連載《鉄道の歴史は Wagon（荷馬車)用の"木道" から始まった！》ー第6回ー

第6回　Steel rail の量産化と普及

第1項　製鉄技術の innovation!

第1目　 Bessemer converter と Open hearth furnace の発明で...　

1856年になってイギリスの Sir Henry Bessemer により Bessemer converter (転炉)が発明され、同年ドイツの Carl Wilhelm Siemens が Open hearth furnace (平炉)を発明しました。

翌年1857年に初めて Bessemer converter により製造された"鋼鉄製レール"を使用したのはイギリスの Midland Railway の Derby でした。

1864年にはフランスで大量生産が

1864年にはフランスの Pierre-Émile Martin が Open hearth furnace を改良して「鋼鉄の大量生産が可能！」となりました。

1877年に英国でリン除去に成功！

更に1877年、イギリスの Sidney Gilchrist Thomasの発明で"リン"を除去することが可能となり、これらの製鋼技術の進歩を受けて、"錬鉄製レール"に代わって鋼鉄製のレールが普及するようになりました。

（※つまり日本初の鉄道同様に19世紀末までは西欧でも錬鉄レールが主流だったわけです！）

第2項　Rail profile と輸送能力

Railway track（軌道）の主役である、レールと、枕木は鉄道の輸送力を決める重要な要素となっています！

第1目　Railway track（軌道）の規格

軌条（レール）は、単位長さ（yd or kg）当りの重量（lb or kg）で細かくクラス分；Rail profile（規格化）されています。

基本単位「長さ当たりの重量」で kg / m（メートル法）で規定されていますが、元々は英国のBSのlb／yd規格（ヤード・ポンド法）が基本となっています。

更にUSAでは長年ASCE（アメリカ土木学会！）とアメリカ鉄道協会(ARA) では、各々独自に規格化されていましたが、1997 年にAREMWA(American Railway Engineering and Maintenance-of-Way Association）規格に統合されました。そして一般鉄道用（90 lb／yd(44.6 kg/m) (ARA)～150 lb/yd (74.4 kg/m) (ARA)）と Crane rails （クレーン・その他輸送機用）12 lb／yd (5.95 kg/m)から175 lb／yd (86.8 kg/m）の2つのグループに分けられました！そして現状は75 ポンド/ヤード (37.2 kg/m) (ASCE)～155 ポンド/ヤード (76.9 kg/m) （ペンシルバニア鉄道特注！）までが幅広く敷設されており、

Transcontinental railroad（アメリカ大陸横断鉄道）や、広域に Intermodal container 事業を行っている♥一級鉄道（※0a）の幹線では、Double-stack rail transport（※0b）実施の為に日本製鉄製の141 lb/yd (69.9 kg/m)AREMWA規格レールが使用されています！（※0c）

参※0a）当サイト関連記事　USAに於けるクラス分けと"♥一級鉄道"とは...　はこちら。

参※0b）当サイト関連記事　Double-stack rail transport を実現させるには莫大な再投資が　はこちら。

参※0c）一部のおバカな"紛い物"高痛怪節傾 Youtuber が Uplord している content で述べている80㎏レール説は裏付けの無い Fake バカ丸出し content と言えます。

※まさしく陸蒸気（船）！と呼んでも差し支えない陸上１万トン輸送！

露西亜では℔／ｍ規格！が...

※１lb（ポンド）＝0.45359237 kg

つまり、100 lb/m(45kg/m),75 lb/m(34kg/m)と言う、"査証（偽装）レール"が長年使用されていました。

参※）当サイト内関連記事　Siberia Shinkansen は Russian Big Talk!　はこちら。

rural line（田舎路線）では...

別項で詳述した様に、rural line（肥えたご？路線）や、harbour railway、colliery railwayなどの branch line や spur track（引き込み線）、rolling stock yard（留置線）、side-track（側線）、等の yard track（構内線）には、

60 lb／yd ASCErail（30kgレール!) のASCE (アメリカ土木学会)最低ランクの鉄道用普通レールが使用されていました。

参※25）但し現在でも、小湊鉄道、などの rural line（田舎鉄道！）では当時の60 lb/yd ASCE rail（30 kg/m レール）が残っています！

さらに、嘗ての"軽便鉄道"や、"重量物輸送を行う forest railway（森林鉄道）でさえ殆どが、45 lb/yd （22 kg/m ）ASCEレール以下の軽レールで、一部の軽便鉄道では19世紀の Stephenson 当時の規格　28lb／yd（13.9 kg / m）レール！が使用され続けていて、殖民軌道などでは工事現場や構内軌道で用いられた（今では収取困難！な）（15kgレール！）軽レールが、使用されていました。

又レールを支える枕木・道床そのものも貧弱！だったために川越電気鉄道（西武大宮線）や名鉄高富線なども含めて、日常的に"脱線"を繰り返していたのです。

当サイト内関連記事　長良橋から先に伸びていた軽便鉄道！高富線　はこちら。

第3項　軌道等級と耐荷重＆最高運転速度の関係

第１目　JR在来線を例に挙げると...

