(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基礎コンクリート上にそれぞれ設置された非越流部と、該一対の非越流部に挟まれた透過部とを有する鋼製堰堤であって、
前記非越流部が、鋼板によって形成された上流部面材と、該上流部面材と所定の間隔を空けて配置された鋼板またはコンクリート板によって形成された下流部面材と、該下流部面材に連結され、前記透過部に面した鋼板によって形成された透過部面材と、該透過部面材と前記上流部面材とを連結する鋼板によって形成された曲がり部面材と、前記上流部面材、前記曲がり部面材、前記透過部面材および前記下流部面材によって形成された範囲に充填された内部材とによって形成され、
前記曲がり部面材が断面略円弧状であり、
前記内部材が、前記基礎コンクリートを設置する際に発生した現地発生土砂と、セメントとを混練したソイルセメントであり、
前記内部材のラーメ定数が１００００〜１７０００［ｋＮ／ｍ２］であり、
曲がり部面材の断面の半径（Ｒ）が、前記透過部面材に近い位置における前記上流部面材と前記下流部面材との壁面間距離（Ｌ）と、前記内部材の衝撃力の分散角度（２７°）の正接（ｔａｎ（２７°））との積よりも大きく、かつ、前記壁面間距離（Ｌ）よりも小さいこと（Ｌ・ｔａｎ（２７°）＜Ｒ＜Ｌ）を特徴とする鋼製堰堤。
【請求項２】
前記曲がり部面材の断面が半径略２ｍの円弧であることを特徴とする請求項１記載の鋼製堰堤。
【請求項３】
一対の基礎コンクリート上にそれぞれ設置された非越流部と、該一対の非越流部に挟まれた透過部とを有する鋼製堰堤の設計方法であって、
前記非越流部が、鋼板によって形成された上流部面材と、該上流部面材と所定の間隔を空けて配置された鋼板またはコンクリート板によって形成された下流部面材と、該下流部面材に連結され、前記透過部に面した鋼板によって形成された透過部面材と、該透過部面材と前記上流部面材とを連結する鋼板によって形成された曲がり部面材と、前記上流部面材、前記曲がり部面材、前記透過部面材および前記下流部面材によって形成された範囲に充填された、前記基礎コンクリートを設置する際に発生した現地発生土砂と、セメントとを混練したソイルセメントとによって形成され、
前記上流部面材、前記透過部面材および前記下流部面材が平面状で、前記曲がり部面材が断面円弧状であって、
前記ソイルセメントのラーメ定数を推定する工程と、
該推定されたラーメ定数の値から前記ソイルセメントの衝撃力の分散角度（α）を決定する工程と、
前記透過部面材に近い位置における前記上流部面材と前記下流部面材との壁面間距離（Ｌ）に対し、前記曲がり部面材の断面の半径（Ｒ）を、式「Ｌ・ｔａｎ（α）＜Ｒ＜Ｌ」によって求める工程と、
を有することを特徴とする鋼製堰堤の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋼製堰堤および鋼製堰堤の設計方法、特に、透過部を挟んで非越流部を形成する鋼製堰堤、およびかかる鋼製堰堤の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対の非越流部をコンクリート製とし、鋼製の柱および梁からなる柵状体を設置した透過部（スリット部に同じ）とを有する透過型の鋼製堰堤が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１０３３０号公報（第２−３頁、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された透過型の鋼製堰堤は、不透過部をコンクリートによって形成するものであって、透過部（スリット部）に設置される柵状体を形成する柱の間隔や梁の高さを規定することによって、中央部への石や礫等の堆積を抑えようとするものである。
