JPH09273101A - 軌道用沈下防止枕木 - Google Patents

軌道用沈下防止枕木

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JPH09273101A
JPH09273101A JP8541296A JP8541296A JPH09273101A JP H09273101 A JPH09273101 A JP H09273101A JP 8541296 A JP8541296 A JP 8541296A JP 8541296 A JP8541296 A JP 8541296A JP H09273101 A JPH09273101 A JP H09273101A
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JP
Japan
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sleeper
sleepers
ballast
subsidence
load
Prior art date
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Withdrawn
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JP8541296A
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English (en)
Inventor
Naoto Mifune
直人 御船
Rokuro Masui
録郎 増井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NISHIYAMA KK
Nishiyama Corp
Original Assignee
NISHIYAMA KK
Nishiyama Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 耐候性、や耐強度性に優れ、長期安定で長寿
命が達成でき、大面積化・大型化によらず荷重分散性を
高めて不等沈下を防止でき併せて軽量・低コスト化が図
れる枕木を提供する。 【解決手段】 上面側より重力方向に加えられた荷重を
底部のほかに側面の全部もしくは一部からも外に力を及
ぼし得る形状を有する軌道用沈下防止枕木。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、沈下を防止するた
めの新規な軌道用枕木に関する。
【0002】
【従来の技術】現在用いられている枕木としては、図1
(a)に示すように、軸線に垂直な断面が、長方形であ
る木製のものが古くから使われている。該木製の枕木
は、加工性に優れ、軽量で作業性にも優れている反面、
耐候性や高強度の補強が難しく、こうした材質が枕木の
劣化の原因にもなっており、直接的に枕木の寿命を決定
することにもなっていた。また、資材である木材は、現
在その多くを海外に依存しており、こうした貴重な森林
資源を用いることは環境保全およびコストの面からも余
り好ましくないものとなってきている。
【0003】そのため、形状は木製と同じままで、その
材質をコンクリート製としたものが使われるようになっ
てきている。該コンクリート製の枕木は、上記枕木の劣
化原因である耐候性や耐強度性に優れ、かつ木製の枕木
に比して低コストであり環境保全にもなるが、逆に木製
の枕木に比して重く、作業性などの点でなお改良の余地
を残していた。そのため、図1(b)〜(d)に示すよ
うに、軸線に垂直な断面を台形や凸形等とすることで軽
量化の図られた種々のコンクリート製のものが主流にな
ってきている。
【0004】これらの枕木では、列車の通過の際に、列
車から枕木の上面に加わる重力方向の荷重は、該枕木が
緩衝性が低く剛性に優れるため、そのまま荷重が枕木内
部を伝わって枕木下面よりその下部に位置するバラスト
に伝達される。続いて、バラストに伝達された荷重によ
り該バラストが変形し、これにより列車荷重を分散させ
ることができ、振動を吸収し、車両の動揺を防ぐことが
できるものである。この際、バラストへの列車荷重の均
質な分散性を高めるには、該荷重を伝える枕木の下面は
平坦で広いものが良いとされ、かかる基礎的な設計思想
に基づき、最初に設計されたのが木製の枕木であること
から、今日多くの改良がなされている枕木においても、
その底面積の大きさは断面台形形状の木製枕木〜断面台
形形状のコンクリート製枕木に至までの間一貫して変わ
っておらず、断面台形形状の場合にも、軽量化では上部
を削り込んだ形となっており、分散性を犠牲にしてまで
下部面積を削り込んで軽量化を図ろうとした例は見当た
らないのである。
【0005】一方、図2に示すように、軌道バラスト道
床の基本構造は、路盤4上に盛り固められたバラスト3
