JP7037798B2 - 床用構造体 - Google Patents
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Description
まず、一様断面形状の両端支持の床用構造体の中央たわみ(δc)について説明する。一様断面形状の両端支持の床用構造体の中央たわみ(δc)は、下記式(1)で求められる。
(δc:中央部のたわみ、(El)0:曲げ剛性、ω:群集荷重、L:支持スパン)
(1) 「立体横断施設技術基準・同解説」の指針に基づく条件を満たすことが好ましい。
(a)活荷重である群集荷重(5[kN/m2])負荷時のたわみが、支持スパンLの1/500以下であることが好ましい。
(b)床用構造体100のたわみ振動の固有振動数(2[Hz])を回避することが好ましい。
(2) 上方から見た場合の投影面積当たりの床用構造体100の重量を20~50[kg/m2]とし取扱性を向上させて、人力で床用構造体100を運搬可能とすることが好ましい。
(3) 活荷重である群集荷重(5[kN/m2])での疲労に、200万回耐えることが好ましい。
(4) 床用構造体100の線路側先端への偏芯荷重よる捩りによる変形を小さく抑える構造であることが好ましい。
次に、第1実施形態の床用構造体100について説明する。説明の便宜上、直交する3方向を第1方向Y、第2方向X、第3方向Zとする。第1方向Yは、床用構造体100の長手方向であり、線路が延在する方向である。第2方向Xは、床用構造体100の幅方向であり、線路の幅方向に沿う方向である。第3方向Zは床用構造体100の高さ方向であり、上下方向である。
1/10≦W/L≦1/1…(2)
図4~図7に示されるように、主桁150は、床用構造体100の中空部に配置されている。主桁150の第1方向Yに交差する断面は、例えばH形を成している。主桁150は、一対のフランジ(第1フランジ、第2フランジ)150a及びウェブ150bを有する。フランジ150aの板厚方向は第3方向Zに沿って配置され、ウェブ150bの板厚方向は第2方向Xに沿って配置されている。主桁150は、床用構造体100の第2方向Xの中央に配置されている。
横桁160は、第2方向Xに交差する断面において例えばハット形を成している。横桁160は、天板(横桁上板)161、一対の側板(横桁側板)162及び一対のフランジ(横桁フランジ)163を有する。天板161は、横桁160の天部を構成する。天板161の板厚方向は、第3方向Zに沿うように配置されている。
床用構造体100は、例えば地上から1[m]の高さに設置される。これにより、床用構造体100の下方に待避空間が形成される。なお、床用構造体100は、地上から1[m]の高さに設置されるものに限定されず、床用構造体100の設置高さは、1[m]以下でもよく、1[m]以上でもよい。また、床用構造体100の下方に待避空間が設けられていてもよく、床用構造体100の下方に待避空間が設けられていないものでもよい。
図8及び図9に示されるように、床用構造体100は第1方向Yの両端部に取付部(筒状部)200を有する。取付部200は、第3方向Zに貫通する取付孔を形成する。取付部200は、上板110側に形成された拡径部205と、この拡径部205に連通する鞘管部210とを有する。
床用構造体100の上板110、下板120、一対の側板130、主桁150及び横桁160は、繊維強化樹脂で一体に形成されている。この繊維強化樹脂は、少なくとも連続強化繊維から成る織物基材を含んでいる。
繊維強化樹脂の強化繊維として、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維などを単独で又は組み合わせて用いることができる。炭素繊維が含まれることによって、比強度・比剛性が向上し、これによって成形体の軽量化を一層図ることができる。
また、繊維強化樹脂とするためのマトリックス樹脂は特に限定しないが、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ABS(アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン)、PEEK(ポリ・エーテル・エーテル・ケトン)、ポリイミドなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。
繊維強化樹脂を形成する成形方法としては、マトリックス樹脂を用いることができる。あるいは、繊維強化樹脂を形成する成形方法としては、強化繊維の形態によっては真空、ブロー、スタンピング、BMC(バルク・モールディング・コンパウンド)、SMC(シート・モールディング・コンパウンド)、トランスファー成形、RTM(レジン・トランスファー・モールディング)、ハンドレイアップ成形などの様々な方法を用いて容易に形成することができる。
