JP2005508464A

JP2005508464A - ブロックマットを利用した橋梁の洗掘防止工及び河床安定工の施工方法

Info

Publication number: JP2005508464A
Application number: JP2003538474A
Authority: JP
Inventors: クンヒリ
Original assignee: クンヒリ; リビョンム
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2005-03-31
Also published as: CN1558975A; EP1440208A1; US20040265060A1; WO2003035986A1

Abstract

【課題】ブロックマットの屈撓性により，水中構造物の基礎部周辺の河床が流水によって洗掘されることを防止し，洪水時や平常時の数回の繰り返しで，単位ブロックの隙間に骨材が挟まることで，河床の安定した基盤を構築することができる，ブロックマットを利用した橋梁の洗掘防止工及び河床安定工の施工方法を提供することを目的とする。
【解決手段】躯体の中心部に所定大の貫通孔が形成され，躯体の前後左右の四側面部には接するブロック同士を連結するための掛けがねが夫々用意されている単位ブロックを，掛けがねを利用し平面的に多数個繋ぎ合わせて，所定のサイズを有する多数のブロックマット構造体２００を構成する。多数のブロックマット構造体２００を水中構造体３００の基礎部周辺の河床表面に一層または複数の層に舗装する。
【選択図】図３

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は，川や河川の橋梁洗掘防止工及び河床安定工の施工方法に関するもので，さらに詳細には，ブロックマットを利用し，橋脚や橋台下部の河床部分に補強逐造することにより，橋脚や橋台下部の河床部分が流水によって洗掘（ｓｃｏｕｒ）されることを防止し，河床の安定した基盤を構築することができる，ブロックマットを利用した橋梁の洗掘防止工及び河床安定工の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に，橋梁や防波堤，河岸及び護岸などに施工されている河川防護施設の基礎部分では波や流水により持続的な洗掘が進行されている。そのような洗掘によって水中構造物周辺の土砂や石礫がなくなるため，構造物の安全に良くない影響を及ぼすようになる。
【０００３】
したがって，水中構造物の基礎または河岸及び護岸，防波堤表面には捨て石や，捨て石を満たした蛇篭を覆っているが，これらは体積に比べ重量が軽く，移動したり，押し流されたりするため，根本的な対策にはならない。
【０００４】
また，波と流速の激しい海岸や防波堤には単位個体重量が約５トン以上になる護岸ブロックを置き，波や急流から防波堤が保護されるようにしている。だが，このような従来の消波目的の護岸ブロックは中心点から放射状に多数の突出部が形成された構造となっており，外形が大きく，重量が重くて運び及び施工が不便である。また，施工後，ブロックとブロックの間に広い空間が形成され，波または流速をある程度は阻止することができるが，防波堤基礎部分の捨て石が流され，基礎部分の周りに洗掘現状が発生することを防止できないという問題点がある。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第６，２９３，７３０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は，以上のような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，ブロックマットを利用し，水中構造物の基礎部周辺の河床を補強築造することによって，水中構造物の基礎部周辺の河床が流水により洗掘されることを防止し，河床の安定した基盤を構築することができる，ブロックマットを利用した橋梁の洗掘防止工及び河床安定工の施工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために，本発明の観点によれば，ブロックマットを利用した橋梁の洗掘防止工及び河床防止工及び安定工の施工方法が提供される。平面図上の形態が略長方形を有するブロックにおいて，躯体の上面部および下面部には突部とそれに連接された凹溝部が夫々形成されており，躯体の中心部に所定大の貫通孔が形成されている。躯体の前後左右の四側面部には，接するブロック同士を連結するための掛けがねを夫々備え，単位ブロックを前記掛けがねを利用して，平面的に多数個繋ぎ合わせて所定のサイズを有する多数のブロックマット構造体を構成する。その構成された多数のブロックマット構造体を，水中構造体の基礎部周辺の河床表面に一層または複数の層に舗装することを特徴とする。
【０００８】
また，ブロックマット構造体自体の重さによる軟弱地盤の局所的な沈下を防止するために，施工区間の全区間にかけて土木纎維材質の底面マットを河床表面に舗装し，その上にブロックマット構造体を舗装するのが好ましい。
【０００９】
また，上記ブロックマット構造体を複数の層に舗装する場合，各単位ブロックの上面部および下面部に形成されている突部と凹溝部がかみ合って結合されるように積層舗装するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明によるブロックマットを利用した橋梁の洗掘防止工及び河床安定工の施工方法は，橋脚全面の下降流と橋脚後面の渦流に対する抵抗力向上は勿論，Ｕボルトで繋がれたブロック各個体自体の重さによる屈撓性により，流水による河床地盤の局所洗掘を防止することができる。また，洪水時や平常時の数回の繰り返しで単位ブロックの隙間に骨材が挟まることで，河床地盤を堅固に安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１２】
図１は，本発明によるブロックマットを利用した橋梁の洗掘防止工及び河床安定工の施工方法に採用される単体ブロックの構造を示す外観斜視図である。
【００１３】
図１が示すように，本発明の施工方法に採用されるブロック１００は，その平面図上の形態が略長方形で，躯体の上面部および下面部には，突部１０１とそれに連接された凹溝部１０２が夫々形成される。ブロック１００は，河床底面にある程度突き刺さった状態になって流水に抵抗し，安定的な舗装状態が維持される。また，積層施工する際，突部１０１と凹溝部１０２をかみ合わせて結合することによって，ブロック構造体全体の施工状態を堅固にする。
【００１４】
さらに，躯体の中心部には所定大の貫通孔１０３が形成され，ブロックが沈む際に浮力を減少させる一方，施工完了後，貫通孔１０３の中に，土砂や石礫が堆積されることによって，安定した河床基盤を構築する。そして，躯体の前後左右四側面部には，接するブロック同士を連結するための鉄筋掛けがね１０４が夫々設けられる。ここで，この鉄筋掛けがね１０４の材質は，異形鉄筋が使われ，ブロックが海水（塩水）中に施工される場合，異形鉄筋の外部表面にステンレススチールパイプを覆うか，鉄筋掛けがねの材質自体をステンレススチールにすることもできる。
