JP2005240388A - 多段エネルギー吸収落石防護柵 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接するロープ同士をその端部に余長を持たせて緩衝具で連結し、落石等により直接衝撃を受けたロープが、このロープに隣接するロープとガイド支柱を経由して相互作用することにより衝撃エネルギーを段階的に効果的に吸収出来る防護柵を提供する。
【解決手段】複数の支柱を間隔を隔てて立設し多段状にロープを張設した落石防護柵１０aにおいて、中継ロープ材の両側端部余上に、それぞれ係止ロープ材の１の端部余上を把持緩衝具４０a、４０bで連結し、係止ロープ材の他の端部をロープ端末係止支柱２０に連結し、長尺中継ロープ材３３をロープガイド支柱３０にて左右移動自在にガイドする。
【選択図】図１

Description

本発明は落石防止等に用いられるエネルギー吸収柵に関する。

従来から山腹の斜面又は道路沿いに立設した支柱間に複数の横ロープを略水平方向に張り巡らして、支柱と横ロープ材の強度で以て落石を受け止める落石防護柵がある。
また衝撃吸収の高い防護柵として支柱と横ロープの係留部を緩衝具を介した軟結合とし、支柱とロープ間の摺動摩擦抵抗により衝撃エネルギーを減衰吸収する防護柵、それらの防護柵において、落石持に横ロープが上下に開いて落石が抜け落ちないように開き防止用に縦ロープ、チェーン又は板材を交差させたもの、あるいは横ロープと縦ロープの各交差部に緩衝具を取り付け、ロープと緩衝具の摺動摩擦抵抗により減衰エネルギー吸収するネットや防護柵が公知である。

しかし、緩衝具とロープ間の摺動摩擦抵抗により衝撃エネルギーを減衰吸収する際に、静摩擦力から動摩擦力に移動すると、そのままストッパーの位置までロープが移動し、その後は支柱で落石を防護することになる。
従って大小の落石が段階的に落下してきた場合には、先に落下した石の衝撃でロープの余長分が緩衝具の間を摺動し切ってしまうと、後の落石の衝撃エネルギーを充分に吸収出来ないという技術的課題があった。

特開２００２−１８０４２２号公報

本発明は、隣接するロープ同士をその端部に余長を持たせて緩衝具で連結し、落石等により直接衝撃を受けたロープが、このロープに隣接するロープとガイド支柱を経由して相互作用することにより衝撃エネルギーを段階的に効果的に吸収出来る防護柵の提供を目的とする。

本発明の技術的要旨は、複数の支柱を間隔を隔てて立設し多段状にロープを張設した防護柵において、中継ロープ材の両側端部余上に、それぞれ係止ロープ材の１の端部余上を把持緩衝具で連結し、係止ロープ材の他の端部を係止支柱に連結し、中継ロープ材をガイド支柱にて左右移動自在にガイドさせた点である。

ここで中継ロープ材とは、その両端がガイド支柱にガイドされながら他のロープ材と把持緩衝具で連結されているロープ材をいう。
また把持緩衝具とはロープ材とロープ材とを所定以上の引張力に対して相互の摺動を許容するように連結する把持具をいう。
また、中継ロープ材の両端部余上に、それぞれ係止ロープ材の１の端部余上を把持緩衝具で連結しとは、中継ロープ材の端部と、これに連結する係止ロープ材の端部に摺動する余長部があることを意味する。
また、係止ロープ材とはその一端が支柱に把持緩衝具を用いずに連結されていることをいう。
従ってロープ材に落石等が当たり所定以上の衝撃が負荷し引張力が働くと、中継ロープ材の余長部及び係止ロープ材の余長部が段階的に摩擦摺動して、衝撃エネルギーを吸収することになる。
よって摩擦摺動部が複数の部位に分散しているので静止摩擦と、動摩擦の組み合わせにて、他段階のエネルギー吸収ステップを形成することになる。
なお、中継ロープ材をガイド支柱にて左右自在にガイドさせたとは、多段状に張設したロープ材が落石により前後、上下に大きく振れないように保持したことをいう。

