(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路の防護柵として道路床版の側端部の縁に沿って形成される壁高欄構造であって、
長手方向の端部に拡大部が形成されたアンカーボルトを挿置するための底面に開口するアンカー孔と、このアンカー孔の周りに埋設された螺旋状の鉄筋からなるスパイラル筋と、隣接するＰＣａ壁高欄と嵌合して側面せん断キーとなる幅方向の一方の端面に形成された凸条及び他方の端面に形成された凹溝と、を有する道路床版の側端部の縁に沿って並設されるプレキャスト鉄筋コンクリート製の複数のＰＣａ壁高欄と、道路床版の側端部の縁に沿って所定間隔を置いて突設された複数のアンカーボルトと、を備え、
前記アンカーボルトの長手方向の両端には、軸が拡大された拡大部が形成されており、
前記ＰＣａ壁高欄と隣接するＰＣａ壁高欄とが互いに引張力を伝達する引張部材を介して連結されていないこと
を特徴とする壁高欄構造。
【請求項２】
前記道路床版の前記アンカーボルトの周りには、螺旋状の鉄筋からなるスパイラル筋が埋設されていること
を特徴とする請求項１に記載の壁高欄構造。
【請求項３】
前記ＰＣａ壁高欄の底面には、前記道路床版と嵌合して底面せん断キーとなる凸部又は凹部が幅方向に沿って形成されており、
前記道路床版には、前記凸部又は前記凹部と嵌合する凹部又は凸部が道路方向に沿って形成されていること
を特徴とする請求項１又は２に記載の壁高欄構造。
【請求項４】
前記アンカーボルトは、機械式鉄筋継手を介して上下に分割可能に構成されていること
を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の壁高欄構造。
【請求項５】
道路の防護柵として道路床版の側端部の縁に沿って形成される壁高欄構造であって、
長手方向の端部に拡大部が形成されたアンカーボルトを挿置するための底面に開口するアンカー孔と、このアンカー孔の周りに埋設された螺旋状の鉄筋からなるスパイラル筋と、隣接するＰＣａ壁高欄と嵌合して側面せん断キーとなる幅方向の一方の端面に形成された凸条及び他方の端面に形成された凹溝と、を有し、前記凸条及び前記凹溝には、これらを貫通する幅方向に沿った配線用の貫通孔が形成されている道路床版の側端部の縁に沿って並設されるプレキャスト鉄筋コンクリート製の複数のＰＣａ壁高欄と、道路床版の側端部の縁に沿って所定間隔を置いて突設された複数のアンカーボルトと、を備え、
前記アンカーボルトの長手方向の両端には、軸が拡大された拡大部が形成されており、
前記ＰＣａ壁高欄と隣接するＰＣａ壁高欄とが互いに引張力を伝達する引張部材を介して連結されておらず、
且つ、前記配線用の貫通孔の端部には、合成樹脂製可とう電線管が嵌着されているとともに、前記合成樹脂製可とう電線管の周りには、パッキンが外嵌され、前記パッキンを介して前記ＰＣａ壁高欄同士が接合されていること
を特徴とする壁高欄構造。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の壁高欄構造の構築方法であって、
前記道路床版に突設された拡大部を有する前記アンカーボルトに、前記ＰＣａ壁高欄の前記アンカー孔を差し込んで設置するＰＣａ壁高欄設置工程と、
前記アンカー孔に経時硬化材を充填する経時硬化材充填工程と、を備え、
前記ＰＣａ壁高欄設置工程では、前記ＰＣａ壁高欄の一方の端面に形成された前記凸条又は前記凹溝を、隣接する前記ＰＣａ壁高欄の前記凹溝又は前記凸条と嵌合させ、
隣接するＰＣａ壁高欄同士は、引張力を伝達する引張部材を介して連結しないこと
を特徴とする壁高欄構造の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路の防護柵として高架橋などの道路床版の幅方向の端部の縁に沿って並設されるプレキャスト鉄筋コンクリート製のＰＣａ壁高欄、壁高欄構造、及び壁高欄構造の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般道や高速道路などの道路脇に沿って車両の道路からの逸脱防止を目的としてガードレールなどの防護柵が設置されている。特に、道路橋、高架橋などの橋梁の地覆上又は床版の縁（側端部）沿いには、橋梁からの車両の転落防止や車線からの逸脱防止を目的とする剛性防護柵として鉄筋コンクリート製の壁高欄が設置されている。
【０００３】
また、この種の剛性防護柵として、近年、交通規制の期間を短縮するため、予め工場等でコンクリートを打設して硬化させたプレキャストコンクリート製のＰＣａ壁高欄が開発されるに至った。
【０００４】
例えば、特許文献１には、床版の側端部に立設された連続繊維補強材と、連続繊維補強材を収容可能な貫通孔を有し、この貫通孔に連続繊維補強材を収容するようにして床版の側端部の上に設置されたプレキャスト壁材と、貫通孔内の隙間に充填されたセメント系充填材とを具備するとともに、床版の側端部の上面に水平せん断力を伝達する底面せん断キーが設けられたプレキャスト壁高欄が開示されている（特許文献１の特許請求の範囲の請求項１，５、明細書の段落［００２１］〜［００３４］、図面の図１，図２等参照）。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のプレキャスト壁高欄は、底面せん断キーが設けられているものの、事故で車両等が衝突することにより、床版や地覆と壁高欄の底面との境界面に作用するせん断力や高欄上部に衝突荷重がかかることによる曲げモーメントに必ずしも対抗することができないという問題があった。
【０００６】
また、本願出願人が提案した特許文献２には、コンクリート床版２の側端部の上面からアンカーボルト３を上方に突出させ、プレキャスト壁高欄１の底面に開削されたボルト孔１１を囲むようにスパイラル鉄筋１４を埋め込んで、アンカーボルト３をその中に挿入して経時硬化性材料５を充填したプレキャスト壁高欄１の設置構造が開示されている（特許文献２の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００２４］〜［００３８］、図面の図１〜図３等参照）。
【０００７】
しかし、特許文献２に記載のプレキャスト壁高欄１は、剛性防護柵として使用するには、炭素繊維ケーブル、ＰＣ鋼材、ステンレス鋼材、鋼鉄製ケーブル等の各種ケーブル１７（緊張部材）で緊張力をかけて互いに緊結される必要があった。このため、プレキャスト壁高欄を設置する作業の後に、プレキャスト壁高欄同士を緊結する作業が必要であり、手間がかかり壁高欄の設置コストが嵩むという問題があった。また、緊結部材が錆びないように、高価なステンレス製や炭素繊維にしたり、防錆塗料の塗布や樹脂被覆を施したりする必要もあり、さらに材料コストや製造コストが嵩むという問題があった。
【０００８】
その他、仮設の遮断用設置体としては、特許文献３に、全体がコンクリート製で、横長の上壁部２の下部に連続して巾広のベース部３を一体に備え、ベース部３の下面にフォークリフトのフォークの差し込み溝１１を備え、さらに、両端側面に当該遮断用設置体を複数個互いに連結するための嵌合凹部８と嵌合凸部１０とを備えてなる遮断用設置体が開示されている（特許文献３の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００１１］〜［００１５］、図面の図１〜図３等参照）。
【０００９】
特許文献３に記載の遮断用設置体は、物体、人、動物等の移動を遮断する機能を有し、土砂や土石や水の移動を遮断する堰止め体や、人や車動物等の移動を遮断する移動規制体として用いられるものであり、道路脇等に固定して常設するものではなかった。このため、遮断用設置体同士を一体化する発想がなく、嵌合凹部８と嵌合凸部１０を嵌合させるだけで、嵌合凹部８と嵌合凸部１０との間にモルタル等を打設して強固に一体化することができなかった。その上、特許文献３に記載の遮断用設置体は、床版の地覆部等の構造物に固定する手段がなく、壁高欄として求められる車両が衝突した場合の耐衝突荷重性能をクリアすることができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１６−１６０６９０号公報
【特許文献２】特開２０１８−１６５４６７号公報
