特開 2024-67755 捕捉体及び堰堤

(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】P2024067755

(43)【公開日】2024-05-17

(54)【発明の名称】捕捉体及び堰堤

(51)【国際特許分類】

   E02B 7/02 20060101AFI20240510BHJP

   E02B 5/08 20060101ALI20240510BHJP

【ＦＩ】

E02B7/02 B

E02B5/08 101A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022178072

(22)【出願日】2022-11-07

(71)【出願人】

【識別番号】000231110

【氏名又は名称】ＪＦＥ建材株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】後藤 智和

(72)【発明者】

【氏名】山口 聖勝

(57)【要約】

【課題】捕捉体を構成する部材の重量を削減する。
【解決手段】本発明における捕捉体３０は、基礎Ｂに立設される互いに連結された鋼管部材により形成された複数の柱部を備え、複数の柱部のうち少なくとも一の柱部は、上流側に面する上流側柱部４１と、上流側柱部に連結されていて下流側に面する下流側柱部４３，５０と、を有し、下流側柱部は、基礎Ｂに設置される第２ピース５０と、第２ピース５０に連結されて上流側柱部４１に向かって延びる第２脚部４３と、を含み、第２ピース５０は、第２脚部４３に連結される側の薄肉部５１と、薄肉部５１の肉厚５１ｄよりも大きな肉厚５３ｄを有する基礎Ｂの側に設けられた厚肉部５３と、を有する
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基礎に立設される互いに連結された鋼管部材により形成された複数の柱部を備え、
前記複数の柱部のうち少なくとも一の柱部は、上流側に面する上流側柱部と、前記上流側柱部に連結されていて下流側に面する下流側柱部と、を有し、
前記下流側柱部は、基礎に設置される第１鋼管部と、前記第１鋼管部に連結されて前記上流側柱部に向かって延びる第２鋼管部と、を含み、
前記第１鋼管部は、前記第２鋼管部に連結される側の第１部分と、前記第１部分の肉厚よりも大きな肉厚を有する前記基礎の側に設けられた第２部分と、を有する
ことを特徴とする上流から流れてくる物体を捕捉するとともに水を通流させる捕捉体。

【請求項2】

前記第１部分及び前記第２部分は、互いに同軸上に延びていることを特徴とする請求項１に記載の捕捉体。

【請求項3】

前記第１部分及び前記第２部分は、鋼製の板材を介して互いに連結されていることを特徴とする請求項１又は２記載の捕捉体。

【請求項4】

前記第１部分及び前記第２部分は、全周にわたって前記板材に溶接されて互いに連結されていることを特徴とする請求項３に記載の捕捉体。

【請求項5】

前記第１鋼管部は、前記第２鋼管部とボルトにより連結されていることを特徴とする請求項１に記載の捕捉体。

【請求項6】

前記第１鋼管部の前記第１部分の肉厚は、前記第２鋼管部の肉厚と同じであることを特徴とする請求項１に記載の捕捉体。

【請求項7】

前記第２部分の肉厚は、前記上流側柱部を構成する鋼管部材の肉厚と同じであることを特徴とする請求項１に記載の捕捉体。

【請求項8】

上流側に面する上流壁部および下流側に面する下流壁部を有し、河川の両岸からそれぞれ延出する一対の袖部と、
前記一対の袖部の間で流水を通す透過部と、
請求項１に記載の捕捉体と、
を備えることを特徴とする堰堤。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、捕捉体及び堰堤に関する。

【背景技術】

【0002】

山岳地の渓流などにおいて、土砂災害を防止する砂防堰堤が知られている。従来の砂防堰堤は、上流側から流れ込む土石流等の越流を阻止する一対の非越流部（袖部）と、一対の袖部の間に、土石流等を捕捉させる透過部と、透過部に設けられた捕捉体と、を備える（例えば、特許文献１）。

【0003】

捕捉体は、複数の鋼管部材を互いに連結することにより形成されている。捕捉体は、上流側に面する上流側柱部と、下流側に面する下流側柱部と、を有し、上流側柱部と、下流側柱部とは、互いに連結されている。

