JP5041201B2 - 地上構造物の津波対策工 - Google Patents

Description

本発明は、地上に設置されたタンク等の構造物自体に対する津波対策工に関する。

従来、例えば、石油ターミナルにおける津波対策工として、湾口に防波堤や防浪堤を設置する技術がある。これら防波堤等は、海中に築造される構造物であり、通常、ケーソンや盛土などからなる。この防波堤等の津波対策工によれば、防波堤等によって湾内に津波が押し寄せることを防止することができ、湾岸に設置された石油タンクを津波から守ることができる（例えば、特許文献１，２，３参照。）。
特開平７−１１３２１６号公報 特開平７−１１３２１９号公報 特開平１１−８１２６９号公報

しかしながら、上記した従来のタンク等の地上構造物の津波対策工では、防波堤等は大型の構造物であるため、その設置には、大掛かりな工事が必要であるという問題が存在する。したがって、津波対策工の建設工事には相当の費用と時間を要する。また、上記した従来の地上構造物の津波対策工では、防波堤等が大型の構造物であるため、当該防波堤等を設置するための広い用地を要するという問題が存在する。

本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、構造物自体に対して津波対策がなされて構造物の津波被害を防止することができ、且つ、当該津波対策工のために広い用地が確保できない場合でも構築することができ、簡単に構築することができる地上構造物の津波対策工を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、地上に設置された構造物の津波対策工であって、構造物の外側に、自立式の津波防護柵が設置されており、該津波防護柵の高さが、想定される津波の遡上高さとほぼ同等に設定され、前記津波防護柵は複数の板材を鉛直方向に並べて構成されるとともに、隣り合う前記板材間には水平方向に延在する隙間が形成され、前記津波防護柵の上方には、津波が越流したときにその越流が通過可能な隙間が形成されているとともに、津波によって流された漂流物の進入を防止するガード部材が設置されていることを特徴としている。

このような特徴により、津波が発生した場合、津波は津波防護柵に突き当たって、構造物に直接衝突することはない。また、仮に、津波を完全に遮断しようとすると、防護柵を想定される津波の遡上高さよりも相当高くする必要があり、その設置には大掛かりな工事が必要となるが、本発明は、津波防護柵の高さが、想定される津波の遡上高さとほぼ同等に設定するため、津波防護柵が簡易的に設置される。また、このような津波防護柵は、津波の越流を許容することになるが、越流があっても津波防護柵によって越流波のエネルギーは減衰されているため、越流によって構造物が被害を受けることはない。また、自立式の津波防護柵であるため、ケーソンや盛土を築造する場合に比べて小さい用地があればよく、また、片持ばり式擁壁（Ｌ型擁壁等）や重力式擁壁と比べてもその用地は小さくて済む。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の地上構造物の津波対策工において、前記構造物は、地盤内に定着されたグランドアンカーにより固定されていることを特徴としている。

このような特徴により、津波が津波防護柵を越流した場合であっても、その越流によって構造物が浮き上がったり滑動したりすることが防止される。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の地上構造物の津波対策工において、前記構造物の外周面のうち、少なくとも想定される津波の遡上高さよりも下側の位置には、構造物周方向に延在する補強リブが設けられていることを特徴としている。

このような特徴により、構造物自体が補強リブによって補強され、津波が津波防護柵を越流した場合であっても、津波波力による構造物の局部座屈及び全体座屈が防止される。

本発明に係る地上構造物の津波対策工によれば、構造物自体に対して津波対策がなされ、構造物の津波被害を防止することができ、且つ、当該津波対策工のために広い用地が確保できない場合でも構築することができ、また、簡単な工事で当該津波対策工を構築することができる。

以下、本発明に係る地上構造物の津波対策工の第１、第２、第３の実施の形態について、図面に基いてそれぞれ説明する。

［第１の実施の形態］
まず、本発明に係る地上構造物の津波対策工の第１の実施の形態について説明する。
図１は第１の実施の形態における津波対策工を表す平面図であり、図２は第１の実施の形態における津波対策工を表す立面図である。

