JPH11280035A - 少水量散水用配管ユニット及び少水量散水構造並びに貯雪可能積雪深を求める方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、散水設備の維持管理、補修交換、
設置等の作業時間を短縮し、費用を低廉化し、散水の熱
効率を向上し、且つ散水量を減少させることができる少
水量散水用配管ユニット及び少水量散水構造並びに貯雪
可能積雪深を求める方法を提供する。 【解決手段】 少水量散水用配管ユニット１０は、コン
クリート製で全体として断面矩形のブロック状（基体１
０ａ）をなしている。基体１０ａの内部には、図２に示
すように、上面から散水可能に埋設された複数（本実施
の形態においては３ヶ）の散水ノズル１１と、この散水
ノズル１１に連通し、基端１２ａが外部に通じる配管１
２とが埋設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に軌道スラブ上
の、少水量散水用配管ユニット及び少水量散水構造並び
に貯雪可能積雪深を求める方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、鉄道、自動車その他の車両が
安全に走行する為等に、消雪が行われている。軌道等に
積雪した雪を消雪する技術としてスプリンクラー等を用
いて軌道上等へ散水する方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、散水ノ
ズルや配管等は耐用年数が低く、耐用年数経過毎にそれ
らを交換しなければならないが、例えば道路などの舗装
面に埋め込まれたタイプの散水ノズルでは、散水設備の
維持管理、補修交換、設置等の作業においてコンクリ−
トカッターやピックにより舗装面をはぐる必要があり、
作業に長時間と高額費用を要するという問題点があっ
た。

【０００４】また、スプリンクラーでの散水は、空気中
に水を散布するため、熱効率が悪いという問題点があっ
た。

【０００５】他方、高架橋の貯雪量の算定を行う際には
消雪装置と併用することが考慮されていないため消雪さ
れる雪の量を考慮しないで貯雪量が算出されている。こ
の為、貯雪式高架橋においては消雪装置を用いないこと
により、貯雪容量を越える積雪時の対応策がなく、多雪
地区では貯雪式高架橋の採用は行われず、もっぱらスプ
リンクラーにより、高架橋内をほぼ完全に消雪する方法
が採られている。それ故に散水に多量の水を要するとい
う問題点があった。

【０００６】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、散水設備の維持管
理、補修交換、設置等の作業時間を短縮し、費用を低廉
化し、散水の熱効率を向上し、且つ散水量を減少させる
ことができる少水量散水用配管ユニット及び少水量散水
構造並びに貯雪可能積雪深を求める方法を提供する点に
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
すべく、以下に掲げる構成とした。請求項１記載の発明
の要旨は、積雪を防止し又は積雪を溶かす為に用いる少
水量散水用配管ユニットであって、散水可能に設けられ
た一つ又は複数の散水ノズルと、該散水ノズルに連通
し、基端が外部に通じるように埋設された配管とを備え
たことを特徴とする少水量散水用配管ユニットに存す
る。請求項２記載の発明の要旨は、請求項１記載の散水
用ユニットを設置可能なユニット設置部と、前記配管の
前記基端に接続可能な送水管とを備えたことを特徴とす
る少水量散水構造に存する。請求項３記載の発明の要旨
は、散水された水等を排水する樋を備えたことを特徴と
する請求項２記載の少水量散水構造に存する。請求項４
記載の発明の要旨は、前記樋に向かって高さが漸減する
ように排水勾配が形成されたことを特徴とする請求項２
又は３記載の少水量散水構造に存する。 請求項５記載
の発明の要旨は、前記樋を流れる水を回収し、前記送水
管に送水する回収手段を備えたことを特徴とする請求項
３又は４に記載の少水量散水構造に存する。請求項６記
載の発明の要旨は、前記配管の基端は請求項２記載の前
記送水管にまで至ることを特徴とする請求項１記載の少
水量散水用配管ユニットに存する。請求項７記載の発明
の要旨は、高架橋、橋りょう、その他の構造物の貯雪可
能積雪深を特許請求の範囲に記載の式から求める方法。

