(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮き石や岩石の崩落を防止するため、ワイヤロープを少なくとも縦横に敷設して地山を押さえる落石防護工におけるロープ張架方法において、
ワイヤロープの端部を保持するため地山に立てるアンカーとして、
地山が岩石質である箇所では、岩盤に立設されて強固な倒れ阻止抵抗を発揮する棒状アンカーが使用され、
地山が土砂質・砂礫質である箇所では、杭の地表に位置する頭部で支点をなして上下方向に回動可能に支持され、該支点部から遠ざかる位置でロープ端を係留する取付部と、該取付部に作用したロープ張力により発生するモーメントに起因して地山表面に力を及ぼすべく前記支点部から遠ざかった位置に設けられる押圧部とを有した二作用点型レバー、および土砂質表層を被覆し前記押圧部からの荷重を低面圧で受ける荷重分散板を備えて、倒れ阻止抵抗を発揮する荷重分散地表預け式アンカーが使用され、
ワイヤロープの張力調節具として、
弓形もしくは波形に曲げられ、弦長もしくは波長を常時縮小する方向に弾発力を発生して、ワイヤロープの途中に沿わされる全長可変鋼材が使用され、
ワイヤロープを敷設する際には、
ワイヤロープの途中に前記全長可変鋼材を配して該鋼材から離反しないようにロープを束縛し、
当該ワイヤロープの未固定端を、前記棒状アンカーもしくは荷重分散地表預け式アンカーに取りつけて地山に這わせ、
ロープ端を取付部に係留して生じる前記支点部回りのモーメントにより、前記押圧部を荷重分散板に着座させ、
ワイヤロープを牽引して張力を付与する際に、
夏場の敷設では、弦長もしくは波長を全長可変鋼材の自由状態長さよりは大きくなる張力を掛け、
冬場の敷設では、弦長もしくは波長を夏場のワイヤロープ敷設時の弦長もしくは波長よりも長くなる張力を掛け、
春・秋の敷設では、弦長もしくは波長を夏場のワイヤロープ敷設時の弦長もしくは波長よりも長くかつ冬場のワイヤロープ敷設時の弦長もしくは波長よりも短くなる張力を掛けておき、
ワイヤロープが熱膨張して張力が減少すると、全長可変鋼材の弾発力がロープの残存張力に応じた弦長もしくは波長に縮小させ、全長可変鋼材に沿っている部分のロープの曲がり部分の弦長を減らすことにより実質的にロープを手繰り寄せ、熱膨張によるロープの伸長量の一部を吸収しつつもロープに張力を残し、
ワイヤロープが熱収縮して張力が増加すると、全長可変鋼材の弾発力がロープの増加張力に応じた弦長もしくは波長に拡大させ、全長可変鋼材に沿っている部分のロープの曲がり部分の弦長を増やすことにより実質的にロープを繰り出し、熱収縮によるロープの縮小量の一部を吸収しつつもロープに過大張力の発生を回避できるようにしたことを特徴とする落石防護工におけるワイヤロープの張力保持方法。
【請求項２】
前記落石防護工には、縦横敷設のワイヤロープが形成するロープ枠の対角線上にもワイヤロープが敷設されていることを特徴とする請求項１に記載された落石防護工におけるワイヤロープの張力保持方法。
【請求項３】
前記全長可変鋼材は平鋼板であり、この鋼板へのワイヤロープの束縛は、弓形もしくは波形に曲げられた鋼板にワイヤロープを沿わせ、係止具により鋼板からの離反が阻止されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された落石防護工におけるワイヤロープの張力保持方法。
【請求項４】
前記全長可変鋼材は鋼棒であり、この鋼棒へのワイヤロープの束縛は、弓形もしくは波形に曲げられた部分にワイヤロープを蔓巻きさせ、弦もしくは波の両端では、鋼棒端部を曲げて形成したフックに係止されて鋼棒からの離反が阻止されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された落石防護工におけるワイヤロープの張力保持方法。
【請求項５】
前記荷重分散地表預け式アンカーの二作用点型レバーは、前記頭部に嵌着させる支点部と取付部とを結ぶ線に対して、その取付部と前記押圧部とを結ぶ線が略直角をなしていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載された落石防護工におけるワイヤロープの張力保持方法。
【請求項６】
前記取付部から延びるワイヤロープが、前記支点部と取付部とを結ぶ線に対して４５度以上の角度をなしていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載された落石防護工におけるワイヤロープの張力保持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は落石防護工におけるワイヤロープの張力保持方法に係り、詳しくは、地表に散在する浮き石や岩石の崩落を防止するため、ワイヤロープを敷設して地山を押さえる落石防護工に適用され、そのロープに所望する大きさの張力を与えておくことができる張架方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
斜面下の道路等に落石があると、歩行者・通行車等に危険を及ぼしたり道路を不通にするから、その虞のある斜面を補強しておかなければならない。補強には種々な工法があるが、法面工事は地形や土質等に大きく左右されるため、その都度工夫が余儀なくされる。浮き石や岩石が地表に散在する地山での崩落を防止する策の一つに、ワイヤロープを敷設して地山を押さえるワイヤネット式落石防護工がある。
【０００３】
地山が岩石質のみである場合でも、岩石質に加えて砂礫質や土砂質も混在する地質である場合などであっても、ワイヤロープの敷設で浮き石や岩石を押さえるためには、ワイヤロープに張力を作用させて地山表層に押さえ力を及ぼすことができる構造であることが課せられる。その場合、ワイヤロープの両端の固定が剛強になされていること、縦横に敷設されたワイヤロープの交差部の固縛がクロスアンカークリップ等により頑強であってロープずれがないこと、の二点が現在では技術的な主たる課題であり、その対策をとることが不可欠とされている。
【０００４】
ロープ端はアンカーの地表に出た頭の部分に固縛具を介して固定されるが、岩質部では岩盤用の棒状アンカーが使用され、土砂や砂礫質の場合は、セメントミルク注入腔を形成した長いパイプアンカーが使用される。後者では、地中先端からアンカー周壁を伝って上昇するセメントミルクの固化により地盤との強固な接着が図られる。ワイヤロープには大きな張力が作用するから、それによる引き抜き力に対抗できる固定が必要とされるからである。ロープへの張力付与は、凹凸のある表層に這わせて両端がすでにアンカーで固定されたロープの交差部に適用するクロスアンカークリップによることが一般的である。アンカー部は地表の凹凸を利用してロープの張りを発生させて浮き石や巨岩の頭を押さえる一方、クリップ部は上記したごとくの交差部でのロープずれを阻止して、ロープの緩みが他の交差部に及ばないようにしている。
【０００５】
