JP2015180794A

JP2015180794A - 津波避難構造体

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Publication number: JP2015180794A
Application number: JP2014129936A
Authority: JP
Inventors: 尚治池田; Naoharu Ikeda
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2015-10-15

Abstract

【課題】津波が発生したときに確実に避難施設として機能できるようにする。【解決手段】地盤に固定された基礎（２）と、前記基礎（２）の上面に固定された単数または複数のプレストレストコンクリートでなるガイド柱（５、２１）と、前記ガイド柱（５、２１）によって水平方向の移動が拘束され、その内部に空隙部（３ｂ）が設けられたプレストレストコンクリートでなる函体（３、２３）とを備え、津波の出水時に前記函体（３、２３）が前記空隙部（３ｂ）の浮力により前記ガイド柱（５、２１）に沿って浮上するようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、津波避難構造体に関し、特に大規模な津波が発生した場合に安全な緊急避難先を提供する津波避難構造体に関するものである。

過去、２０１１年３月１１日の東日本大震災を経験して以来、津波浸水想定区域内にある津波避難を目的とする津波避難タワーと呼ばれる建築物以外の工作物が提案され、各地で建設され始めている。

これらの津波避難タワーは、何れも単なる固定式の高層デッキであり、当該高層デッキよりも高い津波が襲来した場合には当初意図した役割を果たすことはできない。一方、非常に高い位置にデッキを配置すれば緊急避難に時間を要し、シェルターとしての役割を果たさないだけではなく、地震時の安全性や高コストの問題も懸念される。

このような点を考慮し、津波の来る可能性のある海岸の土地に設けられた津波避難施設（例えば、特許文献１参照）が提案されている。この津波避難施設は、鉛直な円筒状の防護壁と、この防護壁内に設けられ、海水の浮力によりこの防護壁に沿って上昇移動する浮体と、この浮体に設けられた人が乗る搭乗部とを備えている。

特開２０１３−１９９７４１号公報

ところで上述した津波避難施設においては、防護壁にガイドされながら浮体が上昇する際、浮体が防護壁に引っ掛かった場合には当該防護壁の剛性が大きいために浮上が困難となって避難施設としての機能を果たさないこと、および当該防護壁が過大で高コストとなるという問題があった。

本発明は上記の例のような従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、津波が発生したときに確実に避難施設として機能し得る津波避難構造体を提供することにある。

この目的を達するために、本発明は、地盤に固定された基礎（２）と、前記基礎（２）の上面に固定された単数または複数のプレストレストコンクリートでなるガイド柱（５、２１）と、前記ガイド柱（５、２１）が挿通する貫通孔（３ａ、２３ａ）によって水平方向の移動が拘束され、その内部に空隙部（３ｂ）が設けられたプレストレストコンクリートでなる函体（３、２３）とを備え、津波の出水時に前記函体（３、２３）が前記空隙部（３ｂ）の浮力により前記ガイド柱（５、２１）に沿って浮上するようにする。

本発明において、前記函体は、前記ガイド柱が挿通する貫通孔を有し、当該ガイド柱が前記貫通孔に挿通されることによって当該函体の水平方向の移動が拘束されるようにする。

本発明において、前記函体の周囲に配置された前記ガイド柱によって当該函体の水平方向の移動が拘束されるようにする。

本発明において、前記函体（３、２３）は、その上面に避難者を避難させるための所定高さのプレストレストコンクリートでなる避難デッキ台（４、２４）が固定されているようにする。

本発明において、前記函体（３、２３）は、津波による水位が低下するにしたがって、前記ガイド柱（５、２１）に沿って水面とともに下降した後、元の位置に着底するようにする。

本発明において、前記ガイド柱（５、２１）は、鉛直方向にプレストレストコンクリート構造とするためのケーブル（５ａ）が緊張状態で取り付けられているようにする。

本発明において、前記ガイド柱（２１）は、引き出し収納可能な２段構造であるようにする。

本発明において、前記函体（３、２３）の前記貫通孔（３ａ、２３ａ）には、当該貫通孔（３ａ、２３ａ）の端部にＲ形状の面取部（３ｒ、２３ｒ）が形成されているようにする。

本発明において、前記函体（３、２３）の周囲には、プレストレストコンクリートでなる断面三角形状のノーズ（３１）が形成され、当該ノーズ（３１）の斜面（３１ａ）が下方に向けられているようにする。

本発明において、前記ガイド柱（５）は、前記基礎（２）の上面に４本固定され、前記ガイド柱（５）の内側領域に矩形状でなる前記函体（３）が配置され、前記４本のガイド柱（５）の頂部と、前記函体（３）のほぼ四隅部との間がロープ状の連結手段（４１乃至４４）により弛みのない状態で連結されているようにする。

本発明によれば、津波の出水時に強靭なプレストレストコンクリートでなる函体（３、２３）が空隙部（３ｂ）の浮力により強靭で柔軟なプレストレストコンクリートでなるガイド柱（５、２１）に沿って浮上するようにしたことにより、津波発生時の漂流物の衝突による函体（３、２３）およびガイド柱（５、２１）の損壊を防止し、ガイド柱（５、２１）に沿って引っ掛かりなく函体（３、２３）が浮上するので、かくして、津波が発生したときに確実に避難施設として機能することができる。

