落石防護網の支柱およびこれを利用した落石防護装置。
【課題】支柱の剛性を高めずとも負荷に対して高い強度が得られる支柱、およびこの支柱を利用した落石防護装置を提供する。
【解決手段】相互に間隔をあけて設置される複数の支持脚２０，２０と、これらの支持脚２０，２０間に架設されたビーム部材３０と、ビーム部材３０上に立設されると共に落石防護網を支持する支持ポスト４０とを備え、支持脚２０は、支持ポスト４０の軸心から離れた位置でビーム部材３０を支持すると共に、各支持脚２０，２０はビーム部材３０の延在方向に対して直交する方向に傾動自在なヒンジ２１，２１を介して設置されている。
【解決手段】相互に間隔をあけて設置される複数の支持脚２０，２０と、これらの支持脚２０，２０間に架設されたビーム部材３０と、ビーム部材３０上に立設されると共に落石防護網を支持する支持ポスト４０とを備え、支持脚２０は、支持ポスト４０の軸心から離れた位置でビーム部材３０を支持すると共に、各支持脚２０，２０はビーム部材３０の延在方向に対して直交する方向に傾動自在なヒンジ２１，２１を介して設置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、落石防護網を支持するために立設される支柱、並びにこの支柱を利用して張設された防護網を有する落石防護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、山間の沢状部を横切って道路等が造られている場合、沢状部に沿って落下する落石から道路を防護するため、吊りロープ等により防護網や防護柵等を取付け、落石等を受け止めて防護する手段が用いられる。
【０００３】
このような目的で設置される落石防止装置の防護網は、覆い式とポケット式とに大別される。ポケット式落石防護網１００は、図７のように沢状部の両側に数メートルの間隔でポケット形成用の支柱１０３を上下方向に傾動可能に設置し、各支柱１０３の上部にそれぞれ縦ロープ１０４を連結し垂下させる。一方、両端がアンカー１０５ａにより支持された複数の横ロープ１０５を斜面に一定の上下間隔で配置する。このようにして形成した縦横ロープ１０４，１０５に金網を張設して防護網１０８とし、吊りロープ１０７で支持された支柱１０３により防護網１０８の上部１０８ａを支柱１０３の高さに保持して、各支柱１０３によりロープ付きの金網をカーテン状に垂設する。このようにして、ロープ付き金網の全幅に開口したポケット部を形成し、このポケット部に落石等が収納されるようにして、落石エネルギーを緩衝して吸収する構造である（特許文献１）。
【０００４】
また、広範囲の沢状部に防護網を設置する場合、大きな落石や飛び跳ねる落石にも対応できるような構造とし、ポケット部の開口もできるだけ大きくしたいという要望がある。そこで、図８のように支柱２０１の谷側に枝状に突出する補助支柱２０２を支柱２０１に付設し、支柱２０１から簾状金網２０３を鉛直方向に垂下させると共に、補助支柱２０２の頭頂間に張設した最上段横ロープ２０４に篭状金網２０３の上縁部を取付け、ポケット口を大きくしたものがある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３８７４７６９号公報
【０００６】
【特許文献２】特開２０１０−１１２１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような構造では、沢状部を横切る連続した長い防護網を形成し、これを確実に保持しなければならない。そのため、防護網の開口部の支持位置を高くして支柱間のスパンを長くする必要がある。また、補助支柱を設置することなく、ポケットの開口を大きくすることができれば、このような防護網の支持構造を簡素化できる。しかし、そのためには、強大な負荷に耐えられる構造の支柱の開発が望まれていた。
【０００８】
とりわけ、考慮すべき負荷としては、落石の衝撃によってポケット部が谷側に引き出されることで生じる捻れであり、過大な捻れが支柱に加わると支柱が坐屈して強度が著しく損なわれる。また、支柱はヒンジによって支持されているが、ヒンジは、その構造上、捻れの力を受け流すことができないため、過大な捻れが支柱に作用するとヒンジが損傷したり、支柱を固定しているアンカーに大きな負荷が掛る。
【０００９】
このため従来は、支柱に掛る負荷を軽減するためにその設置数を増やしたり、設置間隔を狭めて対処している。しかし、設置数が増えるとコスト高になる他、工期短縮の妨げになる。また、支柱の肉厚や太さを単に増して剛性を高める方法も考えられるが、支柱の自重が増加し、これに伴って支柱を支える吊りロープや支柱の据え付け強度を改めて設計し直す必要がある。
【００１０】
本発明は、このような技術的背景を考慮してなされたもので、支柱の剛性を高めずとも負荷に対して高い強度が得られる支柱、およびこの支柱を利用した落石防護装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を達成するため本発明は次のように構成される。
すなわち、落石防護網を支持するために立設される支柱であって、
相互に間隔をあけて設置される複数の支持脚と、これらの支持脚間に架設されたビーム部材と、前記ビーム部材上に立設されると共に前記落石防護網を支持する支持ポストとを備え、
前記支持脚は、前記支持ポストの軸心から離れた位置で前記ビーム部材を支持すると共に、各支持脚は前記ビーム部材の延在方向に対して直交する方向に傾動自在なヒンジを介して設置されていることを特徴とする。
【００１２】
このように構成された本発明は、支持ポストに軸方向の負荷が掛かるとビーム部材が上下に撓んで吸収される。一方、捻れに対しては、その捻れがビーム部材の回転運動に転化されると共に、支持ポストの軸心から離れた位置で各支持脚に分散して伝達される。また、その力の作用方向はビーム部材を経由することでビーム部材の軸方向に対して直交する方向に転化される。従って、その一部はヒンジの傾動によって受け流される。
【００１３】
つまり、本発明の支柱構造は、支持ポストに掛かる捻れの負荷をその軸心から離れた複数箇所で受け止めて分散し、さらにその作用方向をヒンジの傾動方向に一致させることでヒンジによる力の軽減を可能にした。
【００１４】
また、ヒンジで傾動で吸収しきれなかった力は、支持脚及びビーム部材に反力として留まり、各種モーメントを生じさせる。しかしながら、これらのモーメントは、曲げ、捻れ、引張り等の性質や向きの異なるモーメントであり、このモーメントに起因して生じる内部応力のひとつひとつは小さい値である。したがって各部材の弾性変形で容易に吸収できる。
このように支持ポストの剛性を高めずとも、負荷に対する十分な強度が得られる。
【００１５】
また、前記支持脚から前記支持ポストまでの前記ビーム部材の延在方向における距離が、各支持脚共に等しいことが望ましい。この構成では、各支持脚に対してバランス良く負荷を分散できるため、支持脚及びヒンジの仕様を統一できる。
【００１６】
また、前記ヒンジは、前記支持脚の下端にそれぞれ設けられている構成としてもよい。この構成によれば、負荷が加わる支持ポストの先端からヒンジまでの距離が最長になるため、その間に設けられている支持脚の弾性を最大限に生かして負荷を吸収できる。
【００１７】
また、前記各支持脚は、前記支持ポストに対して平行に設けられている構成としてもよい。この構成によれば、支持脚及びヒンジの仕様を統一できる。
また、ビーム部材に支持脚が直角に接合されるため、ビーム部材および支持脚の有する弾性を最大限に生かして力を吸収できる。
【００１８】
