JP2014163143A - 曲線部軌道構造、バラスト整形材 - Google Patents
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Abstract
【課題】施工性、排水性、加工性に優れる軽量な曲線部軌道構造を提供する。
【解決手段】路盤に敷設されたバラストと、バラスト上に互いに平行に敷設された第１、および第２線路とを備え、第１、および第２線路が第２線路側を内側として曲線部を構成する。第１線路は、第１枕木と、第１外軌レールと、第１内軌レールとからなる。第２線路は、第２枕木と、第２外軌レールと、第２内軌レールとからなる。第１、第２内軌レールの高さに変位が生じず、かつ第１、および第２線路が所望の設計速度に対応するカント量を備えるように、第１、第２内軌レール、第１、第２外軌レールの位置が調整される。位置調整によって第１線路の曲線外側方向に生じる第１嵩増部と、第１線路と第２線路の間に生じる第２嵩増部とが、網状に形成されたバラスト整形材によって整形される。
【選択図】図５
【解決手段】路盤に敷設されたバラストと、バラスト上に互いに平行に敷設された第１、および第２線路とを備え、第１、および第２線路が第２線路側を内側として曲線部を構成する。第１線路は、第１枕木と、第１外軌レールと、第１内軌レールとからなる。第２線路は、第２枕木と、第２外軌レールと、第２内軌レールとからなる。第１、第２内軌レールの高さに変位が生じず、かつ第１、および第２線路が所望の設計速度に対応するカント量を備えるように、第１、第２内軌レール、第１、第２外軌レールの位置が調整される。位置調整によって第１線路の曲線外側方向に生じる第１嵩増部と、第１線路と第２線路の間に生じる第２嵩増部とが、網状に形成されたバラスト整形材によって整形される。
【選択図】図５
Description
本発明は鉄道の曲線部軌道構造、およびこれに用いられるバラスト整形材に関する。
既存の鉄道路線の高速化を実現するためには、曲線通過速度の高速化が必要となる場合がある。曲線通過速度を高速化するためには、曲線部の軌道構造の改良が必要となる。曲線部の軌道構造の具体的な改良方法として、曲線半径の拡大、カント嵩上などがある。例えば曲線通過速度Ｖは、Ｒを曲線半径（ｍ）、Ｃをカント（ｍｍ）、ａを所定の係数として以下のように定義される。
Ｃは通常、許容カント不足量Ｃｄ（ｍｍ）とカント設定量Ｃｍ（ｍｍ）の和で計算される。
曲線区間の軌道構造、当該軌道構造に用いる枕木やスラブマット等のレール支持体、曲線区間の軌道のカント設定方法の例として特許文献１が開示されている。
曲線通過速度を高速化するために曲線半径を拡大する方法を採用した場合、曲線半径の拡大により計画軌道が鉄道会社の用地外に張り出す場合には、新たな用地確保が必要となる。また、高架橋上に曲線が存在する場合、新たな計画軌道に合わせて既設高架橋の撤去、および計画された曲線半径を満足する新設高架橋の設置が必要となる。新たな用地確保は膨大なコストと手間がかかる。また、既設高架橋の撤去や新設高架橋の設置は、既存の鉄道路線の一部区間を長期間に渡り運休として行わなければならず、コストや手間が膨大となり、事実上不可能な場合が多い。そこで、曲線部の軌道構造の改良方法としてカント嵩上が実施される場合がある。以下、図１、図２を参照してカント嵩上の施工方法について説明する。図１は第１線路におけるカント嵩上の施工手順を示す横断面図である。図２は第１、第２線路におけるカント嵩上の施工手順を示す横断面図である。図１に示す曲線部軌道構造の例では、バラスト１が路盤に敷設され、バラスト１上に互いに平行に下り線（第１線路）、上り線（第２線路）が敷設されている。第１、および第２線路は、第２線路側を内側として曲線部を構成している。第１線路は、バラスト１上に敷設された第１枕木２と、第１枕木２上に曲線の外側方向に敷設された第１外軌レール３と、第１枕木２上に曲線の内側方向に敷設された第１内軌レール４とからなる。第２線路は、バラスト１上に敷設された第２枕木５と、第２枕木５上に曲線の外側方向に敷設された第２外軌レール６と、第２枕木５上に曲線の内側方向に敷設された第２内軌レール７とからなる。本明細書では第１線路が曲線外側に敷設され、第２線路が曲線内側に敷設された２本の線路からなる曲線部軌道構造を例に説明を進める。図１では、第１線路を下り線、第２線路を上り線とした複線と設定したが、上り、下りの別は本発明の本質とは無関係であるため、例えば第１線路を上り線、第２線路を下り線とした複線であってもよい。また、第１、第２線路を単線並列としてもよい。または、第１、第２線路を複々線の上り、下り何れかと設定してもよい。ここで、第１線路のカント嵩上後においてもパンタグラフと第１線路上に架空されるトロリー線（電車線）の接触を良好に保つため、カント嵩上後のトロリー線（電車線）と線路との離間距離がカント嵩上前と等しく保たれなければならない。このため、図１に示すように、カント嵩上前後において第１内軌レール４、および第２内軌レール７の高さに変位が生じないようにして、トロリー線（電車線）と線路との離間距離を等しく保つ。