【特許文献３】実用新案登録第号３１８９７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明は、前述した問題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、ＰＣａ壁高欄同士を連結ボルトやＰＣ鋼材等の引張部材により引張力を付与して互いに連結する必要がなく、短期間で施工可能で施工コスト及び製造コストが安いＰＣａ壁高欄、壁高欄構造、及び壁高欄構造の構築方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１に係る壁高欄構造は、道路の防護柵として道路床版の側端部の縁に沿って形成される壁高欄構造であって、長手方向の端部に拡大部が形成されたアンカーボルトを挿置するための底面に開口するアンカー孔と、このアンカー孔の周りに埋設された螺旋状の鉄筋からなるスパイラル筋と、隣接するＰＣａ壁高欄と嵌合して側面せん断キーとなる幅方向の一方の端面に形成された凸条及び他方の端面に形成された凹溝と、を有する道路床版の側端部の縁に沿って並設されるプレキャスト鉄筋コンクリート製の複数のＰＣａ壁高欄と、道路床版の側端部の縁に沿って所定間隔を置いて突設された複数のアンカーボルトと、を備え、前記アンカーボルトの長手方向の両端には、軸が拡大された拡大部が形成されており、前記ＰＣａ壁高欄と隣接するＰＣａ壁高欄とが互いに引張力を伝達する引張部材を介して連結されていないことを特徴とする。
【００１８】
請求項２に係る壁高欄構造は、請求項１に係る壁高欄構造において、前記道路床版の前記アンカーボルトの周りには、螺旋状の鉄筋からなるスパイラル筋が埋設されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項３に係る壁高欄構造は、請求項１又は２に係る壁高欄構造において、前記ＰＣａ壁高欄の底面には、前記道路床版と嵌合して底面せん断キーとなる凸部又は凹部が幅方向に沿って形成されており、前記道路床版には、前記凸部又は前記凹部と嵌合する凹部又は凸部が道路方向に沿って形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項４に係る壁高欄構造は、請求項１ないし３のいずれかに係る壁高欄構造において、前記アンカーボルトは、機械式鉄筋継手を介して上下に分割可能に構成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項５に係る壁高欄構造は、道路の防護柵として道路床版の側端部の縁に沿って形成される壁高欄構造であって、長手方向の端部に拡大部が形成されたアンカーボルトを挿置するための底面に開口するアンカー孔と、このアンカー孔の周りに埋設された螺旋状の鉄筋からなるスパイラル筋と、隣接するＰＣａ壁高欄と嵌合して側面せん断キーとなる幅方向の一方の端面に形成された凸条及び他方の端面に形成された凹溝と、を有し、前記凸条及び前記凹溝には、これらを貫通する幅方向に沿った配線用の貫通孔が形成されている道路床版の側端部の縁に沿って並設されるプレキャスト鉄筋コンクリート製の複数のＰＣａ壁高欄と、道路床版の側端部の縁に沿って所定間隔を置いて突設された複数のアンカーボルトと、を備え、前記アンカーボルトの長手方向の両端には、軸が拡大された拡大部が形成されており、前記ＰＣａ壁高欄と隣接するＰＣａ壁高欄とが互いに引張力を伝達する引張部材を介して連結されておらず、且つ、前記配線用の貫通孔の端部には、合成樹脂製可とう電線管が嵌着されているとともに、前記合成樹脂製可とう電線管の周りには、パッキンが外嵌され、前記パッキンを介して前記ＰＣａ壁高欄同士が接合されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項６に係る壁高欄構造の構築方法は、請求項１ないし５のいずれかに記載の壁高欄構造の構築方法であって、前記道路床版に突設された拡大部を有する前記アンカーボルトに、前記ＰＣａ壁高欄の前記アンカー孔を差し込んで設置するＰＣａ壁高欄設置工程と、前記アンカー孔に経時硬化材を充填する経時硬化材充填工程と、を備え、前記ＰＣａ壁高欄設置工程では、前記ＰＣａ壁高欄の一方の端面に形成された前記凸条又は前記凹溝を、隣接する前記ＰＣａ壁高欄の前記凹溝又は前記凸条と嵌合させ、隣接するＰＣａ壁高欄同士は、引張力を伝達する引張部材を介して連結しないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１〜５に係る発明によれば、ＰＣａ壁高欄同士を引張部材により引張力を付与して互いに連結しなくても、剛性防護柵としての機能を発揮する壁高欄構造を提供することができる。このため、短時間で壁高欄を構築することができ、壁高欄構造の施工コストを低減することができるとともに、交通規制の期間を短縮することができる。
【００２９】
特に、請求項２に係る発明によれば、大きな衝撃荷重が壁高欄に作用しても、道路床版に突設されたアンカーボルトの周りのコンクリートが破壊して壁高欄が倒壊するおそれを低減することができる。このため、壁高欄の耐衝撃性が向上して、より大きな衝突荷重にも耐えることができ、剛性防護柵としての機能が向上する。
【００３０】
特に、請求項３に係る発明によれば、道路床版と壁高欄との間に作用する水平方向のせん断力に、せん断キーで対抗することができる。このため、さらに壁高欄の耐衝撃性が向上して、より大きな衝突荷重にも耐えることができ、剛性防護柵としての機能が向上する。
【００３１】
特に、請求項４に係る発明によれば、床版を積み重ねて保管したり、運搬したりすることが容易となる。このため、床版の保管スペースを削減できるとともに、運搬費を低減することができる。
【００３２】
特に、請求項５に係る発明によれば、貫通孔に経時硬化材が入り込んで硬化してしまい、貫通孔に必要な配線を行うことができなくなることを払拭することができる。
【００３３】
また、請求項６に係る発明によれば、壁高欄構造の構築方法において、隣接するＰＣａ壁高欄同士をボルト接合するなど引張部材を介して互いに連結する必要がなくなる。このため、短時間で壁高欄を構築することができ、壁高欄構造の施工コストを低減することができるとともに、交通規制の期間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＰＣａ壁高欄を示す斜視図である。
【図２】同上のＰＣａ壁高欄を道路の内側から見た正面図である。
【図３】同上のＰＣａ壁高欄を道路の外側から見た背面図である。
【図４】同上のＰＣａ壁高欄を示す左側面図である。
【図５】同上のＰＣａ壁高欄を示す平面図である。
【図６】同上のＰＣａ壁高欄を示す底面図である。
【図７】同上のＰＣａ壁高欄を示す図２のＡ−Ａ線鉛直断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るＰＣａ壁高欄を示す斜視図である。
【図９】同上のＰＣａ壁高欄を示す左側面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る壁高欄構造を示す鉛直断面図である。
【図１１】同上の壁高欄構造の構成の一部を透視して示す正面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る壁高欄構造の構築方法の道路床版構築工程を示す工程説明図である。
【図１３】同上の壁高欄構造の構築方法のＰＣａ壁高欄設置工程の下降状態を示す工程説明図である。
【図１４】同上のＰＣａ壁高欄設置工程の間隔調整状態を示す工程説明図である。
【図１５】同上の壁高欄構造の構築方法により壁高欄構造の構築が完了した状態を示す説明図である。
【図１６】（ａ）は、第２実施形態に係る壁高欄構造の隣接するＰＣａ壁高欄同士の側面せん断キーの接合部分を示す水平断面図であり、（ｂ）は、側面せん断キーの貫通孔に嵌着されるＣＤ管単体を示す部品拡大図である。また、（ｃ）は、隣接するＰＣａ壁高欄同士の側面せん断キーの接合部分においてパッキンだけを挟んで接合する場合を示す水平断面図である。
【図１７】（ａ）は、同上の壁高欄構造の道路床版の地覆部の底面せん断キー付近を示す部分拡大断面図であり、（ｂ）は、同上の壁高欄構造の機械式鉄筋継手の構成を主に示す部分断面図である。
