JP7128521B2

JP7128521B2 - 落石吸収装置

Info

Publication number: JP7128521B2
Application number: JP2019203388A
Authority: JP
Inventors: 昌紀塩見; 一基福永
Original assignee: ベルテクス株式会社
Priority date: 2019-11-08
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2022-08-31
Anticipated expiration: 2039-11-08
Also published as: JP2021075905A

Description

本発明は、岩石などの落下のエネルギーを吸収する落石吸収装置に関するものである。

斜面からの落石のエネルギーを吸収してその後の被害を防ぐために各種の装置が開発されている。
例えば特許文献１に示すような技術が公知である。
これは本件と同一の出願人によるものであるが、従来の落石吸収装置では、落石の衝突時にネットの下縁と地面との距離が大きく離れて、後続する落石がその間隔を通過してしまう、という問題に着目してなされたものである。（特許文献１［０００３］＜ハ＞＜ニ＞の記載）
そのような問題を解決するためになされた特許文献１記載の発明は、貫通したガイド孔を開口したガイド支柱ｃとネットｄと、一端を地上に固定したスライドワイヤａで構成してある。
そして支柱ｃの上端と下端付近のガイド孔に挿通させた一対のスライドワイヤａの一端を制動装置ｂに固定し、他端をネットｄの上縁と下縁に固定したものである。（図７）
このように構成すると、落石の衝撃でネットｄが谷側に後退した場合、上側のスライドワイヤａが引き出されるが、同様に引き出された下側のスライドワイヤａがゆるみ、そのためにネットｄの衝突した落石は下側へ誘導される。（同［００１５］）
同時にネットｄの下縁と地表面との間隔が大きく開くことがない、という効果を期待できるものである。（同［００１６］［００１７］）

特許第４５６０２２３号公報

前記した特許文献１記載の発明から１８年ほど経過し、多数の工事実績、実物試験を繰り返した。その結果、次のような問題があることが見いだされた。
＜イ＞ネットの下縁と地表面との間隔の発生を抑制できるが、それとは別にネットの上縁が下がってしまう、という問題もあることが分かった。
＜ロ＞設計時に想定した落石の跳躍高さをカバーするはずのネットの上縁が下がると、支柱が倒れるタイプ（特許文献１の図８）ほどではないにしろ、後続する落石がネットの上縁を飛び越してしまう可能性もあるということになる。

上記のような課題を解決する本発明の落石吸収装置は、
落石の衝撃を吸収するネットと、
長尺材の中央部よりも上側、および下側に水平方向に貫通する複数のガイド孔を開口した支柱で構成し、
前記複数のガイド孔に１本ごとのスライドワイヤを挿通し、それらのスライドワイヤで前記ネットを支持し、
支柱の中央部よりも上側に開口するガイド孔に挿通された上側スライドワイヤ群と、支柱の中央部よりも下側に開口するガイド孔に挿通された下側スライドワイヤ群のうち、少なくとも各１本を１対として共通の制動装置に取り付けることを特徴とするものである。

また本発明の落石吸収装置は、上記の装置において、
上からｎ段目とｎ＋１段目のスライドワイヤを１対として共通の制動装置に取り付け、下からｎ段目とｎ＋１段目のスライドワイヤを１対として共通の制動装置に取り付け、
上側のスライドワイヤ群のうち、最下段のスライドワイヤと、
下側のスライドワイヤ群のうち、最上段のスライドワイヤを１対として共通の制動装置に取り付けることを特徴とするものである。

また本発明の落石吸収装置は、上記の装置において、
上側のスライドワイヤ群のうち、最上段のスライドワイヤと、
下側のスライドワイヤ群のうち、最下段のスライドワイヤを１対として共通の制動装置に取り付け、
上からｎ段目のスライドワイヤと、下からｎ段目のスライドワイヤを１対として共通の制動装置に取り付けることを特徴としたものである。

また本発明の落石吸収装置は、上記の装置において、
上側のスライドワイヤ群のうち、最上段のスライドワイヤと、
下側のスライドワイヤ群のうち、最下段のスライドワイヤを１対として共通の制動装置に取り付け、
上からｎ段目のスライドワイヤと、上からｎ＋１段目のスライドワイヤを１対として共通の制動装置に取り付け、
下からｎ段目のスライドワイヤと、下からｎ＋１段目のスライドワイヤを１対として共通の制動装置に取り付けることを特徴としたものである。

また本発明の落石吸収装置は、上記の装置において、上側のスライドワイヤ群のうち、最上段のスライドワイヤと、
下側のスライドワイヤ群のうち、最下段のスライドワイヤを１対として共通の制動装置に取り付け、
他のスライドワイヤは、ワイヤごとに独立した制動装置に取り付けることを特徴としたものである。

