JP2010059647A - 鋼製スリットダム及びその補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スリットダム本体に対して礫体捕捉部材を取り付ける場合において、無駄な部材の使用を極力低減することができ、これに伴い材料コストの低減を図ることが可能な構造の鋼製スリットダムを提供すること。
【解決手段】川幅方向に間隔を空けて略平行に設けられた円形鋼管３０からなる複数の柱部材３１と、複数の柱部材３１のうち、隣り合う二つの柱部材の互いに対向する上流側外周面３０ａにそれぞれの外面５５が対面されて設けられる一対のサイドフレーム５１と、一対のサイドフレーム５１間に架設される横桟５３とを有する礫体捕捉部材５を備える。
【選択図】図８

Description

本発明は、河川の土石流対策用或いは流木対策用に好適な鋼製スリットダム及びその補修方法に関するものである。

従来より、河川においては、種々のタイプの鋼製スリットダムが提案されている。この鋼製スリットダムは、河川を流下してくる流下物のうち、比較的粒径の細かい土や砂等の中小礫、微小礫を積極的に下流側に透過させてダム上流の貯砂容量を確保しつつ、粒径の大きな礫、流木等のみを捕捉して、これら大きな礫等の下流側への流出を防止可能とするものである。

図１３、図１４は、このような鋼製スリットダム１００の代表的な実施形態の一例を示すものである。鋼製スリットダム１００は、河川Ｒの川幅方向に間隔を空けて形成されるコンクリート構造体１０１と、コンクリート構造体１０１間に配置されるスリットダム本体１０２とを備えている。スリットダム本体１０２は、複数の鋼管部材１０３を組み合わせた骨組構造のユニット体として形成されるものであり、コンクリート基礎１０４上に立設される柱部材１２１と、河川Ｒの流れ方向に隣り合う柱部材１２１間に架設される奥行部材１２３と、河川Ｒの川幅方向に隣り合う柱部材１２１間に架設される水平部材１２５とを備えている。

この鋼製スリットダム１００においては、主として上流側に配置される柱部材１２１によって巨礫を捕捉可能とし、中小礫や微小礫は透過させている。

近年においては、このような複数の鋼管部材からなるスリットダム本体１０２に対して、中小礫の捕捉を容易とする礫体捕捉部材を更に設けることにより、礫体捕捉性能を向上させた鋼製スリットダム１００が提案されている（例えば、特許文献１及び２を参照。）

特許文献１においては、リングネットやエキスパンドメタル、Ｈ形鋼等によって構成される間隙形成部材を、スリットダム本体の上流側に取り付けることによって、スリットダム本体の各鋼管部材が形成する格子目よりも小さな格子目をスリットダム本体の上流側に形成し、これによって、各種礫体の捕捉を容易にした構成が開示されている。

特許文献２においては、複数本の縦桟、横桟をそのまま、又は格子状に組んで構成される中小礫捕捉部材を、スリットダム本体１０２の上流側に取り付けることによって、中小礫の捕捉を容易にした構成が開示されている。

特開２００５−２０１０１９号公報 特開２００７−１９１９３６号公報

しかしながら、特許文献１に開示のＨ形鋼としての間隙形成部材や特許文献２に開示の中小礫捕捉部材のような礫体捕捉部材は、何れもスリットダム本体の円形鋼管を上流側から交差して覆うような構造とされている。これは、礫体を捕捉する機能を有する部材である、スリットダム本体の円形鋼管と礫体捕捉部材とがその交差部で二重に用いられていることを意味しており、その分において鋼製スリットダムの構築に無駄な材料が用いられ、材料コストの高騰を招いていることになる。また、このような構造の場合、スリットダム本体の鋼管部材が各種礫体からの衝突荷重に対する衝撃吸収機能を十分に発揮できないという問題点がある。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、スリットダム本体に対して中小礫の捕捉を容易とする礫体捕捉部材を取り付ける場合において、無駄な部材の使用を極力低減することができ、これに伴い材料コストの低減を図ることが可能な構造の鋼製スリットダム及びその補修方法を提供することにある。

本願発明者は、上述した課題を解決するために、川幅方向に間隔を空けて略平行に設けられた円形鋼管からなる複数の柱部材と、上記複数の柱部材のうち、隣り合う二つの柱部材の互いに対向する上流側外周面にそれぞれの外面が対面されて設けられる一対のサイドフレームと、一対のサイドフレーム間に架設される横桟とを有する礫体捕捉部材を備えることを特徴とする鋼製スリットダムを発明した。

本願請求項１に係る鋼製スリットダムは、河川の川幅方向に間隔を空けて形成された土木構造体間に配置される鋼製スリットダムにおいて、上記川幅方向に間隔を空けて略平行に設けられた円形鋼管からなる複数の柱部材と、上記複数の柱部材のうち、隣り合う二つの柱部材の互いに対向する上流側外周面にそれぞれの外面が対面されて設けられる一対のサイドフレームと、上記一対のサイドフレーム間に架設される横桟とを有する礫体捕捉部材を備えることを特徴とする。

