JP5182976B1

JP5182976B1 - 支柱構造

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Publication number: JP5182976B1
Application number: JP2012158268A
Authority: JP
Inventors: 陽一西田; 利充野村; 昭一井上
Original assignee: Protec Engineering Inc
Current assignee: Protec Engineering Inc
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2032-07-17
Also published as: JP2014020068A; US8857795B2; KR20150034826A; US20140196382A1; WO2014013631A1; TW201404977A; CN103649445A

Abstract

【課題】支柱を全方向に傾倒可能に起立できて、防護柵が落石等を受けたときに支柱が傾倒しても落石等を取り除くと自立的に元の起立状態に復元し得る支柱構造を提供する。
【解決手段】支柱構造１は、支柱用アンカー２の上に接地される接地板４と、支柱５と、支柱５の下端を傾倒可能に支持する自在継手６と、支柱５の上端に重ねられる下受板９、ばね１０及び上受板１１と、下受板９の第１ボルト通し孔９ａとばね１０の中空部と上受板１１の第２ボルト通し孔１１ａに通されるボルト１２と、ボルト１２のねじ部に螺合されるナット１３とを有し、ロープ３が、ボルト１２の第１ロープ係留部１２ｃと前記支柱下端近傍の所定の位置２ａ，４ａとの間に架設され、かつナット１３が締められ緊張状態になることにより、支柱５が起立状態になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、落石、雪崩、土砂崩壊等において落下物を受け止めるときに支柱を全方向に傾倒を許容する支柱構造に関する。

防護柵用の支柱構造として、支柱下部に接地板が固着され、該接地板を複数本のアンカーで固定する構成のものがある。該防護柵用の支柱構造は、落下物を受け止めるときに支柱と接地板との接続部に応力集中が生じて破壊され易く、またアンカーの破断や抜出しが起き易い。また、複数本のアンカーで接地板を固定するので、支柱の固定作業に手数がかかる。そして、取外し再取付けが不能な支柱構造であるので、防護柵が起立した状態で越冬を迎える際に、雪圧により防護柵が変形破壊を起こし易い。

また、防護柵の支柱の下端がヒンジ装置により接地板に連結され傾倒方向が限定された防護柵用の支柱構造がある。しかし、傾倒不能な方向への衝撃を受けたときに支柱の下部のヒンジ装置が破壊され易く、また受撃時にヒンジ装置の回転方向以外の外力が作用したときに、アンカーの破断や抜出しが起き易い。

そこで、落石、雪崩、土砂崩壊等において落下物を受け止めるときに全方向に傾倒を許容する防護柵用の支柱構造及び該防護柵用の支柱を備えた防護柵が下記の特許文献１〜３に開示されている。

特許文献１に記載された防護柵は全方向に傾倒可能な傾倒式支柱を備えている。該傾倒式支柱は、地中へ打ち込まれた支柱用アンカーの頂部を接地板のアンカー孔に通して該接地板を接地し、自在継手を構成する２つのエレメントが接地板と連結筒とを分けて固着された、該２つのエレメントを組み合わせ、該自在継手を介して接地板と連結筒とを合わせ、かつ支柱用アンカーを自在継手の孔に通しナットを螺合して連結し、連結筒に支柱を挿し込んで固着し、規制板に備えたボルトを連結筒に当接して支柱の山側への傾倒を規制する構成である。該傾倒式支柱によれば、落石等を受け止めると、支柱が落石等による外力が作用した方向に傾倒し自由ヒンジ装置における曲げ応力の発生を小さくしてアンカーの破断や抜出しが起きることを回避できる。

特許文献２に記載されたポケット式覆網落石防止工法によれば、縦横ロープで形成された升目全体を覆う金網を張り込むために、全方向に傾倒可能な傾倒式支柱を備えている。特許文献３に記載された落石防護用支柱は、特許文献２と同一の傾倒式支柱である。該傾倒式支柱は、地中へ打ち込んだ支柱用アンカーにロープを繋ぎ、該ロープを、アンカー孔を有する設置板が固定された筒体の支柱に下から挿通してから、該支柱を支柱用アンカーの上に立ち上げ、支柱の上端に導出したロープの端に保持金具（緩衝部材）を設けて支柱を斜面に固着する構成である。該傾倒式支柱によれば、落石等を受け止めて支柱が傾倒しロープに加わる張力が一定以下のときは該ロープが伸びつつエネルギーを緩和し、その後ロープが縮んで支柱を元の起立状態に戻そうとする。ただし、この場合、ロープの伸び縮みは大きくないので元の起立状態への復元力は小さい。そして落石等の圧力が大きくてロープに加わる張力が一定以上の加わった場合には、保持金具（緩衝部材）によるロープ保持箇所の移動を行って衝撃力を吸収する。

