JP2020204248A - 防護柵及び防護柵の補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】柵端部に補強三角枠を構成する簡易な構造によって柵全体を補強可能な防護柵及び防護柵の補強構造を提供すること。【解決手段】本発明の防護柵１は、両端部に立設した２本の端末支柱１１と、２本の端末支柱１１の間に立設した複数の中間支柱１２と、端末支柱１１及び端末支柱１１と隣り合う中間支柱１２の間、並びに隣り合う２本の中間支柱の間にそれぞれ横架した少なくとも上下２本の索状体３０と、上下２本の索状体３０の間に展張したネット４０と、を備え、端末支柱１１と端末支柱１１と隣り合う中間支柱１２との間に、補強構造２０を構成したことを特徴とする。本発明の防護柵の補強構造は、端末支柱１１の上部と、中間支柱１２の上部との間に介挿した、耐圧材２１と、端末支柱１１の地上部の下部と、中間支柱１２の上部との間に掛け渡した引張材２２と、を備え、端末支柱１１、耐圧材２１、および引張材２２によって、端末支柱１１の柵中央方向への傾倒を抑制する、補強三角枠を構成したことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は落石や土砂等を捕捉する防護柵とその補強構造に関し、特に柵端部に補強三角枠を構成する簡易な構造によって、柵全体を補強可能な防護柵の補強構造、及びこれを用いた防護柵に関する。

防護柵は、斜面から落下する落石や土砂等を捕捉するための構造物である。防護柵は、所定の間隔をあけて立設した複数の支柱の間にワイヤロープを掛け渡して相互に連結し、上端・下端のワイヤロープ間にネットを展張して組み立てる。支柱間のワイヤロープには緊張を加える。
防護柵の組み立て時、中間支柱は両側からワイヤロープの張力を受けるため影響を受けにくいが、端末支柱は片側から一方向に張力を受けるため、組立時又は組立後に柵中央方向に傾斜することがある（図４）。端末支柱が傾斜すると中間支柱の両側にかかる張力が均衡しなくなるため、中間支柱も中央方向に向けて順次傾斜してゆくことで、ワイヤロープの緊張が緩み、防護柵全体の強度も低下する。このため、ワイヤロープの張力により端末支柱が柵中央方向に傾倒することを防ぐ必要がある。
一方、防護柵は、落石等の受撃時、斜面谷側へ塑性変形することによって受撃エネルギーを吸収する構造である。このため、端末支柱も中間支柱と同様に斜面谷側へ変形可能な構成であることが望ましい。
ところで、防護柵の端末スパンに落石等が衝突した場合、端末支柱が斜面谷側かつ柵中央方向に大きく変形する一方、端末支柱と隣り合う中間支柱はあまり変形しないという現象が生じる。これは以下の力の伝達によるものである。
端末支柱と隣り合う第一中間支柱は、更にこれと隣り合う第二中間支柱と上下のワイヤロープで連結されており、これが第三中間支柱、第四中間支柱・・・と柵全体にわたって連続している。よって、連続するワイヤロープによって、各中間支柱には柵中央方向に張力が働いている。
一方、端末支柱における柵外側にはワイヤロープによって支持される支柱が存在しない。このため、端末スパンに落石があった場合、端末支柱は変形しやすく、隣り合う中間支柱は変形しにくい状況が生じる。
以上による問題として、（１）端末支柱に大きな負荷がかかるため折れてしまう可能性がある。（２）これを防止するためには、端末支柱のみ強度を上げる必要があるが、端末支柱の構造のみを中間支柱と変えることで製造コストが悪化する。
以上を勘案すると、端末支柱の斜面谷側への変形を許容しつつ、柵中央方向への傾倒を防止する構造をいかに達成するかが課題となる。

