特開 2024-143154 土砂捕捉柵

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024143154

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】土砂捕捉柵

(51)【国際特許分類】

   E02B 7/02 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

E02B7/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023055679

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000006839

【氏名又は名称】日鉄建材株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120868

【弁理士】

【氏名又は名称】安彦 元

(72)【発明者】

【氏名】國領 ひろし

(57)【要約】

【課題】敷幅が小さく、かつ経済性にも考慮した土砂捕捉柵を提供する。
【解決手段】渓流に設けられる土砂捕捉柵であって、鉛直方向又は設置地盤に垂直方向に立設される複数の支柱と、前記複数の支柱における上流側に支持される梁部材と、前記支柱の下流側に斜設されると共に下方に延びる斜材とを備え、前記梁部材は、前記支柱における前記上流側の取付面に下流側の主平面が当接する取り付け板が設けられることを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

渓流に設けられる土砂捕捉柵であって、
鉛直方向又は設置地盤に垂直方向に立設される複数の支柱と、前記複数の支柱の上流側に支持される梁部材と、前記支柱の下流側に斜設されると共に下方に延びる斜材とを備えること
を特徴とする土砂捕捉柵。

【請求項2】

前記梁部材は、前記支柱の上流側に着脱自在に取り付けられていること
を特徴とする請求項１に記載の土砂捕捉柵。

【請求項3】

前記梁部材は、前記支柱における上流側の取付面に下流側の主平面が当接する取り付け板が設けられること
を特徴とする請求項２に記載の土砂捕捉柵。

【請求項4】

前記斜材は、前記支柱の下端と天端との中間点から前記天端までの間に斜設されること
を特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の土砂捕捉柵。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、渓流に設けられる土砂捕捉柵に関する。

【背景技術】

【0002】

比較的小規模な渓流に流れる土砂及び石礫が宅地や道路及び鉄道に流入することを防ぐための捕捉柵が必要とされている。土砂及び石礫を捕捉するための捕捉柵として、例えば下記に示す特許文献１及び特許文献２が公開されている。

【0003】

特許文献１では、０次谷又は１次谷に設けられる透過性の防護柵であって、複数の柱部と柱部の延在方向に沿って互いに所定の間隔をあけた複数の梁部を備えた防護柵が開示されている。

【0004】

特許文献２では、Ｈ形鋼の柱部材と鋼管の梁部材から形成されている捕捉体の基礎をコンクリートブロックとする防護工が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１７－１４１５６８号公報

【特許文献2】特開２０２２－３９６５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一方、比較的小規模な渓流に流れる土砂及び石礫を捕捉する場合、対象とする計画捕捉土砂量が１０００ｍ³程度であり、コストを削減するため、通常の鋼製透過型砂防堰堤に比べて簡易かつ小規模な構造が望まれる。また、宅地が谷出口まで迫った地域や山沿いの道路及び鉄道付近の渓流に流れる土砂及び石礫を捕捉する場合、捕捉柵の設置場所は、民家裏や高速道路沿い等の用地や資材等の運搬道が制限される場所であることが多く、構造物の敷幅が小さく、かつ経済性にも考慮した構造であることが望まれる。また、捕捉柵を透過型構造とする場合、実際の現場では流下する最大礫の直径が０．１５ｍ程度と比較的小さな礫も捕捉対象とされる場合があり、これらの礫を捕捉できる構造が必要とされている。

【0007】

しかしながら、特許文献１及び特許文献２の開示技術では、礫を捕捉するための梁部材の直径が大きく、コストが嵩むうえに、流下する捕捉対象礫の小径化に対応できない。さらに、特許文献１及び特許文献２の開示技術における捕捉柵の設置場所は、民家裏や高速道路沿い等の用地が制限される場所であることを想定していない。このため、特許文献１及び特許文献２の開示技術では、用地が制限される場所に捕捉柵を設置することができないという問題点があった。この問題を解決するため捕捉柵の幅を狭くすれば各部材に発生する応力が増大し各部材のサイズが大きくなり、コストが嵩むという問題点があった。

【0008】

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、敷幅が小さく、かつ経済性にも考慮した土砂捕捉柵を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

第１発明に係る土砂捕捉柵は、比較的小規模な渓流に設けられる土砂捕捉柵であって、鉛直方向又は設置地盤に垂直方向に立設される複数の支柱と、前記複数の支柱の上流側に支持される梁部材と、前記支柱の下流側に斜設されると共に下方に延びる斜材とを備えることを特徴とする。

【0010】

第２発明に係る土砂捕捉柵は、第１発明において、前記梁部材は、前記支柱の上流側に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする。

