JP5627051B2

JP5627051B2 - 斜面設置架台及びその設置方法

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Publication number: JP5627051B2
Application number: JP2013210233A
Authority: JP
Inventors: 英次秋田
Original assignee: Sanyo Road Industry Co Ltd
Current assignee: Sanyo Road Industry Co Ltd
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2033-10-07
Also published as: JP2014095281A; JP2014095283A

Description

本発明は、太陽光パネルや広告パネル等のパネルを取り付けるための架台、特に斜面設置タイプの架台の構造及びその設置方法に関するものである。

地山傾斜面、或いは宅地・道路・鉄道・ダム等々の造成によって形成される傾斜面（斜面と呼ばれる）を有効利用する方策が種々提案されている。こうした斜面には崩壊の危険性がつきまとうため、緩傾斜でない限りは崩壊防止のための対策、例えばグラウンドアンカー工法、ロックボルト工法、斜面吹き付け工法等が講じられている必要がある。しかしこれらの多くは斜面崩壊防止策であってもその活用策ではなく、現実的には斜面を有効に活用する方法としては、植生工を施すことで美観の向上も図る、といった程度のものしか実施されていない。

一方、傾斜角度はその斜面によってさまざまであるが、南向きの斜面は太陽光パネルの設置に適していることが多い。また、斜面は広告看板を設置する場合も訴求効果が高いことが多い。

例えば太陽光パネルは、近時一般家庭にも普及してきており今後も有用なエネルギー供給手段となるかと思われる。そして、太陽に向けて設置するという必然があるので、斜面が利用できれば都合が良い。

また、斜面に広告パネルを設置することができれば、複数枚を水平方向に連設するという手法以外に、多段に設置することも可能である。これを組み合わせると、非常に斬新な広告手段となる。

特開２０１０−１３８６３０

しかし前述の通り、一般に斜面には崩壊防止のための対策が講じられていることが多いわけであるが、そこに太陽光パネルや広告パネル等の重量物を設置すると、これが原因となって斜面が崩壊してしまう危険性がある。例えば、１．３平米程度の広さの太陽光パネル（モジュール）２枚を１つのアレイとしたものであると、１基当たりの合計重量は７０ｋｇを超えてしまう。発電能力という観点からも、斜面の有効利用という観点からも、太陽光パネルはできるだけ多数枚（可能であれば斜面全面を埋め尽くすように）設置すべきであるので、屋根に設置するような要領で斜面に設置することは斜面の崩壊を招くことにもなりかねない。

そこで本発明者らは上記諸点に鑑み鋭意研究の結果、遂に本発明を成したものであり、その特徴とするところは、斜面設置架台の構造に関しては、矩形外枠とこれに固設される桟材とにより成るフレーム体と、該桟材に穿設された上下貫通孔に挿通されるグラウト式アンカーバーとにより構成されるものであって、該フレーム体にはパネルが固定されている点、又は、複数本の縦桟材に複数本の横桟材を掛け渡して成る梯子形フレーム体と、該フレーム体に設けられた上下貫通孔に挿通されるグラウト式アンカーバーとにより構成されるものであって、該フレーム体にはパネルが固定されている点に、またその設置方法に関しては、斜面から内部に孔を穿ちここにアンカーバーの投入と共にグラウトの注入を行ない、その養生中又は養生後に、アンカーバーの末端部をフレーム体と連結固定するという斜面設置架台の設置方法であって、該フレーム体は、矩形外枠と桟材の組み合わせ、或いは縦桟材と横桟材の組み合わせにより成り、該アンカーバーは、該フレーム体に設けられた上下貫通孔に挿通させた上で該フレーム体に固定される、という点にある。

即ち本発明は、斜面崩壊の抑制を図るための工法の一つである「アンカー工」技術を利用することで、常識的には設置困難である太陽光パネルや広告パネル等のパネルを、斜面上に安全確実に設置できるようにしたものである。これによって、従来は植生工にて景観を上げる程度の活用しかなされていなかった斜面に、更なる有効利用の道を拓くことになる。

ここで「フレーム体」には、矩形外枠と桟材とにより成るもの（矩形には当然正方形も含まれる）、或いは桟材のみから成る（複数本の縦桟材と横桟材を掛け渡して一体化したもの）成るものの２種類がある。更に矩形外枠と桟材とにより成るものについては、矩形外枠の内部に桟材を配したものと、矩形外枠の下部に桟材を配したものがあり、本発明においては３種の構造を提案するものである。

