JP2001248675A

JP2001248675A - 緩衝装置およびこの緩衝装置を備えた防護柵

Info

Publication number: JP2001248675A
Application number: JP2000059043A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Samizo; 昌彦佐溝; Kazuyuki Ando; 和幸安藤; Takashi Muraishi; 尚村石; Tomoyasu Sugiyama; 友康杉山; Toshitaka Nara; 利孝奈良; Osamu Nunokawa; 修布川
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2001-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、衝撃力を効率よく吸収することの
できる緩衝装置を提供することを目的とし、また、衝撃
力を効率よく吸収して落石や土石流、あるいは、雪崩等
を確実に捕捉することのできる緩衝装置を備えた防護柵
を提供することを目的とする。【解決手段】両端に引っ張り荷重が作用させられるコ
イル状の張力伝達部材２と、この張力伝達部材のコイル
部分２ａを内包するように設けられた緩衝部材３とを備
え、前記緩衝部材が、脆性材料によって形成され、前記
張力伝達部材に作用する引っ張り荷重が、所定値を越え
た際に、前記脆性材料が脆性破壊されることにより、前
記引っ張り荷重のエネルギを吸収するようになされてい
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衝撃力等が作用す
る部材に設けられて、前記衝撃力を吸収するようにした
緩衝装置及びその緩衝装置を備えた防護柵に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえば、落石、土石流、土砂崩
壊、あるいは、雪崩等を捕捉して災害を防止するように
した防護構造物が知られている。ところで、このような
防護構造物にあっては、落石、土石流、土砂崩壊、ある
いは、雪崩等を捕捉するのみならず、捕捉時の衝撃力を
効率よく吸収することが要望されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の要望の下になされたもので、衝撃力を効率よく吸
収することのできる緩衝装置を提供することを目的と
し、また、衝撃力を効率よく吸収して落石、土石流、土
砂崩壊、あるいは、雪崩等を確実に捕捉することのでき
る緩衝装置を備えた防護柵を提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の緩衝装置は、前述した目的を達成するために、両端に
引っ張り荷重が作用させられるコイル状の張力伝達部材
と、この張力伝達部材のコイル部分を内包するように設
けられた緩衝部材とを備え、前記緩衝部材が、脆性材料
によって形成され、前記張力伝達部材に作用する引っ張
り荷重が、所定値を越えた際に、前記脆性材料が脆性破
壊されることにより、前記引っ張り荷重のエネルギを吸
収するようになされていることを特徴とする。本発明の
請求項２に記載の緩衝装置は、請求項１に記載の前記緩
衝部材が、モルタルによって形成されていることを特徴
とする。本発明の請求項３に記載の緩衝装置は、請求項
１に記載の前記緩衝部材が、合成高分子材料によって形
成されていることを特徴とする。本発明の請求項４に記
載の緩衝装置を備えた防護柵は、網状に組み上げられた
防護ネットと、この防護ネットに挿通されて、この防護
ネットの支持をなすワイヤーと、このワイヤーが固定さ
れる複数の支柱とを備え、前記ワイヤーに、前記請求項
１ないし請求項３の何れかに記載の緩衝装置が取り付け
られていることを特徴とする。本発明の請求項５に記載
の緩衝装置を備えた防護柵は、網状に組み上げられた防
護ネットと、この防護ネットに挿通されて、この防護ネ
ットの支持をなすワイヤーと、このワイヤーが固定され
る複数の支柱と、これらの支柱を、これらの支柱の近傍
に設けられたアンカーへ接続するアンカーワイヤーとを
備え、前記ワイヤーあるいはアンカーワイヤーの少なく
とも一方に、前記請求項１ないし請求項３の何れかに記
載の緩衝装置が取り付けられていることを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の緩衝装置を備えた防護柵は、
請求項４または請求項５に記載の前記防護ネットが、鋸
刃状に折曲された複数の素線を編み込んで形成されてい
ることを特徴とする。本発明の請求項７に記載の緩衝装
置を備えた防護柵は、請求項４または請求項５に記載の
前記防護ネットが、螺旋状に形成された複数の素線を編
み込んで形成されていることを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１中、符号１は、本実施
形態に係わる緩衝装置を示し、両端に引っ張り荷重が作
用させられるコイル状の張力伝達部材２と、この張力伝
達部材２のコイル部分２ａを内包するように設けられた
緩衝部材３とを備え、前記緩衝部材３が、脆性材料によ
って形成され、前記張力伝達部材２に作用する引っ張り
荷重が、所定値を越えた際に、前記脆性材料が脆性破壊
されることにより、前記引っ張り荷重のエネルギを吸収
するようになされた概略構成となっている。

