(57)【要約】      （修正有）【課題】巨礫、流木等の衝突による鞘管の局部破壊を防止するだけでなく、正確、迅速に河川内に設けることのできる透過型砂防堰堤及び透過型砂防堰堤の構築方法を提供する。【解決手段】河川内で川幅方向Ｘに設けられる透過型砂防堰堤に関する。河川の両岸に形成された両袖部の間に設けられる複数の立体構造体２と、複数の立体構造体２の間に設けられる平面構造体とを備える。立体構造体２は、河川の上流側Ａに設けられる上流側柱材２１と、河川の下流側Ｂに設けられる下流側柱材２２と、平面構造体の平面構造梁材の端部として挿入管が挿入される鞘管１０とを有する。鞘管１０は、挿入管が挿入される内側に、挿入管の外面が河川の下流側Ｂで当接される補強プレート１２が設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川内で川幅方向に設けられる透過型砂防堰堤であって、
河川の両岸に形成された両袖部の間に設けられる複数の立体構造体と、複数の前記立体構造体の間に設けられる平面構造体とを備え、
前記立体構造体は、河川の上流側に設けられる上流側柱材と、河川の下流側に設けられる下流側柱材と、前記平面構造体の平面構造梁材の端部が挿入される鞘管とを有し、
前記鞘管は、前記平面構造梁材の端部が挿入される内側に、前記平面構造梁材の端部の外面が河川の下流側で当接される補強プレートが設けられること
を特徴とする透過型砂防堰堤。
【請求項２】
前記鞘管は、前記補強プレートを湾曲させて形成された上流面における曲率が、前記平面構造梁材の端部の断面略円形状に形成された外面における曲率以上の大きさであること
を特徴とする請求項１記載の透過型砂防堰堤。
【請求項３】
前記鞘管は、前記補強プレートが設けられる位置が、前記鞘管の断面略円形状に形成された内面における円周の１／４の範囲であること
を特徴とする請求項１又は２記載の透過型砂防堰堤。
【請求項４】
前記鞘管は、前記平面構造梁材の端部の外面が前記補強プレートに当接された状態で、前記平面構造梁材の端部の外面と前記鞘管の内面とが、河川の上流側で離間されること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の透過型砂防堰堤。
【請求項５】
河川内で川幅方向に設けられる透過型砂防堰堤の構築方法であって、
河川の上流側に設けられる上流側柱材と、河川の下流側に設けられる下流側柱材と、河川の川幅方向に開口される鞘管とを有する複数の立体構造体を、複数の前記立体構造体の各々の前記鞘管に設けられた補強プレートの河川の上下流方向における互いの位置を合わせた状態で、河川の両岸に形成された両袖部の間に設ける第１工程と、
前記鞘管の内側に、平面構造梁材の端部となる挿入管を挿入する第２工程と、
平面構造柱材と前記平面構造梁材とを有する平面構造体を、複数の前記立体構造体の間に設ける第３工程とを備えること
を特徴とする透過型砂防堰堤の構築方法。
【請求項６】
前記第１工程では、前記上流側柱材と、前記下流側柱材と、前記鞘管とが一体的に構築された前記立体構造体を、河川の両岸に形成された両袖部の間に設けること
を特徴とする請求項５記載の透過型砂防堰堤の構築方法。
【請求項７】
前記第２工程では、補強プレートが設けられた前記鞘管の内側に、前記挿入管を挿入して、前記挿入管の外面を前記補強プレートの上流面に河川の下流側で当接させること
を特徴とする請求項５又は６記載の透過型砂防堰堤の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川における土石流対策又は流木対策に用いるものとして、河川内で川幅方向に設けられる透過型砂防堰堤及び透過型砂防堰堤の構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、河川において土石流等が発生したときに、河川の下流への巨礫、流木等の流出を防止することを目的として、特許文献１、２に開示されるような平面構造の透過型砂防堰堤が提案されている。
【０００３】
特許文献１に開示された透過型砂防堰堤は、巨礫、流木等が衝突した場合に、平面構造の柱材によって河床に荷重が伝達されるだけでなく、平面構造の梁材によって両袖部に荷重が伝達されるものであり、巨礫、流木等の衝撃力を受け止めて、これらを捕捉するものである。
【０００４】
特許文献２に開示された透過型砂防堰堤は、鋼管の温度変化による膨張、収縮や、製作誤差を吸収するとともに、鋼管の補修作業を容易にすることを目的とするものであり、両袖部のコンクリートで支持された鞘管に、鋼管の梁材の両端部が挿入されるものである。
【０００５】
