JP2004360340A - 鉄道トンネル内吸音装置及びセラミックス吸音パネル取付方法 - Google Patents

鉄道トンネル内吸音装置及びセラミックス吸音パネル取付方法 Download PDF

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Abstract

【課題】多数のセラミック吸音パネルを鉄道トンネル内壁の所望場所に設置でき、ケミカルアンカーの使用本数を低減できる技術を提供する。
【解決手段】トンネル内壁9にケミカルアンカー10とボルト11によりレール状の取り付け治具13を固定し、取り付け治具13に複数枚のセラミックス吸音パネル1を並べてボルト14で固定する。
【選択図】 図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道トンネル内で騒音を吸収する吸音装置、及び、鉄道トンネルの内壁にセラミックス吸音パネルを取り付ける方法に関し、特に、新幹線のトンネル内での騒音対策に有用である。
【0002】
【従来の技術】
鉄道のトンネルを列車が走行する時に発生する騒音は、トンネル内で乱反射してトンネル坑口から外に出ていく。そのため、トンネル内での騒音低減が要望されている。特に、この要望は新幹線に関して強い。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−025711号公報(段落0021〜0022、0026〜0029、図3、図7)
【特許文献2】
特開平10−152812号公報(段落0016、図1、図2)
【特許文献3】
特開平06−193019号公報(段落0007〜0009、図1)
【0004】
上記騒音を低減するには、トンネル内部で騒音を吸収して減音することが効果的である。しかし、従来から吸音材として知られているグラスウール等の繊維系吸音材の使用は、以下の理由により、実用的でない。
(1) 繊維系吸音材は、列車が発生する風圧や振動によって飛散し、また、トンネル内部での湿気によって吸音効果が著しく劣化しやすい欠点がある。事実、繊維系吸音材を新幹線等の鉄道トンネル内に設置した例はない。
(2) また、繊維系吸音材を使用する場合には、上記の劣化を防ぐために、金属で作られたケースの中に繊維系吸音材を設置し、ケース前面の一部を開口して吸音する構造が考えられるが、十分な開口部がとれないため、効果的な吸音効果が限定される。
【0005】
これに対して、平板状に成形したセラミックスを用いたセラミックス吸音パネルは、風圧や振動による飛散がなく、また、湿気による劣化がないため、騒音発生源に対して最前面に設置することができ、吸音効果が大きい。
【0006】
しかし、現状では、セラミックス吸音パネルを作業性良く、かつ、短い工期で鉄道トンネルの内壁に取り付ける方法はない。その理由を以下に示す。
(1)トンネル内で騒音を吸収するには、多数のセラミックス吸音パネルをトンネル内壁の広い領域に取り付ける必要がある。
(2)一般に、トンネル内に構造物を設置するための止め具としては、安全性と耐久性から、ケミカルアンカーが使用されている。ところが、トンネル内部のコンクリートは、経年変化により劣化した部分や、湧き出る水分などで状態が悪くなっている部分が散見されるので、そのような状態が悪いコンクリートにケミカルアンカーを設置しても、構造物を固定するのに十分な強度がとれない可能性がある。例えば、新幹線のトンネル内部のコンクリートは、30年以上も経過して劣化した部分が散見される。
(3)このように、ケミカルアンカーを鉄道トンネル内壁に自由に設置することができないため、多数のセラミック吸音パネルを全て所望の場所に設置することはできない。
(4)また、セラミックス吸音パネルをトンネル内壁に設置する場合、セラミックス吸音パネル1つあたり4隅と内部の2箇所で合計6本のケミカルアンカーを用いて固定することが考えられるが、多数のセラミック吸音パネルを設置するにはケミカルアンカーの使用総本数が多くなり、その分、作業性が良くなく、また工期がかかる。
【0007】
トンネルに列車が進入する際の衝撃波は、トンネル出口に微気圧波として発生する。この微気圧波を緩和するためにトンネル坑口に、緩衝工と呼ばれる構造物が設置される。しかし、緩衝工は、微気圧波緩衝部材(通常、波型のプレート:コルゲートプレート)を有するものであり、微気圧波の緩和を行うだけであって、吸音効果はない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、鉄道トンネル内部のコンクリート状態が悪くても、多数のセラミック吸音パネルをトンネル内壁の所望の場所に設置でき、また、ケミカルアンカーの使用本数が低減して作業性が良く、工期が短縮する技術を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
第1発明は、上記課題を解決する鉄道トンネル内吸音装置であり、鉄道トンネルの内壁にケミカルアンカーとボルトにより固定されるレール状の取り付け治具と、この取り付け治具に並べて固定される複数枚のセラミックス吸音パネルを備えることを特徴とする。
