軌道の切り替え構造及び切り替え方法

【課題】Ｌ字形等の形状を有する地盤改良対象範囲内に、ボーリングマシンを搭載した台車等のレール走行車両の走行用の軌道を、異なる方向に２つ敷設しかつ交差させる場合において、簡易な手段のみを用いて容易かつ迅速に、当該交差領域における軌道の切り替えを行なうことのできる軌道の切り替え構造を提供する。
【解決手段】一方の軌道１のレール部材３と他方の軌道２のレール部材５との交差地点において、レール部材（Ｈ字鋼）３，５の各々は、レールの欠けた部分を有する。レール部材３のレールの欠けた部分に対して、単位部材７ａ，７ｂからなる補助レール部材７を敷設することによって、レール部材３上のレール走行車両１１の車輪は、この交差地点を通過することができる。補助レール部材７の向きを、レール部材５の延びる方向に変えることによって、軌道を切り替えることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良工事に用いるボーリングマシンを搭載した台車等のレール走行車両の走行用の軌道を、異なる方向に２つ敷設して交差させた場合において、当該交差領域で軌道の切り替えを行なうための、軌道の切り替え構造及び切り替え方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤改良工事（例えば、高圧噴射撹拌工法）に用いるボーリングマシン等の土木工事用機械は、大きな重量を有することから、地盤上に敷設した軌道上の台車に搭載して移動させている。この軌道は、２本の平行に延びるレール部材からなり、工事の終了後には撤去される仮設のものである。
地盤改良対象範囲が、Ｌ字形、Ｔ字形、Ｕ字形等の形状を有する場合には、１つの軌道では対応できず、２つ以上の軌道を用いて工事を行なう必要がある。この場合、まず、地盤改良対象範囲の一部の区画を対象にして、軌道を敷設し、当該区画の地盤改良工事を行なう。次いで、敷設済みの軌道を撤去して、地盤改良対象範囲の次の区画を対象にして、新たな軌道を敷設し、当該区画の地盤改良工事を行なう。以下、必要に応じて、同様の作業を繰り返すことによって、複雑な形状を有する地盤改良対象範囲全体の工事を完了することができる。
この工事方法において、交差する２つの軌道を同時に敷設することはできない。その理由は、２つの軌道の交差領域内で、これら２つの軌道を構成するレール同士が干渉するため、物理的に敷設することができないからである。したがって、２つの軌道の交差領域内においては、一方の軌道を構成する既存のレールを撤去した後、他方の軌道を構成するレールを新たに敷設するという作業を行なわなければならない。
【０００３】
一方、従来、軌道上の台車の走行方向を転換するための装置として、例えば、「２本の走行用レール上を走行し、左右方向に回動自在な車輪を有するレール走行台車のトラバース装置であって、前記レール走行台車の前後方向の車輪間隔と同じ間隔を有するトラバース用のレールを、前記２本の走行レールに直交する方向に配置し、これら２本の走行レールとトラバース用のレールとが交差する部分に、レールの接続方向を切替える切替レールをそれぞれ回動自在に設けたことを特徴とするレール走行台車のトラバース装置」が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平５−９７０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、従来、交差する２つの軌道を敷設するためには、一方の軌道を構成する既存のレールを撤去した後、他方の軌道を構成するレールを新たに敷設するという作業を行なっている。そのため、軌道の切り替え時にこの作業の労力および時間を要し、作業効率の低下の一因となっていた。
また、上述の文献に記載されたレール走行台車のトラバース装置を、地盤改良工事の軌道の切り替えに適用する場合には、（ａ）モータ（動力）で駆動するトラバース用のレールが必要であり、軌道切り替え手段の複雑化および工事コストの増大を招く、（ｂ）台車の車輪を回動可能なものに変更する必要がある、等の問題がある。
