JP2016191205A - 剛性防護柵の補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】剛性防護柵の建設当時と比べて大型化した車両の衝突に耐えられるように、既存の剛性防護柵の車両衝突時の耐力を十分に向上させることができ、かつ、短工期での施工が可能であるとともに施工の際に産業廃棄物もほとんど発生しない剛性防護柵の補強構造を提供する。【解決手段】道路に沿って立設された剛性防護柵の補強構造であって、剛性防護柵９０の頂部９０Ａに設けられて道路に沿う方向に延びる頂部梁部材１１を備えてなり、頂部梁部材１１は、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの両側面を挟み込むように対向する挟み込み部１２Ｂ、１４Ｂと、剛性防護柵９０の頂部９０Ａよりも上方に配置されて対向する挟み込み部１２Ｂ、１４Ｂ同士を連結する連結部１２Ａと、を有し、かつ、頂部梁部材１１は、剛性防護柵９０の頂部９０Ａに埋め込まれたアンカー５０によって剛性防護柵９０に取り付けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、剛性防護柵を補強する構造に関する。ここで、剛性防護柵とは、防護柵を構成する主たる部材について弾性変形内での変形しか見込まない防護柵のことである。

自動車専用道路の高架部には、車両の落下を防止するための剛性防護柵が道路に沿って立設されていることが多い。

一方、首都高速道路をはじめとする自動車専用道路は、その多くが建設から数十年を経過しており、補修および補強が必要となってきている。

また、走行する車両が建設当時と比べて大型化し、建設当時に想定していなかった２５ｔ車の走行が可能な自動車専用道路も現在では多くなってきており、剛性防護柵に求められる車両衝突時の耐力も大きくなってきている。

剛性防護柵を補修または補強する際に活用できる技術としては、例えば、特許文献１、２に記載の技術がある。

特許文献１に記載の技術は、床版に一体的に立設された既存壁体の改修補強構造であって、該既存壁体を挟んで両面に接着材を介して貼着されて一体化された補強板と、該既存壁体を貫通して該両面の補強板同士を連結する連結部材と、該両面の補強板の上端部同士を相互に一体的に繋いで設けられて該既存壁体の上部を覆う笠板と、を備え、該補強板は平板状をなして上端部から下端部までを１枚で形成されている、ことを特徴とする既存壁体の改修補強構造である。

特許文献２に記載の技術は、鉄筋コンクリート床版を鋼主桁によって支持して成るコンクリート床版鋼桁橋において、前記鉄筋コンクリート床版の側端縁凸部外面に固定張設された側部補強板と、前記側部補強板と前記鋼主桁とを結合する下側部連結補強板と、を備え、前記下側部連結補強板は前記鉄筋コンクリート床版の下面と離間して位置して前記鋼主桁と前記鉄筋コンクリート床版とで閉断面を形成するように構成されていることを特徴とするコンクリート床版鋼桁橋の補強構造である。

しかしながら、特許文献１、２に記載の技術は、既存壁体の両側に補強板を配設する技術であり、車両の衝突や車両の大型化に対応するための技術ではなく、特許文献１、２に記載の技術では、建設当時と比べて大型化した車両の衝突に耐えられるように、既存の剛性防護柵の車両衝突時の耐力を十分に向上させることは困難である。また、特許文献１、２に記載の技術では、補強板の取り付けにおいて、既存壁体を貫通するアンカーボルトを高さ方向に多段にわたって多数用いており、既存壁体の内部に配置されている鉄筋のほぼ全てを現地にて探索することが必要であり、工期が長くなり、建設コストも大きくなる。

また、既存壁体を撤去して新規に壁体を設置することも行われているが、この場合には、産業廃棄物の処理が必要になるとともに、工期が長くなり、建設コストも大きくなる。

特許第４７３５２２３号公報 特開２００２−２２７１３４号公報

本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであって、剛性防護柵の建設当時と比べて大型化した車両の衝突に耐えられるように、既存の剛性防護柵の車両衝突時の耐力を十分に向上させることができ、かつ、短工期での施工が可能であるとともに施工の際に産業廃棄物もほとんど発生しない剛性防護柵の補強構造を提供することを課題とする。

本発明は、以下の剛性防護柵の補強構造により、前記課題を解決したものである。

即ち、本発明に係る剛性防護柵の補強構造は、道路に沿って立設された剛性防護柵の補強構造であって、該剛性防護柵の頂部に設けられて道路に沿う方向に延びる頂部梁部材を備えてなり、前記頂部梁部材は、前記剛性防護柵の頂部の両側面を挟み込むように対向する挟み込み部と、前記剛性防護柵の頂部よりも上方に配置されて前記対向する挟み込み部同士を連結する連結部と、を有し、かつ、前記頂部梁部材は、前記剛性防護柵の頂部に埋め込まれたアンカーによって前記剛性防護柵に取り付けられていることを特徴とする剛性防護柵の補強構造である。

