(57)【要約】【課題】車両を走行可能な状態で軌道の高さを調整することができる軌道の高さ調整システム及びそのシステムを用いた軌道の高さ調整方法を提供する。【解決手段】軌道の高さ調整システム１は、複数の横桁６と、横桁６を支持するための一対の主桁７と、主桁７を上下に変位させるための複数の伸縮装置８と、伸縮装置８の伸縮状況を表示するための表示装置１０と、を備える。線路２が所定の高さよりも低くなっている場合は、伸縮装置８を伸張して線路２を上昇させる。このとき、表示装置１０で伸縮装置８の伸張長を確認しながら、線路２が所定の高さになるように、伸縮装置８を伸張させる。一方、線路２が所定の高さよりも高くなっている場合は、伸縮装置８を収縮して線路２を降下させる。このとき、表示装置１０で伸縮装置８の収縮長を確認しながら、線路２が所定の高さになるように、伸縮装置８を収縮させる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が走行するための軌道と、
前記軌道に対して交差するように前記軌道の下に設置されて前記軌道を支持するための横桁と、
前記横桁の両端部の下にそれぞれ設置されて前記横桁を支持するための一対の主桁と、
遠隔操作により伸縮可能で、前記主桁の下に設置されて前記主桁を上下に変位させるための伸縮装置と、を備えることを特徴とする軌道の高さ調整システム。
【請求項２】
前記伸縮装置は、地盤改良により形成された地盤改良体の上に設置されることを特徴とする請求項１に記載の軌道の高さ調整システム。
【請求項３】
前記主桁及び前記地盤改良体を貫通して地盤内に打設されたアンカーを更に備えることを特徴とする請求項２に記載の軌道の高さ調整システム。
【請求項４】
前記軌道の下に設置されている枕木と前記主桁とに挟まれるように設置され、前記枕木の側方への移動を防止するための横移動防止材を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のうち、何れか一項に記載の軌道の高さ調整システム。
【請求項５】
前記主桁は、Ｈ型鋼又はＩ型鋼であることを特徴とする請求項１、３、４のうち、何れか一項に記載の軌道の高さ調整システム。
【請求項６】
前記Ｈ型鋼又は前記Ｉ型鋼のウェブと上下フランジとに囲まれた部位に、補強用リブが取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の軌道の高さ調整システム。
【請求項７】
車両が走行するための軌道と、前記軌道に対して交差するように前記軌道の下に設置されて前記軌道を支持するための横桁と、前記横桁の両端部の下にそれぞれ設置されて前記横桁を支持するための一対の主桁と、遠隔操作により伸縮可能で、前記主桁の下に設置されて前記主桁を上下に変位させるための伸縮装置と、を備える軌道の高さ調整システムを用いた軌道の高さ調整方法において、
前記軌道の高さを測定して、前記軌道が所定の高さよりも低い場合は、遠隔操作により前記伸縮装置を伸張して前記軌道を上昇させて、前記軌道が所定の高さよりも高い場合は、遠隔操作により前記伸縮装置を収縮して前記軌道を下降させて、前記軌道の高さを前記所定の高さにすることを特徴とする軌道の高さ調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が走行する線路等の軌道の高さを調整するための軌道の高さ調整システム及びそのシステムを用いた軌道の高さ調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
線路等の軌道の下の地盤内にトンネルを構築する場合には、トンネルの掘削に伴う地盤の沈下や隆起によって、軌道が上下に変位することがある。このような軌道の上下変位を防止するために、従来より、枕木の下に、軌道と平行に受桁を敷設して枕木を支持するとともに、枕木と受桁との間に緩衝材を介在させて、この緩衝材の高さを変化させることにより、軌道の高さを調整する方法が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、緩衝材として、一組のくさび材を互いに対向させて、その傾斜面同士が当接するように上下方向に重ねて配置し、くさび材同士を近接又は離間するように移動させることで緩衝材の高さを変化させて、軌道の高さを調整する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６８５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の緩衝材の高さを調整する方法では、次のような問題点が有った。
