(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎に固定されるベースプレートと、前記ベースプレートから立設された管体とを備え、前記管体に負荷される衝撃荷重を当該管体の塑性変形により吸収可能な防護柵用支柱であって、
前記管体の前記衝撃荷重を受ける側に対して反対側の下端部に、その管軸方向に間隔を空けて形成された一組の切欠孔を備え、
前記一組の切欠孔は、前記管体の管周方向に間隔を空けて二組形成されていること
を特徴とする防護柵用支柱。
【請求項２】
前記一組の切欠孔は、前記管体の最下端側に位置するものが前記ベースプレートに対して上側に間隔を空けて形成されていること
を特徴とする請求項１記載の防護柵用支柱。
【請求項３】
前記管体は、角形断面に形成され、
前記一組の切欠孔は、前記管体の隅角部に形成されていること
を特徴とする請求項１又は２記載の防護柵用支柱。
【請求項４】
前記一組の切欠孔は、前記管体を貫通する貫通孔であること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の防護柵用支柱。
【請求項５】
前記一組の切欠孔は、前記管体の外面と内面とのうち何れか一方又は両方に形成された底面を有する窪みであること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の防護柵用支柱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路用、橋梁用等の防護柵に用いられる防護柵用支柱に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、道路用、橋梁用等の防護柵に関しては、車両等の衝突時における衝撃荷重を吸収して事故の被害を可能な限り小さく抑えつつ、乗員等の安全性を確保できるような構造とすることが要求されており、防護柵に用いられる防護柵用支柱に関しても、そのような要求に適うような構造とすることが求められている。
【０００３】
例えば、近年の防護柵用の角形支柱に求められる性能としては、後述のような荷重負荷試験を行なった場合に、その最大耐荷重が５５ｋＮ〜６０ｋＮであることと、その変位量が３００ｍｍとなるまで破断せずに衝撃荷重を吸収できることとが要求されている。
【０００４】
このような要求性能を満足するうえで、単に防護柵用支柱の肉厚、材料等を調整して剛性を高めるのみでは、防護柵用支柱を構成するベースプレートと管体との溶接接合部の早期の破断を招いてしまい、要求性能を満足することが困難なものとなっている。このため、要求性能を満足できるよう、防護柵用支柱の構造について種々に工夫したものが提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００５】
特許文献１には、図１６に示すように、ベースプレート１１１の上面にビーム、パイプ、ワイヤーケーブル等の横架材と平行な板状のセンタースチフナー１７１が溶接により接合され、管体１２１の下端部１２１ａに形成された切欠にそのセンタースチフナー１７１が嵌め込まれ、管体１２１の切欠とセンタースチフナー１７１が溶接により接合された防護柵用支柱１０１が記載されている。この防護柵用支柱１０１では、センタースチフナー１７１の板厚、高さ等の寸法や、センタースチフナー１７１と管体１２１の下端１２１ｄとの隙間を調整することにより、上述のような要求性能が得られる構造とされている。
【０００６】
特許文献２には、図１７に示すように、管体１２１の下端部１２１ａに、管周方向に間隔を空けて管軸方向に長い一組の縦スリット１７３が形成された防護柵用支柱１０２が記載されている。この防護柵用支柱１０２では、変形初期段階から変形終期段階にかけて、一組の縦スリット１７３によって挟まれた管体１２１の背面１２１ｆが、管体１２１の内部に侵入するように管軸方向に圧縮されながら曲げられて塑性変形し、管体１２１の側面１２１ｃが、管体１２１の外部に突出するように管軸方向に圧縮されながら曲げられて塑性変形するように構成されている。これにより、この防護柵用支柱１０２では、溶接接合部１２２の破断を防止しつつ、衝撃荷重吸収性能を発揮することが可能となっており、一組の縦スリット１７３のスリット幅やスリット高さ等の寸法を調整することにより、上述のような要求性能が得られる構造とされている。
【０００７】
また、特許文献２には、図１８に示すように、管体１２１の下端部１２１ａの内面で、縦スリット１７３に対向する位置に補強板１７５を接合する構造が記載されている。これにより、変形時における最大耐荷重を向上させつつ、破断の生じやすい溶接接合部１２２での破断を防止する効果を更に向上させることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１１７２４５号公報（請求項１等参照。）