【0004】

図６は、従来の捕捉体１００の構成を説明するための側面図である。ところで、捕捉体１００は、例えば、鋼管により形成された２つのピース１１０，１２０を連結することにより形成されている。ピース１１０，１２０は、互いに独立して別個に形成されている。ピース１１０，１２０は、工場において個別に形成されており、堰堤施工現場に運搬される。

【0005】

ピース１１０，１２０は、互いにボルトにより連結されている。ピース１１０、２つの脚部１１１，１１２を有する。ピース１１０とピース１２０とが互いに連結された状態において、脚部１１１は、上流側柱部を形成し、脚部１１２は、下流側柱部の一部を形成する。下流側柱部は、ピース１１０の一部（脚部１１１）及びピース１２０により形成されている。ピース１２０の鋼管部分の肉厚は、ピース１１０の脚部１１２の肉厚よりも大きく（厚く）形成されている。つまり、脚部１１２の肉厚は、ピース１２０よりも小さく（薄く）形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第５９５７３９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、捕捉体１００においては、下流側柱部のピース１２０の基礎の側の部分に、上流側柱部を越流してすり抜けた礫が衝突することが想定される。これに対して、ピース１１０と連結される側のピース１２０の部分には、礫が衝突することが想定されておらず、ピース１１０の脚部１１２と同様に肉厚を薄くしてピース１２０の重量の削減を図りたい、という需要があった。

【0008】

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、捕捉体を構成する部材の重量を削減する技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、上流から流れてくる物体を捕捉するとともに水を通流させる本発明に係る捕捉体は、基礎に立設される互いに連結された鋼管部材により形成された複数の柱部を備え、前記複数の柱部のうち少なくとも一の柱部は、上流側に面する上流側柱部と、前記上流側柱部に連結されていて下流側に面する下流側柱部と、を有し、前記下流側柱部は、基礎に設置される第１鋼管部と、前記第１鋼管部に連結されて前記上流側柱部に向かって延びる第２鋼管部と、を含み、前記第１鋼管部は、前記第２鋼管部に連結される側の第１部分と、前記第１部分の肉厚よりも大きな肉厚を有する前記基礎の側に設けられた第２部分と、を有することを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係る捕捉体の一態様において、前記第１部分及び前記第２部分は、互いに同軸上に延びている。

【0011】

また、本発明に係る捕捉体の一態様において、前記第１部分及び前記第２部分は、鋼製の板材を介して互いに連結されている。

【0012】

また、本発明に係る捕捉体の一態様において、前記第１部分及び前記第２部分は、全周にわたって前記板材に溶接されて互いに連結されている。

【0013】

また、本発明に係る捕捉体の一態様において、前記第１鋼管部は、前記第２鋼管部とボルトにより連結されている。

【0014】

また、本発明に係る捕捉体の一態様において、前記第１鋼管部の前記第１部分の肉厚は、前記第２鋼管部の肉厚と同じである。

【0015】

さらに、上記課題を解決するために、本発明に係る堰堤は、上流側に面する上流壁部および下流側に面する下流壁部を有し、河川の両岸からそれぞれ延出する一対の袖部と、前記一対の袖部の間で流水を通す透過部と、上記捕捉体と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、捕捉体を構成する部材の重量を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】捕捉体を備える砂防堰堤の斜視図である。

【図2】捕捉体を上流側から見た斜視図である。

【図3】捕捉体を上流側から見た正面図である。

【図4】捕捉体を側方から見た側面図である。

【図5】第１ピース及び第２ピースの部分縦断面図である。

【図6】従来の捕捉体の構成を説明するための側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率等が異なる部分が含まれている場合がある。

【0019】

＜砂防堰堤の構成＞
図１は、捕捉体３０を備える砂防堰堤１の斜視図である。砂防堰堤１は、渓流等を含む河川に設置されて、上流から流されてくる土砂、流木、岩石（礫）を含む物体を堰き止める。砂防堰堤１は、一対の非越流部（袖部）１０と、越流部（透過部）２０と、捕捉体３０と、を備える。

