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木材からコンクリートへ: 第二次世界大戦後、なぜこの新しいタイプの枕木がこれほど人気になったのでしょうか?
鉄道建設の歴史において、枕木の選択は時間の経過とともに大きく変化してきました。元の木材から今日ではますます一般的になっているコンクリート枕木に至るまで、この変化は技術の進歩を反映しているだけでなく、需要によって推進された革新性も浮き彫りにしています。第二次世界大戦後、コンクリートまくらぎが注目されるようになったのはなぜでしょうか。
コンクリートまくらぎの起源
コンクリート枕木の概念は 19 世紀に初めて登場しました。 1877 年、フランスの園芸家ジョセフ モニエが、鉄筋コンクリートを使用して枕木を作るというアイデアを初めて提案しました。彼の設計は商品化には至りませんでしたが、1884 年にアルフォード・アンド・サットン軽便鉄道が初めて使用されたことから、コンクリートまくらぎの歴史が本格的に始まりました。
本線鉄道でコンクリートまくらぎが初めて使用されたのは、米国の Reading Company によって 1896 年に完成されました。設計がさらに発展するにつれて、オーストリアとイタリアの鉄道でもこの新しい素材が使用され始めました。
第二次世界大戦後、需要が急増
第二次世界大戦中、伝統的な木材の不足と他の用途との競争により、コンクリート枕木の開発が促進されました。鉄筋コンクリートの研究が深まるにつれて、現代のプレストレストコンクリートまくらぎの概念が生まれました。たとえば、英国とドイツは、より重量のある鉄道輸送の需要の増加に対処するために、この期間に多くの実験を実施しました。
コンクリートまくらぎの種類
コンクリート枕木は、デザインや目的に応じてさまざまな形があります。一体構造のモノリスもあれば、スチール製のコネクティング ロッドで接続された 2 つの別個のブロックで構成されているものもあります。この柔軟性により、特に標準化および工業化された生産の状況において、鉄道の多様なニーズに適応することができます。
騒音と摩耗の問題
コンクリートまくらぎには多くの利点があるにもかかわらず、騒音制御と摩耗の点で依然として課題があります。木材には弾力性がないため、コンクリートまくらぎは負荷がかかると道床の劣化を促進することがよくあります。磨耗を軽減するために、多くのエンジニアは安定性を高め、振動を減らすためにポリウレタンフォームガスケットを使用し始めています。
2018 年のユーロ騒音調査によると、コンクリートまくらぎは木材まくらぎよりも平均して 2 dB(A) 騒音が低いですが、直線部分は特定の周波数範囲で大きな騒音を引き起こす可能性があります。
利点と課題
利点
コンクリート枕木には、木材枕木よりも腐らず、耐火性があり、長持ちし、メンテナンスの必要性が少ないなど、多くの利点があり、さらに注目を集めています。これらの機能により、長期的な運用コストが削減されるだけでなく、ダウンタイムや修理に必要な労力も削減されます。
チャレンジ
しかし、コンクリート枕木は完璧ではなく、コンクリートの剛性により列車が脱線したときに破損しやすく、初期費用が比較的高くなります。不適切な設計は金属疲労やその他の構造上の問題を引き起こす可能性があり、将来の使用時に莫大な修理費用がかかる可能性があります。
業界標準と今後の方向性
国際鉄道連合 (UIC) はコンクリートまくらぎの規格を策定しており、地域ごとに独自の規格と仕様があります。技術の進化と生産プロセスの改善により、将来のコンクリートまくらぎの性能はさらに向上し、より高度な輸送ニーズに対応することが期待されます。
コンクリート技術の進歩に伴い、環境への配慮がますます重要になっており、コンクリートまくらぎが将来的に新しい技術と持続可能性の間でより良いバランスを見つけられるかどうかは、引き続き注目する必要がある問題です。
