JP2019044453A - 架替工法及び架設機 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄道橋の架替区間が地上から高く、近くに曲線やトンネルがあっても主桁を架け替えることができる架替工法を提供する。【解決手段】第１乃至第３の架設機が用いられる。架替区間Ｘを挟んで配置した第２の架設機１Ｂ及び第３の架設機１Ｃで旧桁２を吊上げる吊上げ工程と、第３の架設機１Ｃと、旧桁２と、第２の架設機１Ｂと、新桁３とがこの順になるように剛結した剛結編成を第３の架設機１Ｃがある方向に移動してその旧桁２を架替区間Ｘから搬出する旧桁搬出工程と、第２の架設機１Ｂと、新桁３と、第１の架設機１Ａとがこの順になるように剛結した剛結編成を第２の架設機１Ｂがある方向にさらに移動してその新桁３を架替区間に送り出す送り出し工程と、第１の架設機１Ａ及び第２の架設機１Ｂで新桁３を吊下げて架替区間Ｘに架け渡す吊下げ工程とを有する。【選択図】図５

Description

本発明は、鉄道橋の主桁を架け替える架替工法、主桁を架け替えるために用いられる架設機に関する。

鉄道橋の主桁（橋桁）は、老朽化が進むと架け替える必要が生じる。しかし、架け替える主桁が地上から高い位置にある場合や、主桁の下が河川である等、クレーン等の機械装置を設置することが難しい場合には、クレーン等を用いて主桁を架け替えることができない。

従来から、レール上を移動可能な橋桁工事用装置が知られている（特許文献１参照）。この橋桁工事用装置は、架設桁で橋桁（主桁）を吊下げてその橋桁を架設又は撤去する。架設桁は、架設区間又は撤去区間の長さの２倍よりやや長く、橋桁を吊り下げた状態で水平方向に送り出すリフト装置等を有する。しかしながら、このような橋桁工事用装置は、架設桁が長いため、橋桁工事用装置が置かれた基地から架設区間までの線路に急な曲線があると、架設区間に搬入することができない。また、架設区間の近くに狭小なトンネルがあると、リフト装置等がトンネルに支障し、橋桁工事用装置を架設区間に搬入することができない。

特開２００６−２１４２０９号公報

本発明は、上記問題を解決するものであり、鉄道橋の架替区間が地上から高く、近くに曲線やトンネルがあっても主桁を架け替えることができる架替工法を提供することを目的とする。

本発明の架替工法は、鉄道橋の架替区間にある主桁を旧桁から新桁に架け替える工法であって、第１乃至第３の架設機が用いられ、架替区間を挟んで配置した第２の架設機及び第３の架設機で旧桁を吊上げる吊上げ工程と、第３の架設機と、前記旧桁と、第２の架設機と、新桁とがこの順になるように剛結した剛結編成を第３の架設機がある方向に移動してその旧桁を架替区間から搬出する旧桁搬出工程と、第２の架設機と、前記新桁と、第１の架設機とがこの順になるように剛結した剛結編成を第２の架設機がある方向にさらに移動してその新桁を架替区間に送り出す送り出し工程と、第１の架設機及び第２の架設機で前記新桁を吊下げて架替区間に架け渡す吊下げ工程とを有し、前記架設機は、梁部材としての架設桁と、前記架設桁を主桁に剛結するための連結構と、主桁を吊上げ及び吊下げるための吊上げ吊下げ装置と、レール上を移動するための台車とを有することを特徴とする。

この架替工法において、前記吊上げ工程より前に、第１の架設機と、前記新桁と、第２の架設機とがこの順になるように架替区間に隣接する区間に搬入する新桁搬入工程を有することが好ましい。