矩形外枠の内部に桟材を配したものの場合には、斜面設置時に斜面と接するのは矩形外枠が主体となる（桟材部分も斜面に接するようにしても良い）。この構造はアンカー工における支圧板に近いものであって支圧効果が高く、斜面崩壊防止効果が期待できる。

矩形外枠の下部に桟材を配したものの場合には、斜面設置時に斜面と接するのは桟材部分であって矩形外枠は斜面と離反することになるので、斜面に多少の凹凸があっても設計通りの角度で設置しやすい、即ち整地作業の軽減化を図り易いという効果が期待できる。

更に、桟材の下にスペーサーを設けて斜面との離反距離を大きくすることも容易であるので、ある程度平坦な斜面の場合には整地作業自体省略できるという場合もあり得る。この場合スペーサーは、桟材に固定しても良いし、着脱自在な構造を採用しても良い。

矩形外枠を具備せず複数本の縦桟材と横桟材を掛け渡して一体化したものでフレーム体を構成したものの場合には、パネルの連設が容易になるという効果が期待できる。

フレーム体の材質その他に関して特に限定するものではないが、フレーム体は、アンカー工でいう「支圧型アンカー」における支圧板の役目を担う場合もあるので、相応の強度と面積は必要である。

またフレーム体複数個を１列に連結しても良い。連結の形態としては、単体のフレーム体を別体の連結具を介してつないでも良いし、フレーム体を構成する矩形外枠のうち、鉛直方向の外枠部分を、可回動に連結するという手法を用いても、或いはその他の方法を用いても良い。

矩形外枠を具備せず縦桟材と横桟材を組み合わせ梯子状に構成されたものにあっては、連設作業が簡便となるという効果以外に、最適位置（通常は最高位置）のフレーム体のみにグラウト工（後述）を施し、下方位置のフレーム体ではセメントミルク等のグラウトの注入を伴わないアンカーバーの設置で済ませるという手法、又は下方位置のフレーム体ではアンカーバーを使用しないで済ませるという手法が採用できる。これにより、工期・コストの大幅な短縮が適う。

桟材の構造についても特段の限定はしない。矩形外枠を具備するフレーム体の場合は、縦桟１本と横桟１本とによる十字状のものが一般的であるが、設置するパネルの大きさや重量が大きければ更に本数を増やしても良い。なお「桟材」は通常縦横方向に配置されるが本発明においては、矩形型枠の対角線同士を連結するようなものであっても桟材の概念に含むものとする。

フレーム体には上下貫通孔が設けられている。この貫通孔は、アンカーバーを挿通するためのものである。貫通孔を設けることで強度の低下を来すことがないよう、構造補強されていることが好ましい。貫通孔の位置については特に限定はしないが、基本的にフレーム体の縦中央線上にあるのがバランス上は好ましいし、特にフレーム体の中心にあるのが支圧効果上は好ましい。

貫通孔に挿通されるアンカーバーは、急傾斜地崩壊対策の一つであるアンカー工（グラウンドアンカー工又はロックボトル工）において用いられるものを援用する。本明細書中ではこれをグラウト式アンカーバーと呼ぶものとする。これは、セメントミルク、セメントモルタル或いはこれに代わる合成樹脂等（本明細書中において「グラウト」という）の注入を伴い、注入によって地中に埋め込まれたアンカーバーの一部乃至全体が定着体として機能する。

このアンカーバーの径・長さは、設置される斜面の地形（勾配）、地質（土質・岩質）、気象（設計気温・設計積雪量・設計降雨量・設計受風量）等々の自然特性、並びに、本発明斜面設置架台の設置に先立って既に施されている斜面崩壊防止措置の状況によって適宜決定されるものであるので、本発明において特に限定はしない。

また、本発明斜面設置架台自身は「アンカー工」技術を利用したものであるため当然、ある程度の斜面崩壊防止機能を発揮すると思われるが、グラウト式アンカーバーを用いる本発明の目的は、自身を自力で（即ち、他の力に依存することなく）斜面上に保持させておくことであり、その意味で言うとアンカー工の場合にそのアンカーバー部分に求められる強度が、本発明においても必要であるというわけではない。これは、注入するグラウトに要求される強度に関しても同様である。

また、本発明はアンカー工技術を利用するものではあるが、アンカー工そのものではない。アンカー工は、基岩表層の土塊或いは軟岩をその界面（すべり面）に定着させることを最大の目的とする工法であって、土塊や軟岩の存在は必須である。しかし本発明は、斜面上にパネルを安全確実に設置することが目的であり、土塊等の存在は要件ではない。従って、岩肌を露出させているような斜面に対しても実施可能である。

