防波構造物
【課題】簡単な構成で越波流量をより効果的に低減することのできる防波構造物を提供する。
【解決手段】通常状態における静水面よりも上方に突出した状態で沖に面して立設されるケーソン２０と、当該ケーソン２０の天端面２０ａ上に設けられるパラペット３０とを設け、パラペット３０を、ケーソン２０のケーソン沖側壁面２２よりも陸側に後退した位置に設けるとともに、パラペット３０の沖側を向くパラペット沖側壁面３２に、その下端部近傍から上方に向かうに従って陸側に後退し、かつ、高さ方向の中間部位から上方に向かうに従って沖側に迫り出す形状を有するとともに勾配が連続的に変化する曲面からなるパラペット波返し面３４を設ける。
【解決手段】通常状態における静水面よりも上方に突出した状態で沖に面して立設されるケーソン２０と、当該ケーソン２０の天端面２０ａ上に設けられるパラペット３０とを設け、パラペット３０を、ケーソン２０のケーソン沖側壁面２２よりも陸側に後退した位置に設けるとともに、パラペット３０の沖側を向くパラペット沖側壁面３２に、その下端部近傍から上方に向かうに従って陸側に後退し、かつ、高さ方向の中間部位から上方に向かうに従って沖側に迫り出す形状を有するとともに勾配が連続的に変化する曲面からなるパラペット波返し面３４を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、港湾等に設置されるケーソンと当該ケーソン上に設けられるパラペットとを備えた防波構造物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、港湾等に設置される防波堤等の防波構造物においては、景観や施工コスト等の観点から防波構造物の天端高さ（水面から防波構造物本体上面の高さ）をできるだけ低くしつつ防波構造物よりも陸側への越波流量を低減することが求められている。
【０００３】
これに対して、例えば、沖に面して海底等に立設されるケーソンの天端面上にパラペットが設けられた防波構造物が提案されている（特許文献１）。この防波構造物の模式図を図１０に示す。この防波構造物６１０は、直方体形状を有するケーソン６２０と、このケーソン６２０の天端面６２０ａから上方に突出する直方体形状を有するパラペット６３０とを有しており、パラペット６３０の沖側を向く平面状のパラペット沖側壁面６３２が、沖側を向く平面状のケーソン沖側壁面６２２から陸側に後退した位置に設けられている。
【０００４】
この防波構造物６１０では、ケーソン６２０を超えて陸側に波が進行したとしても、パラペット６３０により波の陸側への進行が抑制される。特に、パラペット６３０のパラペット沖側壁面６３２がケーソン沖側壁面６２２から陸側に後退した位置に配置されており、パラペット沖側壁面６３２にはケーソン６２０の天端面６２０ａ上を進行中に崩れた波すなわち勢いが弱められた波が来襲する。そのため、パラペット６３０には高い越波低減性能が要求されず、パラペット６３０の天端高さひいては防波構造物６１０の天端高さを低く抑えながらも陸側への越波流量を少なく抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２０４５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
外洋に面した比較的大水深、高波浪の沿岸域等においては、陸側への越波流量のさらなる低減が求められている。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、パラペットを有する防波構造物を改良したものであって、簡単な構成で防波構造物の天端高さを低く抑えつつより効果的に越波流量を低く抑えることのできる防波構造物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決する手段として、本発明は、通常状態における静水面よりも上方に突出した状態で沖に面して立設されるケーソンと、当該ケーソンの天端面上に設けられるパラペットとを有する防波構造物であって、前記ケーソンは、沖に面して立設された状態で沖側を向いて上下方向および陸に沿う方向に延びるケーソン沖側壁面を有しており、前記パラペットは、前記ケーソンが沖に面して立設された状態で前記ケーソン沖側壁面よりも陸側に後退した位置において沖側を向くパラペット沖側壁面を有しており、前記パラペット沖側壁面は、当該パラペット沖側壁面の下端部近傍から上方に向かうに従って陸側に後退し、かつ、高さ方向の中間部位から上方に向かうに従って沖側に迫り出す形状を有するとともに勾配が連続的に変化する曲面からなるパラペット波返し面を含むことを特徴とする防波構造物を提供する（請求項１）。
【０００９】
この防波構造物によれば、パラペットが陸側に後退した位置に配置されている上に、パラペットのパラペット沖側壁面が、下端部近傍から上方に向かうに従って陸側に後退し、かつ、高さ方向の中間部位から上方に向かうに従って沖側に迫り出す形状を有するとともに勾配が連続的に変化する曲面からなるパラペット波返し面を備えており、パラペットにこのようなパラペット波返し面を設けるという簡単な構成でパラペットの天端高さひいては防波構造物の天端高さを低く抑えつつ陸側への越波流量を少なく抑えることができる。すなわち、この防波構造物では、パラペット沖側壁面にはその勢いがケーソンの天端面上で弱められた波が来襲する上に、このパラペット沖側壁面に来襲した波は、前記パラペット波返し面に沿って上方に進行することでその進行方向が徐々に陸向きから沖向きへと変えられてより円滑に沖に返されるため、来襲した波の陸側への進行がより効果的に抑止される。
【００１０】
また、本発明において、前記パラペット波返し面の陸側に最も後退した最後退部位から当該パラペット波返し面の上端までの水平方向の距離は、当該パラペット波返し面の高さ寸法の１／２以上かつ２／３以下であるのが好ましい（請求項２）。
【００１１】
この構成によれば、パラペット波返し面の最後退位置から上端までの距離すなわちパラペット波返し面の沖側への迫り出し量が十分に確保されることで来襲した波をこのパラペット波返し面でより確実に沖に返しつつ、パラペット波返し面の迫り出し量が過剰になることでこの迫り出し部分にかかる波力が過大となるのを抑制することができる。
【００１２】
また、本発明において、前記パラペット波返し面の下端から前記最後退部位までの高さ寸法は、当該パラペット波返し面の高さ寸法の１／３以上かつ１／２以下であるのが好ましい（請求項３）。
【００１３】
この構成によれば、パラペット波返し面の最後退部位から上側の部分と最後退部位から下側の部分とがそれぞれ適切な勾配で湾曲することで波をより円滑に沖に返しつつ、パラペット波返し面とパラペットの天端面との間の厚みが過剰に薄くなることでパラペットの強度が低下するのを抑制することができる。
【００１４】
また、本発明において、前記ケーソン沖側壁面は、通常状態における静水面が位置する部位あるいは当該静水面よりも下側の部位からケーソン沖側壁面の上端近傍まで延びて上方に向かうに従って沖側に迫り出す形状を有するとともに勾配が連続的に変化する曲面からなるケーソン波返し面を含むのが好ましい（請求項４）。
【００１５】
