(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管の内部にセメントを混合した混合材を充填した落石・雪崩等保護構造物用充填鋼管において、断面円形の鋼管の内部に、断面三角形の補強リブを内接して設けると共に、前記補強リブの２つの頂点を鋼管の引張領域側に配置し、前記補強リブの頂点に、該補強リブの厚さの２倍以上の幅を有する帯状鋼板を固着し、この帯状鋼板を前記鋼管の内面に固着したことを特徴とする落石・雪崩等保護構造物用充填鋼管。
【請求項２】
前記断面円形の鋼管の内部に、長さ方向の鉄筋を複数設けると共に、これら複数の鉄筋を鋼管の引張領域側に設けたことを特徴とする請求項１記載の落石・雪崩等保護構造物用充填鋼管。
【請求項３】
前記鉄筋を鋼管内面に接して設けたことを特徴とする請求項２記載の落石・雪崩等保護構造物用充填鋼管。
【請求項４】
請求項１記載の落石・雪崩等保護構造物用コンクリート充填鋼管の製造方法において、前記断面三角形の補強リブの頂部に該補強リブの厚さの略２倍以上の幅を有する前記帯状鋼板を固着した補強体を形成した後、この補強体を前記鋼管の一側開口から挿入し、前記補強体を鋼管内面に固着した後、前記鋼管の内部に前記混合材を充填することを特徴とする落石・雪崩等保護構造物用充填鋼管の製造方法。
【請求項５】
前記充填鋼管は支柱に用いられ、前記補強体は充填鋼管の下端から地上部の２分の１以下の位置までの長さであることを特徴とする請求項４記載の落石・雪崩等保護構造物用充填鋼管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、落石・雪崩保護構造物の支柱や梁などに用いる充填鋼管とその製造方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
落石・雪崩保護構造物である防護柵として、例えば、特開平７−１９７４２３号公報には、山腹の斜面に間隔を置いて縦孔を穿孔し、この縦孔に建て込んだパイプ支柱を並設するとともに、これら各パイプ支柱に複数段のケーブルとともに金網を張設したものがある。
【０００３】
そして、落石・雪崩保護構造物に用いる材料として、特開平６−１４６２２５号公報には、両端を開放した鋼管と、この鋼管の両端部に配置した支圧板と、鋼管内に軸方向に収納し、両端を前記支圧板に定着したアンポンドタイプの鋼線あるいは鋼棒と、鋼管内に充填したコンクリートとよりなる、耐荷材（特許請求の範囲）が提案されており、この耐荷材では、補強材に緊張力を導入せず、耐荷材が変形すると、引張側の補強材が伸ばされるため、この時点で初めて緊張力が導入（公報第０００７段）される。そして、ＰＣ鋼棒によるコンクリートの抜け出し防止、及び補強による曲げ強度の上昇が可能（公報第００１７）なことが記載されており、補強材としてはアンポンドタイプのＰＣ鋼棒が用いられている。また、特開平７−２６５１９号公報には、支柱は鋼管内に、シース材で被覆されたアンポンドタイプのＰＣ鋼材を配置すると共に、鋼管内にコンクリートを充填して製作した剛性部材である。ＰＣ鋼材は支柱の引張側に配列し、各ＰＣ鋼材は製作時に緊張力を導入せずにその両端が定着してあり、支柱に曲げ力が作用したときにＰＣ鋼材に緊張力が導入されるように配置する（公報第００１３段）。
【０００４】
上記のものは、ＰＣ鋼材によりプレストレストを付与していた従来例に対して、ＰＣ鋼材に緊張力を付与することなく、曲応力が加わると、該ＰＣ鋼材に緊張力が発生するように構成することにより、強度向上を図っている。しかし、これらのものはいずれもアンポンドタイプのＰＣ鋼材等を用いるから、一般の鉄筋などに比べて材料費と製作費が嵩むという問題がある。
【０００５】
また、この種の落石・雪崩等保護構造物とは異なるが、特開平７−６２７９２号公報には、引張材が緊張され、支圧板からコンクリートに軸方向のプレストレスが導入されている（公報特許請求の範囲の請求項３）コンクリート造構造部材があり、この構造部材では、閉鎖断面形状の拘束部材と、拘束部材内に充填されるコンクリートと、コンクリートの両端面に密着し、コンクリートを挟み込む支圧板と、両支圧板を貫通してコンクリート中に軸方向に配置される引張材とから構成され、引張材と拘束部材が引張力を、コンクリートが圧縮力をそれぞれ独立して負担することにより引張材や圧縮材として、または曲げ材として使用されるものである（公報第００１４段）。そして、拘束部材を二重に配置（公報第００１６段）しており、コンクリートと拘束部材とを組み合わせることにより、圧縮体力と靱性が上昇する（公報第００３２段）と記載されている。しかし、プレストレスを導入するには、上述したように材料費と製作費がかかるＰＣ鋼棒などが必要となり、また、公報の図２などにあるように、断面円形の拘束部材を二重としその隙間及び内側の拘束部材内にコンクリートを充填した構造であるから、内外の拘束部材を位置決めしてから、コンクリートを充填しなければならず、その位置決め作業が煩雑となり、製造コストがかかることが予想される。
