JP5822499B2 - 鋼製スリットダム - Google Patents

Description

この発明は、鋼材を連結させて、一定の間隔をあけて配置し、流木、或いは土石流などの流下物を効果的に捕捉する鋼製スリットダムの技術分野に属し、更に云えば、流下物の流れる方向へのみ鋼材を連結させて組み立てられ、捕捉した流下物の撤去を重機により容易に行える鋼製スリットダムに関する。

従来、流木捕捉工対策、或いは土石流捕捉工対策として、鋼材を連結させて、一定の間隔をあけて配置し、流木、或いは土石流などの流下物を効果的に捕捉する鋼製スリットダムが用いられている。
この鋼製スリットダムについて、さまざまな形状、構造の技術があるが、特に流木捕捉工対策として設置する場合、流木の捕捉性能はもちろんのこと、捕捉した流木の撤去が容易であることが重要視される。この捕捉した流木を撤去することが容易な形状、構造として、側面方向に連続させて配置しても互いに頭部を連結させない鋼管材を複数設置してなる鋼製スリットダムがある（例えば、特許文献１を参照）。

前記特許文献１には、同文献１の第４図に示したように、一対の上流側の鋼管材１と下流側の鋼管材２とをそれぞれ同じ角度で傾斜させ、その頭頂部同士を連結部３でボルト接合するとともに、その中途部を連結部材４でボルト接合し、側面方向からみてアルファベットのＡ字形状に形成した鋼管材（砂防体）Ａを複数設置してなる鋼製スリットダムが開示されている。
この鋼製スリットダムによると、前記鋼管材Ａを、側面方向に連続する配置であっても互いに頭部を連結せずに設置されるので、特に流木捕捉工対策として設置された場合、バックホウのアームが、隣接する鋼管材Ａと鋼管材Ａとの間に入り易く、捕捉した流木の撤去作業を容易に行うことができる利点がある。

ちなみに、前記鋼管材Ａは、トラックでの輸送（特には輸送幅）を考慮し、輸送時は、上流側の鋼管材１と下流側の鋼管材２とを分離した状態で輸送され、現場で、該鋼管材１、２を接合する作業を行っている。

実公昭５５−１０４３６号公報

上記特許文献１の鋼製スリットダムを構成する鋼管材（砂防体）Ａは、一対の上流側の鋼管材１と下流側の鋼管材２とを頭頂部同士で接合する構成であるが故に、以下に説明するような問題点があった。

前記頭頂部同士の接合手法について説明すると、同文献１の第４図に示したように、各鋼管材１、２同士をボルト接合するに際し、各鋼管材１、２の頭頂部の水平方向及び鉛直方向にそれぞれ専用の特殊形状をしたフランジを溶接し、該フランジに多数のボルトを接合して連結していた。また、前記フランジは、特殊な部位に設けられるため、該フランジを保持するための補強リブも溶接されていた。
具体的に、各鋼管材１、２の水平方向に設けたフランジは、面一に突き合わせ、その上にボルト孔を設けたカバープレートを、該ボルト孔が、面一に突き合わせたフランジのボルト孔と一致するように載置し、該一致したボルト孔にボルトを通してナットで締結していた。と同時に、各鋼管材１、２の鉛直方向に設けたフランジ（ガゼットプレート）を、ボルト孔が一致するように重ね合わせ、該一致したボルト孔にボルトを通してナットで締結していた。
したがって、各鋼管材１、２の頭頂部同士を接合するには、水平方向及び鉛直方向にボルト孔を設けたフランジを設けるための溶接作業や、フランジを保持するための補強リブを設けるための溶接作業が必要になるほか、前記カバープレートと多数のボルトが必要になり、溶接量、加工量、および部材点数が多く、手間があった。加えて、各鋼管材１、２の水平方向のフランジを面一に揃えると同時に、鉛直方向のフランジに設けた多数のボルト孔を一致させなければならず、鋼管材のサイズ（径４０〜６０ｃｍ程度、長さ２〜６ｍ程度、重量１５００〜４３００ｋｇ程度）が大掛かりであり、精度の高い現場作業が要求された。
また、特許文献１に係る自立式の鋼管材Ａは、前記した頭頂部の接合作業に加え、中途部を連結部材４を用いて水平方向に連結する作業も併せて行う必要があり、以上の問題がさらに顕著となる。

