JP4205456B2

JP4205456B2 - 固定構造物の圧力波低減構造

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Publication number: JP4205456B2
Application number: JP2003064032A
Authority: JP
Inventors: 雅宣飯田; 傑福田; 勝浩菊地
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2023-03-10
Also published as: JP2004270345A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、上下線の一方の本線を移動する移動体が固定構造物の出入口に突入するときにこの出入口から外部に放射する圧力波と、前記上下線の他方の本線を移動する移動体が前記出入口から退出するときにこの出入口から外部に放射する圧力波とを低減する圧力波低減構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２０は、トンネルに列車が突入するときに坑口から外部に放射する圧力波の概念図である。図２１は、トンネルから列車が退出するときに坑口から外部に放射する圧力波の概念図である。
図２０に示すように、列車１０１がトンネル１０３の坑口１０３ａに突入すると列車１０１の前方のトンネル１０３内に圧縮波Ｗ₁が発生し、この圧縮波Ｗ₁がトンネル１０３内を伝播する。その結果、パルス状の圧力波(以下、トンネル微気圧波という）Ｗ₂が突入側の坑口１０３ａとは反対側の坑口１０３ｂから外部に放射する。また、図２１に示すように、列車１０１がトンネル１０３の坑口１０３ｂから退出すると列車１０１の後方のトンネル１０３内に圧縮波Ｗ₃が発生し、この圧縮波Ｗ₃がトンネル１０３内を伝播する。その結果、トンネル微気圧波Ｗ₄が退出側の坑口１０３ｂとは反対側の坑口１０３ａから外部に放射する。このトンネル微気圧波Ｗ₂，Ｗ₄は、坑口１０３ａ，１０３ｂ付近で衝撃音を発生させたり、坑口１０３ａ，１０３ｂ付近の家屋の建具などを揺らしたりして、環境問題を引き起こす場合がある。このため、このようなトンネル微気圧波Ｗ₂，Ｗ₄を低減するトンネル緩衝工を、列車１０１が突入する突入側の坑口１０３ａ，１０３ｂに設置したり、列車１０１の列車先頭部の形状を先鋭化したりするなどの対策がなされている。一方、列車１０１の高速化とともに新たな問題が発生している。
【０００３】
図２０に示すように、列車１０１がトンネル１０３の坑口１０３ａに突入すると反対側の坑口１０３ｂから放射されるトンネル微気圧波Ｗ₂だけではなく、20Hz未満を主成分とする圧力波（以下、突入波という）Ｗ₅が突入側の坑口１０３ａから外部に放射される。また、図２１に示すように、列車１０１がトンネル１０３の坑口１０３ｂから退出すると反対側の坑口１０３ａから放射されるトンネル微気圧波Ｗ₄だけではなく、20Hz未満を主成分とする圧力波Ｗ₆(以下、退出波という）が退出側の坑口１０３ｂから外部に放射される。この突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆は、トンネル微気圧波Ｗ₂，Ｗ₄と同様に坑口１０３ａ，１０３ｂ付近の家屋の建具などを揺らすなどの環境問題を引き起こす場合がある。この突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆は、振幅が列車１０１の速度の３乗に略比例し、坑口１０３ａ，１０３ｂから観測点までの距離に略反比例するような特性を有し、新幹線などの高速鉄道では環境に与える影響が大きくなる。
【０００４】
また、この突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆は、列車１０１の移動方向に対して前後方向で強さが異なり（指向性があり）、坑口１０３ａ，１０３ｂの明り側よりもトンネル１０３側に強く放射される。例えば、列車先頭部が坑口１０３ａに突入すると、先頭車両の運転席から見て前側（トンネル１０３の奥側）のほうが後側（トンネル１０３の手前側）よりも突入波Ｗ₅が強く放射される。さらに、複線トンネルの場合には、列車１０１を中心としてトンネル１０３が左右対称ではない。このため、この突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆は、列車１０１の移動方向に対して直交する左右方向で強さが異なり（指向性があり）、トンネル１０３の中心軸線に対して列車１０１の中心軸線が偏っている側（トンネル１０３に対して列車１０１が偏っている側）に強く放射される。例えば、日本の鉄道のように列車１０１が左側通行である場合には、列車先頭部が坑口１０３ａに突入すると、列車１０１の先頭車両の運転席から見て左側のほうが右側よりも突入波Ｗ₅が強く放射される。
【０００５】
このため、坑口から外部に向かって斜め側壁を設置したり、フランジ部やフレア部を坑口に設置したり、複線トンネル緩衝工の側壁にスリット状の開口部を設置したりして、突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆を低減するトンネル圧力波低減構造が知られている。例えば、従来の複線トンネルの圧力波低減構造は、列車の移動方向に対して前後方向の突入波及び退出波を低減するために、複線トンネル緩衝工の坑口にフランジ部を備えている（特許文献１参照）。また、従来の複線トンネル緩衝工は、列車の移動方向に対して直交する左右方向の突入波及び退出波を低減するために、この複線トンネル緩衝工の坑口に突入する側の側壁を線路の外側に拡大して、複線トンネル緩衝工の中心軸線と列車の中心軸線とを一致させている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開2001-115795号公報（段落番号0022及び図１）
【０００７】
【特許文献２】
特開2002-21500号公報（段落番号0022〜0025及び図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の複線トンネル緩衝工では、フランジ部を坑口に設置したり側壁を拡大したりするため広い用地を新たに買収する必要があり経済的な負担になるという問題があった。また、従来の複線トンネル緩衝工では、突入側の列車の中心軸線と複線トンネル緩衝工の中心軸線とを一致させているが、退出側の列車の中心軸線と複線トンネル緩衝工の中心軸線とがずれている。その結果、坑口に突入する列車が発生する突入波を低減することができるが、この列車とは反対方向を走行しこの坑口から退出する列車が発生する退出波を低減することができないという問題点があった。
【０００９】
この発明の課題は、固定構造物の出入口に移動体が突入するときに発生する圧力波とこの出入口から移動体が退出するときに発生する圧力波とを低減することができる固定構造物の圧力波低減構造を提供することである。