【特許文献２】特開２００８−２０２３９３号公報（請求項１、１２等参照。）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、図１０には、特許文献１、２に記載の防護柵用支柱１０１、１０２に対して以下のような荷重負荷試験を行なった際の荷重−変位曲線が示されている。
【００１０】
この荷重負荷試験では、管体１２１として、材質がＳＴＫ４００であり、断面寸法が１２５ｍｍ×１２５ｍｍ×６ｍｍであり、高さが８４０ｍｍである角形断面の鋼管を用い、ベースプレート１１１として、材質がＳＳ４００であり、寸法が３００ｍｍ×３００ｍｍ×２８ｍｍの鋼板を用いた。比較例１は、特許文献１に記載の図１６に示すような構造の防護柵用支柱１０１であり、センタースチフナー１７１として、材質がＳＳ４００であり、板厚×高さが２２ｍｍ×１５０ｍｍであり、管体１２１の下端１２１ｄとの隙間が５ｍｍであるものを用いた。比較例２は、特許文献２に記載の図１７、図１８に示すような構造の防護柵用支柱１０２であり、縦スリット１７３のスリット幅×スリット高さが５ｍｍ×６０ｍｍであり、補強板１７５の幅×高さ×厚さが９０ｍｍ×５０ｍｍ×９ｍｍであるものを用いた。
【００１１】
この荷重負荷試験では、ベースプレート１１１の下面から７６０ｍｍ上側に位置する管体１２１の前面に変位計を設置して、管体１２１の下面から７６０ｍｍ上側の位置に対して静荷重を負荷し、その際の荷重（ｋＮ）に対する変位量（ｍｍ）を計測することにより、荷重−変位曲線を得ることとした。
【００１２】
比較例１では最大耐荷重が５９．７８ｋＮであり、比較例２では最大耐荷重が５８．２ｋＮの荷重−変位曲線が得られた。
【００１３】
この図１０のように、特許文献１に記載の防護柵用支柱１０１は、スチフナープレート１７１が降伏して変形した後、管体１２１の下端１２１ｄがベースプレート１１１と接触してから管体１２１が降伏した時点ではじめて最大耐荷重が得られる構造となっている。しかしながら、防護柵用支柱としては、防護柵に衝突する車両を防護柵に沿った安全な方向に早期に誘導できるような構造とすることが好ましく、そのために、支柱変位量が更に小さい変形初期段階で最大耐荷重を得られる構造とすることが望まれていた。
【００１４】
また、特許文献１に記載の防護柵用支柱１０１は、管体１２１の他にセンタースチフナー１７１が別途必要となり、その分、製作のための溶接作業時間の増大、溶接による製作コストの増大、重量増大による施工性の悪化、材料コストが嵩む等の問題が生じていた。
【００１５】
また、特許文献２に記載の防護柵用支柱１０２では、最大耐荷重の向上や溶接接合部１２２の破断の防止を図るうえで、補強板１７５を接合する構造とすることが可能であるが、補強板１７５を接合してしまうと、その分、重量増大による施工性の悪化や、材料コストが嵩む等の問題が生じていた。また、補強板１７５を管体１２１の内面に接合するうえでは、閉鎖断面での溶接作業が必要となり、通常の溶接と比較して作業が困難であるうえ、製作のための作業時間の増大や、溶接による製作コストの増大を招いてしまう。また、補強板１７５を溶接するうえで、補強板１７５の上部を溶接することは特に困難であり、補強板１７５の上部の溶接は省略せざるを得ないものと考えられる。この場合、防護柵用支柱１０２に亜鉛めっき処理を行なう場合にその前処理として行う酸洗処理で、補強板１７５と管体１２１との間に酸洗液が侵入してしまい腐食の原因となってしまう。これらの点から、補強板１７５を接合することなく、補強板１７５を接合した場合と同等又はそれ以上の変形特性が得られるような構造の防護柵用支柱の提案が望まれていた。
【００１６】
また、特許文献２に記載の防護柵用支柱１０２では、図１７（ｂ）に示すように、管体１２１の背面１２１ｆや側面１２１ｃが管軸方向に圧縮されながら曲げられて塑性変形する際に、管体１２１の背面１２１ｆと側面１２１ｃとがそれぞれ独立して変形してしまう結果、変形終期段階における耐荷重が比較的低くなってしまっていた。防護柵用支柱としては、上述のような各要求性能を満足しつつ、変形終期段階における耐荷重について図１０に示す方向Ｗに更に向上させることが好ましく、そのような防護柵用支柱の提案が望まれていた。