特開２０１１−３２８２９号公報特許第３２８９２３８号公報特許第３６１９９６２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された防護柵において用いる傾倒式支柱によれば、落石等を受け止めて傾倒した支柱は、落石等を取り除いても傾倒したままになり、防護柵の自立的な復元が行えない。

また特許文献２，３に記載された傾倒式支柱によれば、落石等の圧力が大きくてロープに加わる張力が一定以上の加わった場合に、保持金具（緩衝部材）によるロープ保持箇所の移動が円滑に機能しないときは、ロープが破断し、またはアンカーが引き抜ける虞があり、支柱を自立的に元の起立状態に復元することができない。

本発明は、以上の点に鑑みて成されたもので、支柱を全方向に傾倒可能に起立することができて、防護柵が落石等を受け止めたときに支柱が傾倒しても落石等を取り除くと自立的に元の起立状態に復元し得る支柱構造を提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決するために、本発明の支柱構造は、（１）地中又はコンクリート基礎へ打ち込まれた支柱用アンカーと、前記支柱用アンカーの上に設置される接地板と、筒体からなる支柱と、前記支柱の下端を傾倒可能に支持する自在継手と、前記支柱の上端に重ねられ、第１ボルト通し孔を有する下受板と、前記下受板の上に重ねられ、中空部を有するばねと、前記ばねの上に重ねられ、第２ボルト通し孔を有する上受板と、頭部に第１ロープ係留部を有し、前記下受板の第１ボルト通し孔と前記ばねの中空部と前記上受板の第２ボルト通し孔に挿通されるボルトと、前記上受板の上で前記ボルトのねじ部に螺合されるナットと、前記第１ロープ係留部と前記支柱下端近傍の所定の位置との間に架設されるロープとを有し、前記ロープが前記ナットによって締められ緊張状態になることにより、前記支柱が起立状態になることを特徴とする支柱構造を提供する。

また、（２）前記自在継手が、前記接地板に固定的に設けられ、第１ロープ通し孔を有する第１エレメントと、前記支柱に固定的に設けられ、第２ロープ通し孔を有する第２エレメントとからなり、該２つのエレメントが凹球面部と凸球面部とを有して球面対偶し、前記接地板が第３ロープ通し孔を有し、前記ロープが、前記支柱下端近傍の所定の位置として、前記第１ないし第３のロープ通し穴を介して前記支柱と同軸上に打ち込まれた前記支柱用アンカーの上端に設けられた第２ロープ係留部に架設されることを特徴とする上記（１）に記載の支柱構造を提供する。

また、（３）前記自在継手が、前記接地板に固定的に設けられた円筒状の第１エレメントと、前記第１エレメントの内周に配置された弾性部材の第２エレメントとからなり、該２つのエレメントがヒンジ部を有し、前記ロープが、前記支柱下端近傍の所定の位置として、前記接地板の前記支柱側の同軸上に設けられた第２ロープ係留部に架設されることを特徴とする上記（１）に記載の支柱構造を提供する。

また、（４）前記弾性部材がゴム板であることを特徴とする上記（３）に記載の支柱構造を提供する。

また、（５）前記ばねがコイルばね又は板ばねであることを特徴とする上記（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の支柱構造を提供する。

本発明によれば、支柱を全方向に傾倒可能に起立することができて、防護柵が落石等を受け止めて支柱が落石等による外力が作用した方向に傾倒しても、落石等を取り除くと、支柱が自立的に元の起立状態に復元し得る支柱構造を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る起立状態の支柱構造の縦断正面図である。図１の支柱構造の組立手順を説明するための縦断正面図である。図１の支柱構造の傾いたときの縦断正面図である。本発明の第２の実施形態に係る起立状態の支柱構造の縦断正面図である。図４の支柱構造の傾いたときの縦断正面図である。図１の支柱構造を４本並べて立設し構築した防護柵の平面図である。（ａ）は第１の実施形態の平面図を、（ｂ）は第２の実施形態の平面図を表す。図６におけるＶ−Ｖの断面図である。図６におけるＶＩ−ＶＩの断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は起立状態の防護柵用の支柱構造１の縦断側面図を示す。防護柵用の支柱構造１は、地中へ打ち込まれた支柱用アンカー２の第２ロープ係留部２ａに繋がれるロープ３と、支柱用アンカー２の上に接地され、第３ロープ通し孔４ａを有する接地板４と、筒体からなる支柱５と、接地板４に固定的に設けられ第１ロープ通し孔７ａを有する第１エレメント７および支柱５に固定的に設けられ第２ロープ通し孔８ａおよび支柱係合凹部８ｂを有する第２エレメント８を含み、２つのエレメント７，８が凹球面部７ｂと凸球面部８ｃとを有して球面対偶する自在継手６と、支柱５の上端に重ねられる第１ボルト通し孔９ａを有する下受板９と、下受板９の上に重ねられる圧縮コイルばね１０と、圧縮コイルばね１０の上に重ねられる第２ボルト通し孔１１ａを有する上受板１１と、頭部１２ａに第１ロープ係留部１２ｃを有しねじ部１２ｂ先端より、下受板９の下方から、下受板９の第１ボルト通し孔９ａと圧縮コイルばね１０と上受板１１の第２ボルト通し孔１１ａに通される長ボルト１２と、上受板１１の上で長ボルト１２のねじ部１２ｂに螺合されるナット１３と、支柱５の上部及び下部に水平方向に凸設された係留ピン１４ａ，１４ｂ，１４ｃを有してなる。

