JP2015148071A - 剛性防護柵の補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】剛性防護柵の建設当時と比べて大型化した車両の衝突に耐えられるように、既存の剛性防護柵の剛度を十分に向上させることができ、かつ、短工期での施工が可能であるとともに施工の際に産業廃棄物もほとんど発生しない剛性防護柵の補強構造を提供する。【解決手段】道路に沿って立設された剛性防護柵の補強構造であって、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの両側面を挟み込むように対向する挟み込み部１２Ｂ、１４Ｂ、および該対向する挟み込み部１２Ｂ、１４Ｂ同士を連結する連結部１２Ａ、１４Ａを有する頂部梁部材１１を備えてなり、頂部梁部材１１の連結部１２Ａ、１４Ａはその少なくとも一部が剛性防護柵９０の上面に配置されており、頂部梁部材１１の挟み込み部１２Ｂ、１４Ｂが剛性防護柵９０の頂部９０Ａの両側面を直接または間接に挟み込むことによって、頂部梁部材１１が剛性防護柵９０の頂部９０Ａに取り付けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、剛性防護柵を補強する構造に関する。ここで、剛性防護柵とは、防護柵を構成する主たる部材について弾性変形内での変形しか見込まない防護柵のことである。

自動車専用道路の高架部には、車両の落下を防止するための剛性防護柵が道路に沿って立設されていることが多い。

一方、首都高速道路をはじめとする自動車専用道路は、その多くが建設から数十年を経過しており、補修および補強が必要となってきている。

また、走行する車両が建設当時と比べて大型化し、建設当時に想定していなかった２５ｔ車の走行が可能な自動車専用道路も現在では多くなってきており、剛性防護柵に求められる剛度も大きくなってきている。

剛性防護柵を補修または補強する際に活用できる技術としては、例えば、特許文献１、２に記載の技術がある。

特許文献１に記載の技術は、床版に一体的に立設された既存壁体の改修補強構造であって、該既存壁体を挟んで両面に接着材を介して貼着されて一体化された補強板と、該既存壁体を貫通して該両面の補強板同士を連結する連結部材と、該両面の補強板の上端部同士を相互に一体的に繋いで設けられて該既存壁体の上部を覆う笠板と、を備え、該補強板は平板状をなして上端部から下端部までを１枚で形成されている、ことを特徴とする既存壁体の改修補強構造である。

特許文献２に記載の技術は、鉄筋コンクリート床版を鋼主桁によって支持して成るコンクリート床版鋼桁橋において、前記鉄筋コンクリート床版の側端縁凸部外面に固定張設された側部補強板と、前記側部補強板と前記鋼主桁とを結合する下側部連結補強板と、を備え、前記下側部連結補強板は前記鉄筋コンクリート床版の下面と離間して位置して前記鋼主桁と前記鉄筋コンクリート床版とで閉断面を形成するように構成されていることを特徴とするコンクリート床版鋼桁橋の補強構造である。

しかしながら、特許文献１、２に記載の技術は、車両の衝突や車両の大型化に対応するための技術ではなく、特許文献１、２に記載の技術では、建設当時と比べて大型化した車両の衝突に耐えられるように、既存の剛性防護柵の剛度を十分に向上させることは困難である。また、特許文献１、２に記載の技術では、補強板の取り付けにアンカーボルトを用いており、既存壁体の内部に配置されている鉄筋を現地にて探索することが必要であり、工期が長くなり、建設コストも大きくなる。

また、既存壁体を撤去して新規に壁体を設置することも行われているが、この場合には、産業廃棄物の処理が必要になるとともに、工期が長くなり、建設コストも大きくなる。

特許第４７３５２２３号公報 特開２００２−２２７１３４号公報

本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであって、剛性防護柵の建設当時と比べて大型化した車両の衝突に耐えられるように、既存の剛性防護柵の剛度を十分に向上させることができ、かつ、短工期での施工が可能であるとともに施工の際に産業廃棄物もほとんど発生しない剛性防護柵の補強構造を提供することを課題とする。

本発明は、以下の剛性防護柵の補強構造により、前記課題を解決したものである。

即ち、本発明に係る剛性防護柵の補強構造は、道路に沿って立設された剛性防護柵の補強構造であって、前記剛性防護柵の頂部の両側面を挟み込むように対向する挟み込み部、および該対向する挟み込み部同士を連結する連結部を有する頂部梁部材を備えてなり、前記頂部梁部材の前記連結部はその少なくとも一部が前記剛性防護柵の上面に配置されており、前記頂部梁部材の前記挟み込み部が前記剛性防護柵の頂部の両側面を直接または間接に挟み込むことによって、前記頂部梁部材が前記剛性防護柵の頂部に取り付けられていることを特徴とする剛性防護柵の補強構造である。

ここで、「剛性防護柵の頂部」とは、剛性防護柵の部位のうち、上面を含む上端部の部位のことであり、その部位の両側面を前記頂部梁部材の前記挟み込み部が直接または間接に挟み込むことにより、車両の所定の衝突にも耐えられるように前記頂部梁部材を前記剛性防護柵に取り付け可能となる部位のことである。

