特開 2024-154050 対土石流構造物

(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】P2024154050

(43)【公開日】2024-10-30

(54)【発明の名称】対土石流構造物

(51)【国際特許分類】

   E02B 7/02 20060101AFI20241023BHJP

【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 2023067651

(22)【出願日】2023-04-18

(71)【出願人】

【識別番号】390029012

【氏名又は名称】株式会社エスイー

(74)【代理人】

【識別番号】100124316

【弁理士】

【氏名又は名称】塩田 康弘

(72)【発明者】

【氏名】堀口 俊行

(72)【発明者】

【氏名】萬▲徳▼ 昌昭

(72)【発明者】

【氏名】木部 洋

(72)【発明者】

【氏名】竹家 宏治

(57)【要約】

【課題】土石流の発生が想定される渓流に発生した場合の土石流を堰き止める上で、構造体が土石から受ける衝撃を緩和させつつ、引張材（ケーブル）を併用する場合の構造体の転倒を防止可能にする。
【解決手段】渓床上に立体的に構築される構造体２と、渓流両岸の地盤と構造体２との間に架設されて両岸側の端部が地盤に定着され、土石流の発生時に土石からの衝撃力を構造体２と共に負担する引張材１５から対土石流構造物１を構成し、渓床３０上に、渓流の幅方向に並列して配置される複数本の下部枠材３と、各下部枠材３の軸方向の上流側及び下流側に接合され、下部枠材３から起立する前方側縦枠材４及び後方側縦枠材５と、渓流の幅方向に隣接する下部枠材３、３間に架設され、両者を互いに連結するつなぎ材６１、６２から構造体２を構成し、引張材１３を構造体２の高さ方向に２段以上、配置する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

土石流の発生が想定される渓流の渓床上に立体的に構築される構造体と、
前記渓流の両岸の地盤と前記構造体との間に架設されて前記両岸側の端部が前記地盤に定着され、前記土石流の発生時に土石からの衝撃力を前記構造体と共に負担する引張材とを備え、
前記構造体は前記渓床上に、前記渓流の幅方向に並列し、前記土石流方向に沿って配置される複数本の下部枠材と、この各下部枠材の軸方向の上流側及び下流側に接合され、前記下部枠材から起立する前方側縦枠材及び後方側縦枠材と、少なくとも前記渓流の幅方向に隣接する前記下部枠材間に架設され、前記両下部枠材を互いに連結するつなぎ材とを備え、
前記引張材は前記構造体の高さ方向に２段以上、配置されていることを特徴とする対土石流構造物。

【請求項2】

前記２段以上、配置された前記引張材の前記構造体側の端部は前記構造体に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の対土石流構造物。

【請求項3】

前記２段以上の内、上段側の前記引張材は前記構造体の上部に接続され、下段側の前記引張材は前記構造体の下部に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の対土石流構造物。

【請求項4】

前記２段以上、配置された前記引張材は前記構造体の上流側で交差するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の対土石流構造物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は土石流の発生が想定される渓流に、発生した場合の土石流を堰き止める目的で設置される対土石流構造物に関するものである。

【背景技術】

【0002】

渓流に土石流を堰き止める目的で設置（構築）される構造物として、両端部が渓岸に定着されたケーブル（引張材）とケーブルに接続された網（ネット）を基本構造にする形態（特許文献１～４参照）がある。他に、渓床上に両渓岸間に跨るように立体的に組み立てられる骨組材からなる構造体とその上流側か下流側に張られる網を基本構造にする形態（特許文献５～７参照）がある。構造体にはケーブルが併用されることもある（特許文献５）。この他、ケーブルや網が併用されない構造体のみの構造物の例もある（特許文献８、９参照）。

【0003】

前者の構造では、網が土石を受け止めたときの衝撃（運動エネルギ）をケーブル本体とその端部の定着部が主に引張力として負担するため、土石を受け止める能力は構造体が併用される後者の構造より低い。この場合、能力を超える程の衝撃を与える土石を受け止めたときにケーブルと定着部のいずれかが破断する可能性がある。

【0004】

後者の構造体は基本的に土石流の流れの方向に並列する柱等の縦部材と、渓流の幅方向に隣接する縦部材をつなぐ横部材から組み立てられ、網は渓流の幅方向に張られるため、網が土石を受け止めたときの衝撃を構造体が負担することになる。

【0005】

後者の構造の内、縦部材の脚部が渓床上等に単純に載置される場合（特許文献７）には、土石流の流れの方向に並列する縦部材間につなぎ材が架設されたとしても、渓流の幅方向に隣接する縦部材の下端部同士が連結されていなければ、渓流の幅方向に配列する各縦部材の下端部が衝撃時に独立して渓床上を滑動する可能性がある。結果として、構造体としての本来の形態を維持できなくなる可能性がある。構造体が形態を維持できなくなれば、形態の喪失箇所から崩壊が始まる可能性がある。

【0006】

縦部材の脚部（下端部）がコンクリート等の基礎中に定着される場合（特許文献５、６、８、９）には、載置の場合より構造体全体では形態の安定性は高い。但し、各縦部材等が土石から直接、または網を通じて衝撃を受けるときに、各縦部材等は移動（滑動）を拘束されていることで、滑動可能な場合より衝撃を受け易く、衝撃による損傷が大きくなり易い。このため、縦部材等が損傷する可能性が高く、損傷に起因して構造体の形態が損なわれる可能性がある。

【0007】

土石流方向に並列する縦部材同士をその方向に架設される横部材で接続し、並列する縦部材を拘束した場合でも（特許文献６の図７、図８）、構造的には各縦部材を基礎に定着させることに変わりがないため、縦部材等が損傷する可能性が高い。