多段状に横方向に張設しているロープ材は、その間隔が落石等で広がらないように所定の間隔を隔てて複数の間隔保持材で連結するのがよい。
この間隔保持材としては、板材、縦ロープ材、チェーン等が例として挙げられる。
板材は横ロープ材を順にＵボルト等で連結する方法、縦ロープ材やチェーンはクロス金具等を用いて横ロープ材に順に係止する方法等が採られる。

請求項２に記載の発明は係止ロープ材の全長が、この係止ロープを張設する支柱とガイド支柱との間隔より短くなるように設定したものである。
これにより、係止ロープ材の余長部分が全て摺動移動しても例えば係止ロープ材の端部に連結したストッパーがガイド支柱に干渉しないので中継ロープ材と係止ロープ材の摩擦摺動にて多段的にエネルギー吸収でき、中継ロープ材と係止ロープ材との全ての余長部が摺動した後に始めて支柱に落石の負荷が発生することになる。

本発明においては、中継ロープ材の両端部に余長を持たせて、係止ロープ材の端部余上を把持緩衝具にて軟結合したことにより、この中継ロープ材の両端部に４ヶ所のロープ材余長部が形成されることになる。
把持緩衝具のロープ材把持締結力を調整することで４ヶ所の余長部の摩擦摺動の順を制御出来、静摩擦と動摩擦の組み合わせにて他段階的にエネルギー吸収が出来るので大きなエネルギー吸収力が得られる。
また、中継ロープ材はガイド支柱に挿通して隣のロープ材と軟結合しているので、連結したロープ材同士での相互作用が大きく働く。

本発明の望ましい実施の形態を以下図に基づいて説明する。
図１に本発明に係る落石防護柵例を示し、図８に斜視図を示す。
山腹の斜面又は道路沿いに所定の間隔をおいて複数のロープ端末係止支柱２０を立設する。
そして、このロープ端末係止支柱２０の間にロープガイド支柱３０を１本又は複数立設する。
ロープ端末係止支柱（以下係止支柱と略す）及びロープガイド支柱（以下ガイド支柱と略す）は落石を受ける際に発生する曲げモーメントに対して十分な強度を有する鋼製の鋼管又は角柱が使用され、必要によっては内部をコンクリートで充填してもよい。
また、係止支柱２０及びガイド支柱３０の下部は基礎部（コンクリート基礎又は土面）に埋め込まれている。
必要に応じて係止支柱２０及びガイド支柱３０を補強するために支えロープが取り付けられる。

図１に示す防護柵１０ａの例は係止支柱２０間にガイド支柱を２本立設した３スパンタイプである。
一対の系止支柱２０間に、長尺中継ロープ３３の両側にそれぞれ端部に余長を持たせて第１係止ロープ２３ａと第２係止ロープ２３ｂを把持緩衝具を用いて連結し、中継ロープを２本のガイド支柱にて保持し、ロープ材を上下に多段状に張設した構成を基本構造とする。
ロープ材には、落石の抜け防止としてロープ材間が広がらないように、所定の間隔で複数の開き止め板材１３ａが取り付けられている。
係止ロープ２３ａ、２３ｂと中継ロープ３３は、開き止め板材１３ａにＵボルト１３ｂ等を用いて、横方向に移動自在で縦方向には移動規制された状態で係止されている。
また、係止支柱２０及びガイド支柱３０の頭頂部間には梁１２が設けられ、梁１２から下部の基礎部付近まで全面に渡って金網１３を落石を受け止める側である落石防護側１４に設けている。
ガイド支柱は図７に示すようにＵボルト３１を用いてガイド具３２をガイド支柱に取り付けた構造になっている。
図７（イ）は上方向から見た図、図７（ロ）は正面方向から見たガイド具３２内の内部構造を示す。
そして、ガイド具３２のガイド孔３２ａに中継ロープ３３が、図７に示すように左右Ｘ、前後Ｙ、上下Ｚ方向自由に動くように自由保持されている。
なお、ガイド具の構造は、少なくともロープ材のＸ方向が移動自在になっていれば、図７の例に限定されるのもではない。
防護柵１０ａは、この３スパンタイプ１１ａを基本構造とし、端の係止支柱２０を共通化することで連続的に設置できる。
図１に示すように、長尺中継ロープ３３の両端はその途上を把持緩衝具４０ａ、４０ｂを用いて第１係止ロープ２３ａと第２係止ロープ２３ｂの端部の途上に連結し、それぞれのロープ材の端部には余長を持たせている。
把持緩衝具４０ａの構造例を図５に示す。
把持緩衝具はロープ材２３ａ、３３を保持する凹部４０ｅを設けた凹部側板４０ｄと、ロープ材３３を押さえる凸部４０ｆを設けた凸部側板４０ｃとでロープ材をボルト、ナット（４０ｇ）で締結挟持する。
なお、把持緩衝具もロープ材を軟結合（所定の引っ張り力で摺動する結合）できるものであれば、図５の例に限定されない。
把持緩衝具４０ａは係止ロープ２３ａ及び中継ロープ３３に所定以上の衝撃力が負荷されると把持緩衝具４０ａに対して摺動可能になるような摩擦力で図６（イ）に示すように係止ロープ２３ａ及び中継ロープ３３を把持している。

