JP7004639B2

JP7004639B2 - Micro-pressure wave reduction structure of tunnel shock absorber

Info

Publication number: JP7004639B2
Application number: JP2018237746A
Authority: JP
Inventors: 実俊斉藤
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2022-01-21
Anticipated expiration: 2038-12-19
Also published as: JP2020100943A

Description

この発明は、入口側トンネル坑口に移動体が突入したときに出口側トンネル坑口から放射するトンネル微気圧波を、この入口側トンネル坑口を覆うトンネル緩衝工によって低減するトンネル緩衝工の微気圧波低減構造に関する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the tunnel micropressure wave radiated from the exit side tunnel wellhead when a moving body enters the inlet side tunnel wellhead is reduced by the tunnel buffering work covering the inlet side tunnel wellhead. Regarding the structure.

トンネル微気圧波は列車先頭部がトンネル入口に突入したときに、トンネル出口から放射される圧力波で沿線の騒音・振動の要因となる。トンネル微気圧波の大きさは列車のトンネル突入時にトンネル内に発生した圧縮波の立ち上がり具合（圧力波形の時間微分（以下、圧力勾配最大値という))によって決まる。すなわち、トンネル内圧縮波が急激に立ち上がるほど微気圧波は大きくなる。よって、微気圧波を低減させるためには圧縮波の圧力勾配最大値を小さくすればよい。 The tunnel micro-pressure wave is a pressure wave radiated from the tunnel exit when the head of the train rushes into the tunnel entrance, which causes noise and vibration along the railway line. The magnitude of the tunnel micro-pressure wave is determined by the rise of the compression wave generated in the tunnel when the train enters the tunnel (time derivative of the pressure waveform (hereinafter referred to as the maximum value of the pressure gradient)). That is, the more rapidly the compressed wave in the tunnel rises, the larger the micro-pressure wave becomes. Therefore, in order to reduce the micro-pressure wave, the maximum value of the pressure gradient of the compressed wave may be reduced.

車両側対策としては、圧力勾配最大値を小さくする（圧縮波がなるべくゆっくり立ち上がるようにする）ために、車両先頭部を長くする或いは車両先頭部の断面積分布を適切にするなどの対策が行われている。地上側の対策としては、トンネルの入口にトンネル緩衝工（トンネル入口緩衝工）を設置する方法がある。トンネル緩衝工はトンネルより一回り大きい（現在は1.2～1.5倍程度）フード状構造物で、側面に開口部を設け、その位置を適切にすることでトンネル微気圧波を低減する。すなわち、側面開口部の開閉パターンを調整する必要があり、側面開口部の最適な配置は列車の先頭部形状や速度に依存し、新しい車両が導入されたときや、速度向上の際には開口部の配置を変更しないと十分な効果が得られない場合がある。特に、トンネル緩衝工が長くなると多数の側面開口部の開閉パターンを検討する必要があり、最適値の探索は困難である。また、新規路線の建設時においても、走行する車両によって側面開口部の配置が異なるので、路線毎に側面開口部の配置を毎回検討しなければならない。さらに、列車速度向上などによりトンネル微気圧波をさらに低減させるためには、トンネル緩衝工の性能をさらに上げるために、トンネル緩衝工の全長を長くする必要がある。 As measures on the vehicle side, measures such as lengthening the front part of the vehicle or making the cross-sectional area distribution of the front part of the vehicle appropriate are taken in order to reduce the maximum value of the pressure gradient (so that the compression wave rises as slowly as possible). It has been. As a measure on the ground side, there is a method of installing a tunnel buffer (tunnel entrance buffer) at the entrance of the tunnel. The tunnel shock absorber is a hood-like structure that is one size larger than the tunnel (currently about 1.2 to 1.5 times), and an opening is provided on the side surface to reduce the tunnel micro-pressure wave by making the position appropriate. That is, it is necessary to adjust the opening / closing pattern of the side openings, and the optimum arrangement of the side openings depends on the shape and speed of the head of the train. A sufficient effect may not be obtained unless the arrangement of the parts is changed. In particular, when the tunnel shock absorber becomes long, it is necessary to study the opening / closing patterns of many side openings, and it is difficult to search for the optimum value. In addition, even when constructing a new line, the arrangement of the side openings differs depending on the traveling vehicle, so the arrangement of the side openings must be considered every time for each line. Furthermore, in order to further reduce the tunnel micro-pressure wave by improving the train speed, it is necessary to increase the total length of the tunnel buffer in order to further improve the performance of the tunnel buffer.

そこで、トンネル緩衝工の断面積を最適に設定することで、側面開口部を設けなくてもトンネル微気圧波を大きく低減することができるトンネル緩衝工が提案されている。従来のトンネル緩衝工は、フード状構造物に側面開口部を設けることなく、このフード状構造物の断面積がトンネル本坑の断面積の2.2～2.6倍であり、このフード状構造物の最適長さが約25mに構成されている（例えば、特許文献１参照）。このような従来のトンネル緩衝工では、列車速度が向上したり列車先頭部形状が変化したりしても、フード状構造物の断面積を最適に設定することによって、フード状構造物の延長や側面開口部の再配置をする必要がない。 Therefore, there has been proposed a tunnel buffer that can greatly reduce the tunnel micro-pressure wave without providing a side opening by optimally setting the cross-sectional area of the tunnel buffer. In the conventional tunnel shock absorber, the cross-sectional area of this hood-like structure is 2.2 to 2.6 times the cross-sectional area of the main tunnel without providing a side opening in the hood-like structure, which is optimal for this hood-like structure. It is configured to have a length of about 25 m (see, for example, Patent Document 1). In such a conventional tunnel shock absorber, even if the train speed is improved or the shape of the train head is changed, the hood-like structure can be extended by optimally setting the cross-sectional area of the hood-like structure. There is no need to rearrange the side openings.

特開2017-031734号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-031734

従来のトンネル緩衝工では、現状の新幹線（登録商標）を想定した場合の前提条件は、列車先頭部長さが10～15mであり、列車速度が260～360km/h程度である。しかし、このような従来のトンネル緩衝工では、フード状構造物を延長しても圧力勾配最大値比α=0.4以下にすることができない問題点がある。また、従来のトンネル緩衝工は、フード状構造物の断面積がトンネル本坑の断面積の1.4倍のフード状構造物が既に設置されている場合には、この既存のフード状構造物を撤去又は改造する必要があり、工費がかさんでしまう問題点がある。 In the conventional tunnel shock absorber, the preconditions assuming the current Shinkansen (registered trademark) is that the length of the head of the train is 10 to 15 m and the train speed is about 260 to 360 km / h. However, such a conventional tunnel shock absorber has a problem that the pressure gradient maximum value ratio α = 0.4 or less cannot be achieved even if the hood-like structure is extended. In addition, the conventional tunnel shock absorber removes the existing hood-like structure when the hood-like structure has already been installed and the cross-sectional area of the hood-like structure is 1.4 times the cross-sectional area of the tunnel main pit. Or it needs to be remodeled, and there is a problem that the construction cost is high.

この発明の課題は、既存のトンネル緩衝工を利用することで建設費を低減しつつ、トンネル緩衝工の性能を向上させることができるトンネル緩衝工の微気圧波低減構造を提供することである。 An object of the present invention is to provide a micro-pressure wave reduction structure of a tunnel buffer that can improve the performance of the tunnel buffer while reducing the construction cost by utilizing the existing tunnel buffer.

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、図１及び図２に示すように、入口側トンネル坑口（３ａ）に移動体（１）が突入したときに出口側トンネル坑口（３ｂ）から放射するトンネル微気圧波（Ｗ₂）を、この入口側トンネル坑口を覆うトンネル緩衝工（４）によって低減するトンネル緩衝工の微気圧波低減構造であって、前記入口側トンネル坑口から緩衝工口（４ａ）に向かって前記トンネル緩衝工の断面積（Ａ_h'，Ａ_h）が段階的に増加するように、この緩衝工口からこの入口側トンネル坑口に向かって順に第１及び第２の緩衝工部（６Ａ，６Ｂ）を備え、前記移動体の速度が260～360km/h、前記移動体の先頭部長さが10～15m、前記トンネルの断面積Ａ、前記第１の緩衝工部の断面積Ａ_h'、前記第１の緩衝工部の断面積比σ_h'＝Ａ_h'／Ａ、前記第２の緩衝工部の断面積Ａ_h、前記第２の緩衝工部の断面積比σ_h＝Ａ_h／Ａであるときに、前記第１の緩衝工部の長さＬ_h1は、10～40mであり、前記第１の緩衝工部の断面積比σ_h’は、3.0～4.2であり、前記第２の緩衝工部の長さＬ_h2は、15～45mであり、前記第２の緩衝工部の断面積比σ_h は、1.2～1.6であることを特徴とするトンネル緩衝工の微気圧波低減構造（５）である。 The present invention solves the above-mentioned problems by means of solutions as described below.
Although the description will be given with reference numerals corresponding to the embodiments of the present invention, the present invention is not limited to this embodiment.
According to the first aspect of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, a tunnel micro-pressure wave (3b) radiated from the exit-side tunnel entrance (3b) when the moving body (1) enters the entrance-side tunnel entrance (3a). It is a micro-pressure wave reduction structure of the tunnel buffering work that reduces W ₂ ) by the tunnel buffering work (4) covering the entrance side tunnel wellhead, and is said to be said from the inlet side tunnel wellhead toward the buffering workhead (4a). The first and second buffering sections (6A, 6B) in order from this buffering port toward the inlet side tunnel wellhead so that the cross-sectional area (A _h ', A _h ) of the tunnel buffering work increases step by step. ), The speed of the moving body is 260 to 360 km / h, the head length of the moving body is 10 to 15 m, the cross-sectional area A of the tunnel, the cross-sectional area A _h'of the first shock absorber, and the above. Cross-sectional area ratio σ _h '= A _h '/ A of the first buffering section, cross-sectional area A _h of the second buffering section, cross-sectional area ratio σ _h = A _h / of the second buffering section. When A, the length L _h1 of the first buffering section is 10 to 40 m, and the cross-sectional area ratio σ _h'of the first buffering section is 3.0 to 4.2. The length L _h2 of the shock absorber of No. 2 is 15 to 45 m, and the cross-sectional area ratio σ _h of the second shock absorber is 1.2 to 1.6. It is a reduction structure (5).

