JP2002180436A

JP2002180436A - 浮き消波堤

Info

Publication number: JP2002180436A
Application number: JP2000375111A
Authority: JP
Inventors: Masami Matsuura; 正己松浦; Makoto Ota; 真太田; Masahiko Ozaki; 雅彦尾崎; Yoichi Yamaguchi; 洋一山口; Kazuyoshi Kihara; 一禎木原; Kazumi Tamura; 一美田村
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2000-12-08
Publication date: 2002-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】静穏度を同程度に確保しつつ、消波堤の構造
寸法を小型化・コンパクト化した浮き消波堤を提供す
る。【解決手段】海水上に設置される箱形状の浮き本体か
らなる消波堤において、該浮き本体が、水面とほぼ垂直
であって波の進行に伴う上流からの連続的な波を受ける
垂直面と、該垂直面に支持されて水面下に位置するとと
もに水面と略平行な面を有するフィンと、を備えている
ことを特徴とする浮き消波堤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低透過型の浮き消
波堤（防波堤）に関し、さらに詳しくは、浮き消波堤本
体に小型構造物を取り付けた低透過型の消波堤に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】浮き消波堤は、海岸に設置される防波堤
と同じように、浮き消波堤よりも内側（陸地側）にある
海面の静穏度を保つために設置される。沖からの大きな
波を消す、あるいは減衰させることによって、港やその
他の沿岸施設を保護する役割を有している。浮き消波堤
の通常の形状は、ポンツーと呼ばれ、箱形の形状を有し
ており、チェーン型の鎖等によって係留されている。そ
して、通常は海岸線から少し離れた沖合に係留されてい
る。従来の浮き消波堤（防波堤）は、波の進行方向の断
面形状が単純箱形となっており、消波堤背後（下流）の
静穏度を確保する場合、消波堤幅が波の周期の１／３〜
１／２の範囲は必要になる。よって、長い周期の波が支
配的な海域においては、効果的な消波効果を得るには堤
本体の幅を大きくしなければならなかった。

【０００３】このように、従来の消波堤は単純構造であ
るため、長い周期の波の消波には効果が発揮され難い面
があった。つまり、波を消したり、減衰させたりするに
は、波の進行方向に対して、波の周期よりも長い幅を有
さなければ、波を消す効果が十分でない。したがって、
従来の単純構造の消波提では、箱自体を大型化すること
が必要であり、波の進行方向に長い幅を有するようにし
たり、深さ方向に深くしたりすることが行われていた。
このように消波堤を大型化することによって、水面から
一定範囲に沈めるには箱の重量も重くしなければならな
い。重量が重い場合には、コスト面でも不利であり、重
量を軽くして、消波性能を維持できる堤が待望されてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記問
題点に鑑み、十分な消波効果によって静穏度を同程度に
確保しつつ、消波堤の構造寸法を小型化・コンパクト化
した浮き消波堤を開発すべく、鋭意検討した。その結
果、本発明者らは、波浪制御のための浮き消波堤本体の
波状側端部または波下側に反射特性の優れた小型構造物
を取り付けた低透過型の消波堤によって、かかる問題点
が解決されることを見い出した。本発明は、かかる見地
より完成されたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、海
水上に設置される箱形状の浮き本体からなる消波堤にお
いて、該浮き本体が、水面とほぼ垂直であって波の進行
に伴う上流からの連続的な波を受ける垂直面と、該垂直
面に支持されて水面下に位置するとともに水面と略平行
な面を有するフィンと、を備えていることを特徴とする
浮き消波堤を提供するものである。ここで、前記フィン
が、浮き本体の前記垂直面の下部先端に支持されてお
り、かつ、水面とほぼ垂直であって上流からの連続的な
波を受ける垂直面を有している態様（Ｌ字型）が好適に
挙げられる。また、前記フィンが、浮き本体の前記垂直
面の上部先端に支持されており、かつ、水面とほぼ垂直
な垂直面によって浮き本体の下部より水面下に位置す
る、水面と略平行な面を有している態様（逆Ｌ字型）も
挙げることができる。さらに、本発明は、前記浮き本体
が波の進行に対して上流側の前段浮きと、下流側の後段
浮きと、の２つに分離されており、該前段浮きと後段浮
きの間には、海水面を有する一定幅の空間を有する、ツ
イン型の浮き消波堤をも提供するものである。このよう
なツイン型の浮き消波堤では、前記前段浮きの下流側垂
直面の下部であって、前段浮きの水面下に水面と略水平
に位置するフィンが備えられているとともに、前記後段
浮きの上流側垂直面の下部であって、後段浮きの水面下
に水面と略水平に位置するフィンが備えられていること
が好ましい。

