JP4170800B2 - 防護柵設置対応型擁壁ブロック - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、垂直壁と底盤とがＬ字形またはＴ字形等略垂直に一体成型された通称Ｌ型擁壁ブロックに関し、垂直壁の天端部分に防護柵の構成部材である支柱を挿入できるポケットを設け、このポケットに防護柵支柱を建立し、この間に横ビームを結合して車両の衝突時における転落防止機能を備えた車両用防護柵を設置可能の防護柵設置対応型擁壁ブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、道路路側に沿って設置される防護柵は、基盤コンクリートに支柱を立て、その内側に波状鋼板等のレール部材を張って建設されていた。基盤コンクリートに支柱挿入用の穴を穿設し、これに支柱を立てる場合と、基盤コンクリート投設時に支柱挿入用の穴を形成し、これに支柱を立てる場合がある。
【０００３】
これら、従来よりの防護柵の設置では、多くの場合、後付けで、車両の衝突に対し、十分品質保証するのが難しい。また、品質保証できる設計をするためには、現場コンクリート投設によるしかなく、これが難しい場所もあり、さらに工期が長引く欠点がある。
【０００４】
そこで、現場を選ばず工期短縮できる手段として、通称Ｌ型擁壁ブロックに支柱立設可能なポケット孔を設けた防護柵設置対応型の擁壁ブロックが提案されるようになってきた。
【０００５】
従来の防護柵設置対応型擁壁ブロックの例としては、例えば特開２００２―３０９５９４号公報（ガードレール用基礎構造及びその構築方法）に示されるものの例がある。
【０００６】
この公報には、単位ブロックをガードレールの長手方向に沿って相互に連結し、一体的な高強度擁壁構造を得る点と、各ブロックにガードレールの支柱を建て込むためのポケットを設けること等が示されている。
【０００７】
しかしながら、これら従来より提案されている防護壁設置対応型の擁壁ブロックにあっては、高強度擁壁構造の剛性防護柵となり実際の衝突時に生ずる防護柵の変形量に対する配慮が何ら為されておらず、防護柵の機能が果せず実用的でないという問題点があった。
【０００８】
例えば、上記公報の図３に示されるように、天端部における支柱支持部分が擁壁部分より外方に突出されており、支柱内側に設置されるガードレールのビームが擁壁外表面と略一致した位置となるよう設計されている。これでは、防護柵が変形性防護柵とした時に、衝突時の最大進入行程が３０ｃｍとなる場合、変形した防護柵の内側に路面から大きく外れた空間が作られ、その空間にタイヤが嵌り、タイヤの勢でビームを押し倒してガードレール全体を破壊し、時としてそのまま転落させてしまう恐れが生ずる。或は、タイヤが空間に嵌ることによる急停車によって、車両に過大な衝撃荷重を与え、乗員の死亡事故等に繋がる恐れがある等防護柵としての機能確保ができない問題を招く。
【０００９】
そもそも、防護柵設置対応型擁壁ブロックの条件について示すと、第一に、車両の衝突時に防護柵が突破されないこと、また、その際、破損した部材の一部が飛散しないことが必要である。また、第二に、設置された防護柵は、車両衝突時に脱輪等によって車両が急停車することなく、防護柵に沿って円滑に離れるよう安全に離脱誘導させることが必要である。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−３０９５９４号公報、第１頁、図３
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術に鑑みてなされたのもで、防護柵衝突時に脱輪等による車両の急停車をなくし安全に誘導させることができる防護柵設置対応型擁壁ブロックを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、多数の衝突実験を繰り返し行い、多数の衝突実験データを得た上で、特許請求の範囲に記載の通りの防護柵設置対応型擁壁ブロックを構成した。
【００１３】
本発明の防護柵設置対応型擁壁ブロックは、垂直壁と、これと略直交する底盤とを有すると共に、前記垂直壁の天端部またはその背後近傍に支柱収納用のポケットを有し、道路路側に沿って列状に連結されて配列され、前記ポケットに立設された支柱の内側にビームを張って防護柵を形成するプレキャストコンクリート製の防護柵設置対応型擁壁ブロックであって、
前記相隣り合う各ブロックの垂直壁を継ぎ手金具によって、底盤を継ぎ手金具によってそれぞれ相互に独立して結合する一方、
前記擁壁ブロックの天端部は、前記ポケットに立設される支柱の外表面位置ＰＰを基準として衝突時の最大進入行程ＭＡＸＬで定まる傾斜変形時の防護柵と接触し合うタイヤ痕跡検証位置ＰＴより外側の安全位置ＰＮまで拡幅された形状となっていることを特徴とする。
【００１４】
本発明では、垂直壁の両端部をつなぐ継ぎ手金具と垂直壁と略直交する底盤の両端部をつなぐ継ぎ手金具による固定梁構造によって従来の土圧対応専用に限られた擁壁ブロックを、衝突荷重にも対応できる防護柵設置対応型としたことが1つの特徴である。
【００１５】
一方、通常ガードレールと呼称されるものには、機能上の区分として変形性防護柵と剛性防護柵とがある。ここで変形性防護柵は、変形を許容することによって、衝突車両のエネルギーを一定の範囲で車両の衝突時の加速度エネルギーの吸収機能の強化を図るものである。従って、衝突時にある程度の変形量が許容されており、これを最大進入行程として表し、日本道路協会が平成１０年１１月に定めた防護柵の設置基準で、コンクリート構造物上に設置される変形性防護柵における最大進入行程は３０ｃｍであると規定されている。
【００１６】
ここに、ビーム最外位置ＰＭＡＸ、及びビーム構造により定まる一定寸法ΔＬ等として示すモデル数値は、実験により求める以外ない。本発明者らは、擁壁ブロックの上端部に「Ｂ種防護柵」を設置した後、規定の性能実験方法に準じて多数の衝突実験を行った。その結果、衝突車両の挙動は全て規定の範囲内であって、例えば基準値とされる防護柵から円滑に離れるよう離脱させる離脱速度所定の角度をもって離れるよう離脱させる離脱角度の範囲内で安全に誘導し、路外逸脱による脱輪もなく防護柵も突破されない、即ち転落の恐れがないことを確認し、また、設置した擁壁ブロック部分が転倒したり、前面に滑動もしくは傾斜、破損、などを生じないことを確認した。
【００１７】
従って、本発明の防護柵設置型擁壁ブロックによれば、車両の衝突によって、当該ブロックが転倒又は滑動し、或は、擁壁ブロックが部分破壊を起こすことなどが原因となって防護柵が突破されず、また、その際、破損した部材の一部が飛散せず、衝突車両が脱輪などにより急停車することなく、防護柵に与えられた性能規定、つまり規定を満足する離脱速度と、離脱角度をもって防護柵から安全に離脱誘導できる。
【００１８】
前記底盤の継ぎ手金具は連結体ＢＯＸによって、湿った土中にあっても金具の耐久性を永続できる。
【００２１】
なお、ビームの最外位置ＰＭＡＸは、最大進入行程ＭＡＸＬに誤差を加味した値である。即ち、最大進入行程は、全設計に対して論ぜられるべきであるから、実験により定まる誤差を規定値、例えば３０ｃｍに、誤差として例えば２ｃｍを加えた値で計算されなければならない。
【００２２】
ビームの構造により定まる一定寸法ΔＬは、ビームがたとえば波状鋼板である場合、これが衝突され、潰れたときの平面幅として、例えば２ｃｍ等と実験値により得られる。
【００２３】