以下、各構成要素について、補充的に説明する。
ロープ３は、防錆処理されたワイヤーロープが用いられ、図１では、長ボルト１２の頭部１２ａに設けられた第１ロープ係留部１２ｃで折り返されループ状に繋がれ、支柱５内に２本通しとされ、地中へ打ち込まれた支柱用アンカー２にループ状に繋がれ、自在継手６の近くで結束具３ａを用いて解離可能に堅く結束されて環状とされているが、この係留方法に限定されない。

接地板４は、一例として、厚み１０ｍｍのＳＳ４０Ｃの鋼板を用いて、一辺が２００〜３００ｍｍの正方形に形成され中央に第１エレメント嵌合孔４ａを有し、亜鉛どぶ付けメッキされて成る。第１エレメント嵌合孔４ａは第３ロープ通し孔を兼ねている。

支柱５は、防護ネットを支持可能な剛性強度を有する断面形状が角形又は円形等を呈する筒体であり、具体的には鋼管を亜鉛どぶ付けメッキされて成る。支柱５は、係留ピン１４ａ，１４ｂ，１４ｃを利用して山側控えロープ１５ａが掛けられ、また、係留ピン１４ｃを利用して山側控えロープ１５ｂが掛けられ起立される。

自在継手６は、例えばいずれもが鋼製ブロック体である第１エレメント７と第２エレメント８とが球面対偶する構成である。図１では、第１エレメント７が凹球面部を有し、第２エレメント８が凸球面部を有し、凹球面部と凸球面部とが球面対偶し、固定側の第１エレメント７に対し可動側の第２エレメント８が球面運動可能な構成である。なお、第１エレメント７が凸球面部を有し、第２エレメント８が凹球面部を有する逆転した構成も含まれる。

第１エレメント７と接地板４との結合、および第２エレメント８と支柱５との結合について、落石等の受撃時に、第１エレメント７が接地板４の第１エレメント嵌合孔４ａから容易に脱出してしまい、または支柱５が第２エレメント８の支柱係合凹部８ｂから容易に脱出してしまう結合関係では防護ネットのサポート機能を有しないから、防護ネットのサポート機能を保有させるために、第１エレメント７は接地板４に対して固定的に設けられ、第２エレメント８は支柱５に対して固定的に設けられる。ここで、固定的に設けられるとは、ねじ結合あるいは溶接により固定されることを含むがこれに限定されない。圧縮コイルばね１０の付勢力によりロープ３に作用する牽引力が、支柱５と第２エレメント８と第１エレメント７と接地板４との密着係合を維持し、防護ネット２２のサポート機能を有する限りにおいて、第１エレメント７が接地板４の第１エレメント嵌合孔４ａに単に嵌合しただけの構造、および支柱５が第２エレメント８の支柱係合凹部８ｂに単に嵌合しただけの構造でもよく、図１では、この構成が採用されていて、分解組立が可能である。

下受板９は、支柱５の上端に落石等の受撃時にずれる虞が無いように重ねられた構成で足りるが、溶接される構成も含む。

図２は本発明の第１の実施形態に係る傾いた状態の防護柵用の支柱構造１の縦断側面図を示す。防護柵用の支柱構造１は、複数本、立設され、さらに後述する防護ネットが張設されて防護柵となり、防護ネットが落石等を受けるときに、図２に示す傾いた状態になる。支柱５は、自在継手６の中心を回転中心として傾き、このとき、支柱用アンカー２の第２ロープ係留部２ａと長ボルト１２の第１ロープ係留部１２ｃとの間を係留しているロープ３に張力が作用し、圧縮コイルばね１０が縮んで支柱５の傾斜を許容し、支柱５に対する傾倒力が小さくなるか解消すると、圧縮コイルばね１０の畜勢復帰力によりロープ３に張力が作用して支柱５が起立状態に戻っていく。

