JP5161822B2 - 支柱固定構造 - Google Patents

Description

本発明は、雪崩や落石を防止するための落石・雪崩防止柵用の支柱を斜面に所定間隔で固定するための支柱固定構造に関する。

道路等に近接して落石の恐れがある斜面部には、通常、サポート付きの支柱をコンクリート基礎等に適宜の間隔で建て込み、複数本のワイヤーの各端部を支柱に締め込み連結し、各ワイヤーに所定の張力を付加して各支柱に上下間隔をおいて張設した落石・雪崩防止柵を設ける場合がある。この落石・雪崩防止柵では、この防護部材としてのワイヤー以外に、例えば金網を支柱に締め込み連結し、各支柱間において張設する場合もあれば、Ｈ形鋼や鋼管等をこの支柱間に掛け渡しする場合もある。

何れの場合においても、落石や落雪をこれらワイヤーや金網等を初めとした防護部材により弾性的に緩衝してこれらを受け止めることになるが、その衝撃力に耐えられるようにするため、斜面内に埋設された支柱下端を例えばコンクリート基礎で固定することにより安定化させる工法が提案されている。

しかしながら、かかる工法では、コンクリート基礎を埋設するために、斜面内の基礎掘削を施す必要があるが、コンクリート基礎のみを介して落石や落雪による衝撃を受け止める必要があるところ、かかるコンクリート基礎自体のサイズが大きくなり、養生期間を含めて施工期間が長期化してしまうという問題点があった。また、かかるコンクリート基礎を施工するためには、大量の土砂を排出し、或いは大量の岩砕を行うため、景観を著しく損ない、また掘削に伴う施工コストが増加してしまうという問題点があった。

このため、かかる土砂の排出量や岩砕の量を減らすために、支柱基礎にアンカー工を応用する試みが従来から行われている。

例えば、特許文献１においては、支柱のアンカーボルトをコンクリート基礎中に埋め込んだ構造が提案されている。ちなみに、この支柱は、アンカーボルトに対して回動自在となるように構成されている。この特許文献１の開示技術では、コンクリート基礎自体の体積を小さくすることが可能となり、土砂の排出量や岩砕の量を減らすことが可能となり、更には使用するコンクリートの量を減らすことでコスト削減を図ることが可能となる。

また、支柱をアンカーボルトにより固定する施工方法としては、例えば特許文献２の開示技術が提案されている。即ち、支柱の下端を円形や四角形の有底筒状の締結具により締結し、かかる締結具の底壁にアースアンカー又はアンカーボルト用の貫通孔を穿設し、更にこの貫通孔に貫通させたアースアンカー又はアンカーボルトで地面に固定することにより、支柱を地面に固定するものである。

また支柱をアンカーボルトにより固定する施工方法としては、例えば特許文献３に示すように、斜面に支柱を立設する際に、支柱の下端を、アンカーボルトにより固定された支持板の突片に回動自在に設ける構成も開示されている。

実開昭５８−１４９４０８号公報 特開２００３−２６８７２４号公報 実開昭５５−１１０５１１号公報 特開２００６−２１４２２６号公報

ところで、上述した特許文献１〜３の開示技術では、何れもアンカーボルトの頭部が直接的に外気や雨、雪に接触する。その結果、このアンカーボルトの頭部が腐食してしまい、その役割を全うすることができず、衝撃力に対して効果的に抵抗することができなくなる。

また、落石・雪崩防止柵によっては、Ｈ形鋼等の防護部材が掛け渡しされた第１の支柱と、斜面に所定間隔で第１の支柱より下位に立設され、上端が第１の支柱に連結された第２の支柱とを備えた、いわゆるラムダ型の構成を採用する場合もある。このようなラムダ型の落石・雪崩防止柵において、それぞれアンカーボルトを設ける場合には、あくまで支柱に負荷される曲げ応力を減らし、落石等による衝撃力を引き抜き抵抗力としてアンカーボルトへ伝達する上で、アンカーボルトの延長方向を支柱との関係でそれぞれ最適化する必要があった。しかしながら、上述した特許文献１〜３の開示技術では、このようなラムダ型の落石・雪崩防止柵により、落石等による外力に対して効果的に抵抗するための構成は、特段提案されていない。更に、この特許文献１〜３の開示技術では、支柱をピン構造を介して保持しているため、山から谷へ一方向に掛かる衝撃には対応しているが、不規則な挙動の落石によって生じる斜めや横方向からの衝撃には強度的に不安があるという問題点があった。

