(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通行帯の上方に屋根を配置したロックシェッドの耐荷構造体において、
屋根を構成する覆工材の下面を支持する梁部と、
梁部の一端に連続して形成した湾曲部と、
湾曲部の一端に連続して形成した支柱部とよりなり、
前記梁部と湾曲部と支柱部とを管体又は棒体で構成すると共に、
前記支柱部の下端を、湾曲部の最外側より、梁部側に位置するように形成したことを特徴とする、
ロックシェッドの耐荷構造体。
【請求項２】
通行帯の上方に屋根を配置したロックシェッドの耐荷構造体において、
屋根を構成する覆工材の下面を支持する梁部と、
梁部の一端に連続して形成した支柱機能を有する湾曲部とよりなり、
前記梁部と湾曲部とを管体又は棒体で構成すると共に、
前記湾曲部の下端を、湾曲部の最外側より、梁部側に位置するように形成したことを特徴とする、
ロックシェッドの耐荷構造体。
【請求項３】
通行帯の上方に屋根を配置したロックシェッドにおいて、
前記請求項１に記載の耐荷構造体を使用し、
前記耐荷構造体の梁部を通行帯の横断方向に向けて配置すると共に、前記耐荷構造体を所定の間隔を隔てて並設し、
前記耐荷構造体の支柱部の下端を、前記耐荷構造体の湾曲部の最外側より通行帯側に位置させて立設したことを特徴とする、
ロックシェッド。
【請求項４】
通行帯の上方に屋根を配置したロックシェッドにおいて、
前記請求項２に記載の耐荷構造体を使用し、
前記耐荷構造体の梁部を通行帯の横断方向に向けて配置すると共に、前記耐荷構造体を所定の間隔を隔てて並設し、
前記耐荷構造体の湾曲部の下端を、前記耐荷構造体の湾曲部の最外側より通行帯側に位置させて立設したことを特徴とする、
ロックシェッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は道路や線路を雪崩や落石等から防護するロックシェッドの耐荷構造体及びロックシェッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に一般的なロックシェッドのモデル図を示す。
従来のロックシェッドは道路や線路等の通行帯ａの上方に配置した屋根ｂの両端を真直ぐな形状の支柱ｃや支持構造体ｄで支承して構成される。
鋼製、ＰＣ（プレストレストコンクリート）構造、ＲＣ（鉄筋コンクリート）構造の梁を主体とする屋根ｂの一端が、ＰＣ構造、ＲＣ構造や鋼管とコンクリートの合成構造で構成される真直ぐな支柱ｃに載置され、その載置部が剛結されている。
【０００３】
ロックシェッドは高耐力が要求される構造物であるから、屋根ｂは躯体を厚肉化したり、梁間隔を狭くする等して屋根ｂの曲げに対する耐力を高めたり、支柱ｃは大断面に設計したり、支柱ｂの設置間隔を狭くする等して支柱ｂの軸力（軸方向の圧縮力）に対する耐力を高める対策が採られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のロックシェッドにあっては次のような問題点がある。
＜イ＞  ロックシェッドの受ける衝撃力は、同一の重量及び高さから落石が落下しても、ロックシェッドの剛性が大きく変形し難い構造ほど大きくなる。
支柱ｃは元々剛性が大きく軸方向の変形量が小さいことから、支柱ｃの真上に落石が落下した場合には、支柱ｃに軸力のみが発生すると共に、支柱ｃやこの支柱ｃを支える基礎構造に大きな衝撃力が発生する。
このように大きい衝撃力に対抗し得るように、支柱ｃやその基礎構造を設計する必要があり、きわめて不経済な構造となる。
＜ロ＞  同一の重量及び高さから落石が落下しても、その受撃位置によって支柱ｃに発生する軸力や曲げモーメントが変化する。
曲げモーメントに対して軸力が極端に卓越する位置に受撃すると、支柱ｃに極端に大きな衝撃軸力が発生し、支柱ｃのみならず、その基礎構造も破壊する危険性のある。
殊に真直ぐな形状の支柱ｃは、軸力が曲げモーメントに対して卓越するため、弾性限界を超えて塑性域に入ると、変形することなく直ちに破壊に至ることが指摘されており、その改善技術の提案が望まれている。
＜ハ＞  二点鎖線に示す如く屋根ｂが受撃により曲げ変形を起こすと、屋根ｂと支柱ｃの連結部に過大な応力が集中するために、連結部が破損し易い。
そのため、屋根ｂと支柱ｃの連結部を高強度に設計する必要があり、設計上きわめて不経済である。
＜ニ＞  ＰＣ構造のロックシェッドにおいては、屋根ｂと支柱ｃは構造面や力の伝達性の面でも連続性がないため、衝撃を受ける部位によって、屋根ｂや支柱ｃに作用する曲げモーメントや軸力が大きく変化する。
そのため、これらの各部位に発生する応力を計算により正確に求めることが非常に難しい。
