JP4397010B2 - 防護構造物の衝撃試験装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、防護構造物に落下物を衝突させてこの防護構造物の性能及び／又は挙動を試験する防護構造物の衝撃試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静的な荷重を構造物に作用させてこの構造物を試験する静的載荷試験と、構造物に動的な荷重を作用させてこの構造物を試験する動的載荷試験（衝撃載荷試験）とが知られている。一般に、落石などから対象物を防護する防護柵又は防護壁などには衝撃力が作用するために、防護柵などに作用する衝撃力の挙動を把握する場合には、静的載荷試験では得られる情報に限界があり衝撃載荷試験が必要になる。
【０００３】
例えば、自然斜面の上方から岩塊を転落させて自然斜面の下方に設置した防護柵などに衝突させる衝撃試験装置（従来技術１）や、ワイヤロープなどを介してクレーンに吊り下げた重錘又は岩塊を振り子のように落下させて解放し防護柵などに衝突させる衝撃試験装置（従来技術２）や、クレーンなどによって重錘又は岩塊を所定の高さまで引き上げた後に自由落下させて防護柵などに衝突させる衝撃試験装置（従来技術３）や、自然斜面に設置した支柱に索道を張り、この索道に取り付けた滑車などによって岩塊を滑り落とした後に自由落下させて防護柵などに衝突させる衝撃試験装置（従来技術４）が知られている。
【０００４】
図９は、従来の衝撃試験装置の外観図であり、図９（Ａ）は正面図であり、図９（Ｂ）はIX-IXB線で切断した状態を示す断面図である。
図９（Ａ）に示す衝撃試験装置（従来技術５）１０１は、自然斜面１０２上の平坦面１０３に構築された櫓１０４と、この自然斜面１０２の中央部と櫓１０４の上部との間に設置されたシュート１０５とから構成されている。この衝撃試験装置１０１では、図９（Ｂ）に示す円筒形のコンクリート製の重錘１０６がシュート１０５と自然斜面１０２とを転落して、図９（Ａ）に示す防護柵１０７に衝突する。このシュート１０５には、図９（Ｂ）に示すように、重錘１０６が転がる傾斜路１０５ａと、重錘１０６が傾斜路１０５ａから脱落しないようにこの重錘１０６をガイドする側面ガイド１０５ｂ，１０５ｃとが形成されている。傾斜路１０５ａの幅は、大きさが異なる数種類の重錘１０６が転がるように、この重錘１０６の長さよりも広く設定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような衝撃試験装置では、重錘や岩塊を防護柵などに衝突させるときに、所定の大きさの衝撃力を所定の位置に作用させて防護柵などの性能を評価する必要がある。このために、防護柵などに作用する衝撃力にばらつきがあると、防護柵などの性能を客観的に評価することができない。
【０００６】
例えば、従来技術１では、自然斜面を転落する岩塊の動きが複雑であり岩塊の落下経路が定まらず、防護柵などに岩塊が衝突する位置を制御することができなかった。従来技術２では、重錘や岩塊をワイヤーロープから解放するために複雑な構造の治具が必要になるとともに、クレーンに加わる荷重が解放時に急激に低下したり、大きな重錘や岩塊を吊り下げたり引き上げるときに、クレーンが倒れる危険性があった。従来技術３では、落下物が真上から落下するために、実際の設置方向とは異なる水平方向に防護柵などを設置する必要があり、防護柵などの評価が難しくなるとともに、直立した岩壁が必要になり試験場に制約が多かった。従来技術４では、岩塊が滑り落ちるときに左右に振れて落下経路が定まらず衝突位置を一定にすることが困難であり、自然斜面に支柱を立てたり索道を張る手間がかかり装置が大掛かりになっていた。
【０００７】
また、従来技術５では、重錘１０６の両端部と側面ガイド１０５ｂ，１０５ｃとの間に間隙があるために、側面ガイド１０５ｂ，１０５ｃに重錘１０６が衝突しながら転落して落下経路が定まらず、防護柵１０７の所定の位置に所定の大きさの衝撃力を繰り返し作用させることが困難であった。特に、重錘１０６が防護柵１０７に衝突する直前では自然斜面１０２を転落するために、落下経路を特定して落下方向を制御することが困難であった。その結果、防護柵１０７に作用する衝撃力にばらつきが生じ再現性が低く、防護柵１０７の性能や挙動を客観的に評価することができなかった。また、従来技術５では、防護柵１０７に作用する衝撃力を変更するときには、櫓１０４を崩して組み替えたり嵩上げして重錘１０６の落下開始位置を変更する必要があり、重錘１０６の落下高さを任意の高さに変更することが困難であった。その結果、衝撃力を変更するためには、大きさの異なる数種類の重錘１０６を用意する必要があり手間がかかっていた。
【０００８】
この発明の課題は、防護構造物に衝撃力を繰り返し再現性よく作用させることができる防護構造物の衝撃試験装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、防護構造物（２）に落下物（３）を衝突させてこの防護構造物の性能及び／又は挙動を試験する防護構造物の衝撃試験装置であって、前記防護構造物に向けて前記落下物を案内する案内部（８ａ）を有する傾斜路（８）と、前記落下物の落下開始位置を任意の位置に設定する位置設定部（１１，１２）とを備え、前記案内部は、前記落下物の落下経路を所定の経路に特定し、前記位置設定部は、前記傾斜路の任意の位置に設けられ、この傾斜路の一部を構成する傾斜面（１１ｂ，１２ｂ）と、前記傾斜面の下側に設けられ、前記落下物を載せる積載面（１１ａ，１２ａ）とを備え、前記傾斜面は、前記積載面から前記落下物を落下させるときには前記傾斜路から取り外され、前記積載面から前記落下物を落下させないときには前記傾斜路に装着されることを特徴とする防護構造物の衝撃試験装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、防護構造物（２）に落下物（３）を衝突させてこの防護構造物の性能及び／又は挙動を試験する防護構造物の衝撃試験装置であって、前記防護構造物に向けて前記落下物を案内する案内部（８ａ）を有する傾斜路（８）と、前記落下物の落下開始位置を任意の位置に設定する位置設定部（１４）とを備え、前記案内部は、前記落下物の落下経路を所定の経路に特定し、前記位置設定部は、前記傾斜路の任意の位置に着脱可能な台座（１４ａ）と、前記台座に設けられ、前記落下物を載せる積載面（１４ｂ）と、前記積載面から前記傾斜路に前記落下物を導く誘導路（１４ｃ）とを有することを特徴とする防護構造物の衝撃試験装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の防護構造物の衝撃試験装置において、前記案内部は、前記落下物が略球状の重錘であるときに、この重錘が二点支持された状態で転がるようにこの重錘を案内することを特徴としている防護構造物の衝撃試験装置である。