JP3475267B2 - トンネル入口緩衝工の開口部構造 - Google Patents
トンネル入口緩衝工の開口部構造Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、列車が高速でトン
ネルへ突入する際に発生する微気圧波が、列車の突入す
る側の緩衝工壁に設けた開口部のみでは、列車の突入速
度や先頭形状に影響を受けてその低減効果が十分に図れ
なくなるので、これらの影響を受けることなく、微気圧
波を低減することのできるトンネル入口緩衝工の開口部
構造に関するものである。
ネルへ突入する際に発生する微気圧波が、列車の突入す
る側の緩衝工壁に設けた開口部のみでは、列車の突入速
度や先頭形状に影響を受けてその低減効果が十分に図れ
なくなるので、これらの影響を受けることなく、微気圧
波を低減することのできるトンネル入口緩衝工の開口部
構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、列車が高速でトンネルへ突入する
と、トンネル内に圧縮波が発生し、トンネル内を音速で
伝播してトンネル出口側より外部へ放射される。この放
射された微気圧波は、低周波の空気振動であり、近辺の
建物の窓や戸を振動させるという環境問題があった。こ
の微気圧波は、従来からよく知られており、トンネル出
口側に到達する圧縮波の波面の圧力勾配にほぼ比例し、
この圧力勾配が大きい程、空気振動も大きくなるという
性質がある。しかも、圧縮波の波面の圧力勾配は、列車
がトンネル内へ突入する速度Ｖの３乗〜１０乗に比例す
るという性質があることも既知である。
と、トンネル内に圧縮波が発生し、トンネル内を音速で
伝播してトンネル出口側より外部へ放射される。この放
射された微気圧波は、低周波の空気振動であり、近辺の
建物の窓や戸を振動させるという環境問題があった。こ
の微気圧波は、従来からよく知られており、トンネル出
口側に到達する圧縮波の波面の圧力勾配にほぼ比例し、
この圧力勾配が大きい程、空気振動も大きくなるという
性質がある。しかも、圧縮波の波面の圧力勾配は、列車
がトンネル内へ突入する速度Ｖの３乗〜１０乗に比例す
るという性質があることも既知である。
【０００３】そのため、従来では、図６に示すように、
トンネル入口側に、開口面積の大きさがトンネル断面積
の１．４倍〜１．５５倍程度の断面積を持つフード形状
の構造物（以下は、緩衝工という）１を設置している。
そして、この緩衝工１の列車２が突入する側の壁面３の
上下方向の中央部に、緩衝工１の断面積と長さ及び突入
する列車２の先頭形状、速度等から決められた最適面積
（面積の大きさは固定式である）を有する窓（開口部）
５及び６を開設している。開口部５及び６を列車が突入
する側の緩衝工壁面３へ設ける理由は、上り線及び下り
線の双方を一つのトンネル内に敷設する複線用のトンネ
ルにあっては、列車のトンネル内への突入はトンネル入
口に対して偏心して行われる。そのため、微気圧波の対
策である開口部５及び６は、列車の突入する側に最も近
い緩衝工壁面３へ設けるようにしていた。開口部５及び
６の効果は、列車２がトンネルよりひとまわり大きい緩
衝工１に先ず突入し、続いて緩衝工１からトンネル内へ
突入することにより、微気圧波の形成を２段階にし、ト
ンネル突入時の圧縮波の波面の圧力勾配をトンネル入口
側で低減させるようにしている。また列車２が緩衝工１
へ突入するときに発生する圧縮波の一部を、緩衝工１の
開口部５及び６から逃がし、圧縮波の波面の圧力勾配を
緩やかなものにしている。これらの効果により、圧縮波
がトンネル内を音速で伝播してトンネル出口側で放射さ
れる際に生じる低周波の空気振動（微気圧波）を低減さ
せるようにしている。
トンネル入口側に、開口面積の大きさがトンネル断面積
の１．４倍〜１．５５倍程度の断面積を持つフード形状
の構造物（以下は、緩衝工という）１を設置している。
そして、この緩衝工１の列車２が突入する側の壁面３の
上下方向の中央部に、緩衝工１の断面積と長さ及び突入
する列車２の先頭形状、速度等から決められた最適面積
（面積の大きさは固定式である）を有する窓（開口部）
５及び６を開設している。開口部５及び６を列車が突入
する側の緩衝工壁面３へ設ける理由は、上り線及び下り
線の双方を一つのトンネル内に敷設する複線用のトンネ
ルにあっては、列車のトンネル内への突入はトンネル入
口に対して偏心して行われる。そのため、微気圧波の対
策である開口部５及び６は、列車の突入する側に最も近
い緩衝工壁面３へ設けるようにしていた。開口部５及び
６の効果は、列車２がトンネルよりひとまわり大きい緩
衝工１に先ず突入し、続いて緩衝工１からトンネル内へ
突入することにより、微気圧波の形成を２段階にし、ト
ンネル突入時の圧縮波の波面の圧力勾配をトンネル入口
側で低減させるようにしている。また列車２が緩衝工１
へ突入するときに発生する圧縮波の一部を、緩衝工１の
開口部５及び６から逃がし、圧縮波の波面の圧力勾配を
緩やかなものにしている。これらの効果により、圧縮波
がトンネル内を音速で伝播してトンネル出口側で放射さ
れる際に生じる低周波の空気振動（微気圧波）を低減さ
せるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記微気圧
は、高速で突入する列車２の速度と、その先頭形状に影
響を受けるものであり、新幹線車両の種類が少なかった
従来は、緩衝工１の開口部５及び６の大きさが固定であ
っても、例えば、２７０Ｋｍ／ｈで走行する３００系の
新幹線に対応した大きさの開口部５及び６としておけ
ば、２７０Ｋｍ／ｈ以下の速度で走行するその他の０系
