JP2001107322A

JP2001107322A - 落石等を受け止め、その運動エネルギーを吸収する防護柵

Info

Publication number: JP2001107322A
Application number: JP28603299A
Authority: JP
Inventors: Shinkichi Ooka; 伸吉大岡; Masahiro Okazaki; 正弘岡崎; Mitsuyoshi Cho; 満良張
Original assignee: Toa Grout Kogyo Co Ltd
Current assignee: Toa Grout Kogyo Co Ltd
Priority date: 1999-10-06
Filing date: 1999-10-06
Publication date: 2001-04-17
Anticipated expiration: 2019-10-06
Also published as: JP3682761B2

Abstract

(57)【要約】【課題】山の斜面などに設置される防護柵であって、
落石エネルギーの吸収を網体の膨出に依らないで行い、
従って道路や鉄道などの構築物に近づけて配置すること
のできる防護柵を提供することである。【解決手段】構築物に沿って山側に所定の間隔をおい
て立設した複数の支柱と、地山５に固設したアンカー９
と支柱頭部との間を連結するワイヤロープ３と、支柱間
に張り渡され且つ支柱に固定された網体とを有する防護
柵において、上記の網体が落石などの衝撃による変形の
少ない高強度の金網２から成っており、上記の支柱１が
金網から伝達される落石などによる衝撃を受けて変形し
エネルギーを吸収するようにすること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば山間部にお
いて落石、雪崩などを受け止め、敷設されている道路や
線路などの構築物を防護して車や列車の安全走行を確保
し、また人の安全通行を確保するための防護柵に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の防護柵として、山腹や傾
斜地（以下、斜面と略称する）に、構築物や谷に沿って
山側に所定の間隔をおいて複数本の支柱を立設し、これ
ら支柱に対して山側の地山に固設したアンカーと支柱頭
部との間をワイヤロープで連結し、支柱間に網体を張り
渡して取り付けたものが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】発生した落石は、落下
して防護柵に達したときに網体によって捕捉され、落石
の大きなエネルギーは網体を谷側に大きく膨出させるこ
とによって吸収される。このように網体を大きく膨出さ
せてエネルギーを吸収する防護柵の場合、構築物に近づ
けて設置すると膨出した網体が構築物上に張り出し、危
険であるため、構築物から山側へ離間させて設置する必
要がある。そのため、防護柵によって捕捉された落石を
取り除く場合、例えば道路上から重機を使用して取り除
く作業に大きな困難が伴う。

【０００４】そこで本発明の目的は、落石エネルギーの
吸収を網体の膨出に依らないで行い、従って構築物に近
づけて配置することのできる防護柵を提供することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、道路や鉄道などの構築物
に沿って山側に所定の間隔をおいて立設した複数の支柱
と、これら支柱に対して山側の地山に固設したアンカー
と支柱頭部との間を連結する牽引材と、支柱間に張り渡
され且つ支柱に固定された網体とを有する防護柵におい
て、上記の網体が落石などの衝撃による変形の少ない高
強度の金網から成っており、上記の支柱が金網から伝達
される落石などによる衝撃を受けて、あるいは落石など
の直撃を受けて弾性変形しエネルギーを吸収することを
特徴とする。

【０００６】上記の牽引材は、例えばワイヤーロープ、
棒材、鎖、ＰＣ鋼材などより成り、張力に大して高強度
を示すものが使用される。

【０００７】請求項１に記載の構成によれば、落石の衝
撃を受けた金網はあまり変形せず、衝撃力は支柱に伝達
され、支柱が弾性的に曲げ変形して衝撃エネルギーを吸
収する。支柱はたとえ大きく湾曲したとしても、構築物
側への張り出しは少なく、従って構築物へ近接して防護
柵を設置することができる。

【０００８】請求項２に記載の発明は、上記の支柱が撚
線体で構成されていることを特徴とする。撚線体は、例
えばワイヤーロープ、ケーブル、ＰＣ鋼材などを指す。
請求項２に記載の発明のように構成することにより、支
柱が金網を介して、あるいは直接的に衝撃力を受けたと
き、撚線体は湾曲し、落石のエネルギーが吸収される。