請求項２の発明は、図７及び図８に示すように、入口側トンネル坑口（３ａ）に移動体（１）が突入したときに出口側トンネル坑口（３ｂ）から放射するトンネル微気圧波（Ｗ₂）を、この入口側トンネル坑口を覆うトンネル緩衝工によって低減するトンネル緩衝工（４）の微気圧波低減構造であって、前記入口側トンネル坑口から緩衝工口（４ａ）に向かって前記トンネル緩衝工の断面積（Ａ_h'，Ａ_h）が段階的に増加するように、この緩衝工口からこの入口側トンネル坑口に向かって順に第１及び第２の緩衝工部（６Ａ，６Ｂ）を備え、前記第１の緩衝工部（６Ａ）は、この緩衝工部の壁部（４ｃ）を貫通する開口部（４ｅ）を有し、前記移動体の速度が260～360km/h、前記移動体の先頭部長さが10～15m、前記トンネルの断面積Ａ、前記第１の緩衝工部の断面積Ａ_h'、前記第１の緩衝工部の断面積比σ_h'＝Ａ_h'／Ａ、前記第２の緩衝工部の断面積Ａ_h、前記第２の緩衝工部の断面積比σ_h＝Ａ_h／Ａであるときに、前記第１の緩衝工部の長さＬ_h1は、10～40mであり、前記第１の緩衝工部の断面積比σ_h’は、2.0～3.0であり、前記第２の緩衝工部の長さＬ_h2は、15～45mであり、前記第２の緩衝工部の断面積比σ_h は、1.2～1.6であることを特徴とするトンネル緩衝工の微気圧波低減構造（５）である。 According to the second aspect of the present invention, as shown in FIGS. 7 and 8, a tunnel micro-pressure wave (3b) radiated from the exit-side tunnel entrance (3b) when the moving body (1) enters the entrance-side tunnel entrance (3a). It is a micro-pressure wave reduction structure of the tunnel buffering work (4) that reduces W ₂ ) by the tunnel buffering work covering the entrance side tunnel wellhead, and is said to be said from the inlet side tunnel wellhead toward the shock absorber (4a). The first and second buffering sections (6A, 6B) in order from this buffering port toward the inlet side tunnel wellhead so that the cross-sectional area (A _h ', A _h ) of the tunnel buffering work increases step by step. ), The first buffering section (6A) has an opening (4e) penetrating the wall portion (4c) of the buffering section, and the speed of the moving body is 260 to 360 km / h. The head portion length of the moving body is 10 to 15 m, the cross-sectional area A of the tunnel, the cross-sectional area A _{h'of the first buffer working portion, and the cross-sectional area ratio σ h'= A h} _of _the first buffer working portion. '/ A, the cross-sectional area A _h of the second buffer working section, and the cross-sectional area ratio of the second buffer working section σ _h = A _h / A, the length of the first buffer working section. L _h1 is 10 to 40 m, the cross-sectional area ratio σ _h'of the first buffer section is 2.0 to 3.0, and the length L _h2 of the second buffer section is 15 to 45 m. The second buffering section has a cross-sectional area ratio σ _h of 1.2 to 1.6, which is a micro-pressure wave reduction structure (5) of the tunnel buffering section.

請求項３の発明は、図２及び図５に示すように、入口側トンネル坑口（３ａ）に移動体（１）が突入したときに出口側トンネル坑口（３ｂ）から放射するトンネル微気圧波（Ｗ₂）を、この入口側トンネル坑口を覆うトンネル緩衝工（４）によって低減するトンネル緩衝工の微気圧波低減構造であって、前記入口側トンネル坑口から緩衝工口（４ａ）に向かって前記トンネル緩衝工の断面積（Ａ_h'，Ａ_h）が段階的に増加するように、この緩衝工口からこの入口側トンネル坑口に向かって順に第１及び第２の緩衝工部（６Ａ，６Ｂ）を備え、前記移動体の速度Ｕ、音速ｃ、前記移動体のマッハ数Ｍ＝Ｕ／ｃ、前記移動体の先頭部長さＬ_n、前記移動体が緩衝工口に突入したときに発生する圧縮波（Ｗ₁₁）の波面幅Ｌ_W、トンネルの断面積Ａ、前記第１の緩衝工部の断面積Ａ_h'、前記第１の緩衝工部の断面積比σ_h'＝Ａ_h'／Ａ、前記第２の緩衝工部の断面積Ａ_h、前記第２の緩衝工部の断面積比σ_h＝Ａ_h／Ａであるときに、前記移動体の先頭部長さＬ_n及び前記圧縮波の波面幅Ｌ_Wは、

であり、前記第１の緩衝工部の長さＬ_h1及び断面積比σ_h’は、

であり、前記第２の緩衝工部の長さＬ_h2及び断面積比σ_h は、

であることを特徴とするトンネル緩衝工の微気圧波低減構造（５）である。 According to the third aspect of the present invention, as shown in FIGS. 2 and 5, a tunnel micro-pressure wave (3b) radiated from the exit-side tunnel entrance (3b) when the moving body (1) enters the entrance-side tunnel entrance (3a). It is a micro-pressure wave reduction structure of the tunnel buffering work that reduces W ₂ ) by the tunnel buffering work (4) covering the entrance side tunnel wellhead, and is said to be said from the inlet side tunnel wellhead toward the buffering workhead (4a). The first and second buffering sections (6A, 6B) in order from this buffering port toward the inlet side tunnel wellhead so that the cross-sectional area (A _h ', A _h ) of the tunnel buffering work increases step by step. ), The speed U of the moving body, the sound velocity c, the Mach number M = U / c of the moving body, the head length L _n of the moving body, and the occurrence when the moving body rushes into the buffer tunnel. Wave surface width L _W of the compressed wave (W ₁₁ ), cross-sectional area A of the tunnel, cross-sectional area A _h'of the first buffer working section, cross-sectional area ratio σ _h '= A _h'of the first buffer working section. / A, the cross-sectional area A _h of the second buffer working portion, the cross-sectional area ratio of the second buffer working portion σ _h = A _h / A, the head portion length L _n of the moving body and the above. The wave surface width L _W of the compressed wave is

The length L _h1 and the cross-sectional area ratio σ _h'of the first buffering portion are

The length L _h2 and the cross-sectional area ratio σ _h of the second buffer working portion are

It is a micro-pressure wave reduction structure (5) of a tunnel shock absorber characterized by the above.

請求項４の発明は、図１、図２及び図５に示すように、入口側トンネル坑口（３ａ）に移動体（１）が突入したときに出口側トンネル坑口（３ｂ）から放射するトンネル微気圧波（Ｗ₂）を、この入口側トンネル坑口を覆うトンネル緩衝工（４）によって低減するトンネル緩衝工の微気圧波低減構造であって、前記入口側トンネル坑口から緩衝工口（４ａ）に向かって前記トンネル緩衝工の断面積（Ａ_h'，Ａ_h）が段階的に増加するように、この緩衝工口からこの入口側トンネル坑口に向かって順に第１及び第２の緩衝工部（６Ａ，６Ｂ）を備え、前記移動体の速度Ｕ、音速ｃ、前記移動体のマッハ数Ｍ＝Ｕ／ｃ、前記移動体の先頭部長さＬ_n、前記移動体が緩衝工口に突入したときに発生する圧縮波（Ｗ₁₁）の波面幅Ｌ_W、トンネルの断面積Ａ、前記第１の緩衝工部の断面積Ａ_h'、前記第１の緩衝工部の断面積比σ_h'＝Ａ_h'／Ａ、前記第２の緩衝工部の断面積Ａ_h、前記第２の緩衝工部の断面積比σ_h＝Ａ_h／Ａであるときに、前記移動体の先頭部長さＬ_n及び前記圧縮波の波面幅Ｌ_Wは、

であり、前記第２の緩衝工部の長さＬ_h2及び断面積比σ_hは、

であることを特徴とするトンネル緩衝工の微気圧波低減構造（５）である。 According to the invention of claim 4, as shown in FIGS. 1, 2 and 5, when the moving body (1) rushes into the entrance side tunnel entrance (3a), the tunnel minute radiates from the exit side tunnel entrance (3b). It is a micro-pressure wave reduction structure of the tunnel buffer that reduces the pressure wave (W ₂ ) by the tunnel buffer (4) that covers the inlet side tunnel entrance, from the inlet side tunnel entrance to the buffer entrance (4a). The first and second buffering sections (A h', A h) are sequentially increased from the buffering opening toward the entrance side tunnel entrance so that the cross-sectional area (A _h ', A _h ) of the tunnel buffering work gradually increases. 6A, 6B), the speed U of the moving body, the sound velocity c, the Mach number M = U / c of the moving body, the head length L _n of the moving body, and when the moving body rushes into the buffer tunnel. Wave surface width L _W of the compressed wave (W ₁₁ ) generated in, the cross-sectional area A of the tunnel, the cross-sectional area A _{h'of the first buffer working section, and the cross-sectional area ratio σ h} _' = of the first buffer working section. When A _h '/ A, the cross-sectional area A _h of the second buffer working section, and the cross-sectional area ratio of the second buffer working section σ _h = A _h / A, the head portion length L of the moving body is L. _n and the wave surface width L _W of the compressed wave are

請求項５の発明は、図１、図２及び図５に示すように、入口側トンネル坑口（３ａ）に移動体（１）が突入したときに出口側トンネル坑口（３ｂ）から放射するトンネル微気圧波（Ｗ₂）を、この入口側トンネル坑口を覆うトンネル緩衝工（４）によって低減するトンネル緩衝工の微気圧波低減構造であって、前記入口側トンネル坑口から緩衝工口（４ａ）に向かって前記トンネル緩衝工の断面積（Ａ_h'，Ａ_h）が段階的に増加するように、この緩衝工口からこの入口側トンネル坑口に向かって順に第１及び第２の緩衝工部（６Ａ，６Ｂ）を備え、前記移動体の速度Ｕ、音速ｃ、前記移動体のマッハ数Ｍ＝Ｕ／ｃ、前記移動体の先頭部長さＬ_n、前記移動体が緩衝工口に突入したときに発生する圧縮波（Ｗ₁₁）の波面幅Ｌ_W、トンネルの断面積Ａ、前記第１の緩衝工部の断面積Ａ_h'、前記第１の緩衝工部の断面積比σ_h'＝Ａ_h'／Ａ、前記第２の緩衝工部の断面積Ａ_h、前記第２の緩衝工部の断面積比σ_h＝Ａ_h／Ａ、289km/h＜Ｕ＜409km/hであるときに、
前記移動体の先頭部長さＬ_n及び前記圧縮波の波面幅Ｌ_Wは、

であり、前記第１の緩衝工部の長さＬ_h1及び断面積比σ_h'は、

であり、前記第１の緩衝工部の長さＬ_h1と前記第２の緩衝工部の長さＬ_h2との比Ｌ_h1／Ｌ_h2は、

であることを特徴とするトンネル緩衝工の微気圧波低減構造（５）である。 According to the invention of claim 5, as shown in FIGS. 1, 2 and 5, when the moving body (1) rushes into the entrance side tunnel entrance (3a), the tunnel minute radiates from the exit side tunnel entrance (3b). It is a micro-pressure wave reduction structure of the tunnel buffer that reduces the pressure wave (W ₂ ) by the tunnel buffer (4) that covers the inlet side tunnel entrance, from the inlet side tunnel entrance to the buffer entrance (4a). The first and second buffering sections (A h', A h) are sequentially increased from the buffering opening toward the entrance side tunnel entrance so that the cross-sectional area (A _h ', A _h ) of the tunnel buffering work gradually increases. 6A, 6B), the speed U of the moving body, the sound velocity c, the Mach number M = U / c of the moving body, the head length L _n of the moving body, and when the moving body rushes into the buffer tunnel. Wave surface width L _W of the compressed wave (W ₁₁ ) generated in, the cross-sectional area A of the tunnel, the cross-sectional area A _{h'of the first buffer working section, and the cross-sectional area ratio σ h} _' = of the first buffer working section. When A _h '/ A, the cross-sectional area A _h of the second buffering section, and the cross-sectional area ratio of the second buffering section σ _h = A _h / A, 289km / h <U <409km / h. To,
The head length L _n of the moving body and the wavefront width L _W of the compressed wave are

