JP3733262B2 - 網体の静的載荷試験方法及びその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路や鉄道あるいは住宅に隣接する斜面等に設置されて、この斜面において発生する落石や土石流、あるいは、雪崩等を、その途中において捕捉して、道路や鉄道あるいは住宅上に落下することを防止する際に用いられる網体のエネルギ吸収特性を把握するための網体の静的載荷試験方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の網体としては、図７および図８に示すように、線径が２．６ｍｍ〜４．０ｍｍの軟鋼からなる素線１ａを鋸刃状に折曲し、この素線１ａの複数を、各ピッチ毎にその頂点同士を内接させることによって編み込んで形成した網体１が知られている。
そして、この防護ネット１は、たとえば、斜面に構築された土留壁上に、図７に示すように、Ｉ型鋼あるいはＨ型鋼からなる支柱２を立設するとともに、各素線１ａ間に複数のワイヤーロープ３を挿通し、これらのワイヤーロープ３の各端部、ならびに、各素線１ａの各端部を、前記支柱２に固定することにより、各支柱２間の所定領域を覆うように設置して防護柵として用いられるようになっている。
また、図９に示すように、素線４ａを螺旋状に形成し、この素線４ａの複数を、各ピッチ毎に内接するように編み込んでなる網体４も知られており、前述した網体１と同様に、支柱２間にワイヤロープ３を介して固定されることにより防護柵として用いられるようになっている。
【０００３】
そして、このような網体１（４）における吸収エネルギは、落石が防護柵に衝突した時の変状形態分類、また、それに伴う形態に評価値を与え、落石の運動エネルギとの相関図から網体が破れる運動エネルギを推定して定めている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した方法による網体１（４）の吸収エネルギの算定にあっては、落石の運動エネルギとの相関図に基づき推定するものであるから、網体の吸収エネルギを定量的に把握するには至っていない。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、防護ネットに用いられる網体の吸収エネルギを極力定量的に把握することの可能な網体の静的載荷試験方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の網体の静的載荷試験方法は、前述した目的を達成するために、防護ネットとして用いられる網体を矩形状に組まれた架台上に水平に設置するとともに、この網体を前記架台の一方向の両側部上に固定し、それに直交する方向の前記架台の両側部上に固定しない状態で、前記網体の面方向中心部の下部に、前記網体に荷重を加える載荷体を当接させておき、この載荷体をジャッキによって上昇させて網体を変形させることにより、前記網体に加えられる荷重と、網体の鉛直変位とを測定し、これによって前記網体の荷重−変位特性を求めることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の網体の静的載荷試験方法は、請求項１に記載の前記載荷体が、前記網体に向かって突出するように、球殻状に形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の網体の静的載荷試験方法は、請求項１または請求項２に記載の前記ジャッキが許容ストローク近傍まで作動させられた際に、前記載荷体を上昇位置に保持した後に、前記ジャッキを縮めるとともに、このジャッキの支持位置を上昇させることを特徴とする。
また、本発明の請求項４に記載の網体の静的載荷試験装置は、防護ネットとして用いられる網体が載置され、矩形状に組まれた架台と、この架台の一方向の両側部上面にのみ設けられ、その前記架台の一方向の両側部上に前記網体を固定する固定機構と、前記網体の中央部下面に当接させられる載荷体と、前記架台の略中央部に設けられ、前記載荷体を上昇させて前記網体に荷重を加えるジャッキとによって構成されていることを特徴とする。
さらに、本発明の請求項５に記載の網体の静的載荷試験装置は、請求項４に記載の前記載荷体に、この載荷体への前記ジャッキによる荷重の付加が取り除かれた際に、前記載荷体を上昇位置に保持する吊り下げ機構が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項１ないし請求項３の何れかに記載の網体の静的載荷試験方法によれば、ジャッキによって載荷体を徐々に上昇させることにより、網体に静的荷重を加えるとともにこの静的荷重を徐々に増加させ、そのときの荷重と、前記網体の変位量を測定し、これらの相関関係を見ることにより、静的載荷ではあるが、網体の吸収エネルギを定量的に把握することができる。