【0008】

構造体とケーブルが併用される形態の場合（特許文献５）には、理論上、衝撃を構造体とケーブルが分担することができることで、構造体かケーブルの単体の場合より衝撃時の損傷の可能性は低下し易いため、他の例より相対的に形態維持能力を高めることは可能であると考えられる。但し、特許文献５では、縦部材が独立してコンクリート基礎に定着（拘束）されているため、拘束の状況下では上記のように各縦部材が土石を受け止めたときの衝撃が大きくなり易く、損傷を受ける可能性が高い。

【0009】

そこで、特許文献５における構造体をコンクリート基礎に定着させない構造にすれば、構造体が受ける損傷を軽減することができるようにも思える。但し、構造体をコンクリート基礎上に単純に載置しただけでは、図１８－（ａ）に示すように衝撃力（水平力）Ｈを受けて構造体が下流側の下方回りに転倒する可能性がある。

【0010】

これに対し、例えば図１８－（ｂ）、（ｃ）に示すように構造体にケーブルを接続し、ケーブルの上流側を渓流の両岸に定着させる方法が考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】実開平３－３６０２１号公報（請求項１、公報第６頁第２０行～第１３頁第１０行、第１図～第１３図）

【特許文献2】特開平９－２７３１３７号公報（請求項１、段落０００８～００３２、図１～図５）

【特許文献3】特開平１０－６０８６６号公報（請求項１、段落００１５～００３２、図１～図４）

【特許文献4】特開２００９－５２２１５号公報（請求項１、段落００４８～００７３、図１～図１０）

【特許文献5】特公昭５８－５１５６８号公報（公報第３欄第４２行～第５欄第１２行、第４図～第６図）

【特許文献6】特開２０１７－１４１５６８号公報（段落００２２～００３０、図１～図８）

【特許文献7】特開２０２１－２８４４５号公報（段落００１３～００３０、図１～図１３）

【特許文献8】特開２００７－１７７４６７号公報（段落００１３～００３９、図１～図８）

【特許文献9】特開２０２２－３９６５１号公報（段落００２２～００３９、図２、図３、図７～図１５）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

しかしながら、衝撃力Ｈがケーブルの構造体との接続点より下方に作用すれば、図１８－（ｂ）に示すように構造体がケーブルの接続点を中心として回転しようとする結果、下流側の下方側が浮き上がろうとする。一方、衝撃力Ｈがケーブルと構造体との接続点より上方に作用すれば、（ｃ）に示すように構造体がケーブルの接続点を中心として回転しようとする結果、上流側の下方側が浮き上がろうとする。

【0013】

本発明は上記背景より、構造体が土石から受ける衝撃を緩和させつつ、引張材（ケーブル）を併用する場合の構造体の転倒を防止可能な構造の対土石流構造物を提案するものである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

請求項１に記載の発明の対土石流構造物は、土石流の発生が想定される渓流の渓床上に立体的に構築される構造体と、少なくとも前記渓流の両岸の地盤と前記構造体との間に架設されて前記両岸側の端部が前記地盤に定着され、前記土石流の発生時に土石からの衝撃力を前記構造体と共に負担する引張材とを備え、
前記構造体が、前記渓床上に、前記渓流の幅方向に並列し、前記土石流方向に沿って配置される複数本の下部枠材と、この各下部枠材の軸方向の上流側及び下流側に接合され、前記下部枠材から起立する前方側縦枠材及び後方側縦枠材と、少なくとも前記渓流の幅方向に隣接する前記下部枠材間に架設され、前記両下部枠材を互いに連結するつなぎ材とを備え、
前記引張材が前記構造体の高さ方向に２段以上、配置されていることを構成要件とする。

【0015】

「渓床上に構築される構造体」とは、渓床３０上に直接、構造体２が構築される場合と、図１に示すように渓床３０上に構築、もしくは設置される基礎２Ｂ上に構造体２が構築され、渓床３０上に間接的に構造体２が構築される場合を含む。基礎２Ｂは、渓床３０の不陸を均すために渓床３０上に構築される均しコンクリートや類似のコンクリート造の底版等の他、厚さの大きいコンクリート基礎を含む。基礎２Ｂは主に上面が（天端面）が実質的に平坦で、全体的に平板状に構築される。「構築」は一部が予め組み立てられている場合を含む。

【0016】

「立体的に構築される構造体」とは、構造体２全体が渓流の幅方向に長さを持つと同時に、想定される土石の規模に応じた高さを持ちながら、土石流方向に厚さ（奥行）を有するように構築されることを言う。構造体２は基本的に、渓流の幅方向には実質的に渓流、あるいは渓床３０の全幅に亘る長さを持ち、想定される最大の土石を受け止め可能な高さを持つ。詳しくは図１等に示すように構造体構成材である前方側縦枠材４と後方側縦枠材５の少なくともいずれか長い側の長さの鉛直距離が構造体２の高さになり、土石流方向を向いて配置される下部枠材３の長さが構造体２の厚さになる。

【0017】

「少なくとも渓流の両岸の地盤と構造体との間に架設される引張材」とは、引張材１５が少なくとも渓流両岸の地盤と構造体２との間に架設されることを言い、引張材１５が図１６に示すように構造体２を経由して両岸の地盤間に架設されることを含む。後者の場合、構造体２の区間に位置する引張材１５は構造体２には主に接触することになる。

【0018】

「両岸側の端部が地盤に定着される引張材」とは、図１に示すように引張材１５の両岸側の端部が渓岸の地盤中に、引張材１５が負担する引張力を地盤に伝達し得る程度に定着されることを言う。具体的には図１５に示すように渓岸の地盤中に形成される削孔２２中に引張材１５の端部定着部であるアンカー体１８が挿入され、削孔２２中に充填されるグラウト材２３中に埋設され、定着されることで、引張材１５が地盤に固定された状態を永続的に維持することを言う。引張材１５にはＰＣ鋼材、繊維強化プラスチック等、引張力の導入が可能な材料が使用される。渓流の両岸は渓岸である。

