JP5690091B2

JP5690091B2 - 落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物用耐荷材

Info

Publication number: JP5690091B2
Application number: JP2010167580A
Authority: JP
Inventors: 細川　豊; 細川　　豊; 一夫野崎
Original assignee: RAITEKU CO., LTD.
Current assignee: RAITEKU CO., LTD.
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2030-07-26
Also published as: JP2012026206A

Description

本発明は、落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物の支柱や梁などに用いる保護構造物用耐荷材に関する。

落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物である防護柵として、例えば、山腹の斜面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並設するとともに、これら各パイプ支柱に複数段のケーブルとともに金網を張設したもの（例えば特許文献１）がある。

そして、落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物に用いる材料として、両端を開放した鋼管と、この鋼管の両端部に配置した支圧板と、鋼管内に軸方向に収納し、両端を前記支圧板に定着したアンポンドタイプの鋼線あるいは鋼棒と、鋼管内に充填したコンクリートとよりなる、耐荷材（例えば特許文献２）が提案されており、この耐荷材では、補強材に緊張力を導入せず、耐荷材が変形すると、引張側の補強材が伸ばされるため、この時点で初めて緊張力が導入（公報第０００７段）される。そして、ＰＣ鋼棒によるコンクリートの抜け出し防止、及び補強による曲げ強度の上昇が可能（公報第００１７段）なことが記載されており、補強材としてはアンポンドタイプのＰＣ鋼棒が用いられている。

また、支柱は鋼管内に、シース材で被覆されたアンポンドタイプのＰＣ鋼材を配置すると共に、鋼管内にコンクリートを充填して製作した剛性部材である。ＰＣ鋼材は支柱の引張側に配列し、各ＰＣ鋼材は製作時に緊張力を導入せずにその両端が定着してあり、支柱に曲げ力が作用したときにＰＣ鋼材に緊張力が導入されるように配置する（例えば特許文献３）。

上記のものは、ＰＣ鋼材によりプレストレストを付与していた従来例に対して、ＰＣ鋼材に緊張力を付与することなく、曲応力が加わると、該ＰＣ鋼材に緊張力が発生するように構成することにより、強度向上を図っている。しかし、これらのものはいずれもアンポンドタイプのＰＣ鋼材等を用いるから、一般の鉄筋などに比べて材料費と製作費が嵩むという問題がある。

このような問題を考慮したものとして、鋼管の内部にセメントを混合した混合材を充填した落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物用充填鋼管において、断面円形の鋼管の内部に、断面三角形の補強リブを内接して設けると共に、前記補強リブの２つの頂点を鋼管の引張領域側に配置した耐荷材（例えば特許文献４）が提案されている。

特開平７−１９７４２３号公報特開平６−１４６２２５号公報特開平７−２６５１９号公報特開２００２−２６６３２１号公報

上記耐荷材では、鋼管内部の補強リブにより、断面において内部のセメント混合材が拘束され、圧縮応力が向上し、引張領域側に補強リブの２つの頂点を連結するリブがあるため、これが曲げにより生じる引張力に抗して引張領域側の引張応力が向上し、荷重に対する応力を効果的に向上することができる。

しかし、補強リブを三角形に配置し、その頂点をリブにより連結するため、加工に手間が掛かる面があり、さらに、引張領域となる補強リブが鋼管の内面から離れているため、効果が低下する面がある。

そこで、本発明は上記した問題点に鑑み、経済性に優れ、効果的に耐力を向上することができる落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物用耐荷材を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、鋼管の内部に補強体を設けた落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物用耐荷材において、前記補強体は、前記鋼管の内面に沿って該鋼管の引張領域と圧縮領域にそれぞれ設けられた板状補強リブと、これら板状補強リブを連結する連結材とを備え、前記板状補強リブが前記鋼管の内面に沿った円弧状をなし、前記板状補強リブの厚さは前記鋼管の厚さより厚く、前記板状補強リブの端部間の角度は前記鋼管の中心に対して６０〜９０度であり、前記引張領域と圧縮領域の前記板状補強リブの両端を前記鋼管の直径方向とそれぞれ平行な板状の前記連結材により連結したことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、前記鋼管の内部に充填材を充填したことを特徴とする。

