JP5956450B2 - 鋼製スリットダム - Google Patents

Description

この発明は、基礎コンクリートに埋め込まれた基礎鞘管材の内部に鋼管柱を鉛直に挿入して形成される自立式の鋼管材を所要の間隔をあけて複数配置し、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、さらに云えば、前記鋼管柱を着脱可能な構成とした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、鋼管材を一定の間隔をあけて複数配置し、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、部材の経年劣化や、小礫・流木等による局部の破壊により捕捉性能が低下した場合、修復することが比較的容易な形状、構造として下記の先行技術がある（例えば、特許文献１、２を参照）。

前記特許文献１には、基礎コンクリートに間隔をあけて複数の埋め込み鋼管を配置し、その鋼管の内部に杭体用鋼管を挿入してなる流木防止柵が開示されている。
この流木防止柵は、埋め込み鋼管と杭体用鋼管とにピンを水平に貫通させ、杭体用鋼管の抜け止めを図っている。杭体用鋼管が破損した場合は、該ピンを抜き、杭体用鋼管のみを取り替える。

前記特許文献２には、基礎コンクリートに埋め込まれた複数の保護材の内部に鋼材（鋼管柱）を挿入してなる鋼製透過型砂防ダムが開示されている。
この鋼製透過型砂防ダムは、前記鋼材の流下土砂礫が衝突する部位や水に浸る部位等を考慮し、当該部位まで前記保護材で囲む構成とされている。

特開平１１−２９９２０号公報 実開平５−９６１２３号公報

上記特許文献１、２に係る発明は、共通して、基礎コンクリートに固着する埋め込み鋼管又は保護材を、基礎コンクリートの上面から突出させる構造を前提とした発明である。
よって、常時、流水のある渓流の基礎部としてこれらの構造を用いる場合には、該突出部に摩耗や腐食対策が必要となるため、材料コスト、加工コストが増加する問題や、施工性が低下する問題がある。
また、埋め込み鋼管又は保護材を基礎コンクリート上面より突出させることで、基礎部の根入れ長より長尺の埋め込み鋼管又は保護材を用いなければならず、材料コストが増加する問題もある。
さらに、埋め込み鋼管又は保護材の内部に挿入された柱部材に外力が作用した場合、これらの上端部の接触部において、変形、破損を防止するべく、フープ応力を付与するためにフランジを設けるなどの補強が必要となる問題もある。

ところで、上記特許文献２の図５、図６には、保護材５と鋼材６にそれぞれ、不連続状の突縁（水平方向に長い弧状の平板プレート）１０、１１を形成し、互いの突縁１０、１１を噛み合わせる構成が開示されている。
しかし、保護材５の突縁１０と噛み合う鋼材６の突縁１１は、該保護材５の突縁１０と同様に板面を上下に向けて取り付けられているので、重合部（接触部）の面積が大きい。
よって、前記鋼材６に外力が作用した場合、鋼材６の突縁１１は、その上方に位置する保護材５の突縁１０へ衝突して曲げ力が働くので、該突縁１１の基端部（取付部位）が変形、破損する虞がある。
したがって、保護材５側の突縁１０と鋼材６側の突縁１１の双方の板厚を厚くしたり、基端部の剛性を高くしたりする等の構造設計が要求され、不経済であるという問題もある。

本発明の目的は、基礎コンクリートに埋め込まれた基礎鞘管材の内部に鋼管柱を鉛直に挿入して形成される自立式の鋼管材について、基礎鞘管材の上端部（天端）を基礎コンクリート上面とほぼ面一に揃える等することにより、材料コスト、加工コストを低減でき、経済性、景観性に優れた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、地盤に鉛直に埋め込まれた基礎鞘管材と、同基礎鞘管材内に挿入して直立する鋼管柱と、を備える自立式鋼管材を複数設置して構成される鋼製スリットダムであって、
前記基礎鞘管材は、上端部が前記地盤の上面とほぼ面一に埋め込まれ、その内側壁面に、前記鋼管柱の直立姿勢を保持する水平部材が突設されていること、
前記基礎鞘管材内に挿入される前記鋼管柱は、外周面に、前記水平部材の下方に位置決めされる鉛直部材が突設されていること、
前記基礎鞘管材の内側壁面と前記鋼管柱の外周面とが形成する隙間に、充填材が充填されていることを特徴とする。

