JP2023115481A - 捕捉体及び堰堤 - Google Patents

Abstract

【課題】捕捉体を乗り越えた岩石や流木によって捕捉体が破損しないようにすること。【解決手段】河川の上流から流れてくる流水を通すとともに流水に含まれる物体を捕捉する捕捉体（３）は、河川の上流側に設けられ、物体を捕捉する上流側ユニット（６）と、河川の下流側に設けられ、中央部が上流側ユニット（６）に向けて突出するように曲げて形成された下流側ユニット（７）と、上流側ユニット（６）と下流側ユニット（７）とを連結する連結ユニット（８）と、を備え、下流側ユニット（７）の各端部は、捕捉体（３）における河川を横切る方向両側に構築された非越流部（１）に取り付けられており、下流側ユニット（７）は、その長手方向に沿った軸線が正多角形の軌跡を辿るように形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、捕捉体及び堰堤に関する。

河川の土石流対策工として、上流から流れてくる岩石や流木等を捕捉する捕捉体を備えた堰堤（いわゆる透過型堰堤）が知られている。堰堤は、河川の両岸からそれぞれ突き出た一対の非越流部を備えている。非越流部の間には水を通す開口部が設けられている。
捕捉体は、開口部に設けられており、径の小さい土砂や水を通過させつつ、径の大きな岩石や流木等を捕捉する。捕捉体は、河川の流れ方向において上流側に面する上流側ユニットと、下流側に面する下流側ユニットとを有しており、両ユニットは互いに上方に向かうにつれて近づくように傾斜して延びており、その上端部近傍において互いに連結されている。捕捉体は、開口部の幅方向にわたって設けられており、その下端部においてコンクリート基礎に取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。捕捉体に土石流が衝突すると、捕捉体を下流側に倒そうとする力が作用する。捕捉体は、この力を下端部からコンクリート基礎に伝えることによって転倒しないようになっている。

特開２０１７－１０１５０２号公報

ところで、大きな河川や大量の土石流が予測される河川においては、コンクリート基礎下から上端までの高さが１５ｍ以上のハイダムが設けられることが多い。ハイダムの場合、捕捉体も高く構築する必要があるが、上流側ユニットと下流側ユニットは互いに上方に向かうにつれて近づくように傾斜して延びているので、捕捉体が高くなるほど、河川の流水方向に沿った捕捉体の上端部と下端部の距離が大きくなる。
そのため、捕捉体を乗り越えた岩石や流木が下流側ユニットの下端部に向けて落下し、下流側ユニットが破損し、捕捉体に作用する力をコンクリート基礎に伝えることができなくなるという問題があった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、捕捉体を乗り越えた岩石や流木によって捕捉体が破損しない技術を提供することを目的とする。

本発明に係る一態様は、河川の上流から流れてくる流水を通すとともに流水に含まれる物体を捕捉する捕捉体であって、河川の上流側に設けられ、前記物体を捕捉する上流側ユニットと、河川の下流側に設けられ、中央部が前記上流側ユニットに向けて突出するように曲げて形成された下流側ユニットと、前記上流側ユニットと前記下流側ユニットとを連結する連結ユニットと、を備え、前記下流側ユニットの各端部は、前記捕捉体における河川を横切る方向両側に構築された非越流部に取り付けられており、前記下流側ユニットは、その長手方向に沿った軸線が正多角形の軌跡を辿るように形成されていることを特徴とする。

また、前記下流側ユニットは、複数の横材が連結されており、隣接する前記横材の軸線のなす角度が全て等しいことが好ましい。

また、前記下流側ユニットは、隣接する一方の横材を連結する第１の連結部と、隣接する他方の横材を連結する第２の連結部とを有する複数の縦材を備え、前記第１の連結部の軸線と前記第２の連結部の軸線とのなす角度が全て等しいことが好ましい。

また、前記第１の連結部及び前記第２の連結部は、一つの縦材に複数設けられていることが好ましい。

また、各横材は、軸線方向に沿った長さが等しく形成されていることが好ましい。

また、前記上流側ユニットは、中央部が河川の上流側に向けて突出するように曲げて形成されており、前記上流側ユニットの各端部は、前記非越流部に取り付けられており、前記上流側ユニットは、その長手方向に沿った軸線が正多角形の軌跡を辿るように形成されていることが好ましい。

また、前記上流側ユニットは、複数の横材が連結されており、隣接する前記横材の軸線のなす角度が全て等しいことが好ましい。

また、前記上流側ユニットは、隣接する一方の横材を連結する第１の連結部と、隣接する他方の横材を連結する第２の連結部とを有する複数の縦材を備え、前記第１の連結部の軸線と前記第２の連結部の軸線とのなす角度が全て等しいことが好ましい。

また、前記第１の連結部及び前記第２の連結部は、一つの縦材に複数設けられていることが好ましい。

また、各横材は、軸線方向に沿った長さが等しく形成されていることが好ましい。

本発明に係る一態様は、堰堤であって、河川の両岸からそれぞれ突き出た一対の非越流部と、前記一対の非越流部の間の開口部に設けられた、上記の捕捉体と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、捕捉体を乗り越えた岩石や流木によって捕捉体が破損しない。

非越流部内を透視した堰堤の斜視図である。 堰堤の正面図である。 堰堤の平面図である。 （ａ）は縦材の正面図、（ｂ）は縦材の平面図、（ｃ）は縦材の側面図である。 （ａ）は縦材の正面図、（ｂ）は縦材の平面図、（ｃ）は縦材の側面図である。 （ａ）は縦材の正面図、（ｂ）は縦材の平面図、（ｃ）は縦材の側面図である。 堰堤の構築方法を説明する図である。 堰堤の構築方法を説明する図である。 堰堤の構築方法を説明する図である。 堰堤の構築方法を説明する図である。 堰堤の構築方法を説明する図である。 堰堤の斜視図である。 非越流部内を透視した堰堤の変形例を示す斜視図である。 堰堤の変形例を示す平面図である。

