JP2008246510A - レール緊張ガス圧接工法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガス圧接終了後の緊張器外側レールの計画軸力と同じ大きさの軸力が生じるように一定の圧力γをガス圧接機により与えるとともに、緊張器の外側に位置するレールに対しては、当接時の緊張力に加算して、ガス圧接圧力から既に前記内側に位置するレールに与えられた圧力γを引いたレール圧接力βを付加した一定の圧接緊張力をレール同士間に与えながら、レール同士間の当接部分を加熱してレール圧接を行うことで当接部のレール突き合わせ面の温度が十分な接合可能温度に達した時期に当接部を潰すことができ、接合品質の向上を図る。
【選択図】図1
Description
ロングレールには伸縮を行う両側の可動区間と、レールが伸びたり縮まろうとする力よりもコンクリート枕木等の締結装置による抵抗力の方が高く伸縮が行われない不動区間とがある。この不動区間では、冬は縮まろうとする内部圧力が、夏は伸びようとする内部圧力としてのレール軸力が生じる。
中位温度で敷設したロングレールの不動区間に亀裂等が生じたとき、冬場においてこの不良部分を切断するとレールの軸力は0になりレール切断箇所が大きく開く。従って新しいレールを接続する場合、もとのレール軸力になるよう新しいレールに圧力を加えて接続する必要があった。
次に、切断部分の外側のレールR1とR2にレール同士を引張る機械であるレール緊張器により所定の圧力を加えた後、レール2より少し短いレール3をレール2のあった箇所に挿入して、切断位置A、BとレールR1、R2との間隙に金属4を溶け込ませて繋ぐ置き継ぎ方法が従来より存在する。
このため、緊張器を解体してレールから外すと、レール3の軸力0tonf と緊張器の外側で緊張したレールR1、R2の軸力が相殺し合って、レール3付近の軸力は緊張器で設定した計画軸力より低くなるという現象が生じる。
図12の縦軸は軸力、横軸は長さで、下線が軸力0tonf、軸力面積は軸力×長さで表わす。なお、図の両側のレールは接続されていない。また、軸力150、可動区間151とした場合、可動区間151はレールが可動する区間で軸力150を抵抗力γ(道床縦抵抗力とも言う)で除した値となる。不動区間152は、レールが全く動かない区間である(図12(a))。
そして、接合部159で通常のガス圧接を行い接合する(図12(c))。
その後、ガス圧接に際して軸力が変化した緊張器の外側の区間B〜D、E〜Gのレール締結を一旦解体し、その間の軸力を木ハンマー等でレールを叩いて均等化した後、再締結する軸力均等化処理が行われる。その後、ガス圧接部162が300℃に低下してから緊張器を解体する。
すなわち、区間C〜F間では区間C〜D、E〜F間の計画軸力150と、区間D〜E間の0tonfの軸力が平均化され、結果的に 区間C〜F間で軸力不足168が残るという問題があった。
軸力が不足すると、夏期にレール温度が上昇した際のレール張り出し等の原因になりロングレールの保守上好ましくない。
なお、区間B〜C、F〜Gは可動区間長151より遠いのでその影響を受けない。
図13(a)は、接合部162のガス圧接が終了した状態である。レール切断時のレール端面153と154同士が合致した時に生じる軸力を緊張器に保持しているので、緊張器内側のレール163を軸力150にするための軸力面積164は、区間B〜D、E〜Gの軸力面積168、169、170、171に相当する。
軸力面積168、169、170、171の軸力172の大きさは、緊張器内の長さ163に軸力150を乗じた値を、区間B〜DとE〜Gの合計長さで除して算出される。つまり、ガス圧接終了後の緊張器の軸力173は軸力150より軸力172だけ大きい(図13(a))。
緊張器を解体すると緊張器端から不動区間長175に相当する区間C”〜D、E〜F”のレール軸力と、区間D〜E間の軸力0tonfとが平均化される。しかし、区間B〜C’とF’〜Gは不動区間長175より遠いのでその影響を受けないので軸力173が残る。