そこで、本発明は、Ｌ字形等の形状を有する地盤改良対象範囲内に、ボーリングマシンを搭載した台車等のレール走行車両の走行用の軌道を、異なる方向に２つ敷設しかつ交差させる場合において、簡易な手段のみを用いて容易かつ迅速に、当該交差領域における軌道の切り替えを行なうことのできる、軌道の切り替え構造及び切り替え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】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、異なる方向に延びる２つの軌道の各々のレール部材が交差する交差地点においてレールの欠けた部分を有するように、レール部材を断続的に形成するとともに、当該レールの欠けた部分を補うための補助レール部材を、２つの軌道のうちの任意に選択された一方のみに適用するようにすれば、２つの軌道の交差領域における台車の走行可能な方向を容易かつ迅速に切り替えることができることに想到し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［４］を提供するものである。
［１］２本の平行に延びるレール部材を含む一方の軌道と、２本の平行に延びるレール部材を含む他方の軌道とが交差してなる交差構造体における軌道の切り替え構造であって、上記一方の軌道のレール部材と、上記他方の軌道のレール部材との交差地点において、これらのレール部材の各々が、レールの欠けた部分を有し、上記２つの軌道のいずれかの上記レールの欠けた部分に敷設して、上記交差地点をレール走行車両の車輪が通過可能な状態にするための補助レール部材を有することを特徴とする軌道の切り替え構造。
［２］上記交差地点における上記レール部材のレールの欠けた部分の長さの半分の寸法が、上記レール部材の幅の半分の寸法を単位長さとした場合の該単位長さの整数倍の長さと同一またはそれよりも遊び分だけ若干長くなるように、定められており、かつ、上記補助レール部材が、上記レール部材の幅と同一の幅の正方形の上面を有する単位部材を、１つ、または上記レール部材の延びる方向に直列に２つ以上配置してなる上記［１］の軌道の切り替え構造。
［３］上記補助レール部材を構成する単位部材が、上記レール部材の高さを等分割した高さを有する複数の単位ブロックを積み重ねてなる上記［２］の軌道の切り替え構造。
【０００７】
［４］２本の平行に延びるレール部材を含む一方の軌道と、２本の平行に延びるレール部材を含む他方の軌道とが交差してなる交差構造体における軌道の切り替え方法であって、（ａ）上記一方の軌道のレール部材と上記他方の軌道のレール部材との交差地点において、これらのレール部材の各々がレールの欠けた部分を有するように、これらのレール部材を敷設する工程と、（ｂ）上記２つの軌道の一方を車両通過用として選択した後、該選択した軌道を構成する上記レール部材のレールの欠けた部分に、補助レール部材を敷設して、上記交差地点をレール走行車両の車輪が通過可能な状態にする工程と、（ｃ）上記２つの軌道の他方を車両通過用として選択した後、敷設されている上記補助レール部材を撤去し、当該選択した軌道を構成する上記レール部材のレールの欠けた部分に、上記補助レール部材を敷設して、上記交差地点をレール走行車両の車輪が通過可能な状態にする工程、を含むことを特徴とする軌道の切り替え方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の軌道の切り替え構造および切り替え方法によれば、Ｌ字形等の形状を有する地盤改良対象範囲内に、ボーリングマシンを搭載した台車等のレール走行車両の走行用の軌道を、異なる方向に２つ敷設しかつ交差させる場合において、簡易な手段のみを用いて容易かつ迅速に、当該交差領域における軌道の切り替えを行なうことができる。また、その結果、従来の軌道の切り替え方法を用いた場合と比べて、地盤改良工事全体の作業効率を格段に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の軌道の切り替え構造および切り替え方法の実施形態例を説明する。
図１は、レール走行車両が一方向に走行可能な状態にある本発明の軌道の切り替え構造を示す平面図、図２は、図１に示す本発明の軌道の切り替え構造を、レール走行車両が他の方向に走行可能な状態に切り替えた状態を示す平面図、図３は、図１に示す本発明の軌道の切り替え構造中のレール部材および補助レール部材を示す正面図、図４は、図３に示すレール部材をＡ−Ａ線で切断した状態を示す断面図、図５は、図３に示す補助レール部材をＢ−Ｂ線で切断した状態を示す断面図、図６は、図５に示す補助レール部材を構成する単位ブロックの斜視図、図７は、図４に示すレール部材の上にレール走行車両の車輪が載置された状態を示す図、図８は、本発明の軌道の切り替え構造中のレールの欠けた部分に対して、補助レール部材を構成する単位部材を３つ直列に配置した状態を示す図、図９は、軌道上のレール走行車両の一例を示す斜視図である。