本発明の目的は、流下物の流れる方向へのみ鋼材を連結させて組み立てられ、捕捉した流下物の撤去を重機により容易に行える鋼製スリットダムに関して、鋼管材の接合端面部同士を汎用のフランジを用いてボルト接合できる構成で実施することにより、上記特許文献１と比し、カバープレートや補強リブを無用化し、フランジを取り付けるための溶接作業を省力化できると共に、ボルトの使用本数を低減化して自立式の鋼管材を構築できる、施工性および経済性に非常に優れた鋼製スリットダムを提供することにある。
また、前記ボルト接合する鋼管材のフランジの位置合わせ作業も容易、且つ迅速に行うことができ、作業効率を向上させ、工期短縮を図ることができる鋼製スリットダムを提供することにある。
さらに、前記ボルト接合する部位を下流側に設けることにより、流木の接合部位への直撃を低減でき、より安全性を高めることができる鋼製スリットダムを提供することにある。

上記背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る鋼製スリットダムは、上流側の鋼管材と下流側の鋼管材とを河川水の流れ方向に傾斜させて山形状に組み、コンクリート基礎に設置してなる自立式山形鋼管材を、河川水の流れ方向とは直交する方向に間隔をあけて複数設置してなる鋼製スリットダムであって、
前記自立式山形鋼管材は、その下流側の鋼管材が、上部の鋼管部材と下部の鋼管部材とを連結してなる構成とされ、該上部の鋼管部材は、その上端部が前記上流側の鋼管材の上端部に前記山形の頂角をなす角度で溶接により一体的に接合した構成とされ、前記上部の鋼管部材と下部の鋼管部材とは、各接合端面部に設けたフランジをボルト接合して連結されてなる二分割構造体で構築されており、上流側の鋼管材と下流側の鋼管材とを繋ぐ水平材がなく、前記上流側の鋼管材の傾斜部及び頭部にはボルト接合する部位がないことを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した鋼製スリットダムにおいて、前記各接合端面部に設けたフランジは、一対の平板状フランジ、又は一対のリング状フランジであることを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した鋼製スリットダムにおいて、隣り合う前記自立式山形鋼管材の頭部同士は連結されていないことを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した鋼製スリットダムにおいて、前記ボルト接合する部位は、前記自立式山形鋼管材の股下部から２００ｍｍ〜１５００ｍｍの範囲内に設けられていることを特徴とする。

請求項１〜請求項４に係る鋼製スリットダムによれば、以下の効果を奏する。
鋼管材の接合端面部同士を汎用のフランジを用いてボルト接合できる構成で実施することにより、上記特許文献１と比し、カバープレートや補強リブを無用化し、フランジを取り付けるための溶接作業を省力化できると共に、ボルトの使用本数を低減化できる。よって、施工性および経済性に非常に優れている。
また、前記ボルト接合する鋼管材のフランジの位置合わせ作業も容易、且つ迅速に行うことができる。よって、作業効率を向上させ、工期短縮を図ることができる。
さらに、前記ボルト接合する部位を下流側に設けることにより、流木の接合部位への直撃を低減でき、より安全性を高めることができる。

Ａは、上流側からみた鋼製スリットダムの全体構造を示した概略図であり、Ｂは、下流側からみた鋼製スリットダムの全体構造を示した概略図であり、Ｃは、側面方向からみた鋼製スリットダム（自立式山形鋼管材）の全体構造を概略的に示している。ちなみに、図１Ｃ中、符号Ｕは上流側、符号Ｄは下流側、矢印は河川水の流れ方向を示している。 図１Ｃに係る自立式山形鋼管材を拡大して示した斜視図である。 図２に係る自立式山形鋼管材の分解斜視図である。 Ａ、Ｂは、自立式山形鋼管材のボルト接合部位のバリエーションを示した立面図である。

次に、本発明に係る鋼製スリットダムの実施例を図面に基づいて説明する。
前記鋼製スリットダム１１は、図１と図２に示したように、上流側の鋼管材１と下流側の鋼管材２とを河川水の流れ方向に傾斜させて（傾斜角は６０〜７０度程度）山形状に組み、コンクリート基礎９に設置してなる自立式山形鋼管材１０を、河川水の流れ方向とは直交する方向に間隔をあけて複数設置してなる。
前記自立式山形鋼管材１０は、その下流側の鋼管材２が、上部の鋼管部材２ａと下部の鋼管部材２ｂとを連結してなる構成とされ、該上部の鋼管部材２ａは、その上端部が前記上流側の鋼管材１の上端部に前記山形の頂角をなす角度（４０〜６０度程度）で溶接により一体的に接合した構成とされ、前記上部の鋼管部材２ａと下部の鋼管部材２ｂとは、各接合端面部に設けたフランジ３、４をボルト接合して連結されてなる二分割構造体で構築されており、上流側の鋼管材と下流側の鋼管材とを繋ぐ水平材がなく、前記上流側の鋼管材１の傾斜部及び頭部にはボルト接合する部位がない。
また、前記鋼管材１、２の下端部はそれぞれ、コンクリート基礎９にほぼ均等に埋め込み固定されている。
なお、隣り合う前記自立式山形鋼管材１０の頭部同士は連結されていない。

