JP7417468B2

JP7417468B2 - 橋枕木の構造及びその補修方法

Info

Publication number: JP7417468B2
Application number: JP2020084925A
Authority: JP
Inventors: 剛一足立
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2020-05-14
Filing date: 2020-05-14
Publication date: 2024-01-18
Anticipated expiration: 2040-05-14
Also published as: JP2021179118A

Description

本発明は、橋枕木の構造及びその補修方法に関する。

従来、橋梁上にて使用される橋枕木の構造として、枕木の下に高さ調整用のパッキンを配置し、枕木端部にあけた貫通穴に通したフックボルトにより枕木を軌道上に固定する橋枕木構造が用いられている。このフックボルトは枕木の移動や脱落を防止するために使用されているが、列車通過時の振動等により緩みが生じ、フックボルトとその固定用の座金等が振動することで枕木に摩耗が生じることがある（例えば、下記特許文献１参照）。

また、フックボルトの緩みを防止するため、フックボルト中央部の形状を角型とするとともに、橋枕木の穿孔穴形状も角型とする鉄道の橋枕木固定用フックボルトが提案されている。この構造はフックボルトの供回りなどによるフックボルトの緩みを防止することが期待できるものの、フックボルトの固定に使用する座金等の振動を抑制することは難しく、座金による枕木の摩耗を抑制できない。また、摩耗防止のために座金下側にゴム板等を配置した場合でも、経年劣化によってゴム板が脱落した場合には枕木に摩耗が生じる（例えば、下記特許文献２参照）。

特開２０００－２３０２０１号公報特開２００１－４９６２０号公報

フックボルト固定部が摩耗すると、フックボルトが緩むことによって枕木が移動し易くなるとともに、枕木の摩耗による欠損で枕木自体の曲げ強度やふく進抵抗が損なわれる。欠損した部分に樹脂を充填したり、表面に鉄板等を固定する補修が行われることがあるが、枕木をもとの十分な強度に戻すことは困難であり、枕木を長期的に使用することができなくなる。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、摩耗の進行を抑制することで長期的に使用でき、かつ、摩耗による補修作業を簡単にすることができる枕木の構造及び枕木の補修方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る枕木は、橋梁の線路上に配置される枕木であって、直方体形状の枕木本体と、前記枕木本体の上面に接着される硬質部材と、を備え、前記硬質部材及び前記枕木本体にはフックボルトを固定するための貫通穴が形成され、前記フックボルトの上端には、前記フックボルトを前記枕木本体に固定するための固定部品が取り付けられ、前記硬質部材は、前記固定部品と前記枕木本体との間に配置され、前記固定部品を前記枕木本体に接触させないことを特徴としている。

この発明によれば、硬質部材が、固定部品と枕木本体とを接触させないことで、枕木本体の摩耗を防ぐことができる。
また、固定部品と接触する部位に硬質部材を用いることで、硬質部材を用いない枕木と比べて振動による摩耗の進行を抑えることができる。
また、枕木本体と硬質部材とが接着されていることで、接着されていない場合と比べて枕木として使用した際に硬質部材が枕木本体からずれることを防ぐことができる。
また、硬質部材が摩耗した際には、枕木本体に固定された硬質部材のみを交換すればよいため、補修作業を容易に行うことができ、かつ、枕木全体を交換する場合と比べて資源を削減することができる。

また、前記硬質部材は、前記枕木本体の上面に設けられた凹み部に埋め込まれていてもよい。

この発明によれば、硬質部材が枕木本体に設けられた凹み部に埋め込まれていることから、既存の枕木と外形が変わらないため、線路の設計を変更することなく使用することができる。

また、前記硬質部材は、ガラス繊維を補強した硬質ウレタン樹脂発泡体であることを特徴としてもよい。

この発明によれば、硬質部材に、ガラス繊維を強化した硬質ウレタン樹脂発泡体を用いているため、振動による摩耗の進行を抑えることができる。

また、前記硬質部材が、ガラス繊維を補強した硬質ウレタン樹脂の粉体とウレタン樹脂とを含む成型体であることを特徴としてもよい。

この発明によれば、硬質ウレタン樹脂の粉体として、加工の際に発生した粉体を再利用することで、資源を削減することができる。

また、橋枕木の構造の補修方法は、摩耗した前記硬質部材を除去する工程と、新たに製作した硬質部材を固定する工程と、前記硬質部材に前記貫通穴を穿孔する工程と、を備える。

この発明によれば、枕木本体の強度低下を生じさせることなく、かつ枕木全体を交換する場合と比べて枕木に用いられる資源を削減し、更に枕木の摩耗した部分のみに樹脂を充填する方法と比べて容易に補修することができる。