この構成によれば、前記ケーソン波返し面において波が円滑に沖に返されてケーソンを越えてパラペットに来襲する波の勢いがより一層低減されるため、パラペットにおいて波の進行をより確実に阻止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、簡単な構成で防波構造物の天端高さを低く抑えつつ越波流量をより効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る防波構造物の概略斜視図である。
【図２】図１に示す防波構造物の概略側面図である。
【図３】図１に示すパラペットの概略側面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る防波構造物の概略斜視図である。
【図５】図４に示す防波構造物の概略側面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る防波構造物の概略斜視図である
【図７】実施例１に係る防波構造物の概略側面図である。
【図８】実施例２に係る防波構造物の概略側面図である。
【図９】比較例１に係る防波構造物の概略側面図である。
【図１０】従来の防波構造物に係る防波構造物の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。まず防波構造物の実施形態について説明し、その後、防波構造物の縮小モデルを用いた水理実験によりこの防波構造物の越波阻止性能について検証した結果について説明する。
【００１９】
図１は本発明の第１の実施形態に係る防波構造物１０を示す概略斜視図である。図２はこの防波構造物１０の概略側面図である。この防波構造物１０は、ケーソン２０と、パラペット３０とを備えている。
【００２０】
前記ケーソン２０は、沖に面して海底等に立設される部分である。このケーソン２０は、略直方体状を有し、そのケーソン沖側壁面２２が沖に向かって鉛直方向に延びるとともにその上端面すなわち天端面２０ａが水平方向に延びる状態で海底等に設置される。
【００２１】
図２に示すように、前記ケーソン２０の高さｈ２０は、このケーソン２０が、海底等に設置された際に、高波でない通常状態における静水面よりも上方に突出するように設定されている。したがって、通常状態あるいは波が通常状態よりもわずかに高いときには、沖から来襲した波はケーソン２０のケーソン沖側壁面２２との衝突により沖に返されて陸側への進行が阻止される。
【００２２】
前記パラペット３０は、前記ケーソン２０の天端面２０ａから上方に突出する部分であり、波が通常状態よりも比較的高い場合においてケーソン２０を越えて陸側に進行した波のさらなる陸側への進行を阻止するためのものである。このパラペット３０は、そのパラペット沖側壁面３２に側面視で略半円弧状のパラペット波返し面３４が形成されており、全体として、略直方体状の部材の一側面が側面視で略半円形に切りかかれた形状を有している。このパラペット３０は、前記ケーソン２０が海底等に立設された際に、前記パラペット沖側壁面３２が沖側を向くように、かつ、このパラペット沖側壁面３２が前記ケーソン沖側壁面２２よりも陸側に後退する位置に配置されるように、ケーソン２０の天端面２０ａ上に設けられている。本実施形態では、パラペット３０は、その陸側縁がケーソン２０の陸側縁と同じ位置になるように配置されている。
【００２３】
このように、パラペット３０が陸側に後退した位置に配置されることで、パラペット３０のパラペット沖側壁面３２にはケーソン２０の天端面２０ａ上で崩れて勢いが弱められた波が来襲する。そのため、このパラペット沖側壁面３２によって来襲した波のさらなる陸側への進行が容易に阻止される。
【００２４】
前記ケーソン２０とパラペット３０とは、例えば陸側の側面に沿って鋼板が配置された鋼コンクリート合成構造を有する鉄筋コンクリート製のものである。これらケーソン２０とパラペット３０とは、互いに一体に成形されていてもよいし、個別に成形されていてもよい。個別に成形されている場合は、例えば、ケーソン２０の天端面２０ａ上にパラペット３０がアンカー等で固定される。
【００２５】
前記パラペット沖側壁面３２に含まれるパラペット波返し面３４の詳細について図３を用いて説明する。このパラペット波返し面３４は、前記パラペット沖側壁面３２の下端部３２ｂ近傍であってこの下端部３２ｂよりもわずかに上方の位置からこのパラペット沖側壁面３２の上端部３２ａ近傍であってこの上端部３２ａよりもわずかに下方の位置まで延びている。このパラペット波返し面３４は、勾配が連続的に変化する曲面であって、パラペット沖側壁面３２の下端部３２ｂ近傍から上方に向かうに従って陸側に後退し、かつ、高さ方向の中間部位すなわちパラペット波返し面３４の上端部３４ａと下端部３４ｂとの間の部位から上方に向かうに従って沖側に迫り出す形状を有しており、いわゆるフレア型に構成されている。
【００２６】
本実施形態では、前記パラペット波返し面３４の最も陸側に後退した最後退部位３４ｃは、この最後退部位３４ｃからパラペット波返し面３４の上端部３４ａまでの水平方向の距離ｌ３４がパラペット波返し面３４の高さ寸法ｈ３４の１／２となる位置に配置されており、パラペット波返し面３４の沖側への迫り出し量が十分に確保されている。
【００２７】
また、本実施形態では、この最後退部位３４ｃは、パラペット波返し面３４の下端部３４ｂかからの高さ寸法ｈ３４ｄがパラペット波返し面３４の高さ寸法ｈ３４の２／５となる位置に配置されており、パラペット波返し面３４の最後退部位３４ｃから上方の部分および下方の部分のいずれもが適度に湾曲して来襲した波が円滑に沖に返されるように、また、パラペット波返し面３４とパラペット３０の天端面３０ａとの間の肉厚が十分に確保されてパラペット３０の強度が高く維持されるよう構成されている。なお、前記パラペット波返し面３４の上端部３４ａと下端部３４ｂの水平方向の位置はほぼ同一である。また、本実施形態では、このパラペット波返し面３４の上端部３４ａは、その接線の水平線に対する角度が、例えば、２０〜４５度程度に設定されており、この上端部３４ａが鋭角に尖らずに肉厚が確保されるよう構成されている。さらに、パラペット３０のうち前記パラペット波返し面３４の上端部３４ａよりも上方の部分およびパラペット３０のうちパラペット波返し面３４の下端部３４ｂよりも下方の部分、にはそれぞれ鉄筋が配置されており、パラペット３０の上下端の沖側に突出する部分の強度が確保されている。例えば、パラペット３０の高さすなわちケーソン２０の天端面２０ａからパラペット３０の天端面３０ａまでの高さを２．５ｍとした場合には、パラペット３０の天端面３０ａとパラペット波返し面３４の上端部３４ａおよび下端部３４ｂとの間の距離が０．３ｍ〜０．６ｍに設定されて、これらの間に鉄筋が配置されている。
【００２８】
このように構成されたパラペット波返し面３４では、前記パラペット沖側壁面３２に来襲した波は、このパラペット波返し面３４に沿って進行することで上方に案内されつつその進行方向が徐々に沖向きに変換されて、円滑に沖へと返される。
【００２９】
以上のように構成された防波構造物１０では、前述のように、沖から来襲する波のうち波の高さが低い波は、前記ケーソン２０のケーソン沖側壁面２２のみでその陸側への進行が阻止される。一方、波の高さが高い波は、ケーソン２０のケーソン沖側壁面２２を越えて陸側に進行するが、この進行中にケーソン２０の天端面２０ａ上で崩れてその勢いが低減された上にパラペット３０の前記パラペット波返し面３４により円滑に沖へと返されてパラペット３０から陸側への進行が阻止される。
【００３０】
ここで、前記パラペット波返し面３４の具体的な寸法は前記に限らない。
