JP2003313852A - 鋼製枠堰堤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼製の枠組構造の箱枠内に中詰材を充填して
なる鋼製枠堰堤において、比較的簡易な構造で土石流の
衝突による壁面材の損傷を低減し、構造的な安全性を高
め、さらに、従来の盛土による土石流の衝突対策に比べ
て、本来の高い透水性を保持し、かつ、上流側に十分な
貯砂容量を確保できるようにする。 【解決手段】 柱材３と梁材４と壁面材５からなる鋼製
枠体１０とその内部に充填される中詰材６からなる鋼製
枠堰堤において、鋼製枠体の上流面において中詰材６を
拘束している壁面材５の外側に緩衝鋼管２を土石流中の
流下最大礫径の１．５倍以下の間隔をおいて複数配設
し、土石流中に含まれる巨礫を緩衝鋼管に衝突させ、緩
衝鋼管が凹むことで、土石流によって流下する礫の運動
エネルギーを吸収し、土石流を安全に停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、砂防等に用いられ
る堰堤であり、鋼製の枠組構造の箱枠内に中詰材を充填
してなる鋼製枠堰堤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、砂防堰堤は、急激な土砂
の流出による山間部地域の荒廃や堆砂による貯水機能の
低下などを防止するために従来から数多く設置されてお
り、さらに、梅雨、台風等に伴う集中豪雨で発生する土
石流の被害から民家，施設，道路等を守るためにも早急
な設置が望まれる所である。

【０００３】従来より、砂防堰堤としては、図４に示す
ようなコンクリート製の重力式砂防堰堤５０が一般的に
施工され、土石流となって流下する渓流中の不安定土砂
の捕捉構造物などとして非常に重要な役割を果たしてき
た。

【０００４】このコンクリート製の重力式砂防堰堤に対
して、図５に示すような鋼製枠堰堤６０は、プレハブ化
による工期短縮、仮設構造物の省略による施工の容易
さ、中詰材に礫材を用いることによる透水性、変形後の
残留強度の高さなどから、地滑り地帯、軟弱地盤地帯、
あるいは災害復旧現場などをはじめとして多くの実績が
ある。

【０００５】鋼製枠堰堤６０は、中詰材６２の圧縮強度
およびせん断強度を期待して、これを形状保持に利用す
る構造であり、中詰材を格納する鋼製の枠体６１は、一
般的に比較的断面の小さな部材を用いて、経済性を追求
した設計をするのが一般的である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の鋼製枠
堰堤６０の場合、土石流中に含まれる巨礫が上流面に衝
突すると、鋼製の枠体６１が部材に損傷を受けて中詰材
６２が流失してしまい、中詰材を格納するという機能を
枠体が喪失し、ひいては堰堤としての機能をも失うこと
が懸念される。

【０００７】このため、鋼製枠堰堤は土石流が頻発する
ような渓流にはあまり用いられず、図６に示すように、
上流側を盛土７１で完全に埋め戻して渓流の鉛直侵食を
防止する目的に用いられたり、図７に示すように、上流
側に土石流の衝撃力を緩和する目的で緩衝盛土７２が設
けられたり、限定的な使用にとどまってきている。な
お、図６、図７において７０は現地盤である。

【０００８】また、図６に示すような鋼製枠堰堤は、砂
防堰堤が持つ大きな役割である貯砂機能が元々小さく、
また図７に示す鋼製枠堰堤は、図６ほどではないが、緩
衝盛土の分の貯砂機能がやはり減少することになる。さ
らに、埋め戻し土や盛土の材料によっては、礫中詰の鋼
製枠堰堤が元来持っている透水性を損なう恐れがある。

【０００９】本発明は、前述のような従来の問題点を解
消すべくなされたもので、鋼製の枠組構造の箱枠内に中
詰材を充填してなる鋼製枠堰堤において、比較的簡易な
構造で土石流の衝突による壁面材の損傷を低減すること
ができ、構造的な安全性を高めることができ、さらに、
従来の盛土による土石流の衝突対策に比べて、本来の高
い透水性を保持し、かつ、上流側に十分な貯砂容量を確
保することができる鋼製枠堰堤を提供することを目的と
している。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、鋼
製枠体とその内部に充填される中詰材からなる鋼製枠堰
堤であり、鋼製枠体の上流面において中詰材を拘束して
いる壁面材の外側に緩衝鋼管が所定の間隔をおいて複数
配設されていることを特徴とする鋼製枠堰堤である。