や１００系の新幹線にも対応でき、微気圧波の十分な低
減効果が得られていた。
は、高速で突入する列車２の速度と、その先頭形状に影
響を受けるものであり、新幹線車両の種類が少なかった
従来は、緩衝工１の開口部５及び６の大きさが固定であ
っても、例えば、２７０Ｋｍ／ｈで走行する３００系の
新幹線に対応した大きさの開口部５及び６としておけ
ば、２７０Ｋｍ／ｈ以下の速度で走行するその他の０系
や１００系の新幹線にも対応でき、微気圧波の十分な低
減効果が得られていた。
【０００５】ところが、最近は、３００Ｋｍ／ｈで走行
する５００系の高速新幹線が営業運転を既に開始してお
り、また７００系の高速新幹線も既に試験走行が開始さ
れ、近いうちに営業運転を開始する予定である。このよ
うに、５００系や７００系の高速新幹線の場合は、列車
速度が非常に高速であり、そのために列車２の先頭のノ
ーズ部分の長さも３００系の６ｍに比較して１５ｍを越
える等の相当にロングなノーズ形状となっている。その
ため、３００系の新幹線に対応して設けた緩衝工１の開
口部構造では、５００系や７００系の高速新幹線又は今
後開発される高速新幹線に対応することができず、これ
らの高速新幹線がトンネル内へ突入した場合には、緩衝
工１によって十分な微気圧波の低減効果が得られないと
いう問題があった。
する５００系の高速新幹線が営業運転を既に開始してお
り、また７００系の高速新幹線も既に試験走行が開始さ
れ、近いうちに営業運転を開始する予定である。このよ
うに、５００系や７００系の高速新幹線の場合は、列車
速度が非常に高速であり、そのために列車２の先頭のノ
ーズ部分の長さも３００系の６ｍに比較して１５ｍを越
える等の相当にロングなノーズ形状となっている。その
ため、３００系の新幹線に対応して設けた緩衝工１の開
口部構造では、５００系や７００系の高速新幹線又は今
後開発される高速新幹線に対応することができず、これ
らの高速新幹線がトンネル内へ突入した場合には、緩衝
工１によって十分な微気圧波の低減効果が得られないと
いう問題があった。
【０００６】また前記従来の緩衝工１の開口部５及び６
は、その開口面積の大きさが微調整はできるものの可動
範囲の小さい固定式のものが多く、厳密には一種類の新
幹線にしか対応することができないという問題もあっ
た。しかも、従来では固定式の開口部５及び６を列車２
の突入する側の緩衝工壁面３に設ける場合がほとんどで
あり、列車の突入する側とは反対側の壁面４へは開口部
を形成していなかった。このように、列車２の突入する
側の壁面３にのみ開口部５及び６を設けた場合は、開口
部５及び６の間近をトンネルへ突入する列車２が通過
し、列車２の先頭形状に応じて圧縮された空気が当該開
口部５及び６を通じて外へ逃げることによって圧縮波の
波面の圧力勾配を低減させる構造上、圧縮波の波面の圧
力勾配が列車２の先頭形状に敏感に作用し、微気圧波の
低減効果が列車２の先頭形状に大きく影響を受けるよう
になる。そのため、開口部５及び６を設置する際に、現
地で開口部５及び６の大きさを、列車の先頭形状に対応
させるべく微調整しなければならないが、そのための調
整作業は一瞬のうちに通過する新幹線の実際の走行の中
で、開口部面積を試行錯誤しながら行わなければなら
ず、極めて困難なものであった。
は、その開口面積の大きさが微調整はできるものの可動
範囲の小さい固定式のものが多く、厳密には一種類の新
幹線にしか対応することができないという問題もあっ
た。しかも、従来では固定式の開口部５及び６を列車２
の突入する側の緩衝工壁面３に設ける場合がほとんどで
あり、列車の突入する側とは反対側の壁面４へは開口部
を形成していなかった。このように、列車２の突入する
側の壁面３にのみ開口部５及び６を設けた場合は、開口
部５及び６の間近をトンネルへ突入する列車２が通過
し、列車２の先頭形状に応じて圧縮された空気が当該開
口部５及び６を通じて外へ逃げることによって圧縮波の
波面の圧力勾配を低減させる構造上、圧縮波の波面の圧
力勾配が列車２の先頭形状に敏感に作用し、微気圧波の
低減効果が列車２の先頭形状に大きく影響を受けるよう
になる。そのため、開口部５及び６を設置する際に、現
地で開口部５及び６の大きさを、列車の先頭形状に対応
させるべく微調整しなければならないが、そのための調
整作業は一瞬のうちに通過する新幹線の実際の走行の中
で、開口部面積を試行錯誤しながら行わなければなら
ず、極めて困難なものであった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来の前記課
題に鑑みてこれを改良除去したものであって、列車の先
頭形状や突入速度に影響を受けることなく、微気圧波の
低減効果を得ることができ、また開口部の調整作業も容
易な緩衝工の開口部構造を提供せんとするものである。
題に鑑みてこれを改良除去したものであって、列車の先
頭形状や突入速度に影響を受けることなく、微気圧波の
低減効果を得ることができ、また開口部の調整作業も容
易な緩衝工の開口部構造を提供せんとするものである。
【０００８】而して、前記課題を解決するために本発明
が採用した請求項１の手段は、先頭形状の異なる列車及
びトンネルへの突入速度の異なる列車が高速で複線用の
トンネルへ突入する際に発生する微気圧波を低減させる
ために複線用のトンネル入口側に設けたフード形状の緩
衝工であって、列車突入側の緩衝工壁に小さな開口面積
の開口部を形成し、列車突入の反対側の緩衝工壁に大き
な開口面積の開口部を形成している。列車突入の反対側
の緩衝工壁に開口部を設けた場合は、列車の先頭形状に
拘らず、微気圧波の波形がそれほど敏感に変化しないた
