(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート製の基盤と、該基盤上に振動吸収体を介してフローティング支持されたコンクリート製のスラブとからなるフローティングスラブ構造において、
前記基盤の上面には上方に立ち上がる立ち上がり部が形成され、該立ち上がり部と該立ち上がり部に隣接する部分の前記スラブとには、これら立ち上がり部とスラブとを結ぶ水平方向の相対変位を拘束し、かつ上下方向の相対変位を許容する水平ストッパが配設され、
前記水平ストッパと、前記基盤およびスラブとの間には、前記基盤とスラブとが隣接する部分に、振動を減衰する減衰材が介装されていることを特徴とするフローティングスラブ構造。
【請求項２】
請求項１記載のフローティングスラブ構造において、前記立ち上がり部として前記基盤の上面には上方に突出する凸部が形成されてなり、
前記スラブには、前記凸部に対応した位置に該凸部と定められたクリアランスを有した穴が形成されて、前記水平ストッパが前記凸部と前記穴の周囲のスラブとに配設されていることを特徴とするフローティングスラブ構造。
【請求項３】
請求項２記載のフローティングスラブ構造において、前記凸部と前記穴とが、それぞれその断面寸法が上方にいくに従い漸次小さくなるよう形成されていることを特徴とするフローティングスラブ構造。
【請求項４】
コンクリート製の基盤と、該基盤上に振動吸収体を介してフローティング支持されたコンクリート製のスラブとからなるフローティングスラブ構造において、
前記基盤の上面には、上方にいくに従い断面寸法が漸次小さくなる凸部が上方に突出して形成され、前記スラブには、該凸部に対応した位置に該凸部と定められたクリアランスを有し、上方にいくに従い断面寸法が漸次小さくなる穴が形成されてなり、
前記凸部と前記スラブとを結ぶ水平方向の相対変位を拘束し、かつ上下方向の相対変位を許容する水平ストッパが前記凸部と前記穴の周囲のスラブとに配設されていることを特徴とするフローティングスラブ構造。
【請求項５】
定められた位置にその断面寸法が上方にいくに従い漸次小さくなる凸部を有してなるコンクリート製の基盤を構築した後、該基盤上に、プレストレスを導入した振動吸収体を配設し、次いで前記凸部に対応した形状の穴を有したコンクリート製のスラブを構築し、この後、前記基盤とスラブとの水平方向の相対変位を拘束しかつ上下方向の相対変位を許容する水平ストッパを、前記凸部と前記穴の周囲のスラブとに固定して設け、しかる後に前記振動吸収体のプレストレスを解放することによって、前記スラブをジャッキアップすることを特徴とするフローティングスラブの施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば鉄道の軌道等を構成するときに用いて好適なフローティングスラブ構造およびその施工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、鉄道の軌道等を構成するに際して、周辺に振動や騒音が及ぶのを防ぐため、コンクリート製の路盤（基盤）上にコイルバネ等の振動吸収体を設置し、この振動吸収体でコンクリート製のスラブを支持したフローティングスラブ構造が開発・実用化されつつある。
このようなフローティングスラブ構造においては、スラブ上に鉄道の軌道等を敷設することにより、鉄道の通過時の上下振動を振動吸収体で吸収し、路盤に振動が伝播するのを防止するようになっている。
【０００３】
しかしながら、振動吸収体を路盤上に設置した構造においては、水平方向の外力が作用した場合にこれら振動吸収体によってスラブに水平方向の振動が励起されることがある。このような水平方向の外力は、通常の列車通過時をはじめ、列車の制動時，また軌道の曲線部を通過するときの列車の遠心力によっても発生する。これ以外にも、通常の軌道構造とフローティングスラブ構造との継ぎ目においては列車が乗り移るときにも水平方向の外力が作用する。また、地震発生時においては、振動吸収体によって励起されるスラブの水平振動が、地動よりも増幅されてしまう。
【０００４】
このようにして、スラブに水平方向の振動が励起された場合、この振動による変位が過大であると、そもそも上下振動を吸収することを目的としているコイルバネ等の振動吸収体では水平方向の剛性が不足してスラブを支持しきれないことも考えられる。
【０００５】
その対策として、従来より、路盤に上方に突出する柱状の凸部を設け、スラブ側には凸部に対応した位置に凹部を形成し、この凸部と凹部とによって、路盤上でのスラブの水平方向の変位を拘束するストッパ機能を果たす構成としたものがある。
この構成においては、地震発生時や列車等、スラブが水平方向に過大に変位した時のみストッパ機能を発揮させ、通常時の列車の通過や制動時のレベルの水平外力では、スラブと路盤との間で振動が伝播しないよう、凸部と凹部との間に所定寸法のクリアランスが形成されている。
