JP2000248514A - 衝撃吸収防護柵および衝撃吸収方法 - Google Patents
衝撃吸収防護柵および衝撃吸収方法Info
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Abstract
し、4000kJ以上の運動エネルギーを有する物体を
停止させることが可能な、衝撃吸収技術を提供するこ
と。 【解決手段】 全長に亘って弾性変形する弾性支柱
20を所定の間隔を隔てて立設すると共に、各支柱20
間にループネット30を取り付け、衝撃をネット30で
包み込むように受け止めながら、衝撃エネルギーを弾性
支柱20の軸方向の圧縮力として作用せしめ、弾性支柱
20の全長に亘る弾性変形により減衰する。
Description
車、鉄道、航空機等のオーバーラン抑止施設として適用
できる衝撃吸収防護柵および衝撃吸収方法に関する。
立設し、各支柱間にロープ製の防護ネットの上下縁部を
固定して張り巡らし、防護ネットの変形強度と支柱の剛
性で以って落石を受止める落石防護柵は周知である。
け、各緩衝具に複数の横ロープ材を把持させて横架し、
横ロープ材と緩衝具間の摺動摩擦抵抗により衝撃エネル
ギーを減衰する落石防護柵も提案されている。
定してリング体を形成し、このリング体の内周を相互に
接触させて鎖状に形成したネットが特開平10−885
27号公報に開示されている。
護柵においては、落石を受け止めできる運動エネルギー
が最大で1500kJ程度と低く、それ以上の運動エネ
ルギーに対応可能な工法は未だ提案されていない。殊に
国土の狭い我が国においては、山岳地帯に建設した道路
や鉄道が落石の危険に晒されていて、大型の落石事故を
防止できる新技術の開発が切望されている。
エネルギーを支柱間に張ったネットで吸収し、支柱自身
にエネルギー吸収作用を期待していない。そのため、落
石が直接支柱に衝突すると、落石防護柵本来の減衰性能
を発揮できず、支柱が落石防護柵の強度的弱点となって
いる。
その目的とするところは、衝撃エネルギーの減衰効果が
格段に向上し、4000kJ以上の運動エネルギーを有
する物体を停止させることが可能な、衝撃吸収技術を提
供することにある。
所定の間隔を隔てて支柱を立設し、前記支柱間にネット
を張り巡らした衝撃吸収防護柵において、ネット又は支
柱に作用した外力を前記支柱の軸方向の圧縮力として作
用せしめるように、ネットの上縁部のみを支柱の上部に
取り付けると共に、前記支柱から離隔させたネットの下
部に、一定以上のネット貫通方向の外力が作用するとネ
ット下部の移動を許容して該外力を減衰する抵抗体を接
続したことを特徴とする、衝撃吸収防護柵である。請求
項2に係る発明は、所定の間隔を隔てて支柱を立設し、
前記支柱間にネットを張り巡らした衝撃吸収防護柵にお
いて、ネット又は支柱に作用した外力を前記支柱の軸方
向の圧縮力として作用せしめるように、ネットの上縁部
のみを支柱の上部に取り付け、前記支柱から離隔させた
ネットの下縁部に下部支持ロープを係合し、前記下部支
持ロープの中途に、一定以上のネット貫通方向の外力が
作用するとネット下部の移動を許容して該外力を減衰す
る抵抗体を接続したことを特徴とする、衝撃吸収防護柵
である。請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2
に記載の衝撃吸収防護柵において、抵抗体がネットの交
差方向に向けて配設した減衰ロープと、ネット下部に係
合すると共に、前記減衰ロープに把持して一定以上の外
力が作用すると摺動する緩衝具とからなることを特徴と
する、衝撃吸収防護柵である請求項4に係る発明は、請
求項1乃至請求項3の何れかに記載の衝撃吸収防護柵に
おいて、支柱が弾性支柱であることを特徴とする、衝撃
吸収防護柵である。請求項5に係る発明は、請求項4に
記載の衝撃吸収防護柵において、逆U字形に曲げた弾性
支柱の両端部を地上に接地させて立設したことを特徴と
する、衝撃吸収防護柵である。請求項6に係る発明は、
請求項1乃至請求項3の何れかに記載の衝撃吸収防護柵
において、支柱が剛性の支柱であることを特徴とする、
