(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-01
(45)【発行日】2023-11-10
(54)【発明の名称】衝撃吸収柵
(51)【国際特許分類】
E01F 7/04 20060101AFI20231102BHJP
【FI】
E01F7/04
(21)【出願番号】P 2023087020
(22)【出願日】2023-05-26
【審査請求日】2023-05-29
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】398054845
【氏名又は名称】株式会社プロテックエンジニアリング
(74)【代理人】
【識別番号】100082418
【氏名又は名称】山口 朔生
(74)【代理人】
【識別番号】100167601
【氏名又は名称】大島 信之
(74)【代理人】
【識別番号】100201329
【氏名又は名称】山口 真二郎
(74)【代理人】
【識別番号】100220917
【氏名又は名称】松本 忠大
(72)【発明者】
【氏名】西田 陽一
(72)【発明者】
【氏名】山本 満明
(72)【発明者】
【氏名】石井 太一
(72)【発明者】
【氏名】清野 雄貴
【審査官】小倉 宏之
(56)【参考文献】
【文献】特開2020-117930(JP,A)
【文献】特開2002-256517(JP,A)
【文献】特開2008-163596(JP,A)
【文献】国際公開第2021/090483(WO,A1)
【文献】中国特許出願公開第105256816(CN,A)
【文献】特開2017-179850(JP,A)
【文献】中国実用新案第203475447(CN,U)
【文献】特開2002-302911(JP,A)
【文献】特開2005-083191(JP,A)
【文献】特開2002-161515(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E01F 7/04
E01F 7/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
間隔を隔てて立設した中間支柱と端末支柱を含む複数の支柱と、支柱の複数のスパンに亘って張り巡らせたリング式ネットと、前記支柱のスパン単位で独立し、隣り合う支柱の頭部間に連鎖して横架し
た複数の上端ロープと、前記支柱のスパン単位で独立し、隣り合う支柱の下部間に連鎖して横架し
た複数の下端ロープとを有する衝撃吸収柵であって、
複数スパンに亘る全長を有する前記リング式ネットが
受撃スパンを越えて下流側へ変形させ得るように複数の支柱の下流側に位置し、
前記リング式ネットの上辺と下辺がスパン単位で設けた前記複数の上端ロープおよび複数の下端ロープに係留して横移動可能に取着し、
前記上端ロープおよび下端ロープの両端部に、上端ロープおよび下端ロープに一定以上の張力が作用したときに張力を減衰する緩衝具を設置し、
受撃時にリング式ネットが受撃スパンを越えて下流側へ向けて変形するとき、受撃スパンに位置する上端ロープおよび下端ロープの撓み変形力を、前記リング式ネットを通じて隣り合う他のスパンの上端ロープおよび下端ロープへ張力として
連鎖的に分散して伝達
しつつ、スパン単位で設けた前記緩衝具が連鎖的に緩衝機能を発揮するように構成したことを特徴とする、
衝撃吸収柵。
【請求項2】
緩衝機能を有する前記上端ロープおよび下端ロープは上端ロープおよび下端ロープ両端部の近くに摩擦摺動式の緩衝具を設置し、前記緩衝具の外方にロープの余長部を形成し、上端ロープおよび下端ロープに一定以上の張力が作用するとロープと緩衝具の間で摺動を生じて張力を減衰することを特徴とする、請求項1に記載の衝撃吸収柵。
【請求項3】
連結具を介して前記リング式ネットの上辺と下辺を前記複数の上端ロープおよび複数の下端ロープに横移動可能に係留したことを特徴とする、請求項1に記載の衝撃吸収柵。