【００１０】
図１中、本発明の軌道の切り替え構造は、２本の平行に延びるレール部材３，４と補助レール部材７，８，９，１０とからなる軌道１と、２本の平行に延びるレール部材５，６からなる軌道２とが交差してなるものである。この場合、レール走行車両１１（図１中、その位置を点線で示す。）は、軌道１上を走行することができる。
なお、補助レール部材７，８，９，１０は、図２に示すように、軌道１の延びる方向から軌道２の延びる方向に配置変えすることによって、軌道２を構成するものになり得る。この場合、レール走行車両１１（図２中、その位置を点線で示す。）は、軌道２上を走行することができる。
レール部材３，４，５，６は各々、レール３ａ，３ｂ，３ｃ、レール４ａ，４ｂ，４ｃ、レール５ａ，５ｂ，５ｃ、レール６ａ，６ｂ，６ｃからなる。
なお、図１は、軌道１と軌道２をＸ字形に交差させた例である。軌道１と軌道２をＶ字形に交差させる場合、レール３ｃ，４ｃ，５ｃ，６ｃは省かれる。軌道１と軌道２を略Ｔ字形に交差させる場合、レール３ｃ，４ｃ（またはレール５ｃ，６ｃ）は省かれる。また、図１に示す４つの補助レール部材のうち、１つ以上の補助レール部材を省くこともある。例えば、レール３ｃ，４ｃ，５ｃ，６ｃを省く場合には、補助レール部材１０は省かれる。
【００１１】
図１中、レール部材３とレール部材５の交差地点において、レール部材３，５は、各々、レールの欠けた部分を有する。レール部材３のレールの欠けた部分の長さ（換言すれば、レール３ａとレール３ｂの間の空隙の長さ）と、レール部材５のレールの欠けた部分の長さ（換言すれば、レール５ａとレール５ｂの間の空隙の長さ）は、同じである。これらの長さが異なる場合、レール部材３に適合する補助レール部材７に加えて、レール部材５に適合する他の補助レール部材を用意する必要があるので、好ましくない。
レール部材３のレールの欠けた部分には、単位部材７ａ，７ｂからなる補助レール部材７が敷設されている。単位部材７ａ，７ｂは各々、レール３ａの幅と同じ幅を有する正方形の上面（および水平断面）を有する。つまり、レール部材３のレールの欠けた部分の長さは、レール３ａの幅の２倍と略同じである。
なお、補助レール部材７として、単位部材７ａと単位部材７ｂを一体的に組み合わせた形状を有する部材（長方形の上面を有する部材）を用いてもよい。このような長方形の上面を有する部材を用いる場合、レール部材３のレールの欠けた部分の長さは、レール３ａの幅の２倍にする必要がなく、任意の寸法に定めることができる。
【００１２】
レール３ａおよび補助レール部材７の構造は、図３〜図６に示すとおりである。
レール３ａとしては、図３および図４に示すように、例えば、Ｈ型鋼（断面がＨ字状の長尺の鋼材)が用いられる。Ｈ型鋼の寸法は、例えば、幅が３０ｃｍ、高さが３０ｃｍである。
補助レール部材７は、レール部材３ａの延びる方向に単位部材７ａ，７ｂを直列に配置することによって構成されている。ここで、「単位部材」とは、レール部材３ａの延びる方向に直列に配置される、補助レール部材７の構成単位をいう。
補助レール部材７を構成する単位部材７ａ，７ｂは、各々、図３および図５に示すように、単位ブロック１２を３つ積み重ねて構成されている。単位ブロック１２の寸法は、例えば、幅および長さが３０ｃｍ、高さが１０ｃｍである。
単位ブロック１２は、図５および図６に示すように、ロの字状の垂直断面を有し、かつ水平方向の両端が開口した中空の筒体である。単位ブロック１２は、両端に開口部を有する中空状の筒体であることから、重量が比較的小さく、かつ、持ち運びに便利であり、人力で容易に積み重ねることができる。
図３〜図６に示す例では、単位ブロック１２を３つ組み合わせて、単位部材７ａを構成しているが、レール部材３ａの高さが小さい場合には、単位ブロックの数を２つまたは１つにしてもよい。また、レール部材３ａの高さが大きい場合には、単位ブロックの数を４つ以上にしてもよい。一般に、レール部材３ａの高さを等分割した単位ブロック１２を、その分割の数だけ用意して、積み重ねれば、レール部材３ａと同じ高さを有する単位部材７ａを形成することができる。
【００１３】
レール走行車両１１の車輪は、図７に示す状態でレール３ａ上を走行する。