【００１０】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、上下線の一方の本線（２ａ）を移動する移動体（１）が固定構造物（３，７）の出入口（３ａ，７ａ）に突入するときにこの出入口から外部に放射する圧力波（Ｗ₅）と、前記上下線の他方の本線（２ｂ）を移動する移動体が前記出入口から退出するときにこの出入口から外部に放射する圧力波（Ｗ₆)とを低減する固定構造物の圧力波低減構造であって、前記固定構造物は、前記移動体が時速 300km/h 以上の高速で内部を通過する複線トンネル（３）又は複線トンネル緩衝工（７）であり、これらの内部の左右の側壁（３ｃ，３ｄ，７ｃ，７ｄ）のうち前記移動体に近接する側壁（３ｃ，７ｃ）側に強く放射される前記圧力波を低減するために、前記出入口を前記上下線の間で仕切る仕切手段（５，６）を備え、前記仕切手段は、前記移動体の移動方向（Ａ，Ｂ）における長さ（Ｌ ₁₃ ）が前記出入口の断面積と同一の断面積を有する円の半径（Ｄ ₁₁ ／２ ) 以上であり、この出入口にこの移動体が突入するときに前記固定構造物の内部に発生する圧縮波（Ｗ ₁ ）の波面の長さ以下であることを特徴とする固定構造物の圧力波低減構造（４)である。
【００１１】
請求項２の発明は、上下線の一方の本線（２ａ）を移動する移動体（１）が固定構造物（８）の出入口（８ａ，８ｂ）に突入するときにこの出入口から外部に放射する圧力波（Ｗ ₅ ）と、前記上下線の他方の本線（２ｂ）を移動する移動体が前記出入口から退出するときにこの出入口から外部に放射する圧力波（Ｗ ₆ ) とを低減する固定構造物の圧力波低減構造であって、前記固定構造物は、前記移動体が時速 300km/h 以上の高速で下方を通過する跨線橋、橋上駅又は立体交差であり、これらの下方の左右の脚部（８ｃ，８ｄ）のうち前記移動体に近接する脚部（８ｃ）側に強く放射される前記圧力波を低減するために、前記出入口を前記上下線の間で仕切る仕切手段（５，６）を備え、前記仕切手段は、前記移動体の移動方向（Ａ，Ｂ）における長さ（Ｌ ₁₃ ）が前記出入口の断面積と同一の断面積を有する円の半径（Ｄ ₁₁ ／２）以上であり、この出入口にこの移動体が突入するときに前記固定構造物の内部に発生する圧縮波（Ｗ ₁ ）の波面の長さ以下であることを特徴とする固定構造物の圧力波低減構造（４）である。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、前記仕切手段は、前記固定構造物を上り線（２ａ）側の空間（Ｓ₁）と下り線（２ｂ）側の空間（Ｓ₂）とに完全に仕切る仕切壁（５）を備えることを特徴とする固定構造物の圧力波低減構造である。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、前記仕切手段は、前記固定構造物を上り線側の空間と下り線側の空間とに空間の一部を仕切る仕切壁を備えることを特徴とする固定構造物の圧力波低減構造である。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、前記仕切手段は、前記固定構造物の断面形状が前記移動体を中心に略左右対称になるように上り線側の空間と下り線側の空間とを仕切る仕切壁を備えることを特徴とする固定構造物の圧力波低減構造である。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項５に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、前記固定構造物は、前記出入口（３ａ）から内部に向かって前記上り線を覆う単線トンネル部（３ｇ）と前記下り線を覆う単線トンネル部（３ｈ）とを備え、前記仕切壁は、隣接する前記単線トンネル部の間の壁部（５）であることを特徴とする固定構造物の圧力波低減構造である。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項５又は請求項６に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、前記仕切壁は、断面形状が略Ｙ字状又は湾曲状であることを特徴とする固定構造物の圧力波低減構造である。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項３から請求項７までのいずれか１項に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、前記仕切壁は、長さ方向のトンネル奥側の端部に上下方向に傾斜する傾斜部（５ａ）を有することを特徴とする固定構造物の圧力波低減構造である。
【００１８】
請求項９の発明は、請求項３から請求項８までのいずれか１項に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、前記仕切壁は、この仕切壁を貫通する複数の貫通孔（５ｂ）を有することを特徴とする固定構造物の圧力波低減構造である。
【００１９】
請求項１０の発明は、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、前記固定構造物（３，７，８）は、前記出入口（３ａ，７ａ，８ａ，８ｂ）から外部に向かって前記上下線の外側に一対の傾斜側壁（３ｅ，３ｆ，７ｅ，７ｆ，８ｅ〜８ｈ）を備え、前記仕切手段は、前記出入口から外部に向かって前記上下線の間に前記一対の傾斜側壁（５ｃ，５ｄ）と略同一形状の傾斜壁部を有する仕切壁（５）を備えることを特徴とする固定構造物の圧力波低減構造である。
【００２０】
請求項１１の発明は、請求項１又は請求項２に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、前記仕切手段は、前記上下線の間に流体を流して流体膜（Ｆ）を形成する流体膜形成装置（６）を備えることを特徴とする固定構造物の圧力波低減構造である。
【００２１】
請求項１２の発明は、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、前記固定構造物は、前記圧力波を低減するために前記出入口にフランジ部（７ｇ）を備えることを特徴とする固定構造物の圧力波低減構造である。
【００２２】
請求項１３の発明は、請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、前記仕切手段は、前記移動体の側面と対向する前記固定構造物の側壁（３ｃ，３ｄ，７ｃ，７ｄ）を垂直な側壁（３ｃ' ，３ｄ' ）に近似したときに、この垂直な側壁までの距離（Ｌ）の中間点がこの移動体の中心（Ｏ₁，Ｏ₂）と略一致する位置に設置されていることを特徴とする固定構造物の圧力波低減構造である。
【００２３】
請求項１４の発明は、請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、前記仕切手段は、前記移動体の移動方向と交差する水平方向（Ｃ，Ｄ）に放射する前記圧力波の強さが上り線側と下り線側とで異なるように、前記上り線側又は前記下り線側にずらして（ΔＬ）設置されていることを特徴とする固定構造物の圧力波低減構造である。
【００２４】
請求項１５の発明は、請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、前記移動体の移動方向と交差する方向に前記仕切手段による仕切位置（Ｐ₀)を可変する可変手段（９）を備えることを特徴とする固定構造物の圧力波低減構造である。
【００２５】
