JP6775313B2 - 飛来物防護バリア - Google Patents

Description

本発明は、飛来物防護バリアに関し、特に、防護対象物の外側に設けられて防護対象物を飛来物から防護するための飛来物防護バリアに関する。

自然災害のエネルギーは非常に大きいものがあり、従来、竜巻により巻き上げられた乗用車、ブロック塀、鋼製材等が建物に飛来し、大きな被害が生じることがあった。非特許文献１（「原子力発電所の竜巻影響評価ガイド」）によれば、竜巻により飛来する飛来物として、鋼製パイプ（長さ２ｍ×直径０．０５ｍ）や鋼製材（長さ４．２ｍ×幅０．３ｍ×奥行０．２ｍ）等の棒状物、コンクリート板（長さ１．５ｍ×幅１ｍ×厚さ０．１５ｍ）等の板状物、コンテナ（長さ２．４ｍ×幅２．６ｍ×奥行６ｍ）やトラック（長さ５ｍ×幅１．９ｍ×奥行１．３ｍ）等の塊状物が想定されており、これらの飛来物に対する防護を要求している。

また、火山の噴火が生じた場合、噴火のエネルギーにより火山礫が２，０００ｍ程度の高さに噴き上げられて落下してくるため、火山礫が建物に飛来すると大きな被害をもたらすことになる。

かかる飛来物から建物を保護するためには、金網の使用が考えられる。特許文献１には、一般的に使用されている菱形金網を開示する。特許文献１は、太さ４〜５ｍｍの鉄線からなる三角波状ワイヤーが並列に配列されて、隣り合う三角波状ワイヤーの山部と谷部が互いに編まれて構成される周知の菱形金網を開示する。

また、菱形金網以外では、周知のリングネットを用いることも考えられる。リングネットは、硬鋼線材で作製されたワイヤーを複数回巻き、周方向の数か所を締結手段によってワイヤーを束ねて構成したリング部材を、それぞれ隣り合うリング部材の内周側が接触するように相互に連結することにより構成される。

リングネットによれば、飛来物がリングネットに衝突した際に、飛来物のエネルギーを衝撃中心部からリング部材を介して外方へと均一に拡散させることができるとともに、各リング部材が他のリング部材との連結箇所で外方へ引っ張られ、図１２に示すように、略円状の各リング部材（同図（Ａ）参照）が略四角形状（同図（Ｂ）参照）となるまで大きく変形する。その結果、リングネットは飛来物の進行方向へと大きく張りだし、飛来物の大エネルギーをネットにより吸収することが可能となる。

特開平１１−１０１０２６号公報

原子力発電所の竜巻影響評価ガイド、原子力規制委員会、２０１３年６月１９日、原規技発第１３０６１９１１号、第２２頁

しかしながら、特許文献１の菱形金網によれば、菱形金網は鉄線、すなわち、軟鋼線材（一般に、引張強さ２９０〜５４０Ｎ／ｍｍ^２）から構成されていることから、竜巻等により飛来したコンクリート板等の板状物、トラック等の塊状物等の飛来物の大エネルギーを受け止めることができないおそれがある。

また、周知のリングネットによれば、飛来物の大エネルギーを受け止めることは可能であるものの、リングネットを構成するリング部材が硬鋼線材から製造されたワイヤーを巻回させてなるものでありその径を直径０．２ｍ程度までしか縮径させることができないことから、鋼製パイプ（長さ２ｍ×直径０．０５ｍ）等の棒状物がリングネットをすり抜けるおそれがある。また、かかる棒状物はネットへの衝突時の衝突面積が小さくなり、衝突部位に応力が集中してネットの破断を招きやすい。

さらに、飛来物からの対象防護物の防護を目的とした場合、鋼製パイプ等の棒状物からトラック等の塊状物まで全てリングネットにより受け止めることには、単に網目の大小の問題に限らず、飛来物のエネルギーの効果的な受け止めの観点から改善の余地がある。すなわち、リングネットは初期の応力−変位曲線の傾きが比較的小さいネットであることから、飛来物のエネルギーの吸収に際して大きな変位を要求することとなり、逆に言えば大きく変位するまでは飛来物のエネルギーを吸収できないという不具合を有していた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、大きさやエネルギーの異なる飛来物を効果的に受け止めて防護対象物を的確に防護することができる飛来物防護バリアを提供することにある。