上記した棒状アンカーもパイプアンカーもよく知られたものであるから詳しい構造の説明は省くが、後者のアンカーを立てるための穿孔機は前者のために使用されるそれよりもずっと大型化し、またミルク圧送装置までも付随させねばならない。ちなみに、足場が悪く中大型機械の設置に不便の伴うことが多い非岩質地山での引き抜き抵抗の増強をはかろうとしたアンカーの提案が、例えば特開２００３−２０１７１３に記載されている。これは、アンカーの土に埋まった略中間点に少々は揺動可能としたアームを支承しておき、地表に出したアームの先端にワイヤロープを固縛する。アームに掛かる力はアンカーに作用する傾倒モーメントを少なくするから引き抜き耐力は上げることができる。アームも土中に腹面を預けて倒れ阻止抵抗を発揮する。なお、アームの地表側端には地表補強板を配して、アーム先端の沈み込みが防止される。
【０００６】
ワイヤロープに初期張力を付与することは如何なる方法によるも、今日では特に難しいことでない。しかし、ロープにより押さえられていた岩石が風化して僅かといえども沈んだりずれたりすれば、それが原因でロープは緩む。これを防止しもしくは拡大しないようにするため、例えば特開２００３−２０６５３５には、ロープ交差部緩み抑止用のクロスアンカークリップが提案されている。現在ではずれ阻止締結の思想がこの種防護工におけるクロスアンカークリップに浸透しつつあって、滑りやずれの発生するおそれのある交差ロープ接触式の旧来のクロスアンカークリップは排除される傾向にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２０１７１３
【特許文献２】特開２００３−２０６５３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した特許文献１に記載のアーム付きアンカーは、アームの表層への沈み込みを防止する対策が採られている。しかし、アームの先端部あたりから地山に伝わる大きい力は表層に沿う方向に働くゆえ、地表補強板は地山表面に沿うように置かれる。そのため、地表補強板は地山表面との間で大きな剪断力に耐える構造でなければならなくなる。地表補強板のずれを防止するために大きな地山突き刺し羽根を下面に溶接するなどされ、嵩張った形となるのは避けられない。足元の不安定な現場への多数のこれらの搬入や設置操作は、言うまでもなく不利不便を強いる。さらに言えば、アームを埋設するためにアンカーの腹側を掘り起こすことになり、埋め戻し作業、地固め作業も付随する。下草の掘り起こしまで伴えば、アンカー打設地の弱層化もきたし、補強の手間も増える。
【０００９】
特許文献２のクロスアンカークリップによれば交差部でのワイヤロープの緩みは減り、またロープ同士の磨耗も従前よりは或る程度低減される利点はある。しかし、ロープの消耗は依然として避けられない。また、一工事で何百・何千個と使用されることになるクリップにおける個々のボルトの高トルク締結や検査には、交差を維持しておくだけの締結力を発揮しさえすればよい旧型のクロスアンカークリップに比べれば、格段の重労働が強いられる。
【００１０】
ところで、ワイヤロープに掛けられた張力は熱膨張の影響を無視すれば、ロープに張りを与えたときが最高である。とすれば、上記したごとく風化等により地山の様子に変化があると張力の減る事態が生じる。クロスアンカークリップによる交差部のロープずれがなければワイヤロープの緩みは少なくなるが、失ったり減少した張力を自ずと回復させるということは、ワイヤロープそのままでは到底できるものでない。
【００１１】
加えて、日本の一般的な風土では四季があり、年間の寒暖差は激しい。仮に温度差が約４０℃とすると、例えば３０メートルのワイヤロープの場合、約１５ミリメートルの長さ変動が生じる。張設時に所望の大きさの張力を付与したとしても、夏場にワイヤロープが上記のごとく１５ミリメートルも伸びて緊張が解ければ、地山を押さえて落石を防止するなどとの効果は激減する。一方、夏場に強く付与して得た張りは冬場の収縮で張力過多となり、甚だしくはロープ端固定用のアンカーやロープ交差部のクロスアンカークリップのアンカーの地山定着性を著しく減退させる。
【００１２】
本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、その目的は、寒暖の影響があってワイヤロープの張力が変動しても、年間を通じて一定以上の張力を発生させておくことができること、また、経時的変化があってワイヤロープの張力が変動しても、所望する張力に近づけるべく自然回復させられることならびに過剰なロープ張力の発生を回避できること、クロスアンカークリップによるワイヤロープの交差部における過酷な締結作業の軽減が図られること、非岩石質の地山であってもロープ端保持能力をコンパクトな構造で確保し、ロープ張力保持の永続性を高めること、を実現した落石防護工におけるワイヤロープの張力保持方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、浮き石や岩石の崩落を防止するため、ワイヤロープを少なくとも縦横に敷設して地山を押さえる落石防護工におけるロープ張架方法に適用される。その特徴とするところは、図１やその他の図面を参照して述べると以下の通りである。ワイヤロープ１の端部を保持するため地山に立てるアンカーとして、地山が岩石質である箇所では、岩盤に立設されて強固な倒れ阻止抵抗を発揮する（岩質用）棒状アンカー３（図２も参照）が使用される。一方、図３に示すように、地山が土砂質・砂礫質の箇所では、杭１１の地表に位置する頭部で支点をなして上下方向に回動可能に支持され、その支点部１４から遠ざかる位置でロープ端を係留する取付部１２と、その取付部に作用したロープ張力により発生するモーメントに起因して地山表面に力を及ぼすべく支点部１４から遠ざかった位置に設けられる押圧部１３とを有した二作用点型レバー７、および土砂質表層６を被覆し押圧部１３からの荷重を低面圧で受ける荷重分散板８を備えて、倒れ阻止抵抗を発揮する荷重分散地表預け式アンカー４が使用される。ワイヤロープ１の張力調節具として、弓形もしくは波形に曲げられ、弦長もしくは波長を常時縮小する方向に弾発力を発生して、ワイヤロープ１の途中に沿わされる全長可変鋼材１５（図６を参照）が使用される。ワイヤロープ１を敷設する際には、ワイヤロープの途中に全長可変鋼材１５を配してその鋼材から離反しないようにロープを束縛する（図１０を参照）。そのワイヤロープ１の未固定端を、棒状アンカー３もしくは荷重分散地表預け式アンカー４に取りつけて地山に這わせ、図１３の（ａ）に示すように、ロープ端を取付部１２に係留して生じる支点部１４の回りのモーメントにより、押圧部１３を荷重分散板８に着座させる。ワイヤロープ１を牽引して張力を付与する際に、夏場の敷設では、弦長もしくは波長を全長可変鋼材１５の自由状態長さよりは大きくなる張力を掛け、冬場の敷設では、弦長もしくは波長を夏場のワイヤロープ１の敷設時の弦長もしくは波長よりも長くなる張力を掛ける。春・秋の敷設では、弦長もしくは波長を夏場のワイヤロープ敷設時の弦長もしくは波長よりも長くかつ冬場のワイヤロープの敷設時の弦長もしくは波長よりも短くなる張力を掛ける。それによって、図７の（ｄ）のワイヤロープ１が熱膨張して張力が減少したとすると、全長可変鋼材１５の弾発力がロープの残存張力に応じた弦長もしくは波長に縮小させ（図７の（ａ）を参照）、全長可変鋼材１５に沿っている部分のロープの曲がり部分の弦長を減らすことにより実質的にロープを手繰り寄せ、熱膨張によるロープの伸長量の一部を吸収しつつもロープに張力を残す。ワイヤロープ１が熱収縮して張力が増加すると、図７の（ｄ）のように全長可変鋼材１５の弾発力がロープの増加張力に応じた弦長もしくは波長に拡大させ、全長可変鋼材１５に沿っている部分のロープの曲がり部分の弦長を増やすことにより実質的にロープを繰り出し、熱収縮によるロープの縮小量の一部を吸収しつつもロープに過大張力が発生するのを回避できるようにする。