【0011】

第３発明に係る土砂捕捉柵は、第２発明において、前記梁部材は、前記支柱における上流側の取付面に下流側の主平面が当接する取り付け板が設けられることを特徴とする。

【0012】

第４発明に係る土砂捕捉柵は、第１発明乃至第３発明において、前記斜材は、前記支柱の下端と天端との中間点から前記天端までの間に斜設されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

第１発明～第４発明によれば、土砂捕捉柵は、鉛直方向又は設置地盤に垂直方向に立設される複数の支柱と、梁部材と、斜材とを備える。これにより、支柱が鉛直方向又は設置地盤に垂直方向に立設されていることから、土砂捕捉柵を設置するために必要な基礎幅が小さくなり、敷幅が小さく、かつ経済性にも考慮した土砂捕捉柵を設置することが可能となる。

【0014】

特に、第２発明によれば、礫等を捕捉する梁部材が支柱の上流側に支柱を保護するように着脱自在に取り付けられていることから、礫衝突時においても支柱は損傷せず、梁部材等の捕捉部材が損傷を受けた場合においても、梁部材等の捕捉部材が容易に交換でき、施設の維持管理にも優れた土砂捕捉柵を設置することが可能となる。

【0015】

特に、第３発明によれば、梁部材は、支柱における上流側の取付面に下流側の主平面が当接する取り付け板が設けられる。これにより、取付面と取り付け板とを当接し、接合することにより、梁部材が支持される。このため、梁部材の上流側にボルト等の接合部材が露出することがなくなるため、より耐久性に優れた土砂捕捉柵を設置することが可能となる。

【0016】

特に、第４発明によれば、支柱の下端と天端との中間点から支柱の天端までの間に斜設される。これにより、土砂捕捉柵を設置するために必要な基礎幅が小さく、かかる応力も小さい経済性に優れた土砂捕捉柵を設置することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、第１実施形態における土砂捕捉柵の一例を示す図である。

【図2】図２（ａ）は、第１実施形態における土砂捕捉柵の側面の一例を示す図である。図２（ｂ）は、第１実施形態におけるアンカー材を用いた土砂捕捉柵の側面の一例を示す図である。

【図3】図３は、第１実施形態における支柱の一部を示す図である。

【図4】図４（ａ）は、第１実施形態における梁部材の一端部を示す図である。図４（ｂ）は、第１実施形態における梁部材の一端部の俯瞰図である。

【図5】図５（ａ）は、第１実施形態における梁部材の側面を示す図である。図５（ｂ）は、第１実施形態における梁部材に予めボルトを取り付けた場合の側面を示す図である。

【図6】図６（ａ）は、第１実施形態における接合部の形状がくり抜き型の場合の梁部材の一端部を示す図である。図６（ｂ）は、第１実施形態における接合部の形状がくり抜き型の場合の梁部材の側面を示す図である。

【図7】図７（ａ）は、第１実施形態における支柱と梁部材との接合部分の一例を示す図である。図７（ｂ）は、第１実施形態における支柱と梁部材との接合部分の平面を示す図である。

【図8】図８（ａ）は、第１実施形態における支柱と接合部の形状がくり抜き型の場合の梁部材との接合部分の一例を示す図である。図８（ｂ）は、第１実施形態における支柱と接合部の形状がくり抜き型の場合の梁部材との接合部分の平面を示す図である。

【図9】図９は、第１実施形態における土砂捕捉柵の設置工程を示す図である。

【図10】図１０（ａ）は、第１実施形態における土砂捕捉柵の設置工程の支柱と梁部材とを接合する工程を示す図である。図１０（ｂ）は、第１実施形態における土砂捕捉柵の設置工程の支柱と梁部材との接合後を示す図である。

【図11】図１１（ａ）は、第１実施形態における土砂捕捉柵の設置工程の支柱と接合部の形状がくり抜き型の場合の梁部材とを接合する工程を示す図である。図１１（ｂ）は、第１実施形態における土砂捕捉柵の設置工程の支柱と接合部の形状がくり抜き型の場合の梁部材との接合後を示す図である。

【図12】図１２（ａ）は、土石流水深が２．０ｍの場合の土砂捕捉柵の基礎幅と斜材の位置との関係を示すグラフである。図１２（ｂ）は、土石流水深が２．０ｍの場合の土砂捕捉柵の最大曲げモーメントと斜材の位置との関係を示すグラフである。

【図13】図１３は、土石流水深が０．６ｍの場合の土砂捕捉柵の基礎幅と斜材の位置との関係を示すグラフである。

【図14】図１４（ａ）は、非越流部又は渓岸浸食防止にコンクリートブロックを使用した場合の土砂捕捉柵の例を示す図である。図１４（ｂ）は、基礎の一部と非越流部又は渓岸浸食防止にコンクリートブロックを使用した場合の土砂捕捉柵の例を示す図である。図１４（ｃ）は、基礎及び非越流部又は渓岸浸食防止全てにコンクリートブロックを使用した場合の土砂捕捉柵の例を示す図である。

