JP4401283B2 - 衝撃吸収柵 - Google Patents

Description

本発明は落石防止用柵或いはガードロープ等に用いられる衝撃吸収柵に関する。

中小規模の落石防止手段に用いられる衝撃吸収柵として特許文献１に記載のものが知られている。
この従来の衝撃吸収柵は、図５に示すように、山腹または路側に所定の間隔を隔てて立設した鋼製の各支柱８０間に多数のロープ材８１を多段的に横架すると共に各ロープ材８１を各支柱８０に付設した連結具８２を介して連結し、これらの各ロープ材８１の片面に菱形金網等の網状物８３を張り付けて構成し、そして支柱８０の剛性とロープ材８１及び網状物８３の変形で以って落石等の衝突物Ｗが保有する衝撃エネルギーを吸収する機構になっている。

また図６に示すようなスパンの両端に緩衝機能付きの連結具８２を介して各支柱８０間に複数のロープ材８１を多段的に横架して衝撃吸収柵も知られている。
特開平８−１４４２２６号公報

前述した従来の衝撃吸収柵にあってはつぎのような問題点がある。
（１）横架させた各ロープ材８１が、スパン毎に各支柱８０に連結されていることから、衝突物Ｗの衝突位置が支柱８０の近傍であると、ロープ材８１が十分に変形しきれないためにロープ材８１自体や、連結具８２に過大な荷重が作用する。
そのために、ロープ材８１が破断したり、連結具８２が破壊したりする。
（２）スパン中央付近に衝突物Ｗが衝突するとロープ材８１及び網状物８３が大きく変形するので発生する衝撃力が小さく、衝撃吸収柵は破壊しない。その半面、衝突物が支柱近傍に衝突すると、ロープ材８１が支柱８０に連結されているためロープ材８１及び網状物８３の変形量が小さく、したがって、発生する衝撃力が大きくなって衝撃吸収柵が容易に破壊するに至る。
（３）他の衝撃吸収柵として、上下縁のみにロープ材を張設し、これらの上下ロープ材の間に帯状の網状物を張り巡らすと共に、この網状物を中間支柱に連結しないで構成した柵（図示を省略）が知られている。
この衝撃吸収柵の場合、強度が大きいワイヤでリング状や格子状に編んだ網状物を使用する必要があり、材料費を含めて建設コストが高くつく。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、支柱の近傍に衝突物が衝突しても、破壊することなく衝突物を停止させることができる衝撃吸収柵を提供することを目的とする。

上記課題を達成するため、本願の第１発明に係る衝撃吸収柵は、間隔をおいて立設する３本以上の支柱間に３本以上のロープ材を多段的に横架して構成する衝撃吸収柵であって、前記ロープ材は、支柱を巡ってその上部と下部にそれぞれ横架した最上縁ロープ材および最下縁ロープ材と、最上端縁及び最下端縁ロープ材の間に位置するとともに、支柱に対して衝突物の進入側と反対側に配置した１本以上の中間ロープ材とよりなり、端末の支柱に対して前記最上端縁及び最下端縁ロープ材の端部を連結し、端末の支柱に対して前記中間ロープ材の端部を連結し、少なくとも１本の中間の支柱に対して前記最上端縁及び最下端縁ロープ材の端部を除いた中間部を該上端縁及び下端縁ロープ材の長手方向の摺動を許容した状態に係合して配置し、前記中間ロープ材の端部を除いた中間部を少なくとも１本の中間の支柱に対して連結させずに交差して配置し、衝突物が衝突したときに、前記最上端縁及び最下端縁ロープ材と前記中間ロープ材が中間の支柱によって拘束されることなく、前記中間ロープ材の変形量が前記最上端縁及び最下端縁ロープ材より大きくなるように衝突物の進入方向の反対方向に移動可能に構成したことを特徴とするものである。
本願の第２発明に係る衝撃吸収柵は、前記第１発明おいて、前記最上端縁及び最下端縁ロープ材と前記中間ロープ材の端部または中間に衝撃吸収装置を取り付け、ロープ材の引張力がある一定値以上に達すると摺動を許容するように構成したことを特徴とするものである。
本願の第３発明に係る衝撃吸収柵は、前記第１または第２発明において、前記最上端縁及び最下端縁ロープ材と前記中間ロープ材に亘って網状物を付設したことを特徴とするものである。