また、充填材に、例えば、水酸化アルミニウム、臭素、無機質粉などを添加してもよい。これにより、床用構造体100の難燃性を向上させることができる。その結果、鉄道難燃性によりプラットホームを構築することができる。
床用構造体100の単位面積当たりの重量は、20kg/m2以上50kg/m2以下となっている。この単位面積は、上方から床用構造体100を見た場合の単位面積である。
床用構造体100は、下記式(13)を満たしている。
(δc:中央部のたわみ、(El)c:曲げ剛性、ω:群集荷重、L:支持スパン)
次に、図2を参照して、側板130の中央部131の第1方向Yの長さ(L121)について説明する。中央部131の長さ(L121)は、下記式(14)を満たすことが好ましい。
L121=L-2K…(14)
次に、図10を参照して、横桁160の寸法の一例について説明する。横桁160の幅(YW)は、天板161の第1方向Yの長さである。横桁160の幅(YW)は、床用構造体100の上板110の第2方向Xの長さ(W)に対して1/3以上1/2以下であることが好ましい。
また、床用構造体100は傾斜部170を有するので、形状変化を緩くすることで、断面形状の急激な変化を防止して、コーナ部(形状不連続部)における応力集中が緩和される。例えば、直角のコーナ部を有する構成であると、このコーナ部での応力集中が増大し、繊維基材の剥離などが生じてしまい破壊基点となるおそれがある。
また、床用構造体100は、両端部に開口部180が形成され、第1方向Yに連続する中空構造体であるので、信号線や照明用電力線を配置することができる。これらの信号線及び照明用電力線を床用構造体100の第1方向Yに沿って配置することができる。これにより、信号線及び照明用電力線が外部に露出されることが防止されるので、プラットホーム上における景観を良好にすることができる。なお、床用構造体100は、開口部180が形成されていない構成でもよい。
また、床用構造体100では、複数の横桁160が設けられているので、重量の軽減を図りつつ捩れによる変形を抑えることができる。
次に、実施例1に係る床用構造体100について説明する。図1及び図2に示されるように、実施例1の床用構造体100では、第1方向Yの長さ(L)を5[m]、第2方向Xの長さである幅Wを0.5[m]とした。また、実施例1では、端部132の第1方向Yの長さLeを0.2[m]、端部132の第3方向Zの長さHeを0.15[m]とした。
次に実施例1の床用構造体100の製造方法について説明する。まず、第1工程(ステップS1)では、上板110を成形するための第1成形型を準備する。具体的には、床用構造体100の両端部の取付部200の拡径部205を成形するための凸形を有する第1成形型を準備する。この第1成形型には、上板110の上面を成形するための平坦面が形成されている。
第1層の積層では、マットMC300に難燃樹脂を含浸しつつ積層した。
第2層の積層では、ロービングクロスWR800に難燃樹脂を含浸しつつ積層した。
第3層の積層では、マットMC300に難燃樹脂を含浸しつつ積層した。
第4層の積層では、一方向クロスUT70-20Gに難燃樹脂を含浸しつつ、これを3枚積層した。
第5層の積層では、マットMC300に難燃樹脂を含浸しつつ積層した。
第1層の積層では、マットMC300に難燃樹脂を含浸しつつ積層した。
第2層の積層では、ロービングクロスWR800に難燃樹脂を含浸しつつ積層した。
第3層の積層では、マットMC300に難燃樹脂を含浸しつつ積層した。
第4層の積層では、一方向クロスUT70-20Gに難燃樹脂を含浸しつつ、これを3枚積層した。
第5層の積層では、マットMC300に難燃樹脂を含浸しつつ積層した。
第5層の積層を行い、第2成形型320上で樹脂を硬化させ、下部成形体30を得た。
第1層の積層では、マットMC300に難燃樹脂を含浸しつつ積層した。
第2層の積層では、ロービングクロスWR800に難燃樹脂を含浸しつつ積層した。
第3層の積層では、マットMC300に難燃樹脂を含浸しつつ積層した。
第1層の積層では、マットMC300に難燃樹脂を含浸しつつ積層した。
第2層の積層では、ロービングクロスWR800に難燃樹脂を含浸しつつ積層した。
第3層の積層では、マットMC300に難燃樹脂を含浸しつつ積層した。
第1層の積層では、マットMC300に難燃樹脂を含浸しつつ積層した。
第2層の積層では、ロービングクロスWR800に難燃樹脂を含浸しつつ積層した。
第3層の積層では、マットMC300に難燃樹脂を含浸しつつ積層した。
次に床用構造体100の変形例について説明する。主に床用構造体100と異なる点について説明する。
まず、次に図12(a)を参照して第1変形例に係る床用構造体100Bについて説明する。床用構造体100Bが床用構造体100と異なる点は、H形の主桁150に代えて、第1方向Yに直交する断面が矩形状である主桁150Bを備える点である。
