JP2019183402A - シェルター - Google Patents

Abstract

【課題】足場や支保工等の仮設構造物を必要とせず短期間で施工できると共に、小型で多くの避難者等を収納できる。【解決手段】噴石シェルター１は、断面略Ｌ字状に形成されていて下端部に設けた受け部３ａ、４ａでそれぞれ自立可能な脚部セグメント３及び脚部セグメント４をレール部２上に対向させて設置した。２つの脚部セグメント３、４間の上端に頂部セグメント５をボルト等で連結した。頂部セグメント５は３つのセグメント５ａ、５ｂ、５ｃを連結してなり、運搬時に分解し、互いに連結したものを脚部セグメント３，４の上部に連結してシェルター本体７を構築した。噴石シェルター１を大型に形成するには、シェルター本体７をレール部２に沿って移動させてできた空間に新たなシェルター本体７を組み立てて連結する。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば火山の噴火時に噴石や火山灰等から避難者等が緊急に避難するための噴石シェルターを含むシェルターに関する。

近年、御嶽山や草津白根山等で噴火が報告されている。火山等で噴火が生じると多数の噴石や火山灰等が飛び散るため、登山者や観光客、山小屋の住人等(以下、避難者と称する)は緊急避難しなければならない。例えば火山の火口から半径２ｋｍの範囲内では多数の噴石や火山灰等が飛び散るため、その範囲には避難用の噴石シェルターの設置が望まれている。
また、火口から２ｋｍを超えて離れた登山道の中腹あたりでも噴石等が飛散することがあるため、登山道の近傍に避難用の噴石シェルターを設置することが望まれている。噴石シェルターは登山者等の避難者が迅速に避難できるように登山道から１０数ｍの距離内に設置することが望ましい。

噴石シェルターの一例として特許文献１に記載されたものが提案されている。この噴石シェルターは、円弧版状をなす鋳物製の複数のセグメントを円周方向に配列して互いに当接する面同士をボルト等で連結して略半円状のアーチ型に構築し、その両端部を地面に設けた２組の土台の上に連結していた。
この噴石シェルターを火山の火口付近や登山道の周辺に設置するには、必要な枚数のシェルター用セグメントと土台を山の麓に車両等で搬送し、麓からヘリコプター等で火口付近や登山道近辺の設置場所に搬送する。設置場所での噴石シェルターの組み立ては、作業員が手作業で行うことができる。

また、特許文献２に記載された開削トンネルの組み立て構造では、鉄筋コンクリート製のプレキャスト底版とその両側に連結するプレキャスト壁版と天井に連結するプレキャスト頂版とを互いにボルト等で連結し、トンネルを構築している。しかも、この開削トンネルは下部引張部材でプレキャスト底版を接合する両側のプレキャスト壁版同士を連結して、緊張している。同様にプレキャスト壁版の上部間を上部引張部材で連結して緊張させ、プレキャスト頂版から垂下させた吊り材を上部引張部材と連結させている。
しかも、交通量を増すためにトンネルの開口幅を大きくするために、プレキャスト壁版の厚さを増すことで強度を強化する必要があった。

特開２０１６−９４７５４号公報 特開２０００−２０９２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された噴石シェルターに関し、設置場所での組み立てを手作業で行うには、土台上に略円弧版状の多数のセグメントを順次ボルト等で連結して略半円状に組み立てなければならず、作業員の手間が大きかった。しかも、鋳物製のセグメントは重量が大きく大型であるため、半円のアーチ状に組み立てるにはクレーン等の機械設備に頼らざるを得なかった。

しかも、このような噴石シェルターの組み立てを行うには、その内部に支保工をアーチ状に組み立てる必要があり、更にセグメント同士のボルト連結のために足場を組み立てる必要もあった。そのため、支保工及び足場等の組み立て作業とこれら足場等の材料の運搬等が煩雑で手間がかかり、施工期間が長くなりコスト高になるという問題があった。