つまり、区間D〜Eでは軸力面積181が不足し、区間B〜C’とF’〜Gには所定の軸力150より高い軸力173が残る問題があった(図13(c))。ロングレールの一部分だけ軸力が不足すると、夏期にレール温度が上昇した際のレール張り出し等の原因になりロングレールの保守上好ましくない。また、ロングレールの一部分だけ軸力が大きくなると、万一その部分のレールが破断したときのレール開口量が保守基準値より大きくなり、これもロングレールの保守上好ましくない。
このため、緊張ガス圧接後に緊張器外のレールを所定の長さだけ軸力均等化処理を行い、その後、緊張器を解体する工法において、緊張器を解体した後に、緊張していたロングレールに軸力不足が生じないこと、また、軸力が大きくなる区間が生じる場合でも、最小の軸力増加になる方法が求められていた。
この軸力均等化処理を行うレール長さは、緊張器で設定する軸力の大きさに比例して長くなるので、緊張器内のレールの軸力が0tonfになる事を見越して、その分の圧力を緊張器前後のレールR1、R2に付加すると、軸力均等化処理の作業時間や作業量が増大するという問題があった。
先ず、前記切断されたレールのレール端面同士を合致させた場合に生じる軸力を保持軸力として算出しておく。
交換レールの一端をロングレールの切断箇所の一方に接合し、交換レールの他端とロングレールの切断箇所の他方の間にレール緊張器及びガス圧接機を架設し、レール同士間に徐々に増加する緊張力を与える第1の工程(図1のイ部分)。
前記レール同士間が当接する以降に前記ガス圧接機によりガス圧接を行うに際して、前記レール緊張器の内側に位置するレールに対しては、一定の圧力(γ)をガス圧接機により与えるとともに、緊張器の外側に位置するレールに対しては、当接時の緊張力に加算して、ガス圧接圧力から既に前記内側に位置するレールに与えられた圧力(γ)を引いたレール圧接力(β)を付加した一定の圧接緊張力をレール同士間に与えながら、レール同士間の当接部分を加熱してレール圧接を行う第2の工程(図1のロ部分)。
前記レール圧接によりレール同士の当接面が潰れた以降、緊張力を前記当接時の緊張力から除々に増加させた圧接緊張力で当接部分を加熱してレール圧接を行う第3の工程(図1のハ部分)。
前記圧接緊張力が前記保持軸力に所望の圧力を加えた圧力にレール圧接力(β)を付加した圧力に達したとき、当接部分の加熱を止めてレール圧接を完了し、前記圧接緊張力から当接時に加えた圧力(β)を取り除いて、緊張器外側に位置するレールに前記保持軸力に所望の圧力を加えた圧力のみを与えるとともに、前記レール緊張器の内側に位置するレールに対して前記圧力(γ)をガス圧接機により与え続けることにより、緊張器外側の所定の長さのレールに軸力均等化処理を行う第4の工程(図1のニ部分)。
前記レール圧接によるガス圧接部が300℃以下になった後にレール間における緊張器とガス圧接機の架設を解体し、前記保持軸力がレールに生じるようにする第5の工程。
先ず、前記切断されたレールのレール端面同士を合致させた場合に生じる軸力を保持軸力として算出しておく。
交換レールの一端をロングレールの切断箇所の一方に接合し、交換レールの他端とロングレールの切断箇所の他方の間にレール緊張器及びガス圧接機を架設し、レール同士間に徐々に増加する緊張力を与える第1の工程(図6のイ部分)。
前記レール同士間が当接する以降に前記ガス圧接機によりガス圧接を行うに際して、緊張器の外側に位置するレールに対して、当接時の緊張力に加算して一定の圧力(γ)が付加されたガス圧接圧力(β+γ)を一定の圧接緊張力としてレール同士間に与えながら、レール同士間の当接部分を加熱してレール圧接を行う第2の工程(図6のロ部分)。
前記レール圧接によりレール同士の当接面が潰れた以降、緊張力を前記当接時の緊張力から除々に増加させた圧接緊張力で当接部分を加熱してレール圧接を行う第3の工程(図6のハ部分)。