すなわち、不透過部は、所定の高さのコンクリート型枠を下段から上段に向かって順次設置し、当該コンクリート型枠内にコンクリートを順次打設することによって構築するものであって、コンクリートがむき出しになっていた。このため、コンクリート型枠の設置や撤去に伴って施工が煩雑になり、特別な施工管理が必要になるという問題があった。
【０００５】
また、施工管理上（コンクリート型枠を設置するため）、非越流部の角部（透過部を形成する端部）が台形錐に角張って形成されるため、角張っている角部において、透過部に流れ込む「渦状の流れ」が生じていた。このため、透過部付近に土砂等が滞留して満砂状態になり、巨礫等は、捕捉される前に非越流部を越流してしまうおそれがあるという問題があった。
なお、コンクリートによって形成された非越流部は、欠け（欠損）や摩耗に比較的強いため、角部が破損するおそれは少ないものの、礫の衝突によっては部分的に欠けやき裂（ヒビ割れ）等が生じ、耐久性に対する不安を惹起すると共に、保全コストが上昇するという問題があった。
【０００６】
一方、非越流部を鋼製部材によって形成すると、コンクリート型枠の設置や撤去、コンクリートの混練や打設、およびコンクリート施工管理等を省略することができると共に、鋼製部材によって包囲された範囲内に、現地で発生した土砂を投入（再利用）することができるという効果が得られる。しかしながら、非越流部を鋼製部材によって形成し、角部を角張った台形錐にしたのでは、鋼製部材によって包囲された範囲内に投入された土砂に、角部に作用する衝撃力を緩和する作用が期待できないため、鋼製部材の角部が損耗（欠け・摩耗・変形）する懸念があるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するものであって、コンクリートを用いることなく、角部の損耗を防止することができる鋼製堰堤、およびかかる鋼製堰堤の設計方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明に係る鋼製堰堤は、一対の基礎コンクリート上にそれぞれ設置された非越流部と、該一対の非越流部に挟まれた透過部とを有する鋼製堰堤であって、
前記非越流部が、鋼板によって形成された上流部面材と、該上流部面材と所定の間隔を空けて配置された鋼板またはコンクリート板によって形成された下流部面材と、該下流部面材に連結され、前記透過部に面した鋼板によって形成された透過部面材と、該透過部面材と前記上流部面材とを連結する鋼板によって形成された曲がり部面材と、前記上流部面材、前記曲がり部面材、前記透過部面材および前記下流部面材によって形成された範囲に充填された内部材とによって形成され、
前記曲がり部面材が断面略円弧状であり、
前記内部材が、前記基礎コンクリートを設置する際に発生した現地発生土砂と、セメントとを混練したソイルセメントであり、
前記内部材のラーメ定数が１００００〜１７０００［ｋＮ／ｍ２］であり、
曲がり部面材の断面の半径（Ｒ）が、前記透過部面材に近い位置における前記上流部面材と前記下流部面材との壁面間距離（Ｌ）と、前記内部材の衝撃力の分散角度（２７°）の正接（ｔａｎ（２７°））との積よりも大きく、かつ、前記壁面間距離（Ｌ）よりも小さいこと（Ｌ・ｔａｎ（２７°）＜Ｒ＜Ｌ）を特徴とする。
【００１０】
（２）さらに、前記（１）において、前記曲がり部面材の断面が半径略２ｍの円弧であることを特徴とする。
【００１１】
（３）本発明に係る鋼製堰堤の設計方法は、一対の基礎コンクリート上にそれぞれ設置された非越流部と、該一対の非越流部に挟まれた透過部とを有する鋼製堰堤の設計方法であって、
前記非越流部が、鋼板によって形成された上流部面材と、該上流部面材と所定の間隔を空けて配置された鋼板またはコンクリート板によって形成された下流部面材と、該下流部面材に連結され、前記透過部に面した鋼板によって形成された透過部面材と、該透過部面材と前記上流部面材とを連結する鋼板によって形成された曲がり部面材と、前記上流部面材、前記曲がり部面材、前記透過部面材および前記下流部面材によって形成された範囲に充填された、前記基礎コンクリートを設置する際に発生した現地発生土砂と、セメントとを混練したソイルセメントとによって形成され、
