JP2021067096A - 杭支持構造物の防波構造及びその構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく構築及び補修可能な杭支持構造物の防波構造及びその構築方法の提供。【解決手段】杭支持構造物１の防波構造は、上部工４に固定された上側固定部材９と、杭柱状体３に固定された下側固定部材１０と、１又は複数の所定の幅及び高さに形成された防波パネル１１からなるパネル体１２とを備え、パネル体１２の上端部が上側固定部材９に固定され、パネル体１２の下側部が下側固定部材１０に固定され、任意の幅及び高さの防波壁８が形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、桟橋等の杭支持構造物に波除け壁を保持させてなる杭支持構造物の防波構造及びその構築方法に関する。

従来、桟橋構造を利用したシップリフトや杭式防波堤等の杭支持構造物では、上部工下の水域に到達する波浪の影響を抑制するため、杭式防波堤等の杭支持構造物の前面側に防波壁を設置した防波構造が知られている。

この種の防波壁には、コンクリート製のカーテンウォールをコンクリート製の上部工と一体に形成した構造のものや、鋼矢板からなるカーテンウォールの上端部をコンクリート製の上部工に埋め込む構造のもの等が知られている。

また、従来のカーテンウォールには、コンクリート製のカーテンウォールを杭に固定した保持部材及び上部工に支持させるようにしたものも知られている（例えば、参考文献１を参照）。

特開昭５８−２９９１３号公報

しかしながら、上述の如き従来の技術では、コンクリート製のカーテンウォールを上部工と一体に形成する場合、維持管理性や水中での設置を勘案してプレキャストコンクリート製のカーテンウォール付き上部工を用いることが一般的であるが、構造物の規模が大きいため据え付け作業に大型の起重機船を必要とする等、施工が大掛かりになるという問題があった。

一方、鋼矢板からなるカーテンウォールの場合には、設置の際に鋼矢板を組み合わせて壁体を形成し、その上端部をコンクリート製の上部工に埋め込む構造であるため、上部工の施工が煩雑であるなどの問題があった。

また、コンクリート製及び鋼矢板を用いたカーテンウォールのいずれにおいても、経年劣化等によりカーテンウォールの交換が必要となった場合、上部工の一部を解体する必要があり、作業が大掛かりとなり費用も嵩むことから維持管理の上で問題があった。

そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、効率よく構築及び補修可能な杭支持構造物の防波構造及びその構築方法の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、杭柱状体の頭部に上部工が接合されてなる杭支持構造物に防波壁を保持させた杭支持構造物の防波構造において、前記上部工に固定された上側固定部材と、前記杭柱状体に固定された下側固定部材と、１又は複数の所定の幅及び高さに形成された防波パネルからなるパネル体とを備え、前記パネル体の上端部が前記上側固定部材に固定され、前記パネル体の下側部が前記下側固定部材に固定され、任意の幅及び高さの前記防波壁が形成されていることにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記防波パネルは、上端に設置された軸受け部材を備え、該軸受け部材が前記上側固定部材に支持された支軸部材に回動軸を介して固定されていることにある。

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、横方向に間隔をおいて配置された前記パネル体間にスリットが形成されていることにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、杭柱状体の頭部に上部工が接合されてなる杭支持構造物に防波壁を保持させた杭支持構造物の防波構造構築方法において、１又は複数の所定の幅及び高さに形成された防波パネルによってパネル体を形成し、該パネル体の上端部を前記上部工に固定された上側固定部材に固定し、前記パネル体の下側部を前記杭柱状体に固定された下側固定部材に固定し、任意の幅及び高さの前記防波壁を形成することにある。

請求項５に記載の発明の特徴は、請求項４の構成に加え、前記パネル体の上端部に軸受け部材を設けておき、表面を上向きにして吊り上げた状態で前記パネル体を前記上側固定部材に向けて移動させ、前記軸受け部材を前記上側固定部材に支持された支軸部材に回動軸を介して固定した後、前記パネル体の下側部を前記下側固定部材側に回動させ、前記下側固定部材に前記パネル体の下側部を固定することにある。