【０００５】
本発明は以上の点に鑑み成されたもので、その目的とするところは、受撃時に軸力のみの発生を回避できて、しかも設計の正確さと容易化を図ることができるロックシェッドの耐荷構造体及びロックシェッドを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、通行帯の上方に屋根を配置したロックシェッドの耐荷構造体において、屋根を構成する覆工材の下面を支持する梁部と、梁部の一端に連続して形成した湾曲部と、湾曲部の一端に連続して形成した支柱部とよりなり、前記梁部と湾曲部と支柱部とを管体又は棒体で構成すると共に、前記支柱部の下端を、湾曲部の最外側より、梁部側に位置するように形成したことを特徴とする、ロックシェッドの耐荷構造体である。
また本発明は、通行帯の上方に屋根を配置したロックシェッドの耐荷構造体において、屋根を構成する覆工材の下面を支持する梁部と、梁部の一端に連続して形成した支柱機能を有する湾曲部とよりなり、前記梁部と湾曲部とを管体又は棒体で構成すると共に、前記湾曲部の下端を、湾曲部の最外側より、梁部側に位置するように形成したことを特徴とする、ロックシェッドの耐荷構造体である。
また本発明は、通行帯の上方に屋根を配置したロックシェッドにおいて、前記した耐荷構造体を使用し、前記耐荷構造体の梁部を通行帯の横断方向に向けて配置すると共に、前記耐荷構造体を所定の間隔を隔てて並設し、前記耐荷構造体の支柱部の下端を、前記耐荷構造体の湾曲部の最外側より通行帯側に位置させて立設したことを特徴とする、ロックシェッドである。
また本発明は、通行帯の上方に屋根を配置したロックシェッドにおいて、前記した耐荷構造体を使用し、前記耐荷構造体の梁部を通行帯の横断方向に向けて配置すると共に、前記耐荷構造体を所定の間隔を隔てて並設し、前記耐荷構造体の湾曲部の下端を、前記耐荷構造体の湾曲部の最外側より通行帯側に位置させて立設したことを特徴とする、ロックシェッドである。
【０００７】
【発明の実施の形態１】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態１について説明する。
【０００８】
＜イ＞ロックシェッドの構成
図１に本発明に係るロックシェッドのモデル図を示す。
図中符号２０は道路や線路等の通行帯、２１は屋根２２の山側端を支承する支持構造体である。
符号３０は、梁部３１と湾曲部３２と支柱部３３とを連続して一体に形成してなる耐荷構造体で、その梁部３１を通行帯２０の横断方向に向け、所定の間隔を隔てて並設されている。
耐荷構造体３０を構成する梁部３１の端部は支持構造体２１に支持されると共に、支柱部３３の下端は通行帯２０の側部に支軸を中心に揺動するヒンジ３４を介して固定されている。
支柱部３３の下端は運動を拘束した状態で固定してもよい。
【０００９】
屋根２２は耐荷構造体３０の梁部３１と、梁部３１に載置した二点鎖線で示す覆工材２３とにより構成される。
覆工材２３はコンクリート床版や公知のクッション材などにより構成されていて、耐荷構造体３０の梁部３１と一体に接合、或いは載置されている。
覆工材２３の素材や構造については公知のものを適用することができる。
【００１０】
＜ロ＞耐荷構造体
本発明に係る耐荷構造体３０は、単には直線形同士の梁部３１と支柱部３３とを一体に接合したのではなく、湾曲部３２を介在させて梁部３１と支柱部３３を一体に形成したことを特徴のひとつとする。
【００１１】
耐荷構造体３０の湾曲部３２は、梁部３１と支柱３３の内側の点Ｏを中心とする半径ｒの円弧形を呈している。
耐荷構造体３０の曲げモーメントと軸力の比は、湾曲部３２の中心角θ、半径ｒおよび鉛直線に対する支柱部３３の立設角度に依存している。
すなわち、ヒンジ３４の鉛直線上で受撃した場合、鉛直線に対する支柱部３３の傾斜角が大きいほど、支柱部３３の軸力に対する曲げモーメントの割合が大きくなる。
【００１２】
耐荷構造体３０を上記したように形成したのは、梁部３１や湾曲部３２のどの位置で受撃した場合でも、梁部３１や湾曲部３２は勿論、支柱部３３にも曲げモーメントを作用させるためである。
換言すれば、曲げモーメントを耐荷構造体３０の全長に亘って分散させることで十分な変形性能を確保するためである。
【００１３】
従来のロックシェッドの耐力に対する考え方は、屋根と支柱を別々に考え、屋根は曲げ耐力を優先し、支柱は圧縮力に対する耐力を優先して設計していた。
これに対して本発明では屋根と支柱を共通の耐荷構造物として捉え、どの部位で受撃しても全体に曲げモーメントが発生するようにしたものである。
【００１４】
上記した理由から、耐荷構造体３０は曲げ耐力と変形性能に優れた素材がより望ましい。
