JP2023119300A - 堰堤構造物及び堰堤構造物の構築方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】細かな土砂を堰き止めつつ、上流からの水とともに水通し部を越流しようとする流木等の物体を捕捉する技術を提供する。【解決手段】上流からの水を流す水通し部23が形成された不透過型の堰堤2と、上流側で少なくとも一部が水通し部23に対向して堰堤2に取り付けられて河川の上流から流れてくる物体を捕捉して水を通す捕捉体3と、を備え、捕捉体3は、河川の上流側に面する堰堤2の上流壁面において河川の幅方向Wに所定の間隔をあけて設けられた複数の柱部材31と、幅方向Wにおいて複数の柱部材31の両端に位置する端部柱部材31bと堰堤2との間に設けられた側方梁部材33と、を有し、柱部材31及び側方梁部材33の一端は、堰堤2に埋設されていることを特徴とする。【選択図】図3
Description
本発明は、堰堤構造物及び堰堤構造物の構築方法に関する。
山間部等の河川においては、台風や大雨による土砂災害に伴い、大量の土砂などの物体が流されることがあり、被害の拡大を招くことがある。対策工として、例えば、大きな礫が存在せず、多量の細かな礫や土砂などが存在している河川には、不透過型の堰堤が設置される(例えば、特許文献1参照)。
不透過型の堰堤は、主に土砂を堰き止める本体と、河川の対象流量を流し得る十分な断面をもった水通し部を形成するように本体上で所定の間隔をあけて設けられた一対の袖部と、有する。不透過型の堰堤は、土砂を堰き止めつつ、河川の水を堰き止めることなく、下流側に流すようになっている。
ところで、河川に大きな礫が存在せず、多量の土砂があるため、不透過型の堰堤の設置が検討される場合であっても、土石流や流木の発生が懸念されることがある。従来の不透過型の堰堤においては、例えば、堆積した土砂の上を流木が水の流れに乗って水通し部を越流することがあった。
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、細かな土砂を堰き止めつつ、上流からの水とともに水通し部を越流しようとする流木等の物体を捕捉する技術を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、上流からの水を流す水通し部が形成された不透過型の堰堤と、上流側で少なくとも一部が前記水通し部に対向して前記堰堤に取り付けられて河川の上流から流れてくる物体を捕捉して水を通す捕捉体と、を備え、前記捕捉体は、前記河川の上流側に面する前記堰堤の上流壁面において前記河川の幅方向に所定の間隔をあけて設けられた複数の柱部材と、前記幅方向において前記複数の柱部材の両端に位置する柱部材と前記堰堤との間に設けられた梁部材と、を有し、前記柱部材及び前記梁部材の一端は、前記堰堤に埋設されていることを特徴とすることを特徴とする。
また、本発明に係る堰堤構造物の一態様において、前記柱部材及び前記梁部材それぞれの一端は、前記堰堤内部において、アンカープレートと、該アンカープレートに挿通された複数のアンカーボルトとを有する連結部に連結されていてもよい。
さらに、上記目的を達成するために、上流からの水を流す水通し部が形成されるように不透過型の堰堤を構築する堰堤構築工程と、河川の上流から流れてくる物体を捕捉して水を通す捕捉体を上流側で前記堰堤に少なくとも一部が前記水通し部に対向するように連結する捕捉体連結工程と、前記堰堤に連結された前記捕捉体の部分にコンクリートを打設して前記捕捉体を前記堰堤に固定する固定工程と、を含むことを特徴とする。
また、本発明に係る構築方法の一態様において、前記堰堤構築工程は、河川の幅方向に延びていて所定の高さを有する本体を前記河川の底に構築する本体構築工程と、前記水通し部が形成されるように前記幅方向に所定の間隔をあけて一対の袖部を前記本体上に構築する袖部構築工程と、を含み、前記本体構築工程において、前記捕捉体が取り付けられる前記本体の領域に該本体の他の壁面領域に対して凹に形成された凹部を形成し、前記袖部構築工程において、前記捕捉体が取り付けられる前記袖部の領域に該袖部の他の壁面領域に対して凹に形成された凹部を形成してもよい。
また、本発明に係る構築方法の一態様においては、前記捕捉体を取り付ける前記凹部における各連結位置で複数のアンカーボルトを打ち込み、前記連結位置で前記アンカーボルトにアンカープレートを、全ての前記アンカープレートが実質的に同一の平面上にあるように取り付けて、前記捕捉体と連結される連結部を形成する連結部形成工程をさらに含んでいてもよい。
また、本発明に係る構築方法の一態様においては、前記固定工程において、前記凹部における前記本体の壁面領域が前記他の壁面領域と面一をなすように前記凹部にコンクリートを打設し、前記凹部における前記袖部の壁面領域が前記他の壁面領域と面一をなすように前記凹部にコンクリートを打設してもよい。