本発明によれば、摩耗の進行を抑制することで長期的に使用でき、かつ、摩耗による補修作業を簡単にすることができる枕木の構造及び枕木の補修方法を提供することができる。

本発明の一実施形態の枕木の一部を示す断面図である。本発明の一実施形態の枕木において、線路に組み込まれている状態を示す斜視図である。図１に示す枕木の第１変形例であって、硬質部材が枕木本体に部分的に埋め込まれている例を示す図である。図１に示す枕木の第２変形例であって、硬質部材が枕木本体に完全に埋め込まれ一体化している例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る枕木及び枕木の製造方法を説明する。
図１に示すように、枕木１（橋枕木）は、枕木本体２と、硬質部材３と、接着剤４と、を備えている。なおこの枕木１は、軌条７の長手方向に間隔をあけて複数設置される。
軌条７は、列車が走行する線路の軌道の元となるものであり、列車の走行方向に合わせて二本の軌条７が並行して設置されている。
枕木１は、フックボルト５と、ナット６a及び座金６ｂを含む固定部品６によって、軌条７に固定される。

枕木本体２は、例えば、軌条７の幅方向に長い直方体形状に形成される。枕木本体２の幅方向の各端部には、フックボルト５を固定するための貫通穴２ａが一対形成されている。貫通穴２ａは、枕木本体２を上下方向に貫通している。
本発明において枕木本体２の材質は、特に問わない。木、合成樹脂、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などが挙げられるが、これに限定されるものではない。

硬質部材３は、枕木本体２の上面に接着される。硬質部材３は、固定部品６と枕木本体２との間に配置され、固定部品６を枕木本体２に接触させないための部材である。硬質部材３にはフックボルト５を固定するための貫通穴３aが形成されている。貫通穴３aは、硬質部材３を上下方向に貫通している。
枕木本体２に形成される貫通穴２ａと硬質部材３に形成される貫通穴３ａは、上下方向にフックボルト５を通せるように繋がっている。貫通穴２ａ及び３ａの穴形状は合同で、平面視で穴の縁部が完全に重なっている。

硬質部材３は種々の材料で形成することができるが、木材、樹脂、金属、コンクリートのほか、例えば、ガラス長繊維または短繊維で補強された硬質ウレタン樹脂等の複合材料、また、これら複合材料を切削加工した際に発生した切削屑をプレス等により圧密成型した部材等で形成することができる。
すなわち、硬質部材３は、ガラス繊維を補強した硬質ウレタン樹脂発泡体であってもよく、ガラス繊維を補強した硬質ウレタン樹脂の粉体とウレタン樹脂とを含む成型体であってもよい。

圧密成型した硬質部材３としては、例えばガラス長繊維補強した硬質ウレタン樹脂をサンディングした際に発生した粉末状の材料に、ウレタン樹脂を結合剤として混錬した後、その材料を加熱しながらプレス加工した部材が好適に用いられる（例えば、特開2004-359821の成形品）。この部材は比重約1.3、厚み10～40mm程度の板状にプレス成型することができる。枕木１の寸法やフックボルト５の固定位置に合わせて、この材料の寸法形状を加工した後、枕木上面または内部（後述する変形例参照）に接着される。

圧密成型した硬質部材３の形状は、円盤状や多角形でも良いが、加工が平易なことから直方体が好ましい。また、厚みは40mm程度が好ましく、厚い場合はフックボルト５を長くする必要があり、また薄い場合には厚い場合に比べて短期間で補修が必要になる。

また、硬質部材３の幅と長さはフックボルト５を固定する固定部品６における座金６ｂ（詳細は後述する）よりも大きく、例えば幅は枕木と同幅、長さは100mm程度にするのが良い。座金よりも小さい寸法の場合は、摩耗が枕木にも生じ、枕木自体の強度が損なわれる可能性がある。

接着剤４は、枕木本体２と硬質部材３とを接着する。接着剤４は、硬質部材３と枕木本体２との間の接着面４ａに塗布して使用する。
接着剤４は、特にエポキシ系接着剤が好適に用いられる。金属部品、例えばSUS製ビスによって枕木に圧密成型部材を固定する方法では、経年劣化や列車通過時の振動等によってビスに緩みが生じた場合に、このビスによって摩耗が発生し、圧密成型部材の脱落や枕木自体の強度低下が発生する。接着剤４としては、ウレタン接着剤、ゴム系接着剤、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤などがあるが、耐候性や機械的強度の点からエポキシ系接着剤を用いるのが良い。例えば、工場では硬質ポリ塩化ビニル管接合用接着剤エスロン（登録商標、積水化学工業株式会社製）の#400または#600が用いられる。

