JP5822351B2 - 消波ブロック - Google Patents

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本発明は、護岸等に用いられる消波ブロックに関する。
正四面体系統に属するコンクリート製の消波ブロックは、特許文献1に開示されるように、3次元下で放射状に位置する4個の脚を一体に有し、且つ、該4個の脚のうちの任意の3個の脚による4方向自立を可能としている。また、4個の脚の形状は回転対称形状、例えば先細りの正6角錐台や先細りの円錐台であり、該4個の脚それぞれの軸線は消波ブロックの重心を通っている。即ち、この消波ブロックを硬質平面上で4方向自立させた状態それぞれでは、3個の脚の先端が該硬質平面に実質的に点接触する。
ところで、前記消波ブロックは海岸や河岸や湖岸等の岸辺、或いは、岸辺から離れた所、具体的には砂地盤や土地盤等の軟弱地盤上に消波構造物を構築する際に用いられるものであって、該消波構造物は消波ブロックを平置きするタイプと重ね置きするタイプに大別される。
しかしながら、前記消波ブロックの自立原理が3点接触であるため、該消波ブロックを軟弱地盤上で4方向自立させた状態それぞれでは、3個の脚の先端が軟弱地盤に潜り込んだときの潜り込み深さ及び方向がランダムになり易く、軟弱地盤上に設置する際、並びに、設置後に波衝撃を受けた際にその姿勢及び位置が変化し易い。即ち、前記消波ブロックは、軟弱地盤上で4方向自立させた状態それぞれにおいて自立姿勢に乱れを生じ易い。
依って、前記消波ブロックを用いて平置きタイプの消波構造物を構築する場合にあっては、個々の消波ブロックの自立姿勢に乱れを生じ易いため、所期の平置き態様と美観を得難い。また、前記消波ブロックを用いて重ね置きタイプの消波構造物を構築する場合にあっては、最下段の消波ブロックにその上に積まれた消波ブロックの重量が加わることも相俟って、最下段の消波ブロックの自立姿勢、並びに、その上の消波ブロックの積み重ね姿勢に乱れを生じ易いため、所期の重ね置き態様と美観を得難いと共に、該姿勢乱れを原因とした崩れを生じる危険性もある。
特許第4440954号公報
本発明の目的は、軟弱地盤上で4方向自立させた状態それぞれにおいて安定した自立姿勢を確保し易い消波ブロックを提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明は、3次元下で放射状に位置する4個の脚を一体に有し、且つ、該4個の脚のうちの任意の3個の脚による4方向自立を可能としたコンクリート製の消波ブロックであって、前記4個の脚の先端部それぞれには、前記消波ブロックを硬質平面上で4方向自立させた状態それぞれで該硬質平面に略面接触する面が形成されており、該4方向自立させた状態それぞれで前記硬質平面と略面接触する3つの面は、該3つの面のうちの2つ又は1つの面が小面積面で残りの面が該小面積面よりも面積が大きな大面積面となっている、ことをその特徴とする。
本発明によれば、消波ブロックの自立原理が3面接触であり、しかも、該3面が2つ又は1つの小面積面と1つ又は2つの大面積面の組み合わせであるため、該消波ブロックを軟弱地盤上で4方向自立させた状態それぞれでは、3点接触を自立原理とする従前の消波ブロックに比べて、3個の脚の先端が軟弱地盤に潜り込んだときの潜り込み深さ及び方向に制限を掛け易い。加えて、前記3面が2つ又は1つの小面積面と1つ又は2つの大面積面の組み合わせであって、該3面に均等に荷重が掛かったときおける単位面積当たりの荷重は[小面積面>大面積面]となるため、消波ブロックを軟弱地盤上で4方向自立させた状態それぞれでは、[小面積面の潜り込み深さ>大面積面の潜り込み深さ]の関係を実現し、3個の脚の先端が軟弱地盤に潜り込んだときの潜り込み深さに積極的に差異を付けて該軟弱地盤に対する引っ掛かりを得易い。
つまり、前記消波ブロックにあっては、該消波ブロックを軟弱地盤上で4方向自立させた状態それぞれにおいて、3個の脚の先端が軟弱地盤に潜り込んだときの潜り込み深さ及び方向に制限を掛け易いこと、並びに、3個の脚の先端が軟弱地盤に潜り込んだときの潜り込み深さに積極的に差異を付けて該軟弱地盤に対する引っ掛かりを得易いことから、軟弱地盤上に設置する際、並びに、設置後に波衝撃を受けた際にその姿勢及び位置が変化し難い。即ち、前記消波ブロックは、軟弱地盤上で4方向自立させた状態それぞれにおいて安定した自立姿勢を確保し易い。
