JP5054742B2 - Rock fall protection fence - Google Patents
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Description
本発明は道路沿い等に設置されて落石、雪崩などの衝撃力をケーブルの伸びで吸収する形式の落石防護柵に関する。 The present invention relates to a rockfall protection fence of a type installed along a road or the like to absorb impact forces such as rockfalls and avalanches with cable elongation.
山間地の傾斜に発生する落石から道路や家屋を守るための手段として、支柱間に複数本の水平状の横ロープを上下に間隔をもって張設し、その張設した横ロープの表面に金網を取り付けて落石を受け止めるようにした落石防護柵が用いられている。
こうした落石防護柵において、1本のロープの途中にループ状の輪を成形して重ね合った重複部を挟持具で挟持し、ロープに張力が加わるとループ状の余長部が一定の摩擦力を保持したま相互に摩擦摺動するように構成したロープを支柱間に張設し、山側から落下した落石がロープを直撃した際に重複した余長部の摩擦摺動により衝撃エネルギーを減衰吸収させる落石防護柵が提案されている。(特許文献1)
As a means to protect roads and houses from falling rocks that occur in the slopes of mountainous areas, several horizontal horizontal ropes are stretched between the columns at intervals, and a wire mesh is attached to the surface of the stretched horizontal rope. A rockfall guard fence is attached to catch rockfalls.
In such a rockfall protection fence, a looped ring is formed in the middle of a single rope, and the overlapping part is clamped with a clamping tool. When tension is applied to the rope, the extra length of the looped part has a constant frictional force. A rope constructed so that it slides frictionally with each other while holding it is stretched between struts, and shock energy is attenuated and absorbed by frictional sliding of the extra length overlapped when a falling rock falling from the mountain side hits the rope directly A rock fall protection fence has been proposed. (Patent Document 1)
また、立体形状をしたシェル構造を有する荷重伝達体を使用し、該荷重伝達体に加わる衝撃引っ張り荷重を圧縮荷重に変換し、印加される荷重の強弱により強度の弱い荷重伝達体から立体的変形させ、衝撃荷重を吸収する緩衝金具をロープに連結し、防護ネット等に用いることが提案されている。(特許文献2) In addition, a load transmission body having a three-dimensional shell structure is used, and the impact tensile load applied to the load transmission body is converted into a compression load. It is proposed that a shock-absorbing metal fitting that absorbs an impact load is connected to a rope and used for a protective net or the like. (Patent Document 2)
前記特許文献1の衝撃吸収柵は、摩擦摺動による摩擦抵抗で衝突エネルギーを吸収する方法で、摩擦抵抗力が挟持具のロープ締め付け力に左右されるので、均一な安定した抵抗力値の確保が難しいという問題がある。
また、特許文献2の緩衝金具による衝突エネルギー吸収の方法は、荷重の強弱により緩衝金具の塑性変形する部品が異なるため、弱荷重でも部品が塑性変形(破壊)され、軽微な落石でも緩衝金具の補修ないし取替えの必要が発生する問題がある。
The shock absorbing fence of
Further, the collision energy absorption method using the buffer metal fittings of
本発明は、前記のような問題点を解消するために創案されたもので、その目的とするところは、コンパクトで落石エネルギーの吸収効率が高く、強度面、機能面及び施工面、補修面ですぐれた機能を発揮する落石防護柵を提供することにある。 The present invention was devised in order to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is compact and high in efficiency of absorbing rockfall energy, in terms of strength, function, construction, and repair. The object is to provide a rockfall protection fence that performs excellent functions.