本発明によれば、函体（３、２３）の上面に避難者を避難させるための所定高さのプレストレストコンクリートでなる避難デッキ台（４、２４）が固定されているため、水面に浮上している函体（３、２３）よりも更に高い避難デッキ台（４、２４）の上面に避難者を避難させることができるので、波にさらわれたり、波の飛沫を浴びる等の事態を回避することができる。

本発明によれば、函体（３、２３）の前記貫通孔（３ａ、２３ａ）の端部にＲ形状の面取部（３ｒ、２３ｒ）が形成されているため、函体（３、２３）がガイド柱（５、２１）に沿って円滑に上下に移動することができる。

本発明によれば、函体（３、２３）の周囲には、プレストレストコンクリートでなる断面三角形状のノーズ（３１）が形成され、当該ノーズ（３１）の斜面（３１ａ）が下方に向けられているため、当該函体（３、２３）が津波の出水時に当該ノーズ（３１）の斜面（３１ａ）を介して迅速に浮上することができるとともに、漂流物の衝突の影響を緩和することができる。

本発明によれば、４本のガイド柱（５）の頂部と、函体（３）のほぼ四隅部との間でロープ状の連結手段（４１乃至４４）により弛みのない状態で連結されているので、海水により函体（３）が浮上する際でも、４本のガイド柱（５）の内側の領域から函体（４）がはみ出すことなく、ガイド柱（５）に沿って浮上し、海水が引くと元の位置に函体（３）が戻ることができる。

第１の実施の形態に係る津波避難構造体の全体構造を示す側面図である。第１の実施の形態に係る津波避難構造体の上面構造を示す上面図である。第１の実施の形態に係る浮上函体の貫通孔の構造を示す断面図である。第１の実施の形態に係る浮上函体の側面構造を示す断面図である。浮上函体の構造を示す断面図である。津波によって浮上函体および避難デッキ台が途中の段階まで浮上した状態を示す側面図である。津波によって浮上函体および避難デッキ台が最上段まで浮上した状態を示す側面図である。第２の実施の形態に係る津波避難構造体の全体構造を示す図７におけるＺ−Ｚ線拡大断面図である。第２の実施の形態に係るフーティング基礎の上面構造を示す図５におけるＸ−Ｘ線拡大断面図である。第２の実施の形態に係る浮上函体の上面構造を示す上面図である。第３の実施の形態に係る津波避難構造体の全体構造を示す側面図である。第３の実施の形態に係る津波避難構造体の上面構造を示す上面図である。第３の実施の形態に係る津波避難構造体における浮上函体の水平方向の移動距離の説明に供する側面図である。他の実施の形態に係る浮上函体の構成（１）を示す上面図である。他の実施の形態に係る浮上函体の構成（２）を示す上面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（１）第１の実施の形態
＜津波避難構造体の構成＞
図１乃至図３に示すように、津波避難構造体１は、津波が発生したときの海水中の浮力により浮上函体３および避難デッキ台４を浮上させることにより当該避難デッキ台４の上面に設けられたデッキ４ａに避難している避難者を確実に救済するものである。

津波避難構造体１は、地盤Ｇに埋め込まれた状態で固定されたフーティング基礎２と、当該フーティング基礎２の４隅に上方へ向かって鉛直状に固定されたガイド柱５と、当該ガイド柱５を介して図中上下方向へ移動自在の浮上函体３と、当該浮上函体３の上面に固定された避難デッキ台４とによって構成されている。

フーティング基礎２は、上部構造物である浮上函体３および避難デッキ４の荷重を直接地盤Ｇに伝える基礎であり、海岸近傍の陸上の地盤に固定される。

このフーティング基礎２の上面の４隅に固定されたガイド柱５は、中実断面構造のコンクリートであり、浮遊することのないように強固にフーティング基礎２に固定されている。具体的にガイド柱５は、例えば直径１．５ｍ、高さ１５ｍを有し、ＰＣ鋼材でなるケーブル（JIS 19S15.2B）５ａが内ケーブル方式により６本緊張された状態で鉛直方向に配置された中実構造のプレストレストコンクリートである。これによりガイド柱５は、津波の流水圧、波圧、および浮上函体３に対する漂流物の衝撃力に耐えることができる。なお、ガイド柱５の構成としては、これに限るものではなく、ＰＣ鋼材でなるケーブル５ａが外ケーブル方式により６本緊張された状態で鉛直方向に配置された中空構造のプレストレストコンクリートであってもよい。

浮上函体３は、例えば米国シアトルにおける浮き橋、港湾の浮き桟橋、ポンツーンなど水位の変動に追随して上下移動可能な既存の構造を参照したものであり、それ自身の浮力により水に対して浮くように構成されている。

この浮上函体３（図２）は、フーティング基礎２の４本のガイド柱５と対応する位置に、当該ガイド柱５の直径（１．５ｍ）よりも１．２倍の直径（１．８ｍ）となる４個の貫通孔３ａが形成されているとともに、図３に示すように貫通孔３ａの端部に半径約３０ｃｍ程度のＲ形状の面取部３ｒが形成されている

