波浪防護構造物
【課題】 鋼材重量等を過度に大きくすることなく効率的に波浪等のエネルギーを吸収できる波浪防護構造物を提供する。
【解決手段】 波浪防護構造物２１は、コンクリート土台２３を介して基礎地盤２７に所定間隔で垂直方向に打ち込まれた柱状体２８ａ〜柱状体２８ｃと、これらの間のスペースを覆うように取り付けられた壁体２９ａ，壁体２９ｂとから構成されている。柱状体２８はこの実施の形態にあっては、Ｈ型鋼を使用しており、壁体２９は溝型鋼を水平方向に配置し、下方部分の下方水平部材３３にあってはこれを上下に積み重ね、上方部分の上方水平部材３１にあっては空隙３５をあけて上下に設置している。尚、空隙３５の後方には、水平方向に延びる捕捉体３６が隣接する柱状体に架設されている。空隙３５の存在で津波の衝撃エネルギーが低減すると共に、これを通過する流木等は捕捉体３６によって捕捉される。
【解決手段】 波浪防護構造物２１は、コンクリート土台２３を介して基礎地盤２７に所定間隔で垂直方向に打ち込まれた柱状体２８ａ〜柱状体２８ｃと、これらの間のスペースを覆うように取り付けられた壁体２９ａ，壁体２９ｂとから構成されている。柱状体２８はこの実施の形態にあっては、Ｈ型鋼を使用しており、壁体２９は溝型鋼を水平方向に配置し、下方部分の下方水平部材３３にあってはこれを上下に積み重ね、上方部分の上方水平部材３１にあっては空隙３５をあけて上下に設置している。尚、空隙３５の後方には、水平方向に延びる捕捉体３６が隣接する柱状体に架設されている。空隙３５の存在で津波の衝撃エネルギーが低減すると共に、これを通過する流木等は捕捉体３６によって捕捉される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は波浪防護構造物に関し、特に津波や高潮等の波浪から沿海域に設けられた施設等を保護するための波浪防護構造物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、波浪防護構造物としては、コンクリート製の堤防が建設されているのが一般的である。又、消波ブロックと防波堤とを組み合せた護岸にて津波を防御しようとしたものもある。更には、予め、津波が到来される箇所を限定し、津波が到来しても安全な高さまで地盤を高くし、その上に石油タンク、工場プラント等の重要施設を建設する場合がある。
【０００３】
又、特許文献１に記載されているように鋼矢板等の鋼材を鉛直壁として打設する方法も提案されている。
【特許文献１】特開昭５９−６１６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の堤防や防波堤を建設する方法では、建設するための用地確保等に莫大な時間と作業用地を必要とする。
【０００５】
又、上記のような鋼矢板を鉛直壁として打設する方法では、波エネルギーの高い津波や高潮等から十分に防護しようとする場合、矢板の鋼材強度を大きくする必要がある。そして、鋼材強度を大きくするには例えば鋼材の厚みを大きくしなければならず、その結果、鋼材重量が増し、作業効率が低下する。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、鋼材重量等を過度に大きくすることなく、効率的に波浪等のエネルギーを吸収できる波浪防護構造物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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、基礎地盤上に設置される波浪防護構造物であって、基礎地盤に所定間隔で打ち込まれ、垂直方向に立設する複数の柱状体と、柱状体のうち、隣接する柱状体の各々の間を塞ぐように設置される壁体とを備え、壁体の一部に開口が形成されるものである。
【０００８】
このように構成すると、壁体に津波等が押し寄せる場合、その一部が開口を通過する。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、開口は壁体の上方位置にのみ形成されるものである。
【００１０】
このように構成すると、開口の位置までの津波等の侵入が阻止され、開口の位置以上の津波等に対してはその一部が通過する。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成において、壁体は、開口に対向するように設けられ、開口を通して通過しようとする流木等を捕捉しうる捕捉手段を備えたものである。
【００１２】
このように構成すると、流木等の開口を介しての侵入を減少させる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明の構成において、壁体は、上下に配置された構成され、水平方向に延びるほぼ一定断面の複数の水平部材よりなり、開口は水平部材のうち、上下に間隔をあけて配置された水平部材同士の空隙により構成されるものである。
【００１４】
このように構成すると、水平部材の設置位置によって空隙の上下幅を調整できる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の構成において、捕捉手段は、空隙に沿って水平方向に配置された棒状の捕捉体を含むものである。
【００１６】
このように構成すると、空隙の横方向の全域での補足が可能となる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明の構成において、捕捉体は、鋼製チェーンと鋼製チェーンを緩ませた状態でこれを埋設する弾性体とを含むものである。
【００１８】
