線路は続くよ♪ロングレールの話

ロングレールがある。
一般のレールより長く、その長さは200m〜数十km(東北新幹線最長約60km、在来線最長約33km)にもなる。

ロングレールは25m〜150mのレール同士を溶接するなどして接続された長いレールだ。
ロングレール化することで接続部分がなくなり、音や振動の発生がなくなる。
しかし鉄は膨張するもの、気温の変化による膨張はどこに逃げるのだろうか。

以前にレールは端しか延びないと聞いたことがある。
まさか端とその他の部分で材質が異なるわけでもないだろうし、負の熱膨張物質が使われているとも聞かない。
答えは、端は片側が解放された状態なので膨張・収縮が起きることが出来るが、中央部は両側が抑えられている状態なので実質的に動くことが出来ないという訳だ。
ロングレールの中央部付近は不動区間と呼ばれるそうで、レールの重さ(静摩擦)より膨張・収縮力が小さいために動くことが出来ず、膨張や収縮のエネルギはレール内に蓄えられた状態になっている。
この力が過剰になるとレールは横方向にずれようとする。
従ってロングレールの管理は通常の定尺レールよりも難しい。
蓄えられた内部の力を、レールの固有周波数から推測する方法があるそうだ。
力が加わった状態は、弦楽器の弦を強く張った状態同様に固有周波数が高い方向にシフトするという。
列車通過時などのノイズのスペクトルを分析して管理に役立てる試みもある。

端から100m位は端に向かって膨張・収縮が起き、端部分では数cm動くそうだ。
この膨張・収縮による変化を吸収するために、レール同士を斜めに組み合わせて動きを吸収するようになっている。


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