JP6433135B2

JP6433135B2 - 河川構造物のライニングユニット及びライニング構造

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Publication number: JP6433135B2
Application number: JP2014055964A
Authority: JP
Inventors: 雅山野井
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2018-12-05
Anticipated expiration: 2034-03-19
Also published as: JP2015178720A

Description

この発明は、砂防ダムの水通部や水叩部等の河川構造物を防護するためのライニングユニット、そのライニングユニットを用いたライニング構造に関する。

従来、砂防ダムの水通部や水叩部等の河川構造物においては、その路床を土石流等による摩耗から防護するために、その新設時又は補修時において路床にライニングユニットを布設することが行われている。

このライニングユニットとしては、格子状に組み合わせた配筋とこれに固定された基礎ボルトとを備える配筋ユニットと、その配筋ユニットの表面に所要数配列された所要数の金属製のライニング材とを備え、ライニング材を基礎ボルトに固定したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このライニングユニットを一単位として所要数のライニングユニットを平面的に組み合わせ、河川構造物の路床に固定するとともに、配筋ユニット部分にコンクリートを打設して路床と一体化する。

特開２００３−２９３３５０号公報

ところで、特許文献１に記載のライニングユニットの配筋ユニットは、河川の流れの方向の四本の縦配筋とこれと水平方向に直交する四本の横配筋を格子状にそれぞれ上下二段に水平に組み合わせ、さらに横配筋に縦配筋と横配筋の両者に直交する方向の所要数の基礎ボルトを溶接して一体化したものである。

基礎ボルトを横配筋に溶接する際、横配筋における縦配筋に対する水平方向の溶接位置と、基礎ボルトと横配筋との上下方向の溶接位置とを都度確認しながら溶接する必要があり、溶接作業を効率良く行うことが難しい。

また、通常、縦配筋、横配筋及び基礎ボルトは、断面円形であるため、横配筋に対する基礎ボルトの接触が点接触となる。点接触状態では、溶接の難易度が高くなり、上下方向の正確な位置に確実に溶接固定することが難しい。

そこで、この発明の課題は、ライニングユニットの配筋ユニットを容易に製作することにある。

前記の課題を解決するために、この発明に係るライニングユニットとしては、格子状に組み合わせた配筋とこれに複数固定された基礎ボルトとを備える配筋ユニットと、その配筋ユニットの表面に配列された所要数の金属製のライニング材とを組み合わせ、前記ライニング材を前記基礎ボルトに固定した河川構造物のライニングユニットにおいて、前記配筋が、河川の流れ方向の複数の縦配筋と、これに水平方向に交わる複数の横配筋とを組み合わせたものであり、前記基礎ボルトは、上面が前記配筋の横配筋または縦配筋を載置可能な平面である支持片を備え、前記配筋ユニットは、前記支持片上に前記配筋の横配筋または縦配筋が載る状態で、その横配筋または縦配筋と前記支持片とが溶接固定されることにより、前記基礎ボルトが前記横配筋及び縦配筋に直交する方向に複数固定されたものであるものを採用したのである。

また、前記支持片が前記基礎ボルトを挿通する貫通孔を有する円板から形成されるものであるものを採用することができる。

前記の課題を解決するために、この発明に係る河川構造物のライニング構造としては、上記のライニングユニットを１単位として、所要数のライニングユニットを平面的に組み合わせ、その配筋ユニット部分を被防護部分のアンカー筋に固定するとともに、該配筋ユニット部分にコンクリートを打設するようにしたものを採用することができる。

以上のように、この発明は、基礎ボルトの支持片上に配筋の横配筋または縦配筋を載せることができるので、基礎ボルトと横配筋または縦配筋との溶接において、上下方向の位置決めを容易に行うことができる。また、上面が平面である支持片と横配筋または縦配筋との接触は線接触となり、線接触状態では溶接が容易となり、かつ溶接箇所が線状となって溶接固定が強固なものとなる。

