(57)【要約】【課題】  衝撃エネルギーの吸収率を高め、被災時にも必要最小限の部材交換のみで対応可能な落下物防護装置及びその補強技術を提供する。【解決手段】  斜面からの落下物を収容すべくこの斜面に立設された支柱２と、両端部が斜面の側方に固定されると共に支柱２の頭部を経由して斜面幅方向に懸架される主横ロープ４０と、主横ロープ４に取り付けられる防護網８と、を備えた落下物防護装置１であって、前記防護網の外側または／及び内側に、落石等との衝突によって生じる衝撃エネルギーを吸収するためのエネルギー吸収ロープ１０を設けた。【選択図】図１
2013217020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜面からの落下物を収容すべく、斜面に立設された支柱と、両端部が前記斜面の側方に固定されると共に前記支柱を経由して斜面幅方向に懸架される主横ロープと、前記主横ロープに取り付けられる防護網と、を備えた落下物防護装置であって、
前記防護網の外側または／及び内側に、前記落下物との衝突によって生じる衝撃エネルギーを吸収するための衝撃吸収部材を設けたことを特徴とする落下物防護装置。
【請求項２】
前記衝撃吸収部材として弾性係数の小さいロープ材が用いられ、且つその弾性係数は、前記主横ロープまたは横ロープの弾性係数に比べて小さい値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の落下物防護装置。
【請求項３】
前記衝撃吸収部材の破断荷重は、前記主横ロープまたは横ロープの破断荷重に比べて小さい値に設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の落下物防護装置。
【請求項４】
前記衝撃吸収部材が、ロープ材と、このロープ材に接続された緩衝装置とで構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の落下物防護装置。
【請求項５】
前記衝撃吸収部材としてのロープ材が、前記防護網の上部最寄りに配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の落下物防護装置。
【請求項６】
前記支柱から斜面下方に縦主ロープを吊り下ろすと共に、これら縦主ロープに交差させつつ前記横ロープを上下多段に設け、
前記衝撃吸収部材としてのロープ材は、前記主横ロープと横ロープの段間に又は横ロープと横ロープの段間に配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の落下物防護装置。
【請求項７】
前記衝撃吸収部材としてのロープ材が、前記主横ロープまたは横ロープに対して斜めに配置されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の落下物防護装置。
【請求項８】
前記衝撃吸収部材が、前記防護網の外側にて設けられ、
前記主横ロープ、横ロープ及び縦主ロープで囲まれた区画または横ロープ及び縦主ロープで囲まれた区画のうち、少なくとも一つの区画において、その対角線上に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の落下物防護装置。
【請求項９】
前記衝撃吸収部材としてのロープ材が複数本設けられると共に、これらのロープ材が交差して配置されていることを特徴とする請求項８に記載の落下物防護装置。
【請求項１０】
前記衝撃吸収部材としてのロープ材が、前記主横ロープまたは横ロープに対して平行に配置されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の落下物防護装置。
【請求項１１】
前記衝撃吸収部材としてのロープ材が、落下物防護装置における主横ロープ、横ロープ、縦主ロープ、補助縦ロープに添って設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の落下物防護装置。
【請求項１２】
斜面からの落下物を収容すべくこの斜面に立設された支柱と、両端部が前記斜面の側方に固定されると共に前記支柱を経由して斜面幅方向に懸架される主横ロープと、前記主横ロープに取り付けられる防護網と、を備えた落下物防護装置の補強方法であって、
前記防護網の外側または／及び内側に、前記落下物との衝突によって生じる衝撃エネルギーを吸収するための衝撃吸収部材を設けることを特徴とする落下物防護装置の補強方法。
【請求項１３】
前記衝撃吸収部材として弾性係数の小さいロープ材を用い、且つその弾性係数を前記主横ロープまたは横ロープの弾性係数に比べて小さい値に設定したことを特徴とする請求項１２に記載の落下物防護装置の補強方法。
【請求項１４】
前記衝撃吸収部材の破断荷重を前記主横ロープまたは横ロープの破断荷重に比べて小さい値に設定したことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の落下物防護装置の補強方法。
