JP7186736B2 - Rail straightening jig and rail straightening method - Google Patents
Rail straightening jig and rail straightening method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7186736B2 JP7186736B2 JP2020030534A JP2020030534A JP7186736B2 JP 7186736 B2 JP7186736 B2 JP 7186736B2 JP 2020030534 A JP2020030534 A JP 2020030534A JP 2020030534 A JP2020030534 A JP 2020030534A JP 7186736 B2 JP7186736 B2 JP 7186736B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rail
- contact
- correction
- main body
- jig
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、レール矯正治具及びレール矯正方法に関する。 The present invention relates to a rail straightening jig and a rail straightening method.
近年、鉄道線路で使用されるレールのレール頭部に生じた損傷(例えばシェリングきず等)の補修手法として、テルミット溶接法を用いた頭部補修溶接(以下、「THR溶接法」という場合がある。)が注目されている。 In recent years, head repair welding using thermite welding method (hereinafter, sometimes referred to as "THR welding method") has been used as a method of repairing damage (such as shelling flaws) occurring in the rail head of rails used on railway tracks. ) are attracting attention.
THR溶接法は、主に(a)レール頭部の損傷部位のガス切断による切除、(b)切除部分へのテルミット溶鋼の注入(テルミット反応)、(c)余肉の熱間押し抜きせん断、により行われる。このため、従来の補修手法と比較して、より簡便かつ短時間にレールの補修を行うことができる。 The THR welding method mainly consists of (a) cutting the damaged portion of the rail head by gas cutting, (b) pouring thermite molten steel into the cut portion (thermite reaction), performed by Therefore, the rail can be repaired more easily and in a shorter time than the conventional repair method.
しかしながら、このTHR溶接法においては、レールの補修を切除部分への溶鋼の注入により行うことから、注入された溶鋼が冷却の際に収縮することで、補修後のレールの頭頂面に変形(例えば落ち込み)が生じる場合があった。このようにレールの頭頂面に変形が生じた場合、鉄道車両が補修箇所を走行するに際して騒音や振動を発生させる原因となり、鉄道車両の円滑な走行が阻害されるおそれがある。 However, in this THR welding method, the rail is repaired by injecting molten steel into the cut portion. depression) may occur. When the top surface of the rail is deformed in this manner, noise and vibration are generated when the railcar travels through the repaired area, and smooth running of the railcar may be hindered.
そこで特許文献1には、このレールの頭頂面に落ち込みが生じることを抑制してTHR溶接法を行うレール矯正装置が開示されている。特許文献1に開示されるレール矯正装置によれば、テルミット溶接直後の熱間状態において、補修部分から所定距離だけ離間した位置のレール頭部を油圧シリンダにより押圧し、この押圧の反作用によりレールを上方に引き上げる矯正作業を行う。当該矯正作業によれば、レール頭部の補修箇所に予め逆ひずみを設けて縦矯正し、当該補修箇所への落ち込みの発生を抑制することができる。
Therefore,
しかしながら、特許文献1に開示されるレール矯正装置によれば、油圧シリンダの押圧による押圧量(レールの変位量)を適切に制御するための油圧制御装置、及び、レールの変位量を測定するための変位センサを設ける必要がある。
However, according to the rail correction device disclosed in
このように油圧制御装置、変位センサを新たに設ける場合、レール矯正装置の導入コストが増加する。また、一般的にレールの矯正作業は屋外の現場で行われるため、天候や人為的要因により油圧制御装置や変位センサに不具合が生じやすく、矯正作業の作業性や信頼性に課題がある。すなわち、従来のレール矯正装置には改善の余地があった。 When a hydraulic control device and a displacement sensor are newly provided in this way, the introduction cost of the rail straightening device increases. In addition, since the rail straightening work is generally performed outdoors, the hydraulic control device and the displacement sensor are likely to malfunction due to weather and human factors, and there are problems in the workability and reliability of the straightening work. That is, there is room for improvement in the conventional rail correction device.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、レール矯正装置によるレール矯正作業をより簡易に行うことができ、適切にレール頭頂面の平坦性を確保できるレール矯正治具及びレール矯正方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a rail straightening jig and a rail straightening method that can more easily perform rail straightening work using a rail straightening device and appropriately secure the flatness of the top surface of the rail. intended to provide
前記目的を達成するため、本発明は、レール頭部に生じた変形の矯正に用いられるレール矯正治具であって、前記レールは前記変形の矯正時において上方に湾曲するように変形され、前記レール矯正治具は、前記レールの長手方向に設置され、前記レールを支持する本体部を有し、前記本体部の上面には、前記本体部の長手方向の中央部から端部に向けて下り勾配を有する前記レールとの接触面が形成され、前記下り勾配の勾配角度が、前記レールの湾曲量により決定されるとともに、前記本体部の長手方向の長さが、前記レールの湾曲により前記本体部に負荷される最大荷重により決定されることを特徴としている。 To achieve the above object, the present invention provides a rail correction jig used for correcting deformation of a rail head, wherein the rail is deformed so as to curve upward when the deformation is corrected, The rail correction jig is installed in the longitudinal direction of the rail and has a body portion for supporting the rail. A sloped contact surface with the rail is formed, the slope angle of the downward slope is determined by the amount of curvature of the rail, and the longitudinal length of the body portion is determined by the curvature of the rail. It is characterized by being determined by the maximum load applied to the part.