【０００６】次いで、これらの詳細について説明すれ
ば、前記張力伝達部材２は金属製ワイヤーをコイル状に
湾曲形成してなるもので、その両端部が、連結部材（図
示略）を介して他の構造物あるいはワイヤー等の他の連
結手段へ連結されるようになっている。

【０００７】また、前記緩衝部材３は、モルタルやコン
クリート、あるいは、アスファルト、さらには、合成樹
脂や合成ゴム等の合成高分子材料によって形成されるも
ので、前記コイル部分２ａを内包するように設けられ、
緩衝部材３とコイル部分２ａとは隙間無く密着されるこ
とにより、一体化されている。

【０００８】また、前記緩衝部材３は、本実施形態にお
いては、外径が円柱状に形成されており、前記張力伝達
部材２の両端部の直線部分が、前記緩衝部材３の軸線上
に位置するようになされているとともに、この緩衝部材
３の中心から外部へ突出させられている。

【０００９】そして、前記緩衝部材３と張力伝達部材２
とを一体化するには、円柱状の空間部を有する型枠内
に、前記張力伝達部材２を、そのコイル部分２ａが前記
空間部に位置するようにセットした後に、前記空間部
に、前述したモルタルやコンクリート、アスファルト、
さらには、合成樹脂や合成ゴム等の合成高分子材料を充
填・固化させることによって行われる。

【００１０】ここで、前記張力伝達部材２の材質や線
径、あるいは、コイル部分２ａの巻き数等、さらには、
前記緩衝部材３の材質や形状・寸法等は、作用する荷重
の想定値に応じて適宜選択されるものである。

【００１１】このように構成された本実施形態に係わる
緩衝装置１は、張力伝達部材２の両端部が、異なる構造
物あるいはワイヤー等に図示しない固定部材を介して固
定されることにより取り付けられる。

【００１２】そして、前記構造物に衝撃力が加わると、
緩衝装置１の張力伝達部材２に、その長さを伸長させる
方向に引っ張り荷重が作用するが、この荷重が小さい場
合には、前記緩衝部材３の強度によって前記張力伝達部
材２の変形が抑制されるとともに、前記荷重が支持され
る。

【００１３】そして、張力伝達部材２に大きな引っ張り
荷重が作用すると、この荷重により、前記張力伝達部材
２のコイル部分２ａが伸長させられるとともに、前記荷
重がこのコイル部分２ａを介して前記緩衝装置１へ作用
し、前記荷重が前記緩衝装置１の脆性強度よりも大きい
場合に、この緩衝装置１を破壊する。このように、前記
緩衝装置１が脆性破壊されると、脆性破壊時に、前記荷
重のエネルギーが吸収されることにより、前記構造物に
作用する衝撃力が吸収緩和されて、効率的な緩衝機能が
得られ、前記構造物を衝撃力から保護することができ
る。

【００１４】ここで、前述したように、前記張力伝達部
材２の材質や線径、あるいは、コイル部分２ａの巻き数
等、さらには、前記緩衝部材の材質や形状・寸法等を、
作用する荷重の想定値に応じて適宜選択想定される衝撃
力の大きさに応じて適宜設定することにより、緩衝装置
１の緩衝機能を適正なものとすることができる。

【００１５】そして、前記緩衝部材３の破壊によって衝
撃力が緩和された後にあっては、前記張力伝達部材２が
伸びきって構造物の移動が阻止されることにより、構造
物が完全に離間してしまうことが防止される。

【００１６】つぎに、前述した緩衝装置１を備えた防護
柵の一実施形態について、図２を参照して説明する。こ
れらの図２において符号１０で示す防護柵は、網状に組
み上げられた防護ネット１１と、この防護ネット１１に
挿通されて、この防護ネット１１の支持をなすワイヤー
１２と、このワイヤー１２が固定される複数の支柱１３
とを備え、前記ワイヤー１２に、前記緩衝装置１が取り
付けられた構成となっている。これは、複数のワイヤー
１２が、前記緩衝装置１の張力伝達部材２の両端部に固
定され、さらに、前記ワイヤー１２が支柱１３に固定さ
れることにより、前記緩衝装置１が防護柵１０に取り付
けられている。

