(57)【要約】本発明に係る橋脚基礎構造物の洗掘防止装置は、橋梁の荷重を支持する橋脚基礎構造物の洗掘防止装置であって、橋脚基礎構造物を囲んでおり、複数の孔が形成されている密閉板と、一面が密閉板の一面に連結されており、橋脚基礎構造物から所定距離離れ、複数の第１流れ孔が形成されている第１流れ誘導板と、一面が密閉板の他面に連結されており、橋脚基礎構造物から所定距離離れ、複数の第２流れ孔が形成されている第２流れ誘導板と、第１流れ誘導板と第２流れ誘導板とを連結し、流体の流れを防ぐ遮断板と、を含み、第１流れ誘導板と第２流れ誘導板は、橋脚基礎構造物を基準として互いに対称することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋梁の荷重を支持する橋脚基礎構造物の洗掘防止装置であって、
前記橋脚基礎構造物を囲んでおり、複数の孔が形成されている密閉板と、
一面が前記密閉板の一面に連結されており、前記橋脚基礎構造物から所定距離離れ、複数の第１流れ孔が形成されている第１流れ誘導板と、
一面が前記密閉板の他面に連結されており、前記橋脚基礎構造物から所定距離離れ、複数の第２流れ孔が形成されている第２流れ誘導板と、
前記第１流れ誘導板と前記第２流れ誘導板とを連結し、流体の流れを防ぐ遮断板と、
を含み、
前記第１流れ誘導板と前記第２流れ誘導板は、前記橋脚基礎構造物を基準として互いに対称することを特徴とする橋脚基礎構造物の洗掘防止装置。
【請求項２】
前記密閉板は、第１板部材及び第２板部材を含み、前記第１板部材と前記第２板部材は着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載の橋脚基礎構造物の洗掘防止装置。
【請求項３】
前記橋脚基礎構造物を囲み、一面は地面に載置し、他面は前記流れ誘導板及び前記遮断板に連結されている底板をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の橋脚基礎構造物の洗掘防止装置。
【請求項４】
前記底板は、第３板部材及び第４板部材を含み、前記第３板部材と前記第４板部材は着脱可能であることを特徴とする請求項３に記載の橋脚基礎構造物の洗掘防止装置。
【請求項５】
一側が前記遮断板に接し、一側の厚さが他側の厚さよりも大きい潜水梁をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の橋脚基礎構造物の洗掘防止装置。
【請求項６】
前記潜水梁の他側から所定距離離れている複数の分岐突起をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の橋脚基礎構造物洗掘防止装置。
【請求項７】
流体が突き当たる前記遮断板の一面は曲面であることを特徴とする請求項１に記載の橋脚基礎構造物の洗掘防止装置。
【請求項８】
前記橋脚基礎構造物の外周面に接し、互いに対称するラウンド状の分類面により前記橋脚基礎構造物に流体の直接的な摩擦を防ぐ分類帯をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の橋脚基礎構造物の洗掘防止装置。
【請求項９】
前記流れ誘導板の表面にゴム層が形成されることを特徴とする請求項１に記載の橋脚基礎構造物の洗掘防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋脚基礎構造物の洗掘防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、橋梁（ｂｒｉｄｇｅ：橋）とは、河川、湖などに設けられて、車両や人々が河川、湖などを渡すときに用いられる高架構造物である。橋梁は、大体上下部に分けられる。橋梁の上部は、車両や人の荷重を直接支持する部位であって、上板の底枠と鋳型で構成される。橋梁の下部は、上部から加えられる荷重を地盤に伝達する部位であって、橋台、橋脚、及び基礎部（杭基礎、ピア基礎など）で構成される。
この時、橋梁において、流れる流体により基礎部または橋脚部位に洗掘が発生する。洗掘とは、流体により川底や川の堤防が削られる現象であって、橋梁の下部である基礎部の周囲に積もる土砂の堆積量よりも土砂の除去量が大きい場合に起きる。図１から図３に示すように、橋脚の基礎構造物に摩擦する河川の流れは、大きく２種類に分けることができる。図１から図３は、橋脚の基礎構造物の侵食及び洗掘が発生する状態を示す典型的な一実施例である。
