JPH073704A - 高速鉄道用バラス道床の補修方法及び補修装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 高速鉄道用バラス道床の表層部に存在する細
粒径バラスを、道床バラスの内方へ高能率で沈めること
により、列車の高速走行時に発生する細粒径バラスの飛
散を皆無にする。 【構成】 枕木相互間のバラス道床内へ振動体３を振動
させ乍ら貫入させ、当該振動体を高周波振動させること
によりバラス道床７の表層部に存在する細径バラス７ｂ
をバラス道床の内層部へ沈める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新幹線等の高速鉄道用
バラス道床の補修方法とこれに使用する補修装置の改良
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年新幹線等の高速鉄道においては、列
車走行速度の高速化が図られ、時速３００ｋｍ／ｈｒを
越える高速運行が行われるようになっている。ところ
が、列車の高速化に伴って、車輌や道床の等の各部門に
於いて様々な問題が起生しつつあり、特にバラス道床部
門にあっては、バラスの飛散による車輌の損傷や線路近
辺民衆や民家への危害の発生が重大な問題となってい
る。

【０００３】即ち、高速鉄道用の軌道道床は、通常マル
チプルタイタンパーを用いて補修整備されている。しか
し、マルチプルタイタンパーでバラス道床を搗き固めし
た場合にはバラス細片の発生が不可避であり、且つこの
発生したバラス細片は、主として道床バラスの上方部へ
浮上し、バラス表層部にその大多数が存在することにな
る。

【０００４】一方、列車の走行速度が３００ｋｍ／ｈｒ
若しくはこれを越える程度の高速になると、枕木間や枕
木の両側に敷設された道床バラスの外表部に存在する細
径バラス（粒径約２０〜３０ｍｍφ以下のもの）や、枕
木の上面に存在するバラスが風圧によって巻き上げら
れ、これが車体等へ衝突して外方へ飛散されることにな
る。

【０００５】一方、道床バラスの飛散を防止するため、
先ず最初に採用された対策は、枕木上面とほぼ同一レベ
ルにまで敷設していたバラスの敷設高さを、枕木上面よ
り約５０ｍｍ程度下げると共に、枕木上面に乗っている
バラスを下方へ落とし、これによってバラス細片の飛散
を防止する方法である。しかし、当該バラスの敷設高さ
を下げる方法は、所謂道床抵抗の減少を来して線路に狂
を生じ易くなるうえ、バラスの飛散を完全に防止するこ
とが出来ないと云う難点がある。

【０００６】そこで、次に採用された方法は、強力な真
空吸引機を用いてバラス道床の外表層部に存在する細径
バラスを吸引し、これを除去する方策である。しかし、
この吸引方法は作業能率が極めて悪いうえ、現実には細
径バラスを完全に除去することが不可能であり、依然と
してバラスの飛散の危険性が残るという難点がある。ま
た、バラス道床の外表面は平滑でないため、ゴム板等の
真空漏れ防止具を使用したとしても吸引口からの真空漏
れが相当大となり、必然的に大容量の真空吸引機を必要
とするという難点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従前の高速
鉄道用バラス道床のバラス飛散を防止するための道床補
修に於ける上述の如き問題、即ち道床バラスの敷設レ
ベルを下げる方法は、道床抵抗の低下を来してレールに
狂いを生じるうえ、完全にバラスの飛散を防止すること
が出来ないこと、真空吸引機を用いる方法は作業能率
が極めて悪いうえ、細粒径バラスを完全に除去すること
が不可能であり、且つ大容量の真空吸引機を必要とする
こと等の問題を解決せんとするものであり、道床バラス
の外表層部に存在する細粒径バラスを大粒径バラスの下
方へ沈め込むことにより、列車の高速走行時に於けるバ
ラスの飛散を高能率でしかも完全に防止できるようにし
た高速鉄道用バラス道床の補修方法と、これに使用する
補修装置を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本件方法発明は、枕木相
互間のバラス道床内へ振動体を振動させながら貫入さ
せ、当該振動体を高周波振動させることによりバラス道
床の表層部に存在する細径バラスをバラス道床の内層部
へ沈めることを発明の基本構成とするものである。

