(57)【要約】【課題】河川およびダムの安全性を確保した透過型砂防ダム用鋼管構造物を得ること。【解決手段】透過型砂防ダム用鋼管構造物１０は、所定長さの溶接大径鋼管１１を河床基礎コンクリート２上で河川幅方向Ｗに並列に配置した水通し鋼管土台１と、水通し鋼管土台１上に鋼管３１を多段に組み上げた鋼管櫓３と、鋼管櫓３の頂部に設けられた保守管理用通路４とからなる。溶接大径鋼管１１は、フランジ継手１３によって河川幅方向Ｗに並列に連結される。鋼管櫓３は鋼管３１を鋼管継手３２または溶接によって連結される。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定長さの溶接大径鋼管を河床基礎コンクリート上で河川幅方向に並列に配置した水通し鋼管土台と、該水通し鋼管土台上に鋼管を多段に組み上げた鋼管櫓と、該鋼管櫓の頂部に設けられた保守管理用通路とからなる、透過型砂防ダム用鋼管構造物。
【請求項２】
鋼管緩衝柵が前記水通し鋼管土台上で河川上流側に設けられた、請求項１に記載の透過型砂防ダム用鋼管構造物。
【請求項３】
前記水通し鋼管土台を構成する溶接大径鋼管は、フランジ継手によって河川幅方向に並列に連結されている、請求項１に記載の透過型砂防ダム用鋼管構造物。
【請求項４】
前記鋼管櫓は鋼管を鋼管継手または溶接によって連結して構築されている、請求項１に記載の透過型砂防ダム用鋼管構造物。
【請求項５】
前記水通し鋼管土台を構成する溶接大径鋼管の河川上流側開口に、土砂と岩石とを篩い分ける鉄格子を取り付けた、請求項１に記載の透過型砂防ダム用鋼管構造物。
【請求項６】
前記鋼管櫓は、河川流方向に関する側断面をほぼ三角形形状になるように鋼管を組み上げて形成した、請求項１に記載の透過型砂防ダム用鋼管構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、一般に砂防ダム用鋼管構造物に関し、さらに詳しく言えば、水通し鋼管土台を有する透過型砂防ダム用鋼管構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
砂防ダムは、山岳地等の河川・湖沼において台風、集中豪雨、地震、火山噴火等による地盤崩壊が起こり、岩石を含む土砂、樹木等の転落・流出に対して、下流地域の環境保全、人命保護を図るために河川・湖沼に設けられる構造物である。この種の砂防ダムの形式は、大別して２種類ある。その１つは比較的高さが小さく（例えば、１−３ｍ）、発生した土石流の砂、岩石、流木を共に堰き止める形式のいわゆる不透過型砂防ダムである。他の１つは、高さが大きく（例えば、１０―２０ｍ以上）、比較的大きな岩石、大流木を堰き止め、土砂等を含む泥水は下流に流す方式の透過型砂防ダムである。
【０００３】
上記いずれの形式の構造物を用いるとしても、土石流、流木、岩石の転落を堰き止める機能として、既存の各種鋼管は曲げおよび座屈耐力の点で優れている。特に、鋼管は透過型砂防ダム用構造物に適している。
【０００４】
本出願人は、鋼管が透過型砂防ダム用構造物に適していることに着目して、先に「透過型砂防ダム用鋼管構造物」に係る発明を提案した（特願２００２−１９５６９６号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
透過型砂防ダムは、建設後数年を経ると、岩石、流木、その他の流出物が堆積し、ダムの透過機能を低下させる。定期的な保守点検が不十分であると、以下に述べるような問題が発生することがある。
【０００６】
ダムの上流側では河床が上がり、ダムの下流側では河床が下がる。その結果、上流側では、通水変化による水害が発生し、下流側では穿掘による橋脚の転倒、海岸砂浜の後退等が発生する。また、ダムに過大な転倒モーメントがかかり、ダムの安全性が低下する。
【０００７】
本発明は、河川およびダムの安全性を確保した透過型砂防ダム用鋼管構造物を得ることを課題にしている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にもとづく透過型砂防ダム用鋼管構造物は、所定長さの溶接大径鋼管を河床基礎コンクリート上で河川幅方向に並列に配置した水通し鋼管土台と、水通し鋼管土台上に鋼管を多段に組み上げた鋼管櫓と、鋼管櫓の頂部に設けられた保守管理用通路とからなる。鋼管緩衝柵を水通し鋼管土台上で河川上流側に設けることが好ましい。溶接大径鋼管の河川上流側開口に、土砂と岩石とを篩い分ける鉄格子を取り付けることが好ましい。
【０００９】
水通し鋼管土台を構成する溶接大径鋼管は、フランジ継手によって河川幅方向に並列に連結される。鋼管櫓は鋼管を鋼管継手または溶接によって連結して構築される。鋼管櫓は、河川流方向に関する側断面をほぼ三角形形状に鋼管を組み上げて形成されることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１−７を参照して、本発明の透過型砂防ダム用鋼管構造物の実施例について説明する。図１−３に最もよく示すように、本発明の透過型砂防ダム用鋼管構造物１０は、所定長さ（例えば、５−１０ｍ）の溶接大径鋼管１１（例えば、直径１−３ｍ）を河床基礎コンクリート２上で河川幅方向Ｗ（図２）に並列に配置した水通し鋼管土台１と、水通し鋼管土台１上に鋼管３１を多段に組み上げた鋼管櫓３と、鋼管櫓３の頂部に設けられた保守管理用通路４とからなる。
【００１１】
図１および４に最もよく示すように、鋼管緩衝柵５を水通し鋼管土台１上で河川上流側に設けることが好ましい。鋼管緩衝柵５は、大岩石が鋼管櫓３に直接に激突することを防止すると共に、流動岩石の堆積を平準化する。河川の流れ方向を、図１および３において矢印Ｆで示す。溶接大径鋼管１１の河川上流側開口に、土砂と岩石とを篩い分ける鉄格子１２（図２）を取り付けることが好ましい。