なお、本願において「道路に沿う方向」とは「道路の延びる方向」のことであり、両者は同一の方向を意味している。

また、「剛性防護柵の頂部」とは、剛性防護柵の部位のうち、上面を含む上端部の部位のことであり、その部位の両側面を前記頂部梁部材の前記挟み込み部が直接または間接に挟み込むことができる部位のことである。ここで、「直接または間接に挟み込む」とは、直接に接して挟み込む場合だけでなく、例えば形状追従性のあるシート材料等を介在させて挟み込む場合も含む概念である。

道路に沿って立設された前記剛性防護柵は、道路の横断方向端部または中央分離帯に立設されていることが多い。

前記剛性防護柵の補強構造において、前記頂部梁部材は、第１の梁部材および第２の梁部材を備えてなり、前記第１の梁部材は上下方向の板状部および水平方向の板状部を有し、前記第２の梁部材は上下方向の板状部および水平方向の板状部を有し、前記頂部梁部材の前記挟み込み部は、前記第１の梁部材の前記上下方向の板状部および前記第２の梁部材の前記上下方向の板状部を有してなり、前記頂部梁部材の前記連結部は、前記第１の梁部材の前記水平方向の板状部および前記第２の梁部材の前記水平方向の板状部の少なくとも一部を有してなるように構成してもよい。

また、前記剛性防護柵の補強構造において、前記頂部梁部材は、第１の梁部材および第２の梁部材を備えてなり、前記第１の梁部材は前記剛性防護柵の両側面のうちの一方の側面に沿う板状部および水平方向の板状部を有し、また、前記第２の梁部材は前記剛性防護柵の両側面のうちの他方の側面に沿う板状部および水平方向の板状部を有し、前記頂部梁部材の前記挟み込み部は、前記第１の梁部材の前記一方の側面に沿う板状部および前記第２の梁部材の前記他方の側面に沿う板状部を有してなり、前記頂部梁部材の前記連結部は、前記第１の梁部材の前記水平方向の板状部および前記第２の梁部材の前記水平方向の板状部の少なくとも一部を有してなるように構成してもよい。

前記剛性防護柵の補強構造においては、安全性を確認した上で、前記アンカーを前記剛性防護柵の頂部に１列に設け、かつ、隣り合う前記アンカー同士の間隔を５００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下としてもよい。

前記連結部に、前記剛性防護柵の延びる方向に長くなっている長孔を上下方向に貫通するように設け、前記アンカーが前記長孔を挿通しているように構成してもよい。

前記頂部梁部材が、前記連結部よりも上方に立設されて道路に沿う方向に延びる対向する２列の板状の立設部をさらに有し、かつ、前記連結部が、前記対向する挟み込み部同士を連結するとともに、前記２列の板状の立設部同士を連結するように、前記剛性防護柵の補強構造を構成してもよい。

前記連結部よりも上方に立設された板状の補強部を、その平面方向が前記２列の板状の立設部の延びる方向と略直交するように前記２列の板状の立設部同士の間にさらに備えさせ、該板状の補強部が前記連結部および前記２列の板状の立設部と連結されているように前記剛性防護柵の補強構造を構成してもよい。

前記板状の補強部に前記２列の板状の立設部の延びる方向と略平行な方向に貫通孔を設け、該貫通孔にワイヤを挿通するように前記剛性防護柵の補強構造を構成してもよい。

前記連結部に上下方向に移動可能な高さ調整部材を取り付け、該高さ調整部材の下端が前記連結部の下端よりも下方に突出可能であるように前記剛性防護柵の補強構造を構成してもよい。

前記高さ調整部材は、例えばボルトを用いてもよい。

前記道路に沿って地覆が設けられていて、前記剛性防護柵が前記地覆の上方に設けられている場合の方が、前記剛性防護柵の補強構造は補強効果を発揮しやすい。

前記頂部梁部材は、道路に沿う方向に分割してその一部を切り離して交換可能であるようにしておくことが、維持管理の点から好ましい。

前記頂部梁部材は、鋼製としてもよい。また、前記頂部梁部材は、鋼板からビルドアップして作製した鋼材であっても、形鋼であってもいずれでもよい。

本発明によれば、剛性防護柵の建設当時と比べて大型化した車両の衝突に耐えられるように、既存の剛性防護柵に作用する力の分担幅を広げることによって剛性防護柵の車両衝突時の耐力を十分に向上させることができ、かつ、短工期での施工が可能であるとともに施工の際に産業廃棄物もほとんど発生しない。ここで、分担幅とは、車両の衝突により剛性防護柵に作用する力を受け止める幅として設計で見込むことができる幅のことであり、道路の延びる方向の換算有効幅のことである。