本発明によれば以下の効果のうち少なくともいずれか一つを得ることができる。
＜イ＞前記したように発注者は跳躍高さの上限とともに、落石エネルギーも上限を想定して落石吸収装置を設計する。そして落石エネルギー＝落石質量×衝突速度の二乗×0.5であり、跳躍高さも落石エネルギーも正規分布するとすれば、中央付近かつ中規模エネルギーの頻度が大きくなるという前提がある。
＜ロ＞落石がネットの中央付近に衝突すると、ネットの中央付近が大きく変形し、その位置に近い位置の一対のスライドワイヤが大きく谷側にスライドする。しかし衝突位置から離れた上下のスライドワイヤはネットの変形量が少ないことからそのスライド量は小さい。
＜ハ＞そのように上下のスライドワイヤのスライド量が小さいことから、ネットの上縁の下がり量は少なくなる。その結果、後続する落石がネットの上縁を飛び越してしまう可能性を抑制することができる。
＜ニ＞落石の衝撃でまず中央付近のスライドワイヤが大きく谷側にスライドし、その影響で他のワイヤが徐々に谷側にスライドする、というようにスライドワイヤのスライドには時間差が生じる。そのために衝撃のエネルギーを徐々に吸収するという効果を期待することができる。
＜ホ＞さらに制動装置の限界に対する効果が期待できる。制動装置は地面に固定しているから制動に伴う反力はアンカーの力以下でなければならず、アンカー力はアンカー長と比例し、アンカー体もアンカー力に応じた強度を必要とする。
しかし地質によってアンカーの長さ当たりのアンカー力（付着力）が大きく取れない場合もあり、費用対効果を考えるとアンカー力には限界がある。
＜ヘ＞たとえば特許文献1記載の発明において許容エネルギーを増やそうとすると、制動力を大きくし、スライドワイヤを太くし、スライド長を長くし、というような対策が理論上考えられる。しかし上記のようにアンカー力に限界がある以上、この方法では最大エネルギー吸収量を増加させることが困難であった。
この点、本発明ではアンカー個数は増加するが、しかし１基のアンカー力に大きな値を期待する必要がなく、最大エネルギー吸収量を増やすことができるという効果を期待できる。

本発明の実施例１の落石吸収装置に落石が衝突した場合の実施例の説明図。実施例１の支柱とスライドワイヤとネットの取り付け状態の説明図。実施例２の説明図。実施例３の説明図。実施例４の説明図。制動装置の実施例の説明図。ネットの実施例の説明図。従来の落石吸収装置の説明図。

本発明の各実施例に共通する構成は、支柱の上側および下側に複数本のスライドワイヤを挿通し、それらのスライドワイヤでネットを支持し、上側と下側スライドワイヤ群のうち、少なくとも各１本を１対として共通の制動装置に取り付ける構成に存在するものである。以下図面を参照しながら本発明の落石吸収装置の実施例の１を、図１，２とともに説明する。

＜イ＞ネット。
落石の落下のエネルギーを吸収するために、面状の有孔体であるネット１を使用する。
このネット１の水平方向の幅は、扱いやすさから支柱間の幅を１枚のネット１で構成し、左右への延長はネット１端をシャックルやワイヤロープで連結して行う。
ネット１としては、一般には金網が知られている。
その他、図７に示すような、多数の環状部材１２を相互にからめてネット１を形成することもできる。
その場合には多数の環状部材１２は相互に密着することなく、一定の間隔を介してからまっているから、落石を吸収する機能が高い。
ネット１の孔にはその上端、下端、および中間の位置に、ネット１を取り付けた状態での水平方向に向けて、ネット１支持水平ワイヤ１１を通してある。

＜ロ＞支柱。
支柱２は、角パイプ、円形パイプなどのような、長尺材で構成する。
ただし本発明の装置に使用する支柱２は、中心軸の横断方向に貫通したガイド孔２１を開口する。
ガイド孔２１は、支柱２の中央部よりも上側、および支柱２下側に開口する。

＜ハ＞ガイド孔とスライドワイヤ。
この実施例では、ガイド孔２１に支柱２の中央部よりも上側に奇数箇所に開口し、下側にも奇数箇所に開口する。
そして、各ガイド孔２１にスライドワイヤ３を挿通する。
その結果、上側のスライドワイヤ３群と、支柱２の下側のスライドワイヤ３群を構成することができる。
スライドワイヤ３は、ネット１に落石のエネルギーが作用した場合に、そのエネルギーによって谷側へスライドするよう機能するワイヤである。