前記上流部面材、前記透過部面材および前記下流部面材が平面状で、前記曲がり部面材が断面円弧状であって、
前記ソイルセメントのラーメ定数を推定する工程と、
該推定されたラーメ定数の値から前記ソイルセメントの衝撃力の分散角度（α）を決定する工程と、
前記透過部面材に近い位置における前記上流部面材と前記下流部面材との壁面間距離（Ｌ）に対し、前記曲がり部面材の断面の半径（Ｒ）を、式「Ｌ・ｔａｎ（α）＜Ｒ＜Ｌ」によって求める工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る鋼製堰堤は、以下の効果を奏する。
（ｉ）それぞれ鋼板によって形成された平面状の上流部面材、透過部面材および下流部面材と、鋼板によって形成された断面円弧状である曲がり部面材と、これらによって包囲された範囲に充填された内部材と、によって形成されているから、コンクリート型枠の設置や撤去、コンクリートの混練や打設、およびコンクリート施工管理等を省略することができる。なお、前記壁面材は、１枚の鋼板のみで形成されたものではなく、補剛（補強）や相互の接続に供するためのフランジが周縁に沿って設置された鋼板パネルを複数枚接続して形成されている。
【００１３】
（ｉｉ）また、内部材が現地発生土砂とセメントとを混練したソイルセメントであるから、現地発生土砂を再利用することができるため、現地発生土砂の処分に要する施工コストを抑えることができる。
（ｉｉｉ）また、内部材のラーメ定数が１００００〜１７０００［ｋＮ／ｍ2］であるから、土砂に近い挙動を示し、上流部面材に礫が衝突した場合、上流部面材（鋼板）に作用する衝撃力を略円錐形状に分散させるため、上流部面材（鋼板）の破損が防止される（正確には、破損の危険が減少する）。
【００１４】
（ｉｖ）さらに、各寸法間に、「Ｌ・ｔａｎ（α）＜Ｒ＜Ｌ」の関係があるため、内部材は分散角度（α）の２倍を頂角とする円錐（正確には、礫等の大きさに相当する天面を具備する円錐台）の内側のマスでもって衝突エネルギーを吸収すると共に、前記円錐の底面において減衰した衝撃力を下流部面材に伝達する。このとき、上流部面材に作用する衝撃力は緩和されるから、破損が防止される（正確には、破損の危険が減少する）。
また、曲がり部面材に礫等が衝突した場合、礫等は上流部面材に垂直な方向から曲がり部面材に衝突するため、上流部面材に作用する法線方向の衝撃力は分力となって低減されると共に、かかる法線方向の衝撃力による衝突エネルギーは内部材の分散角度の２倍を頂角とする円錐の内側のマスでもって吸収されるから、曲がり部面材の破損も防止される（正確には、破損の危険が減少する）。
（ｖ）また、曲がり部面材の断面が半径略「２ｍ」の円弧であるから、例えば、分散角度（α）が「２７°」で、壁面間距離（堰堤袖部の最小幅）が「３ｍ」のとき、前記式「Ｌ・ｔａｎ（α）＜Ｒ＜Ｌ」の関係が満足され、部品の共通化に寄与する。
（ｖｉ）また、曲がり部面材は、凸側の面が滑らかな円筒面の一部を呈しているため、流下する土石流等が透過部に流入する際、渦状の流れが発生し難くなっていることから、渦による流速低下が起こらず、土砂等を滞留させることなく、下流側に流下させることができる。
【００１５】
さらに、本発明に係る鋼製堰堤の設計方法は、内部材であるソイルセメントのラーメ定数を推定する工程と、推定されたラーメ定数の値からソイルセメントの衝撃力の分散角度（α）を決定する工程と、決定された分散角度（α）に基づいて曲がり部面材の断面の半径（Ｒ）を求める工程とを有するから、かかる設計方法によって設計された鋼製堰堤は、前記（ｉｖ）と同じ効果を奏する。
なお、前記推定する工程は、模型（実体模型、縮小模型等）を用いた実験であっても、あるいはコンピュータを用いたシュミレーションであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る鋼製堰堤を説明する全体を示す斜視図。