（１）人が手作業で一組のくさび材を近接させたり、離間させたりするため、車両が走行する時間帯は危険で作業できない。
（２）車両が走行する時間帯に、緊急で緩衝材の高さを調整しなければならない場合には、車両の走行を一時的に停止しなければならない。
【０００６】
そこで、本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、車両が走行可能な状態で軌道の高さを調整することができる軌道の高さ調整システム及びそのシステムを用いた軌道の高さ調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の軌道の高さ調整システムは、
車両が走行するための軌道と、
前記軌道に対して交差するように前記軌道の下に設置されて前記軌道を支持するための横桁と、
前記横桁の両端部の下にそれぞれ設置されて前記横桁を支持するための一対の主桁と、
遠隔操作により伸縮可能で、前記主桁の下に設置されて前記主桁を上下に変位させるための伸縮装置と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、軌道の下方に伸縮装置を備えているので、伸縮装置を伸縮させることにより、軌道の高さを調整することができる。また、遠隔操作により伸縮装置を伸縮可能なので、車両を走行可能な状態で軌道の高さを調整することができる。
【０００９】
また、本発明において、前記伸縮装置は、地盤改良により形成された地盤改良体の上に設置されることとしてもよい。このようにすれば、伸縮装置で主桁を支持することによって伸縮装置の下向きに生ずる反力を支持することができる。
【００１０】
また、本発明において、前記主桁及び前記地盤改良体を貫通して地盤内に打設されたアンカーを更に備えることとすれば、主桁の浮き上がりを防止することができる。
【００１１】
また、本発明において、前記軌道の下に設置されている枕木と前記主桁とに挟まれるように設置され、前記枕木の側方への移動を防止するための横移動防止材を更に備えることとしてもよい。
【００１２】
また、本発明において、前記主桁はＨ型鋼又はＩ型鋼であることとすれば、主桁は剛性が高いので、撓みはごくわずかである。したがって、車両が軌道上を走行しても、その軌道の下に位置する主桁は伸縮装置による支持位置以外の部分において、撓みはごくわずかなので、軌道をほぼ直線状に維持することができる。
【００１３】
また、本発明において、前記Ｈ型鋼又は前記Ｉ型鋼のウェブと上下フランジとに囲まれた部位に、補強用リブが取り付けられていることとすれば、主桁の局部的な座屈を防止することができる。したがって、補強用リブが取り付けられていない場合よりも、主桁が座屈しにくくなるので、軌道の直線性をより確実に維持することができる。
【００１４】
また、本発明は、車両が走行するための軌道と、前記軌道に対して交差するように前記軌道の下に設置されて前記軌道を支持するための横桁と、前記横桁の両端部の下にそれぞれ設置されて前記横桁を支持するための一対の主桁と、遠隔操作により伸縮可能で、前記主桁の下に設置されて前記主桁を上下に変位させるための伸縮装置と、を備える軌道の高さ調整システムを用いた軌道の高さ調整方法において、