と、該バラスト3上部に一定間隔で固設された枕木2
と、該枕木2上に平行に敷設されたレール1とから構成
されている。この軌道バラスト道床におけるバラスト
は、上述のように変位(変形)することにより列車荷重
を分散させ、振動を吸収し、車両の動揺を防ぐ働きがあ
るが、時間の経過とともに列車荷重による個々のバラス
トどうしの磨耗のため、バラストが流動化し、枕木が沈
むことによりレール面が不等沈下し軌道狂いが生じ、つ
いには車両の振動吸収量が低下するほか、不等沈下によ
り電車のパンタグラフと電線との距離が狂い、パンタグ
ラフや電線の損傷や接触不良が生じるなどの課題を有し
ている。
【0006】そのため、できるだけ個々のバラストへの
列車荷重を低減し、枕木の不等沈下を防止することがで
きるように、従来の枕木の底面積よりも大きいものを用
い荷重の分散性を高めた枕木も一部の実用化されてきて
いる。しかしながら、こうした枕木の大面積化・大型化
により、コスト高になる上、軽量化にも反することにな
っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、従来の枕木が抱える課題を全て解決し得るもの
であり、耐候性、や耐強度性に優れ、長期安定で長寿命
が達成でき、大面積化・大型化によらず荷重分散性を高
めて不等沈下を防止でき併せて軽量・低コスト化が図れ
る枕木を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
軌道用沈下防止枕木につき鋭意検討した結果、従来の枕
木設計における既成概念や設計思想に捕らわれることな
く、断面逆台形形状として荷重の分散性が犠牲になるよ
うな下部面積の削り込みにより軽量化を図ったところ、
従来考えられていた荷重の集中により沈下が進行しない
ことを知り、かかる知見に基づいて本発明を完成するに
至ったものである。これは、列車通過の際、まず、車輪
の荷重によってレールがたわみ枕木も沈み込み、逆台形
枕木の下面および側面より力を受けたバラストは下方お
よび側方の空隙の方向に移動してその力を分散吸収す
る。次に、車輪通過後レールたわみが復元しレールに締
結された枕木も元の位置まで浮き上がることで、枕木の
側面傾斜部のバラストの一部は、傾斜に沿って浮き上が
ってできた下方(および側方)空間へと移動ないし流動
することが可能となる。そのため枕木の上下振動による
一連の動作で漸進的な沈下が抑制できることが分かった
ものである。
【0009】すなわち、本発明の目的は、(1) 上面
側より重力方向に加えられた荷重を底部のほかに側面の
全部もしくは一部からも外に力を及ぼし得る形状を有す
ることを特徴とする軌道用沈下防止枕木により達成され
る。
【0010】また、本発明の他の目的は、(2) 上面
側より重力方向に加えられた荷重を側面に垂直な方向に
も分散し得る側面形状を有することを特徴とする軌道用
沈下防止枕木により達成される。
【0011】さらに、本発明の他の目的は、(3) 軸
線に垂直な断面が、上部より底部側へ漸次縮幅された部
位を少なくとも一部に有することを特徴とする軌道用沈
下防止枕木により達成される。
【0012】さらにまた、本発明の他の目的は、(4)
軸線に垂直な断面が、上辺よりも短い底辺ないし底点
により構成されていることを特徴とする軌道用沈下防止
枕木により達成される。
【0013】さらに、本発明の他の目的は、(5) 前
記枕木本体の側面部および/または底面部に衝撃吸収材
を設けてなることを特徴とする上記(1)ないし(4)
に示す軌道用沈下防止枕木により達成される。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を用いて、よ
り詳細に説明する。
【0015】図3(a)〜(l)は、本発明の枕木の実
施の形態を模式的に例示した、軸線に垂直な断面概略図
である。
【0016】図3に示すように、本発明の枕木では、上
面側より重力方向に加えられた荷重を底部のほかに側面
の全部もしくは一部からも外に力を及ぼすことのできる
形状を有していれば良く、換言すれば、上面側より重力
方向に加えられた荷重を重力方向に垂直な方向にも分散
させることのできる側面形状を有していれば良いもので
ある。そのためには、軸線に垂直な断面が、上辺よりも
短い底辺ないし底点により構成されていること、別言す
れば、軸線に垂直な断面が、上部より底部側へ漸次縮幅
された部位を少なくとも一部に有する形状を持つもので
あれば良いのである。
【0017】なお、本発明の枕木は、軸線方向に均一な
形態をとる必要は必ずしもない。すなわち、図4に示す
ように、2本のレールの下部の枕木の高さ(厚み)に関
しては、電線との位置関係などにより、できるだけ画一
的に規定する必要があるが、レール間の枕木部分の厚さ
は特に制限されないことから、枕木の軽量化のため高さ
を低く(厚みを小さく)しても良い。同様に幅長も軽量
化のため、短くしても良い。
