JP2014163150A - 下路桁 - Google Patents

Abstract

【課題】軌道面と桁下面との間隔を小さくすることができる下路桁を提供する。
【解決手段】主梁２，２の下端部に床スラブ３が剛結された断面Ｕ字状を呈する下路桁１Ａであって、前記床スラブ３の上面側には、フローティング・ラダー軌道１０を設け、フローティング・ラダー軌道１０の縦梁１１の下面は、床スラブ３の上面と略一致するように設けられ、フローティング・ラダー軌道１０の縦梁１１の外側又は内側には、横圧に抵抗する抵抗部材７を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、下路桁に係り、特に、軌道面と桁下面との間隔を小さくすることができるものに関する。

従来、桁下空間に道路等の構造物が存在していて桁下に所定の建築限界を確保しなければならないような場合には、特許文献１に示されるような、断面形状がＵ字形を呈したプレストレストコンクリート（ＰＣ）製の下路桁が計画されることがある。この下路桁は、主梁下端に床スラブが剛結され、その床スラブ上に列車の走行する軌道が敷設されるように構成されている。

列車の通過時には、列車による加振力が軌道から床スラブに伝達されるために、この加振力を分散させるためにバラスト軌道やクッション材としてアスファルトモルタル層を有するスラブ軌道が用いられる。一般に、十分な荷重分散効果を得るためには、１００〜３００ｍｍ程度の厚さのバラストや路盤コンクリートが必要とされている。この加振力の原因としては、列車の質量、レールの凹凸、車輪が滑ることによって踏面の一部分が摩耗して平らな部分が生じる、いわゆる車輪フラット、あるいはレールの継目の存在等が挙げられる。

特開２００１−２１４４０２号公報

しかしながら、従来の下路桁においては、列車の通過時における荷重分散効果を得るために、１００〜３００ｍｍ程度の厚さのバラストや路盤コンクリートが必要とされているので、軌道面と桁下面との間隔を小さくすることができないという課題を有していた。

また、従来の下路桁においては、レールを固定する締結装置を下路桁内に埋め込むことができないので軌道面と桁下面との間隔を小さくすることができなかった。なぜならば、列車の走行する軌道部材の衝撃係数の値、すなわち動的荷重から静的荷重を減じた値を静的荷重で割った値が「４」程度と極めて大きくしなければならないことや、レールのすり減りに対処するために軌道の支持に弾性体を設けなければならないためである。
さらに、軌道面と桁下面との間隔を小さくすることができない理由としては、剛性の小さい下路桁ではクリープ変形が大きくなることなどが挙げられる。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、軌道面と桁下面との間隔を小さくすることができる下路桁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る下路桁では、主梁の下端部に床スラブが剛結された断面Ｕ字状をなす下路桁であって、前記床スラブの上面側には、フローティング・ラダー軌道を設けたことを特徴としている。

本発明の下路桁によれば、床スラブの上面に設けられるフローティング・ラダー軌道が列車の通過時における荷重を分散するとともに、軌道面と桁下面との間隔を小さくすることができる。

また、本発明に係る下路桁では、フローティング・ラダー軌道の縦梁の下面は床スラブの上面と略一致するように設けられることが好ましい。

この場合、フローティング・ラダー軌道の縦梁の下面が床スラブの上面と略一致しているので、軌道面と桁下面との間隔を小さくすることができる。

また、本発明に係る下路桁では、フローティング・ラダー軌道の縦梁の上面は床スラブの上面と略一致するように設けられることを特徴としている。

この場合、フローティング・ラダー軌道の縦梁の下面が床スラブの上面と略一致しているので、軌道面と桁下面との間隔を小さくすることができる。

また、本発明に係る下路桁では、フローティング・ラダー軌道の縦梁の外側又は内側には横圧に抵抗する抵抗部材を設けたことを特徴としている。

この場合、フローティング・ラダー軌道に列車による横方向の加振力が作用した場合に、そのフローティング・ラダー軌道の横圧に抵抗部材で抵抗することができる。

また、本発明に係る下路桁では、フローティング・ラダー軌道の縦梁の下面に設けられている弾性部材の下面にはすべり機能を有する支持部材を設けたことを特徴としている。

この場合、すべり機能を有する支持部材を設けることで、フローティング・ラダー軌道の異常な変位に対応することができる。

本発明の下路桁によれば、床スラブの上面側にフローティング・ラダー軌道を設けているので、従来のような厚さの厚いバラストや路盤コンクリートを設けなくとも列車の通過時における荷重分散効果を得ることができるから、軌道面と桁下面との間隔を小さくすることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態による下路桁を単線の軌道に適用したときの斜視図である。 図１に示すＸ−Ｘ線拡大断面図である。 下路桁を複線の軌道に適用したときの斜視図である。 横圧及びふく進に抵抗するための抵抗部材の配置の例を示す説明図である。