【図１８】同上の壁高欄構造の側面せん断キーであるＰＣａ壁高欄同士の接合部分を示す水平断面図である。
【図１９】ＦＥＭ解析に使用した２ｍ×２体連結モデルを示す斜視図である。
【図２０】同上の連結モデルの要素を示す模式図であり、（ａ）が鉛直断面図、（ｂ）が斜視図である。
【図２１】同上の連結モデルの鋼材要素を主に示す斜視図である。
【図２２】同上の連結モデルの底面せん断キーのモデル化を示す模式鉛直断面図である。
【図２３】同上の連結モデルの側面せん断キーのモデル化を示す斜視図である。
【図２４】同上の連結モデルの連結ボルトのモデル化を示す斜視図である。
【図２５】同上の連結モデルの底面せん断キー充填モルタルの付着切れの判定フローを示すフローチャートである。
【図２６】中央載荷ケースのＦＥＭ解析の側面せん断キー付着切れ直前の変形状態を示す図である。
【図２７】同上のＦＥＭ解析の設計荷重載荷時の変形状態を示す図である。
【図２８】同上のＦＥＭ解析の底面せん断キー付着切れ直前の状態を示す図である。
【図２９】同上のＦＥＭ解析の底面せん断キー付着切れ直後の状態を示す図である。
【図３０】同上のＦＥＭ解析の150ｋＮ荷重載荷時の変形状態を示す図である。
【図３１】同上のＦＥＭ解析のアンカーボルト降伏限界荷重載荷時の変形状態を示す図である。
【図３２】同上のＦＥＭ解析の載荷荷重と橋軸直角方向（厚み方向Ｙ）の変位量との関係を連結ボルトの有無を比較して示すグラフである。
【図３３】同上のＦＥＭ解析の載荷荷重と側面目開き量との関係を連結ボルトの有無を比較して示すグラフである。
【図３４】同上のＦＥＭ解析の載荷荷重とアンカーボルト軸力との関係を連結ボルトの有無を比較して示すグラフである。
【図３５】偏載荷ケースのＦＥＭ解析の側面せん断キー付着切れ直前の変形状態を示す図である。
【図３６】同上のＦＥＭ解析の設計荷重載荷時の変形状態を示す図である。
【図３７】同上のＦＥＭ解析の底面せん断キー付着切れ直前の状態を示す図である。
【図３８】同上のＦＥＭ解析の底面せん断キー付着切れ直後の状態を示す図である。
【図３９】同上のＦＥＭ解析の150ｋＮ荷重載荷時の変形状態を示す図である。
【図４０】同上のＦＥＭ解析のアンカーボルト降伏限界荷重載荷時の変形状態を示す図である。
【図４１】同上のＦＥＭ解析の載荷荷重と橋軸直角方向（厚み方向Ｙ）の変位量との関係を連結ボルトの有無を比較して示すグラフである。
【図４２】同上のＦＥＭ解析の載荷荷重と側面目開き量との関係を連結ボルトの有無を比較して示すグラフである。
【図４３】同上のＦＥＭ解析の載荷荷重とアンカーボルト軸力との関係を連結ボルトの有無を比較して示すグラフである。
【図４４】（１）〜（４）は、いずれも車両衝突実験の状況を示す写真である。
【図４５】車両衝突実験の防護柵である壁高欄の損傷状況を示す写真であり、（１）が正面全体写真、（２）が斜め全体写真、（３）がＢ１ブロック正面写真、（４）がＢ２ブロック正面写真である。
【図４６】車両衝突実験の防護柵である壁高欄の損傷状況を示す写真であり、（１）がＢ３ブロック正面写真、（２）がＢ４ブロック正面写真、（３）がＢ５ブロック正面写真である。
【図４７】防護柵である壁高欄の厚み方向Ｙの残留変位量のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明に係るＰＣａ壁高欄、壁高欄構造、及び壁高欄構造の構築方法の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３６】
＜ＰＣａ壁高欄＞
［第１実施形態］
先ず、図１〜図７を用いて、本発明の第１実施形態に係るＰＣａ壁高欄１について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るＰＣａ壁高欄１を示す斜視図である。図２は、そのＰＣａ壁高欄１を道路の内側から見た正面図であり、図３は、その背面図である。また、図４は、そのＰＣａ壁高欄１を幅方向Ｘに沿って見た左側面図である。そして、図５は、鉛直上方から見下ろした平面図であり、図６は、その底面図である。図７は、図２のＡ−Ａ線鉛直断面図である。
【００３７】
第１実施形態に係るＰＣａ壁高欄１は、プレキャスト鉄筋コンクリート製の壁高欄本体１０と、この壁高欄本体１０の底面に形成されたアンカー孔２と、幅方向Ｘの端面に形成された凸条３及び凹溝４など、から構成されている。ＰＣａ壁高欄１は、幅方向Ｘを道路方向（例えば、橋梁の場合橋軸方向）に沿って並べて設置され、構成する主たる部材である鉄筋コンクリートの弾性限界内での変形を見込んで設計する剛性防護柵としての機能を有している。
【００３８】
具体的には、剛性防護柵として、ＰＣａ壁高欄１は、車両総重量時において路面から重心までの高さが１．４ｍの大型車による防護柵の設置基準の種別に応じた４５ｋＪ以上となる衝撃度による衝突角度１５度の衝突に耐え得ることが要求されている。また、ＰＣａ壁高欄１は、質量１トンの乗用車による時速６０km/h、又は時速１００km/hの衝突角度２０度の衝突に耐え得ることも要求されている。
【００３９】
（壁高欄本体）
壁高欄本体１０は、図１〜図７に示すように、上端の幅が狭く、下端の幅が広くなった正面視長方形状であり、鉛直断面が台形状となった盤状のプレキャスト鉄筋コンクリート製の部材である。
【００４０】
壁高欄本体１０は、所定のかぶり厚さ（本実施形態では７０mm以上）をとって、あばら筋や配力筋などの所定の異形鋼棒Ｓ１（本実施形態ではＤ１３）が配筋され、所定の設計基準強度のコンクリートが予め工場等で打設されて成形されている。本実施形態では、使用するコンクリートには、設計基準強度が４０MPa（N/mm2）の高炉スラグ微粉末が混入した高炉スラグ系コンクリートが採用されている。勿論、使用するコンクリートは、構造設計に応じて適宜設計基準強度が定められ、目的に応じて種々の混和剤等を混入したコンクリートであっても構わないことは云うまでもない。
【００４１】
壁高欄本体１０の具体的な形状としては、図１，図２，図４，図７に示すように、道路の内側となる正面の下部が５５度程度の傾斜面１０ａとなり、正面の上部が８４度程度の急斜面１０ｂとなっている。また、道路の外側となる背面は、図３，図４，図７等に示すように、鉛直な平面である鉛直平面１０ｃとなっている。
【００４２】
そして、図２〜図４等に示すように、左側面及び右側面は、背面と同様に、鉛直平面１０ｄ，１０ｅとなっているとともに、上面は、水平面１０ｆとなっている。
【００４３】
（底面せん断キー：凹部）
また、図１，図４，図６，図７等に示すように、壁高欄本体１０の底面には、幅方向Ｘと直交する厚み方向Ｙの水平外力に対抗する底面せん断キーとなる凹部５が幅方向Ｘに沿って形成されている。この凹部５は、壁高欄本体１０の底面の全幅に亘り、幅方向Ｘに沿って形成された中央が上方に窪んだ凹溝となっており、道路床版Ｓの凸部１１と嵌合することにより、水平外力に対抗する底面せん断キーを形成する。
【００４４】
それに加え、図１，図４，図７等に示すように、壁高欄本体１０の底面は、厚み方向Ｙの中央に形成された凹部５に向け上昇するように傾斜する傾斜面１０ｇ，１０ｈが形成されている。このため、ＰＣａ壁高欄１と道路床版Ｓとの界面が、雨水などの降水に浸漬された場合でも、後述の端部拡大アンカーボルト１２が腐食するおそれを低減することができる。
【００４５】
（側面せん断キー：凸条、凹溝）
また、図１等に示すように、壁高欄本体１０の右側面である鉛直平面１０ｅには、水平断面が台形状の凸条３が形成され、壁高欄本体１０の左側面である鉛直平面１０ｄには、水平断面が凹状の凹溝４が形成されている。このため、ＰＣａ壁高欄１を幅方向Ｘに沿って道路方向に並べて設置されると、隣接するＰＣａ壁高欄１同士の凸条３と凹溝４とが嵌合し、水平外力に対抗する側面せん断キーを形成する。
【００４６】
なお、凸条３及び凹溝４は、壁高欄本体１０の右側面又は左側面のいずれに設けられていてもよい。要するに、壁高欄本体１０の幅方向Ｘの一方の端面に凸条３が形成され、他方の端面に凹溝４が形成され、これらが隣接するＰＣａ壁高欄１同士で嵌合して側面せん断キーを形成可能な構成であればよい。また、隣接するＰＣａ壁高欄１同士の凸条３と凹溝４との間隔は、１０mm程度離間して設置され、その間に、無収縮モルタルなどの経時硬化材が充填されて一体化される。
【００４７】
（アンカー孔）
