JP4808226B2

JP4808226B2 - 衝撃吸収柵

Info

Publication number: JP4808226B2
Application number: JP2008026345A
Authority: JP
Inventors: 陽一西田; 智弘藤井; 利充野村
Original assignee: Protec Engineering Inc
Current assignee: Protec Engineering Inc
Priority date: 2008-02-06
Filing date: 2008-02-06
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2028-02-06
Also published as: KR20100118577A; US20100327244A1; WO2009098736A1; CN101939488A; US8079571B2; JP2009185514A; CN101939488B; KR101470685B1

Description

本発明は落石や土砂等の落下物を衝撃吸収柵に関し、特に落石の捕捉性能を改善した衝撃吸収柵に関するものである。

特許文献１には山腹の斜面部に間隔を置いて縦孔を穿孔し、この縦孔に建て込んだパイプ支柱を立設すると共に、これら各パイプ支柱に複数段のケーブルとともに金網製のネットを張設した衝撃吸収柵が開示されている。

また、落石等の衝撃を摩擦エネルギーに変換して吸収する衝撃吸収柵として、所定の間隔で設けた各支柱の間に水平ロープ材を水平方向のスライドを許容した状態で係留し、水平ロープ材の両端は固定し、各支柱間を水平ロープ材に掛止させたワイヤ製のネットで遮蔽した基本構成に加えて、水平ロープ材の途上にロープ材を重合させて形成した余長部と、余長部を一定の力で挟持する挟持具とにより、水平ロープ材に設定張力以上の張力が作用したとき、水平ロープ材が一定の摩擦力を保持したまま余長部が伸長して張力を吸収する緩衝部を形成した衝撃吸収柵（例えば特許文献２、特許文献３）も提案されている。

特開平７−１９７４２３号公報特開平６−１７３２２１号公報特開平６−３３６７０９号公報

（１）この種の衝撃吸収柵は、落石等を支柱間に張り巡らした帯状のネットで受け止めるものであるが、落石を捕捉する際にネットの中央部が斜面裾側に大きく撓み変形するとともにネットの柵高（有効高さ）が大きく変化する。
すなわち、ネットは落石の受撃した部位を中心として大きく撓み変形することで、ネットの上辺から下辺までの長さ（高さ方向のネット幅）が小さくなる。
そのため、落石が繰り返し発生すると、後続の落石がネットの下端と地面の間に大きく開いた隙間を通じて潜り抜けたり、落石がネットを飛び越えてしまい、落石の捕捉性に問題があった。
（２）コストを考慮しなければ緩衝具を多用したりロープの使用本数を増やすことでネットの変形量を抑制したり、或いは衝撃吸収柵を多重に設置したりすることで落石の捕捉性能を増すことが可能である。
しかしながら、最近の厳しい経済環境下においては上記した高コストがかかる対策工の実施が難しく、そのため、防護性能を犠牲にすることなく設置コストを低減できる衝撃吸収柵の提案が切望されている。

本発明は以上の問題点を解決するために成されたもので、少なくとも次の一つの衝撃吸収柵を提供することにある。
（１）落石発生時における防護ネットの有効高さの変化を抑制すること。
（２）落石の捕捉性能を改善して安全性を高めること。
（３）低コストでありながら緩衝性能を向上できること。
（４）簡易に施工できること。

本発明は、所定の間隔を隔てて立設した支柱間に防護ネットを張設した衝撃吸収柵であって、防護ネットの裾部と地面との間に安全ネットを取り付け、前記安全ネットの上辺部を防護ネットの裾部に連結するとともに、安全ネットの下辺部を地面に固定する手段が、安全ネットの下辺部に沿って設けた水平控えロープ材と、前記水平控えロープ材の複数箇所と山側アンカーとの間を接続する複数の山側控えロープ材とにより構成し、落石発生時に前記安全ネットが防護ネットの下部の隙間を閉鎖した状態を維持したまま、防護ネットの撓み変形に追従した伸び変形を許容するように構成したことを特徴とする、衝撃吸収柵を提供する。
本発明は、前記防護ネットが、各支柱間に水平に掛け渡された緩衝機能を有する上下の水平ロープ材と、各支柱間に斜めに掛け渡された緩衝機能を有する斜めロープ材と、前記した複数のロープ材に取り付けた帯状の網材とにより構成することを特徴とする、衝撃吸収柵を提供する。
本発明は、前記網材および安全ネットを金網で構成することを特徴とする、衝撃吸収柵を提供する。
本発明は、前記安全ネットが斜面の横断方向の伸びに対して斜面の縦断方向の伸びが卓越する菱形金網であることを特徴とする、衝撃吸収柵を提供する。