特許文献２に記載の開削セグメントは、シェルターではなくアーチ型の道路トンネルであるため大型であり、大型のクレーンを用いて施工する必要があり、足場や支保工等の設置も必要であった。また、道路トンネルの両側部のプレキャスト壁版は断面略L字に近い形状であるが、自立できる形状でないため、組み立て時にはクレーン等で吊り下げ支持しながらプレキャスト底版やプレキャスト頂版に連結する必要があった。
そのため、特許文献２の開削セグメントは、トンネルを施工するために大量の資材や大型のクレーン等の機械設備を搬送し、足場や支保工を設置して組み立て作業をしなければならず、コスト高になる上に施工期間が長いという問題がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、足場や支保工等の仮設構造物を必要とせず短期間で施工できると共に、小型で多くの避難者等を収納できるシェルターを提供することを目的とする。

本発明によるシェルターは、断面略Ｌ字状に形成されていて下部に設けた受け部で自立可能な脚部セグメントと、２つの脚部セグメント間に連結した頂部セグメントと、を備えたことを特徴とする。
本発明によるシェルターは、２つの脚部セグメント間に頂部セグメントを連結した構成を備えており、脚部セグメントはその下部の受け部で自立可能であるため、足場や支保工等を設置する必要がなく、安全性が高い上に低コストで組み立てできる。

また、脚部セグメントの受け部の下にレール部が設置されており、脚部セグメントはレール部に沿って移動可能としたことが好ましい。
シェルターは脚部セグメントの受け部によってレール部に沿って移動可能であり、位置の調整が容易であるため、複数のシェルターを連続して組み立て可能である。

また、レール部と脚部セグメントの受け部との少なくとも一方に溝部が設けられ、他方には溝部内を転動可能な転動体が設置され、転動体を介して脚部セグメント及び頂部セグメントを移動可能としてもよい。
シェルターをレール部に沿って移動させる際、レール部上を移動するシェルターの脚部セグメントは転動体が溝部に沿って転動することで移動する。

また、脚部セグメントの受け部の下にレール部が設置されており、レール部の上に設置された２つの脚部セグメント及び頂部セグメントを連結させた移動可能な第一のシェルターと、レール部の上に設置された２つの脚部セグメント及び頂部セグメントを連結させた第二のシェルターと、を備え、第一のシェルター及び第二のシェルターは互いに当接または連結されていることが好ましい。
本発明によるシェルターは、その施工方法として、地盤にレール部を設置し、レール部上で一対の脚部セグメントを起立させて頂部シェルターを連結させた第一のシェルターを構築することができ、第一のシェルターをレール部上で移動させて空間を形成し、第一のシェルターを移動させて空いた空間に、新たに一対の脚部セグメントを起立させて頂部シェルターを連結させた第二のシェルターを構築して第一のシェルターと当接または連結させて保持することができる。

そのため、レール部上に第一のシェルターを組み立てて移動させ、空いた空間に第二のシェルターや第三のシェルター等を順次組み立てることで、大型のシェルターを製造することができる。その際、足場や支保工等を設置することなくシェルターを組み立てできる上に、大型のセグメントを必要とせず施工が簡単であり、低コストで適宜の大きさのシェルターを施工できる。

本発明によるシェルターでは、自立した脚部セグメントの間に頂部セグメントを連結したものであるから、組み立てに際して足場や支保工が必要なく、組み立てが簡単で低コストである。しかも、従来のアーチ型のシェルターと比較してシェルター内の比較的小さな空間内で多くの避難者等を収容できる。

本発明の実施形態による噴石シェルターを登山道の中腹に設置した状態を示す模式図である。 実施形態による噴石シェルターの斜視図である。 図２におけるレール部の上にコロを挟んで脚部セグメントの受け部を設置した構成を示す部分拡大断面図である。 第一のシェルター本体に第二のシェルター本体を連結する施工方法を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態による噴石シェルターについて図１〜図４を参照して説明する。
図１に示す活火山や休火山等の山Ｍにおける登山道Ｒの適宜箇所、例えば中腹または火口付近に、本発明の実施形態による噴石シェルター１が設置されている。噴石シェルター１は登山道Ｒから外れた１０数ｍの範囲内に設置されていることが好ましい。
図２において、本実施形態による噴石シェルター１は、登山道近傍の平坦に均された地盤に固定された２組のレール部２の上に設置されている。噴石シェルター１は所定間隔を開けた２組のレール部２上に設置された一対の脚部セグメント３，４と、脚部セグメント３、４の上端に連結された頂部セグメント５とで構成されている。噴石シェルター１に底部は設置されていないが、底部を設置してもよい。これら脚部セグメント３，４と頂部セグメント５は例えばスチール製（鋼製）とされているが、コンクリート製等でもよく、その素材は落下する噴石に耐え得る強度を有していれば適宜のものを採用できる。

