JP4717045B2

JP4717045B2 - 越波防止構造

Info

Publication number: JP4717045B2
Application number: JP2007263453A
Authority: JP
Inventors: 重雄力武
Original assignee: 重雄力武
Priority date: 2007-10-09
Filing date: 2007-10-09
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2027-10-09
Also published as: JP2009091810A

Description

本発明は、越波防止構造に関する。

台風や低気圧の通過時には、海上部が大時化となり、沿岸部に打ち寄せる波が、防波堤や護岸のコンクリート壁面で打ち上がり、陸上部への海水の流入により、建造物の損壊や、道路交通の障害、広範囲に亘る浸水被害などをもたらすことがある。
このような条件下においては、従来、護岸天端の嵩上げや、直立消波ブロック又はスリットケーソン式構造の採用、更には消波ブロックの設置等により越波防止対策がとられてきた。
しかしながら、これら従来の方法においては、波の打ち上げによって発生する海水の飛沫による塩害が十分に防止できないことや、建設コストが極めて高い等の問題がある。
特許文献１には、沖側壁面の上部に沖側に向かって迫り出した傾斜平面部を設けた防波構造物が記載されている。

特開平１１−２４１３２４号公報

従って、本発明の目的は、防波堤や護岸における波の打ち上げ防止と、越波流量の低減機能を備えた構造物を開発し、越波による災害を防止するとともに、建設コストも大幅に低減できる越波防止構造を提供することにある。

本発明は、防波堤又は護岸における静水面より上部の壁面に、海側に向かって突出する越波阻止用の凸部を設けてなり、前記凸部は、前記壁面と平行な断面形状が略円弧状の下面を有し、該下面は、下方から上方に向かうに従って水平面に対する傾斜角度が漸減しており、前記凸部が、前記壁面に沿って複数形成されており、前記下面を向かい合わせにして隣り合う２つの前記凸部間に、隙間が形成されており、該隙間の下方に、海側に向かって突出する第２凸部が設けられている、越波防止構造を提供することにより、上記目的を達成したものである。

また、本発明は、防波堤又は護岸における静水面より上部の壁面に、海側に向かって突出する越波阻止用の凸部を設けてなり、前記凸部は、前記壁面と平行な断面形状が略円弧状の下面を有し、該下面は、下方から上方に向かうに従って水平面に対する傾斜角度が漸減しており、前記凸部は、前記壁面と平行な断面形状が略４分の１円状をなし、該凸部の下面は、前記円弧に沿う方向の一端と他端とで鉛直方向の高低差が０．５〜２．０ｍであり、該凸部が、前記一端の位置する方向を揃えて、前記壁面に沿って複数形成されており、複数の該凸部は、前記壁面と平行で且つ水平な方向に該凸部が存在しない部分が実質的に生じないように形成されている、越波防止構造を提供するものである。
また、本発明は、防波堤又は護岸における静水面より上部の壁面に、海側に向かって突出する越波阻止用の凸部を設けてなり、前記凸部は、前記壁面と平行な断面形状が略円弧状の下面を有し、該下面は、下方から上方に向かうに従って水平面に対する傾斜角度が漸減しており、前記凸部は、前記壁面と平行な断面形状が下方に向けて凹の略円弧状の下面を、前記壁面と平行で且つ水平な方向に複数有しており、前記略円弧状の下面は、その下端における、水平面に対する傾斜角度が６０°〜９０°であり、該略円弧状の下面の鉛直方向の高さ（上下端間の高低差）が０．５〜５．０ｍであり、前記凸部は、前記壁面の高さ方向に一段のみ形成されており、前記略円弧状の下面に対向する壁面が形成されていない、越波防止構造を提供するものである。

本発明の越波防止構造は、越波防止性能に優れており、護岸背後の越波に伴う各種災害を防止できると共に、簡易な構造で陸上施工が可能なため建設コストが大幅に低減できる。

以下、本発明をその好ましい実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の越波防止構造１を示す斜視図である。
第１実施形態の越波防止構造１は、防波堤又は護岸における静水面Ｐより上部の壁面２に、海側に向かって突出する越波阻止用の凸部３，３・・を設けてなる。
第１実施形態における凸部３は、図１に示すように、壁面２と平行な断面形状が略Ｔ字状をなしている。各凸部３は、壁面２と平行な断面形状が略円弧状の２つの下面３ａ，３ｂ（下面）を有している。
各凸部３の下面３ａ，３ｂは、図２に示すように、下方から上方に向かうに従って水平面Ｈに対する傾斜角度θが漸次小さくなるように形成されている。他方、凸部３の上面３ｃは、水平面Ｈと略平行をなしている。
静水面Ｐは、対象海域の朔望平均満潮面を想定している。