請求項１６の発明は、請求項１５に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、前記可変手段は、前記移動体が前記出入口に突入するときには、この移動体が突入する側の空間（Ｓ₁）がこの移動体を中心に略左右対称になるように前記仕切位置を可変し、前記移動体が前記出入口から退出するときには、この移動体が退出する側の空間（Ｓ₂）がこの移動体を中心に略左右対称になるように前記仕切位置を可変することを特徴とする固定構造物の圧力波低減構造である。
【００２６】
請求項１７の発明は、請求項１５又は請求項１６に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、前記可変手段は、前記上下線を移動する移動体の速度が異なるときに、速度の速い前記移動体が移動する側の空間がこの移動体を中心に略左右対称になるように前記仕切位置を可変することを特徴とする固定構造物の圧力波低減構造である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造を備えるトンネルの斜視図である。図２は、この発明の第１実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造における仕切壁の正面図である。図３は、この発明の第１実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造における仕切壁の側面図である。図４は、この発明の第１実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造における仕切壁の設置位置を説明するための模式図である。
【００３０】
列車１は、軌道２に沿って移動する移動体である。列車１は、例えば、300km/h以上の高速で走行する新幹線車両である。軌道２は、列車１が走行する通路（移動経路）である。軌道２は、図１に示すように、二本の本線で構成された複線であり、上り本線となる線路２ａと、下り本線となる線路２ｂとから構成されている。トンネル３は、山腹などの地中を貫通して列車１を通過させるための固定構造物（土木構造物）であり、図１及び図２に示すように線路２ａ，２ｂを一つのトンネル内に収容する複線用の鉄道トンネル（複線トンネル）である。トンネル３は、図１及び図３に示すように、列車１が突入及び退出する出入口となる坑口３ａと、図２に示すようにトンネル３の上半分を形成する半円状のアーチ部３ｂと、トンネル３の下半分の両側部分を形成する側壁３ｃ，３ｄなどから構成されている。
【００３１】
圧力波低減構造４は、線路２ａを移動する列車１がトンネル３の坑口３ａに突入するときにこの坑口３ａから外部に放射される突入波Ｗ₅と、線路２ｂを移動する列車１がこの坑口３ａから退出するときにこの坑口３ａから外部に放射される退出波Ｗ₆とを低減する構造である。圧力波低減構造４は、図１〜図３に示すように、トンネル３の内部を線路２ａと線路２ｂとの間で仕切る仕切壁５を備えている。
【００３２】
仕切壁５は、突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆を低減するために線路２ａと線路２ｂと間を仕切る固定構造物である。仕切壁５は、図１に示すように、列車１が線路２ａをＡ方向に移動して坑口３ａに突入したときにＣ方向に強く放射する突入波Ｗ₅を低減し、列車１が線路２ｂをＢ方向に移動して坑口３ａから退出したときにＤ方向に強く放射する退出波Ｗ₆を低減する。仕切壁５は、図２に示すように、トンネル３を線路２ａ側の空間Ｓ₁と線路２ｂ側の空間Ｓ₂とに完全に仕切る垂直な壁部であり、トンネル３と一体に構築されている。仕切壁５は、図２に示すように、トンネル３の側壁３ｃ，３ｄまでの距離Ｌの中間点が線路２ａ，２ｂの中心Ｏ₁，Ｏ₂と略一致する位置に設置されている。この実施形態では、図４に示すように、列車１の側面と対向するトンネル３の湾曲した側壁３ｃ，３ｄを垂直面３ｃ' ，３ｄ' に近似したときに、線路２ａ，２ｂの中心Ｏ₁，Ｏ₂及び列車１の中心を通過する中心線Ｌ₁，Ｌ₂上に、垂直面３ｃ' ，３ｄ' と仕切壁５の側面との間の中間点が位置するようにこの仕切壁５を設置することが好ましい。仕切壁５は、図１及び図３に示すように、長さ方向の端部（仕切壁５の坑口３ａ側とは反対側（トンネル奥側）の端部）に上下方向に傾斜する傾斜部５ａを有する。
【００３３】
次に、この発明の第１実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造の作用を説明する。
図３に示すように、線路２ａをＡ方向に移動する列車１が坑口３ａに突入するとこの坑口３ａから外部に突入波Ｗ₅が放射し、線路２ｂを走行する列車１がトンネル３の坑口３ａから退出するとこの坑口３ａから外部に退出波Ｗ₆が放射する。このとき、図３に示すように、波面が球面状の突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆が坑口３ａから全方向に放射する。トンネル３が複線トンネルである場合には、図２に示すようにトンネル３の中心を通過する垂直な中心線Ｌ₀に対して、線路２ａの中心Ｏ₁（列車１の中心）を通過する垂直な中心線Ｌ₁と、線路２ｂの中心Ｏ₂（列車１の中心）を通過する垂直な中心線Ｌ₂とがずれている。このため、仕切壁５が存在しない場合には、列車１を中心としてトンネル３の断面形状が左右対称ではない。
【００３４】
トンネル３に仕切壁５が存在しない場合に、図１及び図２に示すように線路２ａをＡ方向に移動する列車１が坑口３ａに突入すると、列車１に近接する側壁３ｃ側（図１に示すＣ方向）のほうが、列車１から遠隔の側壁３ｄ側（図１に示すＤ方向）よりも突入波Ｗ₅が強く放射する。一方、トンネル３に仕切壁５が存在しない場合には、線路２ｂをＢ方向に移動する列車１が坑口３ａから退出すると、Ｄ方向のほうがＣ方向よりも突入時とは逆に退出波Ｗ₆が強く放射する。
【００３５】
一方、図１〜図３に示すように、トンネル３に仕切壁５を設置した場合には、図２に示すように仕切壁５と側壁３ｃ，３ｄとの間の中間点が線路２ａ，２ｂの中心Ｏ₁，Ｏ₂と略一致する。このため、トンネル３の空間Ｓ₁，Ｓ₂では列車１を中心としてトンネル３の断面形状が左右対称に近くなる。その結果、図１に示す線路２ａをＡ方向に移動する列車１が坑口３ａに突入すると、トンネル３に仕切壁５を設置しない場合に比べて、Ｃ方向に放射する突入波Ｗ₅が低減する。同様に、図１に示す線路２ｂをＢ方向に移動する列車１が坑口３ａから退出すると、トンネル３に仕切壁５を設置しない場合に比べて、Ｄ方向に放射する退出波Ｗ₆が低減する。
【００３６】
なお、トンネル３に仕切壁５を設置した場合には、トンネル３に仕切壁５を設置しない場合に比べて、線路２ａをＡ方向に移動する列車１が坑口３ａに突入するときにＤ方向に放射する突入波Ｗ₅が増加し、線路２ａをＢ方向に移動する列車１が坑口３ａから退出するときにＣ方向に放射する突入波Ｗ₅が増加する。しかし、トンネル３に仕切壁５を設置した場合には、トンネル３に仕切壁５を設置しない場合にＣ方向から見て最も大きかった突入波Ｗ₅が低減し、Ｄ方向から見て最も大きかった退出波Ｗ₆が低減する。その結果、トンネル３に仕切壁５を設置した場合には、Ｃ，Ｄ方向のいずれから見ても突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆を合わせた圧力波の最大値が低減することになる。
