JP2014037719A - Dam body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外洋からの波浪・津波を防ぎ港湾や沿岸(海岸から少し離れた沖合い部)の内部を安静・安全に保つために設けられる防波堤や防潮堤として利用可能な堤体の構造に関する。 The present invention relates to a structure of a dam body that can be used as a breakwater or a tide wall provided to prevent waves and tsunamis from the open ocean and to keep the inside of a harbor or coast (offshore part slightly away from the coast) calm and safe.
従来、高波や津波の発生のおそれのある地域では、高波や津波の被害をできるだけ小さくするために、防波堤や防潮堤を設けることが行われてきた。 Conventionally, in areas where high waves and tsunamis are likely to occur, in order to minimize damage from high waves and tsunamis, breakwaters and seawalls have been provided.
一般に、防波堤は入り込んだ湾の湾口に建設され、津波波高や流勢を低減して津波の湾岸への到達時間を遅らせると共に、湾内に到達する津波の波高を低減して陸上部への遡上が最小となるようになされている。 In general, breakwaters are constructed at the entrance of the bay where they enter, reducing the tsunami wave height and current and delaying the arrival time of the tsunami to the shore, and reducing the tsunami wave height reaching the bay and going up to the land. Is designed to be minimal.
このような防波堤の一例として、特許文献1に記載されており、例えば、図9に示すように、海底に捨石マウンド53を構築し、その上に消波スリット54が形成されたケーソン55を設置するような構成である。
なお、図示しないが、捨石マウンド53やケーソン55は、波の力などにより容易に崩れたり移動しないように鋼矢板や杭などを用いて海底に固定されている。
As an example of such a breakwater, it is described in
Although not shown, the
また、特許文献2には、防潮堤、防波堤として利用される堤体の一例として、鞘管15を海底に埋設し、その内側に鋼管17を挿入し、水位に応じて、鋼管17を鞘管15に沿って上下動させるようにしたものが記載されている。 In Patent Document 2, as an example of a levee body used as a tide embankment and a breakwater, a sheath pipe 15 is embedded in the seabed, a steel pipe 17 is inserted inside thereof, and the steel pipe 17 is attached to the sheath pipe according to the water level. 15 is moved up and down along the line 15.
しかし、特許文献1や特許文献2に記載されるように、従来の防波堤などの堤体(ケーソン55や鋼管17など)は、略水平方向に対して固定的に海底に立設するものであり、非常に大きな津波が襲来した場合には、これらの堤体(ケーソン55や鋼管17など)が破壊され、波の高さ方向に対する堤体高さが消失してしまい、余震などを含めて幾度となく襲来する津波に対する抑制効果が失われてしまうおそれがあった。
However, as described in
また、大きな津波に対応可能な大規模な防波堤を、建設すべき場所(設置場所、現場)で建設するためには、膨大な建設費が必要になると共に工事期間が長期に亘ってしまうといったおそれがある。更に、様々な要求や条件などから防波堤を建設すべき場所(設置場所、現場)で長期に亘る工事を行うことができないなどといったおそれも考えられる。 In addition, in order to construct a large breakwater that can cope with a large tsunami at a place to be constructed (installation place, site), a huge construction cost is required and the construction period may be prolonged. There is. Furthermore, there may be a possibility that construction for a long time cannot be performed at a place (installation place, site) where a breakwater should be constructed due to various requirements and conditions.
本発明は、上述した実情に鑑みなされたもので、比較的簡単かつ低コストな構成でありながら、余震などを含めて幾度となく襲来する津波の持つエネルギを効果的かつ確実に減衰させることができ、以って津波による被害を最小に留めることができる堤体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can effectively and reliably attenuate the energy of a tsunami that repeatedly strikes, including aftershocks, etc., while having a relatively simple and low-cost configuration. Therefore, the purpose is to provide a levee body that can minimize damage caused by the tsunami.
本発明に係る堤体は、
コンクリートにより予め製造されると共に、設置場所まで運搬されて利用される堤体であって、
堤体の軸方向に直交する断面形状が、三角形以上の多角形形状であり、
堤体の底面が海底面に設置されたときに、堤体の最高部分が海面から所定に突き出していると共に、所定以上の波の力が作用した場合に、堤体の軸方向に直交する面内において堤体が回転されることを特徴とする。
The embankment according to the present invention is
A dike body that is pre-manufactured with concrete and transported to an installation location.
