高速鉄道の線路に伸縮継手が設けられていない理由

時速250キロメートルを超える速度で走行する高速列車において、線路の安定性と極めて滑らかな走行性は最優先事項です。伸縮継手は、列車の車輪と鋼製レールの間に絶え間ない衝撃を生み出します。これは、乗客の乗り心地を損なうだけでなく、列車の運行速度を制限し、レール頭部や車輪の摩耗を加速させ（特に車輪は深刻な損傷を受ける）、車輪の耐用年数を短縮することにもつながります。これらの欠点を解消するには、レールの継ぎ目をなくすことが最適な解決策であり、そのため、ほとんどの高速鉄道では連続溶接レール（CWR）軌道.

鋼製のレールは高温下で膨張し、適切な対策を講じないと、たわんだり変形したりするおそれがあります。.

熱膨張・収縮への対処法：レールの事前延伸

プレストレッチ技術は、レールの熱変形に対処するために用いられる最新の技術です。鋼製レールに予め引張応力を加えることで、温度変動による寸法変化を完全に相殺し、超長尺レールを伸縮継手なしで運用することを可能にします。このような継手のない線路は、「プレストレス・ストレッチレール線路」とも呼ばれています。.

プレストレッチ技術は、高速鉄道に限ったものではありません。例えば、斜張橋の支索についても、熱による伸縮によって生じる張力の変動を安定させるために、プレストレッチが施されています。.

締結具とクリープ防止装置を用いて、レールを枕木に固定する

温度変化による鋼製レールの自由な伸縮を抑制するため、レール締結具やクリープ防止装置を用いて、レールを枕木にしっかりと固定します。これにより、レール内部に熱応力が生じます。具体的には、寒冷時には引張力、高温時には圧縮力が発生し、これらを総称して「温度力」と呼びます。.

連続溶接レールにおける熱応力の大きさは、レールの温度変化と直接的な相関関係があります。そのため、レールのロックには、所定の固定レール温度が指定されています。施工チームは通常、その地域の年間最高気温と最低気温の中間程度の平均気温となる季節にレールのロックを行います。これにより、内部の熱応力を最小限に抑え、2つの重大な安全上の危険を未然に防ぐことができる。すなわち、極寒の冬に過度の引張応力によって生じるレール破断、および酷暑の夏に過度の圧縮応力によって生じる線路の座屈やレールの変位である。これらはいずれも、列車の運行安全にとって深刻な脅威となる。.

レール伸縮継手調整装置：熱変位を調整するための特殊装置

レール伸縮継手調整装置は、専用の調整部品として機能します。その主な役割は、長い鋼製レールの熱変形と、長スパン橋梁の桁端部の伸縮との間に生じる変位差を調整することです。この装置は、橋梁上のレールの熱変形を自動的に補正し、レールや橋梁の下部構造にかかる荷重を軽減するとともに、線路および橋梁基礎の構造的健全性を確保します。.

鉄道用伸縮継手調整装置の分類

レール伸縮継手調整装置は、主に4つの規格に分類されます：

運転速度別：250 km/hの高速鉄道（旅客・貨物混載輸送に対応）におけるバラスト敷設線路用制御装置と、350 km/hの高速鉄道におけるバラストなし線路用制御装置の2種類。.
拡張方向による分類：単方向レギュレータと双方向レギュレータ。.
レール下基礎別：バラスト敷設線路用レール調整器およびバラストなし線路用レール調整器。.
スイッチレールおよびストックレールの平面形状による分類：直線型、破線型、曲線型。.

レール伸縮継手調整装置の基本構造部品

バラストレス線路で広く採用されている一方向レール伸縮継手調整装置を中国の高速鉄道例えば、主要な構成部品としては、本線レール、分岐レール、締結システム、枕木または軌道スラブ、およびレール持ち上げ装置などが挙げられます。分岐レールの作業面は、軌間の一貫した位置合わせを維持します。その基本的な動作原理は、分岐レールが所定の位置に固定されたまま、本線レールが自由に伸縮することにあります。.

中国における鉄道伸縮継手調整装置の応用

中国では1960年代に、切断レールを使用した曲線レール伸縮継手調整装置の大規模な導入が始まり、これらは武漢長江大橋や済南黄河大橋といった代表的な橋梁に設置された。.

中国における初期の高速鉄道プロジェクトでは、技術を導入したドイツBWG製レール伸縮継手調整装置, これらは、北京－上海高速鉄道の黄河超大型橋や、北京－広州高速鉄道の黄河超大型橋といった主要構造物に採用されました。また、これらの制御装置は、秦皇島～瀋陽旅客鉄道や鄭州～西安旅客鉄道などの旅客専用線でも広く採用されている。.