【０００６】
そして、上記凸部と凹部を備えたフローティングスラブの施工に際しては、路盤を形成した後、路盤上にコイルバネ等の振動吸収体をプレストレスを導入した状態で設置し、この後にスラブを形成し、最後に振動吸収体のプレストレスを解放することによってスラブをジャッキアップしてフローティング支持するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来のフローティングスラブ構造およびその施工方法には、以下のような問題が存在する。
まず、水平方向の外力が作用してスラブが過大に変位してスラブの凹部が凸部に当たったときに、その衝撃により凸部が損壊するのを防ぐため、この凸部の断面積を大きくする等して強度を確保しなければならず、これがコストの増大を招いている。
【０００８】
また、水平方向の外力が作用してスラブが変位しても、コイルバネ等の振動吸収体が路盤から外れないよう、これをアンカーボルト等で路盤に固定する必要があった。これにより、振動吸収体の取付に手間とコストがかかるという問題もあった。
【０００９】
さらに、軌道の施工に際しては、凸部と凹部との間にクリアランスを確保するために仕切り板を用いなければならず、この仕切り板の設置、およびジャッキアップ前の除去等の作業に余計な手間がかかるという問題がある。さらに、スラブのジャッキアップ時に、凸部と凹部とが接触してしまい、スラブをジャッキアップできなくなってしまうこともある。
【００１０】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、施工を低コストでかつ円滑に行うことができるフローティングスラブ構造およびその施工方法を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、コンクリート製の基盤と、該基盤上に振動吸収体を介してフローティング支持されたコンクリート製のスラブとからなるフローティングスラブ構造において、前記基盤の上面には上方に立ち上がる立ち上がり部が形成され、該立ち上がり部と該立ち上がり部に隣接する部分の前記スラブとには、これら立ち上がり部とスラブとを結ぶ水平方向の相対変位を拘束し、かつ上下方向の相対変位を許容する水平ストッパが配設され、前記水平ストッパと、前記基盤およびスラブとの間には、前記基盤とスラブとが隣接する部分に、振動を減衰する減衰材が介装されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のフローティングスラブ構造において、前記立ち上がり部として前記基盤の上面には上方に突出する凸部が形成されてなり、前記スラブには、前記凸部に対応した位置に該凸部と定められたクリアランスを有した穴が形成されて、前記水平ストッパが前記凸部と前記穴の周囲のスラブとに配設されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項２記載のフローティングスラブ構造において、前記凸部と前記穴とが、それぞれその断面寸法が上方にいくに従い漸次小さくなるよう形成されていることを特徴としている。
【００１４】
請求項４に係る発明は、コンクリート製の基盤と、該基盤上に振動吸収体を介してフローティング支持されたコンクリート製のスラブとからなるフローティングスラブ構造において、前記基盤の上面には、上方にいくに従い断面寸法が漸次小さくなる凸部が上方に突出して形成され、前記スラブには、該凸部に対応した位置に該凸部と定められたクリアランスを有し、上方にいくに従い断面寸法が漸次小さくなる穴が形成されてなり、前記凸部と前記スラブとを結ぶ水平方向の相対変位を拘束し、かつ上下方向の相対変位を許容する水平ストッパが前記凸部と前記穴の周囲のスラブとに配設されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項５に係る発明は、定められた位置にその断面寸法が上方にいくに従い漸次小さくなる凸部を有してなるコンクリート製の基盤を構築した後、該基盤上に、プレストレスを導入した振動吸収体を配設し、次いで前記凸部に対応した形状の穴を有したコンクリート製のスラブを構築し、この後、前記基盤とスラブとの水平方向の相対変位を拘束しかつ上下方向の相対変位を許容する水平ストッパを、前記凸部と前記穴の周囲のスラブとに固定して設け、しかる後に前記振動吸収体のプレストレスを解放することによって、前記スラブをジャッキアップすることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るフローティングスラブ構造およびその施工方法の実施の形態の一例を、図１ないし図３を参照して説明する。ここでは、本発明に係るフローティングスラブ構造およびその施工方法を、例えば鉄道の軌道に適用する場合の例を用いて説明する。
