休日の旅行の混乱: 子供の頃に電車に乗っていたときに出した「カラン」という音はどこへ行ってしまったのでしょうか?

レビュー専門家: 北京市政工程設計研究所株式会社 シニアエンジニア 王 勝偉

端午の節句が近づき、多くの人が旅行に出かけることを選択し、鉄道旅行が第一の選択肢になっています。

子供の頃、電車に乗ったことを思い出します。列車が線路の隙間を通過すると、車輪がレールの継ぎ目に衝突し、いつも「バン、バン」という音が聞こえました。時間が経つにつれて、この音は徐々に人々の記憶の中で列車の象徴的な音になっていきました。今では、この音は徐々に消えつつあります。高速列車で「カラン」という音がしないだけでなく、多くの特急列車や普通列車でもほとんど聞こえなくなり、乗客の乗り心地が大幅に向上します。

興味ないですか？ 「カラン」という音はどこに行ったのでしょうか?今日は電車とレールの物語を訪ねてみましょう！

PART.01

列車の「ガタン」という音の原因は継ぎ目のないレール

電車に乗っているときに聞こえる「カラン」という音は、主に電車とレールの衝突によって発生します。かつての鉄道では、長さ25メートルのセグメントレールが使用されており、レールは合板とボルトで接続されていました。

走行中の列車 出典: 瀋陽鉄道

従来は、生産技術や輸送条件の制約により、レールの熱膨張・収縮が線路の平滑性に影響を与えないように、線路上のレール間には18mmの隙間が設けられていました。列車が隙間を通過すると、車輪がレールに衝突し、「カラン」という音がした。

継ぎ目レールの使用は、熱による膨張・収縮だけでなく、当時の資金、鋼材、施工条件、施工技術など多くの要因が関係しています。中国の産業の発展と新たな品質生産性の追加に伴い、鉄道線路建設業界は改善され、鉄道レールは徐々にシームレールからシームレスレールに変わりました。

PART.02

シームレスレールは「ぶつかる」ことがない

鉄道線路建設の急速な発展に伴い、乗客の旅行の快適さに対する要求も絶えず高まっています。新しい品質の生産性のサポートにより、鉄道建設は急速に発展し、鉄道線路技術は継続的に改善されてきました。隙間のあるレールから継ぎ目のないレールに変更し、車輪と軌道のマッチングを最適化し、車両の遮音技術も向上しました。その結果、改良の多くの側面により、列車の「カチカチ音」が軽減されました。

シームレス線路とは、特殊な溶接工程でレールのセクションをつなぎ合わせて、数百メートルに及ぶ長いレールを形成する線路です。線路上に敷設される際、空気圧溶接、テルミット溶接、または移動式フラッシュ溶接車両を使用して溶接され、長いレールが一体化され、セクション全体にシームレスな線路が形成されます。これにより、トラックの隙間がなくなり、「カチャカチャ」という音が消えました。

シームレスレールの温度ストレスを排除するにはどうすればよいでしょうか?シームレスレールはどのようにして熱膨張と収縮による変形を防ぐのでしょうか?まず、レールの材質基準を改善して、レールの熱膨張と収縮による変形を減らすことができます。第二に、レールに事前にプレストレスを与えて伸ばすことができます。その後、線路敷設方法を変更し、レールコネクタと乗り越え防止装置を介してレールを枕木に強制的に「固定」し、鉄筋コンクリート枕木によって応力を相殺することができます。同時に、建設中は線路の温度を制御し、温度がその地域の年間気温の中央に達したときに線路をロックするように努める必要があります。

これらの新材料、新プロセス、新技術の改良により、熱膨張と収縮による数十キロメートル、さらには数百キロメートルのシームレス鋼レールの変形を効果的に回避できます。温度差が大きいエリアでは、緩衝ゾーンや拡張ゾーンを設けることでストレスを解放することもできます。

PART.03

シームレスラインから高速鉄道まで

高速鉄道は最初からシームレスなラインで設計されているため、乗客は高速鉄道に乗っているときに当然「カラン」という音を聞くことはありません。

現在、高速鉄道で使用されている鋼鉄レールは、工場を出荷される時点でそれぞれ100メートルの長さになっています。検査に合格すると、レール溶接工場に運ばれ、溶接加工されます。 5本のレールが溶接され、各レールの長さは100メートルから500メートルに変わります。その後、レールは鉄道輸送車両に乗って敷設現場に到着します。

鉄道作業員はレールを線路上に1セクションずつ敷き詰め、二次溶接を行って、最終的に継ぎ目のない鉄道全体を形成します。

レールの溶接は繊細な作業です。より滑らかでシームレスなラインを作り出すには、水蒸気の乾燥、油や錆の除去、レールの溶接、矯正、微研磨、溶接塊の除去、欠陥の検出など、10 を超える精密なプロセスを経る必要があります。

また、高速鉄道は電気で動くため、走行中も比較的静かです。同時に、高速鉄道の車両と線路の設計では衝撃吸収と遮音の要素も考慮されており、走行中の騒音がさらに低減されます。そのため、高速鉄道は走行中も比較的静かで、緑色の列車のような「カランカラン」という音はしません。

パート04

レール重量アップグレード体験

継ぎ目をシームレスにし、「カチャカチャ」という音をなくすだけでなく、レールの重量も向上しました。

新中国成立当初、当時の実情により、鋼鉄レールの重量はわずか38kg/mで、通称「38レール」と呼ばれていました。

このような線路の状況では、列車は時速 30 ～ 45 キロメートルの速度でしか走行できません。鉄道建設の発展に伴い、レールの重量も徐々に増加し、「43レール」「50レール」「60レール」「75レール」が次々と導入されました。

現在、ほぼすべての在来線は「60ゲージ」に置き換えられていますが、一部の高速鉄道や重荷重鉄道では、耐摩耗性と支持力がより優れた、より重い「75ゲージ」が使用されます。

より重いレールの使用により、速度が大幅に向上しただけでなく、旅客列車の運行がよりスムーズになり、より快適な乗車体験が提供されるようになりました。貨物輸送に関しては、より重い貨物列車を運ぶこともできます。

鉄道は国家の戦略的意義、主導性、重要な役割を持つ主要なインフラであり、国民経済の屋台骨であり、国民生活の保障となる重要なプロジェクトであり、総合交通システムの中核的な柱です。それは経済と社会の発展において重要な役割を果たします。鉄道工事は、新たな品質生産性のサポートにより、高速な発展を続けています。新たな品質生産性は鉄道の高品質な発展に新たな推進力を与え、鉄道近代化のプロセスを促進しました。

新たな生産性の向上により、我が国の鉄道輸送産業は急速な発展を遂げました。中国は歴史的には貧しく後進国であったが、今日では交通大国となっている。鉄道から高速道路、道路網、水上輸送などに至るまで、中国は世界をリードしています。将来、我が国の鉄道業界はより効率的でインテリジェント、かつ環境に優しい運営を実現し、人々の旅行にさらに便利で快適なサービスを提供できるようになると信じています。