具体的には、図１の矢印Ａに示すように、第１内軌レール４の下にあるバラスト１を予堀して、第１内軌レール４の高さを予め下げておき、その後、図１の矢印Ｂに示すように、第１外軌レール３の下にあるバラスト１を嵩増しして、第１外軌レール３の高さを高くすることでカント嵩上を行う。第２線路についても同様である。第２線路の場合は、図２の矢印Ａに示すように、第２内軌レール７の下にあるバラスト１を予堀して、第２内軌レール７の高さを予め下げておき、その後、図２の矢印Ｂに示すように、第２外軌レール６の下にあるバラスト１を嵩増しして、第２外軌レール６の高さを高くすることでカント嵩上を行う。カント嵩上は、第１、および第２線路が所望の設計速度に対応するカント量を備えるように実施される。施工後のバラスト１には施工前のバラスト１と比較してその形状において変化がみられる。図２の長破線は施工前の軌道の横断面の線形を、実線は施工後の軌道の横断面の線形を示す。図２に示されるように、第１線路の曲線外側方向には、バラストが嵩増された領域である第１嵩増部１−１が生ずる。同様に、第１線路と第２線路の間には、第２嵩増部１−２が生ずる。これらの嵩増部１−１、１−２は、建築限界を超える高さ、幅になると車両通過時に巻き上げられるため問題となる。また、嵩増部１−１側を保守点検用通路として用いる場合、嵩増部１−１が作業員の歩行の妨げとなる。作業員が嵩増部１−１付近を通行する度にバラスト１を蹴り上げることでバラスト１が散乱し、保守管理上問題となる。これら以外にも、嵩増部１−１の下に例えば信号用トラフなどが埋設されている場合、この信号用トラフの保守点検に際し、嵩増部１−１は邪魔になる。
これに対し、例えば図３に示すようなＬ字ブロック９００等を使って、嵩増部１−１の整形を行って、嵩増部１−１近傍に保守点検用通路を確保したり、嵩増部１−２を整形して、バラスト１が建築限界内に入らないようにし、通過車両が嵩増部１−２付近のバラスト１を巻き上げないようにすることが可能である。
在来線の改修工事では、最終列車通過後、翌朝の始発列車通過前までに工程を消化しなければならない。また大規模地震が発生した場合、バラストの崩れ、軌道沈下が発生して列車走行に支障が生じる場合がある。この場合、できる限り短時間で軌道整備を行う必要がある。これらの理由により、バラスト整形材は施工性、取り扱いに優れることが要求されるが、図３に示したＬ字ブロック９００は、重量、体積が大きいため施工性に優れているとはいえない。
また、図３に示したＬ字ブロック９００は体積が大きいため、資材として保管しておくために必要なスペースが大きくなるという欠点がある。
また、路盤の軟弱化を防ぐため、バラストは十分な排水性能（水はけの良さ）を備えている必要があるが、図３に示したようなＬ字ブロック９００をバラスト整形目的で多用すれば、軌道全体の排水性能は劣化する。軌道全体の排水性能が劣化すれば、路盤の軟弱化により軌道全体の歪み、緩みが発生し列車の運行に影響を来す。
また、図３に示したようなＬ字ブロック９００は、一般にはコンクリート製であるため加工が容易でない。従って、現場の状況に則してその形状を変更することは難しい。
また、図３に示したようなＬ字ブロック９００は重量が大きいため多用すれば盛土への上載重量が増大し、圧密沈下を誘引する。
そこで、本発明では、施工性、排水性、加工性に優れる軽量な曲線部軌道構造を提供することを目的とする。
本発明の曲線部軌道構造は、路盤に敷設されたバラストと、バラスト上に互いに平行に敷設された第１、および第２線路とを備える。第１、および第２線路が第２線路側を内側として曲線部を構成する。第１線路は、バラスト上に敷設された第１枕木と、第１枕木上に曲線の外側方向に敷設された第１外軌レールと、第１枕木上に曲線の内側方向に敷設された第１内軌レールとからなる。第２線路は、バラスト上に敷設された第２枕木と、第２枕木上に曲線の外側方向に敷設された第２外軌レールと、第２枕木上に曲線の内側方向に敷設された第２内軌レールとからなる。第１、第２内軌レールの高さに変位が生じず、かつ第１、および第２線路が所望の設計速度に対応するカント量を備えるように、第１、第２内軌レール、第１、第２外軌レールの位置が調整される。位置調整によって第１線路の曲線外側方向に生じるバラストの嵩増部である第１嵩増部と、第１線路と第２線路の間に生じるバラストの嵩増部である第２嵩増部とが、網状に形成されたバラスト整形材によって整形される。
本発明の曲線部軌道構造は、施工性、排水性、加工性に優れ、軽量である。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
以下、図４、図５を参照して実施例１の曲線部軌道構造について説明する。図４は、本実施例の曲線部軌道構造のカント嵩上前後のバラスト形状の変化を示す横断面図である。図５は本実施例の曲線部軌道構造のバラスト整形後のバラスト形状の変化を示す横断面図である。