【0019】

引張材１５の構造体２側の端部は構造体２のいずれかの部分に接続（定着）される場合もあるが（請求項２）、図１６、図１７に示すように引張材１５の長さ方向の両端部が渓流の両岸に定着されながら、上記のように中間部が構造体２のいずれかの部分の下流側に接触する場合もある。後者の場合、引張材１５は構造体２に、渓流の下流側で接触しながら、渓流の幅方向に架設され、両端部において渓岸に定着されることで、構造体２が土石から受ける衝撃力を構造体２と共に分担し、渓岸の地盤に伝達する状態になる。

【0020】

「土石流の発生時に土石からの衝撃力を構造体と共に負担する引張材」とは、引張材１５が土石からの衝撃力を構造体２と共に分担することを言う。引張材１５は両岸側の端部が地盤に定着される一方、構造体２側の端部が構造体２に接続されるか、構造体２に接触することで、構造体２が土石から受ける衝撃力を構造体２と共に分担し、渓岸の地盤に伝達する状態になる。引張材１５は構造体２から伝達される衝撃力を引張力として負担する。

【0021】

特に引張材１５の中間部が構造体２に接触する場合に、構造体２が基礎２Ｂ上に設置される場合には、引張材１５は構造体２を構成する下部枠材３の、基礎２Ｂ上での相対移動を許容しながら、構造体２に対して渓流の幅方向に相対移動自在に構造体２のいずれかの部分の下流側に接触することで、構造体２が負担する衝撃力の一部を負担する状態になる。引張材１５は例えば後方側縦枠材５等に接触する。下部枠材３の相対移動は構造体２の基礎２Ｂに対する相対移動である。

【0022】

引張材１５が構造体２に接続される場合も、構造体２に接触する場合も、構造体２が渓床３０か基礎２Ｂに対して相対移動を生じようとするときから構造体２が負担した荷重の一部を分担する状態にある。引張材１５が負担する分だけ、構造体２が負担すべき荷重（衝撃力）が軽減されるため、構造体２が土石から受ける損傷が緩和される。

【0023】

引張材１５が構造体２に接触する場合には、引張材１５が構造体２に接触し、構造体２の例えば基礎２Ｂ上での相対移動を許容することで、構造体２が基礎２Ｂ上を土石流の下流側へ滑動（相対移動）しようとしたときに、引張材１５は平常時より大きい引張力を負担する。この平常時の引張力を超える引張力が、構造体２が土石から受ける、静止状態を維持できなくなった分の荷重（衝撃力）に相当する。引張材１５は平常時に引張力を負担していないこともある。

【0024】

構造体２が土石から衝撃力を受けたときに基礎２Ｂ上を滑動できることは、構造体２が土石から一定の大きさを超える衝撃力を受け続けることなく、滑動する分の衝撃力を引張材１５に流すことである。このことは、構造体２が破壊に至る程の衝撃力を受けずに、引張材１５に負担させることでもある。

【0025】

また構造体２が基礎２Ｂ上を滑動できることは、土石による衝撃時に土石が有していた運動エネルギを、構造体２の滑動時に基礎２Ｂとの間に生じる摩擦による熱エネルギに変換できることである。従って構造体２は土石の有する運動エネルギを熱エネルギとして消費することができるため、基礎２Ｂ上で拘束（固定）された状態にある場合との対比では、衝撃力による損傷が緩和されることになる。基礎２Ｂとの間の摩擦は下部枠材３との間に生じる。

【0026】

「渓床上に、渓流の幅方向に並列し、土石流方向に沿って配置される複数本の下部枠材」とは、渓流の幅方向に並列する複数本の下部枠材３が渓床３０上に、軸方向を土石流方向に沿う方向に向けて配置されることを言う。「土石流方向に沿って」とは、基本的には「（下部枠材の）軸方向が土石流方向を向いて」の意味であるが、必ずしも軸方向が土石流方向に合致している必要はない。構造体２は渓床３０上に直接、もしくは渓床３０上の基礎２Ｂを介して間接的に設置されるため、下部枠材３は渓床３０上、または基礎２Ｂ上に直接、もしくは間接的に配置（載置）される。下部枠材３は渓床３０上、または基礎２Ｂ上に単純に載置される場合と、何らかの支承材を介して載置される場合がある。

【0027】

引張材１５が構造体２に接触する場合には、下部枠材３が渓床３０上で軸方向を土石流方向に沿う方向に向けて配置されることで、構造体２は土石から衝撃力を受けたときに、土石流の方向である下部枠材３の軸方向に力（荷重）を受け、下部枠材３が渓床３０に軸方向に相対移動自在に接触することと併せ、上記の通り、衝撃力の程度によっては下部枠材３の軸方向に滑動し得ることになる。

【0028】

「各下部枠材の軸方向の上流側及び下流側に接合され、下部枠材から起立する前方側縦枠材及び後方側縦枠材」とは、下部枠材３の上流側の端部、または端部寄りの位置に、上方へ向かって前方側縦部材４が接合され、下部枠材３の下流側の端部、または端部寄りの位置に上方側へ向かって後方側縦部材５が接合されることを言う。「上方側」は必ずしも鉛直方向の上方側とは限らない。前方側縦部材４と後方側縦部材５は図１に示すように互いに直接、接合されるか、両者間に補助材が架設されることで間接的に接合される。

