ロングレール化のニーズと診断の必要性ロングレール化のニーズ鋼鉄道橋のロングレール化のための診断軌道のメンテナンス省力化継目における騒音の低減継目における衝撃の低減（疲労き裂の発生抑止）継目直下の疲労き裂ロングレール化のための診断構造物技術研究部（鋼・複合構造）設計時には考慮していないロングレール縦荷重が発生橋梁部材、ロングレール縦荷重に耐えれるかを確認する必要がある小林裕介支承部 Railway Technical Research Institute 既設鋼橋におけるロングレール化の診断の流れロングレール縦荷重の発生機構相対変位 Railway Technical Research Institute 相対変位ふく進抵抗力［締結装置］設定値g START 橋梁の全長締結装置のふく進抵抗力桁に作用する軸力支承部に作用する荷重 FB 相対変位 ※ 締結装置に，ふく進抵抗力をもたせないＥＪ（伸縮継目）の配置温度による伸びロングレールによる軸力分布計算相対変位レール付加軸力温度変化により，桁とレールに相対橋軸位置変位締結装置のふく進抵抗力に応じた軸抵抗力に応じた軸力分布が発生設計では一様分布としている橋軸位置支承部に作用 Railway Technical Research Institute 設計特性値レールの付加軸力設定値g を設定設定値 -g レールと桁の相対変位変位の一致点ＬＲ化 ○ 50m以下 50m以上【レールに対する検討】・レールの座屈・破断時の開口量 NG ＬＲ化 × 【鋼桁に対する検討】・部材耐力照査ＬＲ化 ○ OK Railway Technical Research Institute する荷重 FB ふく進抵抗力と照査との関係ふく進抵抗力の実態ー測定事例の紹介例えば，ふく進抵抗力が大きい場合［温度低下時］年間のふく進抵抗力支承部への作用荷重の設計特性値に対する割合 ※ 桁端から5～12m の位置での値 ■ レールが破断し開口しようとしても・・・固定端EJ 固定端 EJ 不動区間設定値ふく進抵抗力が大きく，開口は抑えられる ⇒ レール破断時には有利に働く ■ 橋梁が縮もうとするとふく進抵抗力大きさは，軌道と橋梁部材の照査に対して，影響は相反する対して，影響は相反する Δ3.4 kN/m 実測値測定径間ふく進抵抗力端径間中央径間中央径間 ±1.7kN/m 端径間 ±2.5 kN/m ● 実際のふく進抵抗力は設定値よりも大きめに生じる傾向にある ← 過緊締や，締結装置のさびの影響ふく進抵抗力が大きく，大きな軸力が生じる ⇒ 橋梁には不利に働く Railway Technical Research Institute ● 固定支承側にＥＪ（伸縮継目）を配置した場合にその影響を大きく受け，鋼桁には設計値以上の軸力が生じる可能性がある． Railway Technical Research Institute 1 橋梁部材の耐力照査－照査部材の例上路鈑桁橋梁部材の耐力照査－照査結果の例ロングレール縦荷重に対する現行の照査方法と結果下路トラス【問題点問題点】】線支承部の損傷事例（地震時）リブ水平荷重支承主桁支承部支圧破壊サイドブロックモルタルリブ前面のモルタルの照査ｿｰﾙﾌﾟﾚｰﾄの爪支圧破壊するしない主構沓座（モ沓座コンクリートルタル，コンクリート） (6%) ソールサイドプレート(16%) ブロック 156基 (33%) 内訳サイドブロックアンカーおよびボルト(9%) アンカーボルト(36%) 縦桁支承部ブレーキトラスリブ前面のモルタル（支圧） Railway Technical Research Institute 支承部沓座モルタルの破壊モード水平荷重と鉛直変位の関係支承部リブ下端のモルタルひび割れ耐力設計での想定中央リブ下端のモルタルひび割れ耐力水平荷重モルタルひび割れ発生反対側現行の照査方法では、リブ前面のモルタルが支圧破壊となるこれまでに支圧破壊した事例がない Railway Technical Research Institute 破壊モードを確認するための実験 ※ 実験結果による載荷側 ST-7 鉛直荷重実際の挙動支承載荷側モルタル中央鉛直荷重水平荷重反対側モルタルひび割れ鉛直荷重水平荷重 ST-2 ロングレール縦荷重＋制動始動荷重浮き上がりリブ支承底面の鉛直変位［mm］ ST-2：支間10m相当 ST-7：支間20m相当 ST-9：支間30m相当ひび割れが発生しないモルタル支圧破壊浮き上がり水平荷重標準設計の支承を対象 ST-9 リブ下端のみ引張 → ひび割れ回転による浮き上がりとリブ下端のモルタルひび割れで破壊する Railway Technicalに依存する Research Institute 破壊時の耐力は、鉛直荷重と水平荷重の割合破壊時の耐力は、鉛直荷重と水平荷重の割合に依存する支承ロングレール縦荷重沓座モルタルひび割れ支承部の耐力評価手法を提案これまで不可とされてきたロングレール化 Railway Technical Research 一般的な鋼橋の支間30m 一般的な鋼橋の支間 30mまでは可能までは可能 Institute まとめ既設鋼橋に対するロングレール化の診断・ロングレール縦荷重に対して，軌道，橋梁部材の照査が必要・ふく進抵抗力の大きさは，軌道と橋梁部材の照査に対して，影響は相反するロングレール縦荷重・実際のふく進抵抗力は，設定値よりも大きい可能性がある・固定支承側に伸縮継目（EJ）を配置する場合は，別途検討が必要橋梁部材の照査・軸力に抵抗する部材の照査が必要・沓座モルタルは，リブ前面の支圧ではなく，リブ下端のひび割れを起点として破壊・一般的な支間30m程度の上路鈑桁であれば，ロングレール化は可能 Railway Technical Research Institute 2