JP4112746B2 - 防風装置付車両防護柵 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速道路、自動車専用道路等において、道路の外側方向から道路上の走行車両に対して吹きつける強い横風を緩和して、車両が安全に走行できるようにするための防風装置を備えた車両防護柵に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
強風地帯を通過する道路、橋梁においては、強い横風の作用により、自動車の走行安全性が損なわれる事態がしばしば発生する。このような防風対策として、従来では、車両防護柵の外側に遮風フェンスを設置することが一般的に行われている。
【０００３】
また、前記遮風フェンス以外の防風対策としては、例えば、実公昭４５−３２３４６号のように、ガードレールの上端外側に、互いに隙間を置いて配置した湾曲する噴口板と噴口導板とからなる風の導流路を設けて、道路外側方向から吹きつける風をこの噴口導板の下端の吸い込み口へ導入してから、導流路内を通して上端の吹き出し噴口よりガードレールの上方に向けてエアーカーテン状に吹き出すことで、風向きを変えるようにした防風装置が知られている。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】
これらの防風対策のうち、遮風フェンスは、道路の外側方向から道路上の走行車両に対して吹きつける強い横風を道路の側面で遮るものであるため、フェンスの高さが少なくとも走行車両の地上高さと同程度あることが必要であり、その結果、この遮風フェンスによって車両ドライバーの視認性、展望性が著しく妨げられるという問題点を有している。また、遮風フェンスでは、フェンス自体の受風面積が大きくなるため、防護柵とは別に遮風フェンス用の堅固な支柱基礎が必要となり、さらに、橋梁の場合には、橋梁本体にかかる風荷重が増加するという問題点を有している。
【０００５】
一方、実公昭４５−３２３４６号の防風装置では、道路外側方向から吹きつける風を導流路内へ導入するための吸い込み口が、ガードレールの上端外側の一部にだけ開口しているために、道路外側方向からガードレールの方向に吹きつける風の全てを吸い込み口から導流路内へ導入できるわけではなく、吸い込み口の部分に吹きつけられた風だけを吸い込み口から導流路内へ導入することになるので、防風効率としては完全でないという問題を有している。
【０００６】
また、上記の防風装置では、吸い込み口から導流路内へ導入された風が、導流路内の噴口板に直接衝突して、上端の吹き出し噴口方向へ急激に流れの向きを変られることと、流れの向きを変られた導流路内の風が上端の細い吹き出し噴口に向けて強制的に押し出されることで、吸い込み口内で激しい乱気流を発生し、吸い込み口での吸い込み効果が阻害されて、吸い込み口から風を効率的に吸い込むことができず、従って、上端の吹き出し噴口からエアーカーテンが形成されるほど勢いよく噴出させることはできないという問題点を有している。
【０００７】
さらに、上記の防風装置では、上端の吹き出し噴口が道路外側方向から吹きつける風の風上方向に吹き出すように設けられているので、吹き出し噴口から放出された風は、道路外側方向から吹きつける風とぶつかって再び道路方向へ押し戻されることになり、風向きを変えられるほど効果的な防風効果は期待できないという問題点を有している。しかも、この防風装置では、基本的に道路外側方向から吹きつける風を遮るような構造であるため、風荷重に耐えうる堅牢な構造としなければならず経済的でないという問題点と、防風装置をガードレールの上端に突設するので必然的に高さが大きくなり、車両ドライバーの視認性、展望性が妨げられるという問題点等を有している。
【０００８】
このような従来における防風装置の問題点を検討した結果、道路、橋梁に設ける防風装置としては、風を直接遮るような遮蔽構造物によって風の流れを変えるような方法は、それなりの効果があるとしても、その反面、堅牢な構造としなければならないので設備の規模が大きくなったり、車両ドライバーの視認性、展望性を阻害するという欠点を有しているので、このような問題に対しては、風圧に対してできるだけ抵抗値の低い構造物とする必要があることが判明した。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような従来における防風装置の問題点に鑑み、強い横風を直接遮断したり減衰させるのではなく、風の流れを合理的に誘導するすることで、車両の側面に吹きつける風を車両の走行に支障のない道路上方域に流動させて車両が安全に走行できるようにすると共に、高さも従来の防護柵の高さの範囲内に設定できて、車両ドライバーの視認性、展望性を妨げることのないような防風装置付車両防護柵の提供を目的としたものである。