また、前記支持脚は、その脚長が５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ以下であり、さらに隣接する他の支持脚に対する間隔が、その中心間距離で６５０ｍｍ以上７５０ｍｍ以下であることが望ましい。
これらの数値に基づいて支持脚及びビーム部材の寸法を設定すれば、コスト及び強度面でバランスのとれた支柱構造を得ることができる。なお、ここで脚長とは、ヒンジの傾動中心からビーム部材と支持脚の接合面までの距離である。
【００１９】
また、本発明は、斜面に立設される支柱と、この支柱によって斜面上方に懸架されるロープと、前記ロープから垂れ下げられた落石防護網とを備える落石防護装置であって、
前記支柱は、相互に間隔をあけて設置される複数の支持脚と、これらの支持脚上に架設されたビーム部材と、前記ビーム部材上に立設されると共に前記ロープを介して前記落石防護網を支持する支持ポストとを備え、
前記支持脚は、前記支持ポストの軸心から離れた位置で前記ビーム部材を支持すると共に、各支持脚は、前記ビーム部材の延在方向に対して直交する方向に傾動自在なヒンジを介して設置されている構成の落石防護装置でもある。
【００２０】
このように構成された本発明の落石防護装置は、一本あたりの支柱で支持できる荷重が増大するため、支柱の本数や設置間隔を増やすことなく、広いスパンで落石防護網を支持できる。さらに、斜面上方に懸架されるロープに対して強いテンションを掛けて張ることができるためロープの垂下量が減り、結果として落石防護網の上縁を斜面のさらに高い位置に設置することができる。
【００２１】
また、前記ロープは、前記支柱１本に対して少なくとも２本以上懸架されていることが望ましい。
この構成では、ロープによって支えることができる荷重が増すため、例えば、従来に比べて補強ロープの本数が多い衝撃吸収能に優れた強化防護網を吊下げることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上本発明によれば、支柱の剛性を高めずとも負荷に対して高い強度が得られる支柱を提供できる。また、この支柱を利用することで衝撃吸収能に優れコスト的にも有利な落石防護装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施の形態に示す落石防護装置の正面図。
【図２】本実施の形態に示す落石防護装置の側面図。
【図３】本実施の形態に示す支柱の平面図。
【図４】本実施の形態に示す支柱の側面図。
【図５】本実施の形態に示す支持ポストの先端頭部の拡大図。
【図６】支柱に作用する力を示す模式図。
【図７】従来のポケット式落石防護装置。
【図８】補助支柱を有する従来のポケット式落石防護装置の側面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本実施の形態に示す落石防護装置は、図１及び図２に示すように斜面Ｓの幅方向（左右方向）に１２ｍ〜４５ｍ間隔で設置された複数本の支柱１０と、各支柱１０を斜面Ｓに所望の角度で立設状態で保持させる支柱用ロープ５１と、各支柱１０に支持されて斜面上方に懸架される最上段横ロープ５５と、この最上段横ロープ５５に吊下げられて斜面Ｓの正面側にポケット状の落石停留域Ｐを形成する落石防護網７０とを備えている。
【００２５】
支柱１０は、図３及び図４のように相互に間隔をあけて配置された２本の支持脚２０、２０と、これらの支持脚２０、２０間に架設されたビーム部材３０と、ビーム部材３０上に立設される支持ポスト４０とを備えている。これらの部材は、例えば、高さ２５０ｍｍのＨ型鋼材等を加工して製作され、各部材は溶接またはボルトによって強固に接合されている。
【００２６】
支持脚２０は、支柱１本に対してそれぞれ２本ずつ設けられている。また、その脚長は互いに等しく、設置状態において斜面Ｓの幅方向に相互に間隔をあけて配置されている。そして、支持脚２０の下端にヒンジ２１が設けられ、各支持脚２０はこのヒンジ２１を介して斜面Ｓの上下方向に傾動自在に設置されている。
【００２７】
なお、本実施では、図３のようにヒンジ２１の傾動中心からビーム部材３０までの脚長Ｌ１を約６００ｍｍ、また、支持脚２０，２０間の中心線間距離Ｌ２を７００ｍｍに設定している。好ましくは、例えば２００〜２５０ｍｍの一般構造用Ｈ形鋼等を採用した場合、脚長５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ以下、中心線間距離（脚幅）を６５０ｍｍ以上７５０ｍｍ以下の範囲で設計するとコスト、及び強度面でバランスのとれた支柱構造を得ることができる。
【００２８】
ヒンジ２１は、斜面Ｓにアンカーボルト２５で固定される接地側ブラケット２２と、支持脚２０の下端に溶接された支持脚側ブラケット２３とで構成されている。各ブラケット２２，２３は互い違いに係合する板状部材２２ａ，２３ａを有し、これら接地側ブラケット２２の板状部材２２ａと支持脚側ブラケット２３の板状部材２３ａを上下方向から組み合わせた後、これら板状部材を横方向に貫通する連結ピン２４を挿通してヒンジ２１が構成される。
そして、このヒンジ２１を備えた２本の支持脚２０，２０によって斜面Ｓ上に支持脚２０と共にビーム部材３０が傾動自在に支持される。
【００２９】
ビーム部材３０は、支持ポスト４０を支える梁としての機能を有し、その両端部は支持脚２０，２０によって支持されている。
ここで支持脚２０に設けられるヒンジ２１とビーム部材３０との関係を説明すると、各ヒンジ２１に設けられる連結ピン２４，２４はビーム部材３０の軸方向に延びる中心線に対して平行に設けられ、さらに各連結ピン２４，２４はそれぞれが一直線上に並ぶ同軸上に配置されている。このため、ビーム部材３０は、支持脚２０と一体になってビーム部材３０の延在方向と直交する方向に傾動自在（回動自在）に支持される。ここで、傾動自在（回動自在）とは、斜面に対する傾きが自由に変化することである。
【００３０】
続いて、ビーム部材３０に立設される支持ポスト４０を説明する。
支持ポスト４０は、図３及び図４のようにビーム部材３０の中央に立設されている。一対の各支持脚２０から支持ポスト４０までのそれぞれの距離Ｌ３は互いに等しい値になっている。
また、ビーム部材３０と支持ポスト４０の接合部分には、略三角形の複数枚の補強板４１が設けられ、支持ポスト４０はビーム部材３０に強固に溶接固定されている。
【００３１】
なお、支持ポスト４０と各支持脚２０，２０は平行であり、且つビーム部材３０の延在方向に対してそれぞれ直角に接合されている。また、図２の状態における支持ポスト４０の上面、すなわち斜面上方に臨む面には、その据え付け作業時の足場になる昇降用タラップ４２が等間隔で設けられている。また、図５のように支持ポスト４０の先端には支柱用ロープ５１等の各種ロープが連結されるステー４４が各ロープに対応して設けられている。
【００３２】
また、支持ポスト４０の先端頭部には、１組のガイドプレート４５が互いに対向した状態で設けられている（図５）。そして、これらの１組のガイドプレート４５、４５間に最上段横ロープ５５を２本通して掛け渡すことで、最上段横ロープ５５が斜面幅方向に移動自在にガイドされる。なお、図５中の符号４６は最上段横ロープ５５の脱落を防止する脱落防止ボルトである。
【００３３】
続いて、上記構造の支柱１０を用いた落石防護網７０の据え付け方法を説明する。
なお、以下の作業工程および作業方法は、あくまでも施工例であり施工規模、作業環境等にあわせて変更される。また、施工に用いられる各種ロープの束数、素線数、太さ並びに金網等の太さ、寸法等も各種仕様に応じて適宜変更可能である。