フックボルト５は、枕木１を、フックボルト５と固定部品６とを用いて軌条７に固定する際に用いる。フックボルト５は、軌条７に係止めさせるための略Ｊ字状に形成されたフック部５ａと、直線状の胴部５ｂと、ヘッド部５ｃと、ヘッド部５ｃから胴部５ｂにかけて施された螺条部５ｄからなる。

フックボルト５の上端の螺条部５ｄには、フックボルト５を枕木本体２に固定するための固定部品６が取り付けられる。固定部品６は、枕木１を、フックボルト５と固定部品６とを用いて軌条７に固定する際に用いる。固定部品６は、図１に示すナット６ａと、座金６ｂからなる。
ナット６ａは、螺条部５ｄにはめ込まれる。座金６ｂは、ナット６ａと硬質部材３との間に配置される。ナット６ａを螺条部５ｄに対して絞め込むと、フックボルト５が相対的に引き上げられて、ヘッド部５ｃが軌条７に引っ掛かる。これにより、フックボルト５が軌条７に固定される。

図１に示すフックボルト５を固定する部位の枕木１の上面または内部（後述する第１、２変形例参照）に、枕木本体２よりも硬い硬質部材３を枕木本体２と一体化し、摩耗を抑制する構造を形成する。また、摩耗が発生した場合にはこの硬質部材３を機械加工等により除去した後、再度、硬質部材３を枕木本体２と一体化して補修する。圧密成型した硬質部材３を枕木本体２に固定する方法は、前述した接着剤４を用いる接着による方法が好ましい。

接着手順は種々の手順が考えられるが、例えば硬質部材３を切断やサンディング等によって所定の形状に加工して接着を阻害する表面の汚れ等を除去し、同様に枕木本体２の上面の汚れ等を除去した後に、混合した接着剤４を接着面４ａに塗布し、クランプ等で固定して養生する方法が考えられる。枕木本体２内部に接着固定する場合は、枕木本体２に切欠き加工を施した後に、接着を行う。なお、紫外線等によって圧密成型した硬質部材３が劣化しないよう、接着剤４が硬化した後に表面をサンディングして、塗装を施すのが良い。

硬質部材３が摩耗した際に行う補修の方法としては、摩耗した硬質部材３を除去する工程と、新たに製作した硬質部材３を固定する工程と、硬質部材３に貫通穴３ａを穿孔する工程とを備える。

補修を行う手順は種々の手順が考えられるが、例えば硬質部材３を切欠き加工により除去し、新たな硬質部材３を枕木本体２上面に混合した接着剤４を塗布し、クランプまたはフックボルトで固定して養生する手順が考えられる。接着剤４が硬化した後は、不要部分の接着剤４をサンディングで除去し、塗装を施し、フックボルト５用の貫通穴３ａを穿孔するのが良い。なお、硬質部材３を切欠き加工により除去する場合は、硬質部材３の摩耗部が無くなるところまで切欠き加工によって除去し、残った硬質部材３の表面に新たな硬質部材３を接着しても良い。橋梁上で補修作業を行う場合は、摩耗部分だけを除去する方が作業時間を短縮できる。

以上説明したように、第１実施形態の枕木１によれば、硬質部材３は、固定部品６と枕木本体２との間に配置され、固定部品６を枕木本体２に接触させない構造となっている。

この構造により、硬質部材３が固定部品６と枕木本体２とを接触させないことで、枕木本体２の摩耗を防ぐことができる。
また、固定部品６と接触する部位に硬質部材３を用いることで、枕木と比べて振動による摩耗の進行を抑えることができる。
また、硬質部材３が摩耗した際には、枕木本体２に固定された硬質部材３のみを交換すればよいため、補修作業を容易に行うことができ、かつ、枕木全体を交換する場合と比べて資源を削減することができる。

また、枕木本体２と硬質部材３とが接着されていることで、接着されていない場合と比べて枕木として使用した際に硬質部材３が枕木本体２からずれることを防ぐことができる。

硬質部材３にガラス繊維を補強した硬質ウレタン樹脂発泡体を用いている場合には、通常の枕木と比べて振動による摩耗の進行を抑えることができる。
また、硬質部材３にガラス繊維を補強した硬質ウレタン樹脂の粉体とウレタン樹脂とを含む成型体を用いている場合には、加工の際に発生した粉体を再利用することで資源を削減することができる。

この補修方法を用いれば、枕木本体２の強度低下を生じさせることなく、枕木全体を交換する場合と比べて枕木に用いられる資源を削減し、更に枕木の摩耗した部分のみに樹脂を充填する方法と比べて容易に補修することができる。