また、壁高欄本体１０の底面には、後述の端部拡大アンカーボルト１２を挿置するためのアンカー孔２が形成されている。このアンカー孔２は、アンカー孔本体２０と、モルタルやグラウトなどの流動性経時硬化材を注入するための注入孔２１と、この流動性経時硬化材を排出するための排出孔２２など、から形成されている。
【００４８】
アンカー孔本体２０は、図６に示すように、壁高欄本体１０の底面の凹部５に開口する孔であり、開口部及び水平断面がいずれも幅方向Ｘに長い長孔形状となっている。このため、ＰＣａ壁高欄１の連接していく道路方向への位置調整が容易である。
【００４９】
また、このアンカー孔本体２０の壁面は、図４，図７に示すように、壁高欄本体１０の奥、即ち上方に行くにしたがって厚み方向Ｙが拡大するようにテーパー面となっている。このため、端部拡大アンカーボルト１２を囲繞して硬化した流動性経時硬化材が引き抜かれるのを防止する機能を有し、水平外力に対抗する強度及び耐久性が高くなっている。
【００５０】
図７等に示すように、注入孔２１は、アンカー孔本体２０の下部と、壁高欄本体１０の背面である鉛直平面１０ｃと、を連通し、外面である鉛直平面１０ｃに近づくにしたがって拡径する孔である。また、排出孔２２は、アンカー孔本体２０の上端部と鉛直平面１０ｃとを連通し、注入孔２１と同様に、外面である鉛直平面１０ｃに近づくにしたがって拡径する孔となっている。そして、注入孔２１及び排出孔２２は、いずれも外面である鉛直平面１０ｃに近づくにしたがって下がる傾斜面となっている。
【００５１】
このため、アンカー孔本体２０の下部と連通する注入孔２１から流動性経時硬化材を注入すると、流動性経時硬化材が次第にアンカー孔本体２０に充填されていき、アンカー孔本体２０の上端部と連通する排出孔２２から傾斜面に沿って流下して排出される。このとき、アンカー孔本体２０にあった空気も流動性経時硬化材よって押し出されて排気される。このため、空気溜まりが無くなり、アンカー孔２に確実に流動性経時硬化材を注入・充填することができる。
【００５２】
（スパイラル筋）
また、図７等に示すように、アンカー孔本体２０の周りの壁高欄本体１０の周囲のコンクリートには、螺旋状の鉄筋からなるスパイラル筋６が埋設されている。本実施形態に係るスパイラル筋６は、Ｄ１０の異形鋼棒から螺旋状に曲げ加工されている。なお、図２〜図４に示すように、アンカー孔２が幅方向Ｘに長い長孔形状となっているので、スパイラル筋６も、平面視において幅方向に長い楕円状のスパイラル筋となっている。
【００５３】
このスパイラル筋６は、車両事故等により水平外力が作用してＰＣａ壁高欄１に傾倒する方向に力がかかった際に、端部拡大アンカーボルト１２及び流動性経時硬化材でアンカー孔本体２０が押し広げられて周囲のコンクリートが割裂破壊するのを防止する機能を有している。このため、ＰＣａ壁高欄１は、水平外力に対して極めて強度及び耐久性が高いものとなっている。
【００５４】
（緊結部材）
また、従来のＰＣａ壁高欄は、特許文献２に記載されているように、ＰＣａ壁高欄同士を上部において、連結ボルトやワイヤーなどの緊結部材で互いに締結したり、アンカー部材をモルタルなどで埋設したりするなど引張力を伝達する引張部材を介して連結する必要があった。これは、前述のように、鉄筋コンクリート製の剛性防護柵としては、路面から重心までの高さが１．４ｍの大型車による防護柵の設置基準の種別に応じた４５〜２８０ｋＪ以上となる衝撃度による衝突角度１５度の衝突に耐え得ることが要求されているからである。
【００５５】
しかし、本実施形態に係るＰＣａ壁高欄１では、後述のＦＥＭ解析及び車両衝突実験により、連結ボルトなどの引張部材により上部同士を連結しなくても、剛性防護柵としての機能を発揮できることが判明した。よって、ＰＣａ壁高欄１には、隣接する他のＰＣａ壁高欄１と引張部材を介して連結されていない。
【００５６】
以上説明した第１実施形態に係るＰＣａ壁高欄１によれば、ＰＣａ壁高欄１同士を連結ボルトやケーブルなどの引張部材を介して連結しなくても、剛性防護柵としての機能を発揮することができる。このため、製造コストが安いＰＣａ壁高欄１を提供することができるだけでなく、短時間でＰＣａ壁高欄１を設置することができ、設置費用を低減できるとともに、交通規制の期間を短縮することができる。
【００５７】
［第２実施形態］
次に、図８，図９を用いて、本発明の第２実施形態に係るＰＣａ壁高欄１’について説明する。図８は、本発明の第２実施形態に係るＰＣａ壁高欄１’を示す斜視図であり、図９は、ＰＣａ壁高欄１’を幅方向Ｘに沿って見た左側面図である。
【００５８】
第２実施形態に係るＰＣａ壁高欄１’が、前述の第１実施形態に係るＰＣａ壁高欄１と相違する点は、配線用の複数の貫通孔８が形成されている点と、遮音パネル設置用のアンカーボルト９が突設されている点である。よって、この点について主に説明し、同一構成は、同一符号を付し、説明を省略する。
【００５９】
第２実施形態に係るＰＣａ壁高欄１’は、前述の壁高欄本体１０と同様のプレキャスト鉄筋コンクリート製の壁高欄本体１０’と、この壁高欄本体１０’の底面に形成されたアンカー孔２と、幅方向Ｘの端面に形成された凸条３及び凹溝４など、から構成されている。ＰＣａ壁高欄１’は、幅方向Ｘを道路方向に沿って並べて設置され、構成する主たる部材である鉄筋コンクリートの弾性限界内での変形を見込んで設計する剛性防護柵としての機能を有している。
【００６０】
図８，図９に示すように、壁高欄本体１０’の凸条３及び凹溝４には、これらを貫通する幅方向に沿った配線用の複数の貫通孔８（図示形態では４つ）が穿設されている。これらの貫通孔８には、通信用のケーブルなどの配線が挿通される。
【００６１】
なお、背景技術で述べたように、特許文献２に記載されたような従来のＰＣａ壁高欄では、幅方向の端面に側面せん断キーを設けても、壁高欄同士をボルトやケーブルなどの引張部材を介して連結する必要があった。このため、ＰＣａ壁高欄内に幅方向Ｘに貫通する貫通孔を設けることが困難であった。しかし、第２実施形態に係るＰＣａ壁高欄１’では、従来のＰＣａ壁高欄には設置できなかった設備用の配線をコンクリート壁体内に挿通することが可能となる。このため、配線用のブラケット等を後付けする作業が不要となるだけでなく、配線をＰＣａ壁高欄１’内に隠蔽することで、景観性が向上する。また、強固なＰＣａ壁高欄１’のコンクリート壁体内に配線を挿通するので、事故でも断裂するおそれが少なく、耐久性の高いインフラ網を設置することができる。
【００６２】
そして、図８，図９に示すように、壁高欄本体１０’の上面である水平面１０ｆには、ＰＣａ壁高欄１’の上方に遮音パネルの支柱をボルト止めして延設する遮音パネル設置用の複数本（図示形態では４本）のアンカーボルト９が突設されている。図示したアンカーボルト９は、Ｍ２２のアンカーボルトである。このため、防護柵であるＰＣａ壁高欄１’の上に、防音や遮音のために道路から発生する騒音の外部への伝播を防止する遮音パネルや吸音パネルの支柱等を設置することが容易となり、施工性が向上する。
【００６３】
以上説明した第２実施形態に係るＰＣａ壁高欄１’によれば、従来のＰＣａ壁高欄には設置できなかった設備用の配線をコンクリート壁体内に挿通することが可能となる。このため、配線をＰＣａ壁高欄１’内に隠蔽することで、景観性が向上するだけでなく、事故でも断裂するおそれが少なく、耐久性の高いインフラ網を設置することができる。
【００６４】
また、ＰＣａ壁高欄１’によれば、アンカーボルト９が突設されているので、防護柵であるＰＣａ壁高欄１’の上に、防音や遮音のために道路から発生する騒音の外部への伝播を防止する遮音パネルや吸音パネルの支柱等を設置することが容易となり、施工性が向上する。
【００６５】
＜壁高欄構造＞
次に、図１０，図１１を用いて、本発明の実施形態に係る壁高欄構造１００について説明する。前述の第２実施形態に係るＰＣａ壁高欄１’を道路床版Ｓに設置する場合を例示して説明する。ＰＣａ壁高欄１’の構成は、既に説明したので、主に、道路床版Ｓに設けられている構成について説明する。図１０は、本発明の実施形態に係る壁高欄構造１００を示す鉛直断面図であり、図１１は、壁高欄構造１００の構成の一部を透視して示す正面図である。
【００６６】
（道路床版）