【００１７】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、補強板がなくとも補強板を接合した場合と同等又はそれ以上の最大耐荷重を支柱変位量が小さい変形初期段階で得ることができるとともに、変形終期段階における耐荷重について更なる向上を図ることができ、更には使用部材数を抑えることを可能とする防護柵用支柱を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者は、上述した課題を解決するために、鋭意検討の末、下記の防護柵用支柱を発明した。
【００１９】
第１発明に係る防護柵用支柱は、基礎に固定されるベースプレートと、前記ベースプレートから立設された管体とを備え、前記管体に負荷される衝撃荷重を当該管体の塑性変形により吸収可能な防護柵用支柱であって、前記管体の前記衝撃荷重を受ける側に対して反対側の下端部に、その管軸方向に間隔を空けて形成された一組の切欠孔を備え、前記一組の切欠孔は、前記管体の管周方向に間隔を空けて二組形成されていることを特徴とする。
【００２０】
第２発明に係る防護柵用支柱は、第１発明において、前記一組の切欠孔は、前記管体の最下端側に位置するものが前記ベースプレートに対して上側に間隔を空けて形成されていることを特徴とする。
【００２１】
第３発明に係る防護柵用支柱は、第１発明又は第２発明において、前記管体は、角形断面に形成され、前記一組の切欠孔は、前記管体の隅角部に形成されていることを特徴とする。
【００２２】
第４発明に係る防護柵用支柱は、第１発明〜第３発明の何れか一つの発明において、前記一組の切欠孔は、前記管体を貫通する貫通孔であることを特徴とする。
【００２３】
第５発明に係る防護柵用支柱は、第１発明〜第３発明の何れか一つの発明において、前記一組の切欠孔は、前記管体の外面と内面とのうち何れか一方又は両方に形成された底面を有する窪みであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
第１発明〜第５発明によれば、支柱変位量が比較的小さい変形初期段階においても所定の最大耐荷重を容易に得ることが可能となる。また、二組の切欠孔が設けられているので、変形初期段階における最大耐荷重を調節することが可能となり、補強板がない場合でも、補強板を接合した場合と同等又はそれ以上の最大耐荷重を得ることが可能となる。また、一組の切欠孔間に残存部が設けられているので、変形終期段階における耐荷重について従来の防護柵用支柱１０２よりも更なる向上を図ることが可能となる。また、これらの効果を特別な部材を使用することなく発揮することが可能となっており、使用部材数を抑えることができ、その結果、重量軽減による施工性の向上や、材料コストの低減とともに、従来のような補強板を接合した場合に発生する特有の問題の解消を図ることが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）は第１実施形態に係る防護柵用支柱が用いられる防護柵の一例を示す平面図であり、（ｂ）はその正面図である。
【図２】第１実施形態に係る防護柵用支柱が用いられる防護柵の一例を示す側面断面図である。
【図３】第１実施形態に係る防護柵用支柱の構成を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は第１実施形態に係る防護柵用支柱をその前面側からみた正面図であり、（ｂ）はその平面図であり、（ｃ）はその側面図であり、（ｄ）はその背面図であり、（ｅ）は（ｂ）のＡ矢視図である。
【図５】（ａ）は第１実施形態に係る防護柵用支柱の平面断面図であり、（ｂ）は図４（ｄ）の部分切欠拡大図である。
【図６】変形初期段階において管体の下端部に負荷される応力分布を模式的に示した図である。
【図７】変形初期段階以降において管体の下端部の変形状態をその応力分布とともに模式的に示した図である。
【図８】図７よりも更に変形が進んだ変形終期段階での変形状態をその応力分布とともに模式的に示した図である。
【図９】変形途中での管体の下端部の変形状態を異なる角度からみた図である。
【図１０】発明例、比較例１、比較例２の構造の防護柵用支柱に対して荷重負荷試験を行なった際の荷重−変位曲線を示す図である。
【図１１】（ａ）は第２実施形態に係る防護柵用支柱の構造を図３（ｂ）のＡ矢視と同じ方向から見た図であり、（ｂ）は第３実施形態に係る防護柵用支柱の構造を図３（ｂ）のＡ矢視と同じ方向から見た図である。
【図１２】（ａ）は第４実施形態に係る防護柵用支柱の構造を示す拡大斜視図であり、（ｂ）は第５実施形態に係る防護柵用支柱の構造を示す拡大斜視図である。