The cross-sectional shape perpendicular to the axial direction of the levee body is a polygonal shape of a triangle or more,
When the bottom surface of the levee body is installed on the sea bottom surface, the highest part of the levee body protrudes from the sea surface and a surface perpendicular to the axial direction of the levee body when a wave force exceeding a predetermined level is applied. The dam body is rotated inside.
本発明において、前記堤体は、軸方向長さが所定長さで製造された堤体ユニットにより構成されることを特徴とすることができる。 In the present invention, the levee body may be constituted by a dam body unit manufactured with a predetermined axial length.
本発明において、前記堤体は内部に空間を有する中空構造であることを特徴とすることができる。 In the present invention, the bank body may be a hollow structure having a space inside.
本発明において、前記空間には、運搬の際には比重の小さいもの(例えば、水(海水、淡水)、空気やその他の液体や気体など)が入れられる一方で、設置場所へ設置する際には比重の大きいものを入れることで堤体を沈設すること特徴とすることができる。 In the present invention, the space can be filled with a material having a small specific gravity (for example, water (seawater, fresh water), air, other liquids, gas, etc.) while being transported. Can be characterized by sinking a levee body by inserting a material with a large specific gravity.
本発明において、所定の設置場所に設置された堤体が移動した場合において、前記空間に入れた比重の大きなものを排出することで当該堤体を再び浮かせて移動させ、原位置へ戻して再設置できること特徴とすることができる。 In the present invention, when a levee body installed at a predetermined installation location is moved, the levee body is lifted and moved again by discharging the large specific gravity put in the space, and returned to the original position and re-entered. It can be characterized as being installable.
本発明によれば、比較的簡単かつ低コストな構成でありながら、余震などを含めて幾度となく襲来する津波の持つエネルギを効果的かつ確実に減衰させることができ、以って津波による被害を最小に留めることができる堤体構造を提供することができる。 According to the present invention, while having a relatively simple and low-cost configuration, it is possible to effectively and reliably attenuate the energy of a tsunami that repeatedly strikes, including aftershocks, etc. It is possible to provide a dam body structure that can be kept to a minimum.
以下、本発明に係る一実施の形態を、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below.
図1は、本発明の一実施形態に係る防波堤や防潮堤として利用可能な堤体100の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a
本実施の形態に係る堤体100は、コンクリート製の堤体ユニット200を含んで構成され、海岸から少し離れた沖合い部、或いは港湾入口部の海底に堤体ユニット200を単数或いは複数設置し、津波や高波の影響を軽減するように構成される。本実施の形態に係る堤体100は、例えば図8のように設置され、外洋からの波浪を防ぎ港湾の内部を安静に保つために設けられる防波堤や防潮堤として利用可能である。
The
本実施の形態に係る堤体100を構成する堤体ユニット200は、図1、図2に示すように、軸方向(長軸方向)に直交する平面における断面形状が、略三角形形状に形成されている。なお、以下、単に断面という場合には、軸方向(長軸方向)に直交する平面における断面を言うものとする。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施の形態に係る堤体ユニット200は、コンクリート構造物で、断面略三角形形状の底辺(底面)が海底面に接するように設置して使用される。
The
なお、本実施の形態に係る堤体ユニット200は、例えば、水深20mとして、津波の波高を30mと想定すると、底辺部(各辺の何れもが底辺になり得る)(底面部)210からの頂点部分220までの高さを50m程度とし、長軸方向長さを100m程度としたユニットとして形成されることができる。
For example, assuming that the tsunami wave height is 30 m and the tsunami wave height is 30 m, the
本実施の形態において、堤体ユニット200の断面略三角形形状は、頂点を残したエッジ状の三角形形状(一辺が70m程度の正三角形形状)の各頂点部分は、破壊等が起き難いように先端を削り落とした面取り形状或いはR形状などとすることができる(面取り或いはR形状取り後の各辺の長さは50m程度)。
In the present embodiment, the substantially triangular shape of the cross section of the
そして、このコンクリート製の断面略三角形の堤体ユニット200を、例えばドック(dock)などにて製造し、完成した堤体ユニット200を堤体100の設置場所まで船などにより曳航して運んで設置するといった設置工法を採用することができる。
Then, the concrete