【０００６】
そこで、本発明は、比較的安価にして、落石・雪崩等の荷重に対して強度の向上を図ることができる落石・雪崩等保護構造物用充填鋼管とその製造方法を提供することを目的とし、加えて、製造が容易で製造コストの削減が可能な落石・雪崩等保護構造物用充填鋼管とその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、鋼管の内部にセメントを混合した混合材を充填した落石・雪崩等保護構造物用充填鋼管において、断面円形の鋼管の内部に、断面三角形の補強リブを内接して設けると共に、前記補強リブの２つの頂点を鋼管の引張領域側に配置し、前記補強リブの頂点に、該補強リブの厚さの２倍以上の幅を有する帯状鋼板を固着し、この帯状鋼板を前記鋼管の内面に固着したものである。
【０００８】
この請求項１の構成によれば、鋼管内部の補強リブにより、断面において内部のセメント混合材が拘束され、圧縮応力が向上し、引張領域側に補強リブの２つの頂点を連結するリブがあるため、これが曲げにより生じる引張力に抗して引張領域側の引張応力が向上し、荷重に対する応力を効果的に向上することができる。また、頂点に帯状鋼板を設けることにより、頂点における補強リブの結合が容易になると共に、その結合強度を向上することができる。
【０００９】
また、請求項２の発明は、断面円形の鋼管の内部に、長さ方向の鉄筋を複数設けると共に、これら複数の鉄筋を鋼管の引張領域側に設けたものである。
【００１０】
この請求項２の構成によれば、鋼管内部の引張領域側に設けた鉄筋が、曲げにより生じる引張力に抗して引張領域側の引張応力が向上し、荷重に対する応力を向上することができ、複数の引張領域側の鉄筋はセメント混合材に密着して設けるものであって、プレストレスを導入する鋼材に比べて安価なもので済み、対費用効果に優れる。
【００１１】
さらに、請求項３の発明は、前記鉄筋を鋼管内面に接して設けたものである。
【００１２】
この請求項３の構成によれば、内面に接して設けた鉄筋が鋼管と一体的となって、曲げにより生じる引張力に抗するから、耐荷重性能を効果的に向上することができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１記載の落石・雪崩等保護構造物用コンクリート充填鋼管の製造方法において、前記断面三角形の補強リブの頂部に該補強リブの厚さの略２倍以上の幅を有する前記帯状鋼板を固着した補強体を形成した後、この補強体を前記鋼管の一側開口から挿入し、前記補強体を鋼管内面に固着した後、前記鋼管の内部に前記混合材を充填する製造方法である。
【００１４】
この請求項４の構成によれば、補強体は、頂点に帯状鋼板を設けることにより、頂点における補強リブの結合が容易になると共に、その結合強度が向上したものとなり、このようにして組立てた補強体を鋼管内に挿入して鋼管内面に固着すれば、補強体が位置ずれすることなく、そのままセメント混合材を充填することができ、製造が極めて簡易となる。
【００１５】
また、請求項５の発明は、前記充填鋼管は支柱に用いられ、前記補強体は充填鋼管の下端から地上部の２分の１以下の位置までの長さである製造方法である。
【００１６】