図１に示すように係止ロープ２３ａ、２３ｂの係止側の一端にストッパー４１ｅが連結されていてＵボルト２２にてこのストッパー４１ｅが当たり、ロープ材の端部が抜けないようにして係止支柱２０に連結している。
係止ロープ材３３の長さは隣接するガイド支柱手前までの長さに設定されている。
即ち、係止ロープ３３の全長は係止支柱２０とガイド支柱３０の間隔より短く設定されている。
また、図１に示すように、第１係止ロープ２３ａ及び第２係止ロープ２３ｂは長尺中継ロープ３３との間に互いに所定長さの余長部２５ａ、２５ｂ、３５ａ、３５ｂを形成し、ロープ途上を把持緩衝具４０ａ、４０ｂにて把持連結されている。
ロープ材に引っ張り方向の衝撃力が負荷されると、摺動摩擦抵抗に抗しながらロープ材の余長部２５ａ、２５ｂ、３５ａ、３５ｂの長さ分をロープ材が摺動しながらエネルギー吸収するように作用する。
従ってガイド支柱（３０、３０）の役割は、係止支柱２０間に張設されたロープ材が落石に対して大きく振れないようにガイド保持する点にあり、ロープ材との摺動によるエネルギー吸収はほとんどない。
よってガイド支柱の本数には制限がない。