【０００８】なお、本発明において「散水」とは、スラ
ブ上、軌道上、路面上等に水を流す場合を指す。

【０００９】また、「貯雪可能積雪深」とは、当該地区
において高架橋上への貯雪が要求される当該地区平地上
の設計確率積雪深をいう。本発明の請求項７ではこの貯
雪可能積雪深と高架橋上の一部で消雪を行った場合に雪
が消雪される割合及び高架橋の構造等との関係を式に示
している。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１１】本実施の形態に係る少水量散水用配管ユニ
ット及び少水量散水構造は、軌道スラブ上の積雪を防止
し又は消雪する為に用いるものである。

【００１２】図１及び図２に示すように、少水量散水用
配管ユニット１０は、コンクリート製で全体として断面
矩形のブロック状（基体１０ａ）をなしている。基体１
０ａの内部には、図２に示すように、上面から散水可能
に埋設された複数（本実施の形態においては３ヶ）の散
水ノズル１１と、この散水ノズル１１に連通し、基端１
２ａが外部に通じる配管１２とが埋設されている。

【００１３】散水ノズル１１は、所謂チョロ散水ノズル
と言われるもので、スプリンクラーなどのように大気中
に水を散布するものではなく、軌道上に水を流すもので
ある。ケーシング１１ａ、バルブヘッド１１ｂ、ゴムキ
ャップ１１ｃから概略構成され、上面に複数開孔する散
水孔１１ｄから散水するものである。配管１２は、図３
に示すように平面視略Ｌ字状をなし、図４に示すように
長さ方向に所定間隔を介して接続部１２ｂが上面に設け
られている。この接続部１２ｂの上端に散水ノズル１１
の下端部を嵌入されて取り付けられている。先端には、
配管１２内に溜まった土を排出するためのドレン１２ｃ
が設けられている。

【００１４】本実施の形態に係る少水量散水構造２０
は、図６及び図７に示すように、軌道スラブであり、橋
軸方向に連続して設けられている。軌道スラブＳｒは、
少水量散水用配管ユニット１０を設置可能なユニット設
置部２１と、配管１２の基端１２ａに接続可能な送水管
２２とを備えている。ユニット設置部２１は、幅方向中
央に橋軸方向に沿って凹部状に形成されている。さら
に、図９にも示すように基端１２ａを設置可能なように
橋軸直交方向に溝２１ａが形成されている。

【００１５】送水管２２は、軌道スラブＳｒの片側に配
設されている。送水管２２は露出配管でも高架橋内に埋
設してもよい。

【００１６】さらに本実施の形態においては、散水され
た水及び融雪等を排水する樋２３が設けられている。樋
２３は、Ｕ字溝であり、軌道スラブＳｒの側部に橋軸方
向に沿って設けられており、基端１２ａに接続可能なジ
ョイント（図示略）を所要部分に備えている。

【００１７】斯かる樋２３を流れる水は、回収手段によ
り回収され、再び送水管２２に送水される。回収手段
は、好適な数を、所要間隔ごとに設ければよい。回収手
段としては、例えば、図８に示す如く、樋２３に流れる
水を貯める貯水槽２４ａと、この送水管２２に送水する
ポンプ２４ｂと、加熱装置２４ｃと、沈殿及び濾過装置
（図示略）を備えたものがある。なお、水を回収再利用
する場合、水中にゴミ等が含まれるため、これらを沈
殿、濾過する装置等を付加する事も可能である。

【００１８】少水量散水用配管ユニット１０を交換する
には、まず、配管１２の基端１２ａと送水管２２とを離
して、少水量散水用配管ユニットを撤収する。次いで、
図９に示す如く新たな少水量散水用配管ユニット１０を
ユニット設置部２１に嵌入することにより設置を行う。

【００１９】次に、貯雪可能積雪深を求める方法につい
て図１０を用いて説明する。

【００２０】当該地区の平地上の積雪深をＤ、消雪設備
が受け持つ消雪幅をＡとすると、Ｄ・Ａは消雪設備が受
け持つ消雪幅Ａの上に積もった雪の断面積を表す。ま
た、Ａ上の平均的な残雪深からＡ上に残っている雪の断
面積を計算し、その断面積vを求める。ここで、1−v／
(Ｄ・Ａ)は消雪設備により消雪設備が受け持つ消雪面積
上の雪が消雪された結果雪の断面積が減少した割合であ
る。ここではこの値を「消雪率ε」とする。以下に計算
で用いる前提条件を示す。

