Research on ballast settlement suppression of railway jointed track using a grid-type sleeper

网格型轨枕铁路合缝轨道道碴沉降抑制研究

• 批准号: 22K04282
• 负责人: 紅露 一寛
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04282/
• 关键词: レール継目; 井桁状まくらぎ; バラスト道床沈下; 曲線軌道; カント; 軌道振動解析; 弾塑性有限要素法

本研究では，レール継目部におけるバラスト道床沈下・変状対策の一つとして敷設される井桁状まくらぎの振動現象およびバラスト道床沈下現象の定量予測手法を確立し，井桁状まくらぎ敷設レール継目部の道床沈下発生・進展メカニズムを解明することを目的としている．令和4年度は，井桁状まくらぎの振動応答特性の評価，および井桁状まくらぎ敷設レール継目部における振動現象の定量予測手法開発に取り組んだ．具体的には，以下３点の研究課題に取り組み，成果を得た．(1) 井桁状まくらぎの共振周波数や振動モードから，井桁状まくらぎの振動解析モデルの振動応答の再現性能について検証した．その結果，150Hz以上の振動応答は井桁状まくらぎの曲げやねじりを中心とした変形の影響が顕著となり，複雑なモード形状を示すことがわかった．(2) レール継目通過時の井桁状まくらぎとバラスト道床との接触を考慮した軌道振動解析モデルを構築した．解析結果より，バラスト軌道に敷設された井桁状まくらぎの道床との接触を考慮することで，接触時の井桁状まくらぎの支持圧が1～２割程度増加することがわかった．まくらぎ支持圧はバラスト道床沈下解析時の作用外力として用いることから，今回の検討結果は，道床沈下解析時の作用外力評価において有用な結果である．(3) 曲線軌道を対象とした軌道振動解析において，まくらぎ支持ばねの剛性に及ぼすカント部バラスト層厚の影響について検討した．その結果，カント部バラスト層の増厚による変形の影響がある外軌側レールにおいて，車両荷重通過時のカント法線方向作用力の最大値が１割程度低減することがわかった．

这项研究旨在建立一种定量预测方法，用于振动现象和压载床沉降现象，该方法是铺设类似梁的枕头，作为反对沉降和压载床在铁路关节处的镇流器床的对策之一，并阐明了轨道接头的底床床的潜在机制和开发的轨道接头。在2022年，我们致力于评估Girder形枕头的振动响应特征，并开发了一种定量预测Girder形枕头放置导轨关节处的振动现象的方法。具体来说，我们研究了以下三个研究主题并取得了成果。 （1）我们研究了梁形枕头的共振频率和振动模式，以重现梁形枕头振动分析模型的振动响应。结果，发现高于150Hz以上的振动响应以变形的影响（主要是弯曲和扭转）的效果，显示出梁状枕头，显示了复杂的模式形状。 （2）我们在穿过轨道接头时构建了一个轨迹振动分析模型，考虑了梁形枕头和压载径床之间的接触。分析结果表明，考虑到与载膜轨道上的梁形枕头路径床的接触，接触过程中梁形枕头的支撑压力增加了约10％至20％。由于枕头支撑压力在压载床沉降分析过程中用作外部作用力，因此本研究的结果可用于评估压载床沉降分析期间的作用外力。 （3）在分析弯曲轨道的轨道振动时，我们研究了镇压层厚度在CANT上的影响对枕头支撑弹簧的刚度。结果，发现在外部赛车轨道上通过车辆载荷时正常强力的最大值降低了约10％，这受到CANT镇流器层的厚度引起的变形的影响。

项目成果

井桁状まくらぎの固有振動応答の解析評価

平行轨枕自然振动响应的分析评估

• 发表时间: 2023
• 作者: 河野航平;谷村拓澄;美濃智広;森川英典;福田圭祐;紅露一寛，谷友誠
• 通讯作者: 紅露一寛，谷友誠