特許文献２に開示された透過型砂防堰堤は、梁材の端部と鞘管との間の隙間に間隔保持部材が介装されるものとなるため、巨礫、流木等が衝突したときの衝撃力によって、梁材の端部が河川の下流側に移動することを防止することができるものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２６６９８１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３６２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献２に開示された透過型砂防堰堤は、梁材の端部及び鞘管に対する間隔保持部材の接触範囲が部分的なものとなることから、間隔保持部材の部分的な接触範囲において、巨礫、流木等が衝突したときの衝撃力が局部集中するものとなる。
【０００８】
このとき、特許文献２に開示された透過型砂防堰堤は、両袖部のコンクリートで鞘管の外面が固定されることから、局部集中した衝撃力による鞘管の外面方向への変形を防止することができるものの、鞘管の外面がコンクリートで固定されていない場合においては、局部集中した衝撃力によって鞘管が外面方向に変形して局部破壊するおそれがあるという問題点があった。
【０００９】
また、鞘管がコンクリートで支持されない場合においては、柱材や梁材等の構造体で鞘管を支持することが必要となり、鞘管の外面方向への変形が柱材や梁材等にも影響を及ぼすものとなることから、柱材や梁材等の構造体全体を鞘管とともに交換することが必要となる。
【００１０】
このため、鞘管がコンクリートで支持されない場合においては、巨礫、流木等が衝突した後に、鞘管のみならず柱材や梁材等の構造体全体の大規模な補修作業が必要となり、透過型砂防堰堤の維持管理のためのコストが増大するおそれがあるという問題点があった。
【００１１】
そこで、本発明は、上述した問題点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、巨礫、流木等の衝突による鞘管の局部破壊を防止するだけでなく、正確、迅速に河川内に設けることのできる透過型砂防堰堤及び透過型砂防堰堤の構築方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１発明に係る透過型砂防堰堤は、河川内で川幅方向に設けられる透過型砂防堰堤であって、河川の両岸に形成された両袖部の間に設けられる複数の立体構造体と、複数の前記立体構造体の間に設けられる平面構造体とを備え、前記立体構造体は、河川の上流側に設けられる上流側柱材と、河川の下流側に設けられる下流側柱材と、前記平面構造体の平面構造梁材の端部が挿入される鞘管とを有し、前記鞘管は、前記平面構造梁材の端部が挿入される内側に、前記平面構造梁材の端部の外面が河川の下流側で当接される補強プレートが設けられることを特徴とする。
【００１３】
第２発明に係る透過型砂防堰堤は、第１発明において、前記鞘管は、前記補強プレートを湾曲させて形成された上流面における曲率が、前記平面構造梁材の端部の断面略円形状に形成された外面における曲率以上の大きさであることを特徴とする。
【００１４】
第３発明に係る透過型砂防堰堤は、第１発明又は第２発明において、前記鞘管は、前記補強プレートが設けられる位置が、前記鞘管の断面略円形状に形成された内面における円周の１／４の範囲であることを特徴とする。
【００１５】
第４発明に係る透過型砂防堰堤は、第１発明〜第３発明の何れかにおいて、前記鞘管は、前記平面構造梁材の端部の外面が前記補強プレートに当接された状態で、前記平面構造梁材の端部の外面と前記鞘管の内面とが、河川の上流側で離間されることを特徴とする。
【００１６】
第５発明に係る透過型砂防堰堤の構築方法は、河川内で川幅方向に設けられる透過型砂防堰堤の構築方法であって、河川の上流側に設けられる上流側柱材と、河川の下流側に設けられる下流側柱材と、河川の川幅方向に開口される鞘管とを有する複数の立体構造体を、複数の前記立体構造体の各々の前記鞘管に設けられた補強プレートの河川の上下流方向における互いの位置を合わせた状態で、河川の両岸に形成された両袖部の間に設ける第１工程と、前記鞘管の内側に、平面構造梁材の端部となる挿入管を挿入する第２工程と、平面構造柱材と前記平面構造梁材とを有する平面構造体を、複数の前記立体構造体の間に設ける第３工程とを備えることを特徴とする。
【００１７】
第６発明に係る透過型砂防堰堤の構築方法は、第５発明において、前記第１工程では、前記上流側柱材と、前記下流側柱材と、前記鞘管とが一体的に構築された前記立体構造体を、河川の両岸に形成された両袖部の間に設けることを特徴とする。
【００１８】
第７発明に係る透過型砂防堰堤の構築方法は、第５発明又は第６発明において、前記第２工程では、補強プレートが設けられた前記鞘管の内側に、前記挿入管を挿入して、前記挿入管の外面を前記補強プレートの上流面に河川の下流側で当接させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
