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【発明の名称】 透過型海域制御構造物
【発明者】 【氏名】安野 浩一朗

【氏名】関本 恒浩

【要約】 【課題】常時波浪に対する消波性能を充分に有し、かつ暴風時の作用波力の低減を可能とする透過型海域制御構造物を提供することである。

【構成】透過型海域制御構造物1は、前面壁4と後面壁5とが水平板6で接合されてなる堤体2が、前記前面壁4と後面壁5とに適宜間隔をもって形成された柱体7の杭打設用挿入孔8に海底14から突出した杭基礎3が挿入されて、海底14との間に適宜間隙部9をもって設置され、前記前面壁4は水平板6から下側に伸びた鉛直壁12と、水平板6から後面壁5側に傾斜した傾斜壁13とからなり、該傾斜壁13、鉛直壁12、後面壁5および水平板6には透過スリット17が開口され、前記柱体7間には梁材10が架設され、該梁材10と柱体7とにかけて斜材11が設置されて構成されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
前面壁と後面壁とが水平板で接合されてなる堤体が、前記前面壁と後面壁とに適宜間隔をもって形成された柱体の杭打設用挿入孔に海底から突出した杭基礎が挿入されて、海底面との間に適宜間隙部をもって設置され、前記前面壁は水平板から下側に伸びた鉛直壁と、水平板から後面壁側に傾斜した傾斜壁とからなり、該傾斜壁、鉛直壁、後面壁および水平板には透過スリットが開口され、前記柱体間には梁材が架設され、該梁材と柱体とにかけて斜材が設置されたことを特徴とする透過型海域制御構造物。
【請求項2】
透過スリットは円形スリットまたは水平スリットであることを特徴とする請求項1に記載の透過型海域制御構造物。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本願発明は透過型海域制御構造物に関するものである。
【背景技術】
【0002】
港湾の静穏度を確保するには、陸側への透過波を防ぐ不透過型の防波堤を沖側に構築することが効果的である。しかし、砂浜などの海岸侵食を防ぐには、不透過型の防波堤は不向きである。この海岸侵食が発生するか否かは、主に比重や形状などの砂の特性や常時波浪特性により決定されるため、数年から数十年の間に一度の割合で来襲する暴風時の波浪による侵食の影響は、長期的に見ると少ないと考えられている。そのため海岸侵食の卓越する地点に防波堤を構築すると、防波堤前面の反射率が大きくなって設置地点の沖側への砂が侵食される一方、陸側には砂が堆積するので、前面の侵食及び背面の堆積対策が新たに必要となる。このような対策としては、常時波浪に対して、対象地点周辺の透過・反射率をともに低減(消波性能)させる透過型海域制御構造物が有効である。この透過型海域制御構造物としては、特開平2−24408号のものがある。
【特許文献1】特開平2−24408号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、上記の透過型海域制御構造物は、常時波浪に対する消波性能が高いが、暴風時に受ける波力が大きくなるため、堤体規模の増加やそれに伴う施工の難易度が高くなるという問題があった。
【0004】
本願発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、常時波浪に対する消波性能を充分に有し、かつ暴風時の作用波力の低減を可能とする透過型海域制御構造物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
以上の課題を解決するための透過型海域制御構造物は、前面壁と後面壁とが水平板で接合されてなる堤体が、前記前面壁と後面壁とに適宜間隔をもって形成された柱体の杭打設用挿入孔に海底から突出した杭基礎が挿入されて、海底面との間に適宜間隙部をもって設置され、前記前面壁は水平板から下側に伸びた鉛直壁と、水平板から後面壁側に傾斜した傾斜壁とからなり、該傾斜壁、鉛直壁、後面壁および水平板には透過スリットが開口され、前記柱体間には梁材が架設され、該梁材と柱体とにかけて斜材が設置されたことを特徴とする。また透過スリットは円形スリットまたは水平スリットであることを含むものである。
【発明の効果】
【0006】