本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

＜堰堤の構成＞
図１～図３に示すように、堰堤１００は、一般に透過型堰堤と呼ばれるものであり、一対の非越流部１と、開口部２と、捕捉体３と、架台４と、を備えている。なお、以下において、縦方向は堰堤１００の高さ方向（河川の深さ方向）をいい、横方向は堰堤１００の高さ方向に直交する堰堤１００の幅方向（河川の幅方向）をいうものとする。

非越流部１は、例えば、コンクリートにより形成された壁体である。一対の非越流部１は、それぞれ、河川の両岸から河川を横断するように河川の中央に向かって延びている。一対の非越流部１の間には、所定の間隔があけられており、開口部２が形成されている。非越流部１は、河床に形成された基礎１１（図７参照）にコンクリートが上方に向かって打設されることにより構築されている。

開口部２は、一対の非越流部１間に形成された空間であり、捕捉体３が設置される。これにより、土石流に含まれる大きな岩石や流木を捕捉体３で捕捉しつつ、水、砂、小礫等を通過させる。開口部２の底部には、基礎２１が形成されている。基礎２１は、河床に形成されており、例えば、コンクリートによって形成されている。

捕捉体３は、河川の上流から流れてくる流水を通すとともに、大きな岩石や流木といった物体を捕捉するものであり、開口部２において、開口部２の基礎２１と、河川の流れ方向両側（河川を横切る方向両脇）にある非越流部１の側面とに取り付けられている。捕捉体３は、例えば、高堰堤（ハイダム）に適用される。ここで、「高堰堤（ハイダム）」とは、堰堤の基礎が設置される河川の河床（底部）から、捕捉体３の上端までの高さ（堤高）が１５ｍ以上の堰堤のことをいう。高堰堤は、主に、大きな河川や、大量の土石流が予測される河川に設けられる。

捕捉体３は、上流側ユニット６と、下流側ユニット７と、連結ユニット８と、を備えている。
上流側ユニット６は、河川の上流側に設けられており、堰堤１００の上流側から流れてきた土石流に含まれる岩石や流木等の物体を捕捉する機能部材である。すなわち、上流側ユニット６は、土石流の衝撃が直接作用するユニットである。
上流側ユニット６は、堰堤１００を平面視した際に、河川を横切る方向（堰堤１００の幅方向）に沿って直線状に設けられている。
上流側ユニット６は、複数の縦材６１と、複数の横材６２と、を備えている。

複数の縦材６１は、堰堤１００の高さ方向に沿って設けられており、高さ方向に隣接する横材６１が連結される。複数の縦材６１は、堰堤１００の幅方向に沿って並んで配置されている。隣接する縦材６１間の間隔は、土石流の発生時に捕捉すべき岩石の径よりも小さくしておくことが好ましい。また、隣接する縦材６１間の間隔は、捕捉体３の幅方向一端から他端にわたって全て同じ間隔としてもよいし、捕捉体３の幅方向中央付近のみ間隔を狭くする等、想定される土石流の規模に応じて自由に変更可能である。
縦材６１は、例えば、円筒状に形成され、長手方向に沿った軸線が直線となる鋼管から形成されている。捕捉体３においては、複数の縦材６１が長手方向に連結されており、各縦材６１は、長手方向の端部に設けられたフランジ部を介して互いに連結されている。例えば、捕捉体３は、三つの縦材６１を備えている。なお、各縦材６１は、フランジ部を設けることなく、端部同士を溶接にて連結してもよいが、土石流衝突後の交換作業を考慮すると、フランジ部を用いた連結が好ましい。

各縦材６１は、長手方向の端部間に横材６２と連結する複数の連結部６３，６４を備えている。
具体的には、捕捉体３において最も下方に配置され、下端部が開口部２の基礎２１に埋設される縦材６１は、長手方向端部間において、隣接する一方の横材６２を連結する二つの第１の連結部６３と、隣接する他方の横材６２を連結する二つの第２の連結部６４とを備えている。対となる第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、同じ高さとなる位置に設けられている。第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、例えば、円筒状に形成され、長手方向に沿った軸線が直線となる鋼管から形成されている。第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、縦材６１の長手方向に直交する方向に延在しており、一端が縦材６１に溶接等によって接合されており、他端には横材６２と連結するフランジ部が設けられている。なお、第１の連結部６３及び第２の連結部６４の一端は、フランジ部を介して縦材６１に連結されていてもよい。
ここで、図３に示すように、第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、それぞれの軸線同士がなす角度θ１が全て１８０度となるように縦材６１に設けられている。

捕捉体３において下から二段目に配置される縦材６１は、長手方向端部間において、隣接する一方の横材６２を連結する三つの第１の連結部６３と、隣接する他方の横材６２を連結する三つの第２の連結部６４とを備えている。対となる第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、同じ高さとなる位置に設けられている。第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、例えば、円筒状に形成され、長手方向に沿った軸線が直線となる鋼管から形成されている。第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、縦材６１の長手方向に直交する方向に延在しており、一端が縦材６１に溶接等によって接合されており、他端には横材６２と連結するフランジ部が設けられている。なお、第１の連結部６３及び第２の連結部６４の一端は、フランジ部を介して縦材６１に連結されていてもよい。
ここで、図３に示すように、第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、それぞれの軸線同士がなす角度θ１が全て１８０度となるように縦材６１に設けられている。

捕捉体３において最も上方に配置される縦材６１は、長手方向端部間において、隣接する一方の横材６２を連結する五つの第１の連結部６３と、隣接する他方の横材６２を連結する五つの第２の連結部６４とを備えている。対となる第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、同じ高さとなる位置に設けられている。第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、例えば、円筒状に形成され、長手方向に沿った軸線が直線となる鋼管から形成されている。第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、縦材６１の長手方向に直交する方向に延在しており、一端が縦材６１に溶接等によって接合されており、他端には横材６２と連結するフランジ部が設けられている。なお、第１の連結部６３及び第２の連結部６４の一端は、フランジ部を介して縦材６１に連結されていてもよい。
ここで、図３に示すように、第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、それぞれの軸線同士がなす角度θ１が全て１８０度となるように縦材６１に設けられている。