図１に示す落石防護柵例における落石の衝撃吸収構造について、落石防護柵を上方向から見た図３に示す模式図で説明する。
図３（イ）は係止支柱２０間にガイド支柱３０を２本立設し、ロープ材を張設した基本構造部を表している。
ガイド支柱３０にはＵボルト３１を用いてガイド具３２を取り付けて長尺中継ロープ３３を挿通し保持する。
長尺中継ロープ３３の両端付近の途上は把持緩衝具４０ａ、４０ｂにて第１係止ロープ２３ａ及び第２係止ロープ２３ｂの端部付近の途上とそれぞれ端部に余長を持たせて連結している。
係止ロープ２３ａ、２３ｂの長さは隣接するガイド支柱と係止支柱との間隔より短く設定されている。
図３（ロ）は落石５０が防護柵の落石を受け止める側である落石防護側１４のガイド支柱３０間の長尺中継ロープ３３に衝突した状態を示す。
長尺中継ロープ３３には引っ張り方向の衝撃力が負荷されるが、この衝撃力は長尺中継ロープ３３をガイドしているだけのガイド具３２を通り把持緩衝具４０ａ、４０ｂを引く様に伝わる。
そしてこの場合にはまず落石に近い側の把持緩衝具４０ａに衝撃が伝わり、把持緩衝具４０ａとの摩擦力は係止ロープ２３ａよりも長尺中継ロープ３３の方が大きくなるように把持緩衝具の締め付け力を調整しているため、まず摺動摩擦抵抗に抗しながら第１係止ロープ２３ａに対して把持緩衝具４０ａが摺動する。
摺動摩擦抵抗に抗しながら図３（イ）における第１係止ロープ２３ａの余長部２５ａ分だけロープ材が移動することでエネルギー吸収作用が働く。
この移動はストッパー４１ｃにより把持緩衝具４０ａの移動が制止されるまで進行する。
把持緩衝具４０ａの制止位置は、第１係止ロープ２３ａ長さがガイド支柱３０の手前までの長さであることからガイド支柱３０手前で制止され、ガイド支柱３０に当たることはないのでガイド支柱３０に引っ張り方向の衝撃が直接伝わることはない。
図３（ハ）は反対側の把持緩衝具４０ｂに衝撃が伝わり第２係止ロープ２３ｂに対して把持緩衝具４０ｂが余長分（２５ｂ）摺動しストッパー４１ｄにより制止する。
第２係止ロープ２３ｂの長さはガイド支柱３０の手前までであることから把持緩衝具４０ｂがガイド支柱に当たることはない。
次に、残存する衝撃を長尺中継ロープ３３の落石側の余長部３５ａに対して、図３（ニ）に示すように把持緩衝具４０ａが摺動して吸収し、ストッパー４１ａにより制止する。
更に、長尺中継ロープ３３の余長部３５ｂに対して、図３（ホ）に示すように把持緩衝具４０ｂが摺動して衝撃を吸収し、ストッパー４１ｂにより制止する。
このように段階的に衝撃を吸収することで、静止摩擦抵抗と動摩擦抵抗のくり返しによる大きな衝撃吸収量が得られる。
把持緩衝具に対しての摺動順序はロープ材に対する把持緩衝具の圧力を調整することで設定することができる。
この把持緩衝具は把持力を強くするために複数をセットにして取り付けてもよく、図６（ロ）に示すようにロープ材に対して２個セットで取り付けてもよい。
把持緩衝具を２個セットで取り付けた落石防護柵の実施例を図１０に示す。

防護柵の他の実施例の正面図を図２に示し、斜視図を図９に示す。
防護柵１０ｂの例は係止支柱間にガイド支柱を１本設けた２スパンタイプの例である。 係止支柱２０間にガイド支柱３０を経由し、ロープ材を上下に多段状に張設した構造を基本構造部１１ｂとしている。
ガイド支柱３０はガイド具３２を取り付けて短尺中継ロープ３４を挿通している。
この２スパンタイプにおいても基本構造部１１ｂを端の係止支柱を共通化することで連続的に設置できる。
第１係止ロープ２３ａ及び第２係止ロープ２３ｂは係止支柱２０からガイド支柱３０の手前までの長さに設定され、短尺中継ロープ３４の長さは両端付近の途上が把持緩衝具４０ａ、４０ｂを介して係止ロープ２３ａ、２３ｂの端部付近の途上に連結されることで所定長さの余長部２５ａ、２５ｂ、３５ａ、３５ｂを形成している。
短尺中継ロープ３４は係止ロープに比較して短い長さとなっている。
そして係止ロープ２３ａ、２３ｂの一端にストッパー４１ｅが連結されていてＵボルト２２に係止された上で係止片２１を介して係止支柱に連結している。
係止ロープの係止支柱への連結は、基本構造部１１ｂの連結部分では例えば図６（ハ）に示すように共通の係止片２１にＵボルト２２で連結する。

図２に示す落石防護柵例における落石の衝撃吸収構造について、落石防護柵を上方向から見た図４の模式図で説明する。
図４（イ）は係止支柱２０間にガイド支柱３０を１本設け、係止支柱２０間にガイド支柱３０を経由し、ロープ材を張設した基本構造部１１ｂを表している。
短尺中継ロープ３４のガイド支柱３０の両側から伸びた長さは、ほぼ長尺係止ロープ２３ａ、２３ｂの余長部２５ａ、２５ｂの長さと短尺中継ロープ３４の余長部３５ａ、３５ｂの長さを加えた長さとなっている。