【図15】図１５は、基礎及び非越流部又は渓岸浸食防止全てに鋼製枠を使用した場合の土砂捕捉柵の例を示す図である。

【図16】図１６（ａ）は、第２実施形態における支柱と梁部材との接合部分の一例を示す図である。図１６（ｂ）は、第２実施形態における支柱と梁部材との接合部分の平面を示す図である。

【図17】図１７（ａ）は、第２実施形態における土砂捕捉柵の設置工程の支柱と梁部材とを接合する工程を示す図である。図１７（ｂ）は、第２実施形態における土砂捕捉柵の設置工程の支柱と梁部材との接合後を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の第１実施形態における土砂捕捉柵１の一例について、図面を参照しながら説明する。

【0019】

土砂捕捉柵１について、図１～図６を用いて説明する。図１は、第１実施形態における土砂捕捉柵１の一例を示す図である。図１において、渓流は上流から下流の方向ｘに流れるとする。図２（ａ）は、第１実施形態における土砂捕捉柵１の側面の一例を示す図である。図２（ｂ）は、第１実施形態におけるアンカー材７を用いた土砂捕捉柵１の側面の一例を示す図である。図３は、第１実施形態における支柱２の一部を示す図である。図４（ａ）は、第１実施形態における梁部材３を示す図である。図４（ｂ）は、第１実施形態における梁部材３の俯瞰図である。図５（ａ）は、第１実施形態における梁部材３の側面を示す図である。図５（ｂ）は、第１実施形態における梁部材３に予めボルト３２を取り付けた場合の側面を示す図である。図６（ａ）は、第１実施形態における接合部３４の形状がくり抜き型の場合の梁部材３を示す図である。図６（ｂ）は、第１実施形態における接合部３４の形状がくり抜き型の場合の梁部材３の側面を示す図である。

【0020】

土砂捕捉柵１は、例えば図１に示すように、土砂及び石礫を捕捉するための渓流に設けられる柵である。土砂捕捉柵１は、例えば鉛直方向ｚに立設される複数の支柱２と、複数の支柱２の上流側に支持される梁部材３と、支柱２の下流側に斜設されると共に下方に延びる斜材４とを備える。土砂捕捉柵１は、鉛直方向に限らず設置地盤に垂直方向に立設されてもよい。ここで設置地盤とは、土砂捕捉柵１を設置する渓床又はコンクリート等の基礎を言う。土砂捕捉柵１は、梁部材３の代わりに複数の支柱２の間に図示しない金網やグレーチング、又はパンチングメタル等を備えてもよいし、複数の支柱２の間に梁部材３と図示しない金網やグレーチング、又はパンチングメタル等とをどちらも備えてもよい。また、渓流は、例えば谷出口であってもよい。また、渓流は、例えば１次谷又は０次谷であってもよい。１次谷は、開口幅より奥行きが深くなる谷であり、例えば小規模な渓流である。０次谷は、例えば常時表流水の無い谷である。また、渓流は、宅地が谷出口まで迫った地域や山沿いの道路及び鉄道付近のものであってもよい。

【0021】

支柱２は、図２（ａ）に示すように、鉛直方向ｚに立設される柱である。支柱２は、例えば基礎コンクリート（現場打ち）５に埋め込まれ、設けられるがこの限りではない。支柱２は、図２（ｂ）に示すように、例えばアンカー材７により、支柱２の下端２ｂが基礎コンクリート（現場打ち）５に固定されてもよい。支柱２は、例えばウェブ２４と、ウェブ２４の両端の一対のフランジ２５ａ、２５ｂとにより構成されるＨ形鋼である。また、支柱２は、渓流の流れる方向ｘに対して上流側のフランジ２５ａと下流側のフランジ２５ｂとがウェブ２４の両端に設けられる。支柱２は、Ｈ形鋼であることが好ましいが、この限りではなく、円形鋼管、角形鋼管、ＣＴ鋼、溝形鋼等を用いてもよい。支柱２は、支柱２間の間隔ｂが０．５ｍ～３．０ｍ以下となるように複数並設されてもよい。支柱２は、例えば支柱２と基礎コンクリート（現場打ち）５との接点である支点２ｅから天端２ｃまでの柵高さｈが、１．０ｍ～５．０ｍとなるように設けられてもよい。また、例えば支柱２が角形鋼管である場合、渓流の流れる方向ｘに対して上流側のプレートをフランジ２５ａとしてもよい。また、支柱２は、図３に示すように、例えば渓流の上流側のフランジ２５ａにボルト孔２１が設けられてもよい。また、支柱２のフランジ２５ａの上流側の面を取付面２ａとする。取付面２ａは、フランジ２５ａの上流側の面に限らず、支柱２の上流側の側面であればよい。また、取付面２ａは、平面であることが好ましいが、これに限らず、例えば湾曲していてもよい。また、支柱２がアンカー材７により基礎コンクリート（現場打ち）５に固定される場合、支柱２の下端２ｂが支点２ｅとなる。