請求項６に記載の発明の特徴は、請求項４又は５の構成に加え、前記上側固定部材の前面側上下にそれぞれ上側吊り具と下側吊り具とを設けておくとともに、前記上部工の床版下面に吊り上げ手段を設けておき、前面側を上に向けた状態で前記上下側固定部材を吊り上げ、前記吊り上げ手段より繰り出された吊り部材を前記上側吊り具に取り付け、しかる後、前記上側固定部材を回動させながら吊り下ろして前記吊り上げ手段に吊り持ちさせ、前記吊り手段によって所定の位置まで待ちあげた後、前記上側固定部材を前記上部工に固定することにある。

本発明に係る杭支持構造物の防波構造は、請求項１に記載の構成を具備することによって、シップリフトや杭式防波堤等の杭支持構造物に所望の幅及び高さの防波構造を容易に設置することができる。また、経年劣化等によって防波壁の更新や改修が必要となった場合、更新等の対象となるパネル体のみを容易に取り外して交換することができるので、容易に修繕することができる。また、杭式防波堤等の既存防波壁と交換や後付設置することが出来る。

また、本発明において、請求項２に記載の構成を具備することによって、パネル体の上端部固定作業を水上で行うことができる。また、パネル体の設置作業を上部工上に設置したクレーン等で行うことができ、起重機船を用いずに施工することができる。

さらに、本発明において、請求項３に記載の構成を具備することによって、防波壁への波圧を低減することが出来る。また、必要に応じて防波壁に容易にスリットを形成することができる。

本発明に係る杭支持構造物の防波構造の構築方法は、請求項４に記載の構成を具備することによって、杭式防波堤等の杭支持構造物に所望の幅及び高さの防波構造を容易に設置することができる。また、経年劣化等によって防波壁の更新や改修が必要となった場合、更新等の対象となるパネル体のみを容易に取り外して交換することができるので、容易に修繕することができる。

また、本発明において、請求項５に記載の構成を具備することによって、パネル体の上端部固定作業を水上で行うことができる。また、パネル体の設置作業を上部工上に設置したクレーン等で行うことができ、起重機船を用いずに施工することができるので、杭式防波堤等の既存防波壁の交換や後付設置することができる。

さらに、本発明において、請求項６に記載の構成を具備することによって、床版が外側に張り出している場合であっても、上側固定部材の固定作業を上部工上に設置したクレーン等で行うことができ、起重機船を用いずに施工することができる。

本発明に係る杭支持構造物の防波構造の一例を示す正面図である。 同上の縦断面図である。 図1中の上側固定部材の一例を示す斜視図である。 同上の下側固定部材の一例を示す平面図である。 同上の防波パネルからなるパネル体の前面部を示す斜視図である。 同上のスリットを設けた杭支持構造物の防波構造を示す正面図である。 (ａ)は同上の防波パネルを示す正面図、（ｂ）は同縦断面図である。 本発明に係る杭支持構造物の防波構造構築方法における初期段階の状態を示す縦断面図である。 同上の上側固定部材の取り付け準備作業の状態を示す縦断面図である。 同上の上側固定部材の取り付け作業の状態を示す縦断面図である。 同上の下側固定部材の取り付け作業の状態を示す縦断面図である。 同上のパネル体の取り付け準備作業の状態を示す縦断面図である。 同上のパネル体の取り付け作業の状態を示す縦断面図である。

次に、本発明に係る杭式構造物の防波構造の実施態様を図１〜図７に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号１は杭式防波堤等の杭支持構造物である。

この杭式構造物１は、水底部２に打設された複数の杭柱状体３，３…と、杭柱状体３，３…の頭部に接合されたコンクリート製の上部工４とを備えている。

上部工４は、図１、図２に示すように、杭柱状体３，３…の頭部が接合される接合部５と、接合部５，５間を連結する梁部６とを備え、接合部５及び梁部６の上面部に床版７が支持されている。