【図２】図１に示す鋼製堰堤の一部（上流部面材）に礫が衝突した際の衝撃力の分散状況を示す側面視の断面図と斜視図。
【図３】図１に示す鋼製堰堤と比較材との一部（上流部面材）の袖部に礫が衝突した際の衝撃力の分散状況を示す平面視の断面図。
【図４】図１に示す鋼製堰堤の一部（曲がり部面材）に礫が衝突した際の衝撃力の分散状況を示す平面視の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施の形態１：鋼製堰堤］
図１〜図４は本発明の実施の形態１に係る鋼製堰堤を説明するものであって、図１は全体を示す斜視図、図２の（ａ）は鋼製堰堤の一部（非越流部における上流部面材）に礫が衝突した際の衝撃力の分散状況を示す側面視の断面図、図２の（ｂ）は図２の（ａ）に示す衝撃力の分散状況を示す斜視図、図３の（ａ）は鋼製堰堤の一部（非越流部における上流部面材）の袖部に礫が衝突した際の衝撃力の分散状況を示す平面視の断面図、図３の（ｂ）は比較材の袖部に礫が衝突した際の衝撃力の分散状況を示す平面視の断面図、図４の（ａ）は一部（非越流部における曲がり部面材）に礫が衝突した際の衝撃力の分力を説明する平面視の断面図、図４の（ｂ）は一部（非越流部における曲がり部面材）に礫が衝突した際の衝撃力の分散状況を示す平面視の断面図である。
なお、各図は模式的に示すものであって、誇張して描いた部分がある。
【００１８】
（鋼製堰堤）
図１において、鋼製堰堤１００は、基礎コンクリート１１ａに設置された非越流部（非越流部に同じ）１０ａおよび基礎コンクリート１１ｂに設置された非越流部１０ｂと、非越流部１０ａと非越流部１０ｂとの間に形成された透過部（開口部に同じ）２０と、透過部２０に設置された透過部基礎コンクリート２１と、透過部基礎コンクリート２１に設置された鋼製またはコンクリート製の柱体を組み立てた構造物（柵状の透過部構造物に同じ、以下「スリット堰堤」と称す）２２と、を有している。
【００１９】
そして、非越流部１０ａおよび非越流部１０ｂは何れも、同様の水密構造であって、非越流部１０ａの天面と非越流部１０ｂの天面とは、同一の水平面内に位置するとは限らず、基礎コンクリート１１ａの上面と基礎コンクリート１１ｂの上面とが同一の平面内に位置するとも限らないため、非越流部１０ａの天面と基礎コンクリート１１ａの上面との距離（高さ）と、非越流部１０ｂの天面と基礎コンクリート１１ｂの上面との距離（高さ）とが相違する場合がある。
【００２０】
（透過部）
透過部２０の幅（非越流部１０ａと非越流部１０ｂとの水平方向の距離）や透過部基礎コンクリート２１の高さ等は、適宜決定される。
また、スリット堰堤２２は、洪水に際して比較的大きな流木や岩石のみを捕捉し、水は小さな土砂等を通過させるものであって、鋼管等を柵状に接合することによって形成されている。なお、本発明は、鋼製堰堤１００を図示された形態に限定するものではなく、特に、スリット堰堤２２の形態は適宜選定されるものである。
【００２１】
（非越流部）
非越流部１０ａおよび非越流部１０ｂは同様の構造であり、基礎コンクリート１１ａおよび基礎コンクリート１１ｂは同様の機能を有するものであるから、同様の内容については符号の添え字「ａ、ｂ」の記載を省略して説明する。
図１において、非越流部１０は、平面状（正確には凹凸がある）の上流部面材１と、上流部面材１と所定の間隔を空けて設置された平面状の下流部面材４と、下流部面材４に繋がって透過部２０を形成する透過部面材３と、透過部面材３と上流部面材１とに繋がって、断面略円弧状の曲がり部（１／４円筒面）を形成する曲がり部面材２と、を有している（以下、これらをまとめて又はそれぞれを「壁面材１２」と称す場合がある）。
そして、壁面材１２は基礎コンクリート１１に設置され、壁面材１２によって形成された範囲には内部材１３（図２参照）が投入され、壁面材の天端には内部材１３の上面を覆うように天端保護コンクリート１４が設置されている。