【0022】

斜材４は、図２（ａ）に示すように支柱２の下流側のフランジ２５ｂに斜設され、渓流の流れる方向ｘの鉛直方向ｚの下方に延びる部材である。また、斜材４は、支柱２と同じサイズであってもよいが、この限りではなく、任意のサイズのものを用いてもよい。斜材４は、Ｈ形鋼であることが好ましいが、この限りではなく、円形鋼管、角形鋼管、ＣＴ鋼、溝形鋼等を用いてもよい。斜材４は、支柱２の支点２ｅと天端２ｃとの中間点２ｄから支柱２の天端２ｃまでの間に斜設されるのが好ましいがこの限りではない。また、斜材４は、基礎コンクリート（現場打ち）５に埋め込まれ、固定されてもよい。また、斜材４は、図２（ｂ）に示すようにアンカー材７等により基礎コンクリート（現場打ち）５に固定されてもよい。また、斜材４は、ボルト４１と、これを螺着するナット４２等により、支柱２の下流側に接合されてもよい。また、斜材４は、あらかじめ支柱２に溶接接合されてもよい。また、支柱２に斜材４が斜設される位置を設置位置４ｂとする。設置位置４ｂは、支柱２の中心線と斜材４の中心線との交点である。また、支柱２の下端２ｂを通る鉛直方向ｚから上流側に４５°傾いた斜線の基礎コンクリート（現場打ち）５の表面との交点を点５ａとする。また、斜材４の下端４ａを通る鉛直方向ｚから下流側に４５°傾いた斜線の基礎コンクリート（現場打ち）５の表面との交点を点５ｂとする。また、点５ａから点５ｂまでの幅を土砂捕捉柵１の構造上必要な最小の幅である基礎幅ｄとする。また、図２（ｂ）に示すように、支柱２及び斜材４がアンカー材７により基礎コンクリート（現場打ち）５に固定されている場合、斜材４の下端４ａから支柱２の下端２ｂまでを構造上必要な基礎幅ｄとしてもよい。また、土砂捕捉柵１が土砂及び石礫を捕捉した状態でも安定であるための安定上必要な基礎幅（基礎コンクリートの幅）を基礎幅Ｗとしてもよく、安定上必要な基礎幅Ｗは構造上必要な基礎幅ｄより小さくすることはできない。また、構造上必要な基礎幅ｄが安定上必要な基礎幅Ｗより小さい場合、図２（ａ）に示すように、上流側に大きくする方が安定上有利となる。

【0023】

梁部材３は、図４（ａ）に示すように、土砂及び石礫を捕捉するための梁である。梁部材３は、例えば円形鋼管、角形鋼管、ＣＴ鋼管、溝形鋼、Ｌ形鋼等を用いてもよい。梁部材３は、例えば鋼管直径が１００ｍｍ以上、鋼管板厚が８ｍｍ以上となるものを用いてよい。また、梁部材３は、間隔ａが最小で０．１ｍとなるように図１に示す支柱２の上流側に複数並設されてもよい。また、梁部材３は、下記の式１で示す礫に対する鋼管のへこみ吸収エネルギーＥ_dに対して、へこみ率（へこみ変形δ_d／鋼管外径Ｄ）が４０％以下となる鋼管を用いてもよい。

【数1】

【0024】

梁部材３は、図４（ｂ）に示すように、下流側に接合部３４を介して、ボルト孔３５が穿設される取り付け板３１が設けられる。取り付け板３１の下流側の主平面を当接面３１ａとする。また、梁部材３は、例えば図５（ｂ）に示すように、下流側の側面３ａと取り付け板３１の上流側の主平面３１ｂとの間にボルト３２等の接続部材が露出するように予め取り付けられていてもよい。接合部３４は、梁部材３と取り付け板３１との接合部分であり、例えば梁部材３の下流側の側面３ａと取り付け板３１の上流側の主平面３１ｂとに溶接される。接合部３４は、鉛直方向ｚと方向ｘとに垂直な方向ｙに沿って梁部材３の下流側の側面３ａに溶接されると共に取り付け板３１の上流側の主平面３１ｂに溶接されることで梁部材３と取り付け板３１とを接合してもよい。また、接合部３４は、鉛直方向ｚの位置が異なるように複数設けられてもよい。また、接合部３４の上流側の端面３４ａは、梁部材３の下流側の側面３ａの方向ｙに沿うように形成されてもよい。また、接合部３４の上流側の端面３４ａは、梁部材３の形状が円形鋼管の場合、梁部材３の下流側の側面３ａの方向ｙに沿うように湾曲するように形成されてもよい。かかる場合、接合部３４のｘｚ平面における断面図の上流側の端面３４ａの曲率は、梁部材３のｘｚ平面における断面図における下流側の側面３ａの曲率と同じであってもよい。また、図示しないが取り付け板３１は複数に分割され設けられてもよい。また、取り付け板３１と接合部３４は溶接されることなく、例えば山形鋼等のように一体に形成されてもよい。