【００１４】
図１を参照して、落石防護工２としては、縦横敷設のワイヤロープ１Ｔ，１Ｙが形成するロープ枠の対角線上にワイヤロープ１Ｋを敷設したものであってもよい。
【００１５】
図１０に示すように、全長可変鋼材１５を平鋼板２１とし、この鋼板へのワイヤロープ１の束縛は、弓形もしくは波形に曲げられた鋼板にワイヤロープを沿わせ、係止具２２により鋼板からの離反が阻止されるようにしておく。
【００１６】
全長可変鋼材１５を図１６および図１８の鋼棒２１Ｂ，２１Ｃとし、この鋼棒へのワイヤロープ１の束縛は、弓形もしくは波形に曲げられた部分にワイヤロープを蔓巻きさせ、弦もしくは波の両端では、鋼棒端部を曲げて形成したフック２２Ｄに係止されて鋼棒からの離反が阻止される態様としてもよい。
【００１７】
図１３に示すように、荷重分散地表預け式アンカー４の二作用点型レバー７は、杭１１の頭部に嵌着させる支点部１４と取付部１２とを結ぶ線２３に対して、その取付部１２と押圧部１３とを結ぶ線２４が略直角をなすようにしておくことが好ましい。
【００１８】
取付部１２から延びるワイヤロープ１が、支点部１４と取付部１２とを結ぶ線２３に対して４５度以上の角度をなすように配慮しておく。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、地山が岩石質である箇所で岩質用棒状アンカーが使用され、土砂質・砂礫質である箇所では荷重分散地表預け式アンカーが使用されるので、ワイヤロープ端の固定が頑強となり、そのアンカーに張架されたワイヤロープに大きな張力を付与することができるようになる。弦長もしくは波長を常時縮小する方向に弾発力を発揮する全長可変鋼材がワイヤロープの途中に沿わされるから、ワイヤロープの熱膨張・収縮による全長可変鋼材の曲がりの変化によって、ロープ全長を一定に保った状態で所望する以上の張力を発揮するよう自動的に調節することができる。クロスアンカークリップにおけるロープずれは大した問題とならず、その締結操作の大幅な労力軽減が図られる。
【００２０】
ワイヤロープを敷設するとき、夏場では弦長もしくは波長が全長可変鋼材の自由状態長さよりは大きくなる張力を掛け、冬場では弦長もしくは波長を夏場のワイヤロープ敷設時のそれらよりも長くなる張力を掛けるようにする。したがって、冬場にある大きさ以上の張力を作用させるかぎり、夏冬とおして所定以上の張力をワイヤロープに掛けておくことができる。そして、その張力の差が全長可変鋼材を採用しないときに比べれば小さくなるから、年間を通じてアンカーに作用する荷重が極端に違ってくるということはなくなる。アンカー打設孔壁に及ぶ荷重の交番が少なくまた弱まることでアンカーと地盤との密着が保たれ、その立設状態も長期にわたり安定させやすくなる。
【００２１】
ワイヤロープの途中に全長可変鋼材を配して鋼材から離反しないようにロープを束縛しておけばよく、ワイヤロープと全長可変鋼材との長手方向の相対的ずれの発生は張力調節に実質的に何らの影響も与えない。それゆえ、ロープを全長可変鋼材に沿わせる操作は負担の少ないものとなる。クロスアンカークリップの締結操作の軽作業化とあいまって、足場の悪い過酷な作業環境における重労働の軽減や回避は、落石防護工の施工工数の低減に寄与し、コストダウンも推進される。
【００２２】
ワイヤロープを牽引して張力を付与する際に、弦長もしくは波長を全長可変鋼材の自由状態長さよりは大きくなる張力を掛けることにすれば、寒暖の差だけでなく、地山の風化等により張力が減少したときにも張力を回復させることができ、ロープ張力をある一定以上に保持しておくことができる。
【００２３】
縦横敷設のワイヤロープが形成するロープ枠の対角線上にもワイヤロープが敷設されている落石防護工とすれば、面積当たりのロープ張設密度が増大し、大きな岩石のみならず中礫も押さえやすくなる。斜めロープも張力調節が自動的になされると、落石防護工による地山被覆押さえ効果は大いに高まる。
【００２４】
全長可変鋼材を平鋼板としておけば、鋼板面へのロープ沿わせと係止具による離反阻止とが簡単かつ負担の少ない操作でもって達成される。ワイヤロープの鋼板への束縛が容易となれば、作業環境の厳しい傾斜地での力仕事を大いに軽減する。ちなみに、平鋼板を本体とするので、すでに完成した落石防護工で緩みを発見したとき、爾後的にワイヤロープへ介装することもできる。老朽した落石防護工の簡単な操作による修復が可能となる。
【００２５】
全長可変鋼材を弓形もしくは波形に曲げられた鋼棒とすれば、ワイヤロープを蔓巻きさせかつ弦もしくは波の両端で端部を曲げて形成したフックに係止させるだけで、ロープを完全に鋼棒に沿わせることができる。ワイヤロープの少なくとも一端がアンカーに固定されていない状態で操作するが、ロープは強靱であるとはいえ、巻き付けるだけでロープを鋼棒に沿わせることができるから、意外と負担は少ない。この鋼棒へのロープ沿わせ作業の負担は、クロスアンカークリップの多数の箇所での高トルク締結作業の負担量に比べれば著しく小さく、過酷な作業の軽減または回避は、施工上の利便性や作業能率の向上さらには資材の高品質化抑制等をもたらす。
【００２６】
荷重分散地表預け式アンカーの二作用点型レバーは、杭の頭部に嵌着させる支点部と取付部とを結ぶ線に対して、その取付部と押圧部とを結ぶ線が略直角をなしていれば、押圧部から荷重分散板への荷重が力学的損失を少なくして導入される。なお、略蝶羽状に板取りした鋼板を二つ折りにして製作される二作用点型レバーは、支点となる基部がＵ字状をなすが、それによって構成部品点数の抑制を実現し、低廉化にも寄与する。
【００２７】
取付部から延びるワイヤロープが、支点部と取付部とを結ぶ線に対して４５度以上の角度となるようにしておけば、荷重分散板へはロープ張力の７０％以上を負担させ、アンカーに及ぼす負担を可及的に減らし、アンカーの安定を増進する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るワイヤロープの張力保持方法が適用される落石防護工の一例の平面図。
【図２】（ａ）棒状アンカーが適用されている岩石質の地山におけるワイヤロープの張設説明図、（ｂ）は土砂質・砂礫質の地山に棒状アンカーを適用したときの倒れ阻止抵抗が発揮されないことの説明図、（ｃ）は棒状アンカーにワイヤロープを固縛している様子と、それに用いられる巻付グリップの使用を示す説明図。