また、「直接または間接に挟み込む」とは、直接に接して挟み込む場合だけでなく、例えば形状追従性のあるシート材料等を介在させて挟み込む場合も含む概念である。

なお、道路に沿って立設された前記剛性防護柵は、道路の横断方向端部または中央分離帯に立設されていることが多い。

前記剛性防護柵の補強構造において、前記頂部梁部材は、第１の梁部材および第２の梁部材を備えてなり、前記第１の梁部材は上下方向の板状部および水平方向の板状部を有し、また、前記第２の梁部材は上下方向の板状部および水平方向の板状部を有し、前記頂部梁部材の前記挟み込み部は、前記第１の梁部材の前記上下方向の板状部および前記第２の梁部材の前記上下方向の板状部からなり、前記頂部梁部材の前記連結部は、前記第１の梁部材の前記水平方向の板状部および前記第２の梁部材の前記水平方向の板状部の少なくとも一部を有してなるように構成してもよい。

また、前記剛性防護柵の補強構造において、前記頂部梁部材は、第１の梁部材および第２の梁部材を備えてなり、前記第１の梁部材は前記剛性防護柵の側面に沿う板状部および水平方向の板状部を有し、また、前記第２の梁部材は前記剛性防護柵の側面に沿う板状部および水平方向の板状部を有し、前記頂部梁部材の前記挟み込み部は、前記第１の梁部材の前記剛性防護柵の側面に沿う板状部および前記第２の梁部材の前記剛性防護柵の側面に沿う板状部からなり、前記頂部梁部材の前記連結部は、前記第１の梁部材の前記水平方向の板状部および前記第２の梁部材の前記水平方向の板状部の少なくとも一部を有してなるように構成してもよい。

前記頂部梁部材の前記連結部は、前記第１の梁部材の前記水平方向の板状部および前記第２の梁部材の前記水平方向の板状部を連結する連結部材をさらに有していてもよい。

前記剛性防護柵の側面と水平面とのなす角は直角でなくてもよく、前記剛性防護柵の両側面のうち、少なくとも一方の側面が水平面とのなす角は、例えば７０°以上９０°未満であってもよい。

前記道路に沿って地覆が設けられていて、前記剛性防護柵が前記地覆の上方に設けられている場合の方が補強効果を発揮しやすい。

前記道路が床版を備えた道路であり、また、前記剛性防護柵の側面に沿って上下方向に配置されており、かつ、上部が前記頂部梁部材と連結している上下方向吊部材と、前記床版の横断方向端部の側面に沿って配置されており、かつ、水平方向に延びる下部水平部材と、をさらに備え、前記上下方向吊部材の下部が、前記下部水平部材に連結されている場合には、さらに補強効果が大きくなることもあり得る。

ここで、「剛性防護柵の側面に沿って上下方向に配置」とは、鉛直方向に配置する場合だけでなく、単スロープ型やフロリダ型の剛性防護柵が有する外側面（水平面に対するなす角が７０°以上９０°未満程度の外側面）に沿って配置するような場合も含む概念である。したがって、「上下方向吊部材」の長手方向は鉛直方向以外の場合もあり、水平面に対して７０°以上９０°未満程度の角度の場合もあり得る。

前記頂部梁部材は、その一部を切り離して交換可能であるようにしておくことが、維持管理の点から好ましい。

また、前記頂部梁部材はＨ形の部材を有してなり、前記頂部梁部材の前記挟み込み部の少なくとも一方は前記Ｈ形の部材のフランジ部であり、また、前記頂部梁部材の前記連結部の少なくとも一部は前記Ｈ形の部材のウェブ部であるように構成してもよい。

ここで、本明細書における「Ｈ形の部材」は、ウェブ部とフランジ部とのなす角が直角の場合だけでなく、ウェブ部とフランジ部とのなす角が直角でない場合（例えば、剛性防護柵の側面が水平面に対して傾斜していて、ウェブ部とフランジ部とのなす角をその傾斜に合わせた場合）も含むものとする。

必要な剛度に応じて、前記Ｈ形の部材のウェブ部と前記Ｈ形の部材のフランジ部とに連結された補剛部材をさらに設けてもよい。

また、前記頂部梁部材は鋼製としてもよく、前記Ｈ形の部材は鋼板からビルドアップして作製したＨ形の鋼製部材でも形鋼でもよい。

前記剛性防護柵の補強構造において、前記剛性防護柵の両側面および上面に沿って外装板が配置されており、前記外装板が当該補強構造における最外周面となっていることが好ましい。このように外装板を配置することにより、前記補強構造を構成する鋼材を外部から覆い隠すことができるので、前記補強構造を構成する鋼材の腐食を抑制することができ、また、前記補強構造を設置した後の美観を向上させることができる。

前記外装板は分割して構成し、前記外装板の一部のみを交換できるようにすることが好ましい。このようにすることにより、損傷や腐食を受けた外装板のみを交換することが可能となり、維持管理の費用を抑えることができる。