特に特許文献２、３の開示技術では、アンカーボルトと支柱の接続部位が地上に露出する構成であるところ、アンカーボルトを支柱の下端を覆った土の抵抗によって安定化させることができず、また落石・雪崩防止柵自体の美観も悪化してしまうという問題点もあった。

更に、アンカーボルトの配設と、コンクリート基礎の配設を併用する上で、コンクリートを容易に充填できるようにするための構成が従来において何ら提案されていなかった。

なお、従来においては、例えば特許文献４に示すように、基礎杭の上端に連結された円盤状プレートと、支柱の下端が取り付けられたベースプレートの間に無収縮グラウトを充填する技術も開示されている。この開示技術では、円盤状プレートと、ベースプレート間の伝達部材として、ボルトとナットが使用されており、支柱と基礎杭は直接接続されてなく、あくまでこの伝達部材を介して接続されている点に特徴がある。このボルトとナットを調整することにより、ベースプレートの水平度を制御することが可能となる。

しかしながら、この特許文献４の開示技術では、円盤状プレートと、ベースプレートとの間をボルトとナットによって締結しているのみであり、充填した無収縮グラウトの漏洩を防止するための構成について何ら開示されていない。従って、グラウトの充填作業性について改善の余地があり、施工労力の向上を図る必要があった。また、この特許文献４の開示技術は、地中に鉛直になるように設置した基礎杭に対し、支柱を鉛直に接続するための鉛直度を微調整することを目的とした技術であって、落石・雪崩を防止するために、斜面に対し斜めに設置したアンカーと支柱を接続するための技術ではない。さらに、特許文献４の開示技術は、基礎杭と支柱の接続部位が地上に露出する構成であり、円盤状プレートでは土の抵抗によって基礎杭を安定化させる効果を発揮させることができないという問題点があった。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、アンカーボルトの頭部の腐食を防止し、ラムダ型の落石・雪崩防止柵に適用される際においても、落石等による衝撃力に効果的に抵抗でき、施工労力を軽減可能な支柱固定構造を提供することにある。

本発明に係る支柱固定構造は、上述した課題を解決するために、落石又は雪崩を受け止める防護部材を掛け渡しするための支柱を斜面に所定間隔で固定する支柱固定構造において、上記支柱の下端に設けられる上部プレートと、上記上部プレートから下方に延長された連結部材を介して取り付けられる支圧プレートと、上記支圧プレートに取り付けられたアンカー部材を備えることを特徴とする。

このとき、連結部材は、複数枚の板状部材で構成され、上部プレート、支圧プレート及び連結部材により囲まれる閉空間又は開空間が更に形成されてなり、この閉空間又は開空間には、経時硬化性充填材が充填されていてもよい。

上述した構成からなる本発明によれば、ボックス体内に突出させてなるアンカー部材の頭部が、経時硬化性材の経時的な固化により固定されることになる。その結果、アンカー部材の頭部が直接空気や雨、雪と接触することが無くなり、腐食を防止することが可能となる。即ち、本発明によれば、アンカー部材の頭部の腐食を経時硬化性材の充填により抑えることが可能となることから、落石等のよる衝撃力に対して抵抗する、アンカー部材としての役割を長期に亘って全うさせることが可能となる。

また、本発明によれば、経時硬化性材を容易に充填できるようにするための構成とされている点において利点がある。また充填した経時硬化性材の漏洩を防止するための構成とすることができ、グラウトの充填作業性の向上、ひいては施工労力の向上を図ることが可能となる。

また、本発明によれば、アンカー部材の頭部、連結部材、支圧プレートが経時硬化性材によって堅固な一体構造となり、落石等による衝撃力に効果的に抵抗することが可能となる。

更に本発明によれば、ボックス構造としており、柱とアンカー部材を連結しているので、従来における特許文献１〜３において開示されているピン構造と比較して、不規則な挙動の落石によって生じる斜めや横方向からの衝撃にも対応でき、優れている。

