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1 軌道弾性材の特性に対する 温度の影響評価

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平成26年度 軌道技術交流会
軌道弾性材の特性に対する
温度の影響評価
材料技術研究部(防振材料)
半坂征則
研究の背景と目的
日最低気温1月
平均値(気象庁)
平成26年度 軌道技術交流会
軌道弾性材(軌道パッド)の振動低減
性能が低温時に低下する可能性
温度の軌道弾性材の特性への
影響を定量化した事例は少ない
=明確には把握されていない
寒冷地への高速鉄道網の建設も
進められている
研究の目的
・軌道パッドの特性に対する温度の影響を評価
実軌道の同一箇所において夏・冬で振動・騒音測定
・振動(加速度)中心に報告
Railway Technical Research Institute
Railway Technical Research Institute
平成26年度 軌道技術交流会
測定箇所
平成26年度 軌道技術交流会
主要測定点
レール(この下に軌道パッド)
軌道スラブ
軌道構造
スラブマット
沿線の状況
・在来線,高架橋,ほぼ直線の平坦線区,下り
・スラブ直結軌道、60Nレール、パンドロール式締結装置
・軌道パッド(公称ばね定数30MN/m)
・スラブマット(詳細な仕様は不明)
夏と冬で同じ箇所で測定
側面図
・VG1:桁直下には倉庫があるため設置困難
極力桁直下に近い位置で設置
・振動測定点:全部z方向の結果を報告
Railway Technical Research Institute
Railway Technical Research Institute
平成26年度 軌道技術交流会
VR1
VS VT
VC1
VG1
20dB
40
振動加速度
振動加速度レベル (dB)
振動加速度レベル (dB)
測定結果-対象箇所の振動特性(夏)-
平成26年度 軌道技術交流会
測定結果-対象箇所の振動特性(夏)-
VR1
VC1
20dB
80
100 120 140
60
車両速度(km/h)
車両速度
・レール/車輪間から離れるほど部材の振動は小さくなる
・軌道スラブ(VS)と締結装置(VT)の振動値はほぼ同等
Railway Technical Research Institute
VT
VS
16 31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k O.A.
振動加速度
周波数 (Hz)
80~100km/h
下部構造への振動減衰量は周波数の増加に伴い増大
Railway Technical Research Institute
1
平成26年度 軌道技術交流会
測定結果-温度-
測定結果-対象箇所の騒音特性(夏)-
10
30
20
10
SG1
6
4
12
時
14
0
16
2月18日
6
8
夏
80 100 120 140
60
車両速度(km/h)
車両速度(km/h)
40
8
2
9月4日
SG2
レール
締結装置
スラブマット
レール近傍
地上(気温)
12
25
10dB
騒音
温度
温度((℃)
騒音レベル (dB)
SR
35
レール
締結装置
スラブマット
レール近傍
地上(気温)
温度
温度((℃)
40
桁直下(SG1)≦12.5m点(SG2)<レール近傍(SR)
対象箇所では橋上騒音の寄与が大きい
Railway Technical Research Institute
VR1
80 100 120140
車両速度(km/h)
車両速度(km/h)
振動加速度
レール(VR1)
締結装置動(VT)
低速域
○夏≧冬
○夏<冬
VT
120140
80 100
60
車両速度(km/h)
車両速度(km/h)
高速域
●両者の差小
○夏<冬
軌道パッドの弾性支持理論に対して:○整合,●不整合
Railway Technical Research Institute
測定結果:騒音レベル-夏冬の比較-
)B
(d
ル
ベレ
音
騒
5dB
夏
冬
40
SR
60 80 100 120 140
車両速度(km/h)
車両速度(km/h)
車両速度(km/h)
騒音
レール近傍(SR)
桁直下(SG1)
)B
(d
ル
ベレ
音
騒
5dB
40
平成26年度 軌道技術交流会
夏
冬
低速域
○夏>冬
振動より差が大きい
●夏>冬
60
SG1
80 100 120 140
車両速度(km/h)
車両速度(km/h)
高速域
●両者の差小
○夏<冬
軌道パッドの弾性支持理論に対して:○整合,●不整合
Railway Technical Research Institute
12
冬
平成26年度 軌道技術交流会
)B
d(
ル
ベレ
度
速
加
動
振
5dB
測定結果:振動加速度レベル-夏冬の比較-
夏冬
40
夏
冬
(dB)
夏
冬
B)d(
ル
ベレ
度
速
加
動
振5dB
40
10
時
・ 夏・冬の温度差は15~20℃程度
温度の影響評価のためには温度差が大きい方が望ましいが、
この時期の測定は運営上の都合による
・ 部材の温度変化:レールでは大きく、スラブマットでは小さい
Railway Technical Research Institute
主として部材の温度特性による
平成26年度 軌道技術交流会
測定結果:振動加速度レベル-夏冬の比較-
)B
夏
(d
冬
ル
ベレ
度
速
加
動
振5dB
40 60
平成26年度 軌道技術交流会
VC1
60 80 100120140
車両速度(km/h)
車両速度(km/h)
振動加速度
床版(VC1)
桁直下(VG1)
低速域
○夏<冬
●夏>冬
ル
ベレ
度
速
加
動
振5dB
40
60
VG1
80 100 120140
車両速度(km/h)
高速域
●両者の差小
●夏≧冬( 両者の差小)
軌道パッドの弾性支持理論に対して:○整合,●不整合
Railway Technical Research Institute
平成26年度 軌道技術交流会
まとめ
軌道弾性材の特性に対する温度の影響を評価するために、
在来線の同一箇所で夏と冬において振動と騒音を測定した。
その結果,以下の知見を得た。
(1) 対象箇所の振動・騒音特性を明らかにした。
・レール/車輪間から遠い部材ほど振動は小さい。
・対象箇所では橋上で発生する騒音の寄与が大きい。
(2) 夏,冬の振動・騒音差異を明らかにした。
・レール振動,レール近傍騒音:冬の値の方が概して小さい。
・軌道・構造物振動:冬の値の方が概して大きい。
軌道の弾性支持理論に合致する。
・桁直下等の地盤振動,沿線騒音:冬の値の方が概して小さい。
軌道の弾性支持理論に合致しない。
詳細な解析は今後の課題としたい。
Railway Technical Research Institute
2
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