本発明によれば、剛性防護柵の建設当時と比べて大型化した車両の衝突に耐えられるように、既存の剛性防護柵の剛度を十分に向上させることができ、かつ、短工期での施工が可能であるとともに施工の際に産業廃棄物もほとんど発生しない。

本発明の第１実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図 本発明の第２実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図 本発明の第３実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図 本発明の第３実施形態に係る剛性防護柵の補強構造の変形例を示す横断面図 本発明の第４実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図 本発明の第５実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図 本発明の第６実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図 本発明の第７実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図 本発明の第１実施形態に係る剛性防護柵の補強構造の変形例を示す横断面図 本発明の第３実施形態に係る剛性防護柵の補強構造の変形例を示す横断面図 本発明の第６実施形態に係る剛性防護柵の補強構造の変形例を示す横断面図 数値解析シミュレーションを行った補強前の剛性防護柵１００の横断面図 数値解析シミュレーションを行った補強後の剛性防護柵１００の横断面図 補剛鋼板８６の寸法を示す平面図

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を詳細に説明する。

（第１実施形態の剛性防護柵の補強構造）
図１は本発明の第１実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図（道路の延びる方向と直交する面で切断した断面図）である。

図１に示すように、本第１実施形態の補強構造１０は、剛性防護柵９０の頂部９０Ａに設けられている。

また、床版９４の上方に地覆９２が設けられ、地覆９２の上方に剛性防護柵９０が設けられており、剛性防護柵９０は、床版および地覆を備えた道路橋の横断方向端部に設けられた剛性防護柵である。しかしながら、本第１実施形態の補強構造１０の適用対象は、床版および地覆を備えた道路橋の剛性防護柵に限定されるわけではなく、床版および地覆を下方に備えていない剛性防護柵、あるいは地覆を下方に備えていない剛性防護柵に対しても適用可能である。また、道路橋の横断方向端部に設けられた剛性防護柵に限定されるわけではなく、例えば、道路の中央分離帯に設けられた剛性防護柵に対しても適用可能である。

本第１実施形態の補強構造１０は頂部梁部材１１を備えている。頂部梁部材１１は、第１の梁部材である頂部鋼材１２と、第２の梁部材である上部水平鋼材１４と、を有してなる。

頂部鋼材１２は溝形鋼であり、２つのフランジ部を有している。頂部鋼材１２は、そのウェブ部１２Ａが剛性防護柵９０の頂部９０Ａの上面を覆うように、かつ、頂部鋼材１２の２つのフランジ部のうちの一方の道路側フランジ部１２Ｂが、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの道路側の側面に沿って水平方向（道路の延びる方向）となるように、配置されている。

上部水平鋼材１４は山形鋼であり、その水平方向の板状部１４Ａが、ボルト１６Ａとナット１６Ｂにより頂部鋼材１２のウェブ部１２Ａに取り付けられている。また、ボルト１６Ａが差し込まれる上部水平鋼材１４の水平方向の板状部１４Ａに設けられた貫通孔（図示せず）は長孔になっており、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの厚さに合わせて取り付け位置を調整しながら、頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂと上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂとの間に剛性防護柵９０の頂部９０Ａを挟み込むことができるようになっており、上部水平鋼材１４を頂部鋼材１２に取り付けながら、補強構造１０の全体を剛性防護柵９０の頂部９０Ａに取り付けることができるようになっている。

そして、頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂと上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂが、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの両側面を挟み込む挟み込み部を形成し、頂部鋼材１２の水平部分が、対向する挟み込み部（頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂと上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂ）同士を連結する連結部を形成している。

したがって、本第１実施形態の補強構造１０においては、頂部鋼材１２が剛性防護柵９０の頂部９０Ａを覆うように、かつ、頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂが剛性防護柵９０の頂部９０Ａの側面のうちの一方の側面（道路側の側面）に沿って水平方向に延びるように取り付けられている。また、上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂが、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの側面のうちの他方の側面（道路と反対側の側面）に沿って水平方向に延びるように、かつ、頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂと上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂとの間に剛性防護柵９０の頂部９０Ａを挟み込むように、上部水平鋼材１４の水平方向の板状部１４Ａが頂部鋼材１２のウェブ部１２Ａに取り付けられている。このようにして、補強構造１０の全体が、剛性防護柵９０の頂部９０Ａに設けられている。

なお、安全が確認できたのであれば、上部水平鋼材１４を、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの側面のうちの道路側の側面に沿って水平方向に延びるように取り付けてもよいが、道路側の側面は衝突時に車両が直接接触する部位であるので、上部水平鋼材１４は、本第１実施形態のように、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの側面のうちの道路と反対側の側面に沿って水平方向に延びるように取り付ける方が好ましい。

また、本第１実施形態では上部水平鋼材１４を山形鋼としたが、山形鋼に限定されるわけではなく、例えば溝形鋼としてもよいし、あるいは挟み込むのに必要な十分な厚さがあるのであれば、平鋼としてもよい。また、形鋼ではなく鋼板からビルドアップして作製した部材でもよい。他の実施形態においても同様である。

