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第 6 章 FEM レール小返り解析モデルの拡張と変動輪重係数への影響

6.4 拡張モデルを用いた軌道支持状態のレール圧力への影響評価

6.4.3 レール締結間隔の影響

レール締結間隔がレール圧力に及ぼす影響を把握するため,矩形状の浮き分布に対して3種類 のレール締結間間隔を設定し,レール圧力への影響について検討した.表6-4および図6-10に設 定した解析条件を示す.レール締結間隔は610m に加え,735mm および 893mmとした.ここ

で,610mmは旧日本国有鉄道における線路等級の区分での上級線(1および2級線)の標準的な

締結間隔,735mmは下級線(3および4級線)の標準的な締結間隔,893mmは区分上の最大締 結間隔に相当する.また,いずれの条件についても,矩形状分布の中央に対してレール締結装置 の設計 A荷重(鉛直方向成分97.5kN,水平方向成分60kNの合成力)を載荷した解析を実施し レール圧力を推定した.

表6-4 解析条件(締結間隔の影響)

締結間隔 浮きまくらぎ本数 浮き量 載荷位置

610mm(41 本/25m) 1/3/5/7 (本) 3mm(一律) 浮きの分布の中央 735mm(35 本/25m) 1/3/5/7 (本) 3mm(一律) 浮きの分布の中央 893mm(29 本/25m) 1/3/5/7 (本) 3mm(一律) 浮きの分布の中央

矩形分布の中心を載荷 締結間隔を 3 種類設定 載荷点

a b c d e f g h i

図 6-10 軌道支持状態(締結間隔)

浮き量の設定 (単位:mm)

条件 まくらぎ位置

a b c d e f g h i 浮きまくらぎ 1 本 0 0 0 0 3 0 0 0 0 浮きまくらぎ 3 本 0 0 0 3 3 3 0 0 0 浮きまくらぎ 5 本 0 0 3 3 3 3 3 0 0 浮きまくらぎ 7 本 0 3 3 3 3 3 3 3 0

レール

まくらぎ 道床バラスト

浮き量

81

図6-11に浮き無しの場合と浮き有りの場合のレール圧力の推定結果を示す.締結間隔を拡大す ると,特に載荷点直下で顕著にレール圧力が増加し,また浮きの分布が拡大するほどレール圧力 も増加する傾向が確認された(図 6-11(a)).浮き無しの場合に対して載荷点直下で最もレール圧 力が推定された浮きまくらぎ 7 本の場合のレール圧力比は,いずれの締結間隔でも 1.06 であっ た.一方,浮きの有無にかかわらず,隣接まくらぎに生じるレール圧力については締結間隔が拡 大すると微減する傾向認められた.

以上の結果より,レール締結間隔が拡大すると載荷点直下のまくらぎ上のレール締結装置に作 用するレール圧力は増加するが,同一の軌道支持状態の場合はレール締結間隔の影響は顕著では ないことが分かった.

-10 0 10 20 30 40 50 60 70

a b c d e f g h i

レール圧力(kN)

まくらぎNo.

610mm間隔 735mm間隔 893mm間隔 -10

0 10 20 30 40 50 60 70

a b c d e f g h i

レール圧力(kN)

まくらぎNo.

610mm間隔 735mm間隔 893mm間隔

(a) 浮き無しの場合

(b) 浮き 1 本の場合

図 6-11 レール圧力の推定結果(締結間隔の影響)

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図 6-11 レール圧力の推定結果(締結間隔の影響)(続き)

-10 0 10 20 30 40 50 60 70

a b c d e f g h i

レール圧力(kN)

まくらぎNo.

610mm間隔 735mm間隔 893mm間隔

-10 0 10 20 30 40 50 60 70

a b c d e f g h i

レール圧力(kN)

まくらぎNo.

610mm間隔 735mm間隔 893mm間隔

0 10 20 30 40 50 60 70

a b c d e f g h i

レール圧力(kN)

まくらぎNo.

610mm間隔 735mm間隔 893mm間隔

(e) 浮きまくらぎ 7 本の場合 (d) 浮きまくらぎ 5 本の場合 (c) 浮きまくらぎ 3 本の場合

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