本実施例では、一般部の曲線部軌道構造について述べる。図１と同様に、本実施例の曲線部軌道構造は、路盤に敷設されたバラスト１と、バラスト１上に互いに平行に敷設された第１、および第２線路とからなる。第１、および第２線路が第２線路側を内側として曲線部を構成する。第１線路は、バラスト１上に敷設された第１枕木２と、第１枕木２上に曲線の外側方向に敷設された第１外軌レール３と、第１枕木上に曲線の内側方向に敷設された第１内軌レール４とからなる。第２線路は、バラスト１上に敷設された第２枕木５と、第２枕木５上に曲線の外側方向に敷設された第２外軌レール６と、第２枕木５上に曲線の内側方向に敷設された第２内軌レール７とからなる。図２の場合と同様に、カント嵩上後、第１線路の曲線外側方向には第１嵩増部１−１が、第１線路と第２線路の間には、第２嵩増部１−２が生ずる。本実施例の曲線部軌道構造では、第１嵩増部１−１の下に信号用トラフ１１が埋設されている。第１線路側にカント嵩上前の建築限界を長破線、カント嵩上後の建築限界１０を実線で表示した。
＜測定、確認＞
施工に先立ち、以下の（１）〜（４）の測定作業を行う。
（１）施工前の軌道状況曲線を測定し、設計曲線との相違点を見つける。
（２）これを踏まえ軌道横断方向線形（列車進行方向の左右の線形）の変位を検討する。（３）次に、整正作業を実施するか否か、必要の有無を検討する。
（４）併せて、軌道縦断方向線形（列車進行方向の前後の線形）の検討を行う。
施工に先立ち、以下の（１）〜（４）の測定作業を行う。
（１）施工前の軌道状況曲線を測定し、設計曲線との相違点を見つける。
（２）これを踏まえ軌道横断方向線形（列車進行方向の左右の線形）の変位を検討する。（３）次に、整正作業を実施するか否か、必要の有無を検討する。
（４）併せて、軌道縦断方向線形（列車進行方向の前後の線形）の検討を行う。
次に、以下の（Ａ）〜（Ｄ）の確認作業を行う。
（Ａ）施工区間内の基準器の位置で、トロリー線（電車線）と軌道との関連を調査する。（Ｂ）軌道横断面における軌道中心からの垂線とトロリー線（電車線）の左右変位量表とを参照して許容値の確認を実施し、一回作業あたりの嵩上量を検討する。
（Ｃ）併せて、トロリー線（電車線）の高さ（レール面−電車線間距離）量測定表を参照して許容値の確認を実施し、カント嵩上作業が可能か否かの検討を行う。
（Ｄ）軌道横断面、軌道縦断面の検討を行い、カント嵩上作業により、やむを得ずトロリー線（電車線）吊架許容値を超える恐れがある場合は、トロリー線（電車線）調整作業を実施する。
（Ａ）施工区間内の基準器の位置で、トロリー線（電車線）と軌道との関連を調査する。（Ｂ）軌道横断面における軌道中心からの垂線とトロリー線（電車線）の左右変位量表とを参照して許容値の確認を実施し、一回作業あたりの嵩上量を検討する。
（Ｃ）併せて、トロリー線（電車線）の高さ（レール面−電車線間距離）量測定表を参照して許容値の確認を実施し、カント嵩上作業が可能か否かの検討を行う。
（Ｄ）軌道横断面、軌道縦断面の検討を行い、カント嵩上作業により、やむを得ずトロリー線（電車線）吊架許容値を超える恐れがある場合は、トロリー線（電車線）調整作業を実施する。
＜施工＞
曲線内側の線路である第２線路側から先にカント嵩上を実施する。以下の〔手順１〕〜〔手順３〕の手順で施工を実施する。
〔手順１〕前述同様に、第２内軌レール７の下にあるバラスト１を予堀して、第２内軌レール７の高さを予め下げておき、第２外軌レール６の下にあるバラスト１を嵩増しして、第２外軌レール６の高さを高くする。
〔手順２〕同様に、第１内軌レール４の下にあるバラスト１を予堀して、第１内軌レール４の高さを予め下げておき、第１外軌レール３の下にあるバラスト１を嵩増しして、第１外軌レール３の高さを高くする。
〔手順３〕第１嵩増部１−１を網状に形成したＩ型バラスト整形材１００により、第２嵩増部１−２を断面Ｌ字形状の網状に形成したＬ型バラスト整形材２００により、図５に示す嵩増部１−１’、第２嵩増部１−２’の状態に整形する。
曲線内側の線路である第２線路側から先にカント嵩上を実施する。以下の〔手順１〕〜〔手順３〕の手順で施工を実施する。
〔手順１〕前述同様に、第２内軌レール７の下にあるバラスト１を予堀して、第２内軌レール７の高さを予め下げておき、第２外軌レール６の下にあるバラスト１を嵩増しして、第２外軌レール６の高さを高くする。
〔手順２〕同様に、第１内軌レール４の下にあるバラスト１を予堀して、第１内軌レール４の高さを予め下げておき、第１外軌レール３の下にあるバラスト１を嵩増しして、第１外軌レール３の高さを高くする。
〔手順３〕第１嵩増部１−１を網状に形成したＩ型バラスト整形材１００により、第２嵩増部１−２を断面Ｌ字形状の網状に形成したＬ型バラスト整形材２００により、図５に示す嵩増部１−１’、第２嵩増部１−２’の状態に整形する。
〔手順１〕〜〔手順３〕は、場合により複数回に分けて実施される。施工長は、２車長（４０ｍ）以上を最低長とする。
＜バラスト整形材＞