本発明の第１実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図 前記補強構造における頂部鋼材１２を剛性防護柵９０の延びる方向から見た拡大側面図 前記補強構造を上方から見た上面図 前記補強構造における高さ調整機構を剛性防護柵９０の延びる方向から見た拡大側面図 本発明の第２実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図 本発明の第３実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図 本発明の第４実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図 数値解析シミュレーションを行った補強前の剛性防護柵１００の横断面図 数値解析シミュレーションを行った補強後の剛性防護柵１００の横断面図 補強部８２Ｄの寸法を示す平面図 本発明の第５実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を詳細に説明する。

（第１実施形態の剛性防護柵の補強構造）
図１は本発明の第１実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図（道路の延びる方向と直交する面で切断した断面図）である。

図１に示すように、本第１実施形態の補強構造１０は、剛性防護柵９０の頂部９０Ａに設けられている。

また、床版９４の上方に地覆９２が設けられ、地覆９２の上方に剛性防護柵９０が設けられており、剛性防護柵９０は、床版および地覆を備えた道路橋の横断方向端部に設けられた剛性防護柵である。しかしながら、本第１実施形態の補強構造１０の適用対象は、床版および地覆を備えた道路橋の剛性防護柵に限定されるわけではなく、床版および地覆を下方に備えていない剛性防護柵、あるいは地覆を下方に備えていない剛性防護柵に対しても適用可能である。また、道路橋の横断方向端部に設けられた剛性防護柵に限定されるわけではなく、例えば、道路の中央分離帯に設けられた剛性防護柵に対しても適用可能である。

本第１実施形態の補強構造１０は頂部梁部材１１を備えてなり、頂部梁部材１１は、剛性防護柵９０の頂部９０Ａに埋め込まれたアンカー５０によって剛性防護柵９０に取り付けられている。頂部梁部材１１は、第１の梁部材である頂部鋼材１２と、第２の梁部材である上部水平鋼材１４と、を有してなる。

頂部鋼材１２は、水平方向の板状部であるウェブ部１２Ａと、上下方向に立設された板状部であり道路側に位置する道路側フランジ部１２Ｂと、上下方向に立設された板状部であり道路と反対側に位置する反道路側フランジ部１２Ｃと、補強部１２Ｄと、を有している。ウェブ部１２Ａは、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの上面を覆うように配置されている。道路側フランジ部１２Ｂは細長い長方形状の板状の部材であり、その長手方向が剛性防護柵９０の頂部９０Ａの道路側の側面に沿って水平方向（道路の延びる方向）に延びるように、かつ、その短手方向が上下方向となるように立設されている。反道路側フランジ部１２Ｃは細長い長方形状の板状の部材であり、ウェブ部１２Ａよりも上方に位置し、その長手方向が剛性防護柵９０の延びる方向（道路の延びる方向）に延びるように、かつ、その短手方向が上下方向となるように立設されている。補強部１２Ｄは板状の部材であり、道路側フランジ部１２Ｂと反道路側フランジ部１２Ｃとの間に、道路側フランジ部１２Ｂおよび反道路側フランジ部１２Ｃと直交するように上下方向に立設されている。ここで、反道路側とは、道路と反対側（道路から遠い側）という意味であり、以降の記載においても同様である。

図２（頂部鋼材１２を剛性防護柵９０の延びる方向から見た拡大側面図）に示すように、補強部１２Ｄは、ウェブ部１２Ａ、道路側フランジ部１２Ｂのウェブ部１２Ａよりも上に位置する部位、および反道路側フランジ部１２Ｃと連結している。このため、補強部１２Ｄは、ウェブ部１２Ａ、道路側フランジ部１２Ｂ、反道路側フランジ部１２Ｃ、および補強部１２Ｄを有してなる頂部鋼材１２の強度および剛性を向上させる。

また、図２に示すように、補強部１２Ｄには貫通孔１２Ｅが設けられている。貫通孔１２Ｅにはワイヤ（図示せず）が挿通されており、該ワイヤは複数の補強部１２Ｄの貫通孔１２Ｅに挿通されており、頂部梁部材１１が落下することを防止する。

図３（補強構造１０を上方から見た上面図）に示すように、頂部鋼材１２のウェブ部１２Ａには、剛性防護柵９０の延びる方向（道路の延びる方向）に長くなっている長孔１２Ｆが上下方向に貫通するように設けられている。長孔１２Ｆはその短径方向（道路の延びる方向と直交する方向）の長さもアンカー５０の軸径の２倍程度あり、道路の延びる方向の位置だけでなく、剛性防護柵９０の厚さ方向（道路の延びる方向と直交する方向）の位置も微調整しながら、頂部鋼材１２をアンカー５０で固定できるようになっている。アンカー５０は長孔１２Ｆを挿通しており、アンカー５０は押え金具５０Ａを介して頂部鋼材１２のウェブ部１２Ａを固定する。

頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂの部位のうちウェブ部１２Ａよりも下の部位は、後述する上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂとともに、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの両側面を挟み込んでおり、挟み込み部を形成している。

頂部鋼材１２のウェブ部１２Ａは、頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂと上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂとを連結しており、連結部となっている。

