JPS59154223A - ネジ付棒部材で結合した土木工作物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は土木工作物に関するものである。

本発明は特に治山治水に使う土木工作物に関するもので
ある。我国においては台風等による集中豪雨に見舞われ
ることが多く、また急峻な山岳地帯をもつので、急斜面
を落下する水流が斜面および河床を侵食して荒廃させる
だけでなく土砂流となって森林、河川、土木工作物、耕
作地そして集落を襲い大きな被害をもたらす。また噴火
により堆積した火山灰や火山れきの降雨または崩落に伴
う泥流または土砂くずれなどの被害も大きい。本発明は
特にこのような被害を防ぐための土木工作物たとえば土
留擁壁および砂防ダムを提供することを目的とする。

このような土木工作物としては、準備し現地まで運搬す
る資材がなるべく重量容量ともに小さくてすみそして現
地での構築作業がなるべく迅速簡単にすむものが歓迎さ
れる。省力化が望まれる時代であるからだけでなく、災
害防止および復旧なと構築に緊急を要する場合も多いか
らである。従って、現地の土砂を使って迅速に構築する
ことのできる構築方法の開発が待望されていた。

現在知られている現地土砂使用の土木工作物たとえば砂
防ダムはそのほとんどが日本古来の牛類および枠類など
の透過水制工にその発想の源を有する１種の枠工による
ものであり、鉄筋コンクリートまたは鋼製の柱およびは
りを使って組立てその中に土砂を詰めた枠を必要なだけ
縦横に連結して構築するものである。これら公知の枠工
によるダムは強度および耐久性の点では一応満足のゆく
ものであるが、柱およびはりなどの枠材料の重量が大き
い上に枠の組立および枠相互の連結に非常に多数の溶接
またはボルトナット締などの作業を要し、省力化の点で
は決して満足のゆくものではない。さらに、ダム全体の
構造が剛に過ぎて変形性に欠け、基礎の不同沈下がある
と構造全体の安定性を失ってしまう。中には枠組に多少
の変形性をもたせるように工夫されたものもあるが、枠
材料の重量が大きい点および組立に繁雑な手数を要する
点では何ら改善されていない。

本発明者は既に枠材料の重量のなるべく小さいそして構
造に適度の変形性をもつダムとして、エキスパンドメタ
ルを使ったセル式砂防ダムを提案した。これは扁平円柱
状の枠にエキスパンドメタルを張った柱状セルを横に連
結してなるダムであり、エキスパンドメタルの多用によ
り枠材料重量を大幅に小さくしそして構造に適度の変形
性をもたせることに成功したものである。しかしこのセ
ル式砂防ダムにおいても枠とエキスパンドメタルとの接
合には非常に多数のボルトナット締が必要であり、現場
施工の容易さの点では今一歩であった。

エキスパンドメタルは上述のようにその軽量なことおよ
び適度の変形性を有することにより、ロックフィルダム
に応用する研究がされている。これは本来非透水性の流
路変更ダムとして使われていたロックフィルダムを透過
水制工として使う研究であって、ロックフィルダムの非
透水性層を取除き、それに伴って下流側の土砂が崩壊す
るのをエキスパンドメタルで押えることを目的としてい
る。しかしながらエキスパンドメタルの接合については
階段状に積重ねた枠体に溶接するかまたはダム本体の土
砂中奥深くに挾み込んで摩擦力で留め、必要によりエキ
スパンドメタルの網目にフックをかけて上流側に引張る
などの手段が試みられているにすぎない。

そこで本発明者は従来のように複数個の枠を連結したり
積上げたりした構造ではなく、上流側および下流側を各
各金属製網部材で覆い上流側の網部材と下流側の網部材
とを棒部材で結んだ、いわば全体で１個の枠を構成した
構造をもつ砂防ダムの構築方法（＝ＴＵＶ工法）を提案
した。この工法は、断面Ｔ字形のビーム部材の水平翼部
の内側に網部材の接合個所を当てがい、棒部材のＵ字形
または■字形端部をビーム部材と網部材との両方に係合
させて、ビーム部材と網部材と棒部材とを結合するもの
である（特開昭５７−５１３１６）。