衝撃吸収防護柵である。請求項7に係る発明は、請求項
1乃至請求項6の何れかに記載の衝撃吸収防護柵におい
て、ネットがループ状に形成したロープ材の重合部を緩
衝具で把持して縦横方向に連鎖する単体輪の集合体とし
て形成されたループネットであり、前記緩衝具の把持力
以上の力が作用するとロープ材が摺動して単体輪のルー
プ径が変化することを特徴とする、衝撃吸収防護柵であ
る。請求項8に係る発明は、請求項1,2,3,4,
6,7の何れかに記載の衝撃吸収防護柵において、支柱
の上部に地表から延びる控えロープを接続して傾倒を抑
制すると共に、前記控えロープの中途に一定以上の張力
が作用すると摺動する緩衝装置を介装したことを特徴と
する、衝撃吸収防護柵である。請求項9に係る発明は、
請求項2又は請求項7に記載の衝撃吸収防護柵におい
て、弾性支柱間に支持ロープを取り付けると共に、ルー
プネットの縁部に緩衝具を設け、該緩衝具を前記支持ロ
ープに摺動自在に嵌合させたことを特徴とする、衝撃吸
収防護柵である。請求項10に係る発明は、所定の間隔
を隔てて立設した支柱間にネットを張り巡らし、支柱の
剛性とネットの変形力で衝撃を吸収する方法において、
前記請求項1乃至請求項9の何れかに記載の衝撃吸収防
護柵を使用し、ネットの貫通方向の外力を弾性支柱の軸
方向の圧縮力として作用せしめつつ、抵抗体によるネッ
ト下部の移動抵抗により外力を減衰することを特徴とす
る、衝撃吸収方法である。
の実施の形態1について説明する。
にその横断面図を示す。衝撃吸収防護柵は所定の間隔を
隔てて斜面10に立設した複数の弾性支柱20と、ルー
プネット30よりなる。
0の上部に取り付けられると共に、ループネット30の
下縁部は、抵抗体を介して地表に取り付けられる。抵抗
体はループネット30が谷側へ移動しようとする外力に
対し抵抗する機構であれば良い。
滑動自在に係合させた上部支持ロープ40を介して各弾
性支柱20の上部間に取りつけられている。
ロープ41が滑動自在に係合されている。この下部支持
ロープ41は、斜面10の傾斜方向(下部支持ロープ4
1の交差方向)に沿って取り付けた減衰用ロープ50及
び緩衝具51により支持されている。
掛けの有無に関係なく、ロープ材が相互に力の伝達を可
能とする状態を意味する。以下各部について詳述する。
多数の塑性変形し難い鋼製、樹脂製の弾性線材群を並べ
て筒状又は柱状に形成したり、ばね鋼をコイル状に成形
した筒体を含むものである。要は支柱20の圧縮強度を
越える力が作用したとき、支柱20がその全長に亘り弾
性変形して衝撃エネルギーを減衰できる素材と構造であ
ればよい。
アンカー11,11,12が夫々設けられている。各ア
ンカー11,11,12と弾性支柱20の上部間に接続
した二本の山側控えロープ60,60と一本の谷側控え
ロープ61とにより弾性支柱20が支えられている。弾
性支柱20は斜面10に前傾させて立設することが望ま
しい。
摺動摩擦抵抗によりエネルギーを減衰する公知の緩衝装
置62を介装した場合について示すが、緩衝装置62は
必須の要素ではない。
柱20の上部の斜視図で、ヘッドキャップ21の周面に
複数のブラケット22が設けられていて、これらのブラ
ケット22に取り付けたシャックル23を介して各控え
ロープ60,61の上部が接続されている。尚、図中符
号24は上部支持ロープ40を挿通するブラケットであ
る。
り線や炭素繊維、アラミド繊維等よりなるロープ材と緩
衝具70を組み合わせて編成した衝撃吸収作用を有する
ネットで、その上縁部のみを弾性支柱20に取り付ける
ようにした。これは受撃力を弾性支柱20の軸方向の圧
縮力に変換するためである。
は複数の連続輪要素31a,31b,31c…と、複数
の緩衝具70とにより構成され、隣接する各連続輪要素
31a,31b,31c…間が相互に係合されている。
ロープ材を連続ループ形状(又はスパイラルを展開した
形状)に編成した複数の単体輪32a,32a…の連続
体により構成される。他の連続輪要素31b,31c…
についても同様に、1本のロープ材をもとに素材的に連
続した複数の単体輪32,32b…、32c,32c…