本発明は次のような効果を得ることができる。
（１）衝撃吸収柵の中間支柱近傍に衝突物が衝突した場合でも、中間ロープ材が中間の支柱に連結されていないので大きく変形が可能である。
そのため、エネルギー吸収効果が大きく、したがって、衝撃力が小さくなり、経済的な設計が可能となる。
（２）最上端縁及び最下端縁ロープ材と中間ロープ材の端部または中間に衝撃吸収装置を介装することにより、可能吸収エネルギー量がさらに大きくなって、衝撃吸収柵の性能が格段に高くなる。
（３）衝撃吸収装置は、中間ロープ材の連結区間において最低１個で済むため、さらに経済的である。
（４）中間の支柱に、中間ロープ材を支持するための取付金具等を必要としないので支柱の加工を簡略化できる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

（１）衝撃吸収柵の概要
図１に衝撃吸収柵の全体図を示し、図２にその側面図を示す。
本発明に係る衝撃吸収柵は、間隔を隔てて立設した支柱１０（端末支柱１１，中間支柱１２）と、支柱１０に多段的に横架した複数のロープ材２０（最上縁ロープ材２１，最下縁ロープ材２２，中間ロープ材２３）と、各ロープ材２０に一体に取り付けた金網製、ロープ製の網状体３０とを具備する。
本例では複数本の中間ロープ材２３を横架する場合について示すが、中間ロープ材２３は一本以上であればよい。

（２）支柱（図１）
支柱１０には、例えばＨ型鋼材、鋼管等の剛性部材を用いる。
支柱１０はその下部をコンクリート基礎７０に埋め込んで立設したり、或いは支柱１０の下端にベースプレートを付け、支柱１０の上部に接続した控ロープの端部を地上側のアンカーに連結して支持したりしてもよい。

（３）網状物
網状物３０は各ロープ材２０と協働して変形により衝突物Ｗのエネルギーを吸収する共に、衝突物Ｗの小片の透過を規制すための部材で、ロープ材２０に取着する。
網状物３０は各ロープ材２０の水平間隔が自由に広がるのを防止するためにも機能するため、鋼板やロープ材等の抵抗材とクリップ等の連結具で構成する図１に示した専用品の間隔保持材４０を省略する場合もある。

（４）衝撃吸収装置
衝撃吸収装置５０はロープ材２０の中間位置に介装し、ロープ材２０に設定以上の張力が作用したときにこの張力エネルギーを吸収するための装置である。
衝撃吸収装置５０としては、張力を摩擦抵抗により吸収する方式や流体抵抗により吸収するダンパー方式等の公知のエネルギー吸収装置を適用できる。
衝撃吸収装置５０を介装することで、ロープ材２０に作用する過大な衝撃エネルギーを効果的に吸収すると共に、ロープ材２０の端部の連結部に設定以上の荷重を作用させずに済むのでロープ材２０の破断防止と連結部の破壊防止を達成することができる。

（５）ロープ材の取着形態
前述したように従来の衝撃吸収柵では支柱とロープ材の交差箇所を連結して横架していた。
本発明では衝突物Ｗが衝撃吸収柵に衝突した場合に、ロープ材２０と、それに取付けた網状物３０が支柱１０によって拘束されることなく衝突物Ｗの進入方向と反対側に移動させ得るよう、支柱１０に対して以下のようにロープ材２０を取着した。

支柱１０間に横架されるロープ材２０（最上縁ロープ材２１，最下縁ロープ材２２，中間ロープ材２３）はワイヤロープ等の引張強度に優れたロープ材で、支柱１０に対して衝突物Ｗの進入側と反対側に配置する。
より厳密には中間ロープ材２３が支柱１０に対して衝突物Ｗの進入側と反対側に配置してあればよい。

