レール小返りを考慮した鉄道車両の曲線通過シミュレーション

摘要

鉄道総研開発の車両運動シミュレータ（Vehicle Dynamics Simulator，以下VDSと記す）では，車輪直下のレールは地面（路盤）から弾性支持され，それぞれ独立に左右·上下の2自由度を有している．その左右支持剛性については主にレール小返りによるものを想定しているが，レールの長手方向軸まわりの傾き角（以下，小返り角と記す）の影響は無視し，レールは左右·上下に独立に並進運動すると見なしてきた．一方，地震時にロッキング振動する高架橋上の走行安全性を解析するため，VDSに軌道面のロール方向加振機能を追加したが，左右のレールを上下逆相で変位させることによってロール加振を与えているため，レールの傾きを考慮することが課題であった．レール小返りについてはレール締結装置の適正な保守の実現のため，主に軌道関係者により研究が行われているが，車両挙動解析ではレールを不動と見なして解析することが多く，弾性支持されるレール上の車両挙動解析例は少ない．平峯らはレール支持部に回転ばねを設置し左右レールの小返り角をパラメータに加えた接触解析を実施し，車両挙動を解析している．また構造物と車両の動的相互作用に着目した研究ではレールを弾性支持しており，特に前田らはレール小返りも考慮した車両挙動解析を実施している．