【００１２】
水通し鋼管土台１を構成する溶接大径鋼管１１は、図１−３に最もよく示すように、フランジ継手１３によって河川幅方向Ｗに並列に連結される。水通し鋼管土台１は、水通し機能と支持機能とを備えているので、河床基礎コンクリート２の規模を通常よりも簡略化できる。流下水量の大きな河川に鋼管構造物１０を設置する場合には、水通し鋼管土台１を多段に積み重ねることもできる。鋼管櫓３は、鋼管３１を鋼管継手３２または溶接によって連結して構築される。鋼管櫓３は、河川流方向Ｆに関する側断面をほぼ三角形形状に鋼管３１を組み上げて形成されることが好ましい（図３参照）。この三角形形状断面により、ダム強度の向上および材料の節減を図ることができる。
【００１３】
保守点検通路４は、予め工場加工をし、小区画に分割しておき、現場にて組立固定する。
【００１４】
次に、図８を参照して本発明の透過型砂防ダム用鋼管構造物１０の作用について説明する。図８に示すように、透過型砂防ダム用鋼管構造物１０は、河床基礎コンクリート２上に水通し鋼管土台１を固定し、土台１上に鋼管櫓３を組み立てて構築されている。土石流６は矢印Ｆ方向に流れ、水面６１は構造物１０を境にして上流側から下流側に滑らかに降下する。土石流中の岩石７は土台１および鋼管櫓３に阻まれて構造物１０の上流側に堆積するが、残りの土砂流は土台１および鋼管櫓３の隙間から下流側に通過する。そのために、上流側と下流側との水位差Ｈａは比較的に小さい。したがって、総水圧Ｐａも比較的に小さい。その結果、鋼管構造物１０に作用する転倒モーメントＭａは、Ｐａ×Ｈａ÷３となる。
【００１５】
一方、従来の透過型砂防ダム用鋼管構造物１００は、図９に示すように、河床基礎コンクリート１２０上に直接に鋼管櫓１３０が組み立てられている（本発明におけるような水通し鋼管土台１は設置されていない）。土石流中の岩石７は鋼管櫓３に阻まれて構造物１０の上流側に堆積するが、残りの土砂流は鋼管櫓１３０の隙間から下流側に通過する。そのために、上流側と下流側との水位差Ｈｂは、上述の水位差Ｈａよりも比較的大きくなる。したがって、総水圧Ｐｂも上述の総水圧Ｐａよりも比較的大きくなる。その結果、鋼管構造物１００に作用する転倒モーメントＭｂは、Ｐｂ×Ｈｂ÷３となる。
【００１６】
両者の鋼管構造物１０および１００に作用する転倒モーメントＭａおよびＭｂを比較すれば、ＭａがＭｂよりも小（Ｍａ＜Ｍｂ）となる。なぜならば、Ｈａ＜Ｈｂ、Ｐａ＜Ｐｂだからである。
【００１７】
【発明の効果】
このようにして、本発明の透過型砂防ダム用鋼管構造物によれば、下記の効果が得られる。
（１）転倒モーメントおよび滑動力共に低減でき、安全性が向上する。さらに、水通し鋼管土台から土砂流が常に流下するので、下流側の河床の低下および上流側の河床の上昇を防止できる。また、流下転倒する大岩石を確実に捕捉できる。
（２）上部構造（鋼管櫓）と下部構造（水通し鋼管土台）を一体化し、基礎コンクリート工事を節減できる。
（３）鋼管土台作成のために工場加工数量は増すが、現場基礎工期は短縮できる。
（４）部材は少数部品にユニット化され、互換性があるので、損傷時の交換が容易になる。部材の設置時および交換時に河川の流れを変えて作業をする「切り廻し」が可能になる。
（５）保守管理用通路をボルト締め取付けが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にもとづく透過型砂防ダム用鋼管構造物の側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線から見た透過型砂防ダム用鋼管構造物の正面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線から見た透過型砂防ダム用鋼管構造物の平面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線から見た透過型砂防ダム用鋼管構造物の平面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線から見た透過型砂防ダム用鋼管構造物の平面図である。
【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線から見た透過型砂防ダム用鋼管構造物の平面図である。
【図７】図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線から見た透過型砂防ダム用鋼管構造物の平面図である。
【図８】本発明にもとづく透過型砂防ダム用鋼管構造物の作用を示す概略説明図である。
【図９】従来の透過型砂防ダム用鋼管構造物の作用を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　水通し鋼管土台　　　　　　　　２　　河床基礎コンクリート
３　　鋼管櫓　　　　　　　　　　　　４　　保守点検通路
５　　鋼管緩衝柵　　　　　　　　　　６　　土石流
１０　　透過型砂防ダム用鋼管構造物
１１　　溶接大径鋼管　　　　　　　　１２　　鉄格子
１３　　フランジ継手　　　　　　　　３１　　鋼管
３２　　鋼管継手
【図１】
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【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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