この架替工法において、前記新桁搬入工程より後、前記吊上げ工程より前に、第２の架設機と前記新桁とを剛結する工程を有することが好ましい。

この架替工法において、前記旧桁搬出工程より後、前記吊下げ工程より前に、第３の架設機を解放する工程と、前記旧桁を解放する工程とを有することが好ましい。

この架替工法において、前記主桁を移動する際に、その主桁の下にレール上を移動するための台車が仮設されることが好ましい。

本発明の架設機は、鉄道橋の架替区間にある主桁を架け替えるために用いられるものであって、梁部材としての架設桁と、前記架設桁を主桁に剛結するための連結構と、主桁を吊上げ及び吊下げるための吊上げ吊下げ装置と、レール上を移動するための台車と有することを特徴とする。

本発明の架替工法によれば、レール上の移動を利用するので、鉄道橋の架替区間が地上から高くても主桁を旧桁から新桁に架け替えることができる。また、架設桁を有する架設機が旧桁又は新桁と剛結されるので、架設桁が旧桁又は新桁の長さ分長くなったように機能する。このため、架設機は、架設桁を短くでき、架替区間の近くに曲線があっても曲線を通過することができる。また、架設機は、主桁を架設桁に対して水平方向に送り出す機能が不要であるので、小さくできる。このため、架設機は、架替区間の近くにトンネルがあってもトンネルを通過することができる。したがって、この架設機を用いることにより、架替区間の近くに曲線やトンネルがあっても主桁を架け替えることができる。

本発明の一実施形態に係る架設機の側面図。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態に係る架替工法における新桁搬入工程を時系列順に示す側面図。 同工法における新桁搬入工程の続きを示す側面図。 （ａ）及び（ｂ）は同工法における吊上げ工程を時系列順に示す側面図。 （ａ）〜（ｃ）は同工法における旧桁搬出工程を時系列順に示す側面図。 （ａ）〜（ｃ）は旧桁搬出工程における図５の続きを時系列順に示す側面図。 同工法における送り出し工程を示す側面図。 同工法における吊下げ工程を示す側面図。 同工法における架設機の回送を示す側面図。

本発明の一実施形態に係る架設機について図１を参照して説明する。図１に示すように、架設機１は、架設桁１１と、連結構１２と、吊上げ吊下げ装置１３と、台車１４とを有する。架設桁１１は、梁部材である。連結構１２は、架設桁１１を主桁である旧桁や新桁と剛結するための部材である。吊上げ吊下げ装置１３は、主桁を吊上げ及び吊下げるための装置である。台車１４は、架設機１がレール上を移動するための装置である。

上記のように構成された架設機１をさらに詳述する。架設桁１１は、長尺状の梁部材であり、レール方向を長尺方向とする。連結構１２は、架設桁１１と主桁を長手方向が一致するように互いに剛に結合する。本実施形態では、架設桁１１は、線路の保守にも用いられる一般的な架設桁であり、連結構１２と複数のボルトで締結される。架設桁１１と連結構１２を一体構成してもよい。吊上げ吊下げ装置１３は、ワイヤを巻き上げ下げすることによって、ワイヤに支持された主桁を架設桁１１に対して吊上げ下げする。この吊上げ吊下げ装置１３は、主桁を架設桁１１に対して水平方向に送り出す機能は有しない。図１に示す架設機１は、架設桁１１の両端にそれぞれ連結構１２及び吊上げ吊下げ装置１３を有するが、架設桁１１の一方の端部だけに連結構１２及び吊上げ吊下げ装置１３を有してもよい。台車１４は、車輪、車軸、及び台車枠等を有する。なお、架設機１は、連結器を有し、連結器で主桁と連結することができる。連結器による結合は、ピン結合である。架設機１は、連結器によって主桁と連結されて、曲線を通過することができる。曲線通過を一層容易にするために、台車１４を架設桁１１に対してマクラギ方向に変位可能に構成してもよい。

本発明の一実施形態に係る架替工法を図２乃至図９を参照して説明する。この架替工法では、３台の架設機１が用いられる。その３台の架設機１を第１の架設機１Ａ、第２の架設機１Ｂ、第３の架設機１Ｃと称して区別する。すなわち、第１〜第３の架設機１が用いられる。