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、前記水平部材は、前記基礎鞘管材の内側壁面における対向する壁面に計２個設けられ、該水平部材の前記鋼管柱側の辺が、丸形の該鋼管柱の外周面に沿うように凹んだ弧状に形成されてい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、前記水平部材の下面には、前記鋼管柱の鉛直部材と当接する位置決めストッパが設けられていることを特徴とする。

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、前記鉛直部材は、鉛直方向に細長い線状のリブプレートであり、前記鋼管柱の管軸に対し、対称な配置に計２個設けられていることを特徴とする。

請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれか一に記載した鋼製スリットダムにおいて、前記基礎鞘管材は、ベースプレートの上面に角形鋼管を接合して構成されることを特徴とする。

請求項６に記載した発明は、請求項１〜５のいずれか一に記載した鋼製スリットダムにおいて、前記充填材は、下方に充填部材が充填され、該充填部材の上方にモルタル又はコンクリートが充填されて構成されることを特徴とする。

本発明に係る鋼製スリットダムによれば、以下の効果を奏する。
（１）基礎鞘管材の上端部（天端）を地盤の上面とほぼ面一に揃えているので、基礎鞘管材を地盤から露出（突出）させることなく実施できる。
よって、上記特許文献１、２では必要とされた突出部に対する摩耗や腐食対策が一切無用となり、その分、材料コスト、加工コストを削減することができ、経済的である。また、基礎鞘管材は、その全長（高さ寸法）にわたって地盤で保護されているので、上記特許文献１、２では必要とされた突出部に対するフープ応力を付与するための補強フランジ等も一切無用となり、その分、材料コスト、加工コストを削減することができ、経済的である。
（２）自立式鋼管材は、ピンやボルト等の接合部材を用いることなく、基礎鞘管材と鋼管柱とを噛み合わせ接合する構成で実施できる。よって、経済性、施工性に優れている。
また、前記基礎鞘管材の水平部材と鋼管柱の鉛直部材との形状的特性により、鋼管柱に外力が作用し、水平部材に当接（接触）した際に鉛直部材に働く応力は、上記特許文献２とは異なり、曲げ力よりも剪断力が強く働く。また、増水時には鋼管柱に浮き上がろうとする力が働くが、鉛直部材が水平部材に当接して、浮き上がりを防止する。よって、上記特許文献２と比し、板厚を低減できる等、合理的、経済的な構造設計が可能となる。
（３）本実施例では、基礎鞘管材の内側壁面が直線状を形成する角形鋼管で実施しているので、これに接合する水平部材の取り付け辺を直線状に形成して実施できる。また、鋼管柱の鉛直部材も矩形状で実施できる。よって、これらに相当する部材（突縁１０、１１）をバームクーヘン形状で実施している特許文献２と比し、切断加工や溶接作業を簡易にできるので、経済性、施工性に優れている。
（４）鋼製スリットダムを構成する自立式鋼管材は、露出部位が鉛直方向に起立した鋼管柱のみであり、観者にシンプルですっきりとした印象を与え、景観性がよい。
（５）自立式鋼管材の修復作業は、主として、露出している鋼管柱の取替作業のみとなり、経済的である。この取り替え作業も、充填材を形成するモルタル又はコンクリートを砕き、その下方の砂、砂利等の充填部材をブローで排出させ、鋼管柱を回動操作して重機により引き抜き、新たな鋼管柱の建て込み作業を行えばよいので、簡易、且つ迅速に実施できる。

本発明の実施形態に係る鋼製スリットダムの全体構造を示した概略図である。 Ａは、図１に係る鋼製スリットダムを構成する自立式鋼管材を拡大して示した立面図であり、Ｂは、Ａの平面図である。 Ａは、図２の側面図であり、Ｂは、Ａの平面図である。 図３Ａに係る自立式鋼管材を示した斜視図である。なお、基礎コンクリート５、アンカーボルト６の図示は便宜上省略した。 図４の分解斜視図である。 Ａ〜Ｃは、基礎鞘管材内に鋼管柱を挿入してセットする工程を段階的に示した説明図である。なお、基礎コンクリート５、アンカーボルト６の図示は便宜上省略した。 変形例に係る鋼製スリットダムを構成する自立式鋼管材の斜視図である。 基礎鞘管材内に鋼管柱を挿入してセットする工程を示した説明図である。Ａは斜視図であり、Ｂは平面図である。 基礎鞘管材内に鋼管柱を挿入してセットする工程を示した説明図である。Ａは斜視図であり、Ｂは平面図である。 鋼製スリットダムのエネルギー吸収構造について説明するための説明図である。Ａは概略構成に係る立面図であり、Ｂは力の関係を示す模式図であり、Ｃは水平変位と水平荷重の関係を示すグラフである。 鋼製スリットダムのエネルギー吸収構造について説明するための説明図である。Ａは概略構成に係る立面図であり、Ｂは力の関係を示す模式図であり、Ｃは水平変位と水平荷重の関係を示すグラフである。