河川の流れは、先ず、基礎部２０に直接摩擦する直接流れａと、基礎部２０の外部に流れる間接流れｂに分けられる。直接流れａは、基礎部２０の外周面に最初に摩擦してその流れが２つに分けられた後、橋脚基礎構造物の外周面に沿って対称的に流れ、橋脚基礎構造物の後側の外周面で、その２つの流れが摩擦・混合して渦流ｃが発生する。この時、渦流ｃにより、地面の小さい石などが浮遊して基礎部２０を打撃する。このように発生する渦流ｃにより洗掘が起き、河川の地面には侵食が発生する。このような現象により基礎部２０の強度は弱くなり、これは橋梁を崩壊させる原因となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記課題を解決するために、本発明に係る一実施形態は、橋脚基礎構造物の地面に設けられて橋脚に直接摩擦する河川の直接流れと、橋脚に近づいて流れる間接流れとを１つに集水して、橋脚基礎構造物の下部に流速停止状態の河川の流れを形成することにより、橋脚の外周面と河川の流れとの摩擦を防止することを目的とする。
また、本発明に係る他の実施形態は、橋脚の地面に設置した洗掘防止装置により、河川の流れを流速停止状態に転換して橋脚基礎構造物の地盤の侵食を防止することを目的とする。
また、本発明に係るまた他の実施形態は、流速停止状態を維持する洗掘防止装置の内部で発生する過負荷を最小化することを目的とする。
さらに、本発明に係るまた他の実施形態は、洗掘防止装置の圧力の過負荷を防止するための流れ孔及び遮断板の上部面から漏れた河川の流れが橋脚基礎構造物の後方に向かって速かに流れるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施例に係る橋脚基礎構造物の洗掘防止装置は、橋梁の荷重を支持する橋脚基礎構造物の洗掘防止装置であって、上記橋脚基礎構造物を囲んでおり、複数の孔が形成されている密閉板と、一面が上記密閉板の一面に連結されており、上記橋脚基礎構造物から所定距離離れ、複数の第１流れ孔が形成されている第１流れ誘導板と、一面が上記密閉板の他面に連結されており、上記橋脚基礎構造物から所定距離離れ、複数の第２流れ孔が形成されている第２流れ誘導板と、上記第１流れ誘導板と上記第２流れ誘導板とを連結し、流体の流れを防ぐ遮断板と、を含み、上記第１流れ誘導板と上記第２流れ誘導板は上記橋脚基礎構造物を基準として互いに対称してもよい。
また、上記密閉板は、第１板部材及び第２板部材を含み、上記第１板部材と上記第２板部材は着脱可能であってもよい。
また、上記橋脚基礎構造物を囲み、一面は地面に載置し、他面は上記流れ誘導板及び上記遮断板に連結されている底板をさらに含むことができる。
また、上記底板は、第３板部材及び第４板部材を含み、上記第３板部材と上記第４板部材は着脱可能であってもよい。
また、一側が上記遮断板と接し、一側の厚さが他側の厚さよりも大きい潜水梁をさらに含むことができる。
また、上記潜水梁の他側から所定距離離れている複数の分岐突起をさらに含むことができる。
また、流体が突き当たる上記遮断板の一面は曲面であってもよい。
上記橋脚基礎構造物の外周面に接し、互いに対称するラウンド状の分類面により上記橋脚基礎構造物に流体の直接的な摩擦を防ぐ分類帯をさらに含むことができる。
また、上記流れ誘導板の表面にゴム層が形成されてもよい。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に係る橋脚基礎構造物の洗掘防止装置は、橋脚基礎構造物の地面に設けられて橋脚に直接摩擦する河川の直接流れと、橋脚に近づいて流れる間接流れとを１つに集水して、橋脚基礎構造物の下部に流速停止状態の河川の流れを形成することにより、橋脚の外周面と河川の流れとの摩擦を防止し、それにより橋脚基礎構造物の侵食を防止できる効果がある。
また、本発明に係る橋脚基礎構造物の洗掘防止装置は、橋脚の地面に洗掘防止装置を設けることにより、橋脚基礎構造物の地盤の侵食を防止できる効果がある。
また、本発明に係る橋脚基礎構造物の流速停止状態による洗掘防止装置の内部圧力の過負荷を最小化することにより、洗掘防止装置の設置強度を向上できる効果がある。
さらに、本発明に係る橋脚基礎構造物の洗掘防止装置は、洗掘防止装置の水圧に対する過負荷を防止するための第１、第２流れ孔及び遮断板の上部面から漏れた河川の流れが橋脚基礎構造物の後方に向かって速かに流れるようにすることで、洗掘防止装置により河川の流れが逆行しない効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】従来技術に係る橋脚基礎構造物の侵食及び洗掘が発生する状態を示す斜視図である。
【図２】従来技術に係る橋脚基礎構造物の洗掘が発生する状態を示す平面図である。
【図３】従来技術に係る橋脚基礎構造物の洗掘が発生する状態を示す正面図である。
【図４】本発明の一実施例に係る洗掘防止装置を橋脚基礎構造物に設置した状態を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施例に係る洗掘防止装置を橋脚基礎構造物に設置した状態を示す正面図である。