【００３４】
まず、山間の斜面Ｓにおいて、支柱１０の設置位置、アンカーの据え付け位置、支柱１０の設置角度、落石防護網７０の張設高さ等を確認するために測量を行う。
【００３５】
続いて、その測量結果及び設計仕様に基づきアンカーの据え付け位置や角度を確認し、斜面Ｓに対して支柱設置用の基礎(なお、ここでいう「基礎」とは岩盤面における基礎、土砂面における基礎をいうが、コンクリートによる基礎をも含む。以下同じ)、並びにアンカー用の基礎をそれぞれ設ける。各基礎に対しては、例えば呼び径Ｍ３３×１２００のＴＳＫセメントアンカーボルト（東京製綱製）、ＴＳＫセメントジョーアンカーボルト（東京製綱製）を複数本打ち込む。また、これらアンカーボルトを用いて、ロープ固定用のアンカー金物、及び支柱１０を据え付けるための接地側ブラケット２２を固定する。
【００３６】
なお、本実施の形態では施工面が岩盤の場合には直にアンカーを設けてもよいが、土砂面を想定して、例えばコンクリートからなる基礎を予め設けてもよい。また、ロープ固定用のアンカー金物としては、地盤の固さ、荷重に合わせてエフアールアンカー、ルートアンカー及びＴＳＫセメントアンカー（東京製綱製）、クロスウイングアンカー等を使い分けて使用する。
【００３７】
続いて、支柱設置用の基礎の上流側、すなわち支柱１０の設置箇所よりも高い位置に設けられたアンカー用の基礎に対して支柱吊ロープ５３用のアンカー５３ａを配設する。
なお、支柱吊ロープ５３（束数７×素線数７ロープ径φ３０）は、支持ポスト４０の先端に連結される支柱用ロープ５１の一つであり、その下端は連結ピン４８によって支柱１０の頂部に繋がれ、上端は支柱吊ロープ５３用のアンカー５３ａに繋がれる。
【００３８】
そして、支柱吊ロープ５３を支柱１０及びアンカー５３ａに繋いだ後、支柱設置用の基礎上に支柱１０を立て、支柱吊ロープ５３で支柱１０を斜面Ｓに立設状態で保持・固定する。なお、設置角度の微調整は支柱吊ロープ５３に設けられたターンバックル（リギンスクリュー）５３ｂにより行う。また、その後、支柱１０の頂部に支柱サイド控ロープ５４（３×７φ１８）の一端を取り付け、さらに他端を支柱サイド控ロープ５４用のアンカー５４ａに繋ぐ。支柱サイド控ロープ５４は、支柱１０の左右両側方にそれぞれ配置され、支柱１０の左右方向の揺れを防止する。
【００３９】
次に、斜面Ｓの両サイドに最上段横ロープ５５用のアンカー５５ａを設けた後、各支柱１０の先端頭部に設けたガイドプレート４５を経由して支柱１０の頂部に２本の最上段横ロープ５５（７×７φ３０）を掛ける。また、最上段横ロープ５５の両端をアンカー５５ａに固定するとともに、ロープ端に設けられたターンバック５５ｂによって張力を調節して最上段横ロープ５５を張る。このようにして斜面Ｓの幅方向に最上段横ロープ５５が張り渡される。
【００４０】
続いて、最上段横ロープ５５に落石防護網７０を吊下げる。
落石防護網７０は、たとえば、目の細かさが５０ｍｍ×５０ｍｍ、太さφ５ｍｍの斜面幅方向に長い連続した金網で、最上段横ロープ５５にその上縁が支持されて斜面幅方向に懸架される。なお、金網の目の細かさと太さの数値が上記数値に限定されることがないことはいうまでもない。詳しくは、例えば、ラフテレーンクレーンによって斜面Ｓの上方から斜面正面側に落石防護網７０を吊り込み、その上縁部を最上段横ロープ５５に被せて折り返し固定する。
【００４１】
続いて、縦主ロープ５７を落石防護網７０に添わせて設置するための吊金具を最上段横ロープ５５に取り付ける。吊金具は、２枚一組、厚さ９〜２０ｍｍの金属製プレートで構成され、最上段横ロープ５５を２本並列に束ねて挟み付けた後、ボルトで締結される。そして、吊金具の下端に縦主ロープ５７（３×７φ１８）が組み込まれて吊下げられる。
【００４２】
本実施の形態では、最上段横ロープ５５の斜面幅方向に１メートル間隔で吊金具が設けられ、縦主ロープ５７は、最上段横ロープ５５から斜面下端にかけて張設される。また、縦主ロープ５７のうち、支柱１０の直下に位置する縦主ロープ５７は支持ポスト４０に設けられたステー４４を利用して吊下げられる。
【００４３】
続いて、斜面Ｓの幅方向に横主ロープ５９（３×７φ１８）を約６メートルの上下間隔で複数本張り渡して固定する。また、落石防護網７０に対して縦補強ロープ７１（３×７φ１４）及び横補強ロープ７２（３×７φ１４）を上下左右５０センチ間隔で組み込む。そして、仕上げの作業として、各ロープをクロスクリップを用いて相互に結合すると共に、各ロープに落石防護網７０を結合コイルを用いて括り付ける。
このように最上段横ロープ５５及び支柱１０によって斜面Ｓの正面側に落石防護網７０が懸架され、斜面上方に開口したポケット状の落石停留域Ｐが形成される。
【００４４】
続いて、上記した落石防止装置に関して、その特記すべき支柱１０の強度について、図６の模式図を参照して説明する。
支柱１０は、先に説明したように相互に間隔をあけて設置される複数の支持脚２０と、これらの支持脚２０間に架設されたビーム部材３０と、ビーム部材３０上に立設されると共に落石防護網７０を支持する支持ポスト４０とを備え、各支持脚２０の下端にはビーム部材３０の延在方向と直交する方向に傾動自在なヒンジ２１が設けられている。
【００４５】
この構造を有する支柱１０は、とりわけ捻れに対する強度が高く、落石の衝撃によって支柱１０に捻れ方向の負荷が加わると、その負荷がビーム部材３０、支持脚２０、及びヒンジ２１に分散されて弱められる。
【００４６】
その原理は、まず、図６のように支持ポスト４０の先端頭部に反時計回り（図６中矢印Ａ方向）の捻れが作用すると、ビーム部材３０の各端部３０ａ，３０ｂに対して、このビーム部材３０を反時計回りに回転させようとする力が生じる。
具体的には、支持ポスト４０を中心とした円（図中仮想線Ｆ）の接線方向において、相反する方向に等しい力が作用する（図６中矢印Ｃ方向及び矢印Ｂ方向）。また、この接線方向の力は、同接線方向に支持脚２０を曲げる力になって各支持脚２０、２０に伝達される。
【００４７】
一方、ビーム部材３０から力を受けた支持脚２０は、この力によってヒンジ２１近傍に高い集中荷重を受ける。しかしながら、支持脚２０に作用する力の向きは、ヒンジ２１の傾動方向に一致するため、支持脚２０及びビーム部材３０が、その弾性域において変形しつつヒンジ２１が微小角傾動することで、その一部が受け流される。つまり、ビーム部材３０によって力の作用方向を変えることで、本来、捻れに対応していないヒンジ２１による力の軽減を可能にしている。
【００４８】
また、ヒンジ２１で吸収しきれなかった力は、反力として各支持脚２０に留まると共にその一部は再びビーム部材３０に伝達される。しかしながら、各支持脚２０に作用した力は、ビーム部材３０を経ることで事前に等分されており、且つ各ヒンジ２１の傾動によって軽減されている。このため反力は小さく、さらに曲げ、捻り、引張りといった様々な方向の力に分散されて支持脚２０及びビーム部材３０に加わるため、局所的な応力の集中が回避され、また、各部材の弾性変形によって吸収できる。
【００４９】
このように各支持脚２０，２０に対する力の分散効果と、ヒンジ２１の傾動による力の軽減効果から得られる相乗効果によって支柱１０の捻りに対する強度を増大させている。
【００５０】
また、梁としての機能を有するビーム部材３０に支持ポスト４０を立設するため、支持ポスト４０に作用する軸方向の負荷はビーム部材３０が撓むことで吸収される。また、支柱１０は斜面Ｓに対して２カ所で固定されるため、設置強度も高くなる。さらに、捻り方向の力がビーム部材３０を経て直線方向の力に転化されるためヒンジ２１に掛かる負荷も減る。
