(57)【要約】【課題】  トンネル入口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内微気圧波を大きく低減することができるトンネル入口緩衝工を提供する。【解決手段】  フード状構造物からなるトンネル入口緩衝工において、このフード状構造物４に側面開口部を設けることなく、前記フード状構造物４の断面積がトンネル本坑１の断面積の２．２〜２．６倍になるように構成した。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フード状構造物からなるトンネル入口緩衝工において、該フード状構造物に側面開口部を設けることなく、前記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倍になるように構成したことを特徴とするトンネル入口緩衝工。
【請求項２】
請求項１記載のトンネル入口緩衝工において、前記トンネル入口緩衝工の前記フード状構造物の最適長さが約２５ｍであることを特徴とするトンネル入口緩衝工。
【請求項３】
請求項１記載のトンネル入口緩衝工において、列車速度が約３２０〜３５０ｋｍ／ｈの場合は、前記トンネル入口緩衝工の前記フード状構造物の断面積がトンネル本坑の断面積の２．４〜２．６倍になるように構成したことを特徴とするトンネル入口緩衝工。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル微気圧波の低減手法であるトンネル入口緩衝工に係り、そのトンネル入口緩衝工の最適構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、圧力勾配最大値とする）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。
【０００３】
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く、車両側と地上側の両方で対策がとられている。
【０００４】
車両側の対策としては、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、ある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。
【０００５】
図４は従来のトンネル入口緩衝工の図面代用写真である。
【０００６】
地上側の対策としては、図４（ａ），図４（ｂ）に示すように、トンネル入口にトンネル入口緩衝工１０１，２０１を設置する方法がある。トンネル入口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１０２，２０２で、側面に開口部（窓やスリット）１０３，２０３を設け、この開口部１０３，２０３のその位置や大きさを最適にすることで微気圧波を低減する（下記特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３４７５２６７号公報
【特許文献２】特許第４２４３７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、最適な側面開口部の配置（位置や大きさ）は、列車の先頭部形状や速度に依存する。すなわち、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。さらに、新規路線の建設時においても、走行する車両によって最適な側面開口部の配置が異なるので、路線毎に毎回側面開口部の配置を検討しなければならない。
【０００９】
本発明は、上記状況に鑑みて、トンネル入口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内微気圧波を大きく低減することができるトンネル入口緩衝工を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕フード状構造物からなるトンネル入口緩衝工において、このフード状構造物に側面開口部を設けることなく、前記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倍になるように構成したことを特徴とする。
【００１１】
〔２〕上記〔１〕記載のトンネル入口緩衝工において、前記トンネル入口緩衝工の前記フード状構造物の最適長さが約２５ｍであることを特徴とする。
【００１２】
〔３〕上記〔１〕記載のトンネル入口緩衝工において、列車速度が約３２０〜３５０ｋｍ／ｈの場合は、前記トンネル入口緩衝工の前記フード状構造物の断面積がトンネル本坑の断面積の２．４〜２．６倍になるように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
【００１４】
（１）列車速度が向上してもトンネル入口緩衝工の延長や側面開口部の再配置をしなくてもよい。
【００１５】
（２）列車先頭部形状が変化してもトンネル入口緩衝工の延長や側面開口部の再配置をしなくてもよい。
【００１６】
（３）トンネル入口緩衝工のフード状構造物の長さを短くすることができる。
【００１７】
（４）トンネル入口緩衝工の設計が極めて容易になり、仕様も単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例を示すトンネル入口緩衝工の模式斜視図である。
【図２】本発明の実施例を示すトンネル入口緩衝工の模式側面図である。
【図３】本発明のトンネル入口緩衝工と従来のトンネル入口緩衝工との性能比較図（計算結果）である。
【図４】従来のトンネル入口緩衝工の図面代用写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明のトンネル入口緩衝工は、フード状構造物からなるトンネル入口緩衝工において、このフード状構造物に側面開口部を設けることなく、前記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倍になるように構成した。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の実施例を示すトンネル入口緩衝工の模式斜視図、図２は本発明の実施例を示すトンネル入口緩衝工の模式側面図である。
【００２２】
これらの図において、１はトンネル本坑、２は地山、３はトンネル入口緩衝工、４はフード状構造物、５は列車である。
【００２３】
本発明においては、トンネル入口緩衝工３のフード状構造物４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、トンネル内微気圧波を大きく低減することができる。
【００２４】
具体的には、現在設置されているトンネル入口緩衝工ではフード状構造物４の断面積がトンネル本坑１の断面積の１．２〜１．５倍程度であるのに対し、本発明では２．２〜２．６倍に構成するようにした。
【００２５】
このような構成とすることで、トンネル入口緩衝工３のフード状構造物４の最適長さを約２５ｍと短くすることもできる。特に、鉄橋等に接続する形でトンネルを構築しなければならない場所では、フード状構造物４の最適長さを短くできることは、大きな利点である。なお、ここでは列車５の速度を約２６０〜３６０ｋｍ／ｈと想定している。また、列車先頭部の長さは、現状の新幹線を考慮し、約１０〜１５ｍを想定している。
【００２６】
たとえば、列車５の速度が現状の高速鉄道の最高速度である約３２０〜３５０ｋｍ／ｈの場合は、トンネル入口緩衝工３のフード状構造物４の断面積はトンネル本坑１の断面積の２．５倍程度（２．４〜２．６倍）に構成することが望ましい。
【００２７】
図３は本発明のトンネル入口緩衝工と従来のトンネル入口緩衝工との性能比較図（計算結果）である。
【００２８】
この図において、ｂは従来のトンネル入口緩衝工の特性図（トンネル入口緩衝工の断面積はトンネル本坑の断面積の１．３９倍で、側面開口部あり）の特性図を示し、ａは本発明のトンネル入口緩衝工（トンネル入口緩衝工の断面積はトンネル本坑の断面積の２．６０倍で、側面開口部なし）の特性図を示している。また、この図において、横軸は無次元緩衝工長さＬh ／ｄ（ｄはトンネル断面の直径、新幹線ではｄ＝１２．７ｍ）、縦軸は圧力勾配最大値比αであり、αが小さいほど微気圧波は小さくなる。列車速度は３５０ｋｍ／ｈである。
【００２９】
この図から分かるように、本発明（ａ）ではトンネル入口緩衝工のフード状構造物の無次元緩衝工長さＬh ／ｄ＝２付近（長さ約２５ｍに相当）において、圧力勾配最大値比αを０．４まで低減することができており、ここが最適値であることが見て取れる。なお、従来のトンネル入口緩衝工（ｂ）でも、圧力勾配最大値比αを０．４まで低減することができるが、フード状構造物の長さを２倍（無次元緩衝工長さＬh ／ｄ＝４付近）にする必要がある。これはフード状構造物の長さが５０ｍ以上必要となることを意味し、建設コストが高い。さらに、従来のトンネル入口緩衝工では列車先頭部の形状や列車速度に応じて側面開口部を最適に配置する必要があることは上記した通りである。
【００３０】
このように、本発明のトンネル入口緩衝工は、トンネル入口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。
【００３１】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明のトンネル入口緩衝工は、トンネル入口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内微気圧波を大きく低減することができるトンネル入口緩衝工として利用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  トンネル本坑
２  地山
３  トンネル入口緩衝工
４  フード状構造物
５  列車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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