頂部鋼材１２の上面において道路と反対側（道路から遠い側）には、反道路側フランジ部１２Ｃが立設されている。反道路側フランジ部１２Ｃはウェブ部１２Ａよりも上方に位置しており、道路側フランジ部１２Ｂのうちのウェブ部１２Ａよりも上方に位置する部位とともに、剛性防護柵９０の延びる方向に沿う２列の板状の立設部を形成している。この２列の板状の立設部（道路側フランジ部１２Ｂのうちのウェブ部１２Ａよりも上方に位置する部位および反道路側フランジ部１２Ｃ）は、ウェブ部１２Ａによって連結されている。

道路側フランジ部１２Ｂ、反道路側フランジ部１２Ｃおよび上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂは、ウェブ部１２Ａによって相互に連結されている。また、補強部１２Ｄは、ウェブ部１２Ａ、道路側フランジ部１２Ｂのウェブ部１２Ａよりも上に位置する部位、および反道路側フランジ部１２Ｃと連結して、ウェブ部１２Ａ、道路側フランジ部１２Ｂ、反道路側フランジ部１２Ｃ、および補強部１２Ｄを有してなる頂部鋼材１２の強度および剛性を向上させている。

このため、頂部９０Ａに補強構造１０を設けることによって補強された剛性防護柵９０は、車両が衝突した際に車両の衝突力を受け止める分担幅（道路の延びる方向の換算有効幅）が長くなり、車両衝突時の耐力が大きくなり、剛性防護柵９０の建設当時と比べて大型化した車両の衝突であっても耐えられるようにすることが可能となる。

上部水平鋼材１４は横断面が山形の形状の細長い鋼材であり、その長手方向が剛性防護柵９０の延びる方向（道路の延びる方向）となるように配置されており、その水平方向の板状部１４Ａが、ボルト１６Ａとナット１６Ｂにより頂部鋼材１２のウェブ部１２Ａに取り付けられている。また、図３に示すように、ボルト１６Ａが差し込まれる頂部鋼材１２のウェブ部１２Ａに設けられた貫通孔（長孔１２Ｇ）は剛性防護柵９０の厚さ方向（道路の横断方向）に長い長孔になっており、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの厚さに合わせて上部水平鋼材１４の取り付け位置を調整しながら、頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂと上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂとの間に剛性防護柵９０の頂部９０Ａを挟み込むことができるようになっている。このようにして、上部水平鋼材１４を頂部鋼材１２に取り付けながら、補強構造１０の全体を剛性防護柵９０の頂部９０Ａに取り付けることができるようになっている。

その結果、頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂと上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂが、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの両側面を挟み込む挟み込み部を形成し、頂部鋼材１２の水平部分（ウェブ部１２Ａ）が、対向する挟み込み部（頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂと上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂ）同士を連結する連結部を形成している。

したがって、本第１実施形態の補強構造１０においては、頂部鋼材１２のウェブ部１２Ａが剛性防護柵９０の頂部９０Ａを覆うように、かつ、頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂが剛性防護柵９０の頂部９０Ａの側面のうちの一方の側面（道路側の側面）に沿って水平方向に延びるように取り付けられているとともに、上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂが、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの側面のうちの他方の側面（道路と反対側の側面）に沿って水平方向に延びるように取り付けられている。

なお、上部水平鋼材１４において、水平方向の板状部１４Ａと上下方向の板状部１４Ｂとの間に、水平方向の板状部１４Ａおよび上下方向の板状部１４Ｂの両者と直交するように連結する補強用の鋼板を取り付けてもよい。

本第１実施形態の補強構造１０は、頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂと上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂとの間に剛性防護柵９０の頂部９０Ａを挟み込むように、剛性防護柵９０の頂部９０Ａに取り付けられているので、頂部梁部材１１を剛性防護柵９０に取り付けるアンカー５０の数を少なくすることができ、剛性防護柵９０の頂部９０Ａに埋め込まれたアンカー５０は、剛性防護柵９０の頂部９０Ａに１列に設ければよく、かつ、隣り合うアンカー５０同士の間隔は５００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下のように大きくすることができる。

したがって、本第１実施形態の補強構造１０においては、アンカー５０を設置するために剛性防護柵９０の鉄筋位置を探索する手間は少なく済み、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの一部の範囲についてのみ鉄筋位置を探索すればよく、また、埋め込むアンカー５０の本数も少なくて済むので、工期を短くすることができ、工事費も少なくすることができる。

また、図３に示すように、頂部鋼材１２は、道路に沿う方向に所定の長さ（例えば９００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度の長さ）に分割されており、連結鋼板５２およびボルト５２Ａを用いて剛性防護柵９０の延びる方向（道路に沿う方向）に機械的に連結されている。上部水平鋼材１４も、道路に沿う方向に所定の長さ（例えば９００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度の長さ）に分割されており、連結鋼板５４およびボルト５４Ａを用いて剛性防護柵９０の延びる方向（道路に沿う方向）に機械的に連結されている。ただし、図３に示すように、頂部鋼材１２同士の連結部と上部水平鋼材１４同士の連結部とは重ならないようになっており、頂部鋼材１２の分割されている部位と、上部水平鋼材１４の分割されている部位とが重ならないようになっている。