【図１３】（ａ）は第６実施形態に係る防護柵用支柱の構造を図３（ｂ）のＡ矢視と同じ方向から見た図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、（ｃ）は第７実施形態に係る防護柵用支柱１の構造を図３（ｂ）のＡ矢視と同じ方向から見た図であり、（ｄ）は（ｃ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１４】第８実施形態に係る防護柵用支柱の構造を示す斜視図である。
【図１５】（ａ）は第８実施形態に係る防護柵用支柱をその前面側からみた正面図であり、（ｂ）はその平面図であり、（ｃ）はその側面図であり、（ｄ）はその背面図である。
【図１６】特許文献１に記載の防護柵用支柱の構造を示す斜視図である。
【図１７】（ａ）は特許文献２に記載の防護柵用支柱の構造を示す斜視図であり、（ｂ）はその変形状態を示す斜視図である。
【図１８】（ａ）は特許文献２に記載の防護柵用支柱に対して補強板を接合した状態を示す側面断面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を適用した防護柵用支柱を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
まず、第１実施形態に係る防護柵用支柱１の構造について説明する。
【００２８】
図１（ａ）は、第１実施形態に係る防護柵用支柱１が用いられる防護柵３の一例を示す平面図であり、図１（ｂ）はその正面図であり、図２はその側面断面図である。
【００２９】
防護柵３は、コンクリート等からなる基礎７に対して間隔を空けて立設された複数の防護柵用支柱１と、複数の防護柵用支柱１に対して架設された横架材５とを備えている。防護柵３は、例えば、道路、橋梁等に対して設置されるものである。防護柵３は、道路に対して設置される場合には、路側や中央分離帯等に沿って設置され、橋梁に対して設置される場合には、主桁の橋軸直交方向の側端部に沿って設置される。以下においては、防護柵３が路側に沿って設置される場合を例に説明するものとし、防護柵用支柱１の車道側が前面側、車道とは反対側が背面側であるものとして説明する。
【００３０】
横架材５は、第１実施形態において、ガードレールのビームから構成されるものを例としているが、この他に、ガードパイプのパイプ、ガードケーブルのワイヤーロープ等から構成される。横架材５は、車両等との衝突による衝突荷重を防護柵用支柱１まで伝達するため、管体２１の前面側に取り付けられる。
【００３１】
図３は、第１実施形態に係る防護柵用支柱１の構成を示す斜視図である。また、図４（ａ）は第１実施形態に係る防護柵用支柱１をその前面側からみた正面図であり、図４（ｂ）はその平面図であり、図４（ｃ）はその側面図であり、図４（ｄ）はその背面図であり、図４（ｅ）は図４（ｂ）のＡ矢視図である。また、図５（ａ）は第１実施形態に係る防護柵用支柱１の平面断面図であり、図５（ｂ）は図４（ｄ）の部分切欠拡大図である。
【００３２】
防護柵用支柱１は、基礎７に固定されるベースプレート１１と、ベースプレート１１から立設された管体２１とを備えている。この防護柵用支柱１は、車両等と横架材５や管体２１との衝突によりその管体２１に負荷される衝撃荷重を、その管体２１の塑性変形により吸収可能なものとして機能するものである。防護柵用支柱１のベースプレート１１や管体２１は、例えば、鋼のような鉄系金属、アルミ等の非鉄系金属から構成される。
【００３３】
ベースプレート１１は、その中央部に形成された管体２１が挿入される支柱用孔１３と、その四隅角部に形成され、このベースプレート１１を基礎７に固定するためのアンカーボルト６１等が挿入される固定用ボルト孔１７とを有している。
【００３４】
ベースプレート１１は、第１実施形態において平面視で矩形状を呈するように形成されているが、その形状はこれに限定されるものではなく、平面視で円形状、多角形状等を呈するように形成されていてもよい。
【００３５】
管体２１は、第１実施形態において角形断面に形成されている。管体２１は、その下端部２１ａがベースプレート１１の支柱用孔１３内に挿入されたうえで、その側面２１ｃとベースプレート１１の上面１１ａとを溶接し、更にその下端２１ｄとベースプレート１１の支柱用孔１３とを溶接することによって、ベースプレート１１に対して固定されている。
【００３６】
管体２１は、その上端部２１ｂにおいてブラケット用ボルト孔２３が形成されている。管体２１の上端部２１ｂに対しては、ブラケット用ボルト孔２３に挿通されるボルト６３によりブラケット６５が取り付けられ、このブラケット６５を介して横架材５がボルト６３等により取り付けられる。なお、横架材５を管体２１に対して取り付けるための構造は、公知の構造であれば特に限定するものではない。