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の防護構造物の衝撃試験装置において、前記傾斜路から前記防護構造物に前記落下物が任意の角度で衝突するように、この傾斜路の角度を緩和する緩和曲線部（９）を備えることを特徴とする防護構造物の衝撃試験装置である。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の防護構造物の衝撃試験装置において、前記案内部は、前記傾斜路の幅方向に所定の間隔を開けて、この傾斜路の長さ方向に沿って形成された複数の溝であることを特徴とする防護構造物の衝撃試験装置である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の側面図である。図２は、この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の平面図である。図３は、この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置における傾斜路の断面図である。
【００１６】
図１及び図２に示す衝撃試験装置１は、防護構造物２に落下物３を衝突させてこの防護構造物２の性能及び／又は挙動を試験する装置である。防護構造物２は、鉄道、道路、住宅又は宅地などを落石などから防護する防護柵などの試験対象物である。落下物３は、防護構造物２に衝突して衝撃力を作用させる物体である。落下物３は、例えば、コンクリート製の略球状の重錘（重り）である。衝撃試験装置１は、図１及び図２に示すように、防護構造物２を設置する架台４と、地表面に敷設された敷鉄板５と、この敷鉄板５上に構築されており作業用通路６ａ，６ｂを備える足場６と、この足場６上に構築された鋼材７と、この鋼材７上に敷設された傾斜路８と、この傾斜路８に連続する緩和曲線部９と、落下物３を載せる積載面１０と、傾斜路８に構築された位置設定部１１，１２などから構成されている。
【００１７】
傾斜路８は、防護構造物２に向けて落下物３を案内する案内部８ａを有する斜面である。傾斜路８は、図２に示すように、長さ方向に沿って複数の溝が形成された波形鋼板（スラブプレート）であり、この波形鋼板を複数並べた状態で鋼材７上に固定されている。傾斜路８の傾斜角度は、例えば３０度程度の所定の勾配に設定されている。
【００１８】
案内部８ａは、落下物３の落下経路を所定の経路に特定する部分である。案内部８ａは、図３に示すように、落下物３が二点支持された状態で転がるようにこの落下物３を案内する。この第１実施形態では、傾斜路８の幅方向に所定の間隔を開けて案内部８ａが５本形成されている。案内部８ａは、底面部８ｂと、傾斜側面部８ｃ，８ｄと、上側角部８ｅ，８ｆなどが形成された断面が台形状の溝であり、上側角部８ｅ，８ｆに沿って落下物３が転がり接触するようにこの落下物３を案内する。案内部８ａの深さｈ及び幅ｗは、数種類の直径Ｄ1 ，Ｄ2 の落下物３を落下させるときに、これらの落下物３が上側角部８ｅ，８ｆの二点のみで点接触し、底面部８ｂ及び傾斜側面部８ｃ，８ｄとは接触しないような大きさに設定されている。この第１実施形態では、落下物３が直径８００ｍｍの球体であるときに、この球体の下端と底面部８ｂとの間に８ｍｍの間隙部が形成される。
【００１９】
図１及び図２に示す緩和曲線部９は、傾斜路８から防護構造物２に落下物３が任意の角度で衝突するように、この傾斜路８の角度を緩和する部分である。緩和曲線部９は、傾斜路８の一部を構成するようにこの傾斜路８の下端部に連続して構築されており、傾斜路８と同様な複数の溝が形成された波形鋼板である。緩和曲線部９は、傾斜角度が徐々に緩くなるように、波形鋼板の高さを変えて複数並べた状態で敷鉄板５上に構築されている。この第１実施形態では、図１に示すように、防護構造物２に対して落下物３が水平方向に射出して衝突するように、傾斜角度を徐々に変えて長さ１ｍ程度の波形鋼板を約６ｍの間に複数並べている。
【００２０】
積載面１０は、傾斜路８の上段の落下開始位置となる部分である。積載面１０は、足場６の最上部に敷設された平坦な板材や鋼材などであり、積載面１０の端部は傾斜路８の上端部と接触している。積載面１０には、作業用通路６ａ，６ｂが接続されている。
【００２１】
位置設定部１１，１２は、落下物３の落下開始位置を任意の位置に設定する部分である。図１及び図２に示すように、位置設定部１１，１２は、傾斜路８の任意の位置に設けられており、位置設定部１１は傾斜路８の中段の落下開始位置となる部分であり、位置設定部１２は傾斜路８の下段の落下開始位置となる部分である。位置設定部１１，１２は、図１に示すように、積載面１１ａ，１２ａと、傾斜面１１ｂ，１２ｂと、高さ調整部材１１ｃ，１２ｃなどから構成されている。位置設定部１１，１２は、いずれも同一構造であり、以下では位置設定部１１側の部材を説明し、位置設定部１２側の部材については対応する符号を付して説明を省略する。
【００２２】
図４は、この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置における位置設定部の側面図である。図５は、この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置における位置設定部の正面図である。
積載面１１ａは、落下物３を載せる平坦面である。図４及び図５に示すように、積載面１１ａは、傾斜面１１ｂの下側に設けられており、積載面１１ａの先端面は傾斜路８の端面と接触している。積載面１１ａは、鋼材７上に敷設された板材や鋼材などである。傾斜面１１ｂは、傾斜路８の一部を構成する部材である。傾斜面１１ｂは、傾斜路８の任意の位置に設けられており、案内部８ａと同一構造の溝を備える波形鋼板である。傾斜面１１ｂは、積載面１１ａから落下物３を落下させるときには傾斜路８から取り外され、積載面１１ａから落下物３を落下させないときには傾斜路８に装着される。図１及び図４に示す高さ調整部材１１ｃは、積載面１１ａの傾斜角度を調整するときに、足場６と鋼材７との間に挟み込むスペーサである。
【００２３】
図４及び図５に示す位置決め装置１３は、案内部８ａに落下物３を位置決めする装置である。位置決め装置１３は、所定の間隔を開けて平行に配置された一対のガイド部材１３ａ，１３ｂと、このガイド部材１３ａ，１３ｂに連結されたストッパ部材１３ｃなどから構成されている。ガイド部材１３ａ，１３ｂは、落下物３が案内部８ａに誘導されるように落下物３をガイドし、ストッパ部材１３ｃは落下物３が脱落するのを防止する。位置決め装置１３は、積載面１０，１１ａ，１２ａ上に設置される。
【００２４】
次に、この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の動作を説明する。
（落下開始位置が上段である場合）
