座屈発生温度上昇量の推定と座屈リスク箇所の抽出

（1）検討方法

以上の検討結果を踏まえ，4.3節で検討した営業線の対象区間における座屈発生温度上昇量 TA

の推定を試みる．推定は図4-19のフローに従い，以下の通り行った．

・浮きまくらぎ検出手法により，自重作用時の道床面死荷重 P を求め，道床横抵抗力を設定する．

・道床横抵抗力分布と，全支持ケース TA 時のレール変形形状より，まくらぎ11本分の ES を求 め，式(4-4)を用いて TA を推定する．

・この処理をまくらぎ1本ずつずらして繰返し行い，TA の分布を作成する．

ここで，道床横抵抗力分布については図 4-5 のものを，全支持ケース TA 時の変形形状につい ては図4-11および図4-14のものを用いた．

式(4-3)

(2) 全支持ケース TA 時のレール変形形状（11本分）

ES

まくらぎ位置

……

(3) 道床ひずみエネルギー ES の算出

TA

まくらぎ位置

… 式(4-4)

(4) 座屈発生温度上昇量 TA の算出 y

まくらぎ位置 1本ずつずらす 頂点

(1) 道床横抵抗力分布 g0＝μ×(2W +P) (P は浮きまくらぎ検出手法で算出) g0

まくらぎ位置

図4-19 営業線軌道を対象とした TA の推定フロー

57 (2) 検討結果

図4-20に TA の推定結果の一部を示す．最終道床横抵抗力 g0 の値，浮きまくらぎ箇所，およ

び前 4.3.4 項で TA の推定精度が良好であった，初期軌道変位の頂点と TA 時の最大変位箇所が

合致した箇所も併せて示した．これによると，推定した TA は解析ツールで算出した TA の形状を 概ね正しく推定できていることがわかる．TA が周囲より低く，その極小値となっている箇所は，

初期軌道変位の頂点と TA 時の最大変位箇所とが一致しており，良好な推定精度が得られている．

図 4-21 に浮きまくらぎ区間における TA の推定結果と解析ツールで求めた結果との比較を示 す．ここで，凡例は連続浮きまくらぎの本数を示し，同一連続まくらぎ区間ではその TA の最小値 をそれぞれプロットしている．この図より，両者は相関係数0.92と良好な推定結果が得られてお り，今回提案した手法を用いて，TA が相対的に低くなる座屈リスク箇所については概ね良好に推 定することができると考えられる．

なお，本節で用いたレール変形形状，ES 算出に用いるまくらぎ本数，および式(4-4)については，

表 4.2～表 4.4 で示した軌道の諸元および式(4-1)で示した初期軌道変位によって決定される．し

たがって，これらと異なる諸元で検討を行う場合は，別途同様の検討により適正なものを設定す る必要がある．

0 2 4 6 8 10 12 14 16

20 30 40 50 60 70 80

0 10 20 30 40 50 最終道床横抵抗力 g （ kN)

座屈発生温度上昇量 T

（ ℃ ）

まくらぎ番号

図4-20 営業線軌道を対象とした TAの推定結果の抜粋 解析ツールで算出したTA 推定したTA

最終道床横抵抗力g0 ○ 浮きまくらぎ箇所

♢ 解析ツールの計算により頂点＝最大変位となった箇所

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図4-21 TA の推定値と計算値の比較

52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72

52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 解析ツールで求めた T

（ ℃ ）

推定したT

（℃）

1本 2本 3本 4本 5本 6本

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