JP7453058B2 - 鋼製スリットダム - Google Patents

Description

この発明は、山間地の渓谷や河川等に構築され、土石流時、大洪水時に発生する巨礫や流木などを捕捉し、或いは土石流を減衰(減勢）させて災害を未然に防止する鋼製スリットダムの技術分野に属する。

鋼製スリットダムに関しては、下記に特許文献１～３を代表的に例示したとおり、既に多種多様に提案がなされ、実施例も多く存在する。
従前の鋼製スリットダムは、図１２に例示したように、山間部の渓谷や河川等の砂防堰堤建設位置にコンクリート堰堤が構築され、該コンクリート堰堤に形成したコンクリート基礎９０に、スリット構造体ａが設けられている。
前記スリット構造体ａは、河川の流れ方向（矢印Ｆを参照）における上流側位置Ａと下流側位置Ｂとに間隔を開けて立てた同一高さの支柱ｂ、ｃと、前記上流側支柱ｂ、ｂ同士、及び下流側支柱ｃ、ｃ同士を連結した繋ぎ材（水平材）ｄ、ｅと、前記上流側支柱ｂと下流側支柱ｃとを連結した繋ぎ材（水平材ｆ及び斜材ｇ）とで構成されている。
この鋼製スリットダムは、上流側支柱ｂと繋ぎ材ｄの間隔を調整することにより、常時において比較的粒径の細かい土砂や砂礫は下流側Ｂに流し土砂調整機能を保持しながら、土石流発生時には土石流に含まれる巨礫、流木や多量の土砂を捕捉して河川下流への流出を防止するものである。

上記特許文献１に示した鋼製スリットダムは、土石流の流れ方向の上流側と下流側とに間隔を開けて立てた上流側支柱と下流側支柱を、各々の繋ぎ材（水平材）のフランジ同士をボルト接合して、現場での組み立て施工を容易に行える構成としたものである。
しかし、このような鋼製スリットダムは、図１２に例示したように、渓谷の傾斜度に倣って土石や流木が順次にうず高く堆積してゆき、遂にはスリット構造体ａの頂部相当まで堰き止められた堆積状態９１に沿って、その上面を流れ下ってきた土石や流木等Ｇがスリット構造体ａの頂部を越流する状態となるに至る。
その越流の際に、巨礫や流木等Ｇが、下流側支柱ｃの上端部付近へ激しく衝突して流下することになる。その結果、下流側支柱ｃの上端部付近は、急速に変形、破損が進み、支柱ｃ及びｂの形態が崩れ、最終的にスリット構造体全体の形態が崩れて支持力を喪失するところとなる。

上記特許文献２に示した鋼製スリットダムは、上記した下流側支柱の損傷を防止する手段として、上流側支柱の頂部から下流方向に向かって延びる庇を設けて、同上流側支柱を乗り越えて落下する土石等による下流側支柱の損傷を可及的に防ぐ構成としたものである。前記庇は、下流側方向へ下る傾斜を備えた構成とされている。
しかし、上記庇は上流側支柱の上端近傍の位置へ片持ち状態に設置されているから、仮に同庇の上に大きな土石が衝撃的に落下すると、その落下衝撃によって庇に大きな曲げモーメントが衝撃的に作用するところとなる。そのため同庇のみならず上流側支柱の頂部までも曲げられて、過大な曲げによって破損が拡大する懸念がある。
もっとも、同公報には上記庇と上流側支柱の頂部との間に頬杖を設置する構成も開示されている。しかし、そのような構成にすると、構造が複雑化し、鋼材の加工及び現場での設置作業の工数が増える欠点を否めない。
また、そもそも堰堤本体（ダム本体）の頂部（上流側支柱）に新規に庇を追加する手法は、追加する部材自体のコストが嵩むほか、溶接等の製造手間がかかり構造が繁雑になる等の課題もある。さらに、追加した庇は、同文献２の図２が分かりやように、天端部を格子状（ポケット）に形成した構成であるが故に、ポケットを通過できない礫等は当該ポケットに詰まり、勢い土砂が堆積することになり、堰堤本体に想定（設計）以上の過度な荷重が作用するだけでなく、むしろ礫の越流時（越流礫）に庇が下流側に引っ張られ、堰堤本体が損傷することが懸念されるという課題もある。

