JP3643190B2

JP3643190B2 - 開口を有する傾斜板式消波構造物

Info

Publication number: JP3643190B2
Application number: JP28726596A
Authority: JP
Inventors: 裕生盛高; 信之弥永; 利夫吉川; 寛大久保; 伸幸林
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2016-10-11
Also published as: JPH10114924A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沿岸域において静穏海域を設けるために設置される、開口を有する消波構造物であり、海水の透過性を備えた低反射機能を有し、且つ、波力を小さくしうる消波構造物であり、更に詳しくは、消波構造物の傾斜板背面の衝撃波力を低減させることを可能とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、沿岸域において、周辺環境に配置した透過式の消波構造物の設置がなされている。これらの消波構造物は、魚介類の成育を促すためや、水質汚染を防止するために、潮の干満の際に外海との海水の出入りを自由に行わせるようにした透過性の消波構造物が用いられている。また、往来する船舶航行の安全に支障をきたさないよう低反射構造とする配慮がなされている。
これらの消波構造物の従来例として、図４に示す実開平１−１７６１２１号に開示されている傾斜板式の消波構造物がある。
この消波構造物の消波原理は、水面付近に１０〜３０°程度の傾きを持った消波板７をジャケット８上に設置し、下方はジャケット８の部材間において海水の出入り、交換を妨げることがないようにし、また、入射してきた波を消波板７上で強制的に砕波させ、波のエネルギーを散逸させることにより波を減衰させ透過波、反射波を低減させるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来例の傾斜板式消波構造物は消波板７背面に大きな衝撃波力を生じる問題があった。このため、消波板７および支持体に生じる大きな転倒モーメントにより、陸側支持体の引抜き力が増大し、杭８ａ本数、杭径が大きくなり、また、支持構造物の部材の所要強度を高くする必要があるため、不経済になることがあった。この衝撃波力の発生原因は、押波時に消波板７上を遡上・越波し、消波板７背後へ水塊が落下した後、この水塊が、引波時に消波板７付近の水位が低下した時に沖側へ進行し、消波板７背面に沖側に向かって衝突することにより消波板７に大きな衝撃波力が発生するものである。
【０００４】
この衝撃波力を低減させる別の従来技術として、図５に示す「水面設置構造物の衝撃波力低減構造（特公平８−３１６６号）」が開示されている。
この従来技術の水面設置構造物９は、消波板１０の下面の静水面１１、１２の水面交差位置１３、１４、１５近傍に下方へ突出し、且つ、波の進行方向とほぼ直角の方向へ亘る突起物１６、１７、１８を設けることによって衝撃波力を低減するものである。すなわち、消波板１０下面の突起物１６、１７、１８により消波板１０背面を沖側に向かって進行する波の水面形状を乱して、大きな衝撃波力の発生を避けるものである。
しかし、この従来技術では突起物１６、１７、１８が、水面形状を乱す際に波力を受けるため、これに応じて消波板１０、およびその支持体の部材強度が必要となり、消波板１０取付部の補強が必要となる場合もある。このため、消波板１０が大型となり、重量増大により不経済となる課題があった。
本発明は、この従来技術と異なった手段により消波板（傾斜板）の重量増を招くことなく傾斜板背面の衝撃波力を低減することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の開口を有する傾斜板式消波構造物は、開口列を設けた鋼製またはコンクリート製の傾斜板を、沖側から陸側に上り勾配に傾斜させ、且つ沖側は干潮水位における波の谷部より下方に没水させ、陸側は平均潮位高さより上方になるようにし、且つ杭上又は海底地盤中に打設された複数の杭により支持されたジャケット上に固定させ、前記開口列は干潮水位と満潮水位間において没水する傾斜板面に沿って複数の開口により形成させ、引波時において傾斜板の背後からの波を開口列を通して沖側に通過させ、傾斜板に生じる衝撃波力を低減するにより構成される。
【０００６】