頂部梁部材１１をこのように剛性防護柵９０の延びる方向（道路に沿う方向）に分割された構成とすることにより、車両の衝突により損傷を受けた場合であっても、損傷を受けた頂部梁部材１１のみを容易に交換することが可能となり、車両の衝突後の復旧費用および復旧に要する時間を低減させることができる。

また、本第１実施形態の補強構造１０においては、図４に示すような高さ調整機構が設けられている。具体的には、頂部鋼材１２のウェブ部１２Ａに溶接ナット５６が溶接により取り付けられており、そして、高さ調整部材である高さ調整用ボルト５８が上下方向に移動可能に溶接ナット５６に取り付けられていて、高さ調整用ボルト５８の下端はウェブ部１２Ａの下面よりも下方に突出できるようになっている。高さ調整用ボルト５８の下方への突出量（ウェブ部１２Ａの下面よりも下方への突出量）は、高さ調整用ボルト５８を回転させることにより調整することができ、このため、剛性防護柵９０の天端に不陸があったり、ある程度の傾斜があったりしても、高さ調整部材である高さ調整用ボルト５８の下方への突出量を調整することにより、本第１実施形態の補強構造１０を剛性防護柵９０の頂部９０Ａに安定的に取り付けることができるようになっている。

なお、安全が確認できれば、上部水平鋼材１４を、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの側面のうちの道路側の側面に沿って水平方向に延びるように取り付けてもよいが、道路側の側面は衝突時に車両が直接接触する部位であるので、上部水平鋼材１４は、本第１実施形態のように、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの側面のうちの道路と反対側の側面に沿って水平方向に延びるように取り付ける方が好ましい。

また、本第１実施形態では上部水平鋼材１４を山形の形状の鋼材としたが、山形の形状の鋼材に限定されるわけではなく、例えば溝形の形状の鋼材としてもよい。また、本第１実施形態では、上部水平鋼材１４を、鋼板からビルドアップして作製した山形の鋼材としたが、形鋼を用いることも可能である。後述する他の実施形態においても同様である。

また、頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂと上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂとの間に剛性防護柵９０の頂部９０Ａを挟み込む際には、頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂと剛性防護柵９０の頂部９０Ａとの間に例えば形状追従性のあるシート材料等を介在させてもよく、また、上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂと剛性防護柵９０の頂部９０Ａとの間に例えば形状追従性のあるシート材料等を介在させてもよい。形状追従性のあるシート材料等を介在させることにより、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの側面に多少の凹凸があっても、頂部梁部材１１のより安定した取り付けを行うことが可能となる。

また、頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂと上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂとの間に剛性防護柵９０の頂部９０Ａを挟み込む際には、頂部鋼材１２の道路側フランジ部１２Ｂと剛性防護柵９０の頂部９０Ａとの間に接着剤を介在させてもよく、また、上部水平鋼材１４の上下方向の板状部１４Ｂと剛性防護柵９０の頂部９０Ａとの間に接着剤を介在させてもよい。接着剤を介在させることにより、剛性防護柵９０の頂部９０Ａの側面に多少の凹凸があっても、頂部梁部材１１の安定した取り付けを行うことが可能となるとともに、頂部梁部材１１と剛性防護柵９０との一体化がより強固になる。

また、頂部梁部材１１は、鋼製の頂部鋼材１２および上部水平鋼材１４を有しているが、頂部梁部材１１の材質は鋼に限定されるわけではなく、頂部鋼材１２および上部水平鋼材１４に替えて、鋼製ではない部材を用いてもよい。安全が確認できれば、例えば、コンクリート、高強度プラスチック、ＦＲＰ等で形成された部材を用いてもよい。また、それらを混在して用いてもよく、また、鋼製の部材とともに用いてもよい。

次に、本第１実施形態の補強構造１０における作用効果を説明する。

頂部梁部材１１は、道路側および道路と反対側のそれぞれにフランジ部を有する鋼材であり、剛度が大きい。このため、頂部梁部材１１を備えた補強構造１０で補強された剛性防護柵９０は、車両が衝突した際に車両の衝突力を受け止める分担幅（道路の延びる方向の換算有効幅）が長くなり、車両衝突時の耐力が大きくなり、剛性防護柵９０の建設当時と比べて大型化した車両の衝突であっても耐えられるようにすることが可能となる。

なお、本第１実施形態の補強構造１０に用いる鋼材は、鋼板からビルドアップして作製した鋼材であっても形鋼であってもどちらでもよい。また、安全が確認できれば、鋼材以外の材料を使用することも可能である。以下、他の実施形態においても同様である。