【００１１】本発明の請求項２は、鋼製枠体とその内部
に充填される中詰材からなる鋼製枠堰堤であり、鋼製枠
体の上流面において中詰材を拘束している壁面材が所定
の間隔をおいて複数配設された緩衝鋼管から構成されて
いることを特徴とする鋼製枠堰堤である。

【００１２】請求項１および請求項２において、鋼製枠
体は、渓流等を横断するように設置され、柱材（Ｈ形
鋼、円形鋼管、角形鋼管など）と、梁材（Ｈ形鋼、円形
鋼管、角形鋼管など）と、壁面材（鉄筋、山形鋼などの
線材やエキスパンドメタルなどの面材）から構成され
る。柱材と梁材により枠組構造の箱枠が形成され、その
内部に中詰材（玉石など）が充填され、箱枠の上流面、
下流面、上面に設けられた壁面材により中詰材が外部に
漏れ出るのが防止される。

【００１３】請求項１では、鋼製枠体の上流面の壁面材
の外側に複数本の緩衝鋼管（円形鋼管など）を水平に、
鉛直に、または斜めに配設し、柱材または梁材へ取付け
る。取付けは、緩衝鋼管に設けたベースプレートをボル
トや溶接などで柱材または梁材のフランジ等に固定して
行う。請求項２では、鋼製枠体の上流面の壁面材に代え
て緩衝鋼管を取付ける。この場合も、水平に、鉛直に、
または斜めに複数本配設し、柱材または梁材にベースプ
レートとボルトや溶接などで取付ける。

【００１４】本発明の請求項３は、緩衝鋼管相互の純間
隔は土石流中の流下最大礫径の１．５倍以下であること
を特徴とする請求項１に記載の鋼製枠堰堤である。

【００１５】即ち、緩衝鋼管の配置間隔は、壁面材の外
側に配置される請求項１の場合は、礫が緩衝鋼管の間を
通過して壁面材に損傷を与えないように、土石流中の流
下最大礫径の１．５倍以下とし、通常は巨礫が緩衝鋼管
の間を通過できないようにする。緩衝鋼管が壁面材を兼
用する請求項２の場合は、中詰材が漏れ出さないような
密な配置間隔とすればよい。

【００１６】以上のような構成において、土石流中に含
まれる巨礫が緩衝鋼管に衝突すると、緩衝鋼管が凹み、
土石流によって流下する礫の運動エネルギーが吸収さ
れ、土石流を安全に停止させる。これにより、土石流の
衝突による壁面材の損傷の危険が低減される。また、従
来の盛土による土石流の衝突対策に比べて、本来の高い
透水性を保持し、かつ、上流側に十分な貯砂容量を確保
することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する一実施形
態に基づいて詳細に説明する。図１、図２は本発明の鋼
製枠堰堤の一実施形態を示したものであり、図１は設置
状況の一例を示す鳥瞰図、図２は構造の一例を示す斜視
図である。

【００１８】図１において、本発明の鋼製枠堰堤１は、
渓流を横断するように設置される砂防ダムであり、その
中央部の上部に水通し部１ａが形成されている。図２に
おいて、本実施形態の鋼製枠堰堤１は、緩衝鋼管２と、
柱材３と、梁材４と、壁面材５と、中詰材６から構成さ
れている。

【００１９】この鋼製枠堰堤１は、立方体等の箱ユニッ
トＡを河川軸直角方向に多数、河川軸方向（土石流方
向）と高さ方向に複数組み合わせたような鋼製枠体１０
であり、河川軸方向には上流側に向かって下り勾配の階
段状とされ、下流側に向かって漸次立ち上がる階段１１
が形成されている（図示例では３段）。なお、鋼製枠体
１０の下流側の面は、傾斜面１２となっている。

【００２０】箱ユニットＡは、４本の柱材３と、河川軸
直角方向に平行な４本の梁材４および河川軸方向に平行
な４本の梁材４と、４つの側面および上下面にそれぞれ
配設される複数本の壁面材５などから構成される。隣接
する箱ユニットＡ同士では、柱材３、梁材４、壁面材５
は共用されることになる。なお、柱材３および梁材４
は、ユニット毎に分割したものや通し材が使用され、柱
材３と梁材４はフランジとボルトあるいは溶接等で接合
される。壁面材５は、梁材４の内側に配置され、端部が
アングル材などを介して梁材４に取付けられる。なお、
壁面材５は、外部に面する面以外では適宜省略される。

