タンピングマシン

タンピング マシンまたはバラストタンパー(非公式には単にタンパー)は、線路の下にバラストを詰める (または突き固める)ために使用される自走式のレール搭載型機械で、線路と路盤の耐久性と水平性を高めます。機械式タンパーが導入される前は、この作業はビーターの助けを借りて手作業で行われていました。タンピング マシンは、より高速で、より正確で、より効率的で、労働集約的ではないだけでなく、コンクリート枕木の使用に不可欠です。なぜなら、枕木は手で持ち上げるには重すぎる (通常 250 kg または 550 ポンド以上) ためです。

最も基本的なタンピングマシンはバラストを詰めるだけです。タンパーライナーやタンピングおよびライニングマシンと呼ばれることもある現代のマシンの中には、レールのアライメントを修正してレールを平行かつ水平にし、乗客や貨物の乗り心地を向上させ、列車の通過によってレールにかかる機械的負担を軽減するものもあります。これは、通過する列車の重みや凍結の影響で枕木が沈み、線路がたわんでいる場所を見つけることによって行われます。タンパーは各枕木とレールを持ち上げて、その下にバラストを詰めます。^[1]枕木を再び敷くと、たわんだレールが適切なレベルになります。タンピングとライニングを1台のマシンに組み合わせると、1台のマシンを線路上で実行するだけで両方の機能を実行できるため、時間と費用を節約できます。

タンパーは、セクション クルーの一員として、 バラスト レギュレーターと連携して作業することがよくあります。

鉄道が開通した当初は、バラストのメンテナンスは手作業で行われ、ガンディダンサーがシャベルとビーターを使ってバラストを移動、清掃、圧縮していました。レールは大型のトラックジャッキで持ち上げられ、作業員が作業できるようにしていました。^[1]このプロセスにはかなり時間がかかり、人為的ミスも起こりやすかったです。

1930年代から、タンピング用の自動ツールが初めて開発され、使用されるようになりましたが、まだ手動で操作する必要がありました。その後数十年で、レール上を移動する専用機械を使用してプロセスを自動化するタンピングマシンが開発されました。^[1]

近年では、タンピング機能に加えて、ライニングやレールの持ち上げなどの追加機能を組み込んだ大型のタンピングマシンが開発されており、北米ではプロダクションタンパーとして知られています。^[1]

タンパーマシンは、その目的に応じてさまざまな種類が作られています。

• プレーンラインタンピングマシン：ポイントやその他の複雑な線路構造のない線路セクションで使用され、一般的に生産機械と呼ばれ、固定されたタンピングヘッド位置を備えています。
  • デュオマティック
  • 連続動作タンピングマシン
  • タンピングエクスプレス
• スイッチタンピングマシン: スイッチ、踏切、その他の複雑な線路構造をタンピングするために使用され、必要に応じてヘッドを分離できる可動式タンピングヘッドを備えています。

あらゆるタイプのタンパーからのタンピングプロセスは、次の基本的なステップで構成されます。^[1]

1. 持ち上げライニングユニットは、タンピングユニットの下のレールと枕木を、目的の垂直位置と水平位置に移動します。この段階では、持ち上げライニングユニットが線路を所定の位置に保持している間のみ、レールと枕木の目的の位置が維持されます。
2. タンピング ユニットは、振動および揺動する歯 (最適 35 Hz) を、枕木の両側のバラストにレールと平行に押し込み、圧縮深さが達成されるまで押し込みます。歯が急速に振動および揺動することでバラストが実質的に液化し、歯の挿入が容易になります。
3. 振動する歯は枕木の下で押し合わされ、吊り上げライニングユニットによって所定の位置に保持されている枕木の下にバラストを詰め、吊り上げライニングユニットによって解放されたときに枕木が所定の位置を保持するようにします。
4. タンピング ユニットは、レールの上端よりわずかに上の休止位置まで引き込まれます。レールと枕木は、持ち上げライニング ユニットによって解放され、プロセスの前のステップで行われたバラストの修正により、その位置を維持します。
5. タンピングマシンは次の枕木に移動し、新しいサイクルを開始します。

タンピング マシンの基本原理と機能は、メーカーに関係なく同じであり、設計にわずかな違いがあるだけです。

トラックマシンの大部分はディーゼルエンジンで駆動されます。このエンジンは、油圧回路またはカルダンシャフトを介して駆動輪に動力を供給し、作業現場まで、または作業現場周辺でマシンを自走させます。エンジンは油圧ポンプも駆動し、さまざまなツールに動力を供給します。

タンピング マシンのリフティング ライニング ユニットは、タンピング中にトラックを持ち上げて正しい位置に保持します。すべてのタイプのユニットで、このタスクを実行するには次のコンポーネントが必要です。