【００３７】
この発明の第１実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆を低減するために線路２ａと線路２ｂと間を仕切壁５が仕切る。その結果、トンネル３の側壁３ｃ，３ｄと仕切壁５との間をいずれか一方の側に片寄ることなく列車１が走行するため、Ｃ方向に放射する突入波Ｗ₅を低減するとともにＤ方向に放射する退出波Ｗ₆を低減することができる。また、従来の複線トンネル緩衝工のように側壁を拡大したりする必要がなくなるため、広い用地を新たに買収する必要がなくなり経済的な負担を軽減することができる。
【００３８】
(2) この第１実施形態では、仕切壁５から側壁３ｃ，３ｄまでの距離Ｌの中間点が線路２ａ，２ｂの中心Ｏ₁，Ｏ₂と略一致する位置にこの仕切壁５が設置されている。その結果、列車１を中心としてトンネル３の断面形状が略左右対称に近似するため、Ｃ方向に放射する突入波Ｗ₅とＤ方向に放射する退出波Ｗ₆とを低減することができる。
【００３９】
(3) この第１実施形態では、仕切壁５の長さ方向のトンネル奥側の端部に上下方向に傾斜する傾斜部５ａが形成されている。その結果、線路２ａ，２ｂを移動する列車１が傾斜部５ａの近傍を通過するときに発生する圧力変動を抑えることができる。
【００４０】
（第２実施形態）
図５は、この発明の第２実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造における仕切壁の正面図である。以下では、図１〜図３に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図５に示す仕切壁５は、トンネル３を線路２ａ側の空間Ｓ₁と線路２ｂ側の空間Ｓ₂とにこれらの空間Ｓ₁，Ｓ₂の一部を仕切る垂直な壁部である。仕切壁５は、この仕切壁５の上端部とトンネル３のアーチ部３ｂとの間に隙間をあけて設置されており、架線を支持する支持装置（電車線支持物）Ｅを避けるように上部を開放している。この第２実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、列車１が通過するときに発生する風圧が仕切壁５の上部の隙間を経由して裏側に回り込むため、この風圧によって仕切壁５が受ける圧力荷重を緩和させることができるとともに、仕切壁５を薄くすることができる。
【００４１】
（第３実施形態）
図６は、この発明の第３実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造における仕切壁の正面図であり、図６（Ａ）は断面形状が略Ｙ字状の仕切壁の正面図であり、図６（Ｂ）は断面形状が湾曲状の仕切壁の正面図である。
図６に示す仕切壁５は、トンネル３の断面形状が列車１を中心に略左右対称になるように線路２ａ側の空間Ｓ₁と線路２ｂ側の空間Ｓ₂とを仕切る壁部である。図６（Ａ）に示す仕切壁５は、上部が線路２ａ，２ｂ側に開くように断面形状が略Ｙ字状に形成されており、列車１を中心としてトンネル３の断面形状を近似的に左右対称にしている。図６（Ｂ）に示す仕切壁５は、線路２ａ，２ｂをそれぞれ覆うように断面形状が湾曲状に形成されており、図６（Ａ）に示す仕切壁５に比べて列車１を中心とするトンネル３の断面形状を一層左右対称に近づけている。この第３実施形態では、トンネル３の断面形状が列車１を中心に略左右対称になるため、Ｃ方向に強く放射する突入波Ｗ₅とＤ方向に強く放射する退出波Ｗ₆とを低減することができる。
【００４２】
（第４実施形態）
図７は、この発明の第４実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造を備えるトンネルの斜視図である。
図７に示すトンネル３は、坑口３ａから外部に向かって軌道２の外側に一対の傾斜側壁３ｅ，３ｆを備えている。傾斜側壁３ｅ，３ｆは、Ｃ，Ｄ方向から見て列車先頭部がこの傾斜側壁３ｅ，３ｆと徐々に重なりながら通過するように、トンネル３と一体に構築された三角形状の部分である。傾斜側壁３ｅ，３ｆは、突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆を低減する機能を有する。仕切壁５は、坑口３ａから外部に向かって線路２ａと線路２ｂとの間に傾斜壁部５ｃを備え、この傾斜壁部５ｃは一対の傾斜側壁３ｅ，３ｆと略同一形状であり、坑口３ａ側の仕切壁５の端部に一体に構築されている。この第３実施形態では、線路２ａ，２ｂを中心として傾斜側壁３ｅ，３ｆと傾斜壁部５ｃとが左右対称になるため、Ｃ方向に放射する突入波Ｗ₅とＤ方向に放射する退出波Ｗ₆とを低減することができる。
【００４３】
（第５実施形態）
図８は、この発明の第５実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造を備えるトンネルの斜視図である。
図８に示すトンネル３は、坑口３ａから内部に向かって線路２ａを覆う単線トンネル部３ｇと線路２ｂを覆う単線トンネル部３ｈと、これらの単線トンネル部３ｇ，３ｈと接続する複線トンネル部３ｉとを備えている。トンネル３は、坑口３ａから所定範囲までが眼鏡型の単線トンネル部３ｇ，３ｈであり、この所定範囲を超えるとトンネル３内で１つの複線トンネル部３ｉと合流する。仕切壁５は、隣接する単線トンネル部３ｇと単線トンネル部３ｈとの間の壁部である。この第５実施形態では、第４実施形態に比べて、トンネル３の断面形状が列車１を中心に左右対称になるため、Ｃ方向に放射する突入波Ｗ₅とＤ方向に放射する退出波Ｗ₆とをより一層低減することができる。
【００４４】
（第６実施形態）
図９は、この発明の第６実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造における仕切壁の断面図である。
図９に示す仕切壁５は、この仕切壁５を貫通する複数の貫通孔５ｂを有する。仕切壁５は、コンクリート製、合成樹脂製又は金属製などである。貫通孔５ｂは、列車１が通過するときに発生する風圧を低減するための開口部であり、仕切壁５の全面又は列車１の側面と対向する面にのみ形成されている。この第６実施形態では、十分な強度を有するアクリル樹脂などの合成樹脂によって仕切壁５を製造したときには、多数の貫通孔５ｂを容易に形成することができるとともに、仕切壁５の製造や設置が容易であり薄く軽量化を図ることができる。
【００４５】
（第７実施形態）
図１０は、この発明の第７実施形態にかかる固定構造物の圧力波低減構造を備えるトンネルの斜視図である。
図１０に示すトンネル３は、内部を線路２ａと線路２ｂとの間で仕切る流体膜形成装置６を備えている。流体膜形成装置６は、突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆を低減するために線路２ａと線路２ｂとの間に流体を流して流体膜Ｆを形成する装置である。流体膜形成装置６は、例えば、水などの液体をトンネル３の上部から平面状に落下させて水膜を形成するウォーターカーテンである。流体膜形成装置６は、図１０に示すように、アーチ部３ｂの最も高い位置から水を噴射する噴射装置６ａと、この噴射装置６ａから噴射され落下する水を線路２ａと線路２ｂとの間で回収する回収装置６ｂと、線路２ａ，２ｂを移動する列車１の突入及び退出を検出する図示しない検出装置と、この検出装置の検出結果に基づいて列車１の突入及び退出時の前後に噴射装置６ａを動作させる図示しない制御装置などを備えている。この第７実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、線路２ａと線路２ｂとの間に建築限界から仕切壁５を設置できない場合などに適用することができる。