本発明に係る支柱固定構造が適用される断面がラムダ型の落石・雪崩防止柵の斜視図である。 本発明に係る支柱固定構造が適用される断面がラムダ型の落石・雪崩防止柵の側面図である。 本発明に係る支柱固定構造が適用される断面がラムダ型の落石・雪崩防止柵の正面図である。 防護部材を、断面矩形状の鋼管の代わりに、網で構成した場合の例を示す図である。 ボックス体に対して第１の支柱、アンカー部材が取り付けられた状態の詳細な構成を示す図である。 ボックス体に対して第１の支柱、アンカー部材が取り付けられた状態の正面図である。 ボックス体に対して第１の支柱、アンカー部材が取り付けられた状態の平面図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態として、雪崩や落石を防止するための落石・雪崩防止柵用の支柱を斜面に所定間隔で固定するための支柱固定構造について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明を適用した支柱固定構造は、例えば図１に示すように、ラムダ型の落石・雪崩防止柵１に適用される。この落石・雪崩防止柵１は、落石や雪崩が起きる可能性があると考えられる斜面２において配設されるものであって、斜面２に立設された第１の支柱１２と、斜面２に第１の支柱１２より下位に立設された第２の支柱１３と、第１の支柱１２に掛け渡しされた防護部材１１とを備えている。

第１の支柱１２並びに第２の支柱１３は、図中Ｘ方向に向けて所定間隔で立設されている。また、第１の支柱１２並びに第２の支柱１３は、それぞれ下端が斜面内に埋設されている。また第２の支柱１３は、上端が第１の支柱１２に連結され、これを下側から支持するものである。即ち、一つの第１の支柱１２に対して一つの第２の支柱１３により補強する構成とされている。ちなみに、この第１の支柱１２並びに第２の支柱１３は、それぞれＸ方向に間隔をおいて２本立設される場合を例に挙げているが、実際の施工時では、これら第１の支柱１２並びに第２の支柱１３をＸ方向に間隔を開けて３本以上に亘り配設することにより斜面を横切るように柵を形成している。

図２は、この落石・雪崩防止柵１の側断面図を、また図３は、図２におけるＹ方向からみた落石・雪崩防止柵１の正面図である。

第１の支柱１２は、断面Ｈ形鋼により構成されているがこれに限定されるものではなく、鋼管を用いるようにしてもよいし、またＨ形綱とは異なる断面形状からなる鋼材であってもよい。この第１の支柱１２を構成するＨ形鋼における上側のフランジ１２ｂには、防護部材１１が所定間隔に亘って設けられている。

第２の支柱１３は、第１の支柱１２と同様に、断面Ｈ形鋼により構成されているがこれに限定されるものではなく、鋼管を用いるようにしてもよいし、またＨ形綱とは異なる断面形状からなる鋼材であってもよい。第２の支柱１３は、第１の支柱１２よりも断面形状がより径小で構成されていることが望ましい。第２の支柱１３の立設角度は、第１の支柱１２における立設角度と互いに異なるように予め調整されている。即ち、第２の支柱１３の立設角度は、斜面２に対して鋭角となるように調整されている。その結果、この第２の支柱１３の上端を、第１の支柱１２と交わるようにこれを立設することが可能となる。

第２の支柱１３の上端は、第１の支柱１２の最上端よりも若干低い部位において連結される。第２の支柱１３の上端には、プレート１４が設けられている。そして、このプレート１４を第１の支柱１２を構成するＨ形鋼の下側のフランジ１２ａに当接させ、これを互いに固定する。このプレート１４とフランジ１２ａの固定方法としては、例えば溶接等で互いを溶着させるようにしてもよいし、図示しないボルト等を介して接合するようにしてもよい。

防護部材１１は、上述した実施の形態において、例えば断面矩形状の鋼管で構成されている。この防護部材１１は、落石又は雪崩を直接的に受け止める役割を担う。防護部材１１は、断面矩形状の鋼管の代替として、断面円形状の鋼管であってもよい。また、この防護部材１１は、例えばＨ形鋼等の形鋼で構成されていてもよいし、ワイヤーや網等で構成されていてもよい。