シャーシ

通常は長方形で、レールの上を走行するための4つの車輪が付いています。

昇降シリンダー

ユニットをメインマシンシャーシに接続し、ユニットがトラックを垂直に持ち上げることができるように、両側に1つのシリンダーがあります。

ライニングシリンダー

ユニットシャーシとメインマシンシャーシの間にある2つの水平シリンダーは、トラックを水平に押したり引いたりするために使用されます。

クランプまたは「フック」アセンブリ

これらは通常、各レールの外側にあり、油圧シリンダーを使用してレールヘッドの側面をクランプし、持ち上げてライニングを開始する前にユニットシャーシにロックします。

ライニング リフト ユニットは通常、油圧式の長さ調節可能なトレーリング アームを介してメイン マシン シャーシに固定されます。アームは調節可能なので、ユニットを絶縁ジョイントやワイヤなどの小さな障害物を避けて移動できます。

軌道形状の修正を確実にするために、ほとんどのタンピング マシンは 2 弦ライニング システム (垂直方向のアライメント用と水平方向のアライメント用) を使用します。2 弦システムでは、マシンに取り付けられた 3 つの参照トロリーが必要です。これらは通常、A ポイント、B ポイント、C ポイントと呼ばれます。一部のマシンでは、B ポイントと C ポイントの間に 4 番目のポイントを使用して品質管理測定を実行します。

A ポイントは常に前方の参照ポイントであり、未修正のトラック上にあります。A ポイントの弦のアンカーは、トラック ジオメトリの欠陥を補正するために移動できます。これは、「タワー」オペレータによって行われます。弦システムに応じて、アンカーはワイヤ アンカーまたは光源のいずれかになります。

B ポイントは、リフティング ライニング ユニットに物理的に可能な限り近い位置に配置されます。B ポイントは、使用されるコード システムの種類に応じて、ポテンショメータまたは光学フィルターを使用してトラックを正しく配置するために、マシン制御システムによって使用されます。

C ポイントは、吊り上げおよびライニング コードの最後部の測定ポイントおよびアンカー ポイントです。コード システムの種類に応じて、C ポイントは、張力シリンダー付きのワイヤー アンカーまたは光電式光受信機のいずれかになります。

これら 3 つのポイントはすべて個別のレール トロリーであり、マシン シャーシから独立して上下左右に自由に移動できるため、レール位置のわずかな変動にも追従します。作業中、マシンは空気圧シリンダーを使用して、これらのトロリーを選択した基準レールに垂直方向と水平方向の両方で軽く押し込みます。

この方法を使用する場合、タワー オペレーターは、事前に取得した既存のトラック形状の測定値に基づいて A ポイントのアンカーを配置します。A ポイントが配置されると、機械が修正されたトラック上に置かれているかのように、A と C の両方が正しい位置にあると想定されます。次に、機械はリフティング ライニング ユニットを使用して、レールと B ポイントを A と C に合わせて移動します。

ほとんどのタンピング マシンのタンピング ユニットは、次のものから構成されます。

• 枕木1本あたり8本または16本の歯を枕木の前部と後部に均等に分割したセット
• ユニット全体を直線的に上下に動かすための取り付けロッドまたは「ガイド」ロッド
• サポートフレーム
• 腕を絞る
• タインマウントは、圧縮アームの一部にすることも、ピンを介してそれに取り付けて、タンピングマシンの種類に応じて回転できるようにすることもできます。

貫入と圧密に必要な振動を発生させるために、一般的に使用される主な方法が 2 つあります。

• 圧搾シリンダの端に取り付けられた、または圧搾アームのピボットポイントとして機能する油圧駆動の偏心シャフトを使用する
• 特殊な圧縮シリンダーとバルブアセンブリを使用して歯を振動させる

あまり一般的ではないが、掘削機のタンピング ヘッド アタッチメントでよく見られる方法は、サポート フレームに直接ボルトで固定されたモーター駆動のバイブレーター アセンブリを使用することです。

連続作動タンピングマシン（CAT）は、一度に1本から4本の枕木を詰めることができ、一般的に320 m/hから2600 m/hの出力が期待されます。^[2]

「タンピングエクスプレス」はプラッサー＆テューラー社が開発した機械で、英国やヨーロッパでは09-3Xと呼ばれています。この機械は、3本の枕木を連続して並べるためのツールを備えた従来のCATスタイルのサテライトと、機械の最後尾の車両から吊り下げられた完全なDTS安定化ユニットで構成されています。^[3]