本願請求項２に係る鋼製スリットダムは、本願請求項１に係る発明において、上記一対のサイドフレームの外面は、上記二つの柱部材の上流側外周面に応じた形状の湾曲面から形成されてなることを特徴とする。

本願請求項３に係る鋼製スリットダムは、本願請求項１又は２に係る発明において、上記一対のサイドフレームは、河川の上流側から流下される礫体と上記横桟との衝突時において、上記二つの柱部材の上流側外周面に対して当該サイドフレームの外面を摺動可能な状態で設けられていることを特徴とする。

本願請求項４に係る鋼製スリットダムは、本願請求項１〜３の何れか１項に係る発明において、上記一対のサイドフレームは、その下端又は上端においてフランジ片と、上記フランジ片の下方又は上方において上記柱部材に設けられたブラケットとに形成された挿通孔にボルトが挿通されて、上記二つの柱部材の上流側外周面に設けられていることを特徴とする。

本願請求項５に係る鋼製スリットダムは、本願請求項１〜４の何れか１項に係る発明において、上記礫体捕捉部材は、上記一対のサイドフレームの間において架設される複数の横桟を有することを特徴とする。

また、本願発明者は、請求項１〜５に記載の鋼製スリットダムの損傷した横桟を補修する鋼製スリットダムの補修方法であって、損傷した礫体捕捉部材を上記二つの柱部材間から取り除き、新たに用意した礫体捕捉部材を当該二つの柱部材間に配置することを特徴とする、本願請求項６に係る鋼製スリットダムの補修方法を発明した。

また、本願発明者は、請求項１〜５に記載の鋼製スリットダムに用いられ、上記一対のサイドフレームと、上記横桟とを有することを特徴とする、本願請求項７に係る礫体捕捉部材を発明した。

本願請求項１に係る発明によると、礫体捕捉部材５は、川幅方向に間隔を空けて略平行に設けられた複数の柱部材３１の互いに対向する上流側外周面３０ａに一対のサイドフレーム５１が設けられ、この一対のサイドフレーム５１間に礫体捕捉機能を有する横桟５３を架設された構成とされている。このため、礫体捕捉機能を有する部材である柱部材３１の上流側が横桟５３によって覆われない構成とすることが可能となっており、礫体捕捉機能を有する部材の無駄な使用を抑えた構造とすることができ、材料コストの低減を図ることが可能となっている。

また、本願請求項１に係る発明によると、横桟５３に各種礫体が衝突した場合に、礫体から礫体捕捉部材５に伝達される衝撃力を摩擦抵抗により緩和しつつスリットダム本体３に伝達可能とされており、鋼製スリットダム１の各種礫体に対する衝撃吸収性能や耐久性を向上させることが可能となる。また、本発明における礫体捕捉部材５は、簡単な構成によって柱部材３１に固定されているものの、長期間に亘って礫体捕捉機能を発揮することが可能となっている。また、横桟５３の変形を前提とした、低強度、低剛性、小サイズの部材を横桟５３に用いることができ、これにより、鋼製スリットダム１の材料コストの低減を図ることが可能となっている。

また、本願請求項４に係る発明によると、礫体捕捉部材５をスリットダム本体３に取り付ける場合に、位置決め作業を容易に行いつつ作業を行うことが可能となる。また、礫体との衝突時において、礫体捕捉部材５の一対のサイドフレーム５１が柱部材３１の上流側外周面３０ａを摺り動くのを妨げることなく、礫体捕捉部材５を二つの柱部材３１間に固定することが可能となっている。

また、本願請求項５に係る発明によれば、二つの柱部材３１の間に複数の横桟５３を一つずつ架設する手間を低減可能となる。

以下、本発明を適用した鋼製スリットダムを実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係る鋼製スリットダム１の一部横断正面図を示しており、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図を示している。

鋼製スリットダム１は、河川Ｒの川幅方向に間隔を空けて形成されたコンクリート等からなる土木構造体７と、土木構造体７間に配置され、複数の断面円形の円形鋼管３０を組み合わせて形成される骨組構造のスリットダム本体３とを備えている。スリットダム本体３は、土木構造体７間のコンクリート基礎９の上に配置されている。この鋼製スリットダム１に対しては、一対のサイドフレーム５１と、その一対のサイドフレーム５１間に架設される複数の横桟５３とを有する礫体捕捉部材５が複数個に亘って取り付けられている。

図３は、スリットダム本体３の一部横断正面図を示しており、図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図を示している。