請求項１の構成によれば、引張領域側と圧縮領域側にそれぞれ板状補強リブがあるため、これが曲げにより生じる引張力と圧縮力に抗して引張領域側の引張応力と圧縮領域側の圧縮応力が向上し、荷重に対する耐力を向上することができる。この場合、板状補強リブが鋼管の内面に沿っているため、耐力を効果的に向上することができる。

また、請求項１の構成によれば、円弧状をなす板状補強リブが鋼管の内面と面で接するので、荷重に対する耐力をより効果的に向上することができる。

また、請求項１の構成によれば、肉厚の鋼管を使用する場合に比べて、使用材料を軽減しながら、耐力の向上を図ることができる。

また、請求項１の構成によれば、直径方向の連結材により、両側の板状補強リブを位置決め一体化することができる。

また、請求項１の構成によれば、両側の板状補強リブの端部を連結材により連結して位置決め一体化することができる。

また、請求項２の構成によれば、充填材により鋼管と補強体とが一体化される。また、その鋼管内部の補強体により、断面において内部の充填材が拘束され、圧縮応力が向上し、さらに、補強体が鋼材の場合、充填材により補強体の腐食を防止することができる。

本発明の参考例１を示す断面図である。同上、使用状態の断面図である。本発明の参考例２を示す断面図である。本発明の実施例１を示す断面図である。本発明の実施例２を示す断面図である。本発明の実施例３を示す使用状態の断面図である。同上、他の使用状態の断面図である。本発明の実施例４を示す断面図である。参考例３を示す断面図である。参考例４を示す断面図である。

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物用耐荷材を採用することにより、従来にない落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物用耐荷材が得られ、その落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物用耐荷材を夫々記述する。

参考例１
以下、本発明の基本構成を示す参考例１を添付図面を参照して説明する。図１〜図２は本発明の参考例１を示し、図１に示すように、耐荷材１は、断面円形状である鋼管２内の略全長にわたって補強体３を挿入配置したものである。前記補強体３は、鋼材からなり、耐荷材１の前後、すなわち引張領域側と圧縮領域側に鋼管２の内面に沿って平面視で円弧状をなす板状補強リブ11，11を配置し、これら板状補強リブ11，11の中央を鋼管２の直径方向の板状の連結材12により連結する。そして、耐荷材１の使用状態において、前記板状補強リブ11，11が引張領域側と圧縮領域側に配置される。また、図１に示すように、耐荷材１は前後で対称な断面形状をなし、板状補強リブ11，11は引張領域側と圧縮領域側に対して交差方向にあたる左右方向に円弧状をなす。

前記板状補強リブ11の厚さＴ１は、前記鋼管２の厚さｔより厚く（Ｔ１＞ｔ）、また、板状補強リブ11は鋼管２の中心に対して、角度θが５０〜１００度、好ましくは６０〜９０度の角度をなし、この例では角度θが９０度の場合を図示している。この場合、角度θが１００度を超えると、使用材料が増加する割に耐力向上の効果が得れず、５０度未満では、補強効果が低くなるため、上記の範囲とした。

前記連結材12の厚さＴ２は、前記鋼管２の厚さｔより厚く、かつ前記板状補強リブ11の厚さＴ１より薄い（Ｔ１＞Ｔ２＞ｔ）。また、前記連結材12の端部を溶接部13により前記板状補強リブ11，11に溶着固定している。尚、板状補強リブ11の厚さＴ１と前記連結材12の厚さＴ２が、前記鋼管２の厚さｔと同一でもよい（Ｔ１＝Ｔ２＝ｔ）。

また、この例では、鋼管２内に充填材を充填せず、耐荷材１を、どぶ漬けなどにより溶融亜鉛鍍金処理を行う。

図２は使用状態の一例を示し、同図は耐荷材１を落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物たる防護柵21に用いた例であり、この防護柵21は、支柱となる耐荷材１をコンクリートなどの基礎22に間隔を置いて複数立設し、耐荷材１，１・・・間に金網などを調節して耐荷材１，１・・・間を塞ぎ、前記金網が落石，雪崩や崩壊土砂などを受ける防護面23となる。