次に図12(b)を参照して第2変形例に係る床用構造体100Cについて説明する。床用構造体100Cが床用構造体100と異なる点は、H形の主桁150に代えて、第1方向Yに直交する断面がハット形を成す主桁150Cを備える点である。
次に図13(a)を参照して第3変形例に係る床用構造体100Dについて説明する。床用構造体100Dが床用構造体100と異なる点は、ハット形の横桁160に代えて、H形の横桁160Bを備える点である。
次に図13(b)を参照して第4変形例に係る床用構造体100Eについて説明する。床用構造体100Eが床用構造体100と異なる点は、ハット形の横桁160に代えて、第2方向Xに直交する断面が矩形状である横桁160Cを備える点である。
次に図13(c)を参照して第5変形例に係る床用構造体100Fについて説明する。床用構造体100Fが床用構造体100と異なる点は、ハット形の横桁160に代えて、C形の横桁160Dを備える点である。
次に図14(a)を参照して第6変形例に係る床用構造体100Gについて説明する。床用構造体100Gが床用構造体100と異なる点は、中央部121Bの幅(W121B)が端部122の幅(W)よりも狭い下板120Bを備える点である。
次に図14(b)を参照して第7変形例に係る床用構造体100Hについて説明する。床用構造体100Hが床用構造体100と異なる点は、下板120に代えて、第2方向Xに複数の膨出部を有する下板120Cを備える点である。
次に図15(a)を参照して第8変形例に係る床用構造体100Iについて説明する。床用構造体100Iが床用構造体100と異なる点は、側板130に代えて、下方に膨らむ膨出部の形状が異なる側板130Bを備える点である。
次に図15(b)を参照して第9変形例に係る床用構造体100Jについて説明する。床用構造体100Jが床用構造体100と異なる点は、側板130に代えて、下方に膨らむ膨出部の形状が異なる側板130Cを備える点である。
次に図16(a)を参照して第10変形例に係る床用構造体100Kについて説明する。床用構造体100Jが床用構造体100と異なる点は、下方に膨らむ膨出部の形状が側板130とは異なる点である。
次に図16(b)を参照して第10変形例に係る床用構造体100Lについて説明する。床用構造体100Lが床用構造体100と異なる点は、下方に膨らむ膨出部の形状が側板130とは異なる点である。
次に図17を参照して第2実施形態に係る床用構造体100Mについて説明する。第2実施形態の床用構造体100Mが、第1実施形態の床用構造体100と異なる点は、側板130に凹凸形状が設けられている点である。なお、第1実施形態の床用構造体100と同様の説明は省略する。
次に図18を参照して第3実施形態に係る床用構造体100Nについて説明する。第3実施形態の床用構造体100Nが、第1実施形態の床用構造体100と異なる点は、一対の側板130に代えて一対の主桁150を備える点、下板120を備えていない点である。なお、第1実施形態の床用構造体100と同様の説明は省略する。
次に図19を参照して第4実施形態に係る床用構造体100について説明する。第4実施形態が、第1実施形態と異なる点は、床用構造体100の固定方法が異なる点である。図8に示す第1実施形態の場合には、H型の受桁190に対して床用構造体100を固定しているが、図19に示す第4実施形態では、コンクリート製の受桁(下部躯体)195に対して床用構造体100を固定している。この受桁195は、例えば板状を成し、厚み方向が第1方向Yに沿って配置され、第2方向Xに延在している。
次に図20を参照して第5実施形態に係る床用構造体100について説明する。第5実施形態が、第1実施形態と異なる点は、第1方向Yに隣接する床用構造体100間にT形の塞ぎ板155を設置した点と、この塞ぎ板155を配置するための凹部156を有する点である。
図21に示されるように、床用構造体100は、上板110の第1方向Yの端部から、隣接する相手側の床用構造体100に向かって伸びる塞ぎ板157を備える構成でもよい。塞ぎ板157は、隣接する床用構造体100の上板110の端部の下面に当接している。この塞ぎ板157によって、隣接する床用構造体100間の隙間dY100が、上方に露出することが防止される。これにより、第5実施形態と同様に歩行者が歩き易くなる。
床用構造体100の上板110の上面は、平坦面でもよいが、例えば凹凸が形成されていてもよい。第7実施形態の床用構造体100の上板110の上面には、無数の突起部が設けられている。この突起部は、例えば、縞鋼板模様でもよく、エンボス加工でもよく、その他の加工でもよい。この突起部は、上板110に直接形成されているものでもよい。これにより、摩擦力を高めることで、例えば、雨天時において、歩行者が歩き易いようにすることができる。
次に、従来の床用構造体について説明する。
Claims (11)