フレーム体には「パネル」が固定される。パネルは、板状物でさえあれば種類用途は問わない。但し、斜面に設置され斜面を有効に活用するものであるということから、太陽光パネルは特に好ましい。

太陽光発電システムにおいて「パネル」という語句は、「モジュール」（太陽電池を複数枚配列したものを、屋外用に特化させるべく樹脂や強化パネル等で保護し、パッケージ化したもの）を指すことが多く、モジュールを複数枚並べて接続したものは「アレイ」と呼ばれている。そして本発明において「パネル」は、太陽光パネルを指す場合にはこの「アレイ」を意味する。

またパネルは、フレーム体に固定されていても良いが、フレーム体に対してパネルが回動できるように、可回動に取設し、水平面からの傾斜を変更自在にしておいても良い。

本発明斜面設置架台を設置する斜面の勾配が、太陽光パネルの傾斜角度に等しい場合には、架台の設置角度は太陽光パネルの角度に等しいため架台をアレイとしても問題ない。しかし、斜面の勾配と、設置する太陽光パネルの傾斜角度とが異なる場合、これを調整してやることが望ましい。その場合には、架台（これは斜面に添って配置される）上に角度変更可能な形でアレイを取設することで対応する。この場合の角度変更機構に関しては何ら限定しない。

角度変更が自在な場合には、斜面上に鉛直な広告パネルを立設することが容易となる。見上げる高さ位置に斜面があってそこに看板があると、非常に目を引きやすい。

本発明は、架台構造にあっては、矩形外枠とこれに固設される桟材とにより成るフレーム体と、該桟材に穿設された上下貫通孔に挿通されるグラウト式アンカーバーとにより構成されるものであって、該フレーム体にはパネルが固定されている点、又は、複数本の縦桟材に複数本の横桟材を掛け渡して成る梯子形フレーム体と、該フレーム体に設けられた上下貫通孔に挿通されるグラウト式アンカーバーとにより構成されるものであって、該フレーム体にはパネルが固定されている点に、またその設置方法に関しては、斜面から内部に孔を穿ちここにアンカーバーの投入と共にグラウトの注入を行ない、その養生中又は養生後に、アンカーバーの末端部をフレーム体と連結固定するという斜面設置架台の設置方法であって、該フレーム体は、矩形外枠と桟材の組み合わせ、或いは縦桟材と横桟材の組み合わせにより成り、該アンカーバーは、該フレーム体に設けられた上下貫通孔に挿通させた上で該フレーム体に固定される点を特徴とするものであり、以下述べる如き効果を有する極めて高度な発明である。

（１）架台は、矩形外枠と桟材、或いは縦桟材と横桟材とで構成されるという構造であるので、平板構造のものと異なり、斜面に多少の凹凸があっても均す必要がない。
（２）架台は、斜面にグラウト式アンカーバーにて固定されるので、多数枚の太陽光パネルを設置するという場合であっても斜面崩壊の危険性が増すということがない。却って補強がなされ危険性が減少するほどである。
（３）これまで役に立つことが少なかった斜面の有効利用が図れる。
（４）設置面である斜面の地質や角度にかかわらず、パネルの設置が可能である。
（５）法肩（斜面の上部）からであっても設置が可能である。

本発明に係る斜面設置架台の一例を示す概略斜視図である。本発明に係る斜面設置架台のナット部分に付いての他の例を示す概略断面図である。桟材の直下にスペーサーを設けた例を示す概略断面図である。フレーム体構造に関する他の例を示す概略斜視図である。フレーム体の連設例を示す概略断面図である。（ａ）（ｂ）は共にフレーム体構造に関する更に他の例を示すものであって、（ａ）は概略平面図、（Ｂ）は概略側面図である。縦桟材構造に関する他の例を示す概略平面図である。（ａ）（ｂ）はそれぞれ、フレーム体とパネル体との連結構造に関する例を示すものであり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略斜視図である。

図１は、本発明に係る斜面設置架台１（以下本発明架台１という）の一例を示すものである。図より明らかなように本例の本発明架台１は、矩形外枠２と、その下部に配置される十字状の桟材３とにより成るフレーム体４と、これとは別体のアンカーバー５とにより構成されるものである。なお本発明架台１にはパネル６が取設されるが、本図ではその描出を省略している。