床版７は、その端部が沖側に配置された接合部５及び梁部６より外側まで張り出した構造となっている。

また、杭式構造物１には、外側に水中の所定の深さまで到達する防波壁８が保持され、波浪を抑制するための防波構造が形成されている。

この杭式構造物１の防波構造は、上部工４に固定された上側固定部材９と、杭柱状体３，３…に固定された下側固定部材１０と、１又は複数の所定の幅及び高さに形成された防波パネル１１，１１…からなるパネル体１２とを備え、パネル体１２を上側固定部材９及び下側固定部材１０に固定することによって防波壁８が形成されている。

上側固定部材９は、図３に示すように、梁状の上側横部材２０と、上側横部材２０上面に固定された固着部２１，２１とを備え、固着部２１，２１を介して上部工４の梁部６側面若しくは接合部５に固定されるようになっている。

また、上側固定部材９には、前面側上下にそれぞれ上側吊り具２２と下側吊り具２３とを備え、クレーン等によって前面側を上に向けて吊り上げられるようになっている。

上側横部材２０は、水平横方向に長い細長板状の前面板２０ａと、前面板２０ａの上下縁より後方に延出した天板２０ｂ及び底板２０ｃとを備え、前面板２０ａの表面にパネル体１２の幅に応じた間隔をおいて複数の支軸部材２３，２３…が固定されている。

天板２０ｂ及び底板２０ｃは、両側端部に切り欠き部２４，２４を備え、切り欠き部２４，２４が上部工４の接合部５の形状に合わせて嵌り込むことによって、後縁が梁部６側面に接した状態で梁部６側面に固定できるようになっている。

各支軸部材２３，２３…は、鋼製板材により板状に形成され、板厚方向を水平に向けて前面板２０ａの前面に縦向きに固定され、中央部に軸挿通孔２３ａが形成されている。

また、この支軸部材２３，２３…は、クレーン等によって吊り上げる際の下側吊り具としても機能するようになっている。

固着部２１，２１は、下端が上側横部材２０の上面後縁に溶接等で固定された板状の固着板２１ａと、固着板２１ａの前面側に固着板２１ａと直交配置に固定され、下端が上側横部材２０の上面（天板２０ｂ）に溶接等で固定されたリブ部２１ｂとを備え、固着板２１ａをボルト２５によって上部工４の梁部６側面に固定することで上側固定部材９を梁部６の側面に固定するようになっている。尚、図中符号２６は、固着板２１ａに形成されたボルト２５が挿通されるボルト挿通孔、符号２７はボルト２５が螺合する雌ねじアンカーである。

リブ部２１ｂは、前面側に傾斜部を有する台形状に形成され、前面上端部に上側吊り具２２が固定されている。

下側固定部材１０は、図４に示すように、各杭柱状体３，３…の外側面に溶接等によって固定される支持部材３０と、Ｈ型鋼からなる梁状の下側横部材３１とを備え、下側横部材３１が各支持部材３０にボルト止め又は溶接によって固定され、各支持部材３０，３０間に架け渡した状態で支持されている。

下側横部材３１は、互いに対向するフランジ部と、両フランジ部間を連結するリブ部とを備え、断面Ｈ型状に形成され、片側のフランジ部が支持部材３０に固定され、他方のフランジ部が沖側に配置されている。

この他方のフランジ部には、長手方向に間隔をおいてパネル体１２の下部に設けられたボルト孔と連通するように複数のボルト挿通孔（図示せず）が形成されている。

パネル体１２は、図５に示すように、１又は複数の所定の幅及び高さに形成された防波パネル１１，１１…を横方向及び必要に応じて縦方向に接合することによって形成され、防波パネル１１，１１…の組み合わせによって所望の幅及び高さに形成できるようになっている。

そして、所望の幅及び高さに形成された各パネル体１２は、防波パネル１１，１１間をボルト等で固定し、パネル体１２全体の上端部が上側固定部材９に固定され、下側部が下側固定部材１０に固定され、杭支持構造物１の外側に、所望の幅及び高さに形成された防波壁８が保持される。

