JP3592116B2 - 天端被覆ブロック型ケーソン消波構造物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、背後に重要な産業施設（発電所など）のある護岸や、外洋性の海域に面しながらも消波工の天端を低くして景観に配慮が必要とされる護岸に適用されるケーソン消波構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の堤体と消波工からなる消波ブロック被覆混成型の防波堤や護岸は、施工実績が多いものの、堤体の沖側に消波ブロックがうずたかく積まれ、景観を損なうだけでなく、護岸の場合には背後の空間の利用に制約がともない、また消波ブロックとケーソンの体積が増大し、経済的な面でも問題が指摘されていた。
【０００３】
そこで、ケーソン本体の沖側前方にスリット構造を設け、このスリット構造とケーソン本体との間に遊水部を設けたり、あるいは巨大な波返しを付けることなどで、消波ブロックを使用しない構造とした消波堤がいくつか提案・開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のようなスリット付き（通水孔を設けたものも含む）の消波構造物は、ケーソン製作が複雑となり、波浪に対する安定性を確保するためケーソンが大断面になる。また、製作ヤードから曳航して現地で沈設・据付けする際に浮体としての姿勢制御が難しいこと、遊水部の大きさと関連して、実際の波浪条件に対してスリットや通水孔の寸法を設計的に決めることが難しい（効かない周期が存在する）ことなどの課題がある。また、巨大な波返しを付けた場合にも、波浪に対する安定性を確保するためケーソンが大断面となり、コンクリートも膨大な量となり、コストがかかるなどの課題がある。
【０００５】
本発明は、前述のような問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、消波工およびケーソンの体積を低減してコストダウンを図ることができ、しかもスリット構造のような複雑な構造とすることなく所要の越波性能を得ることのできる天端被覆ブロック型ケーソン消波構造物を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、図１に示すように、陸側に設置されるケーソン１と、沖側に設置される消波工２からなるケーソン消波構造物であり、ケーソンの天端が水面上に位置するケーソンの上部の陸側に後退パラペット４を立設し、前記消波工２の消波ブロック５を前記ケーソン１の天端上に連続的に配設し、沖側前面から後退パラペット４にかけて複数層積みで配設したことを特徴とする天端被覆ブロック型ケーソン消波構造物である。
また、消波ブロック５は、ケーソン１の天端上から消波工２の上部まで２層積みで連続して配設するのが好ましい。さらに、ケーソン幅方向には天端４個並びが最も好ましい。
【０００７】
以上のような構成において、消波工の消波ブロックがケーソンの沖側前面から後退パラペットにかけて複数層積みで配設され、これら天端幅の大きい消波ブロックにより打ち込み波が減勢され、跳波を十分に抑えることができ、良好な消波性能・越波低減効果を得ることができる。従来型と同一消波ブロック量条件では、さらに消波性能および越波低減効果を向上させることができる。これにより、天端を下げることができ、また消波工をケーソンの上部まで設置するため、消波ブロック量、ケーソン体積および捨石マウンド幅を減少させることができ、コストダウンを図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明する。図１は本発明をケーソン護岸に適用した例である。図１において、本発明の天端被覆ブロック型護岸は、主として、ケーソン１と、消波工２と、捨石マウンド３から構成され、ケーソン１の上部の陸側に後退パラペット４を一体的に立設し、消波工２の消波ブロック５をケーソン１の天端にまで連続して配設し、ケーソン１の天端を消波ブロック５で被覆する。
【０００９】
ケーソン１の天端上から海側の消波工２の上部まで配設される消波ブロック５の設置数については、一般的に用いられる大きさの消波ブロックの場合、以下に示す理由から、ケーソン幅方向に４個並びで、２層積みが最も良い。
【００１０】
消波ブロック５がケーソン幅方向に３個並びでは、ケーソン１の前面と消波工２の上部前面までの距離が小さくなり、消波ブロックが波で不安定となり、また５個並びでは、コストアップになるため、４個並びが最も適している。図２に示すのは、天端被覆ブロック型護岸のケーソン所要幅と消波ブロック天端幅の関係を示すグラフであり、４個並びが最も適していることがわかる。