ＰＣａ壁高欄１’を設置する道路床版Ｓは、鉄筋コンクリート製の通常の床版であり、図１０，図１１に示すように、道路床版Ｓの側端部の縁沿いに、壁高欄の基礎となる他の部位より上方へ厚みが増して一段高くなった地覆部Ｓａが形成されている。勿論、一段高くなった地覆部Ｓａが形成されていない床版にも本発明を適用可能であることは云うまでもない。但し、地覆部Ｓａで一段高くなっているので、ＰＣａ壁高欄１’と道路床版Ｓの接合部分が、塩害の原因となる塩化カルシウムなどの融雪剤等の混入した降水に浸漬するおそれが少なくなるため好ましい。
【００６７】
なお、道路床版Ｓは、現場打ちの鉄筋コンクリートを想定しているが、予め工場等で打設して硬化させた後、現場に搬入して敷設するプレキャスト製の鉄筋コンクリートであっても構わない。
【００６８】
（底面せん断キー：凸部）
また、この地覆部Ｓａには、図１０等に示すように、前述の壁高欄本体１０’の底面に形成された凹部５と嵌合して底面せん断キーを形成する凸部１１が幅方向Ｘとなる道路床版Ｓの縁沿いに形成されている。
【００６９】
（端部拡大アンカーボルト）
そして、図１０等に示すように、この凸部１１には、長手方向の端部に拡大部１２ａが形成された端部拡大アンカーボルト１２が突設されている。本実施形態に係る端部拡大アンカーボルト１２は、ＳＤ３４５の異形鋼棒からなり、その長手方向（軸方向）の両端に筒状の鋼材（丸ナット）がカシメ止められて拡大部１２ａが形成されたエンドバンド（登録商標）鉄筋である。勿論、端部拡大アンカーボルト１２は、長手方向の端部が拡大されていればよく、必ずしも、筒状の鋼材（丸ナット）がカシメ止められている必要はない。
【００７０】
なお、本実施形態では、端部拡大アンカーボルト１２は、防錆のためエポキシ樹脂で被覆されている。このため、ＰＣａ壁高欄１’と道路床版Ｓの接合部分から降水が侵入した場合であっても、端部拡大アンカーボルト１２が腐食するおそれが極めて少なく、ＰＣａ壁高欄１’が極めて耐久性が高いものとなっている。
【００７１】
この端部拡大アンカーボルト１２は、長手方向の一端である上端部分が前述のアンカー孔２に挿置された上、流動性経時硬化材が充填されて硬化することにより、道路床版ＳとＰＣａ壁高欄１’とが一体化されて設置される。
【００７２】
（スパイラル筋）
また、図１０，図１１に示すように、端部拡大アンカーボルト１２の下端部分周りの道路床版Ｓの周囲のコンクリートには、螺旋状の鉄筋からなるスパイラル筋１３が埋設されている。本実施形態に係るスパイラル筋１３は、前述のスパイラル筋６と同様に、Ｄ１０の異形鋼棒から螺旋状に曲げ加工されている。このスパイラル筋１３は、端部拡大アンカーボルト１２が傾倒する方向に応力が作用した際に、周囲のコンクリートを拘束して割裂破壊するのを防止する機能を有している。このため、端部拡大アンカーボルト１２が傾倒しにくくなっており、ＰＣａ壁高欄１’が水平外力に対して極めて高い耐久性を発揮するものとすることができる。
【００７３】
＜壁高欄構造の構築方法＞
次に、図１２〜図１５を用いて、本発明の実施形態に係る壁高欄構造の構築方法について説明する。前述の壁高欄構造１００を構築する場合を例示して説明する。図１２は、本発明の実施形態に係る壁高欄構造の構築方法の道路床版構築工程を示す工程説明図である。
【００７４】
（道路床版構築工程）
先ず、図１２に示すように、本実施形態に係る壁高欄構造の構築方法では、前述の壁高欄構造１００の道路床版Ｓを構築する道路床版構築工程を行う。
【００７５】
具体的には、壁高欄構造１００の道路床版Ｓの型枠を組んで、所定の配筋を行う。そして、エンドバンド（登録商標）鉄筋からなる端部拡大アンカーボルト１２を凸部１１となる部分に、所定間隔をおいてセットする。このとき、端部拡大アンカーボルト１２の下部の周りには、前述のスパイラル筋１３もセットする。そして、道路床版Ｓの型枠内にコンクリートを打設して、図１２に示すように、端部拡大アンカーボルト１２が突設された道路床版Ｓを構築する。
【００７６】
（ＰＣａ壁高欄設置工程）
図１３は、本実施形態に係る壁高欄構造の構築方法のＰＣａ壁高欄設置工程の下降状態を示す工程説明図であり、図１４は、本実施形態に係る壁高欄構造の構築方法のＰＣａ壁高欄設置工程の間隔調整状態を示す工程説明図である。次に、本実施形態に係る壁高欄構造の構築方法では、図１３，図１４に示すように、前述のＰＣａ壁高欄１’を下降させ、前工程で構築した道路床版Ｓの端部拡大アンカーボルト１２をＰＣａ壁高欄１’のアンカー孔２に差し込んで設置するＰＣａ壁高欄設置工程を行う。
【００７７】
具体的には、図１２で示した地覆部Ｓａ上にスペーサーを設置した後、ＰＣａ壁高欄１’を載置し、型枠などで隙間を塞ぎ、無収縮モルタルなどからなる経時硬化材Ｍ１（図１５参照）を注入充填する。
【００７８】
そして、図１３に示すように、地覆部Ｓａ上に載置したＰＣａ壁高欄１’の幅方向Ｘの端面から目地分の所定距離離間した上方から他のＰＣａ壁高欄１’を幅方向Ｘに沿って順次並設していく。このとき、図１４に示すように、他のＰＣａ壁高欄１’を下降さしてスペーサーの上に載置した後、凸条と凹溝４とが嵌合するように矢印方向に移動させて、ＰＣａ壁高欄１’同士の間隔を所定の１０mm程度となるように間隔調整を行う。
【００７９】
なお、図６に示したように、壁高欄本体１０の底面の凹部５に開口するアンカー孔２は、開口部が幅方向Ｘに長い長孔形状となっている。このため、目地分だけ離間した上方からＰＣａ壁高欄１’を下降させても、端部拡大アンカーボルト１２をスムーズにアンカー孔２に挿入することができるだけでなく、ＰＣａ壁高欄１’同士の間隔調整も容易である。
【００８０】
（経時硬化材充填工程）
次に、本実施形態に係る壁高欄構造の構築方法では、アンカー孔２に経時硬化材を充填する経時硬化材充填工程を行う。
【００８１】
具体的には、図１０で示したアンカー孔２の注入孔２１から前述の流動性経時硬化材を注入すると、流動性経時硬化材が次第にアンカー孔本体２０の下部から徐々に充填されて行き、アンカー孔本体２０の上端部と連通する排出孔２２から傾斜面に沿って流下して排出される。このとき、アンカー孔本体２０にあった空気も流動性経時硬化材よって押し出されて排気される。このため、空気溜まりが無くなり、アンカー孔２に確実に流動性経時硬化材を注入・充填することができる。
【００８２】
図１５は、本実施形態に係る壁高欄構造の構築方法により壁高欄構造１００の構築が完了した状態を示す説明図である。図１５に示すように、アンカー孔２に流動性経時硬化材を注入・充填するのと並行して、側面せん断キーである凸条３と凹溝４との間にモルタルなどの経時硬化材Ｍ２を充填する。勿論、図１４で示した前述のＰＣａ壁高欄設置工程で間隔調整を行う前に、経時硬化材を充填して、ＰＣａ壁高欄１’を矢印方向に押圧してあふれたモルタルをＰＣａ壁高欄１’の外面に沿って平らに削りとって図１５で示した状態にしてもよい。要するに、アンカー孔２に流動性経時硬化材を注入・充填する以外の経時硬化材の充填は、ＰＣａ壁高欄設置工程と並行して行っても構わない。
【００８３】
以上により、本実施形態に係る壁高欄構造の構築方法による壁高欄構造１００の構築が完了する。
【００８４】
なお、本実施形態に係る壁高欄構造の構築方法では、いずれの工程においても隣接するＰＣａ壁高欄１’同士をボルト接合やケーブルを挿通して連結することは、行わない。このため、接合するための金属部材が露出するため、モルタルを充填して防錆したり、金属部材に防錆塗料を塗布したり、する必要がなくなる。このため、短時間で壁高欄構造１００を構築することができ、施工コストを低減することができるとともに、交通規制の期間を短縮することができる。
【００８５】
以上説明した本発明の実施形態に係る壁高欄構造１００及びその構築方法によれば、ＰＣａ壁高欄１’同士を引張部材を介して連結しなくても、剛性防護柵としての機能を発揮する壁高欄構造を構築することができる。このため、短時間で壁高欄構造を構築することができ、壁高欄構造の施工コストを低減することができるとともに、交通規制の期間を短縮することができる。
【００８６】
また、壁高欄構造１００によれば、大きな衝撃荷重が壁高欄に作用しても、スパイラル筋６及びスパイラル筋１３のコンクリート拘束機能により、道路床版Ｓに突設された端部拡大アンカーボルト１２の周りのコンクリートが破壊して壁高欄が倒壊するおそれを低減することができる。このため、壁高欄の耐衝撃性が向上して、より大きな衝突荷重にも耐えることができ、剛性防護柵としての機能が向上する。