要するに、本発明の鋼製スリットダム１１に係る自立式山形鋼管材１０は、図３に示したように、ほぼ倒立レの字形に一体的構造とした上流側の鋼管材１及び上部の鋼管部材２ａと、下部の鋼管部材２ｂとの二分割構造で現場に搬送され、該二分割構造体をなす上流側の鋼管材１及び上部の鋼管部材２ａと、下部の鋼管部材２ｂとを現場で突き合わせ接合する構成で実施される。

具体的に、上流側の鋼管材１と上部の鋼管部材２ａは、軸方向横断面形状が一致し、長さの異なる２つの鋼管材の接合端部同士を切断加工等して溶接により一体化し、全体としてほぼ倒立レの字形に形成されている。なお、一体化する手段は溶接に限定されない。また、前記上部の鋼管部材２ａの下端部（接合端面部）には、下端開口部より大径で複数のボルト孔を外周縁部に備えた円形の平板状フランジ３が溶接により固定されている。さらに、前記上流側の鋼管材１の下端部には、補強リブ６で補強されたベースプレート５が溶接により固定されている。

一方、前記下部の鋼管部材２ｂは、前記上部の鋼管部材２ａと軸方向横断面形状が一致する鋼管材が用いられ、その傾斜高は、前記上流側の鋼管材１及び上部の鋼管部材２ａからなる分割構造体と突き合わせ接合すると、ほぼ左右対称配置の山形をなす寸法で実施されている。また、前記下部の鋼管部材２ｂの上端部（接合端面部）には、前記平板状フランジ３と一対をなす平板状フランジ４が溶接により固定されている。さらに、前記下部の鋼管部材２ｂの下端部には、補強リブ６で補強されたベースプレート５が溶接により固定されている。

かくして、上記構成の上部の鋼管部材２ａの下端部の接合端面部（図示例では平板状フランジ３）と前記下部の鋼管部材２ｂの上端部の接合端面部（図示例では平板状フランジ４）とを、一対の平板状フランジ３、４に設けたボルト孔３ａ、４ａが一致するように突き合わせ、該一致したボルト孔３ａ、４ａにボルト８を通しナット１２で締結する手法により、前記上部の鋼管部材２ａと下部の鋼管部材２ｂとを同心上でボルト接合して、左右対称配置の山形をなす自立式山形鋼管材１０が構築される。
なお、前記一対の平板状フランジ３、４の代わりに、各接合端面部の外周面に沿って一対のリング状フランジを設けて突き合わせ接合して実施することもできる。

前記自立式山形鋼管材１０の構築方法は、先ず、２つの分割構造体、即ち前記上流側の鋼管材１及び上部の鋼管部材２ａと、下部の鋼管部材２ｂとを横向きに寝かせた姿勢で、前記上部の鋼管部材２ａの下端部に設けた平板状フランジ３と前記下部の鋼管部材２ｂの上端部に設けた平板状フランジ４とを、前記一対の平板状フランジ３、４に設けたボルト孔３ａ、４ａが一致するように突き合わせ、該一致したボルト孔３ａ、４ａにボルト８を通しナット１２で締結する手法により、上部の鋼管部材２ａと下部の鋼管部材２ｂとを同心上でボルト接合し、左右対称配置の山形鋼管材１０を形成する。
次に、前記山形鋼管材１０をクレーン等の重機で起立させ、その下端部、即ち前記上流側の鋼管材１及び下流側鋼管材２（下部の鋼管部材２ｂ）の下端部をそれぞれコンクリート基礎９に埋め込み固定して自立させる。具体的には、前記鋼管材１、２の下端部に設けたベースプレート５、５を、ベースプレート下面まで打設した基礎コンクリート上にアンカーボルト７で固定することにより当該鋼管材１、２の建て込みを行い、しかる後、基礎天端まで打設したコンクリートにより前記鋼管材１、２の下端部がコンクリート基礎９に埋め込み固定される。

ちなみに、図示例に係る自立式山形鋼管材１０の高さは、埋め込み長（１ｍ程度）を除外すると３ｍ程度である。前記上流側の鋼管材１、上部の鋼管部材２ａ、及び下部の鋼管部材２ｂに用いられる鋼管材のサイズは共通して、径５００ｍｍ程度、肉厚１２ｍｍ程度である。
なお、前記数値は勿論これに限定されず、設置する河川水の想定流量等に応じて適宜設計変更可能であり、前記自立式山形鋼管材１０の高さは埋め込み長を除外して２〜５ｍの範囲内、埋め込み長は１ｍ程度、および鋼管材のサイズは径３００〜６００ｍｍ、肉厚８〜１４ｍｍの範囲内が好適とされる。
また、隣り合う前記自立式山形鋼管材１０の配置間隔は、設置する現場の調査結果から決められるため一様でなく状況に応じて適宜設計変更されるが、一般的に１〜７ｍ程度の間隔が採用されている。