【0018】すなわち、従来の断面台形形状の枕木で
は、上面側より重力方向に加えられた荷重は、すべて該
枕木底面側のバラストに吸収されていた。バラストが荷
重を吸収することにより、バラスト粒子は、下方の間隙
を埋める方向に移動し、さらに下方の空隙率が減少の後
には枕木下のバラスト粒子は、剪断変形により細粒化す
るほかその一部は側方の間隙を埋める方向に移動するこ
とにより漸進的な沈下を生じていた。しかしながら、本
発明の枕木では、上面側より重力方向に加えられた荷重
は、枕木の底面側および側面側のバラストに吸収させる
ことができる。バラスト粒子は、下方および側方の間隙
を埋める方向に広範囲に移動すると共に、枕木の側面傾
斜部のバラストは、該傾斜に沿って空間部分を移動し、
枕木下の沈下による空間部分を埋めるため、下方および
側方の空隙率が減少するまでに長時間を確保することが
でき、漸進的な沈下を抑制することができる。
【0019】なお、本発明の枕木の材料に関しては、剛
性を有し、耐候性や耐強度性に優れるコンクリート製と
することが望ましい。
【0020】さらに本発明では、必要に応じて、バラス
ト間の空隙が減少した後の荷重によってバラストが剪断
変形により細粒化するのを軽減するために、該枕木の表
面、特に底面および/または側面にゴムなどの緩衝およ
び防振のための衝撃吸収材を設けても良い。該緩衝およ
び防振のための衝撃吸収材の厚みとしては、バラストと
の間で緩衝性および防振性(衝撃吸収性)を発現でき、
剪断変形による細粒化抑制効果が得られる厚みであれば
良く、10mm以上の厚さがあれば十分である。なお、
側面から底面にかけて緩衝および防振のための衝撃吸収
材を設ける場合には、枕木本体と該衝撃吸収材との隙間
に入り込んだ雨水で該衝撃吸収材が劣化されるのを防止
できるように、底面部の該衝撃吸収材に水抜き穴を設け
ておくことが望ましい。
【0021】
【実施例】以下に、実施例および比較例をあげて本発明
をさらに詳しく説明する。
【0022】実施例 図4に示す枕木を道床模型バラスト中に平行に置き、5
分間振動を加えながら枕木周辺のバラストの様子を観察
した。その結果、本実施例の枕木では、枕木周辺のバラ
ストが枕木にそって下方方向に移動して枕木の沈下を防
止している事が確認できた。
【0023】比較例 図1(b)に示す従来型の枕木(軸線に垂直な断面の形
状以外の横断面形状などに関しては実施例と同じ)を用
いて、実施例1と同様の試験を行った結果、枕木の沈下
は抑制できず、さらに沈下と共にバラストが枕木の上部
まで盛り上がってくることが確認できた。
【0024】
【発明の効果】本発明の枕木では、従来型の枕木よりも
沈下の抑制効果に優れ、沈下を修復作業が半減でき、労
力の節減と共にその費用が大幅に低減することが可能に
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1(a)〜(d)は、それぞれ従来の枕木
の実施の形態を模式的に示した軸線に垂直な断面概略図
である。
【図2】 軌道バラスト道床の基本構造を模式的に表し
た断面概略図である。
【図3】 図3(a)〜(l)は、それぞれ本発明の枕
木の実施の形態を模式的に示した軸線に垂直な断面概略
図である。
【図4】 図4(a)は、本発明の枕木の一実施の形態
を模式的に示した正面図であり、図4(b)は、同実施
形態の左側面図であり、図4(c)は、同実施形態の平
面図である。
【符号の説明】
1…レール、 2…枕木、3…バラ
スト、 4…路盤。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上面側より重力方向に加えられた荷重を
    底部のほかに側面の全部もしくは一部からも外に力を及
    ぼし得る形状を有することを特徴とする軌道用沈下防止
    枕木。
  2. 【請求項2】 上面側より重力方向に加えられた荷重を
    側面に垂直な方向にも分散し得る側面形状を有すること
    を特徴とする軌道用沈下防止枕木。
  3. 【請求項3】 軸線に垂直な断面が、上部より底部側へ
    漸次縮幅された部位を少なくとも一部に有することを特
    徴とする軌道用沈下防止枕木。
  4. 【請求項4】 軸線に垂直な断面が、上辺よりも短い底
    辺ないし底点により構成されていることを特徴とする軌
    道用沈下防止枕木。
  5. 【請求項5】 前記枕木本体の側面部および/または底
    面部に衝撃吸収材を設けてなることを特徴とする請求項
    1ないし4に記載の軌道用沈下防止枕木。
JP8541296A 1996-04-08 1996-04-08 軌道用沈下防止枕木 Withdrawn JPH09273101A (ja)

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Effective date: 20030701