このように本実施の形態に示す支柱１０は、支柱１０のそのものの剛性を高めずとも、各種負荷に対して高い強度が得られる。
【００５１】
また、本実施の形態に示す落石防止装置は、これまで述べたように支柱１０で支持できる荷重が増大するため、支柱１０の本数や設置間隔を増やすことなく、広いスパンで落石防護網７０を支持できる。また、１スパンの広い支柱間隔で落石防護網７０を懸架できるため、工期の短縮が図られ、さらにコスト面でも有利である。
【００５２】
さらに、斜面上方に懸架される最上段横ロープ５５に対して強いテンションを掛けることができるため、ロープの垂下量が減り、結果として落石防護網７０の上縁を斜面Ｓのさらに高い位置に付設できる。
【００５３】
また、最上段横ロープ５５が２本掛けになっているため、補強ロープが多く組み込まれた衝撃吸収能に優れる強化防護網を吊下げることができる。よって、落石の衝撃を防護網やロープ全体で伝達・分散して吸収でき、これによって防護網や補強ロープ等の塑性変形を回避し、落石の衝撃をその弾性域内での変形に留めて吸収できる。つまり、一度の落石で壊れることはなく、複数回にわたりの落石を受け止めることができる。よって、壊れにくくメンテナンス費用も殆どかからず経済的である。
【００５４】
なお、実際の施工を想定した本発明者らの試算によれば、可能吸収エネルギーでは従来型（ビーム部材および２本の支持脚無し）（東京製綱製ＣＮＳ−５．０Ａ−３０型）（Ｈ＝１２ｍ Ｌ＝１０ｍ）２４０〜６６０ｋｊに対して本仕様（ＣＮＳ−５．０Ａ−２×３０型と称する、ビーム部材および２本の支持脚有り）（Ｈ＝１２ｍ Ｌ＝１０ｍ）は５１２〜１１６８ｋｊの試算結果が得られた。また、落石荷重では、従来型０，７８〜２１，１ＫＮに対して本仕様は１２，８〜２９，２ＫＮの試算結果が得られた。
【００５５】
また、従来型は、標準仕様の支柱高さに於いてその支柱の設置スパンが最大３０ｍ迄であったのに対し、本実施の形態に示す落石防護装置は標準仕様の支柱高さにおいて最大３９ｍまで支柱の間隔を飛ばすことができた。また、このときの可能吸収エネルギーは１０６８〜１３８４ＫＪと高く、さらに落石荷重も２６，７〜３４，６ＫＮと大きい値が得られた。
【００５６】
さらに、本実施の形態に示す落石防護装置は、最上段横ロープ５５のテンションが高く、その垂下量（サグ）を従来型の１／２程度に抑えることができるため、従来型では対応できなかった高さからの落石にも対応できる。具体的には、同斜面において落石に対応できないエリアを、面積にして１，５％程度減らすことができた。
【００５７】
また、耐費用効果の試算によれば、本実施の形態に示す落石防護装置は、その構造上、ロープの使用本数が多く、支柱の材料加工費もかかるため、従来型に比べて平均約１，４倍割高になる。しかしながら、従来型に比べて可能吸収エネルギーや落石荷重が高く、複数回にわたる落石の衝撃を落石防護網７０及び各ロープの弾性域内で吸収できるため、復旧補修や性能維持に関わるコストが殆ど掛らず、耐費用効果でも有利である。
このように本実施の形態に示す落石防護装置は強度、耐費用効果において多くの利点が得られた。
【００５８】
なお、上記した実施の形態は一例であり、特許請求の範囲を逸脱しない限りにおいて様々変更可能である。
例えば、ビーム部材１本につき、その長手方向に３本以上の支持脚を設ける。また、斜面の幅方向に配置されているビーム部材を斜面Ｓの上下方向に配置してよい。また、ビーム部材を十字状に組上げ、そのビーム部材の各端部に支持脚を設けると共に、ビーム部材中央の交差部分に支持ポストを立設するように変更してもよい。
【００５９】
さらには、各支持脚から支持ポストに掛けての距離を各々変更して各支持脚に掛かる負荷のバランスを調整する。また、ビーム部材と支持脚のなす角が鋭角になるように接合してもよい。このように各種仕様が考えられる。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 支柱
２１ ヒンジ
２２ 接地側ブラケット
２２ａ 接地側ブラケットの板状部材
２３ 支持脚側ブラケット
２３ａ 支持脚側ブラケットの板状部材
２４ 連結ピン
２５ ヒンジ固定用のアンカーボルト
３０ ビーム部材
３０ａ，３０ｂ ビーム部材の端部
４０ 支持ポスト
４１ 補強リブ
４２ 昇降用タラップ
４４ ステー
４５ ガイドプレート
４６ 最上段横ロープの脱落防止ボルト
４８ 連結ピン
５１ 支柱用ロープ
５３ 支柱吊ロープ
５３ａ 支柱吊ロープ用のアンカー
５３ｂ 支柱吊ロープ用のターンバックル
５４ 支柱サイド控ロープ
５４ａ 支柱サイド控ロープ用のアンカー
５５ 最上段横ロープ
５５ａ 最上段横ロープ用のアンカー
５５ｂ 最上段横ロープ用のターンバック
５７ 縦主ロープ
５９ 横主ロープ
７０ 落石防護網
７１ 縦補強ロープ
７２ 横補強ロープ
１００ ポケット式落石防護網
１０３ 支柱
１０４ 縦ロープ
１０５ 横ロープ
１０５ａ アンカー
１０７ 吊りロープ
１０８ 防護網
１０８ａ 防護網の上部
２０１ 支柱
２０２ 補助支柱
２０３ 簾状金網
２０３ａ 篭状金網の上縁部
２０４ 最上段横ロープ
Ｓ 斜面
Ｐ 落石停留域
Ｌ１ 支持脚の脚長
Ｌ２ 支持脚の設置間隔
Ｌ３ 支持脚から支持ポストまでの距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は、落石防護網を支持するために立設される支柱、並びにこの支柱を利用して張設された防護網を有する落石防護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、山間の沢状部を横切って道路等が造られている場合、沢状部に沿って落下する落石から道路を防護するため、吊りロープ等により防護網や防護柵等を取付け、落石等を受け止めて防護する手段が用いられる。
【０００３】
このような目的で設置される落石防止装置の防護網は、覆い式とポケット式とに大別される。ポケット式落石防護網１００は、図７のように沢状部の両側に数メートルの間隔でポケット形成用の支柱１０３を上下方向に傾動可能に設置し、各支柱１０３の上部にそれぞれ縦ロープ１０４を連結し垂下させる。一方、両端がアンカー１０５ａにより支持された複数の横ロープ１０５を斜面に一定の上下間隔で配置する。このようにして形成した縦横ロープ１０４，１０５に金網を張設して防護網１０８とし、吊りロープ１０７で支持された支柱１０３により防護網１０８の上部１０８ａを支柱１０３の高さに保持して、各支柱１０３によりロープ付きの金網をカーテン状に垂設する。このようにして、ロープ付き金網の全幅に開口したポケット部を形成し、このポケット部に落石等が収納されるようにして、落石エネルギーを緩衝して吸収する構造である（特許文献１）。
【０００４】
また、広範囲の沢状部に防護網を設置する場合、大きな落石や飛び跳ねる落石にも対応できるような構造とし、ポケット部の開口もできるだけ大きくしたいという要望がある。そこで、図８のように支柱２０１の谷側に枝状に突出する補助支柱２０２を支柱２０１に付設し、支柱２０１から簾状金網２０３を鉛直方向に垂下させると共に、補助支柱２０２の頭頂間に張設した最上段横ロープ２０４に篭状金網２０３の上縁部を取付け、ポケット口を大きくしたものがある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３８７４７６９号公報
【０００６】
