7673351 バラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-28

(45)【発行日】2025-05-09

(54)【発明の名称】バラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギ

(51)【国際特許分類】

   E01B 3/38 20060101AFI20250430BHJP

【ＦＩ】

E01B3/38

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020029249

(22)【出願日】2020-02-25

(65)【公開番号】P2021134497

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2022-09-08

【審判番号】

【審判請求日】2023-12-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000173784

【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】599032349

【氏名又は名称】株式会社テス

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100147267

【弁理士】

【氏名又は名称】大槻 真紀子

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 勉

(72)【発明者】

【氏名】池田 学

(72)【発明者】

【氏名】浅沼 潔

【合議体】

【審判長】古屋野 浩志

【審判官】有家 秀郎

【審判官】立澤 正樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－２１４４０２号公報（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－８０２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１３６８５４号公報（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－３６１９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

E01B1/00-26/00

E04B1/38-1/61

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に伸びる一対のレールの下方にそれぞれ平行に配置され、前記第１方向に伸びる一対の縦梁と、
前記一対の縦梁の前記第１方向の両端部近傍のみから、上下方向および前記第１方向に交差する第２方向に突出する突起と、を有し、
前記突起は、前記一対の縦梁の前記第２方向の内側および外側の両方に突出し、
複数の前記突起の前記第２方向の長さの和は、前記一対の縦梁の間隔の２倍より大きい、
バラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギ。

【請求項2】

前記一対の縦梁の上面における前記第２方向の両端角部に面取りが形成され、
前記突起は、前記面取りの下端部の位置以下に配置される、
請求項１に記載のバラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギ。

【請求項3】

前記一対の縦梁の前記第２方向の内側に配置され、前記一対の縦梁を前記第２方向に結合する継材を有し、
前記継材は、棒鋼で形成される、
請求項１または２に記載のバラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギ。

【請求項4】

前記突起の基端部における前記第１方向の長さは、前記突起の先端部における前記第１方向の長さと同等である、
請求項１から３のいずれか１項に記載のバラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギ。

【請求項5】

前記突起の基端部における前記第１方向の長さは、前記突起の先端部における前記第１方向の長さより大きい、
請求項１から３のいずれか１項に記載のバラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、バラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギに関する。

【背景技術】

【0002】

バラスト軌道の保守省力化等を目的として、バラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギが実用化されている。ラダーマクラギとは、プレストレストコンクリート（ＰＣ）製の長尺な縦梁をレールに沿って配置し、一対の縦梁を鋼製の継材で繋いだ、はしご状のマクラギである。

【0003】

バラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギの縦梁の端部は、鉄道車両の輪重によりバラスト道床に沈下しやすい。そのため、ラダーマクラギの端部には、端部閉合梁が設けられている。端部閉合梁は、一対の縦梁に跨って配置される。端部閉合梁は、バラストに対するラダーマクラギの受圧面積を増やして、縦梁の端部の沈下を抑制する。

【0004】

端部閉合梁の基本構造は鉄筋コンクリート構造である。ただし、端部閉合梁のひび割れを防止するため、補助的にアンボンドＰＣ鋼材によりプレストレス（ポストテンション式）が与えられている。端部閉合梁に関する施工方法は以下の通りである。最初に、同部位の型枠を組み立てて鉄筋を配置する。次に、表面をアンボンド処理したＰＣ鋼材を所定位置に配置する。次に、ＰＣ鋼材を一次緊張させて弛みをとる。次に、コンクリートを打設して硬化させ、縦梁にプレストレスを付与する。次に、ＰＣ鋼材を二次緊張させ、端部閉合梁にプレストレスを付与する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１２－１３６８５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述したように、端部閉合梁にプレストレスを与える工程は煩雑であり、生産性が悪い。すなわち、ラダーマクラギの製造工数が多くなり、製造時間が長くなる。
端部閉合梁にプレストレスを与えても、端部閉合梁にひび割れが生じる場合がある。例えば、一対の縦梁に対して不均等な輪重が作用する場合に、端部閉合梁に過大な張力が作用して、ひび割れが生じる。

