明の第２実施形態に係るスラブ軌道の騒音低減構造には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第２実施形態では、重量のスラブ版６と重量のスラブ版１０との間に軽量のスラブ版７が挿入されている。このため、第１実施形態に比べて、スラブ版７の振動をより一層低減させることができる。また、この第２実施形態では、スラブ版１０と路盤１との間に弾性材１１が挿入されている。このため、第１実施形態に比べて、スラブ版１０から路盤１に伝わる振動をより一層低減することができる。

（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、路盤１がコンクリート路盤である場合を例に挙げて説明したが、路盤１が土構造物である場合についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、レール３とスラブ版６との間にタイプレート４ａを挿入してこれらを締結するレール締結装置４を使用する場合を例に挙げて説明したが、タイプレート４ａを省略してレール３をスラブ版６に直結する直結型のレール締結装置を使用する場合についてもこの発明を適用することができる。

(2) この実施形態では、弾性材８，９，１１がゴムである場合を例に挙げて説明したが、ばねなどの他の弾性材を使用することもできる。また、この実施形態では、スラブ版７と路盤１との間に弾性材９を挿入し、スラブ版１０と路盤１との間に弾性材１１を挿入する場合を例に挙げて説明したが、この構造に限定するものではない。例えば、セメントとアスファルトとを混合した混合モルタル(CAモルタル)からなるてん充層を弾性材９，１１と路盤１との間に形成して、高低及び弾性を調整することもできる。

(2) この第２実施形態では、スラブ版１０と路盤１との間に弾性材１１を挿入する場合を例に挙げて説明したが、この弾性材１１を省略することもできる。また、この第２実施形態では、弾性材１１がゴムなどである場合を例に挙げて説明したが、弾性材１１の代わりにスラブマットを使用したりてん充層を形成したりすることもできる。

この発明の第１実施形態に係るスラブ軌道の騒音低減構造の使用状態を概略的に示す斜視図である。 この発明の第１実施形態に係るスラブ軌道の騒音低減構造の正面図である。 この発明の第２実施形態に係るスラブ軌道の騒音低減構造の使用状態を概略的に示す斜視図である。 この発明の第２実施形態に係るスラブ軌道の騒音低減構造の正面図である。 従来のスラブ軌道を概略的に示す斜視図である。

符号の説明

１ 路盤
２ スラブ軌道
３ レール
４ レール締結装置
４ｂ 軌道パッド（弾性材）
５ 騒音低減構造
６ スラブ版（重量スラブ版)(第１の重量スラブ版）
７ スラブ版（軽量スラブ版）
８ 弾性材（第１の弾性材）
９ 弾性材（第２の弾性材）
１０ スラブ版（第２の重量スラブ版）
１１ 弾性材（第３の弾性材）

Claims (3)

1. 複数のスラブ版を積層することによって、スラブ軌道上を車両が走行するときに発生する騒音を低減するスラブ軌道の騒音低減構造であって、
   前記車両が走行するレールを支持する第１の重量スラブ版と、
   路盤上に設置される第２の重量スラブ版と、
   前記第１の重量スラブ版と前記第２の重量スラブ版との間に挿入されてこの第１の重量スラブ版から前記路盤に伝わる振動を緩和する軽量スラブ版と、
   前記第１の重量スラブ版と前記軽量スラブ版との間に挿入されてこれらの間に弾性を付与する第１の弾性材と、
   前記軽量スラブ版と前記第２の重量スラブ版との間に挿入されてこれらの間に弾性を付与する第２の弾性材とを備え、
   前記第１及び前記第２の弾性材のばね剛性は、前記レールと前記第１の重量スラブ版との間に挿入される弾性材のばね剛性よりも低いこと、
   を特徴とするスラブ軌道の騒音低減構造。
2. 請求項１に記載のスラブ軌道の騒音低減構造において、
   前記第２の重量スラブ版と前記路盤との間に挿入されてこれらの間に弾性を付与する第３の弾性材を備えること、
   を特徴とするスラブ軌道の騒音低減構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載のスラブ軌道の騒音低減構造において、
   前記第１の重量スラブ版は、前記軽量スラブ版の上面を被覆し、
   前記第２の重量スラブ版は、前記軽量スラブ版の下面を被覆すること、
   を特徴とするスラブ軌道の騒音低減構造。

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