【特許文献２】特開２０１０−１１２１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような構造では、沢状部を横切る連続した長い防護網を形成し、これを確実に保持しなければならない。そのため、防護網の開口部の支持位置を高くして支柱間のスパンを長くする必要がある。また、補助支柱を設置することなく、ポケットの開口を大きくすることができれば、このような防護網の支持構造を簡素化できる。しかし、そのためには、強大な負荷に耐えられる構造の支柱の開発が望まれていた。
【０００８】
とりわけ、考慮すべき負荷としては、落石の衝撃によってポケット部が谷側に引き出されることで生じる捻れであり、過大な捻れが支柱に加わると支柱が坐屈して強度が著しく損なわれる。また、支柱はヒンジによって支持されているが、ヒンジは、その構造上、捻れの力を受け流すことができないため、過大な捻れが支柱に作用するとヒンジが損傷したり、支柱を固定しているアンカーに大きな負荷が掛る。
【０００９】
このため従来は、支柱に掛る負荷を軽減するためにその設置数を増やしたり、設置間隔を狭めて対処している。しかし、設置数が増えるとコスト高になる他、工期短縮の妨げになる。また、支柱の肉厚や太さを単に増して剛性を高める方法も考えられるが、支柱の自重が増加し、これに伴って支柱を支える吊りロープや支柱の据え付け強度を改めて設計し直す必要がある。
【００１０】
本発明は、このような技術的背景を考慮してなされたもので、支柱の剛性を高めずとも負荷に対して高い強度が得られる支柱、およびこの支柱を利用した落石防護装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を達成するため本発明は次のように構成される。
すなわち、落石防護網を支持するために立設される支柱であって、
相互に間隔をあけて設置される複数の支持脚と、これらの支持脚間に架設されたビーム部材と、前記ビーム部材上に立設されると共に前記落石防護網を支持する支持ポストとを備え、
前記支持脚は、前記支持ポストの軸心から離れた位置で前記ビーム部材を支持すると共に、各支持脚は前記ビーム部材の延在方向に対して直交する方向に傾動自在なヒンジを介して設置されていることを特徴とする。
【００１２】
このように構成された本発明は、支持ポストに軸方向の負荷が掛かるとビーム部材が上下に撓んで吸収される。一方、捻れに対しては、その捻れがビーム部材の回転運動に転化されると共に、支持ポストの軸心から離れた位置で各支持脚に分散して伝達される。また、その力の作用方向はビーム部材を経由することでビーム部材の軸方向に対して直交する方向に転化される。従って、その一部はヒンジの傾動によって受け流される。
【００１３】
つまり、本発明の支柱構造は、支持ポストに掛かる捻れの負荷をその軸心から離れた複数箇所で受け止めて分散し、さらにその作用方向をヒンジの傾動方向に一致させることでヒンジによる力の軽減を可能にした。
【００１４】
また、ヒンジで傾動で吸収しきれなかった力は、支持脚及びビーム部材に反力として留まり、各種モーメントを生じさせる。しかしながら、これらのモーメントは、曲げ、捻れ、引張り等の性質や向きの異なるモーメントであり、このモーメントに起因して生じる内部応力のひとつひとつは小さい値である。したがって各部材の弾性変形で容易に吸収できる。
このように支持ポストの剛性を高めずとも、負荷に対する十分な強度が得られる。
【００１５】
また、前記支持脚から前記支持ポストまでの前記ビーム部材の延在方向における距離が、各支持脚共に等しいことが望ましい。この構成では、各支持脚に対してバランス良く負荷を分散できるため、支持脚及びヒンジの仕様を統一できる。
【００１６】
また、前記ヒンジは、前記支持脚の下端にそれぞれ設けられている構成としてもよい。この構成によれば、負荷が加わる支持ポストの先端からヒンジまでの距離が最長になるため、その間に設けられている支持脚の弾性を最大限に生かして負荷を吸収できる。
【００１７】
また、前記各支持脚は、前記支持ポストに対して平行に設けられている構成としてもよい。この構成によれば、支持脚及びヒンジの仕様を統一できる。
また、ビーム部材に支持脚が直角に接合されるため、ビーム部材および支持脚の有する弾性を最大限に生かして力を吸収できる。
【００１８】
また、前記支持脚は、その脚長が５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ以下であり、さらに隣接する他の支持脚に対する間隔が、その中心間距離で６５０ｍｍ以上７５０ｍｍ以下であることが望ましい。
これらの数値に基づいて支持脚及びビーム部材の寸法を設定すれば、コスト及び強度面でバランスのとれた支柱構造を得ることができる。なお、ここで脚長とは、ヒンジの傾動中心からビーム部材と支持脚の接合面までの距離である。
【００１９】
また、本発明は、斜面に立設される支柱と、この支柱によって斜面上方に懸架されるロープと、前記ロープから垂れ下げられた落石防護網とを備える落石防護装置であって、
前記支柱は、相互に間隔をあけて設置される複数の支持脚と、これらの支持脚上に架設されたビーム部材と、前記ビーム部材上に立設されると共に前記ロープを介して前記落石防護網を支持する支持ポストとを備え、
前記支持脚は、前記支持ポストの軸心から離れた位置で前記ビーム部材を支持すると共に、各支持脚は、前記ビーム部材の延在方向に対して直交する方向に傾動自在なヒンジを介して設置されている構成の落石防護装置でもある。
【００２０】
このように構成された本発明の落石防護装置は、一本あたりの支柱で支持できる荷重が増大するため、支柱の本数や設置間隔を増やすことなく、広いスパンで落石防護網を支持できる。さらに、斜面上方に懸架されるロープに対して強いテンションを掛けて張ることができるためロープの垂下量が減り、結果として落石防護網の上縁を斜面のさらに高い位置に設置することができる。
【００２１】
また、前記ロープは、前記支柱１本に対して少なくとも２本以上懸架されていることが望ましい。
この構成では、ロープによって支えることができる荷重が増すため、例えば、従来に比べて補強ロープの本数が多い衝撃吸収能に優れた強化防護網を吊下げることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上本発明によれば、支柱の剛性を高めずとも負荷に対して高い強度が得られる支柱を提供できる。また、この支柱を利用することで衝撃吸収能に優れコスト的にも有利な落石防護装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施の形態に示す落石防護装置の正面図。
【図２】本実施の形態に示す落石防護装置の側面図。
【図３】本実施の形態に示す支柱の平面図。
【図４】本実施の形態に示す支柱の側面図。
【図５】本実施の形態に示す支持ポストの先端頭部の拡大図。
【図６】支柱に作用する力を示す模式図。
【図７】従来のポケット式落石防護装置。
【図８】補助支柱を有する従来のポケット式落石防護装置の側面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本実施の形態に示す落石防護装置は、図１及び図２に示すように斜面Ｓの幅方向（左右方向）に１２ｍ〜４５ｍ間隔で設置された複数本の支柱１０と、各支柱１０を斜面Ｓに所望の角度で立設状態で保持させる支柱用ロープ５１と、各支柱１０に支持されて斜面上方に懸架される最上段横ロープ５５と、この最上段横ロープ５５に吊下げられて斜面Ｓの正面側にポケット状の落石停留域Ｐを形成する落石防護網７０とを備えている。
【００２５】