第１実施形態における前記凸部３，３・は、図１に示すように、壁面２に沿って複数形成されている。図１には、四つの凸部３のみを示したが、壁面２に沿って水平方向に並ぶ凸部３の個数は、例えば５〜５００個程度とすることができる。
第１実施形態においては、図２に示すように、隣り合う凸部３Ａ，３Ｂは、一方の凸部３Ａの下面３ａと他方の凸部３Ｂの下面３ｂとが向かい合わせとなっている。そして、隣り合う２つの凸部３Ａ，３Ｂ同士はＸ方向に離間しており、両凸部３Ａ，３Ｂ間に隙間４が形成されている。
そして、隙間４の下方に、凸部３と同様に海側に向かって突出する第２凸部５が設けられている。第２凸部５は、壁面２と平行な断面形状が、上方に向けて凹の円弧状をなしている。本実施形態における第２凸部５は、図２に示すように、その上下面５ａ，５ｂとも半円形状をなしている。本実施形態において、凸部３及び第２凸部５それぞれの、壁面２と平行な断面形状は、両凸部３，５を、海側から視た正面視形状と同一である。

第２凸部５は、壁面２と平行で且つ水平な方向（図中Ｘ方向，以下、Ｘ方向ともいう）において、隣り合う凸部３，３同士間の略中央部に配されており、Ｘ方向の長さＬ１（図２参照）が、前記隙間４のＸ方向の長さＬ２（図２参照）と略同じである。
凸部３Ａ，３Ｂ間に隙間４を設けるのは、凸部３Ａの下面３ａに沿って上昇した水流と、凸部３Ａの下面３ｂに沿って上昇した水流とが隙間４の中間付近で衝突するが、適度の幅Ｌ２があれば、運動エネルギーが消耗され、隙間４を解放しても波の打ち上げが殆ど生じなくなるからである。一方、隙間４の範囲では、壁面２に波が直接上昇水流となるため越波が発生しやすくなるが、第２凸部５を設けることで、これを防止することができる。
第２凸部５のＸ方向の長さＬ１（図２参照）は、前記隙間４の同方向の長さＬ２（図２参照）の８０％以上であることが好ましく、９０〜１５０％であることがより好ましく、１００〜１２０％であることが更に好ましい。第２凸部５は、Ｘ方向の中央の位置が、隙間４の位置と略同じであることが好ましい。

第１実施形態の越波防止構造１においては、台風や低気圧により、大きな波が壁面２に衝突し、それによって該壁面に沿って水流が遡上（上昇）したとき、その上昇水流Ｓは、図３に示すように、凸部３と第２凸部５との間に集められ、該凸部３の下面３ａに沿って上昇する。そして、その上昇水流Ｓは、凸部３の下面に沿って上昇することにより、その流れの向きが、略鉛直方向Ｂから、壁面２と平行で且つ水平な方向（Ｘ方向）に近づくように漸次変化する。
その過程で、運動エネルギーが効率的に消耗され、凸部３の下面３ａの上端３１に達するまでの間に勢いを失った水流は、その場所から海に戻される。他方、凸部３の下面３ａの上端３１に達した時点でも勢いがある水流は、下面３ａの上端３１の位置を越えて飛び出すが、その方向は、最早、上方に向かう方向ではない。そのため、その水流が、凸部３を越えて壁面２の背後に向かうことはない。凸部３の下面３ａの上端部に達した時点でも水流にかなりの勢いがある場合、その水流は、下面３ａの上端３１の位置を越えて飛び出し、隣接する凸部３の下面３ｂに沿って同様に上昇してきた水流と、第２凸部５の上方で略水平に衝突する。この衝突により、更に運動エネルギーが効果的に消耗されるため、勢いのある上昇水流Ｓであっても、凸部３を越えて壁面２の背後に向かうことはない。
第１実施形態の越波防止構造１によれば、大きな波が壁面２に衝突し、壁面に沿って勢い良く水流が遡上（上昇）する場合であっても、このようにして、該水流が、凸部３を越えて壁面２の背後に向かうことを防止でき、優れた越波防止性能が発現される。