また、本発明に係る構築方法の一態様においては、前記壁面と前記アンカープレートとの間の間隔を、前記アンカーボルトに対して前記アンカープレートを移動させることにより調整してもよい。
また、本発明に係る構築方法の一態様においては、前記アンカーボルトを介して前記アンカープレートに連結される前記柱部材及び前記梁部材それぞれの一端に設けられたベースプレートは、前記アンカーボルトが挿通される孔を有し、該孔の内周面と前記アンカーボルトの外周面との間の隙間を介して前記壁面に対する前記柱部材及び前記梁部材の連結位置を調整してもよい。
本発明によれば、細かな土砂を堰き止めつつ、上流からの水とともに水通し部を越流しようとする流木等の物体を捕捉することができる。
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率等が異なる部分が含まれている場合がある。
<堰堤構造物の構成>
図1は、本発明に係る堰堤構造物1を上流側から見た正面図である。図2は、本発明に係る堰堤構造物1を上流側から見た斜視図である。図3は、本発明に係る堰堤構造物1を側方から見た図である。説明の便宜上、河川の幅方向を「W」、河川の流れ方向を「F」、設置された堰堤構造物1の高さ方向を「H」とする。
図1は、本発明に係る堰堤構造物1を上流側から見た正面図である。図2は、本発明に係る堰堤構造物1を上流側から見た斜視図である。図3は、本発明に係る堰堤構造物1を側方から見た図である。説明の便宜上、河川の幅方向を「W」、河川の流れ方向を「F」、設置された堰堤構造物1の高さ方向を「H」とする。
堰堤構造物1は、堰堤2と、捕捉体3とを備えている。本発明に係る堰堤構造物1は、捕捉体3を備えた不透過型の堰堤2であり、河川の上流から流れてくる土砂に加えて流木、岩石等(物体)を捕捉する捕捉機能を高めたものである。本発明に係る堰堤構造物1は、上流からの水を流す水通し部23が形成された不透過型の堰堤2と、上流側で少なくとも一部が水通し部23に対向して堰堤2に取り付けられて河川の上流から流れてくる物体を捕捉して水を通す捕捉体3と、を備え、捕捉体3は、河川の上流側に面する堰堤2の上流壁面において河川の幅方向Wに所定の間隔をあけて設けられた複数の柱部材31と、幅方向Wにおいて複数の柱部材31の両端に位置する端部柱部材31bと堰堤2との間に設けられた側方梁部材33と、を有し、柱部材31及び側方梁部材33の一端は、堰堤2に埋設されていることを特徴とする。以下に本発明に係る堰堤構造物1について具体的に説明する。
(堰堤)
堰堤2は、その底部が地盤に埋設されており、河川を横切るように河川の幅方向Wに沿って延在するように構築されている。堰堤2は、不透過型の堰堤として構築されており、例えば、コンクリート又はソイルセメントによって構築されている。なお、堰堤2において、河川の上流側に面する上流壁面211,222又は下流側に面する下流壁面212,223を、複数の鋼製セグメントを連結することにより形成された鋼板壁とし、その内部にコンクリートやソイルセメントを充填してもよい。
堰堤2は、その底部が地盤に埋設されており、河川を横切るように河川の幅方向Wに沿って延在するように構築されている。堰堤2は、不透過型の堰堤として構築されており、例えば、コンクリート又はソイルセメントによって構築されている。なお、堰堤2において、河川の上流側に面する上流壁面211,222又は下流側に面する下流壁面212,223を、複数の鋼製セグメントを連結することにより形成された鋼板壁とし、その内部にコンクリートやソイルセメントを充填してもよい。
堰堤2は、本体21と、一対の袖部22と、を有し、一対の袖部22の間に水通し部23が形成されている。本体21は、堰堤2において河川の底側に設けられていて、上流側から流れてくる土砂を堰き止めるように、河川の地盤から高さ方向Hに所定の高さを持って構築されている。本体21は、河川の両岸に接続している。本体21は、側面視において略台形状に形成されている。上流側に面する本体21の上流壁面211は、河川の底側から袖部22に向かって上方に向かうに連れて下流側に傾斜している。また、下流側に面する本体21の下流壁面212は、河川の底側から袖部22に向かって上方に向かうに連れて下流側に傾斜している。上流壁面211の傾斜角度は、下流壁面212の傾斜角度に対して小さくなっている。なお、本体21の上流壁面211及び下流壁面212は、河川の底側から袖部22に向かって鉛直方向に延びていてもよい。
各袖部22は、本体21の上に設けられている。袖部22は、河川の幅方向Wにおいて互いに間隔をあけて河川の両岸に接続して設けられている。袖部22は、天端面221と、上流壁面222と、下流壁面223と、側壁面224と、を有する。天端面221は、堰堤構造物1の上方に面する平坦な面である。天端面221は、両岸から水通し部23に向かって水平又は略水平に延びており、次いで、後述する側壁面224に向かって斜め下方に本体21に向かって延びている。