したがって、下端が基礎22に固定された耐荷材１は、山側Ｙからの落石，雪崩や崩壊土砂などを受けると、上端側が反山側である谷側Ｔに移動するように曲げが発生するから、断面において、山側Ｙが引張領域となり、谷側Ｔが圧縮領域となる。

このように本参考例では、鋼管２の内部に補強体３を設けた落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物用耐荷材１において、補強体３は、鋼管２の内面に沿って該鋼管２の引張領域と圧縮領域にそれぞれ設けられた板状補強リブ11，11と、これら板状補強リブ11，11を連結する連結材12とを備えるから、引張領域側と圧縮領域側にそれぞれ板状補強リブ11，11があるため、これが耐荷材１の曲げにより生じる引張力と圧縮力に対抗して、引張領域側の引張応力と圧縮領域側の圧縮応力が向上し、荷重に対する耐力を向上することができる。この場合、板状補強リブ11が鋼管２の内面に沿って近接しているため、耐力を効果的に向上することができる。

また、このように本参考例では、板状補強リブ11の厚さＴ１が鋼管２の厚さｔより厚いから、肉厚の鋼管２を使用する場合に比べて、使用材料を軽減しながら、耐力の向上を図ることができる。

また、このように本参考例では、連結材12が鋼管２の直径方向に設けられているから、この直径方向の連結材12により、両側の板状補強リブ11，11を位置決め一体化することができる。

また、実施例上の効果として、板状補強リブ11は鋼管２の中心に対して、角度θが好ましくは６０〜９０度の角度をなし、角度θが９０度を超えると、使用材料が増加する割に耐力向上の効果が十分に得れず、６０度未満では、補強効果が低下し、上記の範囲とすることにより耐力を効果的に向上することができる。

参考例２
図３は、本発明の参考例２を示し、上記参考例１と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。この例では、前記鋼管２内に、セメントを混合した混合物である充填材たる無収縮モルタル14を充填している。

このように本参考例では、上記参考例１と同様な作用・効果を奏する。

また、このように本参考例では、鋼管２の内部に充填材たる無収縮モルタル14を充填したから、無収縮モルタル14により鋼管２と補強体３とが一体化される。また、その鋼管２内部の補強体３により、断面において内部の無収縮モルタル14が拘束され、圧縮応力が向上し、さらに、補強体３が鋼材の場合、無収縮モルタル14により補強体３の腐食を防止することができる。

図４は、本発明の実施例１を示し、上記各参考例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。この補強体３Ａは、耐荷材１の前後に鋼管２Ａの内面に沿って引張領域側と圧縮領域側にそれぞれ平面視で円形状をなす板状補強リブ11Ａ，11Ａを配置し、これら板状補強リブ11Ａ，11Ａの両端を鋼管２Ａの直径方向と略平行をなす板状の連結材12Ａ，12Ａにより連結してなる。

前記板状補強リブ11Ａと連結材12Ａは同じ厚さで、前記板状補強リブ11Ａの厚さＴ１は、前記鋼管２Ａの厚さｔより厚い（Ｔ１＞ｔ）。尚、板状補強リブ11Ａの厚さＴ１と前記連結材12Ａの厚さが、前記鋼管２Ａの厚さｔと同一でもよい（Ｔ１＝ｔ）。

尚、板状補強リブ11Ａ，11Ａと連結材12Ａ，12Ａとは溶接などにより一体化される。

このように本参考例では、上記各参考例と同様な作用・効果を奏する。

また、このように本実施例では、連結材12Ａが板状補強リブ11Ａ，11Ａの端部間を連結するから、両側の板状補強リブ11Ａ，11Ａの端部を連結材12Ａにより連結して位置決め一体化することができる。

図５は、本発明の実施例２を示し、上記各参考例及び実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。この例では、実施例１の鋼管２Ａ内に無収縮モルタル14を充填した例を示し、鋼管２Ａと補強体３Ａの間と補強体３Ａ内とに無収縮モルタル14を充填している。