以下、図６、図７を参照して、Ｉ型バラスト整形材１００、Ｌ型バラスト整形材２００について詳細に説明する。図６は本実施例のＩ型バラスト整形材１００を示す図である。図７は本実施例のＬ型バラスト整形材２００を示す図である。図６に示すように、Ｉ型バラスト整形材１００は、鉛直方向等間隔に配列された複数の第１鋼線１２０と、水平方向等間隔に配列された複数の第２鋼線１３０とを格子状に組み合わせて形成した網形状であることを特徴とする。Ｉ型バラスト整形材１００の鉛直方向中心付近に、第１鋼線１２０と平行にＬ型鋼材１１０が溶接されていてもよい。Ｌ型鋼材１１０としては例えば幅２０ｍｍのＬ型鋼材を用いることができる。Ｉ型バラスト整形材１００の水平方向端部に他のバラスト整形材との結合に用いるジョイント金具１４０をさらに備えることとしてもよい。ジョイント金具１４０は、任意の個数とすることができる。ジョイント金具１４０を備えることにより、Ｉ型バラスト整形材１００同士を堅固に連結し延長することができる。また連結は、例えばボルト−ナットなどを用いて行うことができるため、施工が容易である。Ｉ型バラスト整形材１００は、図５の嵩増部１−１’に用いるほか、高架橋上で使用することができる。施工に際しては、鉛直方向長さの約半分が、バラスト１に埋設される。これにより、力学的に自立が可能である。第１鋼線１２０、第２鋼線１３０は例えば直径６、８、１０ｍｍの芯材などを用いることができる。例えば第２鋼線１３０の長さを６００ｍｍとし、第１鋼線１２０を１００ｍｍ間隔で７本配列して、高さ６００ｍｍのＩ型バラスト整形材１００を形成してもよい。これらの材料が一般の鋼線であれば製作後亜鉛メッキを施して耐候性を向上させることが望ましい。また、材料にＳＵＳ３０４を使用する場合には、異種金属接触腐食を防ぐため同材料の連結使用が望ましい。第１鋼線１２０、第２鋼線１３０として、加工可能なＦＲＰ、炭素繊維束を用いてもよい。
以下、図６、図７を参照して、Ｉ型バラスト整形材１００、Ｌ型バラスト整形材２００について詳細に説明する。図６は本実施例のＩ型バラスト整形材１００を示す図である。図７は本実施例のＬ型バラスト整形材２００を示す図である。図６に示すように、Ｉ型バラスト整形材１００は、鉛直方向等間隔に配列された複数の第１鋼線１２０と、水平方向等間隔に配列された複数の第２鋼線１３０とを格子状に組み合わせて形成した網形状であることを特徴とする。Ｉ型バラスト整形材１００の鉛直方向中心付近に、第１鋼線１２０と平行にＬ型鋼材１１０が溶接されていてもよい。Ｌ型鋼材１１０としては例えば幅２０ｍｍのＬ型鋼材を用いることができる。Ｉ型バラスト整形材１００の水平方向端部に他のバラスト整形材との結合に用いるジョイント金具１４０をさらに備えることとしてもよい。ジョイント金具１４０は、任意の個数とすることができる。ジョイント金具１４０を備えることにより、Ｉ型バラスト整形材１００同士を堅固に連結し延長することができる。また連結は、例えばボルト−ナットなどを用いて行うことができるため、施工が容易である。Ｉ型バラスト整形材１００は、図５の嵩増部１−１’に用いるほか、高架橋上で使用することができる。施工に際しては、鉛直方向長さの約半分が、バラスト１に埋設される。これにより、力学的に自立が可能である。第１鋼線１２０、第２鋼線１３０は例えば直径６、８、１０ｍｍの芯材などを用いることができる。例えば第２鋼線１３０の長さを６００ｍｍとし、第１鋼線１２０を１００ｍｍ間隔で７本配列して、高さ６００ｍｍのＩ型バラスト整形材１００を形成してもよい。これらの材料が一般の鋼線であれば製作後亜鉛メッキを施して耐候性を向上させることが望ましい。また、材料にＳＵＳ３０４を使用する場合には、異種金属接触腐食を防ぐため同材料の連結使用が望ましい。第１鋼線１２０、第２鋼線１３０として、加工可能なＦＲＰ、炭素繊維束を用いてもよい。
例えば、高さ６００ｍｍのＩ型バラスト整形材１００を１メートル長さで製作する場合、第１鋼線１２０、第２鋼線１３０をφ６、φ８の鋼線をところどころ組み合わせて製作すると、その重量は１３ｋｇ程度となる。
図７に示すように、Ｌ型バラスト整形材２００は、Ｉ型バラスト整形材１００と同じように、鉛直方向等間隔に配列された複数の第１鋼線１２０と、水平方向等間隔に配列された複数の第２鋼線２３０とを格子状に組み合わせて形成した網形状であって、第２鋼線２３０は第１鋼線１３０を所定の角度（例えば約９０度）に折り曲げ、鉛直断面の形状をＬ字形状としたことを特徴とする。第２鋼線２３０は、所定の角度で折り曲げられていること以外は、前述した第１鋼線１３０と同じである。Ｉ型バラスト整形材１００と同様、Ｌ型バラスト整形材２００は、ジョイント金具１４０を備えてもよい。また、Ｌ型バラスト整形材２００をバラスト１に固定するアンカー２５０を、Ｌ型バラスト整形材２００の底面側に備えてもよい。また、第１鋼線１２０に引掛固定可能な鉤を両端に備える補強部材２１０を備えてもよい。補強部材２１０の両端の鉤は、Ｌ型バラスト整形材２００の上方端部と、側方端部にそれぞれ引っ掛け固定される。