津波や高波が、海中の所望の場所に設置された堤体100(堤体ユニット200)に到達した場合、水平方向の力が堤体100(堤体ユニット200)に作用するが、初期においては底面部210に生じる摩擦力や底面部210に設けた突起230などにより、この水平方向力に抵抗する。なお、突起230の断面形状は、断面三角形形状に限定されるものではなく、その他の多角形形状や台形形状、半円形状などとすることができる。また、突起230は、長手方向に連続して形成される場合に限らず、例えば、円錐、角錐、円柱、円錐台、半球などの立体形状を複数配設した構成とすることができる。
When a tsunami or high wave reaches the levee body 100 (the dam body unit 200) installed at a desired location in the sea, a horizontal force acts on the dam body 100 (the dam body unit 200). The horizontal force is resisted by the frictional force generated on the
更に大きな力が水平方向に作用すると、堤体100(堤体ユニット200)は水平方向に移動されるか、或いは海底面から堤体100(堤体ユニット200)側に突出している突起や、堤体100(堤体ユニット200)の底面部210に設けた突起230により水平方向への移動が規制されることで、長軸方向に略直交する平面内において(長軸廻りに)回転されることになる(図2の回転方向などを参照)。
When a greater force is applied in the horizontal direction, the levee body 100 (the dam body unit 200) is moved in the horizontal direction, or a protrusion projecting from the sea bottom to the dam body 100 (the dam body unit 200) side, The movement in the horizontal direction is restricted by the
しかしながら、本実施の形態に係る堤体100(堤体ユニット200)は断面略三角形形状であるので、長軸廻りに回転しても、初期の高さ(底面部210から頂点部分220までの高さ)を常に維持することができる。
However, since the dam body 100 (the dam body unit 200) according to the present embodiment has a substantially triangular cross section, the initial height (the height from the
従って、略水平方向に対して固定的に海底に立設するようにした従来の堤体では、非常に大きな津波が襲来した場合、堤体が破壊され、波の高さ方向に対する堤体高さが失われるおそれがあったが、本実施の形態に係る堤体100(堤体ユニット200)では、例え津波による被害を受けても、常に初期の高さを維持することができるため、余震などを含めて幾度となく襲来する津波に対する抑制効果を維持することができる。 Therefore, with a conventional levee that is fixed on the sea floor in a substantially horizontal direction, when a very large tsunami strikes, the dam body is destroyed and the height of the levee body in the wave height direction is Although there was a risk of loss, the levee body 100 (the dam body unit 200) according to the present embodiment can always maintain the initial height even if it is damaged by a tsunami. In addition, it is possible to maintain the suppression effect against the tsunami that repeatedly strikes.
また、本実施の形態に係る堤体100(堤体ユニット200)は、防波堤を建設すべき場所(設置場所、現場)とは別の場所にあるドック(dock)などにおいてユニットにて製造し、これをユニット毎に設置場所へ運搬して設置するといったことができるため、大規模な防波堤であっても、コストを低減することができると共に製造期間を短縮でき、更には防波堤を建設すべき場所(設置場所、現場)での工事期間も短縮することができる。 Moreover, the levee body 100 (the dam body unit 200) according to the present embodiment is manufactured as a unit in a dock or the like in a place different from the place (installation place, site) where the breakwater is to be constructed, Since this can be transported to the installation location for each unit, even for a large breakwater, the cost can be reduced, the manufacturing period can be shortened, and the breakwater should be constructed. The construction period at the (installation site, site) can also be shortened.
このように、本実施の形態によれば、比較的簡単かつ低コストな構成でありながら、余震などを含めて幾度となく襲来する津波の持つエネルギを効果的かつ確実に減衰させることができ、以って津波による被害を最小に留めることができる堤体構造を提供することができる。 Thus, according to the present embodiment, it is possible to effectively and reliably attenuate the energy of a tsunami that repeatedly strikes, including aftershocks, etc., while having a relatively simple and low-cost configuration. Therefore, it is possible to provide a bank structure that can minimize damage caused by the tsunami.