【００３１】
ただし、前記パラペット波返し面３４の最後退部位３４ｃからパラペット波返し面３４の上端部３４ａまでの水平方向の距離ｌ３４とパラペット波返し面３４の高さ寸法ｈ３４との比ｌ３４／ｈ３４を１／２以上２／３以下の範囲に設定すれば、パラペット波返し面３４の沖側への迫り出し量を十分に確保しつつ、パラペット波返し面３４にかかる波力を適切な範囲に抑えることができるとともにパラペット３０の強度を確保することができる。すなわち、前記比ｌ３４／ｈ３４を大きくしてパラペット波返し面３４の沖側への迫り出し量を多くしパラペット波返し面３４の懐面積Ａ（図３に示すパラペット波返し面３４の上端部３４ａと下端部３４ｂを結ぶ線とパラペット波返し面３４との間の領域の面積）を大きくすれば、パラペット波返し面３４を越える越波流量をより少なく抑えることができる。そのため、前記比ｌ３４／ｈ３４を１／２以上とするのが好ましい。一方、ｌ３４／ｈ３４を大きくし過ぎるとパラペット波返し面３４の曲率が大きくなることで、パラペット波返し面３４に加えられる鉛直上向きの波力が過剰になるとともに、パラペット波返し面３４とパラペット３０の天端面３０ａとの間の肉厚が薄くなりパラペット３４の強度が低下する。そのため、前記比ｌ３４／ｈ３４を２／３以下に設定するのが好ましい。
【００３２】
また、前記パラペット波返し面３４の下端部３４ｂから前記最後退部位３４ｃまでの高さ寸法ｈ３４ｄとパラペット波返し面３４の高さ寸法ｈ３４との比ｈ３４ｄ／ｈ３４を１／３以上１／２以下の範囲に設定すれば、パラペット波返し面３４の最後退部位３４ｃから上側の部分および下側の部分のいずれをも適切に湾曲させつつ、パラペット波返し面３４の強度を確保することができる。すなわち、前記比ｈ３４ｂ／ｈ３４を小さくして最後退部位３４ｃを過剰に下方に位置させると、最後退部位３４ｃの下側の部分の曲率と最後退部位３４ｃの上側の部分の曲率の差が過剰となり、波を円滑に返すことが困難になるとともに、最後退部位３４ｃ近傍においてパラペット波返し面３４に加えられる波力が過剰になる。そこで、前記比ｈ３４ｂ／ｈ３４を１／３以上の範囲に設定するのが好ましい。一方、前記比ｈ３４ｂ／ｈ３４を大きくして最後退部位３４ｃを過剰に上方に位置させると、パラペット波返し面３４とパラペット３０の天端面との間の肉厚が薄くなりパラペット３０の強度が低下する。そのため、前記比ｈ３４ｂ／ｈ３４を１／２以下に設定するのが好ましい。
【００３３】
次に本発明の第２の実施形態に係る防波構造物１１０について説明する。以下の実施形態において、前記第１の実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００３４】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る防波構造物１１０を示す概略斜視図である。図５は、この防波構造物１１０の概略側面図である。この防波構造物１１０は、ケーソンの構造が前記第１の実施形態に係るケーソンの構造と異なっている。すなわち、この第２の実施形態に係る防波構造物１１０のケーソン１２０では、そのケーソン沖側壁面１２２にケーソン波返し面１２４が設けられている。
【００３５】
前記ケーソン波返し面１２４は、ケーソン１２０のケーソン沖側壁面１２２に来襲した波を沖へより円滑に返すためのものである。このケーソン波返し面１２４は、通常状態における静水面よりも下側の部位からケーソン沖側壁面１２２の上端部近傍であってこの上端部よりもわずかに下方に位置までのびている。このケーソン波返し面１２４は、勾配が連続的に変化する曲面であって、上方に向かうに従って沖側に迫り出す形状を有し、いわゆるフレア型に構成されている。本実施形態では、このケーソン波返し面１２４は、側面視で１／４円弧状を有している。
【００３６】
このように構成された防波構造物１１０では、沖から来襲した波は、前記ケーソン波返し面１２４に沿って進行することで上方に案内されつつその進行方向が徐々に沖向きに変換されて、円滑に沖へと返される。従って、比較的高い波が来襲した場合であっても、このケーソン１２０のみでこの波の陸側への進行を阻止することができる。また、波が非常に高い場合であっても、沖から来襲した波は、このケーソン波返し面１２４において一旦沖に返されることでその勢いが低減された後に陸側に進行する。そのため、前記パラペット３０には十分に勢いが弱められた波が来襲し、この波はパラペット３０において容易に沖に返される。
【００３７】
ここで、前記ケーソン波返し面１２４の具体的構成は前記に限らず、通常状態における静水面が位置する部位あるいは当該静水面よりも下側の部位からケーソン沖側壁面の上端近傍まで延びて上方に向かうに従って沖側に迫り出す形状を有していればよい。例えば、図６に示すように、ケーソン波返し面２２４が側面視で半円状を有しており、その上下方向中央部位よりも上方に通常状態の静水面が位置するように構成されていてもよい。
【００３８】
次に、以上のように構成された防波構造物の越波阻止性能について検証する。
【００３９】
この検証は、図示省略した２次元造波水槽内に縮小モデルを設置し、造波装置によって発生させた不規則波をこの縮小モデルに衝突させる水理実験を行い、その衝突時の越波流量を測定することで行なった。なお、以下で説明する各モデルの寸法および波の高さは、モデル化された防波構造物の実際の寸法およびこれに対応する実際の波の高さである。
【００４０】
縮小モデルとしては、本発明に係る防波構造物の縮小モデル（実施例１、２）と、従来の防波構造物の縮小モデル（従来例１）と、比較のための防波構造物の縮小モデル（比較例２）とを用いた。各縮小モデルは以下の通りである。
【００４１】
実施例１のモデルは、図７に示すように、前記第１の実施形態と同様にパラペット３３０にパラペット波返し面３３４が設けられる一方、ケーソン３２０にはケーソン波返し面が設けられていない防波構造物３１０をモデル化したものである。すなわち、ケーソン３２０は直方体形状を有しており、そのケーソン沖側壁面３２２は鉛直方向に延びる平面となっている。
【００４２】
この実施例１のモデルでは、ケーソン３２０の高さすなわち海底面からケーソン３２０の天端面３２０ａまでの高さｈ２０が１１．５ｍ、パラペット３０の高さすなわちケーソン３２０の天端面３２０ａからパラペット３３０の天端面３３０ａまでの高さｈ３０が２．５ｍ、ケーソン沖側壁面３２２からパラペット３３０の沖側端部までのパラペット３３０の後退距離ｌ３０が４．２ｍに設定された防波構造物３１０がモデル化されている。この防波構造物３１０では、パラペット波返し面３３４はパラペット３３０のパラペット沖側壁面３３２の上端部から０．３ｍ下方の位置からパラペット沖側壁面３３２の下端部から０．３ｍ上方の位置まで延びており、パラペット波返し面３３４の上端部と下端部との上下方向の離間距離ｈ３４は１．９ｍに設定されている。そして、パラペット波返し面３３４は、側面視で直径ｈ３４＝１．９ｍの半円弧状を有しており、パラペット波返し面３３４の最後退部位３３４ｃからパラペット波返し面３３４の上端部までの水平方向の距離ｌ３４が前記直径ｈ３４の１／２に設定されている。
【００４３】
実施例２のモデルは、図８に示すように、パラペット３３０が前記第２の実施形態と同様の形状を有し、このパラペット３３０に前記第２の実施形態と同様のパラペット波返し面３３４が設けられるとともにケーソン４２０にケーソン波返し面４２４が設けられた防波構造物４１０をモデル化したものである。