【００２１】1. ゲタ高をＨ(ｍ)、貯雪可能積雪深をＤ
(ｍ)とする。貯雪高はスラブ面上＋ＨR(ｍ)とする。

【００２２】２. 高架橋上の積雪深は地上積雪深のβ倍
とする。

【００２３】３. 路盤コンクリート上でスラブ面上＋Ｈ
R(ｍ)より上方の雪は車両により排雪され、両サイドに
貯雪される。従って、この部分の雪密度は２倍(体積は1
/２)と仮定する。体積が1/２になる幅は路盤コンクリー
ト幅ＷS(ｍ)とする。

【００２４】貯雪式高架橋の貯雪スペースについては図
に示すように幅Ｗ(ｍ)の高架橋の断面において、路盤コ
ンクリート上からスラブ面上＋ＨR(ｍ)まで貯雪可能と
する。高架橋端部の積雪形状についてはラッセル除雪幅
（除雪車両等による除雪幅）外の地点から1:２の勾配で
積雪してゆくものとし、この断面形状のうち、路盤コン
クリート上からこの断面形状内にある構造物(路盤コン
クリ−ト及び軌道スラブＷSＨ(ｍ²)、トラフＴ(ｍ²)
等)、フランジャー部分の断面積Ｆ(ｍ²)を引いた断面積
を貯雪スペースとし、これをＳ(ｍ²)とする（図１０の
ハッチング部分）。

【００２５】消雪設備が受け持つ消雪幅の消雪率をεと
し、スラブ面上の積雪を消雪する場合はその消雪幅を２
ＷS(ｍ)とする。

【００２６】Ｉ. 高架橋上の積雪量（スラブ面上を消
雪した場合) 差し引き積雪量は下記−より

【００２７】

【数１】

【００２８】ＩＩ. 高架橋上の貯雪スペース:S貯雪ス
ペースに貯雪可能な積雪量は

【００２９】

【数２】

【００３０】式（１）＝Ｓとなることから、

【００３１】

【数３】

【００３２】このように地上と高架橋上の積雪深の比
β、高架橋上の貯雪スペースＳを設計時に決定しておけ
ば、高架橋上の貯雪可能積雪深は消雪設備の能力である
消雪率εによって決定される。

【００３３】また、高架橋の貯雪量の算定に関しては一
般的な構造の寸法であるＷ＝１１.３、ＷS＝２.２２、
ＨR＝０.３２５、Ｓ=1０、の場合に例えばβ＝０.８、
消雪率ε＝７０％としてスラブ面上を消雪する場合に平
地上の約1.５ｍに相当する積雪が貯雪可能である。

【００３４】本実施の形態に係る少水量散水用配管ユニ
ット１０及び少水量散水構造２０並びに貯雪可能積雪深
を求める方法によれば以下に掲げる効果を奏する。

【００３５】散水ノズル１１及び配管１２をブロック状
に一体としたので、取り付け取り外しが容易であり、新
設、維持管理等を容易に行うことができる。

【００３６】また、熱効率が向上するため、少ない散水
量で消雪効果を得ることができる。

【００３７】また、地上と高架橋上の積雪深の比β、高
架橋上の貯雪スペースＳ等を設計時に決定しておけば、
必要とされる消雪率に対応する散水量を必要最小限にす
ることができる。

【００３８】さらに、本実施の形態においては樋２３を
設けたので、散水を回収して効果的に再度利用すること
が可能である。地下水の揚水が規制されている現状にお
いては大きな効果といえる。なお、高架橋の施工基面か
らスラブ面の天端までの高さをゲタ高とすると、このゲ
タ高は保守上はできるだけ無い方が良いが、雪害対策を
低コストで行うためにはゲタ高を上げて貯雪容量を拡大
した方が良い。従って、経済性と保守性を両立させるた
めには保守上許容しうるゲタ高とした貯雪式構造の高架
橋とした上で最小限の消雪設備を設置するのが効果的で
ある。

【００３９】なお、本発明者らは、本方式に係る実験を
行った。その結果、ゲタ高さ７５ｃｍ、１５５ｃｍの積
雪時に、上越新幹線におけるスプリンクラー散水消雪方
式の場合と比べ、１／４程度の散水量で必要な消雪量を
確保できる見通しを得た。

