JPH01275896A - トンネル出口における空気圧音の低減方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、列車等が高速でトンネルへ突入した時に発生
する圧縮波を減衰させ、圧縮波によるトンネル出口側で
の空気圧音を低減させる方法に関するものである。

〔従来の技術〕

通常、列車が高速でトンネルへ突入すると、トンネル入
口側で圧縮波が発生し、トンネル内を音速で伝播してト
ンネル出口側より外部へ放射される。この圧縮波がトン
ネル出口側から放射される時に、「トーン」という破裂
音（空気圧音）を発生し、また近辺の建物の窓や戸を振
動させて振動騒音を発生させる等の問題があった。前記
空気圧音は、トンネル出口側に到達する圧縮波の波面前
面の圧力勾配（圧縮波の大きさ）が大きい程、音も大き
くなるという性質がある。しかも圧縮波の波面前面の圧
力勾配は、列車がトンネル内へ突入する速度Ｖの３乗に
比例するという性質がある。

そのため、従来にあっては、第５ＦｙＪ及び第６図に示
す特公昭５５−３１２７４号公報に記載された技術等に
より、トンネル出口側で発生する空気圧音を低減させる
ようにしている。すなわち、この第５図及び第６図に示
す技術は、トンネルｌの入口側に、開口断面の大きさが
トンネル１よりも大きく、長さがトンネルｌの直径の１
〜３倍程度の覆体２を設置し、該覆体２の側面中央部に
、覆体２の開口の断面積と長さとから決められた最適面
積を有する窓部３を形成している。これにより、列車４
がトンネル１内へ突入した時に発生する圧縮波の−部を
前記窓部３から逃がし、圧縮波前面の圧力勾配を緩やか
なものにすることにより、該圧縮波がトンネル１内を音
速で伝播してトンネル出口側で放射される際に生じる空
気圧音を低減させるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前記従来の方法にあっては、既に述べたよう
に、圧縮波の大きさが列車４のトンネル１内への突入速
度の３乗に比例しているため、列車４の高速化を実施し
、且つ空気圧音の大きさをも低減させるためには、列車
４の突入速度の上昇分に対応して、覆体２の長さ及び窓
部３の大きさを増大変更し、覆体２による圧縮波の低減
効果の程度を増強する必要がある。ところが、周囲の地
形等の立地条件や線路付帯設備等によっては、覆体２を
長くできない個所があり、このような個所では列車４の
トンネル１内への突入速度Ｖを低減させなければならず
、列車速度の高速化を断念せざるを得なかった。また列
車４のトンネル１内への突入速度Ｖを、例えば時速２２
０Ｋｍ／　ｈ以上等に確保した上で、圧縮波の大きさを
低減させるためには、新幹線のトンネルの場合で覆体２
の長さは１６ｍ前後必要である。ところが、このような
長さの覆体２を新たに新設又は増設する場合は、それに
伴って土木工事や電車線、電力線２通信線及びこれらの
架線を支持する鉄柱その他の線路付帯設備を移動又は新
設しなければならず、そのための建設費用の方が覆体２
の建設費用よりも高くつく欠点があった。更に、この覆
体２はトンネル１の両方の坑口に設置しなければ、双方
向からの列車４に対して圧縮波を減衰させる効果がなく
、建設費用の高騰は膨大なものであった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、従来の前記欠点に鑑みてこれを改良除去した
ものであって、簡単且つ低廉な方法で列車がトンネルへ
突入した時に発生する圧縮波の大きさを低減させること
のできる方法を提供せんとするものである。

而して、前記課題を解決するために本発明が採用した手
段は、トンネルの内壁面に半径方向へ突出する反射板を
適宜間隔で配設し、列車等がトンネルへ突入した時に発
生する圧縮波の一部を前記反射板に衝突させて反射、攪
乱させ、圧縮波を減衰させるようにしている。

〔作　用〕

トンネル内へ列車が高速で突入すると圧縮波が発生する
。ところが、この圧縮波はトンネル内壁面に適宜間隔で
配設された反射板にその一部が衝突し、反射、攪乱され
、減衰する０反射板は、トンネル内壁面に適宜間隔で配
設されているため、前記圧縮波はトンネル内を音速で伝
播する間にこれらの反射板と順次衝突し、次第に減衰す
る。従って、トンネル出口側から放射される圧縮波によ
り発生する空気圧音を低減させることが可能である。

〔実施例〕

以下に、本発明の方法を図面に示す実施例に基づいて説
明すると次の通りである。

第１図は本発明の一実施例に係るトンネル１１の縦断面
正面図、第２図は反射板１２を示す横断面図である。同
図に示す如く、この反射板１２は断面形状がＬ字状であ
り、厚みは９ｍ、垂直方向に交差する二面１２ａ、　１
２ｂの幅は共に２００ｍ、長さは２５００鶴の大きさを
呈している。そして、この反射板１２はトンネル１１の
内壁面のうち、左右の側壁部位に、Ｌ字状の一片１２ａ
がトンネル１１の半径方向へ突出すべく　（図示の実施
例では線路に対して直交する方向へ）配設され、アンカ
ーボルト１３等で固定されている。なお、反射板１２は
トンネル１１の全長に亘って所定ピッチで配設してもよ
く、またトンネル１１の入口側又は出口側のみに所定数
ずつを配設してもよく、更にはトンネル１１の中央部の
みに配設してもよい、また価々の反射板１２どうしのピ
ッチも適宜に選択することが可能である。