【００２１】このような構成の鋼製枠体１０において、
本発明では、階段１１の上流側に面する立ち上がり面１
１ａに緩衝鋼管２を間隔をおいて複数本配設する。この
緩衝鋼管２の配置間隔は、礫が鋼管の間を通過して壁面
材５に損傷を与えないように土石流中の流下最大礫径の
１．５倍以下とされている。あるいは、立ち上がり面１
１ａの壁面材５の代わりに緩衝鋼管２を配設する（図示
省略）。この場合、壁面材５を兼用する緩衝鋼管２の配
置間隔は、中詰材６が漏れ出さないような密な間隔であ
る。なお、１段目の立ち上がり面１１ａは現地盤７で覆
われているため、２段目と３段目の立ち上がり面１１ａ
に緩衝鋼管２を取付ける。

【００２２】(i) 緩衝鋼管２ 本実施形態における緩衝鋼管２は、図３に示すように、
鋼管２ａと、エンドプレート２ｂと、ベースプレート２
ｃからなる構造体である。ベースプレート２ｃがボルト
・ナット２ｄ等により柱材３のフランジに取り付られ
る。

【００２３】この緩衝鋼管２は、衝突衝撃力や土石流流
体力や堆砂圧などの外力を直接受け、かつ、柱材３に荷
重を伝達する部材であり、これらの荷重に対して抵抗で
き破壊されない十分な強度が必要である。このため、本
実施形態では、鋼管２ａを強度が高く応力集中がない円
形鋼管とすることにより、土石流の衝突による破壊を生
じさせないようにすることができる。

【００２４】エンドプレート２ｂは、鋼管２ａの蓋とな
る部材であり、鋼管２ａの内部への酸素供給を途絶えさ
せ錆を生じさせない役割を持つ。本実施形態において
は、ブラケット状の鋼板をベースプレート２ｃに溶接で
取付け、荷重を鋼管２ａからベースプレート２ｃに伝達
する部材を兼用させているが、必ずしもこのような荷重
伝達形態によらなくてもよい。例えば、鋼管２ａがベー
スプレート２ｃと直接荷重をやり取りするようにしても
よい。また、エンドプレート２ｂの材料は、鋼板に限ら
ず、例えばゴムや塩化ビニール等でも、役割を果たせる
ものであれば使用することができる。

【００２５】ベースプレート２ｃは、柱材３に取付けら
れる鋼板等であり、本実施形態では互いに直接接してい
るが、ゴムを部材間に挟んだり、キャンバー加工して部
分的に接するようにして、緩衝効果を高めることもでき
る。

【００２６】ボルト・ナット２ｄは、緩衝鋼管２を取付
ける部材であるため、ある程度の強度を持つものが好ま
しく、本実施形態においては高力ボルト・ナットで構成
した。ボルト接合であれば、損傷を受けた際にも取替え
が容易であるが、これに限らず、溶接により固定するこ
とやＵボルト等で緩く取付けることも可能である。

【００２７】本実施形態では緩衝鋼管２は水平にして柱
材３に取付けたが、鉛直にして梁材４に取付けることも
でき、また斜めにして柱材３と梁材４に跨がるように取
付けることも可能である。

【００２８】なお、壁面材５を兼用する緩衝鋼管２の場
合も、図３に示すように取付け、また、水平に、鉛直
に、あるいは斜めに配設する。但し、配置間隔は、壁面
材５の配置間隔と同様に密な間隔とする。

【００２９】緩衝鋼管２を構成する部材の断面や形状や
寸法は、設置現場の土石流の状況、外力条件、施工性、
経済性などを勘案して適宜決定される。

【００３０】(ii)柱材３ 本実施形態における柱材３は、図３に示すように、Ｈ形
鋼とした。Ｈ形鋼のフランジにより緩衝鋼管２との接合
が非常に容易であり、加工組立もしやすくなる。この柱
材３は、Ｈ形鋼に限らず、円形鋼管、角形鋼管なども使
用することができる。また、柱材３の断面や形状や寸法
は、設置現場の土石流の状況、外力条件、施工性、経済
性などを勘案して適宜決定される。