本発明は少なくとも次の一つの効果を得ることができる。
（１）落石を受けたときに支柱間の防護ネットともに安全ネットが一緒に動いて落石を確実に捕捉することができる。
（２）落石発生時に安全ネットは、防護ネットの下部の隙間を閉鎖したまま防護ネットの撓み変形に追従して伸びるので、防護ネットの有効高さの変化を抑制することができる。
したがって、落石の潜り抜けや飛び越えを防止できて落石の捕捉性能が格段に向上する。
（３）防護ネットに安全ネットを取り付けた箇所が二重ネット構造となって補強されるので、衝撃吸護柵の安全性に対する信頼性がより高められる。
（４）落石を受けたとき、防護ネットの重量移動に伴う衝撃エネルギーの吸収量が、安全ネットの重量分だけ増加することと、山側斜面と安全ネット間の摩擦抵抗によっても衝撃エネルギー吸収量が増加する。
そのため、従来よりも防護ネットの撓み変形量が小さくなる。
特に、防護ネットの撓み変形量が厳しく制限を受けるような、例えば道路施設や鉄道施設、住宅等に近接した場所への設置に好適である。
（５）衝撃吸収柵に衝撃力の吸収作用を発揮する安全ネットを取り付けるだけの簡単な追加作業を行なうことで設置できるので、低コストでありながら、衝撃吸収性能の高い衝撃吸護柵を提供することができる。
（６）支柱と防護ネットを具備した公知の各種の衝撃吸収柵に適用できて汎用性に富む。
（７）衝撃吸収柵の構成部材を現場に搬入して、基礎コンクリートを構築することもなく傾倒式の支柱を立設し、支柱間に複数のロープ材と網材を張設し、網材の裾部に安全ネットを取り付けるだけであるから、大型車両の通行が困難な山間部や急俊地帯への設置に適している。

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１，２に本発明に係る衝撃吸収柵の一例を示す。
本発明は所定の間隔を隔てて立設した支柱１０と、支柱１０間に張り巡らした防護ネット２０を具備した衝撃吸収柵を前提としていて、防護ネット２０の有効高さの変化を抑制する手段として、防護ネット２０の裾部と斜面４０の間に安全ネット３０を設けたものである。

本例で示す衝撃吸収柵は一例であり、防護用のネットを備えたものであれば公知の各種衝撃吸収柵に適用可能である。
以降に本発明に係る衝撃吸収柵の構成について詳述する。

（２）支柱
所定の間隔をおいて斜面４０に立設する支柱１０は中空のパイプ材からなる。
従来の一般的な支柱は設置位置に基礎コンクリートを構築してこれに立設するが、本例では基礎コンクリートの設置を省略して、斜面４０に対して支柱１０を傾倒可能に立設する場合について説明する。

各支柱１０の設置位置に予め地中にアンカーやロックボルトを定着し、これらに一体に接続した支柱ロープ材１１を地表に露出させておく。
そして図３，４に示すように、支柱１０の下口より支柱ロープ材１１を内挿し、支柱１０の上口から突出した支柱ロープ材１１の根元に緩衝具１２を固定することで支柱１０の起立姿勢を保つように立設されている。
本例では支柱１０の上部に被せた支柱キャップ１５から支柱ロープ材１１を引き出し、支柱キャップ１５の開口を通過不能な寸法の緩衝具１２で支柱ロープ材１１の根元を固定した場合を示す。

緩衝具１２は、支柱ロープ材１１と緩衝具１２の把持部において摩擦抵抗以上の張力が作用したときに、支柱ロープ材１１の摺動を許容して、支柱１０が傾倒する際に衝撃エネルギーを減衰するものである。
緩衝具１２としては例えば、２枚の板体をボルト、ナットで挟持したもの等、公知の摩擦抵抗式の緩衝具を使用できる。