第１発明〜第４発明によれば、鞘管の内面と挿入管の外面との間に、補強プレートが設けられるため、巨礫、流木等の衝突の衝撃力による荷重を、鞘管に対して分散させて作用させることができ、鞘管の局部破壊を防止することが可能となる。また、第１発明〜第４発明によれば、挿入管が衝撃力によって上下流方向の下流側に移動しないように位置保持することができ、衝撃力による挿入管の急激な移動によって、鞘管が挿入口から外面方向に広がるように変形して損傷することを防止することが可能となる。
【００２０】
第１発明〜第４発明によれば、上流側柱材、下流側柱材及び平面構造柱材の下端フランジがコンクリートの基礎に埋め込まれため、巨礫、流木等が衝突したときに作用する衝撃力に対して、上流側柱材が引張力及びせん断力に対抗するとともに、下流側柱材が圧縮力及びせん断力に対抗することができ、衝撃力による透過型砂防堰堤の損壊を防止することが可能となる。
【００２１】
第１発明〜第４発明によれば、川幅方向の両端に設けられる立体構造体と、これらの立体構造体の間に設けられる平面構造体とが、鞘管、挿入管及び平面構造梁材によって一体化されるため、立体構造体と平面構造体とが一体となって巨礫、流木等が衝突したときの衝撃力を受け止めるものとなり、河川の土石流対策又は流木対策として、河川を流下する巨礫、流木等を確実に捕捉することが可能となる。
【００２２】
特に、第２発明によれば、挿入管の外面が補強プレートの上流面に面状に当接されるため、巨礫、流木等の衝突の衝撃力によって荷重が作用した場合であっても、この荷重を鞘管に対して分散させて作用させることができ、鞘管の局部破壊を防止することが可能となる。
【００２３】
特に、第３発明によれば、鞘管の内面と挿入管の外面との間で、挿入管の下流側に円周の１／４の範囲で補強プレートが設けられるため、巨礫、流木等の衝突の衝撃力による荷重を分散させることが可能となると同時に、挿入管を鞘管に挿入するときの施工性を向上させることが可能となる。
【００２４】
特に、第４発明によれば、挿入管の外面が補強プレートの上流面に当接された状態で、鞘管の内面と挿入管の外面とが離間されるものとなり、気温が高くなる等に起因して、平面構造梁材が熱膨張した場合であっても、平面構造梁材の熱膨張による変位をこの離間距離で吸収することが可能となる。
【００２５】
第５発明〜第７発明によれば、立体構造体及び平面構造体を両袖部に接続させるものでなく、コンクリートを打設して形成される両袖部に鞘管を設けることを必要としないため、両袖部に鞘管が設けられた場合のように、上下流方向及び水深方向における鞘管の施工誤差の影響を受けることなく、正確、迅速に透過型砂防堰堤を構築することが可能となる。
【００２６】
第５発明〜第７発明によれば、複数の立体構造体の各々の鞘管に設けられた補強プレートの上流面が、上下流方向で互いの位置を合わせた状態となるように立体構造体が設置されるため、上下流方向で互いの位置を合わせた状態の鞘管に挿入管を挿入して、平面構造梁材を挿入管に接合するのみによって、精度の高い施工を容易に実現することができ、平面構造体を正確、迅速に設けることが可能となる。
【００２７】
特に、第６発明によれば、上流側柱材、下流側柱材及び鞘管について、製造時から溶接等によって接合されて、高い精度で一体的に構築された立体構造体が設置されるため、現地で立体構造体をフランジ接合等によって組み立てることを必要とせず、正確、迅速に透過型砂防堰堤を構築することが可能となる。
【００２８】
特に、第７発明によれば、挿入管の外面が補強プレートの上流面に面状に当接されるため、巨礫、流木等の衝突の衝撃力によって荷重が作用した場合であっても、この荷重を鞘管に対して分散させて作用させることができ、鞘管の局部破壊を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を適用した透過型砂防堰堤と河川とを示す斜視図である。
【図２】本発明を適用した透過型砂防堰堤の立体構造体を示す斜視図である。
【図３】本発明を適用した透過型砂防堰堤の立体構造体の変形例を示す斜視図である。
【図４】本発明を適用した透過型砂防堰堤の立体構造体の他の変形例を示す斜視図である。
【図５】本発明を適用した透過型砂防堰堤の立体構造体の鞘管を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は、本発明を適用した透過型砂防堰堤の立体構造体の鞘管を示す側面図であり、（ｂ）は、その一部破断正面図である。
【図７】本発明を適用した透過型砂防堰堤の平面構造体を示す斜視図である。
【図８】本発明を適用した透過型砂防堰堤の平面構造体の挿入管を示す斜視図である。
【図９】本発明を適用した透過型砂防堰堤の構築方法の第１工程を河川の上流側から示す正面図である。
【図１０】本発明を適用した透過型砂防堰堤の構築方法の第１工程を示す斜視図である。
【図１１】本発明を適用した透過型砂防堰堤の構築方法の第２工程を河川の上流側から示す正面図である。