【0010】
この場合、レール状取り付け治具の設置は、トンネル内壁のうち、所定の強度が確保可能なコンクリート状態の良い部位を任意に選んでケミカルアンカーを設置することで、ボルトにより固定される。複数のセラミックス吸音パネルは、取り付け治具に固定されるので、ケミカルアンカーが不要である。従って、取り付け治具を固定するためのケミカルアンカーをトンネル内壁に設置できさえすれば、コンクリート状態の善し悪しにかかわらず、複数のセラミックス吸音パネルをトンネル内壁の所望の場所に設置することができる。また、ケミカルアンカーを用いてトンネル内壁に固定するのは、セラミックス吸音パネルではなく、取り付け治具であるから、ケミカルアンカーの本数は取り付け治具をトンネル内壁に固定する分の数で良く、複数枚のセラミックス吸音パネルを個々にケミカルアンカーを用いて固定する場合に比べ、ケミカルアンカーの使用本数が低減し、作業性が向上するとともに、工期が短縮する。
【0011】
第2発明は、第1発明の鉄道トンネル内吸音装置において、前記取り付け治具が縦方向に配置されることを特徴とする。
【0012】
第3発明は、第2発明の鉄道トンネル内吸音装置において、前記取り付け治具はトンネル内壁の既設物から浮いている部分を有することを特徴とする。この場合、トンネル内壁の既設物とは、例えば通信等のケーブルである。
【0013】
第4発明は、第1発明の鉄道トンネル内吸音装置において、前記取り付け治具が横方向に設置されることを特徴とする。
【0014】
第5発明は、第4発明の鉄道トンネル内吸音装置において、前記取り付け治具はセラミックス吸音パネルの上縁を案内する上案内部及び下縁を案内する下案内部を横方向に沿って有しており、前記セラミックス吸音パネルが複数枚、前記取り付け治具の上案内部と下案内部間にはめ込まれること特徴とする。
【0015】
第6発明は、第5発明の鉄道トンネル内吸音装置において、前記取り付け治具の上案内部の縦方向寸法が、前記セラミックス吸音パネルを上方にスライドすることで下案内部と上案内部間から取り外すことが可能な長さであることを特徴とする。
【0016】
第7発明は、第4発明の鉄道トンネル内吸音装置において、前記取り付け治具を複数横方向に連結する接続治具を備えることを特徴とする。
【0017】
第8発明は、第2または3発明の鉄道トンネル内吸音装置において、前記取り付け治具はトンネル内壁の曲率に合った形状をしていることを特徴とする。但し、この形状は曲率に必ずしも厳密に一致している必要はなく、直線等の組み合わせで近似的に合っていれば良い。
【0018】
第9発明は、上記課題を解決するセラミックス吸音パネル取付方法であり、鉄道トンネルの内壁のうち所定の強度が確保可能な部位にケミカルアンカーを設置し、このケミカルアンカーとボルトによりレール状の取り付け治具をトンネル内壁に設置し、この取り付け治具に複数枚のセラミックス吸音パネルを並べて固定することを特徴とする。
【0019】
第10発明は、第9発明のセラミックス吸音パネル取付方法において、前記取り付け治具として、セラミックス吸音パネルの上縁を案内する上案内部及び下縁を案内する下案内部を横方向に沿って有する取り付け治具を用い、この取り付け治具を横方向に設置し、前記複数枚のセラミックス吸音パネルを前記取り付け治具の右側あるいは左側から順にスライドさせて上案内部と下案内部間にはめ込み、その後、前記取り付け治具に固定すること特徴とする。
【0020】
上記各発明において、セラミックス吸音パネルとはセラミックスを吸音材とするプレート状部材であり、例えば、
(1)セラミックス製のプレート状吸音材と、この吸音材の表側面または背面に設置される格子状プレート部材と、この格子状プレート部材の縁部を保持するように中央に開口を有する主フレームと、この主フレームから外方に伸び、取付穴が形成されている取付プレートとを有するもの、あるいは、
(2)セラミックス製のプレート状吸音材と、この吸音材の表側面または背面に設置される格子状プレート部材と、この格子状プレート部材の縁部を保持するように中央に開口を有する少なくとも2つの主フレームと、隣接した主フレームを連結するための連結フレームと、最外方に位置する2つの主フレームからそれぞれ外方に伸び、取付穴が形成されている取付プレートとを有するもの
を挙げることができる。
【0021】
また、セラミックス吸音パネルの背後には吸音効果を最適化するための空気層を設けることが好ましいが、この背後空気層には、セラミックス吸音パネルを取り付け治具に固定した際に生じるトンネル内壁とセラミックス吸音パネル間の空間を利用することができる。トンネル内壁とセラミックス吸音パネル間の距離が長く適切な背後空気層を確保できない場合は、トンネル内壁とセラミックス吸音パネルと間の適切な位置に背面塞ぎ板を設けると良い。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明で使用するセラミックス吸音パネルの構造例を示し、図2、図3は本発明の第1実施例を示し、図4〜図9は本発明の第2実施例を示している。
【0023】