【請求項4】
前記リング式ネットの片面に重合させて補助金網を付設したことを特徴とする、請求項1に記載の衝撃吸収柵。
【請求項5】
前記リング式ネットが複数のリング単体を連鎖的に連結して網状に形成した帯状ネットであることを特徴とする、請求項1に記載の衝撃吸収柵。
【請求項6】
前記リング式ネットの左右の側辺を端末支柱に取着したことを特徴とする、請求項1に記載の衝撃吸収柵。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は落石、土砂、雪崩等の崩落物を捕捉する衝撃吸収柵に関し、特に簡易な構成でありながらエネルギーの吸収性能を改善した衝撃吸収柵に関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、隣り合う支柱の頭部間と裾部間にワイヤーロープ製の上辺ロープ材と下辺ロープ材をそれぞれ架け渡し、これらの上下のロープ材に帯状金網の上下辺を係留させて張り巡らした衝撃吸収柵が開示されている。
【0003】
この衝撃吸収柵は、各上辺ロープ材と下辺ロープ材の両端部近くに把持させた緩衝具を有していて、支柱のスパン長が変化した場合でも各上辺ロープ材と下辺ロープ材に設けた緩衝具の把持力を個別に設定可能になっている。
帯状金網は菱形金網製からなり、金網の上下辺に係留させた上辺ロープ材と下辺ロープ材との係留部に連結コイルを巻き付けて連結している。
【0004】
崩落物が帯状金網の阻止面に衝突すると、下流側に向けて阻止面が変形することに伴い、阻止面の上下辺に係留した上辺ロープ材と下辺ロープ材の張力が増し、ロープ材の張力が緩衝具の把持力を超えるとロープ材がスリップして崩落物の運動エネルギーを吸収する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
既述した衝撃吸収柵にはつぎのような改善すべき点がある。
<1>帯状金網は、受撃時に金網を構成する素線の伸びが限界に達すると、金網の変形量が最大となる。
帯状金網はその変形量が最大を越え得ると、素線の伸びが追従できずに金網が破断する。
<2>従来の衝撃吸収柵は、支柱のスパン単位で架設した上辺ロープ材および下辺ロープ材がスパン単位で機能する構造であって、受撃スパンで受けた荷重が他のスパンに設けたロープ材に伝達されない。
その理由は帯状金網を構成する素線には伸びに優れる部材が無く、受撃スパンで受けた荷重が他のスパンに設けた上辺ロープ材または下辺ロープ材に伝達する前に、素線の伸びが限界に達して帯状金網が破断してしまうからである。
<3>従来の衝撃吸収柵は、スパン単位で運動エネルギーを吸収する構造である。
そのため、スパン毎に設ける上辺ロープ材および下辺ロープ材が荷重に耐えられるように高強度のワイヤーロープを使用しなければならず、防護柵のコストアップの要因となる。
<4>上辺ロープ材および下辺ロープ材の端部近くには緩衝具から延出した余長部を形成している。この余長部は受撃時のロープのスリップ長となり、余長部の長さに比例して運動エネルギーの吸収性能が高くなる。
各スパンに設ける上辺ロープ材および下辺ロープ材の余長部を長く確保すると、衝撃吸収柵全体としてのワイヤーロープの使用長が長くなって、防護柵のコストアップの一因となるだけでなく、ロープ材の余長部が支柱からはみ出て景観性を悪くする。
<5>従来の衝撃吸収柵は、受撃スパンに設けた緩衝具が機能する構造である。
そのため、スパン毎に把持力の大きな高コストの緩衝具を用いなければならず、防護柵のコストアップの一因となる。
【0007】