【００３７】
ここで、本発明に係る防護柵用支柱１の管体２１は、その背面側の下端部２１ａにおいて、その管軸方向に間隔を空けて二つ形成された一組の切欠孔３１を更に備えている。この一組の切欠孔３１は、管体２１の管周方向に間隔を空けて二組形成されている。第１実施形態においては、一つの管体２１につき合計四個の切欠孔３１が形成されていることになる。一組の切欠孔３１を構成する各切欠孔３１間には、管体２１が残存した残存部３３が設けられることになる。なお、一組の切欠孔３１は、管体２１の管軸方向に間隔を空けて三つ以上形成されていてもよい。
【００３８】
二組の切欠孔３１は、その形成される位置が、車両等と横架材５や管体２１との衝突によりその管体２１に負荷される衝撃荷重を受ける側と反対側の位置となるように形成されている。第１実施形態においては、衝撃荷重を受ける側が管体２１の前面側となっているので、二組の切欠孔３１は、その管体２１の前面側と反対側の背面側に形成されている。更に詳細には、第１実施形態において、二組の切欠孔３１は、角形断面に形成された管体２１の隅角部２１ｅに形成されている。
【００３９】
二組の切欠孔３１は、各組を構成する切欠孔３１のうち管周方向に隣り合うもの同士がベースプレート１１に対して略同一高さに位置するよう形成されている。また、二組の切欠孔３１は、第１実施形態において、管体２１の最下端側に位置するものがベースプレート１１の上面１１ａに対して上側に若干の間隔を空けて形成されている。これにより、管体２１とベースプレート１１との溶接接合部２２で管体２１にその管周方向に断面欠損がなくなることになる。なお、二組の切欠孔３１は、管体２１の最下端側に位置するものが、ベースプレート１１の上面１１ａと同一平面上に位置するように形成されていてもよい。
【００４０】
二組の切欠孔３１は、第１実施形態において、円形状に形成されている。二組の切欠孔３１は、本発明の目的とする効果の得られる範囲であればその形状について特に限定するものではなく、後述の実施形態のように、矩形状、多角形状の他、楕円状、不定形状等に形成されていてもよい。また、二組の切欠孔３１は、第１実施形態において、管体２１を貫通する貫通孔として構成されているが、後述の実施形態のように、管体２１の外面と内面とのうち何れか一方又は両方に形成された底面を有する溝として構成されていてもよい。
【００４１】
なお、第１実施形態に係る防護柵用支柱１においては、管体２１の下端部２１ａの内面に補強板が接合されていない。
【００４２】
次に、本発明に係る防護柵用支柱１の作用効果について説明する。
【００４３】
防護柵３の横架材５や防護柵用支柱１に対して車両等が衝突して、防護柵用支柱１の管体２１に対して、図４（ｂ）に示すような、管体２１の前面側から背面側に向かう方向Ｐ１に衝突荷重が負荷された場合について考える。
【００４４】
図６は、変形初期段階において管体２１の下端部２１ａに負荷される応力分布を模式的に示した図である。
【００４５】
この場合、管体２１の下端部２１ａで塑性変形が始まるまでの変形初期段階においては、管体２１の下端部２１ａの背面側では管軸方向の圧縮応力Ｐ１が負荷され、その前面側においては管軸方向の引張応力が負荷される。このとき、管体２１の切欠孔３１は、図６に示すように、これに負荷される管軸方向の圧縮応力により、その管周方向両側の側縁３１ａが互いに離れて広がるように変形しようとして、その切欠孔３１の管周方向の両側に管周方向の引張応力Ｐ２が負荷されることになる。
【００４６】
ここで、図６に示すような管体２１の二組の切欠孔３１により囲まれた部位Ｓ１に対して負荷される応力について考える。この部位Ｓ１に対しては、まず、上述のような管周方向の引張応力Ｐ２が負荷される。また、この部位Ｓ１に対しては、管周方向に亘ってほぼ均一な管軸方向の圧縮応力Ｐ１が負荷されることになる。また、この部位Ｓ１に対しては、管体２１の内側に凹むように変形させる曲げ応力が負荷されることになる。これら管軸方向の圧縮応力Ｐ１、管周方向の引張応力Ｐ２、曲げ応力がある程度超えた時点で、この部位Ｓ１が内側に凹むように座屈する塑性変形が始まることになる。
【００４７】
因みに、図６に示すような管体２１の二組の切欠孔３１により囲まれた部位Ｓ１に対して管周方向の両側に位置する部位Ｓ２に対しても、切欠孔３１により管周方向の引張応力Ｐ２が負荷されることになる。また、この部位Ｓ２に対しては、部位Ｓ１から管周方向に遠くなるにつれて小さくなるような管軸方向の圧縮応力Ｐ１が負荷されることになる。
【００４８】