[セラミックス吸音パネルの例]
図1に示すセラミックス吸音パネル1は、正面から見たときに中央が開口した、全体的に矩形の主フレーム2を複数有しており、本例では、主フレーム2は、2つの主フレーム2A、2Bからなる。各主フレーム2は、その開口周囲の四辺で、セラミックス製のプレート状吸音材5及びエキスパンドメタルと呼ばれる格子状プレート部材6の縁部を保持することができるようになっている。前面支持壁部5Aの外端部と背面支持壁部5Bの内端部との間に伸びる連結壁部5Cは変形「コの字」状の断面形状であり、背面支持壁部5Bの後方に位置する後方壁部5Dを有している。
【0024】
プレート状吸音材5は樹脂で固めたセラミックス、好ましくはアルミナ系セラミックスで矩形状に作られたものであり、プレート状吸音材5の各辺部は、上述したように、その前面が主フレーム2の前面支持壁部5Aにより、また、背面が主フレーム2の背面支持壁部5Dにより支持されることによって主フレーム2に取り付けられる。プレート状吸音材5は、鉄道トンネル内を新幹線が通過する際に引き起こす衝撃を受けても欠けなどが生じない強度を有するように、寸法形状が決められている。また、プレート状吸音材5は、セラミックス製であるので、グラスウールなどに比較して経年劣化が少ないという利点がある、
【0025】
各プレート状吸音材5の背面には、格子状プレート部材6として、アルミニウムのエキスパンドメタルが配置される。各格子状プレート部材6はプレート状吸音材5とほぼ同一の寸法形状を有し、その各辺部がプレート状吸音材5と主フレーム2の背面支持壁部5Dとの間で支持されている。このように格子状プレート部材6がプレート状吸音材5を覆うので、プレート状吸音材5が落下物や飛散物による衝撃によって万一部分的に欠けたり、破損したときでも、プレート状吸音材5の破片の飛散を抑制することができる。
【0026】
セラミックス吸音パネル1は、更に、隣接した主フレーム2Aと主フレーム2Bとを連結する連結フレーム3を有している。本例では、連結フレーム3はH形断面をなし、H形の各脚部の外端面が主フレーム2の連結壁部5Cに溶接などによって固定されている。
【0027】
更に、主フレーム2Aと主フレーム2Bの上部及び下部に取付プレート7が溶接などによって取り付けられている。パネル上下に突出する各取付プレート7の延長部分には、セラミックス吸音パネル1を後述するレール状の取り付け治具に固定するためのボルト(図2の符号13、14参照)を通すための取付穴8が形成されている。
【0028】
[第1実施例]
図2、図3は本発明の第1実施例を示し、鉄道トンネルの内壁9には、ケミカルアンカー10とボルト11を用いて、レール12が多数互いに平行に縦方向に設置される。レール12の設置範囲はトンネルのほぼ全長にわたる。隣接した左右2本のレール12、12が1組になってレール状の取り付け治具13を構成する。この取り付け治具13に、セラミックス吸音パネル1が複数、上下方向に並べてボルト14により固定される。従って、トンネル内壁9のほぼ全域に渡って多数のセラミックス吸音パネル1が設置される。
【0029】
本第1実施例では、各レール12はコの字の両先端が同一面で互いに反対方向に開いた断面形状をなしている。各レール12の底部12Aがケミカルアンカー10とボルト11によりトンネル内壁9に固定される。各レール12には、右側縦部12Bを経て底部12Aに連なる右側フランジ部12Cと、左側縦部12Dを経て底部12Aに連なる左側フランジ部12Eとがあり、右側フランジ部12Cに右側のセラミックス吸音パネル1が取付穴8を用いてボルト14により固定され、左側フランジ部12Eに左側のセラミックス吸音パネル1が取付穴8を用いてボルト14により固定される。
【0030】
各レール12は、ケミカルアンカー10とボルト11により直接トンネル内壁9に固定されるが、取付片13Aを介在させてトンネル内壁9に固定するようにしても良い。本第1実施例では、取付片13Aとして2段階に折れ曲がった略L形状の断面を持つ部材を使用している。
【0031】
本第1実施例では、個々のセラミックス吸音パネル1として、プレート状吸音材、主フレームともに2枚で構成したものを使用している。
【0032】
各レール12固定用のケミカルアンカー10は、トンネル内壁9のうち、強度が低下しない範囲の任意の位置に打っている。トンネル内壁9にはケーブルなどの既設物15が横方向に沿って存在するので、取り付け治具13を構成する各レール12を既設物15から浮かせた形に予め形成しておき、既設物15の上方に配置している。また、取り付け治具13を構成する各レール12は、トンネル内壁9の縦方向の曲率に合わせて予め加工してある。
【0033】
取り付け治具13を構成する各レール12のフランジ部12C、12Eのトンネル内壁9からの高さは、トンネル内壁9とセラミックス吸音パネル1との間が適切な背後空気層となるような高さに設定してある。既設物15から浮いた部分では、トンネル内壁9とセラミックス吸音パネル1との間に背面塞ぎ板16を取り付けて、適切な背後空気層を形成するようにしている。
【0034】