【0020】

（非越流部）
非越流部１０は、河川の両岸からそれぞれ河川の中央に向かって延出する壁部である。非越流部１０は、その底部が地盤に埋設されており、河川を横切るように河川の幅方向に沿って延在するように構築されている。非越流部１０は、例えば、コンクリート又はソイルセメントによって構築されている。なお、非越流部１０において、河川の上流側又は下流側に面する壁面を、複数の鋼製セグメントを連結することにより形成された鋼板壁とし、その内部にコンクリートやソイルセメントを充填してもよい。

【0021】

（越流部）
越流部２０は、河川の幅方向において非越流部１０が所定の間隔をあけて離間した部分である。越流部２０は、開口部２１と、水通し部２２とを有する。開口部２１は、後述する捕捉体３０が設置される部分である。開口部２１において、上流から流されてくる土砂、流木、岩石等が捕捉される。

【0022】

水通し部２２は、砂防堰堤１の高さ方向において開口部２１の上側に位置する。具体的には、捕捉体３０が設置された状態において、捕捉体３０よりも上側の部分である。水通し部２２は、開口部２１が、例えば、土砂や流木等によって塞がれた場合に水を上流側から下流側に流す機能を有する。

【0023】

（捕捉体）
図２は、捕捉体３０を上流側から見た斜視図である。図３は、捕捉体３０を上流側から見た正面図である。図４は、捕捉体３０を側方から見た側面図である。基礎Ｂに立設される互いに連結された鋼管部材により形成された複数の柱部３１，３３を備え、複数の柱部３１，３３のうち少なくとも一の柱部３１は、上流側に面する上流側柱部４１と、上流側柱部に連結されていて下流側に面する下流側柱部４３，５０と、を有し、下流側柱部４３，５０は、基礎Ｂに設置される第２ピース５０と、第２ピース５０に連結されて上流側柱部４１に向かって延びる第２脚部４３と、を含み、第２ピース５０は、第２脚部４３に連結される側の薄肉部５１と、薄肉部５１の肉厚５１ｄよりも大きな肉厚５３ｄを有する基礎Ｂの側に設けられた厚肉部５３と、を有することを特徴とする。以下、捕捉体３０の構成について具体的に説明する。

【0024】

捕捉体３０は、非越流部１０の延在方向、すなわち、河川の幅方向に沿って越流部２０の開口部２１における基礎Ｂに設けられている。基礎Ｂは、コンクリートにより構築された個所でも、地盤そのものであってもよい。捕捉体３０は、複数の柱部３１，３３と、梁部３５と、柱連結部３７と、を有する。柱部３１，３３は、砂防堰堤１の高さ方向に延在し、梁部３５は、柱部３１，３３に交差して、河川の幅方向に延在する。

【0025】

各柱部３１，３３は、それぞれ交互に設けられている。本実施の形態において３本の柱部３１と、柱部３１の間に２本の柱部３３が設けられている。柱部３１は、捕捉体３０において両端部及び中央部に設けられている。柱部３１は、第１ピース４０と、第２ピース（第１鋼管部）５０と、を互いに連結することにより構成されている。第１ピース４０は、第１脚部４１と、第２脚部（第２鋼管部）４３と、を有する。

【0026】

第１脚部４１は、第２脚部４３に対して上流側に位置し、基礎Ｂから立設した状態において、上流側から下流側に向かって傾斜している。第２脚部４３は、その上端が第１脚部４１に一体に連結されていて、柱部３１がλ状に形成されるように下端が下流側に延びている。

【0027】

第１脚部４１は、鋼製の管状部材（鋼管）により形成されている。第１脚部４１は、上流側に面するように基礎Ｂに立設されていて、上流側柱部（「上流側柱部４１」とも言う）を形成する。第１脚部４１は、複数の梁部３５と、２つの柱連結部３７と、を有する。梁部３５は、隣接する柱部３３に面する側で当該柱部３３に向かって延出している。梁部３５は、第１脚部４１の延在方向に沿って所定の間隔をあけて設けられている。柱連結部３７は、隣接する柱部３３に面する側で当該柱部３３に向かって延出している。柱部３１は、柱連結部３７を介して後述する柱部３３に設けられている柱連結部３７を介して連結されている。

