JP3922440B2 - Steel frame dam - Google Patents
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Description
【0001】
【発明に属する技術分野】
この発明は、土石流の流下により鋼製枠の下流面が損傷する恐れのある場合に適用して好適な砂防ダム等の鋼製枠ダムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、多数の柱材と左右方向の水平材と前後方向の奥行材とをボルト接合により連結して組み立てた立方格子状の鋼製枠を骨組みとし、鋼製枠の前後面にスクリーン材を取り付け、内部に中詰め材を充填して砂防ダム等の鋼製枠ダムを構築することが行なわれている。
【0003】
鋼製枠ダムは、コンクリート構造ダムと比較して、施工が容易で、工期が短縮され、施工費も安く済み、また、透水性がある点で優れている。さらに、細分化した各部材をボルトで結合して成り立つ構造なので、緊急性を要する箇所、あるいはコンクリート運搬の困難な箇所・地盤条件の悪い箇所・地すべり帯等の鋼製枠構造でしか設置できない箇所に砂防ダムを構築するには最適である。
この種の従来の鋼製枠ダムでは、鋼製枠の上流面に緩衝壁を設ける等して、上流面を土石流等の衝撃から保護したものはあるが(特開2000−144692号等参照)、下流面側については特に考慮されおらず、下流面には、単に柱材と水平材と多数のスクリーン材とが面しているだけである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の鋼製枠ダムは、上流面の緩衝壁で土石流の衝撃による鋼製枠上流面の損傷を防止することができる。しかし、土石流がダムを超えた場合、ダムの傾斜した下流面を流下する際に、流下する土石流が鋼製枠の下流面を損傷する恐れがある。特にスクリーン材が横向きの場合、流下する土石流で損傷し易く、その場合には中詰め材が流出する恐れがある。
【0005】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、土石流の流下により鋼製枠の下流面が損傷する恐れのない砂防ダム等の鋼製枠ダムを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明は、多数の柱材と左右方向の水平材と前後方向の奥行材とをボルト接合により連結して組み立てた立方格子状の鋼製枠の少なくとも前後面に複数本のスクリーン材を間隔をあけて取り付け、内部に中詰め材を充填して構築した鋼製枠ダムであって、
前記鋼製枠の下流面に、条鋼による多数の保護材を左右に間隔をあけて縦に取り付けるとともに、前記保護材の上端部は天端保護コンクリートに、下端部は水叩きコンクリートに固定したことを特徴とする。
【0007】
請求項2は、請求項1の鋼製枠ダムにおいて、スクリーン材が、左右の柱材間に上下に間隔をあけて水平に取り付けられていることを特徴とする。
【0008】
請求項3は、請求項1または2の鋼製枠ダムにおいて、保護材としてH形鋼を用いるとともに、そのフランジ面を前後方向に向け、かつ内側のフランジ部を前記水平材またはスクリーン材にボルトで取り付けたことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を河川の上流域に設置する砂防ダムとして適用した一実施形態を図1〜図6を参照して説明する。
図1は本発明を適用して構築した砂防ダム11の模式的な断面図(右側が上流)である。図6はこの砂防ダム11を構成する鋼製枠13を模式的に示した斜視図、図5はこの鋼製枠13を構成する1つ箱枠6の詳細構造を示した斜視図である。
これらの図に示すように、鋼製枠13は、前後に設けた例えばH形鋼による柱材1、2の上部間および下部間をそれぞれ例えば溝形鋼による奥行材3で連結し、左右の柱材1、1(または2、2)の上部間および下部間をそれぞれ例えば溝形鋼による水平材5で連結し、前後の柱材1、2の上下部間を例えば溝形鋼または山形鋼のブレース7で斜めに連結して箱枠6を形成するとともに、このような箱枠6を、図6のように必要に応じて左右前後上下に連続形成して組み立てられる。そして、鋼製枠13の少なくとも前後面の左右の柱材1、1(または2、2)間に複数本のスクリーン材9を上下に間隔をあけて水平に取り付け、また、適宜の段階で鋼製枠13の内部に中詰め材を充填し、最上段の上面に蓋スクリーン材(図示略)を設けて、砂防ダム11を構築する。なお、各部材の連結構造の詳細は省略するが、いずれもボルト接合(ボルト・ナットによる接合)である。また、図示のスクリーン材9は、軽量溝形鋼であり、H形鋼である柱材1、2の外側フランジの内側面にボルトとナットで固定している。
【0010】
本発明では、鋼製枠13の下流面(図1、図2(イ)の左側の面)に、例えばH形鋼による多数の保護材15を、左右に間隔をあけて縦に取り付けるとともに、前記保護材15の上端部を天端保護コンクリート16に、下端部は水叩きコンクリート17に固定している。
前記保護材15は、各箱枠6の柱材1と同じ長さの保護材片15’に分割されるとともに、図3、図4にも詳細を示すように、上下に隣接する保護材片15’どうしは互いに接触し、かつ、そのH形のウエブ面に当てたジョイントプレート20をボルトとナットで締め付けて互いに連結して、上端から下端まで一連続の1本の保護材15としている。
また、図示例では、各保護材片15’は、H形の内側のフランジ部15aを水平材5およびスクリーン材9に当てた状態で取り付けられるが、図示例では、内側のフランジ部15aを水平材5および3本のスクリーン材9に、テーパワッシャ21を介してボルト22とナット23で固定している。なお、保護材15を構成する保護材片15’の長さ、実施形態のように柱材1と同じ長さとするのが適切であるが、必ずしも同じである必要はない。