図１及び図２に示すように、位置決め装置１３によって積載面１０の所定の位置に落下物３が位置決めされて案内部８ａに誘導されると、落下物３が案内部８ａに沿って転がり落ちて緩和曲線部９に導かれる。緩和曲線部９を落下物３が転がり落ちると落下物３の移動方向が水平方向に徐々に変更される。そして、緩和曲線９の終端部から防護構造物２に向けて落下物３が射出し、防護構造物２に水平方向から落下物３が衝突する。このときに、図３に示すように、上側角部８ｅ，８ｆが落下物３を案内するために、移動方向と交差する方向に落下物３が振れたり脱落することがなく、所定の落下経路に沿って落下物３が案内される。上側角部８ｅ，８ｆを落下物３が二点支持された状態で転がり落ちるために、落下物３に作用する摩擦力が略一定になり、防護構造物２に衝突する直前の落下物３の射出速度も略一定になる。
【００２５】
（落下開始位置が中段又は下段である場合）
図４に示すように、落下開始位置を中段に設定する場合には、傾斜面１１ｂを傾斜路８から取り外す。そして、位置決め装置１３によって積載面１１ａに落下物３が位置決めされて案内部８ａに誘導されると、落下物３が案内部８ａに沿って転がり落ちる。落下開始位置を中段から上段に変更するときには、傾斜面１１ｂが傾斜路８に装着されて、この傾斜面１１ｂ上を落下物３が通過可能になる。落下開始位置を下段に設定する場合にも同様な手順が行われる。
【００２６】
【実施例】
次に、この発明の実施例について説明する。
図１及び図２に示す下段、中段及び上段の３段階の落下開始位置から落下物３を複数回落下させる落下実験によって、防護構造物２に衝突する直前の落下物３の速度ｖ（ｍ／ｓ）、摩擦係数μ及び残存係数αを測定した。この落下実験では、下段の落下開始位置の高さｈ＝７．０７６（ｍ）、中段の落下開始位置の高さｈ＝１１．２７６（ｍ）、上段の落下開始位置の高さｈ＝１５．２５３（ｍ）であり、落下回数は下段が２回、中段が７回、上段が４回である。表１は、この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置における落下実験結果を示す表である。
【００２７】
【表１】
【００２８】
ここで、表１に示す残存係数αは、衝撃試験装置１を使用して落下物３を落下させた場合の実測値と、落下物３を自由落下させた場合の理論値との相関関係を示す係数である。残存係数αは、落下物３と案内部８ａとの間に作用する摩擦力などによって影響される値であり、理論値に対して速度がどれだけ減衰したかを表している。表１に示すように、下段、中段及び上段の３段階に落下開始位置を変えて落下物３を落下させたが、速度ｖのばらつきは少なかった。
【００２９】
図６は、この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置における落下高さと落下速度との関係を示すグラフである。
図６に示す点線は、数１に示すように、落下物３を自由落下させた場合の落下高さｈと速度ｖとの関係を示す曲線であり、この曲線は残存係数α＝１の場合の理論値を示す。
【００３０】
【数１】
【００３１】
ここで、重力加速度ｇ＝９．８（ｍ／ｓ2 ）である。図６に示す実線は、数２に示すように、残存係数αを考慮した場合の落下高さｈと速度ｖとの関係を示す曲線であり、この曲線は残存係数α＝０．８１の場合の計算値を示す。また、図６に示すデータは、表１に示す速度ｖの実測値である。
【００３２】
【数２】
【００３３】
図６に示すように、速度ｖの実測値は、残存係数α＝０．８１の曲線の近傍に分布しており、落下高さｈと速度ｖとの関係は残存係数α＝０．８１の場合の曲線と略一致すると考えられる。その結果、落下物３と案内部８ａとの間に発生する摩擦力が略均一であり、落下時の運動エネルギーの損失が少なく、落下運動も安定していると考えられる。また、落下高さｈが分かれば速度ｖを予測可能となり、この予測値のばらつきも小さいと考えられる。
【００３４】
この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、防護構造物２に向けて落下物３を案内する案内部８ａを傾斜路８が有し、この案内部８ａが落下物３の落下経路を所定の経路に特定する。その結果、落下物３の落下方向を衝突直前まで制御できるために、略均一な大きさの衝撃力を防護構造物２の所定の位置に繰り返し作用させて、防護構造物２の性能や挙動を客観的に評価することができる。
【００３５】
(2) この第１実施形態では、落下物３が略球状の重錘であるときに、この重錘が二点支持された状態で転がるようにこの重錘を案内部８ａが案内する。例えば、図９に示す従来技術５では、円筒状の重錘１０６と傾斜路１０５ａとの接触面積が大きく、重錘１０６の落下経路が定まらず重錘１０６の端面と側面ガイド１０５ｂ，１０５ｃとが接触して、重錘１０６とシュート１０５との間の摩擦力が大きくなる。その結果、従来技術５では、重錘１０６の落下速度が低下するとともに摩擦による運動エネルギーの損失が大きくなるために、大型の重錘１０６を製造して大きな衝撃力を防護柵１０７に作用させる必要がある。一方、この第１実施形態では、落下物３と案内部８ａとの間の摩擦力が小さく、落下物３の落下速度にばらつきが少ないために、比較的小型の落下物３によって防護構造物２に衝撃力を効率的に作用させることができる。
【００３６】
(3) この第１実施形態では、落下物３の落下開始位置を位置設定部１１，１２が任意の位置に設定する。このために、防護構造物２に作用させる衝撃力（載荷エネルギー）の大きさを任意に制御することができるとともに、衝撃力を簡単に変化させて防護構造物２を様々な条件で試験することができる。
【００３７】
(4) この第１実施形態では、傾斜路８の一部を構成する傾斜面１１ｂ，１２ｂの下側に落下物３を載せる積載面１１ａ，１２ａを設けるとともに、積載面１１ａ，１２ａから落下物３を落下させるときには傾斜路８から傾斜面１１ｂ，１２ｂが取り外され、積載面１１ａ，１２ａから落下物３を落下させないときには傾斜路８に傾斜面１１ｂ，１２ｂが装着される。その結果、傾斜面１１ｂ，１２ｂを傾斜路８から取り外すだけで落下開始位置を簡単に変更したり、傾斜面１１ｂ，１２ｂを傾斜路８に装着して落下経路として支障なく使用することができる。
【００３８】
(5) この第１実施形態では、傾斜路８から防護構造物２に落下物３が任意の角度で衝突するように、緩和曲線部９が傾斜路８の角度を緩和する。その結果、防護構造物２に対して落下物３を水平方向や斜め方向から衝突させて、防護構造物２の性能や挙動を様々な条件で試験することができる。
【００３９】
（第２実施形態）
図７は、この発明の第２実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の側面図である。図８は、この発明の第２実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の平面図である。以下では、図１〜図３に示す部材と同一の部材は同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００４０】
