3. 地震時の橋台背面盛土沈下および軌道座屈対策工法

  • 地震時の橋台背面盛土沈下に伴うバラスト軌道の座屈メカニズムを解明しました。
  • 柱列状地盤改良体一体型バラスト止め壁による座屈対策工を提案しました。

ロングレールを敷設しているバラスト軌道において、地震時の橋台背面盛土沈下に伴って道床横抵抗力が低下して軌道座屈が発生するメカニズムを明らかにしました。 それを踏まえ、柱列状地盤改良体により橋台背面盛土の沈下対策を行うとともに、まくらぎ端部に座屈防止板を設置し、さらにバラスト止め壁を柱列状地盤改良体に固定することにより道床横抵抗力の低下を防止する座屈対策工を提案しました(図1)。

レールを加熱して軸力を高めた条件で盛土・軌道一体模型(縮尺1/9)の大型振動台試験を行い、橋台背面盛土の沈下および軌道座屈現象を再現するとともに、座屈対策工の効果を検証しました。 この試験では橋台背面盛土が無対策の場合に、正弦波400galの加振で座屈発生前に盛土が大きく沈下しましたが(図2)、柱列状地盤改良体を設けたところ、橋台背面盛土の沈下量を1/3程度に抑制できました。 ただし、盛土の沈下対策のみで軌道が無対策の場合は、L2地震動のエネルギーを大きく超える正弦波600galの地震動が作用した際に座屈が生じました。

これに対して、まくらぎに座屈防止板を設置し、かつ改良体にバラスト止め壁を一体化させることで、正弦波600galでも座屈せず、さらに正弦波700galでも軌道の座屈を防止できることを確認しました(図3)。

図1 柱列状地盤改良体一体型バラスト止め壁
図2 盛土無対策の橋台背面沈下
図3 無対策軌道の座屈(左側)と座屈対策工の効果(右側)(盛土対策工あり)
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