これによりフーティング基礎２のガイド柱５が浮上函体３の貫通孔３ａに挿通された状態から、浮上函体３がガイド柱５に沿って引っ掛かりが生じることなく上昇または下降する。

浮上函体３は、その寸法が例えば幅（Ｗ）２０ｍ、長さ（Ｌ）２０ｍ、高さ（ｈ）３ｍの箱型構造の函体である。この浮上函体３の側面には、避難者が当該コンクリート函体３の上面に乗るための簡易的な階段または梯子（図示せず）が設けられている。

浮上函体３は、内ケーブル方式または外ケーブル方式によりＰＣ鋼材でなるケーブル（JIS 19S15.2B）が複数本緊張された状態で配置されたプレストレストコンクリートである。これにより浮上函体３は、高耐久性および強靭性を確保する。

浮上函体３は、図４に示すように、その周囲には、プレストレストコンクリートでなる断面三角形状のノーズ３１が形成され、当該ノーズ３１の斜面３１ａが下方に向けられている。これにより、津波の出水時、当該ノーズ３１の斜面３１ａを介して迅速に浮上することができるとともに、漂流物の衝突の影響を緩和することができる。なお、浮上函体３は、ノーズ３１と一体形成されていてもよい。

また浮上函体３は、図５に示すように、外壁の厚さ（ｔ１）１５ｃｍ、上下床板の厚さ（ｔ２）１５ｃｍ、隔壁の厚さ（ｔ３）１０ｃｍとすれば、当該浮上函体３の内部に形成される複数の空隙部３ｂにより当該浮上函体３の比重を０．４以下にすることができる。なお浮上函体３に設定すべき比重としては、確実に浮力の効果を発揮できるように０．５以下とすればよい。

ここで浮上函体３の質量を４００[Ｍｇ]すなわち４００トンとすれば、平均体重７０ｋｇの人間が当該浮上函体３に避難デッキ台４を介して仮に１００人程度乗った場合でも、その合計の質量は７[Ｍｇ]であり、これが浮力に与える影響は殆ど無いと考えられる。但し、人間以外の種々の積載物を載せる場合には、人間および積載物の合計質量が浮力に影響を与えない程度に人数および積載物の質量を決定する必要がある。

浮上函体３の上に固定される避難デッキ台４は、その寸法が幅（Ｗ）１５ｍ、長さ（Ｌ）１２ｍ、高さ（ｈ）３ｍの軽量のプレストレストコンクリートでなる避難用の軽量デッキ台でなり、その上面のデッキ４ａには救命ボート、救命胴衣等が配備されている。この避難デッキ台４の側面にも、避難者が当該避難デッキ台４のデッキ４ａに乗るための簡易的な階段または梯子（図示せず）が設けられている。なお、この避難デッキ台４のデッキ４ａの下方空間には平常時にも複合的に活用できるようコンビニエンスストアなどの店舗が設置されても良い。

さらに、図２に示されたように、この津波避難構造体１のフーティング基礎２の周囲には、津波が発生したときに流されてくる船舶等の漂流物との衝突を回避するためのプレストレストコンクリートでなる防衝柱１０が配置されている。ここで、津波の流速が速いのは、津波の侵入時と、引き潮の終了時であると考えられるため、防衝柱１０の高さは想定される津波の高さの１／３程度とすれば良い。

＜津波避難構造体の動作＞
このような構成の津波避難構造体１は、津波の発生していない状態では、図１に示されたように、フーティング基礎２の上面に浮上函体３および避難デッキ台４が置かれた状態にあり、津波警報が発令されると、避難者は浮上函体３上の避難デッキ台４の上面に階段や梯子を使って避難する。

その後、津波の発生により海水が到来すると、図６および図７に示すように、浮上函体３がその浮力により４本のガイド柱５に沿って水平方向の移動が規制されながら海水の水面の上昇に合わせて図中上方の鉛直方向へ浮上するので、当該浮上函体３の上面に固定された避難デッキ台４が水面よりも遥かに高い位置に存在することになる。

すなわち浮上函体３の上面に避難デッキ台４が固定されている分だけ、当該避難デッキ台４が水面よりも遥かに高い位置に存在するため、津波時の大きい波浪によって避難者がさらわれたり、波の飛沫に避難者がさらされるという事態を回避し、避難者の安全を確保するとともに、避難施設として確実に機能するのである。

ここで津波の速さは、毎時７００ｋｍ以上にもなるが、これは津波の波動としての伝搬速度であって海水そのものの速さではない。津波の侵入時と引き潮時に海水の流速が速くなるが、海水の水位が上昇すると高い水位の流速は遅くなる。したがって、浮上函体３が浮上し、ある程度以上の高さ位置にあるときには、海水の流速が速くないので当該浮上函体３の受ける流水圧はそれほど大きくない。このため、ガイド柱５の高い部分に対しても、高い水位の流速が遅いので、当該ガイド柱５が損傷する恐れは少ないのである。