【０００９】本件第１装置発明は、平盤状架台とし、当
該平盤状架台の下面に並列状に突設下振動体と、平盤状
架台の上面に配設した高周波振動発生装置と、平盤状架
台に弾性体若しくは紐体を介設して取付けた把持体とを
発明の基本構成とするものである。

【００１０】また、本件第２装置発明は、高速鉄道用バ
ラス道床に設けたレール上を走行する作業用台車と、当
該作業用台車にシリンダー装置を介設して昇降動支持に
支持した起振体支持材と、当該起振体支持材へ紐体若し
くは弾性体を介して吊下支持した起振体とから形成さ
れ、且つ前記起振体を、平盤状架台と平盤状架台の下面
に並列状に突設した振動体と平盤状架台の上面に配設し
た高周波振動発生装置とから形成したことを発明の基本
構成とするものである。

【００１１】

【作用】高周波振動発生装置の振動がバラス層内へ貫入
せしめた振動体を介してバラス層内へ伝えられる。高周
波振動を与えられたバラス層は、細粒径のバラスほど振
動力の影響を強く受け、大粒径バラス相互間の間隙を通
して、下方向へ順次移送され、振動体の高さ寸法にほぼ
相当する深さのバラス層内へ沈み込んで行く。

【００１２】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図１は本件方法発明の実施に使用する第１の補修
装置の斜面図であり、図２は当該第１の補修装置による
バラス道床の補修状態説明図である。図１及び図２に於
いて、１は高周波振動発生装置（振動モータ）、２は平
盤状架台、３は振動体、４は紐体（又は弾性体）、５は
把持体、６は枕木、７は道床バラス、７ａは大粒径バラ
ス、７ｂは小粒径バラス、８は振動発生装置１と平盤状
架台２と振動体３より成る起振体である。

【００１３】前記高周波振動発生装置１には振動モータ
が使用されており、本実施例では容量１．２ｋｗ、回転
数６０００〜７２００ＲＰＭの周波数変換型速度制御装
置を備えた交流モータが使用されている。当該振動モー
タ１の回転子軸の両端部には適宜の重さのウエイトが偏
芯状に固定されており、回転子軸が高速回転をすること
により、モータ本体そのものが前記偏芯ウエイトの遠心
力によって振動をする。また、当該振動モータ１は平盤
状架台２の上面側に支持固定されており、振動モータ１
が回転してサーキュラー状の回転振動をすることによ
り、平盤状架台２と振動体とがモータ１と一体となって
振動をする。

【００１４】前記振動体３は平盤状架台２の下面側に下
方へ突出せしめた姿勢で固着されており、本実施例では
２枚の板状体（高さ約１５０ｍｍ、長さ約２００ｍｍ）
が約７５ｍｍのピッチで並設されている。尚、当該振動
体３は棒状又はピン状であってもよく、複数本の棒状体
を平盤状か架台２の下面から下方へ突設する構成として
もよい。

【００１５】前記紐体４には繊維製やゴム製の紐体（ベ
ルトを含む）が使用されており、これによって平盤状架
台２から把持体５へ伝わる振動が吸収される。また、本
実施例では上述のように紐体４を使用しているが、これ
に替えてコイルスプリング等の弾性体を使用することも
可能である。

【００１６】バラス道床７の補修に際しては、先ず枕木
６の上面に乗っているバラス等を圧縮空気によって吹き
飛ばし、枕木上面の清掃をする。次に、枕木相互間へ図
２に示すごとき状態で本件補修装置を配設し、その高周
波振動発生装置１を作動せしめることにより、振動体２
に５０〜２５０Ｈｚ程度の高周波振動を与える。

【００１７】即ち、作業員は把持体５をもって、振動モ
ータ１と振動体２と平盤状架台３とから成る起振体８を
持ち上げ、これをバラス道床上の適宜の箇所へ載置し、
その後に振動モータ１を作動させる。振動モータ１が作
動すると、起振体８の重量により振動体３が振動し乍ら
順次バラス層Ｂ内へ貫入、振動体３の近辺のバラス層Ｂ
内へ振動が伝達されて行く。

【００１８】バラス層Ｂ内へ振動が伝達されると、図３
に示す如く、細粒径バラス７ｂほど振動による運動力を
受け、大粒径バラス７ａの間隙を通って下方へ沈んでい
く。実験の結果によれば、振動体３の近傍ほど細粒径バ
ラス７ｂの沈みが早く、且つ沈む深さは、振動体３の高
さ寸法（本実施例では１５０ｍｍ）がほぼその最大深さ
となる。