前記圧接緊張力が前記保持軸力に所望の圧力を加えた圧力にガス圧接圧力(β+γ)を付加した圧力に達したとき、当接部分の加熱を止めてレール圧接を完了し、前記圧接緊張力から当接時に加えた圧力(β+γ)を取り除いて、緊張器外側に位置するレールに前記保持軸力に所望の圧力を加えた圧力のみを与えるとともに、前記レール緊張器の内側に位置するレールに対して前記圧力(γ)に等しい圧力を圧力付加手段により与えることにより、緊張器外側の所定の長さのレールに軸力均等化処理を行う第4の工程(図6のニ部分)。
前記レール圧接によるガス圧接部が300℃以下になった後にレール間における緊張器とガス圧接機の架設を解体し、前記保持軸力がレールに生じるようにすする第5の工程。
先ず、前記切断されたレールのレール端面同士を合致させた場合に生じる軸力を保持軸力として算出する一方、
交換レールの一端をロングレールの切断箇所の一方に接合し、交換レールの他端とロングレールの切断箇所の他方の間にレール緊張器及びガス圧接機を架設し、レール同士間に徐々に増加する緊張力を与える第1の工程(図7のイ部分)。
前記レール同士間が当接する以降に前記ガス圧接機によりガス圧接を行うに際して、緊張器の外側に位置するレールに対して、当接時の緊張力に加算して一定の圧力(γ)が付加されたガス圧接圧力(β+γ)を一定の圧接緊張力としてレール同士間に与えながら、レール同士間の当接部分を加熱してレール圧接を行う第2の工程(図7のロ部分)。
前記レール圧接によりレール同士の当接面が潰れた以降、緊張力を前記当接時の緊張力から除々に増加させた圧接緊張力で当接部分を加熱してレール圧接を行う第3の工程(図7のハ部分)。
前記圧接緊張力が前記保持軸力に所望の圧力を加えた圧力にガス圧接圧力(β+γ)を付加した圧力に達したとき、当接部分の加熱を止めてレール圧接を完了し、前記圧接緊張力から当接時に加えた圧力(β+γ)を取り除いて、緊張器外側に位置するレールに前記保持軸力に所望の圧力が付加された圧力に新たに均衡軸力αを加えた圧力を与えることで、緊張器外側の所定の長さのレールに軸力均等化処理を行う第4の工程(図7のニ部分)。
前記レール圧接によるガス圧接部が300℃以下になった後に、緊張器による均衡軸力αの付与を停止し、レール間における緊張器とガス圧接機の架設を解体し、前記保持軸力がレールに生じるようにする第5の工程。
この値は、レール端面同士を合致させた場合に生じる軸力より大きい値の場合、小さい値の場合の両方がある。
また、ガス圧接終了後の緊張器外側レールに対して保持軸力(切断されたレールのレール端面同士を合致させた場合に生じる軸力)に所望の圧力を加えた圧力のみを与えるとともに、前記レール緊張器の内側に位置するレールに対して前記圧力(γ)をガス圧接機により与え続けることにより、緊張器外側の所定の長さのレールに軸力均等化処理を行うことで、ガス圧接部が300℃以下になってから緊張器とガス圧接機を解体した場合でも、ガス圧接部を含めたロングレールに軸力不足が生じず、部分的に軸力が大きくなる区間が生じる場合でも、10%以下の軸力増加にすることができる。
そのため、計画軸力よりも大きな力が緊張器前後のレールに作用することがなく、緊張器を取り付ける前において、レールを締結している枕木を解体する場合も必要以上に長くすることを防止できる。
そして、圧接終了時において、前記レール緊張器の内側に位置するレールに対して前記圧力(γ)に等しい圧力を圧力付加手段により与えることで、請求項1の工法と同様に、ガス圧接部を含めたロングレールに軸力不足が生じることがない。
そして、圧接終了時において、緊張器外側に位置するレールに前記保持軸力に所望の圧力が付加された圧力に新たに均衡軸力αを加えた圧力を与えることで、請求項1及び請求項2の工法と同様に、ガス圧接部を含めたロングレールに軸力不足が生じることがない。
先ず、図10に示すように、不良個所1を含むレールR3を切断箇所A,Bで切断する。レールを切断すると軸圧が0tonfとなるのでレールが縮む。このときの縮小量が後述する圧接に必要な圧縮量に満たない場合には、レールR1,R2の前後の締結装置を緩解し、レールの収縮を図り、圧接に必要な圧縮量を確保する。
交換レールR4を切断後に端面処理をして、切断箇所Aと交換レールR4の端を対面させて、図2に示すようにレールR1と交換レールR4との間に、レール緊張器Cの取り付を行なう。