また、津波による漂流物が到来したときであっても、プレストレストコンクリート製の強固な防衝柱１０によって保護される。仮に防衝柱１０の間を通って漂流物が津波避難構造体１に接近したときでも、強固なプレストレストコンクリートでなるガイド柱５に規制された強固なプレストレストコンクリートでなる浮上函体３のノーズ３１に衝突するだけなので、浮上函体３の損傷が回避されるとともに、その上の避難デッキ台４に漂流物が直接衝突することを回避することができる。

このようにガイド柱５および浮上函体３がプレストレストコンクリートで構成されているため、漂流物の衝突によって容易に損傷することを未然に回避することができ、かくして避難デッキ台４の避難者を確実に保護することができる。

津波による水位が低下すると、ガイド柱５に沿って浮上函体３が海水の水面とともに下降した後、元のフーティング基礎２の上面に対して着底する。これにより、避難者は安全に避難デッキ台４および浮上函体３から階段や梯子を使って降りることができる。

しかしながら、水位が低下することなく更に水位が上昇すると、浮上函体３がガイド柱５から外れ、当該浮上函体３および避難デッキ台４が海水上に浮き上がり、船のように漂うことになる。すなわち、想定された高さ以上の津波に対しても浮上函体３および避難デッキ台４が避難施設として確実に機能するとともに備え付けの救命ボートや救命具を用いて救命を計ることができる。

（２）第２の実施の形態
＜津波避難構造体の構成＞
図１との対応部分に同一符号を付した図８乃至図１０に示すように、第２の実施の形態における津波避難構造体２０は、津波が発生したときの海水中の浮力により浮上函体２３および避難デッキ台２４を浮上させることにより当該避難デッキ台２４の上面に設けられたデッキ２４ａに避難している避難者を確実に救済するものである。

津波避難構造体２０は、地盤Ｇに埋め込まれた状態で固定されたフーティング基礎２と、当該フーティング基礎２の中央から上方に向かって鉛直状に固定されるとともに、副ガイド柱２２を収納孔２１ａに引き出し収納可能に収納した２段スライド構造のガイド柱２１と、当該副ガイド柱２２およびガイド柱２１を介して図中上下方向へ移動自在に支持された浮上函体２３と、当該浮上函体２３の上面に固定された避難デッキ台２４とによって構成されている。

ガイド柱２１は浮遊することのないように強固にフーティング基礎２の上面に固定されている。ガイド柱２１は、例えば幅（Ｗ）４ｍ、長さ（Ｌ）４ｍの正方形断面を有する断面角柱状でなり、その内部に副ガイド柱２２を引き出し収納可能に収納する収納孔２１ａが設けられた中空構造である。ガイド柱２１の収納孔２１ａには、副ガイド柱２２スライド式に引き出し可能な状態で収納されている。

ガイド柱２１は、その高さ（Ｈ）２０ｍであり、ＰＣ鋼材でなるケーブル（JIS 19S15.2B）が内ケーブル方式により２０本緊張された状態で配置されたプレストレストコンクリートである。これによりガイド柱２１は、津波の流水圧、波圧、および浮上函体２３に対する漂流物の衝撃力に耐えることができる。

ガイド柱２１の収納孔２１ａに引き出し収納可能に挿通された例えば幅（Ｗ）２ｍ、長さ（Ｌ）２ｍの正方形断面を有する断面角柱状の副ガイド柱２２には、その軸上端部に係合部２５が固定されている。したがって浮上函体２３が浮上したとき係合部２５によって副ガイド柱２２から抜け出てしまうことが防止されている。副ガイド柱２２は、その高さ（Ｈ）２０ｍ強であり、当該副ガイド柱２２の下端から浮上函体２３の上面までの高さが２０ｍとなっている。これにより、ガイド柱２１および副ガイド柱２２の双方では、フーティング基礎２の上面から浮上函体２３の上面までが最大高さ４０ｍとなる。

浮上函体２３は、その寸法が例えば幅（Ｗ）２０ｍ、長さ（Ｌ）２０ｍ、高さ（ｈ）３ｍの箱型構造の函体である。この浮上函体２３の側面には、避難者が当該コンクリート函体２３の上面に乗るための簡易的な階段または梯子（図示せず）が設けられている。

浮上函体２３は、内ケーブル方式または外ケーブル方式によりＰＣ鋼材でなるケーブル（JIS 19S15.2B）が複数本緊張された状態で配置されたプレストレストコンクリートである。これにより浮上函体２３は、高耐久性および強靭性を確保する。

浮上函体２３は、第１の実施の形態における浮上函体３と同様に（図４）、その周囲には、プレストレストコンクリートでなる断面三角形状のノーズが形成され、当該ノーズの斜面が下方に向けられている。これにより、津波の出水時、当該ノーズの斜面を介して迅速に浮上することができるとともに、漂流物の衝突の影響を緩和することができる。なお、浮上函体２３は、ノーズと一体形成されていてもよい。

また浮上函体２３には、ほぼ中央に、ガイド柱２１の断面角柱状の幅（Ｗ）および長さ（Ｌ）の１．２倍の幅（Ｗ）および長さ（Ｌ）を有する角柱型の貫通孔２３ａが形成されているとともに、図３に示されたように貫通孔２３ａの端部に半径約３０ｃｍ程度のＲ形状の面取部２３ｒが形成されている。