【０００９】請求項３に記載の発明は、上記の支柱が複
数の樹脂製またはＰＣ鋼材製棒状体で構成されているこ
とを特徴とする。複数の棒状体は、例えば結束手段によ
って束ねられていることが好ましい。

【００１０】このように構成することにより、支柱が金
網を介して、あるいは直接的に衝撃力を受けたとき複数
の棒状体の曲げ応力により落石のエネルギーが吸収され
る。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の防護柵において、１本または並置された複数本の撚線
体が、固化体によって包囲され且つ固化体に密着してお
り、この固化体が外被材によって被覆されていることを
特徴とする。複数本の撚線体を使用する場合、各撚線体
はスペーサなどによって各々間隔をおいて配置してもよ
い。固化体は、例えば、セメントミルク、モルタルある
いは樹脂を硬化させたものである。

【００１２】請求項４に記載の発明のように構成するこ
とにより、撚線体によって上記のようにもたらされるエ
ネルギー吸収の他に、撚線体と固化体との間に発生する
摩擦力によってもエネルギー吸収が行われる。固化体は
その他に撚線体の自立性を高めると共に撚線体を保護す
る作用をもたらし、また外被材は固化体を保護し、その
劣化を防止する。

【００１３】請求項５に記載の発明は、並置された複数
本の樹脂製またはＰＣ鋼材製棒状体が、固化体によって
包囲され且つ固化体に密着しており、この固化体が外被
材によって被覆されていることを特徴とする。この場
合、各棒状体はスペーサなどによって相互間に間隔をお
いて配置してもよいし、複数本の棒状体を束ねたものを
結束体とし、１つの結束体または複数の結束体を固化体
内に配置するようにしてもよい。

【００１４】このように構成することにより、棒状体の
湾曲によるエネルギー吸収の他に、棒状体と固化体との
間の摩擦力によってもエネルギー吸収が行われる。そし
て固化体および外被材は請求項４に関して述べたものと
同様の作用をもたらす。樹脂製の棒状体としては、繊維
を混入してあるＦＲＰが好ましい。

【００１５】請求項６に記載の発明は、上記の支柱が地
山に設置されたコンクリート台座の上に、山側および谷
側方向へ揺動可能なるようにヒンジ結合されていること
を特徴とする。

【００１６】このように構成することにより、支柱の根
本部分のみに偏った湾曲が防止でき、全体に亙る均等な
湾曲をもたらすことができる。

【００１７】請求項７に記載の発明は、地山と支柱頭部
を連結する牽引材の中途にエネルギーを吸収する緩衝装
置が設けてあることを特徴とする。

【００１８】このように構成することにより、支柱の湾
曲によるエネルギー吸収の他に、支柱が落石による衝撃
を受けて谷側へ揺動した時に行われる緩衝装置によるエ
ネルギー吸収が得られ、より大きなエネルギー吸収が可
能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例
を、図面に基づいて説明する。

【００２０】各図面において、図１は山の斜面に設置さ
れた防護柵の正面図であり、図２はその側面図、図３お
よび図４は牽引材の中途に設けられた緩衝装置の具体的
構成の斜視図および縦断面図、図５は金網を構成するワ
イヤーの折り曲げ形状を示す図、図６は図５のワイヤー
を組み合わせて形成した金網の編み目を示す部分的平面
図、図７は図５のワイヤーを組み合わせて形成した金網
の部分的斜視図、図８乃至図１７は様々な支柱形態を示
す図、図１８は落石による衝撃を受けた際の金網および
支柱の変形状態を示す側面図である。

【００２１】図１に示す防護柵において、１は支柱、２
は金網、３はワイヤーロープ、鋼棒、鎖、ＰＣ鋼材など
から成る牽引材、４は防護柵の側方において支柱頭部と
地山５との間に張り渡した、ワイヤーロープ、鋼棒、
鎖、ＰＣ鋼材などから成る控え材、６は各支柱間におい
て対角線状にあるいは水平方向に張った、ワイヤーロー
プ、鎖、ＰＣ鋼材などから成る、金網補強材を示してい
る。金網２の上端および下端にもワイヤーロープ、鎖、
ＰＣ鋼材などから成る金網補助材１３が取りつけられて
いる。