また、必要に応じて、支柱１０の各上下部と斜面４０のアンカー４１との間に控ロープ１３を接続したり、該控ロープ１３の端部又は中間に緩衝具１７を配設してもよい。
また本例では各支柱１０の上部に接続した控ロープ１３に管状の支承体１４を外装して落石発生時に柵が山側に転倒するのを防止する場合について示する。

（３）防護ネット
防護ネット２０は、落石等を受け止めるための部材であり、本例では図１に示すように、各支柱１０間に掛け渡した上下の水平ロープ材２１，２１、斜めロープ材２２，２２、およびこれらのロープ材２１，２２にらせん状のコイル等を介して取り付けた帯状の網材２３とからなる。

ロープ材２１，２２と網材２３を組み合わせたのは，網材２３より伝達された落石の衝撃力や、これらのロープ材２１，２２に直接作用する衝撃力や荷重を最終的に支柱１０に伝達するためと、網材２３と協働して衝撃エネルギーを効率よく吸収するためである。

またロープ材２１，２２と網材２３の間の大きい力の伝達を可能とするため、各ロープ材２１，２２を網材２３の各編み目を通したり、或いは網材２３の片面に配置した各ロープ材２１，２２を挟むようにして螺旋状のコイルで縫い付ける。
防護ネット２０の各構成部材について詳述する。

（３−１）ロープ材
支柱１０間に横架される上下の各水平ロープ材２１は、その端部の近くに緩衝具１３を設置して緩衝機能が付与されている。

上下の各水平ロープ材２１はそれぞれ連続性を有して支柱１０間に横架されている。
本例では隣り合う支柱１０間毎に上下の各水平ロープ材２１を張設した場合について示すが、支柱１０の設置スパンを超えて上下の各水平ロープ材２１を張設してもよいことは勿論である。
図４は図１，２に示した水平ロープ材２１の接続形態を拡大したもので、支柱１０の上下部にそれぞ貫挿させた２本の水平ロープ材２１の貫通端部に個別に緩衝具１３を把持させて設置し、左右一対の緩衝具１３，１３を支柱１０のそれぞれ一側に当接させることで、隣り合う２本の水平ロープ材２１，２１の間に支柱１０を介在させて接続した場合を示す。

図５は緩衝具１３を支柱１０に当接さないで２本の水平ロープ材２１を接続する形態を示すもので、各支柱１０を貫通させた２本の水平ロープ材２１を、支柱１０の間で重合させ、２本の水平ロープ材２１，２１の重合部を緩衝具１６で把持することで、隣り合う２本の水平ロープ材２１，２１の間を接続した場合を示す。
下部の水平ロープ２１の横架形態は図４，５に示した上部の水平ロープ２１の横架形態と同様であるので、その図示を省略する。

緩衝具１６は１本または２本のロープ材２１を把持し、把持部の摩擦抵抗以上の張力が作用したときに、ロープ材２１の摺動を許容してエネルギーを減衰する機能を有するものであればよく、例えば２枚の板体をボルト、ナットで挟持したもの等、公知の摩擦抵抗式の緩衝具が使用できる。

隣り合う支柱１０の上下部に間には、斜めロープ材２２を交差して掛け渡してある。
斜めロープ材２２は、図４に示すように、支柱１０の側部の上下にそれぞれ突設した掛止フック１４間に斜めロープ材２２を掛け渡し、斜めロープ材２２の端部近く、又は中間部にワイヤクリップ等の緩衝具(図示を省略)を配設してもよい。

（３−２）網材
網材２３は例えば金網やアラミド繊維等の高強度繊維を網状に形成した網体、又は合成樹脂製の網体で構成される。施工性やコストを考慮すると、菱形金網が好適である。
図１に示すように、ロープ材２１，２２の全長に亘って、又はその一部にらせん状のコイルを巻き付ける等して、網材２３が移動可能な状態で連結される。

網材２３に菱形金網を使用する場合、菱形金網は製法の関係から元々縦横方向の伸びに差がある。そのため、網材２３を支柱１０間に配設するに際しては、網材２３による落石の捕捉性を高めるために、図１において縦方向の伸びに対して横方向の伸びが卓越するように菱形金網を配置する。