【００４４】
この防波構造物４１０では、パラペット３３０の形状が前記実施例１の防波構造物３１０のパラペット３３０と同様の形状であって、ケーソン３２０の高さｈ２０、パラペット３３０の高さｈ３４、パラペット３３０の後退距離ｌ３０の各寸法が実施例１のモデルと同じに設定されている一方、ケーソン４２０のケーソン沖側壁面４２２に側面視で１／４円弧状を有するケーソン波返し面４２４が設けられており、このケーソン波返し面４２４の半径すなわち水平方向の迫り出し量ｌ２４が１．２５ｍに設定されている。
【００４５】
従来例１のモデルは、図１０に示すように、パラペット６３０およびケーソン６２０のいずれにもパラペット波返し面およびケーソン波返し面が設けられていない従来の防波構造物６１０をモデル化したものである。すなわち、パラペット６３０は直方体形状を有しており、そのパラペット沖側壁面６３２は鉛直方向に延びる平面となっている。また、ケーソン６２０も直方体形状を有しており、そのケーソン沖側壁面６２２は鉛直方向に延びる平面となっている。この防波構造物６１０では、ケーソン６２０の高さｈ２０、パラペット６３０の高さｈ３０、パラペット６３０の後退距離ｌ３０の各寸法は実施例１および実施例２と同じ寸法に設定されている。
【００４６】
比較例１のモデルは、図９に示すように、パラペット５３０にパラペット波返し面が設けられていない一方、ケーソン４２０が実施例２と同様の形状を有し、このケーソン４２０に実施例２と同様のケーソン波返し面４２４が設けられた防波構造物５１０をモデル化したものである。すなわち、パラペット５３０は直方体形状を有しており、そのパラペット沖側壁面５３２は鉛直方向に延びる平面となっている。この防波構造物５１０では、前記ケーソン４２０の高さｈ２０、パラペット５３０の高さｈ３０、パラペット５３０の後退距離ｌ３０、ケーソン波返し面４２４の半径すなわち水平方向の迫り出し量ｌ２４の各寸法は実施例２のモデルと同じ寸法に設定されている。
【００４７】
各縮小モデルに衝突させた不規則波は、換算沖波波高さ４．０５ｍ、沖波周期７．１ｓｅｃである。なお、水深ｈ０は１１ｍに設定されている。この波を各縮小モデルに衝突させたときの越波流量Ｑ（ｍ３／ｍ／ｓｅｃ）の測定結果を表１に示す。
【表１】
【００４８】
表１に示すように、従来例１の越波流量Ｑが０．０４５ｍ３／ｍ／ｓｅｃであるのに対して、実施例１の越波流量Ｑは０．０３４ｍ３／ｍ／ｓｅｃであり、実施例１では、越波流量Ｑが従来例１の７６％に低減している。実施例１の防波構造物３１０は、従来例１の防波構造物６１０に対して、パラペット３３０にパラペット波返し面３３４が設けられている点のみが異なり、その他の構成は従来例１の防波構造物６１０と同一である。従って、この越波流量Ｑの低減効果は、パラペット３３０にパラペット波返し面３３４が設けられていることによるものであり、このようにパラペット３３０のパラペット沖側壁面３３２にその下端部から上方に向かうに従って陸側に後退し、かつ、最後退部位３３４ｃから上方に向かうに従って沖側に迫り出す曲面からなるパラペット波返し面３３４を設けるという簡単な構成によって、パラペットの高さひいては防波構造物全体の高さを高くすることなく越波流量の低減が実現されている。特に、容積が非常に大きく海底等に設置されるケーソンに比べて容積が小さくケーソンの天端面上に設置される扱いの容易なパラペットの形状を変更することで前記のような越波流量の低減が実現されており、製造コストを抑えつつ高い越波流量低減効果を得ることができる。
【００４９】
さらに、実施例１に対してケーソン４２０にケーソン波返し面４２４を設けた実施例２では、越波流量Ｑが０．０１１７ｍ３／ｍ／ｓｅｃと従来例１の越波流量Ｑの２６％にまで低減しており、パラペット３３０にパラペット波返し面３３４を設けるとともにケーソン４２０にケーソン波返し面４２４を設けるという簡単な構成で、防波構造物全体の天端高さを高くすることなく越波流量の大幅な低減が実現されている。
【００５０】
ここで、パラペット５３０にパラペット波返し面が設けられていない一方ケーソン４２０にケーソン波返し面４２４が設けられた比較例１の越波流量Ｑは０．０２７４ｍ３／ｍ／ｓｅｃであり従来例１の６１％である。そして、ケーソン３２０にケーソン波返し面が設けられていない一方パラペット３３０に波返し面３３４が設けられた実施例１の越波流量Ｑは従来例１の７６％である。従って、ケーソン４２０にケーソン波返し面４２４が設けられるとともにパラペット３３０にパラペット波返し面３３４が設けられた実施例２の越波流量Ｑは、従来例１の越波流量Ｑの０．７６×０．６１＝０．４６すなわち４６％になると予想される。しかしながら、実際には、実施例２の越波流量Ｑはこの予想値を大幅に下回り従来例１の２６％にまで低減しており、実施例２ではより効果的に越波流量が低減されている。これは、前述のように、沖から来襲した波は、ケーソン波返し面４２６において一旦沖に返されることでその勢いが低減されており、パラペット３０には勢いが十分に低減された波が来襲することでこのパラペット３０において波がより円滑に沖に返されるためと考えられる。
【００５１】
このように、パラペット３３０にパラペット波返し面３３４を設けるとともにケーソン４２０にケーソン波返し面４２４を設けた場合には、防波構造物全体の天端高さを高くすることなく越波流量をより一層効果的に低減することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０ 防波構造物（第１の実施形態）
２０ ケーソン
２０ａ ケーソンの天端面
２２ ケーソン沖側壁面
２４ ケーソン波返し面
３０ パラペット
３２ パラペット沖側壁面
３４ パラペット波返し面
３４ｃ 最後退部位
１１０ 防波構造物（第２の実施形態）
３１０ 防波構造物（実施例１）
４１０ 防波構造物（実施例２）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、港湾等に設置されるケーソンと当該ケーソン上に設けられるパラペットとを備えた防波構造物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、港湾等に設置される防波堤等の防波構造物においては、景観や施工コスト等の観点から防波構造物の天端高さ（水面から防波構造物本体上面の高さ）をできるだけ低くしつつ防波構造物よりも陸側への越波流量を低減することが求められている。
【０００３】
これに対して、例えば、沖に面して海底等に立設されるケーソンの天端面上にパラペットが設けられた防波構造物が提案されている（特許文献１）。この防波構造物の模式図を図１０に示す。この防波構造物６１０は、直方体形状を有するケーソン６２０と、このケーソン６２０の天端面６２０ａから上方に突出する直方体形状を有するパラペット６３０とを有しており、パラペット６３０の沖側を向く平面状のパラペット沖側壁面６３２が、沖側を向く平面状のケーソン沖側壁面６２２から陸側に後退した位置に設けられている。
【０００４】