【請求項１５】
前記衝撃吸収部材を、ロープ材と、このロープ材に接続した緩衝装置とで構成したことを特徴とする請求項１２〜１４の何れかに記載の落下物防護装置の補強方法。
【請求項１６】
前記衝撃吸収部材としてのロープ材を前記防護網の上部最寄りに配置したことを特徴とする請求項１２〜１５の何れかに記載の落下物防護装置の補強方法。
【請求項１７】
前記支柱から斜面下方に縦主ロープを吊り下ろすと共に、これら縦主ロープに交差させつつ前記横ロープを上下多段に設け、
前記衝撃吸収部材としてのロープ材は、前記主横ロープと横ロープの段間に又は横ロープと横ロープの段間に配置したことを特徴とする請求項１２〜１６の何れかに記載の落下物防護装置の補強方法。
【請求項１８】
前記衝撃吸収部材としてのロープ材を前記主横ロープまたは横ロープに対して斜めに配置することを特徴とする請求項１２〜１７の何れかに記載の落下物防護装置の補強方法。
【請求項１９】
前記衝撃吸収部材を前記防護網の斜面側でない前記防護網の外側面に沿わせて設け、前記主横ロープ、横ロープ及び縦主ロープで囲まれた区画または前記横ロープ及び縦主ロープで囲まれた区画のうち、少なくとも一つの区画において、その対角線上に配置することを特徴とする請求項１８に記載の落下物防護装置の補強方法。
【請求項２０】
前記衝撃吸収部材としてのロープ材を複数本設けると共に、それらロープ材を交差させて配置することを特徴とする請求項１９に記載の落下物防護装置の補強方法。
【請求項２１】
前記衝撃吸収部材としてのロープ材を前記主横ロープまたは横ロープに対して平行に配置することを特徴とする請求項１５〜１７の何れかに記載の落下物防護装置の補強方法。
【請求項２２】
前記衝撃吸収部材としてのロープ材を落下物防護装置における主横ロープ、横ロープ、縦主ロープ、補助縦ロープに添わせて設けることを特徴とする請求項１５〜１７の何れかに記載の落下物防護装置の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、斜面からの落下物を収容すべく、この斜面の正面側に設けられたポケット式の防護網を備える落下物防護装置およびその補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、例えば、山間を走る道路を落石や雪崩から防ぐポケット式の落石防護網が知られている。
この落石防護網は、斜面の中腹に複数の支柱を立設すると共に、これら支柱の頭部を経由して斜面幅方向に横ロープを複数段張り渡し、さらに、斜面上方からの落石を収容すべく、最上段の横ロープから金網と縦ロープを吊り下ろして斜面正面側にポケット状の落石収容部を形成して構成されている。
【０００３】
また、上記した落石防護網の改良例として、特許文献１に示す落石防護ネット構造が知られている。
この構造では、図１２に示すように各箇所に使用するロープ１００の端部に衝撃吸収用の緩衝金具１０１を組み入れ、この緩衝金具１０１を介してロープ１００を斜面上のアンカー体１０２に固定し、落石に伴いロープや金網に過度の荷重が掛かったときには、この緩衝金具１０１によって落石の衝撃を和らげ、ロープ及び金網の破損を防止している。
【０００４】
また、本出願人の過去の出願によれば、弾性係数の小さいエネルギー吸収型の緩衝ロープを横ロープの両端に連結し、この緩衝ロープを介して横ロープをアンカー体に固定することで、横ロープ及び防護網に加わる落石時の衝撃エネルギーを緩衝ロープによって吸収する構造が開示されている（特許文献２）。
【０００５】
ここでエネルギー吸収型の緩衝ロープとしては、本出願人等が過去に出願したオーステナイトを含有するロープ等を例示できる（特許文献２）。
このロープは、たとえば、成分比（Ｃ：０．００１％〜０．１５％、Ｓｉ：０．０１％〜１．５％、Ｍｎ：０．３％〜３．０％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｃｒ：１４．０％〜２６．０％、Ｎｉ：８６．０％〜２２．０％、Ｎ：０．０２％以下、残部実質上Ｆｅ）等の軟質ステンレス線からなる鋼素線を伸線して撚り加工した後、このロープをオーステナイト生成熱処理して得たロープであり、十分な強度を保有するとともに、非常に大きなエネルギー吸収能を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実用新案登録３１４３８１６号公報
【特許文献２】特開２０１１−０８０２２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記した衝撃吸収能力を有する各種の落石防護装置によれば、アンカー体とロープとの間に緩衝金具若しくは緩衝ロープを組み入れ、防護網に作用する衝撃エネルギーを、ロープを介してこれら緩衝金具及び緩衝ロープに逃がして吸収させている。すなわち、衝撃エネルギーをロープで一旦全て受け止めた後、その受け止めた衝撃エネルギーを、ロープを介して緩衝金具及び緩衝ロープに逃がし吸収している。