【0025】

接合部３４は、例えば図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すような、接合部３４の上流側の端面３４ａが、梁部材３の下流側の側面３ａの方向ｚに沿うように形成されるくり抜き型であってもよい。接合部３４は、梁部材３の鉛直方向ｚに沿って下流側の側面３ａに溶接されると共に取り付け板３１の上流側の主平面３１ｂに溶接されることで梁部材３と取り付け板３１とを接合されてもよい。また、接合部３４は、方向ｙの位置が異なるように複数設けられてもよい。また、接合部３４は、これに限らず、任意の形状であってもよい。また、梁部材３と取り付け板３１とは、任意の方法で梁部材３に接合されてもよい。

【0026】

次に、支柱２と梁部材３との接合構造について図７、図８を用いて説明する。図７（ａ）は、第１実施形態における支柱２と梁部材３との接合部分の一例を示す図である。図７（ｂ）は、第１実施形態における支柱２と梁部材３との接合部分の平面を示す図であり、図７（ａ）の平面を示す図である。図８（ａ）は、第１実施形態における支柱２と接合部３４の形状がくり抜き型の場合の梁部材３との接合部分の一例を示す図である。図８（ｂ）は、第１実施形態における支柱２と接合部３４の形状がくり抜き型の場合の梁部材３との接合部分の平面を示す図であり、図８（ａ）の平面を示す図である。土砂捕捉柵１は、図７（ａ）に示すように、梁部材３の下流側に設けられた取り付け板３１を介して、支柱２と梁部材３とが接合されている。土砂捕捉柵１は、図７（ｂ）に示すように、支柱２の上流側の取付面２ａと、梁部材３の当接面３１ａとを当接させ、ボルト３２と、これを螺着するナット２２等によりフランジ２５ａと取り付け板３１とが接合されることにより、支柱２の上流側に梁部材３が支持される。また、接合部３４の形状がくり抜き型の場合にであっても、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、同様に支柱２の上流側の取付面２ａと、梁部材３の当接面３１ａとを当接させ、接合されることにより、支柱２の上流側に梁部材３が支持される。また、支柱２と梁部材３とは、例えば支柱２に取り付けられると共に梁部材３を嵌合する図示しないＵ字ボルトにより、接合されてもよい。また、支柱２と梁部材３とは、例えば支柱２に取り付けられると共に梁部材３が貫通可能な孔を有する図示しない保持具により、接合されてもよい。また、支柱２と梁部材３とは、任意の方法により接合されてもよい。また、梁部材３は、支柱２の上流側に着脱自在に取り付けられてもよい。

【0027】

次に、第１実施形態における土砂捕捉柵１の設置工程について図９～図１１を用いて説明する。

【0028】

図９は、第１実施形態における土砂捕捉柵１の設置工程を示す図である。図１０（ａ）は、実施形態における土砂捕捉柵１の設置工程の支柱２と梁部材３とを接合する工程を示す図である。図１０（ｂ）は、実施形態における土砂捕捉柵１の設置工程の支柱２と梁部材３との接合後を示す図である。図１１（ａ）は、実施形態における土砂捕捉柵１の設置工程の支柱２と接合部３４の形状がくり抜き型の場合の梁部材３とを接合する工程を示す図である。図１１（ｂ）は、実施形態における土砂捕捉柵１の設置工程の支柱２と接合部３４の形状がくり抜き型の場合の梁部材３との接合後を示す図である。まず、Ｓ１において、複数の支柱２を鉛直方向ｚに立設する。支柱２は、例えば基礎コンクリート（現場打ち）５に設けられてもよい。かかる場合、図２（ｂ）に示すように、アンカー材７を用いて支柱２の下端２ｂを基礎コンクリート（現場打ち）５に固定してもよいが、この限りではなく、支柱２の支点２ｅから支柱２の下端２ｂまでが基礎コンクリート（現場打ち）５に埋め込まれるように設けられてもよい。また、複数の支柱２は、等間隔に並設されてもよいが、この限りではなく、任意の間隔で並設されてもよい。