（ａ）実施形態のライニングユニットの平面図、（ｂ）実施形態の配筋ユニットの平面図同上の一部分解斜視図同上のライニング材の裏面側斜視図同上の基礎ボルトの一部省略拡大断面図同上の被防護部の斜視図同上の施工中の状態を示す斜視図同上の施工後の状態を示す斜視図同上の施工後の断面図施工後の変形例の断面図

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
この実施形態のライニングユニットは、図１、２に示すように、配筋ユニット１と、七枚のライニング材２とを組み合わせたものである。配筋ユニット１は、河川の流れ方向（図１の白抜き矢印参照、以下同じ）の三本の縦配筋３とこれと水平方向に直交する四本の横配筋４とを格子状に組み合わせた配筋５と、上下二段に配置した配筋５の上下の横配筋４に対して、縦配筋３及び横配筋４に直交する方向に一体化した所要数の基礎ボルト６とを備えたものである。

ライニング材２は、耐摩耗性を有する金属板により形成され、横配筋４の方向（流れの幅方向）に上流側に３枚（ただし、上流側中央部のライニング材２は工場生産の段階では開口部７として残され、コンクリートの打設完了後にその開口部７にライニング材２が取付けられる。）、また、下流側に四枚配列される（図１（ａ）参照）。

ライニング材２のうち、上流側に配列される三枚は、同じ大きさの正方形に形成され、下流側に配列される四枚のライニング材２のうち、中央部の二枚は上流側のものと同じ大きさの正方形に形成され、両端部の二枚はその半分の大きさの長方形に形成される。そして、下流側のライニング材２は上流側のものに対し半ピッチずれて配置される。

正方形のライニング材２には、上流側に二箇所、下流側に二箇所の計四箇所のボルト孔８が設けられ、長方形のライニング材２には、上流側、下流側にそれぞれ一箇所の計二箇所のボルト孔８が設けられる。これらのボルト孔８に合致する位置に配筋ユニット１の基礎ボルト６が配置される。

図３に示すように、ライニング材２の裏面において、十字形の補強リブ９が設けられる。補強リブ９は、ライニング材２の裏面中央から各辺の中央に向かって延びている。また、ライニング材２の裏面には、ボルト孔８の外周縁に肉厚部８ａが形成される。ボルト孔８は、図４に示すように、上段側が大径部１０、下段側が小径部１１の上下二段に形成され、その大径部１０がライニング材２の厚さにほぼ等しい長さを有する。

縦配筋３及び横配筋４は鉄筋であり、河川の流れ方向に配置された三本の縦配筋３と、これの上に水平方向に直交するように配置された四本の横配筋４とが格子状に組み合わされ、溶接固定されることで配筋５が構成される。なお、縦配筋３及び横配筋４は、長尺である帯状の金属板、あるいは、断面矩形の金属棒を使用することができる。

上下二段に配置された配筋５の上下の横配筋４に対して、所要数の基礎ボルト６が縦配筋３及び横配筋４に直交する方向に溶接固定されている。基礎ボルト６は、断面円形の金属棒から形成され、上端部に形成されたねじ部１２と、下端部に直角に折れ曲がる屈曲部１３と、ねじ部１２と屈曲部１３との間に間隔をおいて上下二箇所に設けられる支持片１４、１４とを備える。なお、基礎ボルト６は、例えば、断面矩形の金属棒を加工したものを使用してもよい。断面矩形の金属棒を使用する場合、その上端部にねじ部を形成すればよい。

また、基礎ボルト６は、図２に示すように、ねじ部１２が上部となり、かつ屈曲部１３の先端が上流側に向く状態で、上下の横配筋４に対して上流側に固定されている。なお、基礎ボルト６は、縦配筋３に対して固定することが可能であるが、この実施形態のように、上下の横配筋４に対して上流側に配置すれば、下流へ流れる河川の土石流からライニング材２を介して基礎ボルト６に作用する荷重を横配筋４で受けることができる。

基礎ボルト６のねじ部１２には、予め位置決めのためのナット１５が締め付けられ、そのねじ部１２がワッシャ１６を介してライニング材２のボルト孔８に挿通される。ねじ部１２の上端は、ボルト孔８の上端から上方に突き出す状態ではなく、ロングナットである締結ナット１７が締め付けられる。