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、防護対象物の外側に設けられ、該防護対象物を飛来物から防護するための飛来物防護バリアにおいて、防護対象物の周囲に設置された複数の柱材と該柱材に組み付けられた梁部材とを備えて構成され、前記防護対象物を内部に収容するように固定して設置された骨格部材と、少なくとも前記防護対象物の上方を覆うように前記骨格部材間に張り渡された網状体と、を有し、該網状体が、硬鋼線材で作製されたワイヤーからなる複数のリング部材が連結されて形成された第１ネットと、該第１ネットよりも外側に配置され、硬鋼線材で作製されたワイヤーが編み合わせられた多角形の網目を有する網体であって該網目の内接円の直径が前記リング部材の直径よりも小さい第２ネットと、を含むことを特徴とする。

本願発明は、大きく変形して大きなエネルギーを吸収することができるリングネットと、リングネットよりも網目を小さくすることができるとともにリングネットよりも変形許容量が小さい編み合わせネットの、それぞれの特徴に着目してなされたものである。

すなわち、この構成によれば、リングネットである第１ネットよりも編み合わせネットである第２ネットはその網目を小さくすることが可能であることから、第２ネットの網目を小さくすることで、飛来物を第１ネットに捕捉される前に第２ネットによって確実に捕捉することができる。

また、第２ネットは編み合わせてなるその構成上、リングネットである第１ネットよりも変形許容量が小さい。すなわち、リングネットよりも応力−変位曲線の傾きが大きいネットであることから、飛来物を受け止めた第２ネットは第１ネットと同じ変位量であっても第１ネットよりも大きな応力を発生させて飛来物のエネルギーを吸収しつつその面広がり方向に飛来物から受けたエネルギーを分散することができる。

なお、トラックのような大質量の飛来物が網状体に衝突する場合には、許容変形量を超えた第２ネットが破断した後に、第１ネットは大きく変形する本来の機能を発揮し、大質量の飛来物を確実に受け止めることが可能である。さらに、質量が小さい飛来物が網状体に衝突する場合にはほぼ第２ネットのみによる飛来物の受け止めが可能となるから、第１ネットには負荷が加わらず、網状体全体としてのメンテナンスの頻度を減らすことが可能となる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の飛来物防護バリアにおいて、前記リング部材が、無端リング部材であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の飛来物防護バリアにおいて、前記第２ネットは、菱形金網であり、前記第２ネットの前記内接円の直径が、６５ｍｍ以下であることを特徴とする。

この構成によれば、第２ネットは編み合わせられた菱形金網であるから、複数の縦ワイヤー及び横ワイヤーの交差部を固定した網体とは異なり、第２ネットが受け止めた飛来物のエネルギーを効果的に第２ネット全体へと分散伝達させることができる。さらに、小径の棒状物であっても確実に第２ネットにより捕捉し、防護対象物を確実に防護することが可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の飛来物防護バリアにおいて、前記第２ネットは、菱形金網であり、該菱形金網の編み合わせ部における互いの屈曲部の間に硬鋼線材で作製された略直線状のワイヤーが挿通されたことを特徴とする。

この構成によれば、菱形金網の編み合わせ部における互いの屈曲部の間に挿通された略直線状のワイヤーにより第２ネットの強度を向上させることができるので、第２ネットによる飛来物のエネルギーの受け止め機能を向上させることができる。また、菱形の網目の対角線に沿って略直線状のワイヤーが配置されるので、第２ネットの網目の開口部面積を小さくすることができる。これにより、より小さい飛来物からも防護対象物を防護することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の飛来物防護バリアにおいて、前記骨格部材は略四角形状の枠体を形成しており、前記第１ネットおよび前記第２ネットは、前記略四角形状の枠体の四辺に井桁状に張り渡されたワイヤロープに対して非固定状態でそれぞれ取り付けられていることを特徴とする。