補強部材２１０により、Ｌ型バラスト整形材２００の物理的強度が増し、Ｌ型バラスト整形材２００の変形を防ぐことができる。例えば第２鋼線２３０の先端から折り曲げ箇所までの長さを４００ｍｍとし、第１鋼線１２０を１００ｍｍ間隔で鉛直方向に５本配列し、高さ４００ｍｍのＬ型バラスト整形材２００を形成してもよい。補強部材２１０は、例えば２５０ｍｍ間隔で配列することができる。Ｌ型バラスト整形材としては、例えば図８、図９のようなサイズ違いのバリエーションを採用することもできる。図８においては、第２鋼線２３０の先端から折り曲げ箇所までの長さを５００ｍｍとし、第１鋼線１２０を１００ｍｍピッチで鉛直方向に６本配列して高さ５００ｍｍとしている。図９においては、第２鋼線２３０の先端から折り曲げ箇所までの長さを７００ｍｍとし、第１鋼線１２０を１００ｍｍピッチで鉛直方向に８本配列して高さ７００ｍｍとしている。
例えば、高さ４００ｍｍ、幅４００ｍｍのＬ型バラスト整形材２００を１メートル長さで製作する場合、第１鋼線１２０、第２鋼線２３０をφ６、φ８の鋼線をところどころ組み合わせて製作すると、その重量は１３ｋｇ程度となる。また、高さ５００ｍｍ、幅５００ｍｍのＬ型バラスト整形材３００を１メートル長さで製作する場合、第１鋼線１２０、第２鋼線２３０をφ６、φ８の鋼線をところどころ組み合わせて製作すると、その重量は１４ｋｇ程度となる。また、高さ７００ｍｍ、幅７００ｍｍのＬ型バラスト整形材４００を１メートル長さで製作する場合、第１鋼線１２０、第２鋼線２３０をφ６、φ８の鋼線をところどころ組み合わせて製作すると、その重量は２０ｋｇ程度となる。
Ｉ型バラスト整形材１００、Ｌ型バラスト整形材２００（３００、４００）は重ね置きして倉庫に保管することができるため、保管に必要な空間が少なくて済む。例えば、全長１００ｍ分のＬ型バラスト整形材２００を資材として保管する際に必要となる空間は、わずか幅１ｍ×長さ２ｍ×高さ１ｍ程度で済む。これは前述したＬ字ブロック９００を全長１００ｍ保管する際に必要となる空間と比較すると劇的に小さい。
＜死加重の比較＞
カント嵩上に際し、バラスト１の補充を行う必要があるが、この補充は、本来の設計に含まれる加重ではない。従って上述の圧密沈下を軽減するために、バラスト整形材は軽量であることが望ましい。ここで、バラスト整形材として用いるＬ字ブロック９００のサイズを図１０に示すように規定した場合の死加重の増加量と、前述したＬ型バラスト整形材２００を用いた場合の死加重の増加量の比較シミュレーションを行った。以下にシミュレーション結果を示す。なおシミュレーションは標準的な形状を想定して行った。
カント嵩上に際し、バラスト１の補充を行う必要があるが、この補充は、本来の設計に含まれる加重ではない。従って上述の圧密沈下を軽減するために、バラスト整形材は軽量であることが望ましい。ここで、バラスト整形材として用いるＬ字ブロック９００のサイズを図１０に示すように規定した場合の死加重の増加量と、前述したＬ型バラスト整形材２００を用いた場合の死加重の増加量の比較シミュレーションを行った。以下にシミュレーション結果を示す。なおシミュレーションは標準的な形状を想定して行った。
i)バラスト
L=(法0.3m+肩0.4m+PC2.4m+肩0.4m+法0.3m)=3.8m
C=145-80=65ミリ
V=(3.8m×(65/1000)÷2)×859.05m=106.09m3
G=106.09m3×1.6Kg/m3=169.74t…(11)
L=(法0.3m+肩0.4m+PC2.4m+肩0.4m+法0.3m)=3.8m
C=145-80=65ミリ
V=(3.8m×(65/1000)÷2)×859.05m=106.09m3
G=106.09m3×1.6Kg/m3=169.74t…(11)
ii)Ｌ字ブロック(300*250*600*50;66キロ/L=600mミリ・個)
G=(延長859.05m÷0.6m)×66kg=1432個×0.066=94.5t…(12)
G=(延長859.05m÷0.6m)×66kg=1432個×0.066=94.5t…(12)
iii)バラスト＋Ｌ字ブロック
ΣG=(11)+(12)=169.74+94.5=264.24t/片線…(13)
ΣG=(11)+(12)=169.74+94.5=264.24t/片線…(13)
iv)Ｌ型バラスト整形材L300・I600F(L300=300*300*1000、9.9Kg/m)
上り線G=延長428.92m÷1m=429個×0.0099=4.25t…(14)
(I600F=600*1000、9.29.9Kg/m)
下り線G=延長430.13m÷1m=430個×0.0092t/片線=3.96t/片線F…(15)
上り線G=延長428.92m÷1m=429個×0.0099=4.25t…(14)
(I600F=600*1000、9.29.9Kg/m)
下り線G=延長430.13m÷1m=430個×0.0092t/片線=3.96t/片線F…(15)
v)バラスト＋Ｌ型バラスト整形材L300・I600F
G=(11)×2+(14)+(15)=264.24×2+4.25t+3.96t=347.69t/片線…(16)