締結ナット１７は、上端に回転操作用の補助ナット１８を備え、その補助ナット１８が切除可能に溶接されている。また、締結ナット１７は、その全長が大径部１０に嵌り、補助ナット１８のみがライニング材２の表面から突き出す（図４の一点鎖線参照）。

補助ナット１８に工具を掛けて締め込み、締結ナット１７が大径部１０に嵌入して締め付けが完了したのち、補助ナット１８に強い捩じりトルクを与えてこれを切除する。その切除後は、ライニング材２の表面から突き出すものは存在せず平坦面となる（図４参照）。

支持片１４は、図１に示すように、平面である上面と中央に基礎ボルト６が挿通する貫通孔１４ａとを有する円板から形成され、貫通孔１４ａに基礎ボルト６が挿通する状態で溶接固定されている。

支持片１４は、配筋５の横配筋４が載り、基礎ボルト６に横配筋４が接触する状態で、その横配筋４に対して溶接により固定されている。なお、支持片１４は、上面が横配筋４を載置可能な平面であれば、その形状は円板に限られない。この実施形態のように、支持片１４が円板であれば、基礎ボルト６に対して周方向の任意の位置に配筋５の横配筋４または縦配筋３を載せることができ、さらに、座金を利用することができるので好ましい。

実施形態のライニングユニットは以上のようなものであり、開口部７の部分を残した状態で工場において製作される。

すなわち、まず、河川の流れの方向の三本の縦配筋３とこれと水平方向に直交する四本の横配筋４を格子状にそれぞれ水平に組み合わせ、これらを溶接固定して配筋５を製作する。さらに、同様にして別の配筋５を製作し、その配筋５を上下二段に配置する。このとき、上下の配筋５は、適宜の治具により、上下の横配筋４の間の距離が基礎ボルト６の上下の支持片１４の間隔となる状態で支持される。

この支持状態において、基礎ボルト６を、上述した正方形及び長方形のライニング材２のボルト孔８に合致する位置であって、縦配筋３及び横配筋４に直交する方向に配置する。その基礎ボルト６の支持片１４を上下の配筋５の横配筋４に対して下方から突き当てて、支持片１４上に横配筋４を載せ、基礎ボルト６に横配筋４を接触させる。

ここで、支持片１４は、上面が平面となる円板から形成されるので、その上に載る横配筋４との接触は線接触となる。線接触状態では溶接が容易となり、かつ溶接箇所が線状となり溶接固定が強固なものとなる。

その後、横配筋４と支持片１４とを溶接固定して、配筋ユニット１を製作する。このように、基礎ボルト６の支持片１４上に配筋５の横配筋４を載せることできるので、基礎ボルト６は横配筋４との溶接において、上下方向の位置決めを容易に行うことができる。

このように製作された配筋ユニット１の上流側の両側に、同じ大きさの正方形のライニング材２が取り付けられ、上流側の中央部にライニング材２を取り付けずに開口部７とする。また、配筋ユニット１の下流側の中央部に上流側のものと同じ大きさの正方形のライニング材２が二枚取り付けられ、下流側の両側部に上流側のものの半分の大きさのライニング材２が取り付けられる。

ここで、配筋ユニット１へのライニング材２の取り付けは、配筋ユニット１の基礎ボルト６のねじ部１２をライニング材２のボルト孔８に挿通する。そして、締結ナット１７の補助ナット１８に工具をかけてねじ部１２に締め込み、締結ナット１７を大径部１０に嵌入させ締付ける。その後、補助ナット１８に強い捩じりトルクを与えてこれを切除する。

このように工場において、配筋ユニット１にライニング材２を取り付けられ、上流側中央部のライニング材２を開口部７として残した状態のライニングユニットが製作される。なお、ライニングユニットは、製作スペースが確保できれば、後述する被防護部の近くの作業場等で製作することが可能である。