この構成によれば、第１ネットおよび第２ネットが略四角形状の枠体の四辺に井桁状に張り渡されたワイヤロープに対してそれぞれ非固定状態で取り付けられていることから、網状体におけるワイヤロープ近傍に飛来物が衝突した場合であってもワイヤロープに対して第１ネットおよび第２ネットがそれぞれワイヤロープの延在方向に若干スライド移動することが許容され、第１ネットおよび第２ネットのワイヤロープへの取り付け部における応力の集中、この応力の集中による各ネットおよび／またはワイヤロープの破断を回避することが可能となる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の飛来物防護バリアにおいて、前記網状体に対して負荷が加えられたときに前記ワイヤロープの所定範囲の伸びを許容する緩衝手段が前記ワイヤロープに設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、第１ネットおよび第２ネットに加えて、飛来物のエネルギーをワイヤロープに設けられた緩衝手段によっても受け止めることが可能となり、さらに的確に飛来物のエネルギーを受け止めることが可能となる。

請求項７に記載の発明は、請求項４に記載の飛来物防護バリアにおいて、前記リング部材を構成するワイヤー、前記網体を構成するワイヤーおよび前記略直線状のワイヤーが、８００〜２５００Ｎ／ｍｍ^２の引張強さを有することを特徴とする。

この構成によれば、第１ネットだけでなく、第２ネットも一般の軟鋼線材から製造された線材、すなわち、鉄線（一般に、引張強さ２９０〜５４０Ｎ／ｍｍ^２である）に基づく汎用金網とは異なり、硬鋼線材から作製された、８００〜２５００Ｎ／ｍｍ^２の引張強さを有するワイヤーで構成されることとなる。

したがって、非特許文献１で想定されるような棒状物、板状物および塊状物等ならびに火山礫等の飛来物を第２ネットによってもれなく捕捉することが可能となり、リングネットと共同でこれら飛来物の受け止め効果を発揮することが可能となる。

本発明によれば、リングネットである第１ネットよりも編み合わせネットである第２ネットはその網目を小さくすることが可能であることから、第２ネットの網目を小さくして飛来物を第１ネットに捕捉される前に第２ネットによって確実に捕捉することができる。

また、第２ネットは編み合わせてなるその構成上、リングネットである第１ネットよりも変形許容量が小さいことから、飛来物を受け止めた第２ネットは第１ネットと同じ変位量であっても第１ネットよりも大きな応力を発生させて飛来物のエネルギーを吸収しつつその面広がり方向に飛来物から受けたエネルギーを分散することができる。

なお、トラックのような大質量の飛来物が網状体に衝突する場合には、許容変形量を超えた第２ネットが破断した後に、第１ネットは大きく変形する本来の機能を発揮し、大質量の飛来物を確実に受け止めることが可能である。さらに、質量が小さい飛来物が網状体に衝突する場合にはほぼ第２ネットのみによる飛来物の受け止めが可能となるから、第１ネットには負荷が加わらず、網状体全体としてのメンテナンスの頻度を減らすことが可能となる。

本発明の実施の形態に係る飛来物防護バリア１０の概略斜視図である。 飛来物防護バリア１０を模式的に示す一部破断平面図である。 第２ネット３５の記載を省略した飛来物防護バリア１０の一部破断平面図である。 第１ネット２５（リングネット）を形成するリング部材３０を示す斜視図である。 （Ａ）第１ネット２５の要部拡大斜視図であり、（Ｂ）図５（Ａ）のｂ部拡大図である。 第２ネット３５の要部拡大斜視図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。 飛来物Ｙの飛来物防護バリア１０への衝突直後の網状体２０によるエネルギーの受け止めを示す図である。 飛来物Ｙの飛来物防護バリア１０への衝突により変位が進んだ網状体２０によるエネルギーの受け止めを示す図である。 第１ネット２５および第２ネット３５の応力−変位曲線を示す図である。 （Ａ）１個のリングネットに４個のリングネットが連結された、従来のリングネットを示す平面図、および（Ｂ）衝撃が加わった時のリング部材の変形状態を示す平面図である。

次に、本発明の実施の形態に係る飛来物防護バリア１０を、図１〜図１０を参照して説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る飛来物防護バリア１０の概略斜視図、図２は飛来物防護バリア１０を模式的に示す一部破断平面図、図３は飛来物防護バリア１０の第２ネット３５の記載を省略した一部破断平面図、図４は第１ネット２５（リングネット）を形成するリング部材３０を示す斜視図、図５（Ａ）は第１ネット２５の要部拡大斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のｂ部拡大図、図６は第２ネット３５の要部拡大斜視図、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図、図８は図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図、図９は飛来物Ｙの飛来物防護バリア１０への衝突直後の網状体２０によるエネルギーの受け止めを示す図、図１０は飛来物Ｙの飛来物防護バリア１０への衝突により変位が進んだ網状体２０によるエネルギーの受け止めを示す図、並びに図１１は第１ネット２５及び第２ネット３５の応力−変位曲線を示す図である。