上記目的を達成するため本発明は、傾斜面の落石、雪崩等を防止すべき箇所に沿って間隔をおいて立設された端末支柱と、前記端末支柱間に間隔をおいて立設された複数本の中間支柱と、端末支柱と中間支柱の山側に沿って上下方向に間隔をあけて複数段張設されたケーブルと、ケーブル表面に張った金網を備えた落石防護柵において、前記ケーブルが、岩受けロープと、これよりも小さな縦弾性係数を持ち、前記岩受けロープの両端部に連結した緩衝ロープにより構成されていることを特徴としている。(請求項1) In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is provided with a terminal column standing at an interval along a portion where rock fall, avalanche, etc. on an inclined surface should be prevented, and an interval between the terminal columns. In a rockfall protection fence comprising a plurality of intermediate struts, a cable stretched in multiple steps at intervals along the mountain side of the terminal struts and the intermediate struts, and a wire mesh stretched on the cable surface, the cable The rock receiving rope and a buffer rope having a longitudinal elastic modulus smaller than the rock receiving rope and connected to both ends of the rock receiving rope. (Claim 1)
本発明によれば、所定の間隔の端末支柱間に張設される各ケーブルが、相対的に大きな縦弾性係数Aの岩受けロープと、これよりも小さな縦弾性係数Bを持ち、前記岩受けロープの両端部に連結した緩衝ロープにより構成され、落石の多発する柵中央部には高弾性特性を持つ岩受ロープを配しているので、落石傷によるケーブルの剪断破断を回避でき、落石のほとんど無い端末支柱近傍に低弾性特性を持つ緩衝ロープを配することにより落石傷の付きやすい弱点をカバーして、衝撃エネルギー吸収に優れた特性を十分に引き出すことができる。従って衝撃エネルギー吸収量が高くなるので、端末支柱に対する衝撃荷重を大きく緩和することができ、それにより端末支柱の小型化を図ることができる。
また、強度、伸びなどの特性値にバラツキが少なく、落石エネルギーをケーブル、金網、端末支柱のそれぞれに安定して分散できる。
さらに、軽微な落石の場合では、落石を取り除けばケーブルの伸びは初期値に戻り、補修を必要としないので、保守管理が容易である。
According to the present invention, each cable stretched between terminal struts having a predetermined interval has a rock receiving rope having a relatively large longitudinal elastic modulus A and a longitudinal elastic modulus B smaller than this, It is composed of buffer ropes connected to both ends of the rope, and a rock catching rope with high elastic properties is arranged in the central part of the fence where rockfalls occur frequently. By placing a buffer rope with low elastic properties in the vicinity of almost no end struts, it is possible to cover the weak points that are easily damaged by falling stones, and to fully draw out the characteristics excellent in impact energy absorption. Therefore, since the amount of impact energy absorbed is high, the impact load on the terminal column can be greatly reduced, and the terminal column can be downsized.
In addition, there is little variation in characteristic values such as strength and elongation, and rockfall energy can be stably distributed to each of the cable, the wire mesh, and the terminal support.
Furthermore, in the case of minor rockfalls, if the rockfalls are removed, the cable stretches back to the initial value and no repair is required, so maintenance is easy.
好適には、緩衝ロープの伸びP1が20%≦P1≦65%、岩受ロープの伸びP2が4%≦P2≦6%の範囲である。
これによれば、岩受ロープのエネルギー吸収量より緩衝ロープのエネルギー吸収量を5〜10kJと大きくでき、ケーブル全体の塑性変形によるエネルギー吸収が大きくなり、衝撃エネルギーの多くをケーブルが効率よく吸収して端末金具、端末支柱、中間支柱に加わるエネルギーが減衰されるので、これらの金具、部材の小型化が可能である。
Preferably, the elongation P1 of the buffer rope is in the range of 20% ≦ P1 ≦ 65%, and the elongation P2 of the rock receiving rope is in the range of 4% ≦ P2 ≦ 6%.
According to this, the energy absorption amount of the buffer rope can be increased to 5 to 10 kJ than the energy absorption amount of the rock receiving rope, the energy absorption due to the plastic deformation of the entire cable is increased, and the cable absorbs much of the impact energy efficiently. Since the energy applied to the terminal fittings, terminal struts, and intermediate struts is attenuated, these fittings and members can be miniaturized.
