JP2015232242A - 波しぶき防止板 - Google Patents

Abstract

【課題】波しぶきが桟橋上部工の下端部に付着することを有効に防止できる波しぶき防止板を提供する。
【解決手段】桟橋上部工５の前端面５ｂに沿って垂下される剛性の平板状体２を備えた波しぶき防止板１を、平板状体２の下端の位置を水面近傍に設定して桟橋上部工５に取り付けて、この平板状体２によって、桟橋４の前面から進入する波の一部を遮って平板状体２の前後の波の周期を変化させることにより、平板状体２の後方の桟橋上部工５の下方における波しぶきの発生頻度を低減させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、波しぶき防止板に関し、さらに詳しくは、波しぶきが桟橋上部工の下端部に付着することを有効に防止できる波しぶき防止板に関するものである。

近年、港湾構造物の老朽化が大きな問題になっている。港湾構造物は塩害によって老朽化が促進されるが、特に桟橋上部工は海水から供給される塩分によって塩害劣化が生じ易い。従来の研究では、桟橋上部工への塩分供給量は構成部材の配置や構造条件、波浪条件等によって大きく異なることが明らかになっている。

桟橋上部工の下方に波が進入しなくなれば、飛散した波しぶきが桟橋上部工に付着し難くなるので塩害劣化を防止することができるが、波の進入を完全に阻止することは困難である。船が停泊する桟橋とは異なるが、波留め（波の完全遮断）を目的とした堤体の前端面に着脱自在なカーテンウォールユニットを設けることが提案されている（特許文献１参照）。

この発明は、堤体が流木の衝突や防風時の波圧等によって破損した場合に、その補修を迅速に行なうことを目的としている。このように波留めを目的とした堤体に装着する場合は、カーテンウォールユニットを頑丈にしなければならず、また、カーテンウォールユニットを堤体に強固に固定する必要がある。したがって、本発明のように波しぶきの飛散を防止するだけで波留め機能をまったく期待しない場合には、このようなカーテンウォールユニットの形態をそのまま適用することができない。

特開昭５８−２９９１３号公報

本発明の目的は、波しぶきが桟橋上部工の下端部に付着することを有効に防止できる波しぶき防止板を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の波しぶき防止板は、桟橋上部工に取り付けられる波しぶき防止板であって、この桟橋上部工の前端面に沿って垂下される剛性の平板状体を備え、この平板状体が前記桟橋前面から進入する波の一部を遮ってこの平板状体の前後の波の周期を変化させる位置に配置され、この平板状体の後方の前記桟橋上部工の下端部における波しぶきの発生頻度を低減させる構成にしたことを特徴とする。

本発明の波しぶき防止板によれば、桟橋上部工の前端面に沿って垂下される剛性の平板状体が、桟橋の前面から進入する波の一部を遮ってこの平板状体の前後の波の周期を変化させる位置に配置される。即ち、桟橋上部工の前端面に向かってくる不規則な波のうち、周期の短い波動成分は平板状体によって部分反射される。これにより、桟橋上部工の下方に進入する波のうち、周期の短い（波形勾配が大きくなり易い）波動成分の振幅が小さくなり、桟橋上部工の下方での砕波の発生回数が低減する。これに伴って、桟橋上部工の下方での波しぶきの飛散が抑制される。それ故、波しぶきが桟桟橋上部工の下端部に付着することが有効に防止される。

前記平板状体は例えば、前記桟橋上部工の下端部のみに固定されて、この平板状体の下端の位置が水面近傍に設定される。前記平板状体の後面に着脱自在に装着されるブラケットを備え、このブラケットを介して前記平板状体が前記桟橋上部工に固定される構成にすることもできる。この構成によれば、より安定して平板状体を桟橋上部工に固定することができる。前記平板状体が前記桟橋上部工に固定される前に、前記ブラケットを前記平板状体の後面に予め装着してユニット化することもできる。このようにユニット化すると現場作業が簡略化される。

桟橋上部工の構造や現場の状況によっては、前記平板状体をアンカ部材により前記桟橋上部工に直接取り付ける構成にする。或いは、前記平板状体を前記桟橋上部工を支持する杭に設置された支保工材を介して前記桟橋上部工に取り付ける構成にする。