【００１９】起振体８の近傍の細粒径バラス７ｂを沈め
終えると、起振体８を上方へ引き上げて隣接場所へ移動
させ、引き続き振動体３をバラス層Ｂ内へ貫入させるこ
とにより、同様の処理を行う。

【００２０】実験の結果によれば、本実施例の起振体１
基を用いて、枕木６と枕木６間の寸法が約５００ｍｍ、
枕木長さが約２３００ｍｍのバラス道床を補修したと
き、２本の枕木間のバラス道床の処理を約５〜６分程度
で完了することができた。また、バラス道床７の外表層
に存在する外径２０〜３０ｍｍφ以下の細粒径バラス７
ｂは、ほぼ全量大粒径バラス７ａの一層目より下方へ沈
められることになる。

【００２１】尚、前記図１の実施例に於いては、高周波
振動発生装置１として高周波振動モータ（１．２ｋｗ，
６０００ＲＰＭ，振動周波数２００Ｈｚ）を使用してい
るが、振動モータに替えて電磁ソレノイドを使用する振
動装置としてもよい。また、振動発生装置１の振動周波
数は、高周波数で且つ高振幅ほど好都合であるが、装置
のコストや取扱い性等から判断して５０〜２５０Ｈｚ位
の間だが最適であり、振動周波数が５０Ｈｚ（振動モー
タの回転数が１５００ＲＰＭ以下）になれば、細粒径バ
ラスを沈める作用が著しく低下する。

【００２２】更に、本実施例では、作業員２人が両側よ
り把持体５を持って作業をする構成としているが、一人
の作業員が本件装置を操作することも可能である。加え
て、本実施例では、振動モータの回転軸と平行に板状振
動体３を配設しているが、回転軸と直交する方向に板状
振動体３を配設することも可能である。

【００２３】図４は、本発明に係る他の補修装置の実施
例を示すものであり、レール上を走行する作業用台車９
上に前記起振体８を取り付けたものである。図４に於い
て、９は作業用台車、１０は作業用台車に支持固定した
シリンダー装置、１１はピストンロッド１０ａの先端に
固定した補修装置支持体、４は紐体又は弾性体、８は起
振体である。

【００２４】前記作業用台車９は自走式であっても或い
は牽引式であってもよいが、自走式が望ましい。当該作
業用台車９には、支持架台９ａが設けられており、これ
にシリンダー装置１０が取付固定されている。

【００２５】前記シリンダー装置１０は、起振体支持材
１１を介して複数の起振体８を上・下動自在に吊下支持
するためのものであり、ピストンロッド１０ａの先端に
は横長状の起振体支持材１１が固定されている。

【００２６】前記起振体支持材１１はレールと直交方向
に配設された横長状の鋼材であり、その長さ寸法は道床
の横幅寸法とほぼ同等に選定されている。当該起振体支
持材１１には、図５に示す如く４〜６基の起振体８が紐
体やベルト体４を介して吊下支持されており、シリンダ
ー装置１０の作動により、起振体８が道床バラス上へ下
降される。

【００２７】尚、図４及び図５の実施例に於いては、１
基のシリンダー装置１０により、起振体支持材１１を介
して起振体８の全数を同時に昇降動させるようにしてい
るが、起振体８の数に対応して複数のシリンダー装置１
１を設け、起振体８を各個に、或いはグループ毎に昇降
動させるようにしてもよい。

【００２８】図４の補修装置によるバラス道床の補修
も、基本的には前記図１の補修装置の場合と同一であ
る。補修に際しては、先ず台車９を作業現場まで搬入
し、先ず積載したコンプレッサー装置（図示省略）から
の圧縮空気により、枕木上面に乗っているバラスを吹き
落とす。次に、起振体８を枕木相互間の上方へ位置せし
め、振動モータ１を駆動する。また、これと同時にシリ
ンダー装置１０を作動させ、起振体支持材１１を介して
起振体８を道床バラス上へ下降させる。

