景観・デザイン研究論文集 No.1 2006 年
Journal for Architecture of Infrastructure and Environment No.1 / 2006

鋼製車両用橋梁用防護柵のデザインと開発
Development of Aesthetic Steel and Iron-cast Barriers(Bridge Rail Type)伊藤1

2

登1・天野光一2・横山 公一3・山口 智4・柴田康博5

正会員

工修 （株）プランニングネットワーク（〒114-0012 東京都北区田端新町３丁目14-6）
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正会員

工博 日本大学理工学部社会交通工学科（〒274-8501 千葉県船橋市習志野台７丁目24-1）
E-mail: amano@trpt.cst.nihon-u.ac.jp

3

非会員
4

工修 （株）プランニングネットワーク（〒114-0012 東京都北区田端新町３丁目14-6）
E-mail:yokoyama@pn-planet.co.jp

非会員
5

非会員

工修 昭和鉄工（株）（〒812-8587 福岡県福岡市東区箱崎埠頭３丁目1-35）
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工修 積水樹脂（株）（〒530-8565 大阪府大阪市北区西天満２丁目4-4）
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The Ministry of Land, Infrastructure and Transport drew up “The guideline for aesthetic barriers” inMarch, 2004. Scope of this study is the development of the standardized aesthetic steel and cast-ironbarriers based on the guideline under the performance-based regulation of barriers. The objectives of thisdevelopment are to create and maintain a good landscape of road with the barriers. Through the results ofthe static tests and the aesthetic evaluation of the trial manufacture, this development of the barriers wassuccessful, and the effectiveness of these aesthetic barriers was confirmed.
Key Words : landscape, barrier, design

１．はじめに
現在，道路橋に設置されている橋梁用車両用防護柵の６割程度が，鋳鉄並びに一般鋼材を素材とする防護柵である．また道路橋に設置される防護柵は，当該橋梁のために意匠された防護柵と防護柵メーカーがそれぞれ開発した機能重視の防護柵に二分される．
このような中，平成 16 年３月に国土交通省が監修，出版された「景観に配慮した防護柵の整備ガイドライン案」では，より低コストで美しい車両用防護柵の必要性がうたわれ，標準品ではあるがデザイン的な質の高さが防護柵に求められるようになった．
全国高欄協会は上記ガイドラインに基づいた鋼製の新たな橋梁用防護柵の開発を実施し，著者らはそのデザイン，開発メンバーとして参画した．本報告は，その経緯についてとりまとめたものである．

防護柵としての機能を第一に考えた形態であり，表－1や図－1 に示すような多くの景観的課題を有している．
中でも，座屈を誘発するための屈曲部は，歩行者には理解しにくい形態である．
表－1 既存防護柵の景観的課題
・H 断面型支柱は，全体に武骨な印象である
・H 断面型支柱は，その縁辺部が図として浮かびあがり，より煩雑な形に見える・H 断面型支柱にみられる屈曲部は，歩行者に理解しにくい形態である
・歩行者側が防護柵の裏面である印象が強い
・ビーム接合部が煩雑な印象となる・ボルト・ナット類が露出し，不快感があり，安全上も好ましくない

２．既存橋梁用防護柵の景観的課題
既存の鋳鉄並びに一般鋼材の標準的な橋梁用防護柵は，

図－１ 座屈を誘発するための屈曲部が特徴的な機能重視の
防護柵

−7−

３．開発における機能的条件
開発対象とした防護柵は，B 種及び C 種の橋梁用ビーム型防護柵であり，本稿ではそのうち３本ビームタイプ（H=850ｍｍ）を取り上げた．橋梁用車両用防護柵については，「防護柵の設置基準・同解説, 2004」において，必要な強度，寸法等についての規定があり，これらを満足させることを静荷重試験により実証することが求められている．表－２は，今回開発対象とする防護柵に対して求められる機能をとりまとめたものである．

５．基本デザイン案の比較検討と選定

表－２ 求められる機能的条件
ブロックアウト量(mm) *1

主要 下段 横梁
横梁 横梁 合計

主要横梁

B種453026以上 以上 以上

17以上

*1：支柱の最前面各部高さ(cm)から横梁最前面支柱間隔までの距離
下段 (m) 主要横梁
下段横梁
横梁
上端高さ
中心高さ
*2：支点間隔 2m*3(路面から) (地覆面から)の静荷重試験値
4.5*3：1本あたり
以上 2.090以上、25以上、Ｃ種