落石５０が第１係止ロープ２３ａに衝突すると、図４（ロ）に示すように第１係止ロープ２３ａには引っ張り方向の衝撃力が負荷されるが、まず落石５０を受け止めた第１係止ロープ２３ａと短尺中継ロープ３４とを連結している把持緩衝具４０ａに伝わり、把持緩衝具４０ａに対しては第１係止ロープ２３ａの方が短尺中継ロープ３４よりも少し摺動しやすいように把持緩衝具４０ａの締め付け力を調整しているため、まず摺動摩擦抵抗に抗しながら第１係止ロープ２３ａに対して把持緩衝具４０ａが余長部２５ａ分摺動してストッパー４１ｃにて制止する。
次に図４（ハ）に示すように、短尺中継ロープ３４に対して落石側の把持緩衝具４０ａが余長部３５ａ分摺動してストッパー４１ａにて制止する。
次に、図４（ニ）に示すように把持緩衝具４０ｂに衝撃が伝わり第２係止ロープ２３ｂの余長部２５ｂに対して把持緩衝具４０ｂが摺動しストッパー４１ｂが働く。
次に、図４（ホ）に示すように短尺中継ロープ３４の余長部３５ｂに対して把持緩衝具４０ｂがストッパー４１ｂまで摺動して残存している衝撃を吸収する。

本発明に係る落石防護柵の実施例を示す。 落石防護柵の別の実施例を示す。 落石の衝撃吸収構造の説明図を示す。 落石の衝撃吸収構造の説明図を示す。 把持緩衝具を示す。 把持緩衝具のロープ材の把持状態を示す。 ガイド支柱へのガイド具の取り付け状態を示す。 ３スパンタイプの落石防護柵の実施例の斜視図を示す。 ２スパンタイプの落石防護柵の実施例の斜視図を示す。 把持緩衝具を２個セットで用いた落石防護柵の実施例の斜視図を示す。

符号の説明

１０ａ、１０ｂ、１０ｃ エネルギー分散型落石防護柵（フェンス）
１１ａ ３スパンタイプ基本構造部
１１ｂ ２スパンタイプ基本構造部
１２ 梁
１３ 金網
１３ａ 開き止め板材
１３ｂ 開き止め板材用Ｕボルト
１４ 落石防護側
２０ ロープ端末係止支柱
２１ 係止片
２２ 連結用Ｕボルト
２３ａ 第１係止ロープ
２３ｂ 第２係止ロープ
２４ａ 第１短尺係止ロープ
２４ｂ 第２短尺係止ロープ
２５ａ、２５ｂ 係止ロープ余長部
３０ ロープガイド支柱
３１ ロープガイド具用Ｕボルト
３２ ロープガイド具
３２ａ ロープガイド具挿通孔
３３ 長尺中継ロープ
３４ 短尺中継ロープ
３５ａ、３５ｂ 中継ロープ余長部
４０ａ、４０ｂ 把持緩衝具
４０ｃ 凸部側板
４０ｄ 凹部側板
４０ｅ 凹部
４０ｆ 凸部
４０ｇ ナット
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ ストッパー
５０ 落石

Claims (2)

1. 複数の支柱を間隔を隔てて立設し多段状にロープを張設した防護柵において、中継ロープ材の両側端部余上に、それぞれ係止ロープ材の１の端部余上を把持緩衝具で連結し、係止ロープ材の他の端部を係止支柱に連結し、中継ロープ材をガイド支柱にて左右移動自在にガイドさせたことを特徴とする落石防護柵。
2. 係止ロープ材全長がこの係止ロープを張設する係止支柱とガイド支柱との間隔より短いことを特徴とする請求項１記載の落石防護柵。

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