本発明によれば、レール矯正治具の形状、具体的には、レールの湾曲量により決定される勾配角度、及び、本体部に負荷される最大荷重により決定される本体部の長さ、によりレールの矯正量を制御することができる。すなわち、従来のようにレールの矯正量を制御するために油圧制御装置や変位センサを設ける必要がないため、導入コストが削減されるとともに、矯正作業の作業性が向上する。 According to the present invention, the shape of the rail correction jig, more specifically, the inclination angle determined by the amount of curvature of the rail, and the length of the main body determined by the maximum load applied to the main body, The amount of rail correction can be controlled. That is, since there is no need to provide a hydraulic control device or a displacement sensor for controlling the correction amount of the rail as in the conventional art, the introduction cost is reduced and the workability of the correction work is improved.
なお、前記勾配角度を決定するための「レールの湾曲量」とは、変形の矯正時におけるレールの「最大曲げ上げ変位量」を指すものではなく、「所望のレールの矯正量を得るために必要となる湾曲量」を指すものである。 It should be noted that the ``curve amount of the rail'' for determining the slope angle does not refer to the ``maximum bending displacement'' of the rail when the deformation is corrected, but rather the ``to obtain the desired correction amount of the rail.'' It refers to the "necessary amount of bending".
前記勾配角度を下記式(1)で、前記本体部の長さを下記式(2)で定義してもよい。
θ=aδ-b ・・・ (1)
L=cF-d ・・・ (2)
なお、θは勾配角度、δはレール湾曲量、Lは本体部の長さ、Fは最大荷重、a、b、c、dは定数をそれぞれ表している。
The slope angle may be defined by the following formula (1), and the length of the main body may be defined by the following formula (2).
θ=aδ−b (1)
L=cF−d (2)
is the slope angle, .delta. is the amount of rail curvature, L is the length of the main body, F is the maximum load, and a, b, c, and d are constants.
前記本体部は、前記接触面が前記レール頭部の下面と接触するように配置され、前記本体部の長手方向の中央部には、前記レール頭部の下面が接触しない非接触部が形成され、前記接触面は、前記本体部の長手方向において前記非接触部の両端部側に形成されていてもよい。 The main body portion is arranged such that the contact surface contacts the lower surface of the rail head, and a non-contact portion is formed in the central portion in the longitudinal direction of the main body portion with which the lower surface of the rail head does not contact. , The contact surfaces may be formed on both end side portions of the non-contact portion in the longitudinal direction of the main body portion.
別な観点に係る本発明は、上記いずれかのレール矯正治具を用いたレール矯正方法であって、前記接触面が前記レールの下面と接触するように前記レール矯正治具を設置する工程と、前記レールを上方に湾曲させる工程と、を含み、少なくとも前記本体部に前記最大荷重が負荷される際には、前記接触面の全面が前記レールの下面と面接触することを特徴としている。 According to another aspect of the present invention, there is provided a rail straightening method using any one of the above rail straightening jigs, comprising the step of installing the rail straightening jig so that the contact surface is in contact with the lower surface of the rail. and a step of bending the rail upward, wherein the entire contact surface is in surface contact with the lower surface of the rail at least when the maximum load is applied to the main body.
または、上記レール矯正治具を用いたレール矯正方法であって、前記レールの長手方向において前記非接触部を前記レール頭部に生じた変形部と対応させ、前記接触面が前記レール頭部の下面と接触するように前記レール矯正治具を設置する工程と、前記レールを上方に湾曲させる工程と、を含み、少なくとも前記本体部に前記最大荷重が負荷される際には、前記接触面の全面が前記レール頭部の下面と面接触することを特徴としている。 Alternatively, in the rail correction method using the above rail correction jig, the non-contact portion corresponds to the deformed portion generated in the rail head in the longitudinal direction of the rail, and the contact surface is the rail head. installing the rail correction jig so as to be in contact with the lower surface; The entire surface is in surface contact with the lower surface of the rail head.
本発明によれば、前記レール矯正治具の本体部をレールに設置した後、当該レールを上方に湾曲させることのみによって、レールの矯正作業における矯正量を制御することができる。具体的には、矯正に必要となるレールの湾曲量、及び、付加する最大荷重に応じて本体部の形状(勾配角度及び長さ)を決定することにより、油圧制御装置や変位センサを必要しないより簡易なレールの矯正作業を行うことができる。 According to the present invention, the correction amount in the rail correction work can be controlled only by bending the rail upward after installing the main body portion of the rail correction jig on the rail. Specifically, by determining the shape (slope angle and length) of the main body according to the amount of rail curvature required for straightening and the maximum load to be applied, there is no need for a hydraulic control device or displacement sensor. A simpler rail correction work can be performed.