また、図６に示すように、各パネル体１２は、横方向に間隔をおいて配置し、隣り合うパネル体１２間にスリット５５，５５が形成されるようにしてもよい。

防波パネル１１，１１…は、図７に示すように、上下左右の側板４０ａ〜４０ｄを有するフレーム部４０と、フレーム部４０の前面側を閉鎖するパネル本体４１とを備え、前面側が閉鎖された所定の幅及び高さの中空直方体状に形成されている。尚、各防波パネル１１，１１…は、全て同一幅及び同一高さである必要はなく、幅及び高さの異なる複数種のものを用意し、設置対象寸法に合わせて幅の異なる防波パネルを組み合わせてもよい。また、防波パネル１１の厚みについては、想定する波の波圧及びパネル体１２を設置する間隔に基づいて定める。

フレーム部４０は、山形鋼を組み合わせて、上下左右の側板４０ａ〜４０ｄを有する矩形枠状に形成され、上下左右の各前側縁に内向きに張り出した矩形枠状の張出部４０ｅが形成されている。

また、フレーム部４０には、上下方向に間隔をおいて左右側板４０ｃ、４０ｄ間を連結するリブ４０ｆ，４０ｆを備えている。

また、各フレーム部４０には、上側板４０ａの上面に互いに対向する一対の軸受け部材４２，４２が板厚方向を水平横方向に向けて固定され、下側板４０ｂの下面に取付部材４３が固定されている。

軸受け部材４２，４２は、板状に形成され、中央部に軸挿通孔４２ａを備え、両軸受け部材４２，４２間に上側固定部材９の支軸部材２３が挿入され、両軸受け部材４２，４２及び支軸部材２３の軸挿通孔２３ａ，４２ａに回動軸４４を貫通させることによって回動軸４４によって回動可能に固定されている。

回動軸４４は、軸挿通孔２３ａを貫通するボルトで構成され、両軸受け部材４２，４２及び支軸部材２３を貫通したボルトにナットを螺合させ、両軸受け部材４２，４２と支軸部材２３，２３…とが水平方向に離脱不能に固定されるとともに、上下方向で回動できるようになっている。

取付部材４３は、下側板の後縁に固定された取付板４３ａと、取付板４３ａの両側部を支持する支持片４３ｂ，４３ｂとを備え、取付板４３ａの中央にボルト挿通孔４３ｃが形成されている。

また、フレーム部４０の左右両側板４０ｃ，４０ｄには、それぞれ長手方向に間隔をおいて複数のボルト挿通孔４６，４６…を備え、ボルト締めによって各防波パネル１１，１１…を横方向に連結できるようになっている。

パネル本体４１は、フレーム部４０の形状と整合した鋼板等の板材からなる矩形状に形成され、フレーム部４０の前面部に溶接等によって固定されている。

尚、このパネル本体４１の態様は、特に限定されず、例えば、鋼板等の板材にスリット等を備えるものであってもよく、パンチングメタル等のように多数の透過孔を有するものであってもよい。また、防波パネル１１の材質は、金属製だけでなく、強化プラスチック製や軽量コンクリート板であってもよい。

次に、上述の如き杭支持構造物１の防波構造の構築方法について図２、図８〜図１３に基づいて説明する。尚、上述の実施例と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する。

初めに、工場等で所定の幅及び高さの防波パネル１１，１１…を製作し、防波パネル１１，１１…を施工現場に搬送する。

次に、杭支持構造物１の床版７上又は付近の製作ヤードで搬入された複数の防波パネル１１，１１…を連結し、所望の幅及び高さの複数のパネル体１２を形成する。

次に、図８〜図１１に示すように、上部工４の梁部６の外側面に上側固定部材９を取り付ける。

上側固定部材９の取り付け作業は、先ず、図８に示すように、上部工４の梁側面部に雌ねじアンカー２７を埋設する。

次に、床版７下の所定の位置に吊り上げ手段５０を取り付ける。

吊り上げ手段５０には、チェーンブロック等の繰り出されたワイヤやチェーン等からなる吊り部材５０ａを繰り出し及び巻き上げることができる簡易的な吊り上げ装置を使用し、上端部を床版７下面に回動可能に固定する。

次に、図９に示すように、上側固定部材９の上側吊り具２２及び下側吊り具（本実施例では支軸部材２３，２３…）に吊りワイヤ５１，５１を取り付け、上側固定部材９を床版７上に設置されたクレーン等（図示せず）によって前面側を上に向けた状態で上側固定部材９を吊り上げる。