め、比較的大きな面積をもつ開口部で、３００系、５０
０系等の異なる全ての新幹線車両の先頭形状に開口部を
最適化することが可能である。また列車突入側の緩衝工
壁に設けた小さな開口部により、圧縮された空気を逃が
すことができ、前記微気圧波の低減効果に加えて、微気
圧波を更に低減させることが可能である。
が採用した請求項１の手段は、先頭形状の異なる列車及
びトンネルへの突入速度の異なる列車が高速で複線用の
トンネルへ突入する際に発生する微気圧波を低減させる
ために複線用のトンネル入口側に設けたフード形状の緩
衝工であって、列車突入側の緩衝工壁に小さな開口面積
の開口部を形成し、列車突入の反対側の緩衝工壁に大き
な開口面積の開口部を形成している。列車突入の反対側
の緩衝工壁に開口部を設けた場合は、列車の先頭形状に
拘らず、微気圧波の波形がそれほど敏感に変化しないた
め、比較的大きな面積をもつ開口部で、３００系、５０
０系等の異なる全ての新幹線車両の先頭形状に開口部を
最適化することが可能である。また列車突入側の緩衝工
壁に設けた小さな開口部により、圧縮された空気を逃が
すことができ、前記微気圧波の低減効果に加えて、微気
圧波を更に低減させることが可能である。
【０００９】本発明が採用した請求項２の手段は、開口
部の開口面積が可変であることを特徴とする請求項１に
記載のトンネル入口緩衝工の開口部構造である。開口部
の開口面積を可変とすることにより、現場での調整作業
が容易となる。これは、微気圧波の大きさが列車の突入
速度と、先頭形状の要素以外にも、緩衝工の大きさ、長
さ、現地の環境等によっても多少の影響を受けるので、
現地での微調整を必須とするからである。
部の開口面積が可変であることを特徴とする請求項１に
記載のトンネル入口緩衝工の開口部構造である。開口部
の開口面積を可変とすることにより、現場での調整作業
が容易となる。これは、微気圧波の大きさが列車の突入
速度と、先頭形状の要素以外にも、緩衝工の大きさ、長
さ、現地の環境等によっても多少の影響を受けるので、
現地での微調整を必須とするからである。
【００１０】本発明が採用した請求項３の手段は、列車
突入の反対側の緩衝工壁に設けた開口部は、緩衝工の長
さ１０ｍに対して４〜１１ｍ2 の開口面積を有している
請求項１又は２に記載のトンネル入口緩衝工の開口部構
造である。これは、４ｍ2 に満たない場合は、微気圧の
形成をただ２段階にする効果しかなく、微気圧波の形成
を最適化し、緩衝工による最大限の低減効果を得ること
ができないからである。つまり、緩衝工自体がトンネル
と同じ構造となり、緩衝工での微気圧波の低減効果が得
られないからである。また１１ｍ2 を越える場合は、開
口部の大きさが大きくなり過ぎて、緩衝工がないのと同
じ状態となるためである。
突入の反対側の緩衝工壁に設けた開口部は、緩衝工の長
さ１０ｍに対して４〜１１ｍ2 の開口面積を有している
請求項１又は２に記載のトンネル入口緩衝工の開口部構
造である。これは、４ｍ2 に満たない場合は、微気圧の
形成をただ２段階にする効果しかなく、微気圧波の形成
を最適化し、緩衝工による最大限の低減効果を得ること
ができないからである。つまり、緩衝工自体がトンネル
と同じ構造となり、緩衝工での微気圧波の低減効果が得
られないからである。また１１ｍ2 を越える場合は、開
口部の大きさが大きくなり過ぎて、緩衝工がないのと同
じ状態となるためである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の最適な実施の形態にあっ
ては、列車突入側の緩衝工壁に小さな開口面積の開口部
を形成し、列車突入の反対側の緩衝工壁に大きな開口面
積の開口部を形成している。そして、各開口部をスライ
ド自在な引き戸式にしている。これにより、各開口部の
設置位置と開口面積の微調整が戸板をスライドさせるだ
けで行えるようになり、各開口部の開口面積を現場の状
況に最も適した大きさに極めて簡単に行うことが可能で
ある。
ては、列車突入側の緩衝工壁に小さな開口面積の開口部
を形成し、列車突入の反対側の緩衝工壁に大きな開口面
積の開口部を形成している。そして、各開口部をスライ
ド自在な引き戸式にしている。これにより、各開口部の
設置位置と開口面積の微調整が戸板をスライドさせるだ
けで行えるようになり、各開口部の開口面積を現場の状
況に最も適した大きさに極めて簡単に行うことが可能で
ある。
【００１２】３００系や５００系等の高速新幹線の列車
が緩衝工へ突入すると、緩衝工内の空気が列車の先頭部
によって圧縮されるようになる。列車突入側の開口部
が、列車の先頭形状に敏感に作用することから、一種類
の車両に対しては従来の方法で微気圧波を最適にするこ
とができたが、新幹線車種の増加に伴い、先頭形状の違
いによる緩衝工開口部の形状はそれぞれ異なって形成さ
れる必要があり、従来の方法ではこれに対処することが
できない。その反面、本実施の形態のように列車突入側
の反対側の緩衝工壁に大きな開口部を設けた場合には、
列車の先頭形状に拘らず、波形がそれほど敏感に変化し
なくなり、比較的大きな面積をもつ開口部で、３００
系、５００系等の異なる新幹線車両の全ての先頭形状に
開口部を最適化することが可能である。
が緩衝工へ突入すると、緩衝工内の空気が列車の先頭部
によって圧縮されるようになる。列車突入側の開口部
が、列車の先頭形状に敏感に作用することから、一種類
の車両に対しては従来の方法で微気圧波を最適にするこ
とができたが、新幹線車種の増加に伴い、先頭形状の違
いによる緩衝工開口部の形状はそれぞれ異なって形成さ
れる必要があり、従来の方法ではこれに対処することが