【００２９】道床バラス上へ下降された起振体８は、そ
の自重と高周波振動によって、架台下面の振動体３が順
次バラス層Ｂ内へ貫入し、これによって道床バラスに高
周波振動が与えられる。その結果、図２の場合と同様に
小粒径バラス７ｂが大粒径バラス７ａの間隙を通って下
方へ沈降し、バラス層Ｂの外表層部には小粒径バラス７
ｂが殆ど存在しなくなる。

【００３０】

【発明の効果】本発明においては、振動対３によって外
表面から約５０〜２００ｍｍ程度の深さのバラス層Ｂに
高周波振動を与える構成としている。その結果、バラス
層Ｂの外表層部に存在する細粒径バラス７ｂが大きな振
動力を受けることになり、大粒径バラス７ｂよりも激し
く微振動をする。これにより、小粒径バラス７ｂは大粒
径バラス７ａ相互間の間隙を通って下方へ円滑に沈降す
ることになり、極く短い時間内に振動体３の近辺の細粒
径バラス７ｂを、最外表層部より下方（例えば３０〜４
０ｍｍ下方の表面の大粒径バラスの一層目より下部）へ
沈降させることができ、バラスの飛散防止用補修工事の
作業能率の大幅な向上が可能となる。

【００３１】また、本発明においては、小粒径バラスを
バラス層Ｂ内の下方部へ沈降せしめるのであるから、所
謂バラス道床の道床抵抗がより増加することになり、レ
ールや枕木の保守管理上も極めて有利となる。本発明は
上述の通り、高速鉄道に於ける道床バラスの飛散に起因
する様々な不都合を簡単且つ確実にしかも高能率で防止
することが出来、優れた高い実用的効用を奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る道床補修装置の概要を示す斜面図
である。

【図２】図１の道床補修装置を用いた補修方法の説明図
である。

【図３】本発明の実施による細粒径バラスの沈降状態の
説明図である。

【図４】本発明に係る他の道床補修装置の縦断側面図で
ある。

【図５】図４の道床補修装置を用いた補修方法の説明図
である。

【符号の説明】

１は高周波振動発生装置（振動モータ）、２は平盤状架
台、３は振動体、４は紐体（弾性体）、５は把持体、６
は枕木、７は道床バラス、７ａは大粒径バラス、７ｂは
小粒径バラス、８は起振体、９は作業用台車、１０はシ
リンダー装置、１０ａはピストンロッド、１１は起振体
支持材、Ｂはバラス層。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 枕木相互間のバラス道床内へ振動体を振
   動させ乍ら貫入させ、当該振動体を高周波振動させるこ
   とによりバラス道床の表層部に存在する細径バラスをバ
   ラス道床の内層部へ沈めることを特徴とする高速鉄道用
   バラス道床の補修方法。
2. 【請求項２】 振動体を並列に配設した複数の板状体又
   は棒状体とし、当該板状体又は棒状体を５０〜２００ｍ
   ｍ程度の深さにバラス道床内へ貫入させると共に、当該
   板状体又は棒状体をほぼ５０〜２５０Ｈｚの周波数で高
   周波振動させるようにした請求項１に記載の高速鉄道用
   バラス道床の補修方法。
3. 【請求項３】 平盤状架台と、当該平盤状架台の下面に
   並列状に突設した振動体と、平盤状架台の上面に配設し
   た高周波振動発生装置と、平盤状架台に弾性体若しくは
   紐体を介設して取付けた把持体とから成る高速鉄道用バ
   ラス道床の補修装置。
4. 【請求項４】 高速鉄道用バラス道床に設けたレール上
   を走行する作業用台車と、当該作業用台車にシリンダー
   装置を介設して昇降動自在に支持した起振体支持材と、
   当該起振体支持材へ紐体若しくは弾性体を介して吊下げ
   支持した起振体とから形成され、且つ前記起振体を、平
   盤状架台と平盤状架台の下面に並列状に突設した振動体
   と平盤状架台の上面に配設した高周波振動発生装置とよ
   り構成して成る高速鉄道用バラス道床の補修装置。
5. 【請求項５】 振動体を並列に配設した高さ５０〜２０
   ０ｍの複数の板状体若しくは棒状体とすると共に、高周
   波振動発生装置を振動周波数が５０〜２５０Ｈｚの高周
   波振動モータとした請求項３又は請求項４に記載の高速
   鉄道用バラス道床の補修装置。