２組のレール部２はそれぞれ平行に配列された２本のレール２ａ、２ｂで構成されている。一方の脚部セグメント３は断面視略Ｌ字状に形成されており、その下部において１組のレール部２上に設置された受け部３ａと、受け部３ａから上方に湾曲して形成された略円弧版状の側面部３ｂとを備えている。他方の脚部セグメント４も同様に断面視略Ｌ字状に形成されており、その下部において他の１組のレール部２上に設置された受け部４ａと、受け部４ａから上方に湾曲して形成された略円弧版状の側面部４ｂとを備えている。

一対の脚部セグメント３、４はレール部２の長手方向に所定幅を有している。脚部セグメント３、４は内側を向いて対向して配設されており、同一形状同一寸法でもよいが、本実施形態では一方の脚部セグメント３は他方の脚部セグメント４よりも高さが高く形成されている。一方の脚部セグメント３の高さは例えば１．５ｍとし、他方の脚部セグメント４の高さは例えば１ｍ程度とされている。
脚部セグメント３，４の受け部３ａ、４ａはそれぞれ２本のレール２ａ、２ｂに載置されて自立できる程度の幅と長さを有している。そのため、各脚部セグメント３、４は頂部セグメント５と連結されていない状態でも、レール２ａ、２ｂ上に単独で自立して支持されている。

一対の脚部セグメント３、４の上端同士に連結される頂部セグメント５は、例えば３枚のセグメント５ａ、５ｂ、５ｃが互いにボルト連結して構成されている。各セグメント５ａ、５ｂ、５ｃはそれぞれ略円弧状で、レール部２の長手方向に脚部セグメント３、４と同一の幅を有している。頂部セグメント５のセグメント５ａ、５ｂ等の枚数は１枚または２枚でもよいし、４枚以上でもよい。
なお、本実施形態において、脚部セグメント３、４と頂部セグメント５のセグメント５ａ、５ｂ、５ｃにおいて、互いにボルトで連結する周方向の平板状の面を継手面ａとし、レール部２の長手方向を向く略円弧状の面を主桁面ｂとする。
図２に示す噴石シェルター１は、一対の脚部セグメント３，４と頂部セグメント５とがボルト等で連結されて構築された略お椀型のシェルター本体７を２組主桁面ｂ方向にボルト等で連結したものである。しかも、脚部セグメント３，４は１．５ｍと１．０ｍの高さでしかなく高さが低いため、その上に頂部セグメント５を組み立てる際、足場やアーチ支保工を設置することなく作業員が直接組み立てできる。

次に図３により、噴石シェルター１の脚部セグメント３、４の受け部３ａ、４ａとレール部２のレール２ａ、２ｂとの支持構造を説明する。
図３において、一方の脚部セグメント３の受け部３ａはスチール製の枠体８で形成され、枠体８の下面には下向きの開放空間を確保するために上下方向に固定された２枚のリブ１０が溶接等で枠体８に連結されている。２枚のリブ１０の間には下向きの開放空間を形成するための鉄板１２が溶接等で連結されている。そのため、枠体８の下面に鉄板１２とリブ１０とで凹部１１が形成されている。受け部３ａの凹部１１はボックス形状として受け部３ａの幅方向に２個ずつ２列に形成されている（図２参照）。