この請求項５の構成によれば、充填鋼管を支柱として用いる場合、荷重を受けると、地上面位置において最大曲げ応力が発生するから、これに対する強度を向上するには、全長に補強体を入れる必要がなく、本発明の補強体はそれ自体自立性を有するから、全長に入れることなく一側開口側だけで鋼管に溶着等により固着してもセメント混合材をスムーズに充填することができ、したがって、補強体を全長入れる場合に比べて、さらに材料費が安価としながら、支柱として必要な耐荷重性を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。図１〜図８は本発明の第１実施形態を示し、図１に示すように、充填鋼管１は、断面円形の鋼管２内に補強体３を挿入配置して該鋼管２に固定した後、内部に無収縮モルタル４を充填し、養生したものである。前記補強体３は、板材からなる３枚の補強リブ11，11，11をほぼ正三角形に配置し、補強リブ11，11，11の頂部11Ｓ，11Ｓ，11Ｓに帯状鋼板12，12，12を溶着してなる。また、前記帯状鋼板12の幅Ｗは、前記補強リブ11の厚さＴの２倍以上である。また、補強体３の帯状鋼板12，12，12は、前記鋼管２の内面と僅かな隙間を介して挿通可能に取付けられている。そして、製造時には、補強体３を組立てた後、鋼管２の一側開口から該補強体３を挿入配置し、溶接棒などが届く開口側で補強体３を鋼管２の内面に溶着固定した後、内部に無収縮モルタル４を充填する。また、図２に示すように、補強リブ11の端部は溶接部14により帯状鋼板12に固定される。尚、この構成で下記の寸法のものが、後述するグラフのNo.２に示すものである。
【００１８】
次に、図３に示す充填鋼管１Ａは、前記充填鋼管１にさらに鉄筋21を加えたものであり、同図に示すように、補強体３の２つの頂点の間に位置して、３本の鉄筋21，21，21を鋼管２の内面に接して固定したものである。そして、製造時には、鋼管２の一側開口から鉄筋21を挿入配置し、両側の開口から溶接棒などが届く範囲で、鉄筋21を鋼管２の内面に溶着固定し、また、補強体３を組立てた後、鋼管２の一側開口から該補強体３を挿入配置し、溶接棒などが届く開口側で補強体３を鋼管２の内面に溶着固定した後、内部に無収縮モルタル４を充填する。尚、この構成で下記の寸法のものが、後述するグラフのNo.３に示すものである。
【００１９】
図４は比較例としての充填鋼管１Ｈであり、鋼管２の内部に無収縮モルタル４を充填し、補強体は用いていない。尚、この構成で下記の寸法のものが、後述するグラフのNo.１に示すものである。
【００２０】
曲げ試験において、前記鋼管２は、材質ＳＴＫ４００、外径２１６．３ミリ、厚さ８．２ミリで、長さが３メートルのものを用い、鋼管２と補強体３と鉄筋21は同一長さである。補強体３の補強リブ11の厚さＴは６ミリ、帯状鋼板12の厚さも６ミリである。また、無収縮モルタル４は、圧縮強度が６０．０ｋＮ/mm2である。また、前記鉄筋21は、直径２５ミリの異形棒鋼を用い、この異形棒鋼は、材質がＳＤ２９５Ａで、引張強度は４４０Ｎ/mm2である。このように本発明では鉄筋は、その引張強度が７００Ｎ/mm2以下の鋼棒で所望の強度を得ることができ、すなわちＰＣ鋼棒のように引張強度が大で比較的高価なものを用いる必要がない。そして、図５に示すように、３メートルの鋼管２の両端側を移動支点201，201にて支持し、自由端201，201の間隔は２．４メートルとし、鋼管２の載荷点たる中央に荷重Ｐを加えた。図７は、横軸に載荷点におけるたわみ（単位：ミリ）、縦軸に荷重Ｐ（単位ｔｆ：１ｔｆ＝９．８０６６３ｋＮ）を取った荷重−たわみ試験結果のグラフである。尚、両端側を移動支点201，201とした場合は、図１，図３中、下部側が荷重Ｐが加わった時の引張領域側となる。また、図８は、縦軸に載荷点における曲げモーメント（単位ｔｆ・ｍ）、横軸に図６に示した回転角θ（単に度）を取った曲げモーメント−回転角試験結果のグラフであり、曲げモーメントは図７のグラフより算出した値である。尚、図７及び図８のグラフで、不連続となる段部（例えば載荷点たわみが１１０ミリ前後，２１５ミリ前後）が発生するのは、荷重Ｐを加える荷重装置（図示せず）のストロークの関係から、荷重を加えるロッドを継ぎ足した点であり、ここで一旦荷重を緩めてロッドを継ぎ足すためにグラフに不連続として表れる。
【００２１】
図７のグラフから、補強体３と鉄筋21とを用いた充填鋼管１Ａ（グラフのNo.３）では、比較例の充填鋼管１Ｈ（グラフのNo.１）に対して、耐荷重性能が約８０％をも向上し、補強体３のみを用いた充填鋼管１（グラフのNo.２）でも約３５％の上昇が見られた。図８のグラフから、充填鋼管１，１Ａは、比較例の充填鋼管１Ｈに比べて大きな回転角θまで曲げモーメントに抗することができ、衝撃吸収能力も向上したことが分かる。
【００２２】