この第２実施形態は、図１〜図５に示す位置設定部１１，１２を位置設定部１４に変更した実施形態である。位置設定部１４は、図７及び図８に示すように、台座１４ａと、積載面１４ｂと、誘導路１４ｃなどから構成されている。台座１４ａは、傾斜路８の任意の位置に着脱可能な架台である。台座１４ａは、鋼材などによって構築されており、図示しない固定装置によって傾斜路８に着脱自在に設置されている。積載面１４ｂは、落下物３を載せる平坦面であり、台座１４ａの上側に敷設された板材や鋼材などである。誘導路１４ｃは、積載面１４ｂから傾斜路８に落下物３を導く部分である。誘導路１４ｃは、図８に示すように、傾斜路８と同様な波形鋼板が湾曲した状態で台座１４ａに固定されており、案内部８ａと同一構造の溝を備えている。
【００４１】
次に、この発明の第２実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の動作を説明する。
図７及び図８に示すように、傾斜路８に台座１４ａを装着した後に、位置決め装置１３によって積載面１４ｂの所定の位置に落下物３が位置決めされて誘導路１４ｃに誘導される。その結果、落下物３が誘導路１４ｃに沿って転がり落ちて傾斜路８に導かれる。落下開始位置を変更するときには傾斜路８から台座１４ａが取り外されて、台座１４ａが搬送されて傾斜路８の任意の位置に装着される。
【００４２】
この第２実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第２実施形態では、傾斜路８の任意の位置に着脱可能な台座１４ａに、落下物３を載せる積載面１４ｂを設け、この積載面１４ｂから傾斜路８に誘導路１４ｃが落下物３を導く。その結果、第１実施形態の位置設定部１１，１２に比べて落下開始位置を自由に設定して、落下速度を細かく制御することができる。
【００４３】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、防護構造物２として防護柵を例に挙げて説明したがこれに限定するものではない。例えば、落石などから対象物を防護する落石止柵、落石防止網、落石防止壁、落石止擁壁又は落石覆いなどの落石防護工や、雪崩から対象物を防護する雪崩止柵、雪崩止擁壁、雪崩覆い又は雪崩誘導工などの防護構造物についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、複数個の落下物３を同時に又は間隔を開けて傾斜路８に連続して落下させて、防護構造物２の同一個所に連続して衝突させてもよいし、同一又は異なる大きさの落下物３を傾斜路８の幅方向に並べて、防護構造物２の異なる個所に衝突させてもよい。
【００４４】
(2) この実施形態では、略球状の落下物３を例に挙げて説明したが、立方体や多角形の重錘や落石などを搭載したスライダを案内部８ａに沿って滑らせてもよい。また、この実施形態では、傾斜角度を３０度に設定しているが任意の傾斜角度で構築してもよい。さらに、この実施形態では、平地に足場６を立てて傾斜路８を構築しているが、自然斜面上に傾斜路８を構築してもよいし、傾斜路８を軽量足場材によって直接支持してもよい。
【００４５】
(3) この実施形態では、位置設定部１１，１２，１４を例に挙げて説明したが、傾斜路８に進退自在のストッパ部材を設置して落下開始位置を任意の位置に設定してもよい。また、この実施形態では、落下開始位置を３段に設定しているが段数はこれに限定するものではなく、位置設定部１１，１２と位置設定部１４とを一つの傾斜路８に設置してもよい。さらに、この実施形態では、緩和曲線部９によって落下物３を水平に射出しているが、緩和曲線部９の曲率半径を任意に設定可能な構造にして落下物３を斜め方向に射出させてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によると、防護構造物に向けて落下物を案内する案内部を傾斜路が有し、落下物の落下経路を所定の経路に案内部が特定するので、防護構造物に衝撃力を繰り返し再現性よく作用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の側面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の平面図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置における傾斜路の断面図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置における位置設定部の側面図である。
【図５】この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置における位置設定部の正面図である。
【図６】この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置における落下高さと落下速度との関係を示すグラフである。
【図７】この発明の第２実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の側面図である。
【図８】この発明の第２実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の平面図である。
【図９】従来の衝撃試験装置の外観図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）はIX-IXB線で切断した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 衝撃試験装置
２ 防護構造物
３ 落下物（重錘）
８ 傾斜路
８ａ 案内部
８ｅ，８ｆ 上側角部
９ 緩和曲線部
１１，１２ 位置設定部
１１ａ，１２ａ 積載面
１１ｂ，１２ｂ 傾斜面
１４ 位置設定部
１４ａ 台座
１４ｂ 積載面
１４ｃ 誘導路
【発明の属する技術分野】
この発明は、防護構造物に落下物を衝突させてこの防護構造物の性能及び／又は挙動を試験する防護構造物の衝撃試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静的な荷重を構造物に作用させてこの構造物を試験する静的載荷試験と、構造物に動的な荷重を作用させてこの構造物を試験する動的載荷試験（衝撃載荷試験）とが知られている。一般に、落石などから対象物を防護する防護柵又は防護壁などには衝撃力が作用するために、防護柵などに作用する衝撃力の挙動を把握する場合には、静的載荷試験では得られる情報に限界があり衝撃載荷試験が必要になる。
【０００３】
例えば、自然斜面の上方から岩塊を転落させて自然斜面の下方に設置した防護柵などに衝突させる衝撃試験装置（従来技術１）や、ワイヤロープなどを介してクレーンに吊り下げた重錘又は岩塊を振り子のように落下させて解放し防護柵などに衝突させる衝撃試験装置（従来技術２）や、クレーンなどによって重錘又は岩塊を所定の高さまで引き上げた後に自由落下させて防護柵などに衝突させる衝撃試験装置（従来技術３）や、自然斜面に設置した支柱に索道を張り、この索道に取り付けた滑車などによって岩塊を滑り落とした後に自由落下させて防護柵などに衝突させる衝撃試験装置（従来技術４）が知られている。