できない。その反面、本実施の形態のように列車突入側
の反対側の緩衝工壁に大きな開口部を設けた場合には、
列車の先頭形状に拘らず、波形がそれほど敏感に変化し
なくなり、比較的大きな面積をもつ開口部で、３００
系、５００系等の異なる新幹線車両の全ての先頭形状に
開口部を最適化することが可能である。
【００１３】また列車が突入する側の緩衝工壁に微調整
が可能な小さな開口部を形成し、圧縮された空気を逃が
すようにしている。これによっても、微気圧波を低減さ
せることが可能である。この突入側の緩衝工壁に設けた
開口部は、その間近をトンネルへ突入する列車が通過
し、列車の先頭形状に応じて圧縮された空気がこの開口
部を通じて外へ逃げることによって圧縮波の波面の圧力
勾配を低減させる構造上、圧縮波の波面の圧力勾配が列
車の先頭形状に敏感に作用し、微気圧波の低減効果も列
車の先頭形状に大きく影響を受けるようになる。そのた
め、列車突入側の開口部の場合は、これを設置する際
に、現地でその大きさを、列車の先頭形状に対応させる
べく微調整しなければならない。本発明では、最も効率
の良い、開口面積となるように戸板をスライドさせて微
調整するようにし、その調整作業の簡略化を実現してい
る。
が可能な小さな開口部を形成し、圧縮された空気を逃が
すようにしている。これによっても、微気圧波を低減さ
せることが可能である。この突入側の緩衝工壁に設けた
開口部は、その間近をトンネルへ突入する列車が通過
し、列車の先頭形状に応じて圧縮された空気がこの開口
部を通じて外へ逃げることによって圧縮波の波面の圧力
勾配を低減させる構造上、圧縮波の波面の圧力勾配が列
車の先頭形状に敏感に作用し、微気圧波の低減効果も列
車の先頭形状に大きく影響を受けるようになる。そのた
め、列車突入側の開口部の場合は、これを設置する際
に、現地でその大きさを、列車の先頭形状に対応させる
べく微調整しなければならない。本発明では、最も効率
の良い、開口面積となるように戸板をスライドさせて微
調整するようにし、その調整作業の簡略化を実現してい
る。
【００１４】
【実施例】図１〜図４は、本発明の第１〜第４の実施例
を示すものであり、図５は比較例としての従来技術を示
すものである。各図の図（Ａ）は列車が突入する側の緩
衝工１の壁面３を平面的に表した図面、各図の図（Ｂ）
は列車が突入する側とは反対側の緩衝工１の壁面４を平
面的に表した図面である。また各図の図（Ｃ）及び図
（Ｄ）は模型実験による微気圧波の測定データを示すも
のであり、図（Ｃ）は５００系の新幹線列車の場合、図
（Ｄ）は３００系の新幹線の場合である。ただし、測定
データの縦軸の数値の単位（Ｐａ）と横軸の数値の単位
（ｍｓ）は、模型実験による測定データを、所定の方式
に基づいて実際の新幹線走行の場合に換算した値であ
る。
を示すものであり、図５は比較例としての従来技術を示
すものである。各図の図（Ａ）は列車が突入する側の緩
衝工１の壁面３を平面的に表した図面、各図の図（Ｂ）
は列車が突入する側とは反対側の緩衝工１の壁面４を平
面的に表した図面である。また各図の図（Ｃ）及び図
（Ｄ）は模型実験による微気圧波の測定データを示すも
のであり、図（Ｃ）は５００系の新幹線列車の場合、図
（Ｄ）は３００系の新幹線の場合である。ただし、測定
データの縦軸の数値の単位（Ｐａ）と横軸の数値の単位
（ｍｓ）は、模型実験による測定データを、所定の方式
に基づいて実際の新幹線走行の場合に換算した値であ
る。
【００１５】図１の図（Ａ）に示すように、第１の実施
例にあっては、緩衝工１の列車が突入する側の壁面３
に、トンネル入口から１．２ｍ手前側の位置に長さ１．
０ｍで高さ１．６ｍの大きさの小さな開口部７を形成し
ている。そして、図（Ｂ）に示すように、緩衝工１の列
車が突入する側とは反対側の壁面４に、トンネル入口側
から３．５ｍ手前側の位置に長さ６．２ｍで高さ１．６
ｍの大きな開口部８を形成している。５００系新幹線の
模型実験では、同図の図（Ｃ）に示すように、列車が３
０２Ｋｍ／ｈの速度で緩衝工１及びトンネルへ突入した
ときにトンネル出口側で発生した微気圧波は、緩衝工１
の効果を最大限に活用した理想的な台形波形となり、そ
の最高値は４４．０Ｐａであった。また同図の図（Ｄ）
に示すように、３００系新幹線の模型実験では、突入速
度が２５２Ｋｍのときに発生した微気圧波の最高値は４
５．０Ｐａであった。
例にあっては、緩衝工１の列車が突入する側の壁面３
に、トンネル入口から１．２ｍ手前側の位置に長さ１．
０ｍで高さ１．６ｍの大きさの小さな開口部７を形成し
ている。そして、図（Ｂ）に示すように、緩衝工１の列
車が突入する側とは反対側の壁面４に、トンネル入口側
から３．５ｍ手前側の位置に長さ６．２ｍで高さ１．６
ｍの大きな開口部８を形成している。５００系新幹線の
模型実験では、同図の図（Ｃ）に示すように、列車が３
０２Ｋｍ／ｈの速度で緩衝工１及びトンネルへ突入した
ときにトンネル出口側で発生した微気圧波は、緩衝工１
の効果を最大限に活用した理想的な台形波形となり、そ
の最高値は４４．０Ｐａであった。また同図の図（Ｄ）
に示すように、３００系新幹線の模型実験では、突入速
度が２５２Ｋｍのときに発生した微気圧波の最高値は４
５．０Ｐａであった。
【００１６】これは、列車突入側の緩衝工壁面３にだけ
開口部５及び６を設ける従来技術について（図５の図
（Ａ）及び図（Ｂ）を参照）、同様の模型実験を行った
場合に比較して見ると、顕著な効果が得られていること
がわかる。すなわち、図５の図（Ｃ）に示すように、５
００系の新幹線模型実験では、突入速度が３００Ｋｍ／
ｈのときに発生した微気圧波は、第１波が第２波に比べ