ここで、本発明においては、一組の切欠孔３１を構成する各切欠孔３１間に残存部３３が設けられている。このため、上述のような管体２１の二組の切欠孔３１により囲まれた部位Ｓ１や部位Ｓ２に対して負荷される管周方向の引張応力Ｐ２に対して、この残存部３３により抵抗することが可能となる。これにより、一組の切欠孔３１の管軸方向の合計長さと同じ程度のスリット高さの図１７に示すような縦スリット１７３を設けた場合と比較して、管周方向の引張応力Ｐ２に対する座屈強度の向上が図られて、変形初期段階における最大耐荷重を向上させることが可能となる。
【００４９】
図７は、変形初期段階以降において管体２１の下端部２１ａの変形状態をその応力分布とともに模式的に示した図であり、図８は図７よりも更に変形が進んだ変形終期段階での変形状態をその応力分布とともに模式的に示した図である。
【００５０】
変形初期段階以降においては、図７に示すように、管体２１の各部位Ｓ１、Ｓ２に対して引き続き管軸方向の圧縮応力Ｐ１、管周方向の引張応力Ｐ２、曲げ応力が負荷される。この結果、図７、図８に示すように、二組の切欠孔３１により囲まれた部位Ｓ１は内側に凹むように、この部位Ｓ１に対して管周方向の両側に位置する部位Ｓ２は外側に凸となるような塑性変形が進行することになる。
【００５１】
ここで、本発明においては、一組の切欠孔３１を構成する各切欠孔３１間に残存部３３が設けられている。この残存部３３は、管体２１の内側に凹むように変形する部位Ｓ１と、管体２１の外側に凸となるように変形する部位Ｓ２とをつなげるように設けられている。このため、この残存部３３に対しては、管体２１の内側に凹むように変形させる方向の荷重と、管体２１の外側に凸となるように変形させる方向の荷重とが負荷され、その結果、部位Ｓ１や部位Ｓ２の変形量に対して残存部３３の変形量が小さくなることになる。これは、二組の切欠孔３１により囲まれた部位Ｓ１の内側に凹むような変形と、その部位Ｓ１に対して管周方向両側に位置する部位Ｓ２の外側に凸となるような変形とに対して、残存部３３が抵抗することを意味しており、その結果、塑性変形が始まった以降の変形終期段階での耐荷重が向上することになる。
【００５２】
因みに、第１実施形態においては、図９に示すように、二組の切欠孔３１により囲まれた部位Ｓ１に対して管軸方向の両側に位置する部位Ｓ３、Ｓ４が、管周方向に断面欠損がないものとされていたりベースプレート１１に対して溶接により拘束されている。このため、部位Ｓ１より変形量が小さくなる結果、二組の切欠孔３１により囲まれた部位Ｓ１は、他の部位Ｓ３、Ｓ４より大きく内側に凹むように塑性変形することになる。これは、管体２１に対して衝撃荷重が負荷された場合に、二組の切欠孔３１により囲まれた部位Ｓ１に対して最も大きく圧縮応力が負荷されて、その部位Ｓ１を起点として曲げ変形が発生することを意味している。このとき、管体２１の前面側に負荷される管軸方向の引張応力は、この二組の切欠孔３１により囲まれた部位Ｓ１に対して最も近接した部位Ｓ５で最も大きく負荷されることになる。この結果、管体２１とベースプレート１１との溶接接合部２２より上側で塑性変形し、溶接接合部２２より上側で応力を吸収させることが可能となり、溶接接合部２２での破断を防止することが可能となる。
【００５３】
図１０には、図３に示すような構造の防護柵用支柱１に対して上述したような荷重負荷試験を行なった際の荷重−変位曲線が示されている。管体２１としては、上述したような比較例１、２と同じ条件のものを用いた。管体２１に対しては、図３に示すように、直径３０ｍｍの二組の円形状の貫通孔としての切欠孔３１が形成されており、下側の切欠孔３１は、その中心位置がベースプレート１１の上面１１ａから２５ｍｍ間隔が空けられており、上側の切欠孔３１は、その中心位置が下側の切欠孔３１の中心位置から４０ｍｍ間隔が空けられている。管体２１の下端部２１ａの内面に対しては、補強板１７５が接合されていない。この荷重負荷試験での試験条件は、上述の通りである。
【００５４】
この結果、発明例では図示のような最大耐荷重が５８．５１ｋＮの荷重−変位曲線が得られた。比較例２では上述のように最大耐荷重が５８．２ｋＮである。このように、発明例では、比較例２のように補強板１７５を用いずに、かつ、一組の切欠孔３１の管軸方向の合計長さが比較例２のスリット高さと同程度のものを用いているにも拘わらず、比較例２と同等程度の最大耐荷重を得られている。
【００５５】
また、発明例では、比較例２のように補強板１７５を用いずに、かつ、一組の切欠孔３１の管軸方向の合計長さが比較例２のスリット高さと同程度のものを用いているにも拘わらず、比較例２より優れた変形終期段階における耐荷重が得られている。
【００５６】