【０００６】図１０は、従来の単純箱形の消波堤を用い
た場合の断面図を示し、図１１は、このような単純箱形
の消波堤の静穏度について、波の波長に対する透過率を
模式的にグラフで表したものである。ここで透過率と
は、波の進行方向に対して、消波堤手前の波高をＨ
₁（上流側）、消波堤後方の波高をＨ₂（下流側）、とし
た場合に、透過率＝（Ｈ₂／Ｈ₁）と表される。この透過
率が０に近いということは消波性能が良く、消波が行わ
れずに波高が変わらない場合には、透過率が１になる。
そして、海岸沿いの港などでは、沖合の波高の約半分に
したいとする要求が多く、透過率約０．４〜０．６の範
囲を達成できる消波堤が望まれる。本発明は、全体の体
積がコンパクトであっても透過率０．５以下を達成で
き、材料費の削減によるコストダウンにも資するような
消波堤構造を提案するものである。本発明の消波堤は、
波浪制御のための浮き消波堤の波状側端部または波下側
に、反射特性の優れた小型構造物（フィン等）を取り付
けた低透過型の消波堤であり、浮き防波堤、一部の浮き
桟橋などに好適に用いられる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参考に、本発明
を実施の形態によって詳細に説明するが、本発明はこれ
らの実施の形態によって何ら限定されるものではない。実施の形態（その１）図１（ａ）には、本発明の実施の一態様を表す、消波堤
の断面構造図を示す。海水上に設置される箱形状の浮き
本体１からなる消波堤は、通常、海底から鎖等３によっ
て係留されている。この浮き本体１が、水面とほぼ垂直
であって波の進行に伴う上流からの連続的な波を受ける
垂直面１１を有している。但し、この垂直面１１は、そ
の海水上の波を直接受けない上部においては、海面に対
して垂直である必要はなく、曲面を有していてもよい。
また、浮き本体１は、垂直面１１に支持されて水面下に
位置するとともに、水面と略平行な面を有するフィン
（小型構造物）２を備えている。フィンの長さについて
は特に限定されるものではないが、通常、海水面よりフ
ィン上面までの距離（水深）における波の波長の１／６
〜１／７の長さのフィンが好ましい。一方、フィンの取
り付け位置については、水面下で上下に変動してもよ
く、浮き本体１の先端下部の位置から、水面下の深さ
（Ｄ）方向に対して設計波高の１／２が必要であり、波
の諸条件によって任意に設定することができる。

【０００８】本実施の形態におけるフィン２は、浮き本
体１の垂直面１１の下部先端に支持されている。そし
て、フィン２は水面とほぼ垂直であって、上流からの連
続的な波を受ける垂直面１２をも有している。したがっ
て、本実施の形態におけるフィン２の形状は、水面に略
平行な面（水平面）と垂直面とから構成されるため、断
面図で見ると図１（ａ）のようにＬ字型になる。このよ
うに波の進行の上流側下部、端部にＬ型構造物（垂直面
と水平面とからなる）を付けた場合、波周期に対して小
さい幅の浮体であっても消波効果が向上する。そして、
浮体を小型化して波に対して大きく揺れるようにすれ
ば、波による消費エネルギーも増加して、下流側への波
の伝達も起こりにくくなる。