【００３１】(iii) 梁材４ 本実施形態における梁材４は、柱材３と同様に、Ｈ形鋼
とした。Ｈ形鋼のフランジにより柱材３や緩衝鋼管２と
の接合が非常に容易であり、加工組立もしやすくなる。
この梁材４は、Ｈ形鋼に限らず、円形鋼管、角形鋼管な
ども使用することができる。また、梁材４の断面や形状
や寸法は、設置現場の土石流の状況、外力条件、施工
性、経済性などを勘案して適宜決定される。

【００３２】(iv)壁面材５ 本実施形態における壁面材５は、中詰材６を拘束して外
部に漏らさないようにする部材であり、鉄筋（棒鋼、異
形棒鋼、ねじ鉄筋など）とした。この壁面材５は、鉄筋
に限らず、山形鋼、溝形鋼、Ｈ形鋼などの線材、あるい
はエキスパンドメタル、グレーチング、パンチングメタ
ルなどの面材も用いることができる。

【００３３】この壁面材５は、透水性を確保でき、か
つ、中詰材６が漏れ出ないような間隔で設置する。ま
た、線材の場合、図２に示すように、垂直面では鉛直に
配置するのが好ましい。水平面では、図１に示すよう
に、河川軸方向に平行に配置するのが好ましい。

【００３４】(v) 中詰材６ 本実施形態における中詰材６は、図２に示すように玉石
としたが、これに限らず、壁面材５の開口部分から漏れ
出さない粒径の材料を用いることができる。また、防砂
シートや土質改良などを併用することで粒径を気にせず
材料を選定することもできる。

【００３５】

【発明の効果】(1) 本発明は、鋼製枠体の上流面におい
て中詰材を拘束している壁面材の外側に緩衝鋼管を所定
の間隔をおいて複数配設し、あるいは壁面材を所定の間
隔をおいて複数配設された緩衝鋼管から構成しているの
で、土石流中に含まれる巨礫が緩衝鋼管に衝突すると、
緩衝鋼管が凹み、土石流によって流下する礫の運動エネ
ルギーが吸収され、土石流を安全に停止させる。これに
より、土石流の衝突による壁面材の損傷の危険が低減さ
れ、従来の鋼製枠堰堤の欠点であった土石流の衝突が考
えられる場所での鋼製枠堰堤の構造的な安全性を比較的
簡易な構造で高めることができる。

【００３６】(2) 緩衝鋼管の配置により従来のような盛
土が不要となり、従来の盛土による土石流の衝突対策に
比べて、本来の高い透水性を保持し、かつ、上流側に十
分な貯砂容量を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鋼製枠堰堤の一実施形態であり、設置
状況の一例を示す斜視図である。

【図２】本発明の鋼製枠堰堤の一実施形態であり、構造
の一例を示す斜視図である。

【図３】本発明の鋼製枠堰堤の緩衝鋼管の取付方法の一
例を示す、(a) は正面図、(b)は断面図である。

【図４】従来のコンクリート製の重力式砂防堰堤を示す
斜視図である。

【図５】従来の鋼製枠堰堤を示す斜視図である。

【図６】従来の鋼製枠堰堤の使用例を示す断面図であ
る。

【図７】従来の鋼製枠堰堤の他の使用例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１……鋼製枠堰堤 １ａ…水通し部 ２……緩衝鋼管 ２ａ…鋼管 ２ｂ…エンドプレート ２ｃ…ベースプレート ２ｄ…ボルト・ナット ３……柱材 ４……梁材 ５……壁面材 ６……中詰材 ７……現地盤 １０……鋼製枠体 １１……階段 １１ａ…立ち上がり面 １２……傾斜面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼製枠体とその内部に充填される中詰材
   からなる鋼製枠堰堤であり、鋼製枠体の上流面において
   中詰材を拘束している壁面材の外側に緩衝鋼管が所定の
   間隔をおいて複数配設されていることを特徴とする鋼製
   枠堰堤。
2. 【請求項２】 鋼製枠体とその内部に充填される中詰材
   からなる鋼製枠堰堤であり、鋼製枠体の上流面において
   中詰材を拘束している壁面材が所定の間隔をおいて複数
   配設された緩衝鋼管から構成されていることを特徴とす
   る鋼製枠堰堤。
3. 【請求項３】 緩衝鋼管相互の純間隔は土石流中の流下
   最大礫径の１．５倍以下であることを特徴とする請求項
   １に記載の鋼製枠堰堤。