JP3166822U - 親杭横矢板式防水防護柵用横矢板及び親杭横矢板式防水防護柵 - Google Patents

Abstract

【課題】調達材料が不要で、簡単な作業で迅速に設置できる親杭横矢板式防水防護柵用横矢板及び親杭横矢板式防水防護柵を提供する。【解決手段】中空構造の樹脂製板状体２と、該樹脂製板状体の中空部２ａに嵌合されたチャンネル３とを設け、左右両側縁を親杭間に掛け渡して親杭横矢板式防水防護柵を形成する際に、該横矢板の垂直方向から４９０００Ｐａ以下の水圧をかけたときの最大撓みを該横矢板の厚みより小さくする。【選択図】図１

Description

本考案は、洪水時に、土嚢などの調達が不要で、簡単な作業で迅速に設置できる親杭横矢板式防水防護柵用横矢板及び親杭横矢板式防水防護柵に関する。

河川の堤防は、高く設置すればするほど洪水に対する安全性を確保することができるが、必要以上に堤防を高く設置すると、建設費が嵩むばかりではなく、見通しを妨げ、景観を悪化させる。そこで、堤防の高さは、通常、河川の増水を想定して設計され、数十年に１回来るような大雨時には、土嚢工法などで対応しているのが実情である（非特許文献１参照）。一方、欧州では専らアルミ製中空横矢板を用いた親杭横矢板式防水防護柵などで対応している（特許文献１、非特許文献２、３参照）。

ＵＳ６０４２３０１

http://www.suigai-taisaku.com/person/index.html

２００２年ヨーロッパ水害調査報告書（財団法人河川環境団体）

http://www.demflood.com/englisch/news.htm

従来の土嚢工法は、洪水時に土嚢に詰める土及び土嚢袋などを調達しなければならず迅速性にかけるほか、土嚢の作成から積み上げまでを人海戦術で行なわなければならず、作業の簡易性の問題が指摘されていた。

また、欧州で専ら用いられている親杭横矢板式防水防護柵で使用するアルミ製中空横矢板は、質量が重く、欧州人に比べ小柄な日本人には適さず、特に高齢化の進んだ地域では、洪水時に防水防護柵の設置ができないなどの問題があった。

また上記アルミ製中空横矢板は、新たに堤防を作るよりコストを安価に抑えることはできるが、資金難にあえぐ地方自治体にとって決して費用的に満足のいくものではなかった。

本考案は、上記従来の洪水対策の問題点に鑑みなされたものであり、土嚢などの調達が不要で、簡単な作業で迅速に設置できる親杭横矢板式防水防護柵用横矢板及び親杭横矢板式防水防護柵を提供する。

本考案は、上記課題を解決するためになされたものであり、中空構造の樹脂製板状体と、該樹脂製板状体の中空部に嵌合された金属製チャネルとを有し、両側縁を親杭間に掛け渡して親杭横矢板式防水防護柵を形成するための横矢板であって、該横矢板の垂直方向から４９０００Ｐａ以下の水圧をかけたときの最大撓みが、該横矢板の厚みより小さいことを特徴とする、親杭横矢板式防水防護柵用横矢板により達成される。

本考案の横矢板は、中空構造を有する樹脂製板状体の中空部に剛性を有するチャンネルを嵌合させた構造を有するため、軽量化を図ることができ、かつ、横矢板の施工性を妨げることなく、曲げ剛性を補強することができる。また本考案の横矢板は、両側縁を親杭間に掛け渡した状態で、上から順に嵌合して防水防護柵を構成するため、水密性を確保することができる。また、本考案の横矢板は、垂直方向から一定の水圧を書けた場合の最大撓みと横矢板の厚みとを考慮し、曲げ剛性の最適設計を実施することができるため、軽量かつ安価で、施工性に優れた親杭横矢板式防水防護柵用横矢板を提供することができる。また、本考案の横矢板は、チャンネルとして剛性と抵錆性を有する材料を選択することにより長期に亘り繰り返し使用することができる。また、本考案の横矢板を用いれば、安価であり、かつ設置作業が簡単で高い水密性を有する親杭横矢板式防水防護柵を提供することができる。