G=(11)×2+(14)+(15)=264.24×2+4.25t+3.96t=347.69t/片線…(16)
vi)比較
Ｌ字ブロック上下線当たり=(13)×2=528.48t…(17)
Ｌ型バラスト整形材L300・I600F上下線当たり347.69t…(18)
(17)-(18)=-180.79t(軽量化)
Ｌ字ブロック上下線当たり=(13)×2=528.48t…(17)
Ｌ型バラスト整形材L300・I600F上下線当たり347.69t…(18)
(17)-(18)=-180.79t(軽量化)
上記、シミュレーションにより、想定されたカント嵩上において、約１８０ｔ軽量化できることが分かった。
このように本実施例の曲線部軌道構造は、施工性、排水性、加工性に優れ軽量である。
以下、図１１から図１６を参照して実施例２の曲線部軌道構造について説明する。図１１〜１６は、本実施例の曲線部軌道構造のカント嵩上の施工手順１〜６を示す横断面図である。
本実施例では、駅構内の曲線部軌道構造について述べる。具体的には、駅構内の軌道の全部または一部が曲線部を構成している場合であって、当該駅が急行（特急）通過駅などであって、急行（特急）列車の高速化のために、駅構内の軌道においてカント嵩上が必要な場合について説明する。実施例１と同様に、本実施例の曲線部軌道構造は、路盤に敷設されたバラスト１と、バラスト１上に互いに平行に敷設された第１、および第２線路とからなり、第１、および第２線路が第２線路側を内側として曲線部を構成する。第１線路は、バラスト１上に敷設された第１枕木２と、第１枕木２上に曲線の外側方向に敷設された第１外軌レール３と、第１枕木上に曲線の内側方向に敷設された第１内軌レール４とからなる。第２線路は、バラスト１上に敷設された第２枕木５と、第２枕木５上に曲線の外側方向に敷設された第２外軌レール６と、第２枕木５上に曲線の内側方向に敷設された第２内軌レール７とからなる。第１線路１１の曲線外側方向に信号用トラフ１１が埋設されている。これらについては実施例１と全く同じ条件である。本実施例ではこれらに加え、第１線路の曲線外側方向に第１乗降台１２が存在し、第２線路の曲線内側方向に第２乗降台１３が存在する。第１乗降台１２の先端を第１乗降台先端１２−１と呼び、第２乗降台１３の先端を第２乗降台先端１３−１と呼ぶ。
＜測定、確認＞
施工に先立ち、以下の（１）〜（３）の測定作業を行う。
（１）施工前の軌道状況曲線を測定し、設計曲線との相違点を見つける。
（２）ホームと実際の軌道曲線のホーム限界測定を行う。
（３）軌道曲線に対するトロリー線（電車線）の諸元測定を行う。
施工に先立ち、以下の（１）〜（３）の測定作業を行う。
（１）施工前の軌道状況曲線を測定し、設計曲線との相違点を見つける。
（２）ホームと実際の軌道曲線のホーム限界測定を行う。
（３）軌道曲線に対するトロリー線（電車線）の諸元測定を行う。
次に、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の確認作業を行う。
（Ａ）施工区間内の基準器の位置で、ホームと軌道のホーム限界の確認を行う。
（Ｂ）基準器の位置で、トロリー線（電車線）と軌道との関連を調査する。
（Ｃ）軌道横断面における軌道中心からの垂線とトロリー線（電車線）の左右変位量表とを参照して許容値の確認を実施し、一回作業あたりの嵩上量を検討する。
（Ｄ）トロリー線（電車線）の高さ（レール面−電車線間距離）量測定表を参照して、許容値の確認を実施し、カント嵩上作業が可能か否かの検討を行う。
（Ｅ）軌道横断面、軌道縦断面の検討を行い、カント嵩上作業により、やむを得ずトロリー線（電車線）吊架許容値を超える恐れがある場合は、トロリー線（電車線）調整作業を実施する。
（Ａ）施工区間内の基準器の位置で、ホームと軌道のホーム限界の確認を行う。
（Ｂ）基準器の位置で、トロリー線（電車線）と軌道との関連を調査する。
（Ｃ）軌道横断面における軌道中心からの垂線とトロリー線（電車線）の左右変位量表とを参照して許容値の確認を実施し、一回作業あたりの嵩上量を検討する。
（Ｄ）トロリー線（電車線）の高さ（レール面−電車線間距離）量測定表を参照して、許容値の確認を実施し、カント嵩上作業が可能か否かの検討を行う。
（Ｅ）軌道横断面、軌道縦断面の検討を行い、カント嵩上作業により、やむを得ずトロリー線（電車線）吊架許容値を超える恐れがある場合は、トロリー線（電車線）調整作業を実施する。
＜施工＞