本実施の形態におけるスリットダム本体３は、河川Ｒの川幅方向や流れ方向に間隔を空けてコンクリート基礎９上に立設される柱部材３１、３３と、河川Ｒの流れ方向に隣り合う柱部材３１、３３間に架設される奥行部材３５と、河川Ｒの川幅方向に隣り合う柱部材３１、３３間に架設される水平部材３７とを組み合わせたユニット体として構成されている。図示の例では、河川Ｒの川幅方向に間隔を空けて二つのユニット体としてのスリットダム本体３が配置されている。

本実施の形態におけるスリットダム本体３は、図４に示すように、柱部材として河川Ｒの上流側から下流側にかけて順に上流側柱部材３１、下流側柱部材３３が間隔を空けて配置されている。上流側柱部材３１、下流側柱部材３３は、それぞれ上端から下端に向かうにつれて離間されるように配置され、その下端がコンクリート基礎９内に埋め込み固定されている。これにより、上流側柱部材３１は、その上端から下端に向かうにつれて河川Ｒの上流側に傾斜した状態で設けられ、下流側柱部材３３は、その上端から下端に向かうにつれて河川Ｒの下流側に傾斜した状態で設けられていることになる。

礫体捕捉部材５は、図１、図２に示すように、河川Ｒの川幅方向に間隔を空けて互いに略平行に配置されている複数の上流側柱部材のうち、隣り合う二つの上流側柱部材３１間に、横桟５３が架設されるように設けられている。

図５〜図７は、礫体捕捉部材５をスリットダム本体３に取り付けた構成を示す図であり、図５は、図１のＣ部拡大図を示している。また、図６は、図５のＤ−Ｄ線断面図を示しており、図７（ａ）は、図６のＦ−Ｆ線断面図を示しており、図７（ｂ）は、図６のＥ−Ｅ線断面図の一部拡大図を示している。

礫体捕捉部材５のサイドフレーム５１は、図７に示すように、本実施の形態において、鋼板を湾曲させた湾曲板から構成されている。一対のサイドフレーム５１としての湾曲板は、互いの内面５７が対向するように河川Ｒの川幅方向に間隔を空けて配置されている。

一対のサイドフレーム５１の外面には、図７に示すように、複数の上流側柱部材３１のうち、隣り合う二つの上流側柱部材３１の、互いに対向する上流側外周面３０ａの形状に応じた湾曲面５５が形成されており、一対のサイドフレーム５１は、それぞれの湾曲面５５をその取り付けられるべき上流側柱部材３１の上流側外周面３０ａに対面させて接触させた状態で設けられている。換言すると、一対のサイドフレーム５１は、隣り合う二つの上流側柱部材３１の互いに対向する上流側外周面３０ａにそれぞれの外面が対面されて設けられている。この湾曲面５５は、上流側柱部材３１を構成する円形鋼管３０の外周面の曲率半径と略同一の曲率半径を有する形状とされている。このような湾曲面５５が形成されたサイドフレーム５１は、図５、図６に示すように、取り付けられるべき上流側柱部材３１の軸方向に沿って取り付けられている。

礫体捕捉部材５の横桟５３は、図５、図６に示すように、本実施の形態において、円形鋼管３０よりも小径からなる他の円形鋼管から構成されている。横桟５３は、一対のサイドフレーム５１の内面５７に両側の端部５３ａが溶接等によって固着されて、一対のサイドフレーム５１間に架設されている。横桟５３は、一対のサイドフレーム５１の間において、礫体捕捉部材５が取り付けられるべき上流側柱部材３１の軸方向に間隔を空けて複数個に亘って架設されている。

サイドフレーム５１の内面５７の上端並びに下端には、図５〜図７に示すように、それぞれ上フランジ片６１、下フランジ片６３が設けられている。これら上フランジ片６１、下フランジ片６３は、図５に示すように、平面視において略矩形状の鋼板から構成されており、その側面６１ａ、６３ａをサイドフレーム５１の内面５７に溶接等によって固着することによって、サイドフレーム５１の内面５７の上端、下端から張り出すように設けられている。

上流側柱部材３１を構成する円形鋼管３０には、図５に示すように、サイドフレーム５１の上フランジ片６１の上方において上側ブラケット７１が設けられ、サイドフレーム５１の下フランジ片６３の下方において下側ブラケット７３が設けられている。これら上側ブラケット７１、下側ブラケット７３は、平面視において略矩形状の鋼板から構成されており、その側面７１ａ、７３ａを円形鋼管３０の外周面に溶接等によって固着することによって設けられている。上側ブラケット７１、下側ブラケット７３を構成する鋼板は、礫体捕捉部材５の上フランジ片６１、下フランジ片６３を構成する鋼板よりも河川Ｒの流れ方向に長い形状とされている。

サイドフレーム５１は、図５に示すように、その下フランジ片６３を円形鋼管３０の下側ブラケット７３に載置させて配置され、これによって、下側ブラケット７３により支持されることになる。また、サイドフレーム５１は、その上フランジ片６１の上面が上側ブラケット７１の下面に接触するように対面されて配置される。