【００２２】
（上流壁面材および透過部面材）
上流部面材１および透過部面材３は、複数枚の平面状の鋼板パネルを接続して形成されたものであって、上流部面材１の上流側の面は略平面を、透過部面材３の透過部２０側の面は、１または複数の平面を呈している。
前記鋼板パネル（図示しない）は、鋼板と、該鋼板の周縁に沿って設置された補剛（補強）や相互の接続に供するためのフランジとを有し、フランジには相互の接続に供するボルト貫通孔が形成されている。また、鋼板は断面波状であって、波の方向（山頂と谷底とを結ぶ最大傾斜線）は水平であっても、鉛直であってもよい。
【００２３】
（曲がり部面材）
曲がり部面材２は、複数枚の断面円弧状の鋼板パネルを接続して形成されたものであって、曲がり壁面材２の凸側の面は滑らかな円筒面の一部を呈している。
したがって、礫等が衝突した際、損傷し難くなっている（これについては別途詳細に説明する）と共に、流下する土石流等が透過部２０に流入する際、渦状の流れが発生し難くなっている。
曲がり部面材２を形成する鋼板パネル（図示しない）は、鋼板と、該鋼板の周縁に沿って設置された補剛（補強）や相互の接続に供するためのフランジとを有し、鉛直方向に配置される一対のフランジは直線状の板材（棒材）で、水平方向に配置される一対のフランジは平面視で円弧状の板材である。また、フランジには相互の接続に供するボルト貫通孔が形成され、鋼板は断面波状であって、波の方向（山頂と谷底とを結ぶ最大傾斜線）は水平であっても、鉛直であってもよい。
【００２４】
（下流部面材）
下流部面材４は、複数枚の平面状のコンクリートパネルを接続して形成されたものであって、平面を呈している。前記コンクリートパネル（図示しない）は、周縁に沿って相互の接続に供するためのボルト設置用凹部とボルト貫通孔とが設けられている。なお、下流部面材４と透過部面材３とは、断面Ｌ字状の形鋼を介して接続されているが、本発明はかかる接続要領を限定するものではない。
【００２５】
（内部材）
内部材１３は、基礎コンクリート１１および透過部基礎コンクリート２１を設置する際に発生した現地発生土砂と、セメント・セメントミルクとを各版・混練して製造したソイルセメントである。そして、かかるソイルセメントのラーメ定数が「１００００〜１７０００［ｋＮ／ｍ2］」であること、および衝撃力の分散角度（α）が「２７°」であることが求められている（これについては別途詳細に説明する）。
【００２６】
（天端保護コンクリート）
天端保護コンクリート１４は、壁面材１２によって包囲された範囲に充填された内部材（ソイルセメント）１３の上面を覆うものであって、内部材１３の保護層（水の遮断層や力の減衰層）として機能している。
【００２７】
したがって、非越流部１０を構築するに当たって、コンクリート型枠の設置や撤去、コンクリートの混練や打設、およびコンクリート施工管理等を省略することができるから、施工が簡素になると共に、施工資材が減少し、コンクリートの養生等が不要になるから、施工コストの低減および施工期間の短縮を図ることが可能になる。
【００２８】
（衝撃力の分散）
図２の（ａ）および（ｂ）において、内部材（ソイルセメント）１３の衝撃力は「１：０．５（分散角度α＝２７°）」の範囲に分散すると考えられる（「落石対策便覧」（社）日本道路協会、平成１２年６月、ｐ．１９１参照）。
すなわち、上流部面材１の礫３０の衝突位置Ａを頂点とし、上流部面材１に垂直な線を軸芯（回転中心）とする円錐状の内側の範囲（以下、「分散範囲」と称す。図中、斜線を付している）３１が形成され、衝撃力Ｆは、分散範囲３１を減衰しながら伝播し、やがて、下流部面材４（図中、位置Ｂ、Ｃを通る楕円の内側の範囲）に受け止められる。そうすると、分散範囲３１が大きいほど、衝撃力Ｆはより多く吸収されることになる。