上述したように、鉄道トンネル内に吸音装置を設置する場合、トンネル内壁9のうち所定の強度が確保可能な部位を任意に選んでケミカルアンカー10を設置し、このケミカルアンカー10とボルト11により取付穴17を用いて取り付け治具13を固定するか、あるいは、ケミカルアンカー10とボルト11により取付片13Aを固定し、この取付片13Aにボルト13Bと取付穴17を用いて取り付け治具13を固定することにより、取り付け治具13をトンネル内壁9に縦方向に設置する。このようにして設置した各取り付け治具13に、複数枚のセラミックス吸音パネル1を上下に並べてボルト14で固定する。取り付け治具13の長さがセラミックス吸音パネル1を設置する領域の縦方向長さより短い場合は、所望の長さとなるように複数の取り付け治具13を縦方向に連結して用いる。
【0035】
取り付け治具13をトンネル内壁9に固定するとき、レール12の底部12Aに縦方向に沿って予め取付穴17を多数明けておき、いずれかの取付穴17の位置に対応し、且つ、強度が十分取れる位置を選んでケミカルアンカー10を打つようにしても良く、あるいは、取付穴17に対応する位置では強度が十分でない場合はレール12の延長上で強度が十分な位置にケミカルアンカー10を設置し、取付片13Aをボルト11でケミカルアンカー10に固定するとともに、取付片13Aをレール12の底部12Aのいずれかの取付穴17とボルト13Bを用いて固定するようにしても良い。または、強度が十分な位置に設置したケミカルアンカー10の設置位置に合わせて後から、レール12の底部12Aにボルト11またはボルト13Bを通す取付穴17を明けるようにしても良。
【0036】
セラミックス吸音板パネル1を取り付け治具13に固定するときは、予めセラミックス吸音板パネル1の取付穴8に対応した位置にてレール12の左右各フランジ部12C、12Eにボルト14用取付穴18を明けておいても良く、あるいは、セラミックス吸音板パネル1を取り付けるときに現場で、ボルト14用取付穴18を明けても良い。
【0037】
また、セラミックス吸音パネル1は、取り付け治具13を構成する各レール12のフランジ部の表面に固定しても良く、あるいは、取り付け治具13の上方開口部から下にスライドさせて各レール12のフランジ部裏面に嵌め込んで固定しても良い。前者の場合は、各レール12の取付穴18にねじを切ったり、裏面にナットを溶接するなどしておくと良く、後者の場合は、セラミックス吸音パネル1の取付穴8にねじを切ったり、裏面にナットを溶接するなどしておくと良い。また、前者の場合、左右に隣接する2本のレール12間の横方向間隔d1はセラミックス吸音パネル1の横幅w1と同じか、これよりもやや広く、あるいは、やや狭くても良い。後者の場合は、隣接2本のレール12、12の左側縦部12Bと右側縦部12Dとの横方向間隔d2は、スライドしやすいように、セラミックス吸音パネル1の横幅w1よりやや広くする。
【0038】
本第1実施例による効果を以下に示す。
(1)セラミックス吸音パネル1が鉄道トンネル内の騒音を軽減する。
(2)セラミックス吸音パネル1は、グラスウールと異なり、鉄道の風圧及び振動に耐えることができ、また、湿気等がある場所でも吸音効果が劣化しない。
(3)取り付け治具13をトンネル内壁9に設置することにより、多数のセラミックス吸音パネル1をトンネル内壁9の所望場所に容易に設置することができる。これにより、工期が大幅に短縮する。また、人力でも、セラミックス吸音パネル1を設置することができる。更に、ケミカルアンカー10は取り付け治具13固定用だけでよく、使用本数が低減する。
(4)取り付け治具13を用いることで、コンクリート壁面の状態に応じてアンカーボルト10の設置位置を変えることができ、これまで取り付けが不可能であったコンクリートでもセラミックス吸音パネル1が設置可能となる。
(5)取り付け治具13がトンネル内壁9に縦方向に設置されるので、セラミックス吸音パネル1を容易に縦方向に並べて設置することができる。
(6)トンネル内壁9の既設物15から取り付け治具13が浮くことにより、既設物15を避けてセラミックス吸音パネル1を容易に設置することができる。
(7)取り付け治具13がトンネル内壁9の曲率に合っているので、セラミックス吸音パネル1をトンネル内壁9の曲率に合わせて設置することができる。
(8)トンネル内壁9とセラミックス吸音パネル1との間が広くて背後空気層の形成に適さない場合でも、背面塞ぎ板16を設けることにより、適切な背後空気層を形成することができる。
【0039】
なお、トンネル内で最右端に位置するレールには右側縦部12B及び右側フランジ部12Cを省略したものを使用することができ、同様に、最左端に位置するレールには左側縦部12D及び左側フランジ部12Eを省略したものを使用することができる。また、各レール12にはH形断面形状のものを使用することができる。
【0040】
[第2実施例]
図4、図5は本発明の第2実施例を示し、鉄道トンネルの内壁9には、ケミカルアンカー10とボルト11を用いて、レール12が多数互いに平行に横方向に設置される。レール12の設置範囲はトンネルのほぼ全長にわたる。隣接した上下2本のレール12、12が1組になってレール状の取り付け治具13を構成する。この取り付け治具13に、セラミックス吸音パネル1が複数、左右方向に並べてボルト14により固定される。従って、トンネル内壁9のほぼ全域に渡って多数のセラミックス吸音パネル1が設置される。
