JP2008014063A - Long-period wave reducing countermeasure structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に船舶の荷役作業等が行われる港湾内において、岸壁、桟橋、護岸及び防波堤などの海洋構造物の港湾内側に設置し、長周期波を低減させるための長周期波低減対策構造物に関する。 The present invention is a long-period wave reduction measure for reducing long-period waves by installing it inside a marine structure such as a quay, a pier, a seawall and a breakwater in a harbor where ship handling operations etc. are mainly performed. Concerning structures.
従来、堤防や海岸等に設置される波高低減構造物には、構造物の前部(海側)に消波ブロックを積み上げて消波工を設けたもの(例えば、特許文献1を参照)や、所謂スリットケーソンからなるもの(例えば、特許文献2を参照)が知られている。 Conventionally, wave height reducing structures installed on embankments, coasts, etc., are provided with wave-dissipating blocks stacked on the front (sea side) of the structure (see Patent Document 1, for example) A so-called slit caisson (see, for example, Patent Document 2) is known.
消波工による消波は、構造物の前部に消波ブロックを積み重ねて消波工を形成し、この消波工を波が通過する際にエネルギー損失を生じさせて消波する構造である。一方、スリットケーソンからなる波高低減構造物は、複数の縦向きスリット状の透水孔が形成された遮壁と、遮壁の後方に十分な空間からなる遊水部とを有し、波が透水孔を通過する際に波動のエネルギー損失を生じさせて消波する構造である。 The wave-dissipation by the wave-dissipating work is a structure in which wave-dissipating blocks are stacked on the front part of the structure to form the wave-dissipating work and energy is lost when the wave passes through the wave-dissipating work. . On the other hand, the wave height reducing structure made of slit caisson has a shielding wall in which a plurality of vertically oriented slit-shaped water-permeable holes are formed, and a water retentive part consisting of sufficient space behind the shielding wall, and the waves are water-permeable holes. It is a structure that causes wave energy loss when passing through the wave and quenches the wave.
このとき、遮壁を通過する際の流速が速いほど波動エネルギーの減衰が大きく、入射波が反射波と重なり合って遊水部の奥で腹となる重複波が形成され、該重複波の水平速度が最大となる節部の位置、即ち遮壁と遊水部の奥との間の距離が重複波の1/4波長となる位置に遮壁を設置することによって、最も消波効果が得られるようになっている。 At this time, the faster the flow velocity when passing through the shielding wall, the more the wave energy is attenuated, and the incident wave overlaps with the reflected wave to form a double wave that becomes a belly in the back of the water retentive part. By installing a shielding wall at a position where the maximum node position, that is, the distance between the shielding wall and the back of the water reserving part is ¼ wavelength of the overlapping wave, the most wave-dissipating effect is obtained. It has become.
海側から打ち寄せる波には、通常の波と共に長周期波が存在し、この長周期波は周期が数十秒〜数分の長い周期を有している。この長周期波は、港湾内に進入すると港湾の形状や岸壁の位置等の諸条件によって多重反射し、岸壁に接岸された船舶を大きく動揺させ、このため荷役作業等に支障を生じる場合があり、また、船舶を係留していた係留索が切断されてしまう等の被害が発生している。 A wave that rushes from the sea side includes a long-period wave along with a normal wave, and this long-period wave has a period that is long from several tens of seconds to several minutes. When entering the harbor, this long-period wave is reflected multiple times depending on various conditions such as the shape of the harbor and the position of the quay, and the ship touching the quay may be greatly shaken, which may hinder cargo handling work. In addition, damage such as the mooring line that moored the ship is cut off has occurred.
特に、大型の船舶(数万〜数十万DWT)を破断強度の大きな合成繊維からなる係留索を用いて係留した場合、その係留索の固有振動数が数十秒〜数分であると、その係留索と長周期波の周期帯が一致するため、係留索と共振を起こし船体を大きく動揺させる。 In particular, when a large ship (tens of thousands to hundreds of thousands DWT) is moored using a mooring line made of a synthetic fiber having a high breaking strength, the natural frequency of the mooring line is several tens of seconds to several minutes. Since the mooring line and the period band of the long-period wave coincide with each other, the mooring line is resonated to greatly shake the hull.