図１、図２に示すように、本実施の形態における津波対策工は、湾岸等の海の近い地域に設置されたタンク１（地上構造物）の津波対策工であって、地上に設置されたタンク１の外側に津波防護柵２が設置された構成からなる。津波防護柵２は、津波がタンク１の設置地域まで遡上した場合に当該津波に対抗するための防護柵であり、タンク１を囲うように環状に設置されている。また、津波防護柵２は、タンク１の外周面から所定の間隔をあけて配設されており、さらに、本実施の形態ではタンク１の外周に沿って延在されている。

図３は上記した津波防護柵２を表す立面図である。
図１，図２，図３に示すように、津波防護柵２は、自立式の防護柵であり、間隔をあけて立設された複数の親杭３…と、各親杭３…間に介装された複数の横矢板４…とから構成されている。このような構成からなる津波防護柵２は、地盤Ｇ内に障害物がある場合であっても施工可能である。

親杭３は、例えばＨ形鋼などの鋼材からなり、その下部は地盤Ｇ内に所定深さまで根入れされており、その上部は地表面から垂直に立ち上げられている。親杭３の根入れ深さＬは、津波防護柵２が津波の水圧を受けたときに親杭３…が転倒しない程度の深さに設定される。横矢板４は、例えば軽量鋼矢板などの長尺の板材からなり、水平方向に延在されているとともに隣り合う親杭３，３間に嵌め込まれている。

各親杭３，３間には、横矢板４…が鉛直方向に複数並べられており、これら複数の横矢板４…によって、隣り合う親杭３，３間には、津波を受けるための壁体５が形成されている。また、津波防護柵２の高さH１は、想定される津波の遡上高さＨ２とほぼ同等（本実施の形態では、遡上高さＨ２と同一、又は、遡上高さＨ２に近似する高さを意味する。以下、同じ。）に設定されている。つまり、津波防護柵２は、津波を完全に遮断するものではなく、津波の越流を許容するものである。ここで、津波防護柵２の高さH１とは、地表面から壁体５上端までの高さのことであり、津波を受け得る面の高さを意味している。ちなみに、想定される津波の遡上高さＨ２は、地震の大きさ、発生位置、海底地形等によって変わってくるが、過去に発生した地震を参考にその付近の海底や海岸地形を考慮してシミュレーションし、想定するものである。

なお、鉛直方向に並べられた複数の横矢板４…は、互いの側面（長辺方向の端面）同士を重ね合わせた状態で設置されているが、これらの横矢板４，４間には多少の隙間があり、横矢板４，４間から遡上した津波の水が横矢板４，４間から津波防護柵２内に多少浸水し得る状態になっていてもよい。つまり、津波防護柵２は、津波を完全に遮断するためのものではなく、津波の勢いを低減させるための簡易的なものでよい。

また、親杭３，３間に設置される壁体５は、その下端部を地盤Ｇ内に若干根入れさせておくことが好ましい。つまり、親杭３，３間に嵌め込まれる横矢板４…のうちの下端側の横矢板４…を地盤Ｇ内に埋設させておく。これによって、津波によって津波防護柵２の下側に洗掘防止が図れ、地盤Ｇ内に埋め込まれた壁体５下端部からの浸水を防ぐことができる。

また、親杭３…の上端部は、上記した津波防護柵高さH１よりも上方に突出されており、隣り合う親杭３，３の上端部間にはガード部材６が架設されている。このガード部材６は、各親杭３…上端部間にそれぞれ架設されている。ガード部材６としては、軽量鋼矢板等の長尺の板材を用いることができる。この場合、板状のガード部材６…は、壁体５の上端（最上端に位置する横矢板４）との間に適切な間隔Ｄをあけて配設される。この間隔Ｄは、津波と共に流されてくる漂流物が通過しない程度に小さい寸法とするのがよい。なお、ガード部材６は板状のものに限定されず、例えば、ガード部材６として単管パイプ等の棒状部材を用いてもよい。具体的には、ガード部材６は、水平方向に延在する複数の単管パイプが適切な間隔をあけて並列に並べられた構成であってもよい。また、必要に応じてガード部材６に縦材が備えられていてもよく、条材を格子状に組んだ構成からなるガード部材６であってもよい。

