うたちゃん日記

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宇都宮LRT脱線事故の考察(芳賀宇都宮LRT宇都宮駅構内進入カーブ付近HU306編成、試運転2日目、【改善案】駅手前の渡り線を廃止し引上げ線で折り返すべき)

<日付:2022/11/20:20221120、撮影日:2022/10/13:20221013>

宇都宮LRT脱線事故を知ったが、ニュースでは無くYouTube。全国ニュースでは無くローカルニュース扱いになっている模様。

この事故は、LRT導入を目指す各都市にとっては、相当痛手になることが予想され、車輪軸の無い左右車輪独立型の低床型路面電車全般で安全対策を徹底しなければならなくなることが予想される。

<事故の概要>

www.city.utsunomiya.tochigi.jp

www.city.utsunomiya.tochigi.jp

令和4年11月18日(金曜日)から引き続き試運転、翌19日(土曜日)午前0時30分頃、2番線停留場への入線試験を行った後、分岐器の入線試験を行うため、再度、「ライトキューブ宇都宮」南側交差点付近から、2番線停留場に向け、進入したところ、曲線部において先頭車両の4輪と中間車両の後方2輪が脱線

なんと試運転開始から2日目(暦日では3日だが、夜間帯に行う点で2日目)

 

<事故の詳細を資料から読み解く>

https://www.city.utsunomiya.tochigi.jp/_res/projects/default_project/_page_/001/030/306/shiryou.pdf

写真①より

車止めと報道されているが、車道歩道境目の突起物形状のもの、結構軌道から外れていることがわかる。

写真②より

①と比較して変圧器まで後退していることがわかる。変圧器とぶつかって壊したとされており、先頭車両前部と変圧器に間隔があることから、先頭車前方より後方の方が脱線時軌道敷より、はみ出し量が多かったのではないか?

写真③より

朱線引きがおそらく先頭車前方車輪の軌跡だと思われるが、白線引きの先頭車後方車輪が先に脱輪したのではないか?

 

平面図と現場写真の印象について

写真①より平面図の脱線位置が写真②側で図化されており、被害報告として適切であるか疑問がわくところ。図面の変圧器の位置が本当は1号車中間部分のようです。早々と撤去しており、現場保存としても適切であったのだろうか?営業運転中であれば鉄道事故調査委員会ものの事故であろうに。明けて報道されるのを恐れたのだろうか?

【宇都宮LRT】 只今工事中#14(20221118時点)脱線の瞬間を目撃!試運転2日目の宇都宮駅東停留場での様子 脱線時の音にびっくり - YouTube

<JZ hobbies Ch様動画リンク貼らせて頂きました。>

動画を見せて頂きましたが、報道のカーブを曲がりきれずにと言う表現が適切なのか、カーブせずまっすぐ突っ込んだ感じにも見える。

 

かねてより言われていたトランシス製LRTの問題点を中心に検討

(あくまでも過去に報道された範囲での検討)

万葉線MLRV1000形電車

万葉線MLRV1000形電車 - Wikipedia

導入初期に脱線事故をおこす。

→車両対策、バックゲージの調整(車輪の全とっかえ)

→軌道対策、脱線防止ガード設置、レール研磨

 

福井鉄道F1000形電車(宇都宮LRTのベース車)

福井鉄道F1000形電車 - Wikipedia

→導入事前対策、路面軌道改良

https://www.city.echizen.lg.jp/office/030/015/fukutetsumoukeikaku1803_d/fil/hukutetsumoukeikaku_03.pdf

2013年第1編成運行開始、2015年第2編成運行開始、2015年10月15日脱線事故、2~3ヶ月F1000形電車の運用停止

→軌道対策、軌道補修、溝付レールへ取替

 

宇都宮LRTの軌道についての考察

車両設計と軌道設計、お互いに理論値通りを期待して安全余裕を落としていないのだろうか?

https://www.city.utsunomiya.tochigi.jp/_res/projects/default_project/_page_/001/030/306/shiryou.pdf

・車両では、重心(屋根上機器)、軸重(動軸に偏重)、車輪の追従性(横圧力、バックゲージの調整)

・軌道では、脱輪防止機構(溝付きレール)は(軌道が変位しやすい)直線部も含めての脱線防止、分岐器ポイント部分も含めて、連接車が苦手なS字カーブになっていないか?、分岐器ポイント欠線部の挙動を甘く見ていないか?