前記桟橋上部工に取付けられた状態で前記平板状体の下端の位置が、朔望平均干潮面に対して上方に０．０ｍ以上１．５ｍ以下の範囲に設定される構成にすることもできる。或いは、前記桟橋上部工に取付けられた状態で前記平板状体の下端の位置が、朔望平均干潮面と朔望平均満潮面との間の範囲に設定される構成にすることもできる。これらの構成によれば、その海域の干満条件に依存するが、平板状体の下端が水面よりも上方位置になる時間が多くなり、波が常に衝突するような事態が回避される。それ故、平板状体の板厚を薄くし易くなり、軽量化するには有利になる。また、平板状体の下端の位置がこの範囲にあれば、飛散する波しぶきが桟橋上部工の下端部に付着することを有効に防止することができる。

前記桟橋上部工に取付けられた状態で前記平板状体の前面が、前記桟橋上部工の前端面よりも後方に配置される構成にすることもできる。この構成によれば、桟橋に停泊する船に平板状体が接触して損傷する不具合の発生を防止できる。

前記平板状体は種々の剛性材料により形成することができるが、例えば、コンクリート材料または複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料により形成する。この構成によれば、板厚が薄いながらも、必要な強度（耐久性）を確保し易くなる。

本発明の波しぶき防止板を取り付けた桟橋を側面視で例示する説明図である。 図１の波しぶき防止板を拡大して示す説明図である。 図１の波しぶき防止板を桟橋の正面視で例示する説明図である。 波しぶき防止板の別の取り付け状態を桟橋の側面視で例示する説明図である。 波しぶき防止板のさらに別の取り付け状態を桟橋の正面視で例示する説明図である。 前面梁に配置した試験体のイオン濃度と平板状体の下端位置との関係を示すグラフである。 ２列目梁に配置した試験体のイオン濃度と平板状体の下端位置との関係を示すグラフである。 前面梁と２列目梁との間の床板に配置した試験体のイオン濃度と平板状体の下端位置との関係を示すグラフである。

以下、本発明の波しぶき防止板を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１〜図３に例示する本発明の波しぶき防止板１は、桟橋４の桟橋上部工５に取り付けられる。桟橋４は護岸９から海側に突設されていて、桟橋上部工５と、桟橋上部工５を支える複数本の杭８とで構成されている。桟橋上部工５は、床板６と床板６の下面に間隔をあけて配置される梁７とで構成されている。杭８の下端部は水底地盤１０に埋設され、上端部は梁７に接続されている。

桟橋上部工５は、通常は水面よりも上方の位置にある。即ち、桟橋上部工５は、浸水しない位置に配置されている。波は桟橋上部工５の下方に入り込んでくるので、桟橋上部工５の下方位置で砕波して波しぶきが生じると、杭８の上端部や桟橋上部工５の下端部５ｂ（床板６の下面や梁７）に向かって飛散する。

波しぶき防止板１は、桟橋上部工５の前端面５ｂに沿って垂下される剛性の平板状体２を備えている。この平板状体２が桟橋上部工５の下方における波しぶきの発生頻度を低減させる機能を有している。この平板状体２は、桟橋４の前面から進入する波の一部を遮って、この平板状体２の前後の波の周期を変化させる位置に配置される。

この実施形態では、平板状体２は桟橋上部工５の下端部５ａのみに固定されて、桟橋上部工５の前端面５ｂに沿って垂下して配置される。平板状体２の下端の位置は、水面の近傍（例えば水面から上方に１．５ｍ〜水面から下方に１．０ｍ程度の範囲）に設定される。桟橋上部工５の前端面５ｂには桟橋４に停泊する船が接岸する。

平板状体２は種々の材料により形成することができ、例えば、桟橋上部工５と同じコンクリート材料、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料、硬質樹脂、鋼板等を用いることができる。尚、波しぶき防止板１（平板状体２）は波留め効果を期待するものではないので、波留め部材のような強度（板厚）は不要である。

平板状体２をコンクリート材料（鉄筋コンクリート）により形成すると、材料の強度や耐久性は桟橋上部工５と同等になる。平板状体２を複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料により形成すると、軽量で薄肉であっても優れた耐久性（強度）を確保することができる。この場合の平板状体２の板厚は、例えば３ｃｍ以上１０ｃｍ以下である。平板状体２を硬質樹脂に形成すると、さらなる軽量化を図ることができる。複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料や硬質樹脂によって平板状体２を軽量化すると設置作業も容易になる。平板状体２を鋼板等の汎用の金属材料により形成すると、材料コストを抑えるには有利である。