The ratio L _h1 / L _h2 of the length L _h1 of the first buffer working portion to the length L _h2 of the second buffer working portion is

請求項６の発明は、図１、図２及び図５に示すように、入口側トンネル坑口（３ａ）に移動体（１）が突入したときに出口側トンネル坑口（３ｂ）から放射するトンネル微気圧波（Ｗ₂）を、この入口側トンネル坑口を覆うトンネル緩衝工（４）によって低減するトンネル緩衝工の微気圧波低減構造であって、前記入口側トンネル坑口から緩衝工口（４ａ）に向かって前記トンネル緩衝工の断面積（Ａ_h'，Ａ_h）が段階的に増加するように、この緩衝工口からこの入口側トンネル坑口に向かって順に第１及び第２の緩衝工部（６Ａ，６Ｂ）を備え、前記移動体の速度Ｕ、音速ｃ、前記移動体のマッハ数Ｍ＝Ｕ／ｃ、前記移動体の先頭部長さＬ_n、前記移動体が緩衝工口に突入したときに発生する圧縮波（Ｗ₁₁）の波面幅Ｌ_W、トンネルの断面積Ａ、前記第１の緩衝工部の断面積Ａ_h'、前記第１の緩衝工部の断面積比σ_h'＝Ａ_h'／Ａ、前記第２の緩衝工部の断面積Ａ_h、前記第２の緩衝工部の断面積比σ_h＝Ａ_h／Ａ、289km/h＜Ｕ＜409km/hであるときに、前記移動体の先頭部長さＬ_n及び前記圧縮波の波面幅Ｌ_Wは、

であることを特徴とするトンネル緩衝工の微気圧波低減構造（５）である。 According to the invention of claim 6, as shown in FIGS. 1, 2 and 5, when the moving body (1) rushes into the entrance side tunnel entrance (3a), the tunnel minute radiates from the exit side tunnel entrance (3b). It is a micro-pressure wave reduction structure of the tunnel buffer that reduces the pressure wave (W ₂ ) by the tunnel buffer (4) that covers the inlet side tunnel entrance, from the inlet side tunnel entrance to the buffer entrance (4a). The first and second buffering sections (A h', A h) are sequentially increased from the buffering opening toward the entrance side tunnel entrance so that the cross-sectional area (A _h ', A _h ) of the tunnel buffering work gradually increases. 6A, 6B), the speed U of the moving body, the sound velocity c, the Mach number M = U / c of the moving body, the head length L _n of the moving body, and when the moving body rushes into the buffer tunnel. Wave surface width L _W of the compressed wave (W ₁₁ ) generated in, the cross-sectional area A of the tunnel, the cross-sectional area A _{h'of the first buffer working section, and the cross-sectional area ratio σ h} _' = of the first buffer working section. When A _h '/ A, the cross-sectional area A _h of the second buffering section, and the cross-sectional area ratio of the second buffering section σ _h = A _h / A, 289km / h <U <409km / h. In addition, the head length L _n of the moving body and the wave surface width L _W of the compressed wave are

請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のトンネル緩衝工の微気圧波低減構造において、図１に示すように、前記第２の緩衝工部（６Ｂ）は、既存のトンネル緩衝工であり、前記第１の緩衝工部（６Ａ）は、この既存のトンネル緩衝工に延伸された新設のトンネル緩衝工であることを特徴とするトンネル緩衝工の微気圧波低減構造である。 The invention of claim 7 is the second shock absorber (6B) as shown in FIG. 1 in the micro-pressure wave reducing structure of the tunnel buffer according to any one of claims 1 to 6. ) Is an existing tunnel buffer, and the first buffer section (6A) is a new tunnel buffer extended to the existing tunnel buffer. It is a pressure wave reduction structure.

請求項８の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のトンネル緩衝工の微気圧波低減構造において、図１に示すように、前記第１及び前記第２の緩衝工部（６Ａ，６Ｂ）は、前記入口側トンネル坑口を覆う新設のトンネル緩衝工であることを特徴とするトンネル緩衝工の微気圧波低減構造である。 The invention of claim 8 is the micro-pressure wave reducing structure of the tunnel buffer according to any one of claims 1 to 6, as shown in FIG. 1, the first and second buffers. The construction section (6A, 6B) is a micro-pressure wave reduction structure of the tunnel buffering work, which is a new tunnel buffering work covering the entrance of the tunnel on the inlet side.

この発明によると、既存のトンネル緩衝工を利用することで建設費を低減しつつ、トンネル緩衝工の性能を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the performance of the tunnel buffer while reducing the construction cost by utilizing the existing tunnel buffer.

この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の微気圧波低減構造の全体図である。It is an overall view of the micro-pressure wave reduction structure of the tunnel shock absorber which concerns on 1st Embodiment of this invention. この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の微気圧波低減構造を模式的に示す縦断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing the micro-pressure wave reduction structure of the tunnel shock absorber which concerns on 1st Embodiment of this invention. この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の微気圧波低減構造の概略図である。It is a schematic diagram of the micro-pressure wave reduction structure of the tunnel shock absorber which concerns on 1st Embodiment of this invention. この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の微気圧波低減構造の緩衝工長さを決定するときの変数を定義するための図であり、（Ａ）は圧縮波の波面幅の定義であり、（Ｂ）は移動体先頭部長さの定義である。It is a figure for defining the variable at the time of determining the buffering length of the micro-pressure wave reduction structure of the tunnel buffering work which concerns on 1st Embodiment of this invention, and (A) is the definition of the wavefront width of a compressed wave. Yes, (B) is the definition of the head length of the moving body. この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の微気圧波低減構造の作用を説明するための模式図であり、（Ａ）～（Ｃ）はトンネル緩衝工を備えるトンネルに列車が突入するときに発生する圧力波の形成過程を示す模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the operation of the micro-pressure wave reduction structure of the tunnel buffering work which concerns on 1st Embodiment of this invention, and (A)-(C) are when a train rushes into a tunnel provided with a tunnel buffering work. It is a schematic diagram which shows the formation process of the pressure wave generated in. この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の微気圧波低減構造のトンネル微気圧波の低減効果を模式的に示すグラフである。It is a graph which shows schematically the reduction effect of the tunnel micro-pressure wave of the micro-pressure wave reduction structure of the tunnel buffer work which concerns on 1st Embodiment of this invention. この発明の第６実施形態に係るトンネル緩衝工の微気圧波低減構造の全体図である。It is an overall view of the micro-pressure wave reduction structure of the tunnel shock absorber which concerns on 6th Embodiment of this invention. この発明の第６実施形態に係るトンネル緩衝工の微気圧波低減構造を模式的に示す縦断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing the micro-pressure wave reduction structure of the tunnel buffering work which concerns on 6th Embodiment of this invention. この発明の実施例に係るトンネル緩衝工の微気圧波低減構造による微気圧波低減効果の実験に使用した模型実験装置の概略図である。It is a schematic diagram of the model experimental apparatus used for the experiment of the micro-pressure wave reduction effect by the micro-pressure wave reduction structure of the tunnel shock absorber according to the embodiment of the present invention. この発明の実施例に係るトンネル緩衝工の微気圧波低減構造の効果を示すグラフである。It is a graph which shows the effect of the micro-pressure wave reduction structure of the tunnel shock absorber which concerns on embodiment of this invention.

（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及び図２に示す列車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、320km/h以上の高速で走行する新幹線車両などの鉄道車両である。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、例えば、上り本線及び下り本線の二本の本線で構成された複線である。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）である。トンネル３は、例えば、一つの固定構造物内に軌道２を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、列車１が突入及び退出する出入口となるトンネル坑口３ａ，３ｂなどを備えている。以下では、上り本線を走行する列車１がトンネル緩衝工４に突入し、この列車１が反対側のトンネル坑口３ｂから退出する場合を例に挙げて説明する。 (First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The train 1 shown in FIGS. 1 and 2 is a moving body that moves along the track 2. Train 1 is, for example, a railroad vehicle such as a Shinkansen vehicle traveling at a high speed of 320 km / h or more. The track 2 is a passage (movement route) on which the train 1 travels. The track 2 is, for example, a double track composed of two main lines, an up main line and a down main line. The tunnel 3 is a fixed structure (civil engineering structure) for passing the train 1 through the ground such as a hillside. The tunnel 3 is, for example, a double-track railway tunnel (double-track tunnel) for accommodating the track 2 in one fixed structure. The tunnel 3 is provided with tunnel entrances 3a, 3b and the like, which are entrances and exits for trains 1 to enter and exit. In the following, a case where a train 1 traveling on the up main line rushes into the tunnel shock absorber 4 and the train 1 exits from the tunnel entrance 3b on the opposite side will be described as an example.

トンネル緩衝工４は、トンネル微気圧波Ｗ₂を低減するために、トンネル坑口３ａを覆う固定構造物（土木構造物）である。図１に示すトンネル緩衝工４は、例えば、一つのトンネル覆工内に軌道２を収容する複線用の入口緩衝工（複線トンネル緩衝工）である。トンネル緩衝工４は、列車１の先頭部がトンネル３の入口側のトンネル坑口３ａに突入したときに発生する圧縮波（トンネル内圧縮波）Ｗ₁の圧力勾配（波面の勾配）を緩やかにすることによって、トンネル３の出口側のトンネル坑口（反対側坑口）３ｂから外部に放射するトンネル微気圧波Ｗ₂を低減する。ここで、図１に示す圧縮波Ｗ₁は、トンネル坑口３ａに列車１の先頭部が突入したときにトンネル３内に発生する圧力波である。圧縮波Ｗ₁は、正の圧力勾配を持つ。トンネル微気圧波Ｗ₂は、圧縮波Ｗ₁が音速でトンネル３内を伝搬して、反対側のトンネル坑口３ｂからトンネル３外に放射されるパルス状の圧力波である。トンネル微気圧波Ｗ₂の大きさは、反対側のトンネル坑口３ｂに到達した圧縮波Ｗ₁の圧力勾配にほぼ比例する。圧力勾配とは、トンネル３内を伝搬する圧縮波Ｗ₁の波面の時間変化率である。トンネル緩衝工４は、例えば、コンクリート製、鉄筋コンクリート製又は鋼板製のフード状（覆い状）の構造物であり、トンネル坑口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いる。トンネル緩衝工４は、このトンネル緩衝工４の中心線に対して直交する平面で切断したときの断面形状が半円形、矩形又は六角形のような多角形であり、列車１の速度に応じた長さに構築されている。トンネル緩衝工４は、図１に示すように、列車１が突入する緩衝工口（入口）４ａと、トンネル緩衝工４の上側部分を構成する天部４ｃと、トンネル緩衝工４の側面部分を構成する側壁４ｄと、微気圧波低減構造５と、トンネル緩衝工４の長さ方向に複数の緩衝工部６Ａ，６Ｂなどを備えている。 The tunnel shock absorber 4 is a fixed structure (civil engineering structure) that covers the tunnel entrance 3a in order to reduce the tunnel micro-pressure wave W ₂ . The tunnel buffer 4 shown in FIG. 1 is, for example, an inlet buffer (double-track tunnel buffer) for a double track that accommodates the track 2 in one tunnel lining. The tunnel shock absorber 4 moderates the pressure gradient (wave surface gradient) of the compression wave (compression wave in the tunnel) W ₁ generated when the head portion of the train 1 rushes into the tunnel entrance 3a on the inlet side of the tunnel 3. As a result, the tunnel micropressure wave W ₂ radiated to the outside from the tunnel entrance (opposite side entrance) 3b on the exit side of the tunnel 3 is reduced. Here, the compression wave W ₁ shown in FIG. 1 is a pressure wave generated in the tunnel 3 when the head portion of the train 1 rushes into the tunnel entrance 3a. The compressed wave W ₁ has a positive pressure gradient. The tunnel micropressure wave W ₂ is a pulsed pressure wave in which the compressed wave W ₁ propagates in the tunnel 3 at the speed of sound and is radiated from the tunnel entrance 3b on the opposite side to the outside of the tunnel 3. The magnitude of the tunnel micropressure wave W ₂ is substantially proportional to the pressure gradient of the compressed wave W ₁ reaching the tunnel opening 3b on the opposite side. The pressure gradient is the time change rate of the wavefront of the compressed wave W1 propagating in the tunnel ₃ . The tunnel shock absorber 4 is, for example, a hood-like (cover-like) structure made of concrete, reinforced concrete, or steel plate, and is constructed so as to extend the tunnel 3 along the track 2 outside the tunnel entrance 3a. There is. The tunnel buffer 4 has a polygonal cross-sectional shape such as a semicircle, a rectangle, or a hexagon when cut in a plane orthogonal to the center line of the tunnel buffer 4, and corresponds to the speed of the train 1. It is built to length. As shown in FIG. 1, the tunnel buffer 4 has a buffer opening (entrance) 4a into which the train 1 enters, a top portion 4c constituting the upper portion of the tunnel buffer 4, and a side surface portion of the tunnel buffer 4. It is provided with a side wall 4d, a micro-pressure wave reduction structure 5, and a plurality of shock absorbers 6A, 6B, etc. in the length direction of the tunnel shock absorber 4.