次に、上記した構成からなる津波対策工の作用について説明する。

津波がタンク１に向かって押し寄せると、当該津波は津波防護柵２に突き当たる。このとき、発生した津波の遡上高さが想定された遡上高さＨ２とほぼ同等或いはそれ以上である場合、当該津波は、津波防護柵２を越えて津波防護柵２内に流入する。つまり、例えば、ガード部材６が板材からなる場合、津波防護柵２の壁体５とガード部材６との間から津波の水が津波防護柵２内に流れ込む。この結果、津波防護柵２内のタンク１は越流に晒されることとなるが、水の勢いは津波防護柵２によって減衰され、越流波のエネルギーは相当に小さなものとなるため、津波防護柵２内への越流によってタンク１が損傷することはない。

また、津波と共に、津波によって流された車や船舶等の漂流物が押し寄せてくる可能性がある。仮に、これらの漂流物がタンク１に衝突すると、タンク１は多大な損傷を受けるおそれがあるが、上記した構成からなる津波対策工では、津波防護柵２の壁体５上端と間隔をあけてガード部材６が架設されているため、当該津波防護柵２が、越流から上記漂流物を取り除く篩いの役目を果たす。つまり、津波とともに流されている漂流物は、津波防護柵２のところでガード部材６に突き当たって止められ、津波防護柵２内への流れ込みが抑止される。

上記した構成からなるタンク１の津波対策工によれば、津波は津波防護柵２に突き当たるため、タンク１に津波が直接突き当たることはない。これにより、津波によってタンク１が損傷することを防止することができる。仮に、越流があっても津波防護柵２によって越流波のエネルギーは減衰されるため、越流によってタンク１が被害を受けることもない。このように、タンク１の津波被害を防止することができる。このように、タンク自体に対して津波対策がなされて、タンクの津波被害を防止することができる。

また、津波防護柵２の高さＨ１が、想定される津波の遡上高さＨ２とほぼ同等であるため、津波防護柵２は、大掛かりなものとならず、簡易的に設置される。これにより、簡単な工事で津波対策工を構築することができ、津波対策工の建設工事のコストを抑えることができるとともに、短い工期で津波対策工を構築することができる。なお、津波防護柵２の耐圧強度については、遡上高さＨ２の３倍の高さに対応する静水圧分布において、地盤から津波防護柵２の高さＨ１までの静水圧分布の水平方向力に少なくとも耐えられる強度とする必要がある。

また、津波防護柵２は自立式であるため、ケーソンや盛土等によって防波堤を築造する場合やＬ型擁壁や重力式擁壁を築造する場合と比べて、その設置のための用地は狭いもので済む。これによって、当該津波対策工のために広い用地を確保する必要がなく、上記したケーソン等の構造物が設置できない場合であっても津波対策工を構築することができる。

また、各親杭３，３上端部間に架設されたガード部材６…を備える津波防護柵２は、篩いの役目を果たし、ガード部材６…によって、漂流物が越流に乗って津波防護柵２内に進入することを防止することができる。これによって、津波によって流された漂流物がタンク１に衝突することを防ぐことができ、タンク１の破損を防止することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明に係る地上構造物の津波対策工の第２の実施の形態について説明する。なお、上述した第１の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付すことで、その説明を省略する。
図４は第２の実施の形態における津波対策工を表す平面図であり、図５は第２の実施の形態における津波対策工を表す立面図である。

図４，図５に示すように、タンク１は、地盤Ｇ内に定着された複数のグランドアンカー７…によって固定されている。グランドアンカー７…は、津波によるタンク１の浮き上がりや滑動を防止するためのものであり、タンク１の周りに均等に配設されている。また、グランドアンカー７…は、想定される津波の遡上高さＨ２に基づいて把握される想定浮力に抵抗できる程度のアンカー力を有するものであり、その下端部は定着地盤Ｇ´内に埋設されて定着されている。

