JP2012197553A - Breakwater unit and floating type breakwater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、防波ユニット及び浮上式防波堤に関し、より詳細には、通常時には水底に倒れて載置し、津波や高潮の発生時に起立して防波機能を発揮することが可能な防波ユニット及び浮上式防波堤に関する。 The present invention relates to a wave breaker unit and a levitated breakwater, and more specifically, a wave breaker unit that is normally placed on the bottom of the water and can stand up and exhibit a wave breaker function when a tsunami or storm surge occurs. And levitation breakwater.
津波や高潮等(以下、単に「津波等」という。)の侵入を防止する為に設けた防波堤は、コンクリートや鋼による構造物が一般的である。
コンクリートや鋼による構造物でもって防波堤を構築した場合、その設置に莫大なコストがかかるだけでなく、防波堤が海上に定常的に設置されることとなるため、船舶の運行の妨げになったり、景観を阻害したり、或いは海流を変えてしまうことにより周辺環境に影響を与えることもある。
The breakwater provided to prevent the intrusion of tsunamis and storm surges (hereinafter simply referred to as “tsunamis”) is generally a structure made of concrete or steel.
When constructing a breakwater with a structure made of concrete or steel, not only is it costly to install, but the breakwater will be installed on the sea constantly, which may hinder the operation of the ship, The surrounding environment may be affected by disturbing the landscape or changing the ocean current.
上記従来の問題を解決すべく、津波等の発生時にのみ防波機能を発揮させることのできる防波堤として、以下の特許文献1又は2に記載の発明が提案されている。
In order to solve the above-described conventional problems, the invention described in
例えば、特許文献1に記載の可動式防波堤は、浮上鋼管と隣接する浮上鋼管との間に形成される隙間の湾外側に、その隙間の幅よりも大きい外径を有し、接続具で懸吊された筒体を備える構成が開示されている。 For example, the movable breakwater described in Patent Document 1 has an outer diameter larger than the width of the gap on the outer bay side of the gap formed between the levitated steel pipe and the adjacent levitated steel pipe, and is suspended by a connector. A configuration including a suspended cylinder is disclosed.
また、特許文献2に記載の可動式防波堤は、第1内壁面と第2内壁面の間に貯まる水の浮力で護岸外壁より上方まで浮上可能な複数の防波フロートを備える構成が開示されている。
In addition, the movable breakwater described in
しかし、上記した従来技術では、以下に示す問題のうち、少なくとも一つの問題を有する。
(1)特許文献1に記載の可動式防波堤では、全ての管に均一に空気を送り込む必要があり、送気管の構造が複雑になる。また、送気を海底面以下の管下部で行っているため、送気管などのメンテナンスができない。さらに、全ての管を格納するために、大規模な海底掘削を行う必要がある。
(2)特許文献2に記載の可動式防波堤では、津波が防波堤位置まで到達して初めて津波防波堤が稼働するため、防波堤が浮上した時点ではすでに津波が沿岸域
に到達してしまい、被害をもたらすものと予想される。また、同設備を沖合に設置する場合は、船舶運航や美観の妨げとなってしまう。
(3)特許文献1の上部鋼管及び特許文献2の防波フロートの何れも、連壁を形成する必要があるため、水底の削孔量が過大となる。
(4)特許文献1の上部鋼管及び特許文献2の防波フロートの何れも、片持ち梁として剛性計算を行う必要があるため、津波等に耐えうるだけの剛性を確保するにあたって、剛性材料の使用量の節減に限界があり、コスト節減の観点から未だ改善の余地が残されている。
However, the above-described prior art has at least one of the following problems.
(1) In the movable breakwater described in Patent Document 1, it is necessary to uniformly feed air into all the pipes, and the structure of the air feed pipe becomes complicated. In addition, since the air supply is performed at the lower part of the pipe below the sea floor, maintenance of the air supply pipe and the like cannot be performed. In addition, large-scale seabed drilling is required to store all the pipes.