図１～図３に示す微気圧波低減構造５は、トンネル坑口３ａに列車１が突入したときに、反対側のトンネル坑口３ｂから放射するトンネル微気圧波Ｗ₂をトンネル緩衝工４によって低減する構造である。微気圧波低減構造５は、例えば、360km/h以上で走行する列車１の微気圧波低減に有効である。微気圧波低減構造５は、図１に示すように、トンネル緩衝工４の断面積Ａ_h，Ａ_h'を段階的に増加させる段部が形成されている。微気圧波低減構造５は、トンネル坑口３ａ，３ｂから緩衝工口４ａに向かって、トンネル緩衝工４の断面積Ａ_h，Ａ_h'が段階的に増加するように、緩衝工口４ａからトンネル坑口３ａに向かって順に緩衝工部６Ａ，６Ｂを備えている。ここで、断面積Ａ_h，Ａ_h'は、トンネル緩衝工４の中心線に対して直交する平面で切断したときのこのトンネル緩衝工４の切断面の面積である。断面積Ａ_h'は、緩衝工部６Ａにおける切断面の面積である。断面積Ａ_hは、緩衝工部６Ｂにおける切断面の面積である。 In the micro-pressure wave reduction structure 5 shown in FIGS. 1 to 3, when the train 1 rushes into the tunnel well-head 3a, the tunnel micro-pressure wave W ₂ radiated from the tunnel well-head 3b on the opposite side is reduced by the tunnel buffering work 4. It is a structure. The micro-pressure wave reduction structure 5 is effective for, for example, reducing the micro-pressure wave of the train 1 traveling at 360 km / h or more. As shown in FIG. 1, the micro-pressure wave reduction structure 5 is formed with a step portion for gradually increasing the cross-sectional areas A _h and A _h'of the tunnel shock absorber 4. The micro-pressure wave reduction structure 5 tunnels from the buffer opening 4a so that the cross-sectional areas A _h and A _h'of the tunnel buffer 4 gradually increase from the tunnel openings 3a and 3b toward the buffer opening 4a. Buffering sections 6A and 6B are provided in order toward the wellhead 3a. Here, the cross-sectional areas A _h and A _h'are the areas of the cut surface of the tunnel buffer 4 when cut on a plane orthogonal to the center line of the tunnel buffer 4. The cross-sectional area A _h'is the area of the cut surface in the shock absorber 6A. The cross-sectional area A _h is the area of the cut surface in the buffer working portion 6B.

緩衝工部６Ａは、緩衝工部６Ｂの緩衝工口を覆う１段目のトンネル緩衝工である。緩衝工部６Ａは、既存又は新設のトンネル緩衝工に延伸された新設のトンネル緩衝工である。トンネル３内に発生する圧縮波Ｗ₁の圧力勾配の大きさは、図５に示す各圧力波の大きさと時間差に依存し、それらは列車１の速度Ｕと列車１の先頭部長さＬ_nに依存する。このため、速度Ｕが260～360km/h、先頭部長さＬ_nが10～15mの列車１に対しては、緩衝工６Ａの長さＬ_h1を10m以上40m以下、緩衝工６Ａの断面積比σ_h'を3.0以上4.2以下の範囲内に設定することが好ましい。ここで、断面積比σ_h'は、トンネル３の断面積Ａに対する緩衝工部６Ａの断面積Ａ_h'の比である。断面積Ａは、トンネル３の中心線に対して直交する平面で切断したときのこのトンネル３の本坑の切断面の面積である。 The shock absorber 6A is a first-stage tunnel buffer that covers the buffer opening of the shock absorber 6B. The buffering section 6A is a new tunnel buffering work extended to an existing or new tunnel buffering work. _The magnitude of the pressure gradient of the compression wave W1 generated in the tunnel 3 depends on the magnitude and time difference of each pressure wave shown in FIG. 5, which are the velocity U of the train 1 and the head length L _n of the train 1. Dependent. Therefore, for a train 1 having a speed U of 260 to 360 km / h and a head length L _n of 10 to 15 m, the length L _h1 of the shock absorber 6A is 10 m or more and 40 m or less, and the cross-sectional area ratio of the shock absorber 6A. It is preferable to set σ _h'in the range of 3.0 or more and 4.2 or less. Here, the cross-sectional area ratio σ _h'is the ratio of the cross-sectional area A _h'of the shock absorber 6A to the cross-sectional area A of the tunnel 3. The cross-sectional area A is the area of the cut surface of the main shaft of the tunnel 3 when cut in a plane orthogonal to the center line of the tunnel 3.

緩衝工部６Ｂは、トンネル坑口３ａを覆う２段目のトンネル緩衝工である。緩衝工部６Ｂは、既存のトンネル緩衝工、又はトンネル坑口３ａを覆う新設のトンネル緩衝工である。トンネル３内に発生する圧縮波Ｗ₁の圧力勾配の大きさは、図５に示す各圧力波の大きさと時間差に依存し、それらは列車１の速度Ｕと列車１の先頭部長さＬ_nに依存する。このため、速度Ｕが260～360km/h、先頭部長さＬ_nが10～15mの列車１に対しては、緩衝工６Ｂの長さＬ_h1を15m以上45m以下に設定することが好ましい。緩衝工部６Ｂは、この緩衝工部６Ｂの断面積比σ_hが緩衝工部６Ａの断面積比σ_h'よりも小さい。緩衝工部６Ｂは、既存のトンネル緩衝工と同程度に、断面積比σ_hを1.2以上1.6以下の範囲内に設定することが好ましい。ここで、断面積比σ_hは、トンネル３の断面積Ａに対する緩衝工部６Ｂの断面積Ａ_hの比である。 The shock absorber 6B is a second-stage tunnel buffer that covers the tunnel entrance 3a. The shock absorber 6B is an existing tunnel buffer or a new tunnel buffer covering the tunnel entrance 3a. _The magnitude of the pressure gradient of the compression wave W1 generated in the tunnel 3 depends on the magnitude and time difference of each pressure wave shown in FIG. 5, which are the velocity U of the train 1 and the head length L _n of the train 1. Dependent. Therefore, for a train 1 having a speed U of 260 to 360 km / h and a head length L _n of 10 to 15 m, it is preferable to set the length L _h1 of the shock absorber 6B to 15 m or more and 45 m or less. In the buffering section 6B, the cross-sectional area ratio σ _h of the buffering section 6B is smaller than the cross-sectional area ratio σ _h'of the buffering section 6A. It is preferable that the shock absorber 6B has a cross-sectional area ratio σ _h within a range of 1.2 or more and 1.6 or less to the same extent as the existing tunnel buffer work. Here, the cross-sectional area ratio σ _h is the ratio of the cross-sectional area A _h of the shock absorber 6B to the cross-sectional area A of the tunnel 3.

次に、この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の微気圧波低減構造の作用について説明する。
図５（Ａ）に示すように、列車１の先頭部が緩衝工口（図５に示すＥ点）４ａに突入すると、圧縮波による第１波Ｗ₁₁が発生する。次に、図５（Ｂ）に示すように、列車１がさらに進行してこの列車１の先頭部が緩衝工部６Ａと緩衝工部６Ｂとの接続部であるＪ１点を通過すると、Ｊ１点で発生したトンネル３内の圧縮波と、第１波Ｗ₁₁がＪ１点で反射し、さらにＥ点で反射した膨張波との二つの圧力波の重ね合わせである第２波Ｗ₁₂が発生する。図５（Ｃ）に示すように、列車１の先頭部がＪ２点を通過すると、Ｊ２点で発生したトンネル３内の圧縮波と、第１波Ｗ₁₁がＪ２点で反射し、さらにＥ点で反射した膨張波と、Ｊ１点で発生した緩衝工部６Ａ内の膨張波がＥ点で反射した圧縮波との三つの圧力波の重ね合わせである第３波Ｗ₁₃が発生する。 Next, the operation of the micro-pressure wave reduction structure of the tunnel shock absorber according to the first embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 5A, when the head portion of the train 1 rushes into the buffer opening (point E shown in FIG. 5) 4a, the first wave W ₁₁ due to the compression wave is generated. Next, as shown in FIG. 5B, when the train 1 further advances and the head portion of the train 1 passes through the J1 point which is the connection portion between the shock absorber 6A and the buffer 6B, the J1 point is reached. The second wave W ₁₂ is generated, which is a superposition of two pressure waves, the compression wave in the tunnel 3 generated in the above, the first wave W ₁₁ reflected at the J1 point, and the expansion wave reflected at the E point. .. As shown in FIG. 5C, when the head portion of the train 1 passes the J2 point, the compressed wave in the tunnel 3 generated at the J2 point and the first wave W ₁₁ are reflected at the J2 point, and further, the E point. A third wave _W13 is generated, which is a superposition of three pressure waves, that is, the expansion wave reflected at point J1 and the compression wave generated at point J1 and the expansion wave in the buffering section 6A reflected at point E.