グランドアンカー７…の上端部は、タンク１の下端部に固定された桁材８，８の両端部に取り付けられて定着されている。桁材８は、Ｈ形鋼等の鋼材１５の両端にタンク１の側方に張り出す張出部材１０，１０がそれぞれ取り付けられた構成からなる。鋼材１５は、タンク１が載置された基盤９上でタンク１の図示せぬ底版上に設置されており、桁材８は、タンク１の下端部を水平方向に貫通した状態で設けられている。また、本実施の形態では、２本の桁材８，８が十字状に配設されている。

図６はグランドアンカー７上端の取付構造を表した拡大図である。
図４，図５，図６に示すように、桁材８の端部に取り付けられた張出部材１０は、上下平行に対向配置された２枚の鋼板１０ａ，１０ａの間に、当該鋼板に直交する他の鋼板１０ｂ，１０ｂを２枚平行に介装させた構成からなる鋼製部材である。張出部材１０の基端部は桁材８の上フランジの上に載せられてボルト接合されており、また、張出部材１０（鋼板１０ａ，１０ａ）の先端部には図示せぬ孔が形成されている。この孔にはグランドアンカー７の上端が挿通されており、張出部材１０から上方に突出したグランドアンカー７の上端は、張出部材１０の先端部の上に設置された定着構造１１によって固定されている。なお、張出部材１０が接合された桁材８の端部には、複数の補剛リブ１２…が間隔をあけて配設されており、また、グランドアンカー７を挿通させるための図示せぬ孔が形成された張出部材１０の先端部には、当該孔の両側に補剛リブ１３，１３がそれぞれ配設されている。また、基盤９の側方には、張出部材１０の先端部を支持するための断面Ｌ字形のコンクリート造の支持台１４が設けられており、この支持台１４の内部には、グランドアンカー７が貫設されている。

上記した構成からなる津波対策工によれば、タンク１自体がグランドアンカー７…によって地盤Ｇに固定されているため、津波が津波防護柵２を越流した場合であっても、その越流によってタンク１が浮き上がったり滑動したりすることが防止される。これによって、タンク１の津波被害を防止することができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明に係る地上構造物の津波対策工の第３の実施の形態について説明する。なお、上述した第１の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付すことで、その説明を省略する。

図７は第３の実施の形態における津波対策工を表す立面図である。
図７に示すように、タンク１の外周面には、タンク周方向に延在する補強リブ１６…が設けられている。補強リブ１６…は、タンク１の外周面に接合或いは一体的に形成されたリング状のリブであり、鉛直方向に間隔をあけて複数段設けられている。これらの補強リブ１６…は、想定される津波の遡上高さＨ２よりも下側の位置に設けられている。

上記した構成からなる津波対策工によれば、タンク１自体が補強リブ１６…によって補強され、津波が津波防護柵２を越流した場合であっても、津波波力によるタンク１の局部座屈及び全体座屈が防止される。これによって、タンク１の津波被害を防止することができる。

以上、本発明に係る地上構造物の津波対策工の第１、第２、第３の実施の形態についてそれぞれ説明したが、本発明は上記した各実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記した実施の形態では、津波防護柵２は、タンク１の外縁に沿って延在されており、略円柱形のタンク１の周囲に配置された津波防護柵２は、タンク１の径よりも大きい径の略円形に延在されているが、本発明は、津波防護柵がタンクの外縁に沿って延在していなくてもよく、略円柱形のタンクの周囲に、平面視矩形状に延在された津波防護柵が設置されていてもよい。

また、上記した実施の形態では、津波防護柵２の中にタンク１が一つだけ設置された状態になっているが、本発明は、津波防護柵の中に複数のタンクからなるタンク群が設置された状態であってもよく、つまり、津波防護柵によって複数のタンクをまとめて囲う構成であってもよい。

