JP7182507B2 - かご枠構造体及びそれを用いた盛土の復旧方法 - Google Patents

Description

本開示は、かご枠構造体及びそれを用いた盛土の復旧方法に関するものである。

従来、鉄道の線路、すなわち、軌道を地面よりも高い所に通すために、地盤の上に土砂を盛り上げて構築した盛土が広く使用されているところ、豪雨や地震によって盛土が大規模に崩壊した際には、早期復旧が重要であるため、大型土のうを積み上げて迅速に断面を確保する仮復旧を行い、これにより、列車の走行を再開させる。その後、仮土留め工を施工した上で、大型土のうを撤去し、盛土による本復旧を行うようになっている（例えば、非特許文献１参照。）。

山村、五日市、川中島、藤原、「２０１３年８月東北地方豪雨による被害と復旧対策（田沢湖線・花輪線）」、ＳＥＤ、Ｎｏ．４３、ｐｐ．６４－７１、ＪＲ東日本構造技術センター、２０１４．５

しかしながら、前記従来の技術では、仮復旧として仮設構造物である大型土のうの構築、仮土留めの構築及び大型土のうの撤去を行った後、本復旧として本設構造物である盛土の構築を行うので、施工手順が煩雑となってしまう。また、盛土が被災する箇所は、地形的な要因等から弱点箇所となっていることがあり、繰り返し被災する懸念があるので、耐降雨性及び耐震性の向上を図る場合が多く、設計施工には時間が掛かり、復旧工事が長期化してしまう。

ここでは、前記従来の技術の問題点を解決して、仮復旧を行うことなく本復旧を行うことができ、短期間で、容易に、かつ、確実に盛土を復旧することができるかご枠構造体及びそれを用いた盛土の復旧方法を提供することを目的とする。

そのために、かご枠構造体においては、かご枠が複数段に積み重ねられたかご枠構造体であって、前記かご枠は、縦横に延在する線材を網目状に形成した網板を有し、下側のかご枠と、該下側のかご枠の直ぐ上に位置する上側のかご枠とは、接続コイルによって接続され、該接続コイルは、前記下側のかご枠の上端において縦又は横の一方向に延在する線材の少なくとも１つと、前記一方向に延在する少なくとも１つの補助線材との周囲を旋回し、前記補助線材は、前記上側のかご枠の下端において縦又は横の他方向に延在する線材の少なくとも１つの上方に位置する。

他のかご枠構造体においては、前記上側のかご枠の下端において縦又は横の他方向に延在する線材の少なくとも１つを巻き込む。

更に他のかご枠構造体においては、さらに、前記接続コイルは、前記上側のかご枠の下端における網板の網目の前記一方向の寸法よりも短く、前記網目内に収容される。

更に他のかご枠構造体においては、さらに、前記かご枠は、その内部空間に地盤材料を充填可能である。

盛土の復旧方法においては、段切りされた盛土の階段状部分に沿って複数のかご枠を複数段積み上げてかご枠構造体を構築する盛土の復旧方法であって、前記かご枠は、縦横に延在する線材を網目状に形成した網板を有し、下側のかご枠と、該下側のかご枠の直ぐ上に位置する上側のかご枠とを、前記下側のかご枠の上端において縦又は横の一方向に延在する線材の少なくとも１つと、前記一方向に延在する少なくとも１つの補助線材との周囲を旋回する接続コイルによって接続し、前記補助線材は、前記上側のかご枠の下端において縦又は横の他方向に延在する線材の少なくとも１つの上方に位置する。

本開示によれば、仮復旧を行うことなく本復旧を行うことができ、短期間で、容易に、かつ、確実に盛土を復旧することができる。

本実施の形態におけるかご枠構造体を用いた盛土の復旧方法を示す概念図である。 本実施の形態におけるかご枠構造体の概略側面図である。 本実施の形態における構築途中のかご枠構造体を示す写真である。 本実施の形態における構築途中のかご枠構造体の三面図である。 かご枠の一般的な締結構造を示す上面図である。 本実施の形態における接続コイルを用いたかご枠の締結構造を示す図であり、図４（ａ）のＡ部拡大図である。 本実施の形態における短い接続コイルを用いたかご枠の締結構造を示す図である。 本実施の形態における短い接続コイルを用いたかご枠の締結構造でのかご枠ずれを説明する図である。