図６に示す縦軸は、圧力勾配∂p/∂t(Pa/s)であり、横軸は時間ｔ(s)である。実線は、トンネル緩衝工４がある場合の波形であり、点線はトンネル緩衝工４がない場合の波形である。図６に示すように、トンネル緩衝工４がある場合の圧縮波Ｗ₁の圧力勾配波形には３つのピークが存在し、各ピークが第１波Ｗ₁₁、第２波Ｗ₁₂及び第３波Ｗ₁₃に対応する。トンネル緩衝工４がある場合には、トンネル緩衝工４がない場合に比べて、圧力勾配最大値のピークが分散されて圧力勾配最大値が小さくなり、トンネル微気圧波Ｗ₂が低減される。 The vertical axis shown in FIG. 6 is the pressure gradient ∂p / ∂t (Pa / s), and the horizontal axis is the time t (s). The solid line is the waveform when the tunnel shock absorber 4 is present, and the dotted line is the waveform when the tunnel shock absorber 4 is not present. As shown in FIG. 6, there are three peaks in the pressure gradient waveform of the compression wave W ₁ when the tunnel buffering work 4 is present, and each peak is the first wave W ₁₁ , the second wave W ₁₂ , and the third wave. Corresponds to W ₁₃ . When the tunnel buffering work 4 is present, the peak of the maximum pressure gradient value is dispersed and the maximum pressure gradient value becomes smaller as compared with the case where the tunnel buffering work 4 is not provided, and the tunnel micropressure wave W ₂ is reduced.

この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の微気圧波低減構造には、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、トンネル坑口３ａから緩衝工口４ａに向かってトンネル緩衝工４の断面積Ａ_h，Ａ_h'が段階的に増加するように、この緩衝工口４ａからこのトンネル坑口３ａに向かって順に緩衝工部６Ａ，６Ｂを備えており、列車１の速度が260～360km/h、列車１の先頭部長さＬ_nが10～15m、トンネル３の断面積Ａ、緩衝工部６Ａの断面積Ａ_h'、緩衝工部６Ａの断面積比σ_h'＝Ａ_h'／Ａ、緩衝工部６Ｂの断面積Ａ_h、緩衝工部６Ｂの断面積比σ_h＝Ａ_h／Ａであるときに、緩衝工部６Ａの長さＬ_h1は、10～40mであり、緩衝工部６Ａの断面積比σ_h’は、3.0～4.2であり、緩衝工部６Ｂの長さＬ_h2は、15～45mであり、緩衝工部６Ｂの断面積比σ_h は、1.2～1.6である。このため、列車１の速度向上に伴って、トンネル緩衝工４の延長や側面開口部の再配置をする必要がなくなるとともに、列車１の先頭部形状に依らずトンネル緩衝工４の延長や側面開口部の再配置をする必要がなくなる。その結果、トンネル緩衝工４を容易に設計することができる。また、従来のトンネル緩衝工よりも長さが短くてもトンネル微気圧波Ｗ₂を低減することができる。 The micro-pressure wave reduction structure of the tunnel shock absorber according to the first embodiment of the present invention has the following effects.
(1) In this first embodiment, the cross-sectional areas A _h and A _h'of the tunnel buffer 4 are gradually increased from the tunnel 3a toward the buffer 4a from the buffer 4a. Buffering sections 6A and 6B are provided in order toward the tunnel entrance 3a, the speed of train 1 is 260 to 360 km / h, the head length L _n of train 1 is 10 to 15 m, the cross-sectional area A of tunnel 3 and buffering. _Cross -sectional area A h'of the work part 6A, cross-sectional area ratio of the buffer work part 6A σ _h '= A _h '/ A, cross-sectional area A _h of the buffer work part 6B, cross-sectional area ratio of the buffer work part 6B σ _h = A When _h / A, the length L _h1 of the buffering section 6A is 10 to 40 m, the cross-sectional area ratio σ _h'of the buffering section 6A is 3.0 to 4.2, and the length of the buffering section 6B. L _h2 is 15 to 45 m, and the cross-sectional area ratio σ _h of the shock absorber 6B is 1.2 to 1.6. Therefore, as the speed of the train 1 increases, it becomes unnecessary to extend the tunnel buffer 4 and rearrange the side openings, and the extension and side openings of the tunnel buffer 4 do not depend on the shape of the head portion of the train 1. There is no need to relocate the parts. As a result, the tunnel buffer 4 can be easily designed. Further, even if the length is shorter than that of the conventional tunnel buffering work, the tunnel micropressure wave W ₂ can be reduced.

(2) この第１実施形態では、緩衝工部６Ａが既存のトンネル緩衝工に延伸された新設のトンネル緩衝工であり、緩衝工部６Ｂが既存のトンネル緩衝工である。このため、既存のトンネル緩衝工を撤去せずにこの既存のトンネル緩衝工を緩衝工部６Ｂとして利用して緩衝工部６Ａを延伸するだけで、トンネル微気圧波Ｗ₂を低減することができるとともに、建設費を大幅に低減することができる。また、トンネル緩衝工４に側面開口部を設ける必要がなく、車両形式の変更に対して側面開口部の配置を検討するような煩雑な作業も必要がなくなって、トンネル緩衝工４の長さも短くすることができる。 (2) In this first embodiment, the shock absorber 6A is a new tunnel buffer extension of the existing tunnel buffer, and the buffer 6B is an existing tunnel buffer. Therefore, the tunnel micro-pressure wave W ₂ can be reduced only by using the existing tunnel buffer as the buffer 6B and extending the buffer 6A without removing the existing tunnel buffer. At the same time, the construction cost can be significantly reduced. Further, it is not necessary to provide the side opening in the tunnel buffer 4, and there is no need for complicated work such as examining the arrangement of the side opening for the change of the vehicle type, and the length of the tunnel buffer 4 is short. can do.

(3) この第１実施形態では、緩衝工部６Ａ，６Ｂがトンネル坑口３ａを覆う新設のトンネル緩衝工である。このため、既存のトンネル３のトンネル坑口３ａに新たにトンネル緩衝工４を施工するときに、複数段の緩衝工部６Ａ，６Ｂを最初から施工することができる。 (3) In this first embodiment, the shock absorbers 6A and 6B are newly installed tunnel buffers covering the tunnel entrance 3a. Therefore, when newly constructing the tunnel shock absorber 4 at the tunnel entrance 3a of the existing tunnel 3, the plurality of stages of shock absorber portions 6A and 6B can be constructed from the beginning.

（第２実施形態）
以下では、図１～図６に示す部分と同一の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。以下では、図４に示す列車１が緩衝工口４ａに突入したときに発生する圧縮波（図５に示す第１波）Ｗ₁₁の波面幅Ｌ_Wは、列車１の先頭部長さＬ_nから以下の数１によって概算できる。 (Second Embodiment)
In the following, the same parts as those shown in FIGS. 1 to 6 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. In the following, the wavefront width L _W of the compressed wave (first wave shown in FIG. 5) W ₁₁ generated when the train 1 shown in FIG. 4 rushes into the buffer opening 4a is from the head length L _n of the train 1. It can be estimated by the following number 1.

図２及び図３に示す緩衝工部６Ａの長さＬ_h1及び断面積比σ_h'は、以下の数２に示す通りである。 The length L _h1 and the cross-sectional area ratio σ _h'of the shock absorber 6A shown in FIGS. 2 and 3 are as shown in the following equation 2.

ここで、数２に示す変数は、列車１の速度Ｕ、音速ｃ、列車１のマッハ数Ｍ＝Ｕ／ｃ、列車１の先頭部長さＬ_n、列車１が緩衝工口４ａに突入したときにトンネル３内に発生する圧縮波（図５に示す第１波）Ｗ₁₁の波面幅Ｌ_W、トンネル３の断面積Ａ、緩衝工部６Ａの断面積Ａ_h'、緩衝工部６Ａの断面積比σ_h'＝Ａ_h'／Ａの通り定義される。緩衝工部６Ｂの長さＬ_h2及び断面積比σ_hは、以下の数３に示す通りである。 Here, the variables shown in Equation 2 are the speed U of the train 1, the speed of sound c, the Mach number M = U / c of the train 1, the head length L _n of the train 1, and when the train 1 rushes into the buffer opening 4a. The compression wave (first wave shown in FIG. 5) W11 generated in the tunnel ₃ has a wave surface width L _W , a cross-sectional area A of the tunnel 3, a cross-sectional area A _h'of the buffering section 6A, and a disconnection of the buffering section 6A. Area ratio σ _h '= A _h '/ A is defined. The length L _h2 and the cross-sectional area ratio σ _h of the shock absorber 6B are as shown in the following equation 3.

ここで、数３に示す変数は、緩衝工部６Ｂの断面積Ａ_h、緩衝工部６Ｂの断面積比σ_h＝Ａ_h／Ａの通り定義される。緩衝工部６Ａ，６Ｂは、最適条件の場合には、圧力勾配最大値比α＝0.22である。ここで、圧力勾配最大値比αは、トンネル緩衝工４がない場合の圧力勾配最大値を１としたときに、トンネル緩衝工４がある場合の圧力勾配最大値の比である。 Here, the variables shown in Equation 3 are defined as the cross-sectional area A _h of the buffering section 6B and the cross-sectional area ratio σ _h = A _h / A of the buffering section 6B. In the case of the optimum conditions, the buffer working portions 6A and 6B have a pressure gradient maximum value ratio α = 0.22. Here, the pressure gradient maximum value ratio α is the ratio of the pressure gradient maximum value when the tunnel buffering work 4 is present, when the pressure gradient maximum value when the tunnel buffering work 4 is not present is 1.

緩衝工部６Ａ，６Ｂは、緩衝工部６Ａの断面積比σ_h'が3.9で、緩衝工部６Ａの長さＬ_h1が26mであり、緩衝工部６Ｂの断面積比σ_hが1.4で、緩衝工部６Ｂの長さＬ_h2が42mである。ここで、緩衝工部６Ａ，６Ｂの長さＬ_h1，Ｌ_h2は、列車１の先頭部長さＬ_nが15mで、列車１の速度Ｕが360km/hである場合に数２及び数３によって演算したものである。 In the buffering sections 6A and 6B, the cross-sectional area ratio σ _h'of the buffering section 6A is 3.9, the length L _h1 of the buffering section 6A is 26 m, and the cross-sectional area ratio σ _h of the buffering section 6B is 1.4. The length L _h2 of the shock absorber 6B is 42 m. Here, the lengths L _h1 and L _h2 of the shock absorbers 6A and 6B are based on the equations 2 and 3 when the head length L _n of the train 1 is 15 m and the speed U of the train 1 is 360 km / h. It is a calculated one.

この発明の第２実施形態に係るトンネル緩衝工の微気圧波低減構造には、以下に記載するような効果がある。
この第２実施形態では、トンネル坑口３ａから緩衝工口４ａに向かってトンネル緩衝工４の断面積Ａ_h，Ａ_h'が段階的に増加するように、この緩衝工口４ａからこのトンネル坑口３ａ，３ｂに向かって順に緩衝工部６Ａ，６Ｂを備えており、列車１の先頭部長さＬ_n及び圧縮波（図５に示す第１波）Ｗ₁₁の波面幅Ｌ_Wが数１に示す通りであり、緩衝工部６Ａの長さＬ_h1及び断面積比σ_h’が数２に示す通りであり、緩衝工部６Ｂの長さＬ_h2及び断面積比σ_h が数３に示す通りである。このため、列車１の速度向上に伴ってトンネル緩衝工４の延長や側面開口部の再配置をする必要がなくなるとともに、列車１の先頭部形状に依らずトンネル緩衝工４の延長や側面開口部の再配置をする必要がなくなる。その結果、トンネル緩衝工４を容易に設計することができる。また、従来のトンネル緩衝工よりも長さが短くてもトンネル微気圧波Ｗ₂を低減することができる。 The micro-pressure wave reduction structure of the tunnel shock absorber according to the second embodiment of the present invention has the following effects.
In the second embodiment, the tunnel opening 3a is gradually increased from the buffer opening 4a toward the buffer opening 4a so that the cross-sectional areas A _h and A _h'of the tunnel buffer 4 gradually increase. , 3b are provided with buffering sections 6A and 6B in order, and the head length L _n of the train 1 and the wave surface width L _W of the compressed wave (first wave shown in FIG. 5) W ₁₁ are as shown in Equation 1. The length L _h1 and the cross-sectional area ratio σ _h'of the buffering section 6A are as shown in Equation 2, and the length L _h2 and the cross-sectional area ratio σ _h of the buffering section 6B are as shown in Equation 3. be. Therefore, it is not necessary to extend the tunnel shock absorber 4 or rearrange the side opening as the speed of the train 1 increases, and the extension or side opening of the tunnel shock absorber 4 does not depend on the shape of the head portion of the train 1. There is no need to relocate. As a result, the tunnel buffer 4 can be easily designed. Further, even if the length is shorter than that of the conventional tunnel buffering work, the tunnel micropressure wave W ₂ can be reduced.