【００１７】
図１に示すように、鉄道用の軌道１は、コンクリート製の路盤（基盤）２と、路盤２上に配設された複数のコイルバネ（振動吸収体）３と、これらコイルバネ３上にフローティング支持されたコンクリート製のスラブ４とから概略構成されており、このスラブ４上にレール５が敷設された構成となっている。
【００１８】
路盤２の上面には、その両側と中央部とに、それぞれ前記コイルバネ３が等間隔毎に設置されている。
【００１９】
一方、図１（ｂ）に示したように、スラブ４の下面には、各コイルバネ３に対応する位置に筒状の穴６が形成されており、この穴６内に図示しないアンカーや支持プレート等が設けられてコイルバネ３の上部を受けるようになっている。
【００２０】
また、路盤２の上面には、上方に突出する複数の凸部（立ち上がり部）７が、その中心部に沿って等間隔毎に形成されている。図２に示すように、各凸部７は、平面視矩形の略角錐台形をなしており、下方から上方にいくに従いその断面積が漸次小さくなるよう形成されている。
【００２１】
そして、スラブ４には、各凸部７に対応した位置に、上下に貫通する穴８が形成されている。穴８は、凸部７に対応した形状を有しており、平面視矩形で、その断面寸法が下方から上方にいくに従い漸次小さくなる構成となっている。なお、この穴８の大きさは、凸部７の上面とスラブ４の上面とを同レベルとしたときに、各面において、凸部７の各側面と、穴８の内側面との間に、所定のクリアランスＣ（例えば２０ｍｍ程度）が形成されるよう設定されている。
【００２２】
そして、前記凸部７と、これに対応する穴８の周囲のスラブ４とには、水平ストッパ１０が配設されている。この水平ストッパ１０は、帯状の繊維シート１１，１１が十字状に組み合わされたもので、各繊維シート１１は、その両端部がスラブ４に接着されて固定され、中間部が凸部７の上面に接着されて固定された構成となっている。
この繊維シート１１は、凸部７とその周囲のスラブ４との上下方向の相対変位を許容し、かつ凸部７とその周囲のスラブ４の水平方向の変位を拘束するよう、繊維シート１１の面外方向の変形が自在で、かつその長手方向の強度が高い性質を有した材料で形成されている。このような性質を有する材料としては、例えば炭素繊維等の無機系繊維（セラミック系繊維を含む）、アラミド繊維等の有機系繊維があり、上記性質を実現するため、各繊維を繊維シート１１の長手方向に延在するよう並べて繊維シート１１を形成するのが好ましい。
【００２３】
図２（ａ）に示したように、凸部７の上端外周縁部と、穴８の上端内周縁部との間には、防振ゴムシート等の減衰材１２が設置されており、この減衰材１２上に前記繊維シート１１が配設されている。これにより、この部分の繊維シート１１の振動を減衰するようになっている。
【００２４】
このような水平ストッパ１０においては、繊維シート１１がその面外方向に変形自在とされているので、凸部７とスラブ４の上下方向の相対変位を許容するようになっている。また、繊維シート１１はその長手方向の強度が高いので、凸部７とその周囲のスラブ４との水平方向の相対変位を拘束するようになっている。
【００２５】
図３に示すように、前記路盤２の周縁部には、上方に立ち上がる壁部（立ち上がり部）１４が形成されている。図３（ａ）に示したように、この壁部１４は、スラブ４に隣接する側の側面１４ａが、下方から上方にいくに従い、スラブ４側から離間するよう傾斜して形成されている。また、この壁部１４に隣接するスラブ４の外周部の側面４ａも、前記壁部１４の側面１４ａと略平行となるよう傾斜して形成されている。
そして、図３（ａ）および（ｂ）に示したように、路盤２の壁部１４と、これに隣接する部分のスラブ４との間には、水平ストッパ１５が配設されている。この水平ストッパ１５は、上記水平ストッパ１０（図２参照）と同様、炭素繊維やアラミド繊維等からなる帯状の繊維シート１６，１６が十字状に組み合わされたもので、各繊維シート１６は、その一端部が路盤２の壁部１４の外側面に固定され、他端部がスラブ４の上面に固定された構成となっている。このとき、図３（ｂ）に示したように、各繊維シート１６は、路盤２の壁部１４が連続する方向に対して、その長手方向すなわち繊維方向が例えば４５゜の角度をなすよう配設されている。
【００２６】
図３（ａ）に示したように、壁部１４の上端縁部と、スラブ４の外周端縁部との間には、防振ゴムシート等の減衰材１７が設置され、この減衰材１７上に前記繊維シート１６が配設されており、この減衰材１７によって繊維シート１６の振動を減衰するようになっている。
【００２７】