タイヤ痕跡検証位置ＰＴは、実験により実タイヤ痕跡で実証されるが、計算上は前記ビームの最外位置ＰＭＡＸと略一致する値として求められる。衝突車両のタイヤが、仮にビームと平行になった場合には、その痕跡は計算上のものと一致する。
【００２４】
以上により、最大進入行程ＭＡＸＬで規定される変形性防護柵において、想定最大荷重で衝突が生じた場合、衝突車両のタイヤは、絶対にタイヤ痕跡検証位置より外に出る可能性が無く、安全が確保される。
【００２５】
実証によると、防護柵が最大進入行程を３０ｃｍとする変形性防護柵であり、ビームが波状鋼板である場合、前記支柱の外表面位置ＰＰと、前記安全位置ＰＮとの間の設計距離Ｎは、Ｎ≧８ｃｍが必要で、好ましくはＮ≧１１ｃｍである。
【００２７】
また、さらに、本発明の防護柵設置対応型擁壁ブロックでは、前記プレキャストコンクリートには、その上端位置から前記支柱の底部より深い位置にかけて土圧対応の主鉄筋に加えて衝突強度対応用の主鉄筋を追加して設け、
各擁壁ブロックの背面で前記衝突強度対応用の主鉄筋の終端位置付近には、相隣り合う擁壁ブロックに対し相互を連結して拘束する継ぎ手金具が設けられる。さらに、これら主鉄筋は、両端固定端に対して延伸されるので、前記３方向固定梁構造が確実なものとなり、丈夫で耐久性の有る防護柵設置対応型擁壁ブロックとすることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の防護柵設置対応型擁壁ブロックの１例を示す斜視図である。図２は、図１のものに対し、支柱を含め、道路に設置した状態で示す側面図である。図３はその内1つの擁壁ブロックを中心として、路側に沿って複数連結配置した状態で示す平面モデルである。
【００２９】
図１及び図２に示すように、本発明の防護柵設置対応型擁壁ブロック１は、その天端部２の高さを路面３に合わせて設置している。
【００３０】
擁壁ブロック１は、垂直壁４と、これと略直交する底盤５とを有すると共に、前記垂直壁４の天端部２又はその背後近傍に支柱収納用ポケット６を有し、道路路側に沿って列状に継ぎ手金具７、８を介して連結されて配置されている。垂直壁４の継ぎ手金具７については図５〜図８で詳細に説明する。底盤５の継ぎ手金具については、図４で詳細に説明する。前記ポケット６に立設された支柱９の内側に、例えば波状鋼板によるビーム１０を張って防護柵を設置可能としている。
【００３１】
前記底盤５は、カーブ対応のため、垂直壁４の位置から遠ざかるにつれて狭小化される。底盤間に生ずるクリアランスＣ１、Ｃ２には、セメントを詰めない。このため、所要の土圧による抵抗モーメントを得るため、底盤５の長さを寸法Δ５Ｌだけ延長し、クリアランス相当の不足する抵抗モーメントを補うようにしている。これにより、クリアランスへのセメント詰めが不要となり、水捌けを良くし、かつ、設置コストの低下を図ることができる。
【００３２】
前記支柱９は、ポケット６に挿入され、モルタル等充填によって垂直に固定される。前記支柱９の最外位置をＰＰとする。前記天端部２の最外位置は、安全位置ＰＮで定める。両位置ＰＰ、ＰＮ間の距離をＮとする。この距離Ｎを適切に定めたことが本発明の1つの特徴点である。即ち、距離Ｎ、位置ＰＰ、ＰＮは、車両がビーム１０に衝突し、防護柵の設置基準となる最大進入行程ＭＡＸＬを呈したとき、支柱９及びビーム１０は、２点鎖線で示すように傾倒し、支柱間に位置するビーム１０は外方へ突出するが、当該車両のタイヤ１１は、その間に生ずる空間に嵌る、即ち脱輪することなく、安全位置ＰＮより外へは絶対出ない構成となっている。
【００３３】
図３のモデルを用いて、位置ＰＮ、寸法Ｎの重要性を詳細に説明する。まず、擁壁ブロック１が路側に沿って配列され、継ぎ手金具７、８等を用いて列状に連結されている。これらモデルは、本発明者等が所有する実験場において、実際の道路設備と同様の設備として建設され、６０点以上の計測ひずみゲージを用い、衝突によりもたらされる構造物の挙動を調べつつ実験している。前記擁壁ブロック１のポケット６には支柱９が立設され、その内側にビーム１０を張り、実車として大型トラックを所定の進入角度及び速度で衝突させ、繰り返しの実験を行っている。
【００３４】
図３において、トラックがビーム１０に衝突すると、変形性防護柵である支柱９は傾倒し、支柱９、９の中間位置、即ち継ぎ手部分では、ビーム１０が外方に押し出され、最大進入行程ＭＡＸＬが具現化される。このときのタイヤ痕跡は、進入角度が６０°の場合には路面３の内側に位置するが、進入角度を種々変えて道路進行方向と略平行なときの痕跡までも含めてタイヤ痕跡最外位置ＰＴを求めると、潰されたビーム１０の内側位置と略一致する。計算のものは２ｃｍ程度外側に位置するが、この値は安全係数の一部とみて、計算上の値をタイヤ痕跡検証位置ＰＴとする。これに、さらに、安全係数ΔＳ（１〜２ｃｍ）を加えて安全位置ＰＮを定める。これにより、波状鋼板を使用した変形性防護柵で、最大進入行程３０ｃｍのとき、支柱外側位置ＰＰと安全位置ＰＮとの間の距離Ｎを、Ｎ≧８ｃｍ、好ましくはＮ≧１１ｃｍと求めた。
【００３５】
このＮ値を用いて擁壁ブロック１をプレキャストすれば、図１に示す状態にて、最大進入行程ＭＡＸＬのときタイヤ１１は路面３の延長上に残るようになり、ビーム１０で受け止められて転落等の事故に発展する恐れがない。また、タイヤ１１が嵌り込む空間が作られる恐れがない。
【００３６】
図１に示すように、垂直壁４の天端面は、必ずしも面一に作る必要は無い。天端部２の最外位置ＰＮを守れば良い。図示の擁壁ブロック１では、箱部１２の天端高さを垂直壁４の天端高さと一致させ、また、垂直壁４の天端部２は、高さ幅Ａにおいて幅Ｂだけ拡幅した例で示している。距離Ｎは、１〜２ｃｍの安全係数ΔＳが含まれるので、これを無闇に大きくする必要はない。実用的には、天端部の最外位置は、設計上の指定安全距離をＮ＝１１ｃｍとして、これより±１〜３ｃｍの範囲、即ち８〜１３ｃｍとして本発明の設計とする。いわば丁度（ＪＵＳＴ）Ｎとする。
【００３７】
図４に詳細に示すように、前記継ぎ手金具８は、底盤５に設けた切欠け部１３内に金具本体１４を潜在させるようになっている。被り厚さＤは少なくとも１５ｍｍ、部材厚みによっては２０ｍｍ以上とする。これにより、継ぎ手金具８の金属部分は、厚さ１５〜２０ｍｍのコンクリート又はモルタル内に潜在するので数十年の長期に亘って錆びず、高度の連結機能を果すことができる。
【００３８】
さらに本例では、金具本体１４を潜在させるに止まらず、金具１４、１４間を連結する鉄筋１５をも潜在させるものとし、前記切欠け部１５の内側で前期金具本体１４を挟み込む形で一体の型枠を立て、モルタル又はコンクリート等セメントを打ち、図１に示したような箱状の連結体ＢＸを形成するようになっている。鉄筋１５の両端には、ねじが切られ、ナット掛けによって金具１４間を固定できる。金具１４の形状を適切とし、かつ鉄筋１５の数を複数とすることにより、連結体ＢＸの連結強度を所要のものにすることができる。
【００３９】
図４に示した継ぎ手構造により、金具類をセメント内に潜在させた高強度の連結構造とすることができ、３方向固定梁構造を確実なものとすることができる。
【００４０】
図５〜図８は、前記継ぎ手金具７の具体例を示す説明図である。図５に示すように、本例の継ぎ手金具７は、Ｕ字形の本体１６を有し、その底部にボルト締結用の穴１７を有し、両端アーム部分にプレキャストコンクリート中への生め込み固定用の鉄筋１８を備え、かつアーム部１９−１、１９−２の一方１９−２の外側には、ねじ穴方向をＵ字面と直交させて1つのナット部材２０が溶接止めされている。一対の継ぎ手金具７は、後で図７及び図８で詳細に示すように、一方のものを図５に示す通りに配置した場合、他方のものは、同一平面上で１８０°旋回させて穴１７を相互に対峙させる形で使用される。