そして、請求項２に記載の発明のように、載荷体を球殻状に形成することにより、理想化した落石モデルに近い状態での載荷を行うことができる。
さらに、請求項３に記載の発明のように、ジャッキが許容ストローク近傍まで作動させられた際に、載荷体を上昇位置に保持した状態でジャッキを縮め、さらに、ジャッキの支持位置を上昇させることにより、ジャッキの許容ストローク以上の変位が網体に生じた場合にあってもその測定が可能となる。
そして、請求項４または請求項５に記載の発明によると、前述した請求項１ないし請求項３に記載の静的載荷試験方法を良好に実施することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。
まず、本実施形態において好適に用いられる網体の静的載荷試験装置の一構造例について図１ないし図５に基づき説明する。
【０００９】
これらの図において符号１０で示す本実施形態に係わる静的載荷試験装置は、網体１（４）が載置される架台１１と、この架台１１の両側部上面に設けられ、前記網体１（４）の両側部の固定をなす固定機構１２と、前記網体１（４）の中央部下面に当接させられる載荷体１３と、前記架台１１の略中央部に設けられ、前記載荷体１３を上昇させて前記網体１（４）に荷重を加えるジャッキ１４とによって概略構成されている。
【００１０】
ついで、これらの詳細について説明すれば、前記架台１１は、Ｈ型鋼１１ａの複数を、矩形状に組み上げ、かつ、鉛直方向に積み上げて構成されており、その下部には、前記ジャッキ１４のシリンダを固定するためのＨ型鋼からなるビーム１１ｂが取り付けられている。
ここで、本実施形態においては、ジャッキ１４の反力を架台１１に支持させるために、軸方向の引張力を受けることから、各Ｈ型鋼１１ａを連結するボルトに剪断力が作用することを防止するために、前述したように、各Ｈ型鋼１１ａを鉛直方向に積み上げ、各Ｈ型鋼１１ａをボルトにて緊締することにより、ボルトに引張力のみが作用するように構成されている。
【００１１】
前記載荷体１３は、図３に詳述するように、直径Ｌの球状体を、その頂点から高さＬ／４を残した球殻となるように形成したものである。
そして、開口部内周には、リング状の底板１５が溶接によって一体に固定されているとともに、この底板１５の中心を通るようにして底板１５に取り付けられた補強板１６と、前記載荷体１３の開口部近傍から球殻の頂点へ向けて配置され、かつ、前記載荷体１３の内面に全長にわたって当接させられた複数の補強リブ１７と、前記各補強板１６の接合部分と前記載荷体１３の頂点内部との間に一体に改装された芯棒１８と、前記載荷体１３の頂点を貫通して前記芯棒１８に一体に固定されたクレビス１９とによって構成されている。
さらに、前記各補強板１６が相互に連結される部分で、前記載荷体１３の外部側に位置する部位には、前記ジャッキ１４のピストンが嵌合位置決めされる凹部２０が形成されている。
【００１２】
前記ジャッキ１４は、そのシリンダ部の下端が前記ビーム１１ｂに、図１に示す補助ピース２１を介してボルト等によって固定されており、また、そのピストンの先端部が、その上方に位置させられる前記載荷体１３に形成されている凹部２０に嵌合させられるようになっている。
また、本実施形態においては、図１に示すように、前記補助ピース２１に、変位計２２が取り付けられており、前記ジャッキ１４のピストン先端近傍に固定されたワイヤＷが連結されて、前記ピストンの前記ビーム１１ｂに対する変位量、すなわちジャッキ１４の伸び量を測定するようになっている。
【００１３】
さらに、前記ジャッキ１４には、図４に示すように、油圧回路を介して作動油の供給形態を切り替える油圧バルブ２３と、この油圧バルブ２３を介して前記ジャッキ１４に作動油を供給する油圧ポンプ２４と、この油圧ポンプ２４から供給される作動油の圧力を検出する圧力計２５が連設されている。
【００１４】
そして、前記変位計２２および圧力計２５には、変位計２２から出力されるピストンの変位量、すなわち、網体１（４）の変位量の情報、および、圧力計２５から出力される作動油の圧力情報、すなわち、荷重情報が入力されることにより、荷重−変位曲線を生成するデータロガー２６が接続されている。
【００１５】
