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

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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．