【００４１】
図６は、図５に示す継ぎ手金具７一対に対応して使用される矩形の平板状連結金具２１に関する。厚みは９ｍｍ以上１２ｍｍ程度の高強度のものが使用される。平板状連結金具２１の対面位置には、前記一対の継ぎ手金具７の前記ナット部材２０に対応すべく、一対のボルト穴２１Ｈが明けられている。また、上面の中間位置には、ここからモルタルを注入するため、幅５〜１０ｃｍにわたり正面から見て略Ｖ字形のモルタル注入口２１Ｖが設けられている。さらに、前記ナット部材２０が位置する方向には、前記モルタル中に埋設されて相互を強固に保持させるための補強鉄筋２１Ｔが、その両端を末広がりの形で外方（モルタル内面）に突出するよう突設されている。
【００４２】
図７及び図８に示すように、図５で示した継ぎ手金具７は、各擁壁ブロック１Ａ、１Ｂに、Ｕ字形の底部を夫々対峙させ、Ｕ字開口面が夫々開口された態様で、かつナット部材２０のねじ穴方向を擁壁内側面に向けた形で埋設される。従って、この状態で穴１７は同一方向に対峙開口しており、両継ぎ手金具７の夫々の開口部を介して締結ボルト２２及び締結ナット２３で相互に締結できる。このとき、ナット部材２０のねじ面が擁壁ブロック１Ａ、１Ｂの内側に臨んでいる。そこで、これらナット部材２０に対し、図６で示した平板状連結金具２１を介し、連結ボルト２４を用いて相互の連結を行うことができる。その後、モルタル注入口２１Ｖからモルタルを注入し、補強鉄筋２１Ｔを含めてモルタル中に埋設し、相互を強固に固定保持する。
【００４３】
図７及び図８に示すように、継ぎ手金具７を用いての各擁壁ブロック１Ａ、１Ｂの連結状況から明らかなように、本例では、締結ボルト２２による連結力に加え、連結ボルト２４による連結力が加勢する。連結ボルト２４による連結力は、擁壁ブロック４Ａ、４Ｂ相互の曲がりやずれ、或は反りを一切防止できる。また、締結ボルト２２と協働して、全体を剛性化する。従って、ビーム１０に衝突荷重が加わったとき、隣の擁壁ブロックから伝わる力を確実に受け止め、全体擁壁で荷重支持することが可能となり、丈夫な擁壁構造とすることができる。
【００４４】
図９及び図１０は、防護柵設置対応型擁壁ブロック１のカーブ対応方式を示す平面説明図である。図９は外カーブの場合を、図１０は、内カーブの場合を示す。
【００４５】
図９に示すように、本発明の擁壁ブロック１（１Ｒ、１Ｌ）は垂直壁４の前面を外カーブＣＶＯに合わせて配置可能にするため、底盤５の幅を垂直壁４との交点から遠ざかるにつれて寸法Ｌ１からＬ２へ狭小化している。両擁壁ブロック１Ｒ、１Ｌの両端は、垂直壁４に対しては、継ぎ手金具７を用いて接合され、底盤５に対しては、継ぎ手金具８を用いて接合される。底盤面積は、土圧による抵抗モーメントを十分取れるよう定めている。従って、完全な３方向固定梁構造が形成され、転倒、滑動、破壊の無い強固な構造とすることができる。
【００４６】
図１０に示すように、内カーブＣＶＩの対応では、擁壁ブロック１Ｒ、１Ｌ間にクリアランスＣ１、Ｃ２が生じるが、ここにはセメント詰めは行わない。土圧による十分な抵抗モーメントが得られるよう、底盤５の受圧面積を設定している。セメント詰めにより受圧面積を確保するのは好ましくない。図９に示すような配置では、そもそもセメント詰めすることが困難であり、現場施工で場合によっては不良、即ち受圧面積不足が生じ得るからである。底盤５の継ぎ手金具８、８間の接合は、鉄筋１５を用い、これら金具は全てセメント内に潜在させるので、水分多くとも耐久性が高く、高強度の梁構造とすることができる。
【００４７】
図１１は、本発明の他の実施の形態に係る防護柵設置対応型擁壁ブロック２５の斜視図である。本擁壁ブロック２５は、図３に示したものに対し、天端部２６の形状と、両端連結方式とが異なる。
【００４８】
本擁壁ブロック２５は、垂直壁２７と、これと直交する底盤２８とを有し、垂直壁２７の中央縦方向に沿っては、ポケット６を収納するための箱部１２が形成されている。ポケット６の最外位置は、垂直壁２７の内面位置と略一致されて形成されている。天端部２６は、箱部１２中央部分に設けたポケット６に挿入設置される支柱９（図３参照）の外表面位置から安全距離Ｎ、Ｍを確保すべく、最外形状が定められている。即ち、支柱９、９間の中央位置となる両端部では、支柱９の外表面位置に対し安全値Ｎを確保できる位置とされ、支柱９付近では、これより小さな距離Ｍとして、両位置ＰＮ、ＰＭを円弧で結んだ形とされている。これにより、天端部２６の平面形状は、波状となる。これらにより、意匠的に優れた、軽量の擁壁ブロック２５となる。
【００４９】
直交する垂直壁２７と底盤２８との間で、両端部から僅かの距離を控えて両内側には、補強及び連結を行うための一対の三角板状の内フランジ２９、３０が形成されている。両、内フランジ２９、３０の上下かつ前後には連結ボルト１４挿入用の円形貫通孔３１が連結方向に明けられている。
【００５０】
図１２に示すように、複数の擁壁ブロック２５は、道路路側に沿って列状に配置され、対向する内フランジ２９、３０の貫通孔に長い連結ボルト３２を挿通してナット３３を掛けることにより、ブロック相互を強固に連結することができる。
【００５１】
図１３及び図１４は、本発明の擁壁ブロック１、２５についてモデルを使って鉄筋配置の実施形態を示す平面図及び道路内側から見た正面図である。図示のように、擁壁ブロック１の底盤５及び垂直壁４には、土圧対応用の鉄筋３２が配筋される。加えて、本発明では、例えば擁壁ブロック１の上端から900ｍｍの深さにかけて支柱９の装着用のポケット６より外方位置に衝突強度対応用の主鉄筋３３が配筋される。主鉄筋３３は、両端を内側に曲げた直線状鉄筋３３−１と、ポケット６を外方へ迂回した迂回鉄筋３３−２とに分けられる。直線状鉄筋３３−１と迂回鉄筋３３−２は交互に配筋される。主鉄筋３３の両端位置で擁壁ブロック１の背面側には図５〜図８で示した継ぎ手金具７が配置される。
【００５２】
鉄筋３３−１、３３−２については図示のものに限定されず、より効果を高めるべく各種配筋できる。例えば、鉄筋４本のうち、２本は支柱の外回りとし、残り２本は内回りとし、外回りの鉄筋を上側、内回りの鉄筋を支柱の受圧部分の下側に配筋することができる。このようにすれば、衝突荷重は、上部において外回り鉄筋で受け、下部において内側で受け、少ない鉄筋で高強度とすることができる。
【００５３】
以上の構成の主鉄筋３３及び継ぎ手金具７の配置において、支柱９及びポケット６を介して擁壁ブロック１に衝突荷重のような点荷重が加わると、垂直壁４の接触面と、擁壁ブロック１の両端固定端の３方向固定梁構造をモデル化することができ、衝突荷重の耐圧構造をフラットバー等による強制耐圧壁同様に計算により解明することが可能となる。
【００５４】
本実施の形態では、主鉄筋３３を、直線状鉄筋３３−１と迂回鉄筋３３−２に分け構成するので、相互補強効果を保ち、比較的少ない量の鉄筋で大きな耐久性向上効果を果すことができる。また、継ぎ手金具７を、主鉄筋３３の両端位置付近に設けたので、３方向固定梁構造を確実に構成でき、耐久力の有る衝突強度対応型の土留擁壁構造と成すことができる。
【００５５】
以上示した防護柵設置対応型擁壁ブロック１の実施例を示すと、衝突時、瞬間的にこの衝突対応鉄筋３３の１本当り作用する応力度は、約800ｋｇの引っ張り応力が働く。そこで、衝突荷重対応鉄筋３３−１、３３−２としては、直径１３ｍｍの鉄筋を４本程度の使用を推奨する。このとき、両端の継ぎ手金具７には最低でもそれぞれ3200ｋｇ乃至4000ｋｇのせん断応力が働く。従って、片側１個の継ぎ手金具７は安全を考慮して、約４ｔの衝突によるせん断荷重に耐える構造が必要である。