（４）安全ネット
安全ネット３０は防護ネット２０と斜面４０の間の隙間以上の長さを有していて、例えば金網やアラミド繊維等の高強度繊維を網状に形成した網体で構成される。施工性やコストを考慮すると、菱形金網が好適である。

安全ネット３０の一端(上端)を、網材２２の裾部に螺旋状のコイル等を巻き付けて一体に連結するとともに、安全ネット３０の他端(下端)を斜面４０に固定することで、網材２２の裾部と斜面４０の間に形成される隙間を安全ネット３０で遮蔽する。

図２に示すように、本例では複数の安全ネット３０の他端(下端)に亘って一体に取り付けた水平控えロープ材３１の複数箇所に、斜面４０の山側に設けたアンカー４１からのびる複数の山側控えロープ材３２をそれぞれ接続して、安全ネット３０に作用する外力をアンカー４１に支持させる場合について示す。
尚、アンカーピン等を用いて安全ネット３０の他端(下端)を斜面４０に直接固定してもよい。

安全ネット３０は網材２３の裾部の隙間を塞いで、落石が物理的に潜り抜けるのを防止する機能と、落石発生時に防護ネット２０の有効高さの変化を抑制する機能を併有するものである。
そのため図３に示すように、安全ネット３０の中間部、または下部側を蛇腹状に弛ませたり、折り返す等して長さにゆとりを持たせ、落石発生時に山裾側へ安全ネット３０が展開して防護ネット２０の撓み変形に追従できるように変形代を設けておくことが肝要である。
したがって、落石発生時における防護ネット２０の斜面裾側への撓み変形量と防護ネット２０の有効高さは安全ネット３０の全長に影響を受けることから、現場の諸条件に応じて安全ネット３０の全長を適宜の長さに選択する。

防護ネット２０に安全ネット３０を取り付けた範囲が二重構造となって補強されることから、防護ネット２０に対する安全ネット３０の一端(上端)の連結位置を高めるほど防護ネット２０の補強範囲が広くなる。
防護ネット２０に対する安全ネット３０の一端(上端)の連結位置は、衝撃吸収柵の設置現場に応じて適宜の高さを選択すればよい。

安全ネット３０に菱形金網を使用する場合は、図１において横方向(斜面４０の横断方向)の伸びに対して縦方向(斜面４０の縦断方向)の伸びが卓越するように菱形金網を配置する。
また図２に示すように網材２３に沿って安全ネット３０を配置する場合、複数の菱形金網を重合させることが望ましい。

[衝撃吸収柵の作用]
つぎに図６に基づいて衝撃吸収柵の作用について説明する。

（１）防護ネット及び支柱による衝撃吸収
上記した支柱１０及び防護ネット２０により構成した衝撃吸収柵に、落石等が衝突すると、防護ネット２０の網材２３を構成する線材の摺動並びに斜面裾側へ向けた撓み変形により衝撃エネルギーを減衰する。

更に、防護ネット２０に作用した衝撃エネルギーは、各ロープ材２１，２３にも作用する。
各ロープ材２１，２３に緩衝具の把持部の摩擦抵抗以上の張力が作用すると、各ロープ材２１，２３は把持力に抗して緩衝具の中を摺動する。その時の摩擦力によって衝撃エネルギーが減衰される。

網材２３、ロープ材２１，２３を経た衝撃エネルギーは、最終的に支柱１０へ伝えられる。
支柱１０に衝撃エネルギーが作用し、支柱１０の上端に設けた緩衝具１２の把持力を越えると、緩衝具１２の内側を支柱ロープ材１１が摺動し、その摩擦力が荷重に対するブレーキ力となって吸収しながら、支柱１０が傾く。
また、支柱１０に控ロープ１３が接続されたり、控ロープ１３に緩衝具１７が配設されている場合は、控ロープ１３や緩衝具１７の摺動抵抗により衝撃エネルギーが減衰される。

（２）安全ネットによる衝撃吸収
既述したように落石が衝撃吸収柵の防護ネット２０に衝突すると、支柱１０が傾倒しつつ、防護ネット２０が斜面裾側へ撓み変形する。
防護ネット２０が斜面裾側へ撓み変形することに伴い、網材２３の裾部に接続した安全ネット３０が防護ネット２０の撓み変形に追従して山裾側へ展開される。
この際における安全ネット３０の引き摺り抵抗と、安全ネット３０の重量移動抵抗と、安全ネット３０の変形抵抗とによっても衝撃エネルギーが減衰される。