好適には、上下複数段のケーブルと金網を間隔保持材で結合し、上下複数段のケーブルと金網を一体化している。
これによれば、落石が1本のケーブルを直撃した場合でも間隔保持材により金網および上下のケーブル全体に落石エネルギーが伝達されるので、落石エネルギーの吸収効率がさらに高められる。
Preferably, a plurality of upper and lower stages of cables and a metal mesh are coupled with a spacing member, and the upper and lower stages of cables and the metal mesh are integrated.
According to this, even when the rock falls directly hit one cable, the rock retaining energy is transmitted to the entire wire mesh and the upper and lower cables by the spacing member, so that the efficiency of absorbing the rock falling energy is further enhanced.
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図1は本発明による落石防護柵の一実施例を示しており、aは山側、bは道路側である。符号1は、道路と山側傾斜面との境界に沿って設置された本発明の高エネルギー吸収式の落石防護柵である。
前記落石防護柵1は、端末支柱2,2が左右に間隔をおいて立設され、それら端末支柱2,2間に複数の中間支柱3が等間隔に立設され、複数のケーブル4が上下に等間隔に張設され、端部はそれぞれ端末支柱2,2に固定されている。
張設されたケーブル4は各中間支柱3に摺動可能に取り付けられている。さらに、端末支柱2,2間に張設された複数段のケーブル4に沿うように山側全面に金網7が張られ、ケーブル4と金網7は間隔保持材8で固定されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of a rockfall protection fence according to the present invention, where a is a mountain side and b is a road side.
In the rock
The tensioned
端末支柱2,2は、たとえば175mm×175mm×7.5mm×11mm、長さ2,850mmのH形鋼からなり、防食の効果を高めるために亜鉛めっきが施されている。しかし、端末支柱は四角柱または角鋼管でもよいし、亜鉛めっきの上に樹脂塗装されていてもよい。
前記端末支柱2,2は道路に沿って間隔をおいて配され、所要長さたとえば850mmの下部201,201がモルタルやコンクリートなどのセメント系基礎60、60に埋め込まれることで立設されている。
しかし、これに限らず、下部にステーつきのプレート金具を設け、これをセメント系基礎にアンカーされたプレート金物(図示せず)に剛結することで立設していてもよい。
The
The
However, the present invention is not limited to this, and a plate metal fitting with a stay may be provided at the lower portion, and the metal plate may be erected by being rigidly connected to a metal plate (not shown) anchored to a cement-based foundation.
中間支柱3は、たとえば200mm×100mm×5.5mm×8mm、長さが2,850mmのH形鋼からなっており、防食効果を高めるために亜鉛めっきされている。さらに、景観を高めるため樹脂塗装が施されていてもよい。
前記中間支柱3は端末支柱間に間隔をおいて配され、所要長さたとえば850mmの下部301がモルタルやコンクリートなどのセメント系基礎60に埋め込まれることで立設されている。
しかし、これに限らず、下部にステーつきのプレート金具を設け、これをセメント系基礎にアンカーされたプレート金物(図示せず)に剛結することで立設していてもよい。
The
The
However, the present invention is not limited to this, and a plate metal fitting with a stay may be provided at the lower portion, and the metal plate may be erected by being rigidly connected to a metal plate (not shown) anchored to a cement-based foundation.
本発明の特徴は、前記端末支柱間2,2に張設されるケーブル4が、縦弾性係数A,BがA>Bの式を満足する2種類のロープ5,6を、弾性係数の大きいロープ6を柵の主体用として中心を含む領域に配し、そうしたロープの両端に弾性係数の小さいロープ5を連結して衝撃エネルギー吸収の大きい1本のケーブルを構成していることである。
A feature of the present invention is that the
相対的に縦弾性係数Aが大きいロープ6は岩受ロープであり、相対的に縦弾性係数Bが小さいロープ5は緩衝ロープである。
ここで、弾性係数Aは120,000〜80,000N/mm2が望ましい。その理由は、120,000N/mm2以上では硬くなり、エネルギー吸収が期待できず、80,000N/mm2以下では落石の直撃で傷が付きやすく、剪断破断が起きやすくなるからである。
弾性係数Bは60,000〜40,000N/mm2が望ましい。その理由は、60,000N/mm2以上では硬くなり十分なエネルギー吸収が期待できず、40,000N/mm2以下では十分な破断強度が得られないからである。
The
Here, the elastic modulus A is desirably 120,000 to 80,000 N / mm 2 . The reason is that when it is 120,000 N / mm 2 or more, it becomes hard and energy absorption cannot be expected, and when it is 80,000 N / mm 2 or less, it is easy to be scratched by falling rocks and shear fracture is likely to occur.