脚部セグメント３の受け部３ａにおける下向きの凹部１１に対向する位置にレール２ａとして帯状の基礎コンクリート１３が所定の長さに亘って設置されている。基礎コンクリート１３の上面に形成された凹溝には溝形鋼１４が嵌合状態で固定されており、溝形鋼１４の溝部１４ａは受け部３ａの凹部１１に対向している。そして、溝形鋼１４の溝部１４ａには転動体として、例えば略円柱状のコロ１５が回転可能に載置されている。コロ１５はその下半部が溝形鋼１４の溝部１４ａに載置され、上半部は受け部３ａのボックス状の凹部１１内に収納される。

レール部２の２本のレール２ａ、２ｂとして２本の基礎コンクリート１３が平行に設置され、各基礎コンクリート１３に嵌合された溝形鋼１４の溝部１４ａはそれぞれ受け部３ａの凹部１１に対向し、凹部１１内のコロ１５が溝部１４ａ内に挿入されている。
同様に他方の脚部セグメント４の受け部４ａの下面にも４つの凹部１１が２列で平行に配設され、他方のレール部２の２本のレール２ａ、２ｂとしてそれぞれ溝形鋼１４を嵌合した２本の基礎コンクリート１３が平行に設置されている。そして、各ボックス状の凹部１１と溝形鋼１４の溝部１４ａとの間に４個のコロ１５がそれぞれ設置されている。なお、転動体として、コロ１５に代えてローラーベアリングやボールベアリング等を用いてもよい。

そのため、シェルター本体７を押すことで、受け部３ａ、４ａの各凹部１１内に収納されたコロ１５が２組のレール部２の各溝形鋼１４の溝部１４ａに沿って転動可能とされている。
なお、各脚部セグメント３、４の起立部分である側面部３ｂ、４ｂと頂部セグメント５の曲面形状は適宜に設定できるが、側面部３ｂ、４ｂの曲面形状を頂部セグメント５の曲面形状よりも大きな径に設定してもよい。或いは、図２に示すように、シェルター本体７を２組連結した場合、脚部セグメント３、４を前後で入れ替えて設置しても側面部３ｂ、４ｂと頂部セグメント５とが同一の曲面形状をなすように例えば同一の円弧状または楕円形状に形成されて、滑らかに連結されてもよい。

本実施形態による噴石シェルター１は上述した構成を有しており、次にその組み立て方法を図４に沿って説明する。
施工の準備段階において、資材を麓からキャリーダンプカー等で例えば登山道の中腹や火口近傍等の噴石シェルター１の設置場所に運搬する。この設置場所において、噴石シェルター１を設置すべき場所をブルドーザ等で平坦に均す。平坦にした地表に２列の基礎コンクリート１３を所定間隔を開けて２組打設すると共に、それら基礎コンクリート１３の上面に溝形鋼１４をそれぞれ並べて基礎コンクリート１３上に固定する。なお、基礎コンクリート１３に代えて敷き砂を設置して、その上に溝形鋼１４を固定してもよい。

施工段階において、基礎コンクリート１３の硬化後に、１組のレール部２をなす２列の溝形鋼１４の溝部１４ａ内にコロ１５を２個ずつ４個並べる。次に、例えばテレスコピック式のクローラクレーンによって一方の脚部セグメント３を持ち上げて受け部３ａを１組のレール部２の上に載置し、各レール２ａ、２ｂ上のコロ１５の上にかぶせる。このとき、脚部セグメント３の受け部３ａの下面に設けた４個の凹部１１内にコロ１５がそれぞれ納まるようにする。
この状態で脚部セグメント３は受け部３ａで１組のレール部２のレール２ａ、２ｂの上に載置されて自立している。

また、他方の１組のレール部２をなす２列の溝形鋼１４の溝部１４ａ内にコロ１５を２個ずつ４個並べる。次に、クローラクレーンによって他方の脚部セグメント４を持ち上げて受け部４ａを他の１組のレール部２の上に載置し、各レール２ａ、２ｂ上のコロ１５の上にかぶせる。このとき、脚部セグメント４の受け部４ａの下面に設けた４個の凹部１１内にコロ１５がそれぞれ納まるようにする。
この状態で脚部セグメント４は受け部４ａで他の１組のレール部２のレール２ａ、２ｂの上に載置されて自立している。