また、本第１実施形態の補強構造１０においては、剛性防護柵９０に埋め込むアンカー５０は、剛性防護柵９０の頂部９０Ａに１列に設ければよく、かつ、隣り合うアンカー５０同士の間隔は５００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下のように大きくすることができる。したがって、剛性防護柵９０に与える損傷は最小限に止めつつ、補強構造１０の全体を剛性防護柵９０に取り付けることが可能になっている。また、剛性防護柵９０内部の鉄筋の位置の探索すべき領域を小さくすることができ、施工を迅速に行うことも可能になっている。

また、既存の剛性防護柵９０をそのまま活用するので、産業廃棄物をほとんど出さずに施工を行うことができる。

なお、前述したように、本第１実施形態の補強構造１０の適用対象は、床版および地覆を備えた道路橋の剛性防護柵に限定されるわけではなく、床版および地覆を下方に備えていない剛性防護柵、あるいは地覆を下方に備えていない剛性防護柵に対しても適用可能である。しかし、下方に地覆を備えた剛性防護柵の方がより補強効果が高まる。下方に地覆を備えた剛性防護柵に車両が衝突する際には、車両はまず地覆に衝突するが、その際の衝撃で車両は上方に投げ出されるので、車両が剛性防護柵９０および本第１実施形態の補強構造１０に衝突する際には、車両は剛性防護柵９０の頂部９０Ａに取り付けられた補強構造１０に強く衝突する。このため、本第１実施形態の補強構造１０の剛度を十分に活かしやすくなるからである。

（第２実施形態の剛性防護柵の補強構造）
第１実施形態に係る補強構造１０の頂部梁部材１１のうちの第１の梁部材である頂部鋼材１２においては、頂部梁部材１１の強度および剛度をより向上させるべく補強部１２Ｄを設けているが、安全が確認できれば補強部１２Ｄは省略してもよい。図５は、第１実施形態に係る補強構造１０において、頂部梁部材１１の頂部鋼材１２から補強部１２Ｄを省略した実施形態（第２実施形態）に係る補強構造２０を示す横断面図（道路の延びる方向と直交する面で切断した断面図）である。図５では、第１実施形態の補強構造１０の構成と同一の構成については同一の符号を用いており、説明は省略する。

前述したように、本第２実施形態は、第１実施形態に係る補強構造１０の頂部梁部材１１の頂部鋼材１２から補強部１２Ｄを省略した実施形態であり、本第２実施形態においては、頂部梁部材２１の頂部鋼材２２は、水平方向の板状部であるウェブ部１２Ａと、上下方向に立設された板状部であり道路側に位置する道路側フランジ部１２Ｂと、上下方向に立設された板状部であり道路と反対側に位置する反道路側フランジ部１２Ｃと、を有して構成されている。

（第３実施形態の剛性防護柵の補強構造）
第２実施形態は、第１実施形態に係る補強構造１０において、頂部梁部材１１の頂部鋼材１２から補強部１２Ｄを省略した実施形態であるが、安全が確認できれば、道路側フランジ部１２Ｂのうちのウェブ部１２Ａよりも上に位置する部位および反道路側フランジ部１２Ｃをさらに省略してもよい。第３実施形態に係る補強構造３０は、第１実施形態に係る補強構造１０の頂部梁部材１１の頂部鋼材１２から補強部１２Ｄだけでなく、道路側フランジ部１２Ｂのうちのウェブ部１２Ａよりも上に位置する部位および反道路側フランジ部１２Ｃをさらに省略した実施形態である。

図６は本発明の第３実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図（道路の延びる方向と直交する面で切断した断面図）である。図６では、第１実施形態の補強構造１０の構成と同一の構成については同一の符号を用いており、説明は省略する。

本第３実施形態においては、頂部鋼材３２は、水平方向の板状部であるウェブ部３２Ａと、上下方向に立設された板状部であり道路側に位置する道路側フランジ部３２Ｂと、を有して構成されているが、第１実施形態における補強部１２Ｄおよび反道路側フランジ部１２Ｃは省略されている。また、道路側フランジ部３２Ｂにおいては、ウェブ部３２Ａよりも上に位置する部位は存在せず、道路側フランジ部３２Ｂの全体がウェブ部３２Ａよりも下に位置している。

（第４実施形態の剛性防護柵の補強構造）
図７は本発明の第４実施形態に係る剛性防護柵の補強構造を示す横断面図（道路の延びる方向と直交する面で切断した断面図）である。図７では、第１実施形態の補強構造１０の構成と同一の構成については同一の符号を用いており、説明は省略する。

図７に示すように、本第４実施形態の補強構造３４は頂部梁部材３５を備えている。頂部梁部材３５は、第１実施形態の補強構造１０の頂部鋼材１２を、頂部鋼材３６（Ｈ形鋼）に変更した部材である。

Ｈ形鋼である頂部鋼材３６は、第１実施形態に係る補強構造１０の頂部鋼材１２の反道路側フランジ部１２Ｃよりも反道路側フランジ部３６Ｃの上下方向の幅が大きくなっており、かつ、道路側のフランジ部３６Ｂと反道路側のフランジ部３６Ｃとの間の間隔（ウェブ３６Ａの剛性防護柵９０の厚さ方向の幅）が大きくなっているため、剛度がより大きくなっている。