なお、図１１（Ａ）は飛来物Ｙの網状体２０への衝突直後の状態の、同図（Ｂ）は飛来物Ｙの網状体２０への衝突により変位が進んだ状態における、応力−変位曲線を示している。

図１に示すように、本実施の形態に係る飛来物防護バリア１０は、防護対象物Ｘの外側において地面に固定されて立設された８本の柱材１２と、これらの柱材の上端部および中央部近傍においてそれぞれ平面視略矩形に組みつけられた梁部材１３，１４と、からなる骨格部材を有しており、梁部材１３（骨格部材）間に網状体２０が張り渡された基本構成を有する。

すなわち、梁部材１３によって略四角形状の枠体１６が形成されている。なお、防護対象物Ｘは、飛来物から防護すべきものであればどのようなものであってもよく、例えば、発電所、校舎、工場および住宅等の建物や、道路、線路および空港等の交通施設等が挙げられる。本実施の形態においては、発電所のポンプ室を想定している。

また、骨格部材としては、例えば、周知のＨ型鋼を用いることができる。骨格部材の大きさは、防護対象物Ｘの大きさにより適宜に選択することができる。例えば、図１に示す枠体１６の奥行は５ｍ〜１０ｍ、枠体１６の横幅は５ｍ以上、柱部材１２の長さは５ｍ〜１０ｍ程度に設定することができる。本実施の形態においては、骨格部材は、発電所のポンプ室の骨組みのＨ型鋼をそのまま利用しているが、これに限られるものではない。

網状体２０は、梁部材１３（骨格部材）間に限らず、図１に示すように、飛来物防護バリア１０の四隅の柱材１０,１０および梁部材１３,１４（骨格部材）間にも張り渡されているが、以下、飛来物防護バリア１０の天面、すなわち、梁部材１３（骨格部材）間に張り渡された網状体２０についてのみその構成を具体的に説明する。

網状体２０は、図２に示すように、硬鋼線材で作製されたワイヤーからなる多数のリング部材３０が連結された網状体として形成された第１ネット２５と、第１ネット２５よりも飛来物が飛来してくる側（すなわち、防護対象物Ｘから見て外側）に配置され、硬鋼線材で作製された複数のワイヤーが編み合わせられた網体として形成された第２ネット３５と、を含む。

第１ネット２５は、図３に示すように、一のリング部材３０が、同図の左上、右上、左下および右下のそれぞれ隣り合う位置にある４個の他のリング部材３０と連結されて形成されたリングネットである。なお、一のリング部材３０は、４個の他のリング部材３０と連結される場合に限られず、例えば、６個の他のリング部材３０と連結することとしてもよい。

リング部材３０は、図４に示すように、硬鋼線材で作製されたワイヤーの巻回物３０ａと、該巻回物の周方向の数か所を束ねた結束部３０ｂと、を有する。リング部材３０の直径は、例えば、２５０ｍｍ〜３５０ｍｍの範囲内で変更することができ、本実施の形態では約３００ｍｍとしている。

巻回物３０ａのワイヤーの巻回数は、想定する飛来物の性状に合わせた任意の回数とすることができ、例えば、５回〜２１回、好ましくは、９回〜１９回である。

結束部３０ｂは、例えば、巻回物３０ａの周方向数か所に、断面Ｃ形の略筒状の金具をその金具の解放部を通して巻回物３０ａに嵌めた後に、締め付け工具によって巻回物３０ａに固定することにより構成することができる。

第１ネット２５は、図３および図５に示すように、枠体１６（骨格部材）の近傍において二個のリング部材３０を重ねてなる二重リング部材単位３３が相互に連結され、中央領域において一個ずつの各リング部材３０が相互に連結された構成を有する。

これにより、第１ネット２５は、枠体１６（骨格部材）近傍領域における強度が中央領域の強度よりも大きいものとなっている。

第２ネット３５は、図６に示すように、並列に配置された、平面視で三角波状に形成された三角波状ワイヤー３６が、屈曲部３６ａにおいて互いに編み合わせられた菱形金網である。