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。

この鋼製スリットダム１０は、図１に示したように、地盤３０（ここでは、基礎コンクリート５）に所要の間隔をあけて鉛直に埋め込まれた基礎鞘管材１と、同基礎鞘管材１内に挿入して直立する丸形の鋼管柱２と、を備える自立式鋼管材３を複数設置して構成される。なお、地盤３０としては、基礎コンクリート５が好ましいが、その他、地盤改良している自然地盤、地盤改良していない自然地盤などであっても実施可能である。本実施形態では、地盤３０として基礎コンクリート５を採用した場合の例について説明する。
前記基礎鞘管材１は、図２、図３に示したように、上端部が前記基礎コンクリート５の上端部（天端）とほぼ面一に埋め込まれ、その内側の壁面に、前記鋼管柱２の直立姿勢を保持する水平部材１ａが突設されている。
前記基礎鞘管材１内に挿入される鋼管柱２は、外周面に、回動操作により前記水平部材１ａの下方に位置決めされる鉛直部材２ａが突設されている。
前記基礎鞘管材１の内側の壁面と前記鋼管柱２の外周面とが形成する隙間に、充填材４が充填されている。

なお、本実施例に係る鋼製スリットダム１０は、８本の自立式鋼管材３を横一列状に設けて実施しているが、該自立式鋼管材３の設置数量、及び設置形態はこれに限定されない。設置数量は、河川床の幅寸、又は河川水の想定流量等に応じて適宜増減されるし、設置形態は、横二列状や千鳥格子状等、種々のバリエーションで実施可能である。
また、本実施例に係る基礎鞘管材１は、その水平部材１ａ、１ａとこれらに保持される鋼管柱２が、河川水の流れ方向と直交方向に連続するように設置されている。これは、水平部材１ａが、鋼製スリットダム１０に求められる剛性を確保する構造部材ではなく、鋼管柱２を介して外力が作用するのは望ましくないことを考慮したことによる。
以下、鋼製スリットダム１０を構成する自立式鋼管材３の構成要素について説明する。

前記基礎鞘管材１は、ベースプレート１１の上面中央部に角形鋼管（丸形鋼管でも可）１２を溶接接合（ボルト接合でも可）して構成されている。前記ベースプレート１１は、前記角形鋼管１２の横断面形状より大きい方形状で、その外周縁部に複数（図示例では４個）のボルト孔１１ａを備えている。
ちなみに、基礎鋼管材１の大きさについて例示すると、本実施例に係るベースプレート１１は、一辺が７００ｍｍ程度の正方形状で、厚みが９ｍｍ程度である。前記角形鋼管１２は、一辺が５００ｍｍ、厚みが９ｍｍの正方形の横断面形状で、高さが６００ｍｍ程度である。

また、前記基礎鞘管材１（角形鋼管１２）の内側壁面に設けた前記水平部材１ａは、鋼板プレート（一例として、厚み２２ｍｍ程度）が用いられ、内側壁面における対向する壁面に計２個設けられている。前記水平部材１ａ、１ａの鋼管柱２側の辺は、該鋼管柱２の外周面に沿うように凹んだ弧状に形成され、前記鋼管柱２の直立姿勢を保持する構成で実施されている。
ちなみに本実施例に係る水平部材１ａは、前記基礎鞘管材１の天端から１００ｍｍ程度下方の部位に設置しているが、適宜設計変更可能である。