このように構成すると、流木等による捕捉体に加わる力によって鋼製チェーンが弾性体と共に伸び、その後鋼製チェーンに引っ張り力が伝達される。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、壁体に津波等が押し寄せる場合、その一部が開口を通過するため、津波等による衝撃が緩和されるので柱状体及び壁体の強度を低く設定することが可能となる。
【００２０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、開口の位置までの津波等の侵入が阻止され、開口の位置以上の津波等に対してはその一部が通過する。その結果、衝撃エネルギーの大きな高い津波等に対してのみ衝撃を緩和させるので、効率的な波浪防護構造物となる。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、流木等の開口を介しての侵入を減少させるため、流木の侵入による被害を低減できる。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、水平部材の設置位置によって空隙の上下幅を調整できるため、想定される津波等の大きさに応じて適切な開口を容易に設定できるので使い勝手が良い。
【００２３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の効果に加えて、空隙の横方向の全域での補足が可能となるため、捕捉の信頼性が向上する。
【００２４】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明の効果に加えて、流木等による捕捉体に加わる力によって鋼製チェーンが弾性体と共に伸び、その後鋼製チェーンに引っ張り力が伝達されるため、捕捉体による吸収エネルギーが鋼製チェーン単独の構造に比べて確実に増大する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１はこの発明の第１の実施の形態による波浪防護構造物の設置状態を示した概略斜視図である。
【００２６】
図を参照して、波浪防護構造物２１は、コンクリート土台２３上に設置された石油タンク２４ａ，石油タンク２４ｂの周囲を囲うように設置されている。そして、津波や高潮等による海面２５の変化から石油タンク２４ａ，石油タンク２４ｂを防護している。
【００２７】
図２は図１で示した波浪防護構造物の外観形状を示した正面図である。
【００２８】
図を参照して、波浪防護構造物２１は、コンクリート土台２３を介して基礎地盤２７に所定間隔で垂直方向に打ち込まれた柱状体２８ａ〜柱状体２８ｃと、これらの間のスペースを覆うように取り付けられた壁体２９ａ，壁体２９ｂとから構成されている。柱状体２８はこの実施の形態にあっては、Ｈ型鋼を使用しており、壁体２９は溝型鋼を水平方向に配置し、下方部分に配置される下方水平部材３３にあってはこれを上下に積み重ねられ、上方部分に配置される上方水平部材３１にあっては空隙３５をあけて上下に設置されている。この実施の形態にあっては、空隙３５の上下間隔は１本の上方水平部材の上下幅にほぼ一致しているが、想定される津波等の大きさに応じて設定すれば良い。尚、空隙３５の後方には水平方向に延びる棒状の捕捉体３６が隣接する柱状体に架設されている。
【００２９】
図３は図２で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインの拡大断面図であり、図４は図２で示したＩＶ−ＩＶラインの断面図であり、図５は図４で示した“Ａ”部分の拡大図である。
【００３０】
これらの図を参照して、柱状体２８ｂはその（柱状体）フランジ部３８ａ，フランジ部３８ｂを壁体２９ａ，壁体２９ｂの配置方向に平行となるように設置されている。そして、壁体２９の上方部分を構成する３本の水平部材３１及び下方部分を構成する７本の水平部材３３の各々は同一形状を有し、溝型鋼の（水平部材）フランジ部が上下水平方向になるように配置されている。即ち、図３に示されているように、水平部材３１及び水平部材３３を構成する部分は、上下方向に伸びる垂直部（ウエブ）と、垂直部（ウエブ）の上端に接続され水平方向に伸びる上方水平部（フランジ部）と、垂直部の下端に接続され水平方向に伸びる下方水平部（フランジ部）とから構成されている。
【００３１】
そして、水平部材３１ａ〜水平部材３１ｃの各々は、空隙３５ａ及び空隙３５ｂを空けて上下に配置されており、これらは柱状体２８のフランジ部３８の内面側にボルト４１及びナット４２によって固定されている。
【００３２】
一方、水平部材３３ａ〜水平部材３３ｇの各々は、上下に積む重ねた状態で設置されており、柱状体２８のフランジ部３８の内面側にボルト及びナットによって固定されていると共に、互いもボルト４７及びナット４８によって固定されている。尚、上方水平部材３１ｃと下方水平部材３３ａとの間にも所定の空隙３５ｃが設けられている。又、空隙３５ａ〜空隙３５ｃに対向する後方位置には、捕捉手段となる棒状の捕捉体３６ａ〜３６ｃが水平方向に隣接する柱状体２８の間に架設されている。この捕捉体３６の構造、機能については後述する。
【００３３】
尚、水平部材３１ａ〜水平部材３１ｃ及び水平部材３３ａ〜水平部材３３ｇの各々の垂直部の背面と柱状体２８のフランジ部３８の内面との間には緩衝材３９が設置されている。
【００３４】
図６は、図５で示した緩衝材３９の概略形状を示した断面図である。
【００３５】