【００１１】
消波工ブロック５が１層積みの場合には、図９に示すように、海側の消波ブロック５が不安定となり、また後退パラペット位置の跳波が大きくなり波力（衝撃波力）が大となるため、さらに３層以上では、ケーソン一般部の天端を下げることになり、施工時の安定性や稼動率が悪くなり、またコストアップとなるため、２層積みが最もよい。
【００１２】
以上のような構成の天端被覆ブロック型護岸と、従来型の消波ブロック被覆型護岸・拡福ブロック型護岸・上部遊水池型護岸とを比較した結果を図３および図４に示す。
【００１３】
図３は、消波ブロック量と越波流量の関係を示すグラフであり、本発明の天端被覆ブロック型護岸（天端４個並び、２層積み）の場合、他の型式に比べて、少ない消波ブロック量で良好な越波性能が得られることがわかる。
【００１４】
また、図４に示すように、本発明の天端被覆ブロック型護岸（天端４個並び、２層積み）の場合、従来型の消波ブロック被覆型護岸に比べて所要天端高さを低くすることができる。跳波レベルについては、上部遊水池型護岸の場合、遊水池に長周期の波が打ち込むと、遊水池で減勢されずに後退パラペットに打ち込むため、跳波が大きくなるが、本発明の天端被覆ブロック型護岸の場合、ケーソン天端上の消波ブロックで打ち込み波が減勢され、跳波が充分に抑制される。
【００１５】
さらに、本発明の天端被覆ブロック型護岸の場合、天端を下げることができ、また消波工をケーソンの上部にまで設置するため、消波ブロック量・ケーソン体積を低減し、さらに捨石マウンド幅を小さくすることができる。
【００１６】
次に、図５、図６に示すのは、ケーソン１の上部に消波ブロック５を設置することによる性能の欠点を補うための処置の例である。
図５は、ケーソン１の上部工天端部に排水溝１０を設けた例である。水理模型実験によると、後退パラペット４の前面の空間に作用した波による水位が上昇したまま下がりきらないうちに、次の波が作用すると越波が生じやすいことを確認している。従って、ケーソン一般部の天端上の水位を速やかに下げる構造とし、ケーソン１の天端部に、沖側に傾斜して排水を促進し得る排水溝１０を一定間隔で配設する。排水溝１０の平面形状はラッパ形とすると、沖側への排水がより促進される。なお、設計上の観点から、後退パラペット４の海側の付け根部には、ハンチ１１を設けるのが好ましい。
【００１７】
図６は、ケーソン１の天端に設置する消波ブロック５および後退パラペット４に接する消波ブロック５の脚に柔軟性のあるキャップ１２をかぶせ、あるいはマット１２を配置する例である。このようなキャップ等により、▲１▼消波ブロック５とケーソン１の一般部天端との間の接触面積を増大させ、摩擦係数を増大させることで消波ブロックのずれを緩和する、▲２▼消波ブロック５が波により振動あるいは転動し、後退パラペット４の壁面に消波ブロック５の脚が当たる際の局所的な接触圧を緩和する、▲３▼ケーソン１の一般部天端に消波ブロック５を積む場合、施工精度によっては後退パラペット４との隙間が大きくなり、壁面に沿っての跳波・飛沫が上昇しやすくなるが、これに対してブロック脚に配設したマットが波の遡上を減勢する。
【００１８】
なお、以上はケーソン護岸について説明したが、これに限らず海岸堤防や防波堤などにも本発明を適用することができる。
【００１９】
【発明の効果】
前述の通り、本発明は、ケーソン上部の陸側に後退パラペットを設置し、消波工の消波ブロックをケーソンの天端上に連続的に被覆すると共に、ケーソンの天端を覆う消波ブロックは複数層積みとしたため、水理性能面・設計面・施工面・コスト面において、従来型や比較例と比べて、次のような効果を得ることができる。
［比較対象］
従来型Ａ：消波ブロック被覆型（従来型）
後退パラペット型Ｂ：ケーソン一般部の天端上に消波ブロックを置かない形式
直立消波護岸Ｃ：ケーソン内部にスリットを設けた護岸形式
（１） ［水理面］構造物天端の幅の広い消波ブロックの打ち込み波減勢作用により、同一消波ブロック量条件で従来型Ａよりも効率的な形状となっており、消波性能・越波低減効果が高い（図７（ａ） 、図３参照）。また、他のスリットや突起を利用した直立消波護岸Ｃと比較して、跳波高や飛沫の発生量が少なく、護岸としての機能を維持できる。
【００２０】
（２） ［コスト面］上記（１） から、従来型Ａよりも天端を下げることができ、また消波工をケーソンの上部まで設置できるため、消波ブロック量・ケーソン体積を減少させることができ、コストダウンを図ることができる（図７（ａ） 、図４参照）。
【００２１】