このＴＵＶ工法は上記のように上下流面の網部材を棒部
材で結び全体で１個の枠を構成した点で画期的なもので
あり地盤沈下に対する安定性が高く、材料重量が小さく
てすみそして施工性も良いので実に有用である。ところ
がこのＴＵＶ工法では隣接する網部材は直接には接触も
結合もされておらず各各独立状態でビーム部材によって
押えられている。網部材とビーム部材との間にはスリッ
プが生じる可能性があり、このスリップが生じると棒部
材が貫通する網目の一筋一筋に応力がかかる可能性があ
る。

一方、本発明者はエキスパンドメタルを使った土留擁壁
工の技術も既にいくつか提案している。

その１つはエキスパンドメタルを折曲加工して作った屋
根形構造ユニット（＝Ｒユニット）を使うものである。

このＲユニットをその両側縁の剣先状の歯が別のＲユニ
ットの網目とかみ合うように積み上げてゆくのである（
特公昭５４−２９６１）。

またもう１つはエキスパンドメタルを弓形に反らせ、そ
の両端部分の網目に棒部材の両端部分を留めて緊張した
弦の形とした弓形緊張ユニット（＝ＢＴユニット）を使
うものである。このＢＴユニットを連結しながら階段状
に積み上げてゆくのである（実公昭５７−１６９１６）
。さらにもう１つはエキスパンドメタルをフェンス形そ
してＪ字構造に加工したフェンス形Ｊ字構造ユニット（
＝ＦＪユニット）を使うものである。このＦＪユニット
を剣先歯と網目とのかみ合わせおよび棒部材と網目との
組合わせにより連結しながら階段状に積み上げてゆくの
である（特公昭５７−１３６９２）。

これらの土留擁壁工の技術は網部材同志または網部材と
棒部材とを接合するものではあるが、その接合は網目の
一筋一筋に応力がかかる形式のものである。

そこで本発明者は前記のＴＵＶ工法、Ｒユニット、ＢＴ
ユニット、ＦＪユニット等においても、網部材同志を直
接にそして強固に接合して、スリップを防ぐと共に接合
部分の網目にかかる構造的負担をできるだけ平均化しそ
して小さくすることができれば、工作物全体としての破
壊強度をさらに高めることができると考えた。ところが
、網部材のもつ軽量性および変形性を生かし、また工作
物の構築に当っての現場での施工をいたずらに複雑化し
ないで、この目的を達成することは決して容易ではなか
った。

本発明者は鋭意研究の結果、遂にこの目的を達成する新
しい手段を見出し本発明を完成した。すなわち本発明は
、 （イ）少くとも２個の端縁部各各に折曲げた接合部分を
設けた金属製網部材（Ｘ）と、 ビーム部材（Ｂ）と、 ネジ付棒部材（Ｓ）と、 ナット部材（Ｎ）と を各各複数個使って、 （ロ）網部材（Ｘ）と別の網部材（Ｘ）とを各各の１折
曲接合部分同志が重なって溝状部（Ｇ）が形成されるよ
うに組合わせ、 （ハ）組合わせた網部材（Ｘ）（Ｘ）の溝状部（Ｇ）に
ヒム部材（Ｂ）を納め （ニ）溝状部（Ｇ）においてネジ付棒部材（Ｓ）の１端
部を網部材（Ｘ）（Ｘ）およびビーム部材（Ｂ）に貫通
させ、 （ホ）貫通したネジ付棒部材（Ｓ）上に網部材（Ｘ）（
Ｘ）およびビーム部材（Ｂ）をナット部材（Ｎ）で固定
し、そして （ヘ）網部材（Ｘ）からネジ付棒部材（Ｓ）の他端にか
けて土砂を詰め て成る、土木工作物（ＸＢＳ工）を提供するものである
。