図を参照して、緩衝材３９は、ゴム（ＣＲ）等の弾性材料よりなり、帯状のシート部５０と、シート部５０の両側縁に沿って一体的に接続され、シート部５０の厚さより大きな直径Ｈを有する断面円形状の一対の突起部５１ａ，突起部５１ｂとから構成されている。緩衝材３９はこのような断面形状を有しているため、突起部５１ａ，突起部５１ｂの各々の上方部及び下方部が水平部材３１又は水平部材３３の垂直部の背面と柱状体２８のフランジ部３８の内面に当接することになり、止水効果を発揮する。特に水平部材３３ａ〜水平部材３３ｇは上述のように上下方向に積み重ねられているため、柱状体との当接面を介しても海水等の浸入を効果的に阻止する。そして緩衝材３９のシート部５０の厚さは２ｍｍに設定され、突起部５１の直径Ｈは１０ｍｍに設定されている。ここで、緩衝材３９の緩衝効果を説明するための実験例を以下に示す。尚、緩衝材３９は、突起部を有しない平板状であっても良い。
【００３６】
実験に際しては、鉄板等からなる鋼材の表面に厚さの異なる複数のゴムシート（ＣＲ）よりなる緩衝材を配置し、これに質量３００ｋｇの鋼球を数種類の衝突速度で衝突させて行う。この実験結果を表したのが下記の表である。
【００３７】
【表１】
表にあっては、横軸に鋼球の衝突速度を採り、縦軸に鋼材が受ける衝撃力を採っている。鋼材に対しては、ゴムシートを配置していないものと、ゴムシートの厚さを２ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、４０ｍｍとしたものをそれぞれ配置し、計５種類の被衝突物とした。この５種類の対象物に衝突物である鋼球の衝突速度を変えて、その衝撃力を測定した。
【００３８】
この実験結果によると、ゴムシートの厚みを２ｍｍとすると緩衝効果を発揮するが、厚みが１０ｍｍ以上となると緩衝効果はあまり変らないことが判明する。
【００３９】
上記の実験結果から、緩衝材３９にあっては、シート部５０の部分が緩衝効果を発揮することが判明する。尚、突起部５１ａ，突起部５１ｂの部分にはその形状から応力が集中し、効率的な止水効果を発揮することが期待できる。
【００４０】
図３に戻って、上述のように配置された上方水平部材３１ａ〜上方水平部材３１ｃ及び下方水平部材３３ａ〜下方水平部材３３ｇの各々の垂直部の背面と柱状体２８のフランジ部３８の内面との間には、緩衝材３９が設置されている。したがって、津波等によって上方水平部材３１及び下方水平部材３３に加わった衝撃は緩和されて柱状体２８に伝達される。そのため、これらの構造体を構成する鋼材の重量等を過度に大きくすることなく効率的に波浪等のエネルギーを吸収できることになる。
【００４１】
更に、この実施の形態による壁体２９にあっては、空隙３５ａ〜空隙３５ｃよりなる開口が形成されている。そのため、壁体２９の上方に進行してきた津波等はその一部が空隙３５ａ〜空隙３５ｃを通して背面側に抜けるため津波等による衝撃がより緩和される。一方、壁体２９の下方部にのみ進行してきた津波等はエネルギー的には低いため、下方水平部材３３ａ〜下方水平部材３３ｇによってほぼ全面においてその通過を阻止するように構成されている。このように本件実施の形態による壁体２９にあっては、上方に開口を形成することによって、津波等のエネルギーをその大きさに応じて効率的に低減させると共に、壁体２９自体も効率的な構造としている。
【００４２】
又、この実施の形態にあっては、上方水平部材３１及び下方水平部材３３の柱状体２８に対する接続部が柱状体２８の前方側のフランジ部によってその前方部が覆われていることになる。これによって波浪等の衝撃が直接接続部に加わることが回避され、緩衝材３９の緩衝効果と相俟って波浪防護構造物２１の強度上の信頼性をより向上する。
【００４３】
図７は、図２に対応した図であって、この発明の第１の実施の形態による波浪防護構造物を背面側から見た図であり、図８は図７で示した“Ｂ”部分の拡大図であり、図９は図８で示したＩＸ−ＩＸラインの断面図である。
【００４４】
これらの図を参照して、捕捉体３６は、空隙３５に対向する後方位置において、隣接する柱状体２８の背面側のフランジ部３８の各々に水平方向に掛け渡すように脱着自在に取付けられている。具体的にはフランジ部３８ａにナット５６ａ及びナット５６ｂによって取付けられたＵ字ボルト５５にシャックル５４を介して取付けられている。
【００４５】
図１０は図２、図７等で示した捕捉体３６の概略構成を示すための部分破断斜視図である。
【００４６】
図を参照して、捕捉体３６は、緩ませた状態の鋼製のチェーン５７と、これを埋設するように形成されたゴム（ＣＲ）等の弾性体５８とによって構成されている。したがって、チェーン同士の隙間５９の部分にも弾性体５８が充填された状態となる。これによって捕捉体３６は、弾性体５８を含まないチェーン５７単独のものより大きな引張吸収エネルギーを有する構造体となる。しかもチェーン５７は弾性体５８にその表面が覆われることになるので、津波等に含まれる流木等の固体物が直接チェーン５７に衝突しないためチェーン５７が磨耗せず耐久性が向上する。
【００４７】
図１１は捕捉体３６の引張吸収エネルギーの増大現象を説明するための変位量と荷重との関係を示したグラフである。
【００４８】
図を参照して、横軸に変位量が採られ、縦軸に荷重が採られている。縦軸におけるＦは引張によるチェーンの降伏強度を示している。鋼製チェーンのみの構造体にあっては、降伏強度に達したときの変位量はＬ１となる。従って、鋼製チェーン単独の捕捉体の構造にあっては、その引張吸収エネルギーは実線による斜線部分の面積が相当することになる。
【００４９】
一方、本実施例における弾性体と鋼製チェーンとを組み合わせた捕捉体にあっては、鋼製チェーンが緩んだ状態で構成されているため、引張力が加わると初期の段階では弾性体とチェーンとがまず伸びることになる。その後、更に引張力が加わるとチェーンが緊張状態となり降伏強度に達することになる。すなわち、本実施例における捕捉体の構造にあっては、引張吸収エネルギーは破線における斜線部分の面積が相当することになる。従って、本実施例の捕捉体にあっては、構成チェーンのみの通常の構造体に比べて引張吸収エネルギーが格段に増加することになる。