【０００４】
図９は、従来の衝撃試験装置の外観図であり、図９（Ａ）は正面図であり、図９（Ｂ）はIX-IXB線で切断した状態を示す断面図である。
図９（Ａ）に示す衝撃試験装置（従来技術５）１０１は、自然斜面１０２上の平坦面１０３に構築された櫓１０４と、この自然斜面１０２の中央部と櫓１０４の上部との間に設置されたシュート１０５とから構成されている。この衝撃試験装置１０１では、図９（Ｂ）に示す円筒形のコンクリート製の重錘１０６がシュート１０５と自然斜面１０２とを転落して、図９（Ａ）に示す防護柵１０７に衝突する。このシュート１０５には、図９（Ｂ）に示すように、重錘１０６が転がる傾斜路１０５ａと、重錘１０６が傾斜路１０５ａから脱落しないようにこの重錘１０６をガイドする側面ガイド１０５ｂ，１０５ｃとが形成されている。傾斜路１０５ａの幅は、大きさが異なる数種類の重錘１０６が転がるように、この重錘１０６の長さよりも広く設定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような衝撃試験装置では、重錘や岩塊を防護柵などに衝突させるときに、所定の大きさの衝撃力を所定の位置に作用させて防護柵などの性能を評価する必要がある。このために、防護柵などに作用する衝撃力にばらつきがあると、防護柵などの性能を客観的に評価することができない。
【０００６】
例えば、従来技術１では、自然斜面を転落する岩塊の動きが複雑であり岩塊の落下経路が定まらず、防護柵などに岩塊が衝突する位置を制御することができなかった。従来技術２では、重錘や岩塊をワイヤーロープから解放するために複雑な構造の治具が必要になるとともに、クレーンに加わる荷重が解放時に急激に低下したり、大きな重錘や岩塊を吊り下げたり引き上げるときに、クレーンが倒れる危険性があった。従来技術３では、落下物が真上から落下するために、実際の設置方向とは異なる水平方向に防護柵などを設置する必要があり、防護柵などの評価が難しくなるとともに、直立した岩壁が必要になり試験場に制約が多かった。従来技術４では、岩塊が滑り落ちるときに左右に振れて落下経路が定まらず衝突位置を一定にすることが困難であり、自然斜面に支柱を立てたり索道を張る手間がかかり装置が大掛かりになっていた。
【０００７】
また、従来技術５では、重錘１０６の両端部と側面ガイド１０５ｂ，１０５ｃとの間に間隙があるために、側面ガイド１０５ｂ，１０５ｃに重錘１０６が衝突しながら転落して落下経路が定まらず、防護柵１０７の所定の位置に所定の大きさの衝撃力を繰り返し作用させることが困難であった。特に、重錘１０６が防護柵１０７に衝突する直前では自然斜面１０２を転落するために、落下経路を特定して落下方向を制御することが困難であった。その結果、防護柵１０７に作用する衝撃力にばらつきが生じ再現性が低く、防護柵１０７の性能や挙動を客観的に評価することができなかった。また、従来技術５では、防護柵１０７に作用する衝撃力を変更するときには、櫓１０４を崩して組み替えたり嵩上げして重錘１０６の落下開始位置を変更する必要があり、重錘１０６の落下高さを任意の高さに変更することが困難であった。その結果、衝撃力を変更するためには、大きさの異なる数種類の重錘１０６を用意する必要があり手間がかかっていた。
【０００８】
この発明の課題は、防護構造物に衝撃力を繰り返し再現性よく作用させることができる防護構造物の衝撃試験装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、防護構造物（２）に落下物（３）を衝突させてこの防護構造物の性能及び／又は挙動を試験する防護構造物の衝撃試験装置であって、前記防護構造物に向けて前記落下物を案内する案内部（８ａ）を有する傾斜路（８）と、前記落下物の落下開始位置を任意の位置に設定する位置設定部（１１，１２）とを備え、前記案内部は、前記落下物の落下経路を所定の経路に特定し、前記位置設定部は、前記傾斜路の任意の位置に設けられ、この傾斜路の一部を構成する傾斜面（１１ｂ，１２ｂ）と、前記傾斜面の下側に設けられ、前記落下物を載せる積載面（１１ａ，１２ａ）とを備え、前記傾斜面は、前記積載面から前記落下物を落下させるときには前記傾斜路から取り外され、前記積載面から前記落下物を落下させないときには前記傾斜路に装着されることを特徴とする防護構造物の衝撃試験装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、防護構造物（２）に落下物（３）を衝突させてこの防護構造物の性能及び／又は挙動を試験する防護構造物の衝撃試験装置であって、前記防護構造物に向けて前記落下物を案内する案内部（８ａ）を有する傾斜路（８）と、前記落下物の落下開始位置を任意の位置に設定する位置設定部（１４）とを備え、前記案内部は、前記落下物の落下経路を所定の経路に特定し、前記位置設定部は、前記傾斜路の任意の位置に着脱可能な台座（１４ａ）と、前記台座に設けられ、前記落下物を載せる積載面（１４ｂ）と、前記積載面から前記傾斜路に前記落下物を導く誘導路（１４ｃ）とを有することを特徴とする防護構造物の衝撃試験装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の防護構造物の衝撃試験装置において、前記案内部は、前記落下物が略球状の重錘であるときに、この重錘が二点支持された状態で転がるようにこの重錘を案内することを特徴としている防護構造物の衝撃試験装置である。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の防護構造物の衝撃試験装置において、前記傾斜路から前記防護構造物に前記落下物が任意の角度で衝突するように、この傾斜路の角度を緩和する緩和曲線部（９）を備えることを特徴とする防護構造物の衝撃試験装置である。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の防護構造物の衝撃試験装置において、前記案内部は、前記傾斜路の幅方向に所定の間隔を開けて、この傾斜路の長さ方向に沿って形成された複数の溝であることを特徴とする防護構造物の衝撃試験装置である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の側面図である。図２は、この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の平面図である。図３は、この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置における傾斜路の断面図である。
【００１６】