本発明によれば、網部材（Ｘ）（Ｘ）同志を接合部分に
おいて重ね合わせて溝状部（Ｇ）を形成しこの溝状部（
Ｇ）にビーム部材（Ｂ）を納め、網部材（Ｘ）（Ｘ）ど
ヒーム部材（Ｂ）とをネジ付棒部材（Ｓ）とナット部材
（Ｎ）とで固定するので、溝状部（Ｇ）を形成する重ね
合わせとネジ固定による摩擦との両者の作用が協働して
網部材（Ｘ）（Ｘ）同志を直接にそしてスリップするこ
となく強固に接合する。また、網部材（Ｘ）とビーム部
材（Ｂ）ともスリップすることなく強固に一体化され、
応力の集中する溝状部（Ｇ）の構造を理想的に強化して
いる。網部材（Ｘ）の接合部分の網目には最早圧縮力は
かからず、引張力は平均化されてビーム部材（Ｂ）に分
散し、ネジ付棒部材（Ｓ）で支持される。すなわち接合
強化された溝状部（Ｇ）が接合部分の網目一筋一筋の受
持つ構造的負担を非常に小さくすると同時にその１方で
網部材（Ｘ）にかかる応力を集めて無理なくネジ付棒部
材（Ｓ）へと伝えるのである。

こうして本発明は先行技術のもつ利点を生かしたまま、
工作物全体の破壊強度を高めることに成功したのである
。

以下本発明を添付図面に例示した実施態様を参照しつつ
詳細に説明する。

本発明に使う金属製網部材（以下Ｘユニットと称する）
は、それ自体で板状を保持する剛性と適度の変形性とを
持つ網部材を市販されているものの中から選んで、それ
から作ることができる。その横断面が平形のままのもの
を使うかそれとも弓形、山形等に加工したものを使うか
は、工作物の目的に応じて適宜決定することができる。

また、折曲接合部分の形状も同様に決定することができ
るが、重ねると溝状部（Ｇ）を形成しこれによってＸユ
ニット同志間のスリップを防ぐ作用が得られる形状とす
る、第１図にＸユニットの形状例３種（ａ）（ｂ）（ｃ
）を横断面図で示す。第１図中の破線は隣接するＸユニ
ットを意味する。

本発明に使うビーム部材（Ｂ）は溝状部（Ｇ）に納まる
形状のものである。溝状部（Ｇ）と協働してＸユニット
同志間のスリップを防ぐ作用を増す形状のものを使うの
が有利である。第２図にビーム部材（Ｂ）の形状例３種
（ｄ）（ｅ）（ｆ）を横断面図で示す。第２図中の破線
はこれらビーム部材（Ｂ）を納める溝状部（Ｇ）の形成
例を示し、第１図に示した例（ａ）（ｂ）（ｃ）に相当
する本発明に使うネジ付棒部材（Ｓ）およびナット部材
（Ｎ）は棒鋼の端部にネジ加工を施して作ってもよいが
、全長部にネジ部をもつネジ付異形棒鋼として市販され
ているものを必要な長さに切断し（場合によってはさら
に折曲げ等の加工を施し）て使うのが有利である。これ
らの部材でＸユニットとビーム部材（Ｂ）とを固定する
にあたり、ワッシャ部材（Ｗ）または補助ビーム部材（
Ｂ′）を介在させることができる。ワッシャ部材（Ｗ）
はナット部材（Ｎ）による押えの確実性を増す働きを、
そして補助ビーム部材（Ｂ′）はナット部材（Ｎ′）と
共に溝状部（Ｇ）にその裏側からあてがわれるものであ
って、ワッシャとしての働きの他にビーム部材（Ｂ）の
機能を補強する働きをする〔以下ネジ付棒部材（Ｓ）と
ナット部材（Ｎ）とそして使用する場合には上記のよう
な補助部材とをまとめてＳユニットと称する〕。第３図
にネジ付棒部材（Ｓ）の端部におけるＸユニットとビー
ム部材（Ｂ）との固定例３種（ｇ）（ｈ）（ｉ）を横断
面図で示す。第３図（ｇ）は第１図（ａ）のＸユニット
（１）と第２図（ｄ）のビーム部材（２）とをネジ付異
形棒鋼（３）、ナット（４）（４′）、ワッシャ（５）
および補助プレート（６）で固定する例を示す。