なお、実際は、礫３０が所定の大きさを有しているため、衝突位置Ａは所定の広がりを有するから、分散範囲３１は円錐状ではなく、所定の天面を有する略円錐台状の範囲（以下、「拡大分散範囲３２」と称す。図中、円錐台の稜線を破線にて示す）を呈することになる。
【００２９】
図３の（ａ）において、非越流部１０は、上流部面材１と下流部面材４との距離（正確には、透過部面材３に近い上端における距離）である「堰堤袖部の最小幅Ｌ」が「３０００ｍｍ」で、曲がり部面材２の断面の半径が「２０００ｍｍ」である。
このとき、内部材１３の分散角度αは「２７°」であるため、分散範囲３１の底面全域が下流部面材４に到達し、しかも、拡大分散範囲３２の底面の殆どが下流部面材４に到達しているから、衝突エネルギーが拡大分散範囲３２において吸収され、上流部面材１自体に作用する衝撃力（図示しない）が緩和されている。すなわち、上流部面材１は、透過部２０に近い範囲（堰堤袖部）に礫３０が衝突しても、破損し難くなっている。
【００３０】
図３の（ｂ）において、比較材として示す非越流部９０は、非越流部１０における曲がり部面材２の断面の半径を「２０００ｍｍ」から「１０００ｍｍ」に変更したものである。そうすると、分散範囲３１内に透過部面材３が入り込み、分散範囲３１の体積、特に、拡大分散範囲３２の体積が減少し、衝撃力Ｆの一部が透過部面材３に伝わっている。
すなわち、衝突エネルギーの拡大分散範囲３２における吸収量が減少し、その分、上流部面材１自体に作用する衝撃力（図示しない）が大きくなるから、透過部２０に近い範囲（堰堤袖部）に礫３０が衝突した場合、非越流部１０の上流部面材１（図３の（ａ）参照）に比較して非越流部９０の上流部面材１は、破損し易いことになる。
【００３１】
以上のように、非越流部１０における曲がり部面材２の半径Ｒは、堰堤袖部の最小幅Ｌに対して「Ｌ・ｔａｎ（α）」より大きい場合に、円錐状の分散範囲３１が形成され、衝突エネルギーを充分に吸収することができるから、曲がり部面材２の半径Ｒは以下の式１を満足することが望ましい。
Ｌ・ｔａｎ（α）＜Ｒ＜Ｌ  ・・・・（式１）
【００３２】
（曲がり部面材の曲面効果）
図４の（ａ）において、礫４０は上流部面材１に垂直の方向から流れて来る。このため、曲がり部面材２の曲率半径の中心を「Ｏ（オー）」、衝突位置Ｐ、中心Ｏと衝突位置Ｐとを結ぶ線が上流部面材１に垂直な線となす角度を「θ」とすると、礫４０が衝撃力Ｆで衝突位置Ｐに衝突した場合、曲がり部面材２に作用する法線方向の衝撃力（Ｆｎ）は、「Ｆｎ＝Ｆ・ｃｏｓ（θ）」となるから、衝撃力Ｆよりも小さくなっている（このとき、曲がり部面材２に作用する接線方向の衝撃力（Ｆｓ）は、「Ｆｓ＝Ｆ・ｓｉｎ（θ）」となる）。
【００３３】
図４の（ｂ）において、曲がり部面材２に作用する法線方向の衝撃力（Ｆｎ）は、衝突位置Ｐを頂点とし、曲がり部面材２に垂直な線を軸芯（法線を回転中心）とする円錐状の内側の範囲（以下、「分散範囲」と称す。図中、斜線を付している）４１を減衰しながら伝播する。
そうすると、曲がり部面材２においては、法線方向の衝撃力が小さくなり、しかも、曲がり部面材２の半径Ｒは、式１を満足しているため、衝突エネルギー自体が小さくなる効果と、小さくなった衝突エネルギーが分散範囲４１において充分に吸収される効果の両方から、曲がり部面材２は破損し難くなっている。
なお、以上は、理解を容易にするため、分散範囲４１に基づいて説明しているが、実際は、礫４０が所定の大きさを有しているため、衝突位置Ｐは所定の広がりを有し、分散範囲４１は円錐状ではなく、所定の天面を有する略円錐台状の範囲を呈することになる。かかる円錐台状の範囲に基づいても同様の説明をすることができる。
【００３４】
（ラーメ定数）
次に、ラーメ定数の推定要領について説明する。
例えば、上流部面材１の実体模型に、重量（２１６０［ｋｇ］）の錘を衝突させる実験を実施した。
表１は、実験条件を示すものであって、衝突エネルギー（衝突速度）を２水準設けるために、自由落下による衝突と、振り子を用いた振り下ろし衝突を採用している。