このように本実施例では、請求項１に対応して、鋼管２の内部にセメントを混合した混合材を充填した落石・雪崩等保護構造物用充填鋼管１，１Ａにおいて、断面円形の鋼管２の内部に、断面三角形の補強リブ11，11，11を内接して設けると共に、補強リブ11，11，11の２つの頂点11Ｓを鋼管２の引張領域側に配置したから、鋼管２内部の補強リブ11，11，11により、断面において内部のセメント混合材たる無収縮モルタル４が拘束され、圧縮応力が向上し、引張領域側に補強リブ11，11の２つの頂点11Ｓ，11Ｓを連結するリブ11があるため、これが曲げにより生じる引張力に抗して引張領域側の引張応力が向上し、荷重に対する応力を効果的に向上することができる。
【００２３】
また、このように本実施例では、請求項２に対応して、断面円形の鋼管２の内部に、長さ方向の鉄筋21，21，21を複数設けると共に、これら複数の鉄筋21，21，21を鋼管２の引張領域側に設けたから、鋼管２内部の引張領域側に設けた鉄筋21が、曲げにより生じる引張力に抗して引張領域側の引張応力が向上し、荷重に対する応力を向上することができ、複数の引張領域側の鉄筋21はセメント混合材たる無収縮モルタル４に密着して設けるものであって、プレストレスを導入する鋼材に比べて安価なもので済み、対費用効果に優れたものとなる。
【００２４】
さらに、このように本実施例では、請求項３に対応して、鉄筋21を鋼管内面に接して設けたから、この内面に接して設けた鉄筋21が鋼管２と一体的となって、曲げにより生じる引張力に抗するから、耐荷重性能を効果的に向上することができる。
【００２５】
さらに、このように本実施例では、請求項１に対応して、補強リブ11，11の頂点11Ｓに、該補強リブ11の厚さＴの２倍以上の幅Ｗを有する帯状鋼板12を固着し、この帯状鋼板12を鋼管２の内面に固着したから、頂点11Ｓに帯状鋼板12を設けることにより、頂点11Ｓにおける補強リブ11，11の結合が容易になると共に、その結合強度を向上することができる。尚、補強リブ11には部分的に孔を穿設してもよく、この孔により補強リブ11に仕切られた両側の無収縮モルタル４（混合材）が一体化される。
【００２６】
このように本実施例では、請求項４に対応して、鋼管２の内部にセメントを混合した混合材を充填した落石・雪崩等保護構造物用充填鋼管の製造方法において、断面三角形の補強リブ11，11の頂部11Ｓに該補強リブ11の厚さＴの略２倍以上の幅Ｗを有する帯状鋼板12を固着した補強体３を形成した後、この補強体３を鋼管２の一側開口から挿入し、補強体３を鋼管２内面に固着した後、鋼管２の内部にセメント混合材たる無収縮モルタル４を充填する製造方法であるから、補強体３は、頂点11Ｓに帯状鋼板12を設けることにより、頂点11Ｓにおける補強リブ11，11の結合が容易になると共に、その結合強度が向上したものとなり、このようにして組立てた補強体３を鋼管２内に挿入して鋼管内２面に固着すれば、補強体３が位置ずれすることなく、そのままセメント混合材を充填することができ、製造が極めて簡易なものとなる。
【００２７】
また、請求項３，１，４においては、鉄筋21又は補強体３を鋼管２の内面に固定するから、工場で鉄筋21又は補強体３を取付けた鋼管２を、現場に搬入した後、現場でセメント混合材を充填することができ、例えば充填鋼管を支柱として用いる場合であれば、支柱を固定した後、セメント混合材を充填することができ、運搬及び据付け時の重量が軽くなり、作業性に優れたものとなる。
【００２８】
図９〜図１０は発明の参考例を示し、上記第１実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例の充填鋼管１Ｂでは、補強体３Ａは、鋼管２の内面に沿って設ける複数の鉄筋21Ａと、これら鉄筋21Ａより内側で同心円上に配置された鉄筋21Ｂとを有し、この例では、５本の鉄筋21Ａと３本の鉄筋21Ａを用い、中央の鉄筋21Ａと鉄筋21Ｂとは、鋼管２の中心を通る直線上に位置し、この直線に対して左右対称の位置に前記鉄筋21Ａ，21Ｂが配置されている。前記補強体３Ａの両側には端部板22がそれぞれ設けられ、この端部板22は、前記鉄筋21Ａ，21Ｂを挿通する挿通孔23を有し、前記鋼管２の内面と同一な円弧縁24を有し、さらに、円弧縁24に略半円状の切欠き孔25と中央側に孔26とを有する。それら、切欠き孔25及び孔26により、コンクリート充填時の空気抜きがスムーズになされる。尚、前記端部板22は厚さ９ミリの鋼板からなる。