このような水平ストッパ１５においても、水平ストッパ１０（図２参照）と同様、繊維シート１６がその面外方向に変形自在とされ、かつその長手方向の強度が高いので、路盤２の壁部１４とスラブ４の上下方向の相対変位を許容し、かつ水平方向の相対変位を拘束するようになっている。
【００２８】
図１に示したように、このような構成の軌道１では、コイルバネ３，３，…によって、スラブ４が路盤２から所定寸法持ち上げられてフローティング支持された構成となっており、レール５上を列車等が通過したときに生じる上下方向の振動をコイルバネ３で吸収して、路盤２側に伝播する振動を抑えるようになっている。このときに、水平ストッパ１０，１５を構成する繊維シート１１，１６はその面外方向に変形自在であるので、スラブ４と、路盤２の凸部７，壁部１４との上下方向の相対変位を何ら妨げることはない。
また、通常の列車の通過等、あるいは地震等によってスラブ４が変位（例えば５０ｍｍ程度）しようとした場合には、水平ストッパ１０，１５によって、凸部７とその周囲のスラブ４との相対変位が抑制され、スラブ４の水平移動を抑えてストッパ機能を果たすようになっている。
【００２９】
次に、上記構成からなる軌道１の施工方法について説明するが、その施工方法は、基本的には従来と同様である。
まず、路盤２を所定形状に形成する。このときに、凸部７についても同時に形成する。
次いで、路盤２の全面（凸部７も含む）に、この後に打設するコンクリートが路盤２に付着するのを防ぐ剥離シート（図示なし）を敷く。
続いて、予めプレストレスを導入したコイルバネ３，３，…を路盤２上の所定位置に設置する。
そして、スラブ４を形成するためのコンクリートを打設する。このコンクリートが硬化して所定の強度を発現した後に、各コイルバネ３のプレストレスを解放する。すると、各コイルバネ３が伸長し、スラブ４がジャッキアップされてフローティング支持された状態となる。
この後、各凸部７とその周囲のスラブ４とに水平ストッパ１０を取り付けるとともに、路盤２の壁部１４とこれに隣接する部分のスラブ４とに水平ストッパ１５を取り付ける。
しかる後には、スラブ４上にレール５を敷設することによって、軌道１の施工が完了する。
【００３０】
上述したように、フローティングスラブ構造の軌道１およびその施工方法では、軌道１が、路盤２と、コイルバネ３を介してフローティング支持されたスラブ４とから構成され、路盤２の上面には凸部７が形成され、スラブ４には凸部７に対応した位置に穴８が形成され、各凸部７とその周囲のスラブ４とには、水平ストッパ１０が配設された構成となっている。また、路盤２の周縁部に形成されて上方に立ち上がる壁部１４と、これに隣接する部分のスラブ４との間には、水平ストッパ１５が配設された構成となっている。
これにより、例えば列車の通過時，制動時，曲線部通過時、あるいは地震発生時等、スラブ４に水平方向の外力が作用したときには、水平ストッパ１０，１５によって基盤２とスラブ４との水平方向の相対変位が拘束されるので、コイルバネ３にフローティング支持されたスラブ４が水平方向に変位するのを抑えることができる。したがって、スラブ４が凸部７や壁部１４に衝突することもなく、凸部７の強度を従来よりも落として小型化を図ることができ、また、スラブ４を支持するコイルバネ３についても、アンカー等で固定する必要がなくなる。このようにして、軌道１を構築するにあたってのコスト低減を実現することができる。
【００３１】
さらに、水平ストッパ１０，１５と、路盤２およびスラブ４との間には、減衰材１２，１７が介装された構成となっている。これにより、路盤２とスラブ４との間で、水平ストッパ１０，１５を介して振動が伝播するのを防止することができる。
【００３２】
そして、このような軌道１を構築するには、凸部７を有した路盤２を構築した後、プレストレスを導入したコイルバネ３を路盤２上に配設し、次いで穴８を有したスラブ４を構築し、この後にスラブ４と路盤２とに水平ストッパ１０，１５を取り付け、しかる後にコイルバネ３のプレストレスを解放することによってスラブ４をジャッキアップするようにした。
このとき、凸部７と穴８を、それぞれその断面寸法が上方にいくに従い漸次小さくなる形状とすることによって、スラブ４をジャッキアップするときに凸部７と穴８とが干渉してジャッキアップできなくなるといった問題が生じることなく、円滑に施工を行うことができる。また、スラブ４に穴８を形成するときには、既に形成した路盤２の凸部７を型として用いることができ、しかも、この後にスラブ４をジャッキアップすることによって凸部７と穴８との間にクリアランスを自動的に確保することができる。したがって従来のようにクリアランス確保のための仕切り板等を用いる必要がなく、施工の容易化を図ることが可能となる。
【００３３】