図２（ａ）に示すように、この架替工法は、鉄道橋の架替区間Ｘにある主桁を旧桁２から新桁３に架け替える工法である。旧桁２は、撤去される既設の主桁である。新桁３は、新設される主桁である。主桁は、橋脚や橋台などの下部工で支持される。

本実施形態では、図２に示す区間より左の区間に基地（ヤード）がある。最初にその基地で準備工が行われる。先ず、新桁３が組み立てられる。新桁３にレール締結装置等が組み込まれる。新桁３の下にレール上を移動するための台車４が仮設される。３台の架設機１を準備する。そして、連結器で連結し、第２の架設機１Ｂ＋新桁３＋第１の架設機１Ａ＋モーターカー５ａから成る一番編成を組成し、基地内で待機する。モーターカー５ｂ＋第３の架設機１Ｃから成る二番編成を組成し、基地内で待機する。

そして、一番編成と二番編成が基地を出発する。一番編成と二番編成は、図２に示す現場区間に図の左から進入する。なお、これは一例であり、本実施形態とは左右が逆の配置であってもよい。

この架替工法は、先ず、新桁搬入工程を有する。図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、新桁搬入工程において、第１の架設機１Ａと、新桁３と、第２の架設機１Ｂとがこの順になるように架替区間Ｘに隣接する区間に搬入される。

この新桁搬入工程をさらに詳述する。第１の架設機１Ａと、新桁３と、第２の架設機１Ｂをこの順に連結して、モーターカー５ａで牽引する（一番編成）。新桁３は、軌条直線部（橋梁上）に移動する（図２（ｂ）参照）。そして、第２の架設機１Ｂと新桁３とを剛結する（図２（ｃ）参照）。なお、台車４、１４として、本線移動用の台車と工事用の工事台車を設け、それらを使い分けることが望ましい。台車を使い分ける場合、本線移動用の台車がジャッキアップされ、工事台車が降下される。これにより、本線での台車の故障が防がれる。本線移動用の台車と工事用の工事台車を共用してもよい。

図３に示すように、新桁搬入工程において、第１の架設機１Ａと、新桁３と、第２の架設機１Ｂがこの順になるように架替区間Ｘに隣接する区間に搬入された状態となる（図３では架替区間Ｘの右隣の区間）。そして、次の工程の準備として、第３の架設機１Ｃが、モーターカー５ｂで推され（二番編成）、架替区間Ｘの手前まで搬入される（図３では架替区間Ｘの左隣の区間）。

この架替工法は、次に、吊上げ工程を有する。図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、吊上げ工程において、架替区間Ｘを挟んで配置した第２の架設機１Ｂ及び第３の架設機１Ｃで旧桁２を吊上げる。

この吊上げ工程をさらに詳述する。架替区間Ｘを挟んで第２の架設機１Ｂ及び第３の架設機１Ｃが配置される（図４（ａ）参照）。そして、旧桁２の両端でレールの切断を行い、旧桁２の吊り上げ準備がされる。そして、第２の架設機１Ｂと第３の架設機１Ｃで旧桁２を吊上げる（図４（ｂ）参照）。旧桁２の重量によって第２の架設機１Ｂ及び第３の架設機１Ｃが引っ張られる力にモーターカー５ａ、５ｂで対抗する。旧桁２は、第２の架設機１Ｂ及び第３の架設機１Ｃと剛結可能な高さまで吊上げられる。

この架替工法は、次に、旧桁搬出工程を有する。図５（ａ）〜（ｃ）及び図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、旧桁搬出工程において、第３の架設機１Ｃと、旧桁２と、第２の架設機１Ｂと、新桁３とがこの順になるように剛結した剛結編成を第３の架設機１Ｃがある方向（図の左方向）に移動して旧桁２を架替区間Ｘから搬出する。