図４は、防護部材１１を、断面矩形状の鋼管の代わりに、網２１で構成した場合の例を示している。網２１は、周囲に金属製の縁２２を形成させたものであり、その落石や雪崩を捕捉できる程度の網目で構成されている。

また、斜面２内に埋設された第１の支柱１２の下端は、ボックス体３１を介してアンカー部材３２が接続される。同様に、斜面２内に埋設された第２の支柱１３の下端は、ボックス体４１を介してアンカー部材４２が接続される。

図５〜７は、ボックス体３１に対して第１の支柱１２、アンカー部材３２が取り付けられた状態の詳細な構成を示している。このうち、図５は、ボックス体３１を中心とした側断面図を、また、図６は、ボックス体３１を中心とした正面図であり、図７は、その平面図である。

ボックス体３１は、上部プレート５１と、この上部プレート５１から下方に延長された連結部材５４、５６を介して取り付けられる支圧プレート５３と、補強部材５２とを備えている。

上部プレート５１は、第１の支柱１２の下端に設けられる鋼板である。第１の支柱３１の下端にベースプレート４６が取り付けられている場合には、かかるベースプレート４６を介して上部プレート５１が支柱３１の下端に取り付けられることになる。

連結部材５４は、断面コ字状の２個の溝形鋼で構成されている。この連結部材５４は、図６に示すようにアンカー部材３２を挟んで両側に設けられており、その溝部分が内側に向けて突出するように配設される。この連結部材５４の上面には、上部プレート５１が、また連結部材５４の下面には、支圧プレート５３が取り付けられることになる。

連結部材５６は、２枚の鋼板で構成され、装入口６４以外の当接する支圧プレート５３、連結部材５４に取り付けられる。

支圧プレート５３は、中央にアンカー部材３２の頭部を突出させるための孔５９が開削されている。この支圧プレート５３は、上部プレート５１と比較してそのサイズは大きく構成されていてもよいし、小さく構成されていてもよい。更に、この支圧プレート５３は、上部プレート５１と略同一の大きさで構成されていてもよい。

また、補強部材５２は、溝形鋼としての連結部材５４における溝部分に嵌合される鋼板で構成される。この補強部材５２は、互いに対面する２つの各連結部材５４の両側に設けられる。

即ち、この連結部材５４、５６や、補強部材５２により、図７に示すように周壁を構成することになる。そして、このような連結部材５４、補強部材５２、連結部材５６からなる周壁の存在により、ボックス体３１内に充填した経時硬化性材８１が側面から漏洩してしまうのを防止することが可能となる。

なお、ボックス体３１は、上述した構成に限定されるものではなく、上部プレート５１、支圧プレート５３及びこれらを連結する連結部材であればよく、その結果、この上部プレート５１、支圧プレート５３、連結部材により囲まれる閉空間又は開空間が形成されてなるものであればよい。開空間としては、上述した構成のように、例えば装入口６４が設けられていることにより完全な密閉状態ではないことから、いわゆる開空間としての機能を発揮することになる。ちなみに他の隙間や開口が設けられていてもよく、これらを含めて開空間としての定義に当てはまることになる。また、このような装入口６４や隙間が閉塞されていてもよく、かかる場合にはいわゆる閉空間となる。

また、この上部プレート５１、支圧プレート５３を互いに連結するための連結部材は、板状部材又は形鋼で構成される場合に限定されるものではなく、力を伝達できるものであれば鋼棒等で構成されていてもよい。また、上述したように上部プレート５１、支圧プレート５３を連結する連結部材が板状部材や形鋼で構成されている場合においても、力を伝達し得るものであれば、これらに孔や隙間が形成されていてもよい。

ちなみに、ボックス体４１についても、このボックス体３１と同一の構成であるため、以下での説明を省略する。

次に、このボックス体３１内に、アンカー部材３２の頭部を突出させて固定させる構成について、同様に図５を用いて説明をする。

アンカー部材３２の上部には、綱製のパイプ７１がその外周において被覆されている。このパイプを設ける理由としてせん断抵抗力を向上させるためである。また、このパイプ７１の上端を含むアンカー部材３２の上端は、ボックス体３１内部に孔５９を介して突出されている。そして、このボックス体３１内部に突出されたパイプ７１の上端ならびにアンカー部材３２の上端は、固定部材７２に嵌合される。この固定部材７２は、鋼製の材料で構成されてなり、断面台形状で構成され、かつ孔５９よりも径大となるサイズからなり、さらに孔５９を介して突出されたパイプ７１の上端を嵌合可能な凹部又は貫通穴が形成されている。これにより、孔５９を介して突出されたパイプ７１の上端をこの固定部材７２に嵌合させることで、アンカー部材３２が下側に引きぬけようとする力を、孔５９よりも径大である固定部材７２により抵抗することができる。