【００５０】
次に、捕捉体３６の機能について説明する。上述のように壁体２９の上方部を構成する上部水平部材３１の間には空隙３５が形成されている。そのため、壁体２９の上方まで達するような津波等が進行すると、その一部が空隙３５を通過する。このとき、津波等に流木等の固体物が含まれていると、その大きさによっては空隙３５を通過する場合がある。固体物が通過すると壁体２９で保護しようとする施設に衝突してこれを損傷する可能性がある。そこで、捕捉体３６を空隙３５の後方側に配置して空隙３５を通過してくる流木等を捕捉しようとするものである。
【００５１】
捕捉体３６が流木等を捕捉すると、流木の衝撃を吸収することになる。この衝撃エネルギーは捕捉体３６からＵ字ボルトを介して柱状体２８に伝達される。捕捉体３６は図１０に示した構造となっているため衝撃吸収エネルギーが大きく、柱状体２８に与える衝撃を緩和する。これによって、壁体２９全体が受ける衝撃を緩和すると共に、通過は好ましくない流木等を捕捉できるため、波浪防護構造物の信頼性が向上する。
【００５２】
尚、上記の第１の実施の形態では、柱状体、壁体は特定形状の鋼材を用いて構成しているが、他の形状の鋼材であっても良く、あるいは、コンクリートブロック等の他の材料を用いて構成したものにも同様に適用できる。
【００５３】
又、上記の第１の実施の形態では、壁体の開口として上方水平部材の間に空隙を設けているが、開口の位置は上方でなくても良く、あるいは全面に均等に開口を形成するようにしても良い。
【００５４】
更に、上記の第１の実施の形態では、下方水平部材同士は単に積み重ねているだけであるが、これらの間に止水材等を挿入して止水するようにしても良い。
【００５５】
更に、上記の第１の実施の形態では、水平方向に捕捉体を設けているが、捕捉体は必ずしもなくても良く、方向も縦方向でも良い。又、捕捉体は空隙に対して前方に設けても良い。
【００５６】
更に、上記の第１の実施の形態では、捕捉体を鋼製チェーンと弾性体とからなる一本の複合物から構成しているが、鋼製チェーンのみで構成しても良く、又、複数の複合物を連結するようにして取付けても良い。又、鋼製チェーンのみで構成する場合には、少なくともその一端に緩衝装置を取付ければより好ましい。
【００５７】
更に、上記の実施の形態では、柱状体を構成するＨ型鋼の後方側のフランジ部の内面に壁体を取り付けているが、壁体は外面側のフランジの外面に取り付けても良い。この場合、捕捉体もそのフランジの内面側に取付けても良い。
【００５８】
更に、上記の第１の実施の形態では、緩衝材や弾性体としてＣＲゴムを用いているが、ＥＰＴや天然ゴム等の他のゴムであっても良く、あるいは、ゴム以外で緩衝効果や弾性効果を奏する材料を用いても良い。又、緩衝材や弾性体にリサイクル材（ゴムチップ、ガラスくず等）を増量剤として配合しても良い。
【００５９】
更に、上記の第１の実施の形態では、緩衝材は特定断面形状を有しているが、他の断面形状のものであっても良い。又、緩衝材はなくても良い。
【００６０】
更に、上記の第１の実施の形態では、水平部材の前面には特に何も取付けていないが、波浪や流木等が衝突する面にはＣＲゴム等の緩衝材からなる衝撃吸収材を設置しても良い。
この場合、その厚みは１０ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００６１】
更に、上記の第１の実施の形態では、水平部材として同一断面の溝型鋼を用いているが、他の型鋼やほぼ同一断面の他の鋼材を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明の第１の実施の形態による波浪防護構造物の設置状態を示した概略斜視図である。
【図２】図１で示した波浪防護構造物の外観形状を示した正面図である。
【図３】図２で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインの拡大断面図である。
【図４】図２で示したＩＶ−ＩＶラインの断面図である。
【図５】図３で示した“Ａ”部分の拡大図である。
【図６】図５で示した緩衝材３９の拡大断面図である。
【図７】図１で示した波浪防護構造物の外観形状を背面側から見た図である。
【図８】図３で示した“Ｂ”部分の拡大図である。
【図９】図８で示したＩＸ−ＩＸラインの断面図である。
【図１０】図７で示した捕捉体の概略構造を示した部分破断斜視図である。
【図１１】図１０で示した捕捉体の変位量と荷重との関連特性を一般の構造体と共に示したグラフである。
【符号の説明】
【００６３】
２１…波浪防護構造物
２８…柱状体
２９…壁体
３１…上方水平部材
３３…下方水平部材
３５…空隙
５７…チェーン
５８…弾性体
５９…隙間
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【技術分野】
【０００１】
この発明は波浪防護構造物に関し、特に津波や高潮等の波浪から沿海域に設けられた施設等を保護するための波浪防護構造物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、波浪防護構造物としては、コンクリート製の堤防が建設されているのが一般的である。又、消波ブロックと防波堤とを組み合せた護岸にて津波を防御しようとしたものもある。更には、予め、津波が到来される箇所を限定し、津波が到来しても安全な高さまで地盤を高くし、その上に石油タンク、工場プラント等の重要施設を建設する場合がある。
【０００３】
又、特許文献１に記載されているように鋼矢板等の鋼材を鉛直壁として打設する方法も提案されている。