【0029】

次に、Ｓ２において、支柱２に斜材４を下流側に接合する。かかる場合、斜材４は、支柱２の支点２ｅと天端２ｃとの中間点２ｄから支柱２の天端２ｃまでの間に斜設されるように設けられてもよい。また、斜材４と支柱２とを基礎コンクリート（現場打ち）５に埋め込み、固定してもよい。また、斜材４は、支柱２の下流側のフランジ２５ｂに接合されてもよい。斜材４は、渓流の流れる方向ｘの鉛直方向ｚの下方に延びるように設けられる。これにより、渓流の流れる方向ｘに働く力に対する抵抗力ｆが働き、土砂捕捉柵１の耐力が向上する。

【0030】

次に、Ｓ３において、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、梁部材３を支柱２の上流側に設ける。かかる場合、梁部材３は、支柱２における上流側の取付面２ａに対して当接面３１ａを当接し、接合することにより、支柱２に支持される。また、任意の数の梁部材３を支柱２に支持させてもよい。また、接合部３４の形状がくり抜き型の場合においても同様に、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、梁部材３は、支柱２における上流側の取付面２ａに対して当接面３１ａを当接し、接合することにより、支柱２に支持される。

【0031】

上述した工程により、第１実施形態における土砂捕捉柵１の設置が完了する。また、土砂捕捉柵１の設置は、上述した方法に限らず、任意の方法で設置してもよい。また、土砂捕捉柵１は、予め組み立てられたものを、渓流に設置してもよい。

【0032】

次に、第１実施形態における土砂捕捉柵１を用いた場合の計算結果について図を用いて説明する。

【0033】

図１２（ａ）は、支柱２の高さｈが２．０ｍで、大規模クラスの土石流（土石流水深が２．０ｍ）を想定した場合の土砂捕捉柵１の安定上必要な基礎幅Ｗと斜材４の位置との関係を示すグラフである。図１２（ａ）のグラフは、横軸が支柱２の天端２ｃから斜材４の設置位置４ｂまでの距離を示し、縦軸が安定上必要な基礎幅Ｗを示す。図１２（ａ）のグラフが示すように、斜材４の天端２ｃから設置位置４ｂまでの距離が１．０ｍ程度、つまり支柱２の天端２ｃから中間点２ｄまでの距離の場合では、距離が大きくなるにつれて安定上必要な基礎幅Ｗが顕著に減少するが、斜材４の天端２ｃから設置位置４ｂまでの距離が１．０ｍより大きくなる、つまり支柱２の天端２ｃから中間点２ｄまでの距離より大きい場合では、距離が大きくなるにつれて減少する安定上必要な基礎幅Ｗの減少量が低下する。

【0034】

図１２（ｂ）は、支柱２の高さｈが２．０ｍで、大規模クラスの土石流（土石流水深が２．０ｍ）を想定した場合の土砂捕捉柵１の最大曲げモーメントと斜材の位置との関係を示すグラフである。図１２（ｂ）のグラフは、横軸が支柱２の天端２ｃから斜材４の設置位置４ｂまでの距離を示し、縦軸が最大曲げモーメント（ｋＮ・ｍ）を示す。また、図１２（ｂ）のグラフが示すように、斜材４の天端２ｃから設置位置４ｂまでの距離が１．０ｍより大きくなる、つまり支柱２の天端２ｃから中間点２ｄまでの距離より大きい場合では、距離が大きくなるにつれて最大曲げモーメント（ｋＮ・ｍ）が大きくなり、土砂捕捉柵１の各部材に発生する応力が増加する。

【0035】

図１３は、支柱２の高さｈが２．０ｍで、一般的な土石流（土石流水深が０．６ｍ）を想定した場合の土砂捕捉柵１の安定上必要な基礎幅Ｗと斜材４の位置との関係を示すグラフである。図１３のグラフは、横軸が支柱２の天端２ｃから斜材４の設置位置４ｂまでの距離を示し、縦軸が安定上必要な基礎幅Ｗを示す。図１３のグラフが示すように、斜材４の天端２ｃから設置位置４ｂまでの距離が１．０ｍ程度、つまり支柱２の天端２ｃから中間点２ｄまでの距離の場合では、距離が大きくなるにつれて安定上必要な基礎幅Ｗが減少するが、斜材４の天端２ｃから設置位置４ｂまでの距離が１．０ｍより大きくなる、つまり支柱２の天端２ｃから中間点２ｄまでの距離より大きい場合では、距離が大きくなっても減少する安定上必要な基礎幅Ｗの減少量が著しく低下しほぼ同じ基礎幅Ｗとなる。これは、安定上必要な基礎幅Ｗの限界値となっているため、構造上必要な基礎幅ｄを小さくしても安定上必要な基礎幅Ｗを小さくすることができないからである。