本発明の目的は以上の問題点を解消できて、簡易な構造で以て衝撃吸収性能を向上できる衝撃吸収柵を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、間隔を隔てて立設した中間支柱と端末支柱を含む複数の支柱と、支柱の複数のスパンに亘って張り巡らせたリング式ネットと、前記支柱のスパン単位で独立し、隣り合う支柱の頭部間に連鎖して横架した緩衝機能を有する複数の上端ロープと、前記支柱のスパン単位で独立し、隣り合う支柱の下部間に連鎖して横架した緩衝機能を有する複数の下端ロープとを有する衝撃吸収柵であって、前記リング式ネットが複数の支柱の下流側に位置し、前記リング式ネットの上辺と下辺がスパン単位で設けた前記複数の上端ロープおよび複数の下端ロープに係留して横移動可能に取着し、受撃時にリング式ネットが受撃スパンを越えて下流側へ向けて変形するとき、受撃スパンに位置する上端ロープおよび下端ロープの撓み変形力を、前記リング式ネットを通じて隣り合う他のスパンの上端ロープおよび下端ロープへ張力として分散して伝達するように構成した。
本発明の他の形態において、緩衝機能を有する前記上端ロープおよび下端ロープは前記上端ロープおよび下端ロープの両端部の近くに摩擦摺動式の緩衝具を設置し、前記緩衝具の外方にロープの余長部を形成し、上端ロープおよび下端ロープに一定以上の張力が作用するとロープと緩衝具の間で摺動を生じて張力を減衰する。
本発明の他の形態において、連結具を介して前記リング式ネットの上辺と下辺を前記複数の上端ロープおよび複数の下端ロープに横移動可能に係留してもよい。
本発明の他の形態において、前記リング式ネットの片面に重合させて補助金網を付設してもよい。
本発明の他の形態において、前記リング式ネットが複数のリング単体を連鎖的に連結して網状に形成した帯状ネットである。
本発明の他の形態において、前記リング式ネットの左右の側辺を端末支柱に取着する。
【発明の効果】
【0009】
本発明は少なくとも次の一つの効果を奏する。
<1>本発明は複数のスパンに亘るリング式ネットとスパン単位で独立した緩衝機能を有する上端ロープおよび下端ロープを組み合わせただけの構造で以て、受撃スパンに作用した衝撃力を他のスパンに伝達して分散して吸収することができる。
そのため、簡易な構造で以て、高い衝撃吸収性能を発揮することができる。
<2>リング式ネットを支柱に対して下流側に配設すると共に、リング式ネットの上下辺を上下端ロープに係留して横移動可能に取着することで、受撃時において、リング式ネットの変形を受撃スパンに制限せずに、受撃スパンを越えてリング式ネットを下流側へ変形させることができる。
したがって、リング式ネットの変形面積を拡張できて、リング式ネットによる衝撃吸収能力を高めることができる。
<3>衝撃力の大きさに応じてリング式ネットが受撃スパンを越えて変形して、リング式ネットの荷重負担が軽減されるため、リング式ネットを構成するリング単体が破断し難い。
<4>上下端ロープに緩衝具を設けた場合は、複数のスパンで上下端ロープが連動して緩衝機能を発揮するので、各スパンに設定するロープの余長部の長さを短く設定できる。
そのため、衝撃吸収柵全体で使用するロープの使用量を削減できて、衝撃吸収柵のコスト削減を図ることができる。
<5>上下端ロープに緩衝具を設けた場合、複数のスパンに設置した緩衝具で衝撃力を分散して吸収できるので、従来と比べて緩衝性能の低い低コストの緩衝具を使用することができる。
そのため、衝撃吸収柵のコストをさらに削減することができる。
<6>受撃スパンに作用した衝撃力を他のスパンに設けた複数組の上下端ロープへ伝達して分散できるので、各スパンにおける上下端ロープの引張強度を低く設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】一部を省略した本発明に係る衝撃吸収柵の正面図
【
図5B】受撃スパンにおける衝撃吸収作用を説明するための衝撃吸収柵の平面モデル図
【
図5C】隣接スパンにおける衝撃吸収作用を説明するための衝撃吸収柵の平面モデル図
