BS5400 ベルギーにおける鉄道橋建設のための積載標準モジュール式鋼橋

鉄道インフラに特化した 高級構造エンジニアとして私は,ベルギーの欧州の交通枢纽としての独特の地位と,古い鉄道網と,厳しいEU安全基準が,耐久性バランスをとる橋渡しソリューションを必要としていることに気づきました.スピードと互換性モジュール式鋼橋イギリスの標準BS5400に準拠するMSBは,ベルギーで鉄道のアップグレードと保守のための重要なツールとして登場しました.MSB のレバレッジ プリファブリックベルギーの高周波鉄道網 (ベルギーの鉄道インフラ管理会社Infrabelが運営) の非交渉可能な要件,この記事では,MSB技術と,ベルギーの地理的状況とインフラストラクチャのニーズとの連携を詳しく説明します.BS5400の技術仕様採用を形作る市場動向を,技術的な応用のレンズを通して捉える.

1モジュール式鋼筋橋:定義,仕様,エンジニアリングの利点

1.1 基本定義

モジュール式鋼筋 (MSB) は,工場で製造された鋼筋部品 (ガリア,デッキパネル,支架,接続器) から構成され,現場での迅速な組み立てのために設計された負荷承載構造である.普通の鉄筋橋とは違ってMSB は,ボルト付きまたはピン付きの接続 (現場での溶接なし) と標準化されたモジュールサイズを使用し,異なるスパンや負荷要件のために再構成が可能になります.MSB は,列車の荷重だけでなく,整備車両もサポートするように設計されています歩行者のアクセス,環境ストレス (風,気温変動など) について

1.2 ベルギーの鉄道に関する主要な仕様

Infrabelの鉄道橋規格とBS5400の準拠に基づいて,ベルギーのプロジェクトにおける最も一般的なMSB構成は以下のとおりです.

わかった

わかった

ベルギーで用いられている一般的なMSBモデルは以下のとおりである.

COWI MAB 30: ワローニアの地方の鉄道通路で広く使用されている30m横断のシングルトラックモデル.

VSLモジュール式鉄道橋:多段距離で構成可能 (最大120m) で,アントワープ-ゼーブルーゲ貨物走廊の改良などの大規模なプロジェクトに使用されています.

ドーマン ロング モジュラル・ビーダー・システム: フランドールにおける石炭およびコンテナ貨物輸送路線のための重用型 (HB-50対応)

1.3 ベルギーの状況に合わせたエンジニアリングの利点

開発の技術的な観点から,ベルギーの小規模企業は3つの重要な課題に取り組んでいます.

鉄道停車時間の最小化: ベルギーの鉄道は毎日300以上の客車と150以上の貨物列車を運行しています (Infrabel 2024データ).MSBは夜間または週末に組み立てることができます 工学窓 (通常8~12時間)例えば,ゲント近くの20mのMSBは10時間で設置され,月曜日の朝の通勤サービスに中断はありませんでした.

平坦な地形や水路への適応性:ベルギーは90%平坦で,1,500km以上の川や運河 (例えば,シェルド,マウス) があります.MSBsは,浅い基礎要求 (しばしば鉄筋コンクリートパッドのみ) は,ブリュッセルとアントワープの運河水路を横断するために重要な高価な掘削や深層堆積を避けます...

海上気候における耐久性: 北ベルギー (フランダース) は,高湿度と塩噴霧 (北海からの) の海上気候を持っています.MSBは熱浸し電熱 (亜鉛コーティング ≥85 μm) で,エポキシ塗装されています.塗布されていないコンクリート橋では20年に対して,最小限の保守で30年以上使用寿命を達成します.

持続可能性の遵守: ベルギーの2030年の炭素中立計画では,インフラストラクチャの70%がリサイクルされていることを義務付けています.EUの"グリーン・デール"の資金提供を受ける資格..