【図１２】本発明を適用した透過型砂防堰堤の構築方法の第２工程を示す斜視図である。
【図１３】本発明を適用した透過型砂防堰堤の構築方法の第２工程を示す側面図である。
【図１４】本発明を適用した透過型砂防堰堤の構築方法の第３工程を河川の上流側から示す正面図である。
【図１５】本発明を適用した透過型砂防堰堤が構築された状態を河川の上流側から示す正面図である。
【図１６】本発明を適用した透過型砂防堰堤に作用する衝撃力を説明する平面図である。
【図１７】（ａ）は、本発明を適用した透過型砂防堰堤に作用する衝撃力を説明する側面図であり、（ｂ）は、従来の鞘管に作用する衝撃力を説明する側面図である。
【図１８】本発明を適用した透過型砂防堰堤の他の実施形態における立体構造体を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を適用した透過型砂防堰堤１を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、図１に示すように、河川の土石流対策、流木対策等のために、河川内で川幅方向Ｘに設けられるものである。本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、河床に形成された基礎４の上方で、河川の両岸に形成された両袖部５の間に設けられる。
【００３２】
基礎４は、河床にコンクリートを打設することによって略平面状に形成される。両袖部５は、河川の両岸にコンクリートを打設することによって立体的に形成される。両袖部５は、これに限らず、鋼製枠に土砂やソイルセメントが充填されることで立体的に形成されてもよい。
【００３３】
本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、河川の両岸に形成された両袖部５の間で、河川内の川幅方向Ｘに設けられる複数の立体構造体２と、これら複数の立体構造体２の間に設けられる平面構造体３とを備える。
【００３４】
立体構造体２は、河川の川幅方向Ｘの両端において、両袖部５から所定の間隔を空けて設けられる。また、立体構造体２は、これに限らず、河川の川幅方向Ｘの中間においても、巨礫、流木等の捕捉に必要とされる構造耐力に応じて設けられてもよい。さらに、立体構造体２は、これに限らず、両袖部５との間に図示しない細径化された鋼管を設けることもできる。
【００３５】
立体構造体２は、図２に示すように、河川の上流側Ａで川幅方向Ｘに並べて設けられる２本の上流側柱材２１と、河川の下流側Ｂで川幅方向Ｘに並べて設けられる２本の下流側柱材２２と、川幅方向Ｘに開口させて設けられる鞘管１０とを有する。また、立体構造体２は、２本の上流側柱材２１を連結する２本の上流側Ａの第１梁材２３と、上流側柱材２１と下流側柱材２２とを連結する２本の第２梁材２４と、２本の下流側柱材２２を連結する１本の下流側Ｂの第３梁材２５とを有する。さらに、立体構造体２は、鞘管１０と第３梁材２５とを連結する１本の支持梁材２６を有する。なお、立体構造体２は、これに限らず、これらの上流側柱材２１、下流側柱材２２、第１梁材２３、第２梁材２４、第３梁材２５、支持梁材２６及び鞘管１０が如何なる数量で設けられてもよい。
【００３６】
立体構造体２は、第１梁材２３、第３梁材２５及び鞘管１０の長手方向が川幅方向Ｘとなるとともに、第２梁材２４及び支持梁材２６の長手方向が河川の上下流方向Ｙとなるように設けられる。第１梁材２３は、その両端部の各々が２本の上流側柱材２１の中間部に溶接等によって取り付けられる。第２梁材２４は、その両端部の各々が上流側柱材２１及び下流側柱材２２の中間部に溶接等によって取り付けられる。第３梁材２５は、その両端部の各々が２本の下流側柱材２２の上部に溶接等によって取り付けられる。支持梁材２６は、鞘管１０及び第３梁材２５の中間部に溶接等によって取り付けられ、鞘管１０が上下流方向Ｙで支持される。鞘管１０は、その両端部の各々が２本の上流側柱材２１の上部に溶接等によって取り付けられる。
【００３７】
立体構造体２は、上流側柱材２１、下流側柱材２２、第１梁材２３、第２梁材２４及び第３梁材２５を用いて立体的に組み立てられることによって、河川の水を内部で流下させることのできる透過部２７が形成される。立体構造体２は、上流側柱材２１、下流側柱材２２、第１梁材２３、第２梁材２４、第３梁材２５、支持梁材２６及び鞘管１０について、断面略円形状の鋼管等が用いられるが、これに限らず、如何なる形状、材質のものが用いられてもよい。
【００３８】
立体構造体２は、河床から上方に向けて、上流側柱材２１及び下流側柱材２２が略鉛直に設けられる。また、立体構造体２は、上流側柱材２１、下流側柱材２２、第１梁材２３、第２梁材２４、第３梁材２５、支持梁材２６及び鞘管１０について、フランジ接合等によって組み立てることを必要としないで、製造時から溶接等によって接合されて一体的に構築される。