このように本実施例では、上記各参考例及び実施例と同様な作用・効果を奏する。

また、このように本実施例では、鋼管２Ａの内部に充填材たる無収縮モルタル14を充填したから、無収縮モルタル14により鋼管２Ａと補強体３Ａとが一体化される。また、その鋼管２Ａ内部の補強体３Ａにより、断面において内部の無収縮モルタル14が拘束され、圧縮応力が向上し、さらに、補強体３Ａが鋼材の場合、無収縮モルタル14により補強体３Ａの腐食を防止することができる。

図６及び図７は、本発明の実施例３を示し、上記各参考例及び実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。この例では、耐荷材１の使用状態を示し、図６は耐荷材１を落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物たる防護柵21に用い、支柱となる耐荷材１を谷側Ｔの平坦な地山２４に建て込んでおり、図７は耐荷材１を落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物たる防護柵21に用いた例であり、支柱となる耐荷材１を斜面の地山２５に建て込んでいる。これらの場合、地山２４，２５に掘削孔を形成し、この掘削孔に耐荷材１の下部を挿入し、耐荷材１と掘削孔との隙間に充填材を充填することにより耐荷材１を建て込んでいる。

このように本実施例では、上記各参考例及び実施例と同様な作用・効果を奏し、また、この例のように基礎２２を用いることなく、地山２４，２５に耐荷材１を建て込んで支柱とすることができる。

図８は、本発明の実施例４を示し、上記各参考例及び実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。この例では、補強体３を鋼管２の全長に設けずに、部分的に設けており、図８では、耐荷材１には基礎22の上面位置において最大曲げモーメントが加わるから、基礎22の上面位置の上下に跨るように補強体３を鋼管２内に設けている。この場合、基礎22に埋まる鋼管２の長さに対して、基礎に埋まる補強体３の長さを１／２以上にすることが好ましい。

尚、上記図６では、地山２４の地面の上下に補強体３が跨るように鋼管２内に部分的に補強体３を設けてもよく、上記図７では、地山２４の斜面の上下に補強体３が跨るように鋼管２内に部分的に補強体３を設けてもよい。

このように本実施例では、上記各各参考例及び実施例と同様な作用・効果を奏し、また、この例のように耐荷材１の荷重が大きく加わる箇所に補強体３を部分的に設けることにより、材料費を軽減できる。

参考例３
図９は、本発明の参考例３を示し、上記各参考例及び実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。補強体３Ｂは、鋼管２Ｂの内面に沿って平面視で方形状をなす板状補強リブ11Ｂ，11Ｂを対面させて配置し、これら板状補強リブ11Ｂ，11Ｂの中央を鋼管２Ｂの直径方向に配置される板状の連結材12Ｂにより連結してなる。

前記補強体３Ｂが有する板状補強リブ11Ｂ，11Ｂは、鋼管２Ｂの中心に対する角度θを６０度未満の範囲になるよう形成されており、これら板状補強リブ11Ｂ，11Ｂの左右には、異形棒鋼等からなる補強材26，26が配置される。前記補強材26，26は、板状補強リブ11Ｂ，11Ｂと同様に、鋼管２Ｂの内面に沿って配置されており、板状補強リブ1Ｂ，11Ｂとともに鋼管２Ｂの内面を略円弧状に補強している。そして、略円弧状に補強する補強材26，26と板状補強リブ11Ｂ，11Ｂは、荷重に対する耐力を効果的に向上することができる範囲、すなわち、鋼管２Ｂの中心に対して、６０〜９０度の角度となるように配置される。

さらに、本参考例では、連結材12Ｂの左右に、連結材12Ｂに対して交差方向に配置されるスペーサー27，27を設けている。前記スペーサー27，27は、平面視で略長方形状をなす薄い板状部材で構成され、補強体３Ｂとともに鋼管２Ｂの略全長にわたり挿入配置されている。また、前記スペーサー27，27は、平面視で略長方形状をなす薄い板状部材の連結材12Ｂ側の内端部を連結材12Ｂに溶接などにより固着し、その先端部と鋼管２Ｂ内面との間に僅かな隙間を有し、これにより連結材12Ｂは確実に位置決め固定される。尚、スペーサー27，27は補強材26，26を位置決めするものであるから、必ずしも鋼管２Ｂの略全長にわたって設ける必要はなく、長さ方向に間隔を置いて部分的に設けてもよい。