ロープ材２０（最上縁ロープ材２１，最下縁ロープ材２２，中間ロープ材２３）の取り付け形態をより詳細に説明すると、最上縁ロープ材２１と最下縁ロープ材２２の端部は端末支柱１１に対して公知のクリップ等の連結具６０を介して直接連結する。
最上縁ロープ材２１と最下縁ロープ材２２の端部を除いた中間部は、スパン毎に中間支柱１２に係合する。
各ロープ材２１，２２の中間部を中間支柱１２に「係合する」とは、例えば中間支柱１２の高さ方向に沿って間欠的に形成したフック類に各ロープ材２１，２２を貫挿させるが如く、中間支柱１２に対して取り付け高さの変動を規制しつつ、ロープ材２１，２２の長手方向の自由な摺動を許容した取付け状態、或いは長手方向の変位も拘束した取付け状態を意味するものである。

中間ロープ材２３の端部は連結具６０を介して直接端末支柱１１に連結する。
中間ロープ材２３の端部を除いた中間部は中間支柱１２に対して連結せずにフリーな状態としておく。自重による中間ロープ材２３の中間部の垂れ下がりは、中間ロープ材２３の張設力や、網状物３０や間隔保持材４０を介した最上縁ロープ材２１の吊り上げによって対処する。
これらのロープ材２０の間に亘って網状物３０を張り巡らす。

［作用］
つぎに衝撃吸収柵による衝撃吸収作用について説明する。

（１）衝突位置がスパン中央の場合（図３）
図３の受撃時の衝撃吸収柵の一部を省略した中間ロープ材２３の位置における水平断面図を基に衝撃吸収作用について説明する。
支柱１０（端末支柱１１，中間支柱１２）に対してロープ材２０（最上縁ロープ材２１，最下縁ロープ材２２，中間ロープ材２３）を上記した形態で取り付けたので、衝突物Ｗが衝撃吸収柵スパンの中央部付近に衝突した場合には、すべてのロープ材２０及びそれに取付けた網状物３０、間隔保持材４０（図３では図示を省略）が網状物３０を介して進入側と反対方向に変形する。すべてのロープ材２０及びそれに取付けた網状物３０は支柱１０によって拘束されることなく衝突物Ｗの進入方向とは反対側に移動する。

衝突物Ｗの衝突した付近のロープ材２０は大きく変形し、衝突位置から離れるにつれてロープ材２０の変形は小さくなる。
しかしながら、すべてのロープ材２０が衝突物Ｗの進入側と反対方向に変形して大きいエネルギーを吸収し得るから、衝撃吸収柵の各構成部材が負担すべき衝撃力は小さくなる。
殊に本発明はスパン中央に衝突した場合であっても、ロープ材２０が中間支柱１２に連結されていないから、図５に示したロープ材８１を支柱８０に連結した従来の衝撃吸収柵と比較してロープ材２０の変形量が大きくなる。特に中間ロープ材２３の変形量が最上下縁ロープ材２１，２２より大きくなる。このようにロープ材２０の変形量が大きくなった分だけ衝撃力を小さくすることが可能となる。

（２）衝突位置が支柱近傍の場合（図４）
すべてのロープ材２０が支柱１０に連結されていると、たとえ衝撃吸収装置が取付けられていても大きく変形することはできず、受撃時の衝撃力が大きくなる。

これに対して本発明では衝突物Ｗが支柱１０の近傍に衝突したときの衝撃吸収護柵の水平断面図を示す図４から明らかなように、支柱１０の近傍に衝突物Ｗが衝突した場合、最上縁と最下縁のロープ材２１，２２は中間支柱１２に係合されているが、中間ロープ材２３は中間支柱１２に係合されていないので中間ロープ材２３の変形が可能であり、これに伴う効率のよいエネルギー吸収が期待できる。
この際、中間ロープ材２３と網状物３０は中間支柱１２に対して衝突物Ｗの進入方向と反対側へ向けた自由な変形が許容されることから、衝突物Ｗが支柱１０の近傍に衝突した場合であっても、前記したスパン中央に衝突した場合と同等に衝撃力を小さくすることができる。