【００５６】
そこで、本発明の擁壁ブロック１を、次の条件▲１▼〜▲６▼を具備して構成した。
【００５７】
▲１▼擁壁ブロック１、２５の両端には、両端固定金具７、８を備えており、その金具はそれぞれ隣接する擁壁ブロックとの合結合時において４ｔ以上のせん断応力に耐える構造とした。
【００５８】
▲２▼継ぎ手金具７を両固定端とする衝突荷重対応の鉄筋は、図１３及び図１４に示す３３−１及び３３−２のような形態で配置されており、これらの鉄筋は４ｔ以上の許容応力度が得られるよう配置した。
【００５９】
▲３▼擁壁ブロック１、２５の天端には、設置された後の防護柵のビーム１０中央位置付近において少なくとも３０センチメートル以上の最大進入工程相当幅が確保できる位置に支柱装着ポケット６を設けた。
【００６０】
▲４▼底盤５には、その両側に切欠け構造１３に対応するための継ぎ手金具８が設けてあり、この継ぎ手金具８は結合の後において、少なくとも２ｔ以上の衝撃に耐えられるせん断応力度を備える構造とした。
【００６１】
▲５▼垂直壁４との交点付近の底盤５の幅Ｌ１及び底盤末端部幅Ｌ２との関係を、Ｌ１＞Ｌ２として、カーブ対応とした。
【００６２】
▲６▼クリアランスＣ１、Ｃ２には、セメント詰めを行って受圧面積を確保するのは止め、各種カーブに対応して、セメント詰めしなくても十分な受圧面積を確保するよう底盤５を設計した。
【００６３】
本実施例による擁壁ブロック１では、垂直壁４の両端部に設ける継ぎ手金具７に衝突時に想定される相応の応力度が負担可能な構造をもってこれを固定端とし、更には垂直壁４と略直交する底盤５部分をもう１つの固定端として、いわゆる３方向固定梁構造とし、従来の土圧対応専用に限られた擁壁ブロックを、衝突荷重にも対応できる防護柵設置対応型とすることができた。
【００６４】
本実施例の擁壁ブロック１によれば、車両の衝突によって、当該ブロックが転倒又は滑動し、或は、擁壁ブロックが部分破壊を起こすことなどが原因となって防護柵が突破されない。また、その際、破損した部材の一部が飛散しない。また、設置された防護柵は、衝突車両が脱輪などにより急停車することなく、防護柵に与えられた性能規定、つまり規定を満足する離脱速度と、離脱角度をもって防護柵から安全に離脱誘導できる。
【００６５】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計的変更を行うことができ、各種態様で実施できる。
【００６６】
【発明の効果】
以上の通り、本発明は、垂直壁を継ぎ手金具によって、底盤を継ぎ手金具によってそれぞれ相互に結合した防護柵設置対応型擁壁ブロックであるので、車両の衝突によって、当該ブロックが転倒又は滑動し、或は、擁壁ブロックが部分破壊を起こすことなどが原因となって防護柵が突破されない。また、その際、破損した部材の一部が飛散しない。また、設置された防護柵は、衝突車両が脱輪などにより急停車することなく、防護柵に与えられた性能規定、つまり規定を満足する離脱速度と、離脱角度をもって防護柵から安全に離脱誘導できる。また、本発明は、擁壁ブロックの天端部を車両衝突時の最大進入行程ＭＡＸＬで定まるタイヤ痕跡検証位置ＰＴより外側の安全位置ＰＮ まで拡幅した形状であるので、衝突車両のタイヤが天端部から外へ飛び出すことがなく、衝突車両を確実にビームで受け止めて、転落事故や乗員死亡事故に発展するのを未然に防止することができる。
【００６７】
前記防護柵が最大進入行程を３０ｃｍとする変形性防護柵である場合、前記支柱の外表面位置と、前記安全位置との間の距離Ｎを、Ｎ≧８ｃｍとするので、有効幅が確保され、想定最大荷重の範囲でタイヤが天端部外側に食み出すことがなく、衝突車両を確実にビームで受け止めて、転落事故に発展するのを未然に防止することができる。
【００６９】
また、擁壁ブロック同士を相互に連結する底盤間の継ぎ手金具を、連結体ＢＯＸ内に埋設することで継ぎ手金具の耐久性を確実に伸ばすことができる。
【００７０】
しかも、プレキャストコンクリートは、その上端位置から前記支柱の底部より深い位置にかけて土圧対応の主鉄筋に加えて衝突強度対応用の主鉄筋を追加して設ければ、比較的厚みが薄く、軽量の擁壁ブロックとすることができ、かつ支柱に加わる衝突加重に十分に耐えることができ、高強度、軽量の擁壁ブロックとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る防護柵設置対応型擁壁ブロックの斜視図である。
【図２】道路に設置した状態で示す図１の左側面図である。
【図３】図１に示す擁壁ブロックの、波状鋼板によるレール部材を用いた防護柵を設置した状態で示す平面モデルである。
【図４】本発明の一実施形態に係る防護柵設置対応型擁壁ブロックの底盤部分の継ぎ手構造の一例を示す斜視図である。
【図５】図１に示す垂直壁の継ぎ手金具の構造を示す斜視図である。
【図６】図５に示す継ぎ手金具の付属部品としての平板状連結金具を示す斜視図である。
【図７】図５に示す継ぎ手金具の接合状態を示す正面説明図である。
【図８】図５に示す継ぎ手金具の接合状態を示す平面説明図である。
【図９】外カーブ対応方式を示す平面説明図である。
【図１０】内カーブ対応方式を示す平面説明図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る防護柵設置対応型擁壁ブロックの斜視図である。
【図１２】図９に示す擁壁ブロックを連結した状態で示す平面説明図である。
【図１３】本発明の擁壁ブロックに適用される鉄筋配筋状態を示す平面図である。
【図１４】図１１に示す擁壁ブロックの正面説明図である。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ、２５ 擁壁ブロック
２、２６ 天端部
３ 路面
４、２７ 垂直壁
５、２８ 底盤
６ ポケット
７、８ 継ぎ手金具
９ 支柱
１０ ビーム
１１ タイヤ
１２ 箱部
１３ 切欠け部
１４ 継ぎ手金具の本体
１５ 継ぎ手の鉄筋
１７ ボルト締結用の穴
１８ 埋込み固定用の鉄筋
１９−１、１９−２ アーム部
２０ ナット部材
２１ 平板状連結金具
２１Ｈ ボルト穴
２１Ｖ モルタル注入口
２１Ｔ 補強鉄筋
２２ 締結ボルト
２３ 締結ナット
２４ 連結ボルト
２９、３０ 内フランジ
３１ 貫通孔
３２ 土圧対応用の主鉄筋
３３（３３−１、３３−２） 衝突強度対応用の主鉄筋
ＭＡＸＬ 最大進入行程
ＰＢ ビームの最外位置
ＰＰ 支柱の外表面位置
ΔＬ 一定寸法
ＰＴ タイヤの痕跡検証位置
ΔＳ 安全係数
ＰＭＡＸ ビームの最外位置
ＰＮ 安全位置
Ｎ 設計距離
Ａ、Ｂ、Ｄ 寸法
Ｌ１、Ｌ２ 底盤の幅
【発明の属する技術分野】
本発明は、垂直壁と底盤とがＬ字形またはＴ字形等略垂直に一体成型された通称Ｌ型擁壁ブロックに関し、垂直壁の天端部分に防護柵の構成部材である支柱を挿入できるポケットを設け、このポケットに防護柵支柱を建立し、この間に横ビームを結合して車両の衝突時における転落防止機能を備えた車両用防護柵を設置可能の防護柵設置対応型擁壁ブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、道路路側に沿って設置される防護柵は、基盤コンクリートに支柱を立て、その内側に波状鋼板等のレール部材を張って建設されていた。基盤コンクリートに支柱挿入用の穴を穿設し、これに支柱を立てる場合と、基盤コンクリート投設時に支柱挿入用の穴を形成し、これに支柱を立てる場合がある。