（３）有効高さの変形抑制
防護ネット２０の裾部と斜面４０の隙間が安全ネット３０で塞がれている。
そのため、防護ネット２０の裾部の隙間を通じて落石が潜り抜けるのを確実に防止できる。
防護ネット２０の裾部や安全ネット３０に衝突した落石は、防護ネット２０へ誘導されて捕捉される。

防護ネット２０と斜面４０の間に設けた安全ネット３０は、単に落石の潜り抜け防止する遮蔽部材として機能するだけでなく、以下に説明するように防護ネット２０の有効高さの変形を抑制する機能を具備する。
すなわち、落石発生時における斜面裾側へ向けた安全ネット３０の伸びが、防護ネット２０より大きい関係にある。
したがって、安全ネット３０が防護ネット２０の斜面裾側へ撓み変形に追従して山裾側へ展開されて伸びると、安全ネット３０を設置しない場合と比較して、防護ネット２０の上部に作用するネット中心部へ向けた引張力が大幅に緩和される。
その結果、防護ネット２０が斜面裾側へ向けて大きく撓み変形しても、防護ネット２０の実質的な有効高さ（柵高）は大きく変化することがない。
このように防護ネット２０に安全ネット３０を付設することにより、後続の落石が防護ネット２０の潜り抜けを防止できるだけでなく、防護ネット２０を飛び越えることも抑制できて落石の捕捉性能が格段に向上する。

（４）防護ネットの撓み抑制
落石を受けたとき、防護ネット２０の重量移動に伴う衝撃エネルギーの吸収量が、安全ネット３０の重量分だけ増加する。さらに、斜面４０と安全ネット３０間の摩擦抵抗によっても衝撃エネルギー吸収量が増加する。
そのため、従来よりも防護ネット２０の撓み変形量を小さく抑制することができる。

（５）その他の実施の形態
前記実施例は防護ネット２０の裾部の隙間を別部材の安全ネット３０で塞いだ場合について説明したが、防護ネット２０の裾部を延長して形成し、防護ネット２０の延長部を安全ネットとして利用してもよい。

本発明に係る衝撃吸収柵の一部を省略した斜視図衝撃吸収柵の平面図図１におけるIII−IIIの断面図水平ロープ材の接続形態を示す支柱頭部の拡大図水平ロープ材の他の接続形態を示す衝撃吸収柵の上半図落石の捕捉作用を説明するための衝撃吸収柵のモデル図

符号の説明

１０・・・支柱
１１・・・支柱ロープ材
１２・・・緩衝具
１３・・・控ロープ
１４・・・支承体
１５・・・支柱キャップ
２０・・・防護ネット
２１・・・上下の水平ロープ材
２２・・・斜めロープ材
２３・・・網材
３０・・・安全ネット
３１・・・水平控えロープ材
３２・・・山側控えロープ材
４０・・・斜面
４１・・・アンカー

Claims

所定の間隔を隔てて立設した支柱間に防護ネットを張設した衝撃吸収柵であって、
防護ネットの裾部と地面との間に安全ネットを取り付け、
前記安全ネットの上辺部を防護ネットの裾部に連結するとともに、
安全ネットの下辺部を地面に固定する手段が、安全ネットの下辺部に沿って設けた水平控えロープ材と、
前記水平控えロープ材の複数箇所と山側アンカーとの間を接続する複数の山側控えロープ材とにより構成し、
落石発生時に前記安全ネットが防護ネットの下部の隙間を閉鎖した状態を維持したまま、防護ネットの撓み変形に追従した伸び変形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。
請求項１において、前記防護ネットが、各支柱間に水平に掛け渡された緩衝機能を有する上下の水平ロープ材と、各支柱間に斜めに掛け渡された緩衝機能を有する斜めロープ材と、前記した複数のロープ材に取り付けた帯状の網材とにより構成することを特徴とする、衝撃吸収柵。
請求項２において、前記網材および安全ネットを金網で構成することを特徴とする、衝撃吸収柵。
請求項３において、前記安全ネットが斜面の横断方向の伸びに対して斜面の縦断方向の伸びが卓越する菱形金網であることを特徴とする、衝撃吸収柵。