また、鋼製枠13の下流面の最下段部分では、スクリーン材9の内側部分にコンクリート壁25を形成している。
なお、上下に隣接する柱材1どうしは、H形の外側フランジ面に当てたジョイントプレート26(図4(イ)参照)をボルトとナットで締め付けて互いに連結している。
【0011】
上記の砂防ダム11において、上流側で礫や流木を含む土石流が発生して当該砂防ダムを越えた場合、土石流(礫や流木を含む)は鋼製枠13の下流面を流下するが、土石流は鋼製枠13の下流面に配置した縦の保護材15に沿って流下し、その内側にある水平なスクリーン材9および水平材5に当たることはない。すなわち、スクリーン材9および水平材5は保護材15で保護されて、流下する土石流により磨耗したり破損したりすることは防止される。
また、流下する土石流が当たる保護材15には、土石流による下向きの衝撃荷重が作用するが、保護材15の下端部が水叩きコンクリート17に固定されているので、衝撃荷重は水叩きコンクリート17を通じて地盤に伝達され、鋼製枠13には伝達されない。したがって、鋼製枠13の各部材の連結部を破損する恐れもない。
また、
また、保護材15はH形鋼であり、その内側のフランジ部をボルトで水平材5やスクリーン材9に取り付けているので、ボルト取付部はH形鋼の外側のフランジ部で保護されて、土石流が直接衝突して損傷する恐れは少ない。
【0012】
なお、保護材15の左右方向の間隔は、流下する可能性のある土石流に応じて、適宜の間隔に設定するとよい。
実施形態では保護材15を構成する各保護材片15’を、水平材5と3本のスクリーン材9との4箇所に取り付けているが、水平材5と4本以上あるいは2本以下のスクリーン材9に取り付けてもよいし、1本ないし複数本のスクリーン材9のみに、あるいは水平材5のみに取り付けてもよい。
スクリーン材9が水平の場合、流下する土石流で損傷し易いので、本発明を適用して好適であるが、スクリーン材が垂直である場合にも適用可能である。
保護材15はH形鋼が適切であるが、溝形鋼その他の条鋼を用いてもよい。
本発明は、砂防ダムに適用して好適であるが、これに限定されるものではなく、通常のダムに適用することも可能である。
【0013】
【発明の効果】
本発明の鋼製枠ダムによれば、鋼製枠の下流面に、H形鋼等による多数の保護材を左右に間隔をあけて縦に取り付けるとともに、保護材の上端部は天端保護コンクリートに、下端部は水叩きコンクリートに固定したので、次のような効果を奏する。
▲1▼土石流が鋼製枠ダムを越え下流面を流下しても、土石流は縦の保護材に沿って流下し、その内側にあるスクリーン材や水平材は、保護材で保護され、損傷する恐れはない。
▲2▼保護材の下端部が水叩きコンクリートに固定されているので、保護材に作用する土石流による下向きの衝撃荷重は、水叩きコンクリートを通じて地盤に伝達され、鋼製枠には伝達されない。したがって、鋼製枠の各部材の連結部を破損する恐れもない。
▲3▼請求項3によれば、保護材の鋼製枠へのボルト取付部が、H形鋼である保護材の外側のフランジ部の内側に隠れるので、土石流がボルト取付部に直接衝突する恐れは少なく、保護材のボルト取付部自体が土石流で破損することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の鋼製枠ダムの模式的な断面図である。
【図2】(イ)は図1の下流側部分の拡大図、(ロ)は(イ)の左側面図である。
【図3】図2のA部の詳細拡大図である。
【図4】(イ)は図3の左側面図、(ロ)は(イ)の平面図である。
【図5】上記鋼製枠ダムにおける鋼製枠の最上段の1つの箱枠の斜視図である。
【図6】上記の鋼製枠ダムにおける鋼製枠を模式的に示した斜視図である。
【符号の説明】
1、2 柱材
3 奥行梁
5 水平材
6 箱枠
7 ブレース
9 スクリーン材
11 砂防ダム(鋼製枠ダム)
13 鋼製枠
15 保護材
15’ 保護材片
16 天端保護コンクリート
17 水叩きコンクリート
20 ジョイントプレート
21 テーパワッシャ
22 ボルト[0001]
[Technical field belonging to the invention]
The present invention relates to a steel frame dam such as a sabo dam which is suitable for application when there is a possibility that the downstream surface of the steel frame may be damaged due to the flow of a debris flow.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a cubic lattice-shaped steel frame assembled by connecting a large number of column members, horizontal materials in the left-right direction and depth materials in the front-rear direction by bolt joints, and a screen material on the front and rear surfaces of the steel frame Installation and filling of the inside filling material to construct a steel frame dam such as a sabo dam.