三角波状ワイヤー３６は、硬鋼線材で作製されたワイヤーであり、ほぼ直線状の直線部３６ｂが屈曲部３６ａで折り返しながら交互に繰り返して螺旋状に一方向に伸長する構成を有する。

屈曲部３６ａ同士の編み合わせ部３５ａには、図６および図７に示すように、互いの屈曲部３６ａ，３６ａの間に硬鋼線材で作製された略直線状のワイヤー３７が挿通されている。

なお、第１ネット２５（リングネット）のリング部材３０の巻回物３０ａを構成するワイヤー、三角波状ワイヤー３６および略直線状のワイヤー３７はすべて硬鋼線材から作製されており、特に、ＪＩＳ Ｇ ３５０６に規定される硬鋼線材から作製されたものである。かかる硬鋼線材から、ワイヤーである硬鋼線（ＪＩＳ Ｇ ３５２１）、亜鉛めっき鋼線（ＪＩＳ Ｇ ３５４８）等が作製される。これらのワイヤーの材質は異なっていてもよく、同じであってもよい。巻回物３０ａを構成するワイヤー、三角波状ワイヤー３６および略直線状のワイヤー３７の引張強さは、例えば、８００〜２５００Ｎ／ｍｍ^２、好ましくは１０００〜２０００Ｎ／ｍｍ^２、特に１２００Ｎ／ｍｍ^２以上であることが有利である。

また、ワイヤー（素線）の直径は、第２ネット３５の場合には、例えば、２．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲とすることができ、第１ネット２５の場合には、例えば、２．５ｍｍ〜６ｍｍの範囲とすることができる。

さらに、巻回物３０ａを構成するワイヤー、三角波状ワイヤー３６および略直線状のワイヤー３７には、必要により被覆処理がなされていてもよい。これにより、ワイヤー相互の接触部分の摩耗や、腐食等を防止することができる。被覆処理としては、例えば、亜鉛めっき処理やポリエステル被覆処理が挙げられる。いずれのワイヤーにも被覆処理が施されていることが好ましい。

第２ネット３５の網目の大きさは、第１ネット２５のリング部材３０の直径よりも小さい。具体的には、図６に示すように、第２ネット３５の網目の内接円の直径Ｄ（図６参照）が、第１ネット２５のリング部材３０の直径よりも小さければよい。さらに、網状体２０による小径の棒状物等の受け止めの観点から、第２ネット３５の網目の内接円の直径Ｄは、好ましくは６５ｍｍ以下であり、特に好ましくは、５０ｍｍ以下である。この場合において、第２ネット３５の網目とは、三角波状ワイヤー３６と略直線状のワイヤー３７とにより形成された三角形状の網目をいう。なお、本実施の形態においては、第２ネット３５の網目の内接円の直径Ｄは４８ｍｍである。

次に、第１ネット２５および第２ネット３５の、枠体１６（骨格部材）内部への張り渡しについて説明する。

枠体１６の四辺には、図２に示すように、４本のワイヤロープ４０が井桁状に張り渡されている。このワイヤロープ４０に対して、図５に示すように、二重リング部材単位３３のリング部材３０がシャックル４２等の取付け手段を介して取り付けられることで、第１ネット２５が枠体１６（骨格部材）の内部に張り渡される。

同じく、図６に示すように、第２ネット３５の外縁部がシャックル４２等の取付け手段を介して取り付けられることで、第２ネット３５が枠体１６（骨格部材）の内部に張り渡される。

すなわち、第１ネット２５および第２ネット３５は、略四角形状の枠体１６（骨格部材）の四辺に井桁状に張り渡されたワイヤロープ４０に対して、シャックル４２を介してそれぞれ所定の遊びを持って（すなわち、非固定状態で）取り付けられている。

また、第１ネット２５および第２ネット３５は、図８に示すように、所定の距離に設定された初期たるみＩを有する。初期たるみＩは、各ネット２５，３５のシャックル４２等への取付け点の高さ位置と張り渡し状態の各ネットの最下点の高さ位置との差により表すことができる。初期たるみは、網状体２０の横スパンの１０〜２０％の範囲内で設定することができ、好ましくは１５％以内の範囲内とすることができる。本実施の形態において、第１ネット２５の初期たるみＩ_１及び第２ネット３５の初期たるみＩ_２は、それぞれ約０．５ｍに設定されている（横スパンの１２．５％である）。