【0036】

上述した計算結果から、斜材４の設置位置４ｂが支柱２の天端２ｃである場合、土砂捕捉柵１にかかる応力が小さくなるが、安定上必要な基礎幅Ｗが大きくなる。また、斜材４の天端２ｃから設置位置４ｂまでの距離が支柱２の天端２ｃから中間点２ｄまでの距離より大きい場合、安定上必要な基礎幅Ｗは小さくなるが、土砂捕捉柵１にかかる応力が大きくなる。このことから、斜材４の設置位置４ｂが中間点２ｄから天端２ｃの間である場合、安定上必要な基礎幅Ｗが小さく、土砂捕捉柵１にかかる応力も小さくなるため、用地が制限される民家裏や高速道路沿い等の場所においても十分な耐力を有する土砂捕捉柵１を設けることができる。

【0037】

次に、土砂捕捉柵１の設置に際し、基礎や非越流部又は渓岸浸食防止は現場打コンクリートを用いるのが一般的であるが、図１４、１５に示すように二次製品であるコンクリートブロック６やかご枠等を含む鋼製枠８を用いることができる。図１４（ａ）は、非越流部又は渓岸浸食防止にコンクリートブロック６を使用した場合の土砂捕捉柵１の例を示す図である。図１４（ｂ）は、基礎の一部と非越流部又は渓岸浸食防止にコンクリートブロック６を使用した場合の土砂捕捉柵１の例を示す図である。図１４（ｃ）は、基礎及び非越流部又は渓岸浸食防止全てにコンクリートブロック６を使用した場合の土砂捕捉柵１の例を示す図である。図１５は、基礎及び非越流部又は渓岸浸食防止全てに鋼製枠８を使用した場合の土砂捕捉柵１の例を示す図である。土砂捕捉柵１に用いる基礎や非越流部は、例えば図１４（ａ）に示すように基礎コンクリート（現場打ち）５に設けられる。また、図１４（ｂ）に示すようにコンクリートブロック５の上に設けた基礎コンクリート（現場打ち）に設けてもよい。さらに、土砂捕捉柵１は、図１４（ｃ）に示すように、基礎コンクリート（現場打ち）５を用いることなく、コンクリートブロック６に設けられてもよい。かかる場合、土砂捕捉柵１は例えばアンカー材７によりコンクリートブロック６に固定されてもよい。また、土砂捕捉柵１は、図１５に示すように、鋼製枠８に埋められることにより設けられてもよい。また、土砂捕捉柵１は、基礎及び非越流部又は渓岸浸食防止として任意の方法で渓流に設けられてもよい。

【0038】

以上、本発明の第１実施形態に係る土砂捕捉柵１について説明をした。本発明の第１実施形態に係る土砂捕捉柵１は、鉛直方向ｚに立設される複数の支柱２と、梁部材３と、斜材４により、土砂捕捉柵１を設置するために必要な基礎幅Ｗが小さくなることから、敷幅が小さく、かつ経済性にも考慮した土砂捕捉柵１を設置することが可能となる。また、本発明の第１実施形態に係る土砂捕捉柵１は、梁部材３等の部材が小さく、各部材を分解して運ぶことが可能であるため、民家裏や高速道路沿い等の用地や資材等の運搬道が制限される場所であっても、資材を運搬し、狭小地で捕捉柵を施工することが可能となる。

【0039】

また、本発明の第１実施形態に係る土砂捕捉柵１は、梁部材３が支柱２における上流側の取付面２ａに当接する当接面３１ａが梁部材３の下流側に設けられる。これにより、取付面２ａと当接面３１ａとを当接し、接合することにより、梁部材３が支持され、梁部材３の上流側にボルトやプレート等の接合部材が露出することがなくなるため、より耐久性に優れた土砂捕捉柵１を設置することが可能となる。

【0040】

また、本発明の第１実施形態に係る土砂捕捉柵１は、支柱２及び斜材４がアンカー材７により固定されてもよい。これにより、土砂捕捉柵１は、基礎コンクリート（現場打ち）５等の土台が無い場合でも、例えばコンクリートブロック６等に設置することが可能となり、より低コストで設置することができる。

【0041】

また、本発明の第１実施形態に係る土砂捕捉柵１は、梁部材３が支柱２の上流側に設けられる。これにより、支柱２へ礫が直撃することを防ぐことが可能となる。

【0042】

また、本発明の第１実施形態に係る土砂捕捉柵１は、間隔ａが最小で０．１ｍとなる複数の梁部材３が支柱２の上流側に設けられる。このため、礫の最小径が０．１５ｍ程度であっても、礫を捕捉することが可能となる。