【００１７】そして、前記防護ネット１１は、図３に示
すように、鋸刃状に折曲された複数の素線１４を編み込
んで形成したものや、図４に示すように、螺旋状に形成
された複数の素線１５を編み込んで形成したもの等が用
いられる。

【００１８】このように構成された防護柵１０は、支柱
１３間に張られた防護ネット１１によって落石、土石
流、土砂崩壊、あるいは、雪崩等を捕捉し、その捕捉時
における衝撃力が、防護ネット１１からワイヤー１２を
介して支柱１３へ伝達されるが、この伝達経路の途中に
前記緩衝装置１が介在していることから、前記実施形態
において示したのと同様の作用によって、これらの緩衝
装置１によって前述した衝撃力が吸収される。

【００１９】ここで、図５に示すような試験装置によっ
て、前記防護柵１０における衝撃力の緩衝機能のシミュ
レーションを行った。

【００２０】まず、図５の試験装置について説明する。
この試験装置は、固定構造物上に一対の支持ブロック２
０を平行に固定し、これらの支持ブロック２０間に、図
４に示す防護ネット１１を、その両側部を、前記支持ブ
ロック２０の上部にそれぞれ位置させるとともに、これ
らの両側部を、固定プレート２１および複数の固定ボル
ト２２によって前記各支持ブロック２０に固定し、さら
に、前記防護ネット１１の対向縁部に一対のワイヤー１
２を挿通するとともに、これらのワイヤー１２の各端部
を前記固定プレート２１にボルト等によって固定し、さ
らに、一方のワイヤー１２の一端部および他方のワイヤ
ーの他端部に、緩衝装置１を介装したものである。そし
て、このようにして設置された防護ネット１１の中央部
に、球状の錘２３を所定高さから自由落下させて、ワイ
ヤー１２に生じる張力の変化と変位量を測定することに
より、衝撃力の吸収作用をシミュレートした。

【００２１】その結果を図７に示す。この図において破
線で示す曲線が、緩衝装置１を設置しない場合の特性で
あり、実線が緩衝装置１を設置した場合の特性である。
この結果から、緩衝装置１が無い場合にあっては、ワイ
ヤー１２に生じる張力が大きく、また、張力の変化の収
束が遅いという特性となる。このような状態にあって
は、ワイヤー１２に、大きな衝撃力が長い時間加わると
ともに、大きな繰り返し荷重が加わることとなり、ワイ
ヤー１２の破損を招きやすい。したがって、落石等の捕
捉機能が低下するおそれがある。

【００２２】これに対し、緩衝装置１を設けた場合にあ
っては、ワイヤー１２に生じる最大張力も小さく（実験
においては、約６割程度低減できた）、また、その張力
の収束も早く、これによって、錘２３のエネルギを速や
かに吸収して、衝撃力を効率よく吸収することができ
る。また、ワイヤー１２の破損を防止して、落石等の確
実な捕捉が可能となる。

【００２３】そして、前記張力伝達部材２の材質や線
径、あるいは、コイル部分２ａの巻き数等、さらには、
前記緩衝部材３の材質や形状・寸法等を変えることで、
ワイヤー１２に作用する張力の時刻歴を任意に変えるこ
とができ、緩衝装置１の配置部位毎に衝撃力吸収により
最適な緩衝装置１の性能を引き出すことができる。