そして、吊り上げた上側固定部材９を床版７の沖側縁付近まで移動させ、吊り上げ手段５０より所定の長さだけ繰り出された吊り部材５０ａを上側吊り具２２に取り付ける。

次に、吊りワイヤ５１，５１を繰り出して上側固定部材９を所定の位置まで下降させると、吊り部材５０ａが緊張した状態になり、更に吊りワイヤ５１，５１を繰り出すと、吊りワイヤ５１，５１がたるむとともに吊り部材５０ａを介して上側固定部材９が杭柱状体３，３…側に回動し、図１０に示すように、吊り上げ手段５０によって吊り下げられた状態となる。

この状態から吊り上げ手段５０を作動させ、吊り部材５０ａを巻き上げ、上側固定部材９を所定の位置、即ち、固着板２１ａのボルト挿通孔が雌ねじアンカー２７の位置に至るまで上昇させる。

そして、固着板２１ａを介してボルト２５を雌ねじアンカー２７に螺合させ、固着部２１，２１を固定し、上側固定部材９を上部工４の梁部６側面に固定する。尚、上側固定部材９の固定が完了したら、吊り上げ手段５０は撤去する。

次に、図１１に示すように、杭柱状体３，３…の所定の高さにブラケット５２を仮設し、ブラケット５２に支持させた状態で支持部材３０を各杭柱状体３，３…の外側面に溶接等によって固定する。

そして、各杭柱状体３，３…に支持部材３０が固定されたら、Ｈ型鋼からなる梁状の下側横部材３１を床版７上に設置されたクレーン等によって吊り下ろし、各支持部材３０にボルト又は溶接によって固定し、各支持部材３０，３０間に架け渡した状態で支持させる。

次に、図１２に示すように、組み立てられたパネル体１２に吊りワイヤ５３，５３を取り付け、床版７上に設置されたクレーン等によって各パネル体１２，１２…の上端に固定された軸受け部材４２，４２を梁部６側に向けるとともに、前面側を上に向けた状態でパネル体１２を吊り上げる。

そして、吊り上げたパネル体１２を床版７の外側縁より外側まで移動させ、その位置から上側固定部材９の高さまで下降させ、その位置でパネル体１２を上側固定部材９に向けて移動させる。

次に、位置を調節しながら上側固定部材９の前面に突設された支軸部材２３，２３…の両脇に両軸受け部材４２，４２を嵌め込み、軸挿通孔４２ａ，２３ａ，４２ａに回動軸４４であるボルトを挿通して両軸受け部材４２，４２及び支軸部材２３に回動軸４４を貫通させ、ナットに螺合させる。

これにより、各パネル体１２は、上側固定部材９に対し回動軸４４（ボルト）を介して回動可能な状態で支持される。

尚、このパネル体１２の取り付け準備作業は、水上で行うことができ、容易に作業を進めることができる。

そして、この状態でパネル体１２を吊りワイヤ５３を繰り出すと、図１３に示すように、パネル体１２が回動軸４４を介して杭柱状体３，３…側に回動し、パネル体１２の下側部分が下側固定部材１０に向けて移動する。

次に、図２に示すように、取付部材４３を下側横部材３１にボルト５４で固定し、パネル体１２の下端側を下側横部材３１に固定する。

そして、パネル体１２の下側部分が固定されたら、回動軸４４を成すボルトに螺合させたナットを締め付け、両軸受け部材４２，４２と支軸部材２３，２３…とを強固に締結し、パネル体１２の上端部を上側固定部材９に固定する。

この一連の作業をパネル体１２毎に繰り返し、各パネル体１２が杭支持構造物の沖側に保持され、防波壁８が構築される。また、防波壁８にスリット５５を設ける時には、設置したい箇所のパネル体１２を設置しない又は取り外すことでスリット５５を形成することができる。

尚、経年劣化等によってパネル体１２が破損した場合等のように、各パネル体１２を取り外す際には、上述のパネル体１２の取り付け作業とは逆の手順で行うことによって、上部工４を除去又は破壊することなく容易に取り外すことができる。