402523以上 以上 以上

17以上

4.0以上

横梁の極限曲げモーメント(kN・m) *2

種別以下

する．
［鋳鉄と一般鋼材における共通イメージ製品のために］⑥鋳鉄および一般鋼材，どちらの材質にも対応できるＨ
型断面を基本とする．Ｈ型断面を採用した理由は，両素材ともに構造的な実績があること，鋳物においては型抜きしやすい形状であること，一般鋼材においては溶接部が部材の外側だけに存在する形状であることによる．

100以下

60以下

４．開発方針とデザイン方針
開発主体である全国高欄協会は，前述したガイドラインを受けて，以下の 3 つの開発方針を筆者らに示した．
・どのような場所でも無難に設置可能な景観的に優れた標準品とすること
・従来品と同程度の価格帯で提供すること
・協会参加企業が鋳鉄加工と一般鋼材加工のメーカーに分かれることから，協会ブランド製品として，二つの素材の製品を同一コンセプトのもとに作り出すこと
この３つの開発方針を受け，以下の設計方針を定めた．
［主として景観的に優れた標準品のために］①現状の重く無骨な印象を和らげ，“スリムな印象”の形状とする．
②歩行者の視点に立ち，歩道側から見た場合にも裏面と感じさせない形状とする．
③形態的に煩雑であり，歩行者にとっても形態的な意味があまり感じられない支柱下部の「屈曲部」については，支柱に切れ込まない形状について検討する(図－１参照)．
［主として低コスト化のために］④横梁は標準品(一般鋼材の丸鋼管で，防護柵部材としての検証は既に済んでいるもの)を使用し，支柱形状により他製品との区別化を図る．
主要横梁(最上段のビーム)：φ114.3mm，t=4.5mm
下段横梁(中・下段のビーム)：φ76.3mm，t=2.8mm⑤部材点数を極力減らすとともに構造上必要最小限の寸法とすることなどで，コストを低く抑えられる形状と４．に示した方針を踏まえ，支柱の基本デザイン案として，下記のデザイン上の共通事項を有する４案(Ａ～Ｄ案)を検討し，スタディ模型を作成した．
○既存製品にみられる「屈曲部」のない，すっきりとした形状とする．
○支柱形状に曲線を用いることで，やさしくやわらかい印象の形状とする．
○支柱上部が下部よりも細い形状とすることで，軽快な印象の形状とする．
○部材点数を極力減らし，構造上，必要最小限の寸法とすることによって，支柱自体をスリム化する．
支柱の車道側フランジを凹型の曲面とする．
車道側フランジには，フランジ面に陰影を与え，デザイン上のポイントとなるリブを設ける．

図－２ 基本デザインＡ案
支柱の両側フランジを共に曲面とする．
歩道側フランジの下部に，支柱の強度を高めると共に，デザイン上のポイントとなるリブを設ける．

図－３ 基本デザインＢ案−8−前記，支柱の基本デザイン案(比較４案)について，模型を用いた比較検討を行った(図－２～５参照)．その結果，下段横梁を支柱に固定するための半円形のくぼみがなく，輪郭線形状が最もすっきりとしているＡ案(図－２参照)を，基本デザイン案として選定した．
また，選定したＡ案を基に，さらに構造面・意匠面からの検討を加え，そのデザインの洗練を図り，基本デザイン最終案とした(図－６参照)．

支柱の車道側フランジを凸型の曲面とする．
車道側フランジの上部と歩道側フランジの下部に，支柱の強度を高めると共に，デザイン上のポイントとなるリブを設ける．

６．基本デザイン案に基づく供試体の作成

図－４ 基本デザインＣ案
支柱のウェブを道路面に向けることで，車道側，歩道側面に陰影による表情を与える．
※前記Ａ～Ｃ案
では，フランジを道路面に向けている

表－３ 供試体の主要寸法
前板(フランジ)
鋳 鉄
一般鋼材

厚18mm
9mm

幅90～140mm

中板(ウェブ)厚6mm

背板(フランジ)
厚8mm
9mm

幅35mm
38mm

７．静荷重試験を踏まえた変更必要点

図－５ 基本デザインＤ案＜改良点＞①歩道側のフランジを車道側のフランジより細くし，見かけの印象をより細くする②強度・構造に寄与しない車道側のリブは取り付けない③歩道側の下部にリブを設けることで，ベースプレートが支柱よりも歩道側に出張っている印象を軽減させ，両者の形態的一体性を高めると共に，支柱下部の強度を高める①③②■基本デザインＡ案