【0029】

前方側縦部材４と後方側縦部材５は互いに直接、もしくは間接的に接合されることで、図４に示すように下部枠材３と共に、平面トラス、または平面トラスに近い構造の単位フレーム２Ａを形成し、単位フレーム２Ａ単位で土石流方向の外力（衝撃力）に対する一定の形態維持能力（剛性）を確保する。構造体２はこの下部枠材３単位で成立する単位フレーム２Ａを渓流の幅方向に架設されるつなぎ材６１、６２で連結した構造になる。

【0030】

「少なくとも渓流の幅方向に隣接する下部枠材間に架設され、両下部枠材を互いに連結するつなぎ材」とは、少なくとも渓流の幅方向に隣接する下部枠材３、３の上流側間と下流側間にそれぞれ前方側つなぎ材６１と後方側つなぎ材６２が架設されることを言う。前方側つなぎ材６１と後方側つなぎ材６２は下部枠材３、３間に加え、渓流の幅方向に隣接する前方側縦枠材４、４の上部間、または図１、図４に示すように単位フレーム２Ａの下流側に位置する支持材７、７の上部間に架設されることもある。つなぎ材６１、６２は隣接する下部枠材３、３間単位で架設される場合と、全下部枠材３、３間に跨るように架設される場合がある。

【0031】

「引張材１５は構造体２の高さ方向に２段以上、配置され」とは、構造体２を渓流の幅方向に見たときに、２本以上の引張材１５、１５が重なるようにではなく、図１９～図２１に示すように段差を付けて配置されることを言う。２本以上の引張材が２段以上に配置されることで（請求項１）、土石流の衝撃力（水平力）の作用位置に変化があった場合にも、構造体２の転倒を防止することが可能になる。

【0032】

例えば前記したように１本の引張材（ケーブル）１５を図１８－（ｂ）、（ｃ）に示すように構造体２の下流側の高さ方向中間部に接続した場合に、（ｂ）に示すように衝撃力Ｈが構造体２の下方寄りに作用したときには、構造体２の下方側がモーメントＨ・ｈにより引張材１５との接続点の回りに下流側に回転しようとする。（ｃ）に示すように衝撃力Ｈが構造体２の上方寄りに作用したときには、構造体２の上方側が同じくモーメントＨ・ｈにより引張材１５との接続点の回りに下流側に回転しようとする。

【0033】

これに対し、本発明では２段以上、配置された引張材１５、１５の構造体２側の端部を構造体２に接続すれば（請求項２）、構造体２に作用する衝撃力Ｈを引張材１５に直接、負担させることができるため、構造体２を転倒させようとする衝撃力Ｈに引張材１５を直接、抵抗させることが可能になる。

【0034】

図１９－（ａ）に示すように衝撃力Ｈが構造体２の下方寄り（Ａの位置）に作用したときには、下段側の引張材１５が構造体２の下方側の下流側への回転を阻止し、（ｂ）に示すように衝撃力Ｈが構造体２の上方寄り（Ｂの位置）に作用したときには、上段側の引張材１５が構造体２の上方側の下流側への回転を阻止する。従って２段の引張材１５、１５の構造体２への接続位置の範囲内のいずれの位置に衝撃力Ｈが作用しても、構造体２が転倒することは回避される。図１９では２本の引張材１５、１５を構造体２の下流側に接続した場合を示している。

【0035】

衝撃力Ｈは構造体２の全高の内、いずれかの位置に作用することが想定されるため、特に２段以上の内、上段側の引張材１５を構造体２の上部に接続し、下段側の引張材１５を構造体２の下部に接続しておけば（請求項３）、構造体２の全高内のいずれの高さに衝撃力Ｈが作用しても、構造体２の転倒を阻止することが可能になる。引張材１５が３段以上、配置される場合には、上段側に２本以上、または下段側に２本以上、配置される他、３段以上に分散して配置される。

【0036】

また衝撃力Ｈが構造体２に生じさせる転倒モーメントに対し、引張材１５が発揮する抵抗力による抵抗モーメントは、転倒モーメント（抵抗モーメント）の回転中心からの距離が大きい程、大きく、効果的に発揮されるから、上段側の引張材１５は構造体２の上部に接続され、下段側の引張材１５は構造体２の下部に接続されることが合理的である（請求項３）。

【0037】

図１９中、（ａ）に示すように土石流による衝撃力ＨがＡの位置に作用したとき、構造体２は下段側の引張材１５の地盤への定着位置を回転中心とし、下部側が下流側へ回転しようとするモーメントＨ・ｈ’を受けるが、下段側の引張材１５に生じる引張力の水平成分Ｔ１に下段側の引張材１５の定着位置からの鉛直距離ｈを掛けた分のモーメントＴ１・ｈが抵抗する。なお、下段側の引張材１５に生じる引張力の鉛直成分が衝撃力Ｈによるモーメントに加算されるように見えるが、実際の鉛直成分は小さいため、水平成分による抵抗モーメントに影響することはない。

【0038】

図１９－（ｂ）に示すように衝撃力ＨがＢの位置に作用したときには、構造体２は下流側の下端位置を回転中心とし、上部側が下流側へ回転しようとするモーメントＨ・ｈ”を受けるが、上段側の引張材１５に生じる引張力Ｔ２に構造体２の下端位置からの鉛直距離ｈを掛けた分のモーメントＴ２・ｈが抵抗するため、構造体２の転倒を効果的に阻止することが可能である。

【0039】

更に、２段以上、配置された引張材（ケーブル）１５、１５を図２１に示すように構造体２の上流側で交差するように配置すれば（請求項４）、２段以上の引張材１５、１５の渓流両岸寄りの端部を１個の定着材（アンカー定着材１９）に接続することができるため、２段以上の引張材１５、１５の地盤側への定着構造が簡素化されると共に、定着作業が単純化され、作業性が向上する。