本実施例ではさらに、前記水平部材１ａの下面に、鋼管柱２の鉛直部材２ａと当接して該鋼管柱２を位置決めする位置決めストッパ１ｂが垂設されている。この位置決めストッパ１ｂは、基礎鞘管材１内に挿入した鋼管柱２を回動操作する作業者が、手指の感触により適正な位置に（例えば、図示例のように水平部材１ａの中央部下方に鉛直部材２ａを停止させて）位置決めできる施工上の利点があるほか、鋼管柱２の建て込み作業完了後、外力による鋼管柱２の回転を防止して抜け止めを図る利点もある。
ちなみに、本実施例に係る位置決めストッパ１ｂは、一例として、高さ５０ｍｍ程度、幅４０ｍｍ程度、厚み１６ｍｍ程度の大きさの鋼材が好適に用いられ、その上端部を前記水平部材１ａの下端部に溶接されている。該水平部材１ａに対する位置決めストッパ１ｂの溶接部位は、前記水平部材１ａ、１ａの中央部下方に鉛直部材２ａ、２ａを位置（停止）させるのに好適な部位とされる（図２〜図５参照）。
なお、この位置決めストッパ１ｂの設置部位は、水平部材１ａの下面に限定されず、鋼管柱２の鉛直部材２ａに当接することを条件に、基礎鞘管材１の内側壁面に溶接して実施してもよいし、内側壁面と水平部材１ａの双方に溶接して実施してもよい。

次に、前記丸形の鋼管柱２は、その上端面に吊り金具２ｂが溶接接合され、その下端部の外周面に、鉛直部材２ａが溶接接合されている。この鉛直部材２ａは、鉛直方向に細長い線状のリブプレートが好適に用いられ、鋼管柱２の管軸に対し、ほぼ対称な配置に計２個設けられている。
ちなみに、本実施例に係る鋼管柱２は、径（φ）が３１８．５ｍｍ程度、厚みが１０．３ｍｍ程度の円形断面で、高さが２６００ｍｍ程度の大きさである。また、前記鉛直部材２ａは、高さ１００ｍｍ程度、幅３５ｍｍ程度、厚み１６ｍｍ程度の大きさの鋼材が好適に用いられ、前記基礎鞘管材１の水平部材１ａの下面から、４０ｍｍ程度下方の部位に設置されている。
なお、前記鉛直部材２ａを設ける部位はこれに限定されず、前記鋼管柱２を前記基礎鞘管材１のベースプレート１１上に起立させた後に実施する回動操作により前記水平部材１ａの下方（好ましくは１０〜５０ｍｍ程度）に位置する部位であれば適宜設計変更可能である。

次に、前記充填材４は、具体的な図示は便宜上省略するが、前記基礎鞘管材１の内側壁面と前記鋼管柱２の外周面とが形成する隙間の下方部分に、砂、砂利等の充填部材が充填され、該充填部材の上方にモルタル（又はコンクリート）が、前記基礎鞘管材１の天端まで充填されて構成される。要するに、該モルタルは、砂、砂利等の充填部材が外部へ溢れ出ないキャップの役割を果たしている。
なお、前記充填部材とモルタルとの充填容量の割合は適宜設計変更可能であるが、本実施例では、約８：２の割合で充填している。

したがって、前記自立式鋼管材３の構築方法は、先ず、基礎コンクリート５中に、所要の間隔をあけて横一列状に複数（図示例では８個）の基礎鞘管材１を鉛直に埋め込む。
具体的には、前記基礎鞘管材１のベースプレート１１の設置高さまで打設したコンクリート上に該基礎鞘管材１を載置し、そのベースプレート１１のボルト孔１１ａにアンカーボルト６を通して打ち込み、該コンクリート上に前記基礎鞘管材１を固定する。しかる後、前記基礎鞘管材１の上端部（天端）までコンクリートを打設することにより、該基礎鞘管材１が基礎コンクリート５に鉛直に埋め込み固定される。

続いて、前記丸形の鋼管柱２を、その上端面に設けた吊り金具２ｂを利用してクレーン等の重機で持ち上げて起立させ、その下端部を、図６Ａ〜図６Ｂに示したように、前記基礎鞘管材１の内部へ挿入してベースプレート１１上に載置して起立させる。挿入する作業は、前記鋼管柱２と鉛直部材２ａ、２ａが、基礎鞘管材１の内側壁面に突設した水平部材１ａ、１ａに接触しないように行う。この作業は、鉛直部材２ａが鉛直方向に細長く、横断面積が非常に小さい形状を採用しているので、スムーズに行うことができる。
かくして、前記基礎鞘管材１のベースプレート１１上のほぼ中央部に設置した前記鋼管柱２は、前記水平部材１ａ、１ａの挟持効果により、直立姿勢を保持して起立する。