2ベルギーの主要用途: 地理と鉄道のニーズに合わせて

ベルギーの鉄道網 (合計3500km,電化1800km) は,主に3つの地域に分かれています.異なるMSB用例をそれぞれ下記はエンジニアリングによるアプリケーションです.

2.1 古い橋の交換 (フランダースとヴァローニア)

ベルギーの鉄道橋の約35%は,1970年以前 (Infrabel 2023監査) に建設され,その多くは古いコンクリート設計を使用しています.

フランダースの例: 1950年代のデンダー川 (アルスト近郊) のコンクリート橋は,35mのスパンプのVSLモジュール鉄道橋 (BS5400 HB-45対応) で置き換えられました.25トンの貨物列車 (アントワープ港のコンテナを輸送する) をサポートするMSBは,5日間で設置され,閉鎖時間を90%短縮しました. コンクリート.

ウォロニア 例:アルデンヌ (例えばナミュル・ディナント) の農村鉄道線は,木造橋の代わりにCOWI MAB 30MSBを使用しています.モジュール式設計の軽量 (12トンのスパン) は遠隔地へのヘリコプター輸送を可能にしました保護された森林の生息地への被害を回避する.

2.2貨物走廊の改良 (アントワープ・ゼイブルグ・リエッジ)

ベルギーの港 (アントワープ,ヨーロッパで2番目に大きなコンテナ港;ゼーブルゲ,主要なロロ港) は,EU貨物の40%を鉄道で輸送する.

アントワープ-ゼーブルーゲ走廊:重量制限の橋の代わりとして,40mの幅のドーマンロングMSB (S690QL鋼,BS5400 HB-50) が設置されました.現在30トンの石炭列車と40フィートのコンテナ列車に対応しています貨物輸送能力を25%増加させる.

リージェ工業区: 統合されたクレーンレール (整備クレーン用のBS5400 HAの積載) を備えたMSBが,リジェの鉄鋼工場とアントワープ港を結ぶ鉄道線を運航する.モジュール式設計により,将来の二列車への拡張が可能..

2都市鉄道の拡大 (ブリュッセル)

ブリュッセル・通勤者ネットワーク (STIB/MIVB) は容量制限に直面しています.

ブリュッセル環状鉄道:E19高速道路に25mのMSBが設置され,第3の通勤線が追加されました.プリファブリック 部品 は 夜 に 都市 の 通り を 通過 し て 運ばれ まし た (昼 の 渋滞 を 避け て) 3 週末 に 組み立て られ まし た..

歩行者-鉄道交差点: ブリュッセルの中心部では,歩行者歩道 (BS5400歩行者負荷: 5 kN/m2) を搭載したMSBが,古い地下道を置き換え,安全性とアクセシビリティを向上させる.

2.4 緊急修理 (事故後や自然災害)

ベルギーの鉄道網は,洪水 (例えば2021年のシェルド川の洪水) や事故による損傷に脆弱です.MSBは迅速な対応ソリューションとして機能します:

2023年 マース川の洪水: 洗い流された鉄道橋を修復するために,マストリヒート (ベルギーとオランダの国境) の近くで15mのMSBが配備されました.緊急貨物・旅客輸送の支援..

鉄道火災修理:20mの跨度MSBは2022年の貨物列車の火災により損傷した橋をシャルロイ近くに置き換えました.モジュール式設計により,永久橋が再建される間,一時的な設置が可能になりました.2週間までダウンタイムを最小限に抑える..

3BS5400 荷重基準:鉄道エンジニアのための技術的分解

ベルギーは主に新しいインフラストラクチャのためのユーロコード (EN 1990~1999) を採用していますが,BS5400は,特に既存の橋の評価のために,鉄道MSBにとって依然として重要です.国境を越えたプロジェクト (イギリスや元イギリス領と)BS5400の負荷規定を理解することは,ベルギーの混合交通 (乗客+貨物) との互換性を確保するために不可欠です.

3.1 鉄道MSBの基本積載規定

BS5400 Part 2:2006 (Loadsの仕様) は,鉄道に隣接するまたは鉄道に統合されたMSBのための2つの主要な負荷カテゴリーを定義しています.