上フランジ片６１、下フランジ片６３には、図７（ｂ）に示すような、ボルト挿通孔６５が形成され、上側ブラケット７１、下側ブラケット７３には、ボルト挿通孔７５が形成されている。上側ブラケット７１、下側ブラケット７３に形成されたボルト挿通孔７５は、河川Ｒの流れ方向に延長された長孔として形成されている。

礫体捕捉部材５は、サイドフレーム５１の上フランジ片６１と円形鋼管３０の上側ブラケット７１とに形成されたボルト挿通孔６５、７５を貫通するボルト７７、並びにサイドフレーム５１の下フランジ片６３と円形鋼管３０の下側ブラケット７３とに形成されたボルト挿通孔６５、７５にボルト７７が挿通されて、このボルト７７にナット７９が締結されることにより、取り付けられるべき上流側柱部材３１に対して固定されて設けられている。

ここで、上側ブラケット７１、下側ブラケット７３に形成されたボルト挿通孔７５が長孔とされているため、礫体捕捉部材５やスリットダム本体３の各部材について製品製作誤差、施工誤差があることにより、これら上側ブラケット７１、下側ブラケット７３とサイドフレーム５１の上フランジ片６１等のボルト挿通孔６５との間で位置ずれが生じていても、これを吸収可能となっている。サイドフレーム５１の上フランジ片６１等のボルト挿通孔６５を長孔としてもよく、この場合でも同様の機能が発揮される。また、長孔の加工度の観点からは、長孔としてのボルト挿通孔６５、７５の延長方向は河川Ｒの流れ方向であることが望ましい。

なお、本実施の形態においては、サイドフレーム５１の上フランジ片６１及び下フランジ片６３、並びに円形鋼管３０の上側ブラケット７１及び下側ブラケット７３は、その幅方向が河川Ｒの流れ方向と略同一方向を向くように、上流側柱部材３１の軸方向に対する傾斜角度が予め調整されている。なお、ここでいう上側ブラケット７１等の幅方向とは、図４における方向Ｇ１のことを意味している。

次に、上述した構成からなる鋼製スリットダム１を構築する方法について説明する。この鋼製スリットダム１の構築方法について説明するにあたっては、特に礫体捕捉部材５を取り付けるために必要となる手順に主眼をおいて説明する。

まず、スリットダム本体３や土木構造体７を河川Ｒの河床上に構築する。スリットダム本体３は、例えば、各柱部材３１、３３や奥行部材３５、水平部材３７を構成する円形鋼管３０を工場等において作製し、これを施工現場となる河川Ｒへ搬送し、現場にて組立てる。この場合、まず、河川Ｒの河床上に一段目のコンクリートを打設、固化させた後、その上に各柱部材３１、３３の下端を配置し、更にこれら柱部材３１、３３に対して奥行部材３５や水平部材３７を架設してスリットダム本体３を構築する。この後に、スリットダム本体３の下端から所定高さにまで二段目のコンクリートを打設して、コンクリート基礎９内にスリットダム本体３の下端を埋設、定着させる。各円形鋼管３０は、それぞれの端部に設けられたフランジ継手を当接させてボルト接合したり、円形鋼管３０同士を所定位置に突き合わせて配置した後に溶接によって接合することとなる。

土木構造体７は、スリットダム本体３の構築と平行して行なわれ、土木構造体７がコンクリート構造物の場合、河川Ｒの川幅方向に間隔をあけた所定位置にコンクリートを打設、固化させて構築される。

スリットダム本体３、土木構造体７の構築後においては、礫体捕捉部材５をスリットダム本体３に取り付ける。この場合においては、所定位置に上側ブラケット７１、下側ブラケット７３が予め固着されている上流側柱部材３１に対して、その上側ブラケット７１と下側ブラケット７３との間にサイドフレーム５１を挟むようにして、河川Ｒの上流側から礫体捕捉部材５を配置することになる。このように、上側ブラケット７１、下側ブラケット７３が設けられていることにより、位置決め作業を容易に行いつつ、礫体捕捉部材５をスリットダム本体３に取り付けることが可能となっている。なお、隣り合う上流側柱部材３１に対しては、礫体捕捉部材５の一対のサイドフレーム５１を押し当てつつ配置して、サイドフレーム５１の外面（湾曲面５５）をその上流側柱部材３１に接触させた状態で固定することになる。

なお、上側ブラケット７１、下側ブラケット７３は、工場等での作製段階に円形鋼管３０に取り付けるようにしてもよいし、施工現場でスリットダム本体３を構築後に溶接等によって直接取り付けるようにしてもよい。