【００４６】
（第８実施形態）
図１１は、この発明の第８実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造を備えるトンネルの正面図である。
図１１に示す仕切壁５は、Ｃ，Ｄ方向に放射する突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆の強さが線路２ａ側と線路２ｂ側とで異なるように、線路２ａ側又は線路２ｂ側のいずれか一方にずらして設置されている。以下では、Ｄ方向にのみ民家Ｈが存在し突入側及び退出側の列車１の速度が同一である場合を例に挙げて説明するとともに突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆の強さを強、中、弱の３段階に分けて評価する。
【００４７】
図１１に示す仕切壁５が存在しない場合には、突入波Ｗ₅はＣ方向に強くＤ方向に弱く放射し、退出波Ｗ₆はＣ方向に弱くＤ方向に強く放射する。また、図１１に二点鎖線で示すように、トンネル３の中心線Ｌ₀と仕切壁５とを一致させた場合には、突入波Ｗ₅はＣ，Ｄ方向に中程度放射し、退出波Ｗ₆はＣ，Ｄ方向に中程度放射する。一方、図１１に実線で示すように、トンネル３の中心線Ｌ₀から線路２ｂ方向に仕切壁５をずらした場合には、突入波Ｗ₅がＣ方向には中程度よりもやや強くＤ方向には中程度よりもやや弱く放射し、退出波Ｗ₆がＣ方向には中程度よりもやや強くＤ方向には中程度よりもやや弱く放射する。その結果、図１１に示すように、Ｄ方向にのみ民家Ｈが存在する場合には、トンネル３の中心線Ｌ₀から線路２ｂ側に偏移量ΔＬだけずらして仕切壁５を設置することによって、Ｄ方向に放射する突入波Ｗ₅を中程度よりもやや弱い程度に抑えつつ、Ｄ方向に放射する退出波Ｗ₆のみを低減することができる。なお、図１１とは逆にＣ方向にのみ民家Ｈが存在する場合には、トンネル３の中心線Ｌ₀から線路２ａ側にずらして仕切壁５を設置することによって、Ｃ方向に放射する突入波Ｗ₆を中程度よりもやや弱い程度に抑えつつ、Ｃ方向に放射する突入波Ｗ₅のみを低減することができる。
【００４８】
（第９実施形態）
図１２は、この発明の第９実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造を備えるトンネルの正面図である。以下では、軌道２の両側（Ｃ，Ｄ方向）に民家Ｈが存在する場合を例に挙げて説明する。
図１２に示す圧力波低減構造４は、列車１の移動方向と交差する方向に流体膜形成装置６による仕切位置Ｐ₀を可変する可変手段９を備えている。可変手段９は、列車１が坑口３ａに突入するときには、この列車１が突入する側の空間Ｓ₁がこの列車１を中心に略左右対称になるように仕切位置Ｐ₀を可変（Ｃ方向に移動）する。可変手段９は、列車１が坑口３ａから退出するときには、この列車１が退出する側の空間Ｓ₂がこの列車１を中心に略左右対称になるように仕切位置Ｐ₀を可変（Ｄ方向に移動）する。一般に、図１２に二点鎖線で示すように、トンネル３の中心線Ｌ₀と仕切位置Ｐ₀とを一致させた場合には、空間Ｓ₁，Ｓ₂内をそれぞれ通過する列車１に対して各空間Ｓ₁，Ｓ₂は厳密には左右対称ではない。しかし、トンネル３の中心線Ｌ₀から線路２ａ，２ｂのいずれか一方の側に仕切位置Ｐ₀をずらした場合には、列車１に対して空間Ｓ₁，Ｓ₂のいずれか一方をより左右対称に近づけることができる。例えば、図１２に示すように、軌道２ｂを移動する列車１が坑口３ａから退出するときには、可変手段９が流体膜形成装置６の噴射位置を調整して流体膜Ｆによる仕切位置Ｐ₀を仕切位置Ｐ₁に偏移量ΔＬだけ変化させる。その結果、列車１を中心として空間Ｓ₂が左右対称に近づくため、退出波Ｗ₆を低減することができる。
【００４９】
また、可変手段９は、上下線を移動する列車１の速度が異なるときには、速度の速い列車１が移動する空間Ｓ₁又は空間Ｓ₂がこの列車１を中心に左右対称になるように仕切位置Ｐ₀を可変する。例えば、軌道２ｂを移動する列車１が軌道２ａを移動する列車１よりも速度が速いときには、図１２に示すように可変手段９が流体膜形成装置６の噴射位置を調整して仕切位置Ｐ₀を仕切位置Ｐ₁に変化させる。その結果、列車１を中心として空間Ｓ₂が左右対称に近づくため、速度の速い列車１による退出波Ｗ₆を低減することができる。
【００５０】
（第１０実施形態）
図１３は、この発明の第１０実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造を備えるトンネル緩衝工の斜視図である。
図１３に示すトンネル緩衝工７は、トンネル微気圧波Ｗ₂，Ｗ₄を低減するためにトンネル３の坑口３ａを覆う固定構造物（土木構造物）であり、線路２ａ，２ｂを一つのトンネル覆工内に収容する複線用のトンネル緩衝工（複線トンネル緩衝工）である。トンネル緩衝工７は、坑口３ａの外部に軌道２に沿ってトンネル３を延長するように構築されておりコンクリート製、鉄筋コンクリート製又は鋼板製である。トンネル緩衝工７は、列車１が突入及び退出する出入口７ａと、図１３に示すようにトンネル緩衝工７の上側部分を形成する天部７ｂと、トンネル緩衝工７の側面部分を形成する側壁７ｃ，７ｄなどから構成されている。トンネル緩衝工７は、このトンネル緩衝工７の内部を線路２ａと線路２ｂとの間で仕切る仕切壁５を備えており、この仕切壁５はトンネル緩衝工７と一体に構築されている。この第１０実施形態では、第１実施形態の効果に加えてトンネル微気圧波Ｗ₂，Ｗ₄を低減することができる。
【００５１】
（第１１実施形態）
図１４は、この発明の第１１実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造を備えるトンネル緩衝工の斜視図である。
図１４に示すトンネル緩衝工７は、出入口７ａから外部に向かって軌道２の外側に一対の傾斜側壁７ｅ，７ｆを備えている。傾斜側壁７ｅ，７ｆは、図７に示す傾斜側壁３ｅ，３ｆと同一の構造及び機能を有し、側壁７ｃ，７ｄと一体に構築された三角形状の部分である。仕切壁５は、出入口７ａから外部に向かって線路２ａと線路２ｂとの間に傾斜壁部５ｃを備え、この傾斜壁部５ｃは一対の傾斜側壁７ｅ，７ｆと略同一形状であり、出入口７ａ側の仕切壁５の端部に一体に構築されている。この第１１実施形態には、第４実施形態と同様の効果がある。
【００５２】
（第１２実施形態）
図１５は、この発明の第１２実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造を備えるトンネル緩衝工の斜視図である。