The elastic modulus B is preferably 60,000 to 40,000 N / mm 2 . The reason is that when it is 60,000 N / mm 2 or more, it becomes hard and sufficient energy absorption cannot be expected, and when it is 40,000 N / mm 2 or less, sufficient breaking strength cannot be obtained.
緩衝ロープ5は、たとえば素線として軟質ステンレス線(成分がC:0.001%〜0.15%、Si:0.01%〜1.5%、Mn:0.3%〜3.0%、P:80.05%以下、S:80.02%以下、Cr:14.0%〜26.0%、Ni:86.0%〜22.0%、N:0.02%以下、残部実質上Fe)が用いられ、岩受けロープ6は、たとえば素線にJIS G 3521に規定される硬鋼線が用いられる。
The
さらに好適には、緩衝ロープ5は、伸びP1が20%≦P1≦65%の吸収エネルギーの大きなロープが用いられる。伸びの下限を20%としたのは、これ未満だとエネルギー吸収が少なく十分な効果が得られないからであり、上限を65%としたのは、これを超える伸びでは必要以上に道路側に落石がはみ出すからである。好適には、落石のはみ出しが大型車の交通の障害にならないように、上限を55%程度に抑えることが望ましい。
More preferably, the
岩受けロープ6は、伸びP2が3%≦P2≦6%である。下限を3%としたのはこれ未満だとエネルギー吸収が少なく脆くなるからであり、上限を6%としたのは岩石がロープを直撃したときロープにキズが付きやすくなるからである。上記伸びは撚りピッチをコントロールすることで達成できる。さらに、素線の熱処理のコントロールでも可能である。
The
ケーブル4の具体例をあげると、岩受ロープ6は、構造が3×7、直径18mm、亜鉛めっきしたワイヤロープで、撚りピッチは150mm、伸びが5%である。緩衝ロープ5,5は材質が軟質ステンレスであり、撚りピッチは126mm伸びは52%である。
As a specific example of the
図3は端末支柱2に取り付けたケーブル4を示しており、緩衝ロープ5は端部に端末支柱2と締結するための金具としてオープンソケット52が取り付けられ、他端部には岩受けロープ6と連結するための金具としてフォークエンド53が取り付けられている。
緩衝ロープ5は1800〜3000mmの長さが望ましい。短いと十分なエネルギー吸収が得られず、3000mmを超えると落石の直撃を受ける可能性が大きくなるからである。
端部金具類はこれに限らず、ねじエンド、アイエンド、トヨロック等を選択できる。
FIG. 3 shows the
The
The end fittings are not limited to this, and a screw end, an eye end, a toyo lock and the like can be selected.