礫体捕捉部材５のサイドフレーム５１を所定位置に配置した後は、サイドフレーム５１の上フランジ片６１、下フランジ片６３と、円形鋼管３０の上側ブラケット７１、下側ブラケット７３のボルト挿通孔６５、７５内にボルト７７を挿通した後、ボルト７７に対してナット７９を締結して固定する。これによって、河川Ｒの川幅方向に間隔を空けて互いに略平行な二つの円形鋼管３０に対して礫体捕捉部材５が固定されることになる。

次に、このような構成からなる鋼製スリットダム１の作用効果について説明する。

巨礫、中小礫や微小礫等の各種礫体が河川Ｒの上流側から下流側に向けて流下してきた場合、各種礫体は、スリットダム本体３を構成する各円径鋼管３０や礫体捕捉部材５の横桟５３によって捕捉され、微小礫はそのまま下流側に向けて透過されることになる。この場合に、各種礫体との衝突により横桟５３に加えられる衝撃力は、横桟５３の端部５３ａのサイドフレーム５１を介してスリットダム本体３に伝達され、最終的にコンクリート基礎９から周囲の地盤に伝達されることになる。

ここで、本発明における礫体捕捉部材５は、川幅方向に間隔を空けて略平行に設けられた複数の柱部材３１の互いに対向する上流側外周面３０ａに一対のサイドフレーム５１が設けられ、この一対のサイドフレーム５１間に礫体捕捉機能を有する横桟５３を架設された構成とされている。このため、礫体捕捉機能を有する部材である柱部材３１の上流側が横桟５３によって覆われない構成とすることが可能となっており、礫体捕捉機能を有する部材の無駄な使用を抑えた構造とすることができ、材料コストの低減を図ることが可能となっている。

また、本発明における礫体捕捉部材５は、横桟５３に各種礫体Ｓ１が衝突した場合に、図８（ａ）に示すように、柱部材３１の上流側外周面３０ａに対面されている一対のサイドフレーム５１の外面（湾曲面５５）が、柱部材３１の上流側外周面３０ａに面接触しつつ、その上流側外周面３０ａの周方向Ｗ１に沿って、河川Ｒの上流側から下流側に向けて摺り動こうとすることになる。この場合に、サイドフレーム５１の湾曲面５５と柱部材３１の上流側外周面３０ａとの間では摩擦力が働くことになるため、各種礫体から横桟５３に伝達される衝撃力は、この摩擦力によって緩和されつつ、柱部材３１にまで伝達されることになる。即ちこれは、礫体捕捉部材５とスリットダム本体３との接続部において、礫体から礫体捕捉部材５に伝達される衝撃力を摩擦抵抗により緩和しつつスリットダム本体３に伝達可能であることを意味しており、これによって、鋼製スリットダム１の各種礫体に対する衝撃力吸収性能や耐久性を向上させることが可能となっていることを意味している。

また、本発明においては、横桟５３に各種礫体が衝突した場合に、横桟５３が大きく変形しない限り、横桟５３が突っ張りとなって礫体捕捉部材５全体がくさびのように隣り合う二つの柱部材３１間に食い込むことになり、一対のサイドフレーム５１が横桟５３によって柱部材３１の上流側外周面３０ａに押圧され、サイドフレーム５１による摩擦力を更に大きく発揮させることが可能な構成となっている。

また、図８（ｂ）に示すように、巨礫のような礫体Ｓ２との衝突により横桟５３が河川Ｒの下流側に向けて引っ張られるように大きく変形した場合においては、その衝撃力の程度によってはボルト７７が破断することになるが、変形後の横桟５３の一対のサイドフレーム５１間の長さが二つの柱部材３１間の間隔よりも短くならない限り、一対のサイドフレーム５１が二つの柱部材３１に引っ掛かり、礫体捕捉部材５が河川Ｒの下流側に抜け出ることがない。即ち、本発明のような構成とすることにより、横桟５３が変形した場合でも礫体捕捉部材５が下流側に抜けにくい構造とされていることになる。このため、本発明における礫体捕捉部材５は、簡単な構成によって柱部材３１に固定されているものの、長期間に亘って礫体捕捉機能を発揮することが可能となっている。また、横桟５３の変形を前提とした、低強度、低剛性、小サイズの部材を横桟５３に用いることができ、これにより、鋼製スリットダム１の材料コストの低減を図ることが可能となっている。

また、本発明における礫体捕捉部材５は、サイドフレーム５１に設けられた上フランジ片６１、下フランジ片６３と、これらよりも上方又は下方において柱部材３１に設けられた上側ブラケット７１、下側ブラケット７３とをボルト接合することによって、二つの柱部材３１間に設けられている。このため、礫体との衝突時において、礫体捕捉部材５の一対のサイドフレーム５１が柱部材３１の上流側外周面３０ａを摺り動くのを妨げることなく、礫体捕捉部材５を二つの柱部材３１間に固定することが可能となっている。