【００１５】
以上のような単位ブロック１００を利用した本発明の河床安定工の施工方法は，図２に示すように，まず単位ブロック１００を鉄筋掛けがね１０４を利用して平面的に多数個繋ぎ合わせ，所定大（延べ床面積）を有するブロックマット構造体２００を構成し，そのようなブロックマット構造体２００を多数個用意する。この時，鉄筋掛けがね１０４の連結には，Ｕボルト１１０を利用して繋ぎ合わせる。勿論，その他Ｕボルトに類似した締結手段によって締結することもできる。また，図２に示すようにブロックマット構造体２００は，９個の単位ブロック１００を繋ぎ合わせているが，該当施工現場の流速や洗掘程度などを考慮した施工設計によって，単位ブロック１００の個数を１２個，１５個，１６個などのように多様に変更し，ブロックマット構造体２００を構成することもできる。
【００１６】
多数のブロックマット構造体２００を用意して，図３に示すように，多数のブロックマット構造体２００を水中構造体３００（例えば，橋脚及び橋台）下部の基礎部周辺の河床表面に一層または複数の層に舗装する。この時，幾十トンに逹するブロックマット構造体２００は，その施工のために特殊製作された吊り上げフレーム装置によってブロックマット構造体２００全体がいっぺんに吊り上げられて水中に設置される。この吊り上げフレーム装置及びこれを利用したブロックマットの施工方法に対しては，特許文献１に詳しく開示されている。
【００１７】
また，以上のようなブロックマット構造体２００の水中施工において，ブロックマット構造体２００自体の重さによる軟弱地盤の局所的な沈下を防止するために，施工全区間にかけて土木纎維材質の底面マット４００を河床表面に舗装し，その上にブロックマット構造体２００を舗装するのが好ましい。この時，特に水深が深いときは，底面マット４００をブロックマット構造体２００の下部に付着させてからブロックマット構造体２００を水中に落下し施工する。また，ブロックマット構造体２００同士は互いに近接されるように位置させるだけ（例えば，ブロックマット間の敷設間隔は３０ｃｍ±１０ｃｍ以内とする）で，互いに連結はしない。
【００１８】
一方，図４は，前記図３の施工後，流量増加の時（洪水の時）の橋脚基礎部周辺の河床の変化を示す図面である。図４に示すように，洪水などによって川や河川の流量及び流速が増加していくならば，流水の方向を基準として橋脚の上流側先端部と下流側後尾部で局所洗掘現象が発生する。しかしながら，ブロックマット構造体２００は単位ブロック１００が互いに鉄筋掛けがね１０４によって繋がれている構造となっているため，ブロックマット自体の重さで曲がるようになる。したがって，局所洗掘による河床地盤の局所洗掘時に単位ブロック１００は，洗掘工の斜面に沿って曲がるようになる。そして，そのような作用によって橋脚基礎部内側での洗掘現状の拡散を防止する。
【００１９】
図５は，図４の流量が増加した後，すなわち流量が減少して，通常の状態に回復したときの橋脚基礎部周辺での河床の変化を示す図面である。図５に示すように，流量及び流速の減少で上記先端部と後尾部に形成された局所洗掘箇所には，土砂及び石礫などが堆積されて，ブロックマット構造体（２００）の各単位ブロックの間には骨材が入り込み，河床地盤が安定する。そして，以上のように通常の状態と洪水の状態を繰り返しながら，安定的な洗掘防止基盤を造成することによって，局所洗掘が防止される。
【００２０】
一方，以上のような本発明の施工方法に採用されるブロック及びそれを利用したブロックマット構造体と一般捨て石との施工側面を粗度係数で比べると，捨て石や蛇籠の粗度係数は０．０３３〜０．０３６だが，ブロックの粗度係数は０．０１８〜０．０３１である。したがって，本発明のブロックは，捨て石に比べ流れに対して，より安定的であることがわかる。捨て石の水理学的特性と比べると，直径１５〜３０ｃｍの捨て石を設置した場合より，ブロックの許容剪断力が約１０倍位大きく算定される。したがって，ブロックは捨て石に比べ，流れに対してより安定的であることがわかる。
【００２１】
また，ブロックを「ウェア（ｗｅａｒ）」として利用することもできる。この場合，流量係数と上下流部水深とは一定の関係となるので，コントリート集積構造物の「ウェア」は，流量観測に効率的に使うことができる。
【００２２】
以上，橋脚及び／または橋台の基礎部周辺の河床に本施工方法を適用した場合を例に上げて説明したが，本発明の施工方法は上記の適用方法に限定されず，図６及び図７に示すように，砂防ダムと防火ダムの施工にも適用可能である。図６及び図７は本発明の施工方法を適用して施工された砂防ダムと防火ダムを示し，図６は砂防ダムの施工正面図で，図７は防火ダムの施工断面図である。
【００２３】
図６及び図７に示すように，本発明の施工方法が砂防ダム及び防火ダム施工に適用される場合，ブロックマット構造体２００は，上記の橋脚や橋台の河床を安定するために施工されるように，基本的に河床表面に舗装施工される。そして，水を貯水するダムの機能も持たなければならないので，多様な大きさのブロックマット構造体２００を構成し，多数の層で積層施工する。ブロックマット構造体２００を多層で積層施工するとき，各単位ブロックの上面部および下面部に形成されている突部１０１と凹溝部１０２がかみ合うように積層鋪設する。図６及び図７の符号６００は遮水用マットである。また，本発明の施工方法は，根固工，落差工，流路安定工，管路保護工，防波堤などの捨石被覆工にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
洗掘及び浸蝕防止工，落差工，防砂堤などの河川，海岸及び港湾，砂防工事などに広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明によるブロックマットを利用した橋梁の洗掘防止工及び河床安定工の施工方法に採用される単位ブロックの構造を示す外観斜視図である。
【図２】図１の単位ブロックを多数個連結しブロックマット構造体を構成した状態を示す図面である。
【図３】図２のブロックマット構造体を橋脚及び橋台下部の基礎部周辺の河床表面に施工した状態を示す図面である。
【図４】図３の施工後の流量増加時(洪水時)の橋脚及び橋台下部の基礎部周辺の河床の変化を示す図面である。
【図５】図４の流量の増加後，流量減少時(平常時)に回復した状態での橋脚及び橋台下部の基礎部周辺の河床の変化を示す図面である。
【図６】本発明の施工方法を適用して施工された砂防ダムの施工正面図である。
【図７】本発明の施工方法を適用して施工された防火ダムの施工断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１００単位ブロック
１０１突部
１０２溝凹部
１０３貫通孔
１１０Ｕボルト
２００ブロックマット構造体
３００水中構造体
４００底面マット
６００遮水用マット