特許文献１には、端末支柱より外側にアンカーを打設し端末支柱の上部とアンカーとを控えロープで接続する構造が開示されている。この構造では、控えロープの張力によって端末支柱の中間支柱側への傾倒を抑止することが期待される。
特許文献２には、端末支柱及び各中間支柱の上部同士を連結部材で前後方向かつ上下方向に回動可能に連結する構造が開示されている。この構造では、支柱間に連続配置した連結部材によって、防護柵全体として枠構造を構成することで、防護柵全体の変形を抑止することが期待される。
特許文献３、４には、端末支柱の上部または中部から柵中央方向のコンクリート基礎にかけてサポート支柱を架設する構造が開示されている。この構造では、サポート支柱の剛性によって端末支柱を補強することで端末支柱の傾倒を抑止することが期待される。

特開２００９−２４３７８号公報 特開２００３−３４９１２号公報 特開２０１７−１４７６０号公報 特開２０１１−４７１５４号公報

従来技術には以下の問題点がある。
＜１＞端末支柱の外側に控えロープを張設する構造は、防護対策範囲より外側にアンカー打設用の用地を確保する必要がある。このため、設計上の制約が生じる。また、用地確保のため建設コストが嵩む。
＜２＞支柱の上部同士を連結部材で連結する構造は、端末支柱と隣り合う中間支柱のみを連結しても、枠体が菱形に変形して中間支柱が連結部材と共に倒れてしまうため、全ての支柱間を連結材で連結する必要がある。このため、部材数が増加し、材料コスト及び施工コストが嵩む。
＜３＞端末支柱をサポート支柱で補強する構造は、端末支柱を防護柵の幅方向だけでなく前後方向へも補強するため、受撃時に支柱の曲がりによるエネルギー吸収を期待できなくなる。
＜４＞端末支柱をサポート支柱で補強する構造は、支柱間の阻止面内に鋼材を設置するため、落石等が直接衝突した際に飛散して二次被害を惹起するおそれがある。

本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決可能な防護柵及び防護柵の補強構造を提供することにある。

本発明の防護柵の補強構造は、端末支柱の上部と、中間支柱の上部との間に介挿した、耐圧材と、端末支柱の地上部の下部と、中間支柱の上部との間に掛け渡した引張材と、を備え、端末支柱、耐圧材、および引張材によって、端末支柱の柵中央方向への傾倒を抑制する、補強三角枠を構成したことを特徴とする。

本発明の防護柵の補強構造は、耐圧材が端末支柱の上部と中間支柱の上部とを結合した鋼管材であってもよい。

本発明の防護柵の補強構造は、引張材の端部又は中間部に緩衝装置を介在させてもよい。

本発明の防護柵は、両端部に立設した２本の端末支柱と、２本の端末支柱の間に立設した複数の中間支柱と、端末支柱及び端末支柱と隣り合う中間支柱の間、並びに隣り合う２本の中間支柱の間にそれぞれ横架した少なくとも上下２本の索状体と、上下２本の索状体の間に展張したネットとを備え、端末支柱と端末支柱と隣り合う中間支柱との間に補強構造を構成したことを特徴とする。

以上の構成より、本発明の防護柵及び防護柵の補強構造は次の効果の少なくともひとつを備える。
＜１＞柵端部に補強三角枠を構成するだけの簡易な設計によって防護柵全体を補強できるため、施工が容易で材料コスト及び施工コストが比較的安価である。
＜２＞柵端部への加工のみで防護柵全体を補強できるため、既設の防護柵にも容易に適用できる。
＜３＞設計が防護対策範囲内で完結するため、余分な用地が不要であり建設コストが比較的安価である。
＜４＞支柱の柵中央方向への傾倒を抑制する一方、斜面谷側への変形を阻害しないため、受撃時に支柱が斜面谷側へ塑性変形することによって、落石等のエネルギーを有効に吸収できる。