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下に図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【0012】
<1>衝撃吸収柵の概要
図1,2に本発明に係る衝撃吸収柵の一例を示す。
衝撃吸収柵は適宜の間隔で斜面10等に立設した支柱20(端末支柱、中間支柱)と、隣り合う支柱20の頭部間と裾部間にスパン単位で独立して架設したワイヤーロープ製で緩衝機能を有する上端ロープ31および下端ロープ32と、その上下辺を複数組の端ロープ31,32に係留し、複数のスパンに横架可能な全長を有するリング式ネット40とを具備する。
以下に主要な部材について詳述する。
【0013】
<2>支柱
図3を参照して説明すると、支柱20は鋼材、コンクリート柱等の公知の剛性部材からなる。
支柱20はその下部を基礎コンクリートまたは斜面10に埋設して立設するか、或いは傾倒可能に立設する。
支柱20の上部周面および下部周面には、上端ロープ31,31および下端ロープ32,32をそれぞれ個別に挿通可能な貫通孔21を有する。
【0014】
尚、必要に応じて端末支柱20aに側方控ロープ22を接続したり(
図1)、各支柱20と斜面アンカー25との間に支持管23付きの山側控ロープ24を接続したり(
図2)、これらの控えロープ22,24の端部又は中間に緩衝具を介装してもよい。
【0015】
また本例では隣り合う支柱20の頭部間に間隔保持ロープ34を横架しているが、間隔保持ロープ34は省略してもよい。
【0016】
<3>上端ロープと下端ロープ
隣り合う支柱20の頭部間に上端ロープ31を横架し、隣り合う支柱20の裾部間に下端ロープ32を横架する。
上端ロープ31および下端ロープ32は、全体形状が帯状を呈するリング式ネット40の上辺および下辺を支持するワイヤーロープであり、スパン毎に独立している。
【0017】
支柱20の上部周面および下部周面には、それぞれ一対の貫通孔21を有していて、各21に上端ロープ31および下端ロープ32を貫挿し、各上端ロープ31および下端ロープ32の端部近くを緩衝具50が把持している(
図3)。
【0018】
<3.1>ロープ長
上端ロープ31および下端ロープ32は、スパン毎に独立していて、支柱20のスパン長より長い全長を有している。
【0019】
<3.2>余長部
各上端ロープ31および下端ロープ32は、緩衝具50から外方ヘ延出した範囲に余長部31a,32aを形成する。
この余長部31a,32aが上端ロープ31および下端ロープ32のスリップ(摺動)許容長となる。
【0020】
本発明は後述するように、受撃スパンに設けた端ロープ31,32だけで衝撃力を負担するのではなく、受撃スパンに発生した衝撃力を隣り合う他のスパンに設けた端ロープ31,32へ連鎖的に伝達して吸収する構造である。
そのため、各スパンにおける端ロープ31,32に予め形成する余長部31a,32aの長さを従来と比べて短く設定することができる。
【0021】
<4>緩衝具
緩衝具50は各上端ロープ31および下端ロープ32に一定以上の張力が作用したときにロープの張力を減衰するための装置である。
【0022】
本発明は特定のスパン単独で衝撃力を吸収するのではなく、複数のスパンに伝達した衝撃力を分散して吸収する方式である。
そのため、使用する緩衝具50は従来と比べて緩衝性能の低い低コストの緩衝装置を使用することができる。
【0023】
図4に例示した摩擦摺動式の緩衝具50について説明すると、緩衝具50は各上下端ロープ31,32を把持可能な半溝を有する一対の挟持板51,51と、一対の挟持板51,51を貫挿可能なU字形の締結ボルト52と、ナット53とを具備している。
一対の挟持板51の間に挟持した各端ロープ31,32の張力が把持力を超えると、各端ロープ31,32がスリップして運動エネルギーを減衰する。
【0024】