により構成される。
c…間は相互に係合して縦横方向に連続性が付与されて
いて、引張力等の外力が作用したとき、各単体輪32
a,32b,32c…の内径が変化する構造になってい
る。本例では各単体輸32a,32b,32c…の間を
巻き掛けて係合させた場合について示すが、巻き掛けせ
ずに緩衝具で接続して係合させるようにしてもよい。
の単体輪32a,32a…には、図示しない上部支持ロ
ープ40が滑動自在に係合されていて、また同様に図示
しないが、その最下位置の連続輪要素31nを構成する
複数の単体輪32n,32n…には、図示しない下部支
持ロープ41が滑動自在に係合されている。
す向きに限定されるものではなく、例えば図の上下を反
対にしたり、或いは図を90度、又は45度等適宜の角
度で回転した状態であってもよい。
にその両側から把持し、設定した把持力(摺動摩擦抵
抗)を越えた過大な外力(引張力)が作用したときにロ
ープ材との間で摺動抵抗を発生する構造で、少なくとも
各単体輪32a,32b,32c…に夫々1つ取り付け
られる。図示しないが、緩衝具70は縦横方向に隣接す
る各単体輪32a,32b,32c…の隣接部(交差
部)に追加して設けてもよい。
板71と2枚の外板72,72と締結ボルト73及びナ
ット74とよりなる。
は、各単体輪32c、(32a,32b…)の交差する
ロープ材を収容して挟持可能な断面半円形の収容溝75
が夫々凹設されていて、締結ボルト73、ナット74の
締結によりロープ材の把持力を調整できるようになって
いる。
に3枚の板体の間にロープ材の二箇所を挟み込み、ボル
ト、ナットで締め付けて把持する構造の治具や、公知の
ワイヤクリップ等を使用できる
可能な長さを設定するロープ材で、控えロープと兼用の
アンカー11と12の間に、平面略V字形に配設され
る。
し斜めに向けて配設する他に、傾斜方向と平行であって
もよく、またその配設位置も弾性支柱20の近傍に限定
されず下部支持ロープ41と交差する任意の位置でよ
く、またその配設数も現場に応じて適宜選択するものと
する。
ように、二枚の挟持板52,53とボルト・ナット54
とよりなり、両板52,53の対向面に形成した断面半
円形の収容溝55に減衰用ロープ50を収容してボルト
・ナット54で把持すると共に、何れか一方の挟持板5
2と一体に形成したガイド部56に下部支持ロープ41
を移動可能に挿通できる構造になっている。緩衝具51
は設定した把持力(摺動摩擦抵抗)を越えた過大な外力
(引張力)が作用したときに下部支持ロープ41との間
で摺動抵抗を発生する。
説明する複数の減衰要素(ループネット30、ネット下
部の抵抗体、弾性支柱20)の減衰作用によって運動エ
ネルギーを減衰しつつ、ループネット30が包み込むよ
うに変形して落石等を受け止める。便宜上、各減衰作用
を個別に説明するが、実際は並行して作用する。
分散され、まず、ネット全体の変形により減衰される。
さらに衝撃エネルギーは図2に示すループネット30を
構成する単体輪23a,32b,32c群が円形から四
角形等の非円形に変形する際に、ロープ材の変形抵抗力
により減衰される。
32b,32cを構成する各ロープ材に引張力として作
用し、この引張力が緩衝具70の把持力を越えると、ロ
ープ材が摺動して単体輪32a,32b,32cが縮径
する際に、衝撃エネルギーが減衰される。各ロープ材の
摺動に伴いループネット30のネット面は、斜面10の
下流側へ向け落石等を包み込むように変形する。
通過し易い傾向にあるが、ループネット30の場合は受
撃箇所が縮径することから、落石等が通過し難い。この
ように、ループネット30に作用した衝撃エネルギー
は、ネット全体で複数の減衰作用により効率よく速やか
に減衰される。
衰作用 ループネット30に作用した衝撃エネルギーは、下部支
持ロープ41と係合する緩衝具51に斜面10の谷側へ
向けた押出力として伝達される。この押出力が緩衝具5
1と減衰用ロープ50間の摺動抵抗を越えると、図7に
示す如く緩衝具51が減衰用ロープ50に対して摺動を
開始し、この摺動の際に衝撃エネルギーが減衰される。
