(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の柱材と左右方向の水平材と前後方向の奥行材とをボルト接合により連結して組み立てた立方格子状の鋼製枠の少なくとも前後面の左右の柱材間に複数本のスクリーン材を上下に間隔をあけて水平に取り付け、内部に中詰め材を充填して構築した、前面側から土石流等の衝撃荷重を受ける場合のある鋼製枠ダムとしての鋼製枠構造体であって、
前記鋼製枠の前面側のＨ形鋼の柱材の前面に、柱材のフランジ面と直角な板状部を有して間隔部材として機能する柱補助材を一体に取り付け、この柱補助材の前面に緩衝材として複数本の鋼管を、鋼製枠前面を面状に覆うように、上下に間隔をあけて取り付けてなり、
前記柱補助材は、Ｈ形鋼である柱材の前面フランジに溶接固定されており、
前記鋼管の前記柱補助材への取り付け構造は、当該鋼管の両端裏面部に、上下部に取付穴を持つ取付部材を前記取付穴部分が鋼管の上下に延出する態様で固定し、前記取付部材を前記取付穴に通したボルトで柱補助材に取り付けた構造であることを特徴とする鋼製枠構造体。
【請求項２】
前記柱補助材はＴ形断面部材であり、そのＴ形の縦部がＨ形鋼である柱材の前面フランジに溶接固定されていることを特徴とする請求項１記載の鋼製枠構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明に属する技術分野】
この発明は、土石流等の衝撃荷重の発生する区域における砂防ダム等に適用して好適な鋼製枠構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、多数の柱材と左右方向の水平材と前後方向の奥行材とをボルト接合により連結して組み立てた立方格子状の鋼製枠を骨組みとし、鋼製枠の前後面にスクリーン材を取り付け、内部に中詰め材を充填して砂防ダム等の鋼製枠ダムを構築することが行なわれている。
【０００３】
鋼製枠ダムは、コンクリート構造ダムと比較して、施工が容易で、工期が短縮され、施工費も安く済み、また、透水性がある点で優れている。さらに、細分化した各部材をボルトで結合して成り立つ構造なので、緊急性を要する箇所、あるいはコンクリート運搬の困難な箇所・地盤条件の悪い箇所・地すべり帯等の鋼製枠構造でしか設置できない箇所に砂防ダムを構築するには最適である。
しかし、鋼製枠ダムは、ボルト接合構造の鋼製枠を骨組みとするものなので、衝撃荷重に対しては強度が不十分であるとの理由により、土石流等の衝撃荷重の発生する区域に構築する砂防ダムとしては適さないと、一般に見なされている。
【０００４】
このため、土石流等の衝撃荷重の発生する区域の砂防ダムとして鋼製枠ダムを構築する場合には、鋼製枠ダムの上流面に緩衝構造を設けることが必要となる。そのような緩衝構造を設けた鋼製枠ダムとして、図１１に示すように、鋼製枠ダム本体３１の上流面に、多孔質材料や気泡モルタルや発泡樹脂からなる緩衝壁３２を設けた鋼製枠ダム３０が提案されている（特開２０００−１４４６９２号参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の鋼製枠ダム３０では、緩衝壁３２が上流面に設けられているので、鋼製枠ダム本体３１の損傷を防止することができる。
しかし、鋼製枠ダム本体３１の上流面に壁（緩衝壁３２）を設置すると、鋼製枠ダムの特長である透水性が損なわれるという問題がある。また、多孔質材料や気泡モルタルや発泡樹脂からなる緩衝壁３２は、鋼製枠を構成する柱材等の各部材と比べて大形なものとなり運搬が簡単でなく、かつ製造も簡単でないので、緊急性を要する箇所あるいは鋼製枠構造でしか設置できない箇所に構築する砂防ダムには不適当である。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、土石流等の衝撃荷重が発生する区域に構築する砂防ダム等に適用して好適な鋼製枠構造体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明は、多数の柱材と左右方向の水平材と前後方向の奥行材とをボルト接合により連結して組み立てた立方格子状の鋼製枠の少なくとも前後面の左右の柱材間に複数本のスクリーン材を上下に間隔をあけて水平に取り付け、内部に中詰め材を充填して構築した、前面側から土石流等の衝撃荷重を受ける場合のある鋼製枠ダムとしての鋼製枠構造体であって、
前記鋼製枠の前面側のＨ形鋼の柱材の前面に、柱材のフランジ面と直角な板状部を有して間隔部材として機能する柱補助材を一体に取り付け、この柱補助材の前面に緩衝材として複数本の鋼管を、鋼製枠前面を面状に覆うように、上下に間隔をあけて取り付けてなり、
前記柱補助材は、Ｈ形鋼である柱材の前面フランジに溶接固定されており、
