JP6456709B2 - 多段載荷方式による軌道支持剛性評価装置 - Google Patents

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本発明は、バラスト軌道のまくらぎ支持状態および路盤剛性を軌道上で簡易に評価できる試験装置であり、定点で連続して多段載荷ができる試験装置であり、軌道上で落重試験を行うことにより、バラスト軌道のまくらぎ支持状態および路盤剛性荷重と変位を評価するものである。
従来、バラスト軌道は列車の繰返し荷重によりバラストが沈下するため、定期的に軌道検測車が走行し、この軌道検測車がレール面の不陸を検測し、不陸が所定量に達すると、つき固め補修を行い、レールレベルの整正を行うようにしている。
後述の先行技術文献によれば、一般的な地盤の計測方法として多段載荷方式の重錘試験が採用されているものの、バラスト軌道への応用のために工夫され、特化された多段載荷方式による軌道支持剛性評価装置は提案されていないのが現状である。
特開２００７−１６３２７５号公報
「ＩＴ土工による造成地盤の性能評価」、川崎廣貴・長澤正明、施設の施工企画、２００８．１１月
上記したように、バラスト軌道は列車の繰返し荷重によりバラストが沈下するため、定期的に軌道検測車が走行し、この軌道検測車がレール面の不陸を検測し、不陸が所定量に達すると、つき固め補修を行い、レールレベルの整正を行うようにしているが、補修後の軌道支持剛性を定量的に確認できない問題があった。
本発明は、上記状況に鑑みて、レール直上からの測定で、バラスト軌道のまくらぎ支持状態および路盤剛性を的確に評価可能な多段載荷方式による軌道支持剛性評価装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕多段載荷方式による軌道支持剛性評価装置において、レール上に取り付けられる固定具を有する支持フレームと、この支持フレームに落下高さを多段階に変更可能な載荷部材を有する載荷ユニットをそれぞれ前記レールの両側に具備し、レール上からの測定で、バラスト軌道のまくらぎ支持状態および路盤剛性を評価することを特徴とする。
〔２〕上記〔１〕記載の多段載荷方式による軌道支持剛性評価装置において、さらにレールの中央部に前記載荷ユニットを具備し、レール上からの測定で、バラスト軌道のまくらぎ支持状態および路盤剛性を評価することを特徴とする。
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の多段載荷方式による軌道支持剛性評価装置において、前記載荷部材はロードセル加速度計に重錘を落下させて測定することを特徴とする。
本発明によれば、レール上からの測定で、バラスト軌道のまくらぎ支持状態および路盤剛性を評価することができる。
本発明の評価の対象となるバラスト軌道の概要図である。 本発明の実施例を示す多段載荷方式による軌道支持剛性評価装置の構成図である。 本発明の実施例を示す載荷部材の構成図である。 本発明の多段載荷により得られるまくらぎ支持状態を示す図である。 本発明の多段載荷により得られる荷重ー変位曲線の概念図である。
本発明の多段載荷方式による軌道支持剛性評価装置は、レール上に取り付けられる固定具を有する支持フレームと、この支持フレームに落下高さを多段階に変更可能な載荷部材を有する載荷ユニットをそれぞれ前記レールの両側に具備し、レール上からの測定で、バラスト軌道のまくらぎ支持状態および路盤剛性を評価する。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の評価の対象となるバラスト軌道の概要図である。
この図において、１は地盤、２は路床、３は路盤、４はバラスト軌道、５はバラスト道床、６はまくらぎ、７はレールである。
上記したようにバラスト軌道４では列車の繰り返し荷重によって沈下が発生し、これに伴いレール７の不陸が発生する。そこで、本発明ではレール上に多段載荷方式による軌道支持剛性評価装置を設置し、測定対象であるレール７、まくらぎ６上で多段載荷方式で重錘を落下させて、バラストのまくらぎ支持状態および路盤剛性を測定する。
図２は本発明の実施例を示す多段載荷方式による軌道支持剛性評価装置の構成図であり、図２（ａ）はその正面図、図２（ｂ）はその上面図、図２（ｃ）はその側面図である。図３は本発明の実施例を示す載荷部材の構成図である。
これらの図に示されるように、本発明の軌道支持剛性評価装置ではレール上固定具１１を有する支持フレーム１０に載荷部材を有する載荷ユニット１３が配置される。ここでは、レール７ａとレール７ｂの中央部に第１の載荷部材１２ａを、レール７ａの外側に第２の載荷部材１２ｂを、レール７ｂの外側に第３の載荷部材１２ｃそれぞれ配置するようにしている。ここで、各載荷部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、ロードセル加速度計１４に重錘１５を落下させて、レール７、まくらぎ６の荷重や変位を評価する構成としている。また、各載荷部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、重錘１５の落下高さを段階的に変更可能な多段載荷方式を採用している。なお、レール７、まくらぎ６の荷重や変位の評価は、レール７ａとレール７ｂの中央部に配置される載荷部材１２ａのみで行うこともできるし、または、レール７ａの外側に第２の載荷部材１２ｂと、レール７ｂの外側に第３の載荷部材１２ｃを連動させて行うこともできるし、載荷部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃを連動させて行うこともできる。
図４は本発明の多段載荷により得られるまくらぎ支持状態を示す図であり、これらの図において、２１はバラスト軌道、２２はまくらぎ、２３はレールである。
図４（ａ）はまくらぎ支持状態が良好な場合を示しており、まくらぎ２２下には隙間は生じない。これに対して、図４（ｂ）はまくらぎ支持状態が良好でない場合を示しており、まくらぎ２２下には隙間２４が生じる。
図５は本発明の多段載荷により得られる荷重ー変位曲線の概念図であり、図５（ａ）はまくらぎ支持状態が良好な場合を示しており、初期変位が小さい。これに対して図５（ｂ）はまくらぎ支持状態が良好でない場合を示しており、初期変位が大きい。
本発明によれば、レールもしくはまくらぎの上で重錘試験を多段載荷方式で実施し、バラストのまくらぎ支持状態および路盤剛性を測定することができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
本発明の多段載荷方式による軌道支持剛性評価装置は、レール上からの測定で、バラスト軌道のまくらぎ支持状態および路盤剛性を評価することができる軌道支持剛性評価装置として利用することができる。
１ 地盤
２ 路床
３ 路盤
４ バラスト軌道
５、２１ バラスト道床
６、２２ まくらぎ
７、７ａ、７ｂ、２３ レール
１０ 支持フレーム
１１ レール上固定具
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 載荷部材
１３ 載荷ユニット
１４ ロードセル加速度計
１５ 重錘

Claims (3)

  1. レール上に取り付けられる固定具を有する支持フレームと、該支持フレームに落下高さを多段階に変更可能な載荷部材を有する載荷ユニットをそれぞれ前記レールの両側に具備し、レール上からの測定で、バラスト軌道のまくらぎ支持状態および路盤剛性を評価することを特徴とする多段載荷方式による軌道支持剛性評価装置。
  2. 請求項１記載の多段載荷方式による軌道支持剛性評価装置において、さらにレールの中央部に前記載荷ユニットを具備し、レール上からの測定で、バラスト軌道のまくらぎ支持状態および路盤剛性を評価することを特徴とする多段載荷方式による軌道支持剛性評価装置。
  3. 請求項１又は２記載の多段載荷方式による軌道支持剛性評価装置において、前記載荷部材はロードセル加速度計に重錘を落下させて測定することを特徴とする多段載荷方式による軌道支持剛性評価装置。
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