に衝撃が作用すると、衝撃エネルギーの一部は弾性支柱
20の剛性で以って減衰される。
0の上部に接続しているため、衝撃エネルギーは弾性支
柱20にその軸方向の圧縮力として作用するのみで、大
きな曲げ力として作用しない。
と、図7に示すように弾性支柱20の中間部が一体的に
又は弾性線材群がバラケながら弾性変形し、この変形時
に衝撃エネルギーが減衰される。
してある場合は、緩衝装置62の摺動抵抗により衝撃エ
ネルギーが減衰される。
な減衰作用によって、最終的に落石はループネット30
に受け止められる。落石が軽量な場合や落石を撤去した
後において、弾性支柱20は自己弾性力により元の形状
に復元する。
施の形態と同一の部位は同一の符号を付して構造や作用
についての詳しい説明を省略する。
の両端部を斜面10に固定した他の形態を示す。
ット30の上縁部を弾性支柱20の起立部の上部に上部
支持ロープ40を介して取り付け、その下縁部に設けた
下部支持ロープ41を、地表側の減衰用ロープ50に把
持させた緩衝具51に取り付けてある。
は既述した実施の形態1と同様であるが、本例は衝撃エ
ネルギーの減衰に貢献する弾性支柱20の全長を長く設
定できることから、弾性支柱20の弾性を利用した減衰
性能が格段に高くなるといった利点がある。さらに、ア
ンカー11,12間に接続する減衰用ロープ50の途上
を、逆U字形に曲げた弾性支柱20の下部に接続するこ
とで、減衰ロープ50の支持力を大きく設定できると共
に、アンカー11,12の設計耐力を小さく設計できる
利点がある。
示す。本例は拡径可能な複数の単体輪33を内接させて
縦横方向に連鎖させて構成したネットで、独立した各単
体輪33はループ状に形成したロープ材の重合部を緩衝
具70で把持して形成され、緩衝具70から延びるロー
プ材が摺動を許容する余長部34として形成される。符
号35はロープ材の抜け出しを規制するストッパであ
る。本例にあっては単体輪33の拡径時においてロープ
材と緩衝具70との間の摺動抵抗を発するが、それ以外
の減衰要素は既述した実施の形態1と同様である。
ることと、ネットの下部に抵抗体を設けることを条件と
して、ループネット30に代えて、公知の各種防護用ネ
ットを適用したり、弾性支柱20に代えて公知の剛性支
柱を適用することも可能である。
ープ40と下部支持ロープ41の何れか一方又は両方
に、ロープの中途に緩衝具80を設け、緩衝具の設定把
持力を越えた引張力が作用したときに、支持ロープ4
0,41と緩衝具80との間で摺動させて減衰するよう
にすると、衝撃吸収防護柵の減衰性能がより高くなる。
ット30の上下縁部との間に図示しない緩衝具を設けて
も良い。
支持ロープ40,41と弾性支柱20との間で減衰する
ようにしてもよい。
41を用いないで、直接弾性支柱20に固定しても良
い。
用しても良い。
示す。本例は弾性支柱20に支持部材25を介して上部
支持ロープ40を固定すると共に、ループネット30の
最上縁に設けた緩衝具70に嵌合腕75を一体に形成
し、該嵌合腕75の開口部76を前記上部支持ロープ4
0に摺動可能に嵌合させた場合を示す。嵌合構造は図示
した形態に限定されるものでなく、要は嵌合腕75の開
口部76はロープ40から外れることなくロープ長手方
向の摺動を許容し得るように嵌合していればよい。
30が弾性支柱20間のスパンを越えてスライドする
為、より大きな衝撃エネルギーを減衰することができ
る。尚、図示しないが下部支持ロープ41も同様に弾性
支柱20に摺動自在に嵌合させておく場合も有る。。
に、ネット下部に抵抗体を設けることにより、衝撃を支
柱に軸方向の圧縮力に変換しした減衰作用と、ネット下
部の抵抗体による減衰作用の併用により、衝撃エネルギ
ーを効率よく減衰することができる。 (ロ) 弾性支柱とループネットを組合せた場合は、衝
撃エネルギーの減衰効果が格段に向上し、4000kJ
以上の運動エネルギーを有する物体をゆっくりと包み込
むようにして停止させることが可能となる。 (ハ) 巨大落石の防護柵としてだけでなく、オーバー
ランした航空機や列車或いは自動車の非常停止柵として
も活用することができる。 (ニ) 支柱は剛性タイプ又は弾性タイプの何れでも良