以下、本発明による下路桁の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、この実施の形態により限定されるものではなく、また、下記の実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一ものも含まれる。

図１は、本発明の一実施形態に係る下路桁を単線の軌道に適用したときの斜視図、図２は、図１のＸ−Ｘ線拡大断面図である。この下路桁１Ａは、下路桁本体２とフローティング・ラダー軌道１０とを含んで構成されている。

この下路桁１Ａは、図１に示すように、周知のＰＣ製の下路桁と同様に、下路桁１Ａの設置される現場において製造され、つまり現場打ちで製造され、図示しない列車の走行する線路方向に所定距離で延びるとともに、所定の間隔を保って設けられる一対の主梁２，２を有している。

これら主梁２，２の下端間には床スラブ３が剛結されるように構成されている。この単線用の床スラブ３の厚さ（Ｄ０）は、鉄道構造物等設計標準［コンクリート構造物］で３５０ｍｍ以上とされているので、この床スラブ３もその厚さが確保されている。そして、この床スラブ３中に符号４で示される鎖線は主梁２，２間の床スラブ３中に設けられる圧縮主鉄筋を表わしている。なお、図示の例では、１本の圧縮主鉄筋４しか示されていないが、この圧縮主鉄筋４は、線路方向に所定の間隔を保って多数配設されている。

床スラブ３の上面における幅方向の中央部には、長手方向が線路方向全部に及ぶとともに、線路方向と直交する方向の長さがフローティング・ラダー軌道１０の幅寸法よりも少し大きく、かつ所定深さの凹条溝５が形成されている。なお、この凹条溝５の深さは、床スラブ３中に配筋されている圧縮主鉄筋４の一部が表れるように決められている。そして、この凹条溝５は、床スラブ３の成形時に成形される。

なお、図１においては、凹条溝５と床スラブ３とが分離しているように示されているが、この凹条溝５には、後述するように、コンクリート６が後打ちで充填されるので、下路桁１Ａの完成時には、コンクリート６は床スラブ３と一体化され、床スラブ３の一部とされる。

フローティング・ラダー軌道１０は、周知のフローティング・ラダー軌道と同様に、２本のプレストレストコンクリート（ＰＣ）製の縦梁１１，１１が所定の軌間間隔を保って平行に設けられている。これら縦梁１１，１１上には、レールＲ，Ｒが締結装置を用いて取り付けられて列車の走行する軌道が形成されている。なお、このフローティング・ラダー軌道１０は、１ユニットの長さが決められているので、複数本のフローティング・ラダー軌道１０が床スラブ３に設けられる。

これら両縦梁１１，１１間には、長手方向に所定の間隔を保って鋼管製の継材１２，１２…が設けられているとともに、両縦梁１１，１１の裏面には、図２に示すように、防振ゴム等からなる弾性部材１３が長手方向に所定の間隔を保って複数個設けられているとともに、それら弾性部材１３の下面には摩擦係数の小さい金属板等からなる支持部材１４がそれぞれ設けられている。そして、それら支持部材１４は凹条溝５に後打ちされるコンクリート６上に載置されるように構成されている。

以下、上記構成からなる下路桁１Ａの製造方法について、図面に基づいて説明する。
先ず、図１に示すように、下路桁１Ａの建設現場において主梁２，２及び凹条溝５を有する床スラブ３が現場打ちで製造される。次いで、凹条溝５内には、レールＲ，Ｒの上面位置が所定の位置となるようにフローティング・ラダー軌道１０が位置決めされてセットされ、そのセット後、凹条溝５内にコンクリート６が打設される。図示の例では、凹条溝５内におけるフローティング・ラダー軌道１０のセットは、両縦梁１１，１１の下面位置が床スラブ３の上面位置と略一致するようにされている。

この打設の際、フローティング・ラダー軌道１０の両縦梁１１，１１の外側には、上面位置が両縦梁１１，１１の上面位置と略同じ位置となるように横圧及びふく進に対処するための抵抗部材７がコンクリート６によって形成される。コンクリート６が固結すると、凹条溝５内のコンクリート６及び抵抗部材７は、床スラブ３と一体化される。