複数の鉄筋21Ａ，21Ｂの端部を前記挿通孔23に挿通して端部板22に溶着固定している。そして、製造時には、補強体３Ａを組立てた後、鋼管２の一側開口から該補強体３Ａを挿入配置し、溶接棒などが届く開口側で補強体３を鋼管２の内面に溶着固定した後、内部に無収縮モルタル４を充填する。尚、セメント混合材の充填を現場搬入後又は据付後に行うこともでき、運搬重量又は据付重量を軽減できる。尚、この例の充填鋼管１Ｂの鋼管２及び無収縮モルタル４は、第１実施例と同一材料のものを用いており、また、鉄筋21Ａ，21Ｂも前記鉄筋21と同一のものを用い、これが前記図７及び図８のグラフのNo.４に示すものである。
【００２９】
図７及び図８のグラフから、この例の充填鋼管１Ｂ（グラフのNo.４）は、比較例の充填鋼管１Ｈ（グラフのNo.１）に対して、耐荷重性能及び衝撃吸収能力が大幅に向上し、補強体３と鉄筋21の両者を用いた充填鋼管１Ａとほぼ同等な性能向上が見られた。
【００３０】
このように実施例上の効果として、断面円形の鋼管２の内部に、長さ方向の鉄筋21Ａ，21Ｂ，21を複数設けると共に、これら複数の鉄筋21Ａ，21Ｂを鋼管２の引張領域側に設けたから、鋼管２内部の引張領域側に設けた鉄筋21Ａ，21Ｂが、曲げにより生じる引張力に抗して引張領域側の引張応力が向上し、荷重に対する応力を向上することができ、複数の引張領域側の鉄筋21Ａ，21Ｂはセメント混合材たる無収縮モルタル４に密着して設けるものであって、プレストレスを導入する鋼材に比べて安価なもので済み、対費用効果に優れたものとなり、また、鉄筋21Ａを鋼管２内面に接して設けたから、この内面に接して設けた鉄筋21Ａが鋼管２と一体的となって、曲げにより生じる引張力に抗するから、耐荷重性能を効果的に向上することができ、上記第１実施例と同様な作用・効果を奏し、また、この例では、鋼管２の内部にセメントを混合した混合材を充填した落石・雪崩等保護構造物用充填鋼管の製造方法において、鋼管２内の引張領域側に設けられる複数の鉄筋21Ａ，21Ｂの両端部に、鋼管２の内面に対応する円弧縁24を有する鋼製の端部板22を固定した補強体３Ａを形成した後、この補強体３Ａを鋼管２の一側開口から挿入し、補強体３Ａを鋼管２に固着した後、鋼管２の内部にセメント混合材たる無収縮モルタル４を充填する製造方法であるから、補強体３Ａは、複数の鉄筋21Ａ，21Ｂの両端部を端部板22，22により固定したものであるから、鉄筋21Ａ，21Ｂなどが動いたりすることなく一体化され、その補強体３Ａを鋼管２内に挿入し、一側開口付近で補強体３Ａを鋼管に溶着すれば、鉄筋が位置ずれすることなく、そのままセメント混合材を充填することができ、製造が極めて簡易となる。また、工場で補強体３Ａを取付けた鋼管２を、現場に運搬し、この後、セメント混合材を充填するようにしてもよい。
【００３１】
また、実施例上の効果として、端面板22は鋼管２の内径の２分の１未満の大きさであるから、コンクリートの充填をスムーズに行うことができる。また、端部板22は、鋼管２の内面に対応する円弧縁24を有するから、円弧縁24を鋼管２内面に係合して固定することにより、複数の鉄筋21Ａ，21Ｂを位置決めできる。
【００３２】
図１１〜図１２は本発明の第２実施例を示し、上記各実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、図１１に示す充填鋼管１Ａ´は、寸法が異なる以外は、前記充填鋼管１Ａと同一鋼製であり、充填鋼管１Ａ´の鋼管２は、材質ＳＴＫ４００、外径２６７．４ミリ、厚さ９．３ミリで、長さが３メートルのものを用い、鋼管２と補強体３と鉄筋21は同一長さであり、補強体３の補強リブ11の厚さＴは６ミリ、帯状鋼板12の厚さも６ミリ、また、無収縮モルタル４は、圧縮強度が６０．０ｋＮ/mm2、また、前記鉄筋21は、直径２９ミリの異形棒鋼を用いた。そして、この充填鋼管１Ａ´が前記図７及び図８のグラフのNo.５に示すものである。また、図１２に示す充填鋼管１Ｂ´は、寸法が異なる以外は、前記充填鋼管１Ｂと同一鋼製であり、充填鋼管１Ｂ´の鋼管２は、材質ＳＴＫ４００、外径２６７．４ミリ、厚さ９．３ミリで、長さが３メートルのものを用い、鋼管２と補強体３と鉄筋21Ａ，21Ｂは同一長さであり、また、無収縮モルタル４は、圧縮強度が６０．０ｋＮ/mm2、また、前記鉄筋21Ａ，21Ｂは、直径２９ミリの異形棒鋼を用いた。そして、この充填鋼管１Ｂ´が前記図７及び図８のグラフのNo.６に示すものである。