また、固定部材７２の上面には、固定板７３が当接されてなる。この固定板７３の中央には、アンカー部材３２を挿通するための図示しない挿通孔が設けられ、かかる図示しない挿通孔を介してアンカー部材３２の上端が上方へと突出する形となる。そして、このアンカー部材３２の上端は、座金７４を介してナット７５により固定される。これにより、このナット７５による固定により、アンカー部材３２が下側に引きぬけてしまうのを防止することが可能となる。なお、このアンカー部材３２における上端の固定方法は、上述した形態に限定されるものではなく、例えば楔で固定する等、周知のいかなる方法を用いて固定するようにしてもよい。

因みに、ボックス体４１内に、アンカー部材４２の頭部を突出させて固定させる構成について、上述と同様であるため、以下での説明を省略する。

なお、本発明においては、このボックス体３１内部にコンクリートを初めとした経時硬化性材８１を充填し、これを固化させることを前提としている。この経時硬化性材８１の充填に関しては、上述したように、装入口６４を介して行う。これにより、ボックス体３１内に、突出させて固定されてなるアンカー部材３２の頭部が、かかる充填された経時硬化性材８１により埋め込まれることになる。そして、ボックス体３１内に突出させてなるアンカー部材３２の頭部が、経時硬化性材８１の経時的な固化により固定されることになる。その結果、アンカー部材３２の頭部が直接空気や雨、雪と接触することが無くなり、腐食してしまうのを防止することが可能となる。即ち、本発明によれば、アンカー部材３２の頭部の腐食を経時硬化性材８１の充填により抑えることが可能となることから、落石等のよる衝撃力に対して抵抗する、アンカー部材３２としての役割を長期に亘って全うさせることが可能となる。

但し、上述した経時硬化性材８１の充填は、必須ではなく、あくまでボックス体３１の内部において経時硬化性材８１を非充填で構成するようにしてもよい。

また、このボックス体３１内に突出させてなるアンカー部材３２の頭部が、経時硬化性材８１の経時的な固化により固定されることにより、ボックス体３１とアンカー部材３２とを互いに強固に固定することが可能となる。その結果、強度を向上させることが可能となる。

また、本発明においては、アンカー部材３２を第１の支柱１２に、また、アンカー部材４２を第２の支柱１３に連結する上で、上述したボックス体３１、４１を介して接続することができ、極めて施工を簡略化させることが可能となる。

なお本発明では、図２に示すように、第１の支柱１２側に設けられるアンカー部材３２の延長方向は、第１の支柱１２の延長方向との間で鈍角を形成する方向であって、水平面に対する角度θが斜め下方向へ１０〜２０°としてもよい。これにより、図２に示すように、かかる第１の支柱１２の立設方向に対して、アンカー部材３２の延長方向をＹ方向と反対方向へと傾けることが可能となる。落石や落雪等を防護部材１１により受け止めることにより、先ず第１の支柱１２に対して外力が負荷されることになるが、このようにアンカー部材３２の延長方向を予め調整しておくことにより、第１の支柱１２に曲げ荷重が負荷されにくくなり、その負荷を引き抜き力としてこれをアンカー部材３２へと伝えることが可能となり、外力に効率よく引き抜き抵抗力として作用させることが可能となる。

また本発明では、図２に示すように、第２の支柱側１３に設けられるアンカー部材４２の延長方向は、第２の支柱１３の延長方向と略同一としてもよい。落石や雪崩等を防護部材１１により受け止める際に、この第２の支柱１３に対しては、押し込み力が負荷されることになるが、アンカー部材４２の延長方向を、第２の支柱１３の延長方向と略同一としておくことにより、かかる押し込み力をアンカー部材４２へと効率よく伝達することが可能となり、外力に対する押し込み抵抗力として作用させることが可能となる。