【０００８】
このため過度の衝撃がロープに加わると、ロープは衝撃エネルギーを緩衝金具等に伝達する間もなく損傷してしまい、被災の程度によっては防護網及びロープ一式を含む落石防護装置全体の総交換が必要になる。
また、防護網から離れた箇所に緩衝材を設置すると、落下物の衝突エネルギーが緩衝材まで伝達される間もなく防護網が破損してしまう場合もある。
【０００９】
本発明は、上記のような事情にかんがみてなされたもので、衝撃エネルギーの吸収率を高め、被災時にも必要最小限の部材交換のみで対応可能な落下物防護装置及びその補強方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
斜面からの落下物を収容すべくこの斜面に立設された支柱と、両端部が前記斜面の側方に固定されると共に前記支柱を経由して斜面幅方向に懸架される主横ロープと、前記主横ロープに取り付けられる防護網と、を備えた落下物防護装置であって、
前記防護網の外側または／及び内側に、前記落下物との衝突によって生じる衝撃エネルギーを吸収するための衝撃吸収部材を設けたことを特徴とする。
【００１１】
このように構成された本発明では、防護網に接するように衝撃吸収部材を設けたので、落下物との衝突に伴って生じる衝撃エネルギーを、前記防護網と衝撃吸収部材との両方が、ほぼ同時に吸収する。すなわち、本発明は防護網が設置された範囲内において、その衝撃エネルギーを吸収し、この作用によって横ロープや縦ロープ等の各構成部材に対する衝撃エネルギーの伝播を抑制する。ここで「防護網に接するように衝撃吸収部材を設けた」とは、防護網と衝撃吸収部材が接触している状態と、わずかな間隙をもって配される場合とを含む。
【００１２】
また、自身の剛性に依存して防護網を支える主横ロープまたは横ロープと、衝撃吸収能力を有する衝撃吸収部材とを併用することで、主横ロープまたは横ロープに加わる負荷が減少するので、この点においても落下物防護装置の強度を高めることができる。すなわち、衝撃吸収部材が衝撃エネルギーを吸収するため、主横ロープまたは横ロープの実質的な許容荷重を大きく確保できる。
【００１３】
なお、衝撃吸収部材は、新設の落下物防護装置のみならず、既設の落下物防護装置に対してもその補強として有用である。すなわち、本発明に係る落下物防護装置の衝撃吸収構造及びその補強方法は、新設及び既設問わず適用可能である。
【００１４】
また、前記衝撃吸収部材として弾性係数の小さいロープ材が用いられ、且つその弾性係数は、前記主横ロープまたは横ロープの弾性係数に比べて小さい値に設定されている構成でもよい。
【００１５】
この構成では、主横ロープまたは横ロープに比べて弾性係数の小さいロープ材を衝撃吸収部材として使用することができる。つまり、伸び易くエネルギーを吸収し易いエネルギー吸収型のロープ材を採用することが可能である。よって、衝撃作用時には、この衝撃吸収部材としてのロープ材が主横ロープまたは横ロープに優先して衝撃エネルギーを吸収する。
【００１６】
また、前記衝撃吸収部材の破断荷重は、前記主横ロープまたは横ロープの破断荷重に比べて小さい値に設定されている構成でもよい。
【００１７】
また、前記衝撃吸収部材が、ロープ材と、このロープ材に接続された緩衝装置とで構成されていてもよい。
【００１８】
この構成によれば、衝撃エネルギーを吸収するための緩衝装置をロープ材に接続し、この緩衝装置によってロープ材に作用する衝撃エネルギーを吸収する。なお、緩衝装置はアンカー体に固定されておらず、緩衝装置による衝撃エネルギーの吸収はポケット状の落石収容部内において行われる。
【００１９】
なお、前記ロープ材における単位メートルあたりのエネルギー吸収量は、例えば、８ｋＪ以上に設定するとよい。このような設定にすれば、通常、想定し得る規模の落石等に対して概ね対応できる。
【００２０】
また、前記衝撃吸収部材としてのロープ材は、前記防護網の上部最寄りに配置されていることが望ましい。ここで防護網の上部とは、ポケット状をなす収容部の入り口に相当し、この入り口において落下物のエネルギーを早期に消費させる。
【００２１】
また、前記支柱を経由して斜面幅方向に主横ロープを懸架し、前記支柱から斜面下方に縦主ロープを吊り下ろすと共に、これら縦主ロープに交差させつつ前記横ロープを上下多段に設け、
前記衝撃吸収部材としてのロープ材は、前記主横ロープと横ロープの段間に又は横ロープと横ロープの段間に配置してもよい。
【００２２】
すなわち、主横ロープと横ロープの段間または横ロープと横ロープの段間は防護網が撓み易く、この段間に衝撃吸収部材としてのロープ材を設けることで、ロープ材のエネルギー吸収時における伸びや揺れを妨げることなくその衝撃吸収能力を発揮させることができる。また、衝撃吸収部材を配置することで衝撃エネルギーが吸収されるため、他の部分に比べて面強度の弱い段間の損傷も抑制される。
【００２３】
また、前記衝撃吸収部材としてのロープ材が前記主横ロープまたは横ロープに対して斜めに配置された構成でもよい。