【0040】

構造体２を渓流の幅方向に見たとき、例えば図２０－（ａ）に示すように２段以上の引張材１５、１５を平行に配置するとすれば、両岸の地盤の状態から、（ｂ）、（ｃ）に示すように引張材１５の端部は渓流の流れの方向に距離を置き、平面上は流れの方向に対して異なる角度θ１、θ２で定着されるため、各岸に付き、２本以上の引張材１５を個別に地盤に定着する必要がある。

【0041】

これに対し、２段以上の引張材１５、１５を渓床３０上の構造体２の上流側で交差するように配置すれば（請求項４）、図２１－（ａ）～（ｃ）に示すように各岸に配置される２本以上の引張材１５を平面上、重なるように同一角度θ１で配置することができる上、各引張材１５の構造体２への接続（定着）位置と、地盤への定着位置までの距離を実質的に等しくすることができる。

【0042】

この結果、２本以上の引張材１５、１５の渓流の両岸寄りの端部を１個の定着材（アンカー定着材１９）に接続し、この定着材に、渓流の両岸の地盤中に定着されるアンカー体１８を接続することができるため、２段以上の引張材１５、１５の地盤側への定着構造が簡素化され、定着作業が単純化され、作業性が向上する。

【0043】

また２段以上の引張材１５、１５が交差する場合、２本以上の引張材１５、１５の地盤と構造体２への定着間距離をほぼ等しくすることも可能であり、その場合には、２本以上の引張材１５、１５に作用する張力を均等にすることができるため、２本以上の引張材１５、１５に同等か等しい強度の材料を使用することができ、引張材１５、１５の設計と製作も単純化される。

【発明の効果】

【0044】

渓床上に立体的に構築される構造体の高さ方向に引張材を２段以上、配置するため、衝撃力が構造体の下方寄りに作用したときには、下段側の引張材が衝撃力に抵抗することができ、上方寄りに作用したときには、上段側の引張材が衝撃力に抵抗することができる。従っていずれの高さに衝撃力が作用しても、構造体が転倒することを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0045】

【図1】渓床上の基礎上に構築された構造体の構成例と、構造体に接続された場合の引張材の関係を示した、構造体を渓流の幅方向に見た側面図である。

【図2】（ａ）は図１の平面図、（ｂ）は図１のａ－ａ線の断面図である。

【図3】（ａ）は図１のｂ－ｂ線矢視図、（ｂ）は図１のｃ－ｃ線矢視図である。

【図4】（ａ）は図２－（ａ）のｄ－ｄ線の断面図である。

【図5】（ａ）は単位フレームの下側の構成例を示した側面図、（ｂ）は単位フレームの上側の構成例を示した側面図である。

【図6】（ａ）は隣接する単位フレームの下部間に架設された水平ブレースの架設状態を示した平面図、（ｂ）は隣接する単位フレームの上部間に架設された水平ブレースの架設状態を示した平面図である。

【図7】（ａ）は横架材を構成する連結材に中間材を接合した場合の両者の組み合わせ例を示した平面図、（ｂ）は（ａ）のｘ－ｘ線断面図である。

【図8】横架材を構成する連結材に中間材を軸方向に相対移動自在に組み合わせた場合の両者の組み合わせ例を示した平面図である。

【図9】（ａ）は側方材の形成例を示した平面図、（ｂ）は（ａ）のｘ－ｘ線端面図、（ｃ）は（ａ）のｙ－ｙ線矢視図である。

【図10】側方材が接合される構造体の軸方向両側の横架材と上部枠材、及び後方側つなぎ材がラーメン構造を構成した様子を示した平面図である。

【図11】（ａ）は引張材の端部と、これに接続される端部定着部であるアンカー体との接続部の構成例を示した立面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。

【図12】（ａ）は図１１に示す引張材の端部が接続される接続材の形成例を示した縦断面図、（ｂ）は（ａ）のｘ－ｘ線矢視図、（ｃ）は（ａ）のｙ－ｙ線断面図である。

【図13】（ａ）は図１１に示すアンカー体の頭部が定着されるアンカー定着材の形成例を示した縦断面図、（ｂ）は（ａ）のｘ－ｘ線断面図、（ｃ）は（ａ）のｙ－ｙ線断面図である。

【図14】（ａ）は図１１に示す引張材と構造体との接続例を示した立面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。

【図15】アンカー体の本体全体の構成例を示した断面図である。

【図16】引張材の中間部が構造体に接触しながら、長さ方向両側の端部が渓流の両岸（渓岸）に定着される場合の引張材の架設状態を示した平面図である。

【図17】図１６に示す引張材の架設状態の具体例を示した平面図である。

【図18】（ａ）は構造体をコンクリート基礎に定着させない場合に構造体に衝撃力が作用したときの状況を模式的に示した側面図、（ｂ）は１本のケーブルを構造体に接続した場合に、ケーブルの構造体への接続点より下方に衝撃力が作用したときの状況を模式的に示した側面図、（ｃ）は１本のケーブルを構造体に接続した場合に、ケーブルの構造体への接続点より上方に衝撃力が作用したときの状況を模式的に示した側面図である。

【図19】（ａ）は２本の引張材（ケーブル）を構造体の下流側の上部と下部に接続した場合に、構造体の下方寄りに衝撃力が作用したときのモーメントと反力の様子を示した側面図、（ｂ）は構造体の上方寄りに衝撃力が作用したときのモーメントと反力の様子を示した側面図である。

【図20】（ａ）は上下２段の引張材が側面図上、平行に配置された場合の状況を示した側面図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は（ａ）の正面図である。

【図21】（ａ）は上下２段の引張材が側面図上、構造体の上流側で交差するように配置された場合の状況を示した側面図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は（ａ）の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0046】