【００３３】
図７及び図８のグラフから、この例の充填鋼管１Ａ´（グラフのNo.４）及び充填鋼管１Ｂ´は、耐荷重性能及び衝撃吸収能力に優れ、両者がほぼ同等な性能が得られることが分かった。
【００３４】
図１３〜図１４は本発明の他の参考例を示し、上記各実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、図１３は比較例としての充填鋼管１Ｈ´であり、その鋼管２は、材質ＳＴＫ４００、外径１３９．８ミリ、厚さ６．６ミリで、長さが３メートルのもので、内部に前記無収縮モルタル４を充填し、補強体は用いていない。そして、この充填鋼管１Ｈ´が前記図７及び図８のグラフのNo.７に示すものである。また、充填鋼管１Ｃは、３本の鉄筋21，21，21を鋼管２の内面に接して固定したものであり、製造時には、鋼管２の一側開口から鉄筋21を挿入配置し、両側の開口から溶接棒などが届く範囲で、鉄筋21を鋼管２の内面に溶着固定する。その充填鋼管１Ｃの鋼管２は、材質ＳＴＫ４００、外径１３９．８ミリ、厚さ６．６ミリで、長さが３メートルのもので、内部に前記無収縮モルタル４を充填し、前記鉄筋21は、直径２２ミリの異形棒鋼を用いた。そして、この充填鋼管１Ｃが前記図７及び図８のグラフのNo.８に示すものである。
【００３５】
図７及び図８のグラフから、鉄筋21を設けた充填鋼管１Ｃ（グラフのNo.８）は、比較例の充填鋼管１Ｈ´（グラフのNo.７）に対して、耐荷重性能及び衝撃吸収能力が大幅に向上し、特に図８のグラフに示されているように。回転角θが大となり、衝撃吸収能力が効果的に向上したことが分かる。
【００３６】
このように実施例上の効果として、鋼管２の内部にセメントを混合した混合材たる無収縮モルタル４を充填した落石・雪崩等保護構造物用充填鋼管において、断面円形の鋼管２の内部に、長さ方向の鉄筋21を複数設けると共に、これら複数の鉄筋21を鋼管２の引張領域側に設けたから、鋼管２内部の引張領域側に設けた鉄筋21が、曲げにより生じる引張力に抗して引張領域側の引張応力が向上し、荷重に対する応力を向上することができ、複数の引張領域側の鉄筋21はセメント混合材に密着して設けるものであって、プレストレスを導入する鋼材に比べて安価なもので済み、対費用効果に優れる。
【００３７】
また、実施例上の効果として、鉄筋21を鋼管内面に接して設けたから、内面に接して設けた鉄筋21が鋼管２と一体的となって、曲げにより生じる引張力に抗するから、耐荷重性能を効果的に向上することができる。
【００３８】
図１５は本発明の第３実施例を示し、上記各実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、図１５は充填鋼管１，１Ａ，１Ａ´，１Ｂ，１Ｂ´，１Ｃを防護柵31に用いた例であり、この防護柵31は、支柱32と横梁33とが前記充填鋼管１，１Ａ，１Ａ´，１Ｂ，１Ｂ´，１Ｃからなり、支柱32をコンクリートなどの基礎34に立設し、横梁33は隣合う支柱32，32の上部を連結している。したがって、下端が固定された支柱32は、山側からの落石・雪崩を受けると、上端側が谷側に移動するように曲げが発生するから、山側が引張領域となり、横梁33は、山側からの落石・雪崩を受けると、該横梁33の中央が谷側に移動するように曲げが発生するから、谷側が引張領域となる。
【００３９】
図１６は本発明の第４実施例を示し、上記各実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、図１６では、支柱32である充填鋼管１は、鋼管２の基礎34上の高さＨの約３分の１の高さ位置が補強体３の上端で、補強体３の下端は鋼管２の下端となっている。
【００４０】
組立て後の補強体３は自立性を有するから、一側開口（この場合は支柱32の下端の鋼管２開口）から補強体３を挿入し、一側開口から届く範囲で補強体３を鋼管２の内面に溶接などにより固定するば、セメント混合材を鋼管２内部に充填することができる。そして、下端を固定した支柱32が曲げを生じると、基礎34の上面位置で最大曲げモーメントが発生するから、これに補強体３が抗し、一方、支柱32の上部はそれ以下で落石等を受ければ、曲げモーメントが発生せず、補強が不要であるから、全長に渡って補強体３を設ける場合よりも、軽量で且つ安価なものとなる。