複数の横材６２は、河川を横切る方向に沿って設けられており、堰堤１００の高さ方向に沿って並んで配置されている。隣接する横材６２間の間隔は、土石流の発生時に捕捉すべき岩石の径よりも小さくしておくことが好ましい。また、隣接する横材６２間の間隔は、捕捉体３の上端から下端にわたって全て同じ間隔としてもよいし、捕捉体３の上方のみ間隔を狭くする等、想定される土石流の規模に応じて自由に変更可能である。
横材６２は、例えば、円筒状に形成され、長手方向に沿った軸線が直線となる鋼管から形成されている。各横材６２は、長手方向の端部に設けられたフランジ部を介して縦材６１の第１の連結部６３及び第２の連結部６４に連結されている。なお、各横材６２は、フランジ部を設けることなく、端部同士を溶接にて連結してもよいが、土石流衝突後の交換作業を考慮すると、フランジ部を用いた連結が好ましい。
横材６２のうち、河川の幅方向における最も外側に配置された横材６２は、長手方向の一方の端部がそれぞれ対向する非越流部１の側壁に取り付けられている。具体的には、図１に示すように、横材６２の端部は、架台４に連結されており、この架台４が非越流部１に埋設されることにより、各横材６２は非越流部１に固定される。

下流側ユニット７は、上流側ユニット６から見て河川の下流側に設けられており、上流側ユニット６に作用する土石流の衝撃荷重が連結ユニット８を介して伝達され、捕捉体３を支持する。
下流側ユニット７は、堰堤１００を平面視した際に、河川を横切る方向に沿って設けられており、その延在方向における中央部が上流側ユニット６に向けて突出するように曲げて形成されている。具体的には、下流側ユニット７は、平面視した際に、その長手方向に沿った軸線が正多角形の軌跡を辿るように形成されている。すなわち、下流側ユニット７は、アーチ構造を採用しており、連結ユニット８を介して上流側ユニット６から伝達された土石流の衝撃荷重を圧縮力で支持する構造部材である。
下流側ユニット７は、複数の縦材７１と、複数の横材７２と、を備えている。

複数の縦材７１は、堰堤１００の高さ方向に沿って設けられており、高さ方向に隣接する横材７１が連結される。複数の縦材７１は、堰堤１００の幅方向に沿って並んで配置されている。隣接する縦材７１間の間隔は、土石流の発生時に捕捉すべき岩石の径よりも小さくしておくことが好ましい。また、隣接する縦材７１間の間隔は、捕捉体３の幅方向一端から他端にわたって全て同じ間隔としてもよいし、捕捉体３の幅方向中央付近のみ間隔を狭くする等、想定される土石流の規模に応じて自由に変更可能である。
縦材７１は、例えば、円筒状に形成され、長手方向に沿った軸線が直線となる鋼管から形成されている。捕捉体３においては、複数の縦材７１が長手方向に連結されており、各縦材７１は、長手方向の端部に設けられたフランジ部を介して互いに連結されている。例えば、図４～図６に示すように、捕捉体３は、三つの縦材７１を備えている。なお、各縦材７１は、フランジ部を設けることなく、端部同士を溶接にて連結してもよいが、土石流衝突後の交換作業を考慮すると、フランジ部を用いた連結が好ましい。

各縦材７１は、長手方向の端部間に横材７２と連結する複数の連結部７３，７４を備えている。
具体的には、図４に示すように、捕捉体３において最も下方に配置され、下端部が開口部２の基礎２１に埋設される縦材７１は、長手方向端部間において、隣接する一方の横材７２を連結する二つの第１の連結部７３と、隣接する他方の横材７２を連結する二つの第２の連結部７４とを備えている。対となる第１の連結部７３及び第２の連結部７４は、同じ高さとなる位置に設けられている。第１の連結部７３及び第２の連結部７４は、例えば、円筒状に形成され、長手方向に沿った軸線が直線となる鋼管から形成されている。第１の連結部７３及び第２の連結部７４は、縦材７１の長手方向に直交する方向に延在しており、一端が縦材７１に溶接等によって接合されており、他端には横材７２と連結するフランジ部が設けられている。なお、第１の連結部７３及び第２の連結部７４の一端は、フランジ部を介して縦材７１に連結されていてもよい。
ここで、第１の連結部７３及び第２の連結部７４は、それぞれの軸線同士がなす角度θ２が全て同じ角度（例えば、１６５度程度）となるように縦材７１に設けられている。また、第１の連結部７３及び第２の連結部７４は、長手方向に沿った長さが全て同じ長さとなるように形成されている。

図５に示すように、捕捉体３において下から二段目に配置される縦材７１は、長手方向端部間において、隣接する一方の横材７２を連結する三つの第１の連結部７３と、隣接する他方の横材７２を連結する三つの第２の連結部７４とを備えている。対となる第１の連結部７３及び第２の連結部７４は、同じ高さとなる位置に設けられている。第１の連結部７３及び第２の連結部７４は、例えば、円筒状に形成され、長手方向に沿った軸線が直線となる鋼管から形成されている。第１の連結部７３及び第２の連結部７４は、縦材７１の長手方向に直交する方向に延在しており、一端が縦材７１に溶接等によって接合されており、他端には横材７２と連結するフランジ部が設けられている。なお、第１の連結部７３及び第２の連結部７４の一端は、フランジ部を介して縦材７１に連結されていてもよい。
ここで、第１の連結部７３及び第２の連結部７４は、それぞれの軸線同士がなす角度θ２が全て同じ角度（例えば、１６５度程度）となるように縦材７１に設けられている。また、第１の連結部７３及び第２の連結部７４は、長手方向に沿った長さが全て同じ長さとなるように形成されている。