この構成では、衝撃吸収部材としてのロープ材を斜めに配置している。このため、ロープ材の実長を防護網の全幅に比べて長く確保でき、よって、このロープ材におけるエネルギーの吸収量を増やすことができる。
【００２４】
また、前記衝撃吸収部材としてのロープ材が、前記主横ロープ、横ロープ及び縦主ロープで囲まれた区画または横ロープ及び縦主ロープで囲まれた区画のうち、少なくとも一つの区画において、その対角線上に配置された構成でもよい。
なお、ここで区画とは、主横ロープ、横ロープ及び縦主ロープで四方が囲まれた１区画または横ロープ及び縦主ロープで四方が囲まれた１区画のみならず、隣接した幾つかの区画を組み合わせた複数区画からなる区画でもよいことをいう。
【００２５】
さらに、落下物の衝突位置を、最上段の横ロープとこれに隣接する横ロープ、これらの間の縦ロープにより形成される一区画のみに限定し、衝撃吸収部材としてのロープ材を、この範囲内において、落下物が衝突する内側ではなく外側に、交差させるようして設置することが好適である。
【００２６】
このようにすれば、金網の吸収エネルギーを超える落下物の衝突エネルギーが発生したときに、顕著な衝撃吸収効果が発揮される。すなわち、金網の吸収エネルギーを越える落下物の衝突エネルギーが生じると、先ず、金網が外側に撓み、これがエネルギー吸収が可能なロープ材に伝達される。このとき、ロープ材の破断荷重付近での伸びにより、金網の吸収エネルギーを超える落下物のエネルギーを吸収することができる。
また、落下物が衝突する可能性が最も高い部分にのみ、衝撃吸収部材を設置するので効率的である。
【００２７】
また、前記衝撃吸収部材としてのロープ材が複数本設けられると共に、それらロープ材が交差して配置されている構成であってもよい。
この構成では、衝撃吸収部材としてのロープ材が交差して設けられているため、その交点における衝撃エネルギーの吸収量を他の部分に比べて増やすことができる。
【００２８】
また、前記衝撃吸収部材としてのロープ材が前記主横ロープまたは横ロープに対して平行に配置された構成であってもよい。
この構成では、斜面幅方向に設けられる主横ロープまたは横ロープに対して衝撃吸収部材としてのロープ材を平行に配置する。すなわち、斜面幅方向、言い換えれば防護網の幅方向において衝撃エネルギーの吸収率を均等に割り当てることができる。
【００２９】
また、前記衝撃吸収部材としてのロープ材が、落下物防護装置における主横ロープ、横ロープ、縦主ロープ、補助縦ロープに添って設けられている構成でもよい。すなわち、落下物防護装置に設けられた縦主ロープや横ロープ等の各部ロープに対して衝撃吸収部材としてのロープ材を添わせることで、各部ロープに落下物が衝突した際に、これら各部ロープに先立って衝撃エネルギーを吸収させる。
【００３０】
また、本発明は、斜面からの落下物を収容すべくこの斜面に立設された支柱と、両端部が前記斜面の側方に固定されると共に前記支柱を経由して斜面幅方向に懸架される横ロープと、前記横ロープに取り付けられる防護網と、を備えた落下物防護装置の補強方法であって、
前記防護網の外側または／及び内側に、前記落下物との衝突によって生じる衝撃エネルギーを吸収するための衝撃吸収部材を設けたことを特徴とする補強方法である。
【００３１】
すなわち、本発明に係る衝撃吸収部材を既存若しくは新設の落下物防護装置に適用した補強方法である。なお、具体的な補強方法については上記に準ずる。
また、本課題を解決するための手段に記載した各種事項は本発明の課題を逸脱しない範囲において組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上、本発明によれば、防護網において衝撃エネルギーの吸収をして、この作用によって主横ロープ、横ロープや防護網等の各構成部材に対する衝撃エネルギーの伝播を抑制することが可能である。また、被災時にも各部の損傷が少なく、必要最小限の部材交換のみで落下物防護装置を復旧できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施の形態１に示す衝撃吸収装置の全体斜視図。
【図２】実施の形態１に示す衝撃吸収装置において、落下物が防護網に衝突する状態を示す側面図。
【図３】実施の形態１に示す衝撃吸収装置において、エネルギー吸収ロープが伸びた状態を示す側面図。
【図４】実施の形態１に示す衝撃吸収装置において、落下物が落石収容部(収納ポケット)内に落下する状態を示す側面図。
【図５】エネルギー吸収ロープの荷重−伸び線図。
【図６】実施の形態２の衝撃吸収装置の正面図。
【図７】実施の形態３の衝撃吸収装置の正面図。
【図８】実施の形態４の衝撃吸収装置の正面図。
【図９】実施の形態５の衝撃吸収装置の正面図。
【図１０】実施の形態６の衝撃吸収装置の正面図。
【図１１】実施の形態７の衝撃吸収装置の正面図。