3.1.1 HA 積載 (通常の交通)

軽自動車,軽トラック,鉄道整備車両 (例えば10トンの線路磨き機) を含め,MSB歩道または隣接道路を使用する一般交通に適用されます:

均一分布する負荷 (UDL): 30 kN/m ≤30 m のスパンチで; ≥150 m のスパンチで線形的に9 kN/m に減少する.ブリュッセルの20 m のスパンチのMSBでは,これは,メンテナンス車両のサポートのために 30 kN/m の UDL に変換されます...

ナイフエッジ負荷 (KEL): 横幅 ≤15mで重軸をシミュレートする濃縮負荷120 kN;横幅 ≥60mでは360 kNに増加する.フランダースの30mのMSBは,240kNKELを12トンの整備クレーンに搭載しています..

3.1.2 HB 負荷 (特別重荷)

HB負荷は貨物列車や重工業輸送をサポートする鉄道MSBにとって極めて重要です.これはベルギーに関連した3つの構成を持つモジュール型ユニット (10 kN/軸) として定義されています:

HB-35: 35台 (350kN総重量) 地方旅客列車 (15トンの軸) と軽貨車用.

HB-45: 45台 (450kN総重量) ベルギーの貨物輸送路線の大半の標準 (25トンの軸,例えばアントワープ-ゼーブルーゲ)

HB-50: 50台 (総重量500kN) 重貨 (30トンの軸,例えばリエッジの石炭または鉄鋼輸送)

HB荷重の軸間隔は1.2m (HB-45/50) で標準化されている.MSB 梁の最大屈曲モメントを誘発する 設計中の重要な考慮事項 網の曲げやフレンジの屈曲を避けるために..

3.1.3 ベルギー条件の負荷組み合わせ

BS5400は5つの負荷組み合わせを指定しており,エンジニアとして,ベルギー鉄道のMSBには2つを優先します.

コンビネーション1 (パーマンント+HA/HB): 非地震地帯での日常設計に使用される (ベルギーの地震活動は低く,PGA ≤0.1g).固定負荷には,MSBの自重量 (15~20 kN/m S355JRの跨度) と軌道の弾筋 (10 kN/m) が含まれます...

組み合わせ3 (恒常 + HA/HB + 風):沿岸地域 (フランドール) と高海域 (アルデンヌス) において義務付けられる.風負荷はBS5400s 1に従います.5 kPa (開かれた地形では) 横の不安定性を防止する (長距離 (≥40 m) のMSBにとって重要な)..

3.2 ベルギーでの適用: BS5400 の使用時期

エンジニアリングの観点から言えば,BS5400は3つのシナリオで必須または好ましい.

古い橋の改良:ベルギーの鉄道橋の40%はBS5400に設計された (2004年にユーロコードが採用される前のもの).これらの橋をMSBで改装する (例えば,第二の軌道を追加する).BS5400は,既存の構造物との負荷互換性を保証する..

国境を越えたプロジェクト:英国とベルギーの運河トンネル鉄道は,英国がまだ標準を参考にしているため,MSBのためにBS5400を使用しています.これはアントワープとロンドン間のシームレスな貨物移動を保証します.

インフラベルのメンテナンスの基準:インフラベルの鉄道橋メンテナンスのマニュアル (2022) は,貨物走廊で使用されるすべてのMSBに対してBS5400 HBの荷重を要求しています.重車軸の安全度基準は,ユーロコード1991-2よりも保守的なもの..

4ベルギーの中小企業の市場動態:エンジニアリングと商業展望

技術的なパフォーマンスと商業的実行性をバランスする必要があります. 以下は,MSB市場のドライバー,サプライチェーン,政策,ベルギーのインフラエコシステムに合わせた価格設定..