本考案に係る親杭横矢板式防水防護柵用横矢板の斜視図である。 本考案に係る親杭横矢板式防水防護柵用横矢板の設置状態を示す斜視図である。 本考案に係る親杭横矢板式防水防護柵用横矢板の部分断面図である。 本考案に係る親杭横矢板式防水防護柵用横矢板の設置状態を示す正面図である。 本考案に係る親杭横矢板式防水防護柵の施工方法を示す図である。

以下、本考案に係る横矢板及び親杭横矢板式防水防護柵の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本考案に係る親杭横矢板式防水防護柵用横矢板の斜視図である。図１において、符号１は親杭横矢板式防水防護柵用横矢板、符号１ａは該横矢板の上端面、符号１ｂは該横矢板の下端面、符号２は中空構造の樹脂製板状体、符号３はチャンネルをそれぞれ表す。

図１に示すように、本考案に係る横矢板は、中空構造の樹脂製板状体２と、該樹脂製板状体２の中空部２ａに嵌合されたチャンネル３とを有する。

樹脂製板状体２の樹脂の種類は特に限定されるものではないが、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボーネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＦＲＰ樹脂など樹脂を挙げることができる。耐衝撃性、耐水性、及びコストの観点からは、好ましくは塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボーネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、及びＡＥＳ樹脂であり、特に好ましくは塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボーネート樹脂、ＡＢＳ樹脂である。

樹脂製板状体２の大きさは特に限定されないが、防水防護柵の設置のし易さ、横矢板の全質量を考慮し、縦方向よりも横方向が長く、かつ一定の厚みを有する矩形の板状体であることが好ましい。例えば、樹脂製板状体２の縦方向（中空部２ａの幅方向）の長さは、１０〜１００ｃｍであることが好ましく、１０〜８０ｃｍであることがより好ましく、１０〜５０ｃｍであることがさらに好ましい。また、樹脂製板状体２の横方向（中空部２ａの長手方向）の長さは、５０〜２００ｃｍであることが好ましく８０〜１８０ｃｍであることがより好ましく、１００〜１５０ｃｍであることがさらに好ましい。また樹脂製板状体２の厚みは、２〜６ｃｍであることが好ましく、２〜５ｃｍであることがより好ましく、２〜４ｃｍであることがさらに好ましい。

図１に示すように、樹脂製板状体２は、複数の中空部２ａを有する。中空部２ａの形状、幅、及び形成数は、樹脂製板状体２の縦方向の長さを考慮して適宜決定することができる。中空部２ａの形状は、一般的には樹脂製板状体２の左端から右端まで貫通している断面が正方形又は長方形の四角柱状の筒体であるが、四角柱の角を面取りした形状であることが好ましい。また中空部２ａの形成数は、樹脂製板状体２の大きさに併せて調整することができるが、通常、均等間隔で３〜１２個の範囲、好ましくは３〜１０個の範囲で形成することができる。また中空部２ａの一辺の幅は、１．８〜５．８ｃｍの範囲であることが好ましく、１．８〜５．５ｃｍの範囲であることがより好ましく、１．８〜５．２ｃｍの範囲であることがさらに好ましい。

樹脂製板状体２における中空部２ａの配置は、樹脂製板状体２の縦方向に対して対称構造であってもよく、非対称構造であってもよいが、横矢板１の垂直方向からの力に対する撓みを考慮すると、縦方向に対称構造であることが好ましい。例えば、図１（Ａ）及び（Ｂ）の好適な実施態様では、樹脂製板状体２における中空部２ａは、樹脂製板状体２の横方向の中線を基準に上下対称に３つずつ形成されている。なお、図１には図示されていないが、中空部２ａの形成数を増やし、上下対象に４〜６個ずつ形成してもよい。