- 第1方向に離間する一対の支持体に支持される床用構造体であって、
平面視において前記第1方向と交差する方向を第2方向とし、前記第1方向及び前記第2方向と交差する方向を第3方向とし、
板状を成し板厚方向が前記第3方向に沿って配置され、前記第1方向に延在して、天部を構成する上板と、
板状を成し板厚方向が前記第3方向に沿って配置され、前記第1方向に延在して、前記第3方向に前記上板と対向し、底部を構成する下板と、
板状を成し板厚方向が前記第2方向に沿って配置され、前記第1方向に延在して、前記第2方向に対向して前記上板及び前記下板を連結し、一対の側部を各々構成する一対の側板と、
前記上板、前記下板及び前記一対の側板によって囲まれた中空部の内部で、前記第1方向に延在して、前記上板及び前記下板に連結された主桁と、
前記中空部の内部で、前記第2方向に延在し前記主桁と交差し、前記下板及び前記一対の側板に連結され、前記第1方向に所定の間隔で配置された複数の横桁と、を備え、
前記上板の前記第1方向の長さ(L)に対する前記上板の前記第2方向の長さ(W)の比である細長比(W/L)は、1/10以上1/1以下であり、
前記側板は、前記第2方向から見て、前記第1方向における両端部と、前記第1方向において前記両端部の間に位置している中央部であって、下方に膨らむ膨出部を有する前記中央部と、前記両端部と前記膨出部とを繋ぐ一対の拡幅部とを有し、
前記下板は、前記第2方向からみて、前記側板が有する前記両端部、前記中央部および前記拡幅部に対応する両端部、中央部および傾斜部を有し、
前記下板の前記中央部は、前記側板が有する前記膨出部に対応しており下方に膨らむ膨出部を有し、
前記主桁は、前記上板の下面に当接し且つ前記下板の上面に当接し、
前記横桁の前記第2方向に直交する断面がハット形状または矩形状であり、
前記横桁は、
板状を成し板厚方向が前記第3方向に沿って配置され前記第2方向に延在する横桁上板と、
板状を成し板厚方向が前記第1方向に沿って配置され前記第2方向に延在し、前記横桁上板の前記第1方向の両側から下方に張り出す一対の横桁側板と、
を有し、
前記第3方向における前記横桁の長さが、前記下板から中立軸までの高さの1/2以上1/1以下であり、
前記横桁側板は、前記横桁側板の前記第2方向における両端部の下端に切欠き部を有し、
上方から見た単位面積当たりの重量が20kg/m2以上50kg/m2以下である床用構造体。 - 前記側板の前記第1方向の前記両端部の高さ(He)に対する前記側板の前記膨出部の高さ(Hc)の比(Hc/He)は、1以上3以下である請求項1に記載の床用構造体。
- 前記主桁は、
前記上板の下面に当接する第1フランジと、
前記下板の上面に当接する第2フランジと、
前記第1フランジ及び前記第2フランジを連結するウェブと、を有する請求項1又は2に記載の床用構造体。 - 前記横桁は、板状を成し板厚方向が前記第3方向に沿って配置され前記第2方向に延在し、前記一対の横桁側板に各々連結され、前記下板の上面に当接する一対の横桁フランジを有する、
請求項1~3の何れか一項に記載の床用構造体。 - 前記下板が有する前記傾斜部は、前記第3方向に直交する平面に対して、30度以上、60度以下の傾斜角で傾斜している、
請求項1~4の何れか一項に記載の床用構造体。 - 前記側板の前記両端部それぞれの前記第1方向の長さ(K)は0.2[m]以上0.3[m]以下であり、
前記側板の前記膨出部の前記第1方向の長さ(L121)が、L121=L-2Kである、
請求項1~5の何れか一項に記載の床用構造体。 - 前記上板、前記下板、前記一対の側板、前記主桁及び前記横桁は、連続強化繊維から成る織物基材を含む繊維強化樹脂で一体に形成されている請求項1~6の何れか一項に記載の床用構造体。
- 前記上板の板厚の10%以上40%以下は、炭素繊維又はガラス繊維からなり前記第1方向に一方向に連続する連続繊維基材を含む材料で構成されている請求項1~7の何れか一項に記載の床用構造体。
- 前記下板の板厚の10%以上40%以下は、炭素繊維又はガラス繊維からなる前記第1方向に一方向に連続する連続繊維基材を含む材料で構成されている請求項1~8の何れか一項に記載の床用構造体。
- 前記第1方向の両端部には、取付孔を形成する筒状部が設けられ、
前記取付孔は前記上板から前記下板まで前記第3方向に貫通し、
前記筒状部は、
前記上板側に形成された拡径部と、
段差部を介して前記拡径部に接続され前記拡径部の内径よりも小さい内径を有し前記下板側に形成される鞘管部と、を備える請求項1~9の何れか一項に記載の床用構造体。 - 前記床用構造体は前記第2方向に並んで配置されるものであり、
前記側板の外面には、前記第1方向に延在する嵌め部として凹凸形状が形成されている請求項1~10の何れか一項に記載の床用構造体。
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