このため、本第４実施形態の補強構造３４で補強された剛性防護柵９０に車両が衝突した際に、衝突による力を受け止める剛性防護柵９０の分担幅（道路の延びる方向の換算有効幅）は、補強構造１０で補強した場合よりも長くなっており、補強構造１０で補強した場合よりも車両の衝突に対する抵抗力（車両衝突時の耐力）が大きくなっている。

（数値解析シミュレーション）
第４実施形態の補強構造３４と同様の補強構造である補強構造８０を用いて補強した剛性防護柵および補強前の剛性防護柵について、有限要素法を用いた数値解析シミュレーションを行い、補強効果の確認を行った。

数値解析シミュレーションを行った補強前および補強後の剛性防護柵１００の横断面図を、図８および図９にそれぞれ示す。剛性防護柵１００は下方に地覆１０２を備えている。

補強に用いた補強構造８０は、頂部梁部材８１（頂部鋼材８２および上部水平鋼材８４）、ならびにアンカー５１で構成されている。頂部鋼材８２の形状はＨ形で、ウェブ部の幅（剛性防護柵１００の厚さ方向）および厚さがそれぞれ２６０ｍｍおよび２２ｍｍであり、フランジ部の幅（上下方向）および厚さがそれぞれ２００ｍｍおよび２２ｍｍである。上部水平鋼材８４は山形の鋼材であり、水平方向の板状部の幅（剛性防護柵１００の厚さ方向）および厚さはそれぞれ１００ｍｍおよび２２ｍｍであり、上下方向の板状部の幅（上下方向）および厚さはそれぞれ１００ｍｍおよび２２ｍｍである。補強部８２Ｄは３００ｍｍピッチで設けられており、補強部８２Ｄは厚さ２２ｍｍの鋼板からなり、また、補強部８２Ｄの平面形状は図１０に示す通りである。

用いた衝突条件は、「車両用防護柵標準仕様・同解説（平成１６年３月、社団法人日本道路協会発行）」に記載された種別ＳＢ（２５ｔ車が時速６５ｋｍで、剛性防護柵の壁面に対して、１５度の角度で衝突する条件）を用いた。

数値解析シミュレーションの結果を次の表１に記す。

表１に示すように、補強前の換算有効幅（分担幅）は４．２７ｍであるのに対し、補強後の換算有効幅（分担幅）は５．６８ｍであり、補強後の換算有効幅は補強前の１．３倍程度に増加しており、車両の衝突による衝撃力を、補強後は補強前よりも広い範囲で分担できるようになっており、車両衝突時の耐力が向上している。したがって、数値解析シミュレーションの結果から、種別ＳＢの衝突条件に対して、補強構造８０による補強により安全性が向上したことが示されている。

（本発明の補強対象となり得る剛性防護柵）
以上説明してきた第１〜第４実施形態に係る剛性防護柵の補強構造では、補強対象の剛性防護柵９０、１００を直壁型（柵の両側面が地面に対して９０度の垂直面である剛性防護柵）としたが、本発明の補強対象となり得る剛性防護柵は直壁型に限られず、柵の側面が地面に対して傾斜していている剛性防護柵（例えば、柵の側面が傾斜面である単スロープ型やフロリダ型の剛性防護柵）であっても本発明の補強対象となり得る。

柵の側面が水平面に対して傾斜していている剛性防護柵に対して第１〜第４実施形態に係る補強構造を適用する場合は、柵の頂部の側面と挟み込み部との間に傾斜による隙間が生じる。したがって、この場合には、その隙間を埋めるためのスペーサを剛性防護柵の頂部の側面と挟み込み部との間に介在させることにより、第１〜第４実施形態に係る補強構造を適用することができる。

あるいは、剛性防護柵の側面の水平面に対する傾斜に合うような挟み込み部を設けた部材を作製して、補強構造に用いてもよい。図１１はその一例を示す図であり、単スロープ型の剛性防護柵９６の頂部９６Ａに頂部梁部材４１を設けた補強構造４０（第５実施形態の剛性防護柵の補強構造）を示す。

頂部梁部材４１は、第１実施形態と同様に、２つの梁部材（頂部鋼材４２、上部水平鋼材４４）を有しているが、頂部鋼材４２の道路側フランジ部４２Ｂおよび上部水平鋼材４４の板状部４４Ｂは、剛性防護柵９６の頂部９６Ａの側面の傾斜に合わせて作製されている。