このように、本発明によれば、支柱変位量が比較的小さい変形初期段階においても所定の最大耐荷重を容易に得ることが可能となる。また、本発明によれば、二組の切欠孔３１が設けられているので、後述のようにして変形初期段階における最大耐荷重を調節することが可能となり、補強板１７５がない場合でも、補強板１７５を接合した場合と同等又はそれ以上の最大耐荷重を得ることが可能となる。また、本発明によれば、一組の切欠孔３１間に残存部３３が設けられているので、変形終期段階における耐荷重について従来の防護柵用支柱１０２よりも更なる向上を図ることが可能となる。また、本発明によれば、これらの効果を特別な部材を使用することなく発揮することが可能となっており、使用部材数を抑えることができ、その結果、重量軽減による施工性の向上や、材料コストの低減とともに、従来のような補強板１７５を接合した場合に発生する特有の問題の解消を図ることが可能となっている。
【００５７】
ここで、上述したように、防護柵用支柱１としては、上述のような荷重負荷試験を行なった場合に、その最大耐荷重が５５ｋＮ〜６０ｋＮと所定の最大耐荷重とできることや、３００ｍｍの変位量のように所定の変位量となるまで破断しないこととが求められている。このような要求性能を満足するうえでは、例えば、下記のような切欠孔３１の寸法、位置に対する特性を考慮のうえ、切欠孔３１についての寸法、位置の調整を行なうようにすればよい。
【００５８】
例えば、図５に示すような、一組の切欠孔３１の管軸方向間隔Ｌ１が小さすぎる場合、一組の切欠孔３１間の残存部３３の断面積が小さくなり、残存部３３に負荷される応力により残存部３３の破断を招き、その結果、変形終期段階にかけての耐荷重が低減してしまう恐れがある。また、この管軸方向間隔Ｌ１が大きすぎる場合は、管体２１の曲げによる鉛直面に対する傾斜角度が大きくなりすぎ、管体２１の大変形時に防護柵３の柵高さの低下を招き、その結果、大型車等の乗り上げや車両の突破等の防護柵性能の低下を招く恐れがある。
【００５９】
また、ベースプレート１１の上面１１ａから下側の切欠孔３１までの管軸方向間隔Ｌ２が大きすぎる場合も、管体２１の曲げによる鉛直面に対する傾斜角度が大きくなりすぎ、大型車等の乗り上げや車両の突破等の防護柵性能の低下を招く恐れがある。また、管体２１に負荷される衝撃荷重に対しては、二組の切欠孔３１によって囲まれた部位Ｓ１が変形しながら抵抗することになるが、その部位Ｓ１の変形時の曲げモーメントについて考えると、その抵抗の程度は、その部位Ｓ１のベースプレート１１からの距離、即ち、管軸方向間隔Ｌ２の増加により増大し、管軸方向間隔Ｌ２の減少により低減することになる。このため、この管軸方向間隔Ｌ２を調整することにより、衝撃荷重が管体２１に対して負荷された場合の最大耐荷重を調整することが可能となる。
【００６０】
また、切欠孔３１が大きすぎる場合、管体２１の断面欠損が大きくなり、最大耐荷重の低減を招いてしまう。また、切欠孔３１が小さすぎる場合、最大耐荷重の増大を図れるが、所定の変位量まで変位する前に切欠孔３１の上縁３１ｂと下縁３１ｃとが接触して、切欠孔３１による変形がそれ以上促進されなくなってしまい、管体２１の下端部２１ａの前面側とベースプレート１１との間の溶接接合部２２に引張応力が集中してしまう結果、溶接接合部２２の破断を招く恐れがある。
【００６１】
これらの前提を考慮のうえ、切欠孔３１についてその大きさや位置等の寸法調整を行なうことにより、所定の最大耐荷重としたり、所定の変位量となるまで破断しないような性能の防護柵用支柱１を得ることが可能となる。
【００６２】
次に、第２実施形態、第３実施形態に係る防護柵用支柱１の構造について説明する。なお、上述した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。
【００６３】
図１１（ａ）は第２実施形態に係る防護柵用支柱１の構造を図３（ｂ）のＡ矢視と同じ方向から見た図であり、図１１（ｂ）は第３実施形態に係る防護柵用支柱１の構造を図３（ｂ）のＡ矢視と同じ方向から見た図である。
【００６４】
第２実施形態に係る防護柵用支柱１は、二組の切欠孔３１が矩形状に形成されており、第３実施形態に係る防護柵用支柱１は、二組の切欠孔３１が六角形状に形成されている。このように、二組の切欠孔３１は、本発明の目的とする効果の得られる範囲で、その形状について特に限定するものではないが、第１実施形態のように円形状に形成されている方が、容易に製作できることと、管体２１に対して衝撃荷重が負荷された場合の変形挙動が安定することとから好ましい。
【００６５】
次に、第４実施形態、第５実施形態に係る防護柵用支柱１の構造について説明する。
【００６６】