この防波構造物６１０では、ケーソン６２０を超えて陸側に波が進行したとしても、パラペット６３０により波の陸側への進行が抑制される。特に、パラペット６３０のパラペット沖側壁面６３２がケーソン沖側壁面６２２から陸側に後退した位置に配置されており、パラペット沖側壁面６３２にはケーソン６２０の天端面６２０ａ上を進行中に崩れた波すなわち勢いが弱められた波が来襲する。そのため、パラペット６３０には高い越波低減性能が要求されず、パラペット６３０の天端高さひいては防波構造物６１０の天端高さを低く抑えながらも陸側への越波流量を少なく抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２０４５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
外洋に面した比較的大水深、高波浪の沿岸域等においては、陸側への越波流量のさらなる低減が求められている。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、パラペットを有する防波構造物を改良したものであって、簡単な構成で防波構造物の天端高さを低く抑えつつより効果的に越波流量を低く抑えることのできる防波構造物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決する手段として、本発明は、通常状態における静水面よりも上方に突出した状態で沖に面して立設されるケーソンと、当該ケーソンの天端面上に設けられるパラペットとを有する防波構造物であって、前記ケーソンは、沖に面して立設された状態で沖側を向いて上下方向および陸に沿う方向に延びるケーソン沖側壁面を有しており、前記パラペットは、前記ケーソンが沖に面して立設された状態で前記ケーソン沖側壁面よりも陸側に後退した位置において沖側を向くパラペット沖側壁面を有しており、前記パラペット沖側壁面は、当該パラペット沖側壁面の下端部近傍から上方に向かうに従って陸側に後退し、かつ、高さ方向の中間部位から上方に向かうに従って沖側に迫り出す形状を有するとともに勾配が連続的に変化する曲面からなるパラペット波返し面を含むことを特徴とする防波構造物を提供する（請求項１）。
【０００９】
この防波構造物によれば、パラペットが陸側に後退した位置に配置されている上に、パラペットのパラペット沖側壁面が、下端部近傍から上方に向かうに従って陸側に後退し、かつ、高さ方向の中間部位から上方に向かうに従って沖側に迫り出す形状を有するとともに勾配が連続的に変化する曲面からなるパラペット波返し面を備えており、パラペットにこのようなパラペット波返し面を設けるという簡単な構成でパラペットの天端高さひいては防波構造物の天端高さを低く抑えつつ陸側への越波流量を少なく抑えることができる。すなわち、この防波構造物では、パラペット沖側壁面にはその勢いがケーソンの天端面上で弱められた波が来襲する上に、このパラペット沖側壁面に来襲した波は、前記パラペット波返し面に沿って上方に進行することでその進行方向が徐々に陸向きから沖向きへと変えられてより円滑に沖に返されるため、来襲した波の陸側への進行がより効果的に抑止される。
【００１０】
また、本発明において、前記パラペット波返し面の陸側に最も後退した最後退部位から当該パラペット波返し面の上端までの水平方向の距離は、当該パラペット波返し面の高さ寸法の１／２以上かつ２／３以下であるのが好ましい（請求項２）。
【００１１】
この構成によれば、パラペット波返し面の最後退位置から上端までの距離すなわちパラペット波返し面の沖側への迫り出し量が十分に確保されることで来襲した波をこのパラペット波返し面でより確実に沖に返しつつ、パラペット波返し面の迫り出し量が過剰になることでこの迫り出し部分にかかる波力が過大となるのを抑制することができる。
【００１２】
また、本発明において、前記パラペット波返し面の下端から前記最後退部位までの高さ寸法は、当該パラペット波返し面の高さ寸法の１／３以上かつ１／２以下であるのが好ましい（請求項３）。
【００１３】
この構成によれば、パラペット波返し面の最後退部位から上側の部分と最後退部位から下側の部分とがそれぞれ適切な勾配で湾曲することで波をより円滑に沖に返しつつ、パラペット波返し面とパラペットの天端面との間の厚みが過剰に薄くなることでパラペットの強度が低下するのを抑制することができる。
【００１４】
また、本発明において、前記ケーソン沖側壁面は、通常状態における静水面が位置する部位あるいは当該静水面よりも下側の部位からケーソン沖側壁面の上端近傍まで延びて上方に向かうに従って沖側に迫り出す形状を有するとともに勾配が連続的に変化する曲面からなるケーソン波返し面を含むのが好ましい（請求項４）。
【００１５】
この構成によれば、前記ケーソン波返し面において波が円滑に沖に返されてケーソンを越えてパラペットに来襲する波の勢いがより一層低減されるため、パラペットにおいて波の進行をより確実に阻止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、簡単な構成で防波構造物の天端高さを低く抑えつつ越波流量をより効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る防波構造物の概略斜視図である。
【図２】図１に示す防波構造物の概略側面図である。
【図３】図１に示すパラペットの概略側面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る防波構造物の概略斜視図である。
【図５】図４に示す防波構造物の概略側面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る防波構造物の概略斜視図である
【図７】実施例１に係る防波構造物の概略側面図である。
【図８】実施例２に係る防波構造物の概略側面図である。
【図９】比較例１に係る防波構造物の概略側面図である。
【図１０】従来の防波構造物に係る防波構造物の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。まず防波構造物の実施形態について説明し、その後、防波構造物の縮小モデルを用いた水理実験によりこの防波構造物の越波阻止性能について検証した結果について説明する。
【００１９】
図１は本発明の第１の実施形態に係る防波構造物１０を示す概略斜視図である。図２はこの防波構造物１０の概略側面図である。この防波構造物１０は、ケーソン２０と、パラペット３０とを備えている。
【００２０】
前記ケーソン２０は、沖に面して海底等に立設される部分である。このケーソン２０は、略直方体状を有し、そのケーソン沖側壁面２２が沖に向かって鉛直方向に延びるとともにその上端面すなわち天端面２０ａが水平方向に延びる状態で海底等に設置される。
【００２１】
図２に示すように、前記ケーソン２０の高さｈ２０は、このケーソン２０が、海底等に設置された際に、高波でない通常状態における静水面よりも上方に突出するように設定されている。したがって、通常状態あるいは波が通常状態よりもわずかに高いときには、沖から来襲した波はケーソン２０のケーソン沖側壁面２２との衝突により沖に返されて陸側への進行が阻止される。
【００２２】
前記パラペット３０は、前記ケーソン２０の天端面２０ａから上方に突出する部分であり、波が通常状態よりも比較的高い場合においてケーソン２０を越えて陸側に進行した波のさらなる陸側への進行を阻止するためのものである。このパラペット３０は、そのパラペット沖側壁面３２に側面視で略半円弧状のパラペット波返し面３４が形成されており、全体として、略直方体状の部材の一側面が側面視で略半円形に切りかかれた形状を有している。このパラペット３０は、前記ケーソン２０が海底等に立設された際に、前記パラペット沖側壁面３２が沖側を向くように、かつ、このパラペット沖側壁面３２が前記ケーソン沖側壁面２２よりも陸側に後退する位置に配置されるように、ケーソン２０の天端面２０ａ上に設けられている。本実施形態では、パラペット３０は、その陸側縁がケーソン２０の陸側縁と同じ位置になるように配置されている。