１０、２０、３０、３４、４０、８０…補強構造
１１、２１、３１、３５、４１、８１…頂部梁部材
１２、２２、３２、３６、４２、８２…頂部鋼材
１２Ａ、３２Ａ、３６Ａ…ウェブ部
１２Ｂ、３２Ｂ、３６Ｂ、４２Ｂ…道路側フランジ部
１２Ｃ、３６Ｃ…反道路側フランジ部
１２Ｄ、３６Ｄ、８２Ｄ…補強部
１２Ｅ…貫通孔
１２Ｆ、１２Ｇ…長孔
１４、４４、８４…上部水平鋼材
１４Ａ…水平方向の板状部
１４Ｂ…上下方向の板状部
１６Ａ、５２Ａ、５４Ａ…ボルト
１６Ｂ…ナット
４４Ｂ…板状部
５０、５１…アンカー
５０Ａ…押え金具
５２、５４…連結鋼板
５６…溶接ナット
５８…高さ調整用ボルト
９０、９６、１００…剛性防護柵
９０Ａ、９６Ａ…頂部
９２、１０２…地覆
９４…床版

Claims (13)

1. 道路に沿って立設された剛性防護柵の補強構造であって、該剛性防護柵の頂部に設けられて道路に沿う方向に延びる頂部梁部材を備えてなり、
   前記頂部梁部材は、
   前記剛性防護柵の頂部の両側面を挟み込むように対向する挟み込み部と、
   前記剛性防護柵の頂部よりも上方に配置されて前記対向する挟み込み部同士を連結する連結部と、
   を有し、
   かつ、前記頂部梁部材は、前記剛性防護柵の頂部に埋め込まれたアンカーによって前記剛性防護柵に取り付けられていることを特徴とする剛性防護柵の補強構造。
2. 前記頂部梁部材は、第１の梁部材および第２の梁部材を備えてなり、前記第１の梁部材は上下方向の板状部および水平方向の板状部を有し、前記第２の梁部材は上下方向の板状部および水平方向の板状部を有し、
   前記頂部梁部材の前記挟み込み部は、前記第１の梁部材の前記上下方向の板状部および前記第２の梁部材の前記上下方向の板状部を有してなり、
   前記頂部梁部材の前記連結部は、前記第１の梁部材の前記水平方向の板状部および前記第２の梁部材の前記水平方向の板状部の少なくとも一部を有してなることを特徴とする請求項１に記載の剛性防護柵の補強構造。
3. 前記頂部梁部材は、第１の梁部材および第２の梁部材を備えてなり、前記第１の梁部材は前記剛性防護柵の両側面のうちの一方の側面に沿う板状部および水平方向の板状部を有し、また、前記第２の梁部材は前記剛性防護柵の両側面のうちの他方の側面に沿う板状部および水平方向の板状部を有し、
   前記頂部梁部材の前記挟み込み部は、前記第１の梁部材の前記一方の側面に沿う板状部および前記第２の梁部材の前記他方の側面に沿う板状部を有してなり、
   前記頂部梁部材の前記連結部は、前記第１の梁部材の前記水平方向の板状部および前記第２の梁部材の前記水平方向の板状部の少なくとも一部を有してなることを特徴とする請求項１に記載の剛性防護柵の補強構造。
4. 前記アンカーは前記剛性防護柵の頂部に１列に設けられており、かつ、隣り合う前記アンカー同士の間隔は５００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の剛性防護柵の補強構造。
5. 前記連結部には、前記剛性防護柵の延びる方向に長くなっている長孔が上下方向に貫通するように設けられており、前記アンカーは前記長孔を挿通していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の剛性防護柵の補強構造。
6. 前記頂部梁部材は、前記連結部よりも上方に立設されて道路に沿う方向に延びる対向する２列の板状の立設部をさらに有し、かつ、前記連結部は、前記対向する挟み込み部同士を連結するとともに、前記２列の板状の立設部同士を連結することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の剛性防護柵の補強構造。
7. 前記連結部よりも上方に立設された板状の補強部を、その平面方向が前記２列の板状の立設部の延びる方向と略直交するように前記２列の板状の立設部同士の間にさらに有し、該板状の補強部は前記連結部および前記２列の板状の立設部と連結されていることを特徴とする請求項６に記載の剛性防護柵の補強構造。
8. 前記板状の補強部には前記２列の板状の立設部の延びる方向と略平行な方向に貫通孔が設けられており、該貫通孔にはワイヤが挿通されていることを特徴とする請求項７に記載の剛性防護柵の補強構造。
9. 前記連結部には上下方向に移動可能な高さ調整部材が取り付けられており、該高さ調整部材の下端は前記連結部の下端よりも下方に突出可能であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の剛性防護柵の補強構造。
10. 前記高さ調整部材はボルトであることを特徴とする請求項９に記載の剛性防護柵の補強構造。
11. 前記道路に沿って地覆が設けられており、
    前記剛性防護柵は前記地覆の上方に設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の剛性防護柵の補強構造。
12. 前記頂部梁部材は、道路に沿う方向に分割してその一部を切り離して交換可能であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の剛性防護柵の補強構造。
13. 前記頂部梁部材は鋼製であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の剛性防護柵の補強構造。

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