本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る消波ブロックの上面図である。 図2は、図1に示した消波ブロックを同図のA方向から見た側面図である。 図3は、図1に示した消波ブロックを同図のB方向から見た側面図である。 図4は、図1に示した消波ブロックを図2のC方向から見た下面図である。 図5(A)は、図1に示した脚の上面図;図5(B)は、図5(A)に示した脚を同図のD方向から見た側面図;図5(C)は、図5(A)に示した脚を同図のE方向から見た側面図である。 図6は、図1のF−F線に沿う縦断面図である。 図7は、図1に示した消波ブロックを軟弱地盤上に設置する場合、並びに、該消波ブロックを用いて軟弱地盤上に消波構造物を構築する場合の作用及び効果の説明図である。 図8は、本発明の第2実施形態に係る消波ブロックの図4対応の下面図である。
《第1実施形態》
図1は本発明の第1実施形態に係る消波ブロック10の上面図、図2は図1に示した消波ブロック10を同図のA方向から見た側面図、図3は図1に示した消波ブロック10を同図のB方向から見た側面図、図4は図1に示した消波ブロック10を図2のC方向から見た下面図、図5(A)は図1に示した脚11の上面図、図5(B)は図5(A)に示した脚11を同図のD方向から見た側面図、図5(C)は図5(A)に示した脚11を同図のE方向から見た側面図、図6は図1の図1のF−F線に沿う縦断面図、図7は図1に示した消波ブロックを軟弱地盤上に設置する場合、並びに、該消波ブロックを用いて軟弱地盤上に消波構造物を構築する場合の作用及び効果の説明図である。
先ず、図1〜図6を引用して、第1実施形態に係る消波ブロック10の形状、並びに、該消波ブロック10を硬質平面HP上に自立させた状態について説明する。
消波ブロック10はコンクリートを材料として作製されたものであって、図1〜図4から分かるように、3次元下で放射状に位置する4個の脚11(図5(A)〜図5(C)を参照)を一体に有しており、該4個の脚11のうちの任意の3個の脚11による4方向自立を可能としている。ここでの「4方向自立」は、自立に利用できる3個の脚11の組み合わせが4種類あることを意味する。因みに、図1〜図4と図5(A)〜図5(C)に示した破線は4個の脚11の境界を便宜的に表すものであって、該境界は消波ブロック10の表面には実存しない。
前記4個の脚11は、図5(A)〜図5(C)に示したように、先端から内側に向かって、第1の6角錐台部11aと、第2の6角錐台部11bと、第3の6角錐台部11cとが順に連なった非回転対称形状を成しており、各脚11の形状は略同じである。
第1の6角錐台部11aは、台形状の第1の平面11a1と、矩形状の第2の平面11a2と、台形状の第3の平面11a3と、矩形状の第4の平面11a4と、台形状の第5の平面11a5と、矩形状の第6の平面11a6と、6角形状で平坦な端面11a7とから構成されており、その横断面形は端面11a7から仮想下面(第1〜第6の平面11a1〜11a6の下辺によって囲まれた仮想面を指す)に向かって徐々に大きくなる。また、端面11a7は、正6角形の対向する2辺(台形状の第1の平面11a1の上辺と矩形状の第4の平面11a4の上辺に該当)を他の辺よりも長くしたような6角形である。後に詳述するが、矩形状の第2の平面11a2と矩形状の第4の平面11a4と矩形状の第6の平面11a6は消波ブロック10を自立させるときに利用される面である。
この第1の6角錐台部11aを構成する7つの平面11a1〜11a7のうちの6つの平面11a1〜11a6の傾斜角度(以下、端面11a7を水平にした場合に該端面11a7と成す内側角度を指す)は概ね2種類であり、角度関係は[矩形状の第2の平面11a2と矩形状の第4の平面11a4と矩形状の第6の平面11a6の傾斜角度>台形状の第1の平面11a1と台形状の第3の平面11a3と台形状の第5の平面11a5の傾斜角度]である。また、6つの平面11a1〜11a6の面積は概ね4種類であり、面積関係は[台形状の第1の平面11a1の面積>矩形状の第4の平面11a4の面積>台形状の第3の平面11a3と台形状の第5の平面11a5の面積>矩形状の第2の平面11a2と矩形状の第6の平面11a6の面積]である。