前記レール頭部に生じた変形部をガス切断により切除する工程と、切除箇所をテルミット溶接で補完する工程と、テルミット溶接による余肉を熱間押し抜きせん断する工程と、を更に含んでいてもよい。 The method further includes a step of removing the deformed portion generated in the rail head by gas cutting, a step of supplementing the removed portion with thermite welding, and a step of hot punching and shearing the surplus thickness due to thermite welding. good.
本発明によれば、レール矯正装置によるレール矯正作業をより簡易に行うことができ、適切にレール頭頂面の平坦性を確保できるレール矯正治具及びレール矯正方法を提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a rail correction jig and a rail correction method that can more easily perform rail correction work using a rail correction device and appropriately ensure the flatness of the top surface of the rail.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書において実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this specification, elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant description.
先ず、本発明の実施形態にかかるレール矯正治具を備えるレール矯正装置1の構成について説明する。図1は、レール矯正装置1の構成の概略を示す側面図である。
First, the configuration of a
レール矯正装置1では、図2に示すようにレール頭部Rhに形成されたTHR溶接法による補修部Hに落ち込みが生じないように、レールRの矯正作業を行う。具体的には、レールRの補修部Hに対して、冷却前において予め逆ひずみを設ける。なお補修部Hとは、THR溶接法において、レール頭部Rhに生じた損傷部(例えばシェリングきず等)をガス切断により切除し、当該切除部分に対して溶鋼が注入された部分のことをいう。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すようにレール矯正装置1は、レールRの矯正時においてレールRを上方に湾曲させるように駆動する駆動機構10と、レールRの矯正時においてレールRを支持しつつ相対的に上方へ持ち上げるように作用する矯正治具20と、駆動機構10と矯正治具20とを接続する連結部材30と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
駆動機構10は、例えばレールRの補修部Hを頂点とするようにレールRを上方に湾曲させる。駆動機構10の構成や配置は特に限定されるものではなく、例えばレールRを上方から引き上げるようにして湾曲させてもよいし、例えば下方から押し上げるように湾曲させてもよい。また例えば、特許文献1に記載のレール矯正装置のように、レール頭部Rhの所定位置を上方から押圧することにより、押圧の反作用によりレールを湾曲させてもよい。
The
また駆動機構10は、例えばシリンダ等であって機械的にレールRを湾曲させるものであってもよいし、例えばジャッキ等であって手動でレールRを湾曲させるものであってもよい。
The
レール矯正治具としての矯正治具20は、図3及び図4に示すように、レールRの長手方向が長辺となる、略直方体形状(例えば、長さLmm、高さ100mm程度)に形成されている。矯正治具20は、レールRの矯正時において、当該矯正治具20の長手方向の中央部がレールRの補修部Hの下方に位置し、上面に形成された接触面21がレール頭部Rhの下面(あご下)と接触するように配置される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
そして矯正治具20は、上述のように、駆動機構10によりレールRを湾曲させた際に、接触面21、21によってレール頭部Rhの下面を支持しつつ持ち上げるように作用する。換言すれば、矯正治具20は、駆動機構10の動作時においてレール頭部Rhを相対的に上方へ押し上げて湾曲させるように作用する。
As described above, the
矯正治具20には、当該矯正治具20を厚み方向に貫通して孔部20aが形成されている。孔部20aには後述の連結部材30の連結ボルト32が挿通される。
A
矯正治具20の上面には、上述のようにレールRとの接触面21が形成されている。接触面21は、図3(b)及び図4に示すように、矯正治具20のレールRへの取り付け時において、レール頭部Rhのあご下形状と一致する局面を有するように形成されている。
The upper surface of the
また矯正治具20の上面には、当該矯正治具20の長手方向の略中央部に、レールRの矯正時においてレール頭部Rhと接触しない非接触部としての切り欠き部22が形成されている。切り欠き部22は、レールRの矯正時において、レールRの補修部Hの下方に配置される。切り欠き部22は、例えば矯正治具20の長手方向に100mm程度の長さで形成されている。そして矯正治具20は、レールRの矯正時において、補修部Hと切り欠き部22とがレールRの長手方向において一致するように配置される。なお、切り欠き部22の断面形状は、矯正時においてレール頭部Rhと接触しない形状であれば特に限定されるものではない。
On the upper surface of the
また図3に示すように、接触面21は、長手方向における当該接触面21の切り欠き部22側の端部(以下、「内側端部21a」という。)から外側端部21bに向けて、勾配角度θの下り勾配を有するように形成されている。
Further, as shown in FIG. 3, the