なお、上記実施の形態において、本発明に係るフローティングスラブ構造およびその施工方法を用いて、鉄道用の軌道１を構成する例を用いたが、その用途は鉄道に限定するものではなく、例えば高速道路や橋梁等の道路等にも用いることが可能である。さらには、フローティング支持したスラブ４上に各種装置等を設置したり、またスラブ４上に建物等を構築してこれを免震構造とすることも可能である。
また、水平ストッパ１０，１５については、その面外方向の変形が自在で、かつその長手方向に高い強度を有しているのであれば、その材質、形状、路盤２やスラブ４への固定方法等については何ら限定するものではない。
さらに、凸部７については平面視矩形の略角錐台形に限らず円錐台形状であっても良く、当然のことながら穴８についてもこれに対応した形状としてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係るフローティングスラブ構造によれば、基盤と、基盤上に振動吸収体を介してフローティング支持されたスラブとから構成されて、基盤の上面に立ち上がり部が形成され、該立ち上がり部とこれに隣接する部分のスラブとには、これら立ち上がり部とスラブとを結ぶ水平方向の相対変位を拘束し、かつ上下方向の相対変位を許容する水平ストッパが配設された構成となっている。また、請求項２または４に係るフローティングスラブ構造によれば、立ち上がり部として基盤の上面に凸部が形成された構成とされ、スラブには凸部に対応した位置に穴が形成されて、水平ストッパが凸部と穴の周囲のスラブとに配設された構成となっている。
これにより、スラブに水平方向の外力が作用したときに、水平ストッパによって基盤とスラブとの相対変位が拘束されるので、振動吸収体にフローティング支持されたスラブが水平方向に変位するのを抑えることができる。したがって、スラブが例えば凸部等の立ち上がり部に衝突することもなく、これによって立ち上がり部の強度を従来よりも落として小型化を図ることができる。また、スラブを支持するコイルバネ等の振動吸収体についても、アンカー等で固定する必要がなくなる。このようにして、コスト低減を実現することができる。
【００３５】
請求項３または４に係るフローティングスラブ構造によれば、凸部と穴とが、それぞれその断面寸法が上方にいくに従い漸次小さくなるよう形成された構成となっている。このようにして、凸部と穴をその断面寸法が上方にいくに従い漸次小さくなる形状とすることによって、その施工に際して、スラブを形成した後にこれを振動吸収体の伸長力によってジャッキアップするときに、穴と凸部とが干渉してジャッキアップできなくなるといった問題が生じることなく、円滑に施工を行うことができる。
【００３６】
加えて、請求項１に係るフローティングスラブ構造によれば、水平ストッパと、基盤およびスラブとの間には、基盤とスラブとが隣接する部分に振動を減衰する減衰材が介装された構成となっている。これにより、スラブと基盤との間で、水平ストッパを介して振動が伝播するのを防止することができる。
【００３７】
請求項５に係るフローティングスラブの施工方法によれば、定められた位置にその断面寸法が上方にいくに従い漸次小さくなる凸部を有してなる基盤を構築した後、基盤上にプレストレスを導入した振動吸収体を配設し、この後に、凸部に対応した形状の穴を有したスラブを構築し、さらに、水平ストッパを凸部と穴の周囲のスラブとに固定して設け、しかる後に振動吸収体のプレストレスを解放することによってスラブをジャッキアップする構成となっている。これにより、請求項１ないし４に係るフローティングスラブ構造を実現することができる。また、このようにして、凸部と穴をその断面寸法が上方にいくに従い漸次小さくなるよう形成しておくことによって、スラブを形成した後にこれをジャッキアップするときに、スラブの穴と凸部とが緩衝してジャッキアップできなくなるといった問題が生じることなく、円滑に施工を行うことができる。また、スラブに穴を形成するときには、既に形成した基盤の凸部を型として用いることができ、しかも、この後にスラブをジャッキアップすることによってクリアランスを自動的に確保することができる。したがって、従来のようにクリアランス確保のための仕切り板等を用いる必要がなく、施工の容易化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフローティングスラブ構造を適用した軌道の一例を示す平面図および側断面図である。
【図２】同軌道の要部を示す斜視図および平面図である。
【図３】同軌道の他の要部を示す側断面図および平面図である。
【符号の説明】
２  路盤（基盤）
３  コイルバネ（振動吸収体）
４  スラブ
７  凸部（立ち上がり部）
８  穴
１０，１５  水平ストッパ
１２，１７  減衰材
１４  壁部（立ち上がり部）
Ｃ  クリアランス
【図１】
0003622375.tif 000002
【図２】
0003622375.tif 000003
【図３】
0003622375.tif 000004