上流壁面222は、河川の上流側に面していて、本体21の上流壁面211に連続していて、本体21の上流壁面211から鉛直方向に天端面221に向かって延びている。下流壁面223は、河川の下流側に面していて、本体21の下流壁面212に連続していて、下流壁面212から鉛直方向に天端面221に向かって延びている。なお、上流壁面222は、本体21の側から天端面221に向かうに連れて下流側に傾斜していてもよく、また、下流壁面223は、本体21の側から天端面221に向かうに連れて上流側に傾斜していてもよい。
側壁面224は、上流壁面222と下流壁面223との間を河川の流れ方向Fに沿って延びている。各袖部22における側壁面224は、幅方向Wにおいて所定の間隔をあけて対向しており、側壁面224の間に水通し部23が形成されている。側壁面224は、本体21の側から天端面221に向かって、互いに離れるように傾斜して延びている。
水通し部23は、堰堤2における河川の幅方向Wに沿った中央近傍に設けられている。具体的には、水通し部23は、堰堤構造物1が構築される河川の両岸から河川中央に延在する袖部22における側壁面224の間に凹んで形成されている。水通し部23は、上流からの流水を堰堤2の中央近傍に集約して下流に流すために形成されている。
(捕捉体)
捕捉体3は、複数の柱部材31と、側方梁部材33と、を有する。捕捉体3は、河川の上流から流れてくる物体を捕捉して流水を通す構造体である。捕捉体3は、堰堤2の本体21及び袖部22に上流側で、流れ方向Fにおいて水通し部23に対向するように設けられている。捕捉体3は、堰堤2の延在方向、すなわち、河川の幅方向Wに沿って設けられている。捕捉体3は、幅方向Wの長さが水通し部23の幅よりも長くなるように構築されている。幅方向Wにおける捕捉体3の両端部は、少なくとも堰堤2の袖部22と対向する位置に配置されている。捕捉体3は、少なくとも一部が堰堤2の水通し部23の底面よりも上方に位置するように堰堤2に設けられている。
捕捉体3は、複数の柱部材31と、側方梁部材33と、を有する。捕捉体3は、河川の上流から流れてくる物体を捕捉して流水を通す構造体である。捕捉体3は、堰堤2の本体21及び袖部22に上流側で、流れ方向Fにおいて水通し部23に対向するように設けられている。捕捉体3は、堰堤2の延在方向、すなわち、河川の幅方向Wに沿って設けられている。捕捉体3は、幅方向Wの長さが水通し部23の幅よりも長くなるように構築されている。幅方向Wにおける捕捉体3の両端部は、少なくとも堰堤2の袖部22と対向する位置に配置されている。捕捉体3は、少なくとも一部が堰堤2の水通し部23の底面よりも上方に位置するように堰堤2に設けられている。
捕捉体3は、本体21及び袖部22それぞれに固定されている。柱部材31は、主として鋼管により形成されており、本体21に対して固定されている(図3参照)。本実施の形態においては、13本の柱部材31が幅方向Wにおいて、互いに所定の間隔をあけて、かつ、流れ方向Fにおいて堰堤2に対して所定の間隔をあけて設けられている。複数の柱部材31のうち幅方向Wにおいて両端の3本の柱部材31が袖部22に重なる位置に設けられており、6個の柱部材31が水通し部23に重なる位置に設けられている。隣接する柱部材31の間隔は、河川を流れてくると想定される最大の流木の長さの半分の長さ、又は、河川を流れてくると想定される最大の礫径に相当する長さであることが好ましい。
柱部材31は、脚部材310と、直立部材313と、を有する。脚部材310は、一端において本体21に固定されている。なお、説明の便宜上、柱部材31のうち河川の幅方向Wにおいて中央の柱部材31を中央柱部材31a、両端の柱部材31を端部柱部材31bともいう(図1及び図2参照)。特に、両者を区別する必要がない場合には、単に「柱部材31」という。脚部材310は、二叉状に形成されていて、互いに一体に製造されている第1脚部311と第2脚部312とを有する。
第1脚部311は、上流壁面211から上流側に向かって斜め上方に延びている。第1脚部311は、堰堤構造物1の高さ方向Hにおいて袖部22の上流壁面222又は水通し部23に少なくとも対向する位置にまで延在している。第1脚部311は、一端において本体21において、第2脚部312に対して下側で本体21に固定されている。
図4Aは、柱部材31の脚部材310の側面図である。図4Bは、脚部材310が連結部213と連結された状態を断面図である。第1脚部311は、本体21に連結される側の一端にベースプレート311aを有する。ベースプレート311aは、平面視円形又は略円形の鋼材により形成されている。ベースプレート311aの外周部は、第1脚部311の管状部分から外側に円環状に張り出している。ベースプレート311aには周方向に所定の間隔で4個の孔311bが設けられている。孔311bの内径は、後述するアンカーボルト215の直径よりも大きく、アンカーボルト215が孔311bに挿通された状態において、孔311bの内周とアンカーボルト215の外周面との間には、本体21に第1脚部311を連結する際の施工誤差を吸収することができる程度の隙間がある。