【００２３】
このように、パラペット３０が陸側に後退した位置に配置されることで、パラペット３０のパラペット沖側壁面３２にはケーソン２０の天端面２０ａ上で崩れて勢いが弱められた波が来襲する。そのため、このパラペット沖側壁面３２によって来襲した波のさらなる陸側への進行が容易に阻止される。
【００２４】
前記ケーソン２０とパラペット３０とは、例えば陸側の側面に沿って鋼板が配置された鋼コンクリート合成構造を有する鉄筋コンクリート製のものである。これらケーソン２０とパラペット３０とは、互いに一体に成形されていてもよいし、個別に成形されていてもよい。個別に成形されている場合は、例えば、ケーソン２０の天端面２０ａ上にパラペット３０がアンカー等で固定される。
【００２５】
前記パラペット沖側壁面３２に含まれるパラペット波返し面３４の詳細について図３を用いて説明する。このパラペット波返し面３４は、前記パラペット沖側壁面３２の下端部３２ｂ近傍であってこの下端部３２ｂよりもわずかに上方の位置からこのパラペット沖側壁面３２の上端部３２ａ近傍であってこの上端部３２ａよりもわずかに下方の位置まで延びている。このパラペット波返し面３４は、勾配が連続的に変化する曲面であって、パラペット沖側壁面３２の下端部３２ｂ近傍から上方に向かうに従って陸側に後退し、かつ、高さ方向の中間部位すなわちパラペット波返し面３４の上端部３４ａと下端部３４ｂとの間の部位から上方に向かうに従って沖側に迫り出す形状を有しており、いわゆるフレア型に構成されている。
【００２６】
本実施形態では、前記パラペット波返し面３４の最も陸側に後退した最後退部位３４ｃは、この最後退部位３４ｃからパラペット波返し面３４の上端部３４ａまでの水平方向の距離ｌ３４がパラペット波返し面３４の高さ寸法ｈ３４の１／２となる位置に配置されており、パラペット波返し面３４の沖側への迫り出し量が十分に確保されている。
【００２７】
また、本実施形態では、この最後退部位３４ｃは、パラペット波返し面３４の下端部３４ｂかからの高さ寸法ｈ３４ｄがパラペット波返し面３４の高さ寸法ｈ３４の２／５となる位置に配置されており、パラペット波返し面３４の最後退部位３４ｃから上方の部分および下方の部分のいずれもが適度に湾曲して来襲した波が円滑に沖に返されるように、また、パラペット波返し面３４とパラペット３０の天端面３０ａとの間の肉厚が十分に確保されてパラペット３０の強度が高く維持されるよう構成されている。なお、前記パラペット波返し面３４の上端部３４ａと下端部３４ｂの水平方向の位置はほぼ同一である。また、本実施形態では、このパラペット波返し面３４の上端部３４ａは、その接線の水平線に対する角度が、例えば、２０〜４５度程度に設定されており、この上端部３４ａが鋭角に尖らずに肉厚が確保されるよう構成されている。さらに、パラペット３０のうち前記パラペット波返し面３４の上端部３４ａよりも上方の部分およびパラペット３０のうちパラペット波返し面３４の下端部３４ｂよりも下方の部分、にはそれぞれ鉄筋が配置されており、パラペット３０の上下端の沖側に突出する部分の強度が確保されている。例えば、パラペット３０の高さすなわちケーソン２０の天端面２０ａからパラペット３０の天端面３０ａまでの高さを２．５ｍとした場合には、パラペット３０の天端面３０ａとパラペット波返し面３４の上端部３４ａおよび下端部３４ｂとの間の距離が０．３ｍ〜０．６ｍに設定されて、これらの間に鉄筋が配置されている。
【００２８】
このように構成されたパラペット波返し面３４では、前記パラペット沖側壁面３２に来襲した波は、このパラペット波返し面３４に沿って進行することで上方に案内されつつその進行方向が徐々に沖向きに変換されて、円滑に沖へと返される。
【００２９】
以上のように構成された防波構造物１０では、前述のように、沖から来襲する波のうち波の高さが低い波は、前記ケーソン２０のケーソン沖側壁面２２のみでその陸側への進行が阻止される。一方、波の高さが高い波は、ケーソン２０のケーソン沖側壁面２２を越えて陸側に進行するが、この進行中にケーソン２０の天端面２０ａ上で崩れてその勢いが低減された上にパラペット３０の前記パラペット波返し面３４により円滑に沖へと返されてパラペット３０から陸側への進行が阻止される。
【００３０】
ここで、前記パラペット波返し面３４の具体的な寸法は前記に限らない。
【００３１】
ただし、前記パラペット波返し面３４の最後退部位３４ｃからパラペット波返し面３４の上端部３４ａまでの水平方向の距離ｌ３４とパラペット波返し面３４の高さ寸法ｈ３４との比ｌ３４／ｈ３４を１／２以上２／３以下の範囲に設定すれば、パラペット波返し面３４の沖側への迫り出し量を十分に確保しつつ、パラペット波返し面３４にかかる波力を適切な範囲に抑えることができるとともにパラペット３０の強度を確保することができる。すなわち、前記比ｌ３４／ｈ３４を大きくしてパラペット波返し面３４の沖側への迫り出し量を多くしパラペット波返し面３４の懐面積Ａ（図３に示すパラペット波返し面３４の上端部３４ａと下端部３４ｂを結ぶ線とパラペット波返し面３４との間の領域の面積）を大きくすれば、パラペット波返し面３４を越える越波流量をより少なく抑えることができる。そのため、前記比ｌ３４／ｈ３４を１／２以上とするのが好ましい。一方、ｌ３４／ｈ３４を大きくし過ぎるとパラペット波返し面３４の曲率が大きくなることで、パラペット波返し面３４に加えられる鉛直上向きの波力が過剰になるとともに、パラペット波返し面３４とパラペット３０の天端面３０ａとの間の肉厚が薄くなりパラペット３４の強度が低下する。そのため、前記比ｌ３４／ｈ３４を２／３以下に設定するのが好ましい。
【００３２】
また、前記パラペット波返し面３４の下端部３４ｂから前記最後退部位３４ｃまでの高さ寸法ｈ３４ｄとパラペット波返し面３４の高さ寸法ｈ３４との比ｈ３４ｄ／ｈ３４を１／３以上１／２以下の範囲に設定すれば、パラペット波返し面３４の最後退部位３４ｃから上側の部分および下側の部分のいずれをも適切に湾曲させつつ、パラペット波返し面３４の強度を確保することができる。すなわち、前記比ｈ３４ｂ／ｈ３４を小さくして最後退部位３４ｃを過剰に下方に位置させると、最後退部位３４ｃの下側の部分の曲率と最後退部位３４ｃの上側の部分の曲率の差が過剰となり、波を円滑に返すことが困難になるとともに、最後退部位３４ｃ近傍においてパラペット波返し面３４に加えられる波力が過剰になる。そこで、前記比ｈ３４ｂ／ｈ３４を１／３以上の範囲に設定するのが好ましい。一方、前記比ｈ３４ｂ／ｈ３４を大きくして最後退部位３４ｃを過剰に上方に位置させると、パラペット波返し面３４とパラペット３０の天端面との間の肉厚が薄くなりパラペット３０の強度が低下する。そのため、前記比ｈ３４ｂ／ｈ３４を１／２以下に設定するのが好ましい。
【００３３】