てはるかに大きく、その最大値は６２．０Ｐａであっ
た。また同図の図（Ｄ）に示すように、３００系の新幹
線模型実験では、突入速度が２６３Ｋｍ／ｈのときに発
生した微気圧波は、６５．２Ｐａであった。従って、図
１に示す実施例では、この従来の場合に比較して５００
系新幹線の場合で微気圧波を７１．０％に低減できてお
り、３００系新幹線の場合で６９．０％に低減すること
ができたことになる。
開口部５及び６を設ける従来技術について（図５の図
（Ａ）及び図（Ｂ）を参照）、同様の模型実験を行った
場合に比較して見ると、顕著な効果が得られていること
がわかる。すなわち、図５の図（Ｃ）に示すように、５
００系の新幹線模型実験では、突入速度が３００Ｋｍ／
ｈのときに発生した微気圧波は、第１波が第２波に比べ
てはるかに大きく、その最大値は６２．０Ｐａであっ
た。また同図の図（Ｄ）に示すように、３００系の新幹
線模型実験では、突入速度が２６３Ｋｍ／ｈのときに発
生した微気圧波は、６５．２Ｐａであった。従って、図
１に示す実施例では、この従来の場合に比較して５００
系新幹線の場合で微気圧波を７１．０％に低減できてお
り、３００系新幹線の場合で６９．０％に低減すること
ができたことになる。
【００１７】図２は、本発明の第２の実施例に係るもの
である。第１の実施例と異なるところは、同図の図
（Ｂ）に示すように、列車突入側とは反対側の緩衝工壁
面４に設けた開口部８が、トンネル入口から１．２ｍ手
前側へ離れた位置から形成されるようにしたことであ
る。その他の構成並びに基本的な作用効果は、前記第１
の実施例の場合と同じである。この第２の実施例の模型
実験結果は、５００系新幹線の場合が、同図の図（Ｃ）
に示す通りであり、列車が２９４Ｋｍ／ｈの速度で突入
したときに発生した微気圧波の最大値は４５．５Ｐａで
あった。これは、従来の場合に比較して７３．４％に低
減できたことになる。一方、３００系新幹線の場合は、
同図の図（Ｄ）に示す通りであり、列車が２５７Ｋｍ／
ｈの速度で突入したときに発生した微気圧波の最高値は
５０．５Ｐａであり、従来の場合に比較して７７．５％
に低減できたことになる。また図１及び図２の実施例か
ら明らかなことは、列車突入側の反対側の緩衝工壁面４
に設けた大きな開口部８の位置によって、微気圧波の低
減効果はそれ程大きく変わっておらず、このことから、
開口部８はその開口面積の比率が重要であることが推測
される。
である。第１の実施例と異なるところは、同図の図
（Ｂ）に示すように、列車突入側とは反対側の緩衝工壁
面４に設けた開口部８が、トンネル入口から１．２ｍ手
前側へ離れた位置から形成されるようにしたことであ
る。その他の構成並びに基本的な作用効果は、前記第１
の実施例の場合と同じである。この第２の実施例の模型
実験結果は、５００系新幹線の場合が、同図の図（Ｃ）
に示す通りであり、列車が２９４Ｋｍ／ｈの速度で突入
したときに発生した微気圧波の最大値は４５．５Ｐａで
あった。これは、従来の場合に比較して７３．４％に低
減できたことになる。一方、３００系新幹線の場合は、
同図の図（Ｄ）に示す通りであり、列車が２５７Ｋｍ／
ｈの速度で突入したときに発生した微気圧波の最高値は
５０．５Ｐａであり、従来の場合に比較して７７．５％
に低減できたことになる。また図１及び図２の実施例か
ら明らかなことは、列車突入側の反対側の緩衝工壁面４
に設けた大きな開口部８の位置によって、微気圧波の低
減効果はそれ程大きく変わっておらず、このことから、
開口部８はその開口面積の比率が重要であることが推測
される。
【００１８】図３は、本発明の第３の実施例に係るもの
である。第１の実施例と異なるところは、同図の図
（Ａ）に示すように、突入側の緩衝工壁面３に設けた開
口部７の位置をトンネル入口から遠く離れるようにした
ことと、開口部７の長さを２．２ｍにしたことにある。
この場合の開口部７は、トンネル入口から手前側へ９．
７ｍ離れた位置に形成されている。この第３の実施例の
模型実験結果は、図３の図（Ｃ）及び図（Ｄ）に示す通
りである。すなわち、５００系新幹線の場合は、同図の
図（Ｃ）に示す通りであり、列車が２９９Ｋｍ／ｈの速
度で突入したときに発生した微気圧波の最大値は５６．
０Ｐａであった。これは、従来の場合に比較して９０．
３％に低減できたことになる。また３００系新幹線の場
合は、同図の図（Ｄ）に示す通りであり、列車が２６２
Ｋｍ／ｈの速度で突入したときに発生した微気圧波の最
高値は５６．０Ｐａであり、従来の場合に比較して８
５．９％に低減できたことになる。
である。第１の実施例と異なるところは、同図の図
（Ａ）に示すように、突入側の緩衝工壁面３に設けた開
口部７の位置をトンネル入口から遠く離れるようにした
ことと、開口部７の長さを２．２ｍにしたことにある。
この場合の開口部７は、トンネル入口から手前側へ９．
７ｍ離れた位置に形成されている。この第３の実施例の
模型実験結果は、図３の図（Ｃ）及び図（Ｄ）に示す通
りである。すなわち、５００系新幹線の場合は、同図の
図（Ｃ）に示す通りであり、列車が２９９Ｋｍ／ｈの速
度で突入したときに発生した微気圧波の最大値は５６．
０Ｐａであった。これは、従来の場合に比較して９０．
３％に低減できたことになる。また３００系新幹線の場
合は、同図の図（Ｄ）に示す通りであり、列車が２６２
Ｋｍ／ｈの速度で突入したときに発生した微気圧波の最
高値は５６．０Ｐａであり、従来の場合に比較して８
５．９％に低減できたことになる。
【００１９】この図３の実施例と図１及び図２の実施例
からは次のことが明らかである。すなわち、列車突入側
の緩衝工壁面３に設けた小さな開口部７は、その位置に
よって微気圧波の低減効果に大きく影響しているという