本発明の防護柵の説明図。 本発明の防護柵の説明図。 実施例２の説明図。 従来技術の説明図。

以下、図面を参照しながら本発明の防護柵及び防護柵の補強構造について詳細に説明する。
本明細書等において、防護柵の「幅」「幅方向」とはワイヤロープの延在方向、すなわち図１における左右（方向）を意味する。防護柵の「上」「下」「上下方向」とは支柱の延在方向、すなわち図１における上下（方向）を意味する。また、防護柵の「前後方向」とは幅方向及び上下方向と直交する方向を意味する。

[防護柵]
＜１＞全体の構成。
防護柵１は、所定の間隔をあけて立設した複数の支柱１０の間にネット４０を展張してなる防護構造体である。
本例では防護柵１として、斜面山側からの落石を捕捉する落石防護柵について説明する。ただし防護柵１の用途はこれに限らず、例えば雪崩防護柵等に適用してもよい。
防護柵１は、両端部に立設した２本の端末支柱１１と、２本の端末支柱１１の間に立設した複数の中間支柱１２と、端末支柱１１に設けた補強構造２０と、隣り合う端末支柱１１及び中間支柱１２の間に横架した上下２本の索状体３０と、上下２本の索状体３０の間に展張したネット４０と、を少なくとも備える（図２）。
また、防護柵１は、両端部に構成される２つの端部ユニット１Ａと、２つの両端部ユニット１Ａの間に構成される複数の中間ユニット１Ｂと、に区分される（図１）。
端部ユニット１Ａは、端末支柱１１とこれに隣り合う中間支柱と１２の間の区画である。
中間ユニット１Ｂは、隣り合う２本の中間支柱１２間の区画である。

＜２＞支柱。
支柱１０は、下部を基礎中に埋設して立設する。ここで基礎とは地盤や地山の他、コンクリート基礎等であってもよい。
支柱１０は、その配置によって、防護柵１の両端部に位置する端末支柱１１と、端末支柱１１の間に位置する中間支柱１２と、に分類する。ただしこれは配置による分類であって、その構造自体が異なる必要はない。
支柱１０の上部及び地上部の下部には、索状体３０等を固定するための係止突起を設ける。
本例では、支柱１０として、コンクリート充填鋼管を採用する。コンクリート充填鋼管は、円形鋼管の内部にコンクリートを充填して構成する支柱であり、簡易な構造によって高い靭性を発揮できる。
ただし支柱１０はこれに限らず、内部に補強材を挿入した円形鋼管、中空円形鋼管、角形鋼管等であってもよい。

＜３＞補強構造。
補強構造２０は、端末支柱１１の傾倒を抑止することによって、防護柵１全体を補強する構造である。
補強構造２０は、端部ユニット１Ａ内に配置する。
補強構造２０は、端末支柱１１の上部と中間支柱１２の上部との間に介挿した耐圧材２１と、端末支柱１１の下部と中間支柱１２の上部との間に掛け渡した引張材２２と、を有する。
補強構造２０の機能については後述する。

＜３．１＞耐圧材。
耐圧材２１は、圧縮抵抗によって端末支柱１１の中間支柱１２方向への傾倒を抑制する部材である。
耐圧材２１は、端末支柱１１と中間支柱１２の間隔に対応した長さを有する棒状の対圧縮材であって、端末支柱１１の上部と中間支柱１２の上部との間に水平方向に配置する。
耐圧材２１の両端部を、端末支柱１１と中間支柱１２の内側に連結し、端末支柱１１の中間支柱１２方向への傾倒を、両支柱間の圧縮力として負担可能に構成する。
本例では、耐圧材２１として鋼管材を採用し、耐圧材２１の両端部をボルト等によって支柱１０の頭部にピン接合する。

＜３．２＞引張材。
引張材２２は、引張抵抗によって端部ユニット１Ａ全体の菱形変形を抑制する部材である。
引張材２２は、索状の耐引張材であって、端末支柱１１の地上部付近と中間支柱１２の上部との間に斜めに掛け渡す。
本例では、引張材２２としてワイヤロープを採用し、引張材２２の一端を端末支柱１１地上部付近の係止突起に、他端を中間支柱１２頭部の係止突起にそれぞれ固定する。固定後に引張材２２に緊張を加えてもよい。