その点、上記特許文献３に示した鋼製スリットダム１は、下流側支柱４の上端位置を、上流側支柱３の上端位置付近から勢いよく越流した土石流中の巨礫や流木等Ｇが衝突しない程度の低い位置まで下げているので、巨礫や流木等Ｇを下流側支柱４の上端を飛び越えて直接下流側の河床に向かって落下させることができる。また、隣接する下流側支柱４、４同士は連結されていないので、勢いのない巨礫や流木等Ｇが落下途中で横繋ぎ材に接触する懸念もなく、効果的に河床に向かって落下させることができる。
よって、下流側支柱４の上端部分付近の構造が、土石や流木等の激しい衝突によって変形、破損される懸念はほとんどなく、土石や流木等Ｇが激しく衝突する懸念を物理的に回避できる。
その結果、本発明の構成スリットダムは、耐用寿命が充分に長く保たれて、渓谷、河床の保護に寄与し、或いは下流側地域の土石流の氾濫による住民等の被害を防ぐことに効果を奏する。

特開２００４－３１６２６１号 特開２００９－２４３６４号 特開２０１７－４００８１号

上記特許文献３に係る鋼製スリットダムは、上記特許文献１、２に生じる課題を解決できるので有益な技術ではあるが、部材点数を変えることなく、越流礫の下流側支柱への落下衝突の可能性をさらに低減することができれば、越流礫の作用による鋼製スリットダム全体（堰堤本体）への影響（越流礫による引張現象）をより一層少なくできるので、より有益な技術になることは明らかである。
要するに、上記特許文献１～３に係る背景技術を勘案すると、鋼製スリットダムの天端を超えた越流礫は、鋼製スリットダムの天端周辺に停滞することなくスムーズに、かつ加速度をつけて速やかに越流させることが理想的な構造であることは分かっているものの、特許文献１、２に係る技術によれば、天端周辺に停滞する課題が残されているし、すべての課題を解消しているようにみえる特許文献３に係る技術であっても、未だ下流側支柱の頭部に当たる可能性が危惧される点で改良の余地が残されていると云える。

したがって、本発明は、上述した背景技術の課題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、鋼製スリットダムの頂部相当位置まで堰き止められた土石や流木等の堆積状態が発生することを前提に、その堆積上面部を流れ下る巨礫や流木等が、上流側支柱の上端から、鋼製スリットダムの天端周辺に停滞することなくスムーズに、かつ加速度をつけて速やかに越流し、下流側支柱へ落下衝突する可能性をさらに低減する構成を実現することにより、下流側支柱の破損を極めて有効に防止することができる鋼製スリットダムを提供することである。

上記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、河川の河幅方向にスリット構造体を設置して成る鋼製スリットダムであって、
前記スリット構造体は、河川の流れ方向における上流側位置と下流側位置とに間隔を開けて立てた支柱と、隣接する上流側支柱同士を連結した上流側横繋ぎ材と、一端部は上流側支柱の上端近傍に接合され他端部は下流側支柱よりも下流側へせり出す構成で前記下流側支柱に受け支持される天端軒部材とからなり、前記上流側支柱と前記下流側支柱とは上端同士が間隔を開けて立てられ、かつ前記下流側支柱の上端位置は、前記上流側支柱の上端位置よりも低い位置とされ、前記天端軒部材は上流側から下流側へ下る勾配に傾斜させて設けら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、隣接する前記下流側支柱同士は上端近傍を下流側横繋ぎ材で連結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２に記載した鋼製スリットダムにおいて、一端部は前記上流側支柱の上端近傍、又は上流側横繋ぎ材に接合され、他端部は前記下流側横繋ぎ材よりも下流側へせり出す構成で前記下流側横繋ぎ材に受け支持される天端軒部材を備え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２に記載した鋼製スリットダムにおいて、他端部が下流側支柱に受け支持される前記天端軒部材は、前記下流側支柱よりも下流側へせり出す長さとし、他端部が下流側横繋ぎ材に受け支持される前記天端軒部材は、前記下流側横繋ぎ材よりも下流側へせり出さない長さとす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１項に記載した鋼製スリットダムにおいて、前記下流側支柱に受け支持される天端軒部材は、平面方向からみて、下流側支柱を少なくとも半分程度覆う長さに設定されていることを特徴とする。

本発明に係る鋼製スリットダムは、下流側支柱の上端位置を、上流側支柱の上端位置付近から勢いよく越流した土石流中の巨礫や流木等が衝突しない程度の低い位置まで下げて、かつ、越流した土石流中の巨礫や流木等を下流側へ受け流す天端軒部材が下流側支柱よりも下流側へせり出す構成で実施するので、巨礫や流木等を、下流側支柱に接触する懸念もなく河床に向かって落下させることができる。
よって、下流側支柱の上端部分付近の構造が、土石や流木等の激しい衝突によって変形、破損される懸念はなく、土石や流木等が激しく衝突する懸念を物理的に回避できる。
その結果、本発明の構成スリットダムは、耐用寿命が充分に長く保たれて、渓谷、河床の保護に寄与し、或いは下流側地域の土石流の氾濫による住民等の被害を防ぐという効果を奏する。