【０００９】実施の形態（その２）図１（ｂ）には、本発明の他の実施の態様を表す、消波
堤の断面構造図を示す。本実施の形態では、浮き本体１
が波の進行に対して上流側の前段浮き１ａと、下流側の
後段浮き１ｂと、の２つに分離されている。前段浮き１
ａと後段浮き１ｂの間には、海水面を有する一定幅の空
間を有する。そして、前段浮き１ａの下流側垂直面の下
部であって、前段浮きの水面下に水面と略水平に位置す
るフィン４ａが備えられている。また、後段浮き１ｂの
上流側垂直面の下部であって、後段浮きの水面下に水面
と略水平に位置するフィン４ｂが備えられている。この
ような図１（ｂ）の消波堤は、図１（ａ）の消波堤と同
様の幅Ｂを有するものであるが、軽量化を図る目的で、
波の進行方向に対する長さ方向において、大きく２つに
分離させ、前段浮き１ａと後段浮き１ｂとの間を空間と
した構造である。なお、波の幅方向の端部では、前段浮
きと後段浮きは接続されている。

【００１０】通常、浮き消波堤において波を消すメカニ
ズムとしては、浮体に入ってきた波を、反射すること、
浮体自体が大きく運動することによって波のエネルギー
を消費すること、あるいは、波を砕いて散乱させるこ
と、等によって行われる。つまり、波として入ってきた
運動エネルギーを消波堤において、突き返す、壊す、消
費する、などの作用を行わなければ、波エネルギーが内
側から下流側に伝達されてしまう。よって、浮き本体の
重量が減少すると、これらの作用が減少しやすく、例え
ば同じ運動を行っても消費するエネルギーが小さくなっ
てしまうため、消波性能も低下し易い。このように一般
的には浮きの重量が減少すると、その分、消波性能が低
下してしまう。そこで本実施の形態では、消波性能の低
下を補う、あるいは、それ以上の性能を担保するため
に、前段浮きと後段浮きとの間の空間には、下部端部に
水平板であるフィンを取り付けた構造が有効である。水
平板であるフィン４（ａ，ｂ）の取り付けは、本実施の
形態のように、前段浮きと後段浮きの両方に備えられて
いても良いし、前段浮きあるいは後段浮きの一方のみに
備えられていても良い。以上のように、本実施の形態に
よれば、消波性能を低下させることなく、浮体の軽量化
を図ることができ、極めて有用である。

【００１１】実施の形態（その３）図１（ｃ）には、本発明の他の実施の態様を表す、消波
堤の断面構造図を示す。本実施の形態の消波堤は、実施
の形態（その１）と同様の箱形状の浮き本体１に、異な
る形状のフィン２が取り付けられている。本実施の形態
における小型構造物（フィン）２は、浮き本体１の垂直
面１１の上部先端に支持されており、かつ、水面とほぼ
垂直な垂直面１３によって浮き本体１の下部より水面下
に位置する水面と略平行な面が支持されている（逆Ｌ字
型）。本態様は、箱状体の浮き本体１前面の上部から前
方に張り出した付加物に、逆Ｌ型の形状の構造物（フィ
ン）を付加した態様である。

【００１２】ここで、単に、浮き本体１の垂直面１１の
先端下部から逆方向にＬ型の付加構造物を付けても十分
な消波効果は得られない。これは、Ｌ型の水平板の上部
は浮体の底面になってしまい、水面ではないからであ
る。つまり、Ｌ型の水平板の上部には、水面が存在しな
いと十分な消波効果が得られないのである。また、波の
進行方向に対して下流側の浮き本体１下部に、フィン等
の付加構造物を付けても、消波効果は一般に得られな
い。以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する
が、本発明はこれら実施例によって何ら制限されるもの
でない。

