JPH09165702A - まくら木及びその敷設方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分岐部やレールの継ぎ目部に敷設するまくら
木は軌道沈下、横ずれ、振動が大きく、まくら木の表面
が摩耗して、凹みが生じやすかった。 【解決手段】 上面１１を開口した鉄筋コンクリート製
の箱体１０内に、まくら木本体２０を収納し、箱体１０
とまくら木本体２０との隙間に弾性材３０を介在させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に分岐部やレー
ルの継ぎ目部に敷設するまくら木及びその敷設方法に関
し、詳しくは軌道沈下、横ずれ、振動及びまくら木の表
面の摩耗をそれぞれ防止することができるようにしたま
くら木及びその敷設方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まくら木は材質により、木まくら木、Ｐ
Ｃ（Prestressed Concrete) まくら木、合成まくら木な
どに分類される。木まくら木は弾性に富み、レールの締
結が容易、取り扱いが容易、価格が低廉であるといった
ような利点がある。しかし、木まくら木は耐用年数が短
く、軌道の道床抵抗が小さいといった欠点があるだけで
なく、木材資源が枯渇している。したがって、近年では
木まくら木よりもＰＣまくら木の利用が増加している。

【０００３】ＰＣまくら木は内蔵する鋼線であらかじめ
コンクリートにストレスを加えておき、ストレスのある
状態で使用して、曲げに対する抵抗力を強化したもので
ある。したがって、ＰＣまくら木は木まくら木に比べて
コストが約２倍となるが、曲げ荷重に対してヒビが入り
にくく、耐用年数が木まくら木に比べて約５倍と長い
他、弾性締結により保守が軽減できるなどの利点があ
る。ただし、分岐部やレールの継ぎ目部では列車荷重と
横圧がかり、振動が激しいため、ＰＣまくら木を使用す
ることができない。

【０００４】したがって、分岐部やレールの継ぎ目部で
は木まくら木又は合成まくら木が使用されている。合成
まくら木はガラス長繊維と硬質発泡ポリウレタンなどの
発泡樹脂とで構成される成形体、例えばシート状のもの
を何枚か積層して形成したものであり、軽くて強度があ
るだけでなく、耐久性に優れている。

【０００５】いずれのまくら木であっても、路盤上に積
まれた道床内に敷設される。道床は路線の条件により、
バラスト道床、コンクリート道床、スラブ道床などが選
定される。バラスト道床は建設費が割安であること、軌
道狂いの整正が比較的容易なことから、コンクリート道
床やスラブ道床よりも多く採用されている。バラストは
列車からレールを介してまくら木に加えられる荷重を広
く分散させて路盤に伝え、車両の左右動、レールの伸縮
によるまくら木の移動を防止し、車両走行に伴う振動エ
ネルギーを吸収するものであり、砂利や砕石などが採用
される。

【０００６】しかし、このバラストに採用する砂利や砕
石は、花崗岩や安山岩などのように堅くて靱性に富んだ
石であるため、バラストがまくら木を摩耗させて、まく
ら木の表面を凹ませるといった不具合があった。特に、
分岐部やレールの継ぎ目部に敷設されたまくら木は、列
車の通過により、軌道沈下や、時には横ずれが起こり、
軌道が上下するといったいわゆる「あおり」現象が発生
する。しかも、分岐部やレールの継ぎ目部に使用するま
くら木は、木まくら木や合成まくら木が多用されるか
ら、そのまくら木の表面に凹みが生じやすい。

【０００７】すなわち、木まくら木は柔らかいため、バ
ラストと接触している木まくら木の表面が摩擦によって
摩耗し、凹みが発生する。他方、合成まくら木はガラス
長繊維と硬質の発泡樹脂とで構成されているため、欠け
たり削れたりといった点で、木まくら木よりもむしろ摩
耗しやすい。いずれのまくら木にしても、表面が摩耗し
て凹みが発生すると、その凹み内にバラストが入り込
み、凹みが益々拡大し、耐用年数が短くなってしまうと
いった不具合がある。