図１５に示すトンネル緩衝工７は、突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆を低減するために出入口７ａにフランジ部７ｇを備えており、このフランジ部７ｇは突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆を低減する機能を有する。フランジ部７ｇは、線路２ａをＡ方向に移動する列車１が出入口７ａに突入したときに列車先頭部の運転席から見て前側（山側）に放射する突入波Ｗ₅を低減するとともに、線路２ｂをＢ方向に移動する列車１が出入口７ａから退出したときに列車先頭部の運転席から見て後側（山側）に放射する退出波Ｗ₆を低減する。フランジ部７ｇは、天部７ｂ及び側壁７ｃ，７ｄの出入口７ａ側の端部に一体に構築されている。この第１２実施形態では、仕切壁５によってＣ，Ｄ方向に放射する突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆を低減することができるとともに、フランジ部７ｇによってＡ，Ｂ方向に放射する突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆も低減することができる。
【００５３】
（第１３実施形態）
図１６は、この発明の第１３実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造を備える明り区間構造物の斜視図である。
図１６に示す固定構造物８は、トンネル区間以外の高架橋区間や土路盤区間などの明り区間に設けられた建築物（土木構造物）であり、軌道２に対して略直交して構築されている。固定構造物８は、例えば、軌道２を越えるためにこの軌道２上に架け渡した跨線橋や立体交差、軌道２上に駅本屋が配置された橋上駅などである。固定構造物８は、列車１が突入及び退出する出入口８ａ，８ｂと、軌道２の外側に構築された橋脚や脚台などの脚部８ｃ，８ｄと、出入口８ａから外部に向かって軌道２の外側に構築された一対の傾斜側壁８ｅ，８ｆと、出入口８ｂから外部に向かって軌道２の外側に構築された一対の傾斜側壁８ｇ，８ｈとから構成されている。傾斜側壁８ｅ〜８ｈは、Ｃ，Ｄ方向から見て列車先頭部がこれらの傾斜側壁８ｅ〜８ｈと徐々に重なりながら通過するように、脚部８ｃ，８ｄと一体に構築された三角形状の部分である。傾斜側壁８ｅ〜８ｈは、列車１が固定構造物８の近傍を通過して出入口８ａ，８ｂに突入したりこの出入口８ａ，８ｂから退出したりしたときに、この出入口８ａ，８ｂから外部に放射する突入波（通過波）Ｗ₅及び退出波（通過波）Ｗ₆を低減する機能を有する。固定構造物８は、この固定構造物８の下方を線路２ａと線路２ｂとの間で仕切る仕切壁５を備え、この仕切壁５は出入口８ａ，８ｂから外部に向かって線路２ａと線路２ｂとの間に傾斜壁部５ｃ，５ｄを備える。傾斜壁部５ｃは、一対の傾斜側壁８ｅ，８ｆと略同一形状であり、傾斜壁部５ｄは一対の傾斜側壁８ｇ，８ｈと略同一形状であり、傾斜壁部５ｃ，５ｄは仕切壁５の両端部に一体に構築されている。この第１３実施形態には、第１１実施形態と同様の効果がある。
【００５４】
【実施例】
次に、この発明の実施例について説明する。
図１７は、この発明の実施例に係る固定構造物の圧力波低減構造の効果を確認するための模型実験装置の構成図である。図１８は、トンネルに仕切壁を入れた状態とトンネルに仕切壁を入れない状態の圧力波の測定結果を示すグラフであり、図１８（Ａ）は列車が偏っている側で測定した圧力波の時間変化を示し、図１８（Ｂ）は列車が偏っている側とは反対側で測定した圧力波の時間変化を示す。図１９は、トンネルに仕切壁を入れた状態とトンネルに仕切壁を入れない状態のトンネル内の圧縮波の測定結果を示すグラフであり、図１９（Ａ）は圧力の時間変化を示し、図１９（Ｂ）は圧力勾配の時間変化を示す。なお、図１８及び図１９に示す細線は仕切壁を入れない状態（対策前）の測定結果であり、太線は仕切壁を入れた状態（対策後）の測定結果である。
【００５５】
模型実験装置２０は、トンネル３０に列車１０を突入させたときに発生する圧力波を測定するための装置である。模型実験装置２０は、図１７に示すように、列車１を模擬した列車１０と、トンネル３を模擬したトンネル３０と、仕切壁５を模擬した仕切壁５０とを備えており、実物の1/100の大きさで設計されている。ここで、図１７に示すＯ₁₁は、トンネル中心軸であり、Ｏ₁₂はこのトンネル中心軸Ｏ₁₁と平行な列車中心軸であり、Ｏ₁₃はトンネル３０の坑口３０ａを通過してトンネル中心軸Ｏ₁₁及び列車中心軸Ｏ₁₂と直交する軸線である。Ｄ₁₁は、トンネル直径(100mm)である。Ｌ₁₁は、トンネル中心軸Ｏ₁₁から点Ｐ₁₁，Ｐ₁₂までの距離(400mm)であり、Ｌ₁₂はトンネル３０の坑口３０ａから点Ｐ₁₃までの距離(1000mm)である。Ｌ₁₃は、列車１０の移動方向（Ａ方向）における仕切壁５０の長さ(200mm)である。すなわち、Ｌ₁₃＝２Ｄ₁₁である。図１７に示すように、列車１０はトンネル中心軸Ｏ₁₁から僅かにずれた列車中心軸Ｏ₁₂に沿って350km/hで移動し、仕切壁５０はトンネル中心軸Ｏ₁₁から僅かにずれた位置に設置されている。点Ｐ₁₁は、トンネル中心軸Ｏ₁₁に対して列車１０が偏心している側（近接側）に放射する突入波Ｗ₅の測定点であり、点Ｐ₁₂はトンネル中心軸Ｏ₁₁に対して列車１０が偏心している側とは反対側（遠隔側）に放射する突入波Ｗ₅の測定点であり、点Ｐ₁₃はトンネル３０内に発生する圧縮波Ｗ₁の測定点である。
【００５６】
図１８に示すように、仕切壁５０を入れない状態でトンネル３０に列車１０を突入させると点Ｐ₁₁では強い圧力波が測定されており点Ｐ₁₂では弱い圧力波が測定されている。しかし、図１７に示すように、トンネル３０に仕切壁５０を入れた状態でこのトンネル３０に列車１０を突入させると、点Ｐ₁₁側の圧力波が低減して点Ｐ₁₂側の圧力波が増加する。その結果、軸線Ｏ₁₃方向における突入波Ｗ₅の指向性が緩和されることが確認された。また、図１９に示すように、仕切壁５０を入れない状態と仕切壁５０を入れた状態とでは、トンネル微気圧波Ｗ₂の原因となる圧縮波Ｗ₁及びこの圧縮波Ｗ₁の時間変化を表す圧力勾配に差がほとんど見られなかった。その結果、図１７に示すように、トンネル直径Ｄ₁₁の２倍の長さＬの仕切壁５０をトンネル３０内に設置した場合には、トンネル微気圧波Ｗ₂が増大しないことが確認された。
【００５７】
この実施例では、図１７に示すように、Ｌ₁₃＝２Ｄ₁₁に設定しているが仕切壁５０の長さＬをこの値と厳密に一致させる必要はなく、Ｌ₁₃≧Ｄ₁₁／２であれば突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆を低減することができる。実際の複線トンネル又は複線トンネル緩衝工では、これらの断面が正確な円形や四角形ではなく円形や四角形に近似した形状である。このため、列車１の移動方向における仕切壁５の長さを、複線トンネル又は複線トンネル緩衝工の断面積と同一の断面積を有する円の半径以上に設定することが好ましい。また、トンネル３０内に仕切壁５０を設置すると列車１０側から見るとトンネル断面積が小さくなるので、トンネル３０内に発生する圧縮波Ｗ₁が増大して、結果的に坑口３０ａとは反対側の坑口３０ｂから発生するトンネル微気圧波Ｗ₂が増大するおそれがある。しかし、突入時の圧縮波Ｗ₁の波面の長さはトンネル直径Ｄ₁₁の数倍程度に及ぶ（おおむねトンネル直径Ｄ₁₁／突入マッハ数Ｍ）ため、圧縮波Ｗ₁の波面の長さよりも長さＬ₁₃を短く設定（Ｌ₁₃≦Ｄ₁₁／Ｍ，マッハ数Ｍ＝0.2の場合Ｌ₁₃≦５Ｄ₁₁）すれば仕切壁５０の反対側に圧力が回り込み、トンネル３０内に発生する圧縮波Ｗ₁がほとんど増大しないと考えられる。一方、長さＬ₁₃を非常に長く設定（Ｌ₁₃≧Ｄ₁₁／Ｍ，マッハ数Ｍ＝0.2の場合Ｌ₁₃≧５Ｄ₁₁）すると突入波Ｗ₅及び退出波Ｗ₆の低減効果が一定値に収束するが、トンネル断面積が小さくなったのと同等になるためトンネル微気圧波Ｗ₂が増大する可能性がある。この場合には、図１３〜図１５に示すように、坑口３ａにトンネル緩衝工７を設置したり、トンネル３内にバラストを散布したりする他の圧力波低減対策を採用することによって、距離Ｌ₁₃をＤ₁₁／Ｍ以上に設定することができる。