支柱１０は、図３及び図４のように相互に間隔をあけて配置された２本の支持脚２０、２０と、これらの支持脚２０、２０間に架設されたビーム部材３０と、ビーム部材３０上に立設される支持ポスト４０とを備えている。これらの部材は、例えば、高さ２５０ｍｍのＨ型鋼材等を加工して製作され、各部材は溶接またはボルトによって強固に接合されている。
【００２６】
支持脚２０は、支柱１本に対してそれぞれ２本ずつ設けられている。また、その脚長は互いに等しく、設置状態において斜面Ｓの幅方向に相互に間隔をあけて配置されている。そして、支持脚２０の下端にヒンジ２１が設けられ、各支持脚２０はこのヒンジ２１を介して斜面Ｓの上下方向に傾動自在に設置されている。
【００２７】
なお、本実施では、図３のようにヒンジ２１の傾動中心からビーム部材３０までの脚長Ｌ１を約６００ｍｍ、また、支持脚２０，２０間の中心線間距離Ｌ２を７００ｍｍに設定している。好ましくは、例えば２００〜２５０ｍｍの一般構造用Ｈ形鋼等を採用した場合、脚長５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ以下、中心線間距離（脚幅）を６５０ｍｍ以上７５０ｍｍ以下の範囲で設計するとコスト、及び強度面でバランスのとれた支柱構造を得ることができる。
【００２８】
ヒンジ２１は、斜面Ｓにアンカーボルト２５で固定される接地側ブラケット２２と、支持脚２０の下端に溶接された支持脚側ブラケット２３とで構成されている。各ブラケット２２，２３は互い違いに係合する板状部材２２ａ，２３ａを有し、これら接地側ブラケット２２の板状部材２２ａと支持脚側ブラケット２３の板状部材２３ａを上下方向から組み合わせた後、これら板状部材を横方向に貫通する連結ピン２４を挿通してヒンジ２１が構成される。
そして、このヒンジ２１を備えた２本の支持脚２０，２０によって斜面Ｓ上に支持脚２０と共にビーム部材３０が傾動自在に支持される。
【００２９】
ビーム部材３０は、支持ポスト４０を支える梁としての機能を有し、その両端部は支持脚２０，２０によって支持されている。
ここで支持脚２０に設けられるヒンジ２１とビーム部材３０との関係を説明すると、各ヒンジ２１に設けられる連結ピン２４，２４はビーム部材３０の軸方向に延びる中心線に対して平行に設けられ、さらに各連結ピン２４，２４はそれぞれが一直線上に並ぶ同軸上に配置されている。このため、ビーム部材３０は、支持脚２０と一体になってビーム部材３０の延在方向と直交する方向に傾動自在（回動自在）に支持される。ここで、傾動自在（回動自在）とは、斜面に対する傾きが自由に変化することである。
【００３０】
続いて、ビーム部材３０に立設される支持ポスト４０を説明する。
支持ポスト４０は、図３及び図４のようにビーム部材３０の中央に立設されている。一対の各支持脚２０から支持ポスト４０までのそれぞれの距離Ｌ３は互いに等しい値になっている。
また、ビーム部材３０と支持ポスト４０の接合部分には、略三角形の複数枚の補強板４１が設けられ、支持ポスト４０はビーム部材３０に強固に溶接固定されている。
【００３１】
なお、支持ポスト４０と各支持脚２０，２０は平行であり、且つビーム部材３０の延在方向に対してそれぞれ直角に接合されている。また、図２の状態における支持ポスト４０の上面、すなわち斜面上方に臨む面には、その据え付け作業時の足場になる昇降用タラップ４２が等間隔で設けられている。また、図５のように支持ポスト４０の先端には支柱用ロープ５１等の各種ロープが連結されるステー４４が各ロープに対応して設けられている。
【００３２】
また、支持ポスト４０の先端頭部には、１組のガイドプレート４５が互いに対向した状態で設けられている（図５）。そして、これらの１組のガイドプレート４５、４５間に最上段横ロープ５５を２本通して掛け渡すことで、最上段横ロープ５５が斜面幅方向に移動自在にガイドされる。なお、図５中の符号４６は最上段横ロープ５５の脱落を防止する脱落防止ボルトである。
【００３３】
続いて、上記構造の支柱１０を用いた落石防護網７０の据え付け方法を説明する。
なお、以下の作業工程および作業方法は、あくまでも施工例であり施工規模、作業環境等にあわせて変更される。また、施工に用いられる各種ロープの束数、素線数、太さ並びに金網等の太さ、寸法等も各種仕様に応じて適宜変更可能である。
【００３４】
まず、山間の斜面Ｓにおいて、支柱１０の設置位置、アンカーの据え付け位置、支柱１０の設置角度、落石防護網７０の張設高さ等を確認するために測量を行う。
【００３５】
続いて、その測量結果及び設計仕様に基づきアンカーの据え付け位置や角度を確認し、斜面Ｓに対して支柱設置用の基礎(なお、ここでいう「基礎」とは岩盤面における基礎、土砂面における基礎をいうが、コンクリートによる基礎をも含む。以下同じ)、並びにアンカー用の基礎をそれぞれ設ける。各基礎に対しては、例えば呼び径Ｍ３３×１２００のＴＳＫセメントアンカーボルト（東京製綱製）、ＴＳＫセメントジョーアンカーボルト（東京製綱製）を複数本打ち込む。また、これらアンカーボルトを用いて、ロープ固定用のアンカー金物、及び支柱１０を据え付けるための接地側ブラケット２２を固定する。
【００３６】
なお、本実施の形態では施工面が岩盤の場合には直にアンカーを設けてもよいが、土砂面を想定して、例えばコンクリートからなる基礎を予め設けてもよい。また、ロープ固定用のアンカー金物としては、地盤の固さ、荷重に合わせてエフアールアンカー、ルートアンカー及びＴＳＫセメントアンカー（東京製綱製）、クロスウイングアンカー等を使い分けて使用する。
【００３７】
続いて、支柱設置用の基礎の上流側、すなわち支柱１０の設置箇所よりも高い位置に設けられたアンカー用の基礎に対して支柱吊ロープ５３用のアンカー５３ａを配設する。
なお、支柱吊ロープ５３（束数７×素線数７ロープ径φ３０）は、支持ポスト４０の先端に連結される支柱用ロープ５１の一つであり、その下端は連結ピン４８によって支柱１０の頂部に繋がれ、上端は支柱吊ロープ５３用のアンカー５３ａに繋がれる。
【００３８】
そして、支柱吊ロープ５３を支柱１０及びアンカー５３ａに繋いだ後、支柱設置用の基礎上に支柱１０を立て、支柱吊ロープ５３で支柱１０を斜面Ｓに立設状態で保持・固定する。なお、設置角度の微調整は支柱吊ロープ５３に設けられたターンバックル（リギンスクリュー）５３ｂにより行う。また、その後、支柱１０の頂部に支柱サイド控ロープ５４（３×７φ１８）の一端を取り付け、さらに他端を支柱サイド控ロープ５４用のアンカー５４ａに繋ぐ。支柱サイド控ロープ５４は、支柱１０の左右両側方にそれぞれ配置され、支柱１０の左右方向の揺れを防止する。
【００３９】
次に、斜面Ｓの両サイドに最上段横ロープ５５用のアンカー５５ａを設けた後、各支柱１０の先端頭部に設けたガイドプレート４５を経由して支柱１０の頂部に２本の最上段横ロープ５５（７×７φ３０）を掛ける。また、最上段横ロープ５５の両端をアンカー５５ａに固定するとともに、ロープ端に設けられたターンバック５５ｂによって張力を調節して最上段横ロープ５５を張る。このようにして斜面Ｓの幅方向に最上段横ロープ５５が張り渡される。
【００４０】
続いて、最上段横ロープ５５に落石防護網７０を吊下げる。
落石防護網７０は、たとえば、目の細かさが５０ｍｍ×５０ｍｍ、太さφ５ｍｍの斜面幅方向に長い連続した金網で、最上段横ロープ５５にその上縁が支持されて斜面幅方向に懸架される。なお、金網の目の細かさと太さの数値が上記数値に限定されることがないことはいうまでもない。詳しくは、例えば、ラフテレーンクレーンによって斜面Ｓの上方から斜面正面側に落石防護網７０を吊り込み、その上縁部を最上段横ロープ５５に被せて折り返し固定する。