【図１２】従来のポケット式落石防護装置を示す斜視図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明に係る落下物防護装置１は、図１及び図２等に示すように、斜面Ｓの幅方向に間隔を空けて立設した複数本の支柱２と、各支柱２を斜面Ｓに対して所望の角度で立設させる吊りロープ３と、斜面Sの下方に配置された押さえ横ロープ７とを備える。さらに、各支柱２の頭部から押さえ横ロープ７にかけて吊り下ろされた左右の縦主ロープ５、５と、これら縦主ロープ５，５間に設けられた補助縦ロープ６と、縦主ロープ５に交差して設けられると共に両端部が斜面側方のアンカー体１１に固定される上下複数段の横ロープとを備えている。
【００３５】
横ロープのうち、例えば最上段の主横ロープ４０は各支柱２，２の頭部を経由して斜面上方に懸架され、この最上段横ロープ４０には、斜面を覆うメッシュ状の面材である防護網８、たとえば金網が取り付けられており、斜面Ｓと防護網８との間には、落石等を収容するポケット状の落石収容部９が形成されている。
また、斜面Ｓの幅方向には、例えば最上段の横ロープ４０の下方であって、それと平行に一定の間隔をあけながら、横ロープ４が配されており、その端部はアンカー体１１に固定されている。
そして、本発明の落下物防護装置１では、落石収容部９は、防護網８またはこれら各種主横ロープ４０、横ロープ４，縦主ロープ５、補助縦ロープ、押さえ横ロープ及び防護網８等の各部材によって構成されている。
【００３６】
支柱２は、防食処理の施されたＨ形鋼からなり、斜面中腹に間隔をおいて設けられた基礎に対してピンヒンジを介して連結されている。
支柱２の頭部には、吊りロープ３および縦主ロープ５を支柱２に連結するためのブラケット、並びに横ロープ４を斜面幅方向に案内するためのガイドが形成されている。そして、吊りロープ３を用いて支柱２を斜面に対してほぼ直角に支持し、また、各支柱２の頭部から斜面下方に掛けて縦主ロープ５が吊り下ろされている。
【００３７】
縦主ロープ５は、上記した支柱２によって斜面の上方から斜面下方へと垂下されている。また、その下端は、地表に沿って横ばいに設けられた押さえ横ロープ７に連結されている。
【００３８】
また、縦補助ロープ６は、防護網８の面剛性を高めるべく、主横ロープ、例えば最上段の横ロープ４０と最下段の押さえ横ロープ７との間に、必要に応じてターンバックル等の緊縮具を用いて、十分なテンションで張り渡されている。
そして、防護網８を支えるための主横ロープ４０または横ロープ４がこの縦主ロープ５に交差して上下に複数段張り渡されている。
【００３９】
横ロープ４は、斜面上下方向において平行且つ等間隔で多段に設けられると共に、その両端部が、必要に応じてターンバックル等を介して、斜面両側方のアンカー体１１に連結されている。
また、横ロープ４のうち、主横ロープ、例えば最上段の横ロープ４０は各支柱２の頭部に設けられたガイドを経由して斜面上方を横切るように懸架されている。
【００４０】
そして、前記防護網８を、主横ロープ、たとえば最上段の横ロープ４０に結合コイルを用いて吊り下げ、また、その下端を押さえ横ロープ７に結合して、斜面正面側にポケット状の落石収容部９を形成している。
なお、上記した各ロープの交点並びに防護網８とロープとの接点にはクロスクリップや結合コイル等の各種結束金具が組み付けられており、各ロープと防護網８とは一体の構造物としてその剛性が得られるようになっている。
【００４１】
続いて、エネルギー吸収ロープ１０について説明する。
エネルギー吸収ロープ１０の特性は、ロープの特殊な組成比率によって得られ、本出願人が過去に出願した例では、成分比率Ｃ：０．００１％〜０．１５％、Ｓｉ：０．０１％〜１．５％、Ｍｎ：０．３％〜３．０％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｃｒ：１４．０％〜２６．０％、Ｎｉ：８６．０％〜２２．０％、Ｎ：０．０２％以下、残部実質上Ｆｅ等の軟質ステンレス線からなる鋼素線を伸線して撚り加工した後、このロープをオーステナイト生成熱処理して得ることができる。
【００４２】
表１にエネルギー吸収ロープ１本あたりのロープ長とエネルギー吸収量との関係を示す。
なお、試験体のロープ仕様は、φ１８（３×７  ＳＳ／Ｏ）、断面積Ａ：１３４ｍ２、破断荷重ＲＢＳ：８０ｋＮ、弾性伸びＥＬ１：５％、塑性伸びＥＬ２：１５％（衝撃エネルギーを受けた後の伸び  ＥＬ１＜ＥＬ２）、ロープ長Ｌ：１〜２０ｍである。
【００４３】
【表１】
2013217020.tif 000003
【００４４】
また、エネルギー吸収量の算出式は下記式によって導かれる。
【００４５】
【数１】
2013217020.tif 000004
【００４６】
上記数式によれば、弾性伸びＥＬ１、及び塑性伸びＥＬ２の値が共に大きい程、ロープ１本あたりのエネルギー吸収量が増える。すなわち、伸びやすいロープ材ほど、エネルギー吸収率が高いといえ、本実施の形態では、少なくとも主横ロープ４０または横ロープ４に対してその弾性係数が小さいロープ材を衝撃吸収部材として用いることで落石衝突時の衝突エネルギーを、防護網８または落石収容部９内にて吸収する。