本発明に係る鋼製スリットダムを下流側から見た斜視図である。 鋼製スリットダムを構成するスリット構造体を示した斜視図である。 図２に示すスリット構造体を示した側面図である。 Ａ～Ｃはそれぞれ、スリット構造体の異なる実施形態を示した側面図である。 上流側支柱を補強材で補強した実施例を示したスリット構造体の側面図である。 本発明に係る鋼製スリットダムが奏する作用効果を例示した側面図である。 実施例２の鋼製スリットダムを構成するスリット構造体を示した斜視図である。 実施例３の鋼製スリットダムを構成するスリット構造体を示した斜視図である。 スリット構造体のバリエーションを例示した斜視図である。 Ａ～Ｄはそれぞれ、スリット構造体のその他のバリエーションを例示した斜視図である。 Ａ、Ｂはそれぞれ、スリット構造体のその他のバリエーションを例示した斜視図である。 従来の鋼製スリットダムの不具合を側面方向から示した概念図である。

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。

本発明に係る鋼製スリットダム１は、図１～図３に示したように、河川の河幅方向にスリット構造体２を設置して成る。スリット構造体２は、河川の流れ方向における上流側位置Ａと下流側位置Ｂとに間隔を開けて立てた支柱３、４と、隣接する上流側支柱３、３同士を連結した上流側横繋ぎ材５と、一端部は上流側支柱３の上端近傍に接合され他端部は下流側支柱４よりも下流側へせり出す構成で前記下流側支柱４に受け支持される天端軒部材６とからなり、前記上流側支柱３と前記下流側支柱４とは上端同士が間隔を開けて立てられ、かつ前記下流側支柱４の上端位置は、前記上流側支柱３の上端位置よりも低い位置とされ、前記天端軒部材６は上流側から下流側へ下る勾配θに傾斜させて設けられている。

具体的に、前記鋼製スリットダム１は、図１に示したように、山間地の河川に構築したコンクリート堰堤９、９間の底部に打設したコンクリート基礎９０上に、スリット構造体２を河川の河幅方向に沿って複数体（図示例の場合は４体）設置して構成される。
前記４体のスリット構造体２のうち、中間に位置するスリット構造体２０、２０（上流側と下流側に支柱を３本ずつ設けた構成）と、両端に位置するスリット構造体２１、２１（上流側と下流側に支柱を２本ずつ設けた構成）とは、単に支柱３、４の本数が異なるだけであり、構造的には差異がない。ちなみに、隣接するスリット構造体２、２同士は、接合されていない。

なお、前記コンクリート堰堤９、９間に設置するスリット構造体２は、河幅方向へ上流側支柱３及び下流側支柱４を必要本数並べ、必要に応じて複数のスリット構造体２となるように分割して設置するものである。
また、図示例の場合、前記コンクリート基礎９０の上面は、一例として河川の河床勾配αに沿った傾斜勾配で形成しているが（詳しくは図３を参照）、水平面とした構成でもよい。

図２と図３は、前記コンクリート堰堤９、９間に設置した４体のスリット構造体２のうち、中間に設置したスリット構造体２０の構成を示している。
図２と図３に示したスリット構造体２は、河川の流れ方向における上流側位置Ａと下流側位置Ｂとに間隔を開けて立てた支柱３、４と、隣接する上流側支柱３、３同士を連結した上流側横繋ぎ材５と、一端部は上流側支柱３の上端近傍に接合され他端部は下流側支柱４よりも下流側へせり出す構成で前記下流側支柱４に受け支持される天端軒部材６とを備えている。
前記天端軒部材６の下方位置には、前後する前記上流側支柱３及び下流側支柱４を連結する繋ぎ材として水平材７０と斜材７１が設けられている。
また、前記上流側支柱３、３には、隣接するスリット構造体２、２相互間の間隔をあけた部位に、同間隔部分を遮る張出部５１が設けられている。
前記支柱（３、４）、繋ぎ材（５、７０、７１）、張出部５１、及び天端軒部材６は、主に鋼管で製作され、共に外径が４００～６００ｍｍ程度、肉厚９～２２ｍｍ程度のサイズが採用されている。図２に示すスリット構造体２の全体の大きさは、一例として高さが１０ｍ～１２ｍ程度、横幅が３ｍ～４ｍ程度である。

