ゼロから学ぶ土木施工管理|資格のT

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鉄道の軌道の維持管理とは?通り変位は直線部で左側レール、曲線部で外軌側を測る

けんせつる

けんせつる

曲線で通り変位を測るのは、内側のレール?外側?

軌道の維持管理って、何を見るの?

この記事の要点

軌道は、列車の繰返し荷重で変位するため、軌道変位を検測して補修します。

通り変位の測定は、直線部は左側レール、曲線部は外軌側レールです。過去問での問われ方も押さえます。

列車が通るたびに、軌道は少しずつ狂っていきます。その狂い(軌道変位)をどう測り、どう直すかが、試験でよく問われます。

軌道は列車の繰返し荷重で変位するため、通り変位などの軌道変位を検測し、不良箇所を速やかに補修します。

軌道変位の検測

軌道変位の状態は、日常の巡回検査や、検測車による定期的な検測によって常に把握し、不良な箇所は速やかに補修します。軌道の通り変位(左右方向のずれ)の測定は、直線部では線路の起点を背にして左側レールを、曲線部では外軌側(外側)レールを測定します。

軌道が変位するのは、列車が通るたびに、まくらぎが下のバラストを押し込むからです。1回の押し込みはごくわずかですが、何万回とくり返されれば形になって現れます。造ったときが完成ではなく、使いながら形が崩れていく構造物だという点が、他の土木構造物と違います。

だから維持管理は「壊れたら直す」ではなく「ずれを測り続けて、限度を超える前に戻す」形になります。日常の巡回と定期の検測を組み合わせるのは、人の目で気づく異常と、機械でしか分からない微細なずれの両方を拾うためです。

軌道の維持管理(軌道変位の検測・レールの摩耗・バラストの交換)の分類ツリー 軌道の維持管理 軌道変位の検測 レールの摩耗 バラストの交換
軌道の維持管理のおもな内容。変位を測り、レールやバラストの状態に応じて補修・交換します。

レールとバラストの管理

レールの摩耗

レールの摩耗は、直線区間ではレールの頭部が、曲線区間では外側のレールの頭部が顕著に摩耗します。曲線では車輪が外側レールに強く当たるためです。直線では車輪が上から乗るだけなので、削れるのは頭の上面です。曲線では車輪の縁(フランジ)が外側レールの内側の側面にこすれるため、同じ「頭部の摩耗」でも減る場所が違います。

バラストの交換

バラストは、列車が通過するたびに繰り返しこすれ合うことで、次第に角がとれて丸みを帯びます。丸くなると噛み合いが弱まり軌道に変位が生じやすくなるため、丸みを帯びたバラストは順次交換します。バラストを突き固めて位置を戻す作業をつき固め(タイタンピング)といい、専用の機械で行います。

直線は左側、曲線は外側——理由が2つある

この分野は「直線は左、曲線は外」を丸暗記させられがちですが、直線と曲線で理由がまったく違います。分けて考えると混ざりません。

 直線部曲線部
通り変位を測るレール左側(起点を背にして)外軌側(外側)
その理由決めごと(どちらでもよいが、揃えないと比較できない)そこが動くから
摩耗する場所レール頭部外側レールの頭部

直線部の「左側」に物理的な意味はありません。左右どちらでも状態は同じですが、測るたびに違うレールを見ていたら、前回と比べられません。だからどちらかに決めておく——それだけの話です。「起点を背にして」と向きまで指定されているのは、人によって左右が入れ替わらないようにするためです。

曲線部の「外軌側」には理由があります。車輪は遠心力で外へ push されるので、外側レールに強く当たります。押されて動くのも、削れるのも外側です。変化が出る側を測らなければ、変化を見逃します。摩耗が外側レールの頭部に顕著なのも、同じ力によるものです。