平板状体２は、直接、桟橋上部工５の下端部５ａに取り付けることもできるが、この実施形態では、平板状体２の後面に着脱自在に装着されるブラケット３を備えている。そのため、このブラケット３を介して桟橋上部工５の下端部５ａに平板状体２がより安定に固定される構成になっている。鋼製のブラケット３と桟橋上部工５の下端部５ａとは例えばケミカルアンカによって固定される。ブラケット３は、側面視で三角形状の枠体になっている。即ち、このブラケット３は、平板状体２の後面に沿って上下方向に延びるアングル部材と、梁７に沿って水平方向に延びるアングル部材との一端どうしが直交して接続され、これらアングル部材の他端どうしが斜めに延びるアングル部材によって接続されている。本発明の波しぶき防止板１は、新設および既設の桟橋上部工５に取り付けることができる。

平板状体２とブラケット３とが別々に分離した状態で、波しぶき防止板１を桟橋上部工５に取り付ける設置作業を行なうこともできるが、平板状体２が桟橋上部工５に固定される前に、ブラケット３を平板状体２の後面に予め装着してユニット化しておくこともできる。このように平板状体２とブラケット３とを一体にしたユニットにすると、波しぶき防止板１の設置作業を簡略化することができる。

桟橋４に船が停泊した際に、平板状体２に接触して破損しないように、平板状体２は桟橋上部工５の前端面５ｂよりも海側に突出しない位置に配置される。桟橋上部工５に取付けられた状態で平板状体２の前面が桟橋上部工５の前端面５ｂよりも若干後方（例えば１ｃｍ〜１０ｃｍ後方）に配置されることが好ましい。

波しぶき防止板１は、平板状体２が桟橋上部工５の下端部５ａのみに固定されて桟橋上部工５の前端面５ｂに沿って垂下され、その下端の位置が水面近傍に設定されるので、平板状体２が波から受ける外力を比較的小さくすることができる。それ故、平板状体２の強度を小さく設定することができ、これに伴い、平板状体２の薄肉化および軽量化が可能になる。

桟橋４の前面からは規則的な波や不規則な波が押し寄せて、桟橋上部工５の下方には波が入り込む。桟橋上部工５の前端面５ｂに波しぶき防止板１が取り付けられていると、桟橋上部工５の前端面５ｂに向かってくる不規則な波のうち、周期の短い波動成分は平板状体２に衝突して部分反射される。周期の短い波動成分は波形勾配が大きくなり易く、砕波して波しぶきが飛散するが、波しぶき防止板１による部分反射によって、桟橋上部工５の下方に進入する周期の短い波動成分の振幅が小さくなり、桟橋上部工５の下方での砕波の発生回数が低減する。

通常は桟橋上部工５の下方に進入した波が、杭８に衝突したり、護岸９に反射した波と衝突することによって砕波して波しぶきが飛散するが、波しぶき防止板１を桟橋上部工５に取り付けることによって、上記のように桟橋上部工５の下方での砕波の発生回数（波しぶきの飛散）が抑制される。それ故、波しぶきが桟桟橋上部工５の下端部に付着することが有効に防止される。したがって、海水から供給される塩分による塩害劣化から桟橋上部工５を有効に保護することができる。

平板状体２は桟橋上部工５に取付けられた状態でその下端が、水面と同等の高さ位置、或いは水面よりもある程度高い位置に設定されることがより好ましい。例えば、平板状体２の下端の位置が、朔望平均干潮面（Ｌ．Ｗ．Ｌ）に対して上方に０．０ｍ以上１．５ｍ以下の範囲に設定されることが好ましい。即ち、図２に例示するＨ寸法を０．０ｍ以上１．５ｍ以下の範囲に設定することが好ましい。或いは、平板状体２の下端の位置が、朔望平均干潮面（Ｌ．Ｗ．Ｌ）と朔望平均満潮面（Ｈ．Ｗ．Ｌ）との間の範囲に設定する。これにより、その海域の干満条件に依存するが、平板状体２に波が常に衝突するという事態がなくなるので、平板状体２の強度を低くする（板厚を薄くする）とともに、飛散する波しぶきが桟橋上部工５の下端部に付着することを相当程度防止することができる。

平板状体２は上下に複数に分割した構成にする（分割体で構成する）ことが好ましい。例えば、桟橋上部工５に取り付ける際に、取り付ける分割体の数を調整することで、平板状体２の下端の位置を、桟橋上部工５の下端部に波しぶきが付着するのを抑制するために最適な位置に設定することが容易になる。また、潮位に応じて年間を通じて、適宜の数の分割体を着脱することにより、常に、平板状体２の下端の位置を最適な位置に維持することが容易になる。