この旧桁搬出工程をさらに詳述する。旧桁２の一端を第２の架設機１Ｂに剛結し、旧桁２の他端を第３の架設機１Ｃに剛結する（図５（ａ）参照）。これにより、第３の架設機１Ｃと、旧桁２と、第２の架設機１Ｂと、新桁３とがこの順になるように剛結した剛結編成が構成される。第１の架設機１Ａは、新桁３から切り離される。そして、モーターカー５ａ、５ｂが離脱する。そして、剛結編成に移動設備が設置される。移動設備は、引き込み用のウインチ６と、反対方向の惜しみ張力をかけるウインチ７である。ウインチ６は、油圧で駆動されて、ワイヤで第３の架設機１Ｃを図の左方向に引っ張る設備である。ウインチ７は、油圧で駆動されて、ワイヤで新桁３を図の右方向に引っ張る設備である。旧桁２を移動する際に、その旧桁２の下にレール上を移動するための台車４が仮設される。そして、第１回の移動が行われる（図５（ｂ）参照）。その移動距離は、例えば５ｍ程度である。そして、第１回の盛替が行われる（図５（ｃ）参照）。第１回の盛替では、旧桁２の台車４が移設される。

そして、第２回の移動が行われる（図６（ａ）参照）。そして、第２回の盛替が行われる（図６（ｂ）参照）。第２回の盛替では、旧桁２及び新桁３の台車４の移設等が行われる。そして、第３の架設機１Ｃが解放される（図６（ｃ）参照）。解放された第３の架設機１Ｃはモーターカー５ｂで搬出される。そして、数回の移動及び盛替が行われる。

この架替工法は、次に、送り出し工程を有する。図７に示すように、送り出し工程において、第２の架設機１Ｂと、新桁３と、第１の架設機１Ａとがこの順になるように剛結した剛結編成を第２の架設機１Ｂがある方向（図７の左方向）にさらに移動してその新桁３を架替区間Ｘに送り出す。

この送り出し工程をさらに詳述する。第１の架設機１Ａをモーターカー５ａで移動し、新桁３に剛結する。これにより、第２の架設機１Ｂと、新桁３と、第１の架設機１Ａとがこの順になるように剛結した剛結編成が構成される。本実施形態では、この時点で、旧桁２は第２の架設機１Ｂに剛結されたままとされる。モーターカー５ｂでこの剛結編成を牽引して移動する。そして、旧桁２を第２の架設機１Ｂから解放し、モーターカー５ｂで移動する（図７の左方向）。そして、モーターカー５ａで剛結編成をさらに移動して、新桁３を送り出す（図７の左方向）。

この架替工法は、次に、吊下げ工程を有する。図８に示すように、吊下げ工程において、第１の架設機１Ａ及び第２の架設機１Ｂで新桁３を吊下げて架替区間Ｘに架け渡す。そして、新桁３のレールと既設レールを仮連結する。

この吊下げ工程をさらに詳述する。第１の架設機１Ａにウインチ７をワイヤで接続し、第２の架設機１Ｂにウインチ６をワイヤで接続する。そして、新桁３と第１の架設機１Ａの剛結を解放するとともに、新桁３と架設機１Ｂの剛結を解放する。そして、第１の架設機１Ａ及び第２の架設機１Ｂで新桁３を吊下げ降下する。新桁３の重量によって第１の架設機１Ａ及び第２の架設機１Ｂが引っ張られる力にウインチ７及びウインチ６で対抗する。新桁３の吊下げ降下が完了したら、ウインチ７及びウインチ６を撤去する。

図９に示すように、最後に、モーターカー５ａで、第１の架設機１Ａ及び第２の架設機１Ｂを推して基地に回送する。そして、レール高さの最終確認を行い、新桁沓周りの型枠を設置し、無収縮モルタルを打設する。