また、第1固定具11の上面には前記半径と同一中心のガイド溝16が形成されると共に、このガイド溝16に下端が挿入するように、ビス17が第1腕部14に螺着される。
第1腕部14と第2腕部19とは、油圧シリンダ24で連結されている。同様に第3腕部21と第4腕部23とは油圧シリンダ25で連結されている。
L字型第1腕部14とL字型第3腕部21の突出部間は第1連結板31で連結されている。
同様に第2腕部19と第4腕部23間は第2連結板33で連結されている。
油圧シリンダ24、25を伸ばした状態で第1固定具11、第3固定具20の密着部12をレールR1の両側に当て、一方第2固定具18、第4固定具22を交換レールR4に同様に当接させてセットする。
左クランプの支持ブロック51は案内シャフト55に定置しているが、右クランプの支持ブロック52は前記支持ブロック51に対設して案内シャフト55に移動可能に支えられ、またバーナーの支持ブロック53は支持ブロック51と支持ブロック52との間に位置して案内シャフト55に移動可能に支持されている。
各支持ブロック51、52、53、54には図5に示すように各々同一位置に下方に向け開口したクランプ口58、59、バーナー吹出口60及びレール嵌合口61が形成されており、各開口58、59、60、61はレールの頭部R1方向からの嵌合を許容する大きさと形状を有しており、各支持ブロック51、52、53、54をレールR1,R4上方から、これに乗せるような状態で各開口58、59、60、61にレールR1,R4を嵌合させ、圧接機DをレールR1,R4に設置させる。
両支持ブロック51、52とも同一の構造で、図に示すように、クランプ口58、59を構成する各支持ブロック51、52の頚部62、63内側面には固定クランプ爪64、65が、又該固定クランプ爪64、65と対向する頚部66、67内側面には移動クランプ爪68、69が夫々設けられると共に、上記移動クランプ爪68、69が設けられている頚部66、67には各々同一位置に側面から取付穴が設けられ、これにシリンダ70、71が夫々着脱自在に取付され、各シリンダ70、71のラム72、73には前記移動クランプ爪68、69が取り付けられており、各シリンダ70、71の動作により、ラム72、73は進退し、これに伴って移動クランプ爪68、69を固定クランプ爪64、65に向け移動し、レールR1、R4の腹部をクランプするように構成されている。
更にシリンダ70、71が動作すると、その反作用で固定クランプ爪64、65が他側のレールR1,R4の腹部に当接する方向に機械本体が寄せられ、最終的にレールR1,R4の腹部両側を挟み付けるような状態でクランプする。
これによって自動的にレール車輪フランジの通り側首部は固定クランプ爪64、65の把持面に規制され、車輪フランジの通り側首部はクランプ口58、59の内奥面によって規制され、レールR1,R4は通り側を一致して突合された状態となり、レールは車輪通過上好ましい状態で、精度良く把持される。
尚、圧接機Dは上述の構造に限らず他の構造でレールR1,R4を把持するようにしてもよい。
そして、レール間R1,R4の隙間がなくなり当接した状態(図1のT1)で、当接面をバーナー支持ブロック53に設けたバーナー(図示せず)にて加熱する(図1のロ部分)。バーナー支持ブロック53は、左右クランプ爪によってクランプ圧接されたレールR1,R4の当接部全外周面に向かってバーナー吹出口が開口し、バーナーの火炎をレール当接部全域に向け集中的に加熱し、レールの接合面を接合するようになっている。
バーナーに送るガスは、酸素とアセチレンとを平衡器74を通して混合した混合ガス圧として調整し、バーナー支持ブロック53に設けた供給口75より供給する。バーナーにて加熱を行う際には、圧接圧力を必要とする。
この圧接圧力は、圧接機Dの圧接用シリンダ56の圧力、及び、緊張器Cのシリンダ24,25の圧力を増加させることにより対処する。