（第３実施形態）
この第３実施形態は、第２実施形態とは最適条件が異なる。図３に示す緩衝工部６Ａの長さＬ_h1及び断面積比σ_h'は、以下の数４に示す通りである。 (Third Embodiment)
The optimum conditions of this third embodiment are different from those of the second embodiment. The length L _h1 and the cross-sectional area ratio σ _h'of the shock absorber 6A shown in FIG. 3 are as shown in the following equation 4.

緩衝工部６Ｂの長さＬ_h2及び断面積比σ_hは、以下の数５に示す通りである。 The length L _h2 and the cross-sectional area ratio σ _h of the shock absorber 6B are as shown in the following equation 5.

数４及び数５は、数２及び数３の最適条件を緩和しており、緩衝工部６Ａ，６Ｂの長さが短くなる。緩衝工部６Ａ，６Ｂは、最適条件の場合には、第２実施形態と同じ検討条件であるときには、緩衝工部６Ａの断面積比σ_h'が3.2で、緩衝工部６Ａの長さＬ_h1が21mであり、緩衝工部６Ｂの断面積比σ_hが1.4で、緩衝工部６Ｂの長さＬ_h2が26mである。ここで、緩衝工部６Ａ，６Ｂの長さＬ_h1，Ｌ_h2は、列車１の先頭部長さＬ_nが15mで、列車１の速度Ｕが360km/hである場合に、数４及び数５によって演算したものである。この第３実施形態には、第２実施形態と同様の効果がある。 The equations 4 and 5 relax the optimum conditions of the equations 2 and 3, and the lengths of the buffer working portions 6A and 6B are shortened. Under the optimum conditions, the buffer working portions 6A and 6B have a cross-sectional area ratio σ _h'of 3.2 and the length L of the buffer working portion 6A under the same examination conditions as those of the second embodiment. _h1 is 21 m, the cross-sectional area ratio σ _h of the shock absorber 6B is 1.4, and the length L _h2 of the shock absorber 6B is 26 m. Here, the lengths L _h1 and L _h2 of the shock absorbers 6A and 6B are the number 4 and the number 5 when the head length L _n of the train 1 is 15 m and the speed U of the train 1 is 360 km / h. It is calculated by. This third embodiment has the same effect as the second embodiment.

（第４実施形態）
この第４実施形態は、制約条件が通常の新幹線（登録商標）の速度域（√5-2＜Ｍ＜1/3，289km/h＜Ｕ＜409km/h）である。図３に示す緩衝工部６Ａの長さＬ_h1及び断面積比σ_h'は、以下の数６に示す通りである。 (Fourth Embodiment)
In this fourth embodiment, the constraint condition is the speed range (√5-2 <M <1/3, 289km / h <U <409km / h) of a normal Shinkansen (registered trademark). The length L _h1 and the cross-sectional area ratio σ _h'of the shock absorber 6A shown in FIG. 3 are as shown in the following equation 6.

緩衝工部６Ｂの長さＬ_h2及び断面積比σ_hは、以下の数７に示す通りである。 The length L _h2 and the cross-sectional area ratio σ _h of the shock absorber 6B are as shown in the following equation 7.

緩衝工部６Ａの長さＬ_h1と緩衝工部６Ｂの長さＬ_h2との比Ｌ_h1/Ｌ_h2は、以下の数８に示す通りである。 The ratio L _h1 / L _h2 of the length L _h1 of the shock absorber 6A to the length L _h2 of the shock absorber 6B is as shown in the following equation 8.

緩衝工部６Ａ，６Ｂは、最適条件の場合には、検討条件の一例として現在の新幹線の速度向上を想定し最高速度360km/h（Ｍ＝0.29）、先頭部長さＬ_nが15mであるときには、圧縮波（図５に示す第１波）Ｗ₁₁の波面幅Ｌ_Wが52m、緩衝工部６Ａの長さＬ_h1が26m、緩衝工部６Ｂの長さＬ_h2が42m、トンネル緩衝工４の全長は68m、緩衝工部６Ａの断面積比σ_h'が3.9で、緩衝工部６Ｂの断面積比σ_hが1.4である。この第４実施形態には、第２実施形態及び第３実施形態と同様の効果がある。 In the case of the optimum conditions, the shock absorbers 6A and 6B assume the speed improvement of the current Shinkansen as an example of the examination conditions, and when the maximum speed is 360 km / h (M = 0.29) and the head length L _n is 15 m. , The wave surface width L _W of the compressed wave (first wave shown in FIG. 5) W ₁₁ is 52 m, the length L _h1 of the buffering section 6A is 26 m, the length L _h2 of the buffering section 6B is 42 m, and the tunnel buffering section 4 The total length is 68 m, the cross-sectional area ratio σ _{h'of the buffering section 6A is 3.9, and the cross-sectional area ratio σ h} _of the buffering section 6B is 1.4. This fourth embodiment has the same effects as those of the second and third embodiments.

（第５実施形態）
この第５実施形態は、第４実施形態とは最適条件が異なる。図３に示す緩衝工部６Ａの長さＬ_h1及び断面積比σ_h'は、以下の数９に示す通りである。 (Fifth Embodiment)
The fifth embodiment has different optimum conditions from the fourth embodiment. The length L _h1 and the cross-sectional area ratio σ _h'of the shock absorber 6A shown in FIG. 3 are as shown in the following equation 9.

緩衝工部６Ｂの長さＬ_h2及び断面積比σ_hは、以下の数１０に示す通りである。 The length L _h2 and the cross-sectional area ratio σ _h of the shock absorber 6B are as shown in the following equation tens.

緩衝工部６Ａの長さＬ_h1と緩衝工部６Ｂの長さＬ_h2との比Ｌ_h1/Ｌ_h2は、以下の数１１に示す通りである。 The ratio L _h1 / L _h2 of the length L _h1 of the shock absorber 6A to the length L _h2 of the shock absorber 6B is as shown in the following equation 11.

緩衝工部６Ａ，６Ｂは、最適条件の場合には、第４実施形態と同じ検討条件であるときには、圧縮波（図５に示す第１波）Ｗ₁₁の波面幅Ｌ_Wが52m、緩衝工部６Ａの長さＬ_h1が21m、緩衝工部６Ｂの長さＬ_h2が26m、トンネル緩衝工４の全長は47m、緩衝工部６Ａの断面積比σ_h'が3.2で、緩衝工部６Ｂの断面積比σ_hが1.4である。この第５実施形態には、第２実施形態～第４実施形態と同様の効果がある。 In the case of the shock absorbers 6A and 6B, under the same examination conditions as in the fourth embodiment, the wavefront width L _W of the compressed wave (first wave shown in FIG. 5) W ₁₁ is 52 m, and the shock absorber works. The length L _h1 of the part 6A is 21 m, the length L _h2 of the shock absorber 6B is 26 m, the total length of the tunnel buffer 4 is 47 m, the cross-sectional area ratio σ _h'of the buffer 6A is 3.2, and the buffer 6B. The cross-sectional area ratio σ _h is 1.4. This fifth embodiment has the same effect as that of the second to fourth embodiments.

（第６実施形態）
図７に示すトンネル緩衝工４は、トンネル緩衝工４の側壁４ｄを貫通する開口部（側面開口部）４ｅなどを備えている。開口部４ｅは、トンネル緩衝工４の緩衝工口４ａ付近に形成されており、トンネル緩衝工４の長さ方向に短く高さ方向に長い縦長状の長方形に形成されている。開口部４ｅは、図７に示すように、緩衝工口４ａに列車１が突入するときに発生する圧縮波（図５に示す第１波）Ｗ₁₁の勾配が可能な限り小さくなるような面積に調整される。 (Sixth Embodiment)
The tunnel buffer 4 shown in FIG. 7 includes an opening (side opening) 4e that penetrates the side wall 4d of the tunnel buffer 4. The opening 4e is formed in the vicinity of the buffer opening 4a of the tunnel buffer 4, and is formed in a vertically long rectangular shape that is short in the length direction and long in the height direction of the tunnel buffer 4. As shown in FIG. 7, the opening 4e has an area in which the gradient of the compression wave (first wave shown in FIG. 5) W ₁₁ generated when the train 1 enters the buffer opening 4a is as small as possible. Is adjusted to.

この第６実施形態に係るトンネル緩衝工の微気圧波低減構造には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第６実施形態では、トンネル坑口３ａから緩衝工口４ａに向かってトンネル緩衝工４の断面積Ａ_h，Ａ_h'が段階的に増加するように、この緩衝工口４ａからこのトンネル坑口３ａに向かって順に緩衝工部６Ａ，６Ｂを備えており、緩衝工部６Ａの壁部６ｄを貫通する開口部４ｅを緩衝工部６Ａが有しており、列車１の速度が260～360km/h、列車１の先頭部長さＬ_nが10～15m、トンネル３の断面積Ａ、緩衝工部６Ａの断面積Ａ_h'、緩衝工部６Ａの断面積比σ_h'＝Ａ_h'／Ａ、緩衝工部６Ｂの断面積Ａ_h、緩衝工部６Ｂの断面積比σ_h＝Ａ_h／Ａであるときに、緩衝工部６Ａの長さＬ_h1は、10～40mであり、緩衝工部６Ａの断面積比σ_h’は、2.0～3.0であり、緩衝工部６Ｂの長さＬ_h2は、15～45mであり、緩衝工部６Ｂの断面積比σ_h は、1.2～1.6である。このため、緩衝工部６Ａに開口部４ｅを形成することによって、緩衝工部６Ａの最適断面積を小さくすることができる。その結果、トンネル緩衝工４の建設費を削減することができる。また、トンネル微気圧波Ｗ₂は圧力勾配最大値比αのほかに、トンネル微気圧波Ｗ₂が放射される出口側のトンネル坑口３ｂの断面積に比例する。この第６実施形態では、開口部４ｅを設けることで緩衝工部６Ａの断面積比σ_h'を小さくすることができる。このため、トンネル３のような複線トンネルの場合に、出口側のトンネル坑口３ｂから突入する列車１によってトンネル緩衝工４から発生するトンネル微気圧波を小さくすることができる。 The micro-pressure wave reduction structure of the tunnel buffering work according to the sixth embodiment has the following effects in addition to the effects of the first embodiment.
In the sixth embodiment, the tunnel entrance 3a is gradually increased from the buffer opening 4a toward the buffer opening 4a so that the cross-sectional areas A _h and A _h'of the tunnel buffer 4 gradually increase. The shock absorbers 6A and 6B are provided in this order, and the shock absorber 6A has an opening 4e penetrating the wall 6d of the shock absorber 6A, and the speed of the train 1 is 260 to 360 km / h. , The head length L _n of the train 1 is 10 to 15 m, the cross-sectional area A of the tunnel 3, the cross-sectional area A _h'of the buffering section 6A, and the cross-sectional area ratio σ _h '= A _h '/ A of the buffering section 6A. When the cross-sectional area A _h of the buffering section 6B and the cross-sectional area ratio of the buffering section 6B σ _h = A _h / A, the length L _h1 of the buffering section 6A is 10 to 40 m, and the buffering section 6A has a length L h1. The cross-sectional area ratio σ _h'of 6A is 2.0 to 3.0, the length L _h2 of the buffering section 6B is 15 to 45m, and the cross-sectional area ratio σ _h of the buffering section 6B is 1.2 to 1.6. .. Therefore, by forming the opening 4e in the buffering portion 6A, the optimum cross-sectional area of the buffering portion 6A can be reduced. As a result, the construction cost of the tunnel shock absorber 4 can be reduced. Further, the tunnel micropressure wave W ₂ is proportional to the cross-sectional area of the tunnel entrance 3b on the outlet side where the tunnel micropressure wave W ₂ is radiated, in addition to the pressure gradient maximum value ratio α. In the sixth embodiment, the cross-sectional area ratio σ _h'of the buffer working portion 6A can be reduced by providing the opening 4e. Therefore, in the case of a double-track tunnel such as a tunnel 3, the tunnel micropressure wave generated from the tunnel buffering work 4 can be reduced by the train 1 rushing from the tunnel entrance 3b on the exit side.