ところで、本実施の形態に係る堤体ユニット200は、断面三角形形状として、海底から最高部までの高さ50mで、海底と接触する底辺50m程度で、長軸方向の長さを100m程度とすることができるが、これに限定されるものではない。
By the way, the
例えば長軸方向長さは、波の影響を考慮するとなるべく長いほうが好ましいが、堤体ユニット200を製造するドック(dock)や防波堤を建設すべき場所(設置場所、現場)までの曳航方法などを考慮して決定する(例えば、100m)。なお、ドック(dock)は、船舶などを製造、修理などするドックを利用することができる。
For example, the length in the long axis direction is preferably as long as possible in consideration of the influence of waves. However, a dock for manufacturing the
隣接し合う堤体ユニット200は、ほぼ同様の動きを(水平移動、長軸廻りの回転)するよう、図3に示すような連結装置300を用いて連結した構成とすることができる。例えば、外周にネジ切りされたボルト(例えば、金属、樹脂、或いはセラミック製など)310と、これと螺合する締結要素(例えば、金属、樹脂、或いはセラミック製など)320を隣接する隣接し合う堤体ユニット200に取り付け、これらを連結するようにボルト310を締結するといった構成とすることができる。或いは、符号310を棒状部材とし、符号320を、これを収容する収容要素として、これらを溶接や接着などの方法により連結するといった構成とすることができる。
Adjacent
なお、図3では、連結装置300を堤体ユニット200の内部に設けた構成として説明しているが、これに限定されるものではなく、堤体ユニット200の外壁に設ける構成とすることも可能である。
In FIG. 3, the connecting
ここで、本実施の形態に係る堤体ユニット200は、中実構造とすることができるが、これに限らず、中空構造とすることができる。
Here, the
例えば、図3や図4に示すように、中空構造とすることで、中空部240に空気を存在させることで海における運搬中において浮力を発生させることができる。これにより、ドック(dock)から防波堤を建設すべき場所(設置場所、現場)までの曳航を容易にすることができる。
For example, as shown in FIGS. 3 and 4, buoyancy can be generated during transportation in the sea by making the
なお、建設すべき場所(設置場所、現場)に運ばれた堤体ユニット200においては、中空部240の内部に、砂利などを充填することで、比重を大きくして、海底に沈設する(沈下させて設置する)ことができる構造とすることができる。
In addition, in the
図3や図4に示したように、中空部240は、堤体ユニット200の強度、剛性を維持するために隔壁250により複数の室240A,240B,240Cに仕切られた構成とすることができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
この場合、室240Bへの充填は、外部に接続される開口部241bを介して行うと共に、室240Aに接続される開口部241gを介して行うことができる。
In this case, the
また、室240Cへの充填は、外部に接続される開口部241eを介して行うと共に、室240Aに接続される開口部241iを介して行うことができる。
The
そして、室240Aへの充填は、外部に接続される開口部241a、241fを介して行うことができる。
The
なお、外部と接続される各開口部241a〜241fについて蓋(或いは栓)状要素などを用いて蓋(或いは栓)をする構成とすることもできる。
In addition, it can also be set as the structure which uses a lid | cover (or stopper) element etc. about each
また、中空部240(室240A,240B,240C)を浮力を発生させるだけでなく、左右のバランス取り用のバラスト(海水或いは砂利などの重し)収容部をして利用することもできる。また、浮き袋などを堤体ユニット200の外周に取り付けて曳航などを行うことも可能である。
The hollow portion 240 (the
ここで、ドック(dock)にて製造された堤体ユニット200を、防波堤を建設すべき場所(設置場所、現場)まで曳航する様子の一例を、図5を用いて説明する。
Here, an example of a state in which the
図5(A)に示すように、堤体ユニット200をドック(dock)にて完成する。
As shown in FIG. 5A, the
図5(B)に示すように、堤体ユニット200の中空部240(ここでは、240B,240Cが該当)の中に、バランス取りのためのバラストとして、適量の砂利などを注入する。
As shown in FIG. 5 (B), an appropriate amount of gravel or the like is poured into the hollow portion 240 (240B, 240C here) of the
続いて、図5(C)に示すように、浮き袋400を堤体ユニット200の外周に取り付ける。なお、中空部240(室240A,240B,240C)の浮力で賄える場合には、浮き袋400の取り付けは省略することもできる。
Subsequently, as shown in FIG. 5C, the
その後、図6(A)に示すように、ドック(dock)内に海水を導き、堤体ユニット200を浮上させる。
Then, as shown to FIG. 6 (A), seawater is guide | induced in a dock and the
図6(B)では、堤体ユニット200を、防波堤を建設すべき場所(設置場所、現場)まで曳航する。
In FIG. 6B, the
そして、図6(C)に示すように、浮き袋400を取り外すと共に、中空部240(室240A,240B,240C)に砂利等を充填して、堤体ユニット200を沈設する。
Then, as shown in FIG. 6C, the floating
このように、本実施の形態に係る堤体100(堤体ユニット200)は、防波堤を建設すべき場所(設置場所、現場)とは別の場所にあるドック(dock)などにおいてユニットにて製造し、これをユニット毎に設置場所へ運搬して設置するといったことができるため、大規模な防波堤であっても、コストを低減することができると共に製造期間を短縮でき、更には防波堤を建設すべき場所(設置場所、現場)での工事期間も短縮することができる。 As described above, the dam body 100 (the dam body unit 200) according to the present embodiment is manufactured as a unit in a dock or the like in a place different from the place (installation place, site) where the breakwater is to be constructed. However, since this can be transported to the installation location for each unit, even with a large breakwater, the cost can be reduced, the manufacturing period can be shortened, and a breakwater can be constructed. The construction period at the power location (installation location, site) can be shortened.