図７中、レール走行車両１１の車輪１３は、円柱状の本体部１３ａの両端に、該本体部１３ａの径より大きな径を有する円盤状の鍔部１３ｂを形成させてなるものである。車輪１３は、その本体部１３ａをレール３ａの上面で回転させることによって、レール３ａ上を走行する。車輪１３の鍔部１３ｂは、レール３ａの上面を形成する板部に対して、若干の隙間（遊び）を介在させて両側から挟むようにして垂下しており、脱輪を防止している。
図１中、レール３ａ，３ｂおよび補助レール部材７からなる構造部分と、レール５ａ、５ｂからなる構造部分との間の空隙の大きさは、車輪１３の鍔部１３ｂが通過しうるものであればよい。
レール部材３とレール部材５の交差地点に補助レール部材７を配設して、レール走行車両１１の車輪１３を一方向のみに通過可能にする構造は、レール部材３とレール部材６の交差地点、レール部材４とレール部材５の交差地点、および、レール部材４とレール部材６の交差地点においても同様に形成される。具体的には、レール部材３とレール部材６の交差地点には、単位部材８ａ，８ｂからなる補助レール部材８が敷設され、レール部材４とレール部材５の交差地点には、単位部材９ａ，９ｂからなる補助レール部材９が敷設され、レール部材４とレール部材６の交差地点には、単位部材１０ａ，１０ｂからなる補助レール部材１０が敷設されている。
【００１４】
図１では、補助レール部材７を構成する単位部材７ａ，７ｂの数が２つである場合について説明したが、本発明においては、交差する２つの軌道の交差角度の大きさに応じて、単位部材の数を３つ以上に定めることができる。
図８は、３つの単位部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃを用いて、補助レール部材２２を構成する例を示す。図８中、Ｌは、レール部材２０を構成するレール２０ａの幅の半分の寸法を示す。一方、レール部材２０の軸線とレール部材２１の軸線の交点Ｐと、レール２０ａの端面の間の距離は、ｎＬ（ただし、ｎ＝３）で表される。
一般に、２つのレール部材の交差地点におけるレールの欠けた部分の長さの半分の寸法（図８中のｎＬ）は、レール部材の幅の半分の寸法（図８中のＬ）を単位長さとした場合の整数倍（ｎ倍；ｎ＝１，２，３・・・）の長さと同一か、または、遊び分（寸法上の余裕）だけ若干長くなるように、定められる。
【００１５】
図８中、レール部材２０とレール部材２１の交差角度αが小さくなると、レール２０ａとレール２１ａ、およびレール２０ｂとレール２１ｂが衝突するので、この衝突を避けるために、レール部材２０，２１におけるレールの欠けた部分の長さを増大させる必要がある。この場合、単位部材２２ａと同じ単位部材を複数用いることを前提にすると、レールの欠けた部分の長さは、レール２０ａの幅の半分の長さＬの整数倍（ｎ倍）に定めなければならない。ここで、ｎ＝４の場合、単位部材の数は４つである。
レール２０ａが３０ｃｍの幅寸法を有する場合における、交差角度αと最小限必要な単位部材の数の関係を具体的に説明すると、次の表のとおりである。なお、単位部材としては、一辺の長さが３０ｃｍである正方形の上面を有するものが用いられる。また、レールの欠けた部分の長さとしては、レールの幅の半分の長さ（Ｌ）の整数倍の長さ（ｎＬ）に対して、遊び分として８ｃｍを加えたものを想定している。
【００１６】
【表１】

【００１７】
補助レール部材を構成する単位部材の数は、敷設時の作業性等の観点から、好ましくは２〜５個、より好ましくは２〜４個、特に好ましくは３〜４個である。
次に、図８に示すレール部材２０，２１の交差地点を形成する方法を説明する。
まず、レール部材２０の幅の半分の寸法Ｌの３倍の長さよりも遊び分だけ若干大きな長さを有する空隙（レールの欠けた部分）が形成されるように、レール２０ａ，２０ｂを敷設する。次いで、レール２０ａ，２０ｂの間の空隙（レールの欠けた部分）の中央の交点Ｐを、レール２１ａ，２１ｂの軸線が通るように、レール２１ａ，２１ｂの延びる方向を定める。そして、レール２１ａの端面と交点Ｐの距離、および、レール２１ｂの端面と交点Ｐの距離の各々を、レール２０ａの端面と交点Ｐの距離（ｎＬ）と同一になるように定めて、レール２１ａ，２１ｂを敷設すれば、レール部材２０，２１の交差地点の構造（軌道の切り替え構造の一部）が完成する。本発明の軌道の切り替え構造を完成させるには、レール部材の交差地点の各々について、上述の交差地点の形成方法と同様の作業を行なえばよい。