そして、運搬のために分割された各セグメント５ａ、５ｂ、５ｃの継手面同士をボルトで連結して略円弧版状に組み立てて頂部セグメント５を構築する。この頂部セグメント５をクローラクレーンで持ち上げて一対の脚部セグメント３，４の上端に被せる。そして、頂部セグメント５の一方の継手面ａを一方の脚部セグメント３の上端の継手面ａに接続してボルトで連結し、他方の継手面ａを他方の脚部セグメント４の上端の継手面ａに接続してボルトで連結する。こうして、図４（ａ）に示すように、１組のシェルター本体７を第一のシェルターとして組み立てできる。

次に、図４（ｂ）に示すように、作業者がシェルター本体７を押して２組のレール部２に沿って奥側に移動させる。なお、シェルター本体７の移動手段としてウインチ等を使用することもできる。
次いで、図４（ｃ）に示すように、組み立てた既設のシェルター本体７の手前側でクローラクレーンによって新たな脚部セグメント３，４を持ち上げて各組のレール部２の上に受け部３ａ、４ａを載置させて自立状態に保持する。先に組み立てた既設のシェルター本体７の脚部セグメント３，４の主桁面ｂに新設の脚部セグメント３，４の主桁面ｂをボルト等で連結させる。

その際、既設のシェルター本体７の高さの高い１．５ｍの脚部セグメント３側に高さの低い１．０ｍの脚部セグメント４を設置し、既設の高さの低い１．０ｍの脚部セグメント４側に高さの高い１．５ｍの脚部セグメント３を設置する。これにより、組み立てられた２組のシェルター本体７同士の脚部セグメント３，４の高さが互い違いになるため、側面視で凹凸嵌合連結になり、連結強度が高くなる。

更に、現場で組み立てた頂部セグメント５をクローラクレーンで持ち上げて脚部セグメント３，４の上端の継手面ａに連結させ、その主桁面ｂを既設のシェルター本体７の頂部セグメント５の主桁面ｂにボルト等で連結させて新たなシェルター本体７を第二のシェルターとして組み立てる。こうして、図２、図４（ｄ）に示すように、２組のシェルター本体７同士が互いに連結された噴石シェルター１を構築できる。シェルター本体７を２組連結することで避難者の収容可能人数を増大できる。
しかも、２組のシェルター本体７同士のセグメント間にシール部材を設置しないため、各脚部セグメント３、４、頂部セグメント５の鋼材にシール溝を形成する必要がなく、低廉に製造できる。或いは、２組のシェルター本体７同士のセグメント間にシール部材を装着してもよい。

なお、噴石シェルター１をより多くの避難者を収容できるよう大型化するには、この２組の既設のシェルター本体７の組み合わせをレール部２に沿って奥側に押し込んで、更にレール部２の手前側で１または複数のシェルター本体７を新たに組み立てて連結すればよい。また、小型の噴石シェルター１を設置する場合には、１つのシェルター本体７を組み立てることで噴石シェルター１を構築できる。

上述したように本発明による噴石シェルター１によれば、２組のレール部２上に自立して設置した脚部セグメント３，４の上端に頂部セグメント５を連結したシェルター本体７を１または複数組組み立てて連結することで噴石シェルター１を容易に構築できる。
しかも、脚部セグメント３，４の高さは１．５ｍと１ｍであり、その上に略円弧版状の頂部セグメント５を連結したにすぎないため、従来の半円型のアーチ状のシェルターと比較して高さが低く、足場や支保工を設置する必要がなくセグメント数も少ないため、低コストで組み立てできる。しかも、組み立てに際し、脚部セグメント３，４は単独で自立して支持されており、足場や支保工を使用しないから組立性と安全性が向上する。
また、多くの避難者を収容できる大型の噴石シェルター１を組み立てる場合でも、２組のレール部２に沿って順次シェルター本体７を組み立てて連結すればよいため、やはり足場や支保工が必要なく低廉で安全にしかも短期間で施工できる。