なお、落石等に基づく外力が支柱１２、１３を介してボックス体３１、４１に伝達されてきたとき、上部プレート５１から、連結部材５４（補強部材５２、連結部材５６等も含む）を介して第２のプレート５３へと力が上から下へと伝わり、更には、この第２のプレート５３を介してアンカー部材４１、４２へと伝達されていくことになる。但し、上述したようにアンカー部材３２の頭部が、経時硬化性材８１の経時的な固化により固定されることにより、ボックス体３１とアンカー部材３２とを互いに一体化されていれば、この固化した経時硬化性材８１を介して応力伝達させることも可能となる。

また、本発明では、第１の支柱１２の下端、第２の支柱１３の下端、並びにこれに接続されるボックス体３１、４１がそれぞれ斜面２内に埋設されている場合を例にとり説明をしたが、これに限定されるものではない。即ち、第１の支柱１２の下端、第２の支柱１３の下端、並びにこれに接続されるボックス体３１、４１の一部か、又は全てが斜面２から露出した状態で配設されていてもよい。かかる場合においても上述した効果を奏することは、勿論である。

本発明を適用した支柱固定構造は、例えば図１に示すように、断面がラムダ型の落石・雪崩防止柵１に適用される場合に限定されるものではなく、落石又は雪崩を受け止める防護部材を掛け渡しするための支柱を斜面に所定間隔で固定するものであればいかなる構造物に適用されるものであってもよい。

１ 落石・雪崩防止柵
２ 斜面
１１ 防護部材
１２ 第１の支柱
１３ 第２の支柱
１４ プレート
２１ 網
２２ 縁
２４ ボルト
３１ ボックス体
３２ アンカー部材
４１ ボックス体
４２ アンカー部材
４６ ベースプレート
５１ 上部プレート
５２ 補強部材
５３ 支圧プレート
５４、５６ 連結部材
５８ リブ
７１ パイプ
７２ 固定部材

Claims (7)

1. 落石又は雪崩を受け止める防護部材を掛け渡しするための支柱を斜面に所定間隔で固定する支柱固定構造において、
   上記支柱の下端に設けられる上部プレートと、
   上記上部プレートから下方に延長された連結部材を介して取り付けられる支圧プレートと、
   上記支圧プレートに取り付けられたアンカー部材を備えること
   を特徴とする支柱固定構造。
2. 上記支圧プレートは、貫通孔が形成され、
   上記アンカー部材の頭部は、上記貫通孔を介して上記支圧プレートの上面から突出されて固定部材により当該上面から固定され、
   上記アンカー部材の下端は、上記支圧プレートから下方へ延長されて地中に埋め込まれていること
   を特徴とする請求項１記載の支柱固定構造。
3. 上記アンカー部材の延長方向は、上記支柱の延長方向との間で鈍角を形成する方向であって、水平面に対して斜め下方向へ１０〜２０°であること
   を特徴とする請求項１又は２記載の支柱固定構造。
4. 上記上部プレートは、斜面内に一部が埋設された上記支柱の下端に設けられていること
   を特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載の支柱固定構造。
5. 上記連結部材は、複数枚の板状部材で構成され、
   上記上部プレート、上記支圧プレート及び上記連結部材により囲まれる閉空間又は開空間が更に形成されてなること
   を特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項記載の支柱固定構造。
6. 上記閉空間又は上記開空間には、経時硬化性充填材が充填され、
   上記支圧プレートの上面から突出された上記アンカー部材の頭部は、この充填された経時硬化性充填材に埋め込まれ、更に上記経時硬化性充填材の経時的な固化により固定されていること
   を特徴とする請求項５項記載の支柱固定構造。
7. 断面コ字状の２個の溝形鋼と、２枚の鋼板とからなる上記連結部材と、上記溝形鋼における溝部分に嵌合される鋼板からなる補強部材により周壁を構成してなり、これらの上端には上部プレートが、また下端には支圧プレートがそれぞれ接合されたボックス体を更に備えること
   を特徴とする請求項５又は６項記載の支柱固定構造。

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