【００３９】
立体構造体２は、これに限らず、変形例において、図３に示すように、２本の上流側柱材２１と、１本の下流側柱材２２とが設けられるものとされてもよい。また、立体構造体２は、他の変形例において、図４に示すように、１本の上流側柱材２１と、１本の下流側柱材２２とが設けられるものとされてもよい。このとき、立体構造体２は、主に、流木等の衝突に対抗するものとして、簡易に設けられるものとすることができる。
【００４０】
鞘管１０は、図５に示すように、上流側柱材２１の上部で、河川の上流側Ａに設けられる。鞘管１０は、これに限らず、上流側柱材２１の中間部等に設けられてもよく、また、河川の下流側Ｂ等に設けられてもよい。鞘管１０は、川幅方向Ｘに開口された挿入口１１より内側で、鞘管１０の内面１０ａにおける河川の下流側Ｂに、補強プレート１２が溶接等によって取り付けられて設けられる。
【００４１】
補強プレート１２は、図６（ａ）に示すように、鞘管１０の内面１０ａにおける河川の下流側Ｂで、所定の取付角度θとなるように、平板状の板材を湾曲させて取り付けることによって設けられる。また、補強プレート１２は、水深方向Ｚにおいて、補強プレート１２の中心が鞘管１０の中心と重なるようにして設けられる。取付角度θは、最大取付角度θ１が１８０°を超えないものであり、最小取付角度θ２が６０°以上となるものを標準とする。取付角度θは、補強プレート１２が設けられる位置が、鞘管１０の内面１０ａにおける円周の１／４程度の範囲となるように、約９０°程度とされることが望ましい。
【００４２】
補強プレート１２は、図６（ｂ）に示すように、川幅方向Ｘの幅Ｗを５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度として、上流面１２ａが湾曲させて形成された鋼製等の板材の４辺を、鞘管１０の内面１０ａに連続的に又は断続的に溶接させることによって設けられる。補強プレート１２は、１枚の板材が所定の取付角度θで取り付けられるものであるが、これに限らず、所定の取付角度θの範囲で２枚以上の複数に分割された板材が取り付けられるものとされてもよい。
【００４３】
平面構造体３は、図７に示すように、河川の上流側Ａで川幅方向Ｘに並べて設けられる複数の平面構造柱材３１と、河川の上流側Ａで長手方向が川幅方向Ｘとなるように設けられる１本の平面構造梁材３２とを有する。平面構造体３は、これに限らず、平面構造柱材３１及び平面構造梁材３２が如何なる数量で設けられてもよい。
【００４４】
平面構造体３は、河床から上方に向けて、略鉛直に平面構造柱材３１が設けられる。平面構造体３は、平面構造柱材３１の上部が平面構造梁材３２に取り付けられるものとなる。平面構造体３は、平面構造柱材３１及び平面構造梁材３２について、断面略円形状の鋼管等が用いられるが、これに限らず、如何なる形状、材質のものが用いられてもよい。
【００４５】
平面構造体３は、必要に応じて、平面構造柱材３１の中間部から川幅方向Ｘに延びる複数の分枝管３３が設けられてもよい。分枝管３３は、平面構造梁材３２よりも細径化された鋼管等が用いられ、河川を流下する巨礫、流木等を捕捉することができるように、隣り合う平面構造柱材３１の分枝管３３と、互いに端部を対向させて離間した状態で設けられる。
【００４６】
平面構造体３は、平面構造柱材３１及び平面構造梁材３２について、これらを分割した状態で運搬したうえで、現地で組み立てることができるように、フランジ接合等によって接合される。平面構造体３は、これに限らず、フランジ接合等によって組み立てることを必要としないで、製造時から溶接等によって接合されて一体的に構築されるものであってもよい。
【００４７】
平面構造梁材３２は、図８に示すように、立体構造体２の鞘管１０の内側に挿入される挿入管３４が、川幅方向Ｘの両端部にフランジ接合等によって設けられる。挿入管３４は、断面略円形状の鋼管等が用いられ、平面構造梁材３２の端部として立体構造体２の鞘管１０の内側に挿入できるように、立体構造体２の鞘管１０の内径よりも小さい外径で形成される。
【００４８】
本発明を適用した透過型砂防堰堤１の構築方法は、立体構造体２を設ける第１工程と、鞘管１０に挿入管３４を挿入する第２工程と、平面構造体３を設ける第３工程とを備える。
【００４９】
本発明を適用した透過型砂防堰堤１の構築方法は、図９に示すように、第１工程において、上流側柱材２１、下流側柱材２２、第１梁材２３、第２梁材２４、第３梁材２５、支持梁材２６及び鞘管１０が互いに溶接等によって接合されて一体的に構築された立体構造体２を、河床に設置するものである。
【００５０】
このとき、第１工程では、図１０に示すように、川幅方向Ｘに並べて設けられる複数の立体構造体２において、各々の鞘管１０の内面１０ａに設けられた補強プレート１２の上流側Ａの上流面１２ａが、上下流方向Ｙ及び水深方向Ｚで互いの位置を合わせた状態となる。第１工程では、鞘管１０の内側で補強プレート１２の位置を目視又は測量等の方法で確認して、複数の立体構造体２が設置されるものとなる。