基本デザイン最終案をもとに，鋳鉄と一般鋼材という材料特性の違いを考慮して，表－３，図－７(次頁参照)に示す支柱の供試体を作成し，静荷重試験を実施することとした．

■基本デザイン最終案

静荷重試験の結果を表－４に示す．支柱の静荷重試験
では，300ｍｍの変形に破断無く耐えることが求められる．また Pmax(支柱の最大支持力)値は 2 回の試験値の小さい方を採用するとされている（ただし，今回は予備試験であることから一般鋼材については 1 回の試験とした)．さらに，支柱の最小設置間隔との関係，部材重量との関係（コストに関係）からは，必要以上に強すぎないことが求められ，B 種の場合，これまでの開発経験から Pmax で 30～36 程度となることが求められる．
表－４，図－８に示したように，一般鋼材については性能的に問題がないものの，鋳鉄については支柱が破断する結果となった．
この試験結果について，構造的な観点から分析したところ，破断の原因は前板厚が 18ｍｍであるのに対して，それと接続する中板厚が 6ｍｍと薄く，その境界部に力がかかり破断に至ったものとの仮説を立てた．その結果，鋳鉄については，座屈ポイントが必ずしも一定しないことから，支柱全体でしなる構造となるように最下段横梁部背からリブ上端部までの応力がほぼ一定（応力差５％未満）になるように，板幅を変化させること，また前板と中板の接続部付近の強度を上げることが必要であるとの結論に至った．

図－６ 基本デザインの洗練

−9−

＜鋳鉄＞

鋳鉄

一般鋼材

図－８ 静荷重試験の状況写真

８．構造（断面係数）を配慮した二次提案
７.で示した静荷重試験において亀裂・破断が生じた
鋳鉄については，断面係数の計算等を行い，変形想定箇所での断面係数がどの部分でもほぼ一定となるように背板幅を上部で 35ｍｍ，下部で 20ｍｍとし，さらに前板と接合する付近の中板厚を 6ｍｍから 8ｍｍへと厚みを増して強度を上げるとともに接続部の曲率を大きくする
ことでより大きな力に耐えられるように変更を加えた(表－５，図－９参照)．これによる支柱の断面性能は，先の試験の供試体の約 80％となり，Pmax 値も下がることが想定された．

＜一般鋼材＞

表－５ 二次提案供試体(鋳鉄)の主要寸法(網掛けが変更箇所)
前板(フランジ)厚
鋳 鉄

幅

中板(ウェブ)厚16mmと 90～140 6(変形誘発部)
18mmmm・8mm

図－７ 基本デザイン案を基にした供試体一般図表－４ 静荷重試験結果
Pmax(kN)
試験No.1
41.2
試験No.2
38.9
鋳鉄
（参考）
36.0
既存防護柵
一般鋼材
30.011Pw(kN)
34.8*
破断

判定結果 判定理由
不合格 亀裂発生
不合格
破断27.224.707
合格*亀裂発生のため参考値

図－９ 二次提案供試体(鋳鉄)一般図− 10 −背板(フランジ)厚

幅8mm

35（上部）～20(下部)mm

９．静荷重試験による機能の確認＜鋳 鉄＞【部材性能値（Pmax・Pw）の算定】

静荷重試験の結果は表－６，図－10，図－11 に示すとおりであり，鋳鉄，一般鋼材ともに性能基準を満足することができた(一般鋼材については，安定した性能が得られるかを確かめるために，６．で示したもの(図－７)と同じ寸法・形状の供試体で再度試験を行った)．な
お，鋳鉄については前板と中板の強度差を小さくする観点から，前板厚については 18ｍｍのものに加えて，16ｍｍと薄くしたものについても同時に試験を行い，どちらも性能を満足することができたため，支柱重量の小さい前板厚 16ｍｍのものを製品化することとした．