【００２２】上記の支柱１は地山５に道路や鉄道などの
構築物に沿って設けられたコンクリート製台座７の上に
立設されており、特に図２に示すように、地山の山側お
よび谷側方向へ揺動可能なように、台座７に対して箇所
８でヒンジ結合されている。

【００２３】支柱１の頭部には、図１及び図２に示すよ
うに牽引材３の一端が結合されており、牽引材の他端は
台座７の位置よりも斜面上方の位置において地山５に固
設されたアンカー９に結合され、このようにして支柱１
が地山５に対して立ち上がった状態に保持されている。

【００２４】牽引材３の中途には緩衝装置１０が設けて
あり、この緩衝装置は支柱１を経て牽引材３に張力とし
て働く落石のエネルギーの一部を吸収するように作用す
る。この緩衝装置の具体的構成は、牽引材がワイヤーロ
ープの場合、図３に示すようにループ管１０ａと緊締部
材１０ｂとから成っており、ループ管１０ａにはワイヤ
ロープ３の中途部分が挿通されている。ループ管１０ａ
の両端部は並列して重ね合わされており、この重畳部は
緊締部材１０ｂによって緊締され、従って重畳部ではル
ープ管１０ａは相互に摩擦接触し、またループ管１０ａ
と緊締部材１０ｂの間においても摩擦接触が行われてい
る。ループ管１０ａは鋼製管であることが好ましいが、
他の金属材料、プラスチック材料で製作しても良い。

【００２５】上記緩衝装置１０の作用について説明する
と、ワイヤロープ３に落石による衝撃力が波及し、ワイ
ヤロープに大きな緊張力が発生すると、ループ管１０ａ
の径を縮小しようとする力が働き、ループ管１０ａの両
端部はワイヤロープに沿って互いに反対方向に向かう力
を受ける。ワイヤロープに加わっている緊張力が、緊締
箇所におけるループ管同志およびループ管１０ａと緊締
部材１０ｂとの間の摩擦力を超えると、それら相互間に
滑りが生じ、摩擦抵抗力がもたらされ、更にループ管１
０ａの径が縮小する際の抵抗力が発生する。これらの抵
抗力によって、ワイヤロープ３が受けている落石の運動
エネルギーが吸収される。ループ管１０ａの直径、管の
肉厚及び構成材料を選択することによりエネルギー吸収
能力は様々に変更可能であり、様々な要求に簡単に対応
することができる。また、図示の実施形態ではループ管
が一巻きであるが、２重巻き又はそれ以上の巻き数であ
ってもよい。

【００２６】上記の緩衝装置１０は図４に示すような構
成であってもよい。この緩衝装置は牽引材３が、ワイヤ
ーロープ、鋼製棒、鎖、ＰＣ鋼材の何れであっても適応
でき、図示のように、シリンダー１０ｃを有しており、
このシリンダー内にはゴムなどの弾性材料より成る緩衝
部材１０ｄが嵌め込まれている。この緩衝部材の中心部
に設けた通孔にはシリンダー１０ｃの一端から差し込ま
れた牽引材３が挿通され、牽引材の端部は緩衝部材１０
ｄの端面に当接されたフランジ１０ｅに固着されてい
る。一方、他方の牽引材端部はシリンダー１０ｃの他端
に取り付けられており、従って、牽引材に緊張力がもた
らされると、シリンダー１０ｃ内の緩衝部材１０ｄが圧
縮されて弾発力が発生し、この弾発力が牽引材３が受け
ている落石の運動エネルギーを吸収するように作用す
る。上記の緩衝部材１０ｄは圧縮コイルバネであっても
よい。