(2) In the movable breakwater described in
(3) Since both the upper steel pipe of Patent Document 1 and the wave-breaking float of
(4) Since both the upper steel pipe of Patent Document 1 and the breakwater float of
すなわち、本願発明の目的は、津波等の発生時にのみ防波機能を発揮し、且つ施工やメンテナンスが簡便で低コストな防波ユニット及び防波堤を提供することを目的とするものである。 That is, an object of the present invention is to provide a breakwater unit and a breakwater that exhibit a breakwater function only at the time of occurrence of a tsunami or the like, and are simple and low in construction and maintenance.
前記課題を解決すべくなされた本願の第1発明は、水底に収納及び突出自在な一組の支柱と、前記一組の支柱に取り付けて水底に載置した昇降体と、前記昇降体に対して回動自在に軸支した一組の防波板と、からなり、前記昇降体に浮力を導入することにより、前記支柱及び昇降体が浮上するとともに、前記防波板が水底で倒れた状態から起立することを特徴とする、防波ユニットを提供するものである。
また、本願の第2発明は、前記発明において、前記昇降体が、天板と該天板の外縁から下方に垂設した側壁とからなり、前記天板と側壁とで囲まれた空間に気体を貯留して浮力を得ることを特徴とするものである。
また、本願の第3発明は、前記発明において、前記昇降体の下方の水底位置に気体導入装置を設置したことを特徴とするものである。
また、本願の第4発明は、前記発明において、前記支柱が、水底に埋設した外筒内を摺動自在に構成した柱状体であることを特徴とするものである。
また、本願の第5発明は、前記した防波ユニットを複数連結してなる、浮上式防波堤を提供するものである。
The first invention of the present application, which has been made to solve the above-mentioned problems, is a set of struts that can be stored and projected on the bottom of the water, a lifting body that is attached to the pair of struts and placed on the bottom of the water, and the lifting body. And a pair of wave breakers that are pivotally supported in a pivotable manner, and by introducing buoyancy to the lifting body, the struts and the lifting body are levitated, and the wave blocking plate is collapsed at the bottom of the water. The present invention provides a wave-breaking unit characterized in that it stands up from.
Further, according to a second invention of the present application, in the above invention, the elevating body is composed of a top plate and a side wall extending downward from an outer edge of the top plate, and gas is contained in a space surrounded by the top plate and the side wall. The buoyancy is obtained by storing the water.
The third invention of the present application is characterized in that, in the above invention, a gas introducing device is installed at a water bottom position below the elevating body.
The fourth invention of the present application is characterized in that, in the invention described above, the support column is a columnar body configured to be slidable in an outer cylinder embedded in a water bottom.
The fifth invention of the present application provides a levitated breakwater that is formed by connecting a plurality of the breakwater units described above.
本願発明によれば、下記に示す効果のうち、少なくとも何れか一つを得ることができる。
(1)通常時には、防波堤を構成する各部材が水底若しくは水底面上に収納されているため、船舶の運航の妨げとなったり、海流に影響を及ぼすといった問題が発生しない。
(2)浮上体の浮上構造が簡易であるため、非常に低コストで防波堤を構築することができる。またメンテナンス性も良好であるため、保守コストも過大とならない。
(3)従来の浮上式防波堤と比較して、浮上管を連壁状に設ける必要が無い為、水底の削孔量を少なくすることができる。
(4)津波等の発生時には、防波板が二点支持した状態で起立するため、従来の防波堤の片持ち構造と比較して、剛性材料の使用量を減らしつつ同等の剛性を確保することができ、経済的である。
(5)防波板が津波等に抵抗するため、支柱単体で津波に抵抗するだけの剛性をもたせる必要が無く、支柱の設置本数の削減やサイズダウン等による低コスト化が可能となる。
(6)起立した防波板が津波等を受けた場合、水圧でもって防波板が後方に押し込まれ、昇降体と水底面との間で防波板が密に固定され、津波等に対して確実に防波機能を発揮することができる。
(7)浮力の導入・開放の繰り返しでもって防波堤を展開・収納できるため、稼働訓練が容易に実施できる。
(8)防波堤を延伸するにあたり、防波ユニットを連結し続けるだけで良く、作業が容易である。
According to the present invention, at least one of the following effects can be obtained.