次に本発明の第２の実施形態に係る防波構造物１１０について説明する。以下の実施形態において、前記第１の実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００３４】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る防波構造物１１０を示す概略斜視図である。図５は、この防波構造物１１０の概略側面図である。この防波構造物１１０は、ケーソンの構造が前記第１の実施形態に係るケーソンの構造と異なっている。すなわち、この第２の実施形態に係る防波構造物１１０のケーソン１２０では、そのケーソン沖側壁面１２２にケーソン波返し面１２４が設けられている。
【００３５】
前記ケーソン波返し面１２４は、ケーソン１２０のケーソン沖側壁面１２２に来襲した波を沖へより円滑に返すためのものである。このケーソン波返し面１２４は、通常状態における静水面よりも下側の部位からケーソン沖側壁面１２２の上端部近傍であってこの上端部よりもわずかに下方に位置までのびている。このケーソン波返し面１２４は、勾配が連続的に変化する曲面であって、上方に向かうに従って沖側に迫り出す形状を有し、いわゆるフレア型に構成されている。本実施形態では、このケーソン波返し面１２４は、側面視で１／４円弧状を有している。
【００３６】
このように構成された防波構造物１１０では、沖から来襲した波は、前記ケーソン波返し面１２４に沿って進行することで上方に案内されつつその進行方向が徐々に沖向きに変換されて、円滑に沖へと返される。従って、比較的高い波が来襲した場合であっても、このケーソン１２０のみでこの波の陸側への進行を阻止することができる。また、波が非常に高い場合であっても、沖から来襲した波は、このケーソン波返し面１２４において一旦沖に返されることでその勢いが低減された後に陸側に進行する。そのため、前記パラペット３０には十分に勢いが弱められた波が来襲し、この波はパラペット３０において容易に沖に返される。
【００３７】
ここで、前記ケーソン波返し面１２４の具体的構成は前記に限らず、通常状態における静水面が位置する部位あるいは当該静水面よりも下側の部位からケーソン沖側壁面の上端近傍まで延びて上方に向かうに従って沖側に迫り出す形状を有していればよい。例えば、図６に示すように、ケーソン波返し面２２４が側面視で半円状を有しており、その上下方向中央部位よりも上方に通常状態の静水面が位置するように構成されていてもよい。
【００３８】
次に、以上のように構成された防波構造物の越波阻止性能について検証する。
【００３９】
この検証は、図示省略した２次元造波水槽内に縮小モデルを設置し、造波装置によって発生させた不規則波をこの縮小モデルに衝突させる水理実験を行い、その衝突時の越波流量を測定することで行なった。なお、以下で説明する各モデルの寸法および波の高さは、モデル化された防波構造物の実際の寸法およびこれに対応する実際の波の高さである。
【００４０】
縮小モデルとしては、本発明に係る防波構造物の縮小モデル（実施例１、２）と、従来の防波構造物の縮小モデル（従来例１）と、比較のための防波構造物の縮小モデル（比較例２）とを用いた。各縮小モデルは以下の通りである。
【００４１】
実施例１のモデルは、図７に示すように、前記第１の実施形態と同様にパラペット３３０にパラペット波返し面３３４が設けられる一方、ケーソン３２０にはケーソン波返し面が設けられていない防波構造物３１０をモデル化したものである。すなわち、ケーソン３２０は直方体形状を有しており、そのケーソン沖側壁面３２２は鉛直方向に延びる平面となっている。
【００４２】
この実施例１のモデルでは、ケーソン３２０の高さすなわち海底面からケーソン３２０の天端面３２０ａまでの高さｈ２０が１１．５ｍ、パラペット３０の高さすなわちケーソン３２０の天端面３２０ａからパラペット３３０の天端面３３０ａまでの高さｈ３０が２．５ｍ、ケーソン沖側壁面３２２からパラペット３３０の沖側端部までのパラペット３３０の後退距離ｌ３０が４．２ｍに設定された防波構造物３１０がモデル化されている。この防波構造物３１０では、パラペット波返し面３３４はパラペット３３０のパラペット沖側壁面３３２の上端部から０．３ｍ下方の位置からパラペット沖側壁面３３２の下端部から０．３ｍ上方の位置まで延びており、パラペット波返し面３３４の上端部と下端部との上下方向の離間距離ｈ３４は１．９ｍに設定されている。そして、パラペット波返し面３３４は、側面視で直径ｈ３４＝１．９ｍの半円弧状を有しており、パラペット波返し面３３４の最後退部位３３４ｃからパラペット波返し面３３４の上端部までの水平方向の距離ｌ３４が前記直径ｈ３４の１／２に設定されている。
【００４３】
実施例２のモデルは、図８に示すように、パラペット３３０が前記第２の実施形態と同様の形状を有し、このパラペット３３０に前記第２の実施形態と同様のパラペット波返し面３３４が設けられるとともにケーソン４２０にケーソン波返し面４２４が設けられた防波構造物４１０をモデル化したものである。
【００４４】
この防波構造物４１０では、パラペット３３０の形状が前記実施例１の防波構造物３１０のパラペット３３０と同様の形状であって、ケーソン３２０の高さｈ２０、パラペット３３０の高さｈ３４、パラペット３３０の後退距離ｌ３０の各寸法が実施例１のモデルと同じに設定されている一方、ケーソン４２０のケーソン沖側壁面４２２に側面視で１／４円弧状を有するケーソン波返し面４２４が設けられており、このケーソン波返し面４２４の半径すなわち水平方向の迫り出し量ｌ２４が１．２５ｍに設定されている。
【００４５】
従来例１のモデルは、図１０に示すように、パラペット６３０およびケーソン６２０のいずれにもパラペット波返し面およびケーソン波返し面が設けられていない従来の防波構造物６１０をモデル化したものである。すなわち、パラペット６３０は直方体形状を有しており、そのパラペット沖側壁面６３２は鉛直方向に延びる平面となっている。また、ケーソン６２０も直方体形状を有しており、そのケーソン沖側壁面６２２は鉛直方向に延びる平面となっている。この防波構造物６１０では、ケーソン６２０の高さｈ２０、パラペット６３０の高さｈ３０、パラペット６３０の後退距離ｌ３０の各寸法は実施例１および実施例２と同じ寸法に設定されている。
【００４６】
比較例１のモデルは、図９に示すように、パラペット５３０にパラペット波返し面が設けられていない一方、ケーソン４２０が実施例２と同様の形状を有し、このケーソン４２０に実施例２と同様のケーソン波返し面４２４が設けられた防波構造物５１０をモデル化したものである。すなわち、パラペット５３０は直方体形状を有しており、そのパラペット沖側壁面５３２は鉛直方向に延びる平面となっている。この防波構造物５１０では、前記ケーソン４２０の高さｈ２０、パラペット５３０の高さｈ３０、パラペット５３０の後退距離ｌ３０、ケーソン波返し面４２４の半径すなわち水平方向の迫り出し量ｌ２４の各寸法は実施例２のモデルと同じ寸法に設定されている。
【００４７】
各縮小モデルに衝突させた不規則波は、換算沖波波高さ４．０５ｍ、沖波周期７．１ｓｅｃである。なお、水深ｈ０は１１ｍに設定されている。この波を各縮小モデルに衝突させたときの越波流量Ｑ（ｍ３／ｍ／ｓｅｃ）の測定結果を表１に示す。
【表１】
【００４８】
