幅木を取り付けた足場に作用する風力の検討

１．はじめに

　足場からの墜落・転落による労働災害の発生件数が多いことから、足場における安全基準が再検討され、平成21年3月に労働安全衛生規則が改正されました¹⁾。この改正により、墜落により労働者に危険を及ぼすおそれのある箇所には手すり等を設け、作業のため物体が落下することにより、労働者に危険を及ぼすおそれのあるときは、幅木、メッシュシート、防網またはこれらと同等以上の機能を有する設備を設けることになりました。規則改正前の足場を図1に、規則改正後の足場の例を図2に示します。
　建設現場等において足場は風の影響を受けやすく、写真1に示すような強風による足場の倒壊災害が発生しています。規則改正後の足場は従来の足場に比べて手すりなどを多く取り付けることから、規則改正後の足場と従来の足場では、足場に作用する風力が異なると考えられます。そこで、規則改正後に新たに足場に取り付けることになった部材の中から幅木を対象として、風洞実験により幅木を取り付けた足場に作用する風力について検討しました。

写真1　強風により倒壊した足場

　幅木とは人の墜落または物体の落下を防止する目的で、足場の床の外縁に取り付ける板材のことです。物体の落下防止用としては床から高さ10cm以上のものが必要であり、人の墜落防止用としては床から15cm以上のものが必要になります。また、幅木を足場の側面の全面に取り付けた場合は、防音パネルを足場に取り付けた状態とほぼ同じになると考えられます。幅木の高さによって足場に作用する風力が異なると考えられますので、幅木の高さを調整して実験を行いました。ここでは、その実験についてご紹介します。

２．実験概要

　実験は当研究所の風洞装置を用いて行いました。風洞実験の様子を写真2に示します。実験に用いた模型は、建設現場で一般的に使用されているわく組足場としました。実験に用いた足場の模型を図3に示します。模型の縮尺は、風力を測定する装置に設置できる大きさと重量を考慮して1/10とし、3層1スパンの足場を用いました。幅木は、建設現場での取り付け方を参考にして、足場の長辺方向の1側面に取り付けました。
　風洞内の風速は10m/sを設定し、足場に作用する風力は、風洞床面の下に設置した風力天秤と呼ばれる物体に作用する風力を測定できる装置を用いて測定しました。足場模型の設置状況と風力天秤の概要を図4に示します。足場模型を風力天秤の上に取り付け、模型部分のみが風洞床面から出るように設置しました。風向に対する足場の設置方向は、足場に作用する風力が最も大きくなるように、足場の長辺方向が風向と直角方向になるように設置しました。

写真2　風洞実験の様子

図3　実験に用いた足場模型

図4　足場模型の設置状況と風力天秤

３．実験結果

　実験結果を図5に示します。図の縦軸は実験結果より計算した足場の風力係数を示し、横軸は幅木の高さを示します。図中の赤線は実験値であり、黒線は実験値の最小二乗法による近似値であります。図中に最小二乗法による式と相関関数を示します。風力係数とは、物体に作用する風力の度合いを表す値で、物体の形状、風上側、風下側等により値が異なります。建設現場等において、足場に作用する風力を検討する際に必要になる係数です²⁾。
　実験の結果、足場の風力係数と幅木の高さはほぼ比例の関係となりました。建設現場等において、足場に作用する風力を検討する際は、単体の足場の風力係数と幅木の高さは比例するとして計算できると考えられます。