＜４＞索状体。
索状体３０は、隣り合う支柱１０の間に少なくとも上下に２本、水平方向に横架する。
本例では、索状体３０として、ワイヤロープを採用する。索状体３０の端部を折り返してワイヤグリップで締結しループを構成し、このループを支柱１０に通して支柱間に掛け渡す。掛け渡し後、ワイヤグリップを操作して索状体３０に緊張を加える。
ただし索状体３０はワイヤロープに限らず、所定の強度さえ備えれば、樹脂製ロープ、高強度繊維ロープ、鋼線等であってもよい。
また、上下２本に加えて、その間に任意の本数の索状体３０追加配置してもよい。更に各索状体３０の端部又は中間部に、受撃エネルギー吸収用の緩衝装置を介在させてもよい。

＜５＞ネット。
ネット４０は、隣り合う支柱１０の間かつ上下の索状体３０の間に面状に展張する。
本例では、ネット４０として、高さ方向に延在する列線を幅方向に連結してなる菱形金網を採用する。ただしこれに限らず、所定の強度さえ備えれば、繊維製ネット、リング状に編んだ特殊金網等であってもよい。
本例では、ネット４０の上下両辺を、後述する連結具５０を介して索状体３０に固定し、ネット４０の左右両辺を、端部の網目に丸鋼棒を連通してステンレスバンド等で支柱１０に固定する。

＜６＞連結具。
連結具５０は、ネット４０を索状体３０に固定するための部材である。
本例では、連結具５０として鋼製のコイル材を採用する。
上下の索状体３０にそれぞれ複数の連結具５０を取り付け、このコイルを回転させてコイル内にネット４０の網目を通すことで、ネット４０を簡易かつ確実に固定することができる。
ただし連結具５０はこれに限らず、他の公知の連結用治具であってもよい。あるいは、ネット４０の網目に索状体３０を直接連通して固定してもよい。要は、支柱１０の上下に横架した２本の索状体３０の間にネット４０を展張できる構成であればよい。

＜７＞補強機能。
本発明の防護柵１は、端末支柱１１に補強構造２０を適用することによって、端部ユニット１Ａ内に、端末支柱１１、耐圧材２１、および引張材２２からなる補強三角枠を構成する点に特徴を有する。
防護柵１の組立時、支柱１０間に掛け渡した索状体３０に緊張を加えると、索状体３０の張力により、端末支柱１１に中間支柱１２側への曲げモーメントが生じる。
これに対し、耐圧材２１が中間支柱１２に反力を取って圧縮抵抗することで、傾倒を抑制することができる。
索状体３０の張力がさらに大きくなると、端末支柱１１、耐圧材２１、及び中間支柱１２からなる枠体が、全体として菱形に変形しようとする。
これに対し、引張材２２が端末支柱１１の根元に反力を取って引張抵抗することで、変形を抑制することができる。
このように、補強三角枠によって、端部ユニット１Ａ全体を枠体として一体化し、端末支柱１１の傾倒を抑止するとともに、端部ユニット１Ａの水平方向の形状変更を抑制することができる。
また、防護柵１両端の端部ユニット１Ａの形状変更を抑止することで、端部ユニット１Ａに挟まれた複数の中間ユニット１Ｂの水平方向の形状変形も抑制され、結果として防護柵１全体が補強される。
以上のように、本発明の防護柵１は、端部ユニット１Ａのみに補強構造２０を構成することで、中間ユニット１Ｂへの加工を要さずに柵全体を補強することができる。