また、第１実施形態の越波防止構造１において、凸部３の下面３ａ，３ｂの上端３１の位置を越えて飛び出した水流は、第２部材５上又はその上方において、纏まった水流となって、海に戻る。
従来のフレア護岸のように、壁面を上昇する水流を、上方に向かうに従って海側に漸次迫り出した波返し部によって前方に送り返す場合、水流が薄いカーテン状態となって落下するため、強風時には、海水が飛沫となって背後地の広い範囲に降り注ぎ塩害をもたらすことがある。
第１実施形態の越波防止構造１によれば、凸部３の下面３ａ，３ｂの上端３１から飛び出した水流が、まとまった水流となって海に戻るため、強風によってあおられにくく、海水の飛沫による塩害を抑制することができる。
また、第２凸部５が上方に向けて凹の円弧状をなしていることは、壁面に沿って上昇する水流を、下部の曲面に沿わせることによる緩衝効果や、海面に落下する水流を纏めて上部の凹曲面で受けるため、飛沫防止効果もある。
また、第１実施形態における凸部の正面形状は、曲線主体であり景観性にも優れている。
また、第１実施形態における凸部３の下端部は、図２に示すように、丸めてあり、船体や凸部自体が損傷しにくいことや景観の点から好ましい。

第１実施形態の越波防止構造１は、防波堤や護岸を新設する場合に、上部コンクリートと凸部３及び第２凸部５を一体的に施工したものであるが、既設の防波堤や護岸の上部工を改良する場合には、凸部３及び第２凸部５を、壁面アンカー固定方式により設置することができる。
図４は、ケーソン７の上部に、図４中右下がりの平行斜線を付した部分８と共に凸部３及び第２凸部５を一体的に形成したものである。
図４には、ケーソンを示したが、本体が、スリットケーソンや直立消波ブロック又はコンクリートブロック等、何れの構造であっても良い。

第１実施形態の越波防止構造１は、比較的高い波が予想される外洋に面した防波堤や護岸にも適用可能である。
第１実施形態における凸部３や第２凸部５の大きさや間隔等は、波浪条件や水面上の設置高さ等に応じて適宜に決定することができる。一例を示せば、凸部３の略円弧状の下面３ａの高さＴ（図３参照）は、０．５〜５．０ｍとすることができ、好ましくは１．０〜３．０ｍである。また、凸部３及び第２凸部５の壁面２からの突出長さＬ３，Ｌ４（図１参照）は、０．５〜３．０ｍとすることができ、好ましくは１．０〜２．０ｍである。また、凸部３及び第２凸部５との最短距離Ｌ５（図２参照）は、凸部３の下面３ａ，３ｂの高さＴ（図３参照）の３０〜７０％、特に４０〜７０％であることが好ましい。
また、凸部３の円弧状の下面３ａ，３ｂは、水平面Ｈに対する傾斜角度θが、上端３１においては０°〜３０°、特に０°〜１５°であることが好ましく、下端３２においては、６０°〜９０°、特に７０°〜９０°であることが好ましい。

次に、本発明の第２及び第３実施形態の越波防止構造について説明する。
第２及び第３実施形態については、主として第１実施形態と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。特に説明しない点は、第１実施形態について上述した説明が適宜適用される。
第２実施形態の越波防止構造１’においては、図５に示すように、壁面２と平行な断面形状が略４分の１円状の凸部３’が、壁面２に沿って複数形成されている。複数の凸部３’，３’・・は、壁面２と平行で且つ水平な方向（Ｘ方向）に、該凸部３’が存在しない部分が実質的に生じないように形成されている。即ち、波が壁面２に衝突して生じた上昇水流が、凸部３’にぶつかることなく、凸部３’の上端位置より上方に上昇することがないようになされている。但し、凸部３’の大きさに対して十分に小さい隙間が、凸部３’間に形成されていることは許容される。
凸部３’のＸ方向の長さＬ６（図６参照）を１００としたとき、隣接する凸部３’同士が重なる長さＬ７（図６参照）は、−１０〜２０であることが好ましく、０〜１０であることがより好ましい。重なる長さＬ７がマイナスの値である場合は、その値分だけ凸部３’間が離間していることを意味する。