【図３】土砂質・砂礫質の地山におけるワイヤロープの張設説明図。
【図４】荷重分散地表預け式アンカーの５面図。
【図５】荷重分散地表預け式アンカーとそれを構成する二作用点型レバーならびに荷重分散板の説明図および二作用点型レバーの変形例図。
【図６】全長可変鋼材としての弓形平鋼板の一例の４面図。
【図７】弓形平鋼板とそれに沿わされたワイヤロープの伸びの変化の説明図。
【図８】全長可変鋼材における端部引張荷重が作用したときの弾発力発生メカニズムの説明図。
【図９】荷重分散地表預け式アンカーにおけるワイヤロープの張力付与操作図。
【図１０】弓形平鋼板にワイヤロープを沿わせた状態の平面図および正面図。
【図１１】Ｕボルトの係止具およびそれと異なる例の係止具の説明図。
【図１２】二作用点型レバーの製作例や変形例の説明図。
【図１３】二作用点型レバーにおける力の作用ならびにワイヤロープの係留角度についての説明図。
【図１４】波形の全長可変鋼材とした場合の各種態様図。
【図１５】平鋼板の反転使用例と両面沿わせ例の説明図。
【図１６】全長可変鋼材を弓形鋼棒で形成したときの４面図。
【図１７】弓形鋼棒にワイヤロープを蔓巻きさせた状態と、それに張力を掛けたときの形の変化を示す説明図。
【図１８】波形鋼棒による全長可変鋼材とした場合の各種態様図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明に係る落石防護工におけるワイヤロープの張力保持方法を、その実施の形態を表した図面に基づいて詳細に説明する。図１は、地表に散在する浮き石２ａ（図２を参照）や岩石２ｂの崩落を防止するため、ワイヤロープ１を少なくとも縦横に敷設して地山を押さえる落石防護工２の一例を示す。この落石防護工では、ワイヤロープ１に張力を意図的に作用させる関係で、両端を保持するアンカー３，４には地盤の硬軟に応じて強固となるものが採用される。そして、ワイヤロープ１の途中には環境等の変動により弱くなった張力を部分的に回復させたり、過大となる張力を和らげる配慮が施される。なお、ワイヤロープの交差部はクロスクリップ１ａ、クロスアンカークリップ１ｂ等が必要に応じて取りつけられ、ワイヤロープの敷設秩序が維持される。ちなみに、この落石防護工２は、図の右半部が岩盤質の地山、左半部が土砂質の地山であるとして描かれている。
【００３０】
例えば、落石防護工は地山の風化により押さえられていた岩石が沈降したり位置ずれして、ロープが爾後的に緩むこともある。それのみならず、夏場はロープが熱膨張して長くなり、その結果張力は低下する。冬場はロープが熱収縮して短くなり、緊張を増す。これらが原因して張力が変動すると、とりわけ熱膨張で張力が消失することになると、地山を押さえる目的が十分果たせなくなる。また、その張力を維持するためのアンカーは、時期や季節によって作用する引き抜き力が異なることになる。このような交番負荷は地山やアンカーを保持する能力を低下させるもとになり、ひいては地山保持防護工の衰弱を招きかねない。
【００３１】
そこで本発明においては、ワイヤロープ１の端部を保持するため地山に立てるアンカーとして、地山が岩石質である箇所では、図２の（ａ）に示すように、岩盤５に立設されて強固な倒れ阻止抵抗を発揮する岩質用棒状アンカー３を使用する。一方、地山が土砂質・砂礫質である箇所６では、図２の（ｂ）に示すごとく棒状アンカー３は倒れやすいから、図３に示す二作用点型レバー７および荷重分散板８を備えて、倒れ阻止抵抗を発揮する荷重分散地表預け式アンカー４が使用される。これは図４に示す金具のアッセンブリ品であり、その構造は後で詳しく述べる。ちなみに、特開２００７−２９７７８２には、後者のアンカーの形を想起させるものが開示されている。
【００３２】
岩質用アンカー３は棒状であり、図２の（ａ）に示すごとく、表層土９の直下もしくは露出する岩盤５に例えば１メートルの深さの孔を穿ち、凝固材を注入してアンカーが差し込まれる。凝固材の養生後には、ワイヤロープを固縛するに十分な保持力を発揮する中実の杭となる。この種の棒状アンカーはよく知られたものである。
【００３３】
上記の二作用点型レバー７は、図５（ａ）に矢印１０で示すように、中空の杭１１の頭部で支点をなして上下方向に若干回動可能に支持される。これには、二つの作用点としてロープの取付部１２と地山に力を及ぼす押圧部１３とを有する。取付部１２は、支点部１４から遠ざかったところでロープ端を係留し、押圧部１３は取付部１２に作用したロープ張力により発生するモーメントに起因した力を荷重分散板８に及ぼす。そのため、押圧部１３は支点部１４からも取付部１２からも遠ざかった位置に設けられる。ちなみに、二作用点型レバー７の上面、側面、断面のそれぞれは（ｂ）に表され、後で詳しく触れる荷重分散板８の前面は（ｃ）に、後面は（ｄ）に、杭部は（ｅ）に表されている。
【００３４】
いま、二作用点型レバーと銘打っているが、工作上は図示のように略三角形をなすものとしておき、剛性を高めておけばよい。このレバーは支点が二つの作用点を結ぶ線の中間になく、支点部１４が取付部１２と押圧部１３とで例えば三角形を形成したときの三つ目の頂点をなす位置に選定されるから、二作用点Ｖ形レバーとでも名づけることができるほどのものである。それゆえ、強度上等に問題がなければ、図５の（ｆ）や（ｇ）のごとくの横向き・下向きのＶ状であっもよい。
【００３５】
荷重分散板８は、図３から分かるように、土砂質・砂礫質表層６を被覆し押圧部１３からの荷重を低面圧で受ける鉄板である。これは、ロープ張力により発生するモーメントに起因して地山表面に及ぼす力を受け止めるものであるゆえ、地山への荷重伝達の効率をよくする配慮が施される。そのため、荷重が表層に沿うのではなく、図示のごとく意図的に斜め下向きとなるように配慮されている。地表を少しえぐり取って土の肩６Ａを出し、その肩に荷重分散板８があてがわれる。したがって、鉄板の下面にはずれ防止のスパイク８Ａを幾つか設けておく程度で済む。
【００３６】
図５の（ｃ）の８Ｂは板の中央部分の剛性を高めるためのステーであり、その近傍に押圧部１３の爪１３Ａを受ける（ｄ）に示す孔８Ｃがあけられ、押圧部の無用の滑りを防止するようにしている。このような荷重分散板８は、図１３の（ｂ）や（ｄ）のように表層近くで浅く埋設して設置されることもある。いずれにしても、荷重分散板の下方に土砂質表層６が存在するかぎり土砂質表層を被覆しているわけで、表土を埋め戻すことがあるにしても、荷重が伝えられる部分の土肩を掘り返えすことは控えられるのが原則である。
【００３７】
いま対象としている落石防護工として注目すべきは、図６に示す全長可変鋼材１５の導入である。これは、図７の弦長をＬP0の自由状態長さとなるように常時縮小する方向に弾発力を発生して、ワイヤロープ１の途中に沿わされる弓形に曲げられたテンション調節プレートとでも言うべきものである。特開２００５−３１４９８１には、これを想起させるものが開示されている。
【００３８】