このため、長周期波を消波ないし低減する対策が求められているが、長周期波は数百m〜数kmの長い波長を有するため、消波ブロックやスリットケーソンを用いた従来の上記消波対策によって十分な消波効果を得るためには、遊水部や消波工の奥行きが100m以上ある大規模な構造物とする必要があり、実現性に乏しいという問題があった。 For this reason, there is a demand for countermeasures for quenching or reducing long-period waves. However, since long-period waves have a long wavelength of several hundred m to several km, the above-described conventional extinction using a quenching block or slit caisson is required. In order to obtain a sufficient wave-dissipating effect by countermeasures against waves, it is necessary to use a large-scale structure having a depth of 100 m or more for the water reclaiming section and the wave-dissipating work, and there is a problem that the feasibility is poor.
一方、この長周期波を低減する手段として、図7、図8に示す構造を有する長周期波低減対策構造物も開発されている(特許文献3)。 On the other hand, a long-period wave reduction countermeasure structure having the structure shown in FIGS. 7 and 8 has been developed as means for reducing this long-period wave (Patent Document 3).
図7に示す構造物は、海側及び陸側にそれぞれスリット状の透水孔が形成された遮壁1,2を配した所謂両面スリットケーソン3を備え、そのスリットケーソン3の奥側に裏込材として大型の雑石を積層させた雑石層4を設けた構造となっている。
The structure shown in FIG. 7 includes a so-called double-
また、図8に示す構造物は、海側にスリット状の開口5aを有する透水部5と、その奥側(陸側)に隔壁6を隔てて配置された遊水部7と、透水部5内に積み上げられた砕石等からなる消波材層8とを備え、透水部5内の水位変動に伴って、隔壁6に形成された透水孔6aを通して透水部5と遊水部7との間で水が出入りし、透水部5の海側部における水位変動を抑制するようにしたものである。
図7および図8に示す構造物の長周期波低減手段ないし消波手段は有効なものではあるが、何れも十分な消波低減効果を得るためには50m程度の奥行きが必要であり、これより小規模な構造にするのが難しいと云う問題がある。 Although the long-period wave reducing means or the wave-dissipating means of the structure shown in FIGS. 7 and 8 are effective, both require a depth of about 50 m in order to obtain a sufficient wave-reducing effect. There is a problem that it is difficult to make a smaller structure.
本発明は、従来の長周期波に対する消波低減対策にみられた上記問題を解決したものであって、小規模でも長周期波の影響を十分に低減することができる構造物を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems observed in the conventional countermeasures for reducing the long-wave wave, and provides a structure capable of sufficiently reducing the influence of the long-cycle wave even on a small scale. With the goal.
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項1に記載する発明の特徴は、港湾内の船舶接岸岸壁や防波堤、護岸などの海洋構造物の港湾内側面に前面壁を有し、該前面壁に縦向きの通水口が開口し、該通水口の背後にこれと連通した遊水部を備えた長周期波低減対策構造物において、該構造物は前記遊水部を囲む前面壁、両側壁、後壁からなる周壁及び底版が一体化されたプレキャストコンクリート製の構造物本体を水底に設置し、前記構造物本体内の前記遊水部の底部に隔室を備え、該隔室内に滑り摩擦増加用の中詰めを施していることにある。 The feature of the invention described in claim 1 for solving the conventional problems as described above and achieving the intended purpose is that it is provided on the inner surface of the harbor of a marine structure such as a ship berth quay, a breakwater or a seawall in the harbor. A long-period wave reduction countermeasure structure having a front wall, a longitudinal water passage opening in the front wall, and a water recirculation portion communicating with the water passage behind the water passage, wherein the structure is the water respiration portion A precast concrete structure body integrated with a front wall, both side walls, a rear wall and a bottom slab that surrounds the bottom of the water, provided with a compartment at the bottom of the water retentive part in the structure body, The inside of the compartment is filled with sliding friction.
請求項2に記載の発明の特徴は、請求項1の構成に加え、前記構造物本体の遊水部内の底部に隔壁をもって区画された複数の隔室を備え、その各隔室内に前記中詰めを施していることにある。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the structure of the first aspect, a plurality of compartments partitioned by a partition wall are provided at the bottom of the water retentive part of the structure body, and the filling is provided in each compartment. It is in giving.
請求項3に記載の発明の特徴は、請求項1又は2の構成に加え、遊水部の隔室の高さが水深の半分以下であることにある。
The feature of the invention described in
請求項4に記載の発明の特徴は、請求項1,2又は3の構成に加え、構造物本体の前面壁が奧に向かって後退するように形成されており、その奧側の位置に上記通水口が開口しており、該通水口のさらに奧側に上記遊水部が形成されていることにある。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the structure of the first, second, or third aspect, the front wall of the structure body is formed so as to recede toward the ridge, and the position on the heel side is the above. The water inlet is open, and the water reserving part is formed further on the heel side of the water inlet.