ことである。しかも、開口部７の位置は、トンネル入口
側に近い方が微気圧波の低減効果に優れているというこ
とである。
からは次のことが明らかである。すなわち、列車突入側
の緩衝工壁面３に設けた小さな開口部７は、その位置に
よって微気圧波の低減効果に大きく影響しているという
ことである。しかも、開口部７の位置は、トンネル入口
側に近い方が微気圧波の低減効果に優れているというこ
とである。
【００２０】図４は、本発明の第４の実施例に係るもの
である。この実施例では、図（Ａ）及び図（Ｂ）に示す
ように、列車突入側の緩衝工壁面３には開口部を設けず
に全閉とし、列車突入側とは反対側の緩衝工壁面４の開
口部８を図２に示す実施例の場合と同じ位置に設けてい
る。この第４の実施例の模型実験結果は、図４の図
（Ｃ）及び図（Ｄ）に示す通りである。５００系新幹線
の場合は、同図の図（Ｃ）に示す通りであり、列車が２
９４Ｋｍ／ｈの速度で突入したときに発生した微気圧波
の最高値は５２．０Ｐａであった。これは、従来の場合
に比較して８３．９％に低減できたことに相当する。ま
た３００系新幹線の場合は、同図の図（Ｄ）に示す通り
であり、列車が２５８Ｋｍ／ｈの速度で突入したときに
発生した微気圧波の最高値は５３．５Ｐａであり、従来
の場合に比較して８２．１％に低減できたことになる。
である。この実施例では、図（Ａ）及び図（Ｂ）に示す
ように、列車突入側の緩衝工壁面３には開口部を設けず
に全閉とし、列車突入側とは反対側の緩衝工壁面４の開
口部８を図２に示す実施例の場合と同じ位置に設けてい
る。この第４の実施例の模型実験結果は、図４の図
（Ｃ）及び図（Ｄ）に示す通りである。５００系新幹線
の場合は、同図の図（Ｃ）に示す通りであり、列車が２
９４Ｋｍ／ｈの速度で突入したときに発生した微気圧波
の最高値は５２．０Ｐａであった。これは、従来の場合
に比較して８３．９％に低減できたことに相当する。ま
た３００系新幹線の場合は、同図の図（Ｄ）に示す通り
であり、列車が２５８Ｋｍ／ｈの速度で突入したときに
発生した微気圧波の最高値は５３．５Ｐａであり、従来
の場合に比較して８２．１％に低減できたことになる。
【００２１】また本発明は前記各実施例に限定されるも
のではなく、適宜の変更が可能である。例えば、前記各
実施例の緩衝工１の長さは、全て１３．２ｍの場合を説
明したが、実際のトンネル入口に設置される緩衝工１の
長さは、現地の周囲の環境等に応じて異なり、１０〜３
０ｍの範囲で設けられるのが現実である。そのため、列
車突入側とは反対側の緩衝工壁面４に設置する開口部８
の大きさも、緩衝工１の長さに対応して変更することが
必要である。模型実験によれば、緩衝工１の長さが１０
〜１５ｍの範囲にあるときは、開口部８の長さは緩衝工
１の長さの５０〜８０％の範囲にあれば、微気圧波の低
減効果があることがわかった。また緩衝工１の長さが２
０ｍの場合は、開口部８の長さは緩衝工１の長さの４０
〜５０％の範囲にあればよいことがわかった。更に、緩
衝工１の長さが３０ｍの場合は、開口部８の長さは緩衝
工１の長さの２０〜５０％の範囲にあればよいことがわ
かった。
のではなく、適宜の変更が可能である。例えば、前記各
実施例の緩衝工１の長さは、全て１３．２ｍの場合を説
明したが、実際のトンネル入口に設置される緩衝工１の
長さは、現地の周囲の環境等に応じて異なり、１０〜３
０ｍの範囲で設けられるのが現実である。そのため、列
車突入側とは反対側の緩衝工壁面４に設置する開口部８
の大きさも、緩衝工１の長さに対応して変更することが
必要である。模型実験によれば、緩衝工１の長さが１０
〜１５ｍの範囲にあるときは、開口部８の長さは緩衝工
１の長さの５０〜８０％の範囲にあれば、微気圧波の低
減効果があることがわかった。また緩衝工１の長さが２
０ｍの場合は、開口部８の長さは緩衝工１の長さの４０
〜５０％の範囲にあればよいことがわかった。更に、緩
衝工１の長さが３０ｍの場合は、開口部８の長さは緩衝
工１の長さの２０〜５０％の範囲にあればよいことがわ
かった。
【００２２】更にまた、列車突入側とは反対側の緩衝工
壁面４に設けられる開口部８は、その開口面積の大きさ
も微気圧波の低減効果に影響を与えることが模型実験で
わかっている。実験によれば、開口部８の開口面積は、
緩衝工１の長さ１０ｍに対して４〜１１ｍ2 の範囲にあ
れば、微気圧波の大きな低減効果があることがわかって
いる。更には、開口部８は、前記長さと開口面積との関
係にあればよく、分割された開口部であってもよい。例
えば、開口部８の途中に柱が設けられるものであっても
よい。この場合に、開口部８がスライド自在な戸板方式
であれば、その開口面積の調整は極めて容易である。
壁面４に設けられる開口部８は、その開口面積の大きさ
も微気圧波の低減効果に影響を与えることが模型実験で
わかっている。実験によれば、開口部８の開口面積は、
緩衝工１の長さ１０ｍに対して４〜１１ｍ2 の範囲にあ
れば、微気圧波の大きな低減効果があることがわかって
いる。更には、開口部８は、前記長さと開口面積との関
係にあればよく、分割された開口部であってもよい。例
えば、開口部８の途中に柱が設けられるものであっても
よい。この場合に、開口部８がスライド自在な戸板方式
であれば、その開口面積の調整は極めて容易である。
【００２３】一方、列車突入側の緩衝工壁面３に設けら
れる開口部７は、トンネルの入口から１〜２ｍ手前側へ
離れて、長さが０〜３ｍ、高さが１〜２ｍ、開口部下端
縁の地上からの高さが１〜２ｍのものを設ければよいこ
とが、模型実験の結果から明らかとなった。またこの開
口部７の場合もスライド自在な戸板方式にすれば、現地