また、緊張器Cには、圧接圧力(レールの大きさにより異なるが一般に16〜20tonf)から、既に圧接機Dで与えた圧力γを減じた圧力(図1の圧力β)を与える。この圧力βは、コントロールボックス34で油圧シリンダ24、25の圧力を監視する人間が、レールR1,R4が当接したことを確認して(図1のT1)、緊張圧力に加える。
例えば、モーターポンプ30の駆動開始から1分間までは6秒間隔で、1分以降から2分までは3秒間隔で、2分以降から3分までは2秒間隔で、3分以降は1秒間隔で0.5tonfずつ圧力を増加させる(図1のハ部分)。
本例の工法では、圧接圧力を制御する油圧コントロールボックス77には圧力スイッチが付いており、約1割の圧力低下が起きたとき、油圧ポンプが作動して圧接用シリンダ56に油を供給し、当接面に一定の圧接圧力が保たれるようにしている。
以後、バーナー加熱により当接面の温度が上がるほど油圧ポンプの作動頻度が高くなり、当接部の潰れる速度も速くなる。そして所定の圧縮量に達したとき圧接終了になる。
このため緊張器Cのモーターポンプ30には精度の高い圧力スイッチが設置されており、圧力低下が僅かに起きたとき(図1のT2)にモーターポンプ30が作動する以後の、モーターポンプ30の作動回数は、シーケンサー35により制御され、通常の圧接の場合よりも2倍程度の作動回数にすることにより、圧接部の品質が向上する。
ブザー36が鳴った時、バーナーを操作する人間がバーナーを消火し、直ちに、圧接機Dの熱間押抜き剪断機76により、圧接部の余肉を熱間剪断除去し、再度レールR1,R4を保持して圧力γを付加する。圧力γの値の具体的な算出方法は後述する。尚、上述のブザーが鳴る構造に限らず、他の構造で設定圧力になった時期を知らせるようにしても良い。
これにより、緊張器Cの油圧シリンダ24、25内の圧力は徐々に低下し、緊張器Cの外側のレールに必要なレール軸力を与え続ける(図1のニ部分)。
また、緊張器Cの内側のレールには、レールに一定の圧力γが圧接機Dにより与え続けられる(図1のニ部分)。
圧接器Dで与えていた圧力γも軸力をかけて良い温度(300℃)に冷却するまでこの圧力を保持(軸力均等化処理)した後に撤去することにより、レールに保持軸力のみが生じるようになる。
また、レールに必要以上の軸圧を付加しないため、緊張器Cを取り付ける前に行うレール締結解体を長めにする必要はない。
また、圧力γを与えるのは圧接機に限らず、他の油圧ポンプ等の圧縮装置であっても良い。
図6の例との相違は、前記圧接緊張力が前記保持軸力に所望の圧力を加えた圧力にガス圧接圧力(β+γ)を付加した圧力に達したとき、当接部分の加熱を止めてレール圧接を完了し、前記圧接緊張力から当接時に加えた圧力(β+γ)を取り除いて、緊張器外側に位置するレールに前記保持軸力に所望の圧力が付加された圧力に新たに均衡軸力αを加えた圧力を与えることで、緊張器外側の所定の長さのレールに軸力均等化処理を行う部分である(図7のニ部分)。そして、上記のレール圧接によるガス圧接部が300℃以下になった後に、緊張器による均衡軸力αの付与を停止し、レール間における緊張器とガス圧接機の架設を解体し、保持軸力がレールに生じるようにする。均衡軸力αの値の具体的な算出方法は後述する。
気温30℃(中位温度)で敷設したロングレールの一部を0℃(冬場)に切断して新しいレールに交換する場合を例に説明する。
気温30℃で敷設したロングレール(一般に200m以上)のJIS60kgレールの中間部が0℃になった時には、下記の式1により55.6tonfの軸力が発生している。
軸力P1=ヤング率・60kgレールの断面積・温度差・線膨張係数
=2.1×103×77.4×30×1.14×10-5 ≒ 55.6
この現象について図8を参照しながら説明する。
図8はレールにおける軸力分布図で、縦軸は軸力、横軸は長さで、下線が軸力0tonf、軸力面積は軸力×長さで表わす。なお、図の両側のレールは接続されていない。また、150は軸力で55.6tonfである。151は可動区間で61.8mである。155は開口量で、下記の式2により、21mm開口している。
開口量K=ヤング率・60kgレールの断面積・温度差・線膨張係数・(温度差・線膨張係数 ) /r