タンピングとクリーニング作業には、線路の横方向の動きに対する抵抗を減少させるという悪影響があります。抵抗は列車の通過とともに徐々に回復しますが、その間は速度制限を課す必要がある場合があります。この「強化」は、ダイナミック トラック スタビライザー (DTS) と呼ばれる機械化された装置を使用することで、より迅速かつ制御された方法で達成できます。

DTS は通常、線路の一部が突き固められ、整列された後にのみ使用されます。

DGS には、軌道を所定の位置に保持し、水平振動と垂直荷重を加えて列車の通過をシミュレートする振動ユニットがあります。安定化前後の軌道パラメータ (またはクロス レベル) は、前後の台車を通して確認できます。

動的トラック安定化には次のような利点があり、安全性が向上します。

• トラックの横方向の動きに対する抵抗を増大させる
• 均質なバラスト層を形成する
• 速度制限の早期緩和を認める
• 鉄道交通による不均一な初期不同沈下を解消
• タンピングマシンのみを使用した場合よりも長期間、正しい軌道形状を維持します。
• 振動周波数: 30～35 Hz
• 作業速度: 1～2 km/h
• 垂直圧力：9.8メガパスカル（100 kgf/cm ²）

DGSの1回の通過で達成される安定化は、10万トンの交通量で達成される安定化に相当し、20 km/hの速度制限を40 km/hに緩和することができます。

橋梁や高架構造物の周囲では、基礎が損傷するリスクがあるため、動的安定化は通常避けられます。

適切なタンピング手順とタンピング マシンは、線路のレイアウトによって部分的に異なります。

プレーントラックではすべてがかなり単純で、どのブランドやモデルの機械でも使用できます。^[4]

しかし、突き固めるバラストのないトンネルや橋梁では、バラスト軌道から非バラスト軌道への移行に特別な措置が必要です。一例として、グレンブルックトンネルの分岐器では、追加レールと枕木 の間隔の変化に対応するために、追加の調整可能なトングを備えたより複雑な突き固め機が必要です。パースとノーサム間のデュアルゲージでも同様です。

理想的には、分岐器とダイヤモンドクロッシングはある程度離れている必要があります。そうすれば、各コンポーネントを突き固めることができるので、他のコンポーネントをすぐに突き固める必要はありません。しかし、線路コンポーネントの大部分は互いに隣接しているため、これらのコンポーネントは複数の小さな段階でグループとして突き固める必要があります。

トラック センターは、2 つの分岐器で構成されるクロスオーバーの一方の端を、もう一方の線路で列車が走行している間に、1 つずつ突き固めることができるかどうかを判断します。

• MATISA Matériel Industriel SA (スイス)
• プラッサー＆テウラー^{[1] [5]} /プラッサー アメリカン^[6]
• バンバリー・アメイ^[7]
• バルフォア・ビーティ^[8]
• CHZ ポドビエツカ
• ハルスコ^{[1] [9]}
• タンパー（会社） - 1992年にハースコに買収された^[10]

• 
  ポーランドタンピングマシン
• 
  フランス製タンピングマシン
• 
  チェコ狭軌タンピングマシン
• 
  アメイタンピングマシン
• 
  アメイタンピングマシン
• 
  バルフォア・ビーティーとカリリオンのタンピングマシン
• 
  神奈川県相模原市の相模湖駅で目撃されたマルチタイタンパー
• 
  ニュージーランドのブルースキン ベイにあるPlasser & Theurer DGS 62 N ダイナミック トラック スタビライザー、続いて SSP 300 レギュレーター、そして Plasser 09-16 CAT 連続動作タンパー。

• バラストレギュレータ
• ガンディダンサー
• ストーンブロワー
• 線路の保守
• 軌道更新列車

• 25 KV AC 電化線路で稼働する軌道上の機械(PDF) . BRB (Residuary) Limited . 1986 年。pp. 23–46, 53–56, 81–82, 89–90。 {{cite book}}:|work=無視されました (ヘルプ)
•  コックス、スティーブ (1997 年 8 月 27 日 – 9月 9 日)。「Keeping the Lines Straight」。Rail。No . 312。EMAP Apex Publications。pp. 30–34。ISSN 0953-4563。OCLC 49953699  。
• Plasser および Theurer トラック形状メンテナンス耐久性セミナー、アテネ、2011 年 10 月 11 日、Rudolf Becker 教授
• 「トラックコンペンディウム」DWメディアグループGmbH I Eurailpress

ウィキメディア・コモンズには、バラストタンパーに関連するメディアがあります。

• タンピングマシンの音声録音
• 英国のダイナミックトラックスタビライザーの写真
• 英国における改ざんの写真
• http://s7australia.com/system7-products/rail-tamping/