整備新幹線の地上構造物の許容最高速度は？

Question

中国の新幹線が３５０ｋｍ／ｈの営業運転を開始するとの報道がありましたが、日本の整備新幹線（北陸、九州、東北）の軌道等地上構造物の許容最高速度はいくらですか？
東海道新幹線のような２８０ｋｍ／ｈでは話になりません。
鉄輪でも４００ｋｍ／ｈ、リニアなら７００ｋｍ／ｈ程度の仕様で建設すべきだと思うのですが。

raunder · Accepted Answer

レールと車輪が接触している形態では400km/hでの走行を続けると、蛇行動という左右の動揺が発生し、そのまま走行を続けていると、共振振動が発生して無理です。瞬間的や一定時間の走行での対処しかありません。
東海道新幹線は線路（軌きょう）を支えている部分は「道床」という砕石バラストです。現状の速度の場合上下左右のレールの歪みの許容は4mm程度です。
上越や東北のように路盤がスラブで構成されている状態と比較するとメンテナンスは非常に困難ですし、チョットした陥没やそれらの類が発生した場合には、脱線・転覆という最悪の事態に至ってしまいます。
ですから、東海道は現状のスピードが限界です。さらにUPさせるには車両の改良しかありません。一時期のF1に搭載されていた、アクティブサスペンション等の技術を投入する等です。

kuma-gorou · Answer

＞東海道新幹線は中央新幹線開通後に１年程度運休してリニアに改造して欲しいですね。

中央リニア新幹線は、高密度運転でも東海道新幹線の半分程度の輸送能力しかありません。
スラブ軌道にすると、騒音が増し沿線の環境基準をクリアーできません。
そろそろ、夢から目覚めましょう。

kuma-gorou · Answer

sumu0729さんの夢物語は大いに結構。夢のないところに技術の進展なんて有り得ません。

が、昨日開業した東北新幹線八戸-新青森間のニュースで、手放しで喜べない厳しい現実が報じられている事はご存知かと思います。
地元負担に掛かる毎年100億円を超える利払い償還、青い森鉄道への移管に伴う運賃値上げと地元負担。
買い手が付かない新青森駅前の造成地。予想外の乗車率等。

要するに夢は夢。
現実を見据えない夢は、ただの空論に過ぎないのです。

kuni-chan · Answer

No.7へのお礼についてですが、
＞中国で可能なのだから日本が出来ないことはないと思います。
　私は400km/hについて言っています。中国は350km/hであって400km/hではありません。
　たかが50km/hと思うかもしれませんが、現実はそんなに甘くありません。

kyoteifan · Answer

３月に東北新幹線で、新型がデビューします。
現行よりもスピードが上がり日本最速の営業列車になります。
スピードを上げるには、停止距離範囲や、すれ違い時の耐久性などを国土交通省に申請して認可されてからです。
いろいろと厳しい立ち会い試験があるので、なかなか認可が降りないみたいですよ。
参考までに、名鉄が130キロ申請をしましたが、国土交通省中部運輸局より、認定不可になっています。

kuni-chan · Answer

No.1です。
　お礼にありました
＞鉄道関係者には東京・札幌間で飛行機と勝負するという発想がそもそも無いのでしょうか？
　ですが、私は無いと思っています。
　航空機と勝負できるのはひいき目に見ても所要時間が4時間以内で3時間を超えて増えればそれだけ不利になります。このボーダーラインで少し頑張れば勝負できるなら投資するでしょうが、東京-札幌間では現実を見ますとどう考えても無理です。
　現状が400km/h仕様でない以上改良工事が必要です。ＪＲ東日本にしてみますとJR北海道の為に費用を出したくないでしょうし、JR北海道は資金に余裕がありません。そもそも北海道新幹線の建設費がありませんから、北海道新幹線が開業すれば東北新幹線も儲かるのだからという理由で政府は北海道新幹線の建設費をJR東日本にも負担させようとしています。
　このような状況で400km/h仕様にして勝負するなんて無理です。