以下、本実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本実施の形態におけるかご枠構造体を用いた盛土の復旧方法を示す概念図、図２は本実施の形態におけるかご枠構造体の概略側面図、図３は本実施の形態における構築途中のかご枠構造体を示す写真、図４は本実施の形態における構築途中のかご枠構造体の三面図、図５はかご枠の一般的な締結構造を示す上面図である。なお、図１において、（ａ）は崩壊した盛土を示す図、（ｂ－１）～（ｂ－３）は従来の技術による盛土の復旧の各工程を示す図、（ｃ－１）及び（ｃ－２）は本実施の形態における盛土の復旧の各工程を示す図であり、図４において、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。

図において、３１は、原地盤３２の上に構築された地盤としての盛土である。該盛土３１は、図１の画面に対して垂直な方向に延在し、例えば、道路を支持するために使用されるものであってもよいし、河川の堤防として使用されるものであってもよいし、いかなる用途に使用されるものであってもよいが、ここでは、説明の都合上、鉄道の線路、すなわち、軌道を支持するために使用されるものであるとする。

図１（ａ）には、豪雨や地震によって法面３３を含む盛土３１の一部が崩壊した状態が示されている。「背景技術」の項で説明した従来の技術では、図１（ｂ－１）～（ｂ－３）に示されるようにして、崩壊した盛土３１を復旧する。すなわち、まず、図１（ｂ－１）に示されるように、土のう３４を積み上げて盛土３１の断面を確保する。続いて、図１（ｂ－２）に示されるように、仮土留め３６を施工して土のう３４を撤去する。これにより、仮復旧が完了する。次に、図１（ｂ－３）に示されるように、盛土３１を再構築し、法面３３も形成する。これにより、本復旧が完了する。

これに対し、本実施の形態においては、図１（ｃ－１）及び（ｃ－２）に示されるようにして、崩壊した盛土３１を復旧する。すなわち、まず、図１（ｃ－１）に示されるように、階段状に盛土３１を削る段切り施工を行う。続いて、図１（ｃ－２）に示されるように、段切りされた盛土３１の階段状部分に沿ってかご枠構造体１０を構築し、該かご枠構造体１０内に砕石等の地盤材料を充填するかご工を行う。これにより、本復旧が完了する。

なお、本実施の形態において、かご枠構造体１０の各部及びその他の部材の構成及び動作を説明するために使用される上、下、左、右、前、後等の方向を示す表現は、絶対的なものでなく相対的なものであり、前記かご枠構造体１０の各部及びその他の部材が図に示される姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。

本実施の形態におけるかご枠構造体１０は、図２及び４に示されるように、積み上げられた複数のかご枠１１を含んでいる。該かご枠１１の各々は、一般的なかご枠部材と同様に、略直方体状の内部空間１７を有し、さらに、該内部空間１７の底面を画定するかご材としての略長方形状の底部網板１３と、前記内部空間１７の左右の側面を画定するかご材としての略長方形状の一対の側部網板１４と、前記内部空間１７の正面及び背面、すなわち、前後面を画定するかご材としての略長方形状の一対の前後部網板１５とを有する。なお、図に示される例において、前記内部空間１７の上面は、開放されているが、図示されない網板によって画定されていてもよい。

そして、かご材としての底部網板１３、側部網板１４及び前後部網板１５は、炭素鋼等の金属から成る線材２６を格子状又は網目状に形成した部材であって、複数の網目２５を含んでいる。該網目２５は、１辺の長さが、例えば、５０～２００〔ｍｍ〕程度の略正方形であるが、いかなる大きさであっても、いかなる形状であってもよい。さらに、前記底部網板１３は、例えば、幅方向の寸法が５００～２０００〔ｍｍ〕程度、縦方向の寸法が１０００〔ｍｍ〕程度の矩形部材であり、側部網板１４は、例えば、高さ方向の寸法が５００〔ｍｍ〕程度、縦方向の寸法が１０００〔ｍｍ〕程度の矩形部材であり、前後部網板１５は、例えば、高さ方向の寸法が５００〔ｍｍ〕程度、幅方向の寸法が５００～２０００〔ｍｍ〕程度の矩形部材であるが、いかなる大きさであっても、いかなる形状であってもよい。そして、前記内部空間１７内には、図３に示されるように、砕石等の地盤材料が充填される。