本発明の開口を有する傾斜板式消波構造物は、開口列を設けた鋼製またはコンクリート製の傾斜板を、沖側から陸側に上り勾配に傾斜させ、且つ沖側は干潮水位における波の谷部より下方に没水させ、陸側は平均潮位高さより上方になるようにし、且つ杭上又は海底地盤中に打設された複数の杭により支持されたジャケット上に固定させ、前記開口列は干潮水位と満潮水位間において没水する傾斜板面に沿って開口率２〜１０％の複数の開口により形成させ、引波時において傾斜板の背後からの波を開口列を通して沖側に通過させ、傾斜板に生じる衝撃波力を低減することにより構成される。
【０００７】
本発明は、この衝撃波力を低減するため、傾斜板において、干潮水位と満潮水位間において没水する傾斜板面に沿って複数の開口からなる開口列を設ける。
すなわち、傾斜板を遡上・越波した水塊が傾斜板背面に落下し、沖側に進行する際、傾斜板の背後からの波を開口列を通して沖側に通過させ、波エネルギーを一部を逃すことによって衝撃波力を低減するものである。
従って、前記従来例の突起物を設けた衝撃波力低減手段に対して傾斜板に作用する波力が小さくなるため傾斜板（消波板）や支持体の部材強度を低くでき、また、傾斜板と支持体の取付部の補強が不要となる。この結果、傾斜板の重量を小さくでき経済的である。
【０００８】
本発明において、傾斜板は、沖側において干潮水位における波の谷部より下方に没水させ、陸側において平均潮位高さより上方になるようする。消波構造物の傾斜板として消波機能を発揮するためである。陸側において、傾斜板の上端部を満潮水位より高くするか、或いは低くするかは、その消波構造物の果たすべき設計仕様により定まる。したがって、傾斜板の端部が、満潮時において満潮水位以下に没水することもある。
傾斜板面に沿って複数の開口からなる開口列を設ける。開口列を設ける傾斜板面の範囲は干潮水位と満潮水位間において没水する部分である。干潮水位と満潮水位はこれらの近傍を含む意味に使用する。特に干潮位においては設計波高１０％程度下側まで開口した方が好ましい。傾斜板において占める、かかる傾斜板面の範囲に複数の開口により形成される開口列を設け、その開口率２〜１０％とすくことが好ましい。ここで、開口率２〜１０％とするのは、開口率２％より小さくなると、傾斜板の背後からの衝撃波力を低減する効果が弱くなり、また開口率１０％より大きくすると、傾斜板の消波機能が低下するからである。開口率は、傾斜板全面積に対する開口総面積の比である。
傾斜板に設ける開口の形状を円形、角形、又はスリット状とすることができる。
本発明において、開口列を設ける傾斜板面の他の部分において、他の目的のため開口を設けることを妨げるものではない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態の例である。
図１において、鉄筋コンクリート製の傾斜板２を複数の杭６により支持されたジャケット５上に固定させて傾斜板式消波構造物１を構築する。傾斜板２は、沖側から陸側に上り勾配に傾斜させ、且つ沖側は干潮水位における波の谷部より下方に没水させ、陸側は平均潮位高さより上方になるように形成されている。また、傾斜板２には、開口列３を設け、開口列３は干潮水位と満潮水位間において没水する傾斜板面に沿って複数の開口４により形成させる。本例で、開口はスリット状の形状により形成される。
【００１０】
本発明を実施する場合、スリット状の開口４を適切なものにする必要がある。その理由は、傾斜板２を貫通して設ける開口列３の複数の開口４の開口率を大きくすると背面の衝撃波力を小さくできる反面、消波対象の波の透過率（伝達率）が大きくなり静穏度が低下することが懸念される。そのための所定の透過率を損なうことなく、背面の衝撃波力を低減しうる開口率を適切に選定する必要がある。
表１はスリットの開口率を変化させて、防波の傾斜板２に作用する波圧強度（波圧係数）と消波性能（透過率Ｋｔ、反射率Ｋｒ）に及ぼす影響を実験した結果である。
表１中に示すモデルＮＯ．１はスリットがない場合の比較例である。ここで、波圧係数は防波板に作用する波圧Ｐと静水圧の比Ｐ／ρｇＨである。
この実験結果を見れば，スリットありのモデルＮＯ．２，３，４はスリットなしモデルＮＯ．１に較べて、引波時に波圧係数が０．５から０．３５まで低くなっていることが分かる。
反面、透過率ｋｔが若干大きくなっているが、その増加率は例えば開口率２．９％で０．４９が０．５（２％の増加率）であり問題となる程ではない。また、副次効果として消波対象波の反射率ｋｒは０．５６から０．４３に大幅に小さくなる結果が得られた。なお、引波時の波力強度はスリットなしでは５ｔ／ｍ²であるのに対して開口率２．９％のスリットでは４．１ｔ／ｍ²（２割減）となる。
この実験結果から開口率を大きくする程、波圧係数は小さくなり背面の衝撃波力低減効果は大きくなるが反面、透過率ｋｔが悪くなり消波性能が低下する。
逆に、開口率をあまり小さくすると、透過率の悪化は避けられるが、衝撃波力低減の効果え十分発揮できなくなる。実用的な開口率は２〜１０％の範囲とすればよい。
【００１１】
【表１】