前記軌道の高さを測定して、前記軌道が所定の高さよりも低い場合は、遠隔操作により前記伸縮装置を伸張して前記軌道を上昇させて、前記軌道が所定の高さよりも高い場合は、遠隔操作により前記伸縮装置を収縮して前記軌道を下降させて、前記軌道の高さを前記所定の高さにすることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、軌道の下方に、遠隔操作で伸縮可能な伸縮装置を備えているので、軌道から離れた場所で遠隔操作により、伸縮装置を伸縮させて軌道の高さを調整することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、車両を走行可能な状態で軌道の高さを調整することができる軌道の高さ調整システム及びそのシステムを用いた軌道の高さ調整方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る軌道の高さ調整システムを線路に設置した状態を示す側面図である。
【図２】本実施形態に係る軌道の高さ調整システムを線路に設置した状態を示す平面図である。
【図３】図１のＡ部拡大図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】横桁を線路の下に設置した状態を示す側断面図である。
【図６】図４のＤ部拡大図である。
【図７】図６の側面図である。
【図８】図７のＥ−Ｅ断面図である。
【図９】図１のＦ−Ｆ断面図である。
【図１０】図９のＧ部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本実施形態においては、列車用の線路に適用した場合について説明するが、これに限定されるものではなく、列車以外の車両が走行するための軌道であっても適用可能である。また、本実施形態においては、例えば、地上線路を地下化する工事において、線路の下方を当該線路に沿ってシールド機にて掘進する場合について説明する。
【００１９】
図１及び図２は、それぞれ本実施形態に係る軌道の高さ調整システム１を線路２に設置した状態を示す側面図及び平面図である。
図１及び図２に示すように、軌道の高さ調整システム１は、レールである線路２と地盤３との間に敷設され、線路２の下方をシールド機４にて掘進する際に地盤３の沈下や隆起が生じても、線路２の高さを調整して当該線路２が上下に変位することを防止し、列車５を安全に線路２上を走行させるためのシステムである。
【００２０】
軌道の高さ調整システム１は、線路２を支持するための複数の横桁６と、横桁６の両端部をそれぞれ支持するための一対の主桁７と、各主桁７を支持するとともに、上下に変位させるための複数の伸縮装置８と、伸縮装置８を駆動させるための駆動源９と、伸縮装置８の伸縮状況を表示するための表示装置１０と、主桁７の浮き上がりを防止するためのアンカー１１と、を備えている。
【００２１】
図３は、図１のＡ部拡大図であり、図４は、図１のＢ−Ｂ断面図である。また、図５は、横桁６を線路２の下に設置した状態を示す側断面図である。
図３〜図５に示すように、横桁６は、隣接する枕木１２間に、線路２に対して直交するように複数設置されている。本実施形態においては、横桁６として、例えば、Ｈ型鋼を用いたが、これに限定されるものではなく、線路２を支持可能な材料であれば他のものを用いてもよい。
【００２２】
横桁６は、隣接する枕木１２間に敷設されていたバラスト１３の一部を除去して形成された空間に設置される。このとき、その空間の高さが横桁６の高さと同一になるようにバラスト１３を除去する。
【００２３】
図６は、図４のＤ部拡大図である。図６に示すように、一対の主桁７は、線路２に対して平行に配置され、横桁６を両側から挟み込むように当該横桁６の両端に接続されている。なお、主桁７を横桁６に接続する際は、予め横桁６の両端部付近のバラスト１３の一部を除去し、その除去した部位の下方の盛土２５部分の地盤改良を行い地盤改良体１４を形成し、その上に伸縮装置８を設置しておく。
【００２４】
主桁７として、例えば、Ｈ型鋼を用いる。そして、主桁７の下側フランジ７ａと横桁６の下側フランジ６ａとをボルト・ナット１５にて接続する。主桁７であるＨ型鋼は、剛性が高く、撓みはごくわずかである。
【００２５】
主桁７のウェブ７ｂと、上側及び下側フランジ７ｃ、７ａの横桁６に対して反対側の部位と、で囲まれた部分には、補強用リブ１６が主桁７の長手方向に所定の間隔で取り付けられることで、主桁７の局部的な座屈を防止できる。