【００２７】上記の金網２は支柱１の谷側乃至山側に配
置され、支柱１に数か所で結合されている。金網は１層
でも良いが、必要に応じて多層にしてもよい。本発明に
よれば、この金網は高強度のものであって、例えば高強
度の硬鋼線で構成されている。硬鋼線とは、例えば、ば
ね鋼線であり、そのほかの市販の鋼線も使用可能であ
る。硬鋼線の引張り強度は例えば４００〜２０００Ｎ／
ｍｍ2 であり、硬鋼線の表面には防食処理が施されてい
る。金網をこのように高強度の硬鋼線で構成することに
より、落石が金網に衝突した際、金網は大きく変形せ
ず、受けた衝撃力を支柱１へ伝達する。

【００２８】具体的には上記の金網２は、引張り強度の
高い硬鋼ワイヤー１１で構成されており、そしてこのワ
イヤーは平面的に見てジグザグ状に、長手方向に向かっ
て螺旋状に（図５Ａ）、且つ正面から見て長円状（図５
Ｂ）に形成され、ほぼ直線状の上辺ワイヤー部１１１と
下辺ワイヤー部１１２とがそれらの間の湾曲部１１３に
よって結合され、上辺ワイヤー部１１１と下辺ワイヤー
部１１２との間の高さ方向の間隔Ｄがワイヤー太さの３
倍もしくはそれ以上となっている。上記構成の折曲ワイ
ヤー１１は図６および図７に示すように、互いに編み合
わされ金網２となされる。

【００２９】金網２を構成する硬鋼ワイヤーは防食処理
されていることが好ましく、具体的な防食処理として
は、亜鉛メッキ、樹脂による被覆が行われる。使用され
る樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレンル、塩
化ビニルなどが挙げられる。

【００３０】図８乃至図１７は支柱１の具体的な構成例
を示しており、図８は撚線体、例えばワイヤーロープ製
の支柱１を示しており、ワイヤーロープは鋼製であるこ
とが好ましい。図８（Ｂ）に示すように、ワイヤーロー
プは多数本の線材１ｓを撚り合わせた構成となってお
り、各線材１ｓは更に細い素線を撚り合わせて形成され
ている。このようなワイヤーロープ支柱が落石の衝撃に
より湾曲せしめられた際、一部の素線は引張り方向に力
を及ぼされ、一部の素線は圧縮方向に力を及ぼされる。
引張力及び圧縮力を受けた素線はそれぞれ伸長変形また
は圧縮変形し、その変形によってエネルギーを吸収す
る。その変形が弾性限界内にある限り、力の作用が無く
なった時点で元の形状に戻り、したがって支柱は元の真
っ直ぐな形状に復帰する。このようにワイヤーロープ支
柱が湾曲せしめられた際、落石エネルギーが吸収され
る。上記の撚線体には、ケーブル、ＰＣ鋼線なども含ま
れる。

【００３１】図９は、撚線体、例えばワイヤーロープ１
ａの周囲に固化体１ｂの層を設け、更に固化体の外周面
に外被材１ｃを被装した場合を示している。固化体１ｂ
および外被材１ｃの形成は、外被材の中にワイヤーロー
プ１ａを挿入し、両者の間の間隙にセメントミルクを流
し込み、セメントミルクを硬化させることによって行わ
れる。セメントミルクに代えてモルタルや合成樹脂を用
いてもよい。外被材１ｃは防食処理を施した鋼製のも
の、あるいはポリエチレン、ポリエステル製など樹脂製
で靭性及び伸延性のあるものが好ましい。

【００３２】このように構成した支柱は、湾曲せしめら
れた際、上記のようなワイヤーロープそれ自体のエネル
ギー吸収作用の他に、ワイヤーロープ１ａと固化体１ｂ
との間の摩擦によってもエネルギー吸収を行う。また、
外被材１ｃはワイヤーロープ１の自立性を増強する固化
体１ｂを保護して支柱の耐久性を高める作用をもたらし
ている。

【００３３】図１０は、複数本（図示の実施の形態では
４本）の比較的細い撚線体、例えばワイヤーロープを並
置し、その周囲に、図９の場合と同様に、固化体１ｂを
設け、更にこの固化体を外被材１ｃで被装した実施の形
態を示している。