【０００３】
これら、従来よりの防護柵の設置では、多くの場合、後付けで、車両の衝突に対し、十分品質保証するのが難しい。また、品質保証できる設計をするためには、現場コンクリート投設によるしかなく、これが難しい場所もあり、さらに工期が長引く欠点がある。
【０００４】
そこで、現場を選ばず工期短縮できる手段として、通称Ｌ型擁壁ブロックに支柱立設可能なポケット孔を設けた防護柵設置対応型の擁壁ブロックが提案されるようになってきた。
【０００５】
従来の防護柵設置対応型擁壁ブロックの例としては、例えば特開２００２―３０９５９４号公報（ガードレール用基礎構造及びその構築方法）に示されるものの例がある。
【０００６】
この公報には、単位ブロックをガードレールの長手方向に沿って相互に連結し、一体的な高強度擁壁構造を得る点と、各ブロックにガードレールの支柱を建て込むためのポケットを設けること等が示されている。
【０００７】
しかしながら、これら従来より提案されている防護壁設置対応型の擁壁ブロックにあっては、高強度擁壁構造の剛性防護柵となり実際の衝突時に生ずる防護柵の変形量に対する配慮が何ら為されておらず、防護柵の機能が果せず実用的でないという問題点があった。
【０００８】
例えば、上記公報の図３に示されるように、天端部における支柱支持部分が擁壁部分より外方に突出されており、支柱内側に設置されるガードレールのビームが擁壁外表面と略一致した位置となるよう設計されている。これでは、防護柵が変形性防護柵とした時に、衝突時の最大進入行程が３０ｃｍとなる場合、変形した防護柵の内側に路面から大きく外れた空間が作られ、その空間にタイヤが嵌り、タイヤの勢でビームを押し倒してガードレール全体を破壊し、時としてそのまま転落させてしまう恐れが生ずる。或は、タイヤが空間に嵌ることによる急停車によって、車両に過大な衝撃荷重を与え、乗員の死亡事故等に繋がる恐れがある等防護柵としての機能確保ができない問題を招く。
【０００９】
そもそも、防護柵設置対応型擁壁ブロックの条件について示すと、第一に、車両の衝突時に防護柵が突破されないこと、また、その際、破損した部材の一部が飛散しないことが必要である。また、第二に、設置された防護柵は、車両衝突時に脱輪等によって車両が急停車することなく、防護柵に沿って円滑に離れるよう安全に離脱誘導させることが必要である。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−３０９５９４号公報、第１頁、図３
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術に鑑みてなされたのもで、防護柵衝突時に脱輪等による車両の急停車をなくし安全に誘導させることができる防護柵設置対応型擁壁ブロックを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、多数の衝突実験を繰り返し行い、多数の衝突実験データを得た上で、特許請求の範囲に記載の通りの防護柵設置対応型擁壁ブロックを構成した。
【００１３】
本発明の防護柵設置対応型擁壁ブロックは、垂直壁と、これと略直交する底盤とを有すると共に、前記垂直壁の天端部またはその背後近傍に支柱収納用のポケットを有し、道路路側に沿って列状に連結されて配列され、前記ポケットに立設された支柱の内側にビームを張って防護柵を形成するプレキャストコンクリート製の防護柵設置対応型擁壁ブロックであって、
前記相隣り合う各ブロックの垂直壁を継ぎ手金具によって、底盤を継ぎ手金具によってそれぞれ相互に独立して結合する一方、
前記擁壁ブロックの天端部は、前記ポケットに立設される支柱の外表面位置ＰＰを基準として衝突時の最大進入行程ＭＡＸＬで定まる傾斜変形時の防護柵と接触し合うタイヤ痕跡検証位置ＰＴより外側の安全位置ＰＮまで拡幅された形状となっていることを特徴とする。
【００１４】
本発明では、垂直壁の両端部をつなぐ継ぎ手金具と垂直壁と略直交する底盤の両端部をつなぐ継ぎ手金具による固定梁構造によって従来の土圧対応専用に限られた擁壁ブロックを、衝突荷重にも対応できる防護柵設置対応型としたことが1つの特徴である。
【００１５】
一方、通常ガードレールと呼称されるものには、機能上の区分として変形性防護柵と剛性防護柵とがある。ここで変形性防護柵は、変形を許容することによって、衝突車両のエネルギーを一定の範囲で車両の衝突時の加速度エネルギーの吸収機能の強化を図るものである。従って、衝突時にある程度の変形量が許容されており、これを最大進入行程として表し、日本道路協会が平成１０年１１月に定めた防護柵の設置基準で、コンクリート構造物上に設置される変形性防護柵における最大進入行程は３０ｃｍであると規定されている。
【００１６】
ここに、ビーム最外位置ＰＭＡＸ、及びビーム構造により定まる一定寸法ΔＬ等として示すモデル数値は、実験により求める以外ない。本発明者らは、擁壁ブロックの上端部に「Ｂ種防護柵」を設置した後、規定の性能実験方法に準じて多数の衝突実験を行った。その結果、衝突車両の挙動は全て規定の範囲内であって、例えば基準値とされる防護柵から円滑に離れるよう離脱させる離脱速度所定の角度をもって離れるよう離脱させる離脱角度の範囲内で安全に誘導し、路外逸脱による脱輪もなく防護柵も突破されない、即ち転落の恐れがないことを確認し、また、設置した擁壁ブロック部分が転倒したり、前面に滑動もしくは傾斜、破損、などを生じないことを確認した。
【００１７】
従って、本発明の防護柵設置型擁壁ブロックによれば、車両の衝突によって、当該ブロックが転倒又は滑動し、或は、擁壁ブロックが部分破壊を起こすことなどが原因となって防護柵が突破されず、また、その際、破損した部材の一部が飛散せず、衝突車両が脱輪などにより急停車することなく、防護柵に与えられた性能規定、つまり規定を満足する離脱速度と、離脱角度をもって防護柵から安全に離脱誘導できる。
【００１８】
前記底盤の継ぎ手金具は連結体ＢＯＸによって、湿った土中にあっても金具の耐久性を永続できる。
【００２１】
なお、ビームの最外位置ＰＭＡＸは、最大進入行程ＭＡＸＬに誤差を加味した値である。即ち、最大進入行程は、全設計に対して論ぜられるべきであるから、実験により定まる誤差を規定値、例えば３０ｃｍに、誤差として例えば２ｃｍを加えた値で計算されなければならない。
【００２２】
ビームの構造により定まる一定寸法ΔＬは、ビームがたとえば波状鋼板である場合、これが衝突され、潰れたときの平面幅として、例えば２ｃｍ等と実験値により得られる。
【００２３】
タイヤ痕跡検証位置ＰＴは、実験により実タイヤ痕跡で実証されるが、計算上は前記ビームの最外位置ＰＭＡＸと略一致する値として求められる。衝突車両のタイヤが、仮にビームと平行になった場合には、その痕跡は計算上のものと一致する。
【００２４】
以上により、最大進入行程ＭＡＸＬで規定される変形性防護柵において、想定最大荷重で衝突が生じた場合、衝突車両のタイヤは、絶対にタイヤ痕跡検証位置より外に出る可能性が無く、安全が確保される。
【００２５】
実証によると、防護柵が最大進入行程を３０ｃｍとする変形性防護柵であり、ビームが波状鋼板である場合、前記支柱の外表面位置ＰＰと、前記安全位置ＰＮとの間の設計距離Ｎは、Ｎ≧８ｃｍが必要で、好ましくはＮ≧１１ｃｍである。
【００２７】
また、さらに、本発明の防護柵設置対応型擁壁ブロックでは、前記プレキャストコンクリートには、その上端位置から前記支柱の底部より深い位置にかけて土圧対応の主鉄筋に加えて衝突強度対応用の主鉄筋を追加して設け、