表１に示すように、従来例１の越波流量Ｑが０．０４５ｍ３／ｍ／ｓｅｃであるのに対して、実施例１の越波流量Ｑは０．０３４ｍ３／ｍ／ｓｅｃであり、実施例１では、越波流量Ｑが従来例１の７６％に低減している。実施例１の防波構造物３１０は、従来例１の防波構造物６１０に対して、パラペット３３０にパラペット波返し面３３４が設けられている点のみが異なり、その他の構成は従来例１の防波構造物６１０と同一である。従って、この越波流量Ｑの低減効果は、パラペット３３０にパラペット波返し面３３４が設けられていることによるものであり、このようにパラペット３３０のパラペット沖側壁面３３２にその下端部から上方に向かうに従って陸側に後退し、かつ、最後退部位３３４ｃから上方に向かうに従って沖側に迫り出す曲面からなるパラペット波返し面３３４を設けるという簡単な構成によって、パラペットの高さひいては防波構造物全体の高さを高くすることなく越波流量の低減が実現されている。特に、容積が非常に大きく海底等に設置されるケーソンに比べて容積が小さくケーソンの天端面上に設置される扱いの容易なパラペットの形状を変更することで前記のような越波流量の低減が実現されており、製造コストを抑えつつ高い越波流量低減効果を得ることができる。
【００４９】
さらに、実施例１に対してケーソン４２０にケーソン波返し面４２４を設けた実施例２では、越波流量Ｑが０．０１１７ｍ３／ｍ／ｓｅｃと従来例１の越波流量Ｑの２６％にまで低減しており、パラペット３３０にパラペット波返し面３３４を設けるとともにケーソン４２０にケーソン波返し面４２４を設けるという簡単な構成で、防波構造物全体の天端高さを高くすることなく越波流量の大幅な低減が実現されている。
【００５０】
ここで、パラペット５３０にパラペット波返し面が設けられていない一方ケーソン４２０にケーソン波返し面４２４が設けられた比較例１の越波流量Ｑは０．０２７４ｍ３／ｍ／ｓｅｃであり従来例１の６１％である。そして、ケーソン３２０にケーソン波返し面が設けられていない一方パラペット３３０に波返し面３３４が設けられた実施例１の越波流量Ｑは従来例１の７６％である。従って、ケーソン４２０にケーソン波返し面４２４が設けられるとともにパラペット３３０にパラペット波返し面３３４が設けられた実施例２の越波流量Ｑは、従来例１の越波流量Ｑの０．７６×０．６１＝０．４６すなわち４６％になると予想される。しかしながら、実際には、実施例２の越波流量Ｑはこの予想値を大幅に下回り従来例１の２６％にまで低減しており、実施例２ではより効果的に越波流量が低減されている。これは、前述のように、沖から来襲した波は、ケーソン波返し面４２６において一旦沖に返されることでその勢いが低減されており、パラペット３０には勢いが十分に低減された波が来襲することでこのパラペット３０において波がより円滑に沖に返されるためと考えられる。
【００５１】
このように、パラペット３３０にパラペット波返し面３３４を設けるとともにケーソン４２０にケーソン波返し面４２４を設けた場合には、防波構造物全体の天端高さを高くすることなく越波流量をより一層効果的に低減することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０ 防波構造物（第１の実施形態）
２０ ケーソン
２０ａ ケーソンの天端面
２２ ケーソン沖側壁面
２４ ケーソン波返し面
３０ パラペット
３２ パラペット沖側壁面
３４ パラペット波返し面
３４ｃ 最後退部位
１１０ 防波構造物（第２の実施形態）
３１０ 防波構造物（実施例１）
４１０ 防波構造物（実施例２）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常状態における静水面よりも上方に突出した状態で沖に面して立設されるケーソンと、当該ケーソンの天端面上に設けられるパラペットとを有する防波構造物であって、
前記ケーソンは、沖に面して立設された状態で沖側を向いて上下方向および陸に沿う方向に延びるケーソン沖側壁面を有しており、
前記パラペットは、前記ケーソンが沖に面して立設された状態で前記ケーソン沖側壁面よりも陸側に後退した位置において沖側を向くパラペット沖側壁面を有しており、
前記パラペット沖側壁面は、当該パラペット沖側壁面の下端部近傍から上方に向かうに従って陸側に後退し、かつ、高さ方向の中間部位から上方に向かうに従って沖側に迫り出す形状を有するとともに勾配が連続的に変化する曲面からなるパラペット波返し面を含むことを特徴とする防波構造物。
【請求項２】
請求項１に記載の防波構造物であって、
前記パラペット波返し面の陸側に最も後退した最後退部位から当該パラペット波返し面の上端までの水平方向の距離は、当該パラペット波返し面の高さ寸法の１／２以上かつ２／３以下であることを特徴とする防波構造物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の防波構造物であって、
前記パラペット波返し面の下端から前記最後退部位までの高さ寸法は、当該パラペット波返し面の高さ寸法の１／３以上かつ１／２以下であることを特徴とする防波構造物。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の防波構造物であって、
前記ケーソン沖側壁面は、通常状態における静水面が位置する部位あるいは当該静水面よりも下側の部位からケーソン沖側壁面の上端近傍まで延びて上方に向かうに従って沖側に迫り出す形状を有するとともに勾配が連続的に変化する曲面からなるケーソン波返し面を含むことを特徴とする防波構造物。
【請求項１】
通常状態における静水面よりも上方に突出した状態で沖に面して立設されるケーソンと、当該ケーソンの天端面上に設けられるパラペットとを有する防波構造物であって、
前記ケーソンは、沖に面して立設された状態で沖側を向いて上下方向および陸に沿う方向に延びるケーソン沖側壁面を有しており、
前記パラペットは、前記ケーソンが沖に面して立設された状態で前記ケーソン沖側壁面よりも陸側に後退した位置において沖側を向くパラペット沖側壁面を有しており、
前記パラペット沖側壁面は、当該パラペット沖側壁面の下端部近傍から上方に向かうに従って陸側に後退し、かつ、高さ方向の中間部位から上方に向かうに従って沖側に迫り出す形状を有するとともに勾配が連続的に変化する曲面からなるパラペット波返し面を含むことを特徴とする防波構造物。
【請求項２】
請求項１に記載の防波構造物であって、
前記パラペット波返し面の陸側に最も後退した最後退部位から当該パラペット波返し面の上端までの水平方向の距離は、当該パラペット波返し面の高さ寸法の１／２以上かつ２／３以下であることを特徴とする防波構造物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の防波構造物であって、
前記パラペット波返し面の下端から前記最後退部位までの高さ寸法は、当該パラペット波返し面の高さ寸法の１／３以上かつ１／２以下であることを特徴とする防波構造物。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の防波構造物であって、
前記ケーソン沖側壁面は、通常状態における静水面が位置する部位あるいは当該静水面よりも下側の部位からケーソン沖側壁面の上端近傍まで延びて上方に向かうに従って沖側に迫り出す形状を有するとともに勾配が連続的に変化する曲面からなるケーソン波返し面を含むことを特徴とする防波構造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２５２３３５（Ｐ２０１１−２５２３３５Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２７７５１（Ｐ２０１０−１２７７５１）
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]