=P1×(30×1.14×10-5 ) / 0.9 ≒ 21
ここで、図8(b)の様に、傷Aのあるレールを取り除いて10mのレール156を挿入し、緊張器や圧接機を取り付けるためレール156の両側レールの締結装置を10mずつ緩めると全長約30mの軸力0tonfの区間が生じる。可動区間151は軸力150に応じたものなので締結装置を緩めた端から生じる。つまり、図8(b)では締結装置を緩めた区間30mと可動区間151の2倍の長さで、合計153.6mのレールが軸力低下を起こしている。
軸力低下区間長=30+61.8×2 ≒ 153.6
次に、レール157の箇所160とレール156の箇所161に緊張器をセットし、箇所162にガス圧接機をセットし、所定の緊張ガス圧接を行う。
ここで、軸力面積182と183の合計値は、軸力面積177、178、179、180合計値と同じになる。
また、緊張器内側のレール長を4mとすると(通常はロッド37を1本と油圧シリンダー24、25を1台連結して使用するので4mである)、軸力172と173は次のようになる。
=(55.6×4)/(153.6-4)
=1.49 ≒1.5 tonf
この軸力172を緊張器外側に生じた過多軸力x(請求項1の所望の圧力に対応する軸力)と定義する。
軸力173=軸力150+軸力172
=55.6+1.5 ≒ 57.1 tonf
また、軸力173に対応する可動区間175は、軸力/道床抵抗値なので、軸力173に対応する可動区間175は、57.1 / 0.9= 63.4mになる。
=( 軸力低下区間長−緊張器内側のレール長―軸力173に対応する可動区間175長の2倍)・軸力172
=(153.6―4―63.4×2)×1.5= 34.2m・tonf
いずれの場合も緊張器を解放すると、可動区間の軸力は上記のように低下する。
合計長さは、軸力低下区間長−緊張器内側のレール長−軸力173に対応する可動区間175長の2倍なので、153.6−4−63.4×2=22.8mとなる。10mのレールを挿入した分だけ区間176は長くなるので(22.8−10)/2=6.4mが区間174の長さである。また区間176は10m+6.4m=16.4mとなる。
前述と同じ条件で説明する。図9(a)はガス圧接が終わった時の軸力分布図である。
ここで、軸力面積183の合計値は、軸力面積187,188,189,190,191,192,193,194の合計値と同じになる。
軸力172は上記と同様に下記のように算出される。
=(55.6×4)/(153.6−4)
=1.49≒1.5 tonf
また、軸力196は次のようになる。
軸力196=軸力150+軸力172+軸力195
=55.6+1.5+α≒57.1+α
ここで、均衡軸力αを0.26tonfとすると、軸力196≒57.36tonfになる。
緊張器内の軸力面積(4m×軸力)
={(過多軸力x+α)・(軸力+過多軸力x+α)に対する可動区間長}の2倍
={(過多軸力x+α)・(軸力+過多軸力x+α)/道床縦抵抗力}・2
これを数式にすると、
4×P1={(x+α)×(P1+x+α)/r}×2
となる。
このうち、軸力面積は、188,192,189,193は次の式で表される。
{(P1+x+α)/r}×(x+α)×2 (1)
また、183の軸力面積は次の式で表される。
P1×4 (2)
(1)と(2)が釣り合えば軸力低下は起きない。
ここで、
P1=ヤング率・60kgレールの断面積・温度差・線膨張係数(tonf)
x=4・P1/{(2・P1/r)+(Q−4)}(tonf)
Q=圧接前の締結解体時に軸力が0tonfになった区間長(m)
であり、P1とxとQの値が前述で算出されているので、それぞれの値を代入すれば均衡軸力αの値が求まる。
0.9}×2
={(1.49+α)(57.09+α) /
0.9}×2
100.08 ={(1.49+α)(57.09+α)
0 ≒α2+58.58α−15.02
≒(α+58.32)(α−0.26)
したがって、αの値は、−58.32または+0.26になる。−の値は適当でないので、均衡軸力α≒0.26である。