前記鋼管の前記柱補助材への取り付け構造は、当該鋼管の両端裏面部に、上下部に取付穴を持つ取付部材を前記取付穴部分が鋼管の上下に延出する態様で固定し、前記取付部材を前記取付穴に通したボルトで柱補助材に取り付けた構造であることを特徴とする。
【０００８】
請求項２は、請求項１の鋼製枠構造体における柱補助材がＴ形断面部材であり、そのＴ形の縦部がＨ形鋼である柱材の前面フランジに溶接固定されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を河川の上流域に設置する砂防ダムとして適用した一実施形態を図１〜図１０を参照して説明する。
図８は本発明を適用して構築した砂防ダム２１の概略正面図（河川の上流側から見た図）、図９は概略断面図（左側が上流）である。図１０はこの砂防ダム２１を構成する鋼製枠１３を模式的に示した斜視図、図１はこの鋼製枠１３を構成する１つ箱枠６の詳細構造を示した斜視図、図２は図１の正面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。なお、図１〜図３に示した箱枠６は、図９の最上段の箱枠６であって、後述する緩衝構造１５を備えたものである。
これらの図に示すように、鋼製枠１３は、前後に設けた例えばＨ形鋼による柱材１、２の上部間および下部間をそれぞれ例えば溝形鋼による奥行材３で連結し、左右の柱材１、１（または２、２）の上部間および下部間をそれぞれ例えば溝形鋼による水平材５で連結し、前後の柱材１、２の上下部間を例えば溝形鋼または山形鋼のブレース７で斜めに連結して箱枠６を形成するとともに、このような箱枠６を、図１０のように必要に応じて左右前後上下に連続形成して組み立てられる。そして、鋼製枠１３の少なくとも前後面の左右の柱材１、１（または２、２）間に複数本のスクリーン材９を上下に間隔をあけて水平に取り付け、また、適宜の段階で鋼製枠１３の内部に中詰め材を充填し、最上段の上面に蓋スクリーン材（図示略）を設けて、砂防ダムを構築する。なお、各部材の連結構造の詳細は省略するが、いずれもボルト接合（ボルト・ナットによる接合）である。また、図示のスクリーン材９は、軽量溝形鋼であり、Ｈ形鋼である柱材１、２の外側フランジの内側面にボルト２０とナットで固定している。
【００１１】
本発明では、鋼製枠１３の前面（上流面）に必要に応じて前述の緩衝構造１５を設ける。この緩衝構造１５は、図５〜図７にも詳細を示すように、Ｈ形鋼である前面側の柱材１の前面側フランジ面１ａにＴ形断面をなす柱補助材１４のＴ形の縦部１４ａを溶接し、その柱補助材１４の前面部１４ｂの前面に、複数本の鋼管例えば角形鋼管１６を上下に間隔をあけてボルトで取り付けた構成である。
【００１２】
上記の角形鋼管１６の柱補助材１４への具体的な取り付け構造を説明すると、角形鋼管１６の両端の裏面に、折り曲げ部１８ａを有してＬ形をなす取付部材１８を溶接固定し、この取付部材１８の折り曲げ部１８ａを柱補助材１４のフランジ１４ｂの縁部に突き当て、ボルト１９で柱補助材１４の前面部１４ｂに固定している。
このように、取付部材１８がＬ形をなしているので、このＬ形の折り曲げ部１８ａが柱補助材１４に取り付ける際のガイドとなり、取り付けの作業性が良好である。但し、折り曲げ部１８ａのない単なるフラットな取付部材を用いることもできる。
【００１３】
上記の砂防ダム２１において、上流側で土石流が発生して当該砂防ダムに土石流が押し寄せた時、土石流は緩衝構造１５を構成する角形鋼管１６に衝突し、この角形鋼管１６により衝撃が吸収される。この場合、中空断面である角形鋼管１６は、土石流が衝突した時凹み変形をするので、局部変形をきたす形鋼類と比べて衝撃緩和作用が大きい。したがって、角形鋼管１６が土石流の衝撃を有効に吸収して、鋼製枠１３のボルト接合部に作用する衝撃を緩和し、鋼製枠１３自体が破損することを防止できる。これにより、土石流等の衝撃荷重の発生する区域においても、鋼製枠による砂防ダム等を構築することが可能となる。
また、角形鋼管１６は柱補助材１４を介して柱材１に固定されており、角形鋼管１６と鋼製枠本体１３との間に空間（柱補助材１４の縦部１４ａの部分に対応する空間ないし間隙）が形成されているので、この空間が角形鋼管１６に衝撃荷重が加わって角形鋼管１６が変形する時の変形を許容する空間となり、この点でも衝撃緩和作用が有効に確保される。また、空間があることで、衝撃荷重による角形鋼管１６の変形状況が残され、衝撃荷重の鋼製枠本体１３への影響（変形・破損等）の調査を容易かつ明瞭に行うことができる。
また、角形鋼管１６を上下に間隔をあけて水平に配置した構造であるから、モルタル等による緩衝壁を設けた従来構造と異なり、鋼製枠ダムの特徴である高い透水性を確保することができる。