＜７．１＞耐圧材と引張材を組み合わせた理由。
落石等によって端部ユニット１Ａのネット４０が受撃した場合、耐圧材２１のみを備える構造であれば、端末支柱１１の受撃エネルギーの一部を、耐圧材２１を介して隣り合う中間支柱１２に消費させることができる。その反面、端末支柱１１は斜面谷側だけでなく、中間支柱１２を中心とした弧を描くように内側へも変形してしまうため、中間支柱１２の変形量は僅かなものとなる。したがって中間支柱１２によるエネルギー分散効果は限定的となる。
一方、引張材２２のみを備える構造では、落石等により引張材２２に張力が発生し、モーメントの大きくなる中間支柱１２上部に引張材２２の荷重が作用することで、中間支柱１２を傾倒させてエネルギーを消費させることができる。その半面、落石等が引張材２２に直接当たらなかった場合には、上記同様、中間支柱１２によるエネルギー分散効果は限定される。
本発明の防護柵１は、耐圧材２１と引張材２２とを組み合わせることで上記の欠点を相補し、ネット４０の受撃時、端部ユニットＡ１の端末支柱１１と中間支柱１２とを斜面谷側へ平行に傾倒させ、受撃エネルギーの一部を中間支柱１２に分散消費させることで、端末支柱１１の負担を低減させることができる。

[緩衝装置を有する例]
本例では、補強構造２０を構成する引張材２２の端部又は中間部に、緩衝装置６０を介在させる。
緩衝装置６０は、ネット４０の受撃時、引張材２２に一定以上の張力が作用した場合に、引張材２２を摺動させてエネルギーを吸収する装置である。
本例では緩衝装置６０として、引張材２２のワイヤロープを２本接続式とし、略平行に束ねた２本のワイヤロープ端部を特殊鋼製のクリップで挟持してボルト留めした構造を採用する（図３）。
ネット４０の受撃により、端部ユニット１Ａの中間支柱１２が柵中央方向に引き込まれ、引張材２２に係る引張力が緩衝装置６０の摺動抵抗を上回ると、引張材２２のワイヤロープが緩衝装置６０内で摩擦を伴い摺動することで、受撃エネルギーを効果的に吸収することができる。
なお緩衝装置６０は上記の構造に限らず、例えばワイヤロープにループ部を設けて金具で挟持する装置など、他の公知の構造を採用してもよい。

１ 防護柵
１Ａ 端部ユニット
１Ｂ 中間ユニット
１０ 支柱
１１ 端末支柱
１２ 中間支柱
２０ 補強構造
２１ 耐圧材
２２ 引張材
３０ 索状体
４０ ネット
５０ 連結具
６０ 緩衝装置

Claims (4)

1. 離間して立設した複数の支柱の間にネットを展張してなり、柵端部に位置する端末支柱と前記端末支柱と隣り合う中間支柱との間に構成される端部ユニットを備える防護柵において、前記端部ユニットに構成する、防護柵の補強構造であって、
   前記端末支柱の上部と、前記中間支柱の上部との間に介挿した、耐圧材と、
   一端を前記端末支柱の地上部の下部に固定し、他端を前記中間支柱の上部に固定して、両者を連結した引張材と、を備え、
   前記端末支柱の上部と前記中間支柱の地上部の下部とを連結する引張材を備えず、
   前記端末支柱、前記耐圧材、および前記引張材によって、前記端末支柱の柵中央方向への傾倒を抑制する、補強三角枠を構成したことを特徴とする、
   防護柵の補強構造。
2. 前記耐圧材が、前記端末支柱の上部と前記中間支柱の上部とを結合した鋼管材であることを特徴とする、請求項１に記載の防護柵の補強構造。
3. 前記引張材の端部又は中間部に、緩衝装置を介在させたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の防護柵の補強構造。
4. 両端部に立設した２本の端末支柱と、
   前記２本の端末支柱の間に立設した複数の中間支柱と、
   前記端末支柱及び前記端末支柱と隣り合う前記中間支柱の間、並びに隣り合う２本の前記中間支柱の間にそれぞれ横架した少なくとも上下２本の索状体と、
   前記上下２本の索状体の間に展張したネットと、を備え、
   前記端末支柱と前記端末支柱と隣り合う中間支柱との間にのみ、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の補強構造を構成したことを特徴とする、
   防護柵。