以上、本発明の実施形態による噴石シェルター１について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜の変更や置換等が可能であり、これらはいずれも本発明に含まれる。以下に、本発明の変形例等について説明するが、上述の実施形態と同一または同様な部分、部材には同一の符号を用いて説明を省略する。

上述の実施形態では、噴石シェルター１を１または複数のシェルター本体７を連結して構成し、しかも脚部セグメント３，４を前後のシェルター本体７で入れ替えて連結させ、複数のシェルター本体７間で、側面部３ｂ、４ｂと頂部セグメント５の曲面形状が同一になるように形成した。
しかし、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、複数のシェルター本体７間で脚部セグメント３，４の入れ替えを行わなくてもよく、同一方向に同一のセグメントが並んでいてもよい。この場合でも、複数のシェルター本体７間で側面部３ｂ、４ｂと頂部セグメント５の曲面形状が同一に連なる。
なお、複数のシェルター本体７間で曲面形状が相違し、隣り合う側面部３ｂ、４ｂの間や頂部セグメント５の間に段差や隙間が生じても噴石が侵入しない程度のものであれば噴石シェルター１として支障は生じない。

また、上述した実施形態における噴石シェルター１では、複数のシェルター本体７をレール部２の長手方向に主桁面ｂ同士を連結して構成したが、本発明は複数のシェルター本体７間で必ずしも主桁面ｂ同士を連結する必要はない。主桁面ｂ同士を連結しなくてもスチール製のシェルター本体７の重量によって当接状態に保持できる。或いは、各レール２ａ、２ｂの溝形鋼１４の溝部１４ａに載置したコロ１５や脚部セグメント３，４を固定部材で係止させれば互いに当接した状態に保持できる。

また、上述した実施形態による噴石シェルター１では、脚部セグメント３，４の受け部３ａ、４ａに設けた凹部１１にコロ１５を回転可能に支持し、レール部２の溝形鋼１４の溝部１４ａにコロ１５を回転可能に載置させたが、これとは逆にレール部２に所定間隔でコロ１５を回転可能に支持する凹部を形成し、受け部３ａ、４ａにコロ１５が回転可能に納まる溝部を形成してもよい。

なお、上述した実施形態では、噴石シェルター１の脚部セグメント３，４と頂部セグメント５をスチール製としたが、コンクリート製のセグメントや鋼殻内にコンクリートを充填した合成セグメント製等でもよい。
本発明によるシェルターは必ずしもレール部２を下に設置していなくてもよい。また、本発明によるシェルターは噴石シェルター１に限定されるものではなく、雨除けや雪除けのシェルター等としても使用できる。

１ 噴石シェルター
２ レール部
２ａ レール
３，４ 脚部セグメント
３ａ、４ａ 受け部
３ｂ、４ｂ 側面部
５ 頂部セグメント
５ａ、５ｂ、５ｃ セグメント
７ シェルター本体
１０ リブ
１１ 凹部
１３ 基礎コンクリート
１４ 溝形鋼
１４ａ 溝部
１５ コロ

Claims (4)

1. 断面略Ｌ字状に形成されていて下部に設けた受け部で自立可能な脚部セグメントと、
   ２つの前記脚部セグメント間に連結した頂部セグメントと、
   を備えたことを特徴とするシェルター。
2. 前記脚部セグメントの受け部の下にレール部が設置されており、
   前記脚部セグメントは前記レール部に沿って移動可能とした請求項１に記載されたシェルター。
3. 前記レール部と前記脚部セグメントの受け部との少なくとも一方に溝部が設けられ、他方には前記溝部内を転動可能な転動体が設置され、
   該転動体を介して前記脚部セグメント及び頂部セグメントを移動可能とした請求項２に記載されたシェルター。
4. 前記脚部セグメントの受け部の下にレール部が設置されており、
   前記レール部の上に設置された２つの前記脚部セグメント及び頂部セグメントを連結させた移動可能な第一のシェルターと、
   レール部の上に設置された２つの前記脚部セグメント及び頂部セグメントを連結させた第二のシェルターと、を備え、
   前記第一のシェルター及び第二のシェルターは互いに当接または連結されている請求項１から３のいずれか１項に記載されたシェルター。
   
   

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