そして、このように接触面21に下り勾配が形成されることにより、矯正治具20のレールRへの取り付け直後においては、図5(a)に示すように接触面21の内側端部21aのみが、レール頭部Rhの下面と点接触する。かかる状態で駆動機構10の出力、換言すれば矯正治具20に負荷される、レールRを湾曲させるように相対的に作用する荷重fを大きくしていくと、当該荷重fが所定の値に達した際にレールRのたわみ角度と接触面21の勾配角度θが一致し、図5(b)に示すように接触面21の全面がレール頭部Rhの下面と面接触する。そして、このように接触面21とレール頭部Rhの下面とが面接触することにより、矯正治具20に負荷される荷重fが接触面21で分散され、図6の区間Aに示すように荷重fに対するレールRの湾曲量δ(図5(b)参照)を略一定に抑制することができる。すなわち、矯正治具20の接触面21に下り勾配を形成することで、レールRの矯正量(湾曲量δ)が必要矯正量を超過することを抑止できる。
Since the
ここで本発明者らは、かかる下り勾配の形成とレールRの湾曲量δの関係性から、矯正治具20の形状(勾配角度θ及び長さL)を制御することにより、レールRの矯正量をより適正に制御できることを見出した。そして本発明者らは、矯正治具20の形状(勾配角度θ及び長さL)は、レールRの所望の矯正量を得るために必要となるレールRの湾曲量δ、及び、レールRの矯正に際しての駆動機構10の最大出力、換言すればレールRの矯正に際して矯正治具20に負荷される最大荷重Fを用いて、下記式(1)及び下記式(2)により決定できることを知見した。
θ=aδ-b ・・・ (1)
L=cF-d ・・・ (2)
なお、式(1)及び式(2)のa、b、c及びdは、それぞれレールRの部材温度、及び材料特性値により定まる定数を表している。
From the relationship between the formation of the downward slope and the amount of curvature .delta. It has been found that the amount can be better controlled. The present inventors have found that the shape (gradient angle θ and length L) of the
θ=aδ−b (1)
L=cF−d (2)
Note that a, b, c, and d in equations (1) and (2) represent constants determined by the member temperature of the rail R and material characteristic values, respectively.
なお、上記式(1)及び式(2)は、有限要素法を用いた定常熱伝導-構造解析モデルにより得られたレールの湾曲量δに対する勾配角度θ、及び、最大荷重Fに対する長さLのそれぞれの推移により求められる。 It should be noted that the above formulas (1) and (2) are the gradient angle θ with respect to the amount of curvature δ of the rail obtained by the steady-state heat conduction-structural analysis model using the finite element method, and the length L with respect to the maximum load F is determined by the respective transitions of
そして上記式(1)によれば、接触面21の勾配角度θを大きく形成することで、レールRの湾曲量δをより大きくできる。また上記式(2)によれば、矯正治具20の長さLを大きく形成することで、当該矯正治具20に負荷させることができる最大荷重Fを大きくできる。
According to the above formula (1), by increasing the inclination angle θ of the
そして本実施形態に係るレール矯正装置1においては、上記(1)式及び(2)式から求められる勾配角度θ、長さLを有する矯正治具20を用いて、レールRの矯正作業を行う。より具体的には、矯正治具20に対して駆動機構10の最大荷重Fが付加された際に、少なくともレール頭部Rhの下面と接触面21の全面が面接触し、また、所望の湾曲量δを得ることができるような勾配角度θ、長さLを有する矯正治具20を用いて、レールRの矯正作業を行う。
In the
連結部材30は、駆動機構10と矯正治具20とを接続する。連結部材30は、図1に示すように、駆動機構10と矯正治具20とを連絡するアーム31と、矯正治具20の孔部20aに挿通される連結ボルト32と、を有している。
The connecting
本実施形態にかかるレール矯正装置1は、以上のように構成されている。
The
本実施形態にかかるレール矯正装置1によれば、上記式(1)及び(2)より、レールRの矯正に用いる駆動機構10による最大荷重F、及び、必要となるレールRの湾曲量δに応じて矯正治具20の形状を算出することができる。そして、算出された形状を有する矯正治具20を用いてレールRの矯正を行うことにより、レールRが必要となる矯正量を超過して湾曲(矯正)されることが適切に抑制される。換言すれば、矯正治具20の形状のみによってレールRの矯正量を制御できるため、従来のようにレール矯正装置1に変位センサや油圧制御装置を設ける必要がなく、当該レール矯正装置1の導入コストを適切に削減できるとともに、矯正作業の作業性を適切に向上できる。
According to the
次に、THR溶接法を適用したレールRの補修方法、及び、以上のように構成されたレール矯正装置1を用いて行われるレール矯正方法について説明する。
Next, a method of repairing the rail R using the THR welding method and a method of correcting the rail using the
先ず、レール頭部Rhに生じた損傷部位をTHR溶接法により修復を行う。THR溶接法においては、レール頭部Rhの損傷部位をガス切断により切除し、切断面をグラインダ研削した後、浸透探傷検査で残存した変形(亀裂等)がないかを確認する。 First, the damaged portion of the rail head Rh is repaired by the THR welding method. In the THR welding method, the damaged portion of the rail head Rh is excised by gas cutting, the cut surface is ground by a grinder, and then a penetrant inspection is performed to check for residual deformation (cracks, etc.).