主桁７を支持する複数の伸縮装置８のうち、一部の伸縮装置８が地盤沈下等により降下して、これらの伸縮装置８と主桁７との間に隙間が生じても、上記のとおり、主桁７は剛性が高いので、下方への撓みはごくわずかである。また、主桁７を支持する複数の伸縮装置８のうち、一部の伸縮装置８が地盤隆起等により上昇して、これらの伸縮装置８が主桁７を上方へ押し上げようとしても、主桁７は剛性が高いので、伸縮装置８の伸縮が抑制されて、上方への撓みはごくわずかである。
【００２６】
伸縮装置８は、例えば、油圧ジャッキからなり、地盤改良体１４の上面に設置された鋼板１７と主桁７との間に、主桁７を支持するように、線路２の長手方向に所定の間隔で複数台が設置されている。この伸縮装置８は、鋼板１７を貫通するボルト１８で鋼板１７に固定されている。このように、地盤改良体１４の上に鋼板１７を設けることにより、伸縮装置８を伸張させて主桁７を支持する際に生じる反力を鋼板１７全体に分散させて、地盤改良体１４に局部的な荷重が作用することを防止する。なお、地盤３が堅固な場合には、地盤改良を省略してもよい。
【００２７】
各伸縮装置８には、圧力を測定するための圧力計１９及びジャッキの伸縮長さを測定するためのセンサー２０がそれぞれ接続されている。すべての圧力計１９及びセンサー２０は、表示装置１０に接続されており、各伸縮装置８の圧力値及び伸縮長を目視にて確認することができる。
【００２８】
駆動源９は、発電機２１と、発電機２１に接続された油圧ポンプ２２と、から構成されており、これらは線路２から離れた場所に設置されている（図２参照）。
【００２９】
また、表示装置１０は、駆動源９の近傍に設置されており（図２参照）、各伸縮装置８の圧力値及び伸縮長を表示装置１０にて確認しながら、駆動源９を操作することができる。
【００３０】
図７は、図６の側面図であり、図８は、図７のＥ−Ｅ断面図である。
図７及び図８に示すように、アンカー１１は、主桁７の下側フランジ７ａ及び地盤改良体１４を貫通して地盤３内に打設されている。アンカー１１の上端部には、ナット２３が取り付けられている。このナット２３は、主桁７が浮き上がった場合に、主桁７の下側フランジ７ａがこのナット２３に当接することにより、それ以上の浮き上がりを防止するものであり、ストッパーとしての機能を有する。
【００３１】
図９は、図１のＦ−Ｆ矢視図であり、図１０は、図９のＧ部拡大図である。
図９及び図１０に示すように、軌道の高さ調整システム１は、枕木１２の側方への移動を防止するための横移動防止材２４を更に備えている。
【００３２】
横移動防止材２４は、枕木１２と主桁７との間に設置されている。横移動防止材２４として、例えば、パイプサポートを用いる。この横移動防止材２４により、列車５の走行や地盤３の沈下・隆起等による枕木１２の側方移動を防止できる。
【００３３】
以下に、上述した構成からなる軌道の高さ調整システム１を用いた軌道の高さ調整方法について説明する。最初に、線路２の高さに基づく軌道の高さ調整方法について説明し、次に、伸縮装置８の圧力値に基づく軌道の高さ調整方法について説明する。
【００３４】
＜線路２の高さに基づく軌道の高さ調整方法について＞
【００３５】
まず、列車５の走行を阻害しないように、線路２から離れた場所からレーザー測定器等で線路２の高さを測定するとともに、測定結果による線路２の高さと予め設計等により設定されている線路２の所定の高さとの差分を算出する。
【００３６】
次に、地盤沈下等の影響により、線路２が所定の高さよりも低くなっている場合は、伸縮装置８を伸張し、主桁７及び横桁６を介して線路２を上昇させる。このとき、表示装置１０で伸縮装置８の伸張長を確認しながら、線路２が所定の高さになるように、伸縮装置８を上記差分だけ伸張させて、そのまま維持する。この後、再び、線路２の高さを測定して、線路２が所定の高さになっていることを確認する。
【００３７】