なお、上述の実施の形態においては、一対のサイドフレーム５１を二つの上流側柱部材３１に設けられた上側ブラケット７１、下側ブラケット７３にボルトにより固定し、一つの礫体捕捉部材５につき合計４点で固定する例を説明したが、少なくとも上側ブラケット７１に対してのみ、或いは下側ブラケット７３に対してのみボルトにより固定するようにしてあればよい。このため、礫体捕捉部材５をスリットダム本体３に取り付ける場合における位置決め性に劣ることになるが、ボルトによる仮止めに用いられない何れかのブラケット７１、７３を省略することとしてもよい。この場合は、仮止めに用いられないブラケット７１、７３に対応する上フランジ片６１、下フランジ片６３の何れかも併せて省略し、スリットダム本体３、礫体捕捉部材５の構成を簡潔なものとすることができ、更には礫体捕捉部材５の取り付け時における作業工程を低減させることができる。

また、上述の実施の形態においては、一対のサイドフレーム５１間に、その一対のサイドフレーム５１が取り付けられるべき二つの上流側柱部材３１の軸方向に複数の横桟５３が架設されており、これによって、二つの上流側柱部材３１の間に複数の横桟５３を一つずつ架設する手間を低減させている。因みに、このような手間が発生することになるが、一対のサイドフレーム５１間に一つの横桟５３を設けるのみの構成としてもよいのは勿論である。

また、本発明においては、礫体捕捉部材５のサイドフレーム５１を柱部材３１に対して強固に接合する必要がなく、礫体捕捉部材５やスリットダム本体３の円形鋼管３０が温度変化により膨張又は収縮する際に、これら部材相互の間で温度応力の影響を受けにくくなるというメリットがある。温度応力の影響が少ない場合、低強度、低剛性、小サイズの部材を礫体捕捉部材５に対して用いることができ、これによって鋼製スリットダム１全体の軽量化、並びに施工時、補修時におけるコストダウンを図ることが可能となる。

因みに、上述のような構成からなる鋼製スリットダム１の横桟５３に損傷が発生した場合においては、以下に説明するような作業によって、横桟５３の補修作業を行うことになる。

まず、損傷した横桟５３を有する礫体捕捉部材５を、礫体捕捉部材５が取り付けられている二つの上流側柱部材３１の間から取り除く。この場合は、サイドフレーム５１の上フランジ片６１、下フランジ片６３と、円形鋼管３０の上側ブラケット７１、下側ブラケット７３とに貫通されているボルト７７のナットを外して、ボルト７７を抜き取った後に、礫体捕捉部材５を二つの上流側柱部材３１の間から取り除くことになる。

次に、新たに用意した礫体捕捉部材５を、その礫体捕捉部材５が取り除かれた後の二つの上流側柱部材３１の間に配置して取り付ける。この場合は、サイドフレーム５１の上フランジ片６１、下フランジ片６３と、円形鋼管３０の上側ブラケット７１、下側ブラケット７３とにボルト７７を貫通させて、これにナットを取り付けて、礫体捕捉部材５を固定することになる。これによって、礫体捕捉部材５の補修作業が完了する。

次に、本発明を適用した鋼製スリットダム１の各構成要素の詳細について説明する。

スリットダム本体３を構成する円形鋼管３０の配置態様としては、礫体捕捉部材５の一対のサイドフレーム５１を取り付けることのできる、河川Ｒの川幅方向に間隔を空けて略平行な柱部材３１、３３が配置されていればよく、これらの柱部材３１、３３の河川Ｒの流れ方向や河川Ｒの川幅方向に間隔を空けて配置される個数や水平面に対する傾斜角等について何ら限定するものではない。また、奥行部材３５や水平部材３７の配置される個数や水平面に対する傾斜角についても何ら限定するものではない。また、上述の実施形態において説明した、柱部材３１、３３、奥行部材３５、水平部材３７から構成されるユニット体としてのスリットダム本体３の配置される個数は、単数であっても、３個以上の複数であってもよい。

図９、図１０は、上述した実施形態とは異なる円形鋼管３０の配置態様からなるスリットダム本体４の構成を示した図であり、図９はスリットダム本体４の一部横断正面図を示し、図１０は図９のＧ−Ｇ線断面図を示している。

このスリットダム本体４は、河川Ｒの川幅方向や流れ方向に間隔を空けてコンクリート基礎９上に立設される柱部材３１、３２、３３と、河川Ｒの川幅方向に間隔を空けて、更にこれら柱部材３１、３２、３３の上端に亘って配置される上部柱部材３４と、河川Ｒの川幅方向に隣り合う柱部材３３、上部柱部材３４間に架設される水平部材３７とを組み合わせたユニット体から構成されている。柱部材３１、３２、３３は、それぞれ河川Ｒの下流側に配置されている柱部材の方が高く構成されており、これによって上部柱部材３４は水平面に対して傾斜した状態で設けられ、その下流側端部より上流側端部の方が低い位置に設けられていることになる。