図１～図４は土石流の発生が想定される渓流の渓床３０上に立体的に構築される構造体２と、少なくとも渓流の両岸の地盤と構造体２との間に架設されて両岸側の端部が地盤に定着され、土石流の発生時に土石からの衝撃力を構造体２と共に負担する引張材１５とを備えた対土石流構造物１の構成例を示す。構造体２の構成材には主に鋼材が使用されるが、プレキャストコンクリート部材が使用されることもある他、構造体２が鉄筋コンクリート造で、または鋼材との合成構造で構築されることもある。

【0047】

構造体２は渓床３０上に直接、構築される場合もあるが、基本的には渓床３０上に構築される平板状の均しコンクリート等の、構造体２を渓床３０上に実質的に渓床３０に沿って設置（構築）するための基礎２Ｂ上に構築される。以下では構造体２が基礎２Ｂ上に構築される場合の例を説明する。基礎２Ｂは天端面が水平面をなすように構築される場合もあり、その場合、構造体２は水平面上に構築される。

【0048】

構造体２は図１、図２－（ｂ）に示すように基礎２Ｂ上に、渓流の幅方向に並列し、軸方向が土石流方向に沿って配置される複数本の下部枠材３と、各下部枠材３の軸方向両端部、または両端部寄りの位置に接合され、下部枠材３から起立する前方側縦枠材４及び後方側縦枠材５からなる図４に示す単位フレーム２Ａを基本の要素として備える。「渓流の幅方向」は構造体２の軸方向（長さ方向）である。構造体２は渓流の幅方向に配列する複数の単位フレーム２Ａ、２Ａ間に下記のつなぎ材６１、６２が架設されることにより構成される。

【0049】

後方側縦枠材５は前方側縦枠材４と構造体２の幅方向に対向して対になり、図示の例では、前方側縦枠材４の控え材のように配置されている。「構造体２の幅方向」は渓流の流れの方向を指す。図面では下部枠材３の下流側の端部、またはその上に接合されたつなぎ材６２の上に、構造体２の幅方向に前方側縦枠材４と対向する支持材７を接合して起立させ、この支持材７の上部に、下部枠材３と高さ方向に対になる上部枠材８を前方側縦枠材４の下流側との間に架設し、支持材７と前方側縦枠材４に接合している。図面では構造体２の構成材がＨ形鋼等の鋼材である場合の例を示しているが、鋼材の場合の種類は問われない。

【0050】

図面では構造体２の上流側に前方側縦枠材４が配置されていることから、構造体２の下部側で渓流の幅方向に隣接する下部枠材３、３の上流側間に、図２－（ｂ）、図５－（ａ）に示すように両下部枠材３、３を渓流の幅方向に互いに連結する前方側つなぎ材６１が架設され、双方に接合される。併せて隣接する下部枠材３、３の下流側間に、両下部枠材３、３を渓流の幅方向に互いに連結する後方側つなぎ材６２が架設され、双方に接合される。

【0051】

また構造体２の前方側縦枠材４と下流側の支持材７との間に上部枠材８が架設されていることから、図２－（ａ）、図５－（ｂ）に示すように隣接する上部枠材８、８間の上流側間に前方側つなぎ材６が架設され、双方に接合される。併せて支持材７、７の上部間に後方側つなぎ材６２が架設され、双方に接合される。

【0052】

整理すれば、前方側つなぎ材６１は図１、図２－（ａ）、（ｂ）に示すように隣接する単位フレーム２Ａ、２Ａの下部枠材３、３の上流側間と、上部枠材８、８の上流側間に架設され、後方側つなぎ材６２は隣接する下部枠材３、３の下流側間と、上部枠材８、８の下流側間に架設される。

【0053】

隣接する単位フレーム２Ａ、２Ａ間には、両単位フレーム２Ａ、２Ａ間の２方向の水平剛性を確保するための水平ブレース９が交差して架設される。水平ブレース９は図２、図６に示すように構造体２の下部と上部のそれぞれに配置される。

【0054】

下部側では図６－（ａ）に示すように隣接する下部枠材３、３の内の一方の上流側端部と他方の下流側端部との間に交差して架設され、両端部がそれぞれの下部枠材３、３に接合される。上部側では図６－（ｂ）に示すように隣接する上部枠材８、８の内の一方の上流側端部と他方の下流側端部との間に交差して架設され、両端部がそれぞれの上部枠材８、８に接合される。水平ブレース９は構造体２の幅方向と長さ方向の剛性を確保する。

【0055】

隣接する単位フレーム２Ａ、２Ａの前方側縦枠材４、４間の上流側には図１～図３に示すように土石を直接、堰き止める横架材１０が高さ方向に並列して架設され、両前方側縦枠材４、４に接合される。図面では渓床３０の水平面に対する傾斜に拘わらず、横架材１０と後述の側方材１４の軸線を水平になるように配置しているが、横架材１０等の軸線の方向は必ずしも水平方向である必要はない。高さ方向に並列する横架材１０は前方側縦枠材４の軸線の鉛直方向に対する傾斜に従い、前方側縦枠材４の下方から上方へ向け、上流側から下流側へ後退するように配列する。

【0056】

図面ではまた、前方側縦枠材４の上流側の表面から上流側に距離を置いた位置に横架材１０を配置できるよう、各前方側縦枠材４の上流側に、横架材１０の断面形状に適した形状のブラケット１１を突設し、隣接するブラケット１１、１１間に横架材１０を架設し、ブラケット１１、１１に接合等している。また横架材１０に鋼管を使用していることに伴い、ブラケット１１を、横架材１０が挿通する開口を有する形状に形成している。