次に、切除箇所にモールドを設置し、酸素・プロパン炎による予熱を実施した後、モールド内にテルミット溶鋼を注入し、注入された溶鋼の凝固後、余肉の押し抜きを行う。なお、レール頭部Rhにおいて、このように切除、溶鋼の注入が行われた部分が、本実施形態における補修部Hとなる。 Next, a mold is placed at the cut portion, and after preheating with an oxygen/propane flame, thermite molten steel is poured into the mold, and after the molten steel has solidified, the excess metal is punched out. The portion of the rail head Rh that has been cut and injected with molten steel is the repair portion H in this embodiment.
テルミット溶鋼の押し抜きせん断が行われると、続いて、テルミット溶鋼の注入により補修部Hが高温となっている状態で、レール矯正装置1によるレールRの矯正作業を行う。
After the molten thermite steel is punched out and sheared, the rail R is straightened by the
レールRの矯正作業においては、先ず、レールRに対して矯正治具20を設置する。矯正治具20の設置に際しては、側面視において当該矯正治具20の長手方向の中心部、すなわち切り欠き部22が補修部Hの下方に位置するように、矯正治具20をレールRのウェブ部分に沿って配置する。なおこの時、矯正治具20の接触面21は上述のように下り勾配を有しているため、図5(a)に示したようにレール頭部Rhの下面とは、接触面21の内側端部21aのみが接触する。
In the correction work of the rail R, first, the
矯正治具20が設置されると、次に、駆動機構10により補修部Hが頂点となる弓なり形状にレールRを湾曲させる。この時、矯正治具20は、レール頭部Rhの下面を上方に持ち上げて、補修部Hの周囲に逆ひずみを与える作用点として機能する。
After the correcting
ここで、レールRの湾曲に際して駆動機構10の出力を上昇させると、矯正治具20に負荷される荷重fが所定の値に達した際にレールRのたわみ角度と接触面21の勾配角度θが一致し、図5(b)に示したようにレール頭部Rhの下面と接触面21が面接触する。レールRの矯正作業においては、予め定められた所定の湾曲量δでレールRを矯正する必要があるが、このようにレール頭部Rhの下面と接触面21を面接触させることで、図6の区間Aに示したように湾曲量σを略一定に保つことができる。すなわち、適切にレールRの湾曲量δを制御でき、より適切にレールRの矯正作業を行うことができる。
Here, when the output of the
またここで、駆動機構10の出力が更に上昇し、矯正治具20に負荷される荷重fが所定の値を超えてしまった場合、図6の区間Bに示すように、湾曲量δを略一定に維持する機能が損なわれてしまうおそれがある。これは、荷重fの増大によりレール頭部Rhの下面と接触面21との面接触が解かれ、図7に示すように、接触面21の外側端部21bのみがレール頭部Rhの下面と接触するようになることに起因すると考えられる。
Further, here, when the output of the
しかしながら本実施形態に係るレールRの矯正方法によれば、レールRの当該矯正に際して、矯正に必要となるレールRの湾曲量δ、及び、レールRの矯正に用いられる駆動機構10による最大荷重F、から求められる形状(勾配角度θ、長さL)を備える矯正治具20が用いられる。すなわち、駆動機構10による最大荷重Fが付加された場合において、接触面21の全面がレール頭部Rhの下面と面接触するような矯正治具20を用いて矯正作業を行っているため、図6のB区間及び図7に示したように、レールRの湾曲量δが超過することが適切に抑制される。
However, according to the method for correcting the rail R according to the present embodiment, when correcting the rail R, the amount of bending δ of the rail R required for correction and the maximum load F by the
そして、このように適切な湾曲量δでレールRを矯正し、これにより適切に補修部Hの周辺に逆ひずみを付与することができるため、補修後のレールRに落ち込みが生じることが適切に抑制される。 In this way, the rail R is corrected with an appropriate amount of curvature δ, and thus the reverse strain can be appropriately applied to the periphery of the repaired portion H, so that the rail R after repair is appropriately prevented from being depressed. Suppressed.