【００４１】
続いて、縦主ロープ５７を落石防護網７０に添わせて設置するための吊金具を最上段横ロープ５５に取り付ける。吊金具は、２枚一組、厚さ９〜２０ｍｍの金属製プレートで構成され、最上段横ロープ５５を２本並列に束ねて挟み付けた後、ボルトで締結される。そして、吊金具の下端に縦主ロープ５７（３×７φ１８）が組み込まれて吊下げられる。
【００４２】
本実施の形態では、最上段横ロープ５５の斜面幅方向に１メートル間隔で吊金具が設けられ、縦主ロープ５７は、最上段横ロープ５５から斜面下端にかけて張設される。また、縦主ロープ５７のうち、支柱１０の直下に位置する縦主ロープ５７は支持ポスト４０に設けられたステー４４を利用して吊下げられる。
【００４３】
続いて、斜面Ｓの幅方向に横主ロープ５９（３×７φ１８）を約６メートルの上下間隔で複数本張り渡して固定する。また、落石防護網７０に対して縦補強ロープ７１（３×７φ１４）及び横補強ロープ７２（３×７φ１４）を上下左右５０センチ間隔で組み込む。そして、仕上げの作業として、各ロープをクロスクリップを用いて相互に結合すると共に、各ロープに落石防護網７０を結合コイルを用いて括り付ける。
このように最上段横ロープ５５及び支柱１０によって斜面Ｓの正面側に落石防護網７０が懸架され、斜面上方に開口したポケット状の落石停留域Ｐが形成される。
【００４４】
続いて、上記した落石防止装置に関して、その特記すべき支柱１０の強度について、図６の模式図を参照して説明する。
支柱１０は、先に説明したように相互に間隔をあけて設置される複数の支持脚２０と、これらの支持脚２０間に架設されたビーム部材３０と、ビーム部材３０上に立設されると共に落石防護網７０を支持する支持ポスト４０とを備え、各支持脚２０の下端にはビーム部材３０の延在方向と直交する方向に傾動自在なヒンジ２１が設けられている。
【００４５】
この構造を有する支柱１０は、とりわけ捻れに対する強度が高く、落石の衝撃によって支柱１０に捻れ方向の負荷が加わると、その負荷がビーム部材３０、支持脚２０、及びヒンジ２１に分散されて弱められる。
【００４６】
その原理は、まず、図６のように支持ポスト４０の先端頭部に反時計回り（図６中矢印Ａ方向）の捻れが作用すると、ビーム部材３０の各端部３０ａ，３０ｂに対して、このビーム部材３０を反時計回りに回転させようとする力が生じる。
具体的には、支持ポスト４０を中心とした円（図中仮想線Ｆ）の接線方向において、相反する方向に等しい力が作用する（図６中矢印Ｃ方向及び矢印Ｂ方向）。また、この接線方向の力は、同接線方向に支持脚２０を曲げる力になって各支持脚２０、２０に伝達される。
【００４７】
一方、ビーム部材３０から力を受けた支持脚２０は、この力によってヒンジ２１近傍に高い集中荷重を受ける。しかしながら、支持脚２０に作用する力の向きは、ヒンジ２１の傾動方向に一致するため、支持脚２０及びビーム部材３０が、その弾性域において変形しつつヒンジ２１が微小角傾動することで、その一部が受け流される。つまり、ビーム部材３０によって力の作用方向を変えることで、本来、捻れに対応していないヒンジ２１による力の軽減を可能にしている。
【００４８】
また、ヒンジ２１で吸収しきれなかった力は、反力として各支持脚２０に留まると共にその一部は再びビーム部材３０に伝達される。しかしながら、各支持脚２０に作用した力は、ビーム部材３０を経ることで事前に等分されており、且つ各ヒンジ２１の傾動によって軽減されている。このため反力は小さく、さらに曲げ、捻り、引張りといった様々な方向の力に分散されて支持脚２０及びビーム部材３０に加わるため、局所的な応力の集中が回避され、また、各部材の弾性変形によって吸収できる。
【００４９】
このように各支持脚２０，２０に対する力の分散効果と、ヒンジ２１の傾動による力の軽減効果から得られる相乗効果によって支柱１０の捻りに対する強度を増大させている。
【００５０】
また、梁としての機能を有するビーム部材３０に支持ポスト４０を立設するため、支持ポスト４０に作用する軸方向の負荷はビーム部材３０が撓むことで吸収される。また、支柱１０は斜面Ｓに対して２カ所で固定されるため、設置強度も高くなる。さらに、捻り方向の力がビーム部材３０を経て直線方向の力に転化されるためヒンジ２１に掛かる負荷も減る。
このように本実施の形態に示す支柱１０は、支柱１０のそのものの剛性を高めずとも、各種負荷に対して高い強度が得られる。
【００５１】
また、本実施の形態に示す落石防止装置は、これまで述べたように支柱１０で支持できる荷重が増大するため、支柱１０の本数や設置間隔を増やすことなく、広いスパンで落石防護網７０を支持できる。また、１スパンの広い支柱間隔で落石防護網７０を懸架できるため、工期の短縮が図られ、さらにコスト面でも有利である。
【００５２】
さらに、斜面上方に懸架される最上段横ロープ５５に対して強いテンションを掛けることができるため、ロープの垂下量が減り、結果として落石防護網７０の上縁を斜面Ｓのさらに高い位置に付設できる。
【００５３】
また、最上段横ロープ５５が２本掛けになっているため、補強ロープが多く組み込まれた衝撃吸収能に優れる強化防護網を吊下げることができる。よって、落石の衝撃を防護網やロープ全体で伝達・分散して吸収でき、これによって防護網や補強ロープ等の塑性変形を回避し、落石の衝撃をその弾性域内での変形に留めて吸収できる。つまり、一度の落石で壊れることはなく、複数回にわたりの落石を受け止めることができる。よって、壊れにくくメンテナンス費用も殆どかからず経済的である。
【００５４】
なお、実際の施工を想定した本発明者らの試算によれば、可能吸収エネルギーでは従来型（ビーム部材および２本の支持脚無し）（東京製綱製ＣＮＳ−５．０Ａ−３０型）（Ｈ＝１２ｍ Ｌ＝１０ｍ）２４０〜６６０ｋｊに対して本仕様（ＣＮＳ−５．０Ａ−２×３０型と称する、ビーム部材および２本の支持脚有り）（Ｈ＝１２ｍ Ｌ＝１０ｍ）は５１２〜１１６８ｋｊの試算結果が得られた。また、落石荷重では、従来型０，７８〜２１，１ＫＮに対して本仕様は１２，８〜２９，２ＫＮの試算結果が得られた。
【００５５】
また、従来型は、標準仕様の支柱高さに於いてその支柱の設置スパンが最大３０ｍ迄であったのに対し、本実施の形態に示す落石防護装置は標準仕様の支柱高さにおいて最大３９ｍまで支柱の間隔を飛ばすことができた。また、このときの可能吸収エネルギーは１０６８〜１３８４ＫＪと高く、さらに落石荷重も２６，７〜３４，６ＫＮと大きい値が得られた。
【００５６】
さらに、本実施の形態に示す落石防護装置は、最上段横ロープ５５のテンションが高く、その垂下量（サグ）を従来型の１／２程度に抑えることができるため、従来型では対応できなかった高さからの落石にも対応できる。具体的には、同斜面において落石に対応できないエリアを、面積にして１，５％程度減らすことができた。
【００５７】
また、耐費用効果の試算によれば、本実施の形態に示す落石防護装置は、その構造上、ロープの使用本数が多く、支柱の材料加工費もかかるため、従来型に比べて平均約１，４倍割高になる。しかしながら、従来型に比べて可能吸収エネルギーや落石荷重が高く、複数回にわたる落石の衝撃を落石防護網７０及び各ロープの弾性域内で吸収できるため、復旧補修や性能維持に関わるコストが殆ど掛らず、耐費用効果でも有利である。
このように本実施の形態に示す落石防護装置は強度、耐費用効果において多くの利点が得られた。
【００５８】
なお、上記した実施の形態は一例であり、特許請求の範囲を逸脱しない限りにおいて様々変更可能である。