【０００８】このような不具合に鑑み、本出願人は上記
の課題を解決するためのまくら木を、実願平３−７９６
８４に開示している。このまくら木は、道床敷設面に、
まくら木本体の長軸にほぼ直交する方向の凸条を１カ所
以上形成したものである。この凸条がバラストに食い込
むことにより、まくら木が長軸方向にずれにくいように
なり、バラストと擦れ合う頻度が減少してまくら木の磨
耗が防止される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記の実願平３−７９
６８４に開示されたまくら木は、道床敷設面に形成した
凸条によって横ずれが生じないようになっている。しか
し、まくら木の道床敷設面に凸条を形成しただけでは、
軌道が上下するいわゆる「あおり」現象を防止すること
はできない。したがって、従来のまくら木では、バラス
トと接触する表面が摩擦され、表面に凹みが生じるとい
った課題は依然として解決されていなかった。

【００１０】そこで本発明は、横ずれだけでなく、軌道
沈下、振動及びまくら木の表面の摩耗をそれぞれ防止す
ることができるようにしたまくら木及びその敷設方法を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの第１の手段は、上面を開口した鉄筋コンクリート製
の箱体内に、まくら木本体を収納したことを特徴とする
まくら木である。

【００１２】上記の第１の手段によれば、まくら木本体
は、鉄筋コンクリート製の箱体によって包囲されている
ので、バラストとの接触によって磨耗することは少な
い。またまくら木を箱体とまくら木本体とによって構成
したことにより、箱体とまくら木本体とを別々に敷設現
場へ搬送することも可能となる。そのため、箱体とまく
ら木本体とを一体化したときに重量化されたまくら木と
することができる。重量化されたまくら木は横ずれや振
動を起こしにくい。

【００１３】上記の課題を解決するための第２の手段
は、上面を開口した鉄筋コンクリート製の箱体内に、ま
くら木本体を収納し、箱体とまくら木本体との間に弾性
材を介在させたことを特徴とするまくら木である。

【００１４】上記の第２の手段によれば、まくら木本体
が鉄筋コンクリート製の箱体によってバラストから保護
される。また、まくら木はまくら木本体と鉄筋コンクリ
ート製の箱体によって構成されるため、まくら木が大型
化かつ重量化することにより、横ずれや振動などを起こ
しにくくなる。さらに、まくら木本体はレールに締結さ
れて、レールからの振動を直接に受けるが、この振動は
まくら木本体と箱体との隙間に介在させた弾性材によっ
て、箱体に伝達さにくくなる。したがって、箱体が横ず
れや振動を起こしにくくなるため、箱体の表面がバラス
トによって擦られることが少なくなる。

【００１５】上記第１、第２の手段を改良した第３の手
段は、鉄筋コンクリート製の箱体に代わって、補強材を
有するレジンコンクリート製箱体を使用した上記第１、
第２に記載のまくら木である。

【００１６】ここで補強材は、レジンコンクリートに一
般に使用されるものが適宜選択され、通常の鉄筋の他、
メッシュ、鉄線、鋼繊維、ガラス繊維等が使用可能であ
る。レジンコンクリートは高強度であり又、耐磨耗性が
高いため、本発明の目的に合致する。

【００１７】上記の課題を解決するための第４の手段
は、上面を開口した鉄筋コンクリート製の箱体を敷設現
場に敷設し、前記箱体内にまくら木本体を収納し、前記
まくら木本体とレールとを締結することを特徴とするま
くら木の敷設方法である。

【００１８】上記の第４の手段によれば、箱体とまくら
木本体とを別々に敷設現場まで搬送するため、箱体とま
くら木本体とを一体に搬送するよりも、まくら木を搬送
する作業が軽易になる。したがって、箱体とまくら木本
体とを別々に搬送する方が、まくら木を一体に搬送する
場合よりも、軽量化することが可能になり、より簡便な
輸送が可能となる。

【００１９】上記の課題を解決するための第５の手段
は、上面を開口した鉄筋コンクリート製の箱体の底部に
弾性材を配置し、前記箱体を敷設現場に敷設し、前記箱
体内にまくら木本体を収納し、前記まくら木本体とレー
ルとを締結し、箱体とまくら木本体との隙間に液状の弾
性材原料を充填し、弾性材原料を硬化させることを特徴
とするまくら木の敷設方法である。