これによりフーティング基礎２のガイド柱２１に浮上函体２３の貫通孔２３ａが挿通された状態から、浮上函体２３がガイド柱２１に沿って引っ掛かりが生じることなく上昇または下降する。

この浮上函体２３は、その内部に第１の実施の形態における浮上函体３と同様の複数の空隙部が形成されている。これにより浮上函体２３は、比重を０．４以下にすることができる。

津波の発生していない状態では、浮上函体２３が貫通孔２３ａおよびガイド柱２１を介して下降した状態、すなわちフーティング基礎２の上面に浮上函体２３の下端面２３ｂが当接された状態に位置付けられる。このとき、副ガイド柱２２はガイド柱２１の収納孔２１ａに収納された状態となる。

津波の発生により海水が到達すると、浮上函体３の水平方向の移動が貫通孔２３ａおよびガイド柱２１を介して規制された状態で当該ガイド柱２１に沿って上方へ浮上する。

さらに海水の量が増えると、浮上函体２３がガイド柱２１から外れて浮上するが、浮上函体２３の上端面に係合部２５を介して副ガイド柱２２が係止されるため、浮上函体２３の浮上に伴い副ガイド柱２２がガイド柱２１の収納孔２１ａに沿って矢印Ｕ方向へ移動する。

さらに海水の量が増えると、副ガイド柱２２の係合部２５に係止された浮上函体２３が海水の水面の上昇とともに浮上するが、当該浮上函体２３が副ガイド柱２２と一体となったままガイド柱２１の収納孔２１ａから抜け出ることになる。

浮上函体２３の上に固定される避難デッキ台２４は、その寸法が幅（Ｗ）１８ｍ、長さ（Ｌ）１５ｍ、高さ（ｈ）３ｍの軽量のプレストレストコンクリートでなる避難用の軽量デッキ台であり、その上面のデッキ２４ａには救命ボート、救命胴衣等が配備されている。この避難デッキ台２４の側面にも、避難者が当該避難デッキ台２４のデッキ２４ａに乗るための簡易的な階段または梯子（図示せず）が設けられている。なお、この避難デッキ台２４のデッキ２４ａの下方空間には平常時に複合的に活用できるようコンビニエンスストアなどの店舗が設置されても良い。

また避難デッキ台２４は、その中央に角柱状の貫通孔２４ｂが形成されている。これにより、浮上函体２３および避難デッキ台２４がガイド柱２１に沿ってフーティング基礎２の上面に載置されるとき、当該ガイド柱２１が浮上函体２３および避難デッキ台２４の貫通孔２４ｂを貫通した状態となる。

なお、津波避難構造体２０のフーティング基礎２の周囲にも、第１の実施の形態と同様、津波が発生したときに流されてくる船舶等の漂流物との衝突を回避するためのプレストレストコンクリート製の防衝柱（図示せず）が配置されている。

＜津波避難構造体の動作＞
このような構成の津波避難構造体２０は、津波の発生していない状態では、図８に示されたように、フーティング基礎２の上面に浮上函体２３の下端面２３ｂが当接された状態にあり、津波警報が発令されると、避難者は浮上函体２３および避難デッキ台２４の階段または梯子を使って当該避難デッキ台２４のデッキ２４ａに避難する。

その後、津波の発生により海水が到来すると、浮上函体２３の浮力により当該浮上函体２３と一体化された避難デッキ台２４がガイド柱２１によって水平方向の移動が規制されながら海水の水面の上昇に合わせて図中上方の鉛直方向へ浮上するので、当該浮上函体２３の上面に載置された避難デッキ台２４が水面よりも遥かに高い位置に存在することになる。

すなわち浮上函体２３の上面に避難デッキ台２４が固定されている分だけ、当該避難デッキ台２４が水面よりも遥かに高い位置に存在するため、津波時の大きい波浪によって避難者がさらわれたり、波の飛沫に避難者がさらされるという事態を回避し、避難者の安全を確保するとともに、避難施設として確実に機能するのである。

このとき津波による漂流物が到来したときであっても、プレストレストコンクリート製の強固な防衝柱によって保護される。仮に防衝柱の間を通って浮遊物が津波避難構造体２０に接近したときでも、強固なプレストレストコンクリートでなるガイド柱２１に規制された強固なプレストレストコンクリートでなる浮上函体２３に衝突するだけなので、その上の避難デッキ台２４に浮遊物が直接衝突することを回避することができる。

このようにガイド柱２１および浮上函体２３がプレストレストコンクリートで構成されているため、漂流物の衝突によって容易に損傷することを未然に回避することができ、かくして避難デッキ台２４の避難者を確実に保護することができる。

津波による水位が低下すると、ガイド柱２１に沿って浮上函体２３が海水の水面とともに下降した後、元のフーティング基礎２の上面に対して着底する。これにより、避難者は安全に避難デッキ台２４および浮上函体２３から階段または梯子を使って降りることができる。