また、本実施の形態に係る堤体ユニット200によれば、津波などにより、堤体ユニット200が移動されたり回転されて原位置から離れてしまったような場合でも、中空部240(室240A,240B,240C)から砂利などを排出すると共に浮き袋400を利用して浮力を発生させ、このような浮力を利用することで、比較的容易に原位置へ戻し、原位置において再び中空部240(室240A,240B,240C)に砂利等を充填することで沈設し、以って比較敵短い工期かつ低コストで、堤体ユニット200を原位置に再設置することが可能である(図7(A)から図7(C))。
Moreover, according to the
ところで、本実施の形態に係る堤体ユニット200は、海水に晒されながら長い期間設置されることを考慮して、その材料が選定されることができる。
By the way, the material of the
例えば、本実施の形態に係る堤体ユニット200で利用されるコンクリートとしては、現在の一般的なコンクリートの寿命100年に対し、その100倍程度の寿命を持つとされる長寿命コンクリートを採用することができる。
For example, as the concrete used in the
また、コンクリートに埋め込まれる補強材、連結装置300は、塩分の影響を受け難い炭素繊維製、樹脂製、或いはセラミック製などを利用することができる。
Further, the reinforcing material embedded in the concrete and the connecting
本実施の形態に係る堤体ユニット200は、図1、図2などに示したように、断面略三角形形状として説明したが、正三角形形状に限定されるものではなく、二等辺三角形などの適宜の三角形形状とすることができると共に、略正四角形や矩形(角部については面取り或いはR形状取りなどすることができる)や五角形、或いはそれ以上の多角形形状とすることができる。
The
しかしながら、同一高さ(海底から最上部までの高さ)においては、使用するコンクリート量を少なくできると共に、回転に対する抵抗力が大きな断面略三角形形状とすることが好ましいものと考えられる。 However, at the same height (height from the sea floor to the top), it is considered preferable to reduce the amount of concrete to be used and to have a substantially triangular shape with a large resistance to rotation.
また、本実施の形態では、堤体ユニット200をドック(dock)にて製造し、それを海上(或いは海中)を曳航して設置場所まで運搬するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、陸上輸送や航空輸送などが運搬経路の途中に含まれる場合にも適用可能である。
In the present embodiment, the
なお、堤体に設けられる空間である中空部240には、運搬の際には比重の小さいものとして、例えば水(海水、淡水)や空気などの比較的比重の小さい物体を入れる一方で、設置場所へ設置する際には比重の大きいもの(砂、石など)を入れることで堤体を沈設することができる。
The
以上で説明した一実施の形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは可能である。 The embodiment described above is merely an example for explaining the present invention, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
100 堤体
200 堤体ユニット
210 底辺部(底面部)
220 頂点部分
230 突起
240 中空部
240A〜240C 室
241a〜241f 開口部
250 隔壁
300 連結装置
310 ボルト(或いは棒状部材)
320 締結要素(或いは収容要素)
400 浮き袋
100
220
320 Fastening element (or containment element)
400 Floating bag
Claims (5)
堤体の軸方向に直交する断面形状が、三角形以上の多角形形状であり、
堤体の底面が海底面に設置されたときに、堤体の最高部分が海面から所定に突き出していると共に、所定以上の波の力が作用した場合に、堤体の軸方向に直交する面内において堤体が回転されることを特徴とする堤体。 A dike body that is pre-manufactured with concrete and transported to an installation location.
The cross-sectional shape perpendicular to the axial direction of the levee body is a polygonal shape of a triangle or more,
When the bottom surface of the levee body is installed on the sea bottom surface, the highest part of the levee body protrudes from the sea surface and a surface perpendicular to the axial direction of the levee body when a wave force exceeding a predetermined level is applied. An embankment characterized in that the embankment is rotated inside.
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