【図６】本発明の一実施例に係る洗掘防止装置を橋脚基礎構造物に設置した状態を示す拡大正面図である。
【図７】本発明のまた他の実施例に係る洗掘防止装置及び分類帯を橋脚基礎構造物に設置した状態を示す斜視図である。
【図８】本発明のまた他の実施例に係る洗掘防止装置及び分類帯を橋脚基礎構造物に設置した状態を示す平断面図である。
【図９】本発明の他の実施例に係る洗掘防止装置を橋脚基礎構造物に設置した状態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係る洗掘防止装置を橋脚基礎構造物に設置した状態を示す正断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明に添付した図面を参照しながら本発明の好ましい一実施例を詳細に説明する。
先ず、図面において、同一の構成要素または部品には同一の参照符号を付して示すことにする。本発明を説明することに当たって、係る公知機能あるいは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を帰って不明にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
図４は、本発明の一実施例に係る洗掘防止装置を橋脚基礎構造物に設置した状態を示す斜視図である。図５は、本発明の一実施例に係る洗掘防止装置を橋脚基礎構造物に設置した状態を示す正面図であり、図６は、本発明の一実施例に係る洗掘防止装置を橋脚基礎構造物に設置した状態を示す拡大正面図である。また、図9は、本発明の他の実施例に係る洗掘防止装置を橋脚基礎構造物に設置した状態を示す斜視図であり、図10は、本発明の他の実施例に係る洗掘防止装置を橋脚基礎構造物に設置した状態を示す正断面図である。
図４から図6 そして 図9と図10に示すように、一実施例の洗掘防止装置１００は、橋脚基礎構造物１０を囲んで橋脚基礎構造物１０を保護する役割をする。
一実施例の構成要素としては、密閉板１６０、第１流れ誘導板１１０、第２流れ誘導板１１０’、遮断板１2０が含まれる。また、底板１４０、潜水梁１３０、及び分岐突起１３２がさらに含まれる。
先ず、密閉板１６０は橋脚基礎構造物１０を囲む。この時、密閉板１６０は着脱可能な板部材１６０ａ，１６０ｂからなる。板部材１６０ａ，１６０ｂは、板部材１６０ａ，１６０ｂに各々形成された突出部と挿入部を用いて係合したり、溶接により結合したりするなど、様々な方法により結合することができる。
これは橋脚基礎構造物１０を囲む作業を簡単にするためのものである。また、密閉板１６０には密閉板１６０を貫通する複数の孔１６３.161が形成されている。
第１流れ誘導板１１０と第２流れ誘導板１１０’は、それぞれの一面が密閉板１６０の一面に連結されており、橋脚基礎構造物１０を基準として対称して所定距離離れている。この時、第１流れ誘導板１１０と第２流れ誘導板１１０’には各々第１流れ孔１１１と第２流れ孔１１１’が形成されている。
また、第１流れ誘導板１１０と第２流れ誘導板１１０’との表面にはゴム層１１２がコーティングされている。ゴム層１１２は、流体により流れてくる土砂や土石などから一実施例の洗掘防止装置１００を保護するためのものである。
遮断板１2０は、第１流れ誘導板１１０と第２流れ誘導板１１０’に連結されている。この時、遮断板１2０の一面は曲面である。
底板１４０は橋脚基礎構造物１０を囲んでおり、その一面は地面に載置し、他面は第１流れ誘導板１１０、第２流れ誘導板１１０’、及び遮断板１2０に連結されてある。底板１４０は着脱可能な板部材１４０ａ，１４０ｂからなる。これも橋脚基礎構造物１０を囲む作業を簡単にするためのものである。底板１４０は省略してもよい。
上述したように一実施例に係る洗掘防止装置１００は、橋脚基礎構造物１０の地面に底板１４０を配置した後、底板１４０の両側に、流体の流れ方向に第１流れ誘導板１１０と第２流れ誘導板１１０’を垂直に配置する。底板１４０の後方には遮断板１２０を垂直に立てて配置する。そして、第１流れ誘導板１１０、第２流れ誘導板１１０’、及び遮断板１２０の上部面に密閉板１６０を連結する。このように各構成要素が連結された一実施例の洗掘防止装置１００において、各構成要素を連結することにより内部空間１６２が形成される。また、底板１４０の前方部位は開放状態となり、底板１４０の前方部位を介して内部空間１６２に流体が流入される。
内部空間１６２に流体が流入されると、その流体は遮断板１２０により流速が停止した状態で内部空間１６２に留まる。この時、内部空間１６２に流入された流体の流速が停止することにより、河川の直接流れａ及び間接流れｂが内部空間１６２では発生しない。そのため、橋脚の基礎構造物１０の外周面の後方に繰り返し発生した流体の摩擦による洗掘を防止することができる。