また、角形鋼管１６を柱補助材１４に固定するボルト１９の部分が、上下に隣接する角形鋼管１６間の奥まった部分にあるので、巨礫がボルト１９に直接衝突する恐れは少なく、ボルト１９の破損を防止することができる。
また、スクリーン材９と緩衝材（角形鋼管１６）とが同一の水平方向に設けられているので、縦のスクリーン材に対して横の緩衝材を設けた場合の煩雑な外観と比べてシンプルな外観を呈し、景観に優れたものとなっている。
【００１４】
なお、実施形態では緩衝材として角形鋼管を用いているので、取付部構造や取付作業や取り扱い性その他の点で適切であるが、丸鋼管を用いることも可能である。この場合、取付部材１８は丸鋼管にフレア溶接して固定するとよい。
また、緩衝構造１５は必ずしも上流面の全ての箱枠に設ける必要はなく、一部のものに設けてもよい。
また、本発明は、砂防ダムに適用して好適であるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、河川および海岸の護岸等にも適用することができる。要するに、前面側から土石流等の衝撃荷重を受ける場合のある箇所に設置する鋼製枠構造体に適用可能である。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の鋼製枠構造体によれば、次のような効果が得られる。
（１）中空断面である鋼管は、局部変形をきたす形鋼類と比べて、凹み変形による衝撃緩和作用が大きいので、土石流が衝突した時、その衝撃を有効に吸収して、鋼製枠のボルト接合部に作用する衝撃を緩和し、鋼製枠自体が破損することを防止できる。これにより、土石流等の衝撃荷重の発生する区域においても、鋼製枠による砂防ダム等を構築することが可能となる。
（２）鋼管と鋼製枠本体との間に柱補助材による空間が形成されているので、この空間が、鋼管に衝撃荷重が加わって鋼管が変形する時の変形を許容する空間となり、この点でも衝撃緩和作用が有効に確保される。また、この空間により鋼管の変形状況が残されるので、鋼管の変形に基づいて鋼管に加わった衝撃荷重等を推測することができ、土石流の鋼製枠本体への影響（変形・破損等）の調査を容易かつ明瞭に行うことができる。
（３）複数本の鋼管を間隔をあけて配置した緩衝構造であるから、モルタル等による緩衝壁を設けた従来構造と異なり、鋼製枠ダムの特徴である高い透水性を確保することができる。
（４）スクリーン材と緩衝材（鋼管）とが同一の水平方向に設けられているので、シンプルな外観を呈し、景観に優れている。
（５）また、鋼管を柱補助材に固定するボルト接合部が、上下に隣接する鋼管間の奥まった部分にあり、このボルト接合部に巨礫が直接衝突する恐れは少ないので、ボルト接合部の破損の恐れは少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の鋼製枠構造体の鋼製枠を構成する一部の箱枠を示すもので、緩衝構造を備えた箱枠の斜視図である。
【図２】図１の正面図（河川の上流側から見た図）である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１における緩衝構造部分のみを示した一部切り欠き斜視図である。
【図５】図３の要部拡大図である。
【図６】図５の左側面図（河川の上流側から見た図）である。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】本発明の一実施形態である鋼製枠構造体を用いた砂防ダムの模式的な正面図（河川の上流側から見た図）である。
【図９】図８の拡大断面図である。
【図１０】上記鋼製枠構造体における鋼製枠を模式的に示した斜視図である。
【図１１】緩衝壁を用いた従来の鋼製枠ダムの一例を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
１  （前面側の）柱材
２  （後面側の）柱材
３  奥行梁
５  水平材
６  箱枠
７  ブレース
９  スクリーン材
１３  鋼製枠
１４  柱補助材
１４ｂ  前面部
１５  緩衝構造
１６  角形鋼管（鋼管）
１８  取付部材
１８ａ  折り曲げ部
１９、２０  ボルト
２１  砂防ダム（鋼製枠構造体）
【図１】
0004010539.tif 000002
【図２】
0004010539.tif 000003
【図３】
0004010539.tif 000004
【図４】
0004010539.tif 000005
【図５】
0004010539.tif 000006
【図６】
0004010539.tif 000007
【図７】
0004010539.tif 000008
【図８】
0004010539.tif 000009
【図９】
0004010539.tif 000010
【図１０】
0004010539.tif 000011
【図１１】
0004010539.tif 000012