次に、この発明の実施例について説明する。
断面積を２段階に変化させたトンネル緩衝工による微気圧波低減効果を確認するための模型実験を実施した。図９に示す公益財団法人鉄道総合技術研究所の超高速列車模型発射装置を使用して、トンネル緩衝工模型に車両模型を打ち込み、トンネル坑口から1mの位置に設置した２台の圧力計によりトンネル内圧縮波の波形を計測した。車両模型の速度を計測するために、4m離れでコイルを設置した。圧力勾配波形は中心差分で求めた。 Next, examples of the present invention will be described.
A model experiment was conducted to confirm the effect of reducing micro-pressure waves by tunnel buffering in which the cross-sectional area was changed in two stages. Using the ultra-high-speed train model launcher of the Railway Research Institute shown in Fig. 9, the vehicle model was driven into the tunnel shock absorber model, and the tunnel was operated by two pressure gauges installed at a position 1 m from the tunnel entrance. The waveform of the internally compressed wave was measured. In order to measure the speed of the vehicle model, coils were installed at a distance of 4 m. The pressure gradient waveform was obtained by the center difference.

模型実験では、車両、トンネル及びトンネル緩衝工に軸対称形状の模型を用いて、走行位置は車両とトンネルの中心軸を一致させた中心走行のみで車両の速度360km/hで実施した。地面の効果は鏡像法により模擬し、縮尺は約1/127である。車両/トンネル断面積比は、新幹線相当の0.19とした。先頭部形状は回転楕円とし、その長さは実スケール15m相当とした。 In the model experiment, an axisymmetric model was used for the vehicle, tunnel, and tunnel shock absorber, and the traveling position was carried out at a vehicle speed of 360 km / h only with the central axis aligned with the central axis of the vehicle and the tunnel. The effect of the ground is simulated by the image method, and the scale is about 1/127. The vehicle / tunnel cross-sectional area ratio was 0.19, which is equivalent to the Shinkansen. The shape of the head is a spheroid, and its length is equivalent to an actual scale of 15 m.

図１０は、２段緩衝工の効果を示すグラフである。図１０に示す縦軸は、圧力勾配最大値比αであり、この圧力勾配最大値比αの数値が小さいほどトンネル微気圧波の低減効果が高い。横軸は、緩衝工長さ(m)である。◆は、実施例に係る２段緩衝工の模型実験による結果である。●は、実施例に係る２段緩衝工を最適な断面積比及び最小必要長さを理論計算によって予測した結果である。実線は、先頭部長さが実スケールで15m程度であり、トンネル緩衝工の断面積比が1.4倍で側面開口部が適切な位置である場合の従来のトンネル緩衝工の性能曲線の一例である。点線は、先頭部長さが実スケールで15m程度であり、トンネル緩衝工の断面積比が2.5倍である場合の従来のトンネル緩衝工の性能曲線の一例である。図１０に示す実施例に係る２段緩衝工の凡例は、１段目の断面積比^*長さ＋２段目の断面積比^*長さである。図１０に示す「3.0^*26m+1.4^*42m(計算結果)」は、数２及び数３にＵ=360km/h，Ｍ=0.29，Ｌ_n=15を代入した予測値である。「3.2^*21m+1.4^*26m(計算結果)」は、数４及び数５にＵ=360km/h，Ｍ=0.29，Ｌ_n=15を代入した計算結果である。図１０の○内に示すように、◆の実施例の２段緩衝工の実験結果と、●の実施例の２段緩衝工の計算による予測結果とは概ね一致している。 FIG. 10 is a graph showing the effect of the two-stage buffer work. The vertical axis shown in FIG. 10 is the pressure gradient maximum value ratio α, and the smaller the value of the pressure gradient maximum value ratio α, the higher the effect of reducing the tunnel micropressure wave. The horizontal axis is the buffer length (m). ◆ is the result of the model experiment of the two-stage shock absorber according to the example. ● is the result of predicting the optimum cross-sectional area ratio and the minimum required length of the two-stage buffering work according to the embodiment by theoretical calculation. The solid line is an example of the performance curve of the conventional tunnel shock absorber when the head length is about 15 m on the actual scale, the cross-sectional area ratio of the tunnel shock absorber is 1.4 times, and the side opening is in an appropriate position. The dotted line is an example of the performance curve of the conventional tunnel buffer when the head length is about 15 m on the actual scale and the cross-sectional area ratio of the tunnel buffer is 2.5 times. The legend of the two-stage buffer work according to the embodiment shown in FIG. 10 is the cross-sectional area ratio ^* length of the first stage + the cross-sectional area ratio ^* length of the second stage. “3.0 ^* 26m + 1.4 ^* 42m (calculation result)” shown in FIG. 10 is a predicted value obtained by substituting U = 360km / h, M = 0.29, and L _n = 15 for the number 2 and the number 3. "3.2 ^* 21m + 1.4 ^* 26m (calculation result)" is the calculation result in which U = 360km / h, M = 0.29, and L _n = 15 are substituted into the equations 4 and 5. As shown in the circles in FIG. 10, the experimental results of the two-stage buffering work of the example of ◆ and the prediction results of the calculation of the two-stage buffering work of the example of ● are almost the same.

図１０に示すように、実施例の２段緩衝工では、断面積比を最適に設定することで、この２段緩衝工の全長を従来のトンネル緩衝工の全長よりも短い長さで、圧力勾配最大値比αを同等にすることができ、トンネル微気圧波の低減効果も同等であることが確認された。例えば、実施例の２段緩衝工の全長が50mの場合には、従来のトンネル緩衝工の全長が70mである場合と圧力勾配最大値比αを同等にすることができることが確認された。 As shown in FIG. 10, in the two-stage buffer work of the embodiment, by setting the cross-sectional area ratio optimally, the total length of the two-stage buffer work is shorter than the total length of the conventional tunnel buffer work, and the pressure is increased. It was confirmed that the gradient maximum value ratio α could be made equal and the effect of reducing the tunnel micropressure wave was also the same. For example, it was confirmed that when the total length of the two-stage buffering work of the embodiment is 50 m, the pressure gradient maximum value ratio α can be made equivalent to that of the case where the total length of the conventional tunnel buffering work is 70 m.

２段緩衝工の１段目の緩衝工口から実スケールで1.8m地点の緩衝工口付近の両側側面に、断面積がトンネル本坑の15％の開口部を１個ずつ（合計２個）設置した「2.5^*20m（開口部あり）+1.4_*30m」について模型実験を実施したところ、圧力勾配最大値比α=0.33であった。このため、２段緩衝工に開口部を設けた「2.5^*20m（開口部あり）+1.4_*30m(模型実験)」の場合には、図１０に示す同じ長さの「3.0^*20m+1.4^*30m(模型実験)」の圧力勾配最大値比α=0.30に比べて10％程度の差であり、１段目の断面積比が開口部なしの3.0に対して2.5と小さいにもかかわらず、圧力勾配最大値比αを同程度まで低減することができることが確認された。 One opening with a cross-sectional area of 15% of the tunnel main pit (two in total) on both sides near the buffer opening at 1.8 m on the actual scale from the first-stage buffer opening of the two-stage buffer. When a model experiment was conducted on the installed "2.5 ^* 20m (with opening) + 1.4 _* 30m", the pressure gradient maximum value ratio α = 0.33. Therefore, in the case of "2.5 ^* 20m (with opening) + 1.4 _* 30m (model experiment)" with an opening in the two-stage shock absorber, "3.0 ^* 20m + 1.4" of the same length shown in Fig. 10 ^* 30m (model experiment) ”is a difference of about 10% compared to the maximum pressure gradient ratio α = 0.30, even though the cross-sectional area ratio of the first stage is as small as 2.5 compared to 3.0 without openings. It was confirmed that the pressure gradient maximum value ratio α can be reduced to the same extent.

（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、移動体が列車１である場合を例に挙げて説明したが、磁気浮上式鉄道又は自動車などの他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、固定構造物がトンネル３及びトンネル緩衝工４である場合を例に挙げて説明したが、固定構造物をこれらに限定するものではない。例えば、雪崩を通過させるために山腹斜面から線路上を覆う庇状のスノーシェッド（雪崩防護工）、吹雪、地吹雪による線路上の吹き溜まりの発生を防止するために線路上を覆うスノーシェルタ、斜面から転落又は落下してくる落石を通過させるために線路上を覆う落石覆い（落石防護工）、線路上を立体的に交差する橋梁又は高架橋などの立体交差、線路上部に駅本屋が存在する橋上駅（橋上建物）、線路を超えるために線路上に架け渡された跨線橋などの固定構造物についても、この発明を適用することができる。さらに、列車１が新幹線列車である場合を例に挙げて説明したが、在来線を走行する在来線列車、又は新幹線と在来線とを相互に走行可能な新在直通運転用の列車などについても、この発明を適用することができる。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications or modifications can be made as described below, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In this embodiment, the case where the moving body is the train 1 has been described as an example, but the present invention can also be applied to other moving bodies such as a magnetic levitation type railway or an automobile. Further, in this embodiment, the case where the fixed structure is the tunnel 3 and the tunnel shock absorber 4 has been described as an example, but the fixed structure is not limited to these. For example, a shed-shaped snow shed that covers the track from the hillside slope to allow the avalanche to pass through, a snow shelter that covers the track to prevent the occurrence of spills on the track due to snowstorms and blizzards, and from the slope. Rockfall cover (rockfall protection work) that covers the track to pass falling or falling rocks, three-dimensional intersections such as bridges or high bridges that cross the track three-dimensionally, Hashigami station where the station bookstore is located at the top of the track The present invention can also be applied to fixed structures such as (buildings on bridges) and overpasses that are bridged over railroad tracks in order to cross the railroad tracks. Further, the case where the train 1 is a Shinkansen train has been described as an example, but a conventional line train traveling on a conventional line or a train for new direct operation capable of mutually traveling between a Shinkansen and a conventional line. The present invention can also be applied to such cases.