一方、地盤隆起等の影響により、線路２が所定の高さよりも高くなっている場合は、伸縮装置８を収縮し、主桁７及び横桁６を介して線路２を降下させる。このとき、表示装置１０で伸縮装置８の収縮長を確認しながら、線路２が所定の高さになるように、伸縮装置８を上記差分だけ収縮させて、そのまま維持する。この後、再び、線路２の高さを測定して、線路２が所定の高さになっていることを確認する。
【００３８】
＜伸縮装置８の圧力値に基づく軌道の高さ調整方法について＞
【００３９】
まず、表示装置１０に表示された各伸縮装置８の圧力値を目視し、予め設定された所定値よりも大きい値又は小さい値を示す伸縮装置８の有無を確認する。
上記所定値よりも大きい値又は小さい値を示す伸縮装置８が無い場合は、主桁７がすべての伸縮装置８によりほぼ均等に支持されていることを示しており、正常な状態であるとして、そのまま各伸縮装置８の圧力値の監視を継続する。
【００４０】
一方、上記所定値よりも小さい値を示す伸縮装置８が有る場合は、地盤沈下の影響で地盤改良体１４及び伸縮装置８が降下し、主桁７と伸縮装置８との間に隙間が生じてその伸縮装置８が主桁７を支持していないため、圧力値が上記所定値よりも小さくなっていると考えられる。この場合、その伸縮装置８の上方に位置する部分の線路２が下方に向かって撓んでおり、線路２の高さが周囲よりも低くなっている。したがって、かかる場合には、線路２の高さを測定するとともに、表示装置１０でその伸縮装置８の圧力値を確認しながら、伸縮装置８を伸張して主桁７を支持し、圧力値が上記所定値になるように調整する。そして、伸張した伸縮装置８付近の線路２の高さを測定して所定の高さになっていることを確認する。
【００４１】
また、上記所定値よりも大きい値を示す伸縮装置８が有る場合は、地盤隆起の影響で地盤改良体１４及び伸縮装置８が上昇し、その伸縮装置８が主桁７に押し付けられているため、圧力値が上記所定値よりも大きくなっていると考えられる。この場合、その伸縮装置８の上方に位置する線路２の部分が上方に向かって撓んでおり、線路２の高さが周囲よりも高くなっている。したがって、かかる場合には、線路２の高さを測定するとともに、表示装置１０でその伸縮装置８の圧力値を確認しながら、伸縮装置８を収縮して、圧力値が上記所定値になるように調整する。そして、収縮した伸縮装置８付近の線路２の高さを測定して所定の高さになっていることを確認する。
【００４２】
上述した線路２の高さに基づく軌道の高さ調整方法及び伸縮装置８の圧力値に基づく軌道の高さ調整方法において、線路２の高さを測定する作業及び伸縮装置８を伸縮する作業は、列車５の走行を阻害しないので、列車５が走行可能な状態で実施することができる。
【００４３】
軌道の高さ調整システム１は、地盤３の沈下や隆起が生じやすい切羽２８近傍（例えば、図１の区間Ｌ）の線路２と地盤３との間に設置されるものであって、シールド機４の掘進とともに、シールド機４の進行方向へ移動するように設置される。
具体的には、図１に示すように、セグメント２６とトンネル２７の内周面との間に充填された裏込め材が硬化するために必要な時間が経過したセグメント２６の上方（区間Ｌよりも坑口側）に位置する横桁６、主桁７、伸縮装置８等は、図１中の点線矢印で示すように、撤去されるとともに、直ちに、進行方向へ搬送されて、切羽２８近傍に既に設置されている横桁６等よりも進行方向側に順次設置される。
【００４４】
線路２の下方をシールド機４で掘削する作業が終了して地盤３の沈下や隆起が生ずるおそれが無くなったら、軌道の高さ調整システム１を撤去する。
軌道の高さ調整システム１の撤去は、まず、主桁７、伸縮装置８、横桁６をこの順番で取り外すことにより行う。そして、軌道の高さ調整システム１を撤去したら、隣接する枕木１２間に、所定の高さまでバラスト１３を敷設し、軌道の高さ調整システム１を設置する前の状態に復旧する。
【００４５】
以上説明した本実施形態における軌道の高さ調整システム１によれば、線路２の下方に伸縮装置８を備えているので、伸縮装置８を伸縮させることにより、線路２の高さを調整することができる。また、その伸縮装置８を線路２から離れた場所にて遠隔操作するので、車両を走行させながら線路２の高さを調整することができる。
【００４６】