(1) Normally, since each member constituting the breakwater is stored on the bottom or bottom of the water, problems such as hindering the operation of the ship and affecting the ocean current do not occur.
(2) Since the floating structure of the floating body is simple, a breakwater can be constructed at a very low cost. In addition, since maintenance is good, maintenance costs are not excessive.
(3) Since it is not necessary to provide a floating pipe in the form of a continuous wall as compared with a conventional floating breakwater, the amount of drilling at the bottom of the water can be reduced.
(4) When a tsunami or the like occurs, the wave breaker plate stands up with two points supported, so that the same rigidity is ensured while reducing the amount of rigid material used compared to the conventional cantilever structure of a breakwater. Can be economical.
(5) Since the wave preventing plate resists a tsunami or the like, it is not necessary to provide a rigidity enough to resist the tsunami with a single support column, and the cost can be reduced by reducing the number of columns installed or reducing the size.
(6) When the standing wave-breaking plate receives a tsunami, the wave-breaking plate is pushed backward with water pressure, and the wave-breaking plate is tightly fixed between the lifting body and the bottom of the water. The wave-proof function can be demonstrated reliably.
(7) Since the breakwater can be deployed and stored by repeated introduction and release of buoyancy, operation training can be carried out easily.
(8) In extending the breakwater, it is only necessary to continue to connect the breakwater units, and the work is easy.
各図面を参照しながら、本発明の浮上式防波堤について説明する。 The floating breakwater of the present invention will be described with reference to the drawings.
<1>全体構成
図1,2を参照しながら、本発明の防波ユニット及び浮上式防波堤の構成について説明する。
本発明の浮上式防波堤Aは、複数の防波ユニットBを係留柵などの連結材Cで連結してなる。
前記防波ユニットAは、水底に間隔を設けて収納自在な一組の支柱1と、前記一組の支柱1に取り付けて、浮力の導入により浮沈する昇降体2と、前記昇降体2に回動自在に軸支した防波板3と、を少なくとも含んで構成する。
<1> Overall Configuration With reference to FIGS. 1 and 2, the configurations of the wavebreak unit and the floating breakwater of the present invention will be described.
The floating breakwater A of the present invention is formed by connecting a plurality of wavebreaking units B with a connecting material C such as a mooring fence.
The wave-breaking unit A includes a set of support columns 1 that can be stored with a space in the bottom of the water, a
<2>支柱
支柱1は、前記昇降体2及び防波板3を支持するための部材である。
支柱1は、中空又は中実の長手部材を用いることができ、水底に設けた削孔穴に埋め込んだ外筒4の内部を摺動自在に構成することで、支柱1を水底に収納したり水中へと露出させることができる。
支柱1の長さは、津波等の発生により予想される水深に併せて設定する。
なお、「一組の支柱」とは、複数本に限定する意味でなく、支柱1の設置本数はある昇降体2に対し単数でも複数でもよく、強度計算上必要とされる本数を適宜選択すればよい。
なお、支柱を複数本設置する場合には、所定間隔を設けて設置すればよい。
<2> Column The column 1 is a member for supporting the
The strut 1 can be a hollow or solid longitudinal member. The strut 1 is configured to be slidable inside the outer cylinder 4 embedded in a hole formed in the bottom of the water, so that the strut 1 can be stored in the bottom of the water or underwater. Can be exposed.
The length of the support column 1 is set in accordance with the water depth expected due to the occurrence of a tsunami or the like.
Note that “a set of support columns” is not limited to a plurality of support columns, and the number of support columns 1 may be one or more with respect to a
In addition, what is necessary is just to provide a predetermined space | interval when installing two or more support | pillars.