4.1 需要の要因 (エンジニアリングによるニーズ)

インフラベルの2025~2030年の近代化計画: インフラベルは,鉄道橋の改良に32億ドルを割り当て,その40%が小規模企業に割り当てられました.

古い200以上のコンクリート橋 (1970年以前の橋) を交換する必要性

ベルギーの鉄道プロジェクトに8億ユーロ) の資金提供で,モジュール型,持続可能なソリューションを優先します.

アントワープ港のコンテナ輸送量は年間12% (2024年~2030年) 増加すると予測されており,より重い列車に対応するためにMSBのアップグレードが必要になります.アントワープ-リエッジ走廊は2028年までに15の新しいHB-50準拠MSBが必要になる..

都市化の圧力:ブリュッセル・通勤人口は年間1.5%増加しており,MSBが線路を拡張する需要を増加させている (例えば,8つのMSBを含むブリュッセル・オステンド線のアップグレード).

緊急事態対策: Infrabelは,ゲントとリエッジで10台のMSB (20~30m) を戦略的に備えており,48時間以内に投入可能となり,標準サイズのMSBへの需要を増加させています.

4.2 サプライチェーン (エンジニア中心の効率性)

ベルギーのMSBのサプライチェーンは高度に局所化されており,時間に敏感な鉄道プロジェクトにとって重要なリードタイムとコストを削減します.

国内鉄鋼生産:アルセル・ミッタル・ゲント (ベルギーの最大の鉄鋼工場) は,中小企業向けS355JRとS690QLの鉄鋼の80%を生産し,生産期間は2〜3週間 (輸入の場合6〜8週間).

モジュラー製造:BESIX Infra (ブリュッセル) やJan De Nul Infrastructure (ゲント) などの地元の企業は,ISO 9001認証工場でMSB部品を製造しています.これは精度 (ボルトの穴の許容度 ±2mm) とボルト付きMSB組件にとって不可欠な品質管理を保証します..

専門的なサプライヤー:ハイテク部品 (例えばIoTセンサー,耐腐食接続器) の場合,ベルギーはEUのサプライヤーに頼っています.

シメンス・モビリティ: ロードモニタリングセンサー (MSB梁に統合) を供給し,構造状態をリアルタイムに追跡する.

ヒルティ・ベルギー: BS5400の固定要件を満たす高強度ボルト (グレード10.9) を提供しています.

ロジスティック:MSB部品は,都市計画にとって重要な道路渋滞を最小限にするために,ベルギーの内陸水路 (輸送の70%) を通して輸送されます.重荷トラックへのアクセスが制限されている場合..

4.3 ポリシーと基準 (エンジニアの遵守)

ベルギーの規制枠組みは,安全性と持続可能性を保証しながら,MSBの採用を支援しています:

ユーロコード-BS5400の準拠: Infrabelの鉄道橋設計ガイドライン (2023) は,地震や風力による負荷に対するユーロコード1993-1-1 (鉄鋼構造) に準拠する場合は,MSBの BS5400を許可します.このハイブリッドアプローチは,互換性を保ちながら過度に設計を避けます..

持続可能性の義務: ベルギーの循環経済法 (2022) は,公共インフラストラクチャの70%のリサイクルコンテンツを要求しています.コンクリート橋 (30~40%リサイクル) は 免除が必要です..

CE認証: ベルギーで使用されるすべてのMSBには,BS5400とユーロコードの遵守を確認するCEマーク (EU規則305/2011) が必須です.HB-45 容量の120%の負荷テストを含む...

国境を越えた標準:ベネルクス連合のメンバーとして,ベルギーはMSB基準をオランダとルクセンブルクと一致させ,シームレスな鉄道接続性を確保します (例えば,ブリュッセル-アムステルダム高速線は,同じMSB仕様を使用している)..

4.4 価格設定 (工学コスト・メリット分析)

エンジニアリングの経済的な観点から,MSBはベルギーの伝統的な橋に比べて明確なコスト優位性があります:

わかった

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地域差があります.フランダーでは,小規模事業 (労働費の上昇) が,ワローニアよりも10~15%高いが,ライフサイクル節約は一貫しています.