また、上記した実施の形態では、タンク１（地上構造物）の外側を囲んで環状に閉合する津波防護柵２を設置したが、本発明は、津波防護柵が閉合されてなく、一部開放されていてもよい。例えば、タンク外側のうち、海岸側の津波が押し寄せる側にのみ、ほぼ直線的に津波防護柵を設置してもよいし、津波が押し寄せる方向と反対側が開放されたほぼコ字状の津波防護柵でタンク外側を囲うように設置してもよい。いずれにしても、少なくともタンク外側で津波が押し寄せる（遡上してくる）側は津波防護柵を設置しておく。

また、上記した第２の実施の形態では、タンク１を貫通する桁材８，８の両端にグランドアンカー７…上端を固定させているが、本発明は、タンクの外周にリング状の桁材を配設し、その桁材にグランドアンカーの上端を固定させてもよい。

また、上記した第３の実施の形態では、補強リブ１６…が、想定される津波の遡上高さＨ２よりも下側の位置にのみ設けられているが、本発明は、少なくとも想定される津波の遡上高さよりも下側の位置に補強リブが設けられていればよく、例えば、想定される遡上高さよりも上側にも補強リブが設けられていてもよく、タンクの外周面全体に補強リブが設けられていてもよい。

また、上記した第３の実施の形態では、想定される津波の遡上高さＨ２よりも下側の位置に、リング状の補強リブ１６…が複数段設けられているが、本発明は、補強リブが一段だけ設けられていてもよく、また、補強リブはリング状でなくてもよく、例えば、円弧状の補強リブであってもよい。

また、本発明は、上記した第２の実施の形態の構成と第３の実施の形態の構成とを組み合わせた構成であってもよい。つまり、本発明は、タンク（地上構造物）の周囲に、想定される津波の遡上高さとほぼ同等の高さに設定された自立式の津波防護柵がタンクを囲むように設置されているとともに、タンクが、地盤内に定着されたグランドアンカーにより固定され、さらに、タンクの外周面のうち、少なくとも、想定される津波の遡上高さよりも下側の位置に、タンク周方向に延在する補強リブが設けられている津波対策工であってもよい。

その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施の形態を説明するための地上構造物の津波対策工を表す平面図である。 本発明の第２の実施の形態を説明するための地上構造物の津波対策工を表す立面図である。 本発明の第１の実施の形態を説明するための津波防護柵を表す立面図である。 本発明の第２の実施の形態を説明するための地上構造物の津波対策工を表す平面図である。 本発明の第２の実施の形態を説明するための地上構造物の津波対策工を表す立面図である。 本発明の第２の実施の形態を説明するためのグランドアンカー上端の取付構造を表す立面図である。 本発明の第３の実施の形態を説明するための地上構造物の津波対策工を表す立面図である。

符号の説明

１ タンク（地上構造物）
２，２´ 津波防護柵
７ グランドアンカー
１６ 補強リブ
Ｈ１ 津波防護柵の高さ
Ｈ２ 想定される津波の遡上高さ
Ｇ 地盤

Claims (3)

1. 地上に設置された構造物の津波対策工であって、
   構造物の外側に、自立式の津波防護柵が設置されており、
   該津波防護柵の高さが、想定される津波の遡上高さとほぼ同等に設定され、
   前記津波防護柵は複数の板材を鉛直方向に並べて構成されるとともに、隣り合う前記板材間には水平方向に延在する隙間が形成され、
   前記津波防護柵の上方には、津波が越流したときにその越流が通過可能な隙間が形成されているとともに、津波によって流された漂流物の進入を防止するガード部材が設置されていることを特徴とする地上構造物の津波対策工。
2. 請求項１記載の地上構造物の津波対策工において、
   前記構造物は、地盤内に定着されたグランドアンカーにより固定されていることを特徴とする地上構造物の津波対策工。
3. 請求項１または２記載の地上構造物の津波対策工において、
   前記構造物の外周面のうち、少なくとも、想定される津波の遡上高さよりも下側の位置には、構造物周方向に延在する補強リブが設けられていることを特徴とする地上構造物の津波対策工。

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