続いて、前記鋼管柱２を、作業員が、図６Ｂ〜図６Ｃに示したように、一方向に（図示例では時計回り）に回動操作し、該鋼管柱２に突設した鉛直部材２ａが、基礎鞘管材１の位置決めストッパ１ｂに当接する感触を得て、回動操作を停止する。そうすると、前記鋼管柱２の鉛直部材２ａ、２ａがそれぞれ、前記水平部材１ａ、１ａの中央部下方に位置決めされる。

続いて、前記基礎鞘管材１の内側壁面と前記鋼管柱２の外周面とが形成する隙間に充填材４を充填する。具体的には先ず、現地で採取等した砂、砂利等の充填部材を前記隙間の８分目程度まで充填した後、モルタル（又はコンクリート）を、基礎鞘管材１の天端まで充填してキャッピングする。

上記した作業工程を、自立式鋼管材３の必要本数分、同時期に（又は順に）行うことにより、自立式鋼管材３、ひいては鋼製スリットダム１０の構築作業を終了する。

したがって、上述した工程により構築した鋼製スリットダム１０によれば、以下の効果を奏する。
（１）基礎鞘管材１の上端部（天端）を基礎コンクリート５の上面と面一に揃えているので、基礎鞘管材１（角形鋼管１２）を基礎コンクリート５から露出（突出）させることなく実施できる。
よって、上記特許文献１、２では必要とされた突出部に対する摩耗や腐食対策が一切無用となり、その分、材料コスト、加工コストを削減することができ、経済的である。また、基礎鞘管材１は、その全長（高さ寸法）にわたって基礎コンクリート５で保護されているので、上記特許文献１、２では必要とされた突出部に対するフープ応力を付与するための補強フランジ等も一切無用となり、その分、材料コスト、加工コストを削減することができ、経済的である。
（２）自立式鋼管材３は、ピンやボルト等の接合部材を用いることなく、基礎鞘管材１と鋼管柱２とを噛み合わせ接合する構成で実施できる。よって、経済性、施工性に優れている。
また、前記基礎鞘管材１の水平部材１ａと鋼管柱２の鉛直部材２ａとの形状的特性により、鋼管柱２に外力が作用し、水平部材１ａに当接（接触）した際に鉛直部材２ａに働く応力は、上記特許文献２とは異なり、曲げ力よりも剪断力が強く働く。また、増水時には鋼管柱２に浮き上がろうとする力が働くが、鉛直部材２ａが水平部材１ａに当接して、浮き上がりを防止する。よって、上記特許文献２と比し、板厚を低減できる等、合理的、経済的な構造設計が可能となる。
（３）本実施例では、基礎鞘管材１の内側壁面が直線状を形成する角形鋼管１２で実施しているので、これに接合する水平部材１ａの取り付け辺を直線状に形成して実施できる。また、鋼管柱２の鉛直部材２ａも矩形状で実施できる。よって、これらに相当する部材（突縁１０、１１）をバームクーヘン形状で実施している特許文献２と比し、切断加工や溶接作業を簡易にできるので、経済性、施工性に優れている。
（４）鋼製スリットダム１０を構成する自立式鋼管材３は、露出部位が鉛直方向に起立した鋼管柱２のみであり、観者にシンプルですっきりとした印象を与え、景観性がよい。
（５）自立式鋼管材３の修復作業は、主として、露出している鋼管柱２の取替作業のみとなり、経済的である。この取り替え作業も、充填材４を形成するモルタル（キャッピングモルタル）を砕き、その下方の砂、砂利等の充填部材をブローで排出させ、鋼管柱２を他方向（図示例では反時計回り）に回動操作して重機により引き抜き、新たな鋼管柱２の建て込み作業を行えばよく（具体的手順は、上記段落番号［００２６］〜［００２８］参照）、簡易、且つ迅速に実施できる。

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、図示例に係る水平部材１ａは、基礎鞘管材１（角形鋼管１２）の内側壁面における対向する配置に計２個設けて実施しているが、これに限定されず、該基礎鞘管材１の内側壁面毎に計４個の水平部材１ａを不連続状に設けて実施することもできる。
また、前記水平部材１ａの平面形状も鋼管柱２の外周面に沿うように凹んだ弧状を形成することに限定されない。鋼管柱２及び鉛直部材２ａが通過する隙間を確保し、且つ鋼管柱２の直立姿勢を保持できることを条件に、例えば、平面形状が矩形状の水平部材１ａを基礎鞘管材１の内側壁面毎に計４個設けて実施することもできる。
勿論、前記鋼管柱２の鉛直部材２ａの個数も２個に限定されず、構造設計に応じて適宜設計変更可能である。