樹脂製板状体２の中空部２ａには、嵌合可能なチャンネル３を有する。チャンネル３は、剛性と耐錆性を兼ね備えた材料で構成されていることが好ましく、そのような材料としては、例えばステンレス鋼、アルミ、炭素繊維、あるいは塗装又はメッキ処理を施した鋼材を挙げることができる。剛性と耐錆性をバランスからは、ステンレス製チャンネル、アルミニウム製チャンネル、又は炭素繊維ロッド製チャンネルであることが好ましい。

チャンネル３の形状は特に限定されないが、Ｃ型、Ｈ型、ＣＴ型、山型、角型、及びパイプ型であることが好ましく、特に角型が好ましい。さらに好ましくは、リブ構造を有する角型が好ましい。

チャンネル３の一辺の幅は、中空部２ａの一辺の幅に合せて適宜決定することができる。またチャンネル３の厚みは、チャンネル３の材質により異なるが、例えば、ステンレス製チャンネルの場合、一辺の幅は１．７８〜５．７８ｃｍであることが好ましく、１．７８〜５．４８ｃｍであることがより好ましく、１．７８〜５．１８ｃｍであることがさらに好ましい。またチャンネル３の厚みは、チャンネル３の材質により異なるが、例えば、ステンレス製チャンネルの場合、１〜３ｍｍであることが好ましく、１〜２．８ｍｍであることがより好ましく、１〜２．５ｍｍであることがさらに好ましい。

チャンネル３は、樹脂製板状体２の中空部２に嵌合されるが、嵌合すべき中空部２は適宜選択することができる。所定の剛性を確保するためには、１つの樹脂製板状体２中に複数のチャンネル３，３，・・・を有することが好ましい。例えば、図１（Ａ）に示すように、上下端側の中空部２内に２つのチャンネル３，３を形成する実施態様が好ましく、また図１（Ｂ）に示すように、中央側の中空部２内に２つのチャンネル３，３をさらに形成する実施態様（合計４つのチャンネルを形成する態様）がより好ましい。なお、図１には示さないが、その他、中空部２の形成数が６つ以上になる場合には、等間隔でチャンネル３を嵌合させることもできる。

樹脂製板状体２の中空部２ａ内にチャンネル３を嵌合させる方法は、特に限定されるものではないが、チャンネル３を中空部２内で樹脂製板状体２にビスで止める方法、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、又はその他の公知の接着剤で接着する方法などを挙げることができる。なかでも弾性体であるシリコーン系接着剤による接着方法は、横矢板１に負荷がかかった際に応力を緩和することができるため、繰り返しの使用や、熱応力のかかる環境下で使用しても破損のおそれが少ないため、好適な接着方法である。

また図４に示すように、本考案の横矢板１は、親杭４に挟持させて使用する際に、横矢板１間における水密性を向上・確保する目的で、上端部１ａ、下端部１ｂ、又は上端部１ａ及び下端部１ｂに止水部材５を取り付けることが好ましい。止水部材５は、横矢板１の上端部１ａ又は下端部１ｂの少なくとも一方に取り付けられていることが好ましく、上端部１ａ及び下端部１ｂの両端部に取り付けられていることがさらに好ましい。

止水部材５の材質は、洪水時に氾濫した河川の水を止水し得る材質のものであれば特に限定されない。好ましくは天然ゴム、合成ゴムなどの公知のゴムであり、発泡ＥＰＤＭでつくられた止水ゴムが極めて優れた水密性を発揮することができるため、特に好ましい。

本考案に係る横矢板１は、親杭４に取り付けられた横矢板１の垂直方向（親杭４の長さ方向に対して垂直方向）から防水防護柵１０の計画規模における水圧がかかった場合、横矢板１の最大撓みｙ_maxが、横矢板１の厚みｔより小さくなるように設計される。横矢板１の厚みｔは、横矢板１の最大撓みｙ_maxを以下の仮定条件で算出することができる。
条件１：計画規模の水圧を防水防護柵１０の最下部に位置する一枚の横矢板１が負担するとみなす。
条件２：横矢板１には上記計画規模の水圧が当分布荷重でかかるとみなす。
条件３：横矢板１の剛性は、中空部２ａに嵌合されるチャンネル３の剛性とみなす。