矩形型枠２の大きさは、縦１６８０ｍｍ×幅１８８２ｍｍである。材質には本例ではＬ形ステンレス鋼を用いたが、アルミニウムや鉄であっても良い。屋外設置されるものであるので、鉄を用いる場合には塗装その他により防錆処理を施すのが好適である。矩形外枠２を構成する部材同士、或いは矩形外枠２と桟材３とを連結するための金具などに関しても同様であり、腐食しにくいものか防錆処理が施されたものを使用する。また、矩形型枠２と桟材３との合計重量（即ちフレーム体４の重量）は、約３７Ｋｇである。

桟材３は厚さ約５０ｍｍであって、十字状に配置されており、貫通孔３１がこの十字の交差部分に設けられている。貫通孔３１の設置箇所は、斜面崩壊抑制効果を重視するのであればフレーム体４の中心に近い方が好ましい。一方、本発明架台１の安定性を重視する場合には、受風その他の外力で回動することがないよう、フレーム体４の重心位置よりも上方に貫通孔３１を設けるのが良い。即ち、貫通孔３１の取り付け位置に関しては適宜最適なものを選択れば良い。
また本例の場合、設置時斜面と接触するのは桟材３の十字状部分であって矩形外枠２は斜面から桟材３の厚み（本例であれば５０ｍｍ）分だけ離反することになる。

アンカーバー５は、フレーム体４の桟材３に穿設された貫通孔３１に挿通される鋼材であり、本例においては長さ３０００ｍｍのものを用いた。このアンカーバー５は、斜面崩壊の抑制を図るための工法である「アンカー工」に従来から用いられているものを使用しており、本例では異形棒鋼Ｄ１９（ＳＤ３４５）を用いた。これは、極限引き抜き力約９４．２ＫＮのものであり、アンカー工においては一般的な棒鋼である。勾配の緩急の程度、或いは土質等によって種々のタイプのアンカーバーがあるので、現場の状況に応じて適宜選択するようにする。

このアンカーバー５は、貫通孔３１に挿通され桟材３に固定される。この固定は、アンカーバー５の末端部分にネジ溝を設け、貫通孔３１から突出する該ネジ溝部分をナット５１で締めるという方法で行なう（実際には座金やワッシャーなどの金具も用いるが描出を省略する）。このナット５１部分は、図１の例ではそのまま露出しているが、図２の如く袋キャップ５２で覆うようにすると耐候性・防水性が増し好適である。なお、本例ではナット５１として、貫通孔３１とアンカーバー５の芯ずれの補完機能を有するものを用いたが、通常のナットを用いても良い（図示せず）。

既述したように本例のフレーム体４は、矩形外枠２の下部に桟材３が設けられたものであるのでこれを設置すると、斜面から桟材３の厚み（本例では５０ｍｍ）分だけ離反することになる。また斜面と接触するのは枠ではなく十字状部分であるので、斜面が多少起伏していても支障なく設置できる。例えば、地表部分に大きな岩石の一部が出ており、完全に均すにはこの岩石を除去するか切削するしかないという場合、いずれの場合にも相応の機器が必要になる。しかし、本実施例の場合には、岩石露出部分があってもその高さが小さければ支障なく設置できる。また、桟材３の下にスペーサー３２を設けるようにすると、桟材３全体が更に上昇し、より大きな起伏に対応できる。その例を図３に示す。

図４は、フレーム体４に関する本発明の他の例を示すものであり、本例では桟材３は、矩形外枠２の内部に設置されている。このような構造の場合には、斜面を大きく押圧することになるので、アンカー工における支圧板に近い支圧効果が期待でき、斜面崩壊防止効果も大きい。勿論前例と比較すると斜面の平坦性は求められるが、平坦でさえあれば斜面との密着性が高く、強度（特に受風や荷重に対する強度）では優れたものと言える。

次に図５は、フレーム体４が縦方向に複数（図では３基）連設されている例を示すものである。連設は、各フレーム体４を連結金具７で可回動に連結することで行なった。可回動としているのは、斜面に多少の起伏があっても追従可能とするためであるが、例えば元来が平坦な斜面の場合には可起動としておく必要はない。予め所定枚数のフレーム体４を連結金具７で連結しておくと、現場への設置作業は簡便となる。