図１及び図２に示す衝撃試験装置１は、防護構造物２に落下物３を衝突させてこの防護構造物２の性能及び／又は挙動を試験する装置である。防護構造物２は、鉄道、道路、住宅又は宅地などを落石などから防護する防護柵などの試験対象物である。落下物３は、防護構造物２に衝突して衝撃力を作用させる物体である。落下物３は、例えば、コンクリート製の略球状の重錘（重り）である。衝撃試験装置１は、図１及び図２に示すように、防護構造物２を設置する架台４と、地表面に敷設された敷鉄板５と、この敷鉄板５上に構築されており作業用通路６ａ，６ｂを備える足場６と、この足場６上に構築された鋼材７と、この鋼材７上に敷設された傾斜路８と、この傾斜路８に連続する緩和曲線部９と、落下物３を載せる積載面１０と、傾斜路８に構築された位置設定部１１，１２などから構成されている。
【００１７】
傾斜路８は、防護構造物２に向けて落下物３を案内する案内部８ａを有する斜面である。傾斜路８は、図２に示すように、長さ方向に沿って複数の溝が形成された波形鋼板（スラブプレート）であり、この波形鋼板を複数並べた状態で鋼材７上に固定されている。傾斜路８の傾斜角度は、例えば３０度程度の所定の勾配に設定されている。
【００１８】
案内部８ａは、落下物３の落下経路を所定の経路に特定する部分である。案内部８ａは、図３に示すように、落下物３が二点支持された状態で転がるようにこの落下物３を案内する。この第１実施形態では、傾斜路８の幅方向に所定の間隔を開けて案内部８ａが５本形成されている。案内部８ａは、底面部８ｂと、傾斜側面部８ｃ，８ｄと、上側角部８ｅ，８ｆなどが形成された断面が台形状の溝であり、上側角部８ｅ，８ｆに沿って落下物３が転がり接触するようにこの落下物３を案内する。案内部８ａの深さｈ及び幅ｗは、数種類の直径Ｄ1 ，Ｄ2 の落下物３を落下させるときに、これらの落下物３が上側角部８ｅ，８ｆの二点のみで点接触し、底面部８ｂ及び傾斜側面部８ｃ，８ｄとは接触しないような大きさに設定されている。この第１実施形態では、落下物３が直径８００ｍｍの球体であるときに、この球体の下端と底面部８ｂとの間に８ｍｍの間隙部が形成される。
【００１９】
図１及び図２に示す緩和曲線部９は、傾斜路８から防護構造物２に落下物３が任意の角度で衝突するように、この傾斜路８の角度を緩和する部分である。緩和曲線部９は、傾斜路８の一部を構成するようにこの傾斜路８の下端部に連続して構築されており、傾斜路８と同様な複数の溝が形成された波形鋼板である。緩和曲線部９は、傾斜角度が徐々に緩くなるように、波形鋼板の高さを変えて複数並べた状態で敷鉄板５上に構築されている。この第１実施形態では、図１に示すように、防護構造物２に対して落下物３が水平方向に射出して衝突するように、傾斜角度を徐々に変えて長さ１ｍ程度の波形鋼板を約６ｍの間に複数並べている。
【００２０】
積載面１０は、傾斜路８の上段の落下開始位置となる部分である。積載面１０は、足場６の最上部に敷設された平坦な板材や鋼材などであり、積載面１０の端部は傾斜路８の上端部と接触している。積載面１０には、作業用通路６ａ，６ｂが接続されている。
【００２１】
位置設定部１１，１２は、落下物３の落下開始位置を任意の位置に設定する部分である。図１及び図２に示すように、位置設定部１１，１２は、傾斜路８の任意の位置に設けられており、位置設定部１１は傾斜路８の中段の落下開始位置となる部分であり、位置設定部１２は傾斜路８の下段の落下開始位置となる部分である。位置設定部１１，１２は、図１に示すように、積載面１１ａ，１２ａと、傾斜面１１ｂ，１２ｂと、高さ調整部材１１ｃ，１２ｃなどから構成されている。位置設定部１１，１２は、いずれも同一構造であり、以下では位置設定部１１側の部材を説明し、位置設定部１２側の部材については対応する符号を付して説明を省略する。
【００２２】
図４は、この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置における位置設定部の側面図である。図５は、この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置における位置設定部の正面図である。
積載面１１ａは、落下物３を載せる平坦面である。図４及び図５に示すように、積載面１１ａは、傾斜面１１ｂの下側に設けられており、積載面１１ａの先端面は傾斜路８の端面と接触している。積載面１１ａは、鋼材７上に敷設された板材や鋼材などである。傾斜面１１ｂは、傾斜路８の一部を構成する部材である。傾斜面１１ｂは、傾斜路８の任意の位置に設けられており、案内部８ａと同一構造の溝を備える波形鋼板である。傾斜面１１ｂは、積載面１１ａから落下物３を落下させるときには傾斜路８から取り外され、積載面１１ａから落下物３を落下させないときには傾斜路８に装着される。図１及び図４に示す高さ調整部材１１ｃは、積載面１１ａの傾斜角度を調整するときに、足場６と鋼材７との間に挟み込むスペーサである。
【００２３】
図４及び図５に示す位置決め装置１３は、案内部８ａに落下物３を位置決めする装置である。位置決め装置１３は、所定の間隔を開けて平行に配置された一対のガイド部材１３ａ，１３ｂと、このガイド部材１３ａ，１３ｂに連結されたストッパ部材１３ｃなどから構成されている。ガイド部材１３ａ，１３ｂは、落下物３が案内部８ａに誘導されるように落下物３をガイドし、ストッパ部材１３ｃは落下物３が脱落するのを防止する。位置決め装置１３は、積載面１０，１１ａ，１２ａ上に設置される。
【００２４】
次に、この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の動作を説明する。
（落下開始位置が上段である場合）
図１及び図２に示すように、位置決め装置１３によって積載面１０の所定の位置に落下物３が位置決めされて案内部８ａに誘導されると、落下物３が案内部８ａに沿って転がり落ちて緩和曲線部９に導かれる。緩和曲線部９を落下物３が転がり落ちると落下物３の移動方向が水平方向に徐々に変更される。そして、緩和曲線９の終端部から防護構造物２に向けて落下物３が射出し、防護構造物２に水平方向から落下物３が衝突する。このときに、図３に示すように、上側角部８ｅ，８ｆが落下物３を案内するために、移動方向と交差する方向に落下物３が振れたり脱落することがなく、所定の落下経路に沿って落下物３が案内される。上側角部８ｅ，８ｆを落下物３が二点支持された状態で転がり落ちるために、落下物３に作用する摩擦力が略一定になり、防護構造物２に衝突する直前の落下物３の射出速度も略一定になる。
【００２５】
（落下開始位置が中段又は下段である場合）
図４に示すように、落下開始位置を中段に設定する場合には、傾斜面１１ｂを傾斜路８から取り外す。そして、位置決め装置１３によって積載面１１ａに落下物３が位置決めされて案内部８ａに誘導されると、落下物３が案内部８ａに沿って転がり落ちる。落下開始位置を中段から上段に変更するときには、傾斜面１１ｂが傾斜路８に装着されて、この傾斜面１１ｂ上を落下物３が通過可能になる。落下開始位置を下段に設定する場合にも同様な手順が行われる。
【００２６】
【実施例】
次に、この発明の実施例について説明する。