前記各支柱３、４は、上流側Ａと下流側Ｂにおいて、それぞれ河幅方向に０．５～２．０ｍ程度の間隔をあけて３本ずつ列状配置で設置されている。
前記各支柱３、４は、補強リブ（任意）を有するベースプレート３０、４０を取り付けた下端部を、コンクリート基礎９０に均一に埋め込んで強固に固定されている。なお、詳細に図示することは省略したが、前記各支柱３、４の下端部をコンクリート基礎９０に固定させる手段として、上記の方法の他、例えばコンクリート基礎９０内に予め埋め込んだ鞘管に嵌め込むことによって行うこともできる。

前後する前記上流側支柱３と下流側支柱４とは、図３に示す側面方向から見ると、上端部間Ｓを１．５ｍ～２．０ｍ程度あけたハの字状に傾斜させて設置されている。前記上流側支柱３及び下流側支柱４の傾斜角度γは、一例として水平方向の長さを０．２とし、鉛直方向の高さを１とする傾斜勾配である。但し、前記上流側支柱３と下流側支柱４とを異なる勾配に傾斜させた構成で実施してもよいし、図９に示したように、前記上流側支柱３を鉛直方向に起立させた姿勢でも勿論実施できる。
前記上流側支柱３の上端部と下流側支柱４の上端部との間に適度な間隔Ｓを設ける理由は、各支柱３、４の上端部同士を直接接続した構成（例えば上記特許文献２参照）と比し、構造体としての安全度を高めることができるからである。また、本願の図６に示すように、土石流が上流側支柱３を越流した際には、水や小礫を上流側支柱３と下流側支柱４との間から逃すことできるので、土砂と水を効果的に分離することができ、土石流を減勢できるからである。

前記下流側支柱４は、図３が分かりやすいように、その上端位置が前記上流側支柱３の上端位置よりも低い位置とされている。前記上流側支柱３と下流側支柱４の高低差は、前記上流側支柱３の上端近傍と下流側支柱４の上端近傍とを連結する役割も果たす天端軒部材６の傾斜勾配θに応じて決定される。

図示例に係る上流側支柱３、下流側支柱４は、それぞれ高さ方向の中間位置で分割可能な分割構造体で実施され、分割端面に設けた一対のフランジ３ａ、４ａをボルト接合している。つまり、前記各支柱３、４は、設置現場へ分割して運搬することができるし、土石或いは流木等の衝突で一部が破損した場合には、当該破損箇所のみを新しい鋼管と取り替えることができる。但し、前記各支柱３、４は、中間位置で分割することなく一本の鋼管とした構成で実施してもよい。
なお、前記各支柱３、４は、図示したように１箇所の位置で分割した構成に限らず、２箇所以上の位置で分割した構成で実施することもできる。また、前記分割する位置は、中央位置でも片側にずれた位置でも良く、適宜設計変更して実施される。
以下に説明する各繋ぎ材（５、７０、７１）、補強材８、及び天端軒部材６の中間位置に設けたフランジについても同様の目的及び構成とされる。

前記天端軒部材６は、上流側Ａから下流側Ｂへ下る勾配θに傾斜させ、その一端部が上流側支柱３の上端近傍に溶接等の接合手段で接合され、他端部は下流側支柱４よりも下流側へせり出す構成で前記下流側支柱４に溶接等の接合手段で受け支持されている。前記天端軒部材６を傾斜させて設けることで、スリット構造体全体の剛性を高めている。また、前記天端軒部材６のせり出し長さを適宜調整することで、越流礫等の落下物が下流側支柱４へ衝突することを回避している。
なお、前記天端軒部材６は、中間位置で分割され、分割端面に設けた一対のフランジ６ａをボルト接合してなる構成で実施している。
ちなみに、スリット構造体２の剛性を高めるためには、上流側支柱３と下流側支柱４の傾斜角度を上記角度γとすることが望ましい。上流側支柱３と下流側支柱４の傾斜角度をγに設定した場合に、前後する上流側支柱３と下流側支柱４の上端部近傍を連結できる最大角度として、天端軒部材６の傾斜角度θを、水平方向の長さを０．２とし、鉛直方向の高さを１とする勾配角度以下とする必要がある。
なお、天端軒部材６の傾斜勾配θは、前記範囲内において、スリット構造体２の安全性を検討して決定するものとする。