実施例１と同様に、カント嵩上後においてもパンタグラフとトロリー線（電車線）の接触を良好に保つため、カント嵩上後のトロリー線（電車線）と線路との離間距離をカント嵩上前と等しく保つ必要がある。これに加えて駅部の曲線部軌道構造では、乗降台先端と車両の乗降口下端との位置関係が重要となる。すなわち、第１（第２）乗降台先端の高さと第１（第２）線路を走行する車両の乗降口の下端高さが所定の間隔Ｈ以下とならなければならない。所定の間隔Ｈは一般的には２００ｍｍ程度とされる。乗降口先端の高さと車両乗降口の下端の高さが２００ｍｍ以上離れてしまうと、乗降時に、乗客が躓くおそれがある。さらに、第１（第２）乗降台先端と第１（第２）線路を走行する車両の乗降口下端との水平方向間隔が所定の間隔Ｗ以下とならなければならない。この所定間隔Ｗも一般的には２００ｍｍ程度とされる。乗降台先端と車両の乗降口下端との水平方向間隔が２００ｍｍ以上離れてしまうと、乗客がホーム端で足を滑らせた場合に、ホームと車両の隙間に、足や身体を挟んでしまうおそれがある。本実施例の曲線部軌道構造の施工に際し、上述の条件を満足しながらカント嵩上を実行するために、図１１〜図１６に示す６つの施工手順に従って施工を進める。最初に第１線路（下り線）が施工される。
実施例１と同様に、カント嵩上後においてもパンタグラフとトロリー線（電車線）の接触を良好に保つため、カント嵩上後のトロリー線（電車線）と線路との離間距離をカント嵩上前と等しく保つ必要がある。これに加えて駅部の曲線部軌道構造では、乗降台先端と車両の乗降口下端との位置関係が重要となる。すなわち、第１（第２）乗降台先端の高さと第１（第２）線路を走行する車両の乗降口の下端高さが所定の間隔Ｈ以下とならなければならない。所定の間隔Ｈは一般的には２００ｍｍ程度とされる。乗降口先端の高さと車両乗降口の下端の高さが２００ｍｍ以上離れてしまうと、乗降時に、乗客が躓くおそれがある。さらに、第１（第２）乗降台先端と第１（第２）線路を走行する車両の乗降口下端との水平方向間隔が所定の間隔Ｗ以下とならなければならない。この所定間隔Ｗも一般的には２００ｍｍ程度とされる。乗降台先端と車両の乗降口下端との水平方向間隔が２００ｍｍ以上離れてしまうと、乗客がホーム端で足を滑らせた場合に、ホームと車両の隙間に、足や身体を挟んでしまうおそれがある。本実施例の曲線部軌道構造の施工に際し、上述の条件を満足しながらカント嵩上を実行するために、図１１〜図１６に示す６つの施工手順に従って施工を進める。最初に第１線路（下り線）が施工される。
〔手順１〕図１１の矢印Ｄに示すように、道床厚調査後、下り線（第１線路）の軌道を全面的に嵩下する。これは、第１乗降台先端１２−１の高さと第１線路を走行する車両の乗降口の下端高さを所定の間隔Ｈ以下に保つために必要な手順である。前述したように限度値であるＨは２００ｍｍ程度とされるが、鉄道会社によってその目標値は異なる。例えば１００ｍｍ程度を目標値とし、この目標値に近づくように、第１線路の軌道を全面的に嵩下する。
〔手順２〕図１２の矢印Ｅに示すように、第１線路の軌道を曲線外側方向に向かって所定の距離水平移動させる。第１乗降台先端１２−１と第１線路を走行する車両の乗降口の下端との水平方向間隔を所定の間隔Ｗ以下に保つために必要な手順である。第１線路においてカント嵩上を行うと、第１線路を走行する車両は曲線内側方向に傾く。これにより、第１乗降台先端１２−１と車両の乗降口との水平方向の間隔は大きくなる。従って、本手順における軌道の水平移動が必要となる。
〔手順３〕図１３の矢印Ｆに示すように、第１外軌レール３の下にあるバラスト１を嵩増しして、第１外軌レール３の高さを高くする。これにより第１線路は所望の曲線通過速度に対応するカント量を備える。このとき、手順１において予め軌道が嵩下されているため、外軌レール３が嵩上されても、第１乗降台先端１２−１の高さと第１線路を走行する車両の乗降口の下端高さの差はＨ以下に抑えられる。
〔手順４〕次に、第２線路（上り線）が施工される。図１４の矢印Ｇに示すように、第２線路の軌道を曲線外側方向に向かって所定の距離水平移動させる。第２乗降台先端１３−１と第２線路を走行する車両の乗降口の下端との水平方向間隔を所定の間隔Ｗ以下に保つために必要な手順である。第２線路においてカント嵩上を行うと、第２線路を走行する車両は曲線内側方向に傾く。これにより、第２乗降台先端１３−１と車両の乗降口との水平方向の間隔は狭められる。従って、第２乗降台先端１３−１と車両とが近づきすぎないようにようにするため、本手順における軌道の水平移動が必要となる。
〔手順５〕図１５の矢印Ｈに示すように、第２外軌レール６の下にあるバラスト１を嵩増しして、第２外軌レール６の高さを高くする。これにより第２線路は所望の曲線通過速度に対応するカント量を備える。このとき、第２線路（上り線）においては、手順１のように予め軌道が嵩下していない。これはカント嵩上によっても、第２内軌レール７側の高さが変動しないため、第２乗降台先端１３−１の高さと第２線路を走行する車両の乗降口の下端高さの差に変化が生じないためである。従って、手順５の施工後も第２乗降台先端１３−１の高さと第２線路を走行する車両の乗降口の下端高さの差はＨ以下に抑えられる。なお、カント嵩上後においてもパンタグラフとトロリー線（電車線）の接触を良好に保つため、施工前と施工後とで比較して、第１内軌レール４、および第２内軌レール７の高さに変位が生じないようにする。
〔手順６〕最後に、第１嵩増部１−１をＩ型バラスト整形材１００により、第２嵩増部１−２をＬ型バラスト整形材２００により、図１６に示す嵩増部１−１’、第２嵩増部１−２’の状態に整形する。
