Specific Research Reports of the National Instituteof Occupational Safety and Health, JNIOSH-SRR-No.37 (2008)
UDC 331.4:624.21.097

6. つり足場の保有耐力に及ぼす施工精度の影響日野泰道 *

6. Strength of Roughly Assembled Suspended Scaffolds
by Yasumichi HINO *Abstract: Suspended scaffolds supported by many chains are generally used at bridge construction
sites for work such as painting, assembling of form panels, etc., which involve only lightweight materials.
However, after the Hanshin-Awaji earthquake in 1996, numerous bridge reinforcement projects wereimplemented, involving the handling of 10 kN of heavy-load materials on suspended scaffolds.
As the safety design method for suspended scaffolds has not been confirmed, there is an urgent need todevelop countermeasures for the heavy-load materials. In fact, an accident has already occurred in whichmaterial fell from the suspended scaffolds onto the express highway and crashed into several cars. The
accident was caused by the fracture of one of the scaffold chains due to the heavy load.
The objective of this study was to investigate the strength of suspended scaffolds and the suitable use
method of their components by experimental studies. Especially, the relationship between the differencein the relative number of chains and the increment load was investigated. The major findings obtained
from the results of this study are summarized as follows:
1) The increment load of the suspended scaffolds roughly depends on the additional number of chains.
However, the maximum load of the suspended scaffolds with a small length of chain could not be
estimated in proportion to the number of chains.
2) The loads acting on multiple chains have especially great disparity at the elastic area. This disparity
depends on the difference in relative chain length.
3) Suspended scaffolds must always be used in the elastic area. Hence, the design load values cannot be
estimated in proportion to the number of chains.
4) The chain length must be equalized for ensuring the safety of suspended scaffolds for supporting theheavy-load parts.
5) Maximum lateral strength of the clamp was very small even under appropriate installation. When thetorque of the clamp was insufficient or its installation angle was large, the maximum value was verysmall.
6) The lateral load of suspended scaffolds can be reduced through effective planning, design andexecution management.
Keywords: Suspended Scaffolds, Strength of the Chain, Bridge Construction Site, Dropping Accidents*

建設安全研究グループConstruction Safety Research Group− 51 −

労働安全衛生総合研究所特別研究報告

JNIOSH-SRR-No.37（2008）

1．はじめに
通常はつりクランプによる橋梁工事などで利用されるつり足場 1）は，従来から労働者などの軽量な荷重を支持する目的で使用されることが多く，その安全性についても，大きな安全率を考慮することで，その確保が行なわれてきた。
ところが兵庫県南部地震を契機に，大規模な耐震補強工事が数多く行われるようになり，1 トン近くに達する重量金物の搬入 · 取付のため，つり足場が利用されるようになってきた。そのため，従来ではあまり問題とされてこなかった つり足場全体としての保有耐力 をより正確に知る必要性が生じている。

写真１．つり足場の設置状況

ところでつり足場は，橋梁下に設置する作業床の他，主に当該作業床を支持する役割を担う つりチェーンと，橋梁とつりチェーンを結合する役割を担う つりク
ランプ を複数組み合わせることにより構成される（写真１参照）。
そこで本研究は，その主要な構成要素である つりチェーン を複数本同時に使用した場合の基本性能を明らかにするとともに，施工精度の違いを考慮した つりクランプ の最大強度（とりわけ最大水平強度）について検討を行った。

2．チェーンを同時に複数使用した場合の基
本性能
2.1

はじめに

写真１に示す通り，つり足場は複数のつりチェーンに

図１

チェーン形状よって構成される。そこで使用されるつりチェーンは，等しい長さで使用することが計画されるが，施工誤差などの影響によって，つりチェーンのフックを掛け違えるン全長）である。表１に実験パラメータ，図１に本実験（１リング分だけ長めに取り付けてしまう等の）場合がで使用したチェーンの使用方法（チェーン形状）を示す。

想定される（図１（c）参照）。このような場合，つりチェー

図2に実験装置を示す。装置本体は，当研究所の 200ンの使用長さに相対的な差が生じるため，各チェーンでトン圧縮 · 引張試験機（島津製作所製）を使用した。つ負担する荷重は同一とはならず，長さの短い特定のつりりチェーンは，つり足場の構成要素である おやご やチェーンに鉛直荷重が集中することが考えられる。そこ