【0041】
本第1実施例でも、各レール12はコの字の両先端が同一面で互いに反対方向に開いた断面形状をなしている。各レール12の底部12Aがケミカルアンカー10とボルト11によりトンネル内壁9に固定される。各レール12には、下側縦部12Bを経て底部12Aに連なる下側フランジ部12Cと、上側縦部12Dを経て底部12Aに連なる上側フランジ部12Eとがあり、下側フランジ部12Cに下側のセラミックス吸音パネル1が取付穴8を用いてボルト14により固定され、上側フランジ部12Eに上側のセラミックス吸音パネル1が取付穴8を用いてボルト14により固定される。
【0042】
各レール12は、ケミカルアンカー10とボルト11により直接トンネル内壁9に固定されるが、取付片13Aを介在させてトンネル内壁9に固定するようにしても良い。本第2実施例でも、取付片13Aとして2段階に折れ曲がった略L形状の断面を持つ部材を使用している。
【0043】
また、本2実施例でも、第1実施例と同様、個々のセラミックス吸音パネル1はプレート状吸音材、主フレームともに2枚で構成したものである。
【0044】
ここで、セラミックス吸音パネル1を右または左からスライドさせて取り付け治具13内にはめ込むため、取り付け治具13を構成する上下隣接2本のレール12、12のうち、上側のレール12の下側フランジ部12Cがセラミックス吸音パネル1の上縁に対する横方向の上案内部をなし、下側のレール12の上側フランジ部12Eがセラミックス吸音パネル1の下縁に対する横方向の下案内部をなし、また、隣接する上下2本のレール12の下側縦部12Bと上側縦部12Dとの縦方向の間隔d3をセラミックス吸音パネル1の縦幅w2よりやや広くしている。
【0045】
更に、セラミックス吸音パネル1の取替えを容易にするため、上案内部をなす下側フランジ部12Cの縦方向寸法を、取り付け後のセラミックス吸音パネル1を上方にスライドすることで上案内部とした下案内部との間から取り出すことができるような長さにしている。詳しくは、セラミックス吸音パネル1の下縁が下側のレール12の上側フランジ部(下案内部)12Eの下端に当接している状態ではセラミックス吸音パネル1が上案内部から外れず、セラミックス吸音パネル1の上縁が上側のレール12の下側フランジ部(上案内部)12Cの上端に当接させた状態でセラミックス吸音パネル1を下案内部から外れるように、下側フランジ部(上案内部)12Cの縦方向寸法を上側フランジ部(下案内部)12Eの縦方向寸法よりも長くしている。
【0046】
取り付け治具13を構成する各レール12固定用のケミカルアンカー10は、トンネル内壁9のうち、強度が低下しない範囲の任意の位置に打つ。各レール12は、トンネル内壁9の横方向の曲率に合わせて予め加工してある。取り付け治具13はケーブルなどの既設物15を避けてトンネル内壁9に横方向に設置される。
【0047】
取り付け治具13を構成する各レール12のフランジ部12C、12Eのトンネル内壁9からの高さは、トンネル内壁9とセラミックス吸音パネル1との間が適切な背後空気層となるような高さに設定してある。必要あれば、第1実施例と同様、トンネル内壁9とセラミックス吸音パネル1との間に背面塞ぎ板を取り付けて背後空気層を形成するようにしても良い。
【0048】
上述したように、本第2実施例では取り付け治具13がセラミックス吸音パネル1の上縁を案内する上案内部及び下縁を案内する下案内部を横方向に沿って有しているので、鉄道トンネル内に吸音装置を設置する場合、トンネル内壁9のうち所定の強度が確保可能な部位を任意に選んでケミカルアンカー10を設置し、このケミカルアンカー10とボルト11により取付穴17を用いて取り付け治具13を固定するか、あるいは、ケミカルアンカー10とボルト11により取付片13Aを固定し、この取付片13Aにボルト13Bと取付穴17を用いて取り付け治具13を固定することにより、トンネル内壁9に横方向に取り付け治具13を設置する。このようにして設置した取り付け治具13に複数枚のセラミックス吸音パネル1を右側あるいは左側から順にスライドさせて上案内部と下案内部間にはめ込み、その後、取り付け治具13にボルト14で固定する。この場合、セラミックス吸音パネル1の取付穴8にねじを切ったり、裏面にナットを溶接するなどしておくと良い。
【0049】
メンテナンスのために古いセラミックス吸音パネル1を取り外す場合は、当該セラミックス吸音パネル1を上方にスライドさせ、その下縁を下案内部よりも手前に引き出し、次いで、斜め下方にスライドさせて上縁を上案内部から引き抜くことで、取り付け治具13から外す。新しいセラミックス吸音パネル1を取り付ける場合は、当該セラミックス吸音パネル1を斜め上方にスライドさせてその上縁を上案内部に入れ、次いで、下方にスライドさせて下縁を下案内部に入れることで、取り付け治具13にはめ込む。
【0050】