また、図示例に係る自立式鋼管材３の高さは、埋め込み長（即ち、基礎鞘管材１の高さ寸法：６００ｍｍ程度）を除外すると露出部を２ｍ程度で実施しているがこれに限定されず、基礎鞘管材１の高さが９００ｍｍ程度の場合に、露出部を３ｍ程度で実施するなど、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る。ただし、自立式鋼管材３の高さは、構造設計上、埋め込み長を除外して１．５〜５ｍの範囲内が好適とされる。
さらに、隣り合う前記自立式鋼管材３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る。

また、図７〜９に示すように、鋼管柱２を丸形ではなく角形としてもよい。図７〜９に示す例では、鋼管柱２は、上方から見て四角形の形状を有している。鋼管柱２を角形とすることで、水平部材１ａ、鉛直部材２ａの構成が変更され、鋼管柱２を基礎鞘管材１に挿入して直立させる手順も変更される。なお、鋼管柱２を更に異なる形状（例えば四角形以外の多角形形状や長円形状など）としてもよい。

具体的に、基礎鞘管材１（角形鋼管１２）の内側壁面に設けた水平部材１ａは、鋼板プレートが用いられ、内側壁面における対向する壁面に計２個設けられている。水平部材１ａ、１ａの鋼管柱２側の辺は、該鋼管柱２の平面状の外周面に沿うように直線状に形成され、鋼管柱２の直立姿勢を保持する構成で実施されている。すなわち、上方から見て、水平部材１ａ，１ａは、スライド方向（図においてＳＤで示す方向）に延びる長方形の形状を有している。基礎鞘管材１の内側壁面におけるスライド方向ＳＤに対向する壁面のうち、一方の壁面に対して、水平部材１ａ，１ａは固定されている。他方の壁面に対しては、水平部材１ａ，１ａは隙間２０をあけるように離間している。

前記角形の鋼管柱２は、その下端部の外周面のうち、スライド方向ＳＤと直交する方向に対向する壁面に、鉛直部材２ａがそれぞれ一つずつ溶接接合されている。この鉛直部材２ａ，２ａは、鉛直方向に細長い線状のリブプレートが好適に用いられる。鉛直部材２ａ，２ａは、溶接接合された壁面のうち、スライド方向ＳＤにおける進行方向とは反対側の端部側に配置されている。

このような鋼管柱２を基礎鞘管材１へ挿入するときは、鋼管柱２をクレーン等の重機で持ち上げて起立させ、その下端部を、図７〜９に示したように、基礎鞘管材１の内部へ挿入して起立させる。挿入する作業は、鉛直部材２ａ，２ａが、基礎鞘管材１の内側壁面と水平部材との間に形成された隙間２０を通るように行う。かくして、前記基礎鞘管材１内のスライド方向ＳＤにおける進行方向とは反対側寄りの位置に設置された鋼管柱２は、水平部材１ａ、１ａの挟持効果により、直立姿勢を保持して起立する（図８に示す状態）。

続いて、前記鋼管柱２を、作業員が、図８及び図９に示したように、スライド方向ＳＤにスライド操作し、鋼管柱２を基礎鞘管材１の略中央位置へスライドさせた時点で、スライド操作を停止する。そうすると、鋼管柱２の鉛直部材２ａ、２ａがそれぞれ、水平部材１ａ、１ａの下方に位置決めされる（図９に示す状態）。なお、当該位置において、鋼管柱２と当接することによって位置決めするための位置決めストッパを水平部材１ａ，１ａに設けてもよい。以降の手順は、丸形の鋼管柱２を設置する手順と同様である。

次に、図１０及び図１１を参照して、鋼製スリットダム１０のエネルギー吸収構造について説明する。鋼製スリットダム１０では、鋼管柱２と基礎鞘管材１との間に充填されている充填材４が、エネルギー吸収材として機能する。また、鋼管柱２が基礎鞘管材１の上部縁と接触することで、鋼管柱２がエネルギー吸収部材として機能する。