【0028】

第２脚部４３は、構成の管状部材（鋼管）により形成されている。第２脚部４３は、第１脚部４１の上端側の部分において下流側に面する部分に、例えば、溶接等により一体に接合されている。第２脚部４３は、他端部において後述する第２ピース５０とボルト接合されている。具体的には、第２脚部４３の他端部には、円環状のベースプレート４３Ｐが取り付けられていて、第２脚部４３は、ベースプレート４３Ｐを介して、後述する第２ピース５０にボルト接合されている。

【0029】

第１ピース４０において、第１脚部４１の壁厚は、第２脚部４３の壁厚よりも大きくなっており、また、後述する第２ピース５０の厚肉部５３と同じである。第２脚部４３の壁厚は、第２ピース５０の薄肉部５１の壁厚（肉厚）５１ｄと同じ又は略同じである。

【0030】

図５は、第１ピース４０及び第２ピース５０の部分縦断面図である。第２ピース５０は、第１ピース４０の第１脚部４１に対して下流側に設けられており、下流側柱部の一部を構成する。本実施の捕捉体３０において、下流側柱部は、本実施の形態においては、第１ピース４０の第２脚部４３及び第２ピース５０により形成されている（「下流側柱部４３，５０」ともいう）。

【0031】

第２ピース５０は、基部Ｂから立設した状態において、下流側から上流側に向かって傾斜している。第２ピース５０は、薄肉部（第１部分）５１と、厚肉部（第２部分）５３と、鋼板（板材）５５と、を有し、本実施の形態において、ワンピースに形成されている部材である。

【0032】

薄肉部５１及び厚肉部５３は、外径の同じ又は略同じ２つの鋼製の管状部材（鋼管）により形成されている。薄肉部５１及び厚肉部５３は、平面視円形のダイヤフラムとも呼ばれる鋼板５５を介して互いに同軸上に一体に連結されている一部材である。薄肉部５１及び厚肉部５３は、互いに同じ又は略同じ直径を有していて、鋼板５５に対して同軸上に、例えば、溶接により全周にわたって接合されている。

【0033】

薄肉部５１は、後述する厚肉部５３の壁厚よりも薄い壁厚を有している。なお、薄肉部５１の壁厚は、第１ピース４０の第２脚部４３の壁厚と同じ又は略同じである。薄肉部５１は、第１ピース４０と連結される部分である。鋼板５５と連結される薄肉部５１の端部とは反対側の端部には、円環状のベースプレート５１Ｐが取り付けられている。第２ピース５０は、ベースプレート５１Ｐ，４３Ｐを介して第１ピース４０の第２脚部４３にボルト接合されている。薄肉部５１の外径及び第２脚部４３の外径及び内径は、同じ又は実質的に同じである。

【0034】

厚肉部５３は、第２ピース５０が基礎Ｂに立設された状態において、薄肉部５１に対して基礎Ｂの側に設けられている。厚肉部５３は、薄肉部５１の壁厚５１ｄよりも厚い壁厚（肉厚）５３ｄを有している（５１ｄ＜５３ｄ）。つまり、厚肉部５３は、薄肉部５１に対して、外径は同じ又は略同じであるが、内径は小さくなっている。なお、厚肉部５３の壁厚５３ｄは、第１ピース４０の第１脚部４１の壁厚と同じ又は略同じである。鋼板５５と連結される厚肉部５３の端部とは反対側の端部には、円環状のベースプレート５３Ｐが取り付けられている。

【0035】

柱部３３は、捕捉体３０において柱部３１の間に設けられている。柱部３３は、上流側に面する一の鋼製の管状部材（鋼管）により形成されている。柱部３３の外径及び内径は、柱部３１における第１脚部４１の外径及び内径と同じ又は略同じである。柱部３３は、基礎Ｂから立設した状態において、上流側から下流側に向かって傾斜している。