図１及び図２に示す下段、中段及び上段の３段階の落下開始位置から落下物３を複数回落下させる落下実験によって、防護構造物２に衝突する直前の落下物３の速度ｖ（ｍ／ｓ）、摩擦係数μ及び残存係数αを測定した。この落下実験では、下段の落下開始位置の高さｈ＝７．０７６（ｍ）、中段の落下開始位置の高さｈ＝１１．２７６（ｍ）、上段の落下開始位置の高さｈ＝１５．２５３（ｍ）であり、落下回数は下段が２回、中段が７回、上段が４回である。表１は、この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置における落下実験結果を示す表である。
【００２７】
【表１】
ここで、表１に示す残存係数αは、衝撃試験装置１を使用して落下物３を落下させた場合の実測値と、落下物３を自由落下させた場合の理論値との相関関係を示す係数である。残存係数αは、落下物３と案内部８ａとの間に作用する摩擦力などによって影響される値であり、理論値に対して速度がどれだけ減衰したかを表している。表１に示すように、下段、中段及び上段の３段階に落下開始位置を変えて落下物３を落下させたが、速度ｖのばらつきは少なかった。
【００２９】
図６は、この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置における落下高さと落下速度との関係を示すグラフである。
図６に示す点線は、数１に示すように、落下物３を自由落下させた場合の落下高さｈと速度ｖとの関係を示す曲線であり、この曲線は残存係数α＝１の場合の理論値を示す。
【００３０】
【数１】
ここで、重力加速度ｇ＝９．８（ｍ／ｓ2 ）である。図６に示す実線は、数２に示すように、残存係数αを考慮した場合の落下高さｈと速度ｖとの関係を示す曲線であり、この曲線は残存係数α＝０．８１の場合の計算値を示す。また、図６に示すデータは、表１に示す速度ｖの実測値である。
【００３２】
【数２】
図６に示すように、速度ｖの実測値は、残存係数α＝０．８１の曲線の近傍に分布しており、落下高さｈと速度ｖとの関係は残存係数α＝０．８１の場合の曲線と略一致すると考えられる。その結果、落下物３と案内部８ａとの間に発生する摩擦力が略均一であり、落下時の運動エネルギーの損失が少なく、落下運動も安定していると考えられる。また、落下高さｈが分かれば速度ｖを予測可能となり、この予測値のばらつきも小さいと考えられる。
【００３４】
この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、防護構造物２に向けて落下物３を案内する案内部８ａを傾斜路８が有し、この案内部８ａが落下物３の落下経路を所定の経路に特定する。その結果、落下物３の落下方向を衝突直前まで制御できるために、略均一な大きさの衝撃力を防護構造物２の所定の位置に繰り返し作用させて、防護構造物２の性能や挙動を客観的に評価することができる。
【００３５】
(2) この第１実施形態では、落下物３が略球状の重錘であるときに、この重錘が二点支持された状態で転がるようにこの重錘を案内部８ａが案内する。例えば、図９に示す従来技術５では、円筒状の重錘１０６と傾斜路１０５ａとの接触面積が大きく、重錘１０６の落下経路が定まらず重錘１０６の端面と側面ガイド１０５ｂ，１０５ｃとが接触して、重錘１０６とシュート１０５との間の摩擦力が大きくなる。その結果、従来技術５では、重錘１０６の落下速度が低下するとともに摩擦による運動エネルギーの損失が大きくなるために、大型の重錘１０６を製造して大きな衝撃力を防護柵１０７に作用させる必要がある。一方、この第１実施形態では、落下物３と案内部８ａとの間の摩擦力が小さく、落下物３の落下速度にばらつきが少ないために、比較的小型の落下物３によって防護構造物２に衝撃力を効率的に作用させることができる。
【００３６】
(3) この第１実施形態では、落下物３の落下開始位置を位置設定部１１，１２が任意の位置に設定する。このために、防護構造物２に作用させる衝撃力（載荷エネルギー）の大きさを任意に制御することができるとともに、衝撃力を簡単に変化させて防護構造物２を様々な条件で試験することができる。
【００３７】
(4) この第１実施形態では、傾斜路８の一部を構成する傾斜面１１ｂ，１２ｂの下側に落下物３を載せる積載面１１ａ，１２ａを設けるとともに、積載面１１ａ，１２ａから落下物３を落下させるときには傾斜路８から傾斜面１１ｂ，１２ｂが取り外され、積載面１１ａ，１２ａから落下物３を落下させないときには傾斜路８に傾斜面１１ｂ，１２ｂが装着される。その結果、傾斜面１１ｂ，１２ｂを傾斜路８から取り外すだけで落下開始位置を簡単に変更したり、傾斜面１１ｂ，１２ｂを傾斜路８に装着して落下経路として支障なく使用することができる。
【００３８】
(5) この第１実施形態では、傾斜路８から防護構造物２に落下物３が任意の角度で衝突するように、緩和曲線部９が傾斜路８の角度を緩和する。その結果、防護構造物２に対して落下物３を水平方向や斜め方向から衝突させて、防護構造物２の性能や挙動を様々な条件で試験することができる。
【００３９】
（第２実施形態）
図７は、この発明の第２実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の側面図である。図８は、この発明の第２実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の平面図である。以下では、図１〜図３に示す部材と同一の部材は同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００４０】
この第２実施形態は、図１〜図５に示す位置設定部１１，１２を位置設定部１４に変更した実施形態である。位置設定部１４は、図７及び図８に示すように、台座１４ａと、積載面１４ｂと、誘導路１４ｃなどから構成されている。台座１４ａは、傾斜路８の任意の位置に着脱可能な架台である。台座１４ａは、鋼材などによって構築されており、図示しない固定装置によって傾斜路８に着脱自在に設置されている。積載面１４ｂは、落下物３を載せる平坦面であり、台座１４ａの上側に敷設された板材や鋼材などである。誘導路１４ｃは、積載面１４ｂから傾斜路８に落下物３を導く部分である。誘導路１４ｃは、図８に示すように、傾斜路８と同様な波形鋼板が湾曲した状態で台座１４ａに固定されており、案内部８ａと同一構造の溝を備えている。
【００４１】
次に、この発明の第２実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の動作を説明する。
図７及び図８に示すように、傾斜路８に台座１４ａを装着した後に、位置決め装置１３によって積載面１４ｂの所定の位置に落下物３が位置決めされて誘導路１４ｃに誘導される。その結果、落下物３が誘導路１４ｃに沿って転がり落ちて傾斜路８に導かれる。落下開始位置を変更するときには傾斜路８から台座１４ａが取り外されて、台座１４ａが搬送されて傾斜路８の任意の位置に装着される。