また、本実施形態において矯正治具20は、長手方向の中心部に形成された切り欠き部22が補修部Hと対応した位置となるように、レールRに対して設置される。
Further, in this embodiment, the
上述のように熱間押し抜きせん断を行った後の補修部Hの周辺温度は、レールRの変態点(例えば700℃程度)よりも高くなっており、これにより、補修部Hの周辺部は変形しやすい状態となっている。このため、補修部Hの周辺においてレール頭部Rhの下面と矯正治具20とが接触した場合、かかる接触部が局所的に変形し、例えば強制空冷後のレールRの頭頂面に凸部となって残存してしまうおそれがある。
As described above, the temperature around the repaired portion H after the hot punching shearing is performed is higher than the transformation point (for example, about 700° C.) of the rail R, so that the peripheral portion of the repaired portion H is It is easily deformed. Therefore, when the lower surface of the rail head Rh and the
これに対して本実施形態によれば、上述のように切り欠き部22が補修部Hと対応するため、高温となった補修部Hの周辺を避けてレール頭部Rhの下面を支持することができる。これにより、レール頭部Rhと矯正治具20との接触部において局部的に変形が生じることが適切に抑制される。
On the other hand, according to the present embodiment, since the
レールRの矯正作業が完了すると、次に、レールRの頭頂面の硬さを調節するための強制空冷を行う。この冷却は放冷でもよいが、レールRの頭頂面の高度を適切に増大させるためには、圧縮空気の噴射等による強制空冷であることが望ましい。そして、レールRの空冷後にグラインダによりレールRの補修形状が整えられると、THR溶接法によるレール頭部Rhの補修、及び、矯正治具20によるレールRの矯正作業が完了する。なおTHR溶接法の完了後には、例えば超音波探傷検査により補修溶接欠陥の有無を確認してもよい。
When the correction work of the rail R is completed, next, forced air cooling for adjusting the hardness of the top surface of the rail R is performed. This cooling may be natural cooling, but in order to appropriately increase the height of the top surface of the rail R, it is desirable to use forced air cooling by injection of compressed air or the like. After the rail R is air-cooled, the shape of the rail R to be repaired is prepared by a grinder, and the repair of the rail head Rh by the THR welding method and the correction of the rail R by the
本実施形態にかかるレール矯正方法によれば、矯正に必要となるレールRの湾曲量δ、及び、レールRの矯正に用いられる駆動機構10による最大荷重F、から求められる形状(勾配角度θ、長さL)を有する矯正治具20が用いることで、適切にレールRの矯正作業を行うことができる。具体的には、必要となる矯正量を超過してレールRが湾曲されることが抑制されるため、レールRの補修部Hに対して適切に逆ひずみを付与することができ、補修後のレールRに落ち込みが生じるのを適切に抑制できる。
According to the rail straightening method according to the present embodiment, the shape (gradient angle θ, By using the
また本実施形態にかかるレール矯正方法によれば、切り欠き部22を補修部Hの下方に配置することで、矯正治具20とレール頭部Rhとの接触部において局所的な変形が生じることを適切に抑制できる。
Further, according to the rail straightening method according to the present embodiment, by arranging the
なお、以上の実施形態においては、レールRの矯正において矯正治具20をレールRのウェブ部に沿って配置し、これによりレール頭部Rhを下方から支持するようにしたが、矯正治具20の配置はこれに限定されるものではない。
In the above embodiment, the correcting
例えば図8に示すように、矯正治具20はレール底部Rbの下面に配置されてもよい。かかる場合、矯正治具20は、例えばレールRの設置面(例えばバラストや枕木)を掘削、除去した後、当該掘削、除去部分に矯正治具20を挿入し、例えば孔部20aを介してレールRの下部に連結ボルト32を差し渡すことにより、設置することができる。
For example, as shown in FIG. 8, the
なお、このようにレール底部Rbの下面に矯正治具20を配置する場合、レール底部Rbは補修部Hの周辺温度の影響が小さいため、換言すれば、レール底部Rbの温度はレールRの変態点よりも低くなっているため、矯正治具20との接触点において局所変形が生じることがない。すなわちレール底部Rbの下面に矯正治具20を配置する場合、図8に示すように、当該矯正治具20の上面には切り欠き部22が形成されていなくてもよい。
When the
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了承される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person skilled in the art can conceive various modifications or modifications within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. accepted as a thing.
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
なお本実施例においては、所定の形状を備える矯正治具20をレール頭部Rhに補修部Hを有するレールRに設置し、駆動機構10として油圧シリンダを用いて所定の油圧力でレールRの矯正作業を行った後、仕上げ作業(グラインダによる仕上げ研削)を行い、シリンダ軸の変位量(mm)、仕上げ作業後のレールRの頭頂面の仕上がり形状(mm)、レールRの湾曲量δ(mm)を測定した。
In this embodiment, a
そして、得られた測定結果を用いて、レールRの湾曲量δと勾配角度θの関係式、及び、油圧シリンダの最大荷重Fと長さLの関係式を、有限要素法を用いた定常熱伝導-構造解析モデルにより求めた。 Then, using the obtained measurement results, a relational expression between the amount of curvature δ and the slope angle θ of the rail R, and a relational expression between the maximum load F and the length L of the hydraulic cylinder were calculated using the finite element method. It was obtained by a conduction-structure analysis model.
図9及び図10に、それぞれ上記条件で得られた湾曲量δと勾配角度θの関係、及び、最大荷重Fと長さLの関係を示す。 9 and 10 show the relationship between the amount of curvature δ and the slope angle θ and the relationship between the maximum load F and the length L, respectively, obtained under the above conditions.
図9に示すように、上記解析により湾曲量δと勾配角度θは、上記(1)式で表される線形関係を有することがわかった。ここで、本実施例のようにレール頭部Rhに補修部Hを有するレールRを対象とした場合、上記式(1)に示す定数a及びbは、それぞれa=0.1242、b=0.1087と求められた。 As shown in FIG. 9, the above analysis revealed that the amount of curvature δ and the slope angle θ have a linear relationship represented by the above equation (1). Here, when the rail R having the repair portion H on the rail head Rh is targeted as in this embodiment, the constants a and b shown in the above formula (1) are a=0.1242 and b=0, respectively. .1087.