【支柱と横梁の組み合わせ強度（網掛け範囲が部材選定域）】

表－６ 静荷重試験結果

鋳鉄
一般鋼材試験No.1
試験No.2
試験No.1
試験No.2

Pmax(kN)
36.9Pw(kN)
28.8

37.0
32.04631.066

28.2
27.93
26.64

判定結果
合格
合格
合格
合格

＜一般鋼材＞【部材性能値（Pmax・Pw）の算定】＜鋳 鉄＞＜一般鋼材(試験 No.2)＞

図－10 静荷重試験の状況写真

１０．下段横梁の高さ調整
主要横梁と２本の下段横梁の高さのバランスは，防護柵の印象を左右する．そこで，スタディ模型を用いて，下段横梁の配置高さの最終的な調整を行った(図－12 参照)．その結果，２本の下段横梁が一つの群として見えることを基本とし，地覆から下段横梁の中心までの高さをそれぞれ，360mm，550(360+190)mm とした．

【支柱と横梁の組み合わせ強度（網掛け範囲が部材選定域）】

決定案
図－11 試験結果グラフ(鋳鉄:試験 NO.1・一般鋼材:試験 No.2)
図－12 下段横梁の高さ調整の例(右が決定案)− 11 −

１１．色彩およびディテールの検討(1)色彩について
支柱・横梁の色彩は，前述のガイドライン案において，「鋼製防護柵において基本とする色彩」として示された，ダークブラウン，グレーベージュ，ダークグレーの 3 色を標準色とした．但しガイドラインにあるように，景観計画等に基づいて発注者がこれ以外の色彩を求めてきた場合にはそれを拒むものではない．また，支柱と横梁を締結するためのボルト，支柱とアンカーを締結するためのボルトについては，ボルトが目立たないように，設置する支柱・横梁と同色の塗装を行うこととした．
(2)支柱と横梁の締結用ボルトについて
支柱と横梁とを締結するためのボルトについては，歩行者の安全性等を考慮し，丸頭の六角ボルト(図－13参照)を使用することとした．

図－14 支柱とアンカーの締結方法と，ベースプレート角部の面取り(5)横梁端部のキャップについて
横梁端部については歩行者の安全性を考慮して，丸みを帯びたキャップ(各社所有の既製品)を用いることとし，全国高欄協会においてその使用について申し合わせを行った(図－15 参照)．

図－13 歩行者の安全性に配慮した丸頭の六角ボルト図－15 横梁端部のキャップの基本形(3)支柱とアンカーの締結方法について
支柱とアンカーの締結方法については，歩行者の安全性の確保等の観点から，高ナット(長ナット)を地覆に埋め込み，ベースプレートの上からボルト締め(六角ボルト)を行う方法を採用することとした(図－14 参照)．
(4)ベースプレートについて歩行者の安全性を考慮して角部の面取り(15mm×15mm)を行うこととした(図－14 参照)．

１２．開発製品の評価と技術的考察
今回開発を行った製品と従来製品との側面比較を図－16 に，今回開発を行った製品のプロトタイプを図－17に示す．3 つの開発方針と照らし合わせれば，1.景観的に優れた標準品を，2.従来品と同程度の価格で実現することができた（鋳鉄の部材重量は従来の約 2/3）．また，

図－16 従来型防護柵（左側２点）と新型防護柵（右）との側面比較− 12 −

3.鋳鉄と一般鋼材でほぼ同一の形状の製品をつくることができ，開発方針を満足することができた．また，デザイン方針との照合においても，支柱形状を細くすることでスリムな印象を実現し，ボルトをはじめとするディテールに配慮することなどで歩行者が触れても支障のない形状とすることができた．技術的には，従来製品が座屈ポイントを支柱内側に設ける形状であったのに対して，支柱全体でしなる形状を採用して，諸機能を満足できた
ことは，橋梁用車両防護柵設計における技術的なブレークスルーとなった．なお，今回は開発主体である全国高欄協会の意向を尊重し，鋳鉄と一般鋼材ともに同様の形状とした．このため一般鋼材については，細い形状ゆえの溶接における製作上の課題も若干残った．今後は一般鋼材の特徴を活かし，改良型のデザインについて検討を行う必要があると考えられる．

謝辞：本開発は，全国高欄協会が行ったものであり，関係各位には多大なご協力を頂いた．厚く謝意を表する．

付録
参考文献
1)
2)

図－17 製品プロトタイプ(写真は一般鋼材)− 13 −（社）日本道路協会：防護柵の設置基準・同解説, 2004
国土交通省道路局地方道・環境課監修：景観に配慮した防護柵の整備ガイドライン案, 2004

(2006.4.8 受付)