（変形例）
なお、硬質部材３が、枕木本体２の上面に設けられた凹み部２ｂに埋め込まれていてもよい。
凹み部２ｂは、枕木本体２と固定部品６とを接触させないために用いられる硬質部材３の形状に合わせて枕木本体２を切り欠いたもので、フックボルト５を通すための貫通穴２ａおよび３ａの中心に合わせ、硬質部材３が部分的ないしは全体的に枕木本体２に埋め込まれるように設ける（図３および４参照）。
凹み部２ｂの形状は、硬質部材３の形状に合わせて円盤状や多角形でも良いが、加工が平易なことから直方体が好ましい。凹み部２ｂは、枕木本体２の上面を軌条７の長手方向に縦断している。

これにより、硬質部材３が枕木本体２に設けられた凹み部に埋め込まれて一体化されていることから、既存の枕木と外形が変わらないため、線路の設計を変更することなく使用することができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、枕木本体２に接着する硬質部材３について、一対に設けずに片側だけに設けられていてもよい。
このような構成とすることで、枕木１においてより摩耗が厳しい側のみ硬質部材を採用し、枕木１あたりの部品単価を下げることができる。

また、固定部品６について、座面圧力に対して硬質部材３の降伏強度が問題ない場合は、座金６ｂを用いずナット６aのみを用いてもよい。
このような構成とすることで、固定部品６の単価を下げることができる。

また、枕木本体２に凹み部２ｂについて、一対に設けずに片側だけに設けられてもよい。
このような構成とすることで、左右の枕木の使用量及び高さを調整することができる。

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１枕木
２枕木本体
３硬質部材
４接着剤
５フックボルト
６固定部品
７軌条
２ａ,３ａ貫通穴
２ｂ凹み部
４ａ接着面
５ａフック部
５ｂ胴部
５ｃヘッド部
５ｄ螺条部
６ａナット
６ｂ座金

Claims

直方体形状の枕木本体と、
前記枕木本体の上面に接着される硬質部材と、を備え、
前記硬質部材及び前記枕木本体にはフックボルトを固定するための貫通穴が形成され、
前記フックボルトの上端には、前記フックボルトを前記枕木本体に固定するための固定部品が取り付けられ、
前記硬質部材は、ガラス繊維で補強され、
前記硬質部材は、前記固定部品と前記枕木本体との間に配置され、前記固定部品を前記枕木本体に接触させない、橋枕木の構造。
直方体形状の枕木本体と、
前記枕木本体の上面に接着される硬質部材と、を備え、
前記硬質部材及び前記枕木本体にはフックボルトを固定するための貫通穴が形成され、
前記フックボルトの上端には、前記フックボルトを前記枕木本体に固定するための固定部品が取り付けられ、
前記硬質部材は、前記枕木本体よりも硬く、
前記硬質部材は、前記固定部品と前記枕木本体との間に配置され、前記固定部品を前記枕木本体に接触させない、橋枕木の構造。
直方体形状の枕木本体と、
前記枕木本体の上面に接着される硬質部材と、を備え、
前記硬質部材及び前記枕木本体にはフックボルトを固定するための貫通穴が形成され、
前記フックボルトの上端には、前記フックボルトを前記枕木本体に固定するための固定部品が取り付けられ、
前記硬質部材が、ガラス繊維を補強した硬質ウレタン樹脂発泡体であり、
前記硬質部材は、前記固定部品と前記枕木本体との間に配置され、前記固定部品を前記枕木本体に接触させない、橋枕木の構造。
直方体形状の枕木本体と、
前記枕木本体の上面に接着される硬質部材と、を備え、
前記硬質部材及び前記枕木本体にはフックボルトを固定するための貫通穴が形成され、
前記フックボルトの上端には、前記フックボルトを前記枕木本体に固定するための固定部品が取り付けられ、
前記硬質部材が、ガラス繊維を補強した硬質ウレタン樹脂の粉体とウレタン樹脂とを含む成型体であり、
前記硬質部材は、前記固定部品と前記枕木本体との間に配置され、前記固定部品を前記枕木本体に接触させない、橋枕木の構造。
前記硬質部材が、前記枕木本体の上面に設けられた凹み部に埋め込まれていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の橋枕木の構造。
前記固定部品は、前記凹み部に埋め込まれていないことを特徴とする、請求項５に記載の橋枕木の構造。
請求項１から６のいずれか１項に記載の橋枕木の構造の補修方法であって、
摩耗した前記硬質部材を除去する工程と、
新たに製作した硬質部材を固定する工程と、
前記硬質部材に前記貫通穴を穿孔する工程と、を備える、
橋枕木の構造の補修方法。