本発明の原理を、以下に述べる。ワイヤロープが熱膨張して張力が減少すると、全長可変鋼材の弾発力がロープの残余張力に応じて弦長を縮小させ、全長可変鋼材に沿っている部分のロープの曲がりを増やすことにより実質的にロープを手繰り寄せる。熱膨張によるロープの伸長量の一部を吸収してロープに張力を残す。一方、ワイヤロープが熱収縮して張力が増加すると、全長可変鋼材の弾発力がロープの増加張力に負けて弦長を拡大させ、全長可変鋼材に沿っている部分のロープの曲がりを減らすことにより実質的にロープを繰り出す。熱収縮によるロープの縮小量の一部を吸収してロープに過大張力の発生を回避できるようにするというものである。
【００３９】
これを図解したものが図８の（ａ）である。（イ）は弓形に曲げられ、弦長を常時縮小する方向に弾発力を発生する全長可変鋼材１５を単純に一本線で表したものである。この鋼材の左右端に全く力を掛けていない自由状態では、端間距離（＝弦長）はＬPOであるとする。弾発力が付与されているということは、図８の（ｂ）を参照して、鋼材を破線、一点鎖線、二点鎖線のように曲率を小さくする（すなわち、曲率半径を大きくする）ように拡げたなら、矢印１６の方向に復元して実線のようになるという意味である。このような全長可変鋼材はばね鋼を使用したり熱処理することによって製作される。
【００４０】
いま、図８の（ａ）の（ロ）のように両端をＦ1 の力で引っ張ったとき、ΔＬM1だけ伸びたとする。（ハ）や（ニ）はそれぞれＦ2 ，Ｆ3 の力で引っ張ったとき、ΔＬM2，ΔＬM3だけ伸びたことを表している。このときの関係をグラフに表したものの一例が（ｃ）である。それぞれで求められるばね定数をｋ1 ，ｋ2 ，ｋ3 として、その値が異なるのが一般的であるが、「力 vs 伸び」において、ｋ1 ，ｋ2 ，ｋ3 ＝ｋP であるところを使用することにすれば、図示のごとく実質的にリニアであると扱うことができる。自由状態時の弦長ＬPOと曲率、鋼材の縦弾性係数ＥP や断面二次モーメントＩP が決まれば、（ｂ）のような変化は再現性のあるものとなる。
【００４１】
以下に具体的数値を用いて、分かりやすく説明する。あくまでも一例であることを断っておく。いま、落石防護工２（図１を参照）の縦ロープ１Ｔのアンカー間距離ＬW0が３０メートルすなわち３０，０００ミリメートルとする。そして、３０，０００ミリメートルのワイヤロープ（＝ＬW ）は４１．７℃差で１５ミリメートル伸縮する。ワイヤロープの線膨張係数αを１２×１０-6／℃とし、施工地での夏と冬の最大温度差ΔＴを４１．７℃とした場合、その温度差によるロープ長さの差ΔＬWTは、
ΔＬWT＝ＬW ×α×ΔＴ
＝（３０×１０3 ｍｍ）×（１２×１０-6／℃）×（４１．７℃）
＝３×１．２×１０-1×４１．７＝１５．０  ｍｍ          …（１）
となるからである。
【００４２】
張力の大きさに対してワイヤロープの伸びと全長可変鋼材の弦の伸びとの合計は、以下の表１のとおりとする。
【表１】
0005628506.tif 000002
【００４３】
というのは、ワイヤロープの縦弾性係数（ＥW ）を２．１×１０5 Ｎ／ｍｍ2 、ロープの実質断面積を９５ｍｍ2 として、３０メートルのワイヤロープに引張荷重１０，０００Ｎを掛けたときのロープの伸びΔＬWM＝Ｆ×ＬW ／（ＥW ×ＡW ）は、
ΔＬWM＝１０，０００×３０，０００／（２．１×１０5 ×９５）
＝３×１０8 ／２×１０7 
＝１５．０ミリメートル                                …（２）
となるからである（表１中の下から４段目を参照）。そして、他の荷重に対するロープの伸びは比例するから表１の「ロープの伸び」の欄の他の段の表記のとおりである。一方、弦の伸びは表１となるように全長可変鋼材のＥP ×ＩP （ＥP は全長可変鋼材の縦弾性係数、ＩP は同断面二次モーメント）と弦長が選定されているとする。これは、曲がり梁の計算により求めることができる。ちなみに、図８では、弓を拡げる方向に力Ｆi で引っ張ったとき（ｉ＝１，２，３）の弦の伸びとその引張力との関係が、リニアである（弦伸長ばね定数ｋi ＝一定＝ｋP ）としていることは上記した。しかし、ばね定数は一定でなければならないというものでなく、要は、表１の弾性変形のデータを予め取得しておけばよい。材質と寸法が決まれば計算値を検証したり修正するためのデータを得ることは容易である。
【００４４】
ところで、冬場に張力４，２８６Ｎを掛けたとき、アンカー間距離の３０メートルに丁度なっているとする。表１より、
合計長  ＝  負荷前ロープ長さ  ＋  ロープの伸び  ＋  弦の伸び
＝  ＬWFW ＋  ６．４３  ＋  ８．５７＝  ３０，０００
ゆえに、このワイヤロープの冬場の自由状態長さ（負荷前ロープ長さ）ＬWFw は、
３０，０００−（６．４３＋８．５７）＝  ２９，９８５ミリメートル
である。これが夏場には式（１）で計算した１５ミリメートル伸長して３０，０００ミリメートルとなる。ちなみに、ワイヤロープが例えば１００ミリメートル短い２９，９００ミリメートルであるとしても、ロープの熱膨張による伸びは２９９／３００倍となるだけで、ほとんど１５．０ミリメートルであることに変わりがない。したがって、２９，９８５ミリメートルのワイヤロープも夏場に１５ミリメートル伸長すると扱う。この夏場の自由状態長さ（負荷前ロープ長さ）ＬWFS は、すでにアンカー間距離ＬW0の３０メートルになっていることを意味するから、夏場では張力が自然消失することになる。すなわち、夏場は地山を押さえる力が発生しないか極めて小さい。夏場に張力を発生させておこうとするためには、表１に従う資質の工事材料の場合、冬場に４，２８６Ｎを越える張力を掛けなければならないことが分かる。なお、ここでの説明では、以後ワイヤロープは一年を通じて常に２，０００Ｎ以上の張力（以下、最小設定張力という）が必要であるとする。
【００４５】
そこで、図７を参照して、張力として夏場に２，０００Ｎを掛けるとし（表１中の２，０００Ｎの欄を参照）、このとき（ａ）に示すように、アンカー間距離ＬW0の３０メートルに丁度なっているとする。
合計長  ＝  負荷前ロープ長さ  ＋  ロープの伸び  ＋  弦の伸び
＝  ＬWFs ＋２×（１．５０＋２．００）  ＝  ３０，０００
ゆえに、張力を解放すると、（ｂ）に示すごとく、ＬWFs ＝２９，９９３ミリメートルとなる。このワイヤロープは、（ｃ）のように、冬場に１５ミリメートル熱収縮してＬWFw ＝２９，９７８ミリメートルとなる。これを（ｄ）に示すように、アンカー間距離ＬW0の３０メートルにしようとすると、２２ミリメートル伸ばす必要がある。表１より、２２ミリメートルの伸長を達成する張力は６，２８０Ｎであることが分かる。このときのロープの伸びは９．４０ミリメートル、弦の伸びは１２．６０ミリメートルであり、これが２２ミリメートルの伸びを提供している。ちなみに、春秋はその半分の温度差とすれば１５／２≒８ミリメートルの伸縮量となるから、２９，９７８ミリメートルに８ミリメートルを加えた２９，９８６ミリメートルとなる。これをアンカー間距離の３０メートルにしようとすと、１４ミリメートル伸ばす必要がある。表１より、１４ミリメートルの伸長を達成する張力は４，０００Ｎである。