上記構成からなる下路桁１Ａは、軌道構造としてフローティング・ラダー軌道１０を設けているので、軌道面と桁下面との間隔を小さくすることができる。すなわち、レールＲ，Ｒの上面位置から床スラブ３の下面位置までの距離を小さくすることができる。なぜならば、フローティング・ラダー軌道１０は、両縦梁１１，１１の裏面側に弾性部材１３が設けられているので、従来のような厚さの厚いバラストや路盤コンクリートを設けなくとも列車の通過時における荷重分散効果を得ることができるからである。

しかも、上記構成からなる下路桁１Ａは、軌道面と桁下面との間隔を小さくすることができるので、主梁２，２の高さ、すなわち桁高さを低くできるので下路桁橋全体の建設コストを低減することができ、また、軌道面が低くすることができるので、この下路桁１Ａの前後に存在するトンネル等の構造物の建設コストも低減することができる。

加えて、上記構成からなる下路桁１Ａは、弾性部材１３の裏面側にすべり支承の機能を有する支持部材１４が設けられているので、床スラブ３の乾燥収縮や温度変化等による収縮に対処することができる。また、両縦梁１１，１１の外側に横圧及びふく進に抵抗する抵抗部材７が床スラブ３と一体化して設けられているので、フローティング・ラダー軌道１０の異常な変位に対応することができる。

また、上記構成からなる下路桁１Ａは、フローティング・ラダー軌道１０の両縦梁１１，１１間は、ジャッキ等の工具を装着することのできる空間に形成されているので、調整パットを挿入するクリープ変形の調整工や平滑性の実施工等を容易に行うことができる。

なお、上述の例では、凹条溝５内におけるフローティング・ラダー軌道１０のセットは、両縦梁１１，１１の下面位置が床スラブ３の上面位置と略一致するようにされているが、下路桁１Ａにフローティング・ラダー軌道１０を用いたときは、局所的な荷重は７割程度にできることが解析的に確認されているので、本来なら従来の厚さ（Ｄ０）より小さくすることができるが、ここでは、フローティング・ラダー軌道１０の下方においても床スラブ３の厚さ（Ｄ０）は従来と同じにして十分な耐荷力を確保している。したがって、この単線用の下路桁１Ａにおいても、後述する複線用の下路桁１Ｂと同様に、両縦梁１１，１１の上面位置が床スラブ３の上面位置と略一致するように構成することもできる。

次に、図３を用いて本発明の一実施形態に係る下路桁を複線の軌道に適用した例を説明する。
この図３に示される下路桁１Ｂは、上述の単線用の下路桁１Ａよりも主梁２，２の下端間に剛結される床スラブ３の幅が広く形成されているとともに、その床スラブ３の厚さ（Ｄ０）は、鉄道構造物等設計標準［コンクリート構造物］で５００ｍｍ以上とされているので、単線用の下路桁１Ａよりも厚く構成されている。

この床スラブ３の上面側には、一方向（上り方向）用のフローティング・ラダー軌道１０及び他方向（下り方向）用のフローティング・ラダー軌道１０が平行して設けられている。これらフローティング・ラダー軌道１０，１０は、上述した下路桁１Ａと同様に構成されていて、床スラブ３に設けられている凹条溝５，５にそれぞれ設けられている。

両方向用のフローティング・ラダー軌道１０，１０は同一構成であるので、図３の左側に位置するフローティング・ラダー軌道１０を例に説明する。凹条溝５に配置されるフローティング・ラダー軌道１０は、そのフローティング・ラダー軌道１０の縦梁１１，１１の上面位置が床スラブ３の上面位置と同一にセットされるために、主梁２，２間の床スラブ３中に設けられる圧縮主鉄筋４は、凹条溝５内で縦梁１１，１１の下面近くまで屈曲されている。

以下、上記構成からなる下路桁１Ｂの製造方法について説明する。
先ず、下路桁１Ｂの建設現場において主梁２，２及び凹条溝５を有する床スラブ３が現場打ちで製造される。次いで、凹条溝５内には、レールＲ，Ｒの上面位置が所定の位置となるようにフローティング・ラダー軌道１０が位置決めされてセットされ、そのセット後、凹条溝５内にコンクリート６が打設される。図示の例では、凹条溝５内におけるフローティング・ラダー軌道１０のセットは、両縦梁１１，１１の上面位置が床スラブ３の上面位置と略一致するようにされている。