押波時に、前面側の傾斜壁を超える波が、斜面遡上時の斜面部で破砕されて消波されるとともに、鉛直壁の透過スリットによっても消波される。また傾斜壁を乗り越えて後面壁に衝突した波と、斜面壁の透過スリットを通じて上側から流入してきた波と、前面壁の透過スリットを通じて流入した波とを水平板の透過スリットにより消波される。また前面壁を通過した波を後面壁で消波するとともに、前面壁と後面壁との間の室内における乱れを促進させる。上記のような消波によって透過率の低減を可能にする。また海底との間に適宜間隙部をもって堤体を設置したことにより、受圧面積を低減させて反射率を低下させるとともに、傾斜壁の斜面を越波させて波力を受け流すことにより水平力を低減させる。さらに、傾斜壁に作用する波力が分解されて鉛直下向きの力が生じることにより揚圧力を低減させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下、本願発明の透過型海域制御構造物(以下制御構造物という)の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。各実施の形態において同じ構成は同じ符号を付して説明し、異なった構成にのみ異なった符号を付して説明する。
【0008】
図1〜図3は第1の実施の形態の制御構造物1を示し、この制御構造物1は横方向に連続して並べられた堤体2と、この堤体2を海底から適宜高さに設置した杭基礎3とから構成されている。この制御構造物1を波と直交する方向でかつ汀線と平行になるように沖合いに設置することにより、波のエネルギーを減衰して港湾の静穏度を確保する。
【0009】
この堤体2は、図1および図2に示すように、平面長方形であり、前面壁4と後面壁5とが水平版6で接合されて両側壁のない箱形に形成されている。また前面壁4と後面壁5との内側には柱体7が2体ずつ(合計4体)一体形成され、この柱体7に開口された杭打設用挿入孔8に海底14から突出した杭基礎3の上部が挿入されて、堤体2が海底との間に適宜間隙部(h2/h=0〜0.2)9をもって設置され、この間隙部9を波が通過できるようになっている。この柱体7間には梁材10が架設され、該梁材10の中央部から両側の柱体7とにかけて斜材11が設置されて堤体2を補強している。
【0010】
また前面壁4は、図3に示すように、鉛直壁12と傾斜壁13とから構成され、該傾斜壁13が水平板6から後面壁5側に傾斜して形成されるとともに、鉛直壁12が水平板6から下側に延びて垂れ壁のように形成されている。この水平板6は鉛直壁12と傾斜壁13との境界部15に形成され、該傾斜壁13が水平板6を起点に折れ曲がったようになっている。そのため傾斜壁13は上部が後面壁5からの補強材16で支持されるとともに、下部が水平板6で支持された構成になっている。
【0011】
また前面壁4における鉛直壁12と傾斜壁13、後面壁5および水平板6には、それぞれ円形の透過スリット17が開口されている。また傾斜壁13における透過スリット17はL.W.L(最低潮位)±1mの高さが最も好ましい位置である。またこれらの透過スリット17の開口率(壁面積に対する開口割合)は鉛直壁12が10〜40%で最適が25%、傾斜壁13が10〜40%で最適が15%、後面壁5が10〜40%で最適が35%、水平板6が10〜40%で最適が25%となる。
【0012】
また図4第2の実施の形態の制御構造物19を示したものである。この制御構造物19は堤体2における透過スリット17が水平スリットに変わったものであり、これ以外は第1の実施の形態の制御構造物1と同じ構成である。
【0013】
次に、第1の実施の形態の制御構造物1の常時(暴風時でないとき)における透過・反射性能の検証実験について説明する。これは図5の(1)の堤体2(1/25の縮尺)を使用し、同図の(2)に示す実験装置20により、現地諸元で波高1.0〜3.0m、周期5.0〜14.0sの波を造って、透過・反射性能の検証を行った。
【0014】
この検証結果が図6に示すものであり、本願発明の制御構造物1は、透過率が0.6以下で、反射率が0.5以下となる消波性能を有していることを確認することができた。
【0015】
次に、第1の実施の形態の制御構造物1の暴風時における作用波力の検証実験について説明する。これは図7の(1)の堤体2(1/25の縮尺)の適宜箇所に波圧計21を設置するとともに、堤体天端に架台22を設置して分力計23を固定した。
【0016】