前記天端軒部材６の下方位置に設けられた繋ぎ材としての水平材７０は、前記各支柱３、４の中間位置に設けられ、その両端部が前後の位置する上流側支柱３と下流側支柱４にそれぞれ溶接されている。前記水平材７０は、２箇所の位置で分割され、分割端面に設けた一対のフランジ７０ａをボルト接合している。
また、繋ぎ材としての斜材７１は、前記水平材７０の下方位置に設けられており、上流側Ａから下流側Ｂへ下る勾配に傾斜している。前記斜材７１は、その両端部が前後に位置する上流側支柱３と下流側支柱４に溶接されており、２箇所の位置で分割され、分割端面に設けた一対のフランジ７１ａをボルト接合している。前記斜材７１を設けることにより、スリット構造体２の剛性を高めることができる。
なお、前記水平材７０及び斜材７１は、前記２箇所の位置で分割した構成に限らず、上記天端軒部材６のように１箇所の位置で分割した構成、或いは３箇所の位置で分割した構成等で実施することもできる。また、前記分割する位置は、中央位置でも片側にずれた位置でも良く、適宜設計変更して実施するものとする。

なお、前記上流側支柱３と下流側支柱４とを連結する繋ぎ材は、図４Ａに示すように、各支柱３、４の上下方向に水平材７０を１本だけ設けた構成、或いは図４Ｂに示すように上下方向に水平材７０を１本、斜材７１、７２を２本設けた構成で実施することもできる。また、図４Ｃに示すように、各支柱３、４の高さが図１～３に示す実施例と比較して低い場合には、繋ぎ材を設けることなく実施することもできる。
要するに、図４Ａ～Ｃに示すように、前記水平材７０や斜材７１は、各支柱３、４の高さに応じて、或いは巨礫などの衝突荷重に応じて、必要とする本数を設ければよい。

また、上記繋ぎ材としての斜材７１に代え、図５に示すように、前記上流側支柱３の下部を、同上流側支柱３と下流側支柱４との間から傾斜させて立ち上がる補強材８で補強した構成で実施することもできる。前記補強材８は、主に鋼管で製作され、一例として外径が４００～６００ｍｍ程度、肉厚９～２２ｍｍ程度である。
前記補強材８は、補強リブを有するベースプレート８０を取り付けた下端部がコンクリート基礎９０の内部に埋め込まれて固定されており、上端部が上流側支柱３に溶接されている。前記補強材８の下端部をコンクリート基礎９０に固定させる手段としては、例えばコンクリート基礎９０内に予め埋め込んだ鞘管に嵌め込むことによって行うこともできる。ちなみに前記補強材８は、中間位置で分割され、分割端面に設けた一対のフランジ８ａをボルト接合されている。
なお、前記補強材８の傾斜角度は、一例として、水平となす角度が４０～４５度程度が好ましいが、河川の設置状況に応じて適宜設計変更するものとする。

前記上流側横繋ぎ材５は、例えば図２、図３を参照すると、上流側支柱３の上下方向に所定の間隔をあけて水平向きに３本設けられている。前記上流側横繋ぎ材５は、その両端が左右の上流側支柱３に溶接されており、中間位置で分割され、分割端面に設けた一対のフランジ５ａをボルト接合している。

隣接するスリット構造体２、２相互間に設けられた張出部５１は、その一端が上流側支柱３に溶接されており、前記上流側横繋ぎ材５の延長方向へ、同横繋ぎ材５が張り出すように設けられている。つまり、前記スリット構造体２の間隔をあけた部位も、実質的に土石流に含まれる礫や流木等を捕捉する格子状の遮蔽効果を得ることができる。なお、前記張出部５１は、図示した実施形態に限定されず、設ける位置、形態は適宜設計変更可能である。

その他、前記上下方向において隣接する上流側横繋ぎ材５、５間、及び張出部５１、５１間には、巨礫と共に中小規模の土石や流木等を効果的に捕捉する分枝鋼管５０が、前記各支柱３、４の上下方向に複数本設けられている。前記分枝鋼管５０は、前記上流側横繋ぎ材５よりも小径（同径でも可）であり、河幅方向に向かって左右に前記上流側支柱３から張り出している。隣接する分枝鋼管５０、５０同士は連結されておらず、向かい合う前記分枝鋼管５０の端部間には所定のスペースが設けられている。
前記分枝鋼管５０は、例えば図２、図３を参照すると、上位の上流側横繋ぎ材５と中位の上流側横繋ぎ材５との間に４本設けられ、中位の上流側横繋ぎ材５と下位の上流側横繋ぎ材５との間に２本設けて実施しているが、勿論これに限定されず、河川の設置状況に応じて適宜必要な本数設けるものとする。もっとも、過度に中小規模の土石や流木等を捕捉する必要がない場合には、前記分枝鋼管５０を設けることなく実施することもできる。