【００４２】
この第２実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第２実施形態では、傾斜路８の任意の位置に着脱可能な台座１４ａに、落下物３を載せる積載面１４ｂを設け、この積載面１４ｂから傾斜路８に誘導路１４ｃが落下物３を導く。その結果、第１実施形態の位置設定部１１，１２に比べて落下開始位置を自由に設定して、落下速度を細かく制御することができる。
【００４３】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、防護構造物２として防護柵を例に挙げて説明したがこれに限定するものではない。例えば、落石などから対象物を防護する落石止柵、落石防止網、落石防止壁、落石止擁壁又は落石覆いなどの落石防護工や、雪崩から対象物を防護する雪崩止柵、雪崩止擁壁、雪崩覆い又は雪崩誘導工などの防護構造物についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、複数個の落下物３を同時に又は間隔を開けて傾斜路８に連続して落下させて、防護構造物２の同一個所に連続して衝突させてもよいし、同一又は異なる大きさの落下物３を傾斜路８の幅方向に並べて、防護構造物２の異なる個所に衝突させてもよい。
【００４４】
(2) この実施形態では、略球状の落下物３を例に挙げて説明したが、立方体や多角形の重錘や落石などを搭載したスライダを案内部８ａに沿って滑らせてもよい。また、この実施形態では、傾斜角度を３０度に設定しているが任意の傾斜角度で構築してもよい。さらに、この実施形態では、平地に足場６を立てて傾斜路８を構築しているが、自然斜面上に傾斜路８を構築してもよいし、傾斜路８を軽量足場材によって直接支持してもよい。
【００４５】
(3) この実施形態では、位置設定部１１，１２，１４を例に挙げて説明したが、傾斜路８に進退自在のストッパ部材を設置して落下開始位置を任意の位置に設定してもよい。また、この実施形態では、落下開始位置を３段に設定しているが段数はこれに限定するものではなく、位置設定部１１，１２と位置設定部１４とを一つの傾斜路８に設置してもよい。さらに、この実施形態では、緩和曲線部９によって落下物３を水平に射出しているが、緩和曲線部９の曲率半径を任意に設定可能な構造にして落下物３を斜め方向に射出させてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によると、防護構造物に向けて落下物を案内する案内部を傾斜路が有し、落下物の落下経路を所定の経路に案内部が特定するので、防護構造物に衝撃力を繰り返し再現性よく作用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の側面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の平面図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置における傾斜路の断面図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置における位置設定部の側面図である。
【図５】この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置における位置設定部の正面図である。
【図６】この発明の第１実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置における落下高さと落下速度との関係を示すグラフである。
【図７】この発明の第２実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の側面図である。
【図８】この発明の第２実施形態に係る防護構造物の衝撃試験装置の平面図である。
【図９】従来の衝撃試験装置の外観図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）はIX-IXB線で切断した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 衝撃試験装置
２ 防護構造物
３ 落下物（重錘）
８ 傾斜路
８ａ 案内部
８ｅ，８ｆ 上側角部
９ 緩和曲線部
１１，１２ 位置設定部
１１ａ，１２ａ 積載面
１１ｂ，１２ｂ 傾斜面
１４ 位置設定部
１４ａ 台座
１４ｂ 積載面
１４ｃ 誘導路
Claims (5)
- 防護構造物に落下物を衝突させてこの防護構造物の性能及び／又は挙動を試験する防護構造物の衝撃試験装置であって、
前記防護構造物に向けて前記落下物を案内する案内部を有する傾斜路と、
前記落下物の落下開始位置を任意の位置に設定する位置設定部とを備え、
前記案内部は、前記落下物の落下経路を所定の経路に特定し、
前記位置設定部は、
前記傾斜路の任意の位置に設けられ、この傾斜路の一部を構成する傾斜面と、
前記傾斜面の下側に設けられ、前記落下物を載せる積載面とを備え、
前記傾斜面は、前記積載面から前記落下物を落下させるときには前記傾斜路から取り外され、前記積載面から前記落下物を落下させないときには前記傾斜路に装着されること、
を特徴とする防護構造物の衝撃試験装置。 - 防護構造物に落下物を衝突させてこの防護構造物の性能及び／又は挙動を試験する防護構造物の衝撃試験装置であって、
前記防護構造物に向けて前記落下物を案内する案内部を有する傾斜路と、
前記落下物の落下開始位置を任意の位置に設定する位置設定部とを備え、
前記案内部は、前記落下物の落下経路を所定の経路に特定し、
前記位置設定部は、
前記傾斜路の任意の位置に着脱可能な台座と、
前記台座に設けられ、前記落下物を載せる積載面と、
前記積載面から前記傾斜路に前記落下物を導く誘導路とを有すること、
を特徴とする防護構造物の衝撃試験装置。 - 請求項１又は請求項２に記載の防護構造物の衝撃試験装置において、
前記案内部は、前記落下物が略球状の重錘であるときに、この重錘が二点支持された状態で転がるようにこの重錘を案内すること、
を特徴とする防護構造物の衝撃試験装置。 - 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の防護構造物の衝撃試験装置において、
前記傾斜路から前記防護構造物に前記落下物が任意の角度で衝突するように、この傾斜路の角度を緩和する緩和曲線部を備えること、
を特徴とする防護構造物の衝撃試験装置。 - 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の防護構造物の衝撃試験装置において、
前記案内部は、前記傾斜路の幅方向に所定の間隔を開けて、この傾斜路の長さ方向に沿って形成された複数の溝であること、
を特徴とする防護構造物の衝撃試験装置。
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