5未来の傾向:エンジニアリングイノベーションと市場成長

鉄道エンジニアとして,我々は,ベルギーの将来のニーズに対応するMSBを設計するために,技術と市場の変化を予測する必要があります.

5.1 技術革新

軽量高強度鋼 (HSLA):S960QL鋼 (960 MPaの強度) の試験が,MSB向けにアントワープで進行中です.これは部品の重量を25%削減します (S690QLと比較して),長距離 (単行距離最大60m) と都市部への輸送を容易にする..

デジタルエンジニアリング:BIM (ビルディング・インフォメーション・モデリング) は Infrabel MSB のすべてのプロジェクトで義務付けられています.BIM を使用して BS5400 の負荷組み合わせをシミュレートし,コンポーネント・ジオメトリを最適化します.IoTセンサーを統合する例えば,ブリュッセル-オステンドのMSBプロジェクトでは,BIMを使用して設計エラーを30%削減しました.

構造健康モニタリング (SHM):MSB梁に埋め込まれたIoTセンサー (ストレインゲージ,腐食検出器) は,インフラベルの制御センターにリアルタイムデータを提供します.これは予測的な保守を可能にします.g防腐性レベルがガルバン化コーティングの10%を超えるとエンジニアを警告します.

プリファブリック・トラック統合:新しいMSB設計には,プリインストールされたレール固定装置と弾筋床が含まれ,現場でレール設置時間を50%短縮します.これはブリュッセルの高速鉄道の拡張にとって極めて重要です線路の調整許容量は ± 1 mm である.

5市場拡大

国境を越えたMSBプロジェクト:EUの"北海鉄道"イニシアチブ (ベルギー,オランダ,ドイツ,英国を接続する) は,2030年までに50以上のBS5400準拠MSBを必要とします.ベルギーはこの設計をリードします.国内サプライチェーンを活用する..

高速鉄道 (HSR): ベルギーの高速鉄道網 (Thalys,ICE) は,リエッジとゲントまで拡大しています.BS5400 HB-35 メンテナンス用車両の荷重..

持続可能な改装: 既存のMSBは太陽光パネル (デッキの歩道に組み込まれ) を搭載し,トラック照明とセンサーを搭載しています.ブルージュの試行プロジェクトにより,小規模家庭のエネルギー消費量は40%削減されました..

5.3 地元化と能力構築

国内の研究開発: ルエブン大学土木工学科は,腐食耐性のある自己治癒コーティングを備えた"スマートMSB"を開発するために,BESIXと提携しています.寿命が40年以上になる..

技能開発: Infrabel と ベルギー建設協会 (BFC) は,エンジニアと技術者向けにMSB組立訓練を毎年提供しています.外国の専門知識への依存を減らす..

スモールスパン標準化:Infrabelは,迅速な展開のために"標準MSBキット" (1020mスパン,HB-40対応) を開発しています.設計時間を70%短縮し,農村鉄道路線にMSBがよりアクセス可能になります..

ベルギーで20以上の MSBプロジェクトで働いたエンジニアとしてBS5400に準拠するモジュール式鉄筋橋は単なる技術的解決策ではなく,ベルギーの鉄道近代化の戦略的要因であることを証明できます速度,耐久性,持続可能性のバランスをとる能力はBS5400に準拠することで,既存のインフラストラクチャと国境を越えた貨物輸送との互換性を確保できます..

ベルギーの中小企業の将来は技術革新 (軽鋼,デジタルエンジニアリング) と市場拡大 (国境を越えたプロジェクト,HSR) にあります.重要なことは,EUの持続可能性と安全要件を統合しながら,BS5400の厳格な負荷基準を維持することです.ベルギーの強力な国内サプライチェーンと研究開発能力により,MSBは,ベルギーの鉄道を欧州の重要な輸送動脈として,効率的で安全で,耐久性があるでしょう.