第1脚部311の他端は、その延び方向が鉛直方向に延びるようになっていて、フランジプレート311dを有する。第1脚部311は、フランジプレート311dを介して、後述する直立部材313と連結されている。なお、フランジプレート311dは、ベースプレート311aと同じ構成を有している。
第2脚部312は、一端において本体21において2列ある連結部213の列のうち、上側にある連結部213に固定されている。第2脚部312は、連結部213から上流側に向かって斜め上方に延びている。第2脚部312は、他端において第1脚部311に一体に連結されている。柱部材31の第1脚部311及び第2脚部312は、側面視略λ形状に構築されている。
第2脚部312が上流側の川底の傾斜に沿うように配置されていると、土石流の力を第2脚部312の軸線方向に沿って受けることができる。第2脚部312により、本体21の上流壁面211から捕捉体3を引き剥がそうとする力を小さく抑えることができるので好ましい。
第2脚部312は、本体21に連結される側の一端にベースプレート312aを有する。ベースプレート312aは、平面視円形又は略円形の鋼材により形成されている。ベースプレート312aの外周部は、第2脚部312の管状部分から外側に円環状に張り出している。ベースプレート312aには周方向に所定の間隔で4個の孔312bが設けられている。孔312bの内径は、後述するアンカーボルト215の直径よりも大きく、アンカーボルト215が孔312bに挿通された状態において、孔312bの内周とアンカーボルト215の外周面との間には、本体21に第2脚部312を連結する際の施工誤差を吸収することができる程度の隙間がある。
図5は、連結部213,225を上方および下方から見た斜視図である。第1脚部311及び第2脚部312は、それぞれの一端が本体21内部に埋設されている。具体的には、第1脚部311及び第2脚部312はそれぞれ、本体21内部の連結部213に連結されている。各連結部213は、各柱部材31の第1脚部311及び第2脚部312が設置される本体21の各位置に設けられている。一の連結部213は、鋼板により形成された一枚のアンカープレート214と、4本のアンカーボルト215と、を有する。
アンカープレート214は、その表面214aが上流壁面211に対して平行又は略平行になっている。アンカープレート214は、中心点周りに等間隔にアンカーボルト215が挿通される孔214bを有している。全ての連結部213におけるアンカープレート214の表面214aは、実質的に同一の平面P上にある又は平面に含まれるようになっている(図4B参照)。
ここで「実質的に同一の平面上にあるように又は平面に含まれる」とは、不陸が存在しない理想的な上流壁面211に対して平行な一の仮想の平面を想定した場合に、その仮想の平面とアンカープレート214の表面214aとが施工公差を含んでなす程度の面一を意味し、必ずしも完全一致を要していなくてもよい。
アンカーボルト215は、アンカープレート214の孔214bに挿通されている。アンカーボルト215の自由端部側は、アンカープレート214から所定の長さだけ延出している。各連結部213におけるアンカーボルト215の位置は、全て同じである(図11A参照)。アンカープレート214は、アンカーボルト215に対して裏面214cの側でナットN1により位置決めされている。
第1脚部311は、ベースプレート311aを介して連結部213に連結されている。第1脚部311のベースプレート311aの各孔311bからアンカーボルト215が延出しており、アンカーボルト215の延出した部分にナットN2が締結されている。これによって第1脚部311は、アンカープレート214に対して連結されるとともに本体21に固定されている(図4B参照)。
第2脚部312は、ベースプレート312aを介して連結部213に連結されている。第2脚部312のベースプレート312aの各孔312bからアンカーボルト215が延出しており、アンカーボルト215の延出した部分にナットN2が締結されている。これによって第2脚部312は、アンカープレート214に対して連結されるとともに本体21に固定されている。
図6は、柱部材31の中央直立部材313aを上流側から見た正面図である。直立部材313は、一端が第1脚部311のフランジプレート311dに連結されている。直立部材313は、上流側に傾斜して延在している第1脚部311から上方に、柱部材31の斜めの延在方向を鉛直方向に変えるようにして設けられている。なお、直立部材313のうち、中央柱部材31aに連結される部材を中央直立部材313aと呼称し、端部柱部材31bに連結される部材を端部直立部材313bと呼称する。特に、両者を区別する必要がない場合には、単に「直立部材313」という。