請求項5に記載の発明の特徴は、請求項4の構成に加え、構造物本体の前面壁の更に前方に波が透過可能な状態に遮壁を設け、遮壁を透過させて波を流入させるようにすることにある。 According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fourth aspect, a shielding wall is provided in a state where waves can be transmitted further forward of the front wall of the structure body, and the waves are allowed to flow through the shielding wall. There is to let it be.
本発明においては、港湾内の船舶接岸岸壁や防波堤、護岸などの海洋構造物の港湾内側面に前面壁を有し、該前面壁に縦向きの通水口が開口し、該通水口の背後にこれと連通した遊水部を備えた長周期波低減対策構造物において、該構造物は前記遊水部を囲む前面壁、両側壁、後壁からなる周壁及び底版が一体化されたプレキャストコンクリート製の構造物本体を水底に設置し、前記構造物本体内の前記遊水部の底部に隔室を備え、該隔室内に滑り摩擦増加用の中詰めを施していることにより、構造物本体を現場に設置する際に、該構造物全体の重量が増して安定になり、また波や地震などに対して耐久性が向上する。また、施工場所がマウンド上や既に地盤改良されている場合に適する。 In the present invention, the ship has a front wall on the inner surface of the harbor of a marine structure such as a ship berthing pier, breakwater, revetment, etc. in the harbor, and a vertical water passage is opened in the front wall, behind the water passage. A long-period wave reduction countermeasure structure having a water recirculation part communicating with the structure, wherein the structure is a precast concrete structure in which a front wall, both side walls, a peripheral wall composed of a rear wall and a bottom plate are integrated. An object body is installed on the bottom of the water, and a compartment is provided at the bottom of the water retentive part in the structure body. In doing so, the weight of the entire structure increases and becomes stable, and durability against waves and earthquakes is improved. It is also suitable when the construction site is on the mound or the ground has already been improved.
更に本発明では、構造物本体の遊水部内の底部に隔壁をもって区画された複数の隔室を備え、その各隔室内に前記中詰めを施していることにより、波の流出、特に流速の早い通水口付近の中詰めの移動が好適に防止される。 Furthermore, in the present invention, a plurality of compartments partitioned by partition walls are provided at the bottom of the water retentive part of the structure body, and the inside of each compartment is provided with the above-mentioned filling, so that the outflow of waves, especially the flow rate with a high flow rate can be achieved. The movement of filling in the vicinity of the water mouth is preferably prevented.
更に本発明では、遊水部底部の隔室の高さが水深の半分以下とすることにより、遊水部の底部に中詰めされた隔室が存在しても消波効果に大きい影響を及ぼさない。 Furthermore, in the present invention, the height of the compartment at the bottom of the water reclaiming part is less than half of the water depth, so that even if there is a compartment packed in the bottom of the water reserving part, the wave-dissipating effect is not greatly affected.
更に本発明においては、構造物本体の前面壁を奧に向かって後退するように形成し、その奧側の位置に上記通水口を設けることによって、前面壁に向かって進行してきた波が前面壁によって通水口に寄せ集められるので、遊水部に流入する波のエネルギー損失が増大し、通常波域から長周期波域に渡って効果的な消波効果を得ることができる。 Furthermore, in the present invention, the front wall of the structure main body is formed so as to recede toward the ridge, and the water flow port is provided at the position on the heel side so that the wave traveling toward the front wall is As a result, the energy loss of the waves flowing into the water reserving part increases, and an effective wave-dissipating effect can be obtained from the normal wave range to the long-period wave range.
更に本発明では、構造物本体の前面壁の更に前方に波が透過可能な状態に遮壁を設け、遮壁を透過させて波を流入させるようにすることにより、波のエネルギー損失を段階的に増大させ、高い消波効果を得ることができる。 Furthermore, in the present invention, a wave barrier is provided in a state where the wave can be transmitted further forward of the front wall of the structure body, and the wave is allowed to flow through the barrier wall so that the wave energy loss is stepped. And a high wave-dissipating effect can be obtained.