Claims

平面図上の形態がおおよそ長方形を有するブロックにおいて，
躯体の上面部および下面部に設けられた突部と，
前記突部に連接して形成される凹溝部と，
躯体の中心部に所定大に形成される貫通孔と，
躯体の前後左右の四側面部に設けられ，接するブロック同士を連結するための掛け金と，を含み，
前記掛け金を利用して，前記ブロックを平面的に多数個繋ぎ合わせ，所定の大きさを有する多数のブロックマット構造体を構成し，
前記ブロックマット構造体を水中構造物の基礎部辺の河床表面に一層または複数の層に舗装することを特徴とする，
ブロックマットを利用した橋梁の洗掘防止工及び河床安定工の施工方法。
前記ブロックマット構造体自体の重さによる軟弱地盤の局所的な沈下を防止するために，施工区間全区間にかけて土木纎維材質の底面マットを河床表面に舗装し，前記底面マットの上に前記ブロックマット構造体を舗装することを特徴とする，請求項１に記載のブロックマットを利用した橋梁の洗掘防止工及び河床安定工の施工方法。
前記ブロックマット構造体を複数の層に舗装する場合，各単位ブロックの上面部および下面部に形成されている突部と凹溝部がかみ合って結合されるように積層舗装することを特徴とする，請求項１に記載のブロックマットを利用した橋梁の洗掘防止工及び河床安定工の施工方法。