中央直立部材313aは、直立部314と、一対の梁部315と、を有する。直立部314は、第1脚部311に連結されて鉛直方向又は略鉛直方向に延びている。直立部314は、柱部材31の中央柱部材31aのフランジプレート311dと連結されるフランジプレート314aを有する。
中央直立部材313aは、一対の梁部315を有する。一対の梁部315は、第1脚部311と連結される端部とは反対の側の端部寄りの側で、直立部314に対して交差して幅方向Wに互いに対向して直立部314から延出している。各梁部315の自由端部には、フランジプレート315aが設けられている。直立部314は、幅方向Wに隣合う柱部材31の梁部315のフランジプレート315a、及び後述する端部直立部材313bのフランジプレート317aを介して互いに連結される。
図7Aは、柱部材31の端部直立部材313bを上流側から見た正面図である。図7Bは、柱部材31の端部直立部材313bを側方から見た側面図である。ここでは、上流側から見て左端の端部直立部材313bを例にして説明する。端部直立部材313bは、直立部316と、2つの梁部317,318と、を有する。直立部316は、一端において第1脚部311と連結されている。梁部317,318はそれぞれ互いに直角をなして直立部316の外周面から鉛直方向又は略鉛直方向に延出している。
直立部316が第1脚部311に連結された状態において、梁部317は、幅方向Wに延びており、梁部318は、流れ方向Fに延びている。両梁部317,318はそれぞれフランジプレート317a,318aを有する。梁部317は、フランジプレート317aを介して中央直立部材313aの梁部315と連結され、梁部318は、フランジプレート318aを介して、後述する側方梁部材33と連結されている。全ての第1脚部311に直立部材313が連結された状態において、幅方向Wにおいて隣合う直立部材313の梁部315,317は、互いに連結されて、捕捉体3の上流側に面していて幅方向Wに延在する梁32を形成している(図1及び図2参照)。
図8Aは、図2のVIIIA部を拡大して側方梁部材33を示す拡大図である。図8Bは、側方梁部材33が連結部225と連結された状態を断面図である。側方梁部材33は、一端が端部柱部材31bに連結されていて、他端が袖部22に固定されている。側方梁部材33は、捕捉体3に対して側方から廻り込む流木等の物体を捕捉する。側方梁部材33は、梁部331と、2つの直立部332と、を有する。
梁部331は、袖部22に連結される側の一端にベースプレート331aと、端部柱部材31bの梁部331と連結される側の一端にフランジプレート331bと、を有する。ベースプレート331aは、平面視円形又は略円形の鋼材により形成されている。ベースプレート331aの外周部は、梁部331の管状部分から外側に円環状に張り出している。ベースプレート331aには周方向に所定の間隔で4個の孔331cが設けられている。ベースプレート331aの孔331cの内径は、後述するアンカーボルト227の直径よりも大きく、後述するアンカーボルト227がベースプレート331aの孔331cに挿通された状態において、孔331cの内周とアンカーボルト215の外周面との間には、本体21に第2脚部312を連結する際の施工誤差を吸収することができる程度の隙間がある。なお、フランジプレート331bの構成は、ベースプレート331aと同じであるので、ここでは説明を省略する。
側方梁部材33の一端が袖部22内部に埋設されている。具体的には、側方梁部材33は、各袖部22内部の連結部225に連結されている。各連結部225は、側方梁部材33が設置される袖部22の各位置に設けられている。連結部225は、鋼板により形成された一枚のアンカープレート226と、4本のアンカーボルト227と、を有する(図5参照)。
アンカープレート226は、その表面226aが上流壁面211に対して平行又は略平行になっている。アンカープレート226は、中心点周りに等間隔にアンカーボルト227が挿通される孔226bを有している。全ての連結部225におけるアンカープレート226の表面226aは、実質的に同一の平面上にある又は平面に含まれるようになっている。
ここで「実質的に同一の平面上にあるように又は平面に含まれる」とは、不陸が存在しない理想的な上流壁面222に対して平行な一の仮想の平面を想定した場合に、その仮想の平面とアンカープレート226の表面226aとが施工公差を含んでなす程度の面一を意味し、必ずしも完全一致を要していなくてもよい。
アンカーボルト227は、連結部225に、アンカープレート226の中心点周りに等間隔に4本設けられている。アンカーボルト227は、アンカープレート226に挿通されている。アンカーボルト227の自由端部側は、アンカープレート226から所定の長さだけ延出している。各連結部225におけるアンカーボルト227の位置は、全て同じである(図11A参照)。