での調整作業が容易である。
れる開口部７は、トンネルの入口から１〜２ｍ手前側へ
離れて、長さが０〜３ｍ、高さが１〜２ｍ、開口部下端
縁の地上からの高さが１〜２ｍのものを設ければよいこ
とが、模型実験の結果から明らかとなった。またこの開
口部７の場合もスライド自在な戸板方式にすれば、現地
での調整作業が容易である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明にあっては、
列車突入側の緩衝工壁に小さな開口面積の開口部を形成
し、列車が突入する側とは反対側の緩衝工壁に、大きな
開口面積の開口部を形成したから、列車の先頭形状に拘
らず、波形がそれほど敏感に変化しなくなり、比較的大
きな面積をもつ開口部で、３００系、５００系等の異な
る新幹線車両の全ての先頭形状及び列車の異なる突入速
度に開口部を最適化することが可能である。つまり、新
幹線車両ごとに開口部の大きさを設定する必要がなく、
しかも、優れた微気圧波の低減効果を得ることが可能で
ある。
列車突入側の緩衝工壁に小さな開口面積の開口部を形成
し、列車が突入する側とは反対側の緩衝工壁に、大きな
開口面積の開口部を形成したから、列車の先頭形状に拘
らず、波形がそれほど敏感に変化しなくなり、比較的大
きな面積をもつ開口部で、３００系、５００系等の異な
る新幹線車両の全ての先頭形状及び列車の異なる突入速
度に開口部を最適化することが可能である。つまり、新
幹線車両ごとに開口部の大きさを設定する必要がなく、
しかも、優れた微気圧波の低減効果を得ることが可能で
ある。
【００２５】また本発明にあっては、列車突入側に設け
た開口部及び突入側とは反対側に設けた開口部の開口面
積を、スライド自在な戸板方式等によって可変としてお
り、現場での開口面積の微調整作業が容易である。これ
は、微気圧波の大きさが列車の突入速度と、先頭形状の
要素以外にも、緩衝工の大きさ、長さ、現地の環境等に
よっても多少の影響を受けるので、極めて重要である。
た開口部及び突入側とは反対側に設けた開口部の開口面
積を、スライド自在な戸板方式等によって可変としてお
り、現場での開口面積の微調整作業が容易である。これ
は、微気圧波の大きさが列車の突入速度と、先頭形状の
要素以外にも、緩衝工の大きさ、長さ、現地の環境等に
よっても多少の影響を受けるので、極めて重要である。
【図１】本発明の第１の実施例に係るものであり、図
（Ａ）は列車突入側の緩衝工壁面の開口部を示す図面、
図（Ｂ）は列車突入側とは反対側の緩衝工壁面の開口部
を示す図面、図（Ｃ）は５００系新幹線の模型実験によ
る微気圧波を示す図面、図（Ｄ）は３００系新幹線の模
型実験による微気圧波を示す図面である。
（Ａ）は列車突入側の緩衝工壁面の開口部を示す図面、
図（Ｂ）は列車突入側とは反対側の緩衝工壁面の開口部
を示す図面、図（Ｃ）は５００系新幹線の模型実験によ
る微気圧波を示す図面、図（Ｄ）は３００系新幹線の模
型実験による微気圧波を示す図面である。
【図２】本発明の第２の実施例に係るものであり、図
（Ａ）は列車突入側の緩衝工壁面の開口部を示す図面、
図（Ｂ）は列車突入側とは反対側の緩衝工壁面の開口部
を示す図面、図（Ｃ）は５００系新幹線の模型実験によ
る微気圧波を示す図面、図（Ｄ）は３００系新幹線の模
型実験による微気圧波を示す図面である。
（Ａ）は列車突入側の緩衝工壁面の開口部を示す図面、
図（Ｂ）は列車突入側とは反対側の緩衝工壁面の開口部
を示す図面、図（Ｃ）は５００系新幹線の模型実験によ
る微気圧波を示す図面、図（Ｄ）は３００系新幹線の模
型実験による微気圧波を示す図面である。
【図３】本発明の第３の実施例に係るものであり、図
（Ａ）は列車突入側の緩衝工壁面の開口部を示す図面、
図（Ｂ）は列車突入側とは反対側の緩衝工壁面の開口部
を示す図面、図（Ｃ）は５００系新幹線の模型実験によ
る微気圧波を示す図面、図（Ｄ）は３００系新幹線の模
型実験による微気圧波を示す図面である。
（Ａ）は列車突入側の緩衝工壁面の開口部を示す図面、
図（Ｂ）は列車突入側とは反対側の緩衝工壁面の開口部
を示す図面、図（Ｃ）は５００系新幹線の模型実験によ
る微気圧波を示す図面、図（Ｄ）は３００系新幹線の模
型実験による微気圧波を示す図面である。
【図４】本発明の第４の実施例に係るものであり、図
（Ａ）は列車突入側の緩衝工壁面を示す図面、図（Ｂ）
は列車突入側とは反対側の緩衝工壁面の開口部を示す図
面、図（Ｃ）は５００系新幹線の模型実験による微気圧
波を示す図面、図（Ｄ）は３００系新幹線の模型実験に
よる微気圧波を示す図面である。
（Ａ）は列車突入側の緩衝工壁面を示す図面、図（Ｂ）
は列車突入側とは反対側の緩衝工壁面の開口部を示す図
面、図（Ｃ）は５００系新幹線の模型実験による微気圧
波を示す図面、図（Ｄ）は３００系新幹線の模型実験に
よる微気圧波を示す図面である。
【図５】従来技術に係るものであり、図（Ａ）は列車突
入側の緩衝工壁面の開口部を示す図面、図（Ｂ）は列車
突入側とは反対側の緩衝工壁面を示す図面、図（Ｃ）は
５００系新幹線の模型実験による微気圧波を示す図面、
図（Ｄ）は３００系新幹線の模型実験による微気圧波を
示す図面である。
入側の緩衝工壁面の開口部を示す図面、図（Ｂ）は列車
突入側とは反対側の緩衝工壁面を示す図面、図（Ｃ）は
５００系新幹線の模型実験による微気圧波を示す図面、
図（Ｄ）は３００系新幹線の模型実験による微気圧波を
示す図面である。
【図６】従来の緩衝工を示す斜視図である。
１…緩衝工 ２…列車
３…列車突入側の緩衝工壁面 ４…列車突入側の
反対側の緩衝工壁面 ７…突入側緩衝工壁面の開口部 ８…反対側の緩衝
工壁面の開口部