しかしながら、水位が低下することなく更に水位が上昇すると、浮上函体２３がガイド柱２１から抜け出てしまい、浮上函体２３および避難デッキ台２４が副ガイド柱２２とともに海水上に浮上し、船のように漂うことになる。すなわち、想定された高さ以上の津波に対しても浮上函体２３および避難デッキ台２４が避難施設として確実に機能する。

（３）第３の実施の形態
＜津波避難構造体の構成＞
図１および図２との対応部分に同一符号を付した図１１乃至図１３に示すように、津波避難構造体３０は、津波が発生したときの海水の浮力により浮上函体３および避難デッキ台４を浮上させることにより当該避難デッキ台４の上面に設けられたデッキ４ａに避難している避難者を確実に救済するものである。

津波避難構造体３０は、地盤Ｇに埋め込まれた状態で固定されたフーティング基礎２と、当該フーティング基礎２の４隅に上方へ向かって鉛直状に固定されたガイド柱５と、当該ガイド柱５に沿って図中上下方向へ移動自在の浮上函体３と、当該ガイド柱５の頂部と浮上函体３の下面のほぼ四隅付近との間で結ばれた金属、合成繊維、天然繊維、あるいはこれらの複合されたロープ、ケーブル、チェーン等からなる連結手段４１乃至４４と、当該浮上函体３の上面に固定された避難デッキ台４とによって構成されている。なお、ガイド柱５の変形の抑制と強度の確保のために、ガイド柱５に配置された連結手段４１乃至４４の外側方向（平面上で当該連結手段４１乃至４４のほぼ１８０度回転した方向）に当該ガイド柱５から控えのケーブルを配置して地盤Ｇあるいはフーティング基礎２と連結してもよい。また、同様の目的で４本のガイド柱５の頂部を水平な部材で互いに連結した枠状のフレーム構造としてもよい。

フーティング基礎２は、上部構造物である浮上函体３に作用する荷重を地盤Ｇに伝える基礎であり、海岸近傍の陸上の地盤Ｇに固定される。このフーティング基礎２は、２つに分割されていても良いし、４本のガイド柱５にそれぞれ対応して４つに分割されていてもよい。なお、地盤Ｇは平地から例えば５ｍ程度の高さに築造された地盤とする。

このフーティング基礎２の上面の４隅に固定された４本のガイド柱５は、中実断面構造のコンクリートであり、浮遊することのないように強固にフーティング基礎２に固定されている。具体的にガイド柱５は、例えば直径１．５ｍ、高さ（ｈ１）２０ｍを有し、ＰＣ鋼材でなるケーブル（JIS 19S15.2B）５ａが内ケーブル方式により６本緊張された状態で鉛直方向に配置された中実構造のプレストレストコンクリートである。

これによりガイド柱５は、津波の流水圧、波圧、および浮上函体３に対する漂流物の衝撃力に耐えることができる。なお、ガイド柱５の構成としては、これに限るものではなく、ＰＣ鋼材でなるケーブル５ａが外ケーブル方式により６本緊張された状態で鉛直方向に配置された中空構造のプレストレストコンクリートであってもよい。

この浮上函体３は、フーティング基礎２の４本のガイド柱５よりも内側の範囲に載置されている。浮上函体３は、図１および図２に示したように、その寸法が例えば幅（Ｗ）２０ｍ、長さ（Ｌ）２０ｍ、高さ（ｈ）３ｍの平面視矩形の箱型構造の函体である。なお、浮上函体３は、矩形でなくてもよく、平面視多角形、円形、楕円形等でもよい。この浮上函体３の側面には、避難者が当該コンクリート函体３の上面に乗るための簡易的な階段または梯子（図示せず）が設けられている。

浮上函体３についても、図４に示したように、その周囲には、プレストレストコンクリートでなる断面三角形状のノーズ３１が形成され、当該ノーズ３１の斜面３１ａが下方に向けられている。これにより、津波の出水時、当該ノーズ３１の斜面３１ａを介して迅速に浮上することができるとともに、漂流物の衝突の影響を緩和することができる。なお、浮上函体３は、ノーズ３１と一体形成されていてもよい。

また浮上函体３は、図５に示したように、外壁の厚さ（ｔ１）１５ｃｍ、上下床板の厚さ（ｔ２）１５ｃｍ、隔壁の厚さ（ｔ３）１０ｃｍとすれば、当該浮上函体３の内部に形成される複数の空隙部３ｂにより当該浮上函体３の比重を０．４以下にすることができる。なお浮上函体３に設定すべき比重としては、確実に浮力の効果を発揮できるように０．５以下とすればよい。

浮上函体３の上に固定される避難デッキ台４は、図１および図２に示したように、その寸法が幅（Ｗ）１５ｍ、長さ（Ｌ）１２ｍ、高さ（ｈ）３ｍの軽量のプレストレストコンクリートでなる避難用の軽量デッキ台でなり、その上面のデッキ４ａには救命ボート、救命胴衣等が配備されている。この避難デッキ台４の側面にも、避難者が当該避難デッキ台４のデッキ４ａに乗るための簡易的な階段または梯子（図示せず）が設けられている。なお、この避難デッキ台４のデッキ４ａの下方空間には平常時にも複合的に活用できるようコンビニエンスストアなどの店舗が設置されても良い。