側方梁部材33は、ベースプレート331aを介して連結部225に連結されている。側方梁部材33のベースプレート331aの各孔からアンカーボルト227が延出しており、アンカーボルト227の延出した部分にナットN4が締結されている。これによって側方梁部材33は、アンカープレート226に対して連結されるとともに袖部22に固定されている。
2つの直立部332は、梁部331の外周面から鉛直方向において2方向(上下方向)に突き出ている。直立部332は、梁部331の延在方向(流れ方向F)に沿って互いに所定の間隔をあけて設けられている。
<堰堤構造物の構築方法>
以下に、本発明に係る堰堤構造物1を構築する工程について説明する。図9は、本発明に係る堰堤構造物1を構築する工程を示すフローである。本発明に係る堰堤構造物1の構築方法は、上流からの水を流す水通し部23が形成されるように不透過型の堰堤2を構築する堰堤構築工程S1と、河川の上流から流れてくる物体を捕捉して水を通す捕捉体3を上流側で堰堤2に少なくとも一部が水通し部23に対向するように取り付ける捕捉体取付け工程S3と、堰堤2に取り付けられた捕捉体3の部分にコンクリートCを打設して捕捉体3を堰堤に固定する固定工程S4と、を含むことを特徴とするとする。以下に本発明に係る堰堤構造物1の構築方法について具体的に説明する。
以下に、本発明に係る堰堤構造物1を構築する工程について説明する。図9は、本発明に係る堰堤構造物1を構築する工程を示すフローである。本発明に係る堰堤構造物1の構築方法は、上流からの水を流す水通し部23が形成されるように不透過型の堰堤2を構築する堰堤構築工程S1と、河川の上流から流れてくる物体を捕捉して水を通す捕捉体3を上流側で堰堤2に少なくとも一部が水通し部23に対向するように取り付ける捕捉体取付け工程S3と、堰堤2に取り付けられた捕捉体3の部分にコンクリートCを打設して捕捉体3を堰堤に固定する固定工程S4と、を含むことを特徴とするとする。以下に本発明に係る堰堤構造物1の構築方法について具体的に説明する。
図10Aは、構築された堰堤2の正面図である。図10Bは、堰堤2の側面図である。まず、不透過型の堰堤2を構築する(堰堤構築工程S1)。堰堤構築工程S1においては、最初に堰堤2のうち本体21を構築する(本体構築工程S11)。本体構築工程S11において、河川の幅方向Wに延びていて所定の高さを有するように型枠を組み立てて、型枠内にコンクリートを打設して本体21を河川の底に構築する。本体構築工程S11において構築される本体21には凹部21aが形成されている。
凹部21aは、捕捉体3の柱部材31が取り付けられる本体21の領域に、本体21の他の壁面領域(上流壁面211に相当)21bに対して凹に形成された部分である。凹部21aは、幅方向W及び高さ方向Hにおいて捕捉体3の柱部材31が設置される領域にわたって形成されている。本体21の肉厚は、凹部21aの領域において、設計上の本体21の肉厚よりも薄くなっている。これに対して、本体21の他の壁面領域21bにおける肉厚は、設計上の本体21の肉厚となっている。
次いで、本体21のコンクリートの硬化後、本体21上に水通し部23が形成されるように幅方向Wに所定の間隔をあけて一対の袖部22を構築する(袖部構築工程S12)。袖部構築工程S12において、幅方向Wにおいて本体21の両端に型枠を組み立てて、型枠内にコンクリートを打設して袖部22を構築する。袖部構築工程S12において構築される袖部22には凹部22aが形成されている。
凹部22aは、捕捉体3の側方梁部材33が取り付けられる袖部22の領域に、袖部22の他の壁面領域21bに対して凹に形成された部分である。凹部22aは、幅方向W及び高さ方向Hにおいて捕捉体3の側方梁部材33が設置される領域に形成されている。袖部22の肉厚は、凹部22aの領域において、設計上の袖部22の肉厚よりも薄くなっている。これに対して、袖部22の他の壁面領域(上流壁面222に相当)22bにおける肉厚は、設計上の袖部22の肉厚となっている。
図11Aは、連結部213,225が形成された堰堤2の正面図である。図11Bは、堰堤2に連結部213,225を形成する工程を説明するための図である。次いで、捕捉体3を堰堤2に対して連結するための連結部213,225を形成する(連結部形成工程S2)。連結部形成工程S2においては、捕捉体3の各柱部材31が設置される本体21の凹部21aに連結部213を形成する。柱部材31の設置位置を確定するために、凹部21aにおける仮の上流壁面211aに墨出しを行う。墨出しに基づいて、柱部材31が設置される凹部21aにおける仮の上流壁面211aの各位置に4本ずつアンカーボルト215を打ち込む。
次いで、4本のアンカーボルト215にそれぞれナットN1(図4B参照)を締結して、アンカープレート214をアンカーボルト215に取り付ける。この作業を、柱部材31が設置される各位置で行う。この場合、柱部材31が連結されるアンカープレート214は、全てのアンカープレート214が実質的に同一の平面P上にあるように取り付けられる。