ころばし に設置された状況を模擬するため，鋼製丸でつりチェーンについては，特にこの相対的な長さの差棒（それらの材料として利用される直径48mm の単管パが，つり足場全体の保有耐力に及ぼす影響について検討イプを想定したもの）に取り付けることとし，これを当を行なった。

該試験装置の上端および下端に配置した。実験は，載荷速度0.1mm/sec の一定速度で静的加力を行った 3）。つ

2.2

実験諸元

りチェーンに作用する荷重，およびつりチェーンの変位実験対象とするつりチェーンは，労働安全衛生法施行令第 13 条第 22 号の 3

量は，200 トン試験装置に内蔵された測定装置のほか，に定める構造規格 2）（つり足場

定格荷重5 トンの引張用ロードセル（LTR-S-SA1 : 共和用のつりチェーン及びつりわくの規格）の条件を満足す

電業製），および定格容量500mm のワイヤ式ポテンショるものとし，2 本 1 組を1 回の実験で使用した。実験パ

ンメータ（DTP-D-500S : 共和電業製）
により計測を行っ

ラメータは，①つりチェーンのリング差の有無（2 本のた。データサンプリングは，1Hz の時間刻みで自動ｧ計チェーンの相対的な長さの差），②つりチェーンの使用測を行った。

方法（チェーン形状），③つりチェーンの長さ L（チェー− 52 −

つり足場の保有耐力に及ぼす施工精度の影響

2.3

表１

実験結果

実験パラメータ（1） 2 本組のつりチェーンの最大荷重Pmax
表2に，時刻 t における2 本のチェーンの負担荷重

P1（t），P2（t）の合計値（全体荷重P（t））の最大値（最大荷重Pmax）を示す。なお表中には参考のため，Pmax の平均値 PAV と，ループ · シングルというつりチェーンの形状に応じて一般的に設定される許容荷重Pd を基に，チェーン2 本を用いた場合に設計上必要とされる最大荷重の大きさ（以下，設計用最大荷重PN）を算出した結果も合わせて示している。最大荷重Pmax の平均値 PAV は，①つりチェーンのリング差の有無（各チェーンの相対的な長さの差），②つりチェーンの使用方法（チェーン形状），③つりチェーンの設置長さ L（各チェーン形状に応じた全長）の違いによらず，設計用最大荷重PN を上回っていることが分かる。このことから，１リング差程度の長さの違いが，最大荷重Pmax に及ぼす影響については，大局的には無視しうると言える。
一方，つりチェーンの形状が同じであれば，チェーン長が異なっても等しい最大荷重Pmax となるはずである。
しかし 1200mm と 400mm の最大荷重Pmax を比較すると，チェーン長 L の短い 400mm の方が小さい値となっ図２ていることが表2よりわかる。また最大結果Pmax の一部

実験装置

では，設計用最大荷重PN を下回る結果もみられた（長さ 400mm のループ形状のもの : 実験④）
。この実験結果は，つりチェーンの溶接接合部が曲げ破断したものであり，その破断面には，溶接の際に発生するスラグが観察された（図3参照）。すなわち設計用最大荷重PN を実験結果Pmax が下回ったのは，設計 · 製造時に考慮がなされていない曲げ応力がつりチェーンに作用したこと，並びに溶接接合部の不良が原因であると考えられる。
（2）チェーン長 L の違いが最大荷重Pmax に及ぼす影響
図4に，チェーン長 L が異なるループつりの実験で得

図３られた荷重 — 変位関係を示す。同図に示した３つの曲表２

実験結果− 53 −

設計用最大荷重を下回った実験結果の例

労働安全衛生総合研究所特別研究報告

線は，時刻 t における2 本の各チェーンの負担荷重P（1 t）

JNIOSH-SRR-No.37（2008）の，最大荷重Pmax 付近では，両者はほぼ等しい荷重を，P（とその合計値（全体荷重P（t））を示すものである。
2 t）負担していることが分かる。これに対し 400mm の場

