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高エネルギー吸収型落石防護網「強靭防護網」
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ポイント


構造


 

 


実験


  道路土工構造物の安全性については、つい最近まで国として明確な技術基準が定められていませんでした。この様な状況を鑑み、平成27年3月、道路土工構造物の新築または改築に関する一般技術基準として「道路土工構造物技術基準」(以下、同基準)が道路法に基づいて制定されました。

 

 また、高エネルギー吸収型落石防護工(同基準では斜面安定施設に該当)についても、採用実績が増え続けていますが、これらに対する統一的な性能評価指標も無く、要求性能を満たす性能照査方法も無い為、同基準に適応する必然性は高まっていました。

 平成29年3月、共同研究報告書第491豪「高エネルギー吸収型落石防護工等の性能照査手法に関する研究」(以下、共同研究報告書)では、求められる性能として右記を挙げています。


■落石防護工の性能水準と損傷イメージ (道路土工構造物技術基準・同解説を基に作成)




■標準的な実験的性能照査手法


共同研究報告書P.153では、統一的な性能照査手法として記載されており、実験による性能照査手法で確認する事項は、【捕捉性能】になります。 高エネルギー吸収型落石防護網の、標準的な実験的性能照査手法は、以下の様に定められています。


1.供試体サイズ 1スパン  2本の支柱と網で構成される範囲 (設計の最小面積) 
2.重錘形状 多面体  材質はコンクリートを標準
 (密度 2,300〜3,000s/m³以下)
3.衝突速度 25m/s以上を標準
(90km/h以上) 
阻止面(金網面)に接触する直前の速度25m/s未満
の場合は、その速度が適用限界速度 
4.入射角度 垂直 阻止面に対して垂直を標準 斜めに衝突した場合、
垂直成分を入力エネルギーとして評価 
5.回転の影響 考慮しない  並進運動のみを考慮 
6.衝突位置 水平方向 スパン中央 
鉛直方向 鉛直中央高さから設計落石作用位置の間で設定 

実験結果は「評価シート」に整理するとともに、構成部材の限界状態に照らして構造体として各要求性能を満たす
落石エネルギーを導き明示します。
この様な厳しい条件での性能照査試験を幾度となく行った結果、全く新しい高エネルギー吸収型落石防護網
【強靭防護網】
が生まれました。



■実規模実験結果(事例)の紹介

  
  強靭防護網 ロープタイプ (実施日 2017年3月16日)
供試体 延長:10m 高さ:15m 支柱本数:2本 緩衝装置:62箇所 
重錘 形状:多面体 質量(W):8,350kg 密度:2,696kg/m³ 
実験結果 重錘衝突速度(V)  26.15m/s 
阻止面への重錘入射角度(θ)  81° 
衝突時エネルギー(E)  2,800kJ(1/2WV²×cos(90°−81°)) 
阻止面の最大張出し量  6.1m 
高さの変化  1.00m 
緩衝装置の作動状況  良好 
重錘衝突位置  阻止面天端から6.7m下り 
損傷状況 阻止面に破断及び摩耗、ワイヤロープの一部に破断及び摩耗が確認された

支柱・アンカー・緩衝装置に損傷なし 


  強靭防護網 ネットタイプ (実施日 2017年8月9日)
供試体 延長:10m 高さ:15m 支柱本数:2本 緩衝装置:42箇所 
重錘 形状:多面体 質量(W):3,690s 密度:2,684s/m³
実験結果 重錘衝突速度(V)  25.96m/s 
阻止面への重錘入射角度(θ)  82° 
衝突時エネルギー(E)  1,200kJ(1/2WV²×cos(90°−82°)) 
阻止面の最大張出し量  5.85m 
高さの変化  2.33m 
緩衝装置の作動状況  良好 
重錘衝突位置  阻止面天端から4.3m下り 
損傷状況 阻止面に破断及び摩耗、ワイヤロープの一部に破断及び摩耗が確認された
支柱・アンカー・緩衝装置に損傷なし 

■強靭防護網ロープタイプ実験動画(2017年3月16日)



■強靭防護網ネットタイプ実験動画(2017年8月9日)




重錘 重さ=8,350kg
ロープタイプ(2,800kJ)実験時に使用

重錘 重さ=3,690kg
ネットタイプ(1,200kJ)実験時に使用


高速度カメラによる重錘の阻止面衝突直前の速度解析
 

高速度カメラ

レーザー式計測器

 

性能水準


ロープタイプ・ネットタイプ共に、各3回の実験を行い、性能検証結果より重錘の捕捉・誘導が確実に行われており、安全性能が満たされていると判断できました。 両タイプとも、1度載荷した供試体を部分修復して再載荷を実施し、変わりなく捕捉・誘導がなされていることから、修復性能も満たされていると判断しました。 以上の結果より、強靭防護網(ロープタイプ・ネットタイプ)の性能水準は【性能2】と評価しています。

 
  安全性 使用性(供用性) 修復性
性能1
性能2 △(修復により○)
性能3 × ×
 性能レベルの判断基準を簡単にまとめると
  性能1 → 構成部材の交換は必要無い。(継続使用可)
  性能2 → 構成部材の一部を交換(容易に行える範囲)する事で機能(性能)が回復出来る。
  性能3 → 構成部材の更新が必要。


施工事例

 

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