図６に示すように、捕捉体３において最も上方に配置される縦材７１は、長手方向端部間において、隣接する一方の横材７２を連結する五つの第１の連結部７３と、隣接する他方の横材７２を連結する五つの第２の連結部７４とを備えている。対となる第１の連結部７３及び第２の連結部７４は、同じ高さとなる位置に設けられている。第１の連結部７３及び第２の連結部７４は、例えば、円筒状に形成され、長手方向に沿った軸線が直線となる鋼管から形成されている。第１の連結部７３及び第２の連結部７４は、縦材７１の長手方向に直交する方向に延在しており、一端が縦材７１に溶接等によって接合されており、他端には横材７２と連結するフランジ部が設けられている。なお、第１の連結部７３及び第２の連結部７４の一端は、フランジ部を介して縦材７１に連結されていてもよい。
ここで、第１の連結部７３及び第２の連結部７４は、それぞれの軸線同士がなす角度θ２が全て同じ角度（例えば、１６５度程度）となるように縦材７１に設けられている。また、第１の連結部７３及び第２の連結部７４は、長手方向に沿った長さが全て同じ長さとなるように形成されている。

複数の横材７２は、河川を横切る方向に沿って設けられており、堰堤１００の高さ方向に沿って並んで配置されている。隣接する横材７２間の間隔は、土石流の発生時に捕捉すべき岩石の径よりも小さくしておくことが好ましい。また、隣接する横材７２間の間隔は、捕捉体３の上端から下端にわたって全て同じ間隔としてもよいし、捕捉体３の上方のみ間隔を狭くする等、想定される土石流の規模に応じて自由に変更可能である。横材７２は、河川の流れ方向において、上流側ユニット６の横材６２に対向する位置に設けられている。
横材７２は、例えば、円筒状に形成され、長手方向に沿った軸線が直線となる鋼管から形成されている。各横材７２は、長手方向の端部に設けられたフランジ部を介して縦材７１の第１の連結部７３及び第２の連結部７４に連結されている。各横材７２は、土石流の衝撃荷重を受け止める機能が求められるので、上流側ユニット６の横材６２を構成する鋼管よりも径の大きな強度の高い鋼管を用いることが好ましい。なお、各横材７２は、フランジ部を設けることなく、端部同士を溶接にて連結してもよいが、土石流衝突後の交換作業を考慮すると、フランジ部を用いた連結が好ましい。
横材７２のうち、河川の幅方向における最も外側に配置された横材７２は、長手方向の一方の端部がそれぞれ対向する非越流部１の側壁に取り付けられている。具体的には、図１に示すように、横材７２の端部は、架台４に連結されており、この架台４が非越流部１に埋設されることにより、各横材７２は非越流部１に固定される。

下流側ユニット７のうち、横材７２の延在方向（軸線方向）における中央部に配置された横材７２が最も上流側ユニット６の横材６２に近い位置にあり、横材７２の端部に向かうにつれて上流側ユニット６の横材６２から離れた位置にある。このような配置となるように横材７２同士を連結することで下流側ユニット７をアーチ状に形成することができる。
また、横材７２は、長手方向に沿った長さが全て同じ長さとなるように形成されている。したがって、下流側ユニット７において、各縦材７１に連なる横材７２、第１の連結部７３、及び第２の連結部７４は、それぞれ全て同じ大きさを有するように形成されている。
さらに、縦材７１に設けられている第１の連結部７３及び第２の連結部７４は、それぞれの軸線同士がなす角度θ２が全て同じ角度（例えば、１６５度程度）をなしているので、第１の連結部７３及び第２の連結部７４に連結された、隣接する横材７２の軸線のなす角度θ２が全て等しくなっている。

連結ユニット８は、上流側ユニット６と下流側ユニット７とを連結するものである。
連結ユニット８は、河川の流れ方向に沿って設けられており、互いに対向する上流側ユニット６の縦材６１と下流側ユニット７の縦材７１とを連結している。すなわち、連結ユニット８は、横材６２，７２と同様に、堰堤１００の高さ方向に沿って並んで配置されている。したがって、隣接する連結ユニット８間の間隔は、土石流の発生時に捕捉すべき岩石の径よりも小さくなるように設けられている。また、隣接する連結ユニット８間の間隔は、横材６２，７２と同様に、捕捉体３の上端から下端にわたって全て同じ間隔としてもよいし、捕捉体３の上方のみ間隔を狭くする等、想定される土石流の規模に応じて自由に変更可能である。
連結ユニット８は、例えば、円筒状に形成され、長手方向に沿った軸線が直線となる鋼管から形成されている。連結ユニット８は、一端部が上流側ユニット６の縦材６１にフランジ部を介して連結されており、他端部が下流側ユニット７の縦材７１にフランジ部を介して連結されている。また、上流側ユニット６及び下流側ユニット７の最上端においては、連結ユニット８は、縦材６１と縦材７１の連結に加えて、一端部が上流側ユニット６の横材６２に連結されており、他端部が下流側ユニット７の横材７２に連結されている。
なお、連結ユニット８は、必ずしもフランジ部を用いた連結に限らず、溶接等によって接合されていてもよい。

架台４は、非越流部１の基礎１１に立設されている。架台４は、捕捉体３に連結されており、堰堤１００の完成時には、捕捉体３に連結された状態で非越流部１に埋設される。
架台４は、捕捉体３を非越流部１に強固に固定するために用いられる。
架台４は、一つの非越流部１につき、上流側ユニット６の横材６２の端部に対向する位置と、下流側ユニット７の横材７２の端部に対向する位置とに設けられている。架台４は、非越流部１の高さ方向に沿って複数連結されており、捕捉体３の各横材６２，７２を連結できる位置に設けられている。
架台４は、複数の縦部４１と、複数の横部４２と、を備えている。

複数の縦部４１は、堰堤１００の高さ方向に沿って設けられている。縦部４１は、例えば、円筒状に形成され、長手方向に沿った軸線が直線となる鋼管から形成されている。縦部４１の両端部には、フランジ部が設けられている。各縦部４１は、その軸線方向端部がフランジ部を介して互いに連結されている。最も下方に配置される縦部４１は、非越流部１の基礎１１（図７参照）に直接設けられており、基礎１１に埋設されている。その結果、架台４の下端部が基礎１１に立設されている。