【００４６】
冬夏の二シーズンを例にして言い換えると、ワイヤロープは夏場に熱膨張して張力を冬場の６，２８０Ｎから２，０００Ｎに減少させる。全長可変鋼材の弾発力がロープ張力と釣り合うべく１２．６ミリメートル弦長を伸ばしていたものを、４ミリメートルの伸びに縮小させる。これによって、全長可変鋼材に沿っている部分のロープの曲がり部分の弦長が減らされることになり、実質的にロープは８．６（＝１２．６−４．０）ミリメートル手繰り寄せられる。熱膨張によるロープの伸長量１５．０ミリメートルのうちの半分以上が全長可変鋼材により吸収されたことになる。それにもかかわらず、ロープ張力は最小設定張力の上記した２，０００Ｎが確保されている。ちなみに、吸収されなかった伸長量＝１５．０−８．６＝６．４ミリメートルは、３ミリメートル伸びていたロープが９．４ミリメートル伸びたことによって補われている。
【００４７】
一方、夏場に２，０００Ｎの張力を付与したワイヤロープが冬場に熱収縮して６，２８０Ｎに増大すると、全長可変鋼材は弦長を４ミリメートル伸ばしていたところから１２．６ミリメートルに増大した伸びを呈する。これによって、全長可変鋼材に沿っている部分のロープの曲がり部分の弦長が増えることになり、実質的にロープを８．６ミリメートル繰り出す。熱収縮による縮小量１５ミリメートルのうちの半分以上を補充する。それにもかかわらず、ロープ張力は最小設定張力の２，０００Ｎより大きい６，２８０Ｎを保った状態にしておくことができる。
【００４８】
ちなみに、全長可変鋼材が介在されていないとすると、冬場には熱収縮で短くなった１５．０ミリメートルをワイヤロープの引っ張りで相殺しなければならないことになる。その場合の張力は１０，０００Ｎであるから（前掲の式（２）を参照）、全長可変鋼材はワイヤロープの張力負担を１０，０００−６，２８０＝３，７２０Ｎも減らしている。全長可変鋼材がワイヤロープにおける過大張力の発生を回避していることも分かる。
【００４９】
全長可変鋼材を採用していない例を、もう少し具体的に述べる。夏場に１５ミリメートル熱膨張したワイヤロープに２，０００Ｎの張力を作用させるとすると、そのワイヤロープは３ミリメートルを加えた１８ミリメートルの伸びを呈して３０，０００ミリメートルにされることになる。すなわち、夏場の自由状態長さは２９，９９７ミリメートルである。冬場には１５ミリメートル収縮するから２９，９８２ミリメートルの自由状態長さであり、これを全長可変鋼材を使用しないで３０，０００ミリメートルにしようとすれば１８ミリメートル伸ばす必要があり、表１の最下段の１２，０００Ｎの張力を作用させることになる。全長可変鋼材を使用すれば、６，２８０Ｎで済むことは上で述べたとおりであり、それよりも５，７２０Ｎもさらに大きい張力をワイヤロープに掛けることになる。ワイヤロープの負担が大きくなるだけでなく、ワイヤロープに張力を作用させる労力も大変なものになる。全長可変鋼材の採用が如何に緊張緩和作用や張力付与労力の軽減効果を発生させているかが分かる。
【００５０】
ちなみに、冬場に張力を１，０００Ｎずつ増やしたときの春夏秋の張力を、全長可変鋼材を使用した前記と同様の要領で求めたものを、表２に記す。
【表２】
0005628506.tif 000003
【００５１】
ところで、張力の大きさに対してワイヤロープの伸びと全長可変鋼材の弦の伸びとの合計を先に示した表１のとおりとし、秋に６，０００Ｎを掛けたとき、ワイヤロープはアンカー間距離３０メートルになっているとする。いま、岩石の風化等によって、このワイヤロープの張力が４，７１４Ｎに低下したとして、それが秋であったとする。表２から、冬場は７，０００Ｎの張力を、夏場は２，７１４Ｎの張力が依然として発揮されることになり、このワイヤロープは２，０００Ｎという最小設定張力を失うことがない。
【００５２】
ところが、張力が４，０００Ｎに落ちたのが冬場であったとすると、その張力は上記した４，２９０Ｎを下回っているから、夏場には張力が０となる。そこで、経時的な緩み量の発生を考慮したうえで、敷設時の付与張力を選定することも極めて重要な設計要因であることが分かる。これを考慮すれば、夏場に張力が１，７１４Ｎ低下しても２，０００Ｎの最小設定張力を保持しておくためには、張力を３，７１４Ｎ（≒０．４トン）とする必要がある。このとき冬場の張力は、表２から８，０００Ｎ（≒０．８トン）となる。逆に言えば、冬場の施工では、８，０００Ｎの張力を掛けるべきことを教えている。
【００５３】
上記の落石防護工とは対象が異なるが、いま４，０００Ｎの張力がワイヤロープに作用している状態で、何らの事情により張力が６，０００Ｎになったとする。詳しい説明は省くが、このようなことは例えばポケット式落石防護ネット工などで起こる。６，０００Ｎのときのロープの伸びと弦の伸びの合計は２１．０ミリメートルであるから、４，０００Ｎのときの１４．０ミリメートルよりも７ミリメートル伸びたために、すなわちロープが９．００−６．００＝３．００ミリメートル伸びるとともに弦が１２．００−８．００＝４．００ミリメートル伸びたわけであり、これがために６，０００Ｎの張力で済んでいるという状態にある。というのは、上記した伸びの合計２１．０ミリメートルを全長可変鋼材を備えない３０メートルのワイヤロープで達成しようとすると、表１からワイヤロープは１０，５００Ｎもの張力に耐えなければならないことになる。全長可変鋼材を採用すれば、ワイヤロープの負担は大いに軽減されることが、この例でも理解される。
【００５４】
次に、ワイヤロープを敷設する際の手順について説明する。まず、図７の（ｂ）に示すように、ワイヤロープ１の途中に全長可変鋼材１５を配して、鋼材から離反しないようにロープを係止具２２により束縛する。このとき、ワイヤロープと全長可変鋼材との長手方向の相対的ずれが生じるようなことがあっても問題とならない。却ってずれの生じることのできる方が好ましいとも言えるが、全長可変鋼材１５とこの全長可変鋼材に沿った部分のワイヤロープ１とは、全長可変鋼材が如何に曲がろうとも、それに沿わされたワイヤロープの全長可変鋼材上の長さは不変である。仮に、熱膨張率に倍と半分の違いがあるとしても弦長が例えば５０センチメートルの場合、熱膨張量差は前掲した式（１）に則れば、高々０．１３ミリメートルであって、系全体に影響を与えるほどのものでない。
【００５５】
ワイヤロープ１を全長可変鋼材１５に沿わせた後は、そのワイヤロープの地山未固定端を、棒状アンカー３もしくは荷重分散地表預け式アンカー４に取りつけて地山に這わせる（図示せず）。すなわち、ワイヤロープ１を全長可変鋼材１５に沿わせる操作は、ワイヤロープの一端を固定、他端を未固定状態でするか、両端を未固定状態でするかは、作業員の判断に委ねられるからである。ロープ端を取付部１２に係留しただけで生じる支点部回りのモーメントにより、押圧部１３を荷重分散板８に着座させる。
【００５６】