ここで、本発明の特徴である前記天端軒部材６の構成について更に詳しく説明する。
前記天端軒部材６は、前記下流側支柱４よりも更に下流側へせり出す長さに伸長させた構成で実施することにより、前記下流側支柱４、ひいては前記スリット構造体２の損傷回避構造（健全性保持構造）を実現するためにある。
具体的には、スリット構造体２（鋼製スリットダム１）の上流側に土石や流木が順次にうず高く堆積してゆき、ついには上流側支柱３の上端位置付近から勢いよく越流した土石流中の巨礫や流木等が、前記下流側支柱４（特には、下流側支柱４の下部）に衝突しない構造、或いは衝突したとしても、部材取り替え基準とされる凹み率が４０％を超えない構造を実現するためにある。
例えば、図３に係る前記天端軒部材６のせり出し長さ（Ｘ）は、平面方向からみて、下流側支柱４の平面視長さ（Ｙ）を少なくとも半分（１／２）程度覆う長さに設定されている。これは、次の段落［００３２］で説明するような、本出願人の経験、見識に基づき知得した数値等を勘案して決せられる。

すなわち、前記天端軒部材６は傾斜（θ）しているので、越流礫は必然的に加速度がつき、ある程度の長させり出した構成で実施すると下流側支柱４への衝突が回避される。つまり、傾斜方向に速度ｖで越流礫が流下する場合、水平方向の速度（ｖ・ｃｏｓθ）に対して越流礫の移動距離を算出し、下流側支柱４に衝突しない長さまで天端軒部材６をどの程度の長さ（Ｘ）にせり出した構造で実施すればよいのか分かる。
また、流速が遅く、天端軒部材６の下流端で礫速度がゼロ（自由落下）となる場合も想定される。この場合には、前記天端軒部材６のせり出し長さ（Ｘ）を、前記下流側支柱４の平面視長さ（Ｙ）に略一致させることにより下流側支柱４への礫衝突を回避可能な構造で実施することもできるし、衝突させるにしても、落下高（Ｚ）を勘案して部材取り替え基準とされる凹み率が４０％を超えないせり出し長さ（Ｘ）に調整した構造で実施する。 もっとも、自由落下による礫衝突を想定した場合、構造設計上想定される礫径以下の礫（捕捉礫よりも小さい礫）が衝突しても下流側支柱（鋼管）４に与える影響（損傷）は小さく、部材交換の対象にはならないケースの方が多い。つまり、落下礫の衝突エネルギー（Ｕ）は、ｍ・ｇ・ｈ（質量×重力加速度×高さ）の式に表されるが、自由落下の衝突エネルギーは小さいので、構造設計上、部材取り替え基準とされる凹み率が４０％を超えないケースの方が多い。

次に、上述した実施例１に係る鋼製スリットダムが奏する作用効果を、図６に基づいて説明する。
先ず、土石流が発生すると、鋼製スリットダム１によって土石や流木等が堰き止められ、前記堰き止められた土石や流木等が傾斜度に倣って順次にうず高く堆積してゆき、最終的に鋼製スリットダム１（スリット構造体２）の頂部相当まで堆積する。前記スリット構造体２の頂部相当まで堰き止められた土石や流木等の堆積状態９１に沿ってその上面を流れ下ってきた土石や流木等Ｇがスリット構造体２の頂部を越流する。
このとき、前記スリット構造体２は、下流側支柱４の上端位置を、上流側支柱３の上端位置付近から勢いよく越流した土石流中の巨礫や流木等Ｇが衝突しない程度の低い位置まで下げて、かつ、越流した土石流中の巨礫や流木等を下流側へ受け流す天端軒部材６が下流側支柱よりも下流側へ所要の長さ（前記段落［００３２］参照）せり出した構成で実施するので、前記巨礫や流木等Ｇを下流側支柱４の上端を越えることはもとより、下流側支柱４への衝突を回避させて河床に向かって落下させることができる。或いは、衝突したとしても凹み率が４０％を超えることのない損傷で抑えることができる。
図１～図３に係るスリット構造体２は、隣接する下流側支柱４、４同士が横繋ぎ材で連結されていないので、減勢した土石や流木等Ｇが落下途中で横繋ぎ材に衝突する懸念もなく、効果的に河床に向かって落下させることができる。
よって、下流側支柱４の上端部分付近の構造が、巨礫や流木等Ｇの激しい衝突によって変形、破損される懸念は一切なく、巨礫や流木等Ｇが激しく衝突する懸念を物理的に回避できる。