図10に示すように、上記解析により最大荷重Fと長さLは、上記(2)式で表される線形関係を有することがわかった。ここで、本実施例のようにレール頭部Rhに補修部Hを有するレールRを対象とした場合、上記式(2)に示す定数c及びdは、それぞれc=1.6417、d=358.49と求められた。 As shown in FIG. 10, the above analysis revealed that the maximum load F and the length L have a linear relationship represented by the above equation (2). Here, when the rail R having the repair portion H on the rail head Rh is targeted as in this embodiment, the constants c and d shown in the above formula (2) are c=1.6417 and d=358, respectively. 0.49.
以上の結果から分かるように、例えば最大荷重Fが450kNである油圧シリンダを用いて10mmの湾曲量δを得る場合には、上記(1)式及び(2)式より、θ=1.13°、L=380mmとなることがわかる。換言すれば、θ=1.13°、L=380mmの形状を有する矯正治具20を用いて、油圧シリンダの最大荷重F(450kN)でレールRの矯正作業を行うことにより、当該最大荷重Fにより必要となるレールRの湾曲量δである10mmを得ることができる。
As can be seen from the above results, for example, when obtaining a bending amount δ of 10 mm using a hydraulic cylinder with a maximum load F of 450 kN, θ = 1.13° from the above equations (1) and (2). , L=380 mm. In other words, using the straightening
本発明は、THR溶接法による補修後のレールを矯正する場合に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful when correcting a rail after repair by the THR welding method.
1 レール矯正装置
10 駆動機構
20 矯正治具
20a 孔部
21 接触面
22 切り欠き部
30 連結部材
f 荷重
F 最大荷重
H 補修部
L (矯正治具の)長さ
R レール
Rh レール頭部
Rb レール底部
δ 湾曲量
Claims (6)
前記レールは前記変形の矯正時において上方に湾曲するように変形され、
前記レール矯正治具は、
前記レールの長手方向に設置され、前記レールを支持する本体部を有し、
前記本体部の上面には、前記本体部の長手方向の中央部から端部に向けて下り勾配を有する前記レールとの接触面が形成され、
前記下り勾配の勾配角度が、前記レールの湾曲量により決定されるとともに、
前記本体部の長手方向の長さが、前記レールの湾曲により前記本体部に負荷される最大荷重により決定されることを特徴とする、レール矯正治具。 A rail correction jig used to correct deformation occurring in a rail head,
the rail is deformed so as to curve upward when correcting the deformation;
The rail correction jig is
Having a body portion installed in the longitudinal direction of the rail and supporting the rail,
A contact surface with the rail is formed on the upper surface of the main body portion, and has a downward slope from the central portion toward the end portions in the longitudinal direction of the main body portion,
The slope angle of the downward slope is determined by the amount of curvature of the rail,
A jig for correcting a rail, wherein a longitudinal length of the main body is determined by a maximum load applied to the main body by bending of the rail.
前記本体部の長さは下記式(2)で定義されることを特徴とする、請求項1に記載のレール矯正治具。
θ=aδ-b ・・・ (1)
L=cF-d ・・・ (2)
ここで、
θ:勾配角度
δ:レール湾曲量
L:本体部長さ
F:最大荷重
a、b、c、d:定数 The slope angle is defined by the following formula (1),
The rail correction jig according to claim 1, wherein the length of the main body is defined by the following formula (2).
θ=aδ−b (1)
L=cF−d (2)
here,
θ: Gradient angle δ: Rail curvature amount L: Body length F: Maximum load a, b, c, d: Constant
前記本体部の長手方向の中央部には、前記レール頭部の下面が接触しない非接触部が形成され、
前記接触面は、前記本体部の長手方向において前記非接触部の両端部側に形成されることを特徴とする、請求項1または2に記載のレール矯正治具。 The main body portion is arranged such that the contact surface is in contact with the lower surface of the rail head,
A non-contact portion that does not come into contact with the lower surface of the rail head is formed in the central portion in the longitudinal direction of the main body,
3. The rail correction jig according to claim 1, wherein the contact surfaces are formed on both end side portions of the non-contact portion in the longitudinal direction of the body portion.
前記接触面が前記レールの下面と接触するように前記レール矯正治具を設置する工程と、
前記レールを上方に湾曲させる工程と、を含み、
少なくとも前記本体部に前記最大荷重が負荷される際には、前記接触面の全面が前記レールの下面と面接触することを特徴とする、レール矯正方法。 A rail correction method using the rail correction jig according to any one of claims 1 to 3,
installing the rail correction jig so that the contact surface is in contact with the lower surface of the rail;
bending the rails upward;
A rail straightening method, wherein the entire contact surface is in surface contact with the lower surface of the rail at least when the maximum load is applied to the main body.