つまり緊張器を解放すると緊張器外側のレールは63.7mずつ、軸力の変化を受ける。
これより、軸力面積188,192,189,193の合計値は、(軸力低下区間長・2)・(軸力172+軸力195)なので、(63.7×2)×(1.5+0.26)≒224.2m・tonfとなる。
この値は、緊張器内のレール軸力面積4m×55.6=222.4とほぼ等しいので緊張器を解体したとき、緊張器内レールの軸力が補償される。
合計長さは、軸力低下区間長−緊張器内側のレール長―軸力196に対応する可動区間185の2倍なので、153.6−4−63.6×2=22.4mとなる。
10mレールを挿入した分だけ区間186は長くなるので、(22.4−10)/2=6.2mが区間184の長さである。また区間186は10m+6.2m=16.2mとなる。
これは、ロングレールの不動区間はどの箇所でも同じ軸力になるように敷設されるが、使用後にこの軸力が、道床の劣化、締結装置の劣化、列車通過によるレールのふく進、直射日光に当たる箇所と当たらない箇所、等の原因により変化する場合があるからである。
そのような場合は、上述したレール緊張ガス圧接工法において、レールの敷設状況を考慮し、前記切断されたレールのレール端面同士を合致させた場合に生じる軸力と異なる値として算出するようにしてもよい。
また逆に、レールを切断したときの開口量から計算した軸力が、例えば保守上の管理軸力よりも10tonf高い場合は、開口量から計算した軸力に10tonfを引いた値を保持軸力として上述した各工法で緊張ガス圧接を行い、軸力均等化処理、緊張器解体を行えば良い。
R4 交換レール
C 緊張器
D 圧接機
24,25 油圧シリンダ
26,27 ピストンロッド
30 モーターポンプ30
34 コントロールボックス
35 シーケンサー
56 圧接シリンダ
Claims (5)
- ロングレール不動区間に生じた不良箇所のレールを切断し、新しいレールに交換する工法において、
前記切断されたレールのレール端面同士を合致させた場合に生じる軸力を保持軸力として算出する一方、
交換レールの一端をロングレールの切断箇所の一方に接合し、交換レールの他端とロングレールの切断箇所の他方の間にレール緊張器及びガス圧接機を架設し、レール同士間に徐々に増加する緊張力を与える第1の工程と、
前記レール同士間が当接する以降に前記ガス圧接機によりガス圧接を行うに際して、前記レール緊張器の内側に位置するレールに対しては、一定の圧力(γ)をガス圧接機により与えるとともに、緊張器の外側に位置するレールに対しては、当接時の緊張力に加算して、ガス圧接圧力から既に前記内側に位置するレールに与えられた圧力(γ)を引いたレール圧接力(β)を付加した一定の圧接緊張力をレール同士間に与えながら、レール同士間の当接部分を加熱してレール圧接を行う第2の工程と、
前記レール圧接によりレール同士の当接面が潰れた以降、緊張力を前記当接時の緊張力から除々に増加させた圧接緊張力で当接部分を加熱してレール圧接を行う第3の工程と、
前記圧接緊張力が前記保持軸力に所望の圧力を加えた圧力にレール圧接力(β)を付加した圧力に達したとき、当接部分の加熱を止めてレール圧接を完了し、前記圧接緊張力から当接時に加えた圧力(β)を取り除いて、緊張器外側に位置するレールに前記保持軸力に所望の圧力を加えた圧力のみを与えるとともに、前記レール緊張器の内側に位置するレールに対して前記圧力(γ)をガス圧接機により与え続けることにより、緊張器外側の所定の長さのレールに軸力均等化処理を行う第4の工程と、
前記レール圧接によるガス圧接部が300℃以下になった後にレール間における緊張器とガス圧接機の架設を解体し、前記保持軸力がレールに生じるようにする第5の工程と、
を具備するレール緊張ガス圧接工法。
- ロングレール不動区間に生じた不良箇所のレールを切断し、新しいレールに交換する工法において、
前記切断されたレールのレール端面同士を合致させた場合に生じる軸力を保持軸力として算出する一方、