また、ロープ材２０に衝撃吸収装置５０を介装する場合でも、仮に中間ロープ材２３を各中間支柱１２に連結して取付けるときは、スパン毎に衝撃吸収装置５０を取付ける必要があるが、本発明のように中間ロープ材２３が中間支柱１２に連結して取付けていないため、連結間で最低１個の衝撃吸収装置５０を介装するだけでよい。

（３）その他の変形例
端支柱１１とロープ材２０の端部間にも衝撃吸収装置５０を追加して介装すると、ロープ材２０の破断防止効果と衝撃エネルギーの吸収性能が向上する。

また前記したように間隔保持材４０は必須ではなく、これを省略し網状物３０で代用してもよい。
さらに衝撃エネルギーが小さい場合やロープ長が長い場合には、ロープ材２０の中間部に介装した衝撃吸収装置５０の介装を省略する場合もある。

また端末支柱１１への中間ロープ２３の連結方法は、既述したように直接端末支柱１１に連結する場合の他に、例えば、端末支柱１１の上下端に別途のロープを張設し、このロープを介して中間ロープ２３を連結するようにしもよい。

また中間ロープ材２３は原則として中間支柱１２に対して連結しないが、衝撃吸収柵の配置形態が直線形でなく屈曲部がある場合や、中間支柱１２との係合間隔が長くなる場合には、中間ロープ材２３の中間部を中間支柱１２に係合する場合もある。

本発明に係る衝撃吸収柵の正面図 図１の縦断面図 受撃時における衝撃吸収柵の水平断面モデル図 受撃時における衝撃吸収柵の水平断面モデル図 従来の衝撃吸収柵の正面図 従来の他の衝撃吸収柵の正面図

符号の説明

１０・・・支柱
１１・・・端末支柱
１２・・・中間支柱
２０・・・ロープ材
２１・・・最上縁ロープ材
２２・・・最下縁ロープ材
２３・・・中間ロープ材
３０・・・網状物
４０・・・間隔保持材
５０・・・衝撃吸収装置

Claims (3)

1. 間隔をおいて立設する３本以上の支柱間に３本以上のロープ材を多段的に横架して構成する衝撃吸収柵であって、
   前記ロープ材は、支柱を巡ってその上部と下部にそれぞれ横架した最上縁ロープ材および最下縁ロープ材と、最上端縁及び最下端縁ロープ材の間に位置するとともに、支柱に対して衝突物の進入側と反対側に配置した１本以上の中間ロープ材とよりなり、
   端末の支柱に対して前記最上端縁及び最下端縁ロープ材の端部を連結し、
   端末の支柱に対して前記中間ロープ材の端部を連結し、
   少なくとも１本の中間の支柱に対して前記最上端縁及び最下端縁ロープ材の端部を除いた中間部を該上端縁及び下端縁ロープ材の長手方向の摺動を許容した状態に係合して配置し、
   前記中間ロープ材の端部を除いた中間部を少なくとも１本の中間の支柱に対して連結させずに交差して配置し、
   衝突物が衝突したときに、前記最上端縁及び最下端縁ロープ材と前記中間ロープ材が中間の支柱によって拘束されることなく、前記中間ロープ材の変形量が前記最上端縁及び最下端縁ロープ材より大きくなるように衝突物の進入方向の反対方向に移動可能に構成したことを特徴とする、
   衝撃吸収柵。
2. 請求項１において、前記最上端縁及び最下端縁ロープ材と前記中間ロープ材の端部または中間に衝撃吸収装置を取り付け、ロープ材の引張力がある一定値以上に達すると摺動を許容するように構成したことを特徴とする、衝撃吸収柵。
3. 請求項１または請求項２において、前記最上端縁及び最下端縁ロープ材と前記中間ロープ材に亘って網状物を付設したことを特徴とする、衝撃吸収柵。

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