また、頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂと上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂとの間に剛性防護柵９０の頂部９０Ａを挟み込む際には、頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂと剛性防護柵９０の頂部９０Ａとの間に例えば形状追従性のあるシート材料等を介在させてもよく、また、上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂと剛性防護柵９０の頂部９０Ａとの間に例えば形状追従性のあるシート材料等を介在させてもよい。形状追従性のあるシート材料等を介在させることにより、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの側面に多少の凹凸があっても、頂部梁部材１１の安定した取り付けを行うことが可能となる。

また、頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂと上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂとの間に剛性防護柵９０の頂部９０Ａを挟み込む際には、頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂと剛性防護柵９０の頂部９０Ａとの間に接着剤を介在させてもよく、また、上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂと剛性防護柵９０の頂部９０Ａとの間に接着剤を介在させてもよい。接着剤を介在させることにより、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの側面に多少の凹凸があっても、頂部梁部材１１の安定した取り付けを行うことが可能となるとともに、頂部梁部材１１と剛性防護柵９０との一体化がより強固になる。

また、頂部梁部材１１は、鋼製の頂部鋼材１２および上部水平鋼材１４を有しているが、頂部梁部材１１の材質は鋼に限定されるわけではなく、頂部鋼材１２および上部水平鋼材１４に替えて、鋼製ではない部材を用いてもよい。例えば、コンクリート、高強度プラスチック、ＦＲＰ等で形成された部材を用いてもよい。また、それらを混在して用いてもよい。

また、頂部梁部材１１は、道路に沿う方向に所定の長さに分割しておき、連結材およびボルト等を用いて道路に沿う方向に機械的に連結させた構成としておくことが好ましい。このような構成とすることにより、車両の衝突により損傷を受けた頂部梁部材１１のみを容易に交換することが可能となり、車両の衝突後の復旧費用を低減させることができる。

次に、本第１実施形態の補強構造１０における作用効果を説明する。

頂部鋼材１２は２つのフランジ部を有する溝形鋼であり、剛度が大きいので、頂部９０Ａに補強構造１０を設けることによって補強された剛性防護柵９０は、剛度が大きく向上する。このため、補強構造１０で補強された剛性防護柵９０に車両が衝突した際に、車両の衝突力を受け止める剛性防護柵９０の分担幅（道路の延びる方向の換算有効幅）が長くなり、剛性防護柵９０の建設当時と比べて大型化した車両の衝突であっても耐えられるようにすることが可能となる。なお、本第１実施形態の補強構造１０においては、頂部鋼材１２として溝形鋼を用いたが、必要な剛度を満たすのであれば山形鋼であってもよいし、また、形鋼ではなく鋼板からビルドアップして作製した部材でもよい。さらに、材質も鋼に限らない。以下、他の実施形態においても同様である。

また、本第１実施形態の補強構造１０においては、剛性防護柵９０にアンカーボルトを取り付けることが不要になっており、剛性防護柵９０に損傷を与えずに、補強構造１０の全体を剛性防護柵９０に取り付けることが可能になっている。

また、アンカーボルトの取り付けが不要であることから、剛性防護柵９０内部の鉄筋の位置を探索することも不要であり、施工を迅速に行うことができる。

また、既存の剛性防護柵９０をそのまま活用するので、産業廃棄物をほとんど出さずに施工を行うことができる。

なお、前述したように、本第１実施形態の補強構造１０の適用対象は、床版および地覆を備えた道路橋の剛性防護柵に限定されるわけではなく、床版および地覆を下方に備えていない剛性防護柵、あるいは地覆を下方に備えていない剛性防護柵に対しても適用可能であるが、下方に地覆を備えた剛性防護柵の方がより補強効果が高まる。下方に地覆を備えた剛性防護柵に車両が衝突する際には、車両はまず地覆に衝突するが、その際の衝撃で車両は上方に投げ出されるので、車両が剛性防護柵９０および本第１実施形態の補強構造１０に衝突する際には、車両は剛性防護柵９０の頂部９０Ａに取り付けられた補強構造１０に強く衝突する。このため、本第１実施形態の補強構造１０の剛度を十分に活かしやすくなるからである。

（第２実施形態の剛性防護柵の補強構造）
図２は本発明の第２実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図（道路の延びる方向と直交する面で切断した断面図）である。なお、第１実施形態の補強構造１０を示す図１に記載した構成と同一の構成については同一の符号を用い、説明は省略する。

図２に示すように、本第２実施形態の補強構造２０は、第１実施形態の補強構造１０に、さらに、上下方向吊鋼材２２および下部水平鋼材２４を追加した構造である。

上下方向吊鋼材２２は、剛性防護柵９０の道路と反対側の側面に沿って上下方向に配置されている。また、上下方向吊鋼材２２の上部は、上部水平鋼材１４と連結されている。図２に示すように、上下方向吊鋼材２２は上下方向に３分割されており、ボルトで連結されて１つの部材となっているが、上下方向吊鋼材２２は一体的な１つの部材で構成してもよい。また、分割数も３に限られない。