【００８７】
さらに、壁高欄構造１００によれば、壁高欄本体１０’の底面に形成された凹部５と嵌合して底面せん断キーを形成する凸部１１が形成されているので、道路床版ＳとＰＣａ壁高欄１’との間に作用する水平方向のせん断力に対抗することができる。このため、さらに壁高欄の耐衝撃性が向上して、より大きな衝突荷重にも耐えることができ、剛性防護柵としての機能が向上する。
【００８８】
＜壁高欄構造の変形例＞
次に、図１６〜図１８を用いて、前述の壁高欄構造１００の変形例である第２実施形態に係る壁高欄構造２００について説明する。第２実施形態に係る壁高欄構造２００が、前述の壁高欄構造１００と相違する点は、前述のＰＣａ壁高欄１’同士の接合部分である側面せん断キーの貫通孔８に、ＣＤ管１４が嵌着されている点、及び前述の端部拡大アンカーボルト１２が機械式鉄筋継手１５で分割可能に構成された端部拡大アンカーボルト１２’となっている点等である。よって、壁高欄構造２００については、これらの相違点を主に説明し、同一構成は、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００８９】
図１６（ａ）は、第２実施形態に係る壁高欄構造２００の隣接するＰＣａ壁高欄１’同士の側面せん断キーの接合部分を示す水平断面図である。また、図１６（ｂ）は、側面せん断キーの貫通孔８に嵌着されるＣＤ管１４単体を示す部品拡大図であり、図１６（ｃ）は、隣接するＰＣａ壁高欄１’同士の側面せん断キーの接合部分においてパッキン１７だけを挟んで接合する場合を示す水平断面図である。
【００９０】
図１６（ａ）に示すように、変形例に係る壁高欄構造２００は、ＰＣａ壁高欄１’同士の接合部分である側面せん断キーにおいて、前述のＰＣａ壁高欄１’のＶＥ管（硬質ビニル電線管）からなる配線用の複数の貫通孔８の端部に、樹脂製のカップリング１６を介してそれぞれＣＤ管１４が嵌着されている。また、壁高欄構造２００では、ＣＤ管１４の周りにパッキン１７が外嵌されて、そのパッキン１７を介してＰＣａ壁高欄１’同士が接合されている。
【００９１】
パッキン１７は、幅９０ｍｍ×高さ１２０ｍｍの厚さ１７ｍｍ程度のゴム弾性体からなる矩形状のゴム材に、貫通孔８の径に相当するφ６０ｍｍの円形孔が穿設された一般的なゴムパッキンである。
【００９２】
また、図１６（ｂ）に示すように、ＣＤ管１４は、長さ５５ｍｍ程度の外径６０ｍｍのＣＤ管である。ここで、ＣＤ管とは、合成樹脂製可とう電線管（Combined Duct）を指し、一般には、自己消火性がない（耐燃性のない）、コンクリート埋め込み専用の合成樹脂製可とう電線管を指す。勿論、本発明に係る壁高欄構造では、ＣＤ管１４に代わって、単層又は複層のＰＦ管（Plastic Flexible conduit）としても良いことは云うまでもない。
【００９３】
なお、図１６（ｃ）に示すように、ＣＤ管１４が無く、パッキン１７だけの場合は、ＰＣａ壁高欄１’同士の接合部分の側面せん断キーに無収縮モルタルなどの経時硬化材Ｍ２を充填する際に、パッキン１７が変形して貫通孔８に経時硬化材Ｍ２が入り込んで硬化してしまうおそれがあった。しかし、壁高欄構造２００では、ＣＤ管１４が配置された上、パッキン１７がその周りに外嵌されている。
【００９４】
このため、ＣＤ管１４によるパッキン１７の変形抑制効果によって経時硬化材Ｍ２の漏入を防止することができる。ＣＤ管１４は、管路の接合材として用いるのではなく、パッキン１７の補強材として機能するものである。よって、これらの構成により、貫通孔８に経時硬化材Ｍ２が入り込んで硬化してしまい、貫通孔８に必要な配線を行うことができなくなることを払拭することができる。勿論、本発明に係る壁高欄構造では、ＣＤ管１４を管路の接合材として用いても良いことは云うまでもない。
【００９５】
図１７（ａ）は、壁高欄構造２００の道路床版Ｓの地覆部Ｓａの底面せん断キー付近を示す部分拡大断面図であり、図１７（ｂ）は、主に機械式鉄筋継手１５の構成を示す部分断面図である。図１７に示すように、壁高欄構造２００の地覆部Ｓａには、長手方向の端部に拡大部１２ａが形成された端部拡大アンカーボルト１２’が突設されている。
【００９６】
この端部拡大アンカーボルト１２’は、前述の端部拡大アンカーボルト１２と同様に、ＳＤ３４５の異形鋼棒からなり、その長手方向（軸方向）の両端に筒状の鋼材（丸ナット）がカシメ止められて拡大部１２ａが形成されている。但し、この端部拡大アンカーボルト１２’は、図１７に示すように、前述の端部拡大アンカーボルト１２と相違して、富士ボルト製作所製のＦＤグリップなどの機械式鉄筋継手１５で、凸部１１の上面付近を境に、上部１２ｂと下部１２ｃに分割可能に構成されている。
【００９７】
端部拡大アンカーボルト１２’は、下部１２ｃが地覆部Ｓａの凸部１１に埋設され、上部１２ｂを回転させることで上部１２ｂが鉄筋の軸方向に上下移動して機械式鉄筋継手１５により、下部１２ｃと螺合する仕組みとなっている。
【００９８】
図１７（ｂ）に示すように、機械式鉄筋継手１５は、継手上部１５ａ及び継手下部１５ｂと、全ねじボルト１５ｃなど、から構成されている。これらの継手上部１５ａ及び継手下部１５ｂには、雌ねじ部１５ｄ，１５ｅが形成されている。これらの雌ねじ部１５ｄと雌ねじ部１５ｅとに跨って全ねじボルト１５ｃが螺合されていることで、継手上部１５ａと継手下部１５ｂとが、接合又は離脱自在となっている。これにより、端部拡大アンカーボルト１２’の下部１２ｃと上部１２ｂとが分離又は接合自在に構成されている。
【００９９】
このように端部拡大アンカーボルト１２’は、上部１２ｂと下部１２ｃとに分割可能に構成されているので、道路床版Ｓ（床版）を保管したり、運搬したりする際に、端部拡大アンカーボルト１２’の上部１２ｂを取り外しておくことができる。このため、道路床版Ｓ（床版）の地覆部Ｓａの上面から端部拡大アンカーボルト１２’が突出せず、道路床版Ｓ（床版）を積み重ねて保管したり、運搬したりすることが可能となり、保管スペースを削減できるとともに、運搬費を低減することができる。
【０１００】
図１８は、側面せん断キーであるＰＣａ壁高欄１’同士の接合部分を示す水平断面図である。図１８に示すように、壁高欄構造２００には、側面せん断キーの外部側面の角部が、上下方向に沿ってＶ字カットされ、ひび割れ誘発目地１８が形成されていることが好ましい。
【０１０１】
ひび割れ誘発目地１８は、無収縮モルタルなどの経時硬化材Ｍ２と、ＰＣａ壁高欄１’のコンクリートが熱膨張差等により、経年劣化して無秩序なひび割れの発生を抑止する機能を有している。元々想定していない箇所にひび割れが発生した場合、構造上重大なひび割れと捉えられかねないからである。ひび割れ誘発目地１８内に、ひび割れを発生させることで、想定内のひび割れとして扱うことができる。また、このひび割れ誘発目地１８の外部をシール材でシールすることにより、ひび割れから雨水がＰＣａ壁高欄１’内部に侵入することも防止することができる。
【０１０２】
以上説明した本発明の第２実施形態に係る壁高欄構造２００によれば、合成樹脂製可とう電線管であるＣＤ管１４の周りにパッキン１７が外嵌されて、そのパッキン１７を介してＰＣａ壁高欄１’同士が接合されている。このため、壁高欄構造２００によれば、前述の作用効果に加え、貫通孔８に経時硬化材Ｍ２が入り込んで硬化してしまい、貫通孔８に必要な配線を行うことができなくなることを払拭することができる。
【０１０３】
また、壁高欄構造２００によれば、端部拡大アンカーボルト１２’が、機械式鉄筋継手１５により上部１２ｂと下部１２ｃに分割可能に構成されているので、道路床版Ｓ（床版）を積み重ねて保管したり、運搬したりすることが可能となる。このため、壁高欄構造２００によれば、保管スペースを削減できるとともに、運搬費を低減することができる。
【０１０４】
以上、本発明の第１，第２実施形態に係るＰＣａ壁高欄１，１’、壁高欄構造１００，２００及びその壁高欄構造１００の構築方法について詳細に説明した。しかし、前述した又は図示した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたって具体化した一実施形態を示したものに過ぎない。よって、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。特に、ＰＣａ壁高欄１，１’を設置する道路床版Ｓは、橋梁の床版に限られず、地面に直接載置する道路床版であっても本発明を適用することができる。