【００２０】上記の第５の手段によれば、箱体とまくら
木本体とを別々に敷設現場まで搬送可能であるため、箱
体とまくら木本体とを一体に搬送するよりも、まくら木
を搬送する作業が容易になる。そして敷設現場におい
て、本まくら木はまくら木本体が箱体内に収納され、ま
くら木は大型化かつ重量化し、横ずれや振動などを起こ
しにくくなる。またまくら木本体は、鉄筋コンクリート
製の箱体内に収納されるため、まくら木本体がバラスト
などによって摩耗することがない。しかも、レールを締
結したまくら木本体に伝達された振動は、まくら木本体
と箱体との間に介在させた弾性材によって吸収される。
したがって、箱体が横ずれや振動を起こしにくくなり、
箱体がバラストによって擦られることが少なくなる。さ
らに本方法では、箱体の底部に予め弾性材を配置してお
くので、まくら木本体の底と箱体との間への弾性材の介
在が容易である。また予めまくら木本体の底に弾性材を
介在させておくことにより、一定のバネ係数を付与する
ことができ、さらにまくら木の天地方向の高さが確定す
るので、まくら木を敷設する際の水準合わせが容易であ
る。

【００２１】上記第４、第５の手段を改良した第６の手
段は、鉄筋コンクリート製の箱体に代わって、補強材を
有するレジンコンクリート製箱体を使用した上記第１、
第２に記載のまくら木の敷設方法である。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１及び図
２を参照しながら説明する。図１（ａ）は、本発明に係
るまくら木の正面断面図、図１（ｂ）は、同じく側面断
面図である。図２は、本発明に係るまくら木の製造工程
を示す断面図である。

【００２３】本発明に係るまくら木は、コンクリート製
の箱体１０内にまくら木本体２０を収納し、箱体１０と
まくら木本体２０との隙間に弾性材３０を介在させたこ
とを特徴とするものである。箱体１０の上面１１は開口
部とし、この上面１１からまくら木本体２０を箱体１０
内に収納し、まくら木本体２０が箱体１０の上面１１よ
りも僅かに突出するようにする。

【００２４】このような箱体１０は鉄筋を配筋した補強
材を内部に有するコンクリート製とする。あるいは鉄筋
その他の補強材を内部に有するレジンコンクリートを使
用して箱体１０を製造することもできる。箱体１０内に
収納するまくら木本体２０は、木製でも差し支えない
が、腐蝕や寸法変化のない合成まくら木等の樹脂製のま
くら木の方が好適である。公知の合成まくら木は、前述
の通りであるが、他にまくら木本体２０の素材として、
例えば硬質ウレタン樹脂をガラス長繊維で補強した発泡
体( 積水化学工業株式会社製 商品名エスロンネオラン
バー ＦＦＵ等）を単層で、或いは積層して使用する事
も可能である。硬質ウレタン樹脂をガラス長繊維で補強
した発泡体は、極めて丈夫であり、且つ鋸引きやタップ
加工が可能であり、寸法切りやタイプレートの設置面を
切削加工することにより、まくら木本体２０として利用
できる。箱体１０とまくら木本体２０との隙間に介在さ
せる弾性材は、ゴム板でも差し支えないが、重要な動バ
ネ係数を合わせ易く、また耐久性もよいウレタンエラス
トマーが好適である。動バネ係数は約０．５〜５トン／
cmが望ましい。

【００２５】このようなまくら木は次のようにして製造
する。まず箱体１０は、型内に鉄筋を配筋した補強材を
セットし、型内にコンクリートを充填し、そのコンクリ
ートを硬化させることにより製造する。つぎに、この箱
体１０内にまくら木本体２０が上面１１を除く５面との
間に隙間ができるように収納する。すなわちまくら木本
体２０は、箱体１０の底から僅かに浮いた状態に保持す
る。最後に、箱体１０とまくら木本体２０との隙間に液
状又は粘状の弾性材原料（例えばイソシアネートとポリ
オール、ラクタムとカプロラクタム等）を充填し、その
弾性材原料が硬化して弾性材３０を形成するとまくら木
が完成する。