また技術的な面で解決しないといけない問題があります。他の方からありました集電はもちろんですが、400km/hの列車がすれ違いますと相対速度は800km/hになります。現在の線路間隔でその時の風圧に耐えられるかどうか疑問です。1回は無事かも知れませんがすぐに車体は金属疲労しそうです。
　あと400km/hで営業運転するなら、450km/hで長期に運転しても問題無い事を確認しておく必要があります。それくらいの条件で確認しませんと耐久性や安全性の保証ができません。
　非営業で1回だけの速度挑戦なら無視しても良い事ですが、人の命を長期にわたって運びますので。

kuma-gorou · Answer

＞東京・札幌を３時間前後で走行するなら、400km/h近い最高速度が必要だと思います。
鉄道関係者には東京・札幌間で飛行機と競争するという発想がそもそも無いのでしょうか？

そりゃ、技術者としては限界に挑戦したいでしょうね。
そう言う、スピリットが無ければ技術の進展なんて有り得ません。

ただ、鉄車輪での400Km/hは現実厳しいですね。
モーターの出力を上げても、いずれはレールと車輪の摩擦係数で限界に達します。集電の技術的問題もありますし、制動距離の制限も有ります。
高速運転になればなるほど、高密度運行が犠牲になります。
その他、騒音問題等クリヤーすべき課題は山積です。
その辺を鑑みて、320Km/h辺りが一つの壁でしょうね。

mashkun · Answer

整備新幹線の設備は建設当初は国のものです。

必要になる時期がはっきりしていない段階では、400km/h対応の設備なんて過剰投資でしかありませんから、税金を投入して建設するわけには行かないのです。

東北新幹線の盛岡以北も、完成直後は260km/h対応でした。

でもJR東日本は高速化の必要があると判断したので、自費で高速化対応をしています。

akak71 · Answer

振動や、衝撃などの構造物に対する許容設計速度なんて、実際に走行しなければ判断できない。
そのために、東海道新幹線などは、試験線で測定していた。

机上では計算できません。
当然余裕を持って建設している。

東北新幹線でも、毎年少しづつ、最高速度を上げる。

なお、カーブでの計算は机上でできます。

kuma-gorou · Answer

地上構造物に対する許容最高速度と言う考え方はありません。
敢て言うなら、曲線半径とカント・地上の保安設備が設計許容最高速度になります。
しかし、これらは曲線半径を除き、技術の進展で改良の余地があります。

例えば、東海道新幹線は当初、営業最高速度210Km/hで設計されましたが、その後カントの嵩上げとATCの改良・コムトラックの導入で、更なる高速化と高密度運転を可能とした事は周知のとおりです。
また、カントは曲線上での停車時の安全確保から嵩上げには限界があり、カント不足は車体傾斜装置で補う事ができます。

曲線半径・勾配とも緩いほど好ましいのは事実ですが、地形と都市間を結ぶ関係上、建設費との兼ね合いも重要です。

何が何でも高速化ではなく投資効果と経済効果の兼ね合いが重要です。
要するに、趣味レベルで好き勝手な意見を述べるのは自由ですが、建設費も安全性・経済性も無視した意見に説得力はありません。

整備新幹線の地上構造物の許容最高速度は？

レールと車輪が接触している形態では400km/hでの走行を続けると、蛇行動という左右の動揺が発生し、そのまま走行を続けていると、共振振動が発生して無理です。

＞東海道新幹線は中央新幹線開通後に１年程度運休してリニアに改造して欲しいですね。

sumu0729さんの夢物語は大いに結構。

No.7へのお礼についてですが、

３月に東北新幹線で、新型がデビューします。

No.1です。

＞東京・札幌を３時間前後で走行するなら、400km/h近い最高速度が必要だと思います。

整備新幹線の設備は建設当初は国のものです。

振動や、衝撃などの構造物に対する許容設計速度なんて、実際に走行しなければ判断できない。

地上構造物に対する許容最高速度と言う考え方はありません。

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　No.7へのお礼についてですが、

　No.1です。