各擁壁ブロックの背面で前記衝突強度対応用の主鉄筋の終端位置付近には、相隣り合う擁壁ブロックに対し相互を連結して拘束する継ぎ手金具が設けられる。さらに、これら主鉄筋は、両端固定端に対して延伸されるので、前記３方向固定梁構造が確実なものとなり、丈夫で耐久性の有る防護柵設置対応型擁壁ブロックとすることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の防護柵設置対応型擁壁ブロックの１例を示す斜視図である。図２は、図１のものに対し、支柱を含め、道路に設置した状態で示す側面図である。図３はその内1つの擁壁ブロックを中心として、路側に沿って複数連結配置した状態で示す平面モデルである。
【００２９】
図１及び図２に示すように、本発明の防護柵設置対応型擁壁ブロック１は、その天端部２の高さを路面３に合わせて設置している。
【００３０】
擁壁ブロック１は、垂直壁４と、これと略直交する底盤５とを有すると共に、前記垂直壁４の天端部２又はその背後近傍に支柱収納用ポケット６を有し、道路路側に沿って列状に継ぎ手金具７、８を介して連結されて配置されている。垂直壁４の継ぎ手金具７については図５〜図８で詳細に説明する。底盤５の継ぎ手金具については、図４で詳細に説明する。前記ポケット６に立設された支柱９の内側に、例えば波状鋼板によるビーム１０を張って防護柵を設置可能としている。
【００３１】
前記底盤５は、カーブ対応のため、垂直壁４の位置から遠ざかるにつれて狭小化される。底盤間に生ずるクリアランスＣ１、Ｃ２には、セメントを詰めない。このため、所要の土圧による抵抗モーメントを得るため、底盤５の長さを寸法Δ５Ｌだけ延長し、クリアランス相当の不足する抵抗モーメントを補うようにしている。これにより、クリアランスへのセメント詰めが不要となり、水捌けを良くし、かつ、設置コストの低下を図ることができる。
【００３２】
前記支柱９は、ポケット６に挿入され、モルタル等充填によって垂直に固定される。前記支柱９の最外位置をＰＰとする。前記天端部２の最外位置は、安全位置ＰＮで定める。両位置ＰＰ、ＰＮ間の距離をＮとする。この距離Ｎを適切に定めたことが本発明の1つの特徴点である。即ち、距離Ｎ、位置ＰＰ、ＰＮは、車両がビーム１０に衝突し、防護柵の設置基準となる最大進入行程ＭＡＸＬを呈したとき、支柱９及びビーム１０は、２点鎖線で示すように傾倒し、支柱間に位置するビーム１０は外方へ突出するが、当該車両のタイヤ１１は、その間に生ずる空間に嵌る、即ち脱輪することなく、安全位置ＰＮより外へは絶対出ない構成となっている。
【００３３】
図３のモデルを用いて、位置ＰＮ、寸法Ｎの重要性を詳細に説明する。まず、擁壁ブロック１が路側に沿って配列され、継ぎ手金具７、８等を用いて列状に連結されている。これらモデルは、本発明者等が所有する実験場において、実際の道路設備と同様の設備として建設され、６０点以上の計測ひずみゲージを用い、衝突によりもたらされる構造物の挙動を調べつつ実験している。前記擁壁ブロック１のポケット６には支柱９が立設され、その内側にビーム１０を張り、実車として大型トラックを所定の進入角度及び速度で衝突させ、繰り返しの実験を行っている。
【００３４】
図３において、トラックがビーム１０に衝突すると、変形性防護柵である支柱９は傾倒し、支柱９、９の中間位置、即ち継ぎ手部分では、ビーム１０が外方に押し出され、最大進入行程ＭＡＸＬが具現化される。このときのタイヤ痕跡は、進入角度が６０°の場合には路面３の内側に位置するが、進入角度を種々変えて道路進行方向と略平行なときの痕跡までも含めてタイヤ痕跡最外位置ＰＴを求めると、潰されたビーム１０の内側位置と略一致する。計算のものは２ｃｍ程度外側に位置するが、この値は安全係数の一部とみて、計算上の値をタイヤ痕跡検証位置ＰＴとする。これに、さらに、安全係数ΔＳ（１〜２ｃｍ）を加えて安全位置ＰＮを定める。これにより、波状鋼板を使用した変形性防護柵で、最大進入行程３０ｃｍのとき、支柱外側位置ＰＰと安全位置ＰＮとの間の距離Ｎを、Ｎ≧８ｃｍ、好ましくはＮ≧１１ｃｍと求めた。
【００３５】
このＮ値を用いて擁壁ブロック１をプレキャストすれば、図１に示す状態にて、最大進入行程ＭＡＸＬのときタイヤ１１は路面３の延長上に残るようになり、ビーム１０で受け止められて転落等の事故に発展する恐れがない。また、タイヤ１１が嵌り込む空間が作られる恐れがない。
【００３６】
図１に示すように、垂直壁４の天端面は、必ずしも面一に作る必要は無い。天端部２の最外位置ＰＮを守れば良い。図示の擁壁ブロック１では、箱部１２の天端高さを垂直壁４の天端高さと一致させ、また、垂直壁４の天端部２は、高さ幅Ａにおいて幅Ｂだけ拡幅した例で示している。距離Ｎは、１〜２ｃｍの安全係数ΔＳが含まれるので、これを無闇に大きくする必要はない。実用的には、天端部の最外位置は、設計上の指定安全距離をＮ＝１１ｃｍとして、これより±１〜３ｃｍの範囲、即ち８〜１３ｃｍとして本発明の設計とする。いわば丁度（ＪＵＳＴ）Ｎとする。
【００３７】
図４に詳細に示すように、前記継ぎ手金具８は、底盤５に設けた切欠け部１３内に金具本体１４を潜在させるようになっている。被り厚さＤは少なくとも１５ｍｍ、部材厚みによっては２０ｍｍ以上とする。これにより、継ぎ手金具８の金属部分は、厚さ１５〜２０ｍｍのコンクリート又はモルタル内に潜在するので数十年の長期に亘って錆びず、高度の連結機能を果すことができる。
【００３８】
さらに本例では、金具本体１４を潜在させるに止まらず、金具１４、１４間を連結する鉄筋１５をも潜在させるものとし、前記切欠け部１５の内側で前期金具本体１４を挟み込む形で一体の型枠を立て、モルタル又はコンクリート等セメントを打ち、図１に示したような箱状の連結体ＢＸを形成するようになっている。鉄筋１５の両端には、ねじが切られ、ナット掛けによって金具１４間を固定できる。金具１４の形状を適切とし、かつ鉄筋１５の数を複数とすることにより、連結体ＢＸの連結強度を所要のものにすることができる。
【００３９】
図４に示した継ぎ手構造により、金具類をセメント内に潜在させた高強度の連結構造とすることができ、３方向固定梁構造を確実なものとすることができる。
【００４０】
図５〜図８は、前記継ぎ手金具７の具体例を示す説明図である。図５に示すように、本例の継ぎ手金具７は、Ｕ字形の本体１６を有し、その底部にボルト締結用の穴１７を有し、両端アーム部分にプレキャストコンクリート中への生め込み固定用の鉄筋１８を備え、かつアーム部１９−１、１９−２の一方１９−２の外側には、ねじ穴方向をＵ字面と直交させて1つのナット部材２０が溶接止めされている。一対の継ぎ手金具７は、後で図７及び図８で詳細に示すように、一方のものを図５に示す通りに配置した場合、他方のものは、同一平面上で１８０°旋回させて穴１７を相互に対峙させる形で使用される。
【００４１】
図６は、図５に示す継ぎ手金具７一対に対応して使用される矩形の平板状連結金具２１に関する。厚みは９ｍｍ以上１２ｍｍ程度の高強度のものが使用される。平板状連結金具２１の対面位置には、前記一対の継ぎ手金具７の前記ナット部材２０に対応すべく、一対のボルト穴２１Ｈが明けられている。また、上面の中間位置には、ここからモルタルを注入するため、幅５〜１０ｃｍにわたり正面から見て略Ｖ字形のモルタル注入口２１Ｖが設けられている。さらに、前記ナット部材２０が位置する方向には、前記モルタル中に埋設されて相互を強固に保持させるための補強鉄筋２１Ｔが、その両端を末広がりの形で外方（モルタル内面）に突出するよう突設されている。
【００４２】