反対側の緩衝工壁面 ７…突入側緩衝工壁面の開口部 ８…反対側の緩衝
工壁面の開口部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 飯田 雅宣
東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財
団法人鉄道総合技術研究所内
(72)発明者 山内 伸亮
東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財
団法人鉄道総合技術研究所内
(56)参考文献 特開 平５−113093（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−135381（ＪＰ，Ａ)
特公 昭55−31274（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
E21D 9/14
E01F 8/00
Claims (3)
- 【請求項１】先頭形状の異なる列車及びトンネルへの突
入速度の異なる列車が高速で複線用のトンネルへ突入す
る際に発生する微気圧波を低減させるために複線用のト
ンネル入口側に設けたフード形状の緩衝工であって、列
車突入側の緩衝工壁に小さな開口面積の開口部を形成
し、列車突入の反対側の緩衝工壁に大きな開口面積の開
口部を形成したことを特徴とするトンネル入口緩衝工の
開口部構造。 - 【請求項２】開口部の開口面積が可変であることを特徴
とする請求項１に記載のトンネル入口緩衝工の開口部構
造。 - 【請求項３】列車突入の反対側の緩衝工壁に設けた開口
部は、緩衝工の長さ１０ｍに対して４〜１１ｍ2 の開口
面積を有している請求項１又は２に記載のトンネル入口
緩衝工の開口部構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15434198A JP3475267B2 (ja) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | トンネル入口緩衝工の開口部構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15434198A JP3475267B2 (ja) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | トンネル入口緩衝工の開口部構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11350882A JPH11350882A (ja) | 1999-12-21 |
| JP3475267B2 true JP3475267B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=15582042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15434198A Expired - Fee Related JP3475267B2 (ja) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | トンネル入口緩衝工の開口部構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3475267B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100446644B1 (ko) * | 2000-10-31 | 2004-09-04 | 한국철도기술연구원 | 연속터널용 미기압파 저감 슬릿커버셀터 |
| JP4555560B2 (ja) * | 2003-11-25 | 2010-10-06 | 東日本旅客鉄道株式会社 | トンネル緩衝工 |
| JP6175351B2 (ja) * | 2013-10-30 | 2017-08-02 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 緩衝工から放射するトンネル微気圧波の予測方法 |
| CN104131816B (zh) * | 2014-06-20 | 2019-02-12 | 上海建工五建集团有限公司 | 一种运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法 |
| JP6737690B2 (ja) * | 2016-11-15 | 2020-08-12 | 東日本旅客鉄道株式会社 | 微気圧波低減装置 |
| JP7145570B2 (ja) * | 2019-10-04 | 2022-10-03 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | トンネル緩衝工の最適開度設定方法とその最適開度設定装置 |
| JP7308804B2 (ja) * | 2020-10-29 | 2023-07-14 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | トンネル緩衝工の性能評価方法とその性能評価装置 |
-
1998
- 1998-06-03 JP JP15434198A patent/JP3475267B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11350882A (ja) | 1999-12-21 |
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