【0057】

横架材１０は一定規模より小さい大きさの礫を通過させ、一定規模以上の大きさの礫を堰き止めるために、前方側縦枠材４の軸方向に適度な間隔を置いて配列する。図面では構造体２の上流側に配置された横架材１０の軸方向両側に、横架材１０が堰き止めた土石の、構造体２の軸方向両側からの流出を阻止するための側方材１４を接合し、横架材１０に一体化させている。横架材１０と側方材１４は土石流と共に流下する流木を堰き止めることもある。横架材１０と側方材１４には、土石の衝突による衝撃力に対して変形しにくい鋼管を使用しているが、これらの構成材の形状は問われない。

【0058】

横架材１０は具体的には図７に示すように前方側縦枠材４の上流側に接合されるブラケット１１の片面に溶接等により接合される鋼管等の連結材１２と、構造体２の軸方向に隣接するブラケット１１、１１の連結材１２、１２間に架設される鋼管等の中間材１３から構成される。側方材１４も図９に示すようにブラケット１１の片面に接合された連結材１２とこれに一体的に接合等される中間材１２としての鋼管から構成される。

【0059】

ブラケット１１は前方側縦枠材４側の端部において前方側縦枠材４の上流側の面にボルト等により接合される。構造体２の軸方向に隣接する横架材１０、１０は軸方向に突き合わせられるそれぞれのブラケット１１、１１が直接、もしくは間接的に重なり、ボルトや溶接等により接合される。

【0060】

中間材１３は図７に示すように連結材１２に溶接等により接合される場合と、図８に示すように軸方向に相対移動自在に組み合わせられる場合がある。後者の場合、隣接する横架材１０、１０間で、土石流による衝撃力に起因する軸方向引張力と圧縮力が伝達されないため、いずれかの連結材１２と中間材１３に応力集中が生じることによる破損が回避され易くなる。また連結材１２と中間材１３が軸方向に相対移動であることで、現場での組み立て時に生じ得る施工誤差を吸収することも可能である。

【0061】

図９は構造体２の軸方向の端部に配置される横架材１０に接合される側方材１４の構成例を示す。この例では側方材１４を構成する連結材１２に中間材１３を溶接により一体化させている。連結材１２が一体化したブラケット１１はそれに隣接する横架材１０のブラケット１１に互いに接合される。この関係で、側方材１４が土石流を受け止めたときに、互いに接合されている側方材１４のブラケット１１と横架材１０のブラケット１１には図１０に示すように側方材１４を構造体２の軸方向外側で、下流側へ回転させようとする回転モーメントが作用する。

【0062】

この回転モーメントに抵抗させる目的で、図面では図１０に示すように構造体２の軸方向両側に位置する横架材１０の中間材（鋼管）１３をその軸方向両側の連結材１２、１２に剛に接合している。同時に、構造体２の軸方向両側の横架材１０を支持している、構造体２の軸方向両側に位置する前方側縦枠材４、４と上部枠材８、８同士、及びこの両上部枠材８、８間に架設された後方側つなぎ材６２と両上部枠材８、８同士を剛に接合し、これらの四辺形を構成する各部材がラーメン構造を構成するようにしている。

【0063】

図１１は図１に示すように構造体２に高さ方向に２段以上、配置された引張材１５、１５が構造体２の上流側で交差するように配置された場合の、２本の引張材１５、１５の渓流両岸の端部と、この端部に接続され、渓流両岸の地盤に定着される端部定着部であるアンカー体１８との接続例を示す。

【0064】

アンカー体１８は地盤に定着（固定）されるため、引張材１５の端部はアンカー体１８の地上に露出する頭部１８ａに接続されることで、地盤に間接的に定着（固定）された状態になる。図１１は２本の引張材１５、１５の端部が後述のアンカー定着材１９に接続されながら、アンカー定着材１９に図１５に示すアンカー体１８の頭部１８ａが定着され、引張材１５とアンカー体１８が連結されている様子を示している。

【0065】

図１１に示す例では各引張材１５の端部に、表面に雄ねじが切られたスリーブ１５ａを一体的に接続すると共に、スリーブ１５ａを図１２に示す接続材１７に接続しながら、アンカー体１８の頭部１８ａに接続される図１３に示すアンカー定着材１９に接続材１７を接続している。

【0066】

引張材１５の端部であるスリーブ１５ａには、接続材１７に定着されるための定着材１６が一体的に接続される。引張材１５の端部は図１１に示すように定着材１６が接続材１７に構造体２（引張材１５の本体）側に係止した状態で、スリーブ１５ａの外周に螺合するナット等の定着具１５ｂが緊結されることで、接続材１７に定着される。

【0067】

接続材１７は図１２に示すようにアンカー定着材１９に接続される接続板１７ａ、１７ａと、これに一体化し、引張材１５に接続された定着材１６が構造体２側に係止する定着板１７ｂを有する。定着板１７ｂに、引張材１５端部のスリーブ１５ａに固定された定着材１６が係止した状態で定着具１５ｂで定着される。

【0068】

接続板１７ａ、１７ａは２本の引張材１５、１５からの引張力を負担しながら、安定して引張材１５の接続状態を維持するよう、引張材１５の径方向に並列し、接続板１７ａ、１７ａ間に、スリーブ１５ａが定着される定着板１７ｂが跨設される。

【0069】

アンカー定着材１９は図１３に示すようにアンカー体１８の頭部１８ａがナット等の定着具１８ｂ等により定着される定着板１９ａと、定着板１９ａから接続材１７側へ張り出して定着板１９ａに一体化する接続板１９ｂ、１９ｂを有する。接続板１９ｂ、１９ｂに接続材１７の接続板１７ａがいずれかの方向の軸回りに、または任意の軸回りに回転自在に接続される。