このように初期たるみＩを設定することで、飛来物の運動エネルギーをさらに効率良く吸収することが可能となる。

また、ワイヤロープ４０には、網状体２０に対して飛来物による負荷が加えられたときにワイヤロープ４０の所定範囲の伸びを許容する緩衝手段４４が設けられている。

緩衝手段４４は、網状体２０に対して飛来物による負荷が加えられたときにワイヤロープ４０の所定範囲の伸びを許容しうるものであればどのようなものであっても良いが、本実施の形態においては、リング状の鋼管４４ａの内部にワイヤロープ４０が挿通する構成を有する、いわゆるブレーキリングである。

このブレーキリングは、ワイヤロープ４０に大きな張力が作用すると鋼管４４ａが絞られるように塑性乃至弾性変形して縮径し、これによりワイヤロープ４０の所定範囲の伸びが許容され、飛来物のエネルギーが吸収される。

次に、上記構成を有する飛来物防護バリア１０の天面に設けられた網状体２０に、飛来物Ｙとしての鋼製パイプ（長さ２ｍ×直径０．０５ｍ）等の棒状物が上方から衝突した場合を例に、飛来物防護バリア１０の作用を図９〜図１１を参照して説明する。なお、図９および図１０は、飛来物防護バリア１０を、図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面に相当する断面で示している。

図９に示すように、飛来物Ｙは、第１ネット２５よりも外側に位置する第２ネット３５に衝突する。第２ネット３５は、網目の内接円の直径が４８ｍｍと小さいことから、直径５０ｍｍと小さい棒状物の飛来物Ｙであっても確実に捕捉することができる。そして、第２ネット３５及び第１ネット２５は、飛来物Ｙのエネルギーを矢印２００方向、すなわち、衝突中心部からその面広がり方向へと分散伝達しつつ塑性変形して吸収し、飛来物Ｙはエネルギーを失いつつ矢印１５０方向、すなわち、防護対象物Ｘの方向へとさらに移動する。

その後、図１０に示すように、第２ネット３５がその変位限界を超えて破断した場合には、第１ネット２５がさらに変位しつつ飛来物Ｙのエネルギーを矢印２５０方向、すなわち、衝突中心部からその面広がり方向へと分散伝達するとともに、その一部を塑性変形して吸収する。

さらに、第１ネット２５および第２ネット３５の組み合わせによって可能となった、効果的なエネルギー吸収の実現という作用効果について詳細に説明する。図１１（Ａ）は、飛来物Ｙの網状体２０への衝突直後の状態の（すなわち、図９の状態の）応力−変位曲線を示しており、同図に示すように、応力−変位曲線の変位が小さい領域においては、編み合わせネットである第２ネット３５の応力−変位曲線Ｃ_２は、リングネットである第１ネット２５の応力−変位曲線Ｃ_１よりもその傾きが大きい。

したがって、飛来物Ｙのエネルギーを受け止める場合に、リングネットである第１ネット２５のみを用いる場合には変位Ｂ_１が生じた際に小さな応力Ａ_２しか得ることができないことから、面積Ｓ_２に示すように、大きなエネルギーを吸収することができなかった。ところが、本実施の形態に係る飛来物防護バリア１０によれば、リングネットである第１ネット２５とともに編み合わせネットである第２ネット３５が用いられることで、変位Ｂ_１が生じた際に大きな応力Ａ_１を得ることができることから、面積Ｓ_１に示すように、大きなエネルギーを吸収することが可能となる。

すなわち、リングネットである第１ネット２５によっては飛来物Ｙのエネルギーの吸収を効果的に行えない変位領域であっても、編み合わせネットである第２ネット３５と組み合わせることで飛来物Ｙのエネルギーを効果的に吸収することが可能となっている。

また、図１１（Ｂ）は、飛来物Ｙの網状体への衝突により変位が進んだ状態の（すなわち、図１０の状態の）応力−変位曲線を示しており、第２ネット３５が破断するほどの大きなエネルギーを飛来物Ｙが有している場合には、同図の変位Ｂ_２に示すように、第１ネット２５は大きく変位して飛来物Ｙのエネルギーを吸収し、防護対象物Ｘを適切に保護することができる。