＜ニ＞制動装置。（図６）
スライドワイヤ３の一端は、上下の一対ごとに、地上に固定した制動装置５に間接的に取り付ける。
制動装置５は例えば、２枚のバネ鋼板５１の間と基盤５２とを、両者を貫通するボルト５３で接合し、鋼板５１と基盤５２との間に制動用ワイヤ５４を挟んでおく。
そして２本の制動用ワイヤ５４のネット１側の端は、一か所にまとめてアイスプライス加工５５をしておく。一方、一対ごとのスライドワイヤ３の制動装置５側の端部を前記制動装置５のアイスプライス５５に挿通し、折り返して緊張した状態でワイヤクリップで固定する。
このような構造なので、一対のスライドワイヤ３のうち上下で勝ち負けができた場合でも制動装置５側の制動ワイヤ５４はスライドしてしまい、たとえば上側のスライドワイヤ３の張力が大きくて摺動する場合、下側スライドワイヤ３がたるむという現象が発生する。

＜ホ＞ワイヤ群と制動装置。
図２に示すように、上から１段目のガイド孔２１に挿通したスライドワイヤａ１と、上から２段目のガイド孔２１の挿通したスライドワイヤａ２を１対として共通の制動装置５に取り付ける。
同様に、下から１段目のガイド孔２１に挿通したスライドワイヤｂ１と、下から２段目のガイド孔２１に挿通したスライドワイヤｂ２を１対として共通の制動装置５に取り付ける。
この様に、上からｎ段目とｎ＋１段目のガイド孔２１に挿通したスライドワイヤ３を１対とし、下からｎ段目とｎ＋１段目のガイド孔２１に挿通したスライドワイヤ３を１対として共通の制動装置５に取り付ける。
さらに、支柱の中央より上側のスライドワイヤ３群のうち、最下段のスライドワイヤａ３と、下側のスライドワイヤ３群のうち、最上段のスライドワイヤｂ３を各々ガイド孔２１に挿通して１対として共通の制動装置５に取り付ける。
このように本実施例では、上方、中央、下方においてスライドワイヤ３群が各々１対として共通の制動装置５に取り付けるので、設置する山間の現場でワイヤが交差したりからむことがなく、施工が容易である。

＜ヘ＞ネットの展張。
ネット１は、ネット１の孔を縫うようにして通してあるネット１支持水平ワイヤ１１を、スライドワイヤ３に取り付けることによってネット１全体を展張する。ここで水平とは、ネット１を展張した状態での水平方向を意味する。
その際に例えば図１に描いたように、１スパンのネット１支持水平ワイヤ１１の端をアイスプライス加工し、支柱２の前に集めた両側のアイスプライスと、それに直角に交わる方向のスライドワイヤ３端部に加工したアイスプライスとをシャックルで連結して吊るすような構成を採用することができる。
なおアイスプライス加工とは、ワイヤロープの端に輪（アイ）を作り、荷掛け用ロープや台付け用ロープを作るための技法である。

＜ト＞スライドワイヤのスライドの説明。
落石が発生するとネット１に衝突するが、前記したようにネット１の上縁の高さは、発注者が落石の跳躍高さの上限を想定してその高さまで阻止できるよう設計してある。そのために通常の落石は最上部ではなく、中央付近に衝突するケースが多い。
中央付近に衝突すると、まず受撃位置に近い位置の一対のスライドワイヤ３、すなわち図２に示す中央部寄りの一対のスライドワイヤａ３，ｂ３が制動装置５の制動用ワイヤ５４の抑止力を超えて大きく斜面の谷側にスライドする。
ネット１を通して上側の一対、下側の一対のスライドワイヤａ１，ａ２、ｂ１、ｂ２もスライドするが、そのスライド量は小さい。そのために、ネット１の上縁の下降幅は小さく、下縁の上昇幅も小さい。
その結果、後続する落石がネット１の上縁を飛び越してしまうことや、ネット１の下縁から飛び出してしまう可能性を大きく抑制することができる。

＜チ＞エネルギーを吸収するメカニズム。
前記したように落石がネット１の中央付近に衝突すると、まず中央寄りのスライドワイヤ３が大きく谷側にスライドする。
次にその影響で他のワイヤが徐々に谷側にスライドする、というようにスライドワイヤ３のスライドには時間差が生じる。そのために衝撃のエネルギーを徐々に吸収するという効果を得ることができる。