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、ひび割れの発生を抑制することが可能であり、生産性を向上させることが可能な、バラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明におけるバラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギは、第１方向に伸びる一対のレールの下方に配置され、第１方向に伸びる一対の縦梁と、一対の縦梁の第１方向の端部近傍から、上下方向および第１方向に交差する第２方向に突出する突起と、を有する。突起は、一対の縦梁の第２方向の内側および外側のうち少なくとも一方に突出する。
突起は、一対の縦梁の間に跨って配置されない。そのため、一対の縦梁に対して不均等に輪重が作用しても、突起に過大な張力が作用しない。したがって、ひび割れの発生を抑制することができる。これに伴って、突起には一般的な鉄筋コンクリート構造が採用可能である。したがって、生産性を向上させることができる。

【0009】

突起は、一対の縦梁の第２方向の内側および外側の両方に突出してもよい。
これにより、ラダーマクラギの第１方向の端部におけるバラスト道床からの受圧面積が拡大される。そのため、突起の第２方向の突出量を大きくする必要がない。したがって、突起のひび割れが抑制される。

【0010】

突起は、一対の縦梁の第２方向の内側および外側のうち一方のみに突出してもよい。突起は、第１方向の長さが第２方向の長さより大きくてもよい。
これにより、一対の縦梁の第２方向の内側および外側のうち他方にスペースを設けることができる。また、ラダーマクラギの第１方向の端部におけるバラスト道床からの受圧面積が確保される。

【0011】

一対の縦梁の上面における第２方向の両端角部に面取りが形成されてもよい。突起は、面取りの下端部の位置以下に配置されてもよい。
これにより、突起の形成位置においても、縦梁の角部に面取りが形成される。したがって、縦梁の角部の欠けが抑制される。

【0012】

一対の縦梁の第２方向の内側に配置され、一対の縦梁を第２方向に結合する継材を有する。継材は、棒鋼で形成されてもよい。
棒鋼は安価であるため、ラダーマクラギの製造コストが抑制される。

【0013】

突起の基端部における第１方向の長さは、突起の先端部における第１方向の長さと同等であってもよい。
これにより、突起の第１方向の端面は、第１方向に対して垂直に配置される。そのため、突起は、縦梁に作用する第１方向の力に対して、縦抵抗力を発揮する。これにより、ラダーマクラギが第１方向にずれるのを抑制することができる。

【0014】

突起の基端部における第１方向の長さは、突起の先端部における第１方向の長さより大きくてもよい。
これにより、突起の基端部における断面係数が大きくなる。突起は片持ち梁であるが、基端部の断面係数が大きいので、ひび割れが抑制される。

【発明の効果】

【0015】

本発明におけるバラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギは、一対の縦梁の第２方向の内側および外側のうち少なくとも一方に突出する突起を有する。突起は、一対の縦梁の間に跨って配置されない。これにより、ひび割れの発生を抑制することができる。突起には一般的な鉄筋コンクリート構造が採用可能であり、生産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】バラスト・ラダー軌道の斜視図。

【図2】実施形態のバラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギの平面図。

【図3】図２のＰ部の平面断面図。

【図4】バラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギの正面図。

【図5】実施形態の第１変形例のバラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギの部分平面図。

【図6】実施形態の第２変形例のバラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギの部分平面図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、実施形態のバラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギを、図面を参照して説明する。
図１は、バラスト・ラダー軌道の斜視図である。バラスト・ラダー軌道１は、バラスト道床３の上に、バラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギ（以下、単に「ラダーマクラギ」と言う場合がある。）１０を敷設した軌道である。ラダーマクラギ１０は、レール５の直下に配置した、はしご状の縦マクラギである。レール５は、締結装置６によりラダーマクラギ１０に固定される。

【0018】

本願において、直交座標系のＺ方向、Ｘ方向およびＹ方向が以下のように定義される。Ｚ方向は鉛直方向であり、＋Ｚ方向は上方向である。Ｘ方向（第１方向）は、レール５が伸びる方向である。Ｙ方向（第２方向）は、Ｚ方向およびＸ方向に直交する方向である。Ｘ方向およびＹ方向は、水平方向である。

【0019】

図２は、実施形態のバラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギの平面図である。ラダーマクラギ１０は、縦梁１２と、継材１４と、突起２０と、を有する。ラダーマクラギ１０は、一対の縦梁１２ａ，１２ｂを複数の継材１４で剛結合することにより、はしご状に形成される。