同様に、捕捉体3の各側方梁部材33が設置される袖部22の凹部22aに連結部225を形成する。側方梁部材33の設置位置を確定するために、凹部22aにおける仮の上流壁面222aに墨出しを行う。墨出しに基づいて、側方梁部材33が設置される凹部22aにおける仮の上流壁面222aの各位置に4本ずつアンカーボルト227を打ち込む。
次いで、4本のアンカーボルト227にそれぞれナットN3(図8B参照)を締結して、アンカープレート226をアンカーボルト227に取り付ける。この作業を、各袖部22において行う。この場合、アンカープレート226は、側方梁部材33が連結される各袖部22におけるアンカープレート226が実質的に同一の平面P上にあるように取り付けられる。
連結部形成工程S2において、いずれかの位置におけるアンカープレート214,226が他の位置におけるアンカープレート214,226に対して上流壁面211a,222aから離れた位置にある(同一の平面上にない)場合、アンカーボルト215,227に取り付けられているナットN1,N3の位置を調整することにより、アンカープレート214,226の位置を調整することができる。
なお、本体21における連結部213を形成する工程及び袖部22における連結部225を形成する工程は、いずれを先に行ってもよく、また、同時に行ってもよい。
図12Aは、柱部材31及び側方梁部材33が連結部213,225に連結された堰堤2を示す正面図である。図12Bは、柱部材31及び側方梁部材33を連結部213,225に連結する工程を説明するための図である。次いで、捕捉体3を上流側で堰堤2に少なくとも一部が水通し部23に対向するように連結部213,225に連結する(捕捉体連結工程S3)。まず、クレーンにより脚部材310を吊り上げた状態において、第1脚部311のベースプレート311a及び第2脚部312のベースプレート312aの孔311b,312bにそれぞれ連結部213のアンカーボルト215を挿通させる。脚部材310を吊り上げた状態で所望の位置・姿勢を決定し、各ベースプレート311a,312aから突き出たアンカーボルト215にナットN2を締結する。これにより、脚部材310が連結部213に対して連結される。
連結部213への脚部材310の連結は、捕捉体3の設置幅の中央から、左右交互に行い、各中央柱部材31aに中央直立部材313aを連結する。また、隣り合う脚部材310を長さ調整自在な2つの連結材(図示せず)を介して互いに連結してもよい。
次に、側方梁部材33が取り付けられる位置にクレーンにより吊された状態の側方梁部材33を接近させる。側方梁部材33の梁部331におけるベースプレート331aの孔に、連結部225から突出しているアンカーボルト227を挿通し、各ベースプレート331aから突き出たアンカーボルト227にナットN4を締結する。これにより、側方梁部材33が連結部225に対して連結される。
次いで、端部直立部材313bを中央直立部材313a及び側方梁部材33に連結する。端部柱部材31b及び中央直立部材313aは、互いにそれぞれのフランジプレート317b,315aを介して互いに連結される。また、側方梁部材33及び端部直立部材313bは、互いにそれぞれのフランジプレート331b,318aを介して互いに連結される。
図13は、柱部材31及び側方梁部材33が連結された堰堤2にコンクリートを打設する工程を説明するための図である。次いで、堰堤2の本体21及び袖部22の凹部21a,22aの各位置に連結された捕捉体3の部分にコンクリートを打設して捕捉体3を堰堤2に固定する(固定工程S4)。
固定工程S4において、凹部21a,22aに対して型枠(図示せず)を組み立てて、型枠内にコンクリートを打設する。これにより、各凹部21a,22aの位置に上流壁面211,222が形成される。以上の工程により、本発明に係る堰堤構造物1が構築される。
上記の堰堤構造物1によれば、捕捉体3は、堰堤2に対して端部が内部に埋設された状態にある。これにより、例えば、既設の不透過型の堰堤に捕捉体を設置した堰堤構造物において捕捉体に加わるモーメントと同じモーメントを本発明に係る堰堤構造物1の捕捉体3が受けた場合であっても、堰堤構造物1全体によりモーメントを受けることになる。したがって、既設の堰堤に設置される捕捉体に比べて、使用される鋼管の板厚を薄く又は鋼管の形を小さくすることができ、捕捉体3全体の軽量化を図ることができる。
また、堰堤構造物1においては、捕捉体3は、堰堤2の内部において、連結部213,225に連結されている。これにより、堰堤2と捕捉体3との合成が高まり、堰堤構造物1全体での強度が高まる。
<その他>
以上、本発明の好適な実施の形態及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、上記実施の形態の各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記の実施の形態において、連結部213,225に使用されるアンカーボルト215,227は、特に限定されていないが、構造用のアンカーボルトであってもよい。これにより、堰堤2と捕捉体3との連結強度をさらに高めることができる。