〔手順１〕〜〔手順６〕は、場合により複数回に分けて実施される。
なお、実施例１、２においては第１嵩増部１−１に対して、Ｉ型バラスト整形材１００を使用し、第２嵩増部１−２に対して、Ｌ型バラスト整形材２００を用いたが、これに限られず、第１嵩増部１−１に対して、Ｌ型バラスト整形材２００を使用し、第２嵩増部１−２に対して、Ｉ型バラスト整形材１００を用いてもよいし、Ｌ型バラスト整形材２００はより大型なＬ型バラスト整形材３００、４００等に代替してもよい。
このように本実施例の曲線部軌道構造は、施工性、排水性、加工性に優れ軽量である。
Claims (12)
- 路盤に敷設されたバラストと、前記バラスト上に互いに平行に敷設された第１、および第２線路とを備え、前記第１、および第２線路が前記第２線路側を内側として曲線部を構成する曲線部軌道構造であって、
前記第１線路は、前記バラスト上に敷設された第１枕木と、前記第１枕木上に前記曲線の外側方向に敷設された第１外軌レールと、前記第１枕木上に前記曲線の内側方向に敷設された第１内軌レールとからなり、
前記第２線路は、前記バラスト上に敷設された第２枕木と、前記第２枕木上に前記曲線の外側方向に敷設された第２外軌レールと、前記第２枕木上に前記曲線の内側方向に敷設された第２内軌レールとからなり、
前記第１、第２内軌レールの高さに変位が生じず、かつ前記第１、および第２線路が所望の設計速度に対応するカント量を備えるように、前記第１、第２内軌レール、前記第１、第２外軌レールの位置が調整され、
前記位置調整によって前記第１線路の曲線外側方向に生じるバラストの嵩増部である第１嵩増部と、前記第１線路と前記第２線路の間に生じるバラストの嵩増部である第２嵩増部とが、網状に形成されたバラスト整形材によって整形された
曲線部軌道構造。 - 請求項１に記載の曲線部軌道構造であって、
前記第１線路の曲線外側方向に第１乗降台が存在し、前記第２線路の曲線内側方向に第２乗降台が存在する場合に、
前記第１乗降台先端高さと前記第１線路を走行する車両の乗降口の下端高さが所定の間隔以下となり、前記第１乗降台先端と前記第１線路を走行する車両の乗降口下端との水平方向距離が所定の間隔以下となるように、前記第１内軌レール、前記第１外軌レールの位置が調整され、
前記第２乗降台先端高さと前記第２線路を走行する車両の乗降口の下端高さが所定の間隔以下となり、前記第２乗降台先端と前記第２線路を走行する車両の乗降口下端との水平方向距離が所定の間隔以下となるように、前記第２内軌レール、前記第２外軌レールの位置が調整された
曲線部軌道構造。 - 請求項１または２に記載の曲線部軌道構造であって、
前記バラスト整形材が、
鉛直方向等間隔に配列された複数の第１鋼線と、水平方向等間隔に配列された複数の第２鋼線とを格子状に組み合わせて形成した網形状である
曲線部軌道構造。 - 請求項３に記載の曲線部軌道構造であって、
前記第２鋼線を所定の角度に折り曲げて、前記バラスト整形材の鉛直断面の形状をＬ字形状とした
曲線部軌道構造。 - 請求項３または４に記載の曲線部軌道構造であって、
前記バラスト整形材の水平方向端部に他のバラスト整形材との結合に用いるジョイント金具をさらに備える
曲線部軌道構造。 - 請求項４または５に記載の曲線部軌道構造であって、
前記バラスト整形材を前記バラストに固定するアンカーをさらに備える
曲線部軌道構造。 - 請求項４から６の何れかに記載の曲線部軌道構造であって、
前記第１鋼線に引掛固定可能な鉤を両端に備える補強部材をさらに備える
曲線部軌道構造。 - 路盤に敷設されたバラストと、前記バラスト上に互いに平行に敷設された第１、および第２線路とを備え、前記第１、および第２線路が前記第２線路側を内側として曲線部を構成する曲線部軌道構造において、前記曲線部軌道構造をカント嵩上した場合に前記第１線路の曲線外側方向に生じるバラストの嵩増部、および前記第１線路と前記第２線路の間に生じるバラストの嵩増部の整形に用いられ、
鉛直方向等間隔に配列された複数の第１鋼線と、水平方向等間隔に配列された複数の第２鋼線とを格子状に組み合わせて形成した網形状である
バラスト整形材。 - 請求項８に記載のバラスト整形材であって、
前記第２鋼線を所定の角度に折り曲げて、前記バラスト整形材の鉛直断面の形状をＬ字形状とした
バラスト整形材。 - 請求項８または９に記載のバラスト整形材であって、
前記バラスト整形材の水平方向端部に他のバラスト整形材との結合に用いるジョイント金具をさらに備える
バラスト整形材。 - 請求項９または１０に記載のバラスト整形材であって、
前記バラスト整形材を前記バラストに固定するアンカーをさらに備える
バラスト整形材。 - 請求項９から１１の何れかに記載のバラスト整形材であって、
前記第１鋼線に引掛固定可能な鉤を両端に備える補強部材をさらに備える
バラスト整形材。
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