【００３４】製作時に４本の鋼線ワイヤーロープの並列
配置を保持するために、各鋼線ワイヤーロープを通す４
個の穴を均等の配置で設けた円盤状のスペーサー（図示
せず）が数カ所に設けてある。

【００３５】図１１は、図９の実施形態と同様である
が、外被材１ｃをコルゲートパイプで形成した場合を示
し、図１２は、図１０の実施形態と同様に多数本のワイ
ヤーロープ１ａを固化体１ｂで覆い、固化体をコルゲー
トパイプ製外被材１ｃにて被装した場合を示している。

【００３６】図１３は、円錐台形の鉢状素子１ｄを使用
し、可撓性の心棒１ｅを素子１ｄの中央部に形成した穴
に嵌め、開放側が上になるようにして多数の素子を連接
し、その際、素子の開放側端部の内側縁部がその上の素
子の外周面に接するようにし、隣接する素子同志が軸方
向に相互に押し合うように保持して形成した支柱部材１
ｆを固化体１ｂ内に埋設し、固化体を外被材１ｃで被装
して構成した支柱を示している。この支柱に拠れば、落
石の衝撃を受けて支柱部材が湾曲する際、素子の上記内
側縁部とその上の素子の外周面との間で摩擦が発生し、
摩擦熱の発生というかたちで落石エネルギーが吸収され
る。それと共に、素子と固化体との間にも摩擦が発生
し、エネルギー吸収される。可撓性の心棒１ｅは弾性材
料で形成されており、従って落石に拠る作用が取り除か
れた後は、支柱部材１ｆを当初の真っ直ぐな状態に復帰
させる。

【００３７】図１４は、図１３に示されている円滑な周
面の外被材の代わりにコルゲートパイプ製外被材１ｃを
用いた支柱１を示している。

【００３８】図１５は、椀状素子１ｇを使用し、可撓性
の心棒１ｅを素子１ｇの中央部に形成した穴に嵌め、開
放側が上になるようにして多数の素子を連接し、その
際、素子の開放側端部の内側縁部がその上の素子の外周
面に接するようにし、隣接する素子同志が軸方向に相互
に押し合うように保持して形成した支柱部材１ｈを固化
体１ｂ内に埋設し、固化体を外被材１ｃで被装して構成
した支柱を示している。この場合も、図１４の実施形態
と同様に、落石の衝撃を受けて支柱部材１ｈが湾曲する
際、素子１ｇの上記内側縁部とその上の素子の外周面と
の間で摩擦が発生し、摩擦熱の発生というかたちで落石
エネルギーが吸収される。それと共に、素子１ｇと固化
体１ｂとの間にも摩擦が発生し、エネルギー吸収され
る。

【００３９】図１６は、図１５の実施形態において、外
被材１ｃとしてコルゲートパイプを使用した場合を示し
ている。

【００４０】図１７は、鋼製の帯び材を螺旋状に巻いて
形成した支柱１を示している。この螺旋巻きの支柱を、
巻条を一巻き毎に区切って見た場合、一巻きの巻条は上
に開いた形状になっており、更に一巻きの巻条は続く一
巻きの巻条と部分的に重なり合い且つ接触している。こ
の支柱１が落石の衝撃を受けて湾曲するとき、この支柱
の弾性作用に拠り落石エネルギーが吸収されると共に、
接触部に摩擦が発生し、摩擦熱の放出によってもエネル
ギー吸収が行われる。

【００４１】この螺旋巻きの支柱は、図９ないし図１６
の実施形態と同様に、外被材によって保護された固化体
に埋設したものであっても良い。

【００４２】図１８は落石１２の衝撃エネルギーによっ
て変形した高強度金網２と支柱１を示しており、金網２
は大きくは変形せず、受けたエネルギーを支柱１に伝達
する。支柱１は高エネルギーを受けて湾曲し、その湾曲
応力によりエネルギーを吸収する。エネルギーの一部は
緩衝装置１０によっても吸収される。