前記レールの長手方向において前記非接触部を前記レール頭部に生じた変形部と対応させ、前記接触面が前記レール頭部の下面と接触するように前記レール矯正治具を設置する工程と、
前記レールを上方に湾曲させる工程と、を含み、
少なくとも前記本体部に前記最大荷重が負荷される際には、前記接触面の全面が前記レール頭部の下面と面接触することを特徴とする、レール矯正方法。 A rail correction method using the rail correction jig according to claim 3,
installing the rail correction jig so that the non-contact portion corresponds to the deformed portion of the rail head in the longitudinal direction of the rail, and the contact surface is in contact with the lower surface of the rail head;
bending the rails upward;
The rail straightening method, wherein the entire contact surface is in surface contact with the lower surface of the rail head at least when the maximum load is applied to the main body.
切除箇所をテルミット溶接で補完する工程と、
テルミット溶接による余肉を熱間押し抜きせん断する工程と、を更に含むことを特徴とする、請求項4又は5に記載のレール矯正方法。 a step of removing the deformed portion generated in the rail head by gas cutting;
a step of supplementing the excised portion with thermite welding;
6. The rail straightening method according to claim 4 or 5, further comprising the step of hot-punching and shearing excess thickness from thermite welding.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020030534A JP7186736B2 (en) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | Rail straightening jig and rail straightening method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020030534A JP7186736B2 (en) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | Rail straightening jig and rail straightening method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021134532A JP2021134532A (en) | 2021-09-13 |
JP7186736B2 true JP7186736B2 (en) | 2022-12-09 |
Family
ID=77660501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020030534A Active JP7186736B2 (en) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | Rail straightening jig and rail straightening method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7186736B2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001150029A (en) | 1999-11-24 | 2001-06-05 | Aisan Ind Co Ltd | Device for reforming shaft bend |
JP2004268116A (en) | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Nippon Tubular Products Kk | Method of bending taper tube and apparatus therefor |
JP6178513B2 (en) | 2013-12-03 | 2017-08-09 | クアルコム,インコーポレイテッド | Integrated adhesive sensor array with removable nodes |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57169103A (en) * | 1981-04-11 | 1982-10-18 | Shiyouyou Kousan Kk | Rail spliced point correcting machine |
JPS6178513A (en) * | 1984-09-25 | 1986-04-22 | Kawasaki Steel Corp | Device for straightening warp of pipe or bar |
JP6723857B2 (en) * | 2016-07-28 | 2020-07-15 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | Rail repair section correction method, rail correction method, and rail repair section correction apparatus |
-
2020
- 2020-02-26 JP JP2020030534A patent/JP7186736B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001150029A (en) | 1999-11-24 | 2001-06-05 | Aisan Ind Co Ltd | Device for reforming shaft bend |
JP2004268116A (en) | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Nippon Tubular Products Kk | Method of bending taper tube and apparatus therefor |
JP6178513B2 (en) | 2013-12-03 | 2017-08-09 | クアルコム,インコーポレイテッド | Integrated adhesive sensor array with removable nodes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021134532A (en) | 2021-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10144983B2 (en) | Method of reheating rail weld zone | |
JP7186736B2 (en) | Rail straightening jig and rail straightening method | |
JPWO2019167792A1 (en) | METHOD OF MANUFACTURING PRESS COMPONENT, PRESS MOLDING DEVICE, AND PRESS MOLDING METAL PLATE | |
JP2019516556A (en) | Weld joint excellent in fatigue characteristics and method of manufacturing the same | |
JP2007175707A (en) | Method of improving fatigue strength in rail weld zone | |
JP6723857B2 (en) | Rail repair section correction method, rail correction method, and rail repair section correction apparatus | |
JP3125686U (en) | Mistake correction jig | |
JP2010188382A (en) | Method of cooling weld zone of rail | |
JP6642314B2 (en) | Manufacturing method of steel deck | |
JP2006175511A (en) | Straightening method of distortion and welded structure using it | |
JP4376752B2 (en) | Sinter cake support stand | |
JP3224270U (en) | Wing rail | |
JP6936175B2 (en) | Rail straightening device and rail straightening method | |
JP4964848B2 (en) | Steel sleeper and manufacturing method thereof | |
JP7189100B2 (en) | rail straightener | |
US9133539B2 (en) | Method and equipment for shaping a cast component | |
JP4351402B2 (en) | Rail thermit welding method | |
JPH0238043B2 (en) | RONGUREERUKYOKUBUHEKOMINOTATEKYOSHOBO | |
JP7156340B2 (en) | Metal plate bending method | |
CN110883138A (en) | Method for correcting low joint of steel rail | |
JP2655776B2 (en) | A method for improving fatigue strength of rail welds. | |
KR101474140B1 (en) | Bending method of thick steel plate | |
RU2779781C1 (en) | Method for recovery of rail profile (options) | |
JP3627684B2 (en) | Partial repair method for blast furnace core | |
KR200266433Y1 (en) | prestressed composite beam removed residual stress of girder |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220310 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221122 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221124 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221129 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7186736 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |