JPH082413A - 軌道の横方向抵抗連続測定方法及び装置ならびに軌道安定機 - Google Patents

軌道の横方向抵抗連続測定方法及び装置ならびに軌道安定機

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JPH082413A
JPH082413A JP7150011A JP15001195A JPH082413A JP H082413 A JPH082413 A JP H082413A JP 7150011 A JP7150011 A JP 7150011A JP 15001195 A JP15001195 A JP 15001195A JP H082413 A JPH082413 A JP H082413A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 軌道の横方向抵抗を連続測定する。 【構成】 軌道の横方向抵抗を連続的に測定する方法に
おいて、軌道は、振動発生器（２１）により軌道の長手
方向と交差する方向で且つ水平方向に振動する状態に置
かれる。そして、振動発生器（２１）を作動させるのに
必要な動力が横方向抵抗に相関する測定値として記録さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は軌道の横方向からの振動
に対する抵抗を連続的に測定する方法、詳細には、振動
発生器によって軌道の長手方向と交差する方向で且つ水
平方向に振動する振動状態に軌道を置く方法、測定装置
及び斯かる方法を実施する軌道安定機に関する。
【０００２】
【従来の技術】連続移動式軌道保守機は、オーストリア
特許第３８０２８０Ｂ号により既に公知であるが、そこ
では軌道タンパーが別個の機械フレームに配設された安
定装置或いは振動装置に接続されている。この装置は、
自走式で且つ他の軌道保守機とは独立している。この軌
道保守機或いは動的軌道安定器とも呼ばれるものにとっ
て、位置的な安定性及び特に突き固め等の結果として緩
むバラスト道床に対する軌道の横抵抗は、比較的長期間
に亙る交通荷重の結果として当然のごとく発生するバラ
スト道床の固め作業を一回の作業行程において人為的に
予測することにより相当に改善される。これを行うた
め、２本のレールは安定化ユニットのローラ工具により
把持され、軌道平面は流体駆動式振動発生器により機械
の長手方向と交差する方向で且つ水平方向に振動する振
動状態にセットされる。
【０００３】同時にまた、機械フレームに固着された垂
直ドライバによって静荷重が安定器すなわち軌道に及さ
れ、軌道はバラスト道床内へと擦り込まれ、言うならば
バラスト道床を引き締め、それによって軌道を目標位置
へと降下させる。これにより恒久的かつ一様に弾力のあ
るバラスト道床が作り出されるだけでなく、枕木とバラ
スト間の摩擦により決定される横方向抵抗の増加ももた
らされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】バラスト道床の固めら
れた状態は、横方向抵抗（ＱＶＷ）の値に基づくもので
あり、それが軌道の横方向位置の安定性を決定する。こ
の横方向抵抗の測定は、通常、軌道保守機械の操作とは
別個に実行される。「国際交通機関」誌の１９８１年６
月号の第３頁〜６頁には、一例を挙げてそうした測定が
軌道の個々の枕木により影響されるとの記述がある。こ
の測定では最初に個々のレール係止具が取り除かれ、枕
木の端面を露出させ、そこで流体シリンダからなる測定
装置が枕木端部に取付けられ、枕木はその長手方向に若
干動かされる。横方向抵抗は枕木に作用する力と変位距
離とから導き出される。この種の測定は相当の作業が要
求され、加えてスポット検査として使用できるだけであ
る。
【０００５】最後に、安定装置の振動振幅を測定して横
方向抵抗を導き出すようにした測定装置を提供すること
は、米国特許第５１２７３３３号から公知である。
【０００６】本発明の目的は、軌道の形状に影響を与え
ることなく、信頼できる測定結果が得られる測定方法を
提供することにある。
【０００７】斯かる目的は、振動発生器を駆動するのに
要する動力を、横抵抗の測定値として記録する方法によ
って達成される。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本方法ステップは、振動
発生器が及ぼす軌道を振動させる動力すなわち軌道に伝
達されるエネルギが、軌道の振動に抗する横方向抵抗に
結び付くものであるという洞察に基づくものである。例
えば振動周波数や振動振幅のような振動動力に影響与え
る要素と静荷重とが一定に保たれるならば、そのときは
横方向抵抗は振動発生器に要求される動力から直接に導
き出せることになる。この方法は、追加ステップを加え
なくとも、横方向抵抗の測定が軌道の人為的初期安定化
を期すための軌道安定化と併せ行うこともできるといっ
た経済的に格別な利益を有するものである。かくして、
軌道の結合構造補正操作を仕上げる軌道安定化と併せ、
全軌道領域に関する横方向抵抗情報がもたらされるが、
この情報は信頼でき、都合のよいことに、安全に対する
横方向抵抗の重要性に鑑みて文書記録もできる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
【００１０】図１の軌道安定機（機械）１は細長いフレ
ーム２を有しており、フレームは軌道５のレール４上に
軌道式台車３により支持されている。標準式鉄道車両と
して設計された機械１を連続的に前進させるために、軌
道式台車３の各々には駆動装置６が取り付けられ、又、
移動走行用に流体式原動機７が備えつけられている。機
械１に設けられた駆動装置はすべて中央エネルギ供給ユ
ニット８と流体システム１０の流体ユニット９とにより
動作する。各端に配設された運転室は機械１の前進なら
びに機械フレーム２に接続された２個の振動及び安定化
ユニット１２の操作の両方をこなす操作及び制御機器１
１を含んでおり、ユニット１２は軌道式台車３間の中央
で機械フレーム２に接続され、かつ軌道の長手方向に一
方が他方に追従するよう配設されている。これらのユニ
ットは、フランジ付きローラ１３と回動可能なローラデ
ィスク１４とからなる工具を有する。フランジ付きロー
ラ１３は、拡開機構（不図示）によってレール４の内面
に向けて軌道と交差する方向に押圧され、別体の振動発
生器２１によって機械の長手方向と交差する方向で且つ
水平方向に振動される。振動発生器２１は、振動ユニッ
ト１２に接続されている。機械フレーム２に回動可能に
接続されかつ流体シリンダとして設計された垂直高さ調
整ドライバ１５は、軌道５上に静荷重を伝達するよう働
く。軌道の振動と併せ達成される軌道の降下は高さ基準
システム１６によって制御され、このシステムは軌道式
台車３間に延びる各レール４用に測定ベースとしてワイ
ヤコード１７を有する。フランジ付きローラとして設計
された垂直方向に調整可能な追尾エレメント１８が、２
個の振動ユニット１２間の軌道５上を案内され、各レー
ル４に対し個々のワイヤコード１７と協働する高さ感知
器１９を担持している。
【００１１】測定装置２０は、例えば加速度検出器とし
て設計されていて、各振動ユニット１２に付属してい
て、振動発生器２１によって生成された振動振幅を検出
する。他の測定装置２２は、振動発生器２１の振動周波
数を検出するよう働く。軌道５上に作用する静荷重を検
出する圧力センサ２３が、各高さ調整ドライバ１５に付
属している。他の圧力センサ２４が、それぞれ流体ポン
プ２５（図２）と振動発生器２１との間に備わってい
て、振動発生器２１を作動させるよう働く動作圧力を検
出する。他の測定装置２６，２７が、機械１の前進速度
すなわち動作速度を検出し、夫々移動距離を測定するよ
う働く。全ての測定装置と圧力センサは、計算ユニット
２８と記録装置２９とに接続されている。
【００１２】上記の圧力センサ２４は、図２の流体線図
に図示されており、流体ポンプ２５と流体モータ３０に
よって動作可能とされた振動発生器２１との間の動作圧
力を検出するよう設けられている。
【００１３】図３には、横方向抵抗を測定するための測
定装置の構成が概略図示してある。横断方向の加速度ａ
（ｍ／ｓ 2）は、測定装置２０によって検出される。振
動振幅ｘo は、二重積分によって計算ユニット２８に最
後に与えられる。ｆは振動周波数を表し、それは計算ユ
ニット２８にも供給される。静荷重Ｆv は、右手側だけ
でなく左手側の高さ調整ドライバ１５によっても個々に
測定される。振動発生器２１を作動させるのに必要とさ
れる動作圧力すなわち充填圧力Ｐp は、圧力センサ２４
によって計算ユニット２８へと送られる。固定点に対す
る機械１による移動距離は、測定装置２７によって記録
され、これにより測定された横方向抵抗に個々の軌道領
域に対する精密な位置が割り当てられる。測定装置２６
によって検出された機械１の速度とともに、前進速度の
関数である横方向抵抗の影響が記録され考察される。
【００１４】以下の記号は、横方向抵抗ＱＶＷを測定す
るため、以下に提示される理論的背景に向け用いられ
る。
【００１５】 μ バラスト道床と枕木との間の摩擦係数 ｄｔ 時間差分 ｄＷ エネルギ差分 ｆ 振動周波数 Ｆv 静荷重すなわち垂直な力 ｋo 係数 ｋv 係数 ｋ'o 係数 ｋ'v 係数 ｎp 振動ユニット１２の速度 Ｐab 動力出力 ＰDGS 振動ユニット１２の振動動力 Ｐg 軌道面とバラストの振動動力 Ｐp 振動発生器２１を作動させる動作圧力 Ｐr 摩擦動力 Ｐrot 回転動力成分 Ｐzu 動力入力 Ｑp 流体ポンプ２５の出力 ＱＶＷ 横方向抵抗 ＱＶＷ100 正規化された横方向抵抗（１００ＫＮ荷重
時） ｔ 時間 Ｖp 流体ポンプ２５の充填容積 ｘo 振動ユニット１２の振動振幅 ＫＮ キロニュートン 以下の式は、横方向抵抗測定用の理論的背景を説明する
ために提示するものである。
【００１６】軌道５へと伝達される摩擦動力（Ｐr）
は、 Ｐr＝ｄＷ／ｄｔ＝Ｆ・ｖ＝Ｆv・μ・ｘo・２πｆ・cos
（２πｆｔ） ＝Ｆv・μ・ｘo・２πｆ・２／π＝Ｆv・μ・ｘo・４ｆ
＝ＱＶＷ・ｘo・４ｆ 入力動力（Ｐzu）は、 Ｐzu＝Ｑp・Ｐp＝Ｖp・ｎp・Ｐp＝Ｖp・ｆ・Ｐp 一定の出力動力（Ｐab）は、 Ｐab＝ＰDGS＋Ｐg＋Ｐrot 横方向抵抗（ＱＶＷ）の式は、以下の力の平衡から生ず
る。
【００１７】 Ｐzu＝Ｖp・ｆ・Ｄp＝Ｐr＋Ｐab＝ＱＶＷ・ｘo・４ｆ＋
Ｐab （軌道安定機を操作して軌道５を目標位置まで降下させ
る間に）変動する垂直荷重すなわち静荷重による横方向
抵抗（ＱＶＷ）への影響を取り除くため、その値は例え
ば１００ＫＮの垂直荷重（ＱＶＷ100） によってさらに
正規化さるべきである。一定のストローク容積を維持す
るため、流体ポンプの調整角度は変化させない。（さも
なくば、ストローク容積を可変することもまた可能であ
るが、その場合にはその変化は検出さるべきであり、動
力測定に含まれよう。） ＱＶＷ100＝（Ｖp・Ｄp／４・ｘo）・（Ｆv／１００） ＝（Ｐab／４・ｘo・ｆ）・（Ｆv／１００） ＝ｋv・（Ｆv・Ｐp／ｘo）−ｋo・（Ｆv／ｘo・ｆ） 振動振幅ｘoに対する一定値について、振動周波数ｆと
静荷重Ｆvには、以下の式が成立する。
【００１８】 ＱＶＷ100＝ｋ'v・Ｐp−ｋ'o この式から分かるように、原則的には横方向抵抗の絶対
値さえも測定できる。さらにまた、いずれの場合も、
（軌道を目標位置にまで降下させる）安定化処理の間に
横方向抵抗の質的挙動を測定することが可能である。
【００１９】横方向抵抗測定を、軌道５を希望する目標
位置へと制御して降下するのと併せ遂行するか、或いは
既に安定化された軌道５を高さ調整ドライバ１５の最小
限の操作をもって、降下させずに単に水平方向の横断振
動をもって振動状態にセットするだけの別個の測定試行
において遂行するかは随意選択的である。明らかに、記
述した流体システムに代えて他のエネルギシステム、例
えば電気エネルギを用いて振動発生器２１を作動させる
ことも可能である。この場合、そのときの電流の変化が