（３） ［コスト面］天端を下げることができ、またケーソン上に消波ブロックを設置するため、従来型Ａよりも捨石マウンド幅を小さくすることができ、コストダウンを図ることができる。（図７（ａ） 、図４参照）。
【００２２】
（４） ［景観面］所要天端高を従来型Ａよりも小さくすることができ、景観性が向上する（図７（ａ） 参照）。
（５） ［水理面］潮位変動に対しても、従来型Ａと同等に、消波ブロックを使わない直立消波護岸Ｃの形状と比較して対応レベルが大きい（図７（ａ） 参照）。
【００２３】
（６） ［水理面・設計面］図７（ｂ） に示すように、波の周期変化に対しても、従来型Ａと同様に、ある周期で同調し、極端な水理性能の低下を引き起こすような特異的な現象がなく、水理性能が素直で比較的設計しやすい。
【００２４】
（７） ［水理面］図８に示すように、波の入射角の変動に対して、天端幅が大きい効果により、進入波の消波ブロック通過距離が長くなるため、従来型よりも越波低減効果が大きいと期待できる。また、波の多方向性による集中波の作用に対しても、従来型Ａや他の直立消波護岸Ｃと比較して越波低減効果が大きいと期待できる。
【００２５】
（８） ［水理面・設計面］図９に示すように、ケーソン一般部の天端に消波ブロックを２層積みとすることにより、消波ブロックを１層積みとしたもの比較して、消波ブロックの安定性の向上と、後退パラペットへの衝撃力をかなり緩和することができる。
【００２６】
（９） ［設計面・コスト面］図１０に示すように、長周期の設計波に対して、後退パラペット型Ｂが波力位相差効果により波力低減を得るためには、後退パラペットをケーソン沖側からかなり離して設置することになる。これは、ケーソンの幅が増大し、コストの増大を招く。これに対して、天端被覆ブロック型では、後退パラペットの位置をそれほどセットバックせずにケーソン幅を縮小することが可能である。
【００２７】
（１０）［施工面］ケーソン一般部の天端上に消波ブロックを設置するため、図１１（ａ） に示すように、重機と消波ブロック設置位置までの平均距離が従来型Ａよりも短くなり、陸上側からの施工割合が大きくなることで、稼動率の面でやや有利となる。
【００２８】
（１１）［設計面・施工面］図１１（ｂ） に示す単純な後退パラペット型Ｂと比較して、後退パラペット４を波返し形状とする必要がないため、型枠や配筋作業が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の天端被覆ブロック型護岸の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の天端被覆ブロック型護岸のケーソン所要幅と消波ブック天端幅の関係を示すグラフである。
【図３】消波ブロック量と越波流量の関係を、本発明と従来型・比較例とで比較したグラフである。
【図４】本発明と従来型・比較型の水理性能および数量を比較した図表である。
【図５】本発明におけるケーソンに排水溝を設けた例を示す、（ａ） は断面図、（ｂ） は正面図である。
【図６】本発明における消波ブロックの緩衝用マット等を設けた例を示す、（ａ） は断面図、（ｂ） は正面図である。
【図７】（ａ） は本発明と従来型の大きさ等を比較した概略断面図、（ｂ） は本発明と従来型等の水理性能を比較したグラフである。
【図８】本発明と従来型の越波低減効果を比較した、（ａ） は平面図、（ｂ） は断面図、（ｃ） はグラフである。
【図９】本発明における消波ブロック１層積みと２層積みを比較した断面図である。
【図１０】後退パラペット型におけるセットバックを示す断面図およびグラフである。
【図１１】（ａ） は本発明における消波ブロックの設置状況を示す平面図、（ｂ） は後退パラペット型の後退パラペットの形状を示す断面図である。
【符号の説明】
１…ケーソン
２…消波工
３…捨石マウンド
４…後退パラペット
５…消波ブロック
１０…排水溝
１１…ハンチ
１２…キャップまたはマット

Claims (2)

1. 陸側に設置されるケーソンと、沖側に設置される消波工からなるケーソン消波構造物であり、ケーソンの天端が水面上に位置するケーソンの上部の陸側に後退パラペットを立設し、前記消波工の消波ブロックを前記ケーソンの天端上に連続的に配設し、沖側前面から後退パラペットにかけて複数層積みで配設したことを特徴とする天端被覆ブロック型ケーソン消波構造物。
2. 請求項１に記載の天端被覆ブロック型ケーソン消波構造物において、消波ブロックは、ケーソンの天端上から消波工の上部まで２層積みで連続して配設されていることを特徴とする天端被覆ブロック型ケーソン消波構造物。

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