【0020】

縦梁１２は、Ｘ方向に伸びる。縦梁１２は、プレストレストコンクリート（ＰＣ）により形成される。ＰＣは、ＰＣ鋼材によりプレストレスを与えられたコンクリートである。一対の縦梁１２ａ，１２ｂが、Ｙ方向に間隔を置いて平行に配置される。縦梁１２の上面には、締結装置６（図２参照）を取り付けるための取付穴１６が形成される。取付穴１６は、レール５（図２参照）のＹ方向の両側に相当する位置に配置される。複数の取付穴１６が、Ｘ方向に沿って等間隔で配置される。Ｘ方向における締結装置６および取付穴１６の個数は、各図の例に限定されない。

【0021】

継材１４は、鋼管や鋼棒等の鋼製部材等により形成される。例えば、継材１４は、Ｙ方向に伸びる直線状の異形棒鋼により形成される。例えば、異形棒鋼は、公称直径が４１ｍｍのＤ４１である。継材１４は、一対の縦梁１２ａ，１２ｂの間に配置される。継材１４のＹ方向の両端部は、一対の縦梁１２ａ，１２ｂの内部に埋め込まれる。複数（図２の例では３本）の継材１４が、Ｘ方向に間隔を置いて平行に配置される。例えば、縦梁１２のＸ方向の両端部の間に、複数の継材１４が等間隔で配置される。継材１４は、内部にモルタルを充填した鋼管により形成されてもよい。

【0022】

突起２０は、縦梁１２のＸ方向の端部において、バラスト道床３からの受圧面積を拡大する。突起２０は、縦梁１２のＸ方向の端部がバラスト道床３に沈下するのを抑制する。突起２０は、沈下抑制部、張出部、拡幅部または突部などと称されてもよい。
突起２０は、縦梁１２のＸ方向の両端部の近傍に配置される。突起２０は、縦梁１２からＹ方向に突出する。突起２０は、一対の縦梁１２ａ，１２ｂのＹ方向の内側および外側の両方に突出する。

【0023】

鉄道車両がバラスト・ラダー軌道１を走行するとき、縦梁１２にＺ方向の力（輪重）が作用する。従来の端部閉合梁９０は、一対の縦梁１２ａ，１２ｂの間に跨って配置される。これに対して、突起２０は、一対の縦梁１２ａ，１２ｂの間に跨って配置されない。そのため、一対の縦梁１２ａ，１２ｂに対して不均等にＺ方向の力が作用する場合でも、突起２０に対して過大な張力が作用しない。したがって、突起２０にはひび割れが発生しにくい。これに伴って、ラダーマクラギ１０の敷設後の保守管理が容易になる。

【0024】

図３は、図２のＰ部の平面断面図である。突起２０は、縦梁１２からＹ方向に突出量Ｐｙだけ突出する。例えば、突出量Ｐｙは２００ｍｍ程度である。突起２０は片持ち梁であるが、突出量Ｐｙが小さいため、ひび割れが発生しにくい。一対の縦梁１２ａ，１２ｂのＹ方向の外側に突出する一対の突起２０の先端部間の距離が、ラダーマクラギ１０の幅Ｗ（図２参照）に相当する。ラダーマクラギ１０の幅Ｗは、従来の横マクラギの長さと同等である。したがって、従来のバラスト道床３に対して、ラダーマクラギ１０を敷設することができる。

【0025】

このように、突起２０にはひび割れが発生しにくい。従来の端部閉合梁９０にはプレストレスが与えられるのに対して、突起２０は一般的な鉄筋コンクリート（ＲＣ）構造である。従来の端部閉合梁９０の製造工程に必要であったＰＣ鋼材の一次緊張および二次緊張の作業が、突起２０の製造工程では不要である。したがって、ラダーマクラギ１０の生産性が向上する。

【0026】

縦梁１２の芯には、主筋１２ｍおよびスターラップ１２ｓが配置される。主筋１２ｍは、ＰＣ鋼材で形成され、Ｘ方向に伸びる。スターラップ１２ｓは、複数の主筋１２ｍを囲むように配置される。縦梁１２のＸ方向の端部には、スターラップ１２ｓが高密度に配置される。

【0027】

突起２０の配筋は、縦梁１２のＸ方向端部の配筋との関係で制約を受ける。縦梁１２のＸ方向の端部から突起２０までの距離Ｅは、突起２０の配筋が可能な範囲内での最短距離である。これにより、縦梁１２のＸ方向の端部がバラスト道床３に沈下するのを抑制することができる。