以上、本実施形態に係る架替工法によれば、レール上の移動を利用するので、鉄道橋の架替区間Ｘが地上から高くても主桁を架け替えることができる。また、架設桁１１を有する架設機１が旧桁２又は新桁３と剛結されるので、架設桁１１が旧桁２又は新桁３の長さ分長くなったように機能する。すなわち、旧桁２又は新桁３が架設桁の一部として機能する。このため、架設機１は、架設桁１１を短くでき、架替区間Ｘの近くに曲線があっても曲線を通過することができる。また、架設機１は、主桁を架設桁１１に対して水平方向に送り出す機能が不要であるので、小さくできる。このため、架設機１は、架替区間Ｘの近くにトンネルがあってもトンネルを通過することができる。したがって、この架設機１を用いることにより、架替区間Ｘの近くに曲線やトンネルがあっても主桁を架け替えることができる。また、レール上を移動して旧桁２を架替区間から搬出するので、旧桁２を線路横に一時的に置かなくてもよく、架替区間Ｘの近くに広い仮置きスペースを要しない。

また、吊上げ工程より前に、第２の架設機１Ｂと新桁３を剛結することにより、旧桁２を吊上げる時に新桁３がカウンターバランスとして機能する。

また、旧桁搬出工程より後に、第３の架設機１Ｃを解放する工程と、旧桁２を解放する工程とを有するので、旧桁２を架替区間Ｘから搬出した後、旧桁２を基地まで移動する途中に急な線路があっても曲線を通過することができる。また、吊下げ工程より前に、第３の架設機１Ｃを解放する工程と、旧桁２を解放する工程とを有するので、吊下げ工程と並行して旧桁２を基地まで移動することができ、架替工法に要する時間が短縮される。

なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、架設機１に、吊上げ下げする重量に対抗するためのカウンターバランスを搭載してもよい。また、架替区間Ｘの両側の区間にそれぞれ基地がある場合、一方の基地で一番編成、他方の基地で二番編成を組成して、現場区間に搬入してもよい。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 架設機
１１ 架設桁
１２ 連結構
１３ 吊上げ吊下げ装置
１４ 台車
２ 旧桁（主桁）
３ 新桁（主桁）
４ 台車
Ｘ 架替区間

Claims (6)

1. 鉄道橋の架替区間にある主桁を旧桁から新桁に架け替える架替工法であって、
   第１乃至第３の架設機が用いられ、
   架替区間を挟んで配置した第２の架設機及び第３の架設機で旧桁を吊上げる吊上げ工程と、
   第３の架設機と、前記旧桁と、第２の架設機と、新桁とがこの順になるように剛結した剛結編成を第３の架設機がある方向に移動してその旧桁を架替区間から搬出する旧桁搬出工程と、
   第２の架設機と、前記新桁と、第１の架設機とがこの順になるように剛結した剛結編成を第２の架設機がある方向にさらに移動してその新桁を架替区間に送り出す送り出し工程と、
   第１の架設機及び第２の架設機で前記新桁を吊下げて架替区間に架け渡す吊下げ工程とを有し、
   前記架設機は、梁部材としての架設桁と、前記架設桁を主桁に剛結するための連結構と、主桁を吊上げ及び吊下げるための吊上げ吊下げ装置と、レール上を移動するための台車とを有することを特徴とする架替工法。
2. 前記吊上げ工程より前に、第１の架設機と、前記新桁と、第２の架設機とがこの順になるように架替区間に隣接する区間に搬入する新桁搬入工程を有することを特徴とする請求項１に記載の架替工法。
3. 前記新桁搬入工程より後、前記吊上げ工程より前に、第２の架設機と前記新桁とを剛結する工程を有することを特徴とする請求項２に記載の架替工法。
4. 前記旧桁搬出工程より後、前記吊下げ工程より前に、第３の架設機を解放する工程と、前記旧桁を解放する工程とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の架替工法。
5. 前記主桁を移動する際に、その主桁の下にレール上を移動するための台車が仮設されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の架替工法。
6. 鉄道橋の架替区間にある主桁を架け替えるために用いられる架設機であって、
   梁部材としての架設桁と、
   前記架設桁を主桁に剛結するための連結構と、
   主桁を吊上げ及び吊下げるための吊上げ吊下げ装置と、
   レール上を移動するための台車を有することを特徴とする架設機。
   

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