また、本実施の形態に係る飛来物防護バリア１０によれば、第１ネット２５（リングネット）よりも飛来物Ｙ側（すなわち、防護対象物Ｘから見て外側）に、第１ネット２５（リングネット）よりも変形許容量が小さい編み合わせネットである第２ネット３５が位置することから、飛来物を受け止めた第２ネット３５は第１ネット２５と同じ変位量であっても第１ネット２５よりも大きな応力を発生させて飛来物Ｙのエネルギーを第２ネット３５により分散し、且つ第２ネット３５の変形により吸収することができ、効果的に飛来物Ｙのエネルギーを低減させることができる。

すなわち、大きく変形して大きなエネルギーを吸収することができるリングネット（第１ネット２５）と、リングネットよりも網目を小さくすることができるとともにリングネットよりも変形許容量の小さい編み合わせネット（第２ネット３５）とを、上記並びの配置で設けることで、各ネットの変形によるエネルギーの吸収および分散効果を最大限に発揮させ、効果的に飛来物Ｙのエネルギーを低下させて受け止め、防護対象物Ｘを防護することが可能となる。

なお、トラックのような大質量の飛来物Ｙが網状体２０に衝突する場合には、許容変形量を超えた第２ネット３５が破断した後に、第１ネット２５は大きく変形する本来の機能を発揮し、大質量の飛来物を確実に受け止めることが可能である。

さらに、質量が小さい飛来物が網状体２０に衝突する場合にはほぼ第２ネット３５のみによる飛来物の受け止めが可能となるから、第１ネット２５には負荷が加わらず、第１ネット２５の変形した部分を取り換えるといった作業も発生しない。したがって、本実施の形態の飛来物防護バリア１０によれば、網状体２０全体としてのメンテナンスの頻度を減らすことが可能となる。

そのうえ、第１ネット２５および第２ネット３５は、略四角形状の枠体１６（骨格部材）の四辺に井桁状に張り渡されたワイヤロープ４０に対して、シャックル４２を介してそれぞれ所定の遊びを有して（すなわち、非固定状態で）取り付けられていることから、網状体２０におけるワイヤロープ４０近傍に飛来物Ｙが衝突した場合であっても、ワイヤロープ４０に対して第１ネット２５および第２ネット３５がそれぞれワイヤロープ４０の延在方向に若干スライド移動することが許容される。したがって、第１ネット２５および第２ネット３５のワイヤロープ４０取付け部における応力の集中、およびこの応力の集中による各ネット２５，３５および／またはワイヤロープ４０の破断を回避することができる。

また、ワイヤロープ４０には緩衝手段４４が設けられていることから、第１ネット２５および第２ネット３５に加えて、飛来物Ｙのエネルギーをさらに緩衝手段４４によっても受け止めることが可能となり、さらに効果的に飛来物Ｙのエネルギーを受け止めることが可能となる。

さらに、本実施の形態の第２ネット３５は、三角波状ワイヤー３６の屈曲部３６ａ同士の編み合わせ部３５ａに挿通された略直線状のワイヤー３７によって補強されているので、第２ネット３５による飛来物Ｙの受け止め機能が向上している。また、菱形の網目の対角線に沿って略直線状のワイヤー３７が配置されるので、第２ネット３５の網目の開口部面積を小さくすることができ、より小さい飛来物Ｙからも防護対象物を防護することができる。

また、硬鋼線材で作製されたワイヤー、すなわち、リング部材３０の巻回物３０ａを構成するワイヤー、三角波状ワイヤー３６および略直線状のワイヤー３７の引張強さをすべて、８００〜２５００Ｎ／ｍｍ^２の範囲内のものとすることで、鉄線（一般に、引張強さ２９０〜５４０Ｎ／ｍｍ^２である）を用いる場合とは異なり、非特許文献１で想定されるような棒状物、板状物および塊状物ならびに火山礫等の飛来物を第２ネット３５によってもれなく捕捉することが可能となり、第１ネット２５（リングネット）と共同でこれら飛来物の受け止め効果を発揮することが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、本実施の形態において、網状体２０は枠体１６の内部に張り渡されているが、これに限られるものではなく、防護対象物Ｘの外側に固定して設定された骨格部材に張り渡されるのであればどのようなものであってもよい。

例えば、骨格部材として地面に固定して設けられた二本一対の支柱の上端部間および下端部間に上部ワイヤロープおよび下部ワイヤロープをそれぞれ張り渡し、この上部ワイヤロープおよび下部ワイヤロープ間に網状体２０を張り渡す構成としてもよい。