このように構成された杭支持構造物の防波構造は、上側固定部材９の取り付け作業及びパネル体１２の取り付け作業の大半を水上で行うことができ、作業を効率よく行うことができる。

また、この杭支持構造物の防波構造は、上側固定部材９、下側固定部材１０及びパネル体１２を床版７上に設置したクレーンを用いて取り付けることができ、起重機船等を用いずに効率よく施工することができる。

尚、上述の実施例では、下端が水中の所定の深さに位置する透過性の防波壁８とした例について説明したが、防波壁８は、下端が水底まで至る態様であってもよい。

１ 杭支持構造物
２ 水底部
３ 杭柱状体
４ 上部工
５ 接合部
６ 梁部
７ 床版
８ 防波壁
９ 上側固定部材
１０ 下側固定部材
１１ 防波パネル
１２ パネル体
２０ 上側横部材
２１ 固着部
２２ 上側吊り具
２３ 支軸部材
２４ 切り欠き部
２５ ボルト
２６ ボルト挿通孔
２７ 雌ねじアンカー
３０ 支持部材
３１ 下側横部材
３２ ボルト挿通孔
４０ フレーム部
４１ パネル本体
４２ 軸受け部材
４３ 取付部材
４４ 回動軸
４５ ナット
４６ ボルト挿通孔
５０ 吊り上げ手段
５１ 吊りワイヤ
５２ ブラケット
５３ 吊りワイヤ
５４ ボルト

Claims (6)

1. 杭柱状体の頭部に上部工が接合されてなる杭支持構造物に防波壁を保持させた杭支持構造物の防波構造において、
   前記上部工に固定された上側固定部材と、前記杭柱状体に固定された下側固定部材と、１又は複数の所定の幅及び高さに形成された防波パネルからなるパネル体とを備え、
   前記パネル体の上端部が前記上側固定部材に固定され、前記パネル体の下側部が前記下側固定部材に固定され、任意の幅及び高さの前記防波壁が形成されていることを特徴とする杭支持構造物の防波構造。
2. 前記防波パネルは、上端に設置された軸受け部材を備え、該軸受け部材が前記上側固定部材に支持された支軸部材に回動軸を介して固定されている請求項１に記載の杭支持構造物の防波構造。
3. 横方向に間隔をおいて配置された前記パネル体間にスリットが形成されている請求項１又は２に記載の杭支持構造物の防波構造。
4. 杭柱状体の頭部に上部工が接合されてなる杭支持構造物に防波壁を保持させた杭支持構造物の防波構造構築方法において、
   １又は複数の所定の幅及び高さに形成された防波パネルによってパネル体を形成し、該パネル体の上端部を前記上部工に固定された上側固定部材に固定し、前記パネル体の下側部を前記杭柱状体に固定された下側固定部材に固定し、任意の幅及び高さの前記防波壁を形成することを特徴とする杭支持構造物の防波構造構築方法。
5. 前記パネル体の上端部に軸受け部材を設けておき、表面を上向きにして吊り上げた状態で前記パネル体を前記上側固定部材に向けて移動させ、前記軸受け部材を前記上側固定部材に支持された支軸部材に回動軸を介して固定した後、前記パネル体の下側部を前記下側固定部材側に回動させ、前記下側固定部材に前記パネル体の下側部を固定することを特徴とする請求項４に記載の杭支持構造物の防波構造構築方法。
6. 前記上側固定部材の前面側上下にそれぞれ上側吊り具と下側吊り具とを設けておくとともに、前記上部工の床版下面に吊り上げ手段を設けておき、前面側を上に向けた状態で前記上下側固定部材を吊り上げ、前記吊り上げ手段より繰り出された吊り部材を前記上側吊り具に取り付け、しかる後、前記上側固定部材を回動させながら吊り下ろして前記吊り上げ手段に吊り持ちさせ、前記吊り手段によって所定の位置まで待ちあげた後、前記上側固定部材を前記上部工に固定する請求項４又は５に記載の杭支持構造物の防波構造構築方法。

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