【００１０】
請求項１の発明は、そのための具体的手段として、道路の路肩に間隔を置いて立設された支柱と、これら支柱間に複数段に架設された横梁とからなる車両防護柵において、支柱間上端部に、上端が上段横梁の道路内面側上方に位置し、下端が道路外面側下方に位置するように傾斜させた第一導流板と、支柱間中間部に、上端が前記第一導流板の上端と離間した道路内面側上方に位置し、下端が道路外面側下方に位置するように前記第一導流板よりも大きな角度で傾斜させた第二導流板とを備え、前記第一導流板と第二導流板との間で道路外面側からの風を道路内面側上方へ導く吹き抜け通路が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、道路外面側における上段横梁の下面に、上段横梁と下方の傾斜状に取り付けられる第一導流板との間に生ずる空間を閉じるための遮蔽板を備えていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、第二導流板が第一導流板よりも幅の広い板からなっており、この第二導流板の上端が、第一導流板の上端と同じ高さで第一導流板の上端とほぼ支柱の上端幅程度離間した道路内面側上方に位置し、下端が第一導流板の下端における鉛直線上に位置するように設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１又は３の発明において、第一導流板の支柱に対する傾斜角が３０°乃至６０°の範囲に設けられ、第二導流板の支柱に対する傾斜角が５０°乃至８０°の範囲に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る防風装置付車両防護柵の構成を、図面に示す実施例について説明すると、図１はこの防風装置付車両防護柵の構成を示す断面図であり、防護柵は道路１の路肩に所定間隔を置いて立設された高さ１ｍ強程度の支柱２と、これらの支柱２の上端間に架設された上段横梁３と、支柱２の中間上部の道路内面側Ａに止め金具５を介して架設された主要横梁４と、同じく支柱２の中間下部の道路内面側Ａに止め金具７を介して架設された下段横梁６とからなっている。
【００１５】
上記防護柵に設けられる防風装置は、支柱２の上端部間に所定の傾斜角度をもって取り付けられたアルミ、ステンレス等の金属板あるいはアクリル等の合成樹脂板からなる第一導流板８と、支柱２の中間部間に第一導流板８よりも大きな角度で傾斜するように取り付けられた同様な素材からなる第二導流板１１とから基本的に構成されている。
【００１６】
支柱２の上端部間に設けられる第一導流板８は、支柱２の上端幅Ｗよりも２乃至３倍大きな横幅を有しており、上端８ａが上段横梁３の下面の道路内面側Ａに位置し、下端８ｂが上段横梁３の下方における道路外面側Ｂの方向に突出するような３０°乃至６０°の範囲の傾斜角、好ましくは４５°の傾斜角を保持するように止め金具９で固定されている。
【００１７】
上段横梁３の下方に第一導流板８が４５°の傾斜角で取り付けられると、道路外面側Ｂにおける上段横梁３の下面と第一導流板８の中間部との間に三角形の空間部Ｃが形成されるので、この空間部Ｃを閉じるために道路外面側Ｂにおける上段横梁３と第一導流板８との間に遮蔽板１０を設けて、道路外面側Ｂから吹きつける風が第一導流板８に沿って空間部Ｃ内に入ることなく、遮蔽板１０により支柱２の前面上方へ導かれるようにしておくことが好ましい。
【００１８】
一方、支柱２の中間部間に設けられる第二導流板１１は、第一導流板８の幅よりも約３倍程度大きな横幅を有しており、上端１１ａが上段横梁３の天端と同じ高さで、かつ、第一導流板上端８ａとは支柱２の上端幅Ｗ程度離間した道路内面側Ａ上方に位置し、下端１１ｂが道路外面側Ｂ下方、詳細には第一導流板下端８ｂの鉛直線上に突出するような５０°乃至８０°の範囲の傾斜角、好ましくは６７．５°の傾斜角をもって止め金具１２により固定されている。
【００１９】
上記のように、支柱２の間に傾斜した第一導流板８と第二導流板１１とを設けることにより、それぞれの導流板８，１１の間には、下端に図面左側の道路外面側Ｂから吹きつける風を導入する吸い込み口１４と、上端に前記吸い込み口１４から導入された風を道路内面側Ａの上方へ噴出する吹き出し口１５とをもった、それぞれの導流板８，１１の傾斜面に沿う吹き抜け通路１３が形成される。この吹き抜け通路１３の下端における吸い込み口１４の開口幅は、上端の吹き出し口１５の開口幅の約５倍程度となっている。
【００２０】
一方、第二導流板１１の下端と地覆部１６との間には支柱２の高さの約１／７程度の通風路１７が残されている。
【００２１】