【0028】

前述したように、鉄道車両がバラスト・ラダー軌道１を走行するとき、縦梁１２にＺ方向の力が作用する。縦梁１２に作用するＺ方向の力は、締結装置６が配置される取付穴１６の位置において大きくなる。突起２０は、縦梁１２のＸ方向の端部における取付穴１６の近傍に配置される。これにより、縦梁１２のＸ方向の端部がバラスト道床３に沈下するのを抑制することができる。

【0029】

突起２０のＸ方向の幅Ｐｘは、突出量Ｐｙと同等である。突出量Ｐｙと幅Ｐｘとの積が、突起２０の底面の受圧面積である。突起２０の突出量Ｐｙおよび幅Ｐｘが小さいので、１個の突起２０の平面積は小さい。ラダーマクラギ１０の敷設後にバラスト道床３のつき固め作業を行う場合でも、突起２０はつき固め作業の妨げになりにくい。

【0030】

突起２０の幅Ｐｘは、端部閉合梁９０の幅と同等である。ラダーマクラギ１０が有する複数の突起２０の受圧面積の和は、端部閉合梁９０の受圧面積の和より大きい。これにより、縦梁１２のＸ方向の端部がバラスト道床３に沈下するのを抑制することができる。これに伴って、突起２０のＹ方向の突出量Ｐｙを大きくする必要がないので、突起２０のひび割れの発生が抑制される。

【0031】

突起２０の基端部（縦梁１２との接続部）におけるＸ方向の幅Ｐｘ２は、突起２０の先端部におけるＸ方向の幅Ｐｘ１と同等である。突起２０は、平面視において正方形状または長方形状である。突起２０のＸ方向の端面２２は、Ｘ方向に対して垂直に配置される。ラダーマクラギ１０が有する複数の突起２０のＹ方向長さの和は、端部閉合梁９０のＹ方向長さの和より大きい。

【0032】

鉄道車両がバラスト・ラダー軌道１を走行するとき、縦梁１２にはＸ方向の力も作用する。縦梁１２にＸ方向の力が作用すると、ラダーマクラギ１０がＸ方向にずれる可能性がある。突起２０のＸ方向の端面２２は、Ｘ方向に対して垂直に配置される。突起２０のＸ方向の端面２２は、縦梁１２に作用するＸ方向の力に対して、縦抵抗力を発揮する。これにより、ラダーマクラギ１０がＸ方向にずれるのを抑制することができる。

【0033】

図４は、バラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギの正面図である。縦梁１２の上面におけるＹ方向の両端角部には、面取り１３が形成される。面取り１３により、縦梁１２の角部の欠けが抑制される。突起２０は、縦梁１２の面取り１３の下端部の位置以下に配置される。これにより、突起２０の形成位置においても、縦梁１２の角部に面取り１３が形成される。突起２０のＺ方向の高さＰｚは、縦梁１２のＺ方向の高さＢｚより小さい。突起２０の上面におけるＹ方向の先端角部にも、面取り２３が形成される。

【0034】

以上に詳述されたように、実施形態のバラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギ１０は、一対の縦梁１２ａ，１２ｂと、突起２０と、を有する。一対の縦梁１２ａ，１２ｂは、Ｘ方向に伸びる一対のレール５の下方に配置され、Ｘ方向に伸びる。突起２０は、一対の縦梁１２ａ，１２ｂのＸ方向の端部近傍から、Ｙ方向に突出する。突起２０は、一対の縦梁１２ａ，１２ｂのＹ方向の内側および外側のうち少なくとも一方に突出する。

【0035】

突起２０は、一対の縦梁１２ａ，１２ｂの間に跨って配置されない。一対の縦梁１２ａ，１２ｂに対して不均等にＺ方向の力が作用する場合でも、突起２０に過大な張力が作用しない。したがって、ひび割れの発生を抑制することができる。これに伴って、突起２０には一般的な鉄筋コンクリート（ＲＣ）構造が採用可能である。したがって、生産性を向上させることができる。

【0036】

突起２０は、一対の縦梁１２ａ，１２ｂのＹ方向の内側および外側の両方に突出する。
これにより、縦梁１２のＸ方向の端部におけるバラスト道床３からの受圧面積が拡大される。そのため、突起２０のＹ方向の突出量Ｐｙを大きくする必要がない。したがって、突起２０のひび割れの発生が抑制される。