次に、本発明に係る長周期波低減対策構造物の実施形態を図に基づいて説明する。 Next, an embodiment of a long-period wave reduction countermeasure structure according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示す海洋構造物は、プレキャストコンリート製の構造物本体Aを備えており、これを水底面に沈め、水底基礎地盤上に設置している。この構造物本体Aは、長周期波を受ける海側に面する前面壁11、両側の側壁12、12及び陸側の後壁13からなる周壁と、この周壁に囲まれた部分の底部を閉鎖している底版10とを一体に有する箱状をなしている。
The offshore structure shown in FIG. 1 includes a structure body A made of precast concrete, which is submerged on the bottom of the water and installed on the bottom foundation ground. The main body A of the structure closes the peripheral wall composed of the
上記構造物本体Aの上記前面壁11には縦向き細長のスリット状をした通水口14が開口しており、通水口14の背部が、前記周壁によって囲まれた遊水部15が形成されている。この遊水部15は前面壁11が海側と遊水部13とを隔てる隔壁となっている。また、構造物本体A上部は、必要に応じて天版または上部工(図示省略)によって覆うことができる。
The
上記構造物本体Aは、1つの通水口14に対応する1つの遊水部15を一単位として構成し、船舶が接岸する岸壁や防波堤などの長さに応じ、多数の構造体本体Aを互いに隣り合うもの同士の側壁12を接合させて連続配置に設置する。
The structure main body A is composed of one
通水口14は、底版(図示省略)の表面高さ位置から、通常の長周期波の最高波高よりも高い位置に到る長さに形成されている。なお、図示する例では、通水口14は前面壁11の中央部に設けられているが、側壁12に近づけて通水口14を設けても良い。
The
図示する例では、上記構造物本体Aの前面壁11は奧に向かって後退するように形成されており、その奧側の位置に上記通水口14が設けられている。このように形成することによって、前面壁11に向かって進行してきた波が前面壁11に沿って流れ、通水口14に寄せ集められるので、遊水部15に流入する波のエネルギー損失が増大し、通常波域から長周期波域に渡って効果的な消波効果が得られる。
In the illustrated example, the
図1の構造物本体Aは、遊水部15の底部に隔壁17によって仕切られた複数の隔室18,18……が形成され、その各隔室18内に、構造物本体Aの設置面に対する摩擦抵抗を増大させるための中詰め材16が充填されている。この中詰め材16としては砂、砂利、砕石、栗石などの材料が使用できる。このようにして隔室18内に中詰めを施すことによって、背部のからの土圧による水平方向の外力によって構造物本体Aが海側への滑動や、波浪による前面からの外力による浮き上がりが防止される。
1 is formed with a plurality of
また、遊水部に流入した波が中詰め用の材料16に接触して乱流や渦流を生じやすくなるので波のエネルギー損失が生じ、消波効果ないし波低減効果が向上し、小規模でも優れた長周期波低減対策効果を有するものとすることができる。
In addition, the wave flowing into the water retentive part is likely to generate turbulence and eddy currents by contacting the filling
尚、図には示してないが隔室18の上面を場所打ちのコンクリートによって閉鎖しても良く、この場合には中詰め材となみの接触によるエネルギー低減効果は期待できない。
Although not shown in the drawing, the upper surface of the
隔室18の大きさおよび個数は制限されない。施工現場および波の状態に応じて適宜定めることができる。また、隔壁17の高さは、後述の実験条件下では、水深の半分以下の高さが適当であり、水深の半分程度の高さを有する隔壁17を設けたものに対して、それより低い高さの隔壁17を設けたものが消波効果の良い結果が得られる。
The size and number of
本発明の消波構造物は、図3に示すように複数の遊水部15を、側壁12,12……を介して連続させた配置に並設し、各遊水部15の内側を隔壁17によって複数の隔室18に区画した構成の構造物本体Bを使用しても良く、これらの複数の隔室18が中詰めされている構造にすることができる。
As shown in FIG. 3, the wave-dissipating structure of the present invention has a plurality of
本発明の消波構造物に使用する構造物本体は、図4に示すように、長周期波を受ける海側の前面に遮壁19を設け、該遮壁19には多数の縦向きの細長い開口30を多数形成し、該遮壁19の後側に前面壁11が奧に向かって後退するように形成した構造とすることができる。このように遮壁19を設けることにより、遮壁19と前面壁11の間と遊水部15内とに水位差が生じ、水位調整機能により長周期波がより低減されることとなる。
As shown in FIG. 4, the structure main body used for the wave-dissipating structure of the present invention is provided with a shielding
尚、遮壁19は、その開口が横長のものや、縦方向の長さの長いもの、短いもの、更には、遮壁の下端を構造物本体Aの中間高さ位置まで垂下させた前垂れ状のものなど、船舶が接岸する場所やその他の条件を考慮して各種のものを採用することができるが、この遮壁19は必ずしも必要ではない。
The shielding
次に、本発明に係る長周期波低減対策構造物の性能実験について説明する。
1.実験装置
図5に示すように、長さ50m、幅0.6m、高さ1.2mの水槽を使用し、二次元水理模型実験を行った。模型縮尺を1/50、水深10mとした。なお、図中の符号20a〜20hは波高計、符号21は流速計である。
2.実験条件
(1)入射波
入射波として表1に示す4通りのケースについて試験を行う。
Next, a performance experiment of the long-period wave reduction countermeasure structure according to the present invention will be described.