まずリング差のない場合（各チェーンの相対的な長さの合（右下の図）でも，変位が 40mm 付近までの荷重 —差が計算上はない場合）について検討する。1200mm の変位関係については，1200mm の場合とほとんど差が実験結果（左上の図）について見てみると，各チェーン見られない。しかしチェーン長が 400mm の場合では，の負担する荷重P1（t），P2（t）は，Pmax を生ずるまでの1200mm の場合と比較して，約 1/3 の変位量である約50mm のところで最大荷重Pmax を迎えていることがわ全ての時刻でほぼ等しいことが分かる。一方400mm の結果（右上の図）においても，この点に違いはない。そかる（右下の図参照の事）。そして図から分かるように，

してチェーン1 本あたりの負担する荷重の大きさ P1

チェーン長が 400mm の場合では，2 本目のチェーンの（t），P2（t）の最大値 P1-max，P2-max に注目してみると，個体としての最大荷重P2-max よりも，最大荷重時の荷重1200mm の場合は約 40kN であるのに対し，400mmでは約 30kN となっていることが分かる。このことか
ら，両者の最大値 Pmax に違いを生じさせた主な原因は，チェーン長 L の違いによるものではなく，個体としてP2（tmax）が小さい結果（約6割程度）となっている。このことは，２本目のチェーンが，その能力を十分発揮する前に，最大荷重Pmax となったことを示している。
ここでチェーン長 L が 400mm の場合と 1200mm のの性能差によりたまたま生じたものと思われる。よっ場合で異なる結果となった原因は，以下のように説明でて，複数本使用した場合でも，リング差がない場合では，きる。すなわち長さ 1200mm のチェーンと 400mm のチェーン長の違いによる影響はないと判断する。

チェーンでは，同一材料で構成されており，ほぼ等しい

次 に 1 リ ン グ 差 あ る 場 合 に つ い て 検 討 す る。

ひずみ量（前者 : 0.125＝150mm/1200mm，後者 : 0.1251200mm の実験結果（左下の図）を見ると，初期段階における負担荷重には P1（t）と P2（t）とで差があるもの

しかし変位量という絶対量で比較すれば，チェーン長の図４＝50mm/400mm）で最大値 P1-max，P2-max となっている。

鋼製丸棒につりチェーンを２本配置した場合の荷重—変位関係− 54 −つり足場の保有耐力に及ぼす施工精度の影響

短いもの程，その最大変位 d1-max ，d2-max が小さくなる

大荷重より弾性領域の性能が重要となる。そこで，チェーため，初期の相対的な長さの差による影響が大きくなる。

ン長の短いもの（つまり先行して引張降伏に至るチェー以上のことから，リング差（各チェーンの相対的な長ン）を基準とし，そのつりチェーンが破断荷重の1/5のさの差）は，つりチェーンの負担荷重に大きな影響を及荷重を負担していた時に，他方のつりチェーンがどの程ぼし，その影響は，チェーン長自体が短い場合で顕著に度荷重を負担していたのかについて調査を行った。そのなることが明らかとなった。

結果を表３に示す。
表中の数値は，つりチェーン1本が負担可能な荷重を（3）「2 本組のつりチェーン」の許容荷重1として，2本使用することで増加する負担可能な荷重

つりチェーンは一般に，弾性範囲内で使用されるもの大きさを無次元化して示したもの（以下，増分割合R）のである。実際，設計値として使用する許容荷重Pd は，である。つまり本実験の場合は，表中の値が2となれば，つりチェーンの設計用最大荷重PN に対して，1/5 の荷つりチェーンを使用した本数に比例して負担可能な荷重重（安全率 : 5が大きくなったことを示す。表より，リング差のない実）3）が用いられている。これに対し，複数本のつりチェーンを同一箇所で使用する場合，その負担

験では，その数値が比較的2に近いものが多いことが分

荷重は，各つりチェーンで大きく異なる場合がある。こかる。しかし，1リング差ある場合では，ほぼ全ての実のことは，弾性変位を含む初期段階で，特に顕著である

験において，その数値が1に近い値となり，またリング（図4参照）。そのため，複数本のチェーンを同一箇所に差のない場合でも，シングル仕様で，その値が1になっ配置する計画を立てる場合，その設計資料としては，最ている場合が見受けられる。これら荷重増分の見られな