以上、本発明の好適な実施の形態及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、上記実施の形態の各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記の実施の形態において、連結部213,225に使用されるアンカーボルト215,227は、特に限定されていないが、構造用のアンカーボルトであってもよい。これにより、堰堤2と捕捉体3との連結強度をさらに高めることができる。
1・・・堰堤構造物
2・・・堰堤
21・・・本体、21a・・・凹部、22・・・袖部、22a・・・凹部、23・・・水通し部
3・・・捕捉体
31・・・柱部材、32・・・梁、33・・・側方梁部材(梁部材)
2・・・堰堤
21・・・本体、21a・・・凹部、22・・・袖部、22a・・・凹部、23・・・水通し部
3・・・捕捉体
31・・・柱部材、32・・・梁、33・・・側方梁部材(梁部材)
Claims (8)
- 上流からの水を流す水通し部が形成された不透過型の堰堤と、
上流側で少なくとも一部が前記水通し部に対向して前記堰堤に取り付けられて河川の上流から流れてくる物体を捕捉して水を通す捕捉体と、
を備え、
前記捕捉体は、前記河川の上流側に面する前記堰堤の上流壁面において前記河川の幅方向に所定の間隔をあけて設けられた複数の柱部材と、前記幅方向において前記複数の柱部材の両端に位置する柱部材と前記堰堤との間に設けられた梁部材と、を有し、
前記柱部材及び前記梁部材の一端は、前記堰堤に埋設されている
ことを特徴とする堰堤構造物。 - 前記柱部材及び前記梁部材それぞれの一端は、前記堰堤内部において、アンカープレートと、該アンカープレートに挿通された複数のアンカーボルトとを有する連結部に連結されていることを特徴とする請求項1に記載の堰堤構造物。
- 上流からの水を流す水通し部が形成されるように不透過型の堰堤を構築する堰堤構築工程と、
河川の上流から流れてくる物体を捕捉して水を通す捕捉体を上流側で前記堰堤に少なくとも一部が前記水通し部に対向するように連結する捕捉体連結工程と、
前記堰堤に連結された前記捕捉体の部分にコンクリートを打設して前記捕捉体を前記堰堤に固定する固定工程と、
を含むことを特徴とする堰堤構造物を構築する堰堤構造物の構築方法。 - 前記堰堤構築工程は、
河川の幅方向に延びていて所定の高さを有する本体を前記河川の底に構築する本体構築工程と、
前記水通し部が形成されるように前記幅方向に所定の間隔をあけて一対の袖部を前記本体上に構築する袖部構築工程と、
を含み、
前記本体構築工程において、前記捕捉体が取り付けられる前記本体の領域に該本体の他の壁面領域に対して凹に形成された凹部を形成し、
前記袖部構築工程において、前記捕捉体が取り付けられる前記袖部の領域に該袖部の他の壁面領域に対して凹に形成された凹部を形成する
ことを特徴とする請求項3に記載の堰堤構造物の構築方法。 - 前記捕捉体を取り付ける前記凹部における各連結位置で複数のアンカーボルトを打ち込み、前記連結位置で前記アンカーボルトにアンカープレートを、全ての前記アンカープレートが実質的に同一の平面上にあるように取り付けて、前記捕捉体と連結される連結部を形成する連結部形成工程をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の堰堤構造物の構築方法。
- 前記堰堤の壁面と前記アンカープレートとの間の間隔を、前記アンカーボルトに対して前記アンカープレートを移動させることにより調整することを特徴とする請求項5に記載の堰堤構造物の構築方法。
- 前記アンカーボルトを介して前記アンカープレートに連結される前記捕捉体の一端に設けられたベースプレートは、前記アンカーボルトが挿通される孔を有し、該孔の内周面と前記アンカーボルトの外周面との間の隙間を介して前記堰堤の壁面に対する前記捕捉体の連結位置を調整することを特徴とする請求項5又は6に記載の堰堤構造物の構築方法。
- 前記固定工程において、前記凹部における前記本体の壁面領域が前記他の壁面領域と面一をなすように前記凹部にコンクリートを打設し、前記凹部における前記袖部の壁面領域が前記他の壁面領域と面一をなすように前記凹部にコンクリートを打設することを特徴とする請求項4から7までのいずれか一項に記載の堰堤構造物の構築方法。
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JP2022022116A JP2023119300A (ja) | 2022-02-16 | 2022-02-16 | 堰堤構造物及び堰堤構造物の構築方法 |
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