下部水平鋼材２４は、床版９４の横断方向端部の外側の側面に沿って、かつ、水平方向に延びるように配置されていて、上下方向吊鋼材２２の下部に取り付けられている。

このため、補強構造２０で補強された剛性防護柵９０に車両が衝突した際、補強構造２０の頂部鋼材１２に加わる衝撃力は、上下方向吊鋼材２２を介して下部水平鋼材２４に伝達される。このため、本第２実施形態の補強構造２０においては、車両衝突時の衝撃力を受け止める力が第１実施形態の補強構造１０よりもさらに向上していることもあり得る。

なお、下部水平鋼材２４を、床版９４の横断方向端部の外側の側面に取り付けてもよく、その場合には、床版９４に損傷を与えないという点で、接着剤を用いて接着することが好ましい。

また、上下方向吊鋼材２２および下部水平鋼材２４は鋼製であるが、上下方向吊鋼材２２および下部水平鋼材２４に替えて、鋼製ではない部材を用いてもよい。例えば、高強度プラスチックやＦＲＰ等で形成された部材を用いてもよい。また、それらを混在して用いてもよい。

（第３実施形態の剛性防護柵の補強構造）
図３は本発明の第３実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図（道路の延びる方向と直交する面で切断した断面図）である。なお、第１実施形態の補強構造１０を示す図１に記載した構成と同一の構成については同一の符号を用い、説明は省略する。

図３に示すように、本第３実施形態の補強構造３０は頂部梁部材３１を備えている。頂部梁部材３１は、第１実施形態の補強構造１０の頂部鋼材１２（溝形鋼）を、頂部鋼材３２（Ｈ形鋼）に変更した部材である。

Ｈ形鋼である頂部鋼材３２は、溝形鋼である頂部鋼材１２よりもフランジ部の幅が大きくなっているため、剛度がより大きくなっている。

このため、補強構造３０で補強された剛性防護柵９０に車両が衝突した際に、衝突による力を受け止める剛性防護柵９０の分担幅（道路の延びる方向の換算有効幅）は、補強構造１０で補強した場合よりも長くなっており、補強構造１０で補強した場合よりも車両の衝突に対する抵抗力が大きくなっている。

なお、頂部梁部材３１は、鋼製の頂部鋼材３２および上部水平鋼材１４を有しているが、頂部梁部材３１の材質は鋼に限定されるわけではなく、頂部鋼材３２および上部水平鋼材１４に替えて、鋼製ではない部材を用いてもよい。例えば、コンクリート、高強度プラスチック、ＦＲＰ等で形成された部材を用いてもよい。また、それらを混在して用いてもよい。

また、頂部梁部材３１と剛性防護柵９０の頂部９０Ａとの間には、第１実施形態の補強構造１０と同様に、形状追従性のあるシート材料や接着剤等を介在させてもよい。

また、頂部梁部材３１は、道路に沿う方向に所定の長さに分割しておき、連結材およびボルト等を用いて道路に沿う方向に機械的に連結させた構成としておくことが好ましい。このような構成とすることにより、車両の衝突により損傷を受けた頂部梁部材３１のみを交換することが可能となり、車両の衝突後の復旧費用を低減させることができる。

また、頂部梁部材３１の剛度をより大きくすることが求められる場合には、図４に示す補強構造３４（第３実施形態の補強構造３０の変形例）のように、頂部鋼材３２のウェブ部と道路側のフランジ部とに連結された補剛部材３６をさらに設けてもよい。

（第４実施形態の剛性防護柵の補強構造）
図５は本発明の第４実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図（道路の延びる方向と直交する面で切断した断面図）である。なお、図２および図３に記載した構成と同一の構成については同一の符号を用い、説明は省略する。

図５に示すように、本第４実施形態の補強構造４０は、第１実施形態の補強構造１０に上下方向吊鋼材２２および下部水平鋼材２４を追加するとともに、頂部鋼材１２（溝形鋼）を、頂部鋼材３２（Ｈ形鋼）に変更した構成、即ち、第２実施形態の補強構造２０と第３実施形態の補強構造３０を組み合わせた構成に、さらに覆い鋼板４２（外装板）を追加した構造である。

覆い鋼板４２は、スタッド４４Ａ、４４Ｂによって補強構造４０に取り付けられて、補強構造４０における最外周面となっており、補強構造４０を構成する鋼材１４、２２、２４、３２を外部から覆い隠すので、補強構造４０を構成する鋼材１４、２２、２４、３２の腐食を抑制することができる。また、剛性防護柵９０を構成するコンクリートの劣化も抑制することができる。覆い鋼板４２を、スタッド４４Ａ、４４Ｂを介して補強構造４０に取り付ける際には、緩み脱落を確実に防止できる点および繰り返し使用をしても性能を維持できる点で、ハイパーロッドナット（登録商標）を用いることが好ましい。

また、覆い鋼板４２に、耐候性および美観の優れたラミネート鋼板やカラー鋼板等を用いることにより、補強構造４０の美観を向上させ、かつ、その美観を長期にわたって維持することもできる。また、耐候性および美観の優れたラミネート鋼板やカラー鋼板等を用いることにより、現地での塗装が不要となるため、急速施工も可能となる。