表３チェーン付加よる荷重の増分割合※（許容荷重）

図５

荷重増分の大きさとチェーン長の差の関係− 55 −

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JNIOSH-SRR-No.37（2008）

いケースでは，2本のつりチェーンの長さの差L0（表中の仮設資材である。つりチェーンは，つり足場の作業床の括弧内の数値）が大きいもので顕著である。そこで，に作用する鉛直荷重を橋梁主桁へ伝える役割を担っておつりチェーンの長さの差L0と荷重増分Rの関係を図5にり，一般的な使用方法によれば，つりクランプにはつり示す。破断荷重を対象とした増分割合 R（図5（b）参照）

チェーンを介して鉛直荷重のみが作用することになる。

は，一定程度見込めるのに対し，許容荷重時を対象とししかしつりチェーンの斜めつりを行なった場合は，つりた増分割合R（図5（a）参照）は，つりチェーンの長さのクランプには鉛直方向のみならず水平方向にも荷重が作

差L0に比例して減少し，その差が8mmを越えると，荷用することになるため，つり足場の安全性を検討する上重の増分が見込めない（すなわち，1となる）ことが図よでは，つりクランプの水平方向に対する最大強度を明らり分かる。図中には，リング差のないシングル・ループかにしておく必要がある。

両仕様で想定されるチェーン長の差L0を，標準的なつ

この点，つりクランプの鋼製主桁への固定は，押しボりチェーンの内径寸法から計算した結果を合わせて示し

ルトに規定のトルク（34N · ｍ~44N · m）1）をかけるこている。これら最大値は，いずれも8mmよりも大きなとが推奨されている。しかし実際の現場における締付ト値である。このことは，標準的なつりチェーンの内径寸ルクの大きさは，バラツキが大きいと考えられる。また

法上，リング差のない場合であっても，荷重増分が全くつりクランプに大きなトルクを掛けようとすれば，加え見込めない場合がありうることを示している。このようた回転に伴ってつりクランプ本体部も回転を生じ，取付な場合，配置したつりチェーンの本数に比例した倍率の角度が垂直とはならない場合（図6参照）も考えられる。

荷重が，集中的に一部のチェーンに作用する可能性があ

そこで本研究では，まず①締付トルクの大きさと②つりる。

クランプの取付角度の２つを実験パラメータとして水平以上のことから，チェーン長の差をなくす工夫をしな引張試験を実施し，これらのパラメータの変化がつりクいで，複数のつりチェーンを使用する場合，その使用本ランプ（つり足場）の最大水平強度に及ぼす影響につい数に比例して，負担可能な荷重の増分を期待するのは，て検討を行った。

難しいと考えられる。本実験の範囲では，リング差のない実験の多くで荷重増分が見られたが，その増分値は安3.2

実験諸元定して期待できないし，また実際，リング差のない実験

表４に実験諸元を示す。実験は，主桁を想定した厚さの一部で，荷重増分が全く見込めないケースが，確認さ20mm の鉄板に，緩衝材（厚さ 3.5mm のポリ塩化ビニれたからである。

ル製フラットホース）を介してつりクランプを固定し，3。つりクランプの施工誤差と強度性能の関係

これにシャックルを用いてつりクランプの U 字金具と太径ワイヤーロープ（28mm）を結合して水平引張加力（加力速度 : 0.1mm/sec）を行った（写真３参照）。なお、

3.1

はじめに上記鉄板の材質は、繰返し加力による表面磨耗の影響をつり足場の主要な構成部材の一つであるつりクランプ排除するため、SKS3 材 4）を使用した。

は，つりチェーンと橋梁主桁の鉄骨部材を結合するため

図６ つりクランプの取付角度− 56 −つり足場の保有耐力に及ぼす施工精度の影響

表４

実験パラメータ

つりクランプのU字金具
つりクランプのU字金具（これに通常はつりチェーンを通す）（これに通常はつりチェーンを通す）
橋梁主桁を保護するため利用される
橋梁主桁を保護す緩衝材（PVCﾎｰｽ）るため利用される緩衝材（PVCﾎｰｽ）