式（１）において、ｙ_maxは横矢板１の最大撓み、Ｗは防水防護柵１０の計画規模の水圧により横矢板１の一枚にかかる荷重、Ｌは横矢板１の一枚の長さ、Ｅはヤング係数、Ｉは断面２次モーメントをそれぞれ表す。

本考案に係る横矢板１の撓みは、防水防護柵１０の計画規模の水圧と横矢板１の長さで決定されるため、上記条件１から条件３を考慮して、ヤング係数に起因するチャンネル３の材料の選択と断面２次モーメントに起因するチャンネル３の形状を適宜選択することにより、軽量でコストパフォーマンスに優れた親杭横矢板式防水防護柵用横矢板１を提供することができる。

本考案に係る横矢板１の質量は、１５ｋｇ以下であることが好ましく、１０ｋｇ以下であることがさらに好ましく、８ｋｇ以下であることがさらに好ましい。従来の鉄製の横矢板と比較して遥かに軽量であり、横矢板１の質量が１５ｋｇであれば、簡単に設置及び撤去することができる。

次に、本考案に係る横矢板１を用いた親杭横矢板式防水防護柵１０について説明する。
図２に示すように、本考案に係る防水防護柵１０は、本考案に係る横矢板１の左右両側縁を親杭４，４間で挟持させて構成される。

本考案に係る防水防護柵１０は、横矢板１を親杭４，４間に挟持させた状態で、親杭４の上側から下側へ横矢板１を順次立て込めて所定の高さの防水防護柵を形成することができる。使用する横矢板１の枚数は、設置すべき防水防護柵１０の高さ及び横矢板１の縦方向の長さを考慮して１〜２０枚、好ましくは１〜１０枚の範囲で適宜調整することができる。例えば、図２に示すように防水防護柵１０の高さを３枚の横矢板１で調整したり、図４に示すように４枚の横矢板１で調整したりすることができる。

本考案に係る防水防護柵１０は、横矢板１を親杭４，４間に挟持させる場合、親杭４と横矢板１との間の水密性を向上させる目的で親杭４の挟持部４ａの内側に止水部材６を取り付けることが好ましい。止水部材６の材質は、前述した横矢板１の止水部材５と同一材料又は異なる材料を用いることができる。

次に、本考案に係る横矢板１を用いた親杭横矢板式防水防護柵１０の施工方法について説明する。

図５は、本考案に係る親杭横矢板式防水防護柵の施工方法を示す図である。図５の符号５０は河川、符号５１は堤防、符号５２は親杭差込孔をそれぞれ意味する。

図５（Ａ）に示すとおり、本考案に係る防水防護柵１０を設置すべき河川敷の堤防５１に、本考案に係る横矢板１を親杭４に挟持させた状態で、親杭４，４間において横矢板１を掛け渡すことができるよう、所定の間隔で親杭差込孔５２を堤防５１上に作成する。この際、親杭差込孔５２の深さは、計画規模の水圧が横矢板１の垂直方向から作用した際に、防水防護柵１０が倒れない程度の深さとすることが好ましい。

次いで、堤防５１に形成された親杭差込孔５２の中に親杭４を順次差込む。この際、両端の親杭を除き、親杭差込孔５２には２つの親杭４を、挟持部４ａを外側に向けて背合わせの状態で差し込む。

次いで、堤防５１の親杭差込孔５２に差し込んだ親杭４，４間に横矢板１を掛け渡す。この際、親杭４，４に横矢板１の両端を挟持させた状態で、親杭４の上側から下側に横矢板１を立て込む。１枚目の横矢板１を立て込んだ後、続いて２枚目の横矢板１を１枚目の横矢板１の上に立て込む。横矢板１は親杭４の高さに合わせて、必要な枚数を親杭４，４に立て込む。この作業を順次繰り返し、図５（Ｂ）に示すような、所望の長さの防水防護柵を完成することができる。