また、自動車排気ガス中の有害物質を分解する触媒を覆い鋼板４２の外面に塗布することにより、大気中に放出される自動車排気ガス中の有害物質を低減させることができる。

また、図５においては、覆い鋼板４２を１枚の鋼板として描いているが、覆い鋼板４２は分割されていてもよく、この場合には、覆い鋼板４２の一部のみを交換することが可能となる。覆い鋼板４２を分割した構成とし、覆い鋼板４２の一部のみを交換できるようにすることにより、損傷や腐食を受けた部分のみを交換することが可能となり、維持管理の費用を抑えることができる。

また、覆い鋼板４２は鋼製であるが、覆い鋼板４２に替えて、鋼製ではない部材を外装板として用いてもよい。例えば、プラスチックやＦＲＰ等で形成された板状の部材を外装板として用いてもよい。また、それらを混在して用いてもよい。

（第５実施形態の剛性防護柵の補強構造）
第１〜第４実施形態に係る剛性防護柵の補強構造で用いた頂部梁部材１１、３１は、頂部鋼材および上部水平鋼材の２つの部材で構成したが、本第５実施形態に係る剛性防護柵の補強構造５０では、図６に示すように、頂部梁部材５２を１つの部材（溝形鋼）で構成している。従って、頂部梁部材５２の２つのフランジ部が挟み込み部を形成し、頂部梁部材５２のウェブ部が連結部を形成している。

頂部梁部材５２（溝形鋼）を剛性防護柵９０の頂部９０Ａに取り付ける際は、頂部梁部材５２と剛性防護柵９０の頂部９０Ａとの間に接着剤を介在させるのがよい。接着剤を介在させることにより、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの側面に多少の凹凸があっても、頂部梁部材５２の安定した取り付けを行うことが可能となるとともに、頂部梁部材５２と剛性防護柵９０との一体化がより強固になる。

本第５実施形態に係る剛性防護柵の補強構造５０では、頂部梁部材５２を溝形鋼としたが、必要な剛度に合わせてＨ形鋼としてもよく、また、形鋼ではなく鋼板からビルドアップして作製した鋼部材としてもよい。

なお、頂部梁部材５２を鋼製としたが、頂部梁部材５２の材質は鋼に限定されるわけではなく、鋼製ではない部材を用いてもよい。例えば、コンクリート、高強度プラスチック、ＦＲＰ等で形成された部材を用いてもよい。また、それらを混在して用いてもよい。

また、頂部梁部材５２は、道路に沿う方向に所定の長さに分割しておき、連結材およびボルト等を用いて道路に沿う方向に機械的に連結させた構成としておくことが好ましい。このような構成とすることにより、車両の衝突により損傷を受けた頂部梁部材５２のみを交換することが可能となり、車両の衝突後の復旧費用を低減させることができる。

（第６実施形態の剛性防護柵の補強構造）
第１〜第５実施形態に係る剛性防護柵の補強構造で用いた頂部梁部材１１、３１、５２は１つまたは２つの部材で構成したが、本第６実施形態に係る剛性防護柵の補強構造６０では、図７に示すように、頂部梁部材６１を３つの部材（２つの山形鋼６２、６４と板状の連結鋼材６６）で構成している。

２つの山形鋼６２、６４の水平方向の板状部には長孔になっている貫通孔（図示せず）が設けられており、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの厚さに合わせて取り付け位置を調整しながら２つの山形鋼６２、６４を連結鋼材６６にボルト６８で取り付けられるようになっている。このため、本第６実施形態に係る剛性防護柵の補強構造６０では、２つの山形鋼６２、６４の上下方向の板状部の間に剛性防護柵９０の頂部９０Ａを挟み込むことができるようになっており、２つの山形鋼６２、６４を板状の連結鋼材６６に取り付けながら、補強構造６０の全体を剛性防護柵９０の頂部９０Ａに取り付けることができるようになっている。

なお、頂部梁部材６１と剛性防護柵９０の頂部９０Ａとの間には、第１実施形態の補強構造１０と同様に、形状追従性のあるシート材料や接着剤等を介在させてもよい。

また、頂部梁部材６１を鋼製としたが、頂部梁部材６１の材質は鋼に限定されるわけではなく、鋼製ではない部材を用いてもよい。例えば、コンクリート、高強度プラスチック、ＦＲＰ等で形成された部材を用いてもよい。また、それらを混在して用いてもよい。

（本発明の補強対象となり得る剛性防護柵）
以上説明してきた第１〜第６実施形態に係る剛性防護柵の補強構造では、補強対象の剛性防護柵９０を直壁型（柵の両側面が地面に対して９０度の垂直面である剛性防護柵）としたが、本発明の補強対象となり得る剛性防護柵は直壁型に限られず、柵の側面が地面に対して傾斜していている剛性防護柵（例えば、柵の側面が傾斜面である単スロープ型やフロリダ型の剛性防護柵）であっても本発明の補強対象となり得る。