第３図（ｈ）は第１図（ｂ）のＸユニット（１）と第２
図（ｅ）のビーム部材（２）とをネジ付異形棒鋼（３）
、ナット（４）（４′）、ワッシャ（５）および補助プ
レート（６）で固定する例を示す。同様に第３図（ｉ）
は第１図（ｃ）のＸユニット（１）と第２図（ｆ）のビ
ーム部材（２）とをネジ付異形棒鋼（３）、ナット（４
）（４′）、ワッシャ（５）および補助プレート（６）
で固定する例を示す。

棒部材（Ｓ）の他端部の固定は１端部と同様の結合によ
り行い、ダブルウォール型自立構造物たとえば砂防ダム
を構築することができる。また法面内部に位置させた適
当なアンカ部材（Ａ）に結合して行い、もたれ壁型構造
物たとえば土留擁壁を構築することができる。

第４図は本発明により砂防ダムを構築する例を部縦断面
で表わした斜視図で示す。上下流面をＸユニットで覆い
両面を結ぶネジ付棒部材（Ｓ）の両端部においてＸユニ
ットとビーム部材（Ｂ）とをＳユニットで固定する。固
定は第３図（ｇ）に示した例を使って行っている。施工
上の便利のために、土砂を詰める前の未固定のＸユニッ
ト上端部を仮留しておく補助連結手段を使うことができ
る。仮留はたとえばＸユニット下端部を固定しているネ
ジ付棒部材（Ｓ）に対してピン部片を使って行うことが
できる。またビーム部材（Ｂ）は継足し延長接続部たと
えばプラグ部とソケット部とをもつユニット複数個を継
足し延長して使うことができるし、ＸユニットおよびＳ
ユニットの相対的位置関係を考慮した上で、接続手段を
使わずに単にユニット複数個を直線上に並べて使うこと
もできる。ネジ付棒部材（Ｓ）もまた複数個のユニット
をたとえばネジ付カプラで接続して使うことができる。

第４図はビーム部材（Ｂ）を横方向に使った例であるが
、場合に応じて縦方向に使うこともできるし、望むなら
両方向にもまた斜め方向にも使うことができる。複数方
向に使う場合は、複数対の端縁部各各に折曲げた接合部
分を設けたＸユニットを使う。

第５図は第３図（ｈ）に示した固定例を使ってもたれ壁
式土留擁壁を構築する場合の、ある一段を表わす斜視図
である（土砂は図示してない）。ネジ付異形棒鋼（３）
の他端部はプレート部片（７）およびナット部片（８）
によりアンカ部材（Ａ）としての背面網部材（９）に固
定してある。網部材（９）は連続した１枚の板状のもの
であっても、分割した複数枚の板状のものをずらせて重
ね合わせるものであってもよく、またＸユニット（１）
と同様の材料であることができる。Ｘユニット（１）と
網部材（９）との間および網部材（９）の背部に土砂を
詰めて、そして場合によっては一段一段を上方にゆくに
つれて背面方向へとずらせて多段に積重ねて、もたれ壁
式土留擁壁を構築することができる。段間の接続は必要
によりビーム部材（Ｂ）として延長した長さをもつもの
を使うかまたは他の適当な公知手段たとえばクリップ部
材を使って行うことができる。

以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
は特殊な形状をした端部を接合部分としてもつＸユニッ
トとビーム部材（Ｂ）とＳユニットとを巧妙に組合わせ
て固定するという独創的技術をもって、先行技術のもつ
利点を生かしつつより優れた強度をもつ新しい工作物（
ＸＢＳ工）を提供する。