図5では1本の端ロープ31,32に対して単数の緩衝具50を設置した形態を示したが、緩衝具50の設置数は適宜選択が可能である。
【0025】
緩衝具50は摩擦摺動式の緩衝装置に限定されず、各端ロープ31,32に一定以上の張力が作用したときに端ロープ31,32の張力を減衰できる構造であれば公知の緩衝装置を適用できる。
【0026】
<5>リング式ネット
リング式ネット40は複数のリング単体41を連鎖的に連結して網状に形成したネットである。
リング単体41は鋼線またはワイヤー等の剛性線材を円形に形成したものである。
リング単体41の径は適宜選択か可能であるが、実用上は30~50cm程度の寸法に設定する。
【0027】
<5.1>リング式ネットの全長
リング式ネット40は柵の延長方向に向けて複数スパンに亘る全長を有する。
リング式ネット40は搬入可能な長さで現場へ搬入し、シャックル等の連結具30を用いて繋ぎ合わせて現場で全長を調整する。
【0028】
<5.2>リング式ネットの取付け位置
リング式ネット40は支柱20に対して下流側(斜面谷側)に配設する。
これは受撃時において、リング式ネット40の変形を受撃スパンに制限せずに、リング式ネット40を、受撃スパンを越えて変形させるためである。
【0029】
<5.3>リング式ネットの取付け手段
リング式ネット40はその上下辺と左右の側辺を複数の支柱20に係留させて取り付ける。
【0030】
すなわち、シャックル等の連結具30を介して各スパンに設けた上端ロープ31に係留すると共に、リング式ネット40の下辺は、シャックル等の連結具30を介して各スパンに設けた下端ロープ32に係留する。
【0031】
リング式ネット40の左右の側辺は、シャックル等の連結具30を介して端末支柱20aに設けた別途の縦ロープ33に係留する。
【0032】
本発明では、リング式ネット40の上下辺を、連結具30を介して上下端ロープ31,32に対して横移動可能に係留する。
これは受撃時に、受撃スパンに位置する上下端ロープ31,32の撓み変形力を隣接する他のスパンの上下端ロープ31,32へ張力として連鎖的に伝達させるためである。
【0033】
<5.4>補助金網
リング式ネット40を小径の崩落物の透過を阻止するため、必要に応じてリング式ネット40の片面に重合させて菱形金網製の補助金網42を付設してもよい。
補助金網42の網目寸法はリング単体41の径より小さい寸法関係にある。
補助金網42の周辺を上下端ロープ31,32および縦ロープ33に連結コイル等で連結して取り付ける。
【0034】
[崩落物の捕捉作用]
図5A~5Cと
図6を参照しながら衝撃吸収柵に落石が衝撃した場合の減衰作用について説明する。
【0035】
1.受撃時前
図5Aは落石等の崩落物Fが受撃面に衝突する直前の衝撃吸収柵の平面モデル図を示している。
説明の便宜上、リング式ネット40を一点鎖線で示し、受撃スパンの上端ロープ31を実線で示し、受撃スパンに隣接する隣接スパンの上端ロープ31を破線で示している。
【0036】
同一スパンにおける上下端ロープ31,32は同一の構造であり、受撃時には同一の挙動を示すため、本例では上端ロープ31のみの挙動について説明し、下端ロープ32の挙動の説明を省略する。
【0037】
2.受撃時
受撃時において衝撃吸収柵はつぎのように機能する。
以降の説明にあたり、支柱20の傾倒に起因した衝撃吸収作用の説明は省略する。
【0038】
<1>受撃スパンにおける衝撃吸収作用
<1.1>リング式ネットの変形
図5Bは受撃スパンS
1における衝撃吸収作用を説明するための衝撃吸収柵の平面モデル図を示している。
【0039】
崩落物Fが受撃面に衝突すると、受撃スパンS1に位置するリング式ネット40が下流側に向けて変形する。
リング式ネット40の撓み変形により、崩落物Fの運動エネルギーの一部が減衰される。
【0040】