また、図４に示されるように、左右に隣接するかご枠１１同士は、前後部網板１５の左右両端において高さ方向に延在する線材２６が接続コイル２３によって締結されて固定されることにより、接続される。そして、前後に隣接するかご枠１１同士は、側部網板１４の前後両端において高さ方向に延在する線材２６が接続コイル２３によって固定されることにより、接続される。また、かご枠１１が階段状に積み上げられた場合、図４（ｃ）に示されるように、上側のかご枠１１は、下側のかご枠１１よりも盛土３１の地中奥側（図４（ｃ）における右側）にずれた位置にあり、上側のかご枠１１の底部網板１３は、下側のかご枠１１の前後部網板１５の上端において横方向（図４（ａ）における左右方向）に延在する線材２６と接続コイル２３によって締結して固定することにより、接続される。

積み上げられたかご枠１１同士を接続する場合、図３に示されるように、内部空間１７内に砕石等の地盤材料が充填された下側のかご枠１１の直ぐ上に、上側のかご枠１１を載置し、該上側のかご枠１１の底部網板１３を接続コイル２３によって、下側のかご枠１１に締結して固定することになる。具体的には、図５に示されるように、上側のかご枠１１と下側のかご枠１１とを接続する。

ここでは、説明の都合上、上側のかご枠１１の線材２６を上側線材２６ａとし、下側のかご枠１１の線材２６を下側線材２６ｂとして説明する。図５に示されるように、横方向に延在する長さ３００〔ｍｍ〕程度の接続コイル２３を、下側のかご枠１１の前後部網板１５の上端において横方向に延在する下側線材２６ｂの周囲を旋回させるとともに、当該下側線材２６ｂに平行な方向（図５における横方向）に延在する上側のかご枠１１の底部網板１３の上側線材２６ａをも巻き込むように旋回させる。なお、前記接続コイル２３は、必ずしも、横方向に延在する下側線材２６ｂの周囲を旋回するものである必要はなく、縦方向に延在する下側線材２６ｂの周囲を旋回するものであってもよいが、ここでは、説明の都合上、横方向に延在する下側線材２６ｂの周囲を旋回するものである場合について説明する。

前記接続コイル２３は、螺旋状の形状を有するので、横方向に延在する下側線材２６ｂの周囲を旋回するように１方向に回転させながら送り出すことによって、図５における右又は左に向けて、ネジのように、進行させることができる。しかし、前記上側線材２６ａは、接続コイル２３の延在する方向に直交しているので、接続コイル２３に巻き込まれていても、下側線材２６ｂとの締結が必ずしも十分に強固でなく、したがって、上側のかご枠１１と下側のかご枠１１との接続が必ずしも確実でない。

そこで、前記接続コイル２３内に該接続コイル２３の軸方向に延在する補助線材を追加する例について説明する。

図６は本実施の形態における接続コイルを用いたかご枠の締結構造を示す図であり、図４（ａ）のＡ部拡大図である。なお、図において、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。

図において、２７は、接続コイル２３内に追加される補助線材であって、炭素鋼等の金属から成る線材である。前記補助線材２７は、前記線材２６と同様の部材であってもよいし、異なる部材であってもよいが、ここでは、前記線材２６と同様の部材であるものとして、説明する。

そして、前記補助線材２７は、図６（ａ）に示されるように、接続コイル２３内に該接続コイル２３の軸方向に延在するように、かつ、接続コイル２３の軸方向と直交する方向に延在する上側線材２６ａの上方に位置するように配設される。なお、補助線材２７は、接続コイル２３を取り付ける前に配設してもよいし、取り付けた後に接続コイル２３内に挿入することによって配設してもよい。これにより、図６（ｂ）に示されるように、接続コイル２３内において、接続コイル２３の軸方向、すなわち、横方向に延在する補助線材２７と下側線材２６ｂとによって、接続コイル２３の軸方向と直交する方向、すなわち、縦方向に延在する上側線材２６ａを上下から挟むこととなる。したがって、上側線材２６ａは下側線材２６ｂと確実に、かつ、強固に締結され、その結果、上側のかご枠１１と下側のかご枠１１との接続が確実なものとなる。なお、図６（ｂ）において上下方向に延在する下側線材２６ｂは、下側のかご枠１１の前後部網板１５において高さ方向に延在する線材２６である。