【０１０５】
＜３次元ＦＥＭ解析＞
次に、図１９〜図４３を用いて、ＰＣａ壁高欄の橋軸方向の連続性、場所打ち床版部との接合構造に関して連結性能や壁高欄の挙動等を検証するために行った３次元ＦＥＭ（Finite Element Method：有限要素法）解析について説明する。なお、解析は、FEMLEEG Ver.5（株式会社フォーラムエイト）を使用し、３次元線形ＦＥＭ解析での検討とした。
【０１０６】
（１）ＦＥＭ解析モデル
解析モデルは、前述のＰＣａ壁高欄１と同様の構成とし、図１９，図２０に示すＬ＝２ｍ×２体連結モデルとして設定した。この２体連結モデルでは、連結部の荷重伝達の確認のため、主に曲げに着目した中央載荷ケースと、せん断に着目した偏載荷ケースの両方を検討した。
【０１０７】
（２）連結ボルト
２体連結モデルは、図２１に示すように、連結ボルト（SUS327L1  M24）で連結し、この連結ボルトにどのような力が作用するかを検証した。幅方向の端面の側面せん断キー及び底面の底面せん断キーに充填するモルタルは、いずれもコンクリートと同物性として検証した。また、アンカーボルトは、トラス要素でモデル化した。
【０１０８】
（３）せん断キー詳細
せん断キーの実施形態は、前述のように、台形状としているが、ＦＥＭ解析では、図２２，図２３に示すように、矩形に簡略開してモデル化した。また、側面せん断キー及び底面せん断キーにも、実際のＰＣａ壁高欄には、パッキン材が配置されるが、これは解析上モデル化しなかった。
【０１０９】
（４）アンカーボルト・連結ボルトとコンクリートの接合条件
アンカーボルトは、トラス要素としてモデル化し、コンクリートへの力の伝達は、アンカーボルトの配置区間でコンクリートへの力の伝達を考慮した。但し、アンカーボルトの軸力が１１ｋＮを超過する場合、コンクリートとの付着切れを仮定し、その間に節点を設けず、力が伝達されない設定とした。なお、上下端部には、拡大部（丸ナット）が配置されるため、この位置では力を伝達させる設定とした。また、１１ｋＮを基準としたのは、別途の試験により、最大１１．７ｋＮの載荷荷重でアンカーの引き抜きが発生したからである。
【０１１０】
連結ボルトは、図２４に示すように、トラス要素としてモデル化し、アンカープレートは、プレート要素（□80mm×80mm×厚さ16mm）としてモデル化した。コンクリートへの力の伝達は、左右端のアンカープレートを介して力を伝達、即ちトラス要素の構成節点は左右端とし、その間には節点を設けない（付着無し）設定とした。また、コンクリートとの接合条件は、プレートとソリッド要素は節点完全接合（橋軸、直角、鉛直方向固定）（トラス要素端部とプレート中心は節点完全接合）として設定した。
【０１１１】
（５）物性特性値
ＰＣａ壁高欄、場所打ち床版、せん断キー充填モルタルは、いずれもσｃｋ＝40N/mm2、ヤング係数Ｅ＝31000N/mm2、ポアソン比ν＝0.2と設定した。
【０１１２】
アンカーボルトは、SUS327L1  M18、断面積Ａ＝192mm2、降伏耐力Ｐｙ＝105ｋＮ、押し抜きせん断耐力160ｋＮ、ヤング係数Ｅ＝200000N/mm2、ポアソン比ν＝0.3と設定した。
【０１１３】
連結ボルトは、SUS327L1  M24、断面積Ａ＝353mm2、降伏耐力Ｐｙ＝194ｋＮ、押し抜きせん断耐力160ｋＮ、ヤング係数Ｅ＝200000N/mm2、ポアソン比ν＝0.3と設定した。
【０１１４】
また、連結ボルトのアンカープレートは、SUS327L1  寸法80×16×80mm、ヤング係数Ｅ＝200000N/mm2、ポアソン比ν＝0.3と設定した。
【０１１５】
（６）荷重条件
載荷荷重は、車両衝突荷重とした。設計荷重は、設計要領第ニ集［橋梁建設編］第６章  ５−３鉄筋コンクリート製防護柵  表６−５−１（次表）に示すＳＡ種の車両衝突荷重である88ｋＮと設定した。
【０１１６】
【表１】
0006842523.tif 000002
【０１１７】
また、本検討では、せん断キー充填モルタル部の付着切れを考慮していることから、荷重を漸増させていく過程で、付着切れ前後の挙動、設計荷重時における各部の状態等を確認した。最大荷重は、アンカーボルトの降伏限界耐力105ｋＮに設定した。
【０１１８】
荷重の載荷方法は、200mm×200mmの面分布荷重で載荷した。２体のＰＣａ壁高欄の連結部の挙動や応力状態を確認するため主に曲げを作用させる荷重とせん断を作用させる荷重の２ケース実施した。
【０１１９】
（７）せん断キー充填モルタル付着切れの収束計算について
せん断キー充填モルタルの付着切れのモデル化は図２５に示す判定フローに従う。なお、せん断キー充填モルタルの付着切れを決定する応力は下記の通りとする。
側面せん断キー充填モルタルは、橋軸方向（幅方向）引張応力１．５N/mm2以上で剥離（付着切れ）するものとし、底面せん断キー充填モルタルは、鉛直方向引張応力１．５N/mm2以上で剥離（付着切れ）するもとした。
注１）せん断キーの付着強度１．５N/mm2は、断面修復材に要求される一般的な強度である。
注２）付着切れを決定する引張応力は、せん断キーに対して垂直方向の引張応力のみとする。各せん断キー充填モルタル位置で垂直方向への剥離が生じていない場合は、水平方向の直応力、せん断応力については力の伝達ができるものとし、本解析では便宜的に上記のように設定している。
注３）付着切れ判定の引張応力は、せん断キー充填モルタルを構成する要素の要素中心応力値としている。
【０１２０】
（８）解析結果
８−１）中央載荷（曲げ着目）ケース
２体連結モデルの解析結果の変形図は、図２６〜図３１に示す通りとなった。なお、()内の数値は、連結ボルト無しの変位量を示す。また、本解析で確認した壁高欄のイベントを次表に示す。
【０１２１】
【表２】
0006842523.tif 000003
【０１２２】
（結果考察）
（１）設計荷重時では、アンカーボルト、連結ボルトともに引張力はほとんど作用しない。
（２）載荷荷重132kN（設計荷重の150％）で底面せん断キー充填モルタルの付着が切れはじめる。その後、載荷荷重の増加無しに圧縮縁（外面）側の１列要素を残して、全領域で付着が切れる。
（３）底面せん断キー充填モルタルの付着切れ直後、アンカーボルトの軸力は急激に増加し、アンカーボルトとコンクリートの付着も全領域で切れる。（上下端のみで接合）載荷荷重が約201kN（設計荷重の228％）の時にアンカーボルトは降伏する。
（４）最大荷重時における天端の壁高欄外面側の変位量は、中央付近で最大7.7mm、モデル端部で6.6mmとなる。連結ボルトの有無で大きな差異はない。
（５）最大荷重時における連結部の目開き量は、橋軸方向で0.3mm、直角方向（ズレ）で0.1mm程度であり、連続体としての一体性が確認できる。
【０１２３】
（変位量）
載荷荷重に対する変位量は、図３２に示す通りである。連結ボルトの有無で各着目位置の変位量に大きな差異はないことが判明した。なお、中央載荷ケースの壁高欄の外面方向の変位量は、次表となった。
【０１２４】
【表３】
0006842523.tif 000004
【０１２５】
（側面目開き量）
載荷荷重による側面目開き量を、連結ボルトの有無で比較すると図３３となる。図から目開き量も、連結ボルトの有無でほとんど差がないことが判明した。各数値は、次表となる。
【０１２６】
【表４】
0006842523.tif 000005
【０１２７】
（荷重−各ボルトの軸力）
載荷荷重による各ボルトの軸力を、連結ボルトの有無で比較すると図３４となる。図からアンカーボルトの軸力も、連結ボルトの有無でほとんど差がないことが判明した。各数値は、次表となる。
【０１２８】
【表５】
0006842523.tif 000006
【０１２９】
８−２）偏載荷（せん断着目）ケース
２体連結モデルの解析結果の変形図は、図３５〜図４０に示す通りとなった。なお、()内の数値は、連結ボルト無しの変位量を示す。また、本解析で確認した壁高欄のイベントを次表に示す。
【０１３０】
【表６】
0006842523.tif 000007