第２実施形態の越波防止構造１’においても、大きな波が壁面２に衝突し、それによって該壁面に沿って水流が遡上（上昇）したとき、その上昇水流は、凸部３’の下面に沿って上昇し、その上昇水流の流れの向きが、略鉛直方向から、壁面２と平行で且つ水平な方向（Ｘ方向）に近づくように漸次変化する。
その過程で、運動エネルギーが効率的に消耗され、凸部３’の下面３ａの上端３１に達するまでの間に勢いを失った水流は、その場所から海に戻される。他方、凸部３の下面３ａの上端３１に達した時点でも勢いがある水流は、該上端３１の位置を越えて飛び出すが、その方向は、最早、上方に向かう方向ではないため、その水流が、凸部３’を越えて壁面２の背後に向かうことはない。また、従来のフレア護岸に比して、海に送り返される水流が強風にあおられにくいため、海水の飛沫による塩害も抑制することができる。

第２実施形態の越波防止構造１’は、比較的波高の小さな場所で、既設護岸の改良に適している。
第２実施形態の越波防止構造１’における凸部３’の曲面の方向は、現場条件により左右の何れかを選定することができ、その大きさは、波浪条件や水面上の設置高さ等に応じて適切に決定することができる。一例を示せば、凸部３’の略円弧状の下面３ａの高さＴ（図６参照）は、０．５〜２．０ｍとすることができ、好ましくは１．０〜１．５ｍである。
尚、凸部３’の円弧状の下面３ａの上下端３１，３２における、水平面Ｈに対する傾斜角度θの好ましい値は、第１実施形態と同様である。

第３実施形態の越波防止構造１”は、図７に示すように、壁面２と平行で且つ水平な方向（Ｘ方向）に連続する凸部３”を有している。凸部３”は、壁面２と平行な断面形状が下方に向けて凹の円弧状の下面３ｄを、壁面２と平行で且つ水平な方向（Ｘ方向）に複数有している。
第３実施形態の越波防止構造１”においては、大きな波が壁面２に衝突し、それによって該壁面に沿って水流が遡上（上昇）したとき、その上昇水流は、円弧状の下面３ｄの両側から上昇して頂部に集中した後、大きな水塊となって前面に落下する。そのため、波が凸部３を越えて上昇したり（越波）、強風にあおられた水流が飛沫となって背後に飛散することも防止することができる。
凸部３”の円弧状の下面３ｄの上下端３１，３２における、水平面Ｈに対する傾斜角度θの好ましい値は、第１実施形態と同様である。
尚、図７に示すように、越波防止用の凸部３”には、船の衝突による船体や凸部３”の損傷を防止するために、ゴム製の衝撃低減部材６等を設けることもできる。

以上、本発明の幾つかの好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の各実施形態に制限されず、適宜変更可能である。
例えば、第１〜第３実施形態における凸部３，３’，３”の下面３ａ，３ｂ，３ｄは、それぞれ円弧状の連続曲面から形成されていたが、これに代えて、図８に示すように、凸部の下端側から上端側に向かって複数（好ましくは３以上）の平面３３，３３・・が並んでおり、これらの平面３３，３３・・の水平面に対する傾斜角度が、凸部３の下端側に位置する平面３３ｂから上端側に位置する平面３３ａに向かって漸減していても良い。このような場合も壁面２と平行な断面形状が略円弧状である場合に含まれる。また、凸部３，３’，３”の下面が、平面からなる部分と曲面からなる部分とを有し、それらが全体として、略円弧状をなしていても良い。

また、第１実施形態における断面略Ｔ字状の凸部３に代えて、図９に示すように、断面略Ｔ字状の凸部３を有していても良い。
また、第１実施形態の凸部３と第２実施形態の凸部３’とを組み合わせたり、第１実施形態の第２凸部５と第２実施形態の凸部３’を組み合わせることもできる。
また、第１実施形態における、凸部３の下端は尖っていても良いし、第２部材５は、壁面と平行な断面の形状が略Ｖ字状であっても良い。また、円弧状の第２部材と略Ｖ字状の第２凸部とを混在させても良い。