また、本実施の形態では、編み合わせ網体の第２ネット３５として、菱形金網の編み合わせ部３５ａに略直線状のワイヤー３７を挿通させたものを採用しているが、これに限られるものではない。例えば、略直線状のワイヤー３７を用いない菱形金網を第２ネットとしてもよい。この場合、第２ネットの網目は菱形の形状となる。また、第２ネットは多角形の網目を有する編み合わせ網体であればよく、菱形金網に限らず、亀甲金網等の他の網目形状を有する網体を採用することができる。

さらに、本実施の形態においては、網状体２０は、リングネットである第１ネット２５及び編み合わせネットである第２ネット３５の組み合わせによって構成されているが、さらに、第２ネットよりも飛来物が飛来してくる側（すなわち、防護対象物から見て外側）に第３ネットを追加することとしてもよい。

第３ネットは、第２ネット同様、硬鋼線材で作製された複数のワイヤーが編み合わせられた網体として形成された編み合わせ網体である。第３ネットの網目の大きさは、網目の内接円を描いたときの内接円の直径が第２ネット３５の内接円の直径Ｄ以下である。

また、第３ネットとしては、第２ネットと同じネットを用いることが、飛来物防護バリアの製造効率の観点から有利である。

そのうえ、上記実施の形態においては、第１ネット２５の初期たるみＩ_１及び第２ネット３５の初期たるみＩ_２は同じに設定しているが、各ネット２５，３５の横スパンの１０〜２０％の範囲内で、例えば、第１ネット２５の初期たるみＩ_１を第２ネット３５の初期たるみＩ_２よりも大きいものとしてもよい。これによれば、図１１（Ａ）の破線で示すように、第１ネット２５の応力−変位曲線Ｃ_１の位置を図示右側に移動させることができ、飛来物のエネルギーの吸収モードを変更させることができる。

１０ 飛来物防護バリア
１２ 柱材（骨格部材）
１３ 梁部材（骨格部材）
１６ 枠体（骨格部材）
２０ 網状体
２５ 第１ネット
３０ リング部材
３５ 第２ネット（菱形金網）
３５ａ 編み合わせ部
３６ａ 屈曲部
３７ 略直線状のワイヤー
４０ ワイヤロープ
４４ 緩衝手段

Claims (7)

1. 防護対象物の外側に設けられ、該防護対象物を飛来物から防護するための飛来物防護バリアにおいて、
   防護対象物の周囲に設置された複数の柱材と該柱材に組み付けられた梁部材とを備えて構成され、前記防護対象物を内部に収容するように固定して設置された骨格部材と、
   少なくとも前記防護対象物の上方を覆うように前記骨格部材間に張り渡された網状体と、を有し、
   該網状体が、
   硬鋼線材で作製されたワイヤーからなる複数のリング部材が連結されて形成された第１ネットと、該第１ネットよりも外側に配置され、硬鋼線材で作製されたワイヤーが編み合わせられた多角形の網目を有する網体であって該網目の内接円の直径が前記リング部材の直径よりも小さい第２ネットと、を含むことを特徴とする飛来物防護バリア。
2. 前記リング部材が、無端リング部材であることを特徴とする請求項１に記載の飛来物防護バリア。
3. 前記第２ネットは、菱形金網であり、
   前記第２ネットの前記内接円の直径が、６５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の飛来物防護バリア。
4. 前記第２ネットは、菱形金網であり、
   該菱形金網の編み合わせ部における互いの屈曲部の間に硬鋼線材で作製された略直線状のワイヤーが挿通されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の飛来物防護バリア。
5. 前記骨格部材は略四角形状の枠体を形成しており、
   前記第１ネットおよび前記第２ネットは、前記略四角形状の枠体の四辺に井桁状に張り渡されたワイヤロープに対して非固定状態でそれぞれ取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の飛来物防護バリア。
6. 前記網状体に対して負荷が加えられたときに前記ワイヤロープの所定範囲の伸びを許容する緩衝手段が前記ワイヤロープに設けられていることを特徴とする請求項５に記載の飛来物防護バリア。
7. 前記リング部材を構成するワイヤー、前記網体を構成するワイヤーおよび前記略直線状のワイヤーが、８００〜２５００Ｎ／ｍｍ^２の引張強さを有することを特徴とする請求項４の何れか１項に記載の飛来物防護バリア。

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