【００１３】

【実施例】添付図面に基づいて実施例を説明する。な
お、図２，図４，図６および図８の構造物は、消波堤を
海水上に設置した際の水面下の構造のみを記載してい
る。実施例１図２に示すように、浮き本体１が１つの箱状体からなる
場合について、フィンを付けることによる消波性能の評
価を行った。本実施例の実験では、吃水（水面下）８
ｍ、長さＢが４０ｍのポンツーン（浮き本体）で、波上
側の先端下部に長さ４ｍの水平板である付加物が取り付
けた。図２（ａ）が従来の箱形形状の場合、（ｂ）が波
上流側の先端下部にフィンを付けた態様、（ｃ）が波下
流側の先端下部にも同様のフィンを付けた態様である。

【００１４】先ず、規則波（sinカーブ）中に、これら
（ａ）〜（ｃ）の消波堤を設置した場合の結果から、基
本特性を評価した。波周期に対する透過率を測定による
評価では、海上での通常の波周期が４．０〜１０．０秒
程度であり、約６．０秒付近の波が多いことから、この
範囲で評価する。（ａ）の従来型では、８秒以上の長い
波周期では殆ど消波作用がなくなってしまい、波が約半
分に減少する０．５の透過率では約８．１秒であった。
これに対して、０．５の透過率で比較すると、（ｂ）で
は約１１．５秒、（ｃ）では約１２秒となり、より長い
周期の波にまで十分な消波効果が確認できた。このよう
に上流側にフィンを設けることによって、波に対する反
射特性が著しく向上することが分かった。

【００１５】次に、多成分の波を重ね合わせた不規則波
中に、図２（ａ）〜（ｃ）の消波堤を設置して透過率を
評価した結果を、図３に示す。０．５の透過率で比較す
ると、従来型（ａ）では約７．５秒であるのに対し、
（ｂ）（ｃ）では約１１秒の長い波周期となった。上記
（ｂ）と（ｃ）では、規則波および不規則波のいずれに
おいても、（ｂ）の形態が消波効果に一層優れている。
このようにフィンを有する本発明の態様によれば、消波
堤の浮体全体の大きさ（寸法）を小型化しても、同じ性
能が得られ、浮き本体の小型化に寄与する。

【００１６】実施例２（ツイン型）図４に示すように、軽量化を目的として幅方向で中間に
空間を設け、浮き本体１が２つの箱状体からなる場合に
ついて、フィンを付けることによる消波性能の評価を行
った。規則波における０．５の透過率で比較すると、フ
ィンなしの（ａ）の態様で約７秒であったのが、前段浮
体と後段浮体の中間の水面下にフィンを付けた（ｂ）の
態様では約９秒、さらに波上側の先端下部にフィンを付
けた（ｃ）の態様では約１０．５秒となった。

【００１７】不規則波中の結果を、図５に示す。本形態
のツイン型の浮体では、浮体間で波が往復した場合、こ
の間で浮体の動揺が同位相になってしまうと浮体の動揺
が消されてしまい、消波効果が減少してしまう。一方、
浮体の動揺と逆位相になると、さらに浮体が動揺してエ
ネルギーを消費する。よって、浮体間の波の変化を起こ
すために、前段浮体と後段浮体の中間にはそれぞれの浮
体先端下部にフィンを設けることが好ましい。図５の結
果から明らかなように、中央部にフィンを設けることに
よって、位相をずらす効果があり、透過率全体を長い周
期へ移行させることが可能である。

【００１８】実施例３図６に示すように、浮体の厚さ方向に空間を設け、浮き
本体１の軽量化を図った場合について、フィンを付ける
ことによる消波性能の評価を行った。浮体本体下部の底
面高さを、水面付近にまで高くしていった態様であり、
この態様で同様の消波性能が得られれば、浮体材料の総
量が減少して有利となる。（ｂ）の態様は浮体の全体重
量が（ａ）の約半分であり、（ｃ）の態様は全体重量が
約３０％程度に軽量化された場合である。不規則波中の
結果を、図７に示す。この結果から、浮体の総重量が減
少しても、フィンを取り付けた場合には、十分な消波効
果が得られることが分かった。