複数の横部４２は、縦部４１の軸線方向の途中に縦部４１に交差（直交）するように設けられており、堰堤１００の高さ方向に沿って並んで配置されている。横部４２は、例えば、円筒状に形成され、長手方向に沿った軸線が直線となる鋼管から形成されている。各横部４２は、その軸線方向一端部に設けられたフランジ部を介して捕捉体３の横材６２，７２と連結されている。
各横部４２は、一部の縦部４１を貫通するように設けられており、その交差部分において縦部４１に接合されている。すなわち、架台４は、縦部４１を構成する鋼管と、横部４２を構成する鋼管とが互いに接合されて正面視略十字状の一体化された交差管として構成されている。
各横部４２は、長手方向一端部が非越流部１から開口部２に露出するように設けられており、この一端部において横材６２，７２と連結できるように配置されている。
架台４は、横部４２における捕捉体３の横材６２，７２との連結部位を除いて非越流部１に埋設されている。架台４が非越流部１に埋設されることにより、各横材６２，７２の端部は架台４を介して非越流部１に固定され、捕捉体３が非越流部１の側壁に固定される。
架台４は、互いの縦部４１の端部同士を複数連結することにより、非越流部１の高さ方向に延在している。

＜堰堤を構築する方法＞
次に、堰堤１００を構築する方法について説明する。
堰堤１００を構築する際には、図７に示すように、開口部２の幅方向中央近傍から両岸の非越流部１に向けて基礎２１に縦材６１を立設しつつ、隣接する縦材６１間を横材６２で連結して組み立てていく。横材６２は、縦材６１に設けられた第１の連結部６３及び第２の連結部６４に連結することで、縦材６１に連結される。
また、下流側ユニット７についても、上流側ユニット６と同様に、図７に示すように、開口部２の幅方向中央近傍から両岸の非越流部１に向けて基礎２１に縦材７１を立設しつつ、隣接する縦材７１間を横材７２で連結して組み立てていく。横材７２は、縦材７１に設けられた第１の連結部７３及び第２の連結部７４に連結することで、縦材７１に連結される。さらに、上流側ユニット６の縦材６１と下流側ユニット７の縦材７１を連結ユニット８により連結する（第１の工程）。

基礎２１への縦材６１，７１の立設と、横材６２，７２の連結、連結ユニット８による上流側ユニット６の縦材６１と下流側ユニット７の縦材７１の連結を繰り返し、図８に示すように、横材６２，７２の端部がそれぞれ非越流部１の施工領域に直前まで近づいたところで、非越流部１の基礎１１に架台４を立設する（第２の工程）。

非越流部１の基礎１１に架台４を立設した後、図９に示すように、非越流部１に隣接する位置まで設けた縦材６１，７１の連結部６３，６４，７３，７４と架台４の横部４２の端部とを横材６２，７２により連結する。ここで、横材６２，７２の一端部は、フランジ部を介して連結部６３，６４，７３，７４に連結され、横材６２，７２の他端部は、フランジ部を介して架台４の横部４２に連結される（第３の工程）。
これにより、捕捉体３の最下段の部分が完成し、この最下段における横材６２は、架台４に連結されている。

次に、図１０に示すように、非越流部１の基礎１１にコンクリートを打設して非越流部１を構築する（第４の工程）。
ここで、非越流部１の基礎１１には、構築済みの架台４の最も上方に配置された縦部４１の上端部のフランジ部と、構築済みの架台４の横部４２のフランジ部が露出するようにコンクリートが打設され、架台４の大部分が非越流部１に埋設される。
なお、第４の工程は、第１の工程から第３の工程までをさらに複数回繰り返した後に行ってもよい。すなわち、縦材６１，７１と横材６２，７２、及び架台４をさらに複数段にわたって連結してから非越流部１の基礎１１にコンクリートを打設して非越流部１を構築してもよい。

また、第４の工程における非越流部１の構築と同時、あるいは、非越流部１の構築の前後において、開口部２の基礎２１にコンクリートを打設して縦材６１，７１の下端部をコンクリートに埋設する。

次に、図１１に示すように、第１の工程から第３の工程を繰り返して、既に基礎２１に立設された縦材６１，７１に二つ目の縦材６１，７１を連結する。すなわち、最下段の縦材６１，７１の上端に新たな縦材６１，７１を連結しつつ、隣接する縦材６１，７１を横材６２，７２で連結していく。さらに、縦材６１と縦材７１を連結ユニット８により連結する。
そして、横材６２，７２の端部がそれぞれ非越流部１の施工領域に直前まで近づいたところで、架台４の縦部４１の上端に新たな架台４の縦部４１を連結する。その後、非越流部１に隣接する位置まで設けた縦材６１，７１の連結部６３，６４，７３，７４と架台４の横部４２とを横材６２，７２により連結する。
その後、非越流部１の上端面にコンクリートを打設して非越流部１を構築する。ここで、非越流部１の上端面には、構築済みの架台４の最も上方に配置された縦部４１の上端部のフランジ部と、構築済みの架台４の横部４２のフランジ部が露出するようにコンクリートが打設され、架台４の大部分が非越流部１に埋設される。

次に、第１の工程から第３の工程を繰り返して、二つ目の縦材６１，７１に三つ目の縦材６１，７１を連結する。すなわち、二段目の縦材６１，７１の上端に新たな縦材６１，７１を連結しつつ、隣接する縦材６１，７１を横材６２，７２で連結していく。さらに、縦材６１と縦材７１を連結ユニット８により連結すると共に、最上端に配置された対向する横材６２と横材７２を連結ユニット８により連結する。
そして、横材６２，７２の端部がそれぞれ非越流部１の施工領域に直前まで近づいたところで、架台４の縦部４１の上端に新たな架台４の縦部４１を連結する。その後、非越流部１に隣接する位置まで設けた縦材６１，７１の連結部６３，６４，７３，７４と架台４の横部４２とを横材６２，７２により連結する。
その後、非越流部１の上端面にコンクリートを打設して非越流部１を構築する。ここで、非越流部１の上端面には、構築済みの架台４の最も上方に配置された縦部４１の上端部が完全に隠れ、構築済みの架台４の横部４２のフランジ部が露出するようにコンクリートが打設され、架台４の大部分が非越流部１に埋設される。
以上の工程をもって、図１２に示すような堰堤１００を構築する。