柵の側面が水平面に対して傾斜していている剛性防護柵に対して第１〜第６実施形態に係る補強構造を適用する場合は、柵の頂部の側面と挟み込み部との間に傾斜による隙間が生じる。したがって、この場合には、その隙間を埋めるためのスペーサを剛性防護柵の頂部の側面と挟み込み部との間に介在させることにより、第１〜第６実施形態に係る補強構造を適用することができる。

あるいは、剛性防護柵の側面の水平面に対する傾斜に合うような挟み込み部を設けた部材を作製して、補強構造に用いてもよい。図８はその一例を示す図であり、単スロープ型の剛性防護柵９６の頂部９６Ａに頂部梁部材７２を設けた補強構造７０（第７実施形態の剛性防護柵の補強構造）を示す。頂部梁部材７２のフランジ部７２Ａ、７２Ｂは、剛性防護柵９６の頂部９６Ａの側面の傾斜に合わせて作製されている。

また、第１実施形態の補強構造１０における挟み込み部は、頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂと上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂであり、第３実施形態の補強構造３０における挟み込み部は、頂部鋼材３２の道路側フランジ部と上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂであり、第６実施形態の補強構造６０における挟み込み部は、山形鋼６２の上下方向の板状部と山形鋼６４の上下方向の板状部であるが、これらの挟み込み部を剛性防護柵９６の頂部９６Ａの側面の傾斜に合うように頂部梁部材を作製して、剛性防護柵９６の補強に用いることもできる。

第１実施形態の補強構造１０を剛性防護柵９６の補強に用いることができるように変形させた変形例である補強構造１０Ａを図９に示し、第３実施形態の補強構造３０を剛性防護柵９６の補強に用いることができるように変形させた変形例である補強構造３０Ａを図１０に示し、第６実施形態の補強構造６０を剛性防護柵９６の補強に用いることができるように変形させた変形例である補強構造６０Ａを図１１に示す。図９において符号１１Ａが補強構造１０Ａにおける頂部梁部材を示し、図１０において符号３１Ａが補強構造３０Ａにおける頂部梁部材を示し、図１１において符号６１Ａが補強構造６０Ａにおける頂部梁部材を示す。

（本発明に係る補強構造に適用可能な頂部梁部材）
本発明に係る補強構造に適用可能な頂部梁部材は、第１〜第７実施形態に係る剛性防護柵の補強構造における頂部梁部材１１、１１Ａ、３１、３１Ａ、５２、６１、６１Ａ、７２に限定されず、剛性防護柵の頂部の両側面を挟み込むように対向する挟み込み部、および該対向する挟み込み部同士を連結し、その少なくとも一部が前記剛性防護柵の上面に配置された連結部を有し、かつ、必要な剛度を有していれば、形状は特に限定されない。

（数値解析シミュレーション）
第３実施形態の変形例である補強構造３４と同様の補強構造である補強構造８０を用いて補強した剛性防護柵および補強前の剛性防護柵について、有限要素法を用いた数値解析シミュレーションを行い、補強効果の確認を行った。

数値解析シミュレーションを行った補強前および補強後の剛性防護柵１００の横断面図を、図１２および図１３にそれぞれ示す。

補強に用いた補強構造８０は、頂部梁部材８１（頂部鋼材８２および上部水平鋼材８４）、ならびに補剛鋼板８６で構成されている。頂部鋼材８２の形状はＨ形で、ウェブ部の幅および厚さがそれぞれ２６０ｍｍおよび２２ｍｍであり、フランジ部の幅および厚さがそれぞれ２００ｍｍおよび２２ｍｍである。上部水平鋼材８４は山形の鋼材であり、水平方向の板状部の幅および厚さはそれぞれ１００ｍｍおよび２２ｍｍであり、上下方向の板状部の幅および厚さはそれぞれ１００ｍｍおよび２２ｍｍである。補剛鋼板８６は３００ｍｍピッチで設けられており、補剛鋼板８６の厚さは２２ｍｍであり、また、補剛鋼板８６の平面形状は図１４に示す通りである。

用いた衝突条件は、「車両用防護柵標準仕様・同解説（平成１６年３月、社団法人日本道路協会発行）」に記載された種別ＳＢ（２５ｔ車が時速６５ｋｍで、剛性防護柵の壁面に対して、１５度の角度で衝突する条件）を用いた。

数値解析シミュレーションの結果を次の表１に記す。

表１に示すように、補強前の換算有効幅は４．２７ｍであるのに対し、補強後の換算有効幅は５．６８ｍであり、補強後の換算有効幅は補強前の１．３倍程度に増加しており、車両の衝突による衝撃力を、補強後は補強前よりも広い範囲で分担できるようになっている。したがって、数値解析シミュレーションの結果から、種別ＳＢの衝突条件に対して、補強により安全性が向上したことが示されている。

