山岳地帯の鉄道路線

質問

山岳地帯を走る鉄道路線にカーブが多いのはなぜですか。

回答No.9

Ohjo-Koita

真っ直ぐに作ればどうなるのか？それを考えれば、必然的に答えが出てくるのではないでしょうか？
線路を真っ直ぐにしようとするなら
1. トンネルを掘って一直線にする
2. 橋を架けて一直線にする
3. 高低差を無視して一直線にする
これらの複合になります。しかし、１と２は莫大な資金が必要です。予算の都合を考えれば、トンネル・橋の数は極力減らしたいのが現実的です。となれば、山肌に沿って線路を引いていくしかないでしょう。
３の高低差は、最も重要な課題になります。
まず、「自動車・鉄道車両が何故【力行】をかければ進むことが出来るのか？」ここが重要なポイントです。それは、道路（レール）とタイヤ（車輪）に摩擦力があるから進むことが出来るわけです。摩擦力が一切無ければ進むことができません。丁度、氷の上を自動車で走るのと同じです。どちらも、摩擦力があるからこそ進むことができるのです。
自動車はタイヤが扁平することで、道路との接地面を増やし摩擦係数を向上しています。しかし、鉄道車両はお互いがレールも車輪も金属で出来ており、車輪は扁平すらしません。となると、レールと車輪が接する１点で摩擦係数を向上しなければなりません。となれば、鉄道車両が自動車の様に坂を登れないのは一目瞭然かと思います。また、自動車と違い、重量も全く異なります。
しかし、坂を登るだけではなく、逆に下る事も考慮が必要です。自動車は車重が軽いのでエンジンブレーキでなんとかなるでしょう。しかし、鉄道車両は車重もあり、ブレーキを掛け続けていれば何れブレーキが過熱し制動が効かなくなります。今は、モーターの特性を活かし抑速制動も掛けれる様になりましたが、それでも長い坂を下るには安全面でスピードも出せません（登りと下りでは、下りの方が最高速度が低く設定されています）。
これらの条件からして、高低差を無視して一直線で線路を引くことが出来ないのです。となれば、山肌に沿って緩やかなカーブにして大きな高低差にならない様にグネグネ線路が引いてあるわけです。また、カーブにも角度限界（車両限界）があるので、どうにもならなくなればトンネルを掘ったり橋を架けたりして対応しているわけです。

余談ですが、北陸新幹線の高崎～軽井沢には、40‰（1.7度 1,000m進んで40m上登る）の坂があります。高崎から軽井沢へ行く場合、高崎から一気に加速し、その勢いを利用して軽井沢へ向かいます。途中、安中榛名がありますが、この駅に停車する列車が軽井沢へ行こうとしても、本来の車両性能260Km/hを出すことは出来ず、170Km/hしか出せないそうです。たかだか1.7度でも、鉄道車両にはひぃひぃ悲鳴をあげる様な坂と言うことになるわけです。

回答No.8

nagata2017

直線のスペースが少ないからです。

回答No.7

tzd78886

他にも理由があります。蒸気機関車が牽く列車の場合は最高速度や加速度が遅く、細かいカーブが多くても全体としての走行距離が短ければ早く到達できたからです。今の列車は最高速度を長く維持できる方が全体の距離は長くなっても早く到達できるので、多少遠回りでもカーブを緩くする傾向にあります。

回答No.6

SPS700

鉄道の初期は蒸気機関車です。その蒸気発生装置は線路の上の制限から細長くなり傾きが一定以上になると片方が空ガマになり爆発の危険があります。

　動力源が電気やディーゼルに変わった今はトンネルや急勾配でカーブを減らした改線や新線もあります。

　しかし山岳地帯は、古い路床を利用しなければならない箇所が多く、勾配を緩やかにするためのカーブが多く残っています。

　下記はカーブの多い木曽森林鉄道の蒸気機関車で、ディーゼル化とともに売りに出され、今は個人の所有でカリフォルニア州立鉄道博物館に展示されています。

　漏斗型の煙突はスパーク・キャッチャーと呼ばれ、燃料の薪の火の粉が飛び散らないよう上に金網が張ってあり、あたりが山火事にならないようになっています。

回答No.5

longrailjpn2018

勾配(‰)緩和から。

回答No.4

FEX2053

単純に考えていいですよ。

山岳地帯を走る＝山に登るか、山を越える＝坂を登る＝まっすぐ登ると坂道が急になる＝曲がりながら登ると距離がのび、その分坂道が緩くなる。

ということですね。地形も影響はしますが、基本的には「坂道を緩くするために、同じ区間で曲がりながら距離をかせぐ」からだと考えていいです。

回答No.3

nekosuke16

山の成り立ちを考えると、それが断層からであれ、火山活動であれ、また、最終的な形が独立峰であれ、山脈や連峰のような連山であれ、基本的には頂上が小さく麓に下るにしたがって広がりを見せる円錐形または、その連続。

そうなると麓の縁は多くの場合弧を描く形になりますから山岳鉄道に限らず、山岳道路を含めて、その縁に沿って工事がなされるのは自然なことだと思いますよ。

近代になってダイナマイトなどの発明でトンネルによる開通も可能になりましたが、基本的には高低は様々ですが山岳の縁を走る必然性から弧を描くことになると思います。

回答No.2

citytombi

山肌に沿って走るからです。
トンネルはショートカットできますが、資材運搬やコスト面から最小にするんです。

回答No.1

tzd78886

建設費を安くあげるためです。今でこそ長いトンネルを掘る技術が発達していますが、昔は人海戦術でしたからそんなことをすれば建設にも時間がかかり、地形に沿って作る方が安上がりでした。最近の路線は急カーブだらけでは速度が出ず並行する道路に太刀打ちできないので、長いトンネルを掘ってまっすぐ結びます。