また、第１実施形態の凸部３や第２凸部５、及び第３実施形態の凸部３”の形成材料は、コンクリートや鉄筋コンクリートで、場所打ちコンクリートとするのが好ましい。一方、第２実施形態の凸部３’は、プレキャストコンクリート又は鋼材で加工したものを、現地に搬入し、場所打ちコンクリートで固定するか、既設コンクリート壁面にアンカーボルトで固定しても良い。
また、本発明に係る越波防止構造は、防波堤又は護岸の海に臨む連続する壁面のうち、越波対策が必要な箇所のみに設けても良い。

上述した一の実施形態における説明省略部分及び一の実施形態のみが有する要件は、それぞれ他の実施形態に適宜適用することができ、また、各実施形態における要件は、適宜、実施形態間で相互に置換可能である。

図１は、本発明の第１実施形態である越波防止構造を示す斜視図である。図２は、図１の越波防止構造の一部を海側から視た模式正面図である。図３は、図１の越波防止構造における上昇水流の流れを模式的に示す図である。図４は、本発明の越波防止構造をケーソン式護岸の上部工に設けた例を示す模式断面図である。図５は、本発明の第２実施形態である越波防止構造を示す斜視図である。図６は、図５の越波防止構造の一部を海側から視た模式正面図である。図７は、本発明の第３実施形態である越波防止構造を示す斜視図である。図８は、本発明の更に他の実施形態を示す模式図である。図９は、本発明の更に他の実施形態を示す模式図である。

符号の説明

１，１’，１” 越波防止構造
２壁面
３，３’，３” 越波阻止用の凸部
３ａ，３ｂ，３ｄ下面
５第２凸部
Ｐ静水面
Ｓ上昇水流

Claims

防波堤又は護岸における静水面より上部の壁面に、海側に向かって突出する越波阻止用の凸部を設けてなり、
前記凸部は、前記壁面と平行な断面形状が略円弧状の下面を有し、該下面は、下方から上方に向かうに従って水平面に対する傾斜角度が漸減しており、
前記凸部が、前記壁面に沿って複数形成されており、前記下面を向かい合わせにして隣り合う２つの前記凸部間に、隙間が形成されており、該隙間の下方に、海側に向かって突出する第２凸部が設けられている、越波防止構造。
前記凸部は、前記壁面と平行な断面形状が略Ｔ字状又は略Ｙ字状をなし、前記下面を背中合わせに２面有しており、該凸部と前記第２凸部とが、前記壁面に沿って交互に形成されている、請求項１記載の越波防止構造。
前記第２凸部は、前記壁面と平行な断面形状が、上方に向けて凹の円弧状をなしている、請求項１又は２記載の越波防止構造。
防波堤又は護岸における静水面より上部の壁面に、海側に向かって突出する越波阻止用の凸部を設けてなり、
前記凸部は、前記壁面と平行な断面形状が略円弧状の下面を有し、該下面は、下方から上方に向かうに従って水平面に対する傾斜角度が漸減しており、
前記凸部は、前記壁面と平行な断面形状が略４分の１円状をなし、該凸部の下面は、前記円弧に沿う方向の一端と他端とで鉛直方向の高低差が０．５〜２．０ｍであり、該凸部が、前記一端の位置する方向を揃えて、前記壁面に沿って複数形成されており、複数の該凸部は、前記壁面と平行で且つ水平な方向に該凸部が存在しない部分が実質的に生じないように形成されている、越波防止構造。
防波堤又は護岸における静水面より上部の壁面に、海側に向かって突出する越波阻止用の凸部を設けてなり、
前記凸部は、前記壁面と平行な断面形状が略円弧状の下面を有し、該下面は、下方から上方に向かうに従って水平面に対する傾斜角度が漸減しており、
前記凸部は、前記壁面と平行な断面形状が下方に向けて凹の略円弧状の下面を、前記壁面と平行で且つ水平な方向に複数有しており、
前記略円弧状の下面は、その下端における、水平面に対する傾斜角度が６０°〜９０°であり、該略円弧状の下面の鉛直方向の高さが０．５〜５．０ｍであり、
前記凸部は、前記壁面の高さ方向に一段のみ形成されており、
前記略円弧状の下面に対向する壁面が形成されていない、越波防止構造。