表２および表３は、実験結果を示すものであって、礫の衝撃力の影響を静的な外力に置き換えて計算している。また、参考までに、コンクリートについて算定した衝撃力を付記している。
【００３５】
表４は、実験結果から求めたラーメ定数を示すものであって、衝突現象を弾性体内の衝突現象（弾性波の伝播）とみなし、実験において実測した衝撃力から、Ｈｅｒｚｔの衝突理論を適用し、振動便覧の推定式（「土木技術者のための振動便覧」土木学会発行、１９８５年、ｐ．５１４−５２０参照）からラーメ定数を逆算して算出している。また、比較のため、土砂およびコンクリートにおけるラーメ定数を付記している。
表４において、内部材（ソイルセメント）のラーメ定数は「１〜１．７万［ｋＮ／ｍ2］」であることから、固い土砂のラーメ定数「１万［ｋＮ／ｍ2］」に近い値になっている。
【００３６】
【表１】
0005822698.tif 000002
【表２】
0005822698.tif 000003
【表３】
0005822698.tif 000004
【表４】
0005822698.tif 000005
【００３７】
（分散角度）
すなわち、ソイルセメントの強度が「σ28＝３．０〜６．０［Ｎ／ｍｍ2］」程度であれば、内部応力に対する抵抗性を有し（砂防ソイルセメント活用研究会編「砂防ソイルセメント活用ガイドライン」鹿島出版社、平成１４年１月、ｐ．１６参照）、ソイルセメントはコンクリートよりも「固い土砂」に近い性状であると判断することができる（「落石対策便覧」（社）日本道路協会、平成１２年６月、ｐ．２０−２１参照）。
そうすると、図２に示すように、内部材（ソイルセメント）１３の衝撃力は「１：０．５（分散角度α＝２７°）」の範囲に分散すると考えられる（「落石対策便覧」（社）日本道路協会、平成１２年６月、ｐ．１９１参照）。
【００３８】
［実施の形態２］
本発明の実施の形態２に係る鋼製堰堤の設計方法は、鋼製堰堤１００（実施の形態１）を設計する方法であって、
内部材（ソイルセメント）１３のラーメ定数を推定する工程（Ｓ１）と、
該推定されたラーメ定数の値から内部材１３の衝撃力の分散角度（α）を決定する工程（Ｓ２）と、
透過部面材３に近い位置における上流部面材１と下流部面材４との壁面間距離（Ｌ）に対し、曲がり部面材２の断面の半径（Ｒ）を、式１（Ｌ・ｔａｎ（α）＜Ｒ＜Ｌ）によって求める工程（Ｓ３）と、を有している。
したがって、実施の形態１において説明したように、礫等が衝突した際に損傷し難いと共に、透過部への流入に際し、渦状の流れが発生し難い非越流部１０を有する鋼製堰堤１００を設計することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は以上の構成で、滑らかな略円筒状の一部を呈する曲がり壁面材を有するため、礫等が衝突した際に損傷し難いと共に、曲がり壁面材に沿って透過部に流入した流れは、渦状の流れが発生し難いから、流速が落ちる可能性が少なくなる。このため、保全コストが低減すると共に、下流側への土砂供給を確実にするから、各種地形に応じた透過部を有する鋼製堰堤およびその設計方法として広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１ 上流部面材
２ 曲がり部面材
３ 透過部面材
４ 下流部面材
１０ 非越流部
１０ａ 非越流部
１０ｂ 非越流部
１１ 基礎コンクリート
１１ａ 基礎コンクリート
１１ｂ 基礎コンクリート
１２ 壁面材
１３ 内部材
１４ 天端保護コンクリート
２０ 透過部
２１ 透過部基礎コンクリート
２２ スリット堰堤
３０ 礫
３１ 分散範囲
３２ 拡大分散範囲
４０ 礫
４１ 分散範囲
９０ 非越流部
１００ 鋼製堰堤
【図１】
0005822698.tif 000006
【図２】
0005822698.tif 000007
【図３】
0005822698.tif 000008
【図４】
0005822698.tif 000009