横方向抵抗に相関する測定値として用いられる筈であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】制御された軌道降下と併せ横方向抵抗を測定す
る機械として公知の軌道保守機械の側面図を示す図であ
る
【図２】振動発生器を作動させる流体システムのための
線図の一部を示す図である。
【図３】横方向抵抗を測定する様々な測定装置の単純化
した概略図を示す図である。
【符号の説明】
１ 機械 ２ 機械フレーム ３ 軌道式台車 １０ 流体システム １２ 振動ユニット １５ 流体式高さ調整ドライバ １６ 高さ基準システム ２１ 振動発生器 ２３ 圧力センサ ２９ 記録装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨセフ・トイレル オーストリア共和国アー−1010 ウィー ン，ヨハネスガーゼ ３ (72)発明者 ベルンハルト・リヒトベルガー オーストリア共和国アー−4060 レオンデ ィング，イム・ベッケルフェルト 15

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軌道を振動発生器（２１）によって軌道
    の長手方向と交差する方向で且つ水平方向に振動させ
    て、軌道の横方向の抵抗を連続的に測定する方法であっ
    て、前記振動発生器（２１）を作動させるのに要する動
    力を、横方向抵抗に相関する測定値として記録すること
    を特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記振動発生器（２１）を油圧で作動さ
    せるために必要な動作圧力（Ｐp） を、横方向抵抗に相
    関する測定値として記録する請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記動作圧力（Ｐｐ）に加えて、 ａ）振動発生器（２１）の振動周波数（ｆ） ｂ）振動振幅（ｘo） ｃ）振動ユニット（１２）に垂直方向に作用する荷重
    （Ｆv） ｄ）機械の前進速度 の内から少なくとも一つの測定値を記録する請求項１又
    は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の方法を実施する軌道の
    横方向抵抗を連続的に測定する装置であって、軌道上に
    載置されると共に振動発生器（２１）を有し、調節装置
    によって軌道のレール上に固定自在な振動ユニット（１
    ２）を備え、前記振動発生器（２１）が機械フレーム
    （２）に連結され且つ流体システム（１０）の流体ポン
    プ（２５）により動作可能であり、 前記流体システム（１０）に圧力センサ（２４）が付設
    され、該圧力センサは振動発生器（２１）を作動させる
    のに必要な動作圧力（Ｐp） を検出し且つ、その各々
    が、前記機械フレーム（２）と前記振動ユニット（１
    ２）との間に設けられた油圧式の高さ調整用駆動装置
    （１５）と連携して垂直荷重（Ｆv） を記録することを
    特徴とする装置。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の方法を実施する軌道を
    目標位置へ降下させる軌道安定機（１）であって、軌道
    式台車（３）に支持された機械フレーム（２）と、高さ
    調節用駆動装置（１５）によって該機械フレームに連結
    されると共に油圧ポンプ（２５）によって作動される振
    動発生器（２１）を有する振動又は安定化ユニット（１
    ２）と、高さ基準システム（１６）とを備え、振動発生
    器（２１）の前方に設けられると共に振動発生器（２
    １）を動作させる動作圧力（Ｐp）を検出する圧力セン
    サ（２４）と、動作圧力（Ｐp）に相関する横方向抵抗
    を記録する記録装置（２９）とを具備することを特徴と
    する軌道安定機。
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