【００１９】実施例４（ツイン型）図８に示すように、実施例２において、実施例３と同様
に重量の低減を目的として、軽量化を行った態様の一例
である。（ｂ）の態様は全体重量が（ａ）の約半分であ
り、（ｃ）の態様は全体重量が約３０％程度に軽量化さ
れている。不規則波中の結果を、図９に示す。（ｂ）お
よび（ｃ）の態様で、同様に優れた消波効果が確認でき
た。この結果から、ツイン型では、大幅な軽量化を図っ
ても消波性能が低下しにくくく、優れた消波効果を維持
できることが分かった。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、小型で簡易な付加構造
物を、消波堤の浮き本体に設置することにより、消波堤
背後（下流側）の静穏度を同程度に確保しつつ、消波堤
の構造寸法を小型化・コンパクト化することができる。
そして、浮き本体を幅方向に少しでも小さくすること、
あるいは、厚さ方向に少しでも薄くすること、等によっ
て、浮体材料の総量を減少させることが可能であり、コ
スト削減等にも資する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の消波堤について、各実施の形態の概略
を表す断面構造図である。

【図２】実施例１における消波堤構造の断面図を示すも
のである。

【図３】実施例１において不規則波中の透過率を測定し
た結果を示すグラフである。

【図４】実施例２における消波堤構造の断面図を示すも
のである。

【図５】実施例２において不規則波中の透過率を測定し
た結果を示すグラフである。

【図６】実施例３における消波堤構造の断面図を示すも
のである。

【図７】実施例３において不規則波中の透過率を測定し
た結果を示すグラフである。

【図８】実施例４における消波堤構造の断面図を示すも
のである。

【図９】実施例４において不規則波中の透過率を測定し
た結果を示すグラフである。

【図１０】単純箱形の消波堤を設置した場合の断面図を
示す。

【図１１】単純箱形の消波堤の静穏度について、波の波
長に対する透過率を模式的にグラフで表したものであ
る。

【符号の説明】

１浮き本体２フィン３固定用鎖４フィン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者尾崎雅彦長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号三菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者山口洋一長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号三菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者木原一禎広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者田村一美広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱重工業株式会社広島研究所内Ｆターム(参考） 2D018 BA23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】海水上に設置される箱形状の浮き本体か
らなる消波堤において、該浮き本体が、水面とほぼ垂直
であって波の進行に伴う上流からの連続的な波を受ける
垂直面と、該垂直面に支持されて水面下に位置するとと
もに水面と略平行な面を有するフィンと、を備えている
ことを特徴とする浮き消波堤。
【請求項２】前記フィンが、浮き本体の前記垂直面の
下部先端に支持されており、かつ、水面とほぼ垂直であ
って上流からの連続的な波を受ける垂直面を有している
ことを特徴とする請求項１記載の浮き消波堤。
【請求項３】前記フィンが、浮き本体の前記垂直面の
上部先端に支持されており、かつ、水面とほぼ垂直な垂
直面によって浮き本体の下部より水面下に位置する、水
面と略平行な面を有していることを特徴とする請求項１
記載の浮き消波堤。
【請求項４】前記浮き本体が波の進行に対して上流側
の前段浮きと、下流側の後段浮きと、の２つに分離され
ており、該前段浮きと後段浮きの間には、海水面を有す
る一定幅の空間を有することを特徴とする請求項１又は
２に記載の浮き消波堤。
【請求項５】前記前段浮きの下流側垂直面の下部であ
って、前段浮きの水面下に水面と略水平に位置するフィ
ンが備えられているとともに、前記後段浮きの上流側垂
直面の下部であって、後段浮きの水面下に水面と略水平
に位置するフィンが備えられていることを特徴とする請
求項４記載の浮き消波堤。