[抜け止め機構]
なお、支柱1と外筒4との間には、支柱1が完全に外筒4から抜け出さないような抜け止め機構を設けておくことが望ましい。抜け止め機構の例としては、支柱1の下端に設けた鍔部11と、外筒4の上端に設けたストッパ41との組合せがある(図2)。支柱1が所定の長さ引き上げられると、外筒4内に設けたストッパ41に鍔部11が干渉し、支柱1全体が外筒から抜け出ることはない。
[Retaining mechanism]
In addition, it is desirable to provide a retaining mechanism between the support column 1 and the outer cylinder 4 so that the support column 1 does not come out of the outer cylinder 4 completely. As an example of the retaining mechanism, there is a combination of a
<3>昇降体
昇降体2は、自重により水底に沈降したり、浮力を得て水面上に浮上したりして、前記支柱1を昇降させるとともに、防波板3を起立若しくは倒伏させる為の部材である。
<3> Lifting body The lifting
[構成]
昇降体2は、浮力の導入・開放を自在とする構成、より詳細には、気体の貯留・排出が可能な構成とすることを要する。
例えば、昇降体2は、天板21と該天板21の外縁から下方に垂設した側壁22とでもって、底面の無い、空の直方体のような形状とすることができる(図2)。
前記天板と側壁とで囲まれた空間の内部容積は、津波等の発生により予想される水深から求められる各構成部材のサイズに基づき算出した必要浮力から求めればよい。
前記昇降体の下方から気体を導入すると、前記天板と側壁とで囲まれた空間(貯留空間23)の一部に気体が貯留することとなり、昇降体が浮力を得て水面に浮上することができる。
[Constitution]
The
For example, the
What is necessary is just to obtain | require the internal volume of the space enclosed by the said top plate and the side wall from the required buoyancy calculated based on the size of each structural member calculated | required from the water depth estimated by generation | occurrence | production of a tsunami etc.
When gas is introduced from below the lifting body, the gas is stored in a part of the space (storage space 23) surrounded by the top plate and the side wall, and the lifting body obtains buoyancy and floats on the water surface. Can do.
[気体導入装置]
前記貯留空間23に気体を導入するための気体導入装置5は、水底の昇降体が覆い被さる位置に設置しておけば、気体導入装置5から放出した気体が前記貯留空間23に貯留しやすくなる。
また、気体導入装置5を水底に固定しておくことで、例えば昇降体2そのものを浮袋で構成して気体の導入管を直結した場合等の構造と比較して、導入管が昇降体に追随して浮沈を繰り返すことによって動作不良を起こしたり、何らかの干渉要因となったりすることもなく、確実な動作保証が期待できる。
[Gas introduction device]
If the
Further, by fixing the
[排気機構]
また、昇降体2には、昇降体内部に貯留した気体を抜くための排気機構を設けておくことを要する(図示せず)。
前記排気機構は、例えば天板或いは側壁には開閉自在な排気口を設け、前記排気孔の開閉でもって、貯留空間の閉塞・開放を制御することができる。
[Exhaust mechanism]
Moreover, it is necessary to provide the raising / lowering
The exhaust mechanism is provided with an openable / closable exhaust port on, for example, a top plate or a side wall, and the closing / opening of the storage space can be controlled by opening / closing the exhaust hole.
<4>防波板
防波板3は、水中に起立した状態で津波等に抵抗するための部材である。
<4> Wavebreaker The wavebreaker 3 is a member for resisting a tsunami or the like while standing in water.