取り付け治具13をトンネル内壁9に固定するとき、第1実施例と同様、レール12の底部12Aに横方向に沿って予め取付穴17を多数明けておき、いずれかの取付穴17の位置に対応し、且つ、強度が十分取れる位置を選んでケミカルアンカー10を打つようにしても良く、あるいは、取付穴17に対応する位置では強度が十分でない場合はレール12の延長上で強度が十分な位置にケミカルアンカー10を設置し、取付片13Aをボルト11でケミカルアンカー10に固定するとともに、取付片13Aをレール12の底部12Aのいずれかの取付穴17とボルト13Bを用いて固定するようにしても良い。または、強度が十分な位置に設置したケミカルアンカー10の設置位置に合わせて後から、レール12の底部12Aにボルト11またはボルト13Bを通す取付穴17を明けるようにしても良。
【0051】
また、セラミックス吸音板パネル1を取り付け治具13に固定するときも、第1実施例と同様、予めセラミックス吸音板パネル1の取付穴8に対応した位置にてレール12にボルト14用取付穴18を明けておいても良く、あるいは、セラミックス吸音板パネル1を取り付けるときに現場で、ボルト14用取付穴18を明けても良い。取付穴17にはねじを切るか、裏面にナットを溶接するなどしておくと良い。
【0052】
一般に、鉄道トンネルは極めて長いので、取り付け治具13の長さはセラミックス吸音パネル1を設置する領域の長さより短い。この場合、所望の長さとなるように複数の取り付け治具13を横方向に連結して用いれば良い。その際、図6〜図9に示すような接続治具19、20、21,22を用いて隣接する取り付け治具13を連結することにより、セラミックス吸音パネル1を容易にスライドさせることができる。取り付け治具13の連結に際し、隣接する取り付け治具13の端部どうしは必ずしも当接する必要はなく、セラミックス吸音パネル1のスライドに差し支えない程度であれば、端部どうしが少し離れていても良い。
【0053】
図6に示す接続治具19はケミカルアンカー19Aと、一方のレール12の左端にて底部12Aに明けた半円形状または半円より円弧が短い形状の穴19Bと、他方のレール12の右端にて底部12Aに明けた半円形状または半円より円弧が短い形状の穴9Cからなり、ケミカルアンカー19Aの外周に左右から2本のレールの穴19B、19Cをはめ込むことにより、連結が達成される。穴19B、19Cが半円より円弧が短い形状の場合は、トンネル内壁の湾曲形状に合わせて2つの取り付け治具13を連結することができる。
【0054】
図7に示す接続治具20は左右のレール12の端部が左右から嵌ることができる形状の空間を有する治具本体20Aと、ケミカルアンカー20Bと、治具本体20Aをケミカルアンカー20Bに固定するボルト20Cからなり、治具本体20A内に左右のレール12の端部を差し込むことにより、連結が達成される。
【0055】
図8に示す接続治具21は左右のレール12の端部が左右から嵌ることができる形状の空間を有する治具本体21Aと、ケミカルアンカー21Bと、治具本体21Aをケミカルアンカー21Bに固定するボルト21Cからなり、図7に示した接続治具20と似た構造をしているが、治具本体21Aの長さが治具本体20Aに比べると長い。この接続治具21では、治具本体21A内に差し込む左右のレール12の端部長さを調整することができ、差し込み量の調整によりトンネル内壁の湾曲形状に合わせて2つの取り付け治具13を連結することができる。
【0056】
図9に示す接続治具22は左側のレール12の右端部が左側から嵌ることができる形状の空間を有する左側治具本体22Aと、右側のレール12の左端部が右側から嵌ることができる形状の空間を有する右側治具本体22Bと、ケミカルアンカー22Cと、左右の治具本体22A、22Bを回動可能にケミカルアンカー20Bに取り付けるボルト22Dからなり、左右の治具本体22A、22B内にそれぞれ左右のレール12の端部を差し込むことにより、連結が達成される。この接続治具22では、左右の治具本体22A、22B間の角度が変化可能であるから、トンネル内壁の湾曲形状に合わせて2つの取り付け治具13を連結することができる。
【0057】
本第2実施例による効果を以下に示す。
(1)セラミックス吸音パネル1が鉄道トンネル内の騒音を軽減する。
(2)セラミックス吸音パネル1は、グラスウールと異なり、鉄道の風圧及び振動に耐えることができ、また、湿気等がある場所でも吸音効果が劣化しない。
(3)取り付け治具13をトンネル内壁9に設置することにより、セラミックス吸音パネル1を容易にトンネル内壁9に設置することができる。これにより、工期が大幅に短縮する。また、ケミカルアンカー10は取り付け治具13固定用だけでよく、使用本数が低減する。
(4)取り付け治具13を用いることで、コンクリート壁面の状態に応じて、アンカーボルト10の位置を変えることができ、これまで取り付けが不可能であったコンクリートでも設置可能となる。
(5)取り付け治具13がトンネル内壁9に横方向に設置されるので、セラミックス吸音パネル1を容易に横方向に並べて設置することができる。