また、内部空間１６２に流入し続ける流体により内部空間１６２の水圧が上がることを防止するために、第１流れ誘導板１１０、第２流れ誘導板１１０’に各々第１流れ孔１１１と第２流れ孔１１１’が、密閉板１６０には複数の孔１６３が形成される。第１流れ孔１１１、第２流れ孔１１１’、及び孔１６３を介して内部空間１６２内の流体が外部に流出され、これにより、内部空間１６２で水圧が上がることを防止する。
また、流体が突き当たる遮断板１２０の一面を曲面に形成することにより、内部空間１６２に流入される流体が曲面に沿って回転する。これにより、内部空間１６２内の流体に渦流ｃが発生して内部空間１６２内の水圧を低くすることができる。
また、一実施例では、遮断板１２０の後方に連接する傾斜面１３１を有する潜水梁１３０をさらに含む。傾斜面１３１は、遮断板１２０の一側に接する一側の厚さが他側の厚さよりも大きく形成される。
潜水梁１３０は、第１流れ孔１１１、第２流れ孔１１１’、及び孔１６３を介して少し流出される流体と、密閉板１６０の上部面に沿って流れる流体が潜水梁１３０の傾斜面１３１に沿って橋脚基礎構造物１０の後方に向かって速かに流れるようにする。これは洗掘防止装置１００により流体の流れ方向を逆にしたり流速を遅くしたりして、洗掘防止装置１００に集中する水圧の過負荷を防止するためである。
また、一実施例では、潜水梁１３０の他側から所定距離離れている複数の分岐突起１３２をさらに含む。複数の突起１３２は、複数の列を成すように並べて順次突出している。分岐突起１３２は、潜水梁１３０の傾斜面１３１に沿って流れる流体の流れを分散させる役割をする。分岐突起１３２が流体の流れを分散させることにより、潜水梁１３０の後方に位置する地面の侵食を防止する。
上述したように、河川の地面に設けられる橋脚基礎構造物１０に洗掘防止装置１００を設置することにより、橋脚基礎構造物１０の外周面の崩壊を防止し、その周辺の地面の侵食を防止することができる。これにより、河川が氾濫しても橋脚基礎構造物１０の強度及び耐力構造を維持できるという長所がある。
また、洗掘防止装置１００において、流体が供給される内部空間１６２の入口部分の高さを低くし、その反対方向に向かって傾斜するようにして高さを高く形成することにより、流速が停止したときの流体の圧力に過負荷が発生することを防止することができる。
図7は、本発明のまた他の実施例に係る洗掘防止装置及び分類帯を橋脚基礎構造物に設置した状態を示す斜視図であり、図8は、本発明のまた他の実施例に係る洗掘防止装置及び分類帯を橋脚基礎構造物に設置した状態を示す平断面図である。本発明のまた他の実施例の構成要素は、図４から図6 そして 図9と図10を参照して既に説明した一実施例における構成要素とほぼ同様であるため、これらに対する詳細な説明は省略する。
図7と図8に示すように、河川の上流側の流れを受ける橋脚基礎構造物１０の外周面には、河川の流れを分けるように、互いに対称するラウンド状の分類面１５１を有する分類帯１５０を立設することにより、河川の上流側の流れが直接的に橋脚基礎構造物に摩擦することを防止する。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【０００８】
１０  橋脚基礎構造物
２０  基礎部
１００  洗掘防止装置
１１０  第１流れ誘導板
１１０’  第２流れ誘導板
１１１  第１流れ孔
１１１’  第２流れ孔
１１２  ゴム層
１２０  遮断板
１２１  渦流形成突起
１３０  潜水梁
１３１  傾斜面
１３２  分岐突起
１４０  底板
１４０ａ  第１板部材
１４０ｂ  第２板部材
１５０  分類帯
１５１  分類面
１６０  密閉板
１６０ａ  第３板部材
１６０ｂ  第４板部材
１６２  内部空間
ａ  直接流れ
ｂ  間接流れ
ｃ  渦流
【図１】
2011516756.tif 000003
【図２】
2011516756.tif 000004
【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】
2011516756.tif 000011
【図３】
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【国際調査報告】
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2011516756.tif 000014
2011516756.tif 000015
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