【００５１】
これにより、第１工程では、一方の立体構造体２の補強プレート１２の上流面１２ａを川幅方向Ｘに延長させた仮想延長面１２ｂと、他方の立体構造体２の補強プレート１２の上流面１２ａを川幅方向Ｘに延長させた仮想延長面１２ｂとを、河川の上下流方向Ｙ及び水深方向Ｚで一致させることができるものとなり、複数の立体構造体２における各々の鞘管１０の補強プレート１２の上流面１２ａが、互いに川幅方向Ｘの同一面上に並ぶものとなる。
【００５２】
次に、本発明を適用した透過型砂防堰堤１の構築方法は、図１１、図１２に示すように、第２工程において、立体構造体２の鞘管１０の内側に、平面構造梁材３２の端部となる挿入管３４を挿入するものとなる。
【００５３】
このとき、鞘管１０は、図１３（ａ）に示すように、鞘管１０の内径よりも小さい外径で挿入管３４が形成されるとともに、鞘管１０の内面１０ａにおける河川の下流側Ｂにおいてのみ、所定の取付角度θで補強プレート１２が設けられる。補強プレート１２は、図１３（ｂ）に示すように、鞘管１０の内面１０ａと挿入管３４の外面３４ａとの離間距離ｔ２に応じて、１６ｍｍ、１９ｍｍ、２２ｍｍ、２５ｍｍ、２８ｍｍ、３１ｍｍ等の板厚ｔ１のものが用いられ、例えば、離間距離ｔ２が３０ｍｍであれば、板厚ｔ１が２８ｍｍとなるものが用いられる。
【００５４】
これにより、第２工程では、鞘管１０の内面１０ａと挿入管３４の外面３４ａとの間で、挿入管３４の上方、下方及び補強プレート１２の上流側Ａに間隙Ｇが形成されるため、この間隙Ｇを利用して、余裕を持って鞘管１０に挿入管３４を挿入させることができるものとなる。
【００５５】
また、鞘管１０は、補強プレート１２の湾曲させて形成された上流面１２ａにおける曲率が、鞘管１０の内面１０ａにおける曲率よりも小さいものとされるとともに、挿入管３４の外面３４ａにおける曲率以上の大きさとされる。さらに、鞘管１０は、平面構造梁材３２の端部となる挿入管３４の外面３４ａが補強プレート１２の上流面１２ａに当接された状態で、鞘管１０の内面１０ａと挿入管３４の外面３４ａとが、離間距離ｔ２で離間されるものとなる。
【００５６】
これにより、第２工程では、平面構造梁材３２の端部として挿入管３４が挿入される鞘管１０の内側において、平面構造梁材３２の端部となる挿入管３４の外面３４ａが、挿入管３４の下流側Ｂで補強プレート１２の上流面１２ａに面状に当接されるものとなる。
【００５７】
なお、補強プレート１２は、水深方向Ｚの中心から上方及び下方に向けて板厚ｔ１を漸増させることで、補強プレート１２の上流面１２ａにおける曲率と、挿入管３４の外面３４ａにおける曲率とを略同一なものとすることができ、補強プレート１２の上流面１２ａと挿入管３４の外面３４ａとが面状に当接する範囲を大きくすることもできる。
【００５８】
次に、本発明を適用した透過型砂防堰堤１の構築方法は、図１４に示すように、第３工程において、複数の平面構造柱材３１を河床に設置して、平面構造柱材３１及び平面構造梁材３２をフランジ接合によって組み立てて、平面構造梁材３２の端部となる挿入管３４を平面構造梁材３２にフランジ接合させることによって、平面構造体３を河床に設置するものとなる。
【００５９】
最後に、本発明を適用した透過型砂防堰堤１の構築方法は、図１５に示すように、立体構造体２及び平面構造体３が設置された河床にコンクリートを打設することで、上流側柱材２１、下流側柱材２２及び平面構造柱材３１の下端フランジが埋め込まれて基礎４が形成される。これにより、本発明を適用した透過型砂防堰堤１の構築方法は、立体構造体２及び平面構造体３を両袖部５に接続させることなく、河川内で川幅方向Ｘに延びる透過型砂防堰堤１を基礎４に固定して構築するものとなる。
【００６０】
本発明を適用した透過型砂防堰堤１の構築方法は、立体構造体２及び平面構造体３を両袖部５に接続させるものでなく、コンクリートを打設して形成される両袖部５に鞘管１０を設けることを必要としない。これにより、本発明を適用した透過型砂防堰堤１の構築方法は、両袖部５に鞘管１０が設けられた場合のような上下流方向Ｙ及び水深方向Ｚにおける鞘管１０の施工誤差の影響を受けることなく、正確、迅速に透過型砂防堰堤１を構築することが可能となる。
【００６１】
本発明を適用した透過型砂防堰堤１の構築方法は、上流側柱材２１、下流側柱材２２、第１梁材２３、第２梁材２４、第３梁材２５、支持梁材２６及び鞘管１０について、製造時から溶接等によって接合されて、高い精度で一体的に構築された立体構造体２が設置される。これにより、本発明を適用した透過型砂防堰堤１の構築方法は、現地で立体構造体２をフランジ接合等によって組み立てることを必要とせず、トラック等で立体構造体２を運搬して、現地に立体構造体２をそのまま設置するのみで、平面構造体３を正確に設置するための起点として立体構造体２を用いることができ、正確、迅速に透過型砂防堰堤１を構築することが可能となる。