以下に実施例及び比較例を挙げて本考案に係る横矢板及び防水防護柵についてさらに具体的に説明するが、これらにより本考案は何ら制限を受けるものではない。

＜評価方法及び評価基準＞
堤防内に設置した親杭に、縦方向の長さ３３．３ｃｍ、横方向の長さ１００ｃｍ、厚さ３ｃｍ又は縦方向の長さ３３．３ｃｍ、横方向の長さ１５０ｃｍ、厚さ３ｃｍの親杭横矢板式防水防護柵用横矢板を複数枚重ね、所定の高さの防水防護柵を作成した。この防水防護柵に対し、水を１ｍ又は５ｍまで上昇させ、その様子を観察し、最大撓みを計測した。水を１ｍ又は５ｍ溜められない場合を×、水を１ｍ又は５ｍ溜めることができ、上下の横矢板から少量の水が漏れている場合を○、上下の横矢板から水が全く漏れなかった場合を◎として評価した。

（実施例１）
押出成型により製造した中空構造のＰＶＣ製板状体の両端の中空部に、アルミニウム製の角パイプ（長辺幅４ｃｍ、短辺幅２．５ｃｍ、厚み３ｍｍ）を４本嵌合してシリコーン系接着剤で接着し、縦方向の長さ３３．３ｃｍ、横方向の長さ１００ｃｍ、厚み３ｃｍ、質量６．２ｋｇの親杭横矢板式防水防護柵用横矢板を作成した。
次いで、この横矢板１５枚を地上高さ５ｍの親杭間に順次挟持させて、高さ５ｍ、長さ１ｍの親杭横矢板式防水防護柵を作成した。評価結果を表１に示す。
なお、防水防護柵の計画規模の水圧を５ｍ相当の水圧（４９０００Ｐａ）と仮定した場合、縦方向の長さ３３．３ｃｍ、横方向の長さ１００ｃｍの横矢板にかかり得る荷重は１６３１７Ｎであり、これを当分布荷重に置換すると１６．３７Ｎ／ｍｍとなる。また、アルミの角パイプの断面２次モーメントは３．２６４ｃｍ⁴、アルミ弾性係数は、７０ｋＮ／ｍｍ²であるから、これら数値を式（１）に代入し、算出された横矢板の最大撓みは２．３ｃｍ（実測した最大撓みは２．０ｃｍ）であった。これより実施例１の態様は、最大撓みが横矢板３の厚みより小さいことが分かる。

（実施例２）
実施例１の親杭横矢板式防水防護柵用横矢板の上端部に止水部材として幅３ｃｍ、厚み１ｃｍの発泡ＥＰＤＭゴム（日東電工社製：エプトシーラー）を取り付けたこと、及び親杭の地上高さを１ｍとし、立て込む横矢板の枚数を３枚にした以外は、実施例１と同様の評価を行なった。実測した横矢板の最大撓みは実施例１と同じ２．０ｃｍであり、最大撓みは横矢板３の厚みより小さいことが分かる。評価結果を表１に示す。

（実施例３）
押出成型により製造した中空構造のＰＶＣ製板状体の両端の中空部に、ＳＵＳ３０４の角パイプ（長辺幅４ｃｍ、短辺幅２．５ｃｍ、厚み２ｍｍ）を２本嵌合してシリコーン系接着剤で接着し、縦方向の長さ３３．３ｃｍ、横方向の長さ１５０ｃｍ、厚み３ｃｍ、質量９．４ｋｇの親杭横矢板式防水防護柵用横矢板を作成した。
次いで、この横矢板３枚を地上高さ１ｍの親杭間に順次挟持させて、高さ１ｍ、長さ１．５ｍの親杭横矢板式防水防護柵を作成した。評価結果を表１に示す。
なお、防水防護柵の計画規模の水圧を１ｍ相当の水圧（９８００Ｐａ）と仮定した場合、縦方向の長さ３３．３ｃｍ、横方向の長さ１５０ｃｍの横矢板にかかり得る荷重は４８９５Ｎであり、これを当分布荷重に置換すると３．２６Ｎ／ｍｍとなる。また、ＳＵＳ３０４の角パイプの断面２次モーメントは２．３８ｃｍ⁴、ステンレス弾性係数は２００ｋＮ／ｍｍ²であるから、これら数値を式（１）に代入し、算出された横矢板の最大撓みは２．３ｃｍ（実測した最大撓みは２．０ｃｍ）であった。これより実施例１の態様は、最大撓みが横矢板３の厚みより小さいことが分かる。