そして、同図の(2)および(3)に示す実験装置24によって、現地諸元で潮位条件がH.H.W.Lで9.1m(水深)、L.W.Lで6.8m(水深)、海底地盤25が1/10勾配および1/50勾配、波高が4.5〜11.25m、周期が9.0〜16.0sの波を造って、上記堤体2の水平波力・揚圧力の測定を行った。
【0017】
この測定結果が図8に示すものであり、(1)が水平波力の測定結果、(2)が揚圧力の測定結果である。このことから第1の実施の形態の制御構造物1は、従来のものよりも水平波力で50%、揚圧力で30%程度低減できることを確認することができた。
【0018】
次に、上記の制御構造物1の構築方法を図9〜図11に基づいて説明する。図9に示す方法は一括施工方式である。この一括施工方式による構築方法は、一つの堤体2を一度に吊り上げる船舶が使用できる場合に適用されるものである。
【0019】
まず、図9に示すように、杭基礎3を海底14の四箇所に打設する。次に、この四本の杭基礎3を堤体2の柱体7における杭打設用挿入孔7に挿入すると、この堤体2が海底14から適宜間隙部9をもった箇所にストッパ26で止められて、海底14との間に隙間(h2/h=0〜0.2)が形成される。そして、杭基礎3と杭打設用貫通孔7との隙間にグラウトを充填すると制御構造物1が完成する。
【0020】
次に、制御構造物1の分割施工方式の構築方法について説明する。この分割施工方式とは、堤体2を上下に二分割したもの、すなわち堤体2が二つのユニット27、28から構成されたものであり、この二つのユニット27、28を使用した構築方法について説明する。この分割施工方式による構築方法は、堤体2を一度に吊り上げる船舶が使用できない場合、すなわち小さな船舶しか使用できない場合に適用されるものである。この小さな船舶で吊り上げ可能な大きさに堤体2を分割して施工するものである。
【0021】
まず、上記と同じように、杭基礎3を海底14の四箇所に打設する。そして、図10に示すように、この四本の杭基礎3を、最初のユニット(第1のユニット)27の杭打設用挿入孔7に挿入すると、このユニット27が海底14から適宜間隙部9をもった箇所にストッパ26で止められて、海底14との間に隙間(h2/h=0〜0.2)が形成される。
【0022】
次に、図11に示すように、他のユニット(第2のユニット)28を最初のユニット27上に積み重ねると、二つのユニット27、28からなる堤体2が完成する。そして、杭基礎3と杭打設用貫通孔7との隙間にグラウトを充填すると制御構造物1が完成する。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】第1の実施の形態の制御構造物の正面図である。
【図2】第1の実施の形態の制御構造物の平面図である。
【図3】図1のA−A線断面図である。
【図4】第2の実施の形態の制御構造物の正面図である。
【図5】(1)は実験に使用する堤体の断面図、(2)は実験装置の断面図である。
【図6】(1)および(2)は透過・反射性能の検証結果を示すグラフ図である。
【図7】(1)は実験に使用する堤体の断面図、(2)および(3)は実験装置の断面図である。
【図8】(1)および(2)は作用波力の検証結果を示すグラフ図である。
【図9】制御構造物の構築方法であり、海底に打設した杭基礎に堤体を設置する斜視図である。
【図10】杭基礎に最初のユニットを設置する斜視図である。
【図11】最初のユニット上に他のユニットを設置する斜視図である。
【符号の説明】
【0024】
1、19 制御構造物
2 堤体
3 杭基礎
4 前面壁
5 後面壁
6 水平板
7 柱体
8 杭打設用挿入孔
9 間隙部
10 梁材
11 斜材
12 鉛直壁
13 傾斜壁
14 海底
15 境界部
16 補強材
17 透過スリット
20、24 実験装置
21 波圧計
22 架台
23 分圧計
25 海底地盤
26 ストッパ
27、28 ユニット
【出願人】 【識別番号】000166627
【氏名又は名称】五洋建設株式会社
【出願日】 平成19年10月9日(2007.10.9)
【代理人】 【識別番号】100063174
【弁理士】
【氏名又は名称】佐々木 功

【識別番号】100087099
【弁理士】
【氏名又は名称】川村 恭子


【公開番号】 特開2008−14136(P2008−14136A)
【公開日】 平成20年1月24日(2008.1.24)
【出願番号】 特願2007−263216(P2007−263216)