(6)セラミックス吸音パネル1を取り付け治具13の右側あるいは左側から順にスライドさせて上案内部と下案内部間にはめ込むことができるので、人力でも容易に、セラミックス吸音パネル1を設置することができる。
(7)吸音装置の設置後、一部のセラミックス吸音パネル1を上方にスライドすることで取り付け治具13から取り外したり、はめ込むことができるので、セラミックス吸音パネル1の取り替えなどのメンテナンスが容易である。
(8)取り付け治具13がトンネル内壁9の曲率に合っているので、セラミックス吸音パネル1をトンネル内壁9の曲率に合わせて設置することができる。
(9)トンネル内壁9とセラミックス吸音パネル1との間が広くて背後空気層の形成に適さない場合には、背面塞ぎ板を設けることにより背後空気層を形成することができる。
【0058】
上記ではセラミックス吸音パネルを右側や左側からスライドして取り付け治具13にはめ込み固定したが、取り付け治具13を構成する各レール12の上側脚部の表面に複数枚のセラミックス吸音パネル1を並べてボルト14で固定するようにしても良い。この場合、各レール12の取付穴18にねじを切っておくと良い。
【0059】
上記ではトンネル内壁9のケーブルなどの既設物15を避けて取り付け治具13を横方向に設置したが、取り付け治具13を既設物15に沿ってその上方に設置することも可能である。この場合、既設物15の上方にも容易にセラミックス吸音パネル1を設置することができる。
【0060】
なお、トンネル内で最下端に位置するレールには下側縦部12B及び下側フランジ部12Cを省略したものを使用することができ、同様に、最上端に位置するレールには上側縦部12D及び上側フランジ部12Eを省略したものを使用することができる。また、各レール12にはH形断面形状のものを使用することができる。
【0061】
【発明の効果】
第1発明は、鉄道トンネルの内壁にケミカルアンカーとボルトにより固定されるレール状の取り付け治具と、この取り付け治具に並べて固定される複数枚のセラミックス吸音パネルを備えるので、従来のグラスウールと異なり、鉄道の風圧及び振動に耐え、また、湿気等がある場所でも吸音効果が劣化せず、効果的に鉄道トンネル内の騒音を軽減することができる。取り付け治具の設置により、セラミックス吸音パネルを容易にトンネル内壁に設置することができ、工期が大幅に短縮する。特に、ケミカルアンカーは取り付け治具固定用だけでよく、使用本数が低減する。取り付け治具を用いることで、コンクリート壁面の状態に応じてアンカーボルトの設置位置を変えることができ、これまで取り付けが不可能であったコンクリートでもセラミックス吸音パネルが設置可能となる。人力でも、セラミックス吸音パネルを設置することができる。
【0062】
第2発明は、第1発明の鉄道トンネル内吸音装置において、前記取り付け治具が縦方向に配置されるので、セラミックス吸音パネルを容易に縦方向に並べて設置することができる。
【0063】
第3発明は、第2発明の鉄道トンネル内吸音装置において、前記取り付け治具はトンネル内壁の既設物から浮いている部分を有するので、既設物を避けてセラミックス吸音パネルを容易に設置することができる。
【0064】
第4発明は、第1発明の鉄道トンネル内吸音装置において、前記取り付け治具が横方向に設置されるので、セラミックス吸音パネルを容易に横方向に並べて設置することができる。
【0065】
第5発明は、第4発明の鉄道トンネル内吸音装置において、前記取り付け治具はセラミックス吸音パネルの上縁を案内する上案内部及び下縁を案内する下案内部を横方向に沿って有しており、前記セラミックス吸音パネルが複数枚、前記取り付け治具の上案内部と下案内部間にはめ込まれるので、容易にセラミックス吸音パネルを設置することができる。
【0066】
第6発明は、第5発明の鉄道トンネル内吸音装置において、前記取り付け治具の上案内部の縦方向寸法が、前記セラミックス吸音パネルを上方にスライドすることで下案内部と上案内部間から取り外すことが可能な長さであるので、セラミックス吸音パネルの取り替えなどのメンテナンスが容易である。
【0067】
第7発明は、第4発明の鉄道トンネル内吸音装置において、前記取り付け治具を複数横方向に連結する接続治具を備えるので、取り付け治具の個々の長さより長い領域にセラミックス吸音パネル1を設置することができる。
【0068】
第8発明は、第2または3発明の鉄道トンネル内吸音装置において、前記取り付け治具はトンネル内壁の曲率に合った形状をしているので、セラミックス吸音パネルをトンネル内壁の曲率に合わせて設置することができる。
【0069】
第9発明は、上記課題を解決するセラミックス吸音パネル取付方法であり、鉄道トンネルの内壁のうち所定の強度が確保可能な部位にケミカルアンカーを設置し、このケミカルアンカーとボルトによりレール状の取り付け治具をトンネル内壁に設置し、この取り付け治具に複数枚のセラミックス吸音パネルを並べて固定するので、容易にセラミックス吸音パネルを設置することができる。
【0070】