【００２４】一方、図６に示すように、前記支柱１３の
上流側に位置する地山２４に、アンカー２５を打ち込ん
でおき、このアンカー２５と前記支柱１３とを、１本若
しくは複数本のアンカーワイヤー２６によって連結する
とともに、このアンカーワイヤー２６に、前記緩衝装置
１を介在させるように設置することも考えられ、また、
このアンカーワイヤー２６と前記ワイヤー１２の両方に
前記緩衝装置１を設置することも可能である。そして、
前記支柱１３に取り付けられる防護ネット１１は、図６
に実線で示すように、支柱１３の上流側に設ける形態
や、同図に破線で示すように、支柱１３の下流側に設け
る形態が採られる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、緩衝装置に大きな引っ張り荷重が作用した場合にお
いて、この荷重により、前記張力伝達部材のコイル部分
が伸長させられるとともに、前記荷重がこのコイル部分
を介して前記緩衝装置へ作用し、前記荷重が前記緩衝装
置の脆性強度よりも大きい場合に、この緩衝装置を脆性
破壊する。このように、前記緩衝装置が脆性破壊される
と、脆性破壊時に、前記荷重のエネルギーが吸収される
ことにより、衝撃力が吸収緩和されて、効率的な緩衝機
能が得られ、効率的な緩衝機能を確保することができ
る。さらに、このような緩衝装置を防護柵に用いること
によって、防護柵の衝撃吸収能力を大幅に高めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の緩衝装置の一実施形態を示す縦断面図
である。

【図２】本発明の緩衝装置を備えた防護柵の一実施形態
を示す正面図である。

【図３】本発明の緩衝装置を備えた防護柵に用いられる
防護ネットの一例を示す正面図である。

【図４】本発明の緩衝装置を備えた防護柵に用いられる
防護ネットの他の例を示すもので、素線の軸線方向から
見た図である。

【図５】本発明の防護柵の衝撃吸収作用をシミュレート
する為の試験装置を示す平面図である。

【図６】本発明の緩衝装置を備えた防護柵の変形例を示
す側面図である。

【図７】本願発明の防護柵における衝撃吸収特性と、従
来の防護柵における衝撃吸収特性とを比較するための図
である。

【符号の説明】

１緩衝装置２張力伝達部材２ａコイル部分３緩衝部材１０防護柵１１防護ネット１２ワイヤー１３支柱１４素線１５素線２０支持ブロック２１固定プレート２２固定ボルト２３錘２４地山２５アンカー２６アンカーワイヤー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村石尚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)発明者杉山友康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)発明者奈良利孝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)発明者布川修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Ｆターム(参考） 2D001 PA05 PA06 PB04 PC03 PD06 PD10 PD11 3J048 AA02 AC06 AD05 BA24 BC09 BD05 BD08 EA38 3J059 AA10 BA01 DA16 GA50 3J066 AA23 BA03 BB01 BB04 BC01 BC03 BD05 BF01 BF11 BG04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端に引っ張り荷重が作用させられるコ
イル状の張力伝達部材と、この張力伝達部材のコイル部
分を内包するように設けられた緩衝部材とを備え、前記
緩衝部材が、脆性材料によって形成され、前記張力伝達
部材に作用する引っ張り荷重が、所定値を越えた際に、
前記脆性材料が脆性破壊されることにより、前記引っ張
り荷重のエネルギを吸収するようになされていることを
特徴とする緩衝装置。
【請求項２】前記緩衝部材が、モルタルによって形成
されていることを特徴とする請求項１に記載の緩衝装
置。
【請求項３】前記緩衝部材が、合成高分子材料によっ
て形成されていることを特徴とする請求項１に記載の緩
衝装置。
【請求項４】網状に組み上げられた防護ネットと、こ
の防護ネットに挿通されて、この防護ネットの支持をな
すワイヤーと、このワイヤーが固定される複数の支柱と
を備え、前記ワイヤーに、前記請求項１ないし請求項３
の何れかに記載の緩衝装置が取り付けられていることを
特徴とする緩衝装置を備えた防護柵。
【請求項５】網状に組み上げられた防護ネットと、こ
の防護ネットに挿通されて、この防護ネットの支持をな
すワイヤーと、このワイヤーが固定される複数の支柱
と、これらの支柱を、これらの支柱の近傍に設けられた
アンカーへ接続するアンカーワイヤーとを備え、前記ワ
イヤーあるいはアンカーワイヤーの少なくとも一方に、
前記請求項１ないし請求項３の何れかに記載の緩衝装置
が取り付けられていることを特徴とする緩衝装置を備え
た防護柵。
【請求項６】前記防護ネットが、鋸刃状に折曲された
複数の素線を編み込んで形成されていることを特徴とす
る請求項４または請求項５に記載の緩衝装置を備えた防
護柵。
【請求項７】前記防護ネットが、螺旋状に形成された複
数の素線を編み込んで形成されていることを特徴とする
請求項４または請求項５に記載の緩衝装置を備えた防護
柵。