このような反射板１２を設けたトンネル１１へ高速で列
車１４が突入、すると、トンネル１１の入口側で圧縮波
が発生する。この圧縮波は、前述した如く、列車１４が
突入する速度の３乗に比例した大きさを有している。然
しなから、発生した圧縮波はその一部がトンネル１１の
内壁面に所定間隔で配設された反射板１２に衝突し、反
射、攪乱され、減衰する。

しかも、前記反射板１２は所定間隔で多数個のものが配
設されているので、圧縮波は順次その大きさが減衰する
。そのため、トンネルｌｌ内を音速で伝播する圧縮波は
、トンネル１１の出口側に至る間にその大きさ（圧縮波
前面の圧力勾配）が極めて小さくなる。従ってトンネル
１１の出口から前記圧縮波が放射されるときに発生する
空気圧音も小さくなる。

第３図及び第４図は、全長５１３２ｍの新幹線岩国トン
ネルの東口に、坑口から長さ１５００ｍに亘って前述し
た大きさ並びに形状の反射板１２を６ｍピッチで設置し
、東口と西口とでそれぞれ列車１４の突入速度と、圧縮
波の最大値（圧縮波前面の圧力勾配）との関係を実測し
て平均化した特性図面である。第３図の特性図面は、列
車１４が西口からトンネル内へ入坑したときの東口側で
の圧縮波の最大値を測定したものであり、第４図の特性
図面は、列車１４が東口からトンネル内へ入坑したとき
の西口側での圧縮波の最大値を測定したものである。

第３図に示す特性図面によれば、列車１４が２２０Ｋｍ
／ｈの突入速度で西口へ入坑したときに、反射板１２を
設置しない従来の場合の東口での圧縮波の最大値は１３
Ｋｇ／ｒｒｆであり、反射板１２を設置した場合の東口
での圧縮波の最大値は１０にｇｌｒｄであった。

従って、反射板１２の設置後は、３Ｋｇ１ｒｄの圧縮波
の減衰効果が得られた。また第４図に示す特性図面によ
れば、列車１４が２２０に＋ｍ／　ｈの突入速度で東口
へ入坑したときに、反射板１２を設置しない従来の場合
の西口での圧縮波の最大値は１２Ｋｇ／ｎ４であり、反
射板１２を設置した後の西口での圧縮波の最大値は９　
Ｋｇ／　ｒｄであった。このことから、反射板１２を設
置した後は、西口側でもやはり３　Ｋｇ／　ｒｄの圧縮
波の減衰効果が得られた。

以上の実測結果から明らかなことは、圧縮波の減衰効果
を得るための反射板１２の設置位置と、列車１４の入坑
方向とは無関係であって、トンネル１１内の任意の部分
（東口寄り、西口寄り、中央部等の少な（ともどちらか
一方側）に反射板１２が設置されていれば、充分に圧縮
波を減衰させる効果があるということである。

本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、適
宜の変更が可能である０例えば、反射板１２（複数）は
これらを単独で用いてもよく、また既に覆体２（第５図
及び第６図参照）が設置されたトンネル１にあっては、
この覆体２と併用するようにしてもよい。反射板１２と
覆体２とを併用した場合には、圧縮波の減衰効果に相乗
的効果を得ることが可能である。また反射板１２の大き
さ、形状、配設位置、配設ピッチ、配設長さ等はトンネ
ル１１の大きさや列車１４のトンネル１１内への突入速
度並びに施工作業性等を考慮して決定するようにすれば
よい。更にまた、本発明は鉄道以外の七ノ　　ル−ルや
その他の輸送機関のトンネルへ適用することも可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明にあっては、トンネル内壁面
へ反射板を設置することにより、列車が高速でトンネル
内へ突入した時に発生する圧縮波の一部を前記反射板に
衝突させて反射、攪乱させ、これにより圧縮波の大きさ
を減衰させて、トンネル出口から放射される圧縮波によ
る空気圧音を低減させることが可能である。しかも、ト
ンネル内壁面へ簡単な構造の反射板を設置するだけでト
ンネル出口側での空気圧音を低減させることができるの
で、線路の付帯設備等を移動させる必要はなく、その施
工作業並びに費用等の負担を著しく低減することが可能
である。更には、トンネル出入口の立地条件等に制約を
受けることがなく、しかもトンネル内の任意の位置に設
置することが可能である。それ故、従来のようにトンネ
ル坑口の双方向に設置する必要もなく、極めて便利であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明に係るものであり、第１図は
トンネルの縦断面正面図、第２図は反射板の取付状態を
示すトンネルの一部横断面図、第３図及び第４図はトン
ネル内での列車の突入速度と圧縮波の最大値との関係を
示す図面、第５図及び第６図は従来技術に係るものであ
り、第５図はトンネル入口に覆体を設置した場合の側面
図で、第６図は同一部縦断面正面図である。 １１・・・トンネル　　　　１２・・・反射板１４・・
・列車 特許出願人　　西日本旅客鉄道株式会社代　理　人　　
弁理士　内田敏彦 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、トンネルの内壁面に半径方向へ突出する反射板を適
   宜間隔で配設し、列車等がトンネルへ突入した時に発生
   する圧縮波の一部を前記反射板に衝突させて反射、撹乱
   させ、圧縮波を減衰させることを特徴とするトンネル出
   口における空気圧音の低減方法。