【００１２】
【実施例】
本発明において、図１の場合の具体的な実施例について説明する。
水深２０ｍ、設計波（波高、Ｈ_max＝１０ｍ，Ｈ_1/3＝６ｍ、Ｔ＝１３秒）、潮位（ＨＷＬ＋３ｍ，ＬＷＬ±０．０ｍ）の海象条件において、本発明の傾斜板式消波構造物１を実施する場合、図に示すように１ユニットの傾斜板２（鉄筋コンクリート製）の寸法諸元を、幅Ｂ＝３５．４ｍ，厚さｔ＝５０ｃｍ，長さＬ＝１０．２ｍとしたユニットを波の進行方向に向けて連設する。傾斜板２は天端高さ＋２．４ｍ、ＬＷＬからの没水深さ１５．３ｍとなるように海底地盤に打設されたジャケット５に固定され支持されている。
傾斜板２の水面付近には、３０ｃｍ幅×長さ７．０ｍのスリット状の開口４を１ユニットの傾斜板２について波方向と直交して５列にしたものを２列配置している。
この実施例では開口率２．９％、波の透過率（Ｋｔ）は０．５０、反射率（Ｋｒ）０．４３となり、開口部が無い場合に較べて傾斜板の波圧係数は０．５から０．４に低下でき、波圧強度を１．０ｔ／ｍ²程度低くなり、法線方向単位長さあたりの水平波力に換算すると１８ｔ／ｍ低くすることができた。
なお、スリット形状は狭幅の開口の他、図３（ａ）、（ｂ）に示すように丸型や角形の開口としてもよい。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の如く開口部を設けた傾斜板を用いると傾斜板背面に生じる衝撃波力を小さくすることができるため、傾斜板および支持杭やジャケットの支持体が軽量となり、また傾斜板とジャケットや支持杭との取付構造の補強を簡素化でき、経済的である。さらに消波対象の反射波を小さくする副次効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を説明する図である。
【図２】本発明の開口列の開口の形状がスリット状である例を示す図である。
【図３】本発明の開口列が円状（ａ）と、角状（ｂ）の例を示す図である。
【図４】従来技術を示す図である。
【図５】別の従来技術を示す図である。
【符号の説明】
１傾斜板式消波構造物
２傾斜板
３開口列
４開口
５ジャケット
６杭
７消波板
８ジャケット
９水面設置構造物
１０消波板
１１静水面
１２静水面
１３水面交差位置
１４水面交差位置
１５水面交差位置
１６突起物
１７突起物
１８突起物

Claims

開口列を設けた鋼製またはコンクリート製の傾斜板を、沖側から陸側に上り勾配に傾斜させ、且つ沖側は干潮水位における波の谷部より下方に没水させ、陸側は平均潮位高さより上方になるようにし、且つ杭上又は海底地盤中に打設された複数の杭により支持されたジャケット上に固定させ、前記開口列は干潮水位と満潮水位間において没水する傾斜板面に沿って複数の開口により形成させ、引波時において傾斜板の背後からの波を開口列を通して沖側に通過させ、傾斜板に生じる衝撃波力を低減することを特徴とする開口を有する傾斜板式消波構造物。
開口列を設けた鋼製またはコンクリート製の傾斜板を、沖側から陸側に上り勾配に傾斜させ、且つ沖側は干潮水位における波の谷部より下方に没水させ、陸側は平均潮位高さより上方になるようにし、且つ杭上又は海底地盤中に打設された複数の杭により支持されたジャケット上に固定させ、前記開口列は干潮水位と満潮水位間において没水する傾斜板面に沿って開口率２〜１０％の複数の開口により形成させ、引波時において傾斜板の背後からの波を開口列を通して沖側に通過させ、傾斜板に生じる衝撃波力を低減することを特徴とする開口を有する傾斜板式消波構造物。
傾斜板に設ける開口の形状を円形、角形、又はスリット状とした請求項１、又は請求項２記載の開口を有する傾斜板式消波構造物。