図７及び図８に示すように、図５で示した継ぎ手金具７は、各擁壁ブロック１Ａ、１Ｂに、Ｕ字形の底部を夫々対峙させ、Ｕ字開口面が夫々開口された態様で、かつナット部材２０のねじ穴方向を擁壁内側面に向けた形で埋設される。従って、この状態で穴１７は同一方向に対峙開口しており、両継ぎ手金具７の夫々の開口部を介して締結ボルト２２及び締結ナット２３で相互に締結できる。このとき、ナット部材２０のねじ面が擁壁ブロック１Ａ、１Ｂの内側に臨んでいる。そこで、これらナット部材２０に対し、図６で示した平板状連結金具２１を介し、連結ボルト２４を用いて相互の連結を行うことができる。その後、モルタル注入口２１Ｖからモルタルを注入し、補強鉄筋２１Ｔを含めてモルタル中に埋設し、相互を強固に固定保持する。
【００４３】
図７及び図８に示すように、継ぎ手金具７を用いての各擁壁ブロック１Ａ、１Ｂの連結状況から明らかなように、本例では、締結ボルト２２による連結力に加え、連結ボルト２４による連結力が加勢する。連結ボルト２４による連結力は、擁壁ブロック４Ａ、４Ｂ相互の曲がりやずれ、或は反りを一切防止できる。また、締結ボルト２２と協働して、全体を剛性化する。従って、ビーム１０に衝突荷重が加わったとき、隣の擁壁ブロックから伝わる力を確実に受け止め、全体擁壁で荷重支持することが可能となり、丈夫な擁壁構造とすることができる。
【００４４】
図９及び図１０は、防護柵設置対応型擁壁ブロック１のカーブ対応方式を示す平面説明図である。図９は外カーブの場合を、図１０は、内カーブの場合を示す。
【００４５】
図９に示すように、本発明の擁壁ブロック１（１Ｒ、１Ｌ）は垂直壁４の前面を外カーブＣＶＯに合わせて配置可能にするため、底盤５の幅を垂直壁４との交点から遠ざかるにつれて寸法Ｌ１からＬ２へ狭小化している。両擁壁ブロック１Ｒ、１Ｌの両端は、垂直壁４に対しては、継ぎ手金具７を用いて接合され、底盤５に対しては、継ぎ手金具８を用いて接合される。底盤面積は、土圧による抵抗モーメントを十分取れるよう定めている。従って、完全な３方向固定梁構造が形成され、転倒、滑動、破壊の無い強固な構造とすることができる。
【００４６】
図１０に示すように、内カーブＣＶＩの対応では、擁壁ブロック１Ｒ、１Ｌ間にクリアランスＣ１、Ｃ２が生じるが、ここにはセメント詰めは行わない。土圧による十分な抵抗モーメントが得られるよう、底盤５の受圧面積を設定している。セメント詰めにより受圧面積を確保するのは好ましくない。図９に示すような配置では、そもそもセメント詰めすることが困難であり、現場施工で場合によっては不良、即ち受圧面積不足が生じ得るからである。底盤５の継ぎ手金具８、８間の接合は、鉄筋１５を用い、これら金具は全てセメント内に潜在させるので、水分多くとも耐久性が高く、高強度の梁構造とすることができる。
【００４７】
図１１は、本発明の他の実施の形態に係る防護柵設置対応型擁壁ブロック２５の斜視図である。本擁壁ブロック２５は、図３に示したものに対し、天端部２６の形状と、両端連結方式とが異なる。
【００４８】
本擁壁ブロック２５は、垂直壁２７と、これと直交する底盤２８とを有し、垂直壁２７の中央縦方向に沿っては、ポケット６を収納するための箱部１２が形成されている。ポケット６の最外位置は、垂直壁２７の内面位置と略一致されて形成されている。天端部２６は、箱部１２中央部分に設けたポケット６に挿入設置される支柱９（図３参照）の外表面位置から安全距離Ｎ、Ｍを確保すべく、最外形状が定められている。即ち、支柱９、９間の中央位置となる両端部では、支柱９の外表面位置に対し安全値Ｎを確保できる位置とされ、支柱９付近では、これより小さな距離Ｍとして、両位置ＰＮ、ＰＭを円弧で結んだ形とされている。これにより、天端部２６の平面形状は、波状となる。これらにより、意匠的に優れた、軽量の擁壁ブロック２５となる。
【００４９】
直交する垂直壁２７と底盤２８との間で、両端部から僅かの距離を控えて両内側には、補強及び連結を行うための一対の三角板状の内フランジ２９、３０が形成されている。両、内フランジ２９、３０の上下かつ前後には連結ボルト１４挿入用の円形貫通孔３１が連結方向に明けられている。
【００５０】
図１２に示すように、複数の擁壁ブロック２５は、道路路側に沿って列状に配置され、対向する内フランジ２９、３０の貫通孔に長い連結ボルト３２を挿通してナット３３を掛けることにより、ブロック相互を強固に連結することができる。
【００５１】
図１３及び図１４は、本発明の擁壁ブロック１、２５についてモデルを使って鉄筋配置の実施形態を示す平面図及び道路内側から見た正面図である。図示のように、擁壁ブロック１の底盤５及び垂直壁４には、土圧対応用の鉄筋３２が配筋される。加えて、本発明では、例えば擁壁ブロック１の上端から900ｍｍの深さにかけて支柱９の装着用のポケット６より外方位置に衝突強度対応用の主鉄筋３３が配筋される。主鉄筋３３は、両端を内側に曲げた直線状鉄筋３３−１と、ポケット６を外方へ迂回した迂回鉄筋３３−２とに分けられる。直線状鉄筋３３−１と迂回鉄筋３３−２は交互に配筋される。主鉄筋３３の両端位置で擁壁ブロック１の背面側には図５〜図８で示した継ぎ手金具７が配置される。
【００５２】
鉄筋３３−１、３３−２については図示のものに限定されず、より効果を高めるべく各種配筋できる。例えば、鉄筋４本のうち、２本は支柱の外回りとし、残り２本は内回りとし、外回りの鉄筋を上側、内回りの鉄筋を支柱の受圧部分の下側に配筋することができる。このようにすれば、衝突荷重は、上部において外回り鉄筋で受け、下部において内側で受け、少ない鉄筋で高強度とすることができる。
【００５３】
以上の構成の主鉄筋３３及び継ぎ手金具７の配置において、支柱９及びポケット６を介して擁壁ブロック１に衝突荷重のような点荷重が加わると、垂直壁４の接触面と、擁壁ブロック１の両端固定端の３方向固定梁構造をモデル化することができ、衝突荷重の耐圧構造をフラットバー等による強制耐圧壁同様に計算により解明することが可能となる。
【００５４】
本実施の形態では、主鉄筋３３を、直線状鉄筋３３−１と迂回鉄筋３３−２に分け構成するので、相互補強効果を保ち、比較的少ない量の鉄筋で大きな耐久性向上効果を果すことができる。また、継ぎ手金具７を、主鉄筋３３の両端位置付近に設けたので、３方向固定梁構造を確実に構成でき、耐久力の有る衝突強度対応型の土留擁壁構造と成すことができる。
【００５５】
以上示した防護柵設置対応型擁壁ブロック１の実施例を示すと、衝突時、瞬間的にこの衝突対応鉄筋３３の１本当り作用する応力度は、約800ｋｇの引っ張り応力が働く。そこで、衝突荷重対応鉄筋３３−１、３３−２としては、直径１３ｍｍの鉄筋を４本程度の使用を推奨する。このとき、両端の継ぎ手金具７には最低でもそれぞれ3200ｋｇ乃至4000ｋｇのせん断応力が働く。従って、片側１個の継ぎ手金具７は安全を考慮して、約４ｔの衝突によるせん断荷重に耐える構造が必要である。
【００５６】
そこで、本発明の擁壁ブロック１を、次の条件▲１▼〜▲６▼を具備して構成した。
【００５７】
▲１▼擁壁ブロック１、２５の両端には、両端固定金具７、８を備えており、その金具はそれぞれ隣接する擁壁ブロックとの合結合時において４ｔ以上のせん断応力に耐える構造とした。
【００５８】
▲２▼継ぎ手金具７を両固定端とする衝突荷重対応の鉄筋は、図１３及び図１４に示す３３−１及び３３−２のような形態で配置されており、これらの鉄筋は４ｔ以上の許容応力度が得られるよう配置した。
【００５９】
▲３▼擁壁ブロック１、２５の天端には、設置された後の防護柵のビーム１０中央位置付近において少なくとも３０センチメートル以上の最大進入工程相当幅が確保できる位置に支柱装着ポケット６を設けた。
【００６０】