さらに、図１１および図１２には示されていないが、図２に示したように、この津波避難構造体３０のフーティング基礎２の周囲には、津波が発生したときに流されてくる船舶等の漂流物との衝突を回避するためのプレストレストコンクリートでなる防衝柱１０が配置されている。ここで、津波の流速が速いのは、津波の侵入時と、引き潮の終了時であると考えられるため、防衝柱１０の高さは想定される津波の高さの１／３程度とすれば良い。

ところで、ガイド柱５の頂部あるいはそれよりも下方となる位置には連結手段４１乃至４４の一端が結び付けられるとともに、当該連結手段４１乃至４４の他端が浮上函体３の下面のほぼ四隅に結び付けられている。連結手段４１乃至４４の他端は、浮上函体３の下面のほぼ四隅に結び付けられるだけではなく、浮上函体３のほぼ四隅付近の側面に結び付けられていてもよく、或いは浮上函体３の上面のほぼ四隅付近に結び付けられていてもよい。なお、これら連結手段４１乃至４４は全て同じ長さであり、弛みの無い状態で４本のガイド柱５に対して結び付けられている。

図１３に示すように、図中向かって左側のガイド柱５の頂部と浮上函体３の下面との間に結び付けられた連結手段４１、４２とフーティング基礎２の上面とのなす角度α１、および、図中向かって右側のガイド柱５の頂部と浮上函体３の下面との間を結び付けられた連結手段４３、４４とフーティング基礎２の上面とのなす角度α２については最大で６０度以下になることが必要とされる。

その理由について以下説明する。ガイド柱５から浮上函体３までの距離をＱ１、フーティング基礎２の上面からガイド柱５の頂部までの距離をＱ３、ガイド柱５の頂部と浮上函体３の下面との間を結び付けられた連結手段４１、４２の長さ（距離）をＱ２とした場合、角度α１が６０度であるとすると、Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝１：２：√３の関係が成立する。

そうすると、浮上函体３が津波による海水の浮力により浮上して連結手段４１、４２がフーティング基礎２の上面と水平状態になったときが浮上函体３の水平方向への移動距離が最も長くなった状態である。

この場合、浮上函体３は全体としてガイド柱５からＱ１だけ離れた位置にあった状態から、ガイド柱５からＱ２だけ離れた位置に移動することになるが、その移動距離はＱ２−Ｑ１＝Ｑ１であり、Ｑ１の長さに等しいことが分かる。浮上函体３は当初連結手段４３、４４により当該浮上函体３からガイド柱５までの距離Ｑ１だけ離れた位置に載置されており、浮上函体３の移動距離Ｑ１と等しいため、浮上函体５がガイド柱５に衝突することはないのである。

かくして、ガイド柱５の頂部と浮上函体３の下面との間に結び付けられた連結手段４１、４２とフーティング基礎２の上面とのなす角度α１、および、連結手段４３、４４とフーティング基礎２の上面とのなす角度α２については、最大で６０度以下でなければならない。

＜津波避難構造体の動作＞
このような構成の津波避難構造体３０は、津波の発生していない状態では、図１３に示されたように、フーティング基礎２の上面に浮上函体３および避難デッキ台４が置かれた状態にあり、津波警報が発令されると、避難者は浮上函体３上の避難デッキ台４の上面に階段や梯子を使って避難する。

その後、津波の発生により海水が到来すると、図１３、図１１に示すような順番で、浮上函体３がその浮力により４本のガイド柱５に連結手段４１乃至４４を介して沿うとともに、水平方向の移動が当該連結手段４１乃至４４により規制されながら海水の水面の上昇に合わせて図中上方へ浮上していく（図１３）。

そして浮上函体３が海水の水面の上昇に合わせて浮上していき、やがて連結手段４１乃至４４が弛みの無い状態になると、浮上函体３がフーティング基礎２の上面に載置されていたときの載置位置と対向する上方空間の位置で停止される（図１１）。このときの浮上函体３の高さは、ガイド柱５の頂部までの高さＨ１（２０ｍ）と同じ高さＨ２（２０ｍ）が加算された高さＨ（４０ｍ）となる。

なお、このとき浮上函体３の上面に避難デッキ台４が固定されている分だけ、当該避難デッキ台４が水面よりも遥かに高い位置に存在するため、津波時の大きい波浪によって避難者がさらわれたり、波の飛沫に避難者がさらされるという事態を回避し、避難者の安全を確保するとともに、避難施設として確実に機能するのである。

津波による水位が低下すると、ガイド柱５に結び付けられた連結手段４１乃至４４により当該ガイド柱５に沿って浮上函体３が海水の水面とともに下降した後、フーティング基礎２の上面における元の載置位置に対して着底する。これにより、避難者は安全に避難デッキ台４および浮上函体３から階段や梯子を使って降りることができる。