【００４３】

【発明の効果】本発明の防護柵によれば、落石によって
大きく変形することなく大きなエネルギーを吸収するこ
とができるので、道路や鉄道などの構築物に近接して設
置することができ、受け止めた落石を道路から重機を使
用して容易に撤去することができ、修復作業が容易に且
つ比較的少ない費用でおこなえる、という特異な効果が
もたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】山の斜面に設置された防護柵の概略正面図であ
る。

【図２】図１の防護柵の拡大尺側面図である。

【図３】緩衝装置の一例を示す斜視図である。

【図４】緩衝装置の他の例を示す中央縦断面図である。

【図５】金網を構成するワイヤーの湾曲形状を示す図で
ある。

【図６】図５のワイヤーを組み合わせて形成した金網の
編み目を示す部分的平面図である。

【図７】図５のワイヤーを組み合わせて形成した金網の
部分的斜視図である。

【図８】支柱の１実施形態を示す正面図（Ａ）および横
断面図（Ｂ）である。

【図９】支柱の他の実施形態を示す中央縦断面図（Ａ）
および横断面図（Ｂ）である。

【図１０】支柱の更に他の実施形態を示す中央縦断面図
（Ａ）および横断面図（Ｂ）である。

【図１１】支柱の更に他の実施形態を示す中央縦断面図
である。

【図１２】支柱の更に他の実施形態を示す中央縦断面図
である。

【図１３】支柱の更に他の実施形態を示す中央縦断面図
である。

【図１４】支柱の更に他の実施形態を示す中央縦断面図
である。

【図１５】支柱の更に他の実施形態を示す中央縦断面図
である。

【図１６】支柱の更に他の実施形態を示す中央縦断面図
である。

【図１７】支柱の更に他の実施形態を示す斜視図であ
る。

【図１８】落石の衝撃を受けた後の防護柵の状態を示
す、図２と同様の側面図である。

【符号の説明】

１・・・支柱１ａ・・ワイヤロープ１ｂ・・充填材１ｃ・・外被材１ｄ・・鉢状素子１ｅ・・心棒１ｆ・・支柱部材１ｇ・・椀状素子１ｈ・・支柱部材１ｓ・・線材２・・・金網３・・・牽引材４・・・控え材５・・・地山６・・・金網補強材７・・・台座８・・・ヒンジ９・・・アンカー１０・・・緩衝装置１１・・・金網用ワイヤー１２・・・落石１３・・・金網補強材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】道路や鉄道などの構築物に沿って山側に
所定の間隔をおいて立設した複数の支柱と、これら支柱
に対して山側の地山に固設したアンカーと支柱頭部との
間を連結する牽引材と、支柱間に張り渡され且つ支柱に
固定された網体とを有する防護柵において、上記の網体
が落石などの衝撃による変形の少ない高強度の金網から
成っており、上記の支柱が金網から伝達される落石など
による衝撃を受けて、あるいは落石などの直撃を受けて
弾性変形しエネルギーを吸収することを特徴とする、落
石等を受け止め、その運動エネルギーを吸収する防護
柵。
【請求項２】上記の支柱が撚線体で構成されているこ
とを特徴とする、請求項１に記載の防護柵。
【請求項３】上記の支柱が複数本の樹脂製またはＰＣ
鋼材製棒状体で構成されていることを特徴とする、請求
項１に記載の防護柵。
【請求項４】１本または並置された複数本の撚線体
が、固化体によって包囲され且つ固化体に密着してお
り、この固化体が外被材によって被覆されていることを
特徴とする、請求項２に記載の防護柵。
【請求項５】並置された複数本の樹脂製またはＰＣ鋼
材製棒状体が、固化体によって包囲され且つ固化体に密
着しており、この固化体が外被材によって被覆されてい
ることを特徴とする、請求項３に記載の防護柵。
【請求項６】上記の支柱が地山に設置されたコンクリ
ート台座の上に、山側および谷側方向へ揺動可能なるよ
うにヒンジ結合されていることを特徴とする、請求項１
〜５の１つに記載の防護柵。
【請求項７】地山と支柱頭部を連結する牽引材の中途
にエネルギーを吸収する緩衝装置が設けてあることを特
徴とする、請求項１〜５の１つに記載の防護柵。