【００２６】なお、もしまくら木本体２０に一定のバネ
係数を確保するために、箱体１０の底に予めゴム板やウ
レタン樹脂板等の弾性材を敷いておき、後で充填する液
状の弾性材原料と一体化することも可能である。箱体１
０の底に敷く素材がゴムであり、後で充填する液状の弾
性材原料がウレタンであるという様に、まくら木本体２
０の底に位置する弾性材と側面に位置する弾性材の素材
が異なっていてもかまわない。また箱体１０の底に樹脂
等の小片を挿入しておき、この小片によってまくら木本
体２０を箱体１０の底から浮かしておき、一定厚さを確
保する方法も可能である。この方法では、樹脂等の小片
は、弾性材原料の硬化に伴って弾性材３０内に埋め込ま
れる。

【００２７】まくら木本体２０と箱体１０の内面との隙
間が小さい場合には、箱体１０内に液状の弾性材原料を
入れた後にまくら木本体２０を箱体１０内に入れ、原料
をまくら木本体２０と箱体１０の内面との隙間に伝い登
らせて、両者の間に位置させる方法も可能である。この
ようなまくら木は、箱体１０とまくら木本体２０とを一
体化した構造であるため、従来のまくら木本体２０だけ
よりも重量化し、このまくら木を敷設現場まで搬送する
ことが困難になる可能性がある。したがって、箱体１０
とまくら木本体２０との一体化は、敷設現場で行うこと
もできる。

【００２８】すなわち、箱体１０、まくら木本体２０及
び弾性材３０は、製造場所から敷設現場まで別々に搬送
する。そして敷設現場において、箱体１０の底面に所定
の厚さの弾性材３０を配置する。底面の弾性材３０は、
予め所定の寸法に成形したゴム板やウレタン樹脂板が一
般に採用されるが、ウレタン等の液状原料を箱体１０の
底面に所定量流し込み、作業現場で原料を反応させてウ
レタン等を形成しても良い。底面に弾性材３０を配置し
た箱体１０は、概略の水準合わせをして、図２（ａ）に
示すようにバラスト１とともにバラスト軌道上に敷設す
る。そして、箱体１０内の弾性材３０の上にまくら木本
体２０を設置する。

【００２９】次に図２（ｂ）に示すように、このまくら
木本体２０とレール２とを締結装置３を利用して固定す
る。そして、箱体１０の周囲のバラスト１をタンパーで
締め固めすると共に、レール２の水準合わせをする。本
実施形態では、まくら木本体２０の底にある弾性材３０
は、予め成形されたものであり、厚さの変化は少ないの
でまくら木本体２０の上面の高さは確定する。したがっ
てレール２の水準合わせは比較的容易である。そしてそ
の後、図２（ｃ）に示すように、箱体１０とまくら木本
体２０との側面の隙間に板状の弾性材３０を押し込む
か、あるいはウレタン液等の液体の弾性材原料を充填し
てこれを反応硬化させ、弾性材３０を形成すると、まく
ら木が完成する。このように、箱体１０とまくら木本体
２０と別々に敷設現場まで搬送することにより、軽量化
が図られ、作業性が向上する。

【００３０】このようにして敷設されたまくら木は、ま
くら木本体２０が箱体１０内に収納された状態にあるた
め、大型化かつ重量化される。また、まくら木本体２０
は箱体１０によってバラスト１から保護された状態にな
る。

【００３１】本発明は上記の実施の形態に限定すること
なく、本発明の要旨内において設計変更することができ
る。例えば、箱体１０とまくら木本体２０との隙間に
は、弾性材３０を介在させないこともできる。ただし、
弾性材３０を介在させない場合であっても、箱体１０と
まくら木本体２０との隙間には、エポキシ樹脂等の何ら
か充填材を介在させる方が望ましい。

【００３２】

【実施例】防振機能を付加する点に重点をおいた例で
は、箱体とまくら木本体との隙間に弾性材を介在させる
場合において、まくら木本体のサイズが厚さ140 ×幅23
0 ×長さ2600mmであるときは、箱体の内空間の寸法はそ
れぞれ170 ×260 ×2630mmとし、箱体の厚さは30〜60mm
とする。まくら木本体の外寸と箱体の内寸との差は、30
mmとなるため、片側の隙間は15mmとなる。この隙間に弾
性ウレタン樹脂の弾性材を介在させた場合のまくら木の
重量は約220 〜250kg となる。本実施例は、前述の様に
防振機能を付加する点に重点をおいた例であり、まくら
木本体と箱体間の15mmという隙間量、言い換えれば弾性
材の厚さは、レールの振動を吸収するのに好適な厚さで
ある。本実施例によると、箱体は横ずれや振動を起こし
にくく、箱体の表面がバラストによって擦られることが
少ない。