さらに、前記上部の鋼管部材２ａと下部の鋼管部材２ｂとをボルト接合する部位は、自立式山形鋼管材１０の高さ（３ｍ程度）の上半部分、即ち当該自立式山形鋼管材１０の股下部から２００ｍｍ〜１５００ｍｍの範囲内に設けられる（図４の符号Ｈ参照）。これは、構造力学的に、上方部分に接合部位を設ける方が下方部分に設けるよりも作用する曲げモーメントが小さく強固なボルト接合状態を恒久的に保持できること、前記２００ｍｍより小さいと作業スペースを確保できない理由からボルト接合作業が行えないこと、及び平常時に河川水に晒される虞が少ないこと、並びに分割してのトラックによる輸送幅を考慮したものである。
ちなみに、図４Ｂに示す自立式山形鋼管材１０を構築する場合は、作業スペースを有効利用するべく、下方から上方へ向ってボルト８を通し、ナット１２で締結する手法を採用している。

したがって、上述した鋼製スリットダム１１によれば、上部の鋼管部材２ａと下部の鋼管部材２ｂとの接合端面部同士を汎用の平板状フランジ（又はリング状フランジ）３、４を用いてボルト接合できる構成で実施することにより、上記特許文献１と比し、カバープレートや補強リブを無用化し、フランジ３、４を取り付けるための溶接作業を省力化できると共に、ボルト８の使用本数を低減できる。よって、施工性および経済性に非常に優れている。
また、前記ボルト接合する前記フランジ３、４の位置合わせ作業も容易、且つ迅速に行うことができる。よって、作業効率を向上させ、工期短縮を図ることができる。
さらに、前記ボルト接合する部位を下流側に設けることにより、流木の接合部位への直撃を低減できるので、より安全性を高めることができる。

以上に実施形態を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の実施形態の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。
例えば、本発明に係る鋼製スリットダム１１は、主として流木捕捉工対策として実施するので、自立式山形鋼管材１０の内部構造は空洞で実施しているが、これに限定されず、コンクリート等の充填材を充填して実施することも勿論できる。
また、前記ベースプレート５の形態は、図示例に限定されず、自立式山形鋼管材１０を安定した状態で設置できることを条件に、種々のバリエーションで実施できる。
さらに、前記自立式山形鋼管材１０の設置数量、及び配置形態は、もちろん図示例に限定されず、設置する河川床の幅、河川水の想定流量等に応じ適宜増減されるし、横一列のみならず、横二列等、種々のバリエーションで実施可能である。

１ 上流側の鋼管材
２ 下流側の鋼管材
２ａ 上部の鋼管部材
２ｂ 下部の鋼管部材
３ 平板状フランジ
３ａ ボルト孔
４ 平板状フランジ
４ａ ボルト孔
５ ベースプレート
６ 補強リブ
７ アンカーボルト
８ ボルト
９ コンクリート基礎
１０ 自立式山形鋼管材
１１ 鋼製スリットダム
１２ ナット

Claims (4)

1. 上流側の鋼管材と下流側の鋼管材とを河川水の流れ方向に傾斜させて山形状に組み、コンクリート基礎に設置してなる自立式山形鋼管材を、河川水の流れ方向とは直交する方向に間隔をあけて複数設置してなる鋼製スリットダムであって、
   前記自立式山形鋼管材は、その下流側の鋼管材が、上部の鋼管部材と下部の鋼管部材とを連結してなる構成とされ、該上部の鋼管部材は、その上端部が前記上流側の鋼管材の上端部に前記山形の頂角をなす角度で溶接により一体的に接合した構成とされ、前記上部の鋼管部材と下部の鋼管部材とは、各接合端面部に設けたフランジをボルト接合して連結されてなる二分割構造体で構築されており、上流側の鋼管材と下流側の鋼管材とを繋ぐ水平材がなく、前記上流側の鋼管材の傾斜部及び頭部にはボルト接合する部位がないことを特徴とする、鋼製スリットダム。
2. 前記各接合端面部に設けたフランジは、一対の平板状フランジ、又は一対のリング状フランジであることを特徴とする、請求項１に記載した鋼製スリットダム。
3. 隣り合う前記自立式山形鋼管材の頭部同士は連結されていないことを特徴とする、請求項１又は２に記載した鋼製スリットダム。
4. 前記ボルト接合する部位は、前記自立式山形鋼管材の股下部から２００ｍｍ〜１５００ｍｍの範囲内に設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した鋼製スリットダム。

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