【００４７】
なお、各種試験によれば、主横ロープ４０または横ロープ４に適用される一般的な鋼製ワイヤロープの破断荷重付近における伸びは３〜５％に留まり、一方、エネルギー吸収ロープ１０の破断荷重付近における伸びは５０％以上の伸びを示す。つまり、落石との衝突によってエネルギー吸収ロープ１０が塑性変形することで一般的な鋼製ロープに対して数倍の衝撃エネルギーを吸収することができる。
【００４８】
なお、図５は汎用の鋼製ロープとエネルギー吸収ロープとの比較結果を示す荷重−伸び線図である。また、本実施の形態では、エネルギー吸収ロープとして、単位メートルあたり、例えば８ｋＪ以上のエネルギー吸収量を有するロープ材を使用している。
【００４９】
このように本実施の形態に示す落下物防護装置１では、防護網８に衝撃吸収部材としてのエネルギー吸収ロープ１０を設け、落下物との衝突に伴って生じる衝撃エネルギーを吸収する。
【００５０】
すなわち、主横ロープ４０、横ロープ４を介してアンカー体１１側に多くの落下物の衝撃エネルギーを逃がして吸収させるのではなく、防護網８または落石収容部９において多くの衝撃エネルギーを吸収する。この作用によって主横ロープ４０、横ロープ４、防護網８、及びアンカー体１１等の各構成部材に対する衝撃エネルギーの伝播を抑制することが可能となる。よって、エネルギー吸収ロープが変形する程の衝撃を受けたときであっても、エネルギー吸収ロープ１０と、必要に応じて防護網８とを交換するのみで落下物防護装置１を早期に復旧できるという優れた利点がある。
【００５１】
続いて、上記したエネルギー吸収ロープ１０による落下物防護装置１の補強構造並びにその補強方法について、下記の実施の形態において詳細に説明する。
【００５２】
〔実施の形態１〕
図１は、実施の形態１に係る落下物防護装置の全体斜視図である。ここでは、周囲の状況から判断して、落下物防護装置１における落石等の落下物の衝突位置は、最上段の横ロープ４０とこれに隣接する横ロープ４、これらの間の縦ロープ10により形成される区画５０のみに限定されている。
なお、ここで区画とは、主横ロープ、横ロープ及び縦主ロープで四方が囲まれた１区画または横ロープ及び縦主ロープで四方が囲まれた１区画のみならず、隣接した幾つかの区画を組み合わせた複数区画からなる区画でもよいことをいう。
したがって、2本のエネルギー吸収ロープ１０を、この矩形状の区画５０の範囲内で、落下物が衝突する側ではなく防護網８の外側に、対角線に沿って交差させるように設置している。図に示す2本のエネルギー吸収ロープ１０は、互いに接触していてもよく、または間隙を設けるように設置してもよい。
【００５３】
このようにすれば、顕著な衝撃吸収効果を発揮することができる。特に、金網の吸収エネルギーを超える落下物の衝突エネルギーが発生したときに有効である。このような場合について、図２〜図４に基づいて説明する。
【００５４】
図２は、落下物が防護網８の内側に衝突する際の状態を示し、図３は、落下物が防護網８に衝突した後、これを変形させ、さらに、防護網８の外側に設置したエネルギー吸収ロープ１０を、これが伸びるように変形させた状態を示している。この場合、エネルギー吸収ロープ１０が存在しなければ、落下物Dが防護網８を突き破るおそれがある。図４は、落下物Dが防護網８及びエネルギー吸収ロープ１０により受け止められ、落石収容部(収納ポケット)９内に落下するように、落下方向を変更された状態を示す。
【００５５】
防護網８の吸収エネルギーを超える落下物の衝突エネルギーが生じると、防護網８が外側に撓み、エネルギー吸収が可能なエネルギー吸収ロープ１０にこれが伝達される。このとき、エネルギー吸収ロープ１０の破断荷重付近での伸びにより、防護網８の吸収エネルギーを超える落下物Dのエネルギーを吸収することができる。
【００５６】
また、落下物Dが衝突する可能性が最も高い部分にのみ、衝撃吸収部材であるエネルギー吸収ロープ１０を設置すれば、作業やコスト面できわめて効率的である。なお、落石等の落下物の衝突位置は、現場状況により変動するもので、周囲の状況により適宜その範囲を決定し、予想される衝突位置にエネルギー吸収ロープ１０を設置する。
【００５７】
（実施の形態２）
次に、図６に示す実施の形態２では、防護網８において、その上部最寄りにエネルギー吸収ロープ１０を設けている。このエネルギー吸収ロープ１０は、落下物が衝突する側ではなく、防護網８の外側に設けられている。
エネルギー吸収ロープ１０の特性は、例えば、縦主ロープ５や横ロープ４、並びに縦補助ロープ６等に適用される鋼製ワイヤロープ（例えば、ＪＩＳ  Ｇ  ３５２５に規定される硬鋼線の撚りロープ）と異なり、弾性係数が小さく、破断荷重付近での伸びが大きい特性を有する。
【００５８】