【特許文献１】特開昭５９−６１６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の堤防や防波堤を建設する方法では、建設するための用地確保等に莫大な時間と作業用地を必要とする。
【０００５】
又、上記のような鋼矢板を鉛直壁として打設する方法では、波エネルギーの高い津波や高潮等から十分に防護しようとする場合、矢板の鋼材強度を大きくする必要がある。そして、鋼材強度を大きくするには例えば鋼材の厚みを大きくしなければならず、その結果、鋼材重量が増し、作業効率が低下する。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、鋼材重量等を過度に大きくすることなく、効率的に波浪等のエネルギーを吸収できる波浪防護構造物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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、基礎地盤上に設置される波浪防護構造物であって、基礎地盤に所定間隔で打ち込まれ、垂直方向に立設する複数の柱状体と、柱状体のうち、隣接する柱状体の各々の間を塞ぐように設置される壁体とを備え、壁体の一部に開口が形成されるものである。
【０００８】
このように構成すると、壁体に津波等が押し寄せる場合、その一部が開口を通過する。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、開口は壁体の上方位置にのみ形成されるものである。
【００１０】
このように構成すると、開口の位置までの津波等の侵入が阻止され、開口の位置以上の津波等に対してはその一部が通過する。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成において、壁体は、開口に対向するように設けられ、開口を通して通過しようとする流木等を捕捉しうる捕捉手段を備えたものである。
【００１２】
このように構成すると、流木等の開口を介しての侵入を減少させる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明の構成において、壁体は、上下に配置された構成され、水平方向に延びるほぼ一定断面の複数の水平部材よりなり、開口は水平部材のうち、上下に間隔をあけて配置された水平部材同士の空隙により構成されるものである。
【００１４】
このように構成すると、水平部材の設置位置によって空隙の上下幅を調整できる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の構成において、捕捉手段は、空隙に沿って水平方向に配置された棒状の捕捉体を含むものである。
【００１６】
このように構成すると、空隙の横方向の全域での補足が可能となる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明の構成において、捕捉体は、鋼製チェーンと鋼製チェーンを緩ませた状態でこれを埋設する弾性体とを含むものである。
【００１８】
このように構成すると、流木等による捕捉体に加わる力によって鋼製チェーンが弾性体と共に伸び、その後鋼製チェーンに引っ張り力が伝達される。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、壁体に津波等が押し寄せる場合、その一部が開口を通過するため、津波等による衝撃が緩和されるので柱状体及び壁体の強度を低く設定することが可能となる。
【００２０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、開口の位置までの津波等の侵入が阻止され、開口の位置以上の津波等に対してはその一部が通過する。その結果、衝撃エネルギーの大きな高い津波等に対してのみ衝撃を緩和させるので、効率的な波浪防護構造物となる。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、流木等の開口を介しての侵入を減少させるため、流木の侵入による被害を低減できる。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、水平部材の設置位置によって空隙の上下幅を調整できるため、想定される津波等の大きさに応じて適切な開口を容易に設定できるので使い勝手が良い。
【００２３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の効果に加えて、空隙の横方向の全域での補足が可能となるため、捕捉の信頼性が向上する。
【００２４】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明の効果に加えて、流木等による捕捉体に加わる力によって鋼製チェーンが弾性体と共に伸び、その後鋼製チェーンに引っ張り力が伝達されるため、捕捉体による吸収エネルギーが鋼製チェーン単独の構造に比べて確実に増大する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１はこの発明の第１の実施の形態による波浪防護構造物の設置状態を示した概略斜視図である。
【００２６】
図を参照して、波浪防護構造物２１は、コンクリート土台２３上に設置された石油タンク２４ａ，石油タンク２４ｂの周囲を囲うように設置されている。そして、津波や高潮等による海面２５の変化から石油タンク２４ａ，石油タンク２４ｂを防護している。
【００２７】
図２は図１で示した波浪防護構造物の外観形状を示した正面図である。
【００２８】