【００６２】
本発明を適用した透過型砂防堰堤１の構築方法は、一体的に構築された複数の立体構造体２が用いられ、複数の立体構造体２の各々の鞘管１０に設けられた補強プレート１２の上流面１２ａが、上下流方向Ｙで互いの位置を合わせた状態となるように設置される。これにより、本発明を適用した透過型砂防堰堤１の構築方法は、上下流方向Ｙで互いの位置を合わせた状態の鞘管１０に挿入管３４を挿入して、平面構造梁材３２を挿入管３４に接合するのみによって、精度の高い施工を容易に実現することができ、平面構造体３を正確、迅速に設けることが可能となる。
【００６３】
本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、上流側柱材２１、下流側柱材２２及び平面構造柱材３１の下端フランジがコンクリートの基礎４に埋め込まれる。これにより、本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、巨礫、流木等が衝突したときに作用する衝撃力に対して、上流側柱材２１が引張力及びせん断力に対抗するとともに、下流側柱材２２が圧縮力及びせん断力に対抗することができ、衝撃力による透過型砂防堰堤１の損壊を防止することが可能となる。
【００６４】
本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、川幅方向Ｘの両端に設けられる立体構造体２と、これらの立体構造体２の間に設けられる平面構造体３とが、鞘管１０、挿入管３４及び平面構造梁材３２によって一体化されるため、立体構造体２と平面構造体３とが一体となって巨礫、流木等が衝突したときの衝撃力を受け止めるものとなり、河川の土石流対策又は流木対策として、河川を流下する巨礫、流木等を確実に捕捉することが可能となる。
【００６５】
本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、図１６に示すように、平面構造体３に上流側Ａから巨礫、流木等が衝突した場合に、衝突の衝撃力によって荷重Ｐ０が作用するものとなる。本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、鞘管１０の内面１０ａと挿入管３４の外面３４ａとの間で、挿入管３４の下流側Ｂに補強プレート１２が設けられるため、挿入管３４が衝撃力によって上下流方向Ｙの下流側Ｂに移動しないように位置保持することができる。これにより、本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、衝撃力による挿入管３４の急激な移動によって、鞘管１０が挿入口１１から外面方向に広がるように変形して損傷することを防止することが可能となる。
【００６６】
本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、図１７（ａ）に示すように、平面構造梁材３２の端部となる挿入管３４の外面３４ａが、挿入管３４の下流側Ｂで補強プレート１２の上流面１２ａに面状に当接される。
【００６７】
これに対して、従来の鞘管９０では、図１７（ｂ）に示すように、鞘管９０の内面９０ａと挿入管９１の外面９１ａとが、接触点９３で直接的に局部接触されるものとなることから、巨礫、流木等の衝突の衝撃力によって荷重Ｐ０が作用した場合に、接触点９３から鞘管９０に対して局部集中荷重Ｐ９が作用するものとなり、鞘管９０が局部破壊を起こすおそれがある。
【００６８】
本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、挿入管３４の外面３４ａが補強プレート１２の上流面１２ａに面状に当接されるため、巨礫、流木等の衝突の衝撃力によって荷重Ｐ０が作用した場合であっても、図１７（ａ）に示すように、荷重Ｐ０を鞘管１０に対して分散荷重Ｐ１として分散させて作用させることができ、鞘管１０の局部破壊を防止することが可能となる。
【００６９】
なお、本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、図１３に示すように、取付角度θが大きくなると、挿入管３４の外面３４ａと補強プレート１２の上流面１２ａとが当接される面積を大きくすることができ、荷重Ｐ０をより分散させることが可能となる。他方で、本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、取付角度θが大きくなればなるほど挿入管３４の上方及び下方の間隙Ｇが小さくなるため、挿入管３４を鞘管１０に挿入するときの施工性が低下するおそれもある。このため、補強プレート１２は、水深方向Ｚにおける鞘管１０の内面１０ａの略中心から上下方向に、それぞれ約４５°の取付角度θで設けられることが望ましい。