（４）他の実施の形態
なお、上述した第１および第２の実施の形態においては、プレストレストコンクリートでなる浮上函体３、２３を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、鉄筋コンクリート構造、プレキャストコンクリート構造、軽量コンクリート、鋼構造、ＦＲＰ構造あるいはこれらを複合した複合構造の中空または中実の断面を有する浮上函体を用いるようにしても良い。

また、上述した第１乃至第３の実施の形態においては、プレストレストコンクリートでなるガイド柱５、２１を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、鉄筋コンクリート構造、プレキャストコンクリート構造、鋼構造、鋼構造、ＦＲＰ構造、あるいはこれらを複合した複合構造の中空または中実の断面を有するガイド柱５、２１を用いるようにしても良い。

さらに、上述した第１乃至第３の実施の形態においては、プレストレストコンクリートでなる避難デッキ台４、２４を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、鉄筋コンクリート構造、プレキャストコンクリート構造、軽量コンクリート、鋼構造、ＦＲＰ構造、木構造あるいはこれらを複合した複合構造の中空または中実の断面を有する避難デッキ台４、２４を用いるようにしても良い。

さらに、上述した第１の実施の形態においては、フーティング基礎２の４本のガイド柱５と対応する位置に４個の貫通孔３ａが設けられた浮上函体３を用いるようにした場合について述べた。しかしながら、本発明はこれに限らず、図１４に示すようにフーティング基礎２の上面の各辺の中央部に４本のガイド柱５を固定し、その内側を４本のガイド柱５に沿って上昇または下降する、貫通孔の設けられていない浮上函体３を用いるようにしても良い。

さらに、図１５に示すように、フーティング基礎２の上面の４隅にそれぞれ２本のガイド柱５（合計８本）を固定し、その内側を８本のガイド柱５に沿って上昇または下降する、貫通孔の設けられていない浮上函体３を用いるようにしても良い。このようにガイド柱５の本数は任意であってよい。

さらに、上述した第１および第３の実施の形態においては４本のガイド柱５、上述した第２の実施の形態においては１本のガイド柱２１を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、任意の本数のガイド柱５、２１を用いるようにしてもよい。

さらに、上述した第３の実施の形態においては、ガイド柱５の頂部と浮上函体３の下面のほぼ四隅との間に連結手段４１乃至４４が結び付けられることにより連結されるようにした場合について述べた。しかしながら、本発明はこれに限らず、ガイド柱５の頂部と浮上函体３の下面のほぼ四隅との間に連結手段４１乃至４４を一体に固定したり、連結手段４１乃至４４の一端および他端にフックを取り付け、ガイド柱５の頂部および浮上函体３の下面のほぼ四隅には輪状の係合部を設け、当該フックと係合部との係合により連結されるようにしてもよい。

１、２０…津波避難構造体、２…フーティング基礎、３、２３…浮上函体（函体）、３ｒ、２３ｒ…面取部、３ｂ…空隙部、４、２４…避難デッキ台、５、２１…ガイド柱、５ａ…ケーブル、１０…防衝柱、２２…副ガイド柱、２５…係合部、３１…ノーズ、４１〜４４…連結手段。

Claims

地盤に固定された基礎と、
前記基礎の上面に固定された単数または複数のプレストレストコンクリートでなるガイド柱と、
前記ガイド柱によって水平方向の移動が拘束され、その内部に空隙部が設けられたプレストレストコンクリートでなる函体と
を備え、
津波の出水時に前記函体が前記空隙部の浮力により前記ガイド柱に沿って浮上する
ことを特徴とする津波避難構造体。
前記函体は、前記ガイド柱が挿通する貫通孔を有し、当該ガイド柱が前記貫通孔に挿通されることによって当該函体の水平方向の移動が拘束される
ことを特徴とする請求項１に記載の津波避難構造体。
前記函体の周囲に配置された前記ガイド柱によって当該函体の水平方向の移動が拘束される
ことを特徴とする請求項１に記載の津波避難構造体。
前記函体は、その上面に避難者を避難させるための所定高さのプレストレストコンクリートでなる避難デッキ台が固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の津波避難構造体。
前記函体は、津波による水位が低下するにしたがって、前記ガイド柱に沿って水面とともに下降した後、元の位置に着底する
ことを特徴とする請求項４に記載の津波避難構造体。
前記ガイド柱は、鉛直方向にプレストレストコンクリート構造とするためのケーブルが緊張状態で取り付けられている
ことを特徴とする請求項４に記載の津波避難構造体。
前記ガイド柱は、引き出し収納可能な２段構造である
ことを特徴とする請求項１に記載の津波避難構造体。
前記函体の前記貫通孔には、当該貫通孔の端部にＲ形状の面取部が形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の津波避難構造体。
前記函体の周囲には、プレストレストコンクリートでなる断面三角形状のノーズが形成され、当該ノーズの斜面が下方に向けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の津波避難構造体。
前記ガイド柱は、前記基礎の上面に４本固定され、
前記ガイド柱の内側領域に矩形状でなる前記函体が配置され、
前記４本のガイド柱の頂部と、前記函体のほぼ四隅部との間がロープ状の連結手段により弛みのない状態で連結されている
ことを特徴とする請求項１に記載の津波避難構造体。