岩受ロープ6の端部はクリップ61留めによりシンブル62が取り付けてある。緩衝ロープ5のフォークエンド53と岩受けロープ6のシンブル62がボルトナット63を介して連結してある。緩衝ロープ5の端部に取り付けられたオープンソケット52は、端末支柱2に索端金具54を介して締結されている。
索端金具54は両端に雄ネジが切られたロッドからなり、一端はオープンソケット52にナット541で固定され、他は端末支柱2に設けられた索端金具挿通孔543に挿通され、ナット542でケーブル4に一定の張力を与えて固定する。
A
The cable end fitting 54 is composed of a rod with male threads cut at both ends, one end is fixed to the
多段状のケーブル4は、図1や図2のように上下等間隔で平行に端末支柱2,2に張設されるが、中間支柱3に対しては固定されず、Uボルト31,31で軸方向に摺動可能に取り付けられている。摺動可能とした利点は、ケーブル4が落石により張力が発生するとケーブルは細経化し、Uボルト31,31の拘束力が弱くなり、ケーブル全体の伸びを伝播させ、衝撃エネルギーの吸収効率を高めるからである。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
端末支柱2,2および中間支柱3の山側全面にはたとえば50mm×50mmの菱形の金網7が配され、結合コイル(図示せず)でケーブル4に取り付けられる。そして、多段のケーブル4は支柱3,3間の略中央部において、たとえば厚さ4.5mm、幅65mm、高さ680mmの圧延鋼材からなる間隔保持材8がUボルト31で連結してある。
金網7は落石に伴う小石等を道路側aへの落下を防止し、間隔保持材8はケーブル4の1本に印加した張力でも上下に張設したケーブル4全体にその張力を分散伝達する。
For example, a 50 mm × 50 mm
The
本発明の落石防護柵の作用を説明すると、落石を受けた岩受ロープ6および金網7の衝撃エネルギーは、岩受ロープ両端部に連結した緩衝ロープ5,5を経由して端末支柱2,2に達するが、伸びの大きな緩衝ロープ5,5および金網7の伸びによるエネルギー吸収で端末支柱2,2に加わる張力は大きく軽減される。さらに、間隔保持材8により直接落石を受けなかった上下の岩受ロープ6にも衝撃エネルギーが伝達され、ケーブル全体にエネルギーは分散される効果を持つ。
Explaining the operation of the rockfall guard fence of the present invention, the impact energy of the
本実施例の落石防止柵に落石が衝突したときの様子を図5に示す。図5(a)の張設状態から、落石9が中間支柱3,3間のロープに衝突すると、図5(b)のように中間支柱3に摺動可能に取り付けてある岩受ロープ6が道路側aに伸びて落石エネルギーを吸収し、支柱の変形等のダメージを緩和するが、岩受ロープ6の両端部に縦弾性係数が小さく伸びの大きな緩衝ロープ5、5が端末支柱に連結されているので、落石エネルギーにより図示のように緩衝ロープ5、5が大きく伸びることでエネルギーを吸収する。緩衝ロープ5、5は落石傷が付きやすい性状であるが、落石の衝突が起りにくい柵の両端部に配されているので弱点がカバーされエネルギー吸収特性の高い利点を十分に発揮することができる。
さらに、間隔保持材8により複数段のケーブル4と金網7は一体化されており、金網7と複数段のケーブル4全体でも落石エネルギーを吸収することができる。
FIG. 5 shows a state where a falling rock collides with the falling rock prevention fence of this embodiment. When the falling
Further, the plurality of
図6は前記岩受ロープ6および緩衝ロープ5に動的張力を印加した場合の張力を測定する方法を示しており、鋼製やぐら90の天井部に張力計91を取り付け、張力計91に2mの岩受ロープ6を取り付け、端部に3kNの錘93を取り付け、落下させた。そのときの張力は200kNであった。同様に、緩衝ロープ5に2mを取り付け3kNの錘93を落下させると58kNの張力であった。
ケーブル4が岩受ロープ6だけからなる場合、端末支柱2に200kNの張力が負荷されるのに対し、緩衝ロープ5だけの場合は端末支柱2には58kNの張力負荷ですむ。従って従来は200kNに対応した端末支柱が必要であったが、本発明によれば58kNに対応する端末支柱で済むことになる。
FIG. 6 shows a method of measuring tension when dynamic tension is applied to the
When the
a 山側
b 道路側
1 落石防護柵
2 端末支柱
3 中間支柱
4 ケーブル
5 緩衝ロープ
6 岩受ロープ
7 金網
8 間隔保持材
a mountain side
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