そして、ワイヤロープ１の端部を牽引して張力を付与する際に、夏場の敷設では、弦長を全長可変鋼材１５の自由状態長さよりは大きくなる張力を掛ける。冬場の敷設では、弦長を夏場のワイヤロープ敷設時の弦長よりも長くなる張力を掛ける。そして、春や秋の中間の季節の敷設では、弦長を夏場のワイヤロープ敷設時の弦長よりも長くかつ冬場のワイヤロープ敷設時の弦長よりも短くなる張力を掛ける。もう少し詳しく述べれば、冬場の敷設では、夏場に見込まれる熱膨張が生じた状態でも最小設定張力を発揮する状態を生み出すことができる張力を掛けておくということである。すなわち、熱膨張差が１５ミリメートルとすれば、「ロープの伸び」＋「弦の伸び」を３０，０００ミリメートルのロープで１５ミリメートルとする張力より大きく掛けるというものである。
【００５７】
ちなみに、張力を掛けるための牽引やワイヤロープ１の係留は、図９の（ａ）から（ｃ）のようにすればよい。ワイヤロープ１を（ａ）のごとく取付部１２に掛け、取付部からロープを出し、取付部に至る手前でロープをクランパ１ｃで挟み、これを図示しないチェーンブロックなどを使用して矢印１７の方向へ引く。所定張力を作用させた時点で（ｂ）のようにワイヤロープを縛り、必要に応じて（ｃ）のように不要ロープを除去する。この図９のごとく、荷重分散地表預け式アンカー４の側で張力を得ようが、図２の（ａ）の棒状アンカー３の側で得ようが、いずれでも差し支えない。その固定には、図２（ｃ）に示した公知の巻付グリップ１８などが使用される。
【００５８】
ここで、本発明に使用される全長可変鋼材の詳細を、まずは図６に示す平鋼板２１の例から述べる。この鋼板へのワイヤロープ１の束縛は、図１０に示すように、弓形に曲げられた鋼板の背面にワイヤロープを沿わせ、弦の両端においてＵボルトのごとき係止具２２により離反阻止することによって行われる。弦長を常時縮小する方向に弾発力を発生する弓形に曲げられていることは、すでに何度も触れた。このような平鋼板としておけば、鋼板面へのロープ沿わせと係止具による離反阻止とが簡単な操作でもって達成される。ワイヤロープ１の鋼板への束縛が容易となれば、作業環境の厳しい傾斜地での力仕事が大いに軽減される。
【００５９】
その係止具としては、図１１の（ａ）に示したＵボルト２２Ａに代えて、（ｂ）に示したΩ形金具２２Ｂとしてもよい。また、（ｃ）のように平鋼板の一部を切り起こした曲げ突片２２Ｃでフック機能を発揮させるものであってもよい。この場合、（ｄ）のごとくフックの向きを逆にした左右交互掛けにでもしておけば、片側端でのロープ外れは起こりにくくなる。
【００６０】
上でも触れたが、ワイヤロープと全長可変鋼材との長手方向の相対的ずれの発生は張力調節に何らの影響を与えないから、ロープを全長可変鋼材に沿わせる操作は負担の軽いものとなる。全長可変鋼材の存在により、クロスアンカークリップ１ｂ（図１を参照）におけるロープずれは大した問題でなくなる。ワイヤロープの緩み阻止の目的で近時行われつつあるロープずれ完全阻止操作は常に必要というものでなくなる。このクリップ締結操作の回避もしくは操作数の低減は、足場の悪い過酷な作業環境における重労働を解放もしくは著しく軽減し、落石防護工の設置工数の低減にも寄与する。
【００６１】
次に、上記した荷重分散地表預け式アンカー４の二作用点型レバー７について、その詳細を述べる。図１２の（ａ）に示すように略蝶羽状に板取りした鋼板７Ａを二つ折りして形成されるＵ字状をなす部分を基部とし（図５の（ｂ）に示した支点部１４に該当する部分）、これを杭１１の頭部に嵌着させて基部と取付部１２とを結ぶ線２３に対して、図１３の（ａ）や（ｃ）に示すごとく、その取付部１２と押圧部１３とを結ぶ線２４を略９０度にしておく。こうしておけば、押圧部から荷重分散板８への荷重が力学的損失を少なくして導入されることになる（図中のＴ…ロープ張力、ＴV …押圧力方向成分、ＴE …引き抜き方向成分）。なお、略蝶羽状の板取りにより製作される二作用点型レバー７は、後述する代替案に比して部品点数の削減を実現し、低廉化にも寄与する。
【００６２】
ちなみに、取付部１２から谷または山へ向かってもしくは水平に延びるワイヤロープ１が、図１３（ａ）や（ｃ）に示すように、支点部１４と取付部１２とを結ぶ線２３に対して４５度以上の角度をなすように配慮する。これによって、荷重分散板８へはロープ張力の７０％以上を荷担させることができ、アンカーに及ぼす負担を４５度より小さい図１３の（ｂ）や（ｄ）に示した場合よりも可及的に減らし、アンカーの安定性を促進する。
【００６３】
この二作用点型レバーの代替レバーとして、図１２の（ｂ）に示したものを挙げることができる。これは、荷重分散地表預け式アンカー４としてアッセンブリした形の（ｃ）を見るかぎり、図５の（ａ）と大差ない。しかし、支点部１４が取付部１２と同じボルト形式とされ、支点部での揺動がより円滑となるようにしている。（ｂ）に示すように、そのボルト２５とナット２６でカラー２７を挟んでおけば、カラーは取付部１２においてワイヤロープ１とボルトとの摩擦を和らげ、支点部１４においては杭１１を通す空間を確保するスペーサとして機能する。
【００６４】
以上、多くのことを述べたが、本ワイヤロープ張力保持方法によれば、地山が岩石質である箇所では岩質用棒状アンカーが使用され、土砂質・砂礫質である箇所では荷重分散地表預け式アンカーが使用される。したがって、ワイヤロープ端の固定が強固となり、そのアンカーに張架されたワイヤロープに大きな張力を付与することができるようになる。弦長もしくは波長を常時縮小する方向に弾発力を発揮する全長可変鋼材がワイヤロープの途中に沿わされるから、ワイヤロープの熱膨張・収縮による全長可変鋼材の曲がりの変化によってロープ全長を一定に保った状態で所望する張力を保つよう自動的に調節される。
【００６５】
ワイヤロープを敷設するとき、夏場では弦長もしくは波長が全長可変鋼材の自由状態長さよりは大きくなる張力を掛け、冬場では弦長もしくは波長を夏場のワイヤロープ敷設時のそれらよりも長くなる張力を掛けるようにする。その結果、冬場にある大きさの以上の張力を作用させるかぎり、夏冬とおしてワイヤロープには張力を付与した状態にしておくことができる。そして、その張力の差が全長可変鋼材を採用しないときに比べれば半減するくらいまで小さくなるから、年間を通じてアンカーに作用する荷重が極端に違ってくるということはなくなる。
【００６６】
アンカー打設孔壁に及ぶ荷重の交番が少なくまた弱まることでアンカーと地盤との密着が保たれ、その立設状態も長期にわたり安定させやすくなる。ちなみに、平鋼板にワイヤロープを一面に沿わせるだけであるから、ロープ両端が固定されているすでに落石防護工として機能している設備においてワイヤロープの緩みを発見したときでも、ワイヤロープに爾後的に介装しやすくなる利点がある。
【００６７】
ところで、図１に示した落石防護工２には、縦横敷設のワイヤロープ１Ｔ，１Ｙが形成するロープ枠の対角線上にもワイヤロープ１Ｋが敷設されている。このように斜めロープ１Ｋを主や補助のワイヤロープとして導入しておけば、面積当たりのロープ張設量は増えるが密になり、大きな岩石のみならず中礫も押さえやすくなる。斜めロープも張力調節が自動的になされると、落石防護工による地山被覆効果は大いに高まる。この斜めロープは長さが多様であるから、介装される全長可変鋼材の幾つかは表１に則らないものを使用することもあるが、その場合には、次に説明する波形の全長可変鋼材でもって対応させるなどすればよい。