交換レールの一端をロングレールの切断箇所の一方に接合し、交換レールの他端とロングレールの切断箇所の他方の間にレール緊張器及びガス圧接機を架設し、レール同士間に徐々に増加する緊張力を与える第1の工程と、
前記レール同士間が当接する以降に前記ガス圧接機によりガス圧接を行うに際して、緊張器の外側に位置するレールに対して、当接時の緊張力に加算して一定の圧力(γ)が付加されたガス圧接圧力(β+γ)を一定の圧接緊張力としてレール同士間に与えながら、レール同士間の当接部分を加熱してレール圧接を行う第2の工程と、
前記レール圧接によりレール同士の当接面が潰れた以降、緊張力を前記当接時の緊張力から除々に増加させた圧接緊張力で当接部分を加熱してレール圧接を行う第3の工程と、
前記圧接緊張力が前記保持軸力に所望の圧力を加えた圧力にガス圧接圧力(β+γ)を付加した圧力に達したとき、当接部分の加熱を止めてレール圧接を完了し、前記圧接緊張力から当接時に加えた圧力(β+γ)を取り除いて、緊張器外側に位置するレールに前記保持軸力に所望の圧力を加えた圧力のみを与えるとともに、前記レール緊張器の内側に位置するレールに対して前記圧力(γ)に等しい圧力を圧力付加手段により与えることにより、緊張器外側の所定の長さのレールに軸力均等化処理を行う第4の工程と、
前記レール圧接によるガス圧接部が300℃以下になった後にレール間における緊張器とガス圧接機の架設を解体し、前記保持軸力がレールに生じるようにすする第5の工程と、
を具備するレール緊張ガス圧接工法。 - ロングレール不動区間に生じた不良箇所のレールを切断し、新しいレールに交換する工法において、
前記切断されたレールのレール端面同士を合致させた場合に生じる軸力を保持軸力として算出する一方、
交換レールの一端をロングレールの切断箇所の一方に接合し、交換レールの他端とロングレールの切断箇所の他方の間にレール緊張器及びガス圧接機を架設し、レール同士間に徐々に増加する緊張力を与える第1の工程と、
前記レール同士間が当接する以降に前記ガス圧接機によりガス圧接を行うに際して、緊張器の外側に位置するレールに対して、当接時の緊張力に加算して一定の圧力(γ)が付加されたガス圧接圧力(β+γ)を一定の圧接緊張力としてレール同士間に与えながら、レール同士間の当接部分を加熱してレール圧接を行う第2の工程と、
前記レール圧接によりレール同士の当接面が潰れた以降、緊張力を前記当接時の緊張力から除々に増加させた圧接緊張力で当接部分を加熱してレール圧接を行う第3の工程と、
前記圧接緊張力が前記保持軸力に所望の圧力を加えた圧力にガス圧接圧力(β+γ)を付加した圧力に達したとき、当接部分の加熱を止めてレール圧接を完了し、前記圧接緊張力から当接時に加えた圧力(β+γ)を取り除いて、緊張器外側に位置するレールに前記保持軸力に所望の圧力が付加された圧力に新たに均衡軸力αを加えた圧力を与えることで、緊張器外側の所定の長さのレールに軸力均等化処理を行う第4の工程と、
前記レール圧接によるガス圧接部が300℃以下になった後に、緊張器による均衡軸力αの付与を停止し、レール間における緊張器とガス圧接機の架設を解体し、前記保持軸力がレールに生じるようにする第5の工程と、
を具備するレール緊張ガス圧接工法。 - 前記第3の工程においてレール当接部分を加熱してレール圧接を行うに際し、当接部分に常時一定の圧接圧力が生じるように、前記圧接緊張力が制御された請求項1乃至請求項3に記載のレール緊張ガス圧接工法。
- 前記保持軸力について、レールの敷設状況を考慮し、前記切断されたレールのレール端面同士を合致させた場合に生じる軸力と異なる値として算出した請求項1乃至請求項3に記載のレール緊張ガス圧接工法。
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JPH0236355B2 (ja) * | 1987-08-12 | 1990-08-16 | Tetsudo Sogo Gijutsu Kenkyusho | |
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