次に、実施例２に係る鋼製スリットダム１を図７に基づいて説明する。なお、上記実施例１と同一の部材は同一の符号を付してその説明を省略する。
図７は、実施例２の鋼製スリットダム１を構成するスリット構造体２Ａを示している。
前記スリット構造体２Ａは、上記実施例１で説明したスリット構造体２と比して、下流側支柱４の本数が少ないことを特徴としている。
具体的には、前記スリット構造体２Ａは、上流側支柱３を河幅方向に０．５～２．０ｍ程度の間隔をあけて３本設置し、前記上流側支柱３のうち両端に位置する前記上流側支柱３、３と同じ列に下流側支柱４、４を設置した構成である。即ち、下流側支柱４の本数が上流側支柱３よりも１本少ない。天端軒部材６の本数も上流側支柱３よりも１本少ない。
なお、詳細に図示することは省略したが、前記スリット構造体２Ａは、山間地の河川等に構築したコンクリート堰堤９、９間の底部に打設したコンクリート基礎９０上に複数体設置するものであり、上記実施例１で説明したスリット構造体２と組み合わせて鋼製スリットダム１を構築する構成で実施することもできる。
この実施例２の鋼製スリットダム１もまた、前記天端軒部材６を、上記実施例１に係る前記段落［００３２］を勘案したせり出し長さで実施できることに変わりはないので、上記実施例１と同様の作用効果を奏する（前記段落［００３３］参照）。

次に、実施例３に係る鋼製スリットダム１を図８に基づいて説明する。なお、上記実施例１と同一の部材は同一の符号を付してその説明を省略する。
図８は、実施例３の鋼製スリットダム１を構成するスリット構造体２Ｂを示している。
前記スリット構造体２Ｂは、上記実施例１のスリット構造体２と比して、分枝鋼管５０、及び張出部５１を省略した構成を特徴としている。
実施例３の鋼製スリットダム１は、中小規模の礫を必要以上に捕捉する必要がなく、比較的径の大きい巨礫を十分に捕捉する場合を考慮した構成である。実施例３のスリット構造体２Ｂは、分枝鋼管５０及び張出部５１を設けない分、上記実施例１又は２のスリット構造体２、２Ａと比べて経済的である。
なお、詳細に図示することは省略したが、前記スリット構造体２Ｂは、山間地の河川等に構築したコンクリート堰堤９、９間の底部に打設したコンクリート基礎９０上に複数体設置するものであり、上記実施例１で説明したスリット構造体２、或いは上記実施例２で説明したスリット構造体２Ａと組み合わせて鋼製スリットダム１を構築する構成で実施することもできる。
この実施例３の鋼製スリットダム１もまた、前記天端軒部材６を、上記実施例１に係る前記段落［００３２］を勘案したせり出し長さで実施できることに変わりはないので、上記実施例１と同様の作用効果を奏する（前記段落［００３３］参照）。

図１０Ａ～Ｄは、上記実施例１～３以外の構成のスリット構造体を示している。
具体的に、図１０Ａは、隣接する前記下流側支柱４、４同士の上端近傍を下流側横繋ぎ材１０で連結され、前記下流側横繋ぎ材１０にも、一端部は前記上流側支柱３の上端近傍に接合され他端部は前記下流側横繋ぎ材１０よりも下流側Ｂへせり出す構成で前記下流側横繋ぎ材１０に受け支持される天端軒部材６を備えたことを特徴とするスリット構造体を示している。
図１０Ｂは、図１０Ａと比し、前記下流側横繋ぎ材１０がなく、前記下流側横繋ぎ材１０に受け支持される天端軒部材６もないことを特徴とするスリット構造体を示している。
図１０Ｃは、図１０Ａと比し、前記下流側横繋ぎ材１０を有するものの、前記下流側横繋ぎ材１０に受け支持される天端軒部材６がないことを特徴とするスリット構造体を示している。
図１０Ｄは、図１０Ａと比し、上流側支柱３が無い部位にも上流側横繋ぎ材５と下流側横繋ぎ材１０とを利用して天端軒部材６を備えたことを特徴とするスリット構造体を示している。
この図１０Ａ～Ｄに示した鋼製スリットダム１もまた、前記天端軒部材６を、上記実施例１に係る前記段落［００３２］を勘案したせり出し長さで実施できることに変わりはないので、やはり上記実施例１と同様の作用効果を奏する（前記段落［００３３］参照）。