図１１は、このような構成からなるスリットダム本体４に対して礫体捕捉部材５を取り付けた状態を示す一部縦断側面図である。

なお、本実施の形態においては、サイドフレーム５１の上フランジ片６１及び下フランジ片６３、並びに円形鋼管３０の上側ブラケット７１及び下側ブラケット７３は、その幅方向が上部柱部材３４の軸方向に直交する方向と略同一方向を向くように、上部柱部材３４の軸方向に対する傾斜角度が予め調整されている。ここでいう上側ブラケット７１等の幅方向とは、図１０における方向Ｇ２のことを意味する。

なお、このように上側ブラケット７１等の柱部材３１や上部柱部材３４の軸方向に対する傾斜角度を調整したのは、柱部材３１や上部柱部材３４の鉛直方向に対する傾斜角度や位置に応じて、これらに衝突する礫体からの衝突荷重の伝達方向が相違しており、図１０のように上部柱部材３４の鉛直方向に対する傾斜角度が比較的大きい場合には、上側ブラケット７１等を図示のような傾斜角度に調整した方が、礫体捕捉部材５のサイドフレーム５１による摩擦抵抗機能を効率よく発揮可能となるためである。

土木構造体７は、いわゆる袖部と呼ばれるものであり、河川Ｒ周囲の基礎地盤上に立設された剛性に優れた構造体である。土木構造体７は、コンクリートの他に、例えば、鉄鋼、石材等によって形成されていてもよいが、公知の材質であれば特に限定するものではない。また、土木構造体７の大きさ、形態は任意の設計事項であり、特に限定するものではない。

礫体捕捉部材５の一対のサイドフレーム５１が取り付けられる対象となる円形鋼管３０は、上述の実施形態において説明したように、水平面に対して傾斜した状態で設けられた複数の柱部材３１間であってもよいし、水平面に対して略直交した状態で設けられた柱部材３１や水平面に対して略平行な状態で設けられた奥行部材３５間であってもよい。また、図１等に示すように、礫体捕捉部材５の一対のサイドフレーム５１は、一つのユニット体として構成されるスリットダム本体３の二つの柱部材３１等を構成する円形鋼管３０に取り付けられていても、二つの異なるユニット体として構成されるスリットダム本体３のそれぞれの柱部材３１等を構成する円形鋼管３０に跨って取り付けられていてもよい。また、礫体捕捉部材５の一対のサイドフレーム５１は、河川Ｒの上流側柱部材３１に取り付けることが好ましく、これによって、各種礫体との衝突時に受ける荷重を有効にコンクリート基礎９にまで分散させることができる。

図１２は、礫体捕捉部材５のサイドフレーム５１の湾曲面５５と、礫体捕捉部材５が取り付けられるべき二つの円形鋼管３０の外周面との関係を概略的に示す図であり、図７（ａ）から上側ブラケット７１、上側フランジ片６１等を省略した図である。

礫体捕捉部材５のサイドフレーム５１の湾曲面５５は、図１２（ａ）に示すように、柱部材３１等を構成する円形鋼管３０の上流側外周面３０ａの曲率半径と略同一の曲率半径を有する形状とされた例を説明したが、これに限定するものではなく、図１２（ｂ）に示すように、円形鋼管３０の上流側外周面３０ａの曲率よりも大きい曲率から形成されていてもよい。これは、サイドフレーム５１の湾曲面５５と円形鋼管３０の上流側外周面３０ａとの間において間隔が空けられていてもよいことを意味している。

また、礫体捕捉部材５のサイドフレーム５１は、湾曲面５５が形成された湾曲板から構成されている必要はなく、隣り合う二つの柱部材３１の互いに対向する上流側外周面３０ａに対して、その外面が対面されて設けられていればよく、例えば、図１２（ｃ）に示すように、平板状の鋼板から構成されていてもよい。この場合、平板状の鋼板から構成されるサイドフレーム５２の外面５６を、柱部材３１の上流側外周面３０ａに対面させて接触した状態で設けることになる。このような構成を採用した場合、礫体捕捉部材５のサイドフレーム５１を湾曲させる必要がなくなることから、礫体捕捉部材５の製造コストの低減を図ることが可能となる。

なお、礫体捕捉部材５のサイドフレーム５１が、湾曲面５５が形成された湾曲板から構成されている場合、隣り合う二つの柱部材３１の上流側外周面３０ａに対して、サイドフレーム５１の外面（湾曲面５５）が広い範囲に亘って接触することになり、平板状の鋼板から構成した場合と比較して大きな摩擦抵抗力を発揮可能となる。

また、ここでいう二つの円形鋼管３０の互いに対向する上流側外周面３０ａとは、図１２（ａ）に示す範囲Ｒ１に相当する円形鋼管３０の外周面のことをいう。

礫体捕捉部材５のサイドフレーム５１は、上述の実施形態例においてこれを得る方法として、鋼板を湾曲させた例を説明したが、これに限定するものではなく、例えば、円形鋼管をその軸方向に沿って切断することによって得てもよい。