具体的には、主横ロープ、例えば最上段の横ロープ４０と次段の横ロープ４との段間中央部分に、これら主横ロープ４０または横ロープ４と平行に、エネルギー吸収ロープ１０を配置する。また、エネルギー吸収ロープ１０の全長は防護網８の全幅に等しく、その各端部は防護網８の両側縁にそれぞれ固定されている。
【００５９】
なお、エネルギー吸収ロープ１０が設けられる防護網８の上部最寄りは、防護網の入り口に相当し、斜面Ｓを転がり墜ちる落石Ｄは、この領域に高い確率で衝突する。したがって、この領域にエネルギー吸収ロープ１０を設けることで、防護網８における衝撃エネルギーの吸収量を増やすことができる。また、防護網の入り口付近では、落石Ｄの速度がそれほど高まっておらず、早い段階で落石の衝撃エネルギーを吸収することで他の部分に与える落石の影響を抑え込むことができる。
【００６０】
〔実施の形態３〕
図７に示す実施の形態３では、実施の形態２と同様の方法で、主横ロープ４０と横ロープ４の段間中央または横ロープ４と横ロープ４の段間中央に、エネルギー吸収ロープ１０を配置している。実施の形態２と異なる点は、主横ロープ４０と横ロープ４の段間または横ロープ４と横ロープ４の段間に、それぞれエネルギー吸収ロープ１０を配置していることである。したがって、防護網８の全域において落石の衝撃エネルギーを均等に吸収することができる。
【００６１】
〔実施の形態４〕
図８に示す実施の形態４では、エネルギー吸収ロープ１０を、主横ロープ４０、横ロープ４及び縦ロープ５からなる区画または横ロープ４及び縦主ロープ５において、その２つの対角線上に交差するように、防護網の外側に配置している。
具体的には、防護網８の両側縁に沿って設けられる縦主ロープ５，５と主横ロープとその下段の横ロープとの間で囲まれた区画に対して、また、防護網８の両側縁に沿って設けられる縦主ロープ５，５と上下方向で隣り合う横ロープ４，４とで囲まれた区画に対して、さらに、防護網８の両側縁に沿って設けられる縦主ロープ５，５と押さえ横ロープ７とその上段の横ロープ４との間で囲まれた区画に対して、その対角線上にクロスしてエネルギー吸収ロープ１０を設けている。
【００６２】
この実施の形態によれば、エネルギー吸収ロープ１０の全長を防護網８の全幅に比べて長く確保できるため、主横ロープ４０または横ロープ４に対して平行にエネルギー吸収ロープ１０を設けた場合に比べてエネルギー吸収ロープ１本あたりのエネルギー吸収量を大きく確保できる。また、区画の中央でエネルギー吸収ロープ１０が交差するため、区画の中央部分における衝撃エネルギーの吸収量が増える。
【００６３】
〔実施の形態５〕
図９に示す実施の形態５では、防護網８の幅方向で隣合う縦ロープ５，５と、防護網８の主横ロープ４０とその下段の横ロープ４で囲まれた複数の区画に対して、また、防護網８の幅方向で隣合う縦ロープ５，５と、防護網８の上下方向で隣り合う横ロープ４と横ロープ４で囲まれた複数の区画に対して、さらに、防護網８の幅方向で隣合う縦ロープ５，５と、防護網８の横ロープ４とその下段の押さえ横ロープ７で囲まれた複数の区画に対して、それぞれにエネルギー吸収ロープをクロスした状態で設けている。すなわち、対角線上にエネルギー吸収ロープ１０を設けた実施の形態４の変形例である。この配置によれば、防護網８の全域においてエネルギー吸収ロープ１０を密に配置できるため、さらなるエネルギー吸収効率の向上が図られる。
【００６４】
〔実施の形態６〕
図１０に示す実施の形態６では、エネルギー吸収ロープ１０を、防護網の外側において、主横ロープ４０、縦ロープ５、横ロープ４、縦補助ロープ６等の既存のロープに添わせて設けている。この取り付け方法では、既設のロープに落石が衝突した際、エネルギー吸収ロープ１０が各部ロープに先立って伸び、結果として既存のロープにかかる負荷が減少する。
【００６５】
〔実施の形態７〕
図１１には、実施の形態７が示されている。この実施の形態では、実施の形態２と同様に、最上段の横ロープ４０と次段の横ロープ４との段間中央部分に、これら主横ロープ４０または横ロープ４と平行に、エネルギー吸収ロープ１０を配置した。実施の形態２と異なるのは、このエネルギー吸収ロープ１０は、防護網８の外側ではなく、落下物が衝突する側、すなわち内側に設けられている点である。防護網８に対して、エネルギー吸収ロープ１０はその内側又は外側に設けることができ、例えば、既設の落下物防護装置を補強する場合は、通常、外側にこれを設置することが作業上やコスト上から有利であると考えられる。しかし、状況に応じて、これを内側に設置することも選択可能である。
【００６６】
このように本実施の形態では、エネルギー吸収ロープ１０の様々な取り付け方法を例示できる。
【００６７】
なお、上記した各実施の形態では、エネルギー吸収ロープ１０を防護網８に接するように取り付ける際、エネルギー吸収ロープ１０の両端部分のみを各部ロープに固定したり、或いは必要に応じてエネルギー吸収ロープ１０の長手方向数カ所を防護網８に括りつけるなど、その伸びや揺れを妨げない程度に固定している。
【００６８】
その理由は、エネルギー吸収ロープ１０の伸びや揺れを妨げないことによって落石のエネルギーを効率よく消費できるためである。