(2) 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が単線又は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。また、この実施形態では、上り本線を走行する列車１がトンネル緩衝工４に突入してトンネル坑口３ｂから退出する場合を例に挙げて説明したが、下り本線を走行する列車１がトンネル坑口３ｂに突入してトンネル緩衝工４から退出する場合についても、この発明を適用することができる。 (2) In this embodiment, the case where the track 2 is a double track has been described as an example, but the present invention can also be applied to the case where the track 2 is a single track or a double track. Further, in this embodiment, the case where the train 1 traveling on the up main line rushes into the tunnel shock absorber 4 and exits from the tunnel wellhead 3b has been described as an example, but the train 1 traveling on the down main line is the tunnel wellhead 3b. The present invention can also be applied to the case of rushing into the tunnel and exiting from the tunnel shock absorber 4.

(3) この第６実施形態では、トンネル緩衝工４の側壁４ｄに開口部４ｅを形成する場合を例に挙げて説明したが、トンネル緩衝工４の天部４ｃに開口部４ｅを形成する場合についても、この発明を適用することができる。また、この第６実施形態では、トンネル緩衝工４に開口部４ｅが単数形成されている場合について説明したが、トンネル緩衝工４の長さ方向に開口部４ｅが複数形成されている場合についても、この発明を適用することができる。さらに、この第６実施形態では、開口部４ｅが縦長窓状の開口部４ｅを有するトンネル緩衝工４を例に挙げて説明したが、離散窓状の四角形の開口部４ｅを有するトンネル緩衝工４、スリット状の四角形の開口部４ｅを有するトンネル緩衝工、離散窓状及びスリット状の開口部４ｅを組み合わせたトンネル緩衝工、大きさの異なる複数のスリット状及び離散窓状の開口部４ｅを組み合わせたトンネル緩衝工についても、この発明を適用することができる。 (3) In the sixth embodiment, the case where the opening 4e is formed on the side wall 4d of the tunnel buffer 4 has been described as an example, but the case where the opening 4e is formed on the top 4c of the tunnel buffer 4 has been described. The present invention can also be applied to the above. Further, in the sixth embodiment, the case where a single opening 4e is formed in the tunnel buffering work 4 has been described, but there is also a case where a plurality of openings 4e are formed in the length direction of the tunnel buffering work 4. , The present invention can be applied. Further, in the sixth embodiment, the tunnel buffering work 4 having the opening 4e having the vertically elongated window-shaped opening 4e has been described as an example, but the tunnel buffering work 4 having the rectangular opening portion 4e having a discrete window shape has been described. , Tunnel buffer with a slit-shaped square opening 4e, tunnel buffer with a combination of discrete window-shaped and slit-shaped openings 4e, and a combination of a plurality of slit-shaped and discrete window-shaped openings 4e of different sizes. The present invention can also be applied to a tunnel shock absorber.

１列車（移動体）
２軌道
３トンネル
３ａトンネル坑口（入口側トンネル坑口）
３ｂトンネル坑口（出口側トンネル坑口）
４トンネル緩衝工
４ａ緩衝工口
４ｃ側部（壁部）
４ｄ天部（壁部）
５微気圧波低減構造
６Ａ緩衝工部（第１の緩衝工部）
６Ｂ緩衝工部（第２の緩衝工部）
Ｕ列車の速度（移動体の速度）
Ｌ_n 列車の先頭部長さ（移動体の先頭部長さ）
Ｌ_W 圧縮波の波面幅
Ａトンネルの断面積
Ａ_h' 緩衝工部の断面積（第１の緩衝工部の断面積）
Ａ_h 緩衝工部の断面積（第２の緩衝工部の断面積）
σ_h' 緩衝工部の断面積比（第１の緩衝工部の断面積比）
σ_h 緩衝工部の断面積比（第２の緩衝工部の断面積比）
Ｗ₁ 圧縮波（トンネル内圧縮波）
Ｗ₂ トンネル微気圧波
Ｗ₁₁ 第１波（圧縮波）
Ｗ₁₂ 第２波
Ｗ₁₃ 第３波 1 Train (mobile)
2 Track 3 Tunnel 3a Tunnel wellhead (entrance side tunnel wellhead)
3b Tunnel wellhead (exit side tunnel wellhead)
4 Tunnel buffer 4a Buffer opening 4c Side (wall)
4d heaven (wall)
5 Micro-pressure wave reduction structure 6A Buffer structure (first buffer section)
6B shock absorber (second shock absorber)
U Train speed (moving body speed)
L _n Train head length (moving body head length)
Wavefront width of L _W compressed wave A Cross-sectional area of tunnel A _h'Cross -sectional area of buffering section (cross-sectional area of first buffering section)
A _h Cross-sectional area of the shock absorber (cross-sectional area of the second shock absorber)
σ _h'Cross -sectional area ratio of the cushioning part (cross-sectional area ratio of the first buffering part)
σ _h Cross-sectional area ratio of buffer work part (cross-sectional area ratio of second buffer work part)
W ₁ compressed wave (compressed wave in tunnel)
W ₂ tunnel micro-pressure wave W ₁₁ 1st wave (compression wave)
W ₁₂ 2nd wave W ₁₃ 3rd wave

Claims

It is a structure for reducing the micro-pressure wave of the tunnel buffer that reduces the tunnel micro-pressure wave radiated from the exit-side tunnel entrance when the moving body enters the inlet-side tunnel entrance by the tunnel buffer that covers the inlet-side tunnel entrance. ,
The first and second buffer works are sequentially increased from the buffer port toward the inlet side tunnel so that the cross-sectional area of the tunnel buffer gradually increases from the inlet side tunnel entrance to the buffer port. With a part
The speed of the moving body is 260 to 360 km / h, the head length of the moving body is 10 to 15 m, the cross-sectional area A of the tunnel, the cross-sectional area A _h'of the first shock absorber, and the first buffer. When the cross-sectional area ratio σ _h '= A _h '/ A of the work part, the cross-sectional area A _h of the second buffer work part, and the cross-sectional area ratio σ _h = A _h / A of the second buffer work part. To,
The length L _h1 of the first shock absorber is 10 to 40 m.
The cross-sectional area ratio σ _h'of the first buffer working portion is 3.0 to 4.2, and is
The length L _h2 of the second shock absorber is 15 to 45 m.
The cross-sectional area ratio σ _h of the second buffer working portion is 1.2 to 1.6.
A micro-pressure wave reduction structure of a tunnel shock absorber characterized by.

It is a structure for reducing the micro-pressure wave of the tunnel buffer that reduces the tunnel micro-pressure wave radiated from the exit-side tunnel entrance when the moving body enters the inlet-side tunnel entrance by the tunnel buffer that covers the inlet-side tunnel entrance. ,
The first and second buffer works are sequentially increased from the buffer port toward the inlet side tunnel so that the cross-sectional area of the tunnel buffer gradually increases from the inlet side tunnel entrance to the buffer port. With a part
The first shock absorber has an opening that penetrates the wall of the shock absorber.
The speed of the moving body is 260 to 360 km / h, the head length of the moving body is 10 to 15 m, the cross-sectional area A of the tunnel, the cross-sectional area A _h'of the first shock absorber, and the first buffer. When the cross-sectional area ratio σ _h '= A _h '/ A of the work part, the cross-sectional area A _h of the second buffer work part, and the cross-sectional area ratio σ _h = A _h / A of the second buffer work part. To,
The length L _h1 of the first shock absorber is 10 to 40 m.
The cross-sectional area ratio σ _h'of the first buffer working portion is 2.0 to 3.0, and is
The length L _h2 of the second shock absorber is 15 to 45 m.
The cross-sectional area ratio σ _h of the second buffer working portion is 1.2 to 1.6.
A micro-pressure wave reduction structure of a tunnel shock absorber characterized by.

It is a structure for reducing the micro-pressure wave of the tunnel buffer that reduces the tunnel micro-pressure wave radiated from the exit-side tunnel entrance when the moving body enters the inlet-side tunnel entrance by the tunnel buffer that covers the inlet-side tunnel entrance. ,
The first and second buffer works are sequentially increased from the buffer port toward the inlet side tunnel so that the cross-sectional area of the tunnel buffer gradually increases from the inlet side tunnel entrance to the buffer port. With a part
The speed U of the moving body, the speed of sound c, the Mach number M = U / c of the moving body, the head length L _n of the moving body, and the wave surface of the compressed wave generated when the moving body rushes into the buffer opening. Width L _W , cross-sectional area A of the tunnel, cross-sectional area A _h'of the first buffering section, cross-sectional area ratio of the first buffering section σ _h '= A _h '/ A, second buffering When the cross-sectional area A _h of the work part and the cross-sectional area ratio of the second buffer work part σ _h = A _h / A,
The head length L _n of the moving body and the wavefront width L _W of the compressed wave are

And
The length L _h1 and the cross-sectional area ratio σ _h'of the first buffering section are

And
The length L _h2 and the cross-sectional area ratio σ _h of the second buffer working portion are

To be
A micro-pressure wave reduction structure of a tunnel shock absorber characterized by.

It is a structure for reducing the micro-pressure wave of the tunnel buffer that reduces the tunnel micro-pressure wave radiated from the exit-side tunnel entrance when the moving body enters the inlet-side tunnel entrance by the tunnel buffer that covers the inlet-side tunnel entrance. ,
The first and second buffer works are sequentially increased from the buffer port toward the inlet side tunnel so that the cross-sectional area of the tunnel buffer gradually increases from the inlet side tunnel entrance to the buffer port. With a part
The speed U of the moving body, the speed of sound c, the Mach number M = U / c of the moving body, the head length L _n of the moving body, and the wave surface of the compressed wave generated when the moving body rushes into the buffer opening. Width L _W , cross-sectional area A of the tunnel, cross-sectional area A _h'of the first buffering section, cross-sectional area ratio of the first buffering section σ _h '= A _h '/ A, second buffering When the cross-sectional area A _h of the work part, the cross-sectional area ratio of the second buffer work part σ _h = A _h / A, 289 km / h <U <409 km / h,
The head length L _n of the moving body and the wavefront width L _W of the compressed wave are

And
The ratio L _h1 / L _h2 of the length L _h1 of the first buffer working portion to the length L _h2 of the second buffer working portion is

In the micro-pressure wave reduction structure of the tunnel shock absorber according to any one of claims 1 to 6.
The second buffering section is an existing tunnel buffering section.
The first buffering section is a new tunnel buffering work extended to this existing tunnel buffering work.
A micro-pressure wave reduction structure of a tunnel shock absorber characterized by.

In the micro-pressure wave reduction structure of the tunnel shock absorber according to any one of claims 1 to 6.
The first and second buffering sections are new tunnel shock absorbers that cover the entrance of the tunnel on the entrance side.
A micro-pressure wave reduction structure of a tunnel shock absorber characterized by.