<1.2>受撃スパンの上端ロープの張力上昇
リング式ネット40の変形に伴い、受撃スパンS1に横架した上端ロープ31が下流側へ引き寄せられることで上端ロープ31の張力が増していく。
【0041】
<1.3>受撃スパンの上端ロープのスリップ
受撃スパンS1に横架した上端ロープ31の張力が上昇する。
上端ロープ31の張力がスリップ張力(緩衝具50による上端ロープ31の把持力)を超えると、上端ロープ31と緩衝具50の間でスリップが生じ、上端ロープ31に生じた張力の一部が減衰される。
受撃スパンS1に横架した上端ロープ31は、余長部31aの範囲でスリップが可能である。
【0042】
<2>隣接スパンにおける衝撃吸収作用
<2.1>隣接スパンのリング式ネットの引き込み
図5Cは隣接スパンS
2における衝撃吸収作用を説明するための衝撃吸収柵の平面モデル図を示している。
【0043】
リング式ネット40は、複数スパンに亘る全長を有し、スパン単位で横架した上端ロープ31に対して横移動可能に係留されている。
そのため、受撃スパンS1においてリング式ネット40が下流側へ向けてさらに変形すると、隣接スパンS2に位置するリング式ネット40が下流側へ向けて引き込まれる。
【0044】
<2.2>隣接スパンの上端ロープの張力上昇
隣接スパンS2に位置するリング式ネット40が下流側へ向けて引き込まれることに伴い、隣接スパンS2に横架した上端ロープ31が下流側へ引き寄せられて隣接スパンS2の上端ロープ31の張力が増していく。
【0045】
<2.3>隣接スパンの上端ロープのスリップによる減衰作用
隣接スパンS2に横架した上端ロープ31の張力が、スリップ張力を超えると、隣接スパンS2に設けた上端ロープ31と緩衝具50の間でスリップが生じて張力の一部が減衰される。
【0046】
<3>減衰作用の連鎖
隣接スパンS2に位置するリング式ネット40が下流側へ向けてさらに変形すると、隣接スパンS2に隣り合う他の隣接スパンS3においても同様に、リング式ネット40の引き込み動作と、隣接スパンS3における上端ロープのスリップ動作を経て運動エネルギーが減衰される。
【0047】
すなわち、リング式ネット40は受撃スパンS1を超えて下流側へ向けて変形する。
リング式ネット40の受撃スパンS1を超えた変形に伴い、リング式ネット40を経由してスパン単位で設けた各上端ロープ31へ張力が分散して伝えられる。
そのため、受撃スパンS1だけでなく、複数の隣接スパンS2,S3・・・においても衝撃力を分散して効率よく減衰することができる。
【符号の説明】
【0048】
10・・・・斜面
20・・・・支柱
20a・・・端末支柱
21・・・・貫通孔
22・・・・側方控ロープ
24・・・・山側控ロープ
30・・・・連結具
31・・・・上端ロープ
31a・・・上端ロープの余長部
32・・・・下端ロープ
32a・・・下端ロープの余長部
33・・・・縦ロープ
34・・・・隔保持ロープ
40・・・・リング式ネット
41・・・・リング単体
42・・・・補助金網
50・・・・緩衝具
51・・・・挟持板
52・・・・締結ボルト
53・・・・ナット
【要約】
【課題】簡易な構造で以て衝撃吸収性能を向上できる衝撃吸収柵を提供すること。
【解決手段】複数の支柱20と、リング式ネット40と、隣り合う支柱20の上下間にスパン単位で設けた上端ロープ31と、下端ロープ32とを有する衝撃吸収柵であって、リング式ネット40が複数の支柱20の下流側に位置し、リング式ネット40の上辺と下辺が複数の上端ロープ31および下端ロープ32に係留して横移動可能に取着し、受撃時にリング式ネット40が受撃スパンを越えて下流側へ向けて変形するとき、受撃スパンに位置する上端ロープ31および下端ロープ32の撓み変形力を、リング式ネット40を通じて隣り合う他のスパンの上端ロープ31および下端ロープ32へ張力として分散して伝達するように構成した。
【選択図】
図6