＜リ＞上下のスライドワイヤのスライド差。
前記したように、一対のスライドワイヤ３のうち上下のスライドワイヤａ３、ｂ３でスライド量が異なっても、制動側のシャックルのスライドを介して、制動用ワイヤ５４がスライドしてしまう。
そのためにたとえば上側のスライドワイヤａ３の張力が大きくて大きく摺動する場合、下側スライドワイヤｂ３がたるむという現象が発生する。
そのために、ネット１に衝突した落石を、たるんだ状態のネット１に沿って下側へ誘導することができる。

＜ヌ＞実施例２（図３）
この実施例は、最上段のガイド孔２１に最上段のワイヤａ１を挿通し、最下段のガイド孔２１に最下段のワイヤｂ１を挿通し２本を１対として共通の制動装置５に間接的に固定する構造である。
さらに上から２段目のガイド孔２１にワイヤａ２を挿通し、下から２段目のガイド孔２１にワイヤｂ２を挿通し２本を１対として共通の制動装置５に間接的に固定する。
同様に上からｎ段目のガイド孔２１に挿通したワイヤａ３と、下からｎ段目のガイド孔２１に挿通したワイヤｂ３との２本を１対として共通の制動装置５に間接的に固定する。

＜ル＞実施例３（図４）
この実施例では最上段のガイド孔２１に最上段のワイヤａ１を挿通し、最下段のガイド孔２１に最下段のワイヤｂ１を挿通し、その２本を１対として共通の制動装置５に間接的に固定する。
さらに上からｎ段目のガイド孔２１に挿通したワイヤａ２と、上からｎ＋１段目のガイド孔２１に挿通したワイヤａ３との２本を１対として共通の制動装置５に間接的に固定する。
同様に、下からｎ段目のガイド孔２１に挿通したワイヤｂ２と、下からｎ＋１段目のガイド孔２１に挿通したワイヤｂ３との２本を１対として共通の制動装置５に間接的に固定する。

＜ヲ＞実施例４（図５）
この実施例では最上段のガイド孔２１に最上段のワイヤａ１を挿通し、最下段のガイド孔２１に最下段のワイヤｂ１を挿通し、その２本を１対として共通の制動装置５に間接的に固定する。
その他のガイド孔２１に挿通したワイヤａ２、ａ３、b２、ｂ３は各々独立した制動装置５に間接的に固定する。

１：ネット
２：支柱
３：スライドワイヤ
５：制動装置

Claims

落石の衝撃を吸収するネットと、
長尺材の中央部よりも上側、および下側に水平方向に貫通する複数のガイド孔を開口した支柱で構成し、
前記複数のガイド孔に１本ごとのスライドワイヤを挿通し、
それらのスライドワイヤで前記ネットを支持し、
支柱の中央部よりも上側に開口するガイド孔に挿通された上側スライドワイヤ群と、支柱の中央部よりも下側に開口するガイド孔に挿通された下側スライドワイヤ群のうち、
少なくとも各１本を１対として共通の制動装置に取り付けることを特徴とした落石吸収装置。
請求項１記載の装置において、
上からｎ段目とｎ＋１段目のスライドワイヤを１対として共通の制動装置に取り付け、下からｎ段目とｎ＋１段目のスライドワイヤを１対として共通の制動装置に取り付け、
上側のスライドワイヤ群のうち、最下段のスライドワイヤと、
下側のスライドワイヤ群のうち、最上段のスライドワイヤを１対として共通の制動装置に取り付けることを特徴とした落石吸収装置。
請求項１記載の装置において、
上側のスライドワイヤ群のうち、最上段のスライドワイヤと、
下側のスライドワイヤ群のうち、最下段のスライドワイヤを１対として共通の制動装置に取り付け、
上からｎ段目のスライドワイヤと、下からｎ段目のスライドワイヤを１対として共通の制動装置に取り付けることを特徴とした落石吸収装置。
請求項１記載の装置において、
上側のスライドワイヤ群のうち、最上段のスライドワイヤと、
下側のスライドワイヤ群のうち、最下段のスライドワイヤを１対として共通の制動装置に取り付け、
上からｎ段目のスライドワイヤと、上からｎ＋１段目のスライドワイヤを１対として共通の制動装置に取り付け、
下からｎ段目のスライドワイヤと、下からｎ＋１段目のスライドワイヤを１対として共通の制動装置に取り付けることを特徴とした落石吸収装置。
請求項１記載の装置において、上側のスライドワイヤ群のうち、最上段のスライドワイヤと、
下側のスライドワイヤ群のうち、最下段のスライドワイヤを１対として共通の制動装置に取り付け、
他のスライドワイヤは、ワイヤごとに独立した制動装置に取り付けることを特徴とした落石吸収装置。