【００４１】
このように本実施例では、請求項４に対応して、鋼管２の内部にセメントを混合した混合材を充填した落石・雪崩等保護構造物用充填鋼管の製造方法において、断面三角形の補強リブ11，11，11の頂部11Ｓ，11Ｓ，11Ｓに該補強リブ11の厚さＴの略２倍以上の幅Ｗを有する帯状鋼板12を固着した補強体３を形成した後、この補強体３を鋼管２の一側開口から挿入し、補強体３を鋼管２内面に固着した後、鋼管２の内部にセメント混合材たる無収縮モルタル４を充填する製造方法であるから、補強体３は、頂点11Ｓに帯状鋼板12を設けることにより、頂点11Ｓにおける補強リブ11，11の結合が容易になると共に、その結合強度が向上したものとなり、このようにして組立てた補強体３を鋼管２内に挿入して鋼管２内面に固着すれば、補強体３が位置ずれすることなく、そのままセメント混合材を充填することができ、製造が極めて簡易となる。そして、この例においても、モルタルやコンクリートなどのセメント混合材を現場で鋼管２に充填できる利点がある。
【００４２】
また、このように本実施例では、請求項５に対応して、充填鋼管１は支柱32に用いられ、補強体３は充填鋼管１の下端から地上部の２分の１以下の位置までの長さであるから、充填鋼管１を支柱32として用いる場合、荷重を受けると、地上面位置において最大曲げ応力が発生するから、これに対する強度を向上するには、全長に補強体を入れる必要がなく、本発明の補強体３はそれ自体自立性を有するから、全長に入れることなく一側開口側だけで鋼管２に溶着等により固着してもセメント混合材をスムーズに充填することができ、したがって、補強体３を全長入れる場合に比べて、さらに材料費を安価としながら、支柱32として必要な耐荷重性を得ることができる。そして、補強体３の上部位置が高さＨの２分の１の位置を越えると、材料費及び重量軽減のメリットが少なくなるから、２分の１以下とし、また、地上面位置において最大曲げ応力が発生するから、補強対の上部位置を高さＨの３分の位置以下とした。
【００４３】
図１７及び図１８は本発明の第５及び第６実施例を示し、上記各実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、図１７では、支柱32である充填鋼管１Ａは、鋼管２の基礎34上の高さＨの約３分の１の高さ位置が補強体３及び鉄筋21の上端で、補強体３及び鉄筋21の下端は鋼管２の下端となっている。そして、図１７の支柱32は上部が谷側Ｒに向って湾曲形成されている。
【００４４】
また、図１８では、支柱32である充填鋼管１Ｂは、鋼管２の基礎34上の高さＨの約３分の１の高さ位置が補強体３Ａの上端で、補強体３Ａの下端は鋼管２の下端となっている。そして、図１８の支柱32は上部が谷側Ｒに斜設されている。
【００４５】
尚、図１４に示した鉄筋21も一側開口側で鋼管２内に固着すれば、位置ずれすることがないから、同様に該鉄筋21の上端を支柱32の高さＨの３分の１の位置とし、下端を支柱32の下端とすることができる。
【００４６】
このように実施例上の効果として、鋼管２の内部にセメントを混合した混合材を充填した落石・雪崩等保護構造物用充填鋼管の製造方法において、鋼管２内の引張領域側に設けられる複数の鉄筋21Ａ，21Ｂの両端部に、鋼管２の内面に対応する円弧縁24を有する端部板22を固着した補強体３Ａを形成した後、この補強体３Ａを鋼管２の一側開口から挿入し、補強体３Ａを鋼管２に固着した後、鋼管２の内部に混合材たる無収縮モルタル４を充填するから、補強体３Ａは、複数の鉄筋21Ａ，21Ｂの両端部を端部板22により固定したものであるから、鉄筋21Ａ，21Ｂなどが動いたりすることなく一体化され、その補強体３Ａを鋼管２内に挿入し、一側開口付近で補強体３Ａを鋼管２に固着すれば、鉄筋21Ａ，21Ｂが位置ずれすることなく、そのままセメント混合材を充填することができ、製造が極めて簡易となる。そして、この例においても、モルタルやコンクリートなどのセメント混合材を現場で鋼管２に充填できる利点がある。
【００４７】
また、このように本実施例では、請求項５に対応して、充填鋼管１Ａ，１Ｂは支柱32に用いられ、補強体３，３Ａは充填鋼管１Ａ，１Ｂの下端から地上部の２分の１以下の位置までの長さであるから、上記第６実施例と同様な作用・効果を奏する。
【００４８】