 

普通鉄道と路面軌道の曲線カーブに関する根本的な違い

<普通鉄道>

・曲線部では、『カント』『スラッグ』を設定して車輪の追従性を良くする。

→カント:曲線の内側を低く外側を高くして、車両の遠心力を打ち消す

→スラッグ:曲線部の軌道間隔を拡幅して、車軸付き車輪のレールへの追従性を増す。

・直線部から曲線部へは、緩和曲線区間(曲率半径、カントとスラッグの変位区間)を設けて、遠心力が急激にかからないようになっている。

<路面軌道>

・交差点以外では、普通鉄道並みの対策を取れると思われるが、交差点部では、道路交通との兼ね合いから、『カント』を設定するのは難しい。

・上記の理由で『カント』を設定することを必要条件としない設計方針となると、設定出来る区間でも、設定しないこともありえるのでは?

・そもそも急曲線カーブを定速走行なので、『ゆっくり走ることを前提』にして、脱線防止措置程度しか想定していないのでは?

・これもそもそも『カント』『スラッグ』も車軸のある車両を前提に設定されたものだから、車軸のない低床車両(屋根上機器が多いので重心が低いとは限らない)しか走らない路線では、曲線での安全対策がそもそも違うのでは?

 

曲線カーブと分岐器ポイント設置位置について

・緩和曲線を分岐器ポイント部分に設置するのは難しいため、一般的には曲線カーブと分岐器ポイント部分は、緩和曲線にかからないように設置する方が良い。

宇都宮LRT宇都宮駅構内はどうなのか?

<考えるべき点>

・なぜ、シーサスクロッシング(本線交差分岐器)は、カーブ直前に設置されたのか?

・宇都宮構内の曲線半径25mはキツすぎたのはないか?

福井鉄道では最急曲線は半径50mで、新規の宇都宮でチャレンジしたのはなぜ?

・安全対策として、溝付レールを採用したが、直線部も含めて、路面軌道と言う変形しやすい軌道への安全対策であって、曲線部への対応として過信ではないか?

・軸重のない前方車輪と軸重のある後方車輪(動輪)の挙動の違い

・軸重がある車輪では踏面の圧が高くレールに追従しやすいが、軸重がない車輪との圧の差が問題ではないのか?

溝付きレールについて

溝付きレールの図化

特殊形状のレールにより、車輪の内側に絶対に外れない脱線防止ガードを取り付けたようなものである。

 

遠心力・直進慣性力による動きの図化

カーブ外側の車輪が脱輪しようとした際、カーブ内側の車輪が溝にひっかかり脱輪を防ぐ。

 

脱線時の状況図化

レール踏面と溝の上端がほぼ同一高さなので、脱線防止機能はそれほど高くないかもしれない。

 

万葉線で行われた対策を図化

万葉線は溝付きレールではないが、分岐器ポイント部分や曲線部などの脱線防止ガイドが、元々あった旧式車両に最適化されていたため、車輪のバックゲージを旧式車両と同じ物に交換。

 

溝付きレールがうまく働いている様子を図化

レールと車輪の形状が最適化され、脱輪防止がうまく機能している状態。

 

宇都宮駅構内私的な妄想的改善案

<本線シーサスクロッシングの撤去>

・シーサスクロッシングの位置は、おそらく駅前の道路信号との兼ね合いから、駅前2つの道路信号、構内2箇所の鉄道信号との位置設定の関係、ダイヤ設定上、シーサスクロッシングを東側に設置すると、駅への進入退出時間がうまくいかないため、編成長30mの2倍以上取る必要があったのではないか?

(どこの駅の構造も4両以上に車両増結対応していないが、ダミーで宇都宮駅だけ増結できるぞとしている可能性もある)

・しかしながら、分岐器欠線部での挙動の不安定、明らかな急曲線、速度の設定も、車軸の横圧を図って設定したようではなさそうだから、ここは撤去しては?

・宇都宮LRTは、JR宇都宮駅西口方面に延長予定で、そのための用地があるので、そこで折り返す運転を行えばよい。

<急曲線部のレール研磨>

・車輪とレールがなじんでいないと思われるので、対処療法的な研磨削除。

<車輪のバックゲージ調整>

・レールを全とっかえするより安いと思われ、車輪を全とっかえして最適化

LRT宇都宮駅現況

1番線設置状況(車止め設置)

2番線前方の状況(延伸対応している)

1番線前方歩道部(駅前ビルの1階と接する以外支障となるものなし)

延伸予定地現況(アスファルト舗装更地)

資材さえあれば引上げ線設置も容易ではないのか?

 

※(即席で作ったので充分ではないが)私作成の記事へのリンク、私作成の図面の複製使用、私作成の写真の複製使用はご自由にどうぞ。私以外の作成した航空写真等は、元の出典を明示するなどの作成元のルールでお願いします。

 

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