【0037】

一対の縦梁１２ａ，１２ｂの上面におけるＹ方向の両端角部に面取り１３が形成される。突起２０は、面取り１３の下端部の位置以下に配置される。
これにより、突起２０の形成位置においても、縦梁１２の角部に面取り１３が形成される。したがって、縦梁１２の角部の欠けが抑制される。

【0038】

一対の縦梁１２ａ，１２ｂのＹ方向の内側に配置され、一対の縦梁１２ａ，１２ｂをＹ方向に結合する継材１４を有する。継材１４は、棒鋼で形成される。
棒鋼は安価であるため、ラダーマクラギ１０の製造コストが抑制される。

【0039】

突起２０の基端部におけるＸ方向の幅Ｐｘ２は、突起２０の先端部におけるＸ方向の幅Ｐｘ１と同等である。
これにより、突起２０のＸ方向の端面２２は、Ｘ方向に対して垂直に配置される。突起２０のＸ方向の端面２２は、縦梁１２に作用するＸ方向の力に対して、縦抵抗力を発揮する。これにより、ラダーマクラギ１０がＸ方向にずれるのを抑制することができる。

【0040】

（第１変形例）
図５は、実施形態の第１変形例のバラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギの部分平面図である。第１変形例は、一対の縦梁１２ａ，１２ｂのＹ方向の外側のみに突起２０Ｂが配置される点で、実施形態と相違する。実施形態と同様である点についての第１変形例の説明は省略される。

【0041】

突起２０Ｂは、一対の縦梁１２ａ，１２ｂのＹ方向の外側のみに突出する。これにより、一対の縦梁１２ａ，１２ｂのＹ方向の内側にスペースを設けることができる。例えば、一対の縦梁１２ａ，１２ｂのＹ方向の内側でバラストのつき固め作業を行う場合に、突起２０Ｂがつき固め作業の妨げにならない。

【0042】

突起２０ＢのＹ方向の突出量Ｐｙは、前述した実施形態と同等である。突起２０のＸ方向の幅Ｐｘは、突出量Ｐｙより大きい。例えば、突起２０の幅Ｐｘは、突出量Ｐｙの２倍程度である。突出量Ｐｙと幅Ｐｘとの積が、突起２０の底面の受圧面積である。ラダーマクラギ１０Ｂが有する複数の突起２０Ｂの受圧面積の和は、前述した実施形態と同等である。これにより、実施形態と同様に、縦梁１２のＸ方向の端部がバラスト道床３に沈下するのを抑制することができる。

【0043】

第１変形例の突起２０Ｂは、一対の縦梁１２ａ，１２ｂのＹ方向の外側のみに突出する。これに対して、突起は、一対の縦梁１２ａ，１２ｂのＹ方向の内側のみに突出してもよい。この場合には、一対の縦梁１２ａ，１２ｂのＹ方向の外側にスペースを設けることができる。バラスト道床３のＹ方向の幅に制約がある場合でも、バラスト道床３に対してラダーマクラギを敷設しやすい。

【0044】

（第２変形例）
図６は、実施形態の第２変形例のバラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギの部分平面図である。第２変形例は、突起２０Ｃの基端部におけるＸ方向の幅Ｐｘ２が、突起２０Ｃの先端部におけるＸ方向の幅Ｐｘ１より大きい点で、実施形態と相違する。実施形態と同様である点についての第２変形例の説明は省略される。

【0045】

突起２０Ｃの基端部におけるＸ方向の幅Ｐｘ２が、突起２０Ｃの先端部におけるＸ方向の幅Ｐｘ１より大きい。突起２０は、平面視において台形状である。これにより、突起２０Ｃの基端部における断面係数が大きくなる。突起２０Ｃは片持ち梁であるが、基端部の断面係数が大きいので、ひび割れが発生しにくい。

【0046】

以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。

【符号の説明】

【0047】

Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向、Ｚ…上下方向、１…バラスト・ラダー軌道、５…レール、１０…バラスト・ラダー軌道用ラダーマクラギ、１２，１２ａ，１２ｂ…縦梁、１３…面取り、１４…継材、２０，２０Ｂ，２０Ｃ…突起。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】