礫体捕捉部材５の横桟５３は、断面円形の鋼管から構成されて、礫体との衝突時において横桟５３そのものが変形することにより衝撃時の衝撃を吸収し易い構成とされている。横桟５３は、断面角型の鋼管から構成されていてもよく、この場合にも同様に礫体との衝突時の衝撃を吸収し易くなる。なお、このような衝撃時の衝撃を容易に吸収する機能が発揮されてないことになるが、横桟５３は、各種断面形状の形鋼等の棒状、板状部材によって構成されていてもよい。一対のサイドフレーム５１間に架設される横桟５３の個数は特に限定するものではない。また、横桟５３を断面円形の鋼管から構成する場合、その肉厚、直径は、例えば、スリットダム本体３を構成する円形鋼管３０の直径、肉厚に対して１／２〜３／４程度で構成することが好ましい。

礫体捕捉部材５の上フランジ片６１、下フランジ片６３並びに円形鋼管３０に設けられる上側ブラケット７１、下側ブラケット７３は、上述の実施形態例において鋼板のような板状部材を用いた例を説明したが、その形状については特に限定するものではない。

本発明を適用した鋼製スリットダムの一部横断正面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 スリットダム本体の構成を示す一部横断正面図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図である。 図１のＣ部拡大図である。 図５のＤ−Ｄ線断面図である。 （ａ）は図６のＥ−Ｅ線断面図であり、（ｂ）は図６のＦ−Ｆ線断面図である。 本発明の作用効果について説明するためのモデル図である。 スリットダム本体の他の構成を示す一部横断正面図である。 図９のＧ−Ｇ線断面図である。 他の構成からなるスリットダム本体に対して礫体捕捉部材を取り付けた状態を示す一部縦断側面図である。 本発明の他の実施形態例について説明するための概略平面断面図である。 従来技術について説明するための一部横断正面図である。 従来技術について説明するための一部縦断側面図である。

符号の説明

１ 鋼製スリットダム
３ スリットダム本体
５ 礫体捕捉部材
７ 土木構造体
９ コンクリート基礎
３０ 円形鋼管
３０ａ 上流側外周面
３１ 上流側柱部材
３３ 下流側柱部材
３５ 奥行部材
３７ 水平部材
５１ サイドフレーム
５２ サイドフレーム
５３ 横桟
５５ 湾曲面
５６ 外面
５７ 内面
６１ 上フランジ片
６１ａ 側面
６３ 下フランジ片
６３ａ 側面
６５ ボルト挿通孔
７１ 上側ブラケット
７１ａ 側面
７３ 下側ブラケット
７３ａ 側面
７５ ボルト挿通孔
７７ ボルト
７９ ナット

Claims (7)

1. 河川の川幅方向に間隔を空けて形成された土木構造体間に配置される鋼製スリットダムにおいて、
   上記川幅方向に間隔を空けて略平行に設けられた円形鋼管からなる複数の柱部材と、
   上記複数の柱部材のうち、隣り合う二つの柱部材の互いに対向する上流側外周面にそれぞれの外面が対面されて設けられる一対のサイドフレームと、上記一対のサイドフレーム間に架設される横桟とを有する礫体捕捉部材とを備えること
   を特徴とする鋼製スリットダム。
2. 上記一対のサイドフレームの外面は、上記二つの柱部材の上流側外周面に応じた形状の湾曲面から形成されてなること
   を特徴とする請求項１に記載の鋼製スリットダム。
3. 上記一対のサイドフレームは、河川の上流側から流下される礫体と上記横桟との衝突時において、上記二つの柱部材の上流側外周面に対して当該サイドフレームの外面を摺動可能な状態で設けられていること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の鋼製スリットダム。
4. 上記一対のサイドフレームは、その下端又は上端において設けられたフランジ片と、上記フランジ片の下方又は上方において上記柱部材に設けられたブラケットとに形成された挿通孔にボルトが挿通されて、上記二つの柱部材の上流側外周面に設けられていること
   を特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の鋼製スリットダム。
5. 上記礫体捕捉部材は、上記一対のサイドフレームの間において架設される複数の横桟を有すること
   を特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の鋼製スリットダム。
6. 請求項１〜５に記載の鋼製スリットダムの損傷した礫体捕捉部材を補修する鋼製スリットダムの補修方法であって、
   損傷した礫体捕捉部材を上記二つの柱部材間から取り除き、
   新たに用意した礫体捕捉部材を当該二つの柱部材間に配置すること
   を特徴とする鋼製スリットダムの補修方法。
7. 請求項１〜５に記載の鋼製スリットダムに用いられ、上記一対のサイドフレームと、上記横桟とを有すること
   を特徴とする礫体捕捉部材。

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