このようにフレーム体４を連設して設置した場合、斜面の状況（傾斜角や土質その他）にもよるが、全アンカーバー５に対して、削孔部分へのセメントミルク等のグラウトの投入をせずとも、設置が可能となる。本例の場合も、斜面の最高位置のフレーム体４のアンカーバー５に対してのみ削孔部分へのセメントミルク等のグラウトの投入を行ない、他のフレーム体４は、単にアンカーバー５を土中深く挿入しただけの構造となっている。更にアンカーバー５の長さについて本例では、グラウト付帯のアンカーバー５とそうでないアンカーバー５の長さを揃えて描出しているが、強度維持が保持できるのであれば、グラウトを付帯しないアンカーバー５を短く（浮き止め程度のもの）しても、或いは省略しても良い。この短いアンカーバー５の例は、次の図６（ｂ）において描出する。

図６（ａ）（ｂ）は、フレーム体４構造についての本発明の更に他の例を示すものであり、本例におけるフレーム体４は、２本の縦桟材３３と、多数（図では１２本）の横桟材３４を掛け渡し一体化させたものである。即ち、矩形外枠２という部材は持っていない。
本例では、パネル６〔図（ａ）では図示されていない〕は、一対の横桟材３４に固定するものとしており、一つの本発明架台１について５枚のパネル６の設置を行なえる構造（即ち、全１２本中パネル６固定に直接関与するのは２×５＝１０本）となっている。このような構造であるので、多数のパネルの設置には好適である。
また、アンカーバー５について本例では、上部下部それぞれに１本ずつ設けることを前提としており、そのための貫通孔３１は、パネル６固定に関与している１０本の更に外側に配置された１本ずつの間隙部分に固設された固定用ブロック３５に穿設されている。本例では２本のアンカーバー５を取設するものであるが、現場の状況によっては低いほうのアンカーバー５を省略しても良い（図示せず）。

更に、縦桟材３３構造に関しては、図７の如き構造としても良い。
即ち、設置する個々のパネル６の高さより少し長い長さに縦桟材３３を分断したようなものを連結するようにしたものであり、この分断された縦桟材（単位桟材）の対向端部同士を入れ子構造とした上で、これらを軸ピン８で繋ぐという構造である。全体として本例のフレーム体４は、梯子状の構造となる。

アンカーバー５を用いてフレーム体４を斜面へ設置する方法の詳細については限定しない。但し、グラウトの注入は必須（梯子状の場合は最低１箇所は必須）である。よって、斜面現場設置箇所で所定の深さまで削孔機械にて削孔し、この孔にホースを入れ孔内にアンカーバー５を挿通した状態でグラウトを投入し、ナット５１その他の固定金具でアンカーバー５とフレーム体４を締結することが基本となる。孔内にグラウトを注入できさえすれば、その他の方法を用いても良い。

フレーム体４には、パネル６（太陽光パネル）が取設されている。このパネル６の一例を図８（ａ）・（ｂ）に示す。いずれのパネル６も、５×１０枚のモジュール６１にて構成されるアレイであり、このパネル６を２枚、フレーム体４の桟材３上に固定している。また（ａ）の場合はパネル６がフレーム体４に一体的に固定されているが、（ｂ）の場合はパネル６がフレーム体４に回動自在に取設されている。これにより、斜面が緩勾配であってもパネル６の傾斜を大きくする、場合によっては鉛直方向にすることができる。回動の機構は図示した例に限定されるものではなく種々あり得る。

１本発明に係る斜面設置架台
２矩形外枠
３桟材
３１貫通孔
３２スペーサー
３３縦桟材
３４横桟材
３５固定用ブロック
４フレーム体
５アンカーバー
５１ナット
５２袋キャップ
６パネル
６１モジュール
７連結金具
８軸ピン

Claims

斜面から内部に孔を穿ち、ここにアンカーバーの投入と共にグラウトの注入を行ない、その養生中又は養生後に、アンカーバーの末端部をフレーム体と連結固定するという斜面設置架台の設置方法であって、矩形外枠とこれに固設される桟材とにより成るフレーム体と、該フレーム体に設けられた上下貫通孔に挿通されるグラウト式アンカーバーとにより構成され、該フレーム体にはパネルが固定されているものであって、該フレーム体を複数用いるものであり、それぞれは連結金具で可回動に連結されているものを用いる方法において、該孔へのグラウトの投入は、斜面の最高位置のフレーム体のアンカーバーに対してのみ行なうことを特徴とする斜面設置架台の設置方法。
該矩形外枠と該パネルとは回動自在に取設するものである請求項１記載の斜面設置架台の設置方法。