【００７０】
本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、挿入管３４の外面３４ａが補強プレート１２の上流面１２ａに当接された状態で、鞘管１０の内面１０ａと挿入管３４の外面３４ａとが離間されるものとなる。これにより、本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、気温が高くなる等に起因して、平面構造梁材３２が熱膨張した場合であっても、この離間距離ｔ２において、平面構造梁材３２の熱膨張による変位を吸収することが可能となる。
【００７１】
本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、コンクリートを打設することなく構築される立体構造体２が設けられるため、コンクリートの養生期間を必要とせずに、短期間で透過型砂防堰堤１を河川内に構築することが可能となる。また、本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、鞘管１０に挿入管３４を挿入することによって、平面構造梁材３２の両端部が立体構造体２に接続されるため、平面構造梁材３２の補修が必要となった場合に、挿入管３４を鞘管１０から取り外して、容易に平面構造梁材３２の交換等を行うことが可能となる。
【００７２】
なお、本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、立体構造体２に透過部２７が形成されるため、透過部２７において河川の水を通過させることができ、立体構造体２によって河川の流量が制限されることなく、河川における十分な流量を確保することが可能となる。
【００７３】
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。
【００７４】
例えば、本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、他の実施形態において、図１８に示すように、立体構造体２の上流側柱材２１が、河床から上方に向けて、下流側Ｂ方向に傾斜して設けられるとともに、立体構造体２の下流側柱材２２が、河床から上方に向けて、上流側Ａ方向に傾斜して設けられてもよい。
【００７５】
また、本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、他の実施形態において、立体構造体２の上流側柱材２１、下流側柱材２２、第１梁材２３、第２梁材２４、第３梁材２５、支持梁材２６及び鞘管１０について、これらを分割した状態で運搬したうえで、現地で組み立てることができるように、フランジ接合等によって接合されるものであってもよい。
【００７６】
さらに、本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、他の実施形態において、立体構造体２の上部の第１梁材２３と同程度の水平位置で、第１梁材２３の下流側Ｂに隠れるように鞘管１０が設けられてもよい。これにより、本発明を適用した透過型砂防堰堤１は、立体構造体２に巨礫、流木等が衝突したときに、上部の第１梁材２３に鞘管１０が保護されることになる。
【符号の説明】
【００７７】
１        ：透過型砂防堰堤
１０      ：鞘管
１０ａ    ：内面
１１      ：挿入口
１２      ：補強プレート
１２ａ    ：上流面
１２ｂ    ：仮想延長面
２        ：立体構造体
２１      ：上流側柱材
２２      ：下流側柱材
２３      ：第１梁材
２４      ：第２梁材
２５      ：第３梁材
２６      ：支持梁材
２７      ：透過部
３        ：平面構造体
３１      ：平面構造柱材
３２      ：平面構造梁材
３３      ：分枝管
３４      ：挿入管
３４ａ    ：外面
４        ：基礎
５        ：両袖部
Ａ        ：上流側
Ｂ        ：下流側
Ｇ        ：間隙
Ｘ        ：川幅方向
Ｙ        ：上下流方向
Ｚ        ：水深方向
ｔ１      ：板厚
ｔ２      ：離間距離
θ        ：取付角度
θ１      ：最大取付角度
θ２      ：最小取付角度
【図１】
2015063840.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2015063840.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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