しかし、接続コイル２３が長いので、該接続コイル２３を内部空間１７内に砕石等の地盤材料が充填されている下側のかご枠１１の下側線材２６ｂの周囲を旋回するように１方向に回転させつつ送り出すことによって進行させ、下側線材２６ｂに取り付ける作業は、必ずしも、容易ではなく、時間が掛かってしまう。

そこで、接続コイル２３を短くした例について説明する。

図７は本実施の形態における短い接続コイルを用いたかご枠の締結構造を示す図、図８は本実施の形態における短い接続コイルを用いたかご枠の締結構造でのかご枠ずれを説明する図である。なお、図７において、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。

図に示される例において、接続コイル２３は、図６に示されるものよりも短く、上側のかご枠１１の網目２５内に収まる長さに設定されている。したがって、下側のかご枠１１の内部空間１７内に砕石等の地盤材料が充填されていても、接続コイル２３を下側線材２６ｂに取り付ける作業は、容易に、かつ、短時間で行うことができる。このように短い接続コイル２３であっても、図７（ｂ）に示されるように、その内部において、接続コイル２３の軸方向、すなわち、横方向に延在する補助線材２７と下側線材２６ｂとによって、接続コイル２３の軸方向と直交する方向、すなわち、縦方向に延在する上側線材２６ａを上下から挟むこととなる。したがって、上側線材２６ａは下側線材２６ｂと確実に、かつ、強固に締結され、その結果、上側のかご枠１１と下側のかご枠１１との接続が確実なものとなる。

もっとも、接続コイル２３は、短いので、直交する縦方向（図７（ａ）における上下方向）に延在する上側線材２６ａを巻き込んでいない。そのため、大きな外力が加えられた場合、上側のかご枠１１が下側のかご枠１１に対して変位する可能性がある。しかし、下側のかご枠１１の下側線材２６ｂに取り付けられた接続コイル２３は、上側のかご枠１１の網目２５内に収容されているので、該網目２５の周囲を画定する上側線材２６ａによってその変位が規制され、前記網目２５を超えて変位することはない。例えば、上側のかご枠１１が下側のかご枠１１に対して接続コイル２３の軸方向と直交する方向、すなわち、縦方向に変位した場合であっても、図８に示されるように、接続コイル２３が網目２５の周囲を画定する上側線材２６ａに当接すれば、該上側線材２６ａがストッパーとして機能するので、それ以上の変位が防止される。このように、上側のかご枠１１が下側のかご枠１１に対して変位したとしても、その変位量が１つの網目２５の寸法未満に抑制されるので、実用上の問題はない。

次に、本実施の形態におけるかご枠構造体１０を構築する方法について説明する。

本実施の形態におけるかご枠構造体１０は、図２に示されるように、かご材を組み立ててかご枠１１を階段状に複数段（図２に示される例では、４段）積み上げて構成される。この場合、かご材を組み立てて１段目を構成して砕石等の地盤材料を充填した後、その上にかご材を組み立てて２段目を構成する。そして、１段目のかご枠１１とその直ぐ上に位置する２段目のかご枠１１とは、接続コイル２３によって接続される。このような動作を繰り返して、かご枠１１を階段状に複数段積み上げる。

図３には、構築途中のかご枠構造体が示されている。砕石が充填された状態の下側のかご枠１１の下側線材２６ｂと、その上に載置された上側のかご枠１１の上側線材２６ａとを接続コイル２３によって締結する作業が示されている。

このようにして、段切りされた盛土３１の階段状部分に沿って、かご枠構造体１０を構築することによって、図１（ｃ－２）に示されるように、崩壊した盛土３１の本復旧が完了する。

このように、本実施の形態において、かご枠構造体１０はかご枠１１が複数段に積み重ねられたものである。そして、かご枠１１は、縦横に延在する線材２６を網目状に形成した網板を有し、下側のかご枠１１と、下側のかご枠１１の直ぐ上に位置する上側のかご枠１１とは、接続コイル２３によって接続され、接続コイル２３は、下側のかご枠１１の上端において縦又は横の一方向に延在する下側線材２６ｂの少なくとも１つと、縦又は横の一方向に延在する少なくとも１つの補助線材２７との周囲を旋回し、補助線材２７は、上側のかご枠の下端において縦又は横の他方向に延在する上側線材２６ａの少なくとも１つの上方に位置する。