1. Experimental Apparatus As shown in FIG. 5, a two-dimensional hydraulic model experiment was conducted using a water tank having a length of 50 m, a width of 0.6 m, and a height of 1.2 m. The model scale was 1/50 and the water depth was 10 m. In addition, the code |
2. Experimental conditions (1) Incident wave The test is conducted on four cases shown in Table 1 as incident waves.
表2に示す6つの実験モデルケースについて試験を行う。尚、該実験モデルケースは、図1に示す構造物において、奥行き20m、前面水平長さ30m、前面壁の角度15度(現地スケール)のものであって、遊水部に隔室が形成されず、中詰めもされていないものを基本形状とし、図1に示すように、遊水部に隔室を有し隔室高さが5mと2.5mのものをおのおの設け、それぞれの隔室に中詰めし、中詰め上を蓋コンクリートにて閉鎖したものを実施例2,実施例3とした。
(3)実験方法
上述構造物モデルに表1に示す入射波を与え、それぞれ場合における図6に示した波高計20d〜20fを用いて構造物前面の水位を計測するとともに、通水口近傍の流速を流速計21によって測定する。
3.実験結果
実験結果を図6(A)、(B)、(C)、(D)のグラフに示す。図6(A)は波高0.5mで周期30s、図6(B)は波高0.25mで周期30s、図6(C)は波高0.5mで周期60s、図6(D)は波高0.25mで周期60sの場合である。
(3) Experimental method The incident wave shown in Table 1 is given to the above structure model, and the water level on the front surface of the structure is measured using the
3. Experimental Results The experimental results are shown in the graphs of FIGS. 6 (A), (B), (C), and (D). 6A shows a wave height of 0.5 m and a period of 30 s, FIG. 6B shows a wave height of 0.25 m and a period of 30 s, FIG. 6C shows a wave height of 0.5 m and a period of 60 s, and FIG. This is a case of .25 m and a period of 60 s.
図6に示すように、本発明の構造物は、図6(A)に示す隔壁高大のモデルケースの場合を除き、何れも反射率は0.7〜0.8程度であり、奥行き20mの小型の構造物で、十分な消波低減効果を示している。また、隔室のない基本形状のものが最も消波性能が高いことにより、隔室はできるだけ小さいほうが良いこと、奥行きを20mより更に大きくすることによってさらに高い消波性能が得られる。 As shown in FIG. 6, the structures of the present invention have a reflectance of about 0.7 to 0.8 and a depth of 20 m, except in the case of a bulky model case shown in FIG. It is a small structure and shows a sufficient wave reduction effect. In addition, the basic shape having no compartment has the highest wave-dissipating performance, so that the compartment should be as small as possible, and by further increasing the depth to more than 20 m, higher wave-dissipating performance can be obtained.
10 長周期波低減対策構造物
11 前面壁
12 側壁
13 後壁
14 通水口
15 遊水部
17 隔壁
18 隔室
19 遮壁
20a〜20h 波高計
21 流速計
30 開口
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該構造物は前記遊水部を囲む前面壁、両側壁、後壁からなる周壁及び底版が一体化されたプレキャストコンクリート製の構造物本体を水底に設置し、前記構造物本体内の前記遊水部の底部に隔室を備え、該隔室内に滑り摩擦増加用の中詰めを施していることを特徴とする長周期波低減対策構造物。 There is a front wall on the inner surface of the harbor of marine structures such as ship berths, breakwaters, revetments, etc. in the harbor, and a vertical water passage opening is opened in the front wall, and the recreational water that communicates with this behind the water passage In the long-period wave reduction countermeasure structure with a section,
The structure has a structure body made of precast concrete in which a front wall, a side wall, a peripheral wall composed of a rear wall and a bottom plate surrounding the water reserving part are integrated on the bottom of the water, A long-period wave reduction countermeasure structure characterized in that a compartment is provided at the bottom, and a filling for increasing sliding friction is provided in the compartment.
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