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の変形実施が可能である。例えば、実施例では、セメントを混合した混合材は、コンクリート，モルタルなど充填後に固化するものであれば、各種のものを用いることができる。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１の発明は、鋼管の内部にセメントを混合した混合材を充填した落石・雪崩等保護構造物用充填鋼管において、断面円形の鋼管の内部に、断面三角形の補強リブを内接して設けると共に、前記補強リブの２つの頂点を鋼管の引張領域側に配置し、前記補強リブの頂点に、該補強リブの厚さの２倍以上の幅を有する帯状鋼板を固着し、この帯状鋼板を前記鋼管の内面に固着したものであり、比較的安価にして、落石・雪崩等の荷重に対して強度の向上を図ることができる。
【００５０】
また、請求項２の発明は、前記断面円形の鋼管の内部に、長さ方向の鉄筋を複数設けると共に、これら複数の鉄筋を鋼管の引張領域側に設けたものであり、比較的安価にして、落石・雪崩等の荷重に対して強度の向上を図ることができる。
【００５１】
また、請求項３の発明は、前記鉄筋を鋼管内面に接して設けたものであり、比較的安価にして、落石・雪崩等の荷重に対して強度の向上を図ることができ、製造が容易で製造コストの削減が可能となる。
【００５２】
請求項４の発明は、請求項１記載の落石・雪崩等保護構造物用コンクリート充填鋼管の製造方法において、前記断面三角形の補強リブの頂部に該補強リブの厚さの略２倍以上の幅を有する前記帯状鋼板を固着した補強体を形成した後、この補強体を前記鋼管の一側開口から挿入し、前記補強体を鋼管内面に固着した後、前記鋼管の内部に前記混合材を充填する製造方法であり、比較的安価にして、落石・雪崩等の荷重に対して強度の向上を図ることができ、製造が容易で製造コストの削減が可能となる。
【００５３】
また、請求項５の発明は、前記充填鋼管は支柱に用いられ、前記補強体は充填鋼管の下端から地上部の２分の１以下の位置までの長さである製造方法であり、比較的安価にして、落石・雪崩等の荷重に対して強度の向上を図ることができ、製造が容易で製造コストの削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す補強体を備えた充填鋼管の断面図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す補強体の要部の断面図である。
【図３】本発明の第１実施例を示す補強体と鉄筋を備えた充填鋼管の断面図である。
【図４】本発明の第１実施例を示す比較例としての充填鋼管の断面図である。
【図５】本発明の第１実施例を示す荷重試験の説明図である。
【図６】本発明の第１実施例を示す荷重試験における回転角の説明図である。
【図７】荷重−たわみ試験結果のグラフを示す図である。
【図８】モーメント−回転角試験結果のグラフを示す図である。
【図９】本発明の参考例を示す充填鋼管の断面図である。
【図１０】本発明の参考例を示す図９のＡ−Ａ線断面図である。
【図１１】本発明の第２実施例を示す補強体と鉄筋を備えた充填鋼管の断面図である。
【図１２】本発明の第２実施例を示す補強体を備えた充填鋼管の断面図である。
【図１３】本発明の他の参考例を示す比較例としての充填鋼管の断面図である。
【図１４】本発明の他の参考例を示す鉄筋を備えた充填鋼管の断面図である。
【図１５】本発明の第３実施例を示す充填鋼管の使用例であり、防護柵の一部を切欠いた正面図である。
【図１６】本発明の第４実施例を示す充填鋼管を支柱に用いた断面図である。
【図１７】本発明の第５実施例を示す充填鋼管を支柱に用いた断面図である。
【図１８】本発明の第６実施例を示す充填鋼管を支柱に用いた断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ａ´，１Ｂ，１Ｂ´，１Ｃ  充填鋼管
２  鋼管
３，３Ａ  補強体
４  無収縮モルタル（混合材）
11  補強リブ
11Ｓ  頂点
12  帯状鋼板
21，21Ａ，21Ｂ  鉄筋
32  支柱
Ｔ  厚さ
Ｗ  幅
【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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