図１１Ａ、Ｂは、上記実施例１～４以外の構成のスリット構造体を示している。
具体的に、図１１Ａは、前記図１０Ａと比し、下流側横繋ぎ材１０に受け支持される中央の天端軒部材６の長さが、前記下流側横繋ぎ材１０よりも下流側にせり出さないような短い長さで実施されている点が相違する。図１１Ｂは、前記図１０Ｄと比し、下流側横繋ぎ材１０に受け支持される中央の天端軒部材６の長さが、前記下流側横繋ぎ材１０よりも下流側にせり出さないような短い長さで実施されている点が相違する。
すなわち、この実施例５に係るスリット構造体は、他端部が下流側支柱４に受け支持される天端軒部材６を、前記下流側支柱４よりも下流側Ｂへせり出す長さとし、他端部が下流側横繋ぎ材１０に受け支持される天端軒部材６を、前記下流側横繋ぎ材１０よりも下流側Ｂへせり出さない長さとした構成で実施することを特徴としている。
このように、下流側横繋ぎ材１０に受け支持される天端軒部材６の長さを短く設定して実施するのは、前記天端軒部材６の直下方向に下流側支柱４が存在しないので、前記天端軒部材６から落下する巨礫や流木等Ｇが下流側支柱４へ衝突するリスクを勘案する必要がないからである。
この図１１Ａ、Ｂに示した鋼製スリットダム１もまた、前記天端軒部材６を、上記実施例１に係る前記段落［００３２］を勘案したせり出し長さで実施できることに変わりはないので、やはり上記実施例１と同様の作用効果を奏する（前記段落［００３３］参照）。

以上に本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の限りではなく、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、前記下流側支柱４で受け支持する天端軒部材６と、下流側横繋ぎ材１０で受け支持する天端軒部材６とで、使用する鋼管の径のサイズや傾斜角度を調整することにより、上面を揃える等の工夫は適宜行われるところである。

１ 鋼製スリットダム
２ スリット構造体
２０ スリット構造体
２１ スリット構造体
３ 上流側支柱
３ａ フランジ
３０ ベースプレート
４ 下流側支柱
４ａ フランジ
４０ ベースプレート
５ 上流側横繋ぎ材
５ａ フランジ
５０ 分枝鋼管
５１ 張出部
６ 天端軒部材
６ａ フランジ
７０ 水平材
７０ａ フランジ
７１ 斜材
７１ａ フランジ
７２ 斜材
８ 補強材
８ａ フランジ
８０ ベースプレート
９ コンクリート堰堤
９０ コンクリート基礎
９１ 堆積状態
１０ 下流側横繋ぎ材
θ 天端軒部材の傾斜角度（傾斜勾配）
Ａ 上流側位置（上流側）
Ｂ 下流側位置（下流側）
Ｇ 土石や流木等
Ｘ 天端軒部材のせり出し長さ
Ｙ 下流側支柱の平面視長さ
Ｚ 落下高
γ 支柱の傾斜角度

Claims (5)

1. 河川の河幅方向にスリット構造体を設置して成る鋼製スリットダムであって、
   前記スリット構造体は、河川の流れ方向における上流側位置と下流側位置とに間隔を開けて立てた支柱と、隣接する上流側支柱同士を連結した上流側横繋ぎ材と、一端部は上流側支柱の上端近傍に接合され他端部は下流側支柱よりも下流側へせり出す構成で前記下流側支柱に受け支持される天端軒部材とからなり、前記上流側支柱と前記下流側支柱とは上端同士が間隔を開けて立てられ、かつ前記下流側支柱の上端位置は、前記上流側支柱の上端位置よりも低い位置とされ、前記天端軒部材は上流側から下流側へ下る勾配に傾斜させて設けられていることを特徴とする、鋼製スリットダム。
2. 隣接する前記下流側支柱同士は上端近傍を下流側横繋ぎ材で連結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. 一端部は前記上流側支柱の上端近傍、又は上流側横繋ぎ材に接合され、他端部は前記下流側横繋ぎ材よりも下流側へせり出す構成で前記下流側横繋ぎ材に受け支持される天端軒部材を備えていることを特徴とする、請求項２に記載した鋼製スリットダム。
4. 他端部が下流側支柱に受け支持される前記天端軒部材は、前記下流側支柱よりも下流側へせり出す長さとし、他端部が下流側横繋ぎ材に受け支持される前記天端軒部材は、前記下流側横繋ぎ材よりも下流側へせり出さない長さとすることを特徴とする、請求項２に記載した鋼製スリットダム。
5. 前記下流側支柱に受け支持される天端軒部材は、平面方向からみて、下流側支柱を少なくとも半分程度覆う長さに設定されていることを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載した鋼製スリットダム。

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