例えば、ビーム部材１本につき、その長手方向に３本以上の支持脚を設ける。また、斜面の幅方向に配置されているビーム部材を斜面Ｓの上下方向に配置してよい。また、ビーム部材を十字状に組上げ、そのビーム部材の各端部に支持脚を設けると共に、ビーム部材中央の交差部分に支持ポストを立設するように変更してもよい。
【００５９】
さらには、各支持脚から支持ポストに掛けての距離を各々変更して各支持脚に掛かる負荷のバランスを調整する。また、ビーム部材と支持脚のなす角が鋭角になるように接合してもよい。このように各種仕様が考えられる。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 支柱
２１ ヒンジ
２２ 接地側ブラケット
２２ａ 接地側ブラケットの板状部材
２３ 支持脚側ブラケット
２３ａ 支持脚側ブラケットの板状部材
２４ 連結ピン
２５ ヒンジ固定用のアンカーボルト
３０ ビーム部材
３０ａ，３０ｂ ビーム部材の端部
４０ 支持ポスト
４１ 補強リブ
４２ 昇降用タラップ
４４ ステー
４５ ガイドプレート
４６ 最上段横ロープの脱落防止ボルト
４８ 連結ピン
５１ 支柱用ロープ
５３ 支柱吊ロープ
５３ａ 支柱吊ロープ用のアンカー
５３ｂ 支柱吊ロープ用のターンバックル
５４ 支柱サイド控ロープ
５４ａ 支柱サイド控ロープ用のアンカー
５５ 最上段横ロープ
５５ａ 最上段横ロープ用のアンカー
５５ｂ 最上段横ロープ用のターンバック
５７ 縦主ロープ
５９ 横主ロープ
７０ 落石防護網
７１ 縦補強ロープ
７２ 横補強ロープ
１００ ポケット式落石防護網
１０３ 支柱
１０４ 縦ロープ
１０５ 横ロープ
１０５ａ アンカー
１０７ 吊りロープ
１０８ 防護網
１０８ａ 防護網の上部
２０１ 支柱
２０２ 補助支柱
２０３ 簾状金網
２０３ａ 篭状金網の上縁部
２０４ 最上段横ロープ
Ｓ 斜面
Ｐ 落石停留域
Ｌ１ 支持脚の脚長
Ｌ２ 支持脚の設置間隔
Ｌ３ 支持脚から支持ポストまでの距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
落石防護網を支持するために立設される支柱であって、
相互に間隔をあけて設置される複数の支持脚と、これらの支持脚間に架設されたビーム部材と、前記ビーム部材上に立設されると共に前記落石防護網を支持する支持ポストとを備え、
前記支持脚は、前記支持ポストの軸心から離れた位置で前記ビーム部材を支持すると共に、各支持脚は前記ビーム部材の延在方向に対して直交する方向に傾動自在なヒンジを介して設置されていることを特徴とする落石防護網の支柱。
【請求項２】
前記支持脚から前記支持ポストまでの前記ビーム部材の延在方向における距離が、各支持脚共に等しいことを特徴とする請求項１に記載の落石防護網の支柱。
【請求項３】
前記ヒンジは、前記支持脚の下端にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の落石防護網の支柱。
【請求項４】
前記各支持脚は、前記支持ポストに対して平行に設けられていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の落石防護網の支柱。
【請求項５】
前記支持脚は、その脚長が５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ以下であり、さらに隣接する他の支持脚に対する間隔が、その中心間距離で６５０ｍｍ以上７５０ｍｍ以下になるように配置されていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の落石防護網の支柱。
【請求項６】
斜面に立設される支柱と、この支柱によって斜面上方に懸架されるロープと、前記ロープから垂れ下げられた落石防護網とを備える落石防護装置であって、
前記支柱は、相互に間隔をあけて設置される複数の支持脚と、これらの支持脚上に架設されたビーム部材と、前記ビーム部材上に立設されると共に前記ロープを介して前記落石防護網を支持する支持ポストとを備え、
前記支持脚は、前記支持ポストの軸心から離れた位置で前記ビーム部材を支持すると共に、各支持脚は、前記ビーム部材の延在方向に対して直交する方向に傾動自在なヒンジを介して設置されていることを特徴とする落石防護装置。
【請求項７】
前記ロープは、前記支柱１本に対して少なくとも２本以上懸架されていることを特徴とする請求項６に記載の落石防護装置。
【請求項１】
落石防護網を支持するために立設される支柱であって、
相互に間隔をあけて設置される複数の支持脚と、これらの支持脚間に架設されたビーム部材と、前記ビーム部材上に立設されると共に前記落石防護網を支持する支持ポストとを備え、
前記支持脚は、前記支持ポストの軸心から離れた位置で前記ビーム部材を支持すると共に、各支持脚は前記ビーム部材の延在方向に対して直交する方向に傾動自在なヒンジを介して設置されていることを特徴とする落石防護網の支柱。
【請求項２】
前記支持脚から前記支持ポストまでの前記ビーム部材の延在方向における距離が、各支持脚共に等しいことを特徴とする請求項１に記載の落石防護網の支柱。
【請求項３】
前記ヒンジは、前記支持脚の下端にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の落石防護網の支柱。
【請求項４】
前記各支持脚は、前記支持ポストに対して平行に設けられていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の落石防護網の支柱。
【請求項５】
前記支持脚は、その脚長が５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ以下であり、さらに隣接する他の支持脚に対する間隔が、その中心間距離で６５０ｍｍ以上７５０ｍｍ以下になるように配置されていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の落石防護網の支柱。
【請求項６】
斜面に立設される支柱と、この支柱によって斜面上方に懸架されるロープと、前記ロープから垂れ下げられた落石防護網とを備える落石防護装置であって、
前記支柱は、相互に間隔をあけて設置される複数の支持脚と、これらの支持脚上に架設されたビーム部材と、前記ビーム部材上に立設されると共に前記ロープを介して前記落石防護網を支持する支持ポストとを備え、
前記支持脚は、前記支持ポストの軸心から離れた位置で前記ビーム部材を支持すると共に、各支持脚は、前記ビーム部材の延在方向に対して直交する方向に傾動自在なヒンジを介して設置されていることを特徴とする落石防護装置。
【請求項７】
前記ロープは、前記支柱１本に対して少なくとも２本以上懸架されていることを特徴とする請求項６に記載の落石防護装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２４６６９１（Ｐ２０１２−２４６６９１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１９８６１（Ｐ２０１１−１１９８６１）
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（０００００３５２８）東京製綱株式会社 (139)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（０００００３５２８）東京製綱株式会社 (139)
【Ｆターム（参考）】
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