【０１３１】
（結果考察）
（１）設計荷重時では、アンカーボルト、連結ボルトともに引張力はほとんど作用しない。
（２）載荷荷重139kN（設計荷重の158％）で底面せん断キー充填モルタルの付着が切れはじめる。その後、載荷荷重の増加無しに圧縮縁（外面）側の１列要素を残して、全領域で付着が切れる。
（３）底面せん断キー充填モルタルの付着切れ直後、アンカーボルトの軸力は急激に増加し、アンカーボルトとコンクリートの付着も全領域で切れる。（上下端のみで接合）載荷荷重が約184kN（設計荷重の209％）の時にアンカーボルトは降伏する。
（４）最大荷重時における天端の壁高欄外面側の変位量は、中央付近で最大7.5mm、モデル端部で6.5mmとなる。連結ボルトの有無で大きな差異はない。
（５）最大荷重時における連結部の目開き量は、橋軸方向で0.24mm、直角方向（ズレ）で0.96mmである。
【０１３２】
（変位量）
載荷荷重に対する変位量は、図４１に示す通りである。連結ボルトの有無で各着目位置の変位量に大きな差異はないことが判明した。なお、中央載荷ケースの壁高欄の外面方向の変位量は、次表となった。
【０１３３】
【表７】
0006842523.tif 000008
【０１３４】
（側面目開き量）
載荷荷重による側面目開き量を、連結ボルトの有無で比較すると図４２となる。図から目開き量も、連結ボルトの有無でほとんど差がないことが判明した。各数値は、次表となる。
【０１３５】
【表８】
0006842523.tif 000009
【０１３６】
（荷重−各ボルトの軸力）
載荷荷重による各ボルトの軸力を、連結ボルトの有無で比較すると図４３となる。図からアンカーボルトの軸力も、連結ボルトの有無でほとんど差がないことが判明した。各数値は、次表となる。
【０１３７】
【表９】
0006842523.tif 000010
【０１３８】
以上説明したＦＥＭ解析から中央載荷、偏載荷いずれにおいても、連結ボルトの有無で、変位量、側面目開き量、及びアンカーボルトの軸力においてほとんど差がなく、連結ボルトにもアンカーボルトが降伏するまではほとんど軸力が作用しないことが判明した。よって、前述の連結ボルトのない壁高欄構造１００であっても、鉄筋コンクリート製防護柵の機能を充分に発揮することが判明したといえる。
【０１３９】
＜車両衝突実験＞
次に、図４４〜図４７を用いて、前述の３次元ＦＥＭ解析結果を受け、実際の車両を用いて行った車両衝突実験について説明する。図４４は、車両衝突実験の車両衝突状況を示す写真である。
【０１４０】
図４４に示すように、前述のＰＣａ壁高欄１を道路床版Ｓに設置した壁高欄構造１００と同等の壁高欄構造を構築し、実際の車両を用いた車両衝突実験を行った。具体的には、「防護柵の設置基準・同解説」掲載の平成10年11月5日付建設省道路局道路環境課長通達による「車両用防護柵性能確認試験方法について」に示されている車両用防護柵性能確認試験（衝突条件Ａ）を実施した。つまり、車両総重量時において路面から重心までの高さが１．４ｍの車両質量２５ｔの大型車による防護柵の設置基準の種別（ＳＢ）に応じた２８０ｋＪ以上となる衝撃度による衝突角度１５度の車両衝突実験を行った。
【０１４１】
図４５は、車両衝突実験の防護柵である壁高欄の損傷状況を示す写真であり、（１）が正面全体写真、（２）が斜め全体写真、（３）がＢ１ブロック正面写真、（４）がＢ２ブロック正面写真である。図４６は、車両衝突実験の防護柵である壁高欄の損傷状況を示す写真であり、（１）がＢ３ブロック正面写真、（２）がＢ４ブロック正面写真、（３）がＢ５ブロック正面写真である。図４５，図４６に示すように、車両衝突実験結果は、連結ボルトやケーブルなどの引張部材で連結されていない壁高欄構造であっても、連結部分には、一切亀裂や損傷は確認できなかった。
【０１４２】
図４７は、防護柵である壁高欄の厚み方向Ｙの残留変位量のグラフである。また、図４７に示すように、厚み方向Ｙの残留変位量は、最大値で５ｍｍであり、測定誤差（±５ｍｍ）の範囲内であった。以上説明した図４４〜図４７から明らかなように、車両衝突実験結果は、引張部材で連結されていない壁高欄構造であっても、連結部分に亀裂や損傷は確認できず、剛性防護柵としての機能を充分発揮できることが証明できたといえる。これは、本発明に係る壁高欄構造が、引張部材により互いに連結されていなくても側面及び底面のせん断キー、端部拡大アンカーボルトやスパイラル筋、アンカー孔のテーパー構造等の機能により、大きな衝撃荷重にも耐えられる構造であるからと考えられる。
【符号の説明】
【０１４３】
１００，２００：
１，１’：ＰＣａ壁高欄
１０，１０’：壁高欄本体
１０ａ：傾斜面（正面）
１０ｂ：急斜面（正面）
１０ｃ：鉛直平面（背面）
１０ｄ：鉛直平面（左側面）
１０ｅ：鉛直平面（右側面）
１０ｆ：水平面（上面）
１０ｇ，１０ｈ：傾斜面（底面）
Ｓ１：異形鋼棒（鉄筋）
２：アンカー孔
２０：アンカー孔本体
２１：注入孔
２２：排出孔
３：凸条（側面せん断キー）
４：凹溝（側面せん断キー）
５：凹部（底面せん断キー）
６：スパイラル筋
８：（設備用の）貫通孔
９：（遮音パネル用）アンカーボルト
Ｓ：道路床版（床版）
Ｓａ：地覆部
Ｍ１，Ｍ２：経時硬化材
１１：凸部（底面せん断キー）
１２，１２’：端部拡大アンカーボルト
１２ａ：拡大部
１２ｂ：上部
１２ｃ：下部
１３：スパイラル筋
１４：ＣＤ管（合成樹脂製可とう電線管）
１５：機械式鉄筋継手
１５ａ：継手上部
１５ｂ：継手下部
１５ｃ：全ねじボルト
１５ｄ，１５ｅ：雌ねじ部
１６：カップリング
１７：パッキン
１８：ひび割れ誘発目地
Ｘ：幅方向
Ｙ：厚み方向
【要約】
【課題】ＰＣａ壁高欄同士をボルト接合する必要がなく、短期間で施工可能で施工コスト及び製造コストが安いＰＣａ壁高欄、壁高欄構造、及び壁高欄構造の構築方法を提供する。
【解決手段】道路床版の側端部の縁に沿って並設されるプレキャスト鉄筋コンクリート製のＰＣａ壁高欄１において、長手方向の端部に拡大部が形成されたアンカーボルト（１２）を挿置するための底面に開口するアンカー孔２と、このアンカー孔２の周りに埋設された螺旋状の鉄筋からなるスパイラル筋（６）と、隣接するＰＣａ壁高欄１と嵌合して側面せん断キーとなる幅方向の一方の端面に形成された凸条３及び他方の端面に形成された凹溝４と、を設け、隣接するＰＣａ壁高欄１と引張力を伝達する引張部材を介して連結しない。
【選択図】図１【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】
0006842523.tif 000020
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
0006842523.tif 000036
【図２７】
0006842523.tif 000037
【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
0006842523.tif 000041
【図３２】
0006842523.tif 000042
【図３３】
0006842523.tif 000043
【図３４】
0006842523.tif 000044
【図３５】
0006842523.tif 000045
【図３６】
0006842523.tif 000046
【図３７】
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【図３８】
0006842523.tif 000048
【図３９】
0006842523.tif 000049
【図４０】
0006842523.tif 000050
【図４１】
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【図４２】
0006842523.tif 000052
【図４３】
0006842523.tif 000053
【図４４】
0006842523.tif 000054
【図４５】
0006842523.tif 000055
【図４６】
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【図４７】
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