[構成]
防波板3は、前記昇降体2の前面側(津波等がやってくる側)及び背面側(防波対象物側)にそれぞれ取り付けてなる。
前面側の防波板3a及び背面側の防波板3bの上部は、昇降体の左右方向(防波ユニットの敷設方向)を回転軸として前記昇降体2に軸支する。上記軸支により、防波板3が前背面方向へと回動自在となる。
防波板3の長さは、津波等の発生により予想される水深よりもやや長くすることで、稼働時に防波板3が昇降体2に斜めに立て掛けられた状態となるように構成すればよく、一般的には、通常時の水深と、想定される津波高とを足した長さの1.2倍程度としておけばよい。
[Constitution]
The wave preventing plate 3 is attached to the front side (the side where the tsunami etc. comes) and the back side (the wave preventing object side) of the lifting
The upper portions of the front-side
If the length of the wave-breaking plate 3 is set to be slightly longer than the water depth expected due to the occurrence of a tsunami or the like, the wave-breaking plate 3 is leaned against the lifting
[その他の構成]
なお、背面側の防波板3bは、軽量化や、引き潮を抜きやすくする観点から、全面にメッシュ加工を施してもよい。
[Other configurations]
Note that the back side
<5>使用方法
(a)通常時
図2を参照しながら、防波ユニットの通常時の状態について説明する。
昇降体2は、自重により水底上に載置された状態であり、昇降体2内部の貯留空間23は水で満たされた状態である。
支柱1は水底に設けた外筒4内に収納された状態である。
防波板3a、3bは、昇降体2の周囲でそれぞれ倒伏した状態である。
<5> How to Use (a) Normal Time With reference to FIG. 2, the normal state of the wave preventing unit will be described.
The elevating
The support column 1 is in a state of being housed in an outer cylinder 4 provided on the bottom of the water.
The
(b)稼働時
図3を参照しながら、防波ユニットの稼働時の状態について説明する。
津波等が発生した場合、気体導入装置5を用いて気体の導入を開始する。
気体は、昇降体2の内部の貯留空間23に徐々に蓄積され、一定量の気体が貯留されると、昇降体2は水上へと浮上する。
このとき、昇降体2に取り付けてある各支柱1は、それぞれ外筒4から抜き出されて上昇する。支柱1が所定の長さ引き上げられると、外筒4内に設けたストッパ41に鍔部11が干渉するため、支柱1全体が外筒から抜け出すことはない。
昇降体2の浮上に伴い、軸支してある防波板3は、倒伏した状態から徐々に起立していく。昇降体2が浮上しきった時には、防波板3の下端がやや傾き前方に広がった状態で位置し、天板21と、両防波板2と水底面とで略台形の断面形状となる。
このとき、昇降体2の天板21上面が水上に露出するため、動作確認が目視で可能となる。
(B) During operation With reference to FIG. 3, the state during operation of the wavebreaking unit will be described.
When a tsunami or the like occurs, gas introduction is started using the
The gas is gradually accumulated in the
At this time, each support | pillar 1 attached to the raising / lowering
As the elevating
At this time, since the upper surface of the
(c)津波等の到達時
図3を参照しながら、防波ユニットの津波等の到達時の状態について説明する。
津波等が到来した際には、防波板3の前面でもって津波等に抵抗する。
このとき、前面側の防波板3aは背面側に押し込まれるため、防波板3aの下端はより水底に押し込まれ、防波板3aが、昇降体2と水底との間でより強固に固定するため、津波等に抵抗する反力を水底から得ることができる。
(C) At the time of arrival of tsunami etc. The state at the time of arrival of the tsunami etc. of a wave-proof unit is demonstrated referring FIG.
When a tsunami or the like arrives, it resists the tsunami or the like with the front surface of the wave preventing plate 3.
At this time, since the front side
A 浮上式防波堤
B 防波ユニット
C 連結材
1 支柱
2 昇降体
21 天板
22 側壁
23 貯留空間
3 防波板
4 外筒
5 気体導入装置
A Floating breakwater B Breakwater unit C Connecting material 1
Claims (5)
前記一組の支柱に取り付けて水底に載置した昇降体と、
前記昇降体に対して回動自在に軸支した一組の防波板と、からなり、
前記昇降体に浮力を導入することにより、前記支柱及び昇降体が浮上するとともに、前記防波板が水底で倒れた状態から起立することを特徴とする、
防波ユニット。 A set of struts that can be stored and projected on the bottom of the water,
A lifting body mounted on the bottom of the water and attached to the set of struts;
A set of wave breakers pivotally supported with respect to the lifting body,
By introducing buoyancy into the lifting body, the support column and the lifting body are levitated, and the wave-proof plate stands up from a state where it falls down at the bottom of the water,
Wave protection unit.
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