▲４▼底盤５には、その両側に切欠け構造１３に対応するための継ぎ手金具８が設けてあり、この継ぎ手金具８は結合の後において、少なくとも２ｔ以上の衝撃に耐えられるせん断応力度を備える構造とした。
【００６１】
▲５▼垂直壁４との交点付近の底盤５の幅Ｌ１及び底盤末端部幅Ｌ２との関係を、Ｌ１＞Ｌ２として、カーブ対応とした。
【００６２】
▲６▼クリアランスＣ１、Ｃ２には、セメント詰めを行って受圧面積を確保するのは止め、各種カーブに対応して、セメント詰めしなくても十分な受圧面積を確保するよう底盤５を設計した。
【００６３】
本実施例による擁壁ブロック１では、垂直壁４の両端部に設ける継ぎ手金具７に衝突時に想定される相応の応力度が負担可能な構造をもってこれを固定端とし、更には垂直壁４と略直交する底盤５部分をもう１つの固定端として、いわゆる３方向固定梁構造とし、従来の土圧対応専用に限られた擁壁ブロックを、衝突荷重にも対応できる防護柵設置対応型とすることができた。
【００６４】
本実施例の擁壁ブロック１によれば、車両の衝突によって、当該ブロックが転倒又は滑動し、或は、擁壁ブロックが部分破壊を起こすことなどが原因となって防護柵が突破されない。また、その際、破損した部材の一部が飛散しない。また、設置された防護柵は、衝突車両が脱輪などにより急停車することなく、防護柵に与えられた性能規定、つまり規定を満足する離脱速度と、離脱角度をもって防護柵から安全に離脱誘導できる。
【００６５】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計的変更を行うことができ、各種態様で実施できる。
【００６６】
【発明の効果】
以上の通り、本発明は、垂直壁を継ぎ手金具によって、底盤を継ぎ手金具によってそれぞれ相互に結合した防護柵設置対応型擁壁ブロックであるので、車両の衝突によって、当該ブロックが転倒又は滑動し、或は、擁壁ブロックが部分破壊を起こすことなどが原因となって防護柵が突破されない。また、その際、破損した部材の一部が飛散しない。また、設置された防護柵は、衝突車両が脱輪などにより急停車することなく、防護柵に与えられた性能規定、つまり規定を満足する離脱速度と、離脱角度をもって防護柵から安全に離脱誘導できる。また、本発明は、擁壁ブロックの天端部を車両衝突時の最大進入行程ＭＡＸＬで定まるタイヤ痕跡検証位置ＰＴより外側の安全位置ＰＮ まで拡幅した形状であるので、衝突車両のタイヤが天端部から外へ飛び出すことがなく、衝突車両を確実にビームで受け止めて、転落事故や乗員死亡事故に発展するのを未然に防止することができる。
【００６７】
前記防護柵が最大進入行程を３０ｃｍとする変形性防護柵である場合、前記支柱の外表面位置と、前記安全位置との間の距離Ｎを、Ｎ≧８ｃｍとするので、有効幅が確保され、想定最大荷重の範囲でタイヤが天端部外側に食み出すことがなく、衝突車両を確実にビームで受け止めて、転落事故に発展するのを未然に防止することができる。
【００６９】
また、擁壁ブロック同士を相互に連結する底盤間の継ぎ手金具を、連結体ＢＯＸ内に埋設することで継ぎ手金具の耐久性を確実に伸ばすことができる。
【００７０】
しかも、プレキャストコンクリートは、その上端位置から前記支柱の底部より深い位置にかけて土圧対応の主鉄筋に加えて衝突強度対応用の主鉄筋を追加して設ければ、比較的厚みが薄く、軽量の擁壁ブロックとすることができ、かつ支柱に加わる衝突加重に十分に耐えることができ、高強度、軽量の擁壁ブロックとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る防護柵設置対応型擁壁ブロックの斜視図である。
【図２】道路に設置した状態で示す図１の左側面図である。
【図３】図１に示す擁壁ブロックの、波状鋼板によるレール部材を用いた防護柵を設置した状態で示す平面モデルである。
【図４】本発明の一実施形態に係る防護柵設置対応型擁壁ブロックの底盤部分の継ぎ手構造の一例を示す斜視図である。
【図５】図１に示す垂直壁の継ぎ手金具の構造を示す斜視図である。
【図６】図５に示す継ぎ手金具の付属部品としての平板状連結金具を示す斜視図である。
【図７】図５に示す継ぎ手金具の接合状態を示す正面説明図である。
【図８】図５に示す継ぎ手金具の接合状態を示す平面説明図である。
【図９】外カーブ対応方式を示す平面説明図である。
【図１０】内カーブ対応方式を示す平面説明図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る防護柵設置対応型擁壁ブロックの斜視図である。
【図１２】図９に示す擁壁ブロックを連結した状態で示す平面説明図である。
【図１３】本発明の擁壁ブロックに適用される鉄筋配筋状態を示す平面図である。
【図１４】図１１に示す擁壁ブロックの正面説明図である。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ、２５ 擁壁ブロック
２、２６ 天端部
３ 路面
４、２７ 垂直壁
５、２８ 底盤
６ ポケット
７、８ 継ぎ手金具
９ 支柱
１０ ビーム
１１ タイヤ
１２ 箱部
１３ 切欠け部
１４ 継ぎ手金具の本体
１５ 継ぎ手の鉄筋
１７ ボルト締結用の穴
１８ 埋込み固定用の鉄筋
１９−１、１９−２ アーム部
２０ ナット部材
２１ 平板状連結金具
２１Ｈ ボルト穴
２１Ｖ モルタル注入口
２１Ｔ 補強鉄筋
２２ 締結ボルト
２３ 締結ナット
２４ 連結ボルト
２９、３０ 内フランジ
３１ 貫通孔
３２ 土圧対応用の主鉄筋
３３（３３−１、３３−２） 衝突強度対応用の主鉄筋
ＭＡＸＬ 最大進入行程
ＰＢ ビームの最外位置
ＰＰ 支柱の外表面位置
ΔＬ 一定寸法
ＰＴ タイヤの痕跡検証位置
ΔＳ 安全係数
ＰＭＡＸ ビームの最外位置
ＰＮ 安全位置
Ｎ 設計距離
Ａ、Ｂ、Ｄ 寸法
Ｌ１、Ｌ２ 底盤の幅
Claims (4)
- 垂直壁と、これと略直交する底盤とを有すると共に、前記垂直壁の天端部またはその背後近傍に支柱収納用のポケットを有し、道路路側に沿って列状に連結されて配列され、前記ポケットに立設された支柱の内側にビームを張って防護柵を形成するプレキャストコンクリート製の防護柵設置対応型擁壁ブロックであって、
前記相隣り合う各ブロックの垂直壁を継ぎ手金具によって、底盤を継ぎ手金具によってそれぞれ相互に独立して結合する一方、
前記擁壁ブロックの天端部は、前記ポケットに立設される支柱の外表面位置ＰＰを基準として衝突時の最大進入行程ＭＡＸＬで定まる傾斜変形時の防護柵と接触し合うタイヤ痕跡検証位置ＰＴより外側の安全位置ＰＮまで拡幅された形状となっていることを特徴とする防護柵設置対応型擁壁ブロック。 - 前記請求項１記載の防護柵設置対応型擁壁ブロックにおいて、
前記底盤の継ぎ手金具は、全体が連結体ＢＯＸ内に埋設された構造となっていることを特徴とする防護柵設置対応型擁壁ブロック。 - 請求項１〜２のいずれかに記載の防護柵設置対応型擁壁ブロックにおいて、衝突時の最大進入行程ＭＡＸＬを３０ｃｍとした時、前記支柱の外表面位置Ｐ Ｐ から前記安全位置Ｐ Ｎ までの距離Ｎを、Ｎ≧８ｃｍとしたことを特徴とする防護柵設置対応型擁壁ブロック。
- 請求項１〜３のいずれかに記載の防護柵設置対応型擁壁ブロックにおいて、
前記プレキャストコンクリートには、その上端位置から前記支柱の底部より深い位置にかけて土圧対応の主鉄筋に加えて衝突強度対応用の主鉄筋が追加して設けられることを特徴とする防護柵設置対応型擁壁ブロック。
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