次に、図３を参照して上記構成の防護柵用の支柱構造１にかかる支柱５を起立させる手順の一例を以下に示す。
まず、下受板９と圧縮コイルばね１０と上受板１１とを順に重ね、これらに、下受板９の側から長ボルト１２を通し該長ボルト１２のねじ部１２ｂにナット１３を螺合する。そして、長ボルト１２の頭部１２ａに設けられた第１ロープ係留部１２ｃにロープ３を係留し、該ロープ３の両端を支柱５内に挿通する共に長ボルト１２の頭部１２ａを支柱５に挿し込む。
次いで、地中へ打ち込まれた支柱用アンカー２の上に、上面に第１エレメント７を嵌合載置した接地板４を接地し、上記の支柱５に通したロープ３の両端を第２エレメント８に通してから、ロープ３の一端を支柱用アンカー２の第２ロープ係留部２ａに通し両端を堅く縛る。
続いて、第１エレメント７に第２エレメント８を係合し、第２エレメント８に嵌合した支柱５を起立させて保持し、圧縮コイルばね１０が若干縮む状態になるまでナット１３を締め付けていき、支柱５の上端及び下端に後述する複数の控えロープを係留しこれら控えロープを山側方向及び横方向（谷から山に向かって見たときの左右方向）に張ることで、該支柱５を起立状態に固定する。
このようにして起立された支柱５は、第２エレメント８が第１エレメント７により球面運動可能に受承されているから、自在継手６を中心に全方向へ向けて傾倒可能にかつねじれを許容して起立されている。

上記手順は１本の支柱５を立設する場合であり、防護柵を構築するには、例えば、図６（ａ）、７及び８に示すように、所要間隔で４本の支柱５を立設し、支柱５間に防護ネット（ワイヤーネット）２２を張設する。

４本の支柱５を立設するには、１本の支柱５を立設する場合の上記手順に加え、各支柱の上部および下部を２本の山側控えロープ１５ａ，１５ｂにより山側アンカー１６で固定された山側基部プレート１７のロープ係留部１７ａに繋ぐと共に、互いに隣接する２本の支柱５の上部同士を形状維持ロープ１８で繋ぎ、右端および左端の２位置の支柱の上部および下部を２本の端部控えロープ１９ａ，１９ｂにより端部アンカー２０で固定された端部基部プレート２１のロープ係留部２１ａに繋ぐ。
なお、山側アンカー１６は、各支柱に対応した山側傾斜面の地中へ打ち込まれており、また端部アンカー２０は、端部の支柱５の側方で支柱配列方向の延長線に関し谷側に偏った位置の地中へ打ち込まれている。

上記の手順で４本の支柱５を立設したら、支柱５間に防護ネット（ワイヤーネット）２２を張設する。この場合、互いに隣接する２本の支柱の上部同士に繋がれる上辺展開ロープ２３に防護ネット２２の上辺を支持させると共に、２本の支柱の下部同士に繋がれる下辺展開ロープに防護ネット２２の下辺を支持させ、防護ネット２２の側辺の側辺展開ロープ２４を側辺連結ロープ２６により支柱５に絡ませ、及び防護ネット２２の側辺同士を側辺連結ロープ２６により支柱５に絡ませながら連結する。

防護ネット２２で落石等を受け止めると、上辺展開ロープ２３および下辺展開ロープ２５を通じて支柱５に傾倒力が作用し、山側控えロープ１５ａ，１５ｂが、支柱５に作用する傾倒力を負担し、支柱５の倒伏を回避する。支柱５は、自在継手６を中心に全方向の傾倒とねじれを許容する状態で立設されているので、傾倒力が作用しても曲げモーメントが作用せず、支柱用アンカー２にも曲げモーメントが作用しない。このため、防護柵用の支柱構造１は、支柱５下端での破壊の虞がなく、山側控えロープ１５ａ，１５ｂの伸びに応じて傾倒していき、この際に、圧縮コイルばね１０において傾倒力に抵抗しながら縮み、エネルギーを吸収する。このとき、支柱用アンカー２は、ロープ３と繋がれており、ロープ３からせん断力が伝達されないから、破壊されたり引き抜けされたりする虞がない。防護柵用の支柱構造１は、防護ネット２２が落石等の運動エネルギーを受けることで支柱５が傾倒するときに、圧縮コイルばね１０が縮んで復帰力を畜勢していき、山側控えロープ１５ａ，１５ｂが受撃により延びた後に元の長さに戻るときに、圧縮コイルばね１０の畜勢復帰力により元の起立状態に復帰していき、防護ネット２２が受けている落石等を取り除くと、大幅に元の起立状態に復帰していく。