桟橋上部工５の構造や現場の状況によっては図４に例示するように、平板状体２をアンカ部材２ａにより直接、桟橋上部工２に取り付ける。或いは、図５に例示するように、桟橋上部工２を支持する杭８に設置された支保工材８ａ、８ｂを利用して平板状体２を桟橋上部工５に取り付けることもできる。図５では、隣り合う杭８の間に斜め延設された支保工材８ａおよび水平に延設された支保工材８ｂを介して平板状体２が桟橋上部工５に取り付けられている。

複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料により形成した５種類の平板状の平板状体（幅４２００ｍｍ、厚さ３０ｍｍ、高さ７５０ｍｍ〜２７５０ｍｍ）を図２に例示したブラケットと同様のブラケットを介して桟橋上部工の下端部のみに固定して桟橋上部工の前端面に沿って垂下して配置した。それぞれの平板状体の相違点は、表１に示すように桟橋上部工に取り付けた状態でのＬ．Ｗ．Ｌから下端までの高さ（Ｈ寸法）のみである。５種類の平板状体のそれぞれの後面側の３つの位置（平板状体を取り付けた前面梁の下面、その後方にある２列目梁の下面、前面梁と２列目梁との間の床板の下面の３箇所）に配置した試験体（普通ポルトランドセメント製）の２年後の表面塩化物イオン濃度を測定した。比較のため、平板状体を設けない場合についても同様に上記３つの位置に配置した試験体の２年後の表面塩化物イオン濃度を測定し、その結果を表１および図６〜図８に示す。上記した３箇所にはそれぞれ３つの試験体を配置し、表１に記載したイオン濃度は３つの試験体の平均値である。

表１、図６〜図８の結果から、Ｈ寸法が小さい程（即ち、平板状体の下端の位置がＬ．Ｗ．Ｌに近い程）、試験体の表面塩化物イオン濃度が低く、波しぶきが桟橋上部工に付着することを防止するには有効であることがわかる。そして、図８の結果から平板状体の下端の位置をＬ．Ｗ．Ｌから上方に０．０ｍ〜１．５ｍ程度に設定すれば床板の塩害を抑制するには有効であることがわかる。

１ 波しぶき防止板
２ 平板状体
２ａ アンカ部材
３ ブラケット
４ 桟橋
５ 桟橋上部工
５ａ 下端部
５ｂ 前端面
６ 床板
７ 梁
８ 杭
８ａ、８ｂ 支保工材
９ 護岸
１０ 地盤

Claims (10)

1. 桟橋上部工に取り付けられる波しぶき防止板であって、この桟橋上部工の前端面に沿って垂下される剛性の平板状体を備え、この平板状体が前記桟橋の前面から進入する波の一部を遮ってこの平板状体の前後の波の周期を変化させる位置に配置され、この平板状体の後方の前記桟橋上部工の下方における波しぶきの発生頻度を低減させる構成にしたことを特徴とする波しぶき防止板。
2. 前記平板状体が前記桟橋上部工の下端部のみに固定されて、この平板状体の下端の位置が水面近傍に設定される請求項１に記載の波しぶき防止板。
3. 前記平板状体の後面に着脱自在に装着されるブラケットを備え、このブラケットを介して前記平板状体が前記桟橋上部工に固定される構成である請求項１または２に記載の波しぶき防止板。
4. 前記平板状体が前記桟橋上部工に固定される前に、前記ブラケットが前記平板状体の後面に予め装着されてユニット化されている請求項３に記載の波しぶき防止板。
5. 前記平板状体がアンカ部材により前記桟橋上部工に直接取り付けられる構成である請求項１または２に記載の波しぶき防止板。
6. 前記平板状体が前記桟橋上部工を支持する杭に設置された支保工材を介して前記桟橋上部工に取り付けられる構成である請求項１または２に記載の波しぶき防止板。
7. 前記桟橋上部工に取付けられた状態で前記平板状体の下端の位置が、朔望平均干潮面に対して上方に０．０ｍ以上１．５ｍ以下の範囲に設定される請求項１〜６のいずれかに記載の波しぶき防止板。
8. 前記桟橋上部工に取付けられた状態で前記平板状体の下端の位置が、朔望平均干潮面と朔望平均満潮面との間の範囲に設定される請求項１〜６のいずれかに記載の波しぶき防止板。
9. 前記桟橋上部工に取付けられた状態で前記平板状体の前面が、前記桟橋上部工の前端面よりも後方に配置される請求項１〜８のいずれかに記載の波しぶき防止板。
10. 前記平板状体がコンクリート材料または複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料により形成される請求項１〜９のいずれかに記載の波しぶき防止板。

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