本発明の軌道の切り替え構造を適用するレール走行車両１１の一例としては、図９に示すように、ボーリングマシン３１を搭載した台車３０が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】レール走行車両が一方向に走行可能な状態にある本発明の軌道の切り替え構造を示す平面図である。
【図２】図１に示す本発明の軌道の切り替え構造を、レール走行車両が他の方向に走行可能な状態に切り替えた状態を示す平面図である。
【図３】図１に示す本発明の軌道の切り替え構造中のレール部材および補助レール部材を示す正面図である。
【図４】図３に示すレール部材をＡ−Ａ線で切断した状態を示す断面図である。
【図５】図３に示す補助レール部材をＢ−Ｂ線で切断した状態を示す断面図である。
【図６】図５に示す補助レール部材を構成する単位ブロックの斜視図である。
【図７】図４に示すレール部材の上にレール走行車両の車輪が載置された状態を示す図である。
【図８】本発明の軌道の切り替え構造中のレールの欠けた部分に対して、補助レール部材を構成する単位部材を３つ直列に配置した状態を示す図である。
【図９】軌道上のレール走行車両の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００１９】
１，２軌道
３，４，５，６レール部材
３ａ，３ｂ，３ｃレール
４ｂ，４ｂ，４ｃレール
５ａ，５ｂ，５ｃレール
６ａ，６ｂ，６ｃレール
７，８，９，１０補助レール部材
７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ単位部材
１１レール走行車両
１２単位ブロック
１３車輪
１３ａ車輪の本体部
１３ｂ車輪の鍔部
２０，２１レール部材
２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂレール
２２補助レール部材
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ単位部材
３０台車
３１ボーリングマシン

【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の平行に延びるレール部材を含む一方の軌道と、２本の平行に延びるレール部材を含む他方の軌道とが交差してなる交差構造体における軌道の切り替え構造であって、
上記一方の軌道のレール部材と、上記他方の軌道のレール部材との交差地点において、これらのレール部材の各々が、レールの欠けた部分を有し、
上記２つの軌道のいずれかの上記レールの欠けた部分に敷設して、上記交差地点をレール走行車両の車輪が通過可能な状態にするための補助レール部材を有することを特徴とする軌道の切り替え構造。
【請求項２】
上記交差地点における上記レール部材のレールの欠けた部分の長さの半分の寸法が、上記レール部材の幅の半分の寸法を単位長さとした場合の該単位長さの整数倍の長さと同一またはそれよりも遊び分だけ若干長くなるように、定められており、かつ、上記補助レール部材が、上記レール部材の幅と同一の幅の正方形の上面を有する単位部材を、１つ、または上記レール部材の延びる方向に直列に２つ以上配置してなる請求項１に記載の軌道の切り替え構造。
【請求項３】
上記補助レール部材を構成する単位部材が、上記レール部材の高さを等分割した高さを有する複数の単位ブロックを積み重ねてなる請求項２に記載の軌道の切り替え構造。
【請求項４】
２本の平行に延びるレール部材を含む一方の軌道と、２本の平行に延びるレール部材を含む他方の軌道とが交差してなる交差構造体における軌道の切り替え方法であって、
（ａ）上記一方の軌道のレール部材と上記他方の軌道のレール部材との交差地点において、これらのレール部材の各々がレールの欠けた部分を有するように、これらのレール部材を敷設する工程と、
（ｂ）上記２つの軌道の一方を車両通過用として選択した後、該選択した軌道を構成する上記レール部材のレールの欠けた部分に、補助レール部材を敷設して、上記交差地点をレール走行車両の車輪が通過可能な状態にする工程と、
（ｃ）上記２つの軌道の他方を車両通過用として選択した後、敷設されている上記補助レール部材を撤去し、当該選択した軌道を構成する上記レール部材のレールの欠けた部分に、上記補助レール部材を敷設して、上記交差地点をレール走行車両の車輪が通過可能な状態にする工程、
を含むことを特徴とする軌道の切り替え方法。

【図１】