平成26年度軌道技術交流会軌道・車両要因による脱線事故鉄道の安全を守る軌道技術軌道技術研究部長古川敦 Railway Technical Research Institute Railway Technical Research Institute 乗り上がり脱線とは脱線の発生を限界脱線係数（Nadalの式）で判定できるタイプの脱線脱線係数】【脱線係数】横圧脱線係数＝輪重輪重 ≦限界脱線係数 tan θ − µ e 接線力 = 1 + µ e tan θ 横圧 µ e ：レール車輪間等価摩擦係数 θ 【動的輪重減少率動的輪重減少率】重減少率】静止輪重－動的輪静止輪重－動的輪重－動的輪重 ≦０．８静止輪重静止輪重 Railway Technical Research Institute 軌道変位を考慮した推定脱線係数 R=160m,C=90mm,TCL=36m [mm] 軌道狂い(mm) 150 10m弦正矢 100 位 50 変道 0 軌 14m平面性狂い平面性変位平面性変位 2m平面性狂い外軌側脱線係数 -50 2 1.5 乗り上がり脱線の要因項目軌道側要因車両側要因境界条件での要因 • 線路線形（急曲線＋ • 台車旋回性能 • 内軌レール車輪高カント）（軸ばね前後剛間摩擦係数性、軸距など）横圧増加 • 通り変位（継目部角折れなど） • 車輪踏面形状 • 線路線形（高カント、 • 車両重量短い緩和曲線長） • 重心位置（輪重 • 平面性変位アンバランス、偏 • 周期的な水準変位積など）輪重減少 • 周期的な通り変位 • 軸ばね定数 • まくらばね定数 • 車体ねじれ剛性 • ローリング固有振動数 • アタック角の増加（急 • フランジ角度 • 外軌レール車輪曲線、継目部角折れ） • 車輪転削間摩擦係数限界脱線係数減少 Railway Technical Research Institute リスクを考慮した保守投入箇所の優先度設定 R=100m,C=90mm,TCL=36m 水準乗り上がりが起きやすい箇所限界脱線係数列車脱線イベント① 走行軌道外走行 No ② 盛土等から転落 No ③ ④ ⑤ 隣接線支障転覆 No 隣接線車両衝突 No Yes No Yes 1 Yes 0.5 No 実測値推定値 0 Yes 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 Railway Technical Research Institute キロ程(m) No Yes -0.5 Yes Yes Railway Technical Research Institute 1 軌間内脱線の原因 PCまくらぎ化優先度決定プログラム輪軸と軌道の寸法外軌 Min. 22mm 内軌 Min. 988mm Min.120mm かかりスラック+軌間変位軌間変位合わせて 1067mm+ 10mm かかり＝988+120+22-1067-軌間変位-10=53-軌間変位かかりの限度を10mmとすると、軌間変位43mmで脱線スラック＋軌間変位≦40mmとなるよう軌間を管理国土交通省補助金を受けて開発 Railway Technical Research Institute 軌間の定常分と変動分を組み合わせた管理法 Railway Technical Research Institute 分岐器における脱線の形態(1/2) 軌間最大値[mm]＝1,067＋スラック＋定常分＋変動分最大値 ]m 平均値スラック 15mm 10mm 5mm 変動分 m[ 間軌リード曲線中の角折れ（絶縁継目など）トングレール先端の摩耗／曲がり定常分スラック L=10m 対向 1,067mm 脱線 50Ｎ側線用８番大正14年型右図から、・定常分の方が分布範囲が広く・脱線箇所は、定常分が大きい直線トングレール脱線リード半径が101ｍ（本線用は118ｍ）脱線スラック+定常分が30mm超の箇所を、要注意箇所として選定 Railway Technical Research Institute トングレール先端部に約２゜の入射角背向ヒール部が10mm高い Railway Technical Research Institute トングレール先端の摩耗測定おわりにトングレール先端部のステレオカメラによる状態監視手法 • 軌間内脱線、分岐器での脱線は設備故障に類する事故、乗り上がり脱線は競合脱線であり、それぞれ採るべき対策が異なる。元画像：左元画像（2次元）元画像：右３次元モデル画像処理 • 前者については設備の検査と、そもそも故障が起きにくい構造にすること、後者については、複数の原因の競合を防ぐことが主な対策となる。 • 鉄道総研では、脱線防止対策に関する様々なご相談を承ります。お気軽にご相談ください。トングレール先端部で発生する欠損を自動的に判定可能 Railway Technical Research Institute Railway Technical Research Institute 2