図１０（Ａ）に示すように、鋼管柱２の頭部に水平荷重Ｆが作用すると、当該荷重は、鋼管柱２を下方へ伝達される。鋼管柱２の下端部付近は、充填材４で覆われている。また、充填材４が充填された基礎鞘管材１は地盤３０に埋設されている。従って、鋼管柱２を伝達してきた荷重は、充填材４の地盤反力によって吸収される。このときの鋼管柱２は、図１０（Ｂ）に示すように、水平荷重Ｆに対して、下端側の領域が充填材地盤バネで支持されるような状態となる。図１０（Ｃ）に示すように、水平荷重Ｆが大きくなるに従って、充填材の変形が大きくなり、鋼管柱２の水平変位が増加してゆく。このような充填材変形によるエネルギー吸収は、水平荷重Ｆが最大地盤反力に達し、鋼管柱２と基礎鞘管材１の上部縁とが接触するまで行われる。

図１１（Ａ）に示すように、鋼管柱２が基礎鞘管材１の上部縁と接触した後は、鋼管柱２の壁面がへこみ変形を起こし、当該へこみ変形によってエネルギー吸収がなされる。このときの鋼管柱２は、図１１（Ｂ）に示すように、上端部に水平荷重が作用し、中途位置（基礎鞘管材１の上部縁と接触する位置）に水平荷重と反対方向のへこみ荷重が作用するような状態となる。図１１（Ｃ）に示すように、水平荷重Ｆが大きくなるに従って、へこみ変形が大きくなり、鋼管柱２の水平変位が増加してゆく。このような鋼管柱２のへこみ変形によるエネルギー吸収は、水平荷重Ｆが鋼管柱２の崩壊荷重に達し、鋼管柱２が崩壊するまで行われる。

なお、水平荷重Ｆは、水平部材１ａ，１ａ（図４及び図７参照）同士が対向する方向と直交する方向へ作用する。図７の例では、スライド方向ＳＤへ水平荷重Ｆが作用する。当該方向へ水平荷重Ｆが作用すれば、鋼管柱２は、水平部材１ａ，１ａに阻害されることなく水平方向に変位することができる。このように、水平部材１ａ，１ａは、互いに対向するように配置されることで、設置時には鋼管柱２の姿勢を支持することができる一方で、水平荷重Ｆが鋼管柱２に作用するときは、当該荷重を受けないように鋼管柱２を水平方向へ変位させることができる。

本発明は、鋼製スリットダムに利用可能である。

１ 基礎鞘管材
１ａ 水平部材
１ｂ 位置決めストッパ
２ 鋼管柱
２ａ 鉛直部材
２ｂ 吊り金具
３ 自立式鋼管材
４ 充填材
５ 基礎コンクリート
６ アンカーボルト
１０ 自立式鋼管材
１１ ベースプレート
１１ａ ボルト孔
１２ 角形鋼管
３０ 地盤

Claims (6)

1. 地盤に鉛直に埋め込まれた基礎鞘管材と、同基礎鞘管材内に挿入して直立する鋼管柱と、を備える自立式鋼管材を複数設置して構成される鋼製スリットダムであって、
   前記基礎鞘管材は、上端部が前記地盤の上面とほぼ面一に埋め込まれ、その内側壁面に、前記鋼管柱の直立姿勢を保持する水平部材が突設されていること、
   前記基礎鞘管材内に挿入される前記鋼管柱は、外周面に、前記水平部材の下方に位置決めされる鉛直部材が突設されていること、
   前記基礎鞘管材の内側壁面と前記鋼管柱の外周面とが形成する隙間に、充填材が充填されていることを特徴とする、鋼製スリットダム。
2. 前記水平部材は、前記基礎鞘管材の内側壁面における対向する壁面に計２個設けられ、該水平部材の前記鋼管柱側の辺が、丸形の該鋼管柱の外周面に沿うように凹んだ弧状に形成されてい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. 前記水平部材の下面には、前記鋼管柱の鉛直部材と当接する位置決めストッパが設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載した鋼製スリットダム。
4. 前記鉛直部材は、鉛直方向に細長い線状のリブプレートであり、前記鋼管柱の管軸に対し、対称な配置に計２個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。
5. 前記基礎鞘管材は、ベースプレートの上面に角形鋼管を接合して構成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載した鋼製スリットダム。
6. 前記充填材は、下方に充填部材が充填され、該充填部材の上方にモルタル又はコンクリートが充填されて構成されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載した鋼製スリットダム。