図を参照して、波浪防護構造物２１は、コンクリート土台２３を介して基礎地盤２７に所定間隔で垂直方向に打ち込まれた柱状体２８ａ〜柱状体２８ｃと、これらの間のスペースを覆うように取り付けられた壁体２９ａ，壁体２９ｂとから構成されている。柱状体２８はこの実施の形態にあっては、Ｈ型鋼を使用しており、壁体２９は溝型鋼を水平方向に配置し、下方部分に配置される下方水平部材３３にあってはこれを上下に積み重ねられ、上方部分に配置される上方水平部材３１にあっては空隙３５をあけて上下に設置されている。この実施の形態にあっては、空隙３５の上下間隔は１本の上方水平部材の上下幅にほぼ一致しているが、想定される津波等の大きさに応じて設定すれば良い。尚、空隙３５の後方には水平方向に延びる棒状の捕捉体３６が隣接する柱状体に架設されている。
【００２９】
図３は図２で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインの拡大断面図であり、図４は図２で示したＩＶ−ＩＶラインの断面図であり、図５は図４で示した“Ａ”部分の拡大図である。
【００３０】
これらの図を参照して、柱状体２８ｂはその（柱状体）フランジ部３８ａ，フランジ部３８ｂを壁体２９ａ，壁体２９ｂの配置方向に平行となるように設置されている。そして、壁体２９の上方部分を構成する３本の水平部材３１及び下方部分を構成する７本の水平部材３３の各々は同一形状を有し、溝型鋼の（水平部材）フランジ部が上下水平方向になるように配置されている。即ち、図３に示されているように、水平部材３１及び水平部材３３を構成する部分は、上下方向に伸びる垂直部（ウエブ）と、垂直部（ウエブ）の上端に接続され水平方向に伸びる上方水平部（フランジ部）と、垂直部の下端に接続され水平方向に伸びる下方水平部（フランジ部）とから構成されている。
【００３１】
そして、水平部材３１ａ〜水平部材３１ｃの各々は、空隙３５ａ及び空隙３５ｂを空けて上下に配置されており、これらは柱状体２８のフランジ部３８の内面側にボルト４１及びナット４２によって固定されている。
【００３２】
一方、水平部材３３ａ〜水平部材３３ｇの各々は、上下に積む重ねた状態で設置されており、柱状体２８のフランジ部３８の内面側にボルト及びナットによって固定されていると共に、互いもボルト４７及びナット４８によって固定されている。尚、上方水平部材３１ｃと下方水平部材３３ａとの間にも所定の空隙３５ｃが設けられている。又、空隙３５ａ〜空隙３５ｃに対向する後方位置には、捕捉手段となる棒状の捕捉体３６ａ〜３６ｃが水平方向に隣接する柱状体２８の間に架設されている。この捕捉体３６の構造、機能については後述する。
【００３３】
尚、水平部材３１ａ〜水平部材３１ｃ及び水平部材３３ａ〜水平部材３３ｇの各々の垂直部の背面と柱状体２８のフランジ部３８の内面との間には緩衝材３９が設置されている。
【００３４】
図６は、図５で示した緩衝材３９の概略形状を示した断面図である。
【００３５】
図を参照して、緩衝材３９は、ゴム（ＣＲ）等の弾性材料よりなり、帯状のシート部５０と、シート部５０の両側縁に沿って一体的に接続され、シート部５０の厚さより大きな直径Ｈを有する断面円形状の一対の突起部５１ａ，突起部５１ｂとから構成されている。緩衝材３９はこのような断面形状を有しているため、突起部５１ａ，突起部５１ｂの各々の上方部及び下方部が水平部材３１又は水平部材３３の垂直部の背面と柱状体２８のフランジ部３８の内面に当接することになり、止水効果を発揮する。特に水平部材３３ａ〜水平部材３３ｇは上述のように上下方向に積み重ねられているため、柱状体との当接面を介しても海水等の浸入を効果的に阻止する。そして緩衝材３９のシート部５０の厚さは２ｍｍに設定され、突起部５１の直径Ｈは１０ｍｍに設定されている。ここで、緩衝材３９の緩衝効果を説明するための実験例を以下に示す。尚、緩衝材３９は、突起部を有しない平板状であっても良い。
【００３６】
実験に際しては、鉄板等からなる鋼材の表面に厚さの異なる複数のゴムシート（ＣＲ）よりなる緩衝材を配置し、これに質量３００ｋｇの鋼球を数種類の衝突速度で衝突させて行う。この実験結果を表したのが下記の表である。
【００３７】
【表１】
表にあっては、横軸に鋼球の衝突速度を採り、縦軸に鋼材が受ける衝撃力を採っている。鋼材に対しては、ゴムシートを配置していないものと、ゴムシートの厚さを２ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、４０ｍｍとしたものをそれぞれ配置し、計５種類の被衝突物とした。この５種類の対象物に衝突物である鋼球の衝突速度を変えて、その衝撃力を測定した。
【００３８】
この実験結果によると、ゴムシートの厚みを２ｍｍとすると緩衝効果を発揮するが、厚みが１０ｍｍ以上となると緩衝効果はあまり変らないことが判明する。
【００３９】
上記の実験結果から、緩衝材３９にあっては、シート部５０の部分が緩衝効果を発揮することが判明する。尚、突起部５１ａ，突起部５１ｂの部分にはその形状から応力が集中し、効率的な止水効果を発揮することが期待できる。
【００４０】
図３に戻って、上述のように配置された上方水平部材３１ａ〜上方水平部材３１ｃ及び下方水平部材３３ａ〜下方水平部材３３ｇの各々の垂直部の背面と柱状体２８のフランジ部３８の内面との間には、緩衝材３９が設置されている。したがって、津波等によって上方水平部材３１及び下方水平部材３３に加わった衝撃は緩和されて柱状体２８に伝達される。そのため、これらの構造体を構成する鋼材の重量等を過度に大きくすることなく効率的に波浪等のエネルギーを吸収できることになる。
【００４１】