以上のような堰堤１００によれば、下流側ユニット７を構成する横材７２が非越流部１に取り付けられているので、土石流に含まれる岩石や流木が上流側ユニット６及び下流側ユニット７の上端を乗り越えて捕捉体３の下方に落下しても、落下した岩石や流木が捕捉体３に衝突しにくくなり、捕捉体３の破損を抑制することができる。また、縦材７１も横材７２の並び方向（捕捉体３の高さ方向）に沿って立設されているので、縦材７１は、横材７２から下流側にはみ出すこともなく、落下した落石等が衝突することもない。
また、下流側ユニット７は、その長手方向に沿った軸線が正多角形の軌跡を辿るように形成されているので、隣接する横材７２の軸線のなす角度θ２が全て等しくなる。これにより、縦材７１における第１の連結部７３と第２の連結部７４のなす角度θ２を等しくすることができるので、縦材７１に連結される第１の連結部７３及び第２の連結部７４を共通化することができる。これに伴い、縦材７１同士を連結する横材７２も同じ長さにすることができるので、下流側ユニット７を構成する横材７２を共通化することができる。よって、縦材７１及び横材７２を何種類も製造する必要がなくなるので、製造コストの削減、品質の向上、製造効率の向上、在庫管理の簡易化を図ることができる。
また、第１の連結部７３及び第２の連結部７４を共通化することで、同じ縦材７１に複数の第１の連結部７３及び第２の連結部７４を設けることができ、縦材７１の長尺化を図り、縦材７１の連結箇所を減らすことができる。

また、捕捉体３は、非越流部１を構築するコンクリートに埋設された架台４に連結されているので、捕捉体３は、非越流部１に強固に固定される。これにより、捕捉体３に作用する土石流の荷重の一部を非越流部１に逃がすことができ、捕捉体３の押し抜きや引き抜きに対する耐力が向上する。
また、架台４は、ともに鋼管から形成された縦部４１と横部４２というシンプルな構成であるため、捕捉体３の縦材６１，７１及び横材６２，７２と同じ部材を用いることができ、連結作業を容易に行うことができる。

＜変形例＞
また、図１３、図１４に示すような捕捉体３Ａを備えた堰堤２００としてもよい。
捕捉体３Ａは、図１～図６に示す捕捉体３において、上流側ユニット６の構成を上流側ユニット６Ａに変更したものである。以下では、捕捉体３Ａにおける捕捉体３との相違点である上流側ユニット６Ａについて説明する。
図１３、図１４に示すように、捕捉体３Ａは、上流側ユニット６Ａと、下流側ユニット７Ａと、連結ユニット８Ａと、を備えている。
上流側ユニット６Ａは、河川の上流側に設けられており、堰堤２００の上流側から流れてきた土石流に含まれる岩石や流木等の物体を捕捉する。すなわち、上流側ユニット６Ａは、土石流の衝撃が直接作用するユニットである。
上流側ユニット６Ａは、堰堤２００を平面視した際に、河川を横切る方向に沿って設けられており、その延在方向における中央部が河川の上流に向けて突出するように曲げて形成されている。具体的には、上流側ユニット６Ａは、平面視した際に、その長手方向に沿った軸線が正多角形の軌跡を辿るように形成されている。すなわち、上流側ユニット６Ａは、湾曲したアーチ構造を採用しており、上流側ユニット６Ａの温度応力（温度変化に伴って構造物に生じる内部応力（例えば、外気温の変化による各構成部材の伸縮に伴う応力など））に対する合成応力度を小さくした構造となっている。
上流側ユニット６Ａは、複数の縦材６１と、複数の横材６２とが連結されて構成されている。

複数の縦材６１は、堰堤２００の高さ方向に沿って設けられており、高さ方向に隣接する横材６２が連結される。複数の縦材６１は、堰堤２００の幅方向に沿って並んで配置されている。隣接する縦材６１間の間隔は、土石流の発生時に捕捉すべき岩石の径よりも小さくしておくことが好ましい。また、隣接する縦材６１間の間隔は、捕捉体３Ａの幅方向一端から他端にわたって全て同じ間隔としてもよいし、捕捉体３Ａの幅方向中央付近のみ間隔を狭くする等、想定される土石流の規模に応じて自由に変更可能である。
縦材６１は、例えば、円筒状に形成され、長手方向に沿った軸線が直線となる鋼管から形成されている。捕捉体３Ａにおいては、複数の縦材６１が長手方向に連結されており、各縦材６１は、長手方向の端部に設けられたフランジ部を介して互いに連結されている。例えば、図１３に示すように、捕捉体３Ａは、三つの縦材６１を備えている。なお、各縦材６１は、フランジ部を設けることなく、端部同士を溶接にて連結してもよいが、土石流衝突後の交換作業を考慮すると、フランジ部を用いた連結が好ましい。

各縦材６１は、長手方向の端部間に横材６２と連結する複数の連結部６３，６４を備えている。
具体的には、捕捉体３Ａにおいて最も下方に配置され、下端部が開口部２の基礎２１に埋設される縦材６１は、長手方向端部間において、隣接する一方の横材６２を連結する二つの第１の連結部６３と、隣接する他方の横材６２を連結する二つの第２の連結部６４とを備えている。対となる第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、同じ高さとなる位置に設けられている。第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、例えば、円筒状に形成され、長手方向に沿った軸線が直線となる鋼管から形成されている。第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、縦材６１の長手方向に直交する方向に延在しており、一端が縦材６１に溶接等によって接合されており、他端には横材６２と連結するフランジ部が設けられている。なお、第１の連結部６３及び第２の連結部６４の一端は、フランジ部を介して縦材６１に連結されていてもよい。
ここで、図１４に示すように、第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、それぞれの軸線同士がなす角度θ３が全て同じ角度（例えば、１６５度程度）となるように縦材６１に設けられている。また、第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、長手方向に沿った長さが全て同じ長さとなるように形成されている。