【0043】

また、本発明の第１実施形態に係る土砂捕捉柵１は、支柱２と梁部材３とがボルト３２と、これを螺着するナット２２により接合される。これにより、梁部材３が損傷した場合であっても、容易に梁部材３を交換することが可能となる。

【0044】

また、本発明の第１実施形態に係る土砂捕捉柵１は、接合部３４の上流側の端面３４ａが、梁部材３の下流側の側面３ａに沿うように形成される。これにより、接合部３４の上流側の端面３４ａと梁部材３の下流側の側面３ａとを当接させ、接合することが可能となるため、接合部３４と梁部材３との接合の強度が上がる。

【0045】

また、本発明の第１実施形態に係る土砂捕捉柵１は、梁部材３が、下流側の側面３ａと取り付け板３１の上流側の主平面３１ｂとの間にボルト３２等の接続部材が露出するように設けられる。これにより、梁部材３の上流側にボルトやプレート等の接合部材が露出することがなくなるため、より耐久性に優れた土砂捕捉柵１を設置することが可能となる。

【0046】

次に、本発明の第２実施形態における土砂捕捉柵１の一例について、図１６を参照しながら説明する。第２実施形態における土砂捕捉柵１は、支柱２に梁部材３を支持させる構造が異なる点で第１実施形態における土砂捕捉柵１と異なる。また、第１実施形態と同様な記載は省略する。

【0047】

図１６（ａ）は、第２実施形態における支柱２と梁部材３との接合部分の一例を示す図である。図１６（ｂ）は、第２実施形態における支柱２と梁部材３との接合部分の平面を示す図であり、図１６（ａ）の平面を示す図である。支柱２は、Ｈ形鋼である場合、支柱２の両端の上流側のフランジ２５ａと下流側のフランジ２５ｂとを貫通するように位置決め材２３が設けられる。位置決め材２３は、例えばナット２６、２７を螺着することにより、支柱２の両端の上流側のフランジ２５ａと下流側のフランジ２５ｂとに接合される。

【0048】

梁部材３は、下流側にガイド材３３が設けられる。ガイド材３３は、梁部材３の下流側に設けられ、位置止め材２３により係止されるように形成される。ガイド材３３は、例えば図１６（ｂ）に示すようなフランジ２５ａを嵌合し、ガイド材３３に係止されるように設けられるＬ字型の形状でもよいが、これに限らず、任意の形状のものを用いてよい。ガイド材３３は、例えば梁部材３の下流側の側面３ａに溶接されることで、梁部材３と接合されてもよい。

【0049】

梁部材３は、図１６（ａ）に示すように、支柱２の位置止め材２３に、梁部材３のガイド材３３を係止させることで、ガイド材３３がフランジ２５ａと嵌合され、支柱２の上流側に支持される。

【0050】

次に、第２実施形態における土砂捕捉柵１の設置工程について図１７を用いて説明する。図１７（ａ）は、第２実施形態における土砂捕捉柵１の設置工程の支柱２と梁部材３とを接合する工程を示す図である。図１７（ｂ）は、第２実施形態における土砂捕捉柵の設置工程の支柱２と梁部材３との接合後を示す図である。梁部材３は、Ｓ３において、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示すように支柱２の天端２ｃからガイド材３３をフランジ２５ａに嵌入することで、支柱２に取り付けられた位置止め材２３に、梁部材３の下流側に設けられたガイド材３３が係止し、支柱２の上流側に梁部材３が支持される。

【0051】

以上、本発明の第２実施形態に係る土砂捕捉柵１について説明をした。本発明の第２実施形態に係る土砂捕捉柵１は、梁部材３の着脱がより容易となる。このため、組み立ての作業効率が向上するとともに、より低コストで土砂捕捉柵１を設置することができる。

【0052】

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0053】

１ 土砂捕捉柵
２ 支柱
２ａ 取付面
２ｂ 下端
２ｃ 天端
２ｄ 中間点
２ｅ 支点
３ 梁部材
３ａ 側面
４ 斜材
４ａ 下端
４ｂ 設置位置
５ 基礎コンクリート（現場打ち）
５ａ 点
５ｂ 点
６ コンクリートブロック
７ アンカー材
８ 鋼製枠
２１ ボルト孔
２２ ナット
２３ 位置止め材
２４ ウェブ
２５ フランジ
２５ａ 上流側のフランジ
２５ｂ 下流側のフランジ
２６ ナット
２７ ナット
３１ 取り付け板
３１ａ 当接面
３１ｂ 主平面
３２ ボルト
３３ ガイド材
３４ 接合部
３４ａ 端面
３５ ボルト孔
４１ ボルト
４２ ナット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】