【００６８】
以上は全長可変鋼材として弓形に曲げられ、弦長を常時縮小する方向に弾発力を発生するものを例にした。しかし、波形に曲げられ、波長を常時縮小する方向に弾発力を発生する図１４に示す波形平鋼板２１Ａであってもよい。（ａ）は１ピッチ半の波の形をしており、１ピッチ半の水平投影長さを波長と称することにして、これがＬWAの自由状態長さとなるように常時縮小する方向の弾発力を発揮する。強いて言えば、上記した弦を半ピッチとして三つを連ねたようなものである。表１の弦の伸びの欄を３倍にした表を適用すればよい。もちろん、ＥＩを変えて伸びを違えることができるのも言うまでもない。
【００６９】
ところで、図１４の（ａ）の状態で張力を掛けたとき（ｂ）のように一部が沿わない状態になったとしても、以後この形態を持続するかぎり何ら問題はない。常に平鋼板に沿わせたいなら（ｃ）のように中央にもう一つないし二つの係止具２２を追加すればよい（図示は一つ追加されている）。なお、弓形の平鋼板２１を例えば三つ連ねる場合は、（ｄ）のようにワイヤロープ１の下面と上面に交互に沿わせるべく、逆姿勢に並べればよい。このとき、平鋼板同士はワイヤロープを挟んだ各端部で、足の少し長いＵボルト２２Ａにより接続される。
【００７０】
このようにしておけば、実質的に波形の全長可変鋼材を形成することができる。平鋼板の数によってロープの伸縮吸収度を変えることが容易となり、融通の利く全長可変鋼材となる。ちなみに、平鋼板であるので、すでに完成した落石防護工で緩みを発見したとき、爾後的にワイヤロープへ介装することができる。老朽した落石防護工でも、簡単な操作により再生が可能となる。ちなみに、図１５の（ａ）や（ｂ）に示すように、ワイヤロープ１を平鋼板の逆の面（例えば下面）に沿わせたり、（ｃ）のごとく、両面に沿わせることもできる。後者の場合には荷重の適用範囲を増やすことができるし、逆にロープに細いものを導入することもできる。
【００７１】
このような全長可変鋼材１５として波形平鋼板２１Ａを使用している落石防護工では、ワイヤロープの端部を牽引して張力を付与する際に、夏場の敷設では、波長を全長可変鋼材の自由状態長さよりは大きくなる張力を掛ける。冬場の敷設では、波長を夏場のワイヤロープ敷設時の波長よりも長くなる張力を掛け、春・秋の敷設では、波長を夏場のワイヤロープ敷設時の波長よりも長くかつ冬場のワイヤロープ敷設時の波長よりも短くなる張力を掛けておくことになるのは言うまでもない。
【００７２】
以上の操作を落石防護工にこだわることなく表現すれば、以下のようになる。なお、今までの説明で理解される範囲のものであるので、図解は省く。弦長もしくは波長を全長可変鋼材の自由状態長さよりは大きくなる張力を掛け、例えば岩石の沈降・ずれによってワイヤロープが緩んでも、全長可変鋼材の弾発力がロープの残余張力に応じて弦長もしくは波長を縮小させる。全長可変鋼材に沿っている部分のロープの曲がりを増やすことにより実質的にロープが手繰り寄せられ、ロープの緩みの全部もしくは一部が吸収されてロープ張力を回復させられるのである。
【００７３】
ところで、全長可変鋼材は平鋼板に代わるものとして、鋼棒２１Ｂを使用することができる。これは図１６に示すように丸棒や角棒で十分であるが（図示は丸棒）、弦の両端には鋼棒端部を曲げて形成したフック２２Ｄが設けられる。そして、図１７に示すように、ワイヤロープ１の鋼棒への沿わせは弓形に曲げられた部分に蔓巻きするだけであり、ワイヤロープの束縛はフック２２Ｄに係止させるだけで、鋼棒からの離反を阻止するようにしている。このような操作は、ワイヤロープの少なくとも一端がアンカーに固定されていない段階で行うが、ロープは強靱であるとはいえ、足で押さえて鋼棒に１回か１回半程度巻き付けるだけでロープを鋼棒に沿わせられるから、意外と負担は少ない。この鋼棒へのロープ沿わせ作業の負担は、クロスアンカークリップの多数の箇所での高トルク締結作業の負担量に比べれば著しく小さく、過酷な作業の軽減または回避は、施工上の利便性や作業能率の向上さらには資材の高品質化抑制等をもたらす。
【００７４】
図１８は、波形鋼棒２１Ｃとしたものである。波の両端には曲げて形成したフック２２Ｄがある。（ｂ）は（ａ）を逆にしたものであるが、何ら問題もない。現実には前記した平鋼板の場合もそうであるが、全長可変鋼材の姿勢は取付操作、ロープのうねりや撚りなどによって如何様ともなるから、取付状態における上下は問題にするに及ばない。
【００７５】
なお、この図１８の（ｃ）と先の図１７とは、自由状態にあるそれぞれ手前の鋼棒に張力を作用させて両端をそれぞれΔＬK 伸長させた様子を示している。いずれにおいても張力を掛けた状態では鋼棒の弦の深さ、波の高さが減っていることでロープを繰り出し、ΔＬK を埋め合わせるように描かれている。ちなみに、図１は硬軟両質の地山である例としていたが、岩石質ばかりの地山ではアンカーとして採用されるのは棒状アンカーだけであり、土砂質・砂礫質ばかりの地山では荷重分散地表預け式アンカーだけとなることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７６】
１…ワイヤロープ、１Ｋ…斜めロープ、１Ｔ…縦ロープ、１Ｙ…横ロープ、１ｂ…クロスアンカークリップ、２…落石防護工、２ａ…浮き石、２ｂ…岩石、３…棒状アンカー（岩質用アンカー）、４…荷重分散地表預け式アンカー、５…岩盤、６…土砂質・砂礫質である箇所（土砂質・砂礫質表層）、７…二作用点型レバー、８…荷重分散板、１１…杭、１２…取付部、１３…押圧部、１４…支点部、１５…全長可変鋼材、２１…弓形平鋼板、２１Ａ…波形平鋼板、２１Ｂ…弓形鋼棒、２１Ｃ…波形鋼棒、２２…係止具、２２Ｄ…フック。 
【図１】
0005628506.tif 000004
【図２】
0005628506.tif 000005
【図３】
0005628506.tif 000006
【図４】
0005628506.tif 000007
【図５】
0005628506.tif 000008
【図６】
0005628506.tif 000009
【図７】
0005628506.tif 000010
【図８】
0005628506.tif 000011
【図９】
0005628506.tif 000012
【図１０】
0005628506.tif 000013
【図１１】
0005628506.tif 000014
【図１２】
0005628506.tif 000015
【図１３】
0005628506.tif 000016
【図１４】
0005628506.tif 000017
【図１５】
0005628506.tif 000018
【図１６】
0005628506.tif 000019
【図１７】
0005628506.tif 000020
【図１８】
0005628506.tif 000021