バラストは「角があること」が性能

丸くなったバラストを交換するのは、角ばった石どうしが噛み合って動かないことがバラストの働きだからです。

砕石を敷き詰めると、石の角が互いに引っかかり、全体で1つの塊のように振る舞います。列車の荷重を広く分散し、まくらぎがずれるのを防ぐのはこの噛み合いです。

ところが列車が通るたびに石はこすれ合い、少しずつ角が取れて丸くなります。丸い石は互いに転がるので、噛み合いが失われます。すると荷重で少しずつ位置がずれ、軌道変位として現れます。丸くなったものを交換するのは、この噛み合いを取り戻すためです。

バラストに砕石が使われ、川砂利のような丸い石が使われないのも同じ理由です。角があることが性能なので、最初から丸い材料は向きません。

混同しやすい用語

直線区間の管理 と 曲線区間の管理

同じ軌道でも、直線と曲線で着目するレールが変わります。直線区間では、通り変位の測定は左側レールを基準とし、レール頭部が摩耗します。曲線区間では、通り変位の測定は外軌側(外側)レールで行い、外側のレールの頭部が顕著に摩耗します。直線は左側、曲線は外側、と整理できます。ただし決めごとである直線と、力の向きで決まる曲線とでは、覚えるときの重みが違います。曲線側は理由から思い出せます

過去問でどう問われたか

鉄道の軌道の維持管理は、軌道変位の測定とレール・バラストの管理が、1級でくり返し問われています。直線部と曲線部でどちらのレールを見るかを入れかえる引っかけが中心です。

  • ①通り変位の測定レール(直線部は左側レール、曲線部は外軌側レール。曲線部を内軌側とするのは誤り)
  • ②レールの摩耗(曲線区間では外側レールの頭部が摩耗する。内側とするのは誤り)
  • ③バラストの交換(丸みを帯びると噛み合いが弱まり変位しやすくなるため、順次交換する)
年度・級・No.問われ方/引っかけ
平成27年度 1級 No.42曲線部の通り変位の測定を「内軌側レールで行う」とするのは誤り(外軌側レール)←核心
令和2年度 1級 No.42レールの摩耗を「曲線区間では内側レールに生じやすい」とするのは誤り(外側レール)
令和4年度 1級 No.42犬くぎはレールの位置を保ち浮き上がりを防止する(正しい記述)。ロングレールやレール摩耗の正誤を問う

核心は、曲線部でどちらのレールを見るかです。曲線部の通り変位の測定を「内軌側レールで行う」とする記述は誤りで、外軌側(外側)レールで測定します。レールの摩耗も、曲線区間では外側レールの頭部が顕著です。

理解度チェック

問題:通り変位の測定は、直線部では左側レールを、曲線部では外軌側レールを測定する。

〇か×か。

答え:

直線部は左側レール、曲線部は外軌側(外側)レールで通り変位を測定します。

問題:レールの摩耗は、曲線区間では内側のレールの頭部が顕著に摩耗する。

〇か×か。

答え:×

曲線区間で顕著に摩耗するのは外側のレールの頭部です。車輪が外側レールに強く当たります。

問題:丸みを帯びたバラストは噛み合いが弱まり軌道変位が生じやすくなるため、順次交換する。

〇か×か。

答え:

角がとれて丸くなると変位しやすくなるため、丸みを帯びたバラストは順次交換します。バラストを突き固めて位置を戻す作業をつき固め(タイタンピング)といい、専用の機械で行います。

まとめ

軌道は列車の繰返し荷重で変位するため、軌道変位を検測し、不良箇所を速やかに補修します。

通り変位の測定は、直線部は左側レール、曲線部は外軌側レールで行うのが要点です。

曲線部の測定を内軌側とした誤りが、過去問でよく問われます。

参考資料

  • 鉄道総合技術研究所「鉄道構造物等維持管理標準(軌道)」
  • 国土交通省「鉄道の保線」関連資料

※ 軌道の維持管理は標準的な内容です。基準の改定や現場条件で変わるため、最新の資料で確認してください。

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土木施工管理技士試験で過去に問われた用語・数値・施工手順を、官公庁の仕様書や日本道路協会の便覧に照らして整理しています。

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