第10発明は、第9発明のセラミックス吸音パネル取付方法において、前記取り付け治具として、セラミックス吸音パネルの上縁を案内する上案内部及び下縁を案内する下案内部を横方向に沿って有する取り付け治具を用い、この取り付け治具を横方向に設置し、前記複数枚のセラミックス吸音パネルを前記取り付け治具の右側あるいは左側から順にスライドさせて上案内部と下案内部間にはめ込み、その後、前記取り付け治具に固定するので、セラミックス吸音パネルの設置が更に容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で用いるセラミックス吸音パネルの一例を示す図。
【図2】本発明の第1実施例に係る鉄道トンネル内吸音装置の構成を示す図。
【図3】図1の側面図。
【図4】本発明の第2実施例に係る鉄道トンネル内吸音装置の構成を示す図。
【図5】図4の側面図。
【図6】取り付け治具を連結する接続治具の例を示す図。
【図7】取り付け治具を連結する接続治具の例を示す図。
【図8】取り付け治具を連結する接続治具の例を示す図。
【図9】取り付け治具を連結する接続治具の例を示す図。
【符号の説明】
1 セラミックス吸音パネル
2、2A、2B 主フレーム
3 連結フレーム
5 プレート状吸音材
5A 前面支持壁部
5B 背面支持壁部
5C 連結壁部
5D 後方壁部
6 格子状プレート部材
7 取付プレート
8 取付穴
9 トンネル内壁
10 ケミカルアンカー
11 ボルト
12 レール
12A 底部
12B 右側または下側縦部
12C 右側または下側フランジ部
12D 左側または上側縦部
12E 左側または上側フランジ部
13 取り付け治具
13A 取付片
13B ボルト
14 ボルト
15 既設物
16 背面塞ぎ板
17、18 取付穴
19 接続治具
19A ケミカルアンカー
19B、19C 穴
20 接続治具
20A 治具本体
20B ケミカルアンカー
20C ボルト
21 接続治具
21A 治具本体
21B ケミカルアンカー
21C ボルト
22 接続治具
22A 左側治具本体
22B 右側治具本体
22C ケミカルアンカー
22D ボルト
d1 2本のレールの横間隔
d2 2本のレールの左側縦部と右側縦部との横間隔
d3 2本のレールの上側縦部と下側縦部との縦間隔
w1 セラミックス吸音パネルの横幅
w2 セラミックス吸音パネルの縦幅

Claims (10)

  1. 鉄道トンネルの内壁にケミカルアンカーとボルトにより固定されるレール状の取り付け治具と、この取り付け治具に並べて固定される複数枚のセラミックス吸音パネルを備えることを特徴とする鉄道トンネル内吸音装置。
  2. 請求項1において、前記取り付け治具が縦方向に設置されることを特徴とする鉄道トンネル内吸音装置。
  3. 請求項2において、前記取り付け治具はトンネル内壁の既設物から浮いている部分を有することを特徴とする鉄道トンネル内吸音装置。
  4. 請求項1において、前記取り付け治具が横方向に設置されることを特徴とする鉄道トンネル内吸音装置。
  5. 請求項4において、前記取り付け治具はセラミックス吸音パネルの上縁を案内する上案内部及び下縁を案内する下案内部を横方向に沿って有しており、前記セラミックス吸音パネルが複数枚、前記取り付け治具の上案内部と下案内部間にはめ込まれること特徴とする鉄道トンネル内吸音装置。
  6. 請求項5において、前記取り付け治具の上案内部の縦方向寸法が、前記セラミックス吸音パネルを上方にスライドすることで下案内部と上案内部間から取り外すことが可能な長さであることを特徴とする鉄道トンネル内吸音装置。
  7. 請求項4において、前記取り付け治具を複数横方向に連結する接続治具を備えることを特徴とする鉄道トンネル内吸音装置。
  8. 請求項2または3において、前記取り付け治具はトンネル内壁の曲率に合った形状をしていることを特徴とする鉄道トンネル内吸音装置。
  9. 鉄道トンネルの内壁のうち所定の強度が確保可能な部位にケミカルアンカーを設置し、このケミカルアンカーとボルトによりレール状の取り付け治具をトンネル内壁に設置し、この取り付け治具に複数枚のセラミックス吸音パネルを並べて固定することを特徴とするセラミックス吸音パネル取付方法。
  10. 請求項9において、前記取り付け治具として、セラミックス吸音パネルの上縁を案内する上案内部及び下縁を案内する下案内部を横方向に沿って有する取り付け治具を用い、この取り付け治具を横方向に設置し、前記複数枚のセラミックス吸音パネルを前記取り付け治具の右側あるいは左側から順にスライドさせて上案内部と下案内部間にはめ込み、その後、前記取り付け治具に固定すること特徴とするセラミックス吸音パネル取付方法。
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CN104963302A (zh) * 2014-12-30 2015-10-07 山东馨声建筑材料有限公司 非金属声屏障单元板板材及其生产工艺
CN108914796A (zh) * 2018-08-28 2018-11-30 中铁第四勘察设计院集团有限公司 一种跨座式单轨的声屏障装置

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