図５は被防護部の一例として、砂防ダムにおける水叩部Ａ、水通部Ｂを示している。これらの部分は、土石流により侵食を受け易い部分であるから、新設時又は補修時において、前述のライニングユニットを用いたライニング構造が構築される。なお、被防護部は水叩部Ａ、水通部Ｂのように、水平面でも良いし、傾斜面でも良い。

次にそのライニング構造を構築する施工方法について説明する。
図６に示すように、新設時は箱抜きにより、補修時は掘削により所定面積の例えば四角形の凹部２１を設ける。図示の場合、凹部２１は、上流側に二基、下流側に二基、合計四基のライニングユニット２０を配置し得る大きさに形成される。

凹部２１の底面に一基のライニングユニット２０当たり一本のアンカー筋２２が固定される。その上で、ライニングユニット２０を吊り込み、図７に示すように、凹部２１にすき間なく配列し、１本のアンカー筋２２と、これに対応した配筋ユニット１の一部とを直接または差し筋２３を介して溶接により一体化する。

その後、各ライニングユニット２０の開口部７からコンクリート２４を打設する。その打設により配筋ユニット１がコンクリート２４と一体化される（図８参照）。基礎ボルト６はその屈曲部１３によりコンクリート２４に対し抜け止めとなる。打設されたコンクリート２４は、凹部２１の内側面とライニングユニット２０とのすき間２５（図７、図８参照）の部分にも回り込んで目地状に充填される。

コンクリート２４の打設完了後、各開口部７に露出した基礎ボルト６にそれぞれ一枚のライニング材２を固定し、全ての開口部７を閉蓋する。

以上のようにして、ダムの水叩部Ａ、水通部Ｂ等の被防護部にライニングユニット２０の配列によるライニング構造が形成される（図８参照）。なお、図９に示すように、ライニングユニット２０の上流側端部と下流側端部にエプロン２６を設ける場合がある。

１配筋ユニット
２ライニング材
３縦配筋
４横配筋
５配筋
６基礎ボルト
７開口部
８ボルト孔
８ａ肉厚部
９補強リブ
１０大径部
１１小径部
１２ねじ部
１３屈曲部
１４支持片
１４ａ貫通孔
１５ナット
１６ワッシャ
１７締結ナット
１８補助ナット
２０ライニングユニット
２１凹部
２２アンカー筋
２３差し筋
２４コンクリート
２５すき間
２６エプロン
Ａ水叩部
Ｂ水通部

Claims

格子状に組み合わせた配筋とこれに複数固定された基礎ボルトとを備える配筋ユニットと、その配筋ユニットの表面に配列された所要数の金属製のライニング材とを組み合わせ、前記ライニング材を前記基礎ボルトに固定した河川構造物のライニングユニットにおいて、
前記配筋が、河川の流れ方向の複数の縦配筋と、これに水平方向に交わる複数の横配筋とを組み合わせたものであり、
前記基礎ボルトが上端部に形成されたねじ部と、下端部に形成された屈曲部とを有し、
前記基礎ボルトは、上面が前記配筋の横配筋または縦配筋を載置可能な平面である支持片を前記ねじ部と屈曲部との間に備え、前記支持片の前記平面が前記基礎ボルトの周囲に溶接固定され、前記配筋ユニットは、前記支持片上に前記配筋の横配筋または縦配筋が載る状態で、その横配筋または縦配筋と前記支持片とが線接触して溶接箇所が線状となって溶接固定されることにより、前記基礎ボルトが前記横配筋及び縦配筋に直交する方向に複数固定されたものであることを特徴とする河川構造物のライニングユニット。
前記支持片は、前記基礎ボルトが挿通する貫通孔を有する円板から形成されるものであることを特徴とする請求項１に記載の河川構造物のライニングユニット。
請求項１または請求項２に記載のライニングユニットを１単位として、所要数のライニングユニットを平面的に組み合わせ、その配筋ユニット部分を被防護部分のアンカー筋に固定するとともに、該配筋ユニット部分にコンクリートを打設するようにした河川構造物のライニング構造。