また、伸縮装置８の下には地盤改良体１４が存在するので、伸縮装置８が主桁７を支持する際に生ずる反力によって伸縮装置８の下端が地盤３内にめり込むことを防止できる。したがって、伸縮装置８にて主桁７を確実に支持することができる。さらに、線路２周辺の地盤３が軟弱でも、本発明の軌道の高さ調整システム１を適用することができる。
【００４７】
また、地盤改良体１４の上に鋼板１７が存在することにより、伸縮装置８の伸張による反力を鋼板１７全体に分散させることができる。これにより、伸縮装置８の真下に位置する地盤改良体１４に対して荷重が局部的に作用することを抑制して、地盤改良体１４の損傷することを防止できる。
【００４８】
また、アンカー１１を設置するので、主桁７の浮き上がりを防止できる。
【００４９】
さらに、横移動防止材２４を備えているので、列車５の走行や地盤３の隆起や沈下等による枕木１２の側方移動を防止できる。
【００５０】
そして、主桁７は剛性が高いので、撓みはごくわずかである。したがって、列車５が線路２上を走行しても、その線路２の下に位置する主桁７の撓みはごくわずかなので、線路２の高さをほぼ一定に維持することができる。
【００５１】
また、主桁７を支持する複数の伸縮装置８のうち、一部の伸縮装置８が地盤沈下等により降下して、これらの伸縮装置８と主桁７との間に隙間が生じても、主桁７は剛性が高いので、下方への撓みはごくわずかである。さらに、主桁７を支持する複数の伸縮装置８のうち、一部の伸縮装置８が地盤隆起等により上昇して、これらの伸縮装置８が主桁７を上方へ押し上げようとしても、主桁７は剛性が高いので、伸縮装置８の伸縮部分が抑制されて、上方への撓みはごくわずかである。したがって、線路２を直線状に維持することができる。
【００５２】
また、主桁７のウェブ７ｂと、上側及び下側フランジ７ｃ、７ａの横桁６に対して反対側の部位と、で囲まれた部分に補強用リブ１６を取り付けているので、主桁７の局部的な座屈を防止することができる。
【００５３】
なお、本実施形態においては、線路２の下方を線路２に沿って掘削する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、線路２の下方を線路２に対して交差するように掘削する場合にも適用可能であり、この場合には、交差する箇所及びこの近傍に軌道の高さ調整システム１を設置する。
【００５４】
なお、本実施形態においては、主桁７のウェブ７ｂと、上側及び下側フランジ７ｃ、７ａの横桁６に対して反対側の部位と、で囲まれた部分にのみ補強用リブ１６を取り付ける場合について説明したが、これに限定されるものではなく、主桁７のウェブ７ｂと、上側及び下側フランジ７ｃ、７ａの横桁６側の部位と、で囲まれた部分にのみ補強用リブ１６を取り付けてもよいし、また、横桁６側及びその反対側の両方に取り付けてもよい。
【００５５】
なお、本実施形態においては、主桁７にＨ型鋼を用いた場合について説明したが、Ｉ型鋼を用いてもよい。また、鋼材である必要はなく、ＰＣコンクリート桁でもよく、所定の剛性を有する桁材であればよい。
【符号の説明】
【００５６】
１  軌道の高さ調整システム
２  線路
３  地盤
４  シールド機
５  列車
６  横桁
６ａ  下側フランジ
７  主桁
７ａ  下側フランジ
７ｂ  ウェブ
７ｃ  上側フランジ
８  伸縮装置
９  駆動源
１０  表示装置
１１  アンカー
１２  枕木
１３  バラスト
１４  地盤改良体
１５  ボルト・ナット
１６  補強用リブ
１７  鋼板
１８  ボルト
１９  圧力計
２０  センサー
２１  発電機
２２  油圧ポンプ
２３  ナット
２４  横移動防止材
２５  盛土
２６  セグメント
２７  トンネル
２８  切羽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011052488.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011052488.tif 000011
【図１０】
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