【0070】

接続板１９ｂ、１９ｂも、引張材１５からの引張力とアンカー体１８からの引張力を負担しながら、安定して引張材１５とアンカー体１８の接続状態を維持できるよう、接続材１７と同様に、接続材１７の幅方向に、あるいは引張材１５、またはアンカー体１８の径方向に並列する。

【0071】

アンカー定着材１９の接続板１９ｂ、１９ｂ間に、引張材１５のスリーブ１５ａが接続された接続材１７の接続板１７ａを相対的に回転自在に連結する支持軸１９ｃが跨設される。各引張材１５端部が定着された接続材１７は図１１に示すように接続板１７ａ、１７ａにおいて、接続板１７ａ、１７ａを貫通する支持軸１９ｃに軸支される。図１３では定着板１９ａのアンカー体１８本体側にアンカー体１８を保護する、あるいはアンカー定着材１９に対するアンカー体１８の相対変位を制限する保護管１９ｄを接合している。

【0072】

図１４は引張材１５が構造体２の軸方向両側寄りのいずれかの部分に接続（定着）された場合の、上段側の引張材１５の構造体２との接続例を示す。引張材１５の構造体２側の端部は、これに構造体２との相対変位時に曲げモーメントが作用しないよう、構造体２のいずれかの部分に支持された水平軸２ａと鉛直軸２ｂの回りに回転自在に接続（連結）される。図１４－（ｂ）は図２－（ａ）の支持材７周辺の拡大図でもある。

【0073】

図１４では引張材１５のアンカー体１８側の端部と同様に引張材１５の構造体２側の端部に雄ねじが形成されたスリーブ１５ａを一体的に接続している。このスリーブ１５ａを、構造体２のいずれの部分に支持された水平軸２ａに軸支される上流側連結材２０に、引張材１５からの引張力が伝達可能に接続している。上流側連結材２０は構造体２の他の部分に支持された鉛直軸２ｂに軸支された下流側連結材２１に水平軸２ａ回りに回転自在に連結される。引張材１５は水平軸２ａ回りと鉛直軸２ｂ回りに回転自在に連結されることで、構造体２に任意の方向の軸回りに回転自在な状態にある。

【0074】

図１４に示す例では（ａ）、（ｂ）に示すように構造体２の下流側に位置する例えば支持材７の上流側に鉛直方向に並列して突設されたブラケット７ａ、７ａ間に鉛直軸２ｂとしてのピンを支持させ、この鉛直軸２ｂに下流側連結材２１を軸支させている。

【0075】

引張材１５、１５は高さ方向に２段以上、配置されるため、図１に示すように上段側の引張材１５は支持材７等の上部に突設されたブラケット７ａ、７ａに接続され、下段側の引張材１５は支持材７等の下部に突設されたブラケット７ａ、７ａに接続される。

【0076】

図１５はアンカー体１８の全体と、アンカー体１８の頭部１８ａがアンカー定着材１９に定着されている様子を示す。アンカー体１８の頭部１８ａ以下の区間は地盤中に形成された削孔２２内に挿入される。削孔２２内にグラウト材２３が充填され、アンカー体１８の先端定着部１８ｃがグラウト材２３中に定着された状態で、頭部１８ａ側からアンカー体１８に軸方向に引張力が付与される。その状態で図１１に示すように頭部１８ａが地上のアンカー定着材１９に定着されることで、アンカー体１８は地盤に圧縮力を加え、地盤に定着された状態を維持する。

【0077】

図１５に示すようにアンカー定着材１９は地盤の表面に設置、または構築された鉄筋コンクリート造等の被定着体２４に支持され、アンカー定着材１９が負担するアンカー体１８の引張力の反力は被定着体２４で負担される。

【0078】

図１～図１５は引張材１５の構造体２側の端部を構造体２に接続した場合の例を示しているが、図１６、図１７は引張材１５の軸方向の中間部を構造体２に接触させながら、長さ方向両側の端部を渓流の両岸（渓岸）に定着した場合の引張材１５の架設状態を示す。図１６、図１７中、２５は構造体２が土石からの衝撃力を受けたときに、衝撃力（引張力）に応じた減衰力を発生する減衰装置を示す。減衰装置２５は引張材１５の、構造体２の両側に位置する部分と両岸の地盤に定着されたアンカー体１８との間に接続される。

【0079】

図１６、図１７の場合、引張材１５は平面上、図１６に示す引張材１５の曲線に沿って構造体２に配置された滑車等の接触材２６に接触し、構造体２が土石からの衝撃力を受けたときに、引張材１５のいずれかの部分に衝撃力が集中しないように架設される。構造体２は基礎２Ｂ上に、土石からの衝撃力を受けたときに、下流側に滑動可能な状態に載置される。

【符号の説明】

【0080】

１……対土石流構造物、
２……構造体、２Ａ……単位フレーム、２Ｂ……基礎、２ａ……水平軸、２ｂ……鉛直軸、
３……下部枠材、
４……前方側縦枠材、５……後方側縦枠材、
６１……前方側つなぎ材、６２……後方側つなぎ材、
７……支持材、７ａ……ブラケット、
８……上部枠材、
９……水平ブレース、
１０……横架材、１１……ブラケット、１２……連結材、１３……中間材、
１４……側方材、
１５……引張材、１５ａ……スリーブ、１５ｂ……定着具（ナット）、
１６……定着材、
１７……接続材、１７ａ……接続板、１７ｂ……定着板、
１８……アンカー体、１８ａ……頭部、１８ｂ……定着具（ナット）、１８ｃ……先端定着部、
１９……アンカー定着材、１９ａ……定着板、１９ｂ……接続板、１９ｃ……支持軸、１９ｄ……保護管、
２０……上流側連結材、２１……下流側連結材、
２２……削孔、２３……グラウト材。
２４……被定着体、
２５……減衰装置、
２６……接触材、
３０……渓床。

【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】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】