本参考例では、前記連結材12Ｂの端部を溶接部13により板状補強リブ11Ｂ，11Ｂに溶着固定している。また、本実施例では、円弧状に補強する補強材26，26と板状補強リブ11Ｂ，11Ｂとの間に間隙が形成されているが、これに限らず、鋼管２Ｂの中心に対して、６０〜９０度の角度であれば、板状補強リブ11Ｂを左右方向に延ばすなどして、板状補強リブ11Ｂの両隣に設けられる補強材26，26を板状補強リブ11Ｂに当接させてもよい。さらに、本実施例では、平面視で方形状をなす板状補強リブを用いたが、これに限らず、上記各実施例のように平面視で円弧状をなす板状補強リブを用いてもよい。尚、本実施例の連結材12Ｂの厚さＴ４は、前記鋼管２Ｂの厚さｔよりも厚く、かつ前記板状補強リブ11Ｂの厚さＴ３より薄い（Ｔ３＞Ｔ４＞ｔ）としているが、これに限らず、板状補強リブ11Ｂの厚さＴ３と前記連結材12Ｂの厚さＴ４が、前記鋼管２Ｂの厚さｔと同一でもよい（Ｔ３＝Ｔ４＝ｔ）。

このように本参考例では、上記各参考例及び実施例と同様な作用・効果を奏する。

また、このように本参考例では、参考例１に用いられる板状補強リブ11，11に相当する構成を、板状補強リブ11Ｂ，11Ｂと補強材26，26により構成したから、補強体３Ｂを軽量化することができるので、板状補強リブ11，11を用いた場合と同様の効果を奏するとともに、施工現場までの運搬から施工までを、より簡便に行うことができる。

参考例４
図１０は、本発明の参考例４を示し、上記各参考例及び実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。この例では、参考例１の鋼管２Ｂ内に無収縮モルタル14を充填した例を示し、鋼管２Ｂと補強体３Ｂの間と補強体３Ｂ内とに無収縮モルタル14を充填している。

また、このように本参考例では、鋼管２Ｂの内部に充填材たる無収縮モルタル14を充填したから、無収縮モルタル14により鋼管２Ｂと補強体３Ｂとが一体化される。また、その鋼管２Ｂ内部の補強体３Ｂにより、断面において内部の無収縮モルタル14が拘束され、圧縮応力が向上し、さらに、補強体３Ｂが鋼材の場合、無収縮モルタル14により補強体３Ｂの腐食を防止することができる。

尚、本発明は、本実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、セメントを混合した混合材は、コンクリート，モルタルなど充填後に固化するものであれば、各種のものを用いることができる。また、落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物は実施例で示した防護柵に限らず、落石，雪崩や崩壊土砂を受ける屋根を備えたものなど各種の保護構造物に用いることができる。

１耐荷材
２，２Ａ，２Ｂ鋼管
３，３Ａ，３Ｂ補強体
11，11Ａ，11Ｂ板状補強リブ
12，12Ａ，12Ｂ連結材
14 無収縮モルタル（充填材）
21 防護柵（落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物）
26 補強材
27 スペーサー

Claims

鋼管の内部に補強体を設けた落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物用耐荷材において、前記補強体は、前記鋼管の内面に沿って該鋼管の引張領域と圧縮領域にそれぞれ設けられた板状補強リブと、これら板状補強リブを連結する連結材とを備え、前記板状補強リブが前記鋼管の内面に沿った円弧状をなし、前記板状補強リブの厚さは前記鋼管の厚さより厚く、前記板状補強リブの端部間の角度は前記鋼管の中心に対して６０〜９０度であり、前記引張領域と圧縮領域の前記板状補強リブの両端を前記鋼管の直径方向とそれぞれ平行な板状の前記連結材により連結したことを特徴とする落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物用耐荷材。
前記鋼管の内部に充填材を充填したことを特徴とする請求項１記載の落石・雪崩・土砂崩壊等保護構造物用耐荷材。