１０、１０Ａ、２０、３０、３０Ａ、３４、４０、５０、６０、６０Ａ、７０、８０…補強構造
１１、１１Ａ、３１、３１Ａ、５２、６１、６１Ａ、７２、８１…頂部梁部材
１２、３２、８２…頂部鋼材
１２Ａ…ウェブ部
１２Ｂ…道路側フランジ部
１４、８４…上部水平鋼材
１４Ａ…水平方向の板状部
１４Ｂ…上下方向の板状部
１６Ａ、６８…ボルト
１６Ｂ…ナット
２２…上下方向吊鋼材
２４…下部水平鋼材
３６…補剛部材
４２…覆い鋼板
４４Ａ、４４Ｂ…スタッド
６２、６４…山形鋼
６６…連結鋼材
７２Ａ、７２Ｂ…フランジ部
８６…補剛鋼板
９０、９６、１００…剛性防護柵
９０Ａ、９６Ａ…頂部
９２、１０２…地覆
９４…床版

Claims (13)

1. 道路に沿って立設された剛性防護柵の補強構造であって、
   前記剛性防護柵の頂部の両側面を挟み込むように対向する挟み込み部、および該対向する挟み込み部同士を連結する連結部を有する頂部梁部材を備えてなり、
   前記頂部梁部材の前記連結部はその少なくとも一部が前記剛性防護柵の上面に配置されており、
   前記頂部梁部材の前記挟み込み部が前記剛性防護柵の頂部の両側面を直接または間接に挟み込むことによって、前記頂部梁部材が前記剛性防護柵の頂部に取り付けられていることを特徴とする剛性防護柵の補強構造。
2. 前記頂部梁部材は、第１の梁部材および第２の梁部材を備えてなり、前記第１の梁部材は上下方向の板状部および水平方向の板状部を有し、また、前記第２の梁部材は上下方向の板状部および水平方向の板状部を有し、
   前記頂部梁部材の前記挟み込み部は、前記第１の梁部材の前記上下方向の板状部および前記第２の梁部材の前記上下方向の板状部からなり、
   前記頂部梁部材の前記連結部は、前記第１の梁部材の前記水平方向の板状部および前記第２の梁部材の前記水平方向の板状部の少なくとも一部を有してなることを特徴とする請求項１に記載の剛性防護柵の補強構造。
3. 前記頂部梁部材は、第１の梁部材および第２の梁部材を備えてなり、前記第１の梁部材は前記剛性防護柵の側面に沿う板状部および水平方向の板状部を有し、また、前記第２の梁部材は前記剛性防護柵の側面に沿う板状部および水平方向の板状部を有し、
   前記頂部梁部材の前記挟み込み部は、前記第１の梁部材の前記剛性防護柵の側面に沿う板状部および前記第２の梁部材の前記剛性防護柵の側面に沿う板状部からなり、
   前記頂部梁部材の前記連結部は、前記第１の梁部材の前記水平方向の板状部および前記第２の梁部材の前記水平方向の板状部の少なくとも一部を有してなることを特徴とする請求項１に記載の剛性防護柵の補強構造。
4. 前記頂部梁部材の前記連結部は、前記第１の梁部材の前記水平方向の板状部および前記第２の梁部材の前記水平方向の板状部を連結する連結部材をさらに有してなることを特徴とする請求項２または３に記載の剛性防護柵の補強構造。
5. 前記剛性防護柵の両側面のうち、少なくとも一方の側面は水平面とのなす角が７０°以上９０°未満であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の剛性防護柵の補強構造。
6. 前記道路に沿って地覆が設けられており、
   前記剛性防護柵は前記地覆の上方に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の剛性防護柵の補強構造。
7. 前記道路は床版を備えた道路であり、
   また、前記剛性防護柵の側面に沿って上下方向に配置されており、かつ、上部が前記頂部梁部材と連結している上下方向吊部材と、
   前記床版の横断方向端部の側面に沿って配置されており、かつ、水平方向に延びる下部水平部材と、
   をさらに備え、
   前記上下方向吊部材の下部は、前記下部水平部材に連結されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の剛性防護柵の補強構造。
8. 前記頂部梁部材は、その一部を切り離して交換可能であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の剛性防護柵の補強構造。
9. 前記頂部梁部材はＨ形の部材を有してなり、
   前記頂部梁部材の前記挟み込み部の少なくとも一方は前記Ｈ形の部材のフランジ部であり、また、前記頂部梁部材の前記連結部の少なくとも一部は前記Ｈ形の部材のウェブ部であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の剛性防護柵の補強構造。
10. 前記Ｈ形の部材のウェブ部と前記Ｈ形の部材のフランジ部とに連結された補剛部材がさらに設けられていることを特徴とする請求項９に記載の剛性防護柵の補強構造。
11. 前記頂部梁部材は鋼製であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の剛性防護柵の補強構造。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の剛性防護柵の補強構造において、前記剛性防護柵の両側面および上面に沿って外装板が配置されており、前記外装板が当該補強構造における最外周面となっていることを特徴とする剛性防護柵の補強構造。
13. 前記外装板は分割されており、前記外装板の一部のみを交換できることを特徴とする請求項１２に記載の剛性防護柵の補強構造。

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