捕捉体３Ａにおいて下から二段目に配置される縦材６１は、長手方向端部間において、隣接する一方の横材６２を連結する三つの第１の連結部６３と、隣接する他方の横材６２を連結する三つの第２の連結部６４とを備えている。対となる第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、同じ高さとなる位置に設けられている。第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、例えば、円筒状に形成され、長手方向に沿った軸線が直線となる鋼管から形成されている。第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、縦材６１の長手方向に直交する方向に延在しており、一端が縦材６１に溶接等によって接合されており、他端には横材６２と連結するフランジ部が設けられている。なお、第１の連結部６３及び第２の連結部６４の一端は、フランジ部を介して縦材６１に連結されていてもよい。
ここで、第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、それぞれの軸線同士がなす角度θ３が全て同じ角度（例えば、１６５度程度）となるように縦材６１に設けられている。また、第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、長手方向に沿った長さが全て同じ長さとなるように形成されている。

捕捉体３Ａにおいて最も上方に配置される縦材６１は、長手方向端部間において、隣接する一方の横材６２を連結する五つの第１の連結部６３と、隣接する他方の横材６２を連結する五つの第２の連結部６４とを備えている。対となる第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、同じ高さとなる位置に設けられている。第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、例えば、円筒状に形成され、長手方向に沿った軸線が直線となる鋼管から形成されている。第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、縦材６１の長手方向に直交する方向に延在しており、一端が縦材６１に溶接等によって接合されており、他端には横材６２と連結するフランジ部が設けられている。なお、第１の連結部６３及び第２の連結部６４の一端は、フランジ部を介して縦材６１に連結されていてもよい。
ここで、第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、それぞれの軸線同士がなす角度θ３が全て同じ角度（例えば、１６５度程度）となるように縦材６１に設けられている。また、第１の連結部６３及び第２の連結部６４は、長手方向に沿った長さが全て同じ長さとなるように形成されている。

複数の横材６２は、河川を横切る方向に沿って設けられており、堰堤２００の高さ方向に沿って並んで配置されている。隣接する横材６２間の間隔は、土石流の発生時に捕捉すべき岩石の径よりも小さくしておくことが好ましい。また、隣接する横材６２間の間隔は、捕捉体３Ａの上端から下端にわたって全て同じ間隔としてもよいし、図１３に示すように、捕捉体３Ａの上方のみ間隔を狭くする等、想定される土石流の規模に応じて自由に変更可能である。横材６２は、河川の流れ方向において、下流側ユニット７Ａの横材７２に対向する位置に設けられている。
横材６２は、例えば、円筒状に形成され、長手方向に沿った軸線が直線となる鋼管から形成されている。各横材６２は、長手方向の端部に設けられたフランジ部を介して縦材６１の第１の連結部６３及び第２の連結部６４に連結されている。なお、各横材６２は、フランジ部を設けることなく、端部同士を溶接にて連結してもよいが、土石流衝突後の交換作業を考慮すると、フランジ部を用いた連結が好ましい。また、第１の連結部６３と第２の連結部６４は、横材６２でアーチ形状をなすように、その軸線のなす角度が所定の角度で縦材６１に取り付けられている。横材６２を連結した梁部分の曲がり具合は、横材６２の本数や捕捉体３Ａの幅によって決まる。
横材６２のうち、河川の幅方向における最も外側に配置された横材６２は、長手方向の一方の端部がそれぞれ対向する非越流部１の側壁に取り付けられている。具体的には、図９に示すように、横材６２の端部は、架台４に連結されており、この架台４が非越流部１に埋設されることにより、各横材６２は非越流部１に固定される。なお、架台４の構成は、上述した図１に示す構成と同じであるため、説明を省略する。

下流側ユニット７Ａは、上流側ユニット６Ａから見て河川の下流側に設けられており、上流側ユニット６Ａに作用する土石流の衝撃荷重が連結ユニット８Ａを介して伝達され、捕捉体３Ａを支持する。
下流側ユニット７Ａは、堰堤２００を平面視した際に、河川を横切る方向に沿って設けられており、その延在方向における中央部が上流側ユニット６Ａに向けて突出するように曲げて形成されている。すなわち、下流側ユニット７Ａは、湾曲したアーチ構造を採用しており、連結ユニット８Ａを介して上流側ユニット６Ａから伝達された土石流の衝撃荷重を圧縮力で支持する構造部材である。
下流側ユニット７Ａは、複数の縦材７１と、複数の横材７２とが連結されて構成されている。
なお、下流側ユニット７Ａの構成は、上記の実施の形態における下流側ユニット７と同様であるため、詳細な説明を省略するが、図１４に示すように、各縦材７１に設けられている第１の連結部７３及び第２の連結部７４は、それぞれの軸線同士がなす角度θ４が全て同じ角度（例えば、１６５度程度）となるように縦材７１に設けられている。また、第１の連結部７３及び第２の連結部７４は、長手方向に沿った長さが全て同じ長さとなるように形成されている。

連結された横材６２，７２は、その延在方向（横材６２，７２の軸線方向）における中央部が河川の上流側に向けて最も突出するように曲げられてアーチ状に形成されている。横材６２，７２は、平面視した際に、河川の流れ方向において互いに対向する横材６２と横材７２とが一端から他端にわたってほぼ等間隔となるように設けられている。すなわち、河川の流れ方向に沿って対向する横材６２と横材７２とが同じ長さの複数の連結ユニット８Ａによって連結されている。各縦材６１は、各横材６２同士を連結し、各縦材７１は、各横材７２同士を連結する。
また、横材６２，７２は、長手方向に沿った長さが全て同じ長さとなるように形成されている。したがって、上流側ユニット６Ａ及び下流側ユニット７Ａにおいて、各縦材６１，７１に連なる横材６２，７２、第１の連結部６３，７３、及び第２の連結部６４，７４は、それぞれ全て同じ大きさを有するように形成されている。
さらに、縦材６１，７１に設けられている第１の連結部６３，７３及び第２の連結部６４，７４は、それぞれの軸線同士がなす角度θ３及び角度θ４が全て同じ角度（例えば、１６５度程度）をなしているので、第１の連結部６３，７３及び第２の連結部６４，７４に連結された、隣接する横材６２，７２の軸線のなす角度θ３，θ４が全て等しくなっている。