前記固定機構１２は、図２に示すように、前記網体１（４）の両側部の素線１ａ（４ａ）の内側に挿入される固定プレート２７と、図５に示すように、この固定プレート２７を前記架台１１を構成するＨ型鋼１１ａのフランジに固定するボルト２８とによって構成されている。
このボルト２８は、前記Ｈ型鋼１１ａの長さ方向に所定間隔をおいて、多数設けられており、各ボルト２８は、前記Ｈ型鋼１１ａのフランジを上下に貫通して設けられ、このボルト２８に前記フランジの上方から螺着されるナット２９によって前記フランジに固定され、さらに、各ボルト２８に螺着される一対のナット３０によって前記固定プレート２７を挟持固定するようになっている。
【００１６】
さらに、本実施形態においては、前記載荷体１３に、この載荷体１３への前記ジャッキ１４による荷重の付加が取り除かれた際に、前記載荷体１３を上昇位置に保持する吊り下げ機構３１が設けられている。
この吊り下げ機構３１は、図示しないクレーンと、このクレーンに取り付けられ、かつ、前記載荷体１３のクレビス１９に連結されるロードセル等の張力計３２とによって構成されている。
【００１７】
ついで、このように構成された本実施形態の静的載荷試験装置１０の作用とともに、本発明の静的載荷試験方法の一実施形態について説明する。
まず、網体１（４）の両側部を固定機構１２を介して架台１１に固定し、載荷体１３を吊り下げ機構３１に装着するとともに、この載荷体１３を吊り下げ機構３１によって上昇させるとともに、網体１（４）の中心部下部に接触させる。
ついで、ジャッキ１４を作動させてそのピストンの先端部を、前記載荷体１３に形成されている凹部２０に嵌合させて停止させる。
【００１８】
この状態において、前記ジャッキ１４に供給されている作動油の圧力を圧力計２５によって検出するとともに、変位計２２からの出力に基づきピストン位置を検出する。
この状態が、前記網体１（４）に対して無負荷状態であるとこから、前記圧力計２５および変位計２２をリセットすることにより、初期状態にセットする。
これより、ジャッキ１４に作動油を供給して網体１（４）の中心部に荷重を加えてこの網体１（４）を変形させる。
そして、この変形は、前記ジャッキ１４の伸び量が所定値となった時点で停止させ、この停止時間が所定時間経過後に、再度前記ジャッキ１４を伸び方向に作動させるといった間欠駆動によって行う。
たとえば、ジャッキ１４の伸び量が５０ｍｍとなった時点でジャッキ１４への作動油の供給を停止し、その後、ジャッキ１４の作動を３分間停止した後に、ジャッキ１４の作動を開始する。
このように、ジャッキ１４の作動を間欠的に行うのは、ジャッキ１４の作動停止後に、網体１（４）の変形が継続して行われ、これに伴い、網体１（４）に加わる荷重が徐々に減少するが、この減少荷重を収束させるための静止状態を形成するためである。
【００１９】
そして、前記ジャッキ１４の停止から、つぎの作動時までの間に、所定の変位量毎に網体１（４）の変位量を測定し、また、所定時間の間隔でジャッキ１４の作動油の圧力、すなわち、荷重を複数段階で測定する。
【００２０】
ここで、前記網体１（４）の最大変形量が、前記ジャッキ１４の最大ストロークを越える場合には、つぎのようにして、試験を継続させる。
すなわち、ジャッキ１４が所定ストロークまで伸張させられた時点で、吊り下げ機構３１によって載荷体１３を固定した後に、前記ジャッキ１４を縮め、このジャッキ１４と補助ピース２１との間に所定厚さの他の補助ピースを介装固定した後に、再度ジャッキ１４のピストンを載荷体１３の凹部２０に嵌合させ、これによって、前記載荷体１３の動きを拘束した後に再度ジャッキ１４を作動させることによって継続した試験が可能となる。
そして、前記介装される補助ピースの厚みを、前述したジャッキ１４の所定ストロークに一致させておくことにより、以降の変位の検出が容易に行われる。
ここで、ジャッキ１４を取り外す際に、前記吊り下げ機構３１に、網体１（４）に作用していた荷重がそのまま作用することとなるが、この荷重を張力計３１によって検出することによって、前記吊り下げ機構３１への過荷重を防止することが可能となる。
【００２１】
このようにして計測された網体１（４）に対する荷重と変位との関係を、前記データロガー２６によって算出し、荷重−変位特性を得ることができる。
ここで、このような静的載荷試験を図７および図８に示す網体１と、図９に示す網体４とに対して行った結果を図６に示す。
この図において曲線Ａが網体１に対する荷重−変位曲線であり、曲線Ｂが網体４に対する荷重−変位曲線である。この結果から、変位量が初期の段階では、荷重が直線的に増加するが、終盤において荷重が急激に立ち上がり、網体１（４）が破壊に至ることを明らかに把握することができる。