【0036】

柱部３３は、複数の梁部３５と、２つの柱連結部３７と、を有する。梁部３５は、隣接する柱部３１に面する側で当該柱部３１に向かって延出している。梁部３５は、柱部３３の延在方向に沿って間隔をあけて、第１ピース４０の梁部３５と同じ高さ位置に設けられている。柱連結部３７は、隣接する柱部３１に面する側で当該柱部３１に向かって延出している。柱部３３は、柱連結部３７を介して柱部３１の柱連結部３７に連結されている。

【0037】

従来の捕捉体１００は、通常、複数のピース、例えば、ピース１１０とピース１２０とを互いに連結させることにより構成されている（図６参照）。捕捉体１００は、通常、上流側から流れてくる礫をピース１１０の脚部１１１において捕捉するが、礫が脚部１１１をすり抜けてピース１２０に到達することがある。ピース１１０を越流した礫は、ピース１２０の基礎Ｂの側に衝突することが想定される。しかしながら、従来の捕捉体１００において、一の鋼管により形成されているピース１２０の壁厚は、礫が衝突することが想定される部分に合わせて全体的に肉厚に、つまり、ピース１１０の脚部１１２の壁厚よりも大きくなっている。

【0038】

ピース１１０及びピース１２０は、それぞれ、工場において予め製造されて、捕捉体１００の設置現場に搬送されて、設置現場にて連結される。従来の捕捉体１００においては、ピース１２０は、礫が衝突することが想定される以外の部分も肉厚に形成されており、全体として重量が大きくなっており、製造コストも嵩んでいた。

【0039】

これに対して、本実施の形態にかかる捕捉体３０によれば、下流側柱部４３，５０を構成する第２ピース５０は、壁厚の異なる薄肉部５１と厚肉部５３とにより形成されており、第２ピース５０の越流した礫が衝突することが想定される基礎Ｂの側の部分だけを壁厚の厚い鋼管を有している。これにより、第２ピース５０は、捕捉体３０の機能として壁厚を厚くすることが必要な部分と、それ以外の部分とを別々の鋼管により形成しているので、第２ピース５０の重量及びコストを減じることができる。

【0040】

例えば、薄肉部５１と厚肉部５３とがボルトにより接合されている態様に比べて、第２ピース５０において薄肉部５１と厚肉部５３とは、溶接により全周にわっって鋼板５５に接合されているので、第２ピース５０の剛性が高くなっている。薄肉部５１及び厚肉部５３を、鋼板５５を介して接合するので、例えば、第２ピース５０において厚肉部５３が占める割合を、捕捉体３０の設計寸法に応じて自由に適宜変更することができる。

【0041】

また、薄肉部５１及び厚肉部５３は、同軸上に互いに延びるようになっているので、鋼板５５に対する接合作業が容易である。

【0042】

また、第１ピース４０と第２ピース５０とは、互いにボルト接合により連結されているので、現場での捕捉体３０の構築作業が容易である。

【0043】

また、第２ピース５０の厚肉部５３の壁厚５３ｄは、上流側柱部４１を構成する第１脚部４１の壁厚と同じであるので、礫が第１脚部４１を越流した場合であっても、第２ピース５０においても確実に礫を捕捉することができ、薄肉部５１を有しつつ、捕捉体３０としての強度を十分に確保することができる。

【0044】

＜その他＞
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。また、例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。例えば、上記実施の形態において、捕捉体３０は、一の上流側柱部に対して一の下流側柱部を有する形態であったが、一の上流側柱部に対して複数の下流側柱部を流れ方向に有していてもよい。

【0045】

この場合、一の上流側柱部に対して設けられた複数の下流側柱部のうち、少なくとも１つの下流側柱部に上記第２ピース５０が用いられていればよい。

【符号の説明】

【0046】

１・・・砂防堰堤
１０・・・非越流部（袖部）
２０・・・越流部（透過部）
３０・・・捕捉体、３１，３３・・・柱部
４０・・・第１ピース、４１・・・第１脚部、４３・・・第２脚部（第２鋼管部）
５０・・・第２ピース（第１鋼管部）、５１・・・薄肉部（第１部分）、５３・・・厚肉部（第２部分）、５５・・・鋼板（ダイヤフラム）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】