【００４０】このため、降雪の強度に応じて散水量の調
節を行うことにより経済的な消雪方式とすることが可能
となる。

【００４１】なお、本実施の形態においては鉄道用高架
橋に適用したが、本発明はそれに限定されず、例えば、
自動車用高架橋、歩行者用高架橋、平地道路等、本発明
を適用する上で好適な構造物に適用することができる。

【００４２】また、図１１乃至図１３に示す少水量散水
構造３０の如く、樋３３に向うにしたがい、高さが漸減
するように排水勾配部３４を設けることもできる。斯か
る場合には、さらに軌道回路電流の漏れを減少させるこ
とができる。図中、符号３２が送水管である。

【００４３】また、図１４及び図１５に示す少水量散水
構造４０のごとく、スラブの幅方向中央を高くして排水
勾配部４１を設けることもできる。図中、符号４２が送
水管、符号４３が樋である。

【００４４】また、本実施の形態において接続部１２ｂ
の上端に散水ノズル１１の下端部を嵌入されて取り付け
られているが、螺合等好適な方法が考えられる。

【００４５】また、散水ノズルのみを交換することもで
きる。

【００４６】また、少水量散水ユニットの材質はコンク
リートに限定されず、本発明を実施する上で好適な材料
にすることができる。

【００４７】また、上記構成部材の数、位置、形状等は
上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好
適な数、位置、形状等にすることができる。

【００４８】また、基体１０ａの材質についてはコンク
リート以外にも樹脂系、ウレタン系、プラスチック系、
金属系など、本発明を実施する上で好適なものにするこ
とができる。

【００４９】また、この部分の形状は、図１６のように
ノズル天端部と面一にパネル状のものを設けることもで
きる。パネル１３の材質は上記基体１０ａの材質と同質
のもの等、本発明を実施する上で好適なものにすること
ができる。斯かる場合によれば散水した水を下部に漏洩
することなく、パネル１３の上面を経て、スラブ上面ま
でに滑らかに流すことができる。パネル状のものは単に
スラブ等にボルト等で取り付け固定するだけで足りる。

【００５０】また、上記実施の形態においては接続部１
２ｂは直線状をなしていたが、図１７に示す接続部１２
ｂ’のように略Ｌ字状に屈曲させる等、本発明を実施す
る上で好適な形状にすることもできる。斯かる場合に
は、少水量散水用配管ユニットの高さを減少させること
ができる。

【００５１】また、上記実施の形態においては少水量散
水用配管ユニットをスラブ中央に設置していたが、片側
に寄せたり複数の少水量散水用配管ユニットを並設する
等、本発明を実施する上で好適なものにすることができ
る。

【００５２】また、配管１２の基端１２ａを設置するた
めに溝２１ａを設けたが、溝２１ａの代わりに図１８に
示すようにスラブＳｒに挿入孔２１ｂを設けることもで
きる。斯かる場合には、例えば、上記基端１２ａに相当
する部分を接続管５０とし、この接続管５０により送水
管２２と、上記基端１２ａが無い配管１２’とを接続す
る。接続管５０の両端部は雄ねじが切られており、配管
１２’の当該接続部分には雌ねじが切られている。当該
接続を行うには、まず図１９に示す如く挿入孔２１ｂに
接続管５０を挿入し、その一端を配管１２’に螺着させ
る。次いで、接続管５０の他端を送水管２２に接続す
る。接続は、図２０に示す水密性のジョイント５１を用
いて行う。少水量散水用配管ユニットを交換する際に
は、上記工程の逆を行えばよい。

【００５３】また、各図において、同一構成要素には同
一符号を付している。

【００５４】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、以下に掲げる効果を奏する。散水ノズル及び配管を
ユニット化したので、散水設備の維持管理、補修交換、
設置等の作業は単に少水量散水用配管ユニットを交換、
設置等をするだけである。したがって、作業に要する時
間を短縮し、費用を低廉化することができる。