く、またネットもループネット又は公知の防護ネットの
何れでも良く、現場の状況や減衰予定の位置エネルギー
に応じた組合わせが可能である。
に係る衝撃吸収防護柵の断面図
防護柵の正面図
た他の衝撃吸収防護柵上部の断面図
Claims (10)
- 【請求項1】 所定の間隔を隔てて支柱を立設し、前
記支柱間にネットを張り巡らした衝撃吸収防護柵におい
て、 ネット又は支柱に作用した外力を前記支柱の軸方向の圧
縮力として作用せしめるように、ネットの上縁部のみを
支柱の上部に取り付けると共に、 前記支柱から離隔させたネットの下部に、一定以上のネ
ット貫通方向の外力が作用するとネット下部の移動を許
容して該外力を減衰する抵抗体を接続したことを特徴と
する、 衝撃吸収防護柵。 - 【請求項2】 所定の間隔を隔てて支柱を立設し、前
記支柱間にネットを張り巡らした衝撃吸収防護柵におい
て、 ネット又は支柱に作用した外力を前記支柱の軸方向の圧
縮力として作用せしめるように、ネットの上縁部のみを
支柱の上部に取り付け、 前記支柱から離隔させたネットの下縁部に下部支持ロー
プを係合し、 前記下部支持ロープの中途に、一定以上のネット貫通方
向の外力が作用するとネット下部の移動を許容して該外
力を減衰する抵抗体を接続したことを特徴とする、 衝撃吸収防護柵。 - 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の衝撃吸
収防護柵において、抵抗体がネットの交差方向に向けて
配設した減衰ロープと、ネット下部に係合すると共に、
前記減衰ロープに把持して一定以上の外力が作用すると
摺動する緩衝具とからなることを特徴とする、衝撃吸収
防護柵。 - 【請求項4】 請求項1乃至請求項3の何れかに記載
の衝撃吸収防護柵において、支柱が弾性支柱であること
を特徴とする、衝撃吸収防護柵。 - 【請求項5】 請求項4に記載の衝撃吸収防護柵にお
いて、逆U字形に曲げた弾性支柱の両端部を地上に接地
させて立設したことを特徴とする、衝撃吸収防護柵。 - 【請求項6】 請求項1乃至請求項3の何れかに記載
の衝撃吸収防護柵において、支柱が剛性の支柱であるこ
とを特徴とする、衝撃吸収防護柵。 - 【請求項7】 請求項1乃至請求項6の何れかに記載
の衝撃吸収防護柵において、ネットがループ状に形成し
たロープ材の重合部を緩衝具で把持して縦横方向に連鎖
する単体輪の集合体として形成されたループネットであ
り、前記緩衝具の把持力以上の力が作用するとロープ材
が摺動して単体輪のループ径が変化することを特徴とす
る、衝撃吸収防護柵。 - 【請求項8】 請求項1,2,3,4,6,7の何れ
かに記載の衝撃吸収防護柵において、支柱の上部に地表
から延びる控えロープを接続して傾倒を抑制すると共
に、前記控えロープの中途に一定以上の張力が作用する
と摺動する緩衝装置を介装したことを特徴とする、衝撃
吸収防護柵。 - 【請求項9】 請求項2又は請求項7に記載の衝撃吸
収防護柵において、弾性支柱間に支持ロープを取り付け
ると共に、ループネットの縁部に緩衝具を設け、該緩衝
具を前記支持ロープに摺動自在に嵌合させたことを特徴
とする、衝撃吸収防護柵。 - 【請求項10】 所定の間隔を隔てて立設した支柱間
にネットを張り巡らし、支柱の剛性とネットの変形力で
衝撃を吸収する方法において、 前記請求項1乃至請求項9の何れかに記載の衝撃吸収防
護柵を使用し、 ネットの貫通方向の外力を弾性支柱の軸方向の圧縮力と
して作用せしめつつ、抵抗体によるネット下部の移動抵
抗により外力を減衰することを特徴とする、 衝撃吸収方法。
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---|---|---|---|
JP05473299A JP3413571B2 (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 衝撃吸収防護柵および衝撃吸収方法 |
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