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砂防堰堤の設計計算
砂防基本計画策定指針(土石流・流木対策編)解説および土石流・流木対策設計技術指針解説に準拠した砂防堰堤の設計計算プログラム

最新版製品価格 ●リリース 2012年10月
UC-1水工シリーズ

 はじめに
フォーラムエイトでは、この度、砂防基本計画策定指針(土石流・流木対策編)解説(2007)および土石流・流木対策設計技術指針解説(2007)に準拠した土石流・流木捕捉工としての「砂防堰堤の設計計算」プログラムを開発することになりました。

本製品が初版ということで、対応する砂防堰堤の型式は、図1に示す設計イメージのような、最も基本となる「不透過型」とします。同様に、対応する砂防堰堤の設計対象は、図2の設計フローに示すように、《水通しの設計》と《本体・基礎・袖の設計》とします。

「土石流」関連の製品には、「等流・不等流の計算」プログラムや現在開発中の「土石流シミュレータ(Kanako)」をソルバーとしたUC-win/Road「土石流シミュレーションプラグイン」等があります。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図1 設計イメージ(不透過型)

■図2 設計フロー(不透過型)
 準拠基準
  • 国土交通省河川砂防技術基準 同解説・計画編,国土交通省河川局監修/日本河川協会編,2005.
  • 改訂新版 建設省河川砂防技術基準(案)同解説・調査編,建設省河川局監修/日本河川協会編,1997.
  • 改訂新版 建設省河川砂防技術基準(案)同解説 設計編〔T〕〔U〕,建設省河川局監修/日本河川協会編,1997.
  • 砂防基本計画策定指針(土石流・流木対策編)解説,危機管理技術研究センター砂防研究室,国土交通省 国土技術政策総合研究所,国総研資料第364号,2007.
  • 土石流・流木対策設計技術指針解説,危機管理技術研究センター砂防研究室,国土交通省 国土技術政策総合研究所,国総研資料第365号,2007.
  • 鋼製砂防構造物設計便覧(平成21年版),鋼製砂防構造物委員会編,(財)砂防・地すべり技術センター,2009.

 計算機能
水通しの設計
《水通しの設計》では、「設計流量の算出」、「設計水深の算出」、「余裕高の算出」、「水通し高さの算出」をすることで、水通し断面を設計します。「設計水深」は、「土砂含有を考慮した流量」と「土石流のピーク流量」の各「設計流量」に対応する水深を算出し、各水深と「最大礫径」の中で最大のものとします。

本体・基礎・袖の設計
《本体・基礎・袖の設計》では、「安定計算(越流部)」、「構造計算(非越流部)」を繰返すことで、経済的な形状寸法を決定できます。「安定計算(越流部)」では、本体(基礎)の断面を設定し、「平常時」(堰堤高15m以上のみ)、「土石流時」、「洪水時」における規定の設計外力に対して、規定の安定条件を満たすことを確認します。「土石流時」の設計外力には「土石流流体力」があります。「構造計算(非越流部)」では、袖部の破壊に対する規定を確認するもので、「礫の衝撃力」と「流木の衝撃力」の大きい方に「土石流流体力」を加えた設計外力に対して、袖部の断面が規定の条件を満たすことを確認します。

「土石流流体力」は、図3に示すように、土石流流下断面を設定して、「土石流流量」に対応する水深と流速を用いて算出します。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図3 土石流流下断面イメージ
 おわりに
今後もユーザ様からのご要望に応え、「透過型」や「部分透過型」の砂防堰堤型式にも順次対応していきますので、どうぞご期待ください。
(Up&Coming '12 秋の号掲載)
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