本例では耐荷構造体３０を鋼管等の剛性の管体で構成する場合について示すが、耐荷構造体３０はその他に、鋼管にコンクリートを充填した合成構造体、又はＰＣ構造体又はＲＣ構造体等の剛性の棒体であってもよい。
【００１５】
また両端に定着具を取り付けた非緊張状態のＰＣ材を鋼管内に配置した後、鋼管にコンクリートを充填し、曲げが加わって鋼管が変形する際にＰＣ材に緊張力が導入される構造体であってもよい。
【００１６】
【作用】
つぎに耐荷構造体の作用について説明する。
【００１７】
＜イ＞梁部に受撃した場合
耐荷構造体３０の梁部３１に受撃した場合、梁部３１にたわみが発生し、受撃部近傍に第１の塑性ヒンジＡを形成する。
耐荷構造体３０が十分な靱性を有しているため、梁部３１のたわみの増加とともに湾曲部３２での曲げモーメントが増大し、湾曲部３２に第２の塑性ヒンジＢを形成する。
落石エネルギーが大きい場合には、塑性ヒンジＡ，Ｂの回転とともに次第に落石エネルギーを吸収してある変形で静止する。
【００１８】
＜ロ＞湾曲に受撃した場合
湾曲部３２に受撃した場合、支柱部３３が傾斜しているので、湾曲部３２は勿論、支柱部３３にも曲げモーメントが発生し、支柱部３３上方または湾曲部３２下方に第１の塑性ヒンジ（図示せず）を形成する。
耐荷構造体３０が十分な靱性を有しているため、第１の塑性ヒンジ近傍の変形が増大して、受撃部近傍に第２の塑性ヒンジ（図示せず）を形成する。
落石エネルギーが大きい場合、塑性ヒンジの回転とともに次第に落石エネルギーを吸収し、ある変形で静止することは、前述した梁部３１に受撃した場合と同様である。
【００１９】
以上説明したように耐荷構造体３０の作用として重要なことは、耐荷構造体３０の一部に大きい断面力が作用しても直ちに破壊することのない変形性能を保有していることであり、そのためには、軸力の影響をできるだけ低減して、軸力に対し曲げモーメントが常に卓越して発生するような構造形式であることが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態２】
耐荷構造体３０は最終的に一体構造物であれば良いから、分割して搬入し、現場で接合して一体に接続しても良い。
【００２１】
【発明の実施の形態３】
図３，４に他の耐荷構造体３０ｂ，３０ｃを示す。
【００２２】
図３は支柱部をなくし、梁部３１と湾曲部３２とにより耐荷構造体３０ｂを構成した場合を示す。
【００２３】
図４は湾曲部３２を蛇腹状に折り返して形成した耐荷構造体３０ｃを示す。
【００２４】
何れの耐荷構造体３０ｂ，３０ｃにあっても、湾曲部３２を具備していて、連続して形成することは既述した実施の形態と同様である。
【００２５】
【発明の実施の形態４】
ロックシェッドは断面円形の耐荷構造体３０を用いて構成する場合の他に、断面が矩形を呈する角柱体や板状体であってもよい。
この場合、その側面形状は既述した実施の形態と同様である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は以上説明したようになるから次の効果を得ることができる。
＜イ＞  耐荷構造体の梁部と連続して湾曲部を形成したことで、梁部のどの部位で受撃しても、曲げモーメントを耐荷構造体の全体に分散して支持することができる。
＜ロ＞  耐荷構造体の全長に亘って曲げモーメントを発生せしめることができるので、受撃時に十分な変形性能を保持することができる。
＜ハ＞  梁部と支柱部の間に湾曲部を連続して形成したことで、湾曲部の応力集中を回避でき、経済的な耐力設計が可能となる。
＜ニ＞  耐荷構造体の全長に亘って発生する軸力や曲げモーメントに関し、軸力が曲げモーメントに対して卓越したり、軸力のみが作用することを回避できるので、耐荷構造体のエネルギー吸収性能が著しく向上する。
そのため、従来のロックシェッドと比べ、耐荷構造体の設置間隔を広く設計できるため、この点でも経済的な設計が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る耐荷構造体を備えたロックシェッドのモデル図
【図２】図１におけるII−IIの断面図
【図３】支柱部を湾曲部で兼用した他の耐荷構造体の説明図
【図４】湾曲部を蛇腹状に形成した他の耐荷構造体の説明図
【図５】本発明が前提とするロックシェッドのモデル図
【符号の説明】
２０    通行帯
２１    支持構造体
２３    覆工材
３０    耐荷構造体
３１    梁部
３２    湾曲部
３３    支柱部
【図１】
0003613697.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003613697.tif 000006