（比較例１）
実施例１の横矢板の中空部にＳＵＳ３０４のチャンネルを嵌合させなかったことを除き、実施例１と同様の条件で、防水防護柵を作成し、評価した。評価結果を表１に示す。
押出成型により製造した中空構造のＰＶＣ製の親杭横矢板式防水防護柵用横矢板（縦方向の長さ３３．３ｃｍ、横方向の長さ１５０ｃｍ、厚み３ｃｍ、質量２．２ｋｇ）を作成した。次いで、この横矢板３枚を地上高さ１ｍの親杭間に順次挟持させて、高さ１ｍ、長さ１．５ｍの親杭横矢板式防水防護柵を作成した。評価結果を表１に示す。
実測した横矢板の最大撓みは３．２ｃｍであった。これより比較例１の態様では、最大撓みは横矢板３の厚みより大きくなり、水漏れが発生することが分かる。

実施例１〜３の横矢板は、施工性もよく洪水時でも容易に防水防護柵を組み立てることができ、洪水時に水を堰き止める機能を十分発揮することができた。これより本考案に係る横矢板であれば、親杭横矢板式防水防護柵用横矢板として好適に使用することができることが分かる。
これに対して、比較例１の横矢板は水位が３３．３ｃｍｍで下部の横矢板が３．２ｃｍ撓み、横矢板の厚み（３ｃｍ）以上の幅で撓んでしまった結果、上段の横矢板の隙間から水が漏れ、それ以上水を溜めることができなかった。

本考案は、軽量で施工性に優れているために、親杭横矢板式防水防護柵用横矢板として利用できる。

１ 親杭横矢板式防水防護柵用横矢板
１ａ 横矢板の上端部
１ｂ 横矢板の下端部
２ 樹脂製板状体
２ａ 中空部
３ チャンネル
４ 親杭
４ａ 挟持部
５ 止水部材
６ 止水部材
１０ 親杭横矢板式防水防護柵
５０ 河川
５１ 堤防
５２ 親杭差込孔

Claims (8)

1. 中空構造の樹脂製板状体と、該樹脂製板状体の中空部に嵌合されたチャンネルとを有し、左右両側縁を親杭間に掛け渡して親杭横矢板式防水防護柵を形成するための横矢板であって、該横矢板の垂直方向から４９０００Ｐａ以下の水圧をかけたときの最大撓みが、該横矢板の厚みより小さいことを特徴とする親杭横矢板式防水防護柵用横矢板。
2. 前記樹脂製板状体と、前記チャンネルとがシリコーン系接着剤により接着されている請求項１に記載の親杭横矢板式防水防護柵用横矢板。
3. 前記チャンネルがステンレス鋼製チャンネル又はアルミニウム製チャンネルである請求項１又は２に記載の親杭横矢板式防水防護柵用横矢板。
4. 前記チャンネルが炭素繊維ロット製チャンネルである請求項１又は２に記載の親杭横矢板式防水防護柵用横矢板。
5. 横矢板の上端部、下端部、又は上端部と下端部に止水部材が取り付けられている、請求項１〜４のいずれかに記載の親杭横矢板式防水防護柵用横矢板。
6. 質量が１５ｋｇ以下である請求項１〜５のいずれかに記載の親杭横矢板式防水防護柵用横矢板。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の親杭横矢板式防水防護柵用横矢板と、該横矢板を掛け渡すための親杭とを有することを特徴とする親杭横矢板式防水防護柵。
8. 前記親杭が、横矢板との係合部に止水ゴムを有する請求項７に記載の親杭横矢板式防水防護柵。

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