【００５８】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、移動体として列車（鉄道車両）１を例に挙げて説明したがこれに限定するものではない。例えば、高速で走行する磁気浮上式鉄道や自動車などの移動体についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、軌道２が複線である場合を例に挙げて説明したが、軌道２が複々線である場合についてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、仕切壁５に直線状の傾斜部５ａを形成しているが、この傾斜部５ａを曲線状に形成してもよい。
【００５９】
(2) この実施形態では、１枚の仕切壁５を設置した場合を例に挙げて説明したが、仕切壁５を２枚以上設置したり仕切壁５に厚みをもたせたりすることもできる。例えば、第１実施形態では、仕切壁５と側壁３ｃ，３ｄとの位置関係を説明したが、図４に示すように仕切壁５が非常に厚い壁になるような場合には、間隔をあけて仕切壁５を二枚設置することもできる。また、この実施形態では、仕切壁５に傾斜部５ａを形成した場合を例に挙げて説明したがこの傾斜部５ａを省略することもできる。
【００６０】
(3) この第２実施形態では、空間Ｓ₁，Ｓ₂の上部を除きこれらの空間Ｓ₁，Ｓ₂を仕切壁５によって仕切っているが空間Ｓ₁，Ｓ₂の中間部又は下部を除きこれらの空間Ｓ₁，Ｓ₂を仕切壁５によって仕切ることもできる。また、この第４実施形態、第１１実施形態及び第１３実施形態では、傾斜側壁３ｅ，３ｆ，７ｅ，７ｆ，８ｅ〜８ｈを三角形状に形成した場合を例に挙げて説明したが、厳密に三角形状である必要はなく三角形の斜辺の部分を曲線状に形成してもよい。
【００６１】
(4) この第７実施形態では、流体膜形成装置６としてウォーターカーテンを例に挙げて説明したが、空気などの気体をトンネル３の上部と下部との間に平面状に噴射して空気層を形成するエアカーテンなどの流体膜形成装置についてもこの発明を適用することができる。また、この第７実施形態では、列車１の突入及び退出の前後に水を噴射する場合を例に挙げて説明したが、常時水を噴射した状態にすることもできる。さらに、この第９実施形態では、流体膜形成装置６の流体膜Ｆによる仕切位置Ｐ₀を可変手段９によって可変する場合を例に挙げて説明したが、駆動機構部などの可変手段によって仕切壁５を駆動して仕切位置を可変することもできる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によると、固定構造物の出入口に移動体が突入するときに発生する圧力波とこの出入口から移動体が退出するときに発生する圧力波とを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造を備えるトンネルの斜視図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造における仕切壁の正面図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造における仕切壁の側面図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造における仕切壁の設置位置を説明するための模式図である。
【図５】この発明の第２実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造における仕切壁の正面図である。
【図６】この発明の第３実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造における仕切壁の正面図であり、（Ａ）は断面形状が略Ｙ字状の仕切壁の正面図であり、（Ｂ）は断面形状が湾曲状の仕切壁の正面図である。
【図７】この発明の第４実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造を備えるトンネルの斜視図である。
【図８】この発明の第５実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造を備えるトンネルの斜視図である。
【図９】この発明の第６実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造における仕切壁の断面図である。
【図１０】この発明の第７実施形態にかかる固定構造物の圧力波低減構造を備えるトンネルの斜視図である。
【図１１】この発明の第８実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造を備えるトンネルの正面図である。
【図１２】この発明の第９実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造を備えるトンネルの正面図である。
【図１３】この発明の第１０実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造を備えるトンネル緩衝工の斜視図である。
【図１４】この発明の第１１実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造を備えるトンネル緩衝工の斜視図である。
【図１５】この発明の第１２実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造を備えるトンネル緩衝工の斜視図である。
【図１６】この発明の第１３実施形態に係る固定構造物の圧力波低減構造を備える明り区間構造物の斜視図である。
【図１７】この発明の実施例に係る固定構造物の圧力波低減構造の効果を確認するための模型実験装置の構成図である。
【図１８】トンネルに仕切壁を入れた状態とトンネルに仕切壁を入れない状態の圧力波の測定結果を示すグラフであり、（Ａ）は列車が偏っている側で測定した圧力波の時間変化を示し、（Ｂ）は列車が偏っている側とは反対側で測定した圧力波の時間変化を示す。
【図１９】トンネルに仕切壁を入れた状態とトンネルに仕切壁を入れない状態のトンネル内の圧縮波の測定結果を示すグラフであり、（Ａ）は圧力の時間変化を示し、（Ｂ）は圧力勾配の時間変化を示す。
【図２０】トンネルに列車が突入するときに坑口から外部に放射する圧力波の概念図である。
【図２１】トンネルから列車が退出するときに坑口から外部に放射する圧力波の概念図である。
【符号の説明】
１列車（移動体）
２軌道
２ａ，２ｂ線路
３トンネル（固定構造物）
３ａ坑口（出入口）
３ｂアーチ部
３ｃ，３ｄ側壁
３ｅ，３ｆ傾斜側壁
３ｇ，３ｈ単線トンネル部
３ｉ複線トンネル部
４圧力波低減構造
５仕切壁（仕切手段）
５ａ傾斜部
５ｂ貫通孔
５ｃ，５ｄ傾斜壁部
６流体膜形成装置（仕切手段）
６ａ噴射装置
６ｂ回収装置
７トンネル緩衝工（固定構造物）
７ａ出入口
７ｃ，７ｄ側壁
７ｅ，７ｆ傾斜側壁