【００３３】またまくら木を敷設する際の作業性向上に
重点をおいた例では、箱体とまくら木本体との隙間に充
填材を介在させる場合において、まくら木本体のサイズ
が厚さ140 ×幅230 ×長さ2700mmであるときは、箱体の
内空間の寸法はそれぞれ145×235 ×2705mmとし、箱体
の厚さは50〜60mmとする。この場合はまくら木本体と箱
体との片側の隙間は2.5mm となる。この隙間にウレタン
樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の充填材を流
し込み、まくら木本体と箱体とを一体化させる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、まくら木本体を鉄筋コ
ンクリート製の箱体内に収納したことにより、まくら木
本体が箱体によってバラストから保護されるだけでな
く、まくら木は大型化かつ重量化するため、横ずれや振
動を起こしにくくなる。また、請求項２に記載の発明に
よれば、まくら木本体と箱体との間に弾性材を介在させ
たことにより、レールからまくら木本体に伝達された振
動が箱体に伝達されにくくなり、まくら木は一層、横ず
れや振動を起こしにくくなる。

【００３５】したがって、本発明のまくら木は、軌道沈
下や振動が少なくなるだけでなく、まくら木の表面はバ
ラストに擦られることがなくなるため、摩耗しにくくな
る。この結果、まくら木の表面に凹みが生じにくくな
り、まくら木は耐用年数が長くなる。したがって、まく
ら木を交換する手間がかからなくなり、また設備投資の
ための費用を節減することができる。

【００３６】また、特に請求項４，５及び６に記載の発
明によれば、本発明に係るまくら木が重量化しても、敷
設現場までまくら木本体と箱体とを別々に搬送すること
により、その搬送作業は軽易となる。したって、本発明
に係るまくら木を敷設することによって、作業性が低下
するといった不具合も生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るまくら木の断面図であって、
（ａ）は、正面断面図であり、（ｂ）は、側面断面図で
ある。

【図２】本発明に係るまくら木の敷設工程を示す断面図
であって、（ａ）は、弾性材を底面に設置した箱体を敷
設現場に敷設した段階の側面断面図であり、（ｂ）は、
箱体内にまくら木本体を収納し、そのまくら木本体にレ
ールを締結装置によって固定した段階の側面断面図であ
り、（ｃ）は、まくら木本体と箱体との側面の隙間に弾
性材を介在させた最終段階の側面断面図である。

【符号の説明】

２ レール １０ 箱体 １１ 上面 ２０ まくら木本体 ３０ 弾性材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面を開口した鉄筋コンクリート製の箱
   体内に、まくら木本体を収納したことを特徴とするまく
   ら木。
2. 【請求項２】 上面を開口した鉄筋コンクリート製の箱
   体内に、まくら木本体を収納し、箱体とまくら木本体と
   の隙間に弾性材を介在させたことを特徴とするまくら
   木。
3. 【請求項３】 鉄筋コンクリート製の箱体に代わって、
   補強材を有するレジンコンクリート製箱体を使用した請
   求項１又は２に記載のまくら木。
4. 【請求項４】 上面を開口した鉄筋コンクリート製の箱
   体を敷設現場に敷設し、前記箱体内にまくら木本体を収
   納し、前記まくら木本体とレールとを締結することを特
   徴とするまくら木の敷設方法。
5. 【請求項５】 上面を開口した鉄筋コンクリート製の箱
   体の底部に弾性材を配置し、前記箱体を敷設現場に敷設
   し、前記箱体内にまくら木本体を収納し、前記まくら木
   本体とレールとを締結し、箱体とまくら木本体との隙間
   に液状の弾性材原料を充填し、弾性材原料を硬化させる
   ことを特徴とするまくら木の敷設方法。
6. 【請求項６】 鉄筋コンクリート製の箱体に代わって、
   補強材を有するレジンコンクリート製箱体を使用した請
   求項４又は５に記載のまくら木の敷設方法。