更に、この実施の形態による壁体２９にあっては、空隙３５ａ〜空隙３５ｃよりなる開口が形成されている。そのため、壁体２９の上方に進行してきた津波等はその一部が空隙３５ａ〜空隙３５ｃを通して背面側に抜けるため津波等による衝撃がより緩和される。一方、壁体２９の下方部にのみ進行してきた津波等はエネルギー的には低いため、下方水平部材３３ａ〜下方水平部材３３ｇによってほぼ全面においてその通過を阻止するように構成されている。このように本件実施の形態による壁体２９にあっては、上方に開口を形成することによって、津波等のエネルギーをその大きさに応じて効率的に低減させると共に、壁体２９自体も効率的な構造としている。
【００４２】
又、この実施の形態にあっては、上方水平部材３１及び下方水平部材３３の柱状体２８に対する接続部が柱状体２８の前方側のフランジ部によってその前方部が覆われていることになる。これによって波浪等の衝撃が直接接続部に加わることが回避され、緩衝材３９の緩衝効果と相俟って波浪防護構造物２１の強度上の信頼性をより向上する。
【００４３】
図７は、図２に対応した図であって、この発明の第１の実施の形態による波浪防護構造物を背面側から見た図であり、図８は図７で示した“Ｂ”部分の拡大図であり、図９は図８で示したＩＸ−ＩＸラインの断面図である。
【００４４】
これらの図を参照して、捕捉体３６は、空隙３５に対向する後方位置において、隣接する柱状体２８の背面側のフランジ部３８の各々に水平方向に掛け渡すように脱着自在に取付けられている。具体的にはフランジ部３８ａにナット５６ａ及びナット５６ｂによって取付けられたＵ字ボルト５５にシャックル５４を介して取付けられている。
【００４５】
図１０は図２、図７等で示した捕捉体３６の概略構成を示すための部分破断斜視図である。
【００４６】
図を参照して、捕捉体３６は、緩ませた状態の鋼製のチェーン５７と、これを埋設するように形成されたゴム（ＣＲ）等の弾性体５８とによって構成されている。したがって、チェーン同士の隙間５９の部分にも弾性体５８が充填された状態となる。これによって捕捉体３６は、弾性体５８を含まないチェーン５７単独のものより大きな引張吸収エネルギーを有する構造体となる。しかもチェーン５７は弾性体５８にその表面が覆われることになるので、津波等に含まれる流木等の固体物が直接チェーン５７に衝突しないためチェーン５７が磨耗せず耐久性が向上する。
【００４７】
図１１は捕捉体３６の引張吸収エネルギーの増大現象を説明するための変位量と荷重との関係を示したグラフである。
【００４８】
図を参照して、横軸に変位量が採られ、縦軸に荷重が採られている。縦軸におけるＦは引張によるチェーンの降伏強度を示している。鋼製チェーンのみの構造体にあっては、降伏強度に達したときの変位量はＬ１となる。従って、鋼製チェーン単独の捕捉体の構造にあっては、その引張吸収エネルギーは実線による斜線部分の面積が相当することになる。
【００４９】
一方、本実施例における弾性体と鋼製チェーンとを組み合わせた捕捉体にあっては、鋼製チェーンが緩んだ状態で構成されているため、引張力が加わると初期の段階では弾性体とチェーンとがまず伸びることになる。その後、更に引張力が加わるとチェーンが緊張状態となり降伏強度に達することになる。すなわち、本実施例における捕捉体の構造にあっては、引張吸収エネルギーは破線における斜線部分の面積が相当することになる。従って、本実施例の捕捉体にあっては、構成チェーンのみの通常の構造体に比べて引張吸収エネルギーが格段に増加することになる。
【００５０】
次に、捕捉体３６の機能について説明する。上述のように壁体２９の上方部を構成する上部水平部材３１の間には空隙３５が形成されている。そのため、壁体２９の上方まで達するような津波等が進行すると、その一部が空隙３５を通過する。このとき、津波等に流木等の固体物が含まれていると、その大きさによっては空隙３５を通過する場合がある。固体物が通過すると壁体２９で保護しようとする施設に衝突してこれを損傷する可能性がある。そこで、捕捉体３６を空隙３５の後方側に配置して空隙３５を通過してくる流木等を捕捉しようとするものである。
【００５１】
捕捉体３６が流木等を捕捉すると、流木の衝撃を吸収することになる。この衝撃エネルギーは捕捉体３６からＵ字ボルトを介して柱状体２８に伝達される。捕捉体３６は図１０に示した構造となっているため衝撃吸収エネルギーが大きく、柱状体２８に与える衝撃を緩和する。これによって、壁体２９全体が受ける衝撃を緩和すると共に、通過は好ましくない流木等を捕捉できるため、波浪防護構造物の信頼性が向上する。
【００５２】
尚、上記の第１の実施の形態では、柱状体、壁体は特定形状の鋼材を用いて構成しているが、他の形状の鋼材であっても良く、あるいは、コンクリートブロック等の他の材料を用いて構成したものにも同様に適用できる。
【００５３】
又、上記の第１の実施の形態では、壁体の開口として上方水平部材の間に空隙を設けているが、開口の位置は上方でなくても良く、あるいは全面に均等に開口を形成するようにしても良い。
【００５４】
更に、上記の第１の実施の形態では、下方水平部材同士は単に積み重ねているだけであるが、これらの間に止水材等を挿入して止水するようにしても良い。
【００５５】
更に、上記の第１の実施の形態では、水平方向に捕捉体を設けているが、捕捉体は必ずしもなくても良く、方向も縦方向でも良い。又、捕捉体は空隙に対して前方に設けても良い。
【００５６】
更に、上記の第１の実施の形態では、捕捉体を鋼製チェーンと弾性体とからなる一本の複合物から構成しているが、鋼製チェーンのみで構成しても良く、又、複数の複合物を連結するようにして取付けても良い。又、鋼製チェーンのみで構成する場合には、少なくともその一端に緩衝装置を取付ければより好ましい。
【００５７】
更に、上記の実施の形態では、柱状体を構成するＨ型鋼の後方側のフランジ部の内面に壁体を取り付けているが、壁体は外面側のフランジの外面に取り付けても良い。この場合、捕捉体もそのフランジの内面側に取付けても良い。
【００５８】