図１２（ａ）は第４実施形態に係る防護柵用支柱１の構造を示す部分拡大斜視図であり、（ｂ）は第５実施形態に係る防護柵用支柱１の構造を示す部分拡大斜視図である。
【００６７】
第４実施形態に係る防護柵用支柱１は、二組の切欠孔３１が、角形断面に形成された管体２１の側面２１ｃで、かつ、背面２１ｆ寄りの部位に形成されており、第５実施形態に係る防護柵用支柱１は、二組の切欠孔３１が、角形断面に形成された管体２１の背面２１ｆで、かつ、側面２１ｃ寄りの部位に形成されている。このように、二組の切欠孔３１は、管体２１に負荷される衝撃荷重を受ける側に対して反対側の位置であれば、その形成される位置について特に限定するものではない。しかし、二組の切欠孔３１は、第１実施形態のように、角形断面に形成された管体２１の隅角部２１ｅに形成されている方が、管体２１に対して衝撃荷重が負荷された場合の変形挙動が安定することから好ましい。
【００６８】
次に、第６実施形態、第７実施形態に係る防護柵用支柱１の構造について説明する。
【００６９】
図１３（ａ）は第６実施形態に係る防護柵用支柱１の構造を図３（ｂ）のＡ矢視と同じ方向から見た図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、図１３（ｃ）は第７実施形態に係る防護柵用支柱１の構造を図３（ｂ）のＡ矢視と同じ方向から見た図であり、図１３（ｄ）は図１３（ｃ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【００７０】
第６実施形態に係る防護柵用支柱１は、二組の切欠孔３１が、管体２１の外面に形成された底面３１ｄを有する窪みとして構成されている。第７実施形態に係る防護柵用支柱１は、二組の切欠孔３１が、管体２１の内面に形成された底面３１ｄを有する窪みとして構成されている。この窪みの設けられた部位の板厚は、管体２１の変形時において容易に破断する程度の板厚となるよう調整されている。
【００７１】
第６、第７実施形態の場合においても、上述したような変形挙動を得ることができ、本発明の目的とする効果を得ることが可能となる。また、第６、第７実施形態の場合、雨水等の管体２１内への浸入を抑えることができ、その分、腐食の発生を抑制することが可能となる。また、切欠孔３１を底面３１ｄを有する窪みとして構成する場合、管体２１の外面及び内面の両方にその窪みが形成されていてもよい。
【００７２】
次に、第８実施形態に係る防護柵用支柱１の構造について説明する。
【００７３】
図１４は、第８実施形態に係る防護柵用支柱１の構成を示す斜視図である。また、図１５（ａ）は第８実施形態に係る防護柵用支柱をその前面側からみた正面図であり、（ｂ）はその平面図であり、（ｃ）はその側面図であり、（ｄ）はその背面図である。
【００７４】
第８実施形態に係る防護柵用支柱１は、管体２１が円形断面に形成されている。このように、管体２１は、その断面形状について特に限定するものではないが、第１実施形態のように角形断面に形成されている方が、管体２１に対して衝撃荷重が負荷された場合の変形挙動が安定することから好ましい。
【００７５】
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。
【符号の説明】
【００７６】
１            ：防護柵用支柱
３            ：防護柵
５            ：横架材
７            ：基礎
１１          ：ベースプレート
１１ａ        ：上面
１３          ：支柱用孔
１７          ：固定用ボルト孔
２１          ：管体
２１ａ        ：下端部
２１ｂ        ：上端部
２１ｃ        ：側面
２１ｄ        ：下端
２１ｅ        ：隅角部
２１ｆ        ：背面
２２          ：溶接接合部
２３          ：ブラケット用ボルト孔
３１          ：切欠孔
３１ａ        ：側縁
３１ｂ        ：上縁
３１ｃ        ：下縁
３１ｄ        ：底面
３３          ：残存部
６１          ：アンカーボルト
６３          ：ボルト
６５          ：ブラケット
１７１        ：センタースチフナー
１７３        ：縦スリット
１７５        ：補強板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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