この凹条溝５内におけるコンクリート６の打設は、フローティング・ラダー軌道１０の両縦梁１１，１１の外側の上面位置が床スラブ３の上面位置と同じ位置となるように横圧及びふく進に対処するための抵抗部材７がコンクリート６によって形成される。コンクリート６が固結すると、凹条溝５内のコンクリート６及び抵抗部材７は床スラブ３と一体化される。

なお、図示の例では、凹条溝５内におけるコンクリート６の板打ちは、フローティング・ラダー軌道１０の両縦梁１１，１１間の内側部分も行われるが、この間の打設を省略することができる。しかしながら、図示の例のように、両縦梁１１，１１間内に打設されると、その打設されたコンクリート６が床スラブ３と一体化して床スラブ３の耐荷力を高めることが期待される。このように、両縦梁１１，１１間内にコンクリート６が打設されたときは、クリープ変形の調整工等を行うための開口８が所定の間隔を保って設けられる。

下路桁１Ｂにフローティング・ラダー軌道１０を用いたときは、局所的な荷重は７割程度にできることが解析的に確認されているので、フローティング・ラダー軌道１０の下方においては床スラブ３の厚さ（Ｄ１）を本来の厚さ（Ｄ０）の５００ｍｍより小さい３５０ｍｍすることができる。フローティング・ラダー軌道１０の設けられている部分以外の床スラブ３の厚さは従来と同じ厚さ（５００ｍｍ）にされている。

下路桁１Ｂのもう一方のフローティング・ラダー軌道１０も、上述と同様の手順で床スラブ３に取り付けられる。

上記構成からなる下路桁１Ｂは、床スラブ３の上面側にフローティング・ラダー軌道１０を設けているので、従来のような厚さの厚いバラストや路盤コンクリートを設けなくとも列車の通過時における荷重分散効果を得ることができるから、軌道面と桁下面との間隔を小さくすることができる。またこの他にも、上述した下路桁１Ａと同様の多くの効果を得ることができる。

なお、上記構成からなる複線用の下路桁１Ｂは、両縦梁１１，１１の上面位置が床スラブ３の上面位置と略一致するように構成しているが、この下路桁１Ｂにおいても、図示の例よりも軌道面と桁下面との間隔が少し高くなるが、前述した単線用の下路桁１Ａと同様に、両縦梁１１，１１の下面位置が床スラブ３の上面位置と略一致するように構成することもできる。

上述の例では、抵抗部材７は、図４（ａ）に模式的に示されるように、両縦梁１１，１１の外側にそれぞれ設けられているが、これを図４（ｂ）に示されるように、コンクリート製の抵抗部材７Ａを両縦梁１１，１１の内側に設けてもよく、又は、図４（ｃ）に示されるように、Ｌ形金具からなる抵抗部材７Ｂを両縦梁１１，１１の外側にそれぞれ設けてもよく、さらには、図４（ｄ）に示されるように、Ｌ形金具からなる抵抗部材７Ｃを両縦梁１１，１１の内側にそれぞれ設けてもよい。

以上、本発明による下路桁の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１Ａ，１Ｂ 下路桁
２ 主梁
３ 床スラブ
４ 圧縮主鉄筋
５ 凹条溝
６ コンクリート
７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ 抵抗部材
８ 開口
１０ フローティング・ラダー軌道
１１ 縦梁
１２ 継材
１３ 弾性部材
１４ 支持部材

Claims (5)

1. 主梁の下端部に床スラブが剛結された断面Ｕ字状をなす下路桁であって、
   前記床スラブの上面側には、フローティング・ラダー軌道を設けたことを特徴とする下路桁。
2. 前記フローティング・ラダー軌道の縦梁の下面は、前記床スラブの上面と略一致するように設けられることを特徴とする請求項１に記載の下路桁。
3. 前記フローティング・ラダー軌道の縦梁の上面は、前記床スラブの上面と略一致するように設けられることを特徴とする請求項１に記載の下路桁。
4. 前記フローティング・ラダー軌道の縦梁の外側又は内側には、横圧に抵抗する抵抗部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の下路桁。
5. 前記フローティング・ラダー軌道の縦梁の下面に設けられている弾性部材の下面には、すべり機能を有する支持部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の下路桁。

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