【００５５】また、空気中に水を散布するのではなく、
軌道上、スラブ上、或いは路面に流水するので熱効率を
向上させることができる。

【００５６】また、散水対象となる構造物上と地上との
積雪深の比、貯雪スペース等を設計時に決定することに
より、散水量を減少させることができる。

【００５７】また、排水勾配を設けた場合には、軌道回
路からの漏れ電流の増加をさらに防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る少水量散水用配管ユ
ニットの平面図である。

【図２】図１のｍ−ｍ断面図である。

【図３】配管の平面図である。

【図４】配管の側面図である。

【図５】散水ノズルの一部破断の側面図である。

【図６】本発明の実施の形態に係る少水量散水構造の平
面図である。

【図７】図６のｎ−ｎ断面図である。

【図８】回収手段の概念図である。

【図９】少水量散水用配管ユニットの交換状態を示す斜
視図である。

【図１０】貯雪スペースの概念図である。

【図１１】他の実施の形態に係る少水量散水構造の平面
図である。

【図１２】図１１のｏ−ｏ断面図である。

【図１３】図１１に示す少水量散水構造の側面図であ
る。

【図１４】他の実施の形態に係る少水量散水構造の縦断
面図である。

【図１５】図１４に示す少水量散水構造の側面図であ
る。

【図１６】他の実施の形態に係る散水ノズルを示す側面
図である。

【図１７】他の実施の形態に係る配管の接続部の形状を
示す断面図である。

【図１８】他の実施の形態に係るスラブの形状を示す斜
視図である。

【図１９】他の実施の形態に係るスラブにおける接続工
程を示す平面図である。

【図２０】他の実施の形態に係るスラブにおける接続工
程を示す一部断面正面図である。

【符号の説明】

Ｓｒ スラブ １０ 少水量散水用配管ユニット １０ａ 基体 １１ 散水ノズル １１ａ ケーシング １１ｂ バルブヘッド １１ｃ ゴムキャップ １１ｄ 散水孔 １２、１２’ 配管 １２ａ 基端 １２ｂ、１２ｂ’ 接続部 １２ｃ ドレン １３ パネル ２０ 少水量散水構造 ２１ ユニット設置部 ２１ａ 溝 ２１ｂ 挿入孔 ２２ 送水管 ２３ 樋 ２４ 回収手段 ２４ａ 貯水槽 ２４ｂ ポンプ ２４ｃ 加熱装置 ３０ 少水量散水構造 ３２ 送水管 ３３ 樋 ３４ 排水勾配部 ４０ 少水量散水構造 ４１ 排水勾配部 ４２ 送水管 ４３ 樋 ５０ 接続管５１ ジョイント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 泉並 良二 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 遠藤 徹 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 伊藤 喜右衛門 大阪府大阪市北区芝田二丁目４番24号 西 日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 奥田 庸 東京都千代田区永田町２丁目14番２号 日 本鉄道建設公団内 (72)発明者 井上 秀一 東京都千代田区永田町２丁目14番２号 日 本鉄道建設公団内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積雪を防止し又は積雪を溶かす為に用い
   る少水量散水用配管ユニットであって、 散水可能に設けられた一つ又は複数の散水ノズルと、 該散水ノズルに連通し、基端が外部に通じるように埋設
   された配管とを備えたことを特徴とする少水量散水用配
   管ユニット。
2. 【請求項２】 請求項１記載の散水用ユニットを設置可
   能なユニット設置部と、 前記配管の前記基端に接続可能な送水管とを備えたこと
   を特徴とする少水量散水構造。
3. 【請求項３】 散水された水等を排水する樋を備えたこ
   とを特徴とする請求項２記載の少水量散水構造。
4. 【請求項４】 前記樋に向かって高さが漸減するように
   排水勾配が形成されたことを特徴とする請求項２又は３
   記載の少水量散水構造。
5. 【請求項５】 前記樋を流れる水を回収し、前記送水管
   に送水する回収手段を備えたことを特徴とする請求項３
   又は４に記載の少水量散水構造。
6. 【請求項６】 前記配管の基端は請求項２記載の前記送
   水管にまで至ることを特徴とする請求項１記載の少水量
   散水用配管ユニット。
7. 【請求項７】 高架橋、橋りょう、その他の構造物の貯
   雪可能積雪深を次式から求める方法。 【数３】