これにより、接続コイル２３内において、縦又は横の一方向に延在する補助線材２７と下側線材２６ｂとによって、接続コイル２３の軸方向と直交する方向、すなわち、縦又は横の他方向に延在する上側線材２６ａを上下から挟むこととなる。したがって、上側線材２６ａは下側線材２６ｂと確実に、かつ、強固に締結され、その結果、上側のかご枠１１と下側のかご枠１１との接続が確実なものとなる。

また、本実施の形態において、盛土３１の復旧方法は、段切りされた盛土３１の階段状部分に沿って複数のかご枠１１を複数段積み上げてかご枠構造体１０を構築する。そして、かご枠１１は、縦横に延在する線材２６を網目状に形成した網板を有し、下側のかご枠１１と、下側のかご枠１１の直ぐ上に位置する上側のかご枠１１とを、下側のかご枠１１の上端において縦又は横の一方向に延在する下側線材２６ｂの少なくとも１つと、縦又は横の一方向に延在する少なくとも１つの補助線材２７との周囲を旋回する接続コイル２３によって接続し、補助線材２７は、上側のかご枠の下端において縦又は横の他方向に延在する上側線材２６ａの少なくとも１つの上方に位置する。したがって、盛土３１の復旧において、仮復旧を行うことなく本復旧を行うことができ、短期間で、容易に、かつ、確実に盛土３１を復旧することができる。

さらに、接続コイル２３は、上側のかご枠１１の下端において縦又は横の他方向に延在する上側線材２６ａの少なくとも１つを巻き込む。さらに、接続コイル２３は、上側のかご枠１１の下端における網板の網目２５の縦又は横の一方向の寸法よりも短く、網目２５内に収容される。さらに、かご枠１１は、地盤材料が充填可能である。

なお、本明細書の開示は、好適で例示的な実施の形態に関する特徴を述べたものである。ここに添付された特許請求の範囲内及びその趣旨内における種々の他の実施の形態、修正及び変形は、当業者であれば、本明細書の開示を総覧することにより、当然に考え付くことである。

本開示は、かご枠構造体及びそれを用いた盛土の復旧方法に適用することができる。

１０ かご枠構造体
１１ かご枠
２３ 接続コイル
２５ 網目
２６ 線材
２６ａ 上側線材
２６ｂ 下側線材
２７ 補助線材
３１ 盛土

Claims (5)

1. かご枠が複数段に積み重ねられたかご枠構造体であって、
   前記かご枠は、縦横に延在する線材を網目状に形成した網板を有し、
   下側のかご枠と、該下側のかご枠の直ぐ上に位置する上側のかご枠とは、接続コイルによって接続され、
   該接続コイルは、前記下側のかご枠の上端において縦又は横の一方向に延在する線材の少なくとも１つと、前記一方向に延在する少なくとも１つの補助線材との周囲を旋回し、
   前記補助線材は、前記上側のかご枠の下端において縦又は横の他方向に延在する線材の少なくとも１つの上方に位置することを特徴とするかご枠構造体。
2. 前記接続コイルは、前記上側のかご枠の下端において縦又は横の他方向に延在する線材の少なくとも１つを巻き込む請求項１に記載のかご枠構造体。
3. 前記接続コイルは、前記上側のかご枠の下端における網板の網目の前記一方向の寸法よりも短く、前記網目内に収容される請求項１に記載のかご枠構造体。
4. 前記かご枠は、その内部空間に地盤材料を充填可能である請求項１～３のいずれか１項に記載のかご枠構造体。
5. 段切りされた盛土の階段状部分に沿って複数のかご枠を複数段積み上げてかご枠構造体を構築する盛土の復旧方法であって、
   前記かご枠は、縦横に延在する線材を網目状に形成した網板を有し、
   下側のかご枠と、該下側のかご枠の直ぐ上に位置する上側のかご枠とを、前記下側のかご枠の上端において縦又は横の一方向に延在する線材の少なくとも１つと、前記一方向に延在する少なくとも１つの補助線材との周囲を旋回する接続コイルによって接続し、
   前記補助線材は、前記上側のかご枠の下端において縦又は横の他方向に延在する線材の少なくとも１つの上方に位置することを特徴とする盛土の復旧方法。

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