連結ユニット８Ａは、上流側ユニット６Ａと下流側ユニット７Ａとを連結するものである。
連結ユニット８Ａは、河川の流れ方向に沿って設けられており、互いに対向する上流側ユニット６Ａの縦材６１と下流側ユニット７Ａの縦材７１とを連結している。
なお、連結ユニット８Ａの構成は、上記の実施の形態における連結ユニット８と同様であるため、説明を省略する。

以上のように、堰堤２００によれば、堰堤１００と同様の効果を奏するほか、上流側ユニット６Ａは、非越流部１に固定されているので、土石流による衝撃荷重を非越流部１に逃がすことができる。その際、温度応力を検討すると、上流側ユニット６Ａが直線状に形成されている場合には合成応力度が大きくなる。ハイダムのように、堰堤の高さや幅が大きくなるほど、温度応力は大きくなる。
しかし、図１３～図１４に示す捕捉体３Ａのように、上流側ユニット６Ａは曲げて形成されているので、両端部が架台４を介して非越流部１に固定されている場合であっても、温度応力に対する合成応力度を小さくすることができる。これにより、堰堤２００の強度を高めつつ、温度応力に対する合成応力度を小さくすることができ、上流側ユニット６Ａの鋼管径を小さくすることもできるようになる。
また、上流側ユニット６Ａと下流側ユニット７Ａを捕捉体３Ａの幅方向全域にわたって等間隔に配置し、第１の連結部６３，７３と第２の連結部６４，７４がなす角度を等しくすることで、上流側ユニット６Ａと下流側ユニット７Ａの縦材６１，７１、横材６２，７２、第１の連結部６３，７３及び第２の連結部６４，７４の部材の共通化、連結ユニット８Ａの共通化を図ることができる。これに伴い、上流側ユニット６Ａの上端と下流側ユニット７Ａの上端とを連結して、上流側ユニット６Ａと下流側ユニット７Ａの間への岩石や流木の落下を防ぐカバー部材の設置も容易にすることができる。

＜その他＞
なお、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更してもよい。
例えば、捕捉体３の下流側ユニット７は、その長手方向に沿った軸線が円弧の軌跡を辿るように形成されていてもよい。この場合、第１の連結部７３、第２の連結部７４、及び横材７２は、同じ曲率で形成する必要がある。
また、捕捉体３は、ハイダムと呼ばれる堰堤１００に設けられた例を説明したが、ハイダムではない堰堤に設けてもよい。

１ 非越流部
１１ 基礎
２ 開口部
２１ 基礎
３、３Ａ 捕捉体
４ 架台
４１ 縦部
４２ 横部
６、６Ａ 上流側ユニット
６１ 縦材
６２ 横材
６３ 第１の連結部
６４ 第２の連結部
７、７Ａ 下流側ユニット
７１ 縦材
７２ 横材
７３ 第１の連結部
７４ 第２の連結部
８、８Ａ 連結ユニット
１００、２００ 堰堤

Claims (11)

1. 河川の上流から流れてくる流水を通すとともに流水に含まれる物体を捕捉する捕捉体であって、
   河川の上流側に設けられ、前記物体を捕捉する上流側ユニットと、
   河川の下流側に設けられ、中央部が前記上流側ユニットに向けて突出するように曲げて形成された下流側ユニットと、
   前記上流側ユニットと前記下流側ユニットとを連結する連結ユニットと、を備え、
   前記下流側ユニットの各端部は、前記捕捉体における河川を横切る方向両側に構築された非越流部に取り付けられており、
   前記下流側ユニットは、その長手方向に沿った軸線が正多角形の軌跡を辿るように形成されていることを特徴とする捕捉体。
2. 前記下流側ユニットは、複数の横材が連結されており、
   隣接する前記横材の軸線のなす角度が全て等しいことを特徴とする請求項１に記載の捕捉体。
3. 前記下流側ユニットは、隣接する一方の横材を連結する第１の連結部と、隣接する他方の横材を連結する第２の連結部とを有する複数の縦材を備え、
   前記第１の連結部の軸線と前記第２の連結部の軸線とのなす角度が全て等しいことを特徴とする請求項２に記載の捕捉体。
4. 前記第１の連結部及び前記第２の連結部は、一つの縦材に複数設けられていることを特徴とする請求項３に記載の捕捉体。
5. 各横材は、軸線方向に沿った長さが等しく形成されていることを特徴とする請求項２から４までのいずれか一項に記載の捕捉体。
6. 前記上流側ユニットは、中央部が河川の上流側に向けて突出するように曲げて形成されており、
   前記上流側ユニットの各端部は、前記非越流部に取り付けられており、
   前記上流側ユニットは、その長手方向に沿った軸線が正多角形の軌跡を辿るように形成されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の捕捉体。
7. 前記上流側ユニットは、複数の横材が連結されており、
   隣接する前記横材の軸線のなす角度が全て等しいことを特徴とする請求項６に記載の捕捉体。
8. 前記上流側ユニットは、隣接する一方の横材を連結する第１の連結部と、隣接する他方の横材を連結する第２の連結部とを有する複数の縦材を備え、
   前記第１の連結部の軸線と前記第２の連結部の軸線とのなす角度が全て等しいことを特徴とする請求項７に記載の捕捉体。
9. 前記第１の連結部及び前記第２の連結部は、一つの縦材に複数設けられていることを特徴とする請求項８に記載の捕捉体。
10. 各横材は、軸線方向に沿った長さが等しく形成されていることを特徴とする請求項７から９までのいずれか一項に記載の捕捉体。
11. 河川の両岸からそれぞれ突き出た一対の非越流部と、
    前記一対の非越流部の間の開口部に設けられた、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の捕捉体と、
    を備えることを特徴とする堰堤。
    

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