JR在来線を例に挙げると、JNR時代は長らく『国有鉄道建設規定』第61条では、枕木本数！による線路等級が細かく規定されていました。

後述するように、幹線・地方交通線共に75 lb／yd ASCErail(37kgレール！) を使用して、枕木本数：丁／10ｍで"等級付け"していました。

第２目　payload と Axle load

輸送力を決定付けるRailway trackの性能（制限）として、Axle load limitation(ton/axle) & payload( t/m)があります。

payload（ton/m)とは

これは主に、橋梁（連続高架橋）などの許容耐荷重設計値からきており、

車両総重量を全長（連結面間長さ）で除した値となっています。

（※25）静荷重とは静止状態つまりはカンカン（重量計）で計測できる荷重で、走行中の荷重を動荷重と称します。但し、動荷重は、走行状態（走行速度による縦揺れ、横揺れ）などで変化しますので、車軸ごとにロードセル（荷重センサー）を装着しないと実測は不可能です！

Axle load limitation; ton/axle　とは

Axle load （軸重）とは、車両1軸当りの、"Railway track"に対するload(荷重）のことで、一般的には静荷重（※25）を示します。

（※なのでeccentricでincongruous（アンバランス）なloading（搭載）を行うと、最大積載重量以下でもAxle load limitation（軸重制限）をexcess（超過）することが有ります（特に truck輸送では））

USA(70kg/m rail 使用幹線）ではAxle load limitation（軸重制限値）は　24 ton/axle　となっています。

USA一般路線（at 50kg/m rail track)

※Association of American Railroads(アメリカ鉄道協会)規定、

●Axle load limitation;22.5 tonnes （50kg/m rail)
●payload Limit.;8 t/m

※Double-stack rail transport　対応幹線(70kg/m rail track）

●BNSF main line;　Axle load limitation♥ 24 ton/axle

ヨーロッパ一般路線　75 lb/yd rail track（37kg/m ASCEレール）

payload ; 6 ton/ｍ,
Axle load limitation；20 ton/axle、

※なので、（トンネルの建築限界もあり）日本同様に Double-stack rail transport は行われていません！

Russian

●payload limitation；6 t/m

※main line 50kg/m ASCE rail （アメリカ土木学会規格！）

●25 t/axle、
●regional line　75 PS rail(75 lb／m=34kg / m）！20 ton/axleに据え置き

こちらも、日本同様に Double-stack rail transport には対応していません！

注※　Ton とはMKS（メートル法）単位だけの表記ではない！

Ton：ｔ（トン）とはMKSでは1,000kgを意味しますが...日本の運送屋が好んで用いる尺貫法単位の"才（さい）"同様に長年ポンドヤード法に慣れ親しんだ（拘り続ける）米・英の運送業界では...

●国際ポンドヤードを使用する　アメリカでは 1t：2000lb=907.18474kg
●"埃"高き強情者・英国病を病むイギリスでは 1t：2240lb=1016.0469088 kg

となっていて共に1t＝1000kg ではありません！

第3目　Axle load の大きな要素 Railroad tie！

Railway track）にはRailとTrack gaugeを規制する tie（sleeper）枕木が重要な要件となっています。

つまり英語圏で一般的に"枕木"がsleeperではなくtieと呼ばれているのは、Track gaugeを規制する tie (cross member)としての大事な役割を果たしているからです。

日本の例では

日本を例に説明すると、JNR時代は長らく『国有鉄道建設規定』第61条で、線路等級が細かく規定されていました。

幹線・地方交通線共に75 lb／m ASCErail(37kgレール！) を使用して、枕木本数：丁／10ｍで"等級付け"していました。

またrural line（田舎路線）harbour railway,colliery railwayなどの branch line では、60 lb／m ASCErail(30kgレール) と言うASCE（※27）最低ランクの鉄道用普通レールが使用されていました。

※KSとはローマ字の軌道が受ける静加重、つまりローマ字のKidou と"static load"（静加重）を組みあわせた"カタカナ造語"を略して、KSとした？所謂 Axle load limitation（最大許容軸重）と同じ値です。

※1965年以降は１級～４級に再構築。

特別甲線（１級）　50 kgTレール（現60kgNレールに更新中）

※東海道本線・山陽本線の極一部の幹線（いわゆる本社線）、開業当初の東海道新幹線も準拠）

※高速コンテナ列車対応

※main line；幹線（110㎞/h）
●枕木本数　16丁/10ｍ（62.5 cm 間隔）
●道床（Track Foundation）厚　200 ｍｍ！以上。
●Axle load limitation；18ton/axle（KS18）(1965年以降の改正１級線以降18ton/axle）
●payload limitation；6 t/m

甲線（２級）　75 lb/yd ASCEレール（37kg/m rail)

※main line；幹線（100㎞/h）
●枕木本数　15丁/10ｍ（66.7 cm 間隔）
●道床厚　200 ｍｍ！以上。
●Axle load limitation；16ton/axle（KS16）(1965年以降の改正２級線以降17ton/axle）
●payload limitation；6 t/m

乙線（３級）　75 lb/yd ASCEレール（37kg/m rail)

※regional line；地方交通線（95㎞/h）
●枕木本数　14丁/10ｍ（ 71.4 cm 間隔）
●道床厚　200 ｍｍ！以上。
●Axle load limitation；15 ton/axle（KS15）
●payload limitation；5 t/m

丙線（４級）　60 lb/yd ASCE rail（30 kg/m ）　！

※rural line（regional line）harbour railway,colliery railwayなどのbranch line,（85㎞/h！）
相当こまめに保線を行わないと危険な速度！
●枕木本数　13丁/10ｍ（ 76.9 cm 間隔）
●道床厚　150 ｍｍ！以上。
●Axle load limitation；12 ton/axle（KS12）(1965年以降の改正4級線以降14ton/axle）
●payload limitation；5 t/m

参※00f）南海天王寺支線、や伊達軌道を始めとする併用軌道事業、の殆ど！

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