支柱５を取外すには、ナット１３を弛めて支柱５を倒伏し支柱５の下端でロープ３の両端を露出させ結束を外す。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。前述した第１の実施形態における要素と同一の又は対応する要素には同じ符号を付したうえで、第１の実施形態と異なる点について、以下、説明する。

図４は本発明の第２の実施形態に係る起立状態の防護柵用支柱構造の縦断正面図を、図５は図４の防護柵用支柱構造の傾いたときの縦断正面図をそれぞれ示す。また、図６（ｂ）は第２の実施形態の支柱構造を４本並べて立設し構築した防護柵の平面図である。第２の実施形態は、第１の実施形態において球面対偶する２つのエレメントからなる自在継手６を、接地板４に固定された円筒状の第１エレメント７と第１エレメントの内側に配置された同じく円筒状のゴム板からなる第２エレメント８の組合せによってヒンジ部を構成するようにしたものである。この構成によっても、支柱５は傾倒可能に可動であり、落石を除去することによって支柱５は自立的に起立状態に復元する。また、圧縮ばね１０として、第１の実施形態のコイルばねに代え板ばねを採用している。この板ばねは長ボルト１２を挿通できるように中央部分は中空となっている。さらに、支柱用アンカー２は、第１の実施形態では支柱５と同軸上に１本を設定しているが、第２の実施形態では接地板４の両側に複数本の支柱用アンカー２を備えている。

１支柱構造
２支柱用アンカー
２ａ第２ロープ係留部（第１の実施形態）
３ロープ
４接地板
４ａ第１エレメント嵌合孔（第３ロープ通し孔）
４ｂ第２ロープ係留部（第２の実施形態）
５支柱
６自在継手
７第１エレメント
７ａ第１ロープ通し孔
７ｂ凹球面部
８第２エレメント
８ａ第２ロープ通し孔
８ｂ支柱係合凹部
８ｃ凸球面部
９下受板
９ａ第１ボルト通し孔
１０圧縮コイルばね
１１上受板
１１ａ第２ボルト通し孔
１２長ボルト
１２ａ頭部
１２ｂねじ部
１２ｃ第１ロープ係留部
１３ナット

Claims

地中又はコンクリート基礎へ打ち込まれた支柱用アンカーと、
前記支柱用アンカーの上に設置される接地板と、
筒体からなる支柱と、
前記支柱の下端を傾倒可能に支持する自在継手と、
前記支柱の上端に重ねられ、第１ボルト通し孔を有する下受板と、
前記下受板の上に重ねられ、中空部を有するばねと、
前記ばねの上に重ねられ、第２ボルト通し孔を有する上受板と、
頭部に第１ロープ係留部を有し、前記下受板の第１ボルト通し孔と前記ばねの中空部と前記上受板の第２ボルト通し孔に挿通されるボルトと、
前記上受板の上で前記ボルトのねじ部に螺合されるナットと、
前記第１ロープ係留部と前記支柱下端近傍の所定の位置との間に架設されるロープとを有し、
前記ロープが前記ナットによって締められ緊張状態になることにより、前記支柱が起立状態になることを特徴とする支柱構造。
前記自在継手が、前記接地板に固定的に設けられ、第１ロープ通し孔を有する第１エレメントと、前記支柱に固定的に設けられ、第２ロープ通し孔を有する第２エレメントとからなり、該２つのエレメントが凹球面部と凸球面部とを有して球面対偶し、
前記接地板が第３ロープ通し孔を有し、
前記ロープが、前記支柱下端近傍の所定の位置として、前記第１ないし第３のロープ通し穴を介して前記支柱と同軸上に打ち込まれた前記支柱用アンカーの上端に設けられた第２ロープ係留部に架設されることを特徴とする請求項１に記載の支柱構造。
前記自在継手が、前記接地板に固定的に設けられた円筒状の第１エレメントと、前記第１エレメントの内周に配置された弾性部材の第２エレメントとからなり、該２つのエレメントがヒンジ部を有し、
前記ロープが、前記支柱下端近傍の所定の位置として、前記接地板の前記支柱側の同軸上に設けられた第２ロープ係留部に架設されることを特徴とする請求項１に記載の支柱構造。
前記弾性部材がゴム板であることを特徴とする請求項３に記載の支柱構造。
前記ばねがコイルばね又は板ばねであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の支柱構造。