なお前記の実施例は本発明の具体例を開示するだけであ
って、本発明の技術範囲は決してこれに限定されるもの
ではなく、種種の変化変形をも含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使う網部材（Ｘ）の形状例を示す横断
面図であり、第２図は本発明に使うビーム部材（Ｂ）の
形状例を示す横断面図であり、第３図は網部材（Ｘ）と
ビーム部材（Ｂ）との固定例を示す横断面図であり、第
４図は本発明による砂防ダムの部分断面斜視図であり、
第５図は本発明による土留擁壁のある一段を示す斜視図
である。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）（イ）少くとも２個の端縁部各各に折曲げた接合
   部分を設けた金属製網部材（Ｘ）と、 ビーム部材（Ｂ）と、 ネジ付棒部材（Ｓ）と、 ナット部材（Ｎ）と を各各複数個使って、 （ロ）網部材（Ｘ）と別の網部材（Ｘ）とを各各の１折
   曲接合部分同志が重なって溝状部（Ｇ）が形成されるよ
   うに組合わせ、 （ハ）組合わせた網部材（Ｘ）（Ｘ）の溝状部（Ｇ）に
   ビーム部材（Ｂ）を納め （ニ）溝状部（Ｇ）においてネジ付棒部材（Ｓ）の１端
   部を網部材（Ｘ）（Ｘ）およひビーム部材（Ｂ）に貫通
   させ、 （ホ）貫通したネジ付棒部材（Ｓ）上に網部材（Ｘ）（
   Ｘ）およびビーム部材（Ｂ）をナット部材（Ｎ）で固定
   し、そして （ヘ）網部材（Ｘ）から法面奥行方向において固定した
   ネジ付棒部材（Ｓ）の他端部にかけて土砂を詰め て成る、土木工作物。
2. （２）網部材（Ｘ）として、４角平面状の金属製網部材
   に接合部分を設けたものを使った、前項（１）に記載の
   土木工作物。
3. （３）網部材（Ｘ）として、４角平面状の金属製網部材
   を横断面弓形に加工したものに接合部分を設けたものを
   使った、前項（１）に記載の土木工作物。
4. （４）網部材（Ｘ）として、４角平面状の金属製網部材
   を横断面山形に加工したものに接合部分を設けたものを
   使った、前項（１）に記載の土木工作物。
5. （５）網部材（Ｘ）として、金属製網部材の１対の端縁
   部の１方を横断面Ｌ字形に他方を横断面Ｕ字形に折曲げ
   て接合部分を設けたものを使った、前項（１）〜（４）
   のいずれかに記載の土木工作物。
6. （６）網部材（Ｘ）として、金属製網部材の１対の端縁
   部の各各を横断面Ｌ字形に折曲げて接合部分を設けたも
   のを使った、前項（１）〜（４）のいずれかに記載の土
   木工作物。
7. （７）網部材（Ｘ）として、金属製網部材の１対の端縁
   部の各各を横断面Ｕ字形に折曲げて接合部分を設けたも
   のを使った、前項（１）〜（４）のいずれかに記載の土
   木工作物。
8. （８）網部材（Ｘ）として、エキスパンドメタルで作っ
   たものを使った、前項（１）〜（７）のいずれかに記載
   の土木工作物。
9. （９）網部材（Ｘ）として、溶接鉄筋網で作ったものを
   使った、前項（１）〜（７）のいずれかに記載の土木工
   作物。
10. （１０）ビーム部材（Ｂ）として、Ｌ形鍋を使った、前
    項（１）に記載の土木工作物。
11. （１１）ビーム部材（Ｂ）として、Ｕ形鍋を使った、前
    項（１）に記載の土木工作物。
12. （１２）ビーム部材（Ｂ）を横方向に位置させた前項（
    １）に記載の土木工作物。
13. （１３）ビーム部材（Ｂ）を縦方向に位置させた、前項
    （１）に記載の土木工作物。
14. （１４）ネジ付棒部材（Ｓ）の他端部においても、網部
    材（Ｘ）（Ｘ）およびビーム部材（Ｂ）の貫通および固
    定を同様に行って成る、前項（１）に記載の土木工作物
    。