防風装置は、前記のように、基本的に第一導流板８と第二導流板１１とから構成されるが、これらの導流板８と導流板１１とによる防風機能を述べる前に、第一導流板８による防風機能を図４により説明する。
【００２２】
図４に示すように、第一導流板８を備えた防護柵に対して、図面左側の道路外面側Ｂ方向から横風Ｄが吹きつけられると、第一導流板８の前面部分では、この導流板８の傾斜面に沿って支柱２の上端方向へ流れる上向きの偏向流Ｅを生ずる。その際、道路外面側Ｂにおける上段横梁３の下面と第一導流板８の中間部との間に遮蔽板１０が設けられていると、第一導流板８とこの遮蔽板１０とによって鈍角状の隅角部が形成され、第一導流板８の前面に当たった風を円滑に防護柵の上方へ誘導する適切な偏向流Ｅとすることができる。
【００２３】
また、第一導流板８の下端８ｂの部分では、前記横風Ｄの流れに剥離部が生じて、前記の防護柵の上方へ誘導される偏向流Ｅとは分離して、向きを第一導流板８の裏面方向へ変える流れが生ずる。そのため、第一導流板８の表面に当たった風だけに限って見た場合、第一導流板８と遮蔽板１０とによって防護柵の上方の道路内面側Ａ方向へ誘導さた偏向流Ｅの下方部分に負圧による減風領域Ｆ１が発生し、この減風領域Ｆ１の内部では圧力が低下するとともに、その周辺の気流を吸い込む効果をもたらす。
【００２４】
一方、図３のように、第一導流板８の下方に第二導流板１１を設けた場合について見ると、第一導流板８と第二導流板１１との間の吸い込み口１４に当たった横風Ｄは、両導流板８，１１間の傾斜面に沿う吹き抜け通路１３の上端の吹き出し口１５から、防護柵の上方の道路内面側Ａ方向へ吹き上げ流Ｇとなって吹き出される。このとき、吸い込み口１４から入った横風は、吸い込み口１４より開口面積の小さい吹き出し口１５へ至る間に縮流され、吹き上げ流Ｇとして吐き出されるときには流速が一層増加される効果をもたらす。
【００２５】
さらに、この吹き上げ流Ｇは、図４に示した第一導流板８に沿って流動する気流により生ずる低い圧力の前記減風領域Ｆ１に向けて吐き出されるため、図４に示した減風領域Ｆ１の吸い込み作用により増速効果が一層確実なものとされる。その結果、第一導流板８と遮蔽板１０とによって防護柵の上方の道路内面側Ａ方向へ誘導さた前記偏向流Ｅは、吹き出し口１５から噴出する流速の増加された吹き上げ流Ｇによって道路内面側Ａのさらに上方へ吹き上げられることになり、前記減風領域Ｆ１の範囲が上方のＦ２の領域まで拡大されることになる。
【００２６】
つまり、第一導流板８と遮蔽板１０とによる偏向流Ｅと第二導流板１１による吹き上げ流Ｇとの相乗効果により、防護柵の上方を水平に吹き抜けようとする横風は防護柵を越えた部分で道路内面側Ａの上方へ大きく偏向されることになり、走行車両に直接作用する横風が大幅に軽減されることになる。
【００２７】
なお、第二導流板１１は傾斜角度を大きくすることにより下端１１ｂを防護柵の下部にまで延ばせるので、遮風効果も向上することができる。
【００２８】
前記のように、第一導流板８は４５°の傾斜角で取り付けられることが好ましいが、この最適な取り付け角度を決定するまでに、第一導流板８の傾斜角度を１５°，３０°，４５°の３種類に設定して、風洞実験した場合の減風率を測定したところ、図５に示すように、１５°の場合には防護柵の後方上部に減風率０．４以下の領域が殆ど発生しないのに対し、３０°では防護柵の後方１．５ｍ程度の高さで防護柵から道路内面側Ａに１．５ｍ程度の範囲に減風率０．４の領域（風速は６割減）を発生し、４５°では同じ高さで減風率０．４の領域を防護柵から道路内面側Ａに４ｍ付近まで発生させることができ、第一導流板８を４５°としたときに、最も広い減風領域を確保できることが判明した。
【００２９】
また、第二導流板１１は、前記のように６７．５°の傾斜角で取り付けられることが好ましいが、この最適な取り付け角度を決定するまでに、４５°，６７．５°，９０°の３種類に設定して実験した結果では、４５°では第一導流板８と平行になるため上端に縮流を形成する吹き出し口１５を得ることができず、９０°の場合は第二導流板１１による吹き上げ効果が得られないことになり、最終的に６７．５°が好ましいことが判明した。
【００３０】
そして、第一導流板８を４５°，第二導流板１１を６７．５°に設定した場合と導流板を全く設けない防護柵とについて風洞実験を行った結果、図６に示すように、導流板を設けない防護柵では、減風率０．６の領域（風速は４割減）が地表から１．０ｍ程度にまでしか及んでいないのに対し、第一導流板８と第二導流板１１を所定の角度に設けた場合では、減風率０．６の領域が地表から２ｍ以上に及んでいることが判明した。