【００６９】
また、エネルギー吸収ロープ１０は、防護網８の外側または／及び内側の何れに設けた場合であっても、その伸びを伴うエネルギーの吸収能力は発揮される。このようにエネルギー吸収ロープ１０を取り付けると、エネルギー吸収ロープ１０と共に防護網８もその慣性に反して強く揺さぶられるため、エネルギー吸収ロープ１０と防護網８の双方で落石のエネルギーを消費できる。
【００７０】
また、上記の実施の形態では、衝撃吸収部材としてエネルギー吸収ロープを例に挙げたが、例えば、ロープ材に緩衝装置を接続して衝撃エネルギーを吸収させることもできる。ここでロープ材としては、上記したエネルギー吸収ロープの他、汎用の鋼製ロープなどであってもよい。すなわち、防護網８にこれらロープ材および緩衝装置からなる衝撃吸収部材を組み付けることで、エネルギー吸収ロープ１０を設けた場合と同様に、防護網８または落石収容部９内で衝撃エネルギーの吸収を完結させることができる。なお、緩衝装置としては、バネ材や各種圧力緩衝用のダンパー等を例示できる
【００７１】
また、衝撃吸収部材として、好ましくは、主横ロープ４０や横ロープ４や縦主ロープ５、並びに縦補助ロープ６よりも破断荷重の小さいロープ材を選択するとよい。
【００７２】
また、エネルギー吸収ロープ１０を防護網に対してネット状に編み込んで、防護網８と共に付設するなどの補強方法も考えら得る。
【００７３】
また、これら衝撃吸収部材は、落下物防護装置１の新設時のみならず、既に設置されている落下物防護装置にも補強として組み付けることができる。このように衝撃吸収部材の取り付け方法は様々例示できる。
【００７４】
〔試験例〕
以下、本願発明に係る落下物防護装置の補強効果の試験例を示す。
１．試験の概要および目的
従来のポケット式の落石防護網の面材に、２本のエネルギー吸収ロープ（ＳＳ）を追加した補強構造について、その補強効果を確認する。
２．実験内容
A  防護網全体
実際の防護網と同様に、横ロープとこれに隣接する横ロープ、これらの間の縦ロープにより囲まれる矩形状の防護網を作製し、これにエネルギー吸収ロープを、落下物が衝突する側の反対側において、対角線上に交差させるように設置した。
B  金網
3.2Gと4.0Gのものを用いた。
なお、3.2Gとは素線径が３．２ｍｍであって、表面にメッキが施されているものをいう。４.０Gとは素線径が４．０ｍｍであって、表面にメッキが施されているものをいう。
C  補強用ロープ材
エネルギー吸収ロープ（ＳＳ）は、１８φのものを用いた。比較例として、通常の１２φの鋼製ロープ（Ｇ）を用いた。
D  落下物
架台に設置した面材に動的荷重を与える球状コンクリート塊（１１ｋＮ）をクレーンで吊り上げ、所定の高さから落下させた。
３．試験結果
結果を表２に示す。
【００７５】
【表２】
2013217020.tif 000005
【００７６】
A  試験No.１（比較例）
補強用ロープとして、通常の１２φの鋼製ロープを使用した。鋼製ロープは伸びが少ないため２本とも切断された。そのため、球状コンクリート塊を受けとめたものの、落下エネルギーがこれ以上大きければ、防護網が大きく破損する可能性が高い。
B  試験No.２
１８φのエネルギー吸収ロープの２本を補強用に使用し、落下E（kJ）を５０ｋJとした。ロープは２本ともに切断せず、金網も撓みが大幅に改善され損傷が少ない状態で、球状コンクリート塊を受けとめることができた。エネルギー吸収ロープの伸びが大きく、吸収されるエネルギーが大きいので、防護網の損傷の可能性を大幅に改善できる。
C  試験No.３
金網を４．０Ｇ、落下E（kJ）を７５ｋJとした。エネルギー吸収ロープと金網に対し破損や切断を生じることなく、球状コンクリート塊を受けとめることができた。
以上の試験例から、エネルギー吸収ロープによる補強が有効であることが確認された。
【符号の説明】
【００７７】
１  落下物防護装置
２  支柱
３  吊りロープ
４  横ロープ
５  縦主ロープ
６  補助縦ロープ
７  押さえ横ロープ
８  防護網
９  落石収容部
１０  エネルギー吸収ロープ
１１  アンカー体
４０  主横ロープ
５０  区画
D  落下物
Ｐ  空間
Ｓ  斜面
１００  ロープ
１０１  緩衝金具
１０２  アンカー体
【図１】
2013217020.tif 000006
【図２】
2013217020.tif 000007
【図３】
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【図４】
2013217020.tif 000009
【図５】
2013217020.tif 000010
【図６】
2013217020.tif 000011
【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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