FWDを用いた軌道支持剛性の評価

軌道上において非破壊で簡易に軌道支持剛性を評価する手法を開発しました。

バラスト軌道は、列車の繰返し荷重によって沈下が生じるため、定期的に線形を検測し、必要に応じてタイタンパー補修が行われます。軌道補修後の品質管理は、施工後の軌道の仕上り線形によって行われており、バラストの締固め具合は作業者の技量に依存しているのが現状です。

当研究室では、軌道補修の高品質化および最適化を目的とし、小型FWD(重錘落下試験装置)を応用して、バラスト軌道の軌道支持剛性を非破壊で簡易に評価できる装置を開発しました(図1および図2)。また、軽便トロ上に2基の載荷ユニット、制御・計測システムおよび小型発電機を装備して、人力でレール上を走行し、任意の位置で短時間に軌道支持剛性を測定する装置を新たに開発しました(図3)。本装置は両レール同時に衝撃荷重を作用させることができ、測定結果をリアルタイムで確認できます。

図1 小型FWDを用いた軌道支持剛性の評価方法
図2 荷重—変位曲線(一例)
図3 軌道支持剛性評価装置

これまでに、つき固め補修後のFWD測定により、軌道支持剛性と軌道変位の関係を検討し、補修直後の軌道支持剛性の分布より、その後の軌道変位の発生箇所を予測できる可能性があることがわかりました(図4)。

図4 軌道支持剛性と軌道変位の関係(一例)
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