【００３１】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の防風装置付車両防護柵によれば、防護柵に所定の傾斜角度の第一導流板と第二導流板とを設けたので、道路外面側Ｂ方向から道路内面側Ａ上の走行車両に横風Ｄが吹きつけられると、第一導流板による防護柵上方への偏向流Ｅと、第二導流板による吹き上げ流Ｇとを発生させて、これらの気流の相乗効果により、防護柵の上方を水平に吹き抜けようとする横風Ｄを防護柵を越えた部分で道路内面側Ａの上方へ大きく偏向させることができ、道路上を走行する車両に作用する横風を大幅に軽減することができる。
【００３２】
また、これらの第一導流板と第二導流板とは、いずれも防護柵の高さの範囲内に設けられて、防風装置自体が防護柵の高さを越えることはなく、しかも従来の高さ２ｍにもおよぶ遮風フェンスと同等の防風機能を発揮できるので、運転者の外界に対する視認性、展望性を妨げることなく横風を大幅に軽減し、走行安定性の阻害されない安全な道路を提供することができる。
【００３３】
本発明の防風装置では、従来の遮風フェンスのように横風を遮断するのではなく、道路内面側Ａの上方へ大きく偏向させて、道路上を走行する車両に横風による影響が与えられないようにするので、従来の遮風フェンスに比較して受風面積が少なく、横風により受ける水平風荷重を軽減することができ、支柱の設計や橋梁上に取り付ける場合において設計風荷重の軽減につながり、経済的な構成とすることができる。
【００３４】
また、従来の遮風フェンスでは使用される樹脂ネットなどの目づまりや汚れ、あるいは破損などが懸念され、維持管理に手間がかかるという問題があるが、本発明の防風装置では導流板が傾斜しているのでゴミなどが付着しにくく、また、防護柵と一体構造のため強度的にも問題はない。
【００３５】
さらに、本発明の防風装置は、横風を上方に偏向させて減風領域を生じさせる構造であるため、この防風装置を備えた防護柵の周辺では風の澱む領域ができにくく、このことにより、雪混じりの風が吹きつけた場合にも防護柵の周辺に雪溜りが発生することがなく、車両の走行に安全であるとともに、大がかりな除雪作業を必要としないのでメンテナンスが容易であるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る防風装置付車両防護柵の構造を示す断面図。
【図２】防風装置付車両防護柵を道路外面側方向より見た斜視図。
【図３】図１に示す防風装置付車両防護柵の防風機能を説明する断面図。
【図４】第一導流板のみによる防風機能を説明する断面図。
【図５】第一導流板の傾斜角度の違いによる減風率の変化を示す説明図。
【図６】第一導流板及び第二導流板を備えた本発明の防風装置付車両防護柵と防風装置を備えない防護柵とにおける減風率の比較を示す説明図。
【符号の説明】
１：道路
２：支柱
３：上段横梁
４：主要横梁
５：止め金具
６：下段横梁
７：止め金具
８：第一導流板
８ａ：第一導流板上端
８ｂ：第一導流板下端
９：止め金具
１０：遮蔽板
１１：第二導流板
１１ａ：第二導流板上端
１１ｂ：第二導流板下端
１２：止め金具
１３：吹き抜け通路
１４：吸い込み口
１５：吹き出し口
１６：地覆部
１７：通風部

Claims (3)

1. 道路の路肩に間隔を置いて立設された支柱と、これらの支柱間に複数段に架設された横梁とからなる車両防護柵において、支柱間上端部に、上端が上段横梁の道路内面側下方に位置し、下端が道路外側面下方に位置するように傾斜させた第一導流板と、支柱間中間部に、上端が前記第一導流板の上端と離間した道路内面側上方に位置し、下端が道路外面側下方に位置するように前記第一導流板よりも大きな角度で傾斜させた第二導流板とを備え、
   上段横梁の道路外面側下面に、上段横梁と下方の第一導流板との間の空間部を閉じる遮蔽板を設けて、横風を第一導流板と遮蔽板との表面に沿って防護柵の上方へ誘導する流路を形成し、
   前記第一導流板と第二導流板との上端には、前記遮蔽板に沿って防護柵の上方の道路内面側方向へ誘導した偏向流を、さらに防護柵の上方へ吹き上げるための吹き抜け通路が形成されている防風装置付車両防護柵。
2. 第二導流板が第一導流板よりも幅の広い板からなっており、この第二導流板の上端が、第一導流板の上端と同じ高さで第一導流板の上端とほぼ支柱の上端幅程度離間した道路内面側上方に位置し、下端が第一導流板の下端における鉛直線上に位置するように設けられている請求項１の防風装置付車両防護柵。
3. 第一導流板の支柱に対する傾斜角が３０°乃至６０°の範囲に設けられ、第二導流板の支柱に対する傾斜角が５０°乃至８０°の範囲に設けられている請求項１又は２の防風装置付車両防護柵。
   （上記下線部分が今回補正した箇所です）

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