更に、上記の第１の実施の形態では、緩衝材や弾性体としてＣＲゴムを用いているが、ＥＰＴや天然ゴム等の他のゴムであっても良く、あるいは、ゴム以外で緩衝効果や弾性効果を奏する材料を用いても良い。又、緩衝材や弾性体にリサイクル材（ゴムチップ、ガラスくず等）を増量剤として配合しても良い。
【００５９】
更に、上記の第１の実施の形態では、緩衝材は特定断面形状を有しているが、他の断面形状のものであっても良い。又、緩衝材はなくても良い。
【００６０】
更に、上記の第１の実施の形態では、水平部材の前面には特に何も取付けていないが、波浪や流木等が衝突する面にはＣＲゴム等の緩衝材からなる衝撃吸収材を設置しても良い。
この場合、その厚みは１０ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００６１】
更に、上記の第１の実施の形態では、水平部材として同一断面の溝型鋼を用いているが、他の型鋼やほぼ同一断面の他の鋼材を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明の第１の実施の形態による波浪防護構造物の設置状態を示した概略斜視図である。
【図２】図１で示した波浪防護構造物の外観形状を示した正面図である。
【図３】図２で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインの拡大断面図である。
【図４】図２で示したＩＶ−ＩＶラインの断面図である。
【図５】図３で示した“Ａ”部分の拡大図である。
【図６】図５で示した緩衝材３９の拡大断面図である。
【図７】図１で示した波浪防護構造物の外観形状を背面側から見た図である。
【図８】図３で示した“Ｂ”部分の拡大図である。
【図９】図８で示したＩＸ−ＩＸラインの断面図である。
【図１０】図７で示した捕捉体の概略構造を示した部分破断斜視図である。
【図１１】図１０で示した捕捉体の変位量と荷重との関連特性を一般の構造体と共に示したグラフである。
【符号の説明】
【００６３】
２１…波浪防護構造物
２８…柱状体
２９…壁体
３１…上方水平部材
３３…下方水平部材
３５…空隙
５７…チェーン
５８…弾性体
５９…隙間
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎地盤上に設置される波浪防護構造物であって、
前記基礎地盤に所定間隔で打ち込まれ、垂直方向に立設する複数の柱状体と、
前記柱状体のうち、隣接する柱状体の各々の間を塞ぐように設置される壁体とを備え、
前記壁体の一部に開口が形成される、波浪防護構造物。
【請求項２】
前記開口は前記壁体の上方位置にのみ形成される、請求項１記載の波浪防護構造物。
【請求項３】
前記壁体は、前記開口に対向するように設けられ、前期開口を通して通過しようとする流木等を捕捉しうる捕捉手段を備えた、請求項１又は請求項２記載の波浪防護構造物。
【請求項４】
前記壁体は、上下に配置されて構成され、水平方向に延びるほぼ一定断面の複数の水平部材よりなり、前記開口は水平部材のうち、上下に間隔をあけて配置された水平部材同士の空隙により構成される、請求項１から請求項３のいずれかに記載の波浪防護構造物。
【請求項５】
前記捕捉手段は、前記空隙に沿って水平方向に配置された棒状の捕捉体を含む、請求項４記載の波浪防護構造物。
【請求項６】
前記捕捉体は、鋼製チェーンと前記鋼製チェーンを緩ませた状態でこれを埋設する弾性体とを含む、請求項５記載の波浪防護構造物。
【請求項１】
基礎地盤上に設置される波浪防護構造物であって、
前記基礎地盤に所定間隔で打ち込まれ、垂直方向に立設する複数の柱状体と、
前記柱状体のうち、隣接する柱状体の各々の間を塞ぐように設置される壁体とを備え、
前記壁体の一部に開口が形成される、波浪防護構造物。
【請求項２】
前記開口は前記壁体の上方位置にのみ形成される、請求項１記載の波浪防護構造物。
【請求項３】
前記壁体は、前記開口に対向するように設けられ、前期開口を通して通過しようとする流木等を捕捉しうる捕捉手段を備えた、請求項１又は請求項２記載の波浪防護構造物。
【請求項４】
前記壁体は、上下に配置されて構成され、水平方向に延びるほぼ一定断面の複数の水平部材よりなり、前記開口は水平部材のうち、上下に間隔をあけて配置された水平部材同士の空隙により構成される、請求項１から請求項３のいずれかに記載の波浪防護構造物。
【請求項５】
前記捕捉手段は、前記空隙に沿って水平方向に配置された棒状の捕捉体を含む、請求項４記載の波浪防護構造物。
【請求項６】
前記捕捉体は、鋼製チェーンと前記鋼製チェーンを緩ませた状態でこれを埋設する弾性体とを含む、請求項５記載の波浪防護構造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１８４７６１（Ｐ２００８−１８４７６１Ａ）
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７３５０（Ｐ２００７−１７３５０）
【出願日】平成１９年１月２９日（２００７．１．２９）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】（０００１０６９５５）シバタ工業株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２９日（２００７．１．２９）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】（０００１０６９５５）シバタ工業株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
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