したがって、本実施形態によれば、静的載荷ではあるが、網体１（４）の破壊に至るまでの変形特性が定量的に求められる。
【００２２】
なお、実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１ないし請求項３の何れかに記載の網体の静的載荷試験方法によれば、ジャッキによって載荷体を徐々に上昇させることにより、網体に静的荷重を加えるとともにこの静的荷重を徐々に増加させ、そのときの荷重と、前記網体の変位量を測定し、これらの相関関係を見ることにより、静的載荷ではあるが、網体の吸収エネルギを定量的に把握することができる。そして、請求項２に記載の発明のように、載荷体を球殻状に形成することにより、理想化した落石モデルに近い状態での載荷を行うことができる。
また、請求項３に記載の発明のように、ジャッキが許容ストローク近傍まで作動させられた際に、載荷体を上昇位置に保持した状態でジャッキを縮め、さらに、ジャッキの支持位置を上昇させることにより、ジャッキの許容ストローク以上の変位が網体に生じた場合にあってもその測定が可能となる。
そして、請求項４または請求項５に記載の発明によると、前述した請求項１ないし請求項３に記載の静的載荷試験方法を良好に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すもので、載荷体の側面図および底面図である。
【図４】本発明の一実施形態の示すもので、ジャッキとその駆動部材を示す概略図である。
【図５】本発明の一実施形態を示すもので、網体を固定する固定機構を示す要部の縦断面図である。
【図６】本発明の一実施形態によって得られた網体の荷重−変位曲線図である。
【図７】網体の一構造例を示す正面図である。
【図８】図７の縦断面図である。
【図９】網体の他の構造例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 網体
１ａ 素線
２ 支柱
３ ワイヤロープ
４ 網体
４ａ 素線
１０ 静的載荷試験装置
１１ 架台
１１ａ Ｈ型鋼
１１ｂ ビーム
１２ 固定機構
１３ 載荷体
１４ ジャッキ
１５ 底板
１６ 補強板
１７ 補強リブ
１８ 芯棒
１９ クレビス
２０ 凹部
２１ 補助ピース
２２ 変位計
２３ 油圧バルブ
２４ 油圧ポンプ
２５ 圧力計
２６ データロガー
２７ 固定プレート（固定機構）
２８ ボルト（固定機構）
２９ ナット（固定機構）
３０ ナット（固定機構）
３１ 吊り下げ機構
３２ 張力計
Ｗ ワイヤ

Claims (5)

1. 防護ネットとして用いられる網体を矩形状に組まれた架台上に水平に設置するとともに、この網体を前記架台の一方向の両側部上に固定し、それに直交する方向の前記架台の両側部上に固定しない状態で、前記網体の面方向中心部の下部に、前記網体に荷重を加える載荷体を当接させておき、この載荷体をジャッキによって上昇させて網体を変形させることにより、前記網体に加えられる荷重と、網体の鉛直変位とを測定し、これによって前記網体の荷重−変位特性を求めることを特徴とする網体の静的載荷試験方法。
2. 前記載荷体が、前記網体に向かって突出するように、球殻状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の網体の静的載荷試験方法。
3. 前記ジャッキが許容ストローク近傍まで作動させられた際に、前記載荷体を上昇位置に保持した後に、前記ジャッキを縮めるとともに、このジャッキの支持位置を上昇させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の網体の静的載荷試験方法。
4. 防護ネットとして用いられる網体が載置され、矩形状に組まれた架台と、この架台の一方向の両側部上面にのみ設けられ、その前記架台の一方向の両側部上に前記網体を固定する固定機構と、前記網体の中央部下面に当接させられる載荷体と、前記架台の略中央部に設けられ、前記載荷体を上昇させて前記網体に荷重を加えるジャッキとによって構成されていることを特徴とする網体の静的載荷試験装置。
5. 前記載荷体に、この載荷体への前記ジャッキによる荷重の付加が取り除かれた際に、前記載荷体を上昇位置に保持する吊り下げ機構が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の網体の静的載荷試験装置。

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