[0003]
Steel frame dams are superior to concrete structure dams in that they are easy to construct, have a shorter construction period, are less expensive to construct, and are water permeable. In addition, because it is a structure that consists of subdivided members connected with bolts, it is a place that requires urgency, a place that is difficult to transport concrete, a place with poor ground conditions, a place that can only be installed with a steel frame structure such as a landslide belt It is ideal for building a sabo dam.
Some conventional steel frame dams of this type protect the upstream surface from impacts such as debris flow by providing a buffer wall on the upstream surface of the steel frame (see JP 2000-144692 A). The downstream surface side is not particularly considered, and the column surface, the horizontal material, and a large number of screen materials simply face the downstream surface.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional steel frame dam can prevent damage to the upstream surface of the steel frame due to the impact of the debris flow at the buffer wall on the upstream surface. However, when the debris flow exceeds the dam, when the debris flow flows down the inclined downstream surface of the dam, the flowing debris flow may damage the downstream surface of the steel frame. In particular, when the screen material is sideways, it is easily damaged by the flowing debris flow, and in that case, the filling material may flow out.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a steel frame dam such as a sabo dam that does not cause the downstream surface of the steel frame to be damaged by the debris flow.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention that solves the above-mentioned problem is that a plurality of pillar materials, a horizontal material in the left-right direction, and a depth material in the front-rear direction are connected by bolt joining, and a plurality of steel frames are formed on at least the front and rear surfaces. A steel frame dam constructed with screen materials attached at intervals and filled with filling material inside,
A number of protective materials made of steel bars are vertically mounted on the downstream surface of the steel frame with left and right intervals, and the upper end portion of the protective material is fixed to the top-end protective concrete and the lower end portion is fixed to the hammered concrete. It is characterized by.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the steel frame dam according to the first aspect, the screen material is mounted horizontally with a vertical space between the left and right column members.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in the steel frame dam according to the first or second aspect, the H-shaped steel is used as a protective material, the flange surface is directed in the front-rear direction, and the inner flange portion is bolted to the horizontal material or the screen material. It is characterized by being attached with.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied as a sabo dam installed in an upstream area of a river will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view (on the right side is upstream) of a
As shown in these drawings, the
[0010]
In the present invention, on the downstream surface of the steel frame 13 (the surface on the left side of FIGS. 1 and 2 (a)), for example, a large number of
The
Further, in the illustrated example, each
In addition, a
Note that the
[0011]
In the above-mentioned
Further, a downward impact load due to the debris flow acts on the
Also,
Further, the
[0012]
In addition, the space | interval of the left-right direction of the
In the embodiment, each
When the
Although the H-shaped steel is suitable for the
The present invention is suitable for application to a sabo dam, but is not limited to this, and can also be applied to a normal dam.
[0013]
【The invention's effect】
According to the steel frame dam of the present invention, on the downstream surface of the steel frame, a large number of protective materials such as H-shaped steel are vertically attached with a space left and right, and the upper end portion of the protective material is a top-end protective concrete. In addition, since the lower end portion is fixed to the water hitting concrete, the following effects are obtained.
(1) Even if the debris flow crosses the steel frame dam and flows down the downstream surface, the debris flow will flow along the vertical protective material, and the screen material and horizontal material inside it will be protected and damaged by the protective material. There is no fear.
(2) Since the lower end portion of the protective material is fixed to the hammered concrete, the downward impact load due to the debris flow acting on the protective material is transmitted to the ground through the hammered concrete and not to the steel frame. Therefore, there is no possibility of damaging the connecting portion of each member of the steel frame.
(3) According to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a steel frame dam according to an embodiment of the present invention.
2A is an enlarged view of a downstream portion of FIG. 1, and FIG. 2B is a left side view of FIG.
FIG. 3 is a detailed enlarged view of a part A in FIG. 2;
4A is a left side view of FIG. 3, and FIG. 4B is a plan view of FIG.
FIG. 5 is a perspective view of one box frame at the uppermost stage of the steel frame in the steel frame dam.
FIG. 6 is a perspective view schematically showing a steel frame in the steel frame dam.
[Explanation of symbols]
1 and 2
13
Claims (3)
前記鋼製枠の下流面に、条鋼による多数の保護材を左右に間隔をあけて縦に取り付けるとともに、前記保護材の上端部は天端保護コンクリートに、下端部は水叩きコンクリートに固定したことを特徴とする鋼製枠ダム。A plurality of screen materials are attached at intervals to at least the front and rear surfaces of a cubic lattice-shaped steel frame assembled by connecting a large number of pillar materials, horizontal materials in the left-right direction and depth materials in the front-rear direction by bolt joining, It is a steel frame dam constructed by filling the filling material inside,
A number of protective materials made of steel bars are vertically mounted on the downstream surface of the steel frame with left and right intervals, and the upper end portion of the protective material is fixed to the top-end protective concrete and the lower end portion is fixed to the hammered concrete. A steel frame dam characterized by
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