７ｇフランジ部
８固定構造物
８ａ，８ｂ出入口
８ｃ，８ｄ脚部
８ｅ，８ｆ，８ｇ，８ｈ傾斜側壁
９可変手段
Ｌ距離
Ｌ₀，Ｌ₁，Ｌ₂ 中心線
ΔＬ偏移量
Ｌ₁₃ 長さ
Ｅ支持装置
Ｆ流体膜
Ｐ₀，Ｐ₁ 仕切位置
Ｓ₁，Ｓ₂ 空間
Ｏ₁，Ｏ₂ 線路の中心
Ｗ₁，Ｗ₃ 圧縮波
Ｗ₂，Ｗ₄ トンネル微気圧波
Ｗ₅ 突入波（圧力波）
Ｗ₆ 退出波（圧力波）

Claims

上下線の一方の本線を移動する移動体が固定構造物の出入口に突入するときにこの出入口から外部に放射する圧力波と、前記上下線の他方の本線を移動する移動体が前記出入口から退出するときにこの出入口から外部に放射する圧力波とを低減する固定構造物の圧力波低減構造であって、
前記固定構造物は、前記移動体が時速 300km/h 以上の高速で内部を通過する複線トンネル又は複線トンネル緩衝工であり、これらの内部の左右の側壁のうち前記移動体に近接する側壁側に強く放射される前記圧力波を低減するために、前記出入口を前記上下線の間で仕切る仕切手段を備え、
前記仕切手段は、前記移動体の移動方向における長さが前記出入口の断面積と同一の断面積を有する円の半径以上であり、この出入口にこの移動体が突入するときに前記固定構造物の内部に発生する圧縮波の波面の長さ以下であること、
を特徴とする固定構造物の圧力波低減構造。
上下線の一方の本線を移動する移動体が固定構造物の出入口に突入するときにこの出入口から外部に放射する圧力波と、前記上下線の他方の本線を移動する移動体が前記出入口から退出するときにこの出入口から外部に放射する圧力波とを低減する固定構造物の圧力波低減構造であって、
前記固定構造物は、前記移動体が時速 300km/h 以上の高速で下方を通過する跨線橋、橋上駅又は立体交差であり、これらの下方の左右の脚部のうち前記移動体に近接する脚部側に強く放射される前記圧力波を低減するために、前記出入口を前記上下線の間で仕切る仕切手段を備え、
前記仕切手段は、前記移動体の移動方向における長さが前記出入口の断面積と同一の断面積を有する円の半径以上であり、この出入口にこの移動体が突入するときに前記固定構造物の内部に発生する圧縮波の波面の長さ以下であること、
を特徴とする固定構造物の圧力波低減構造。
請求項１又は請求項２に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、
前記仕切手段は、前記固定構造物を上り線側の空間と下り線側の空間とに完全に仕切る仕切壁を備えること、
を特徴とする固定構造物の圧力波低減構造。
請求項１又は請求項２に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、
前記仕切手段は、前記固定構造物を上り線側の空間と下り線側の空間とに空間の一部を仕切る仕切壁を備えること、
を特徴とする固定構造物の圧力波低減構造。
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、
前記仕切手段は、前記固定構造物の断面形状が前記移動体を中心に略左右対称になるように上り線側の空間と下り線側の空間とを仕切る仕切壁を備えること、
を特徴とする固定構造物の圧力波低減構造。
請求項５に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、
前記固定構造物は、前記出入口から内部に向かって前記上り線を覆う単線トンネル部と前記下り線を覆う単線トンネル部とを備え、
前記仕切壁は、隣接する前記単線トンネル部の間の壁部であること、
を特徴とする固定構造物の圧力波低減構造。
請求項５又は請求項６に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、
前記仕切壁は、断面形状が略Ｙ字状又は湾曲状であること、
を特徴とする固定構造物の圧力波低減構造。
請求項３から請求項７までのいずれか１項に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、
前記仕切壁は、長さ方向のトンネル奥側の端部に上下方向に傾斜する傾斜部を有すること、
を特徴とする固定構造物の圧力波低減構造。
請求項３から請求項８までのいずれか１項に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、
前記仕切壁は、この仕切壁を貫通する複数の貫通孔を有すること、
を特徴とする固定構造物の圧力波低減構造。
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、
前記固定構造物は、前記出入口から外部に向かって前記上下線の外側に一対の傾斜側壁を備え、
前記仕切手段は、前記出入口から外部に向かって前記上下線の間に前記一対の傾斜側壁と略同一形状の傾斜壁部を有する仕切壁を備えること、
を特徴とする固定構造物の圧力波低減構造。
請求項１又は請求項２に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、
前記仕切手段は、前記上下線の間に流体を流して流体膜を形成する流体膜形成装置を備えること、
を特徴とする固定構造物の圧力波低減構造。
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、
前記固定構造物は、前記圧力波を低減するために前記出入口にフランジ部を備えること、
を特徴とする固定構造物の圧力波低減構造。
請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、
前記仕切手段は、前記移動体の側面と対向する前記固定構造物の側壁を垂直な側壁に近似したときに、この垂直な側壁までの距離の中間点がこの移動体の中心と略一致する位置に設置されていること、
を特徴とする固定構造物の圧力波低減構造。
請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、
前記仕切手段は、前記移動体の移動方向と交差する水平方向に放射する前記圧力波の強さが上り線側と下り線側とで異なるように、前記上り線側又は前記下り線側にずらして設置されていること、
を特徴とする固定構造物の圧力波低減構造。
請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、
前記移動体の移動方向と交差する方向に前記仕切手段による仕切位置を可変する可変手段を備えること、
を特徴とする固定構造物の圧力波低減構造。
請求項１５に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、
前記可変手段は、
前記移動体が前記出入口に突入するときには、この移動体が突入する側の空間がこの移動体を中心に略左右対称になるように前記仕切位置を可変し、
前記移動体が前記出入口から退出するときには、この移動体が退出する側の空間がこの移動体を中心に略左右対称になるように前記仕切位置を可変すること、
を特徴とする固定構造物の圧力波低減構造。
請求項１５又は請求項１６に記載の固定構造物の圧力波低減構造において、
前記可変手段は、前記上下線を移動する移動体の速度が異なるときに、速度の速い前記移動体が移動する側の空間がこの移動体を中心に略左右対称になるように前記仕切位置を可変すること、
を特徴とする固定構造物の圧力波低減構造。