太径ワイヤーロープを用いて引張力を付加
太径ワイヤーロープを用いて引張力を付加

橋梁主桁を想定した鋼製平板
橋梁主桁を想定した鋼製平板写真３3.3

図７

つりクランプの水平耐力（平均値）

つりクランプの押しボルト
つりクランプの押しボルト

実験装置の概要

実験結果

同一条件で行なった計3回の試験結果の平均値を図7に示す。つりクランプの最大水平強度は，締付トルクが大きくなる程大きくなっている。また，つりクランプの加力後加力後取付角度の違いによる影響を見てみると，同じ締付トルクで設置した場合であっても，その水平耐力は垂直に取り付けた場合（取付角度が0度の場合）と比較して，大幅加力前加力前

写真４

加力前と加力後のつりクランプの比較

図８

締付トルクと押しボルトの軸力の関係に小さくなることがわかる。
加力後のつりクランプの状況を撮影したものを写真4に示す。つりクランプには曲げ降伏が生じ，つかみ口の幅が広がっていることが，加力前のつりクランプとの比較から分かる。このことから，つりクランプの抜け出しは，つりクランプの曲げ変形に伴いその口が広がることに起因していると考えられる。この点，つりクランプの取付角度が大きくなると，相対的に つかみ長さ（図6参照） が小さくなるため，つりクランプの小さな曲げ変形で抜け出しが生ずるものと考えられる。以上から，つりクランプの最大水平強度は締付トルクが小さい程，また取付角度が大きい程，小さな値となるといえる。
なお参考のため，つりクランプの締付トルクの大きさと軸力の関係を調査した結果を図8に示す。一般的に推奨される締付トルクを与えた場合，押しボルトには約 7～10KN の軸力が作用することになることが分かる。

れている塩化ビニル製フラットホースを完全に貫通し，一方，推奨される締付トルクでつりクランプの押しボその下部の鋼材に達してしまうケースがほとんどであっルトを締め付けた場合は，緩衝材として一般的に使用さた。このような固定では，鋼材にキズが付いてしまうた− 57 −

労働安全衛生総合研究所特別研究報告

め，実際の現場においては，推奨される規定トルクでの締付は行なわれていない事が推測される。
以上より，つりクランプの最大水平強度は，規定のトルクで垂直（取付角度0 度）に締付ければ 2.5kN 程度であるが，図8の締付トルクと押しボルトの軸力の関係を踏まえると，その最大水平強度は 0.5~１kN 程度であると思われる。したがって，このことを踏まえた水平方向に対する安全性の検討，更には施工上の配慮が必要であると考えられる。

4。まとめ
１）つりチェーンを同一箇所で複数使用すると，その最大荷重は，その本数にほぼ比例して大きくなる傾向にある。ただし，つりチェーンの長さが短い場合には，使用した本数に比例して，負担可能な荷重の増分を見込むことは難しい。
２）通常のつりチェーンに期待する荷重（設計用の許容荷重）付近の性能に着目すると，複数のチェーンを使用しても，使用した本数に比例した荷重増分が見込めない場合が多い。リング差など当初に発生した隣接するチェーン同士の相対的な長さの差の影響が無視できないからである。このことは，リング差のない場合でも同様である。
３）つりクランプの最大水平強度は，適切な取付けをしたとしても小さな値であった。また，締付トルクが不十分である場合や取付角度が大きい場合は，その値が更に小さいものとなった。これらのパラメータは，緩衝材の性質やその施工誤差などによって大きく変動する可能性が高いものである。これらのことを踏まえると，つり足場の水平方向に対する設計上・施工管理上の配慮が必要と考えられる。

謝辞
本研究は，（社）日本橋梁建設協会のご協力により行われたものであり，貴重な御意見と御助言をいただきました。感謝の意を表したいと思います。

参考文献
1） 仮設工業会．仮設機材認定基準とその解説．2004.
2） 労働調査会．安衛法便覧．2000.
3） 日本建築学会．建築材料実験教材．1996.
4） 大和久重雄，鉄鋼材料選択のポイント（増補改訂版），
日本規格協会，1985 年 10 月
（平成21年1月7日受理）− 58 −JNIOSH-SRR-No.37（2008）