第2の6角錐台部11bは、台形状の第1の平面11b1と、矩形状の第2の平面11b2と、台形状の第3の平面11b3と、矩形状の第4の平面11b4と、台形状の第5の平面11b5と、矩形状の第6の平面11b6とから構成されており、その横断面形は仮想上面(第1〜第6の平面11b1〜11b6の上辺によって囲まれた仮想面であって第1の6角錐台部11aの仮想下面と同じものを指す)から仮想下面(第1〜第6の平面11b1〜11b6の下辺によって囲まれた仮想面を指す)に向かって徐々に小さくなる。
この第2の6角錐台部11bを構成する6つの平面11b1〜11b6の傾斜角度は概ね2種類であり、角度関係は[台形状の第1の平面11b1と台形状の第3の平面11b3と台形状の第5の平面11b5の傾斜角度>矩形状の第2の平面11b2と矩形状の第4の平面11b4と矩形状の第6の平面11b6の傾斜角度]である。また、6つの平面11b1〜11b6の面積は概ね4種類であり、面積関係は[台形状の第1の平面11b1の面積>矩形状の第4の平面11b4の面積>台形状の第3の平面11b3と台形状の第5の平面11b5の面積>矩形状の第2の平面11b2と矩形状の第6の平面11b6の面積]である。
第3の6角錐台部11cは、台形状の第1の平面11c1と、5角形状の第2の平面11c2と、矩形状の第3の平面11c3と、5角形状の第4の平面11c4と、矩形状の第5の平面11c5と、5角形状の第6の平面11c6とから構成されており、その横断面形は仮想上面(第1〜第6の平面11c1〜11c6の上辺によって囲まれた仮想面であって第2の6角錐台部11bの仮想下面と同じものを指す)から内側に向かって徐々に大きくなる。
この第3の6角錐台部11cを構成する6つの平面11c1〜11c6の傾斜角度は概ね3種類であり、角度関係は[矩形状の第3の平面11c3と矩形状の第5の平面11c5の傾斜角度>5角形状の第2の平面11c2と5角形状の第4の平面11c4と5角形状の第6の平面11c6の傾斜角度>台形状の第1の平面11c1の傾斜角度]である。また、6つの平面11c1〜11c6の面積は概ね4種類であり、面積関係は[5角形状の第4の平面11c4の面積>5角形状の第2の平面11c2と5角形状の第6の平面11c6の面積>台形状の第1の平面11c1の面積>矩形状の第3の平面11c3と矩形状の第5の平面11c5の面積]である。
また、前記4個の脚11は、図1〜図4に示したように、図1手前側(図2と図3では上側)の脚11を基準として述べれば、(1)図1手前側の脚11の第3の6角錐台部11cの台形状の第1の平面11c1の端縁が、図1右側の脚11の第3の6角錐台部11cの台形状の第1の平面11c1の端縁と連なって縦断面V字形を成す窪み12(図6を併せて参照)を形成し、(2)図1手前側の脚11の第3の6角錐台部11cの5角形状の第2の平面11c2の端縁が、図1右側の脚11の第3の6角錐台部11cの5角形状の第6の平面11c6の端縁、並びに、図1左上側の脚11の第3の6角錐台部11cの5角形状の第4の平面11c4の端縁と連なって略V字形の平面を形成し、(3)図1手前側の脚11の第3の6角錐台部11cの矩形状の第3の平面11c3の端縁が、図1左上側の脚11の第3の6角錐台部11cの矩形状の第3の平面11c3の端縁と連なって略矩形の平面を形成し、(4)図1手前側の脚11の第3の6角錐台部11cの5角形状の第4の平面11c4の端縁が、図1左上側の脚11の第3の6角錐台部11cの5角形状の第2の平面11c2の端縁、並びに、図1左下側の脚11の第3の6角錐台部11cの5角形状の第6の平面11c6の端縁と連なって略V字形の平面を形成し、(5)図1手前側の脚11の第3の6角錐台部11cの矩形状の第5の平面11c5の端縁が、図1左下側の脚11の第3の6角錐台部11cの矩形状の第5の平面11c5の端縁と連なって略矩形の平面を形成し、(6)図1手前側の脚11の第3の6角錐台部11cの5角形状の第6の平面11c6の端縁が、図1左下側の脚11の第3の6角錐台部11cの5角形状の第4の平面11c4の端縁、並びに、図1右側の脚11の第3の6角錐台部11cの5角形状の第2の平面11c2の端縁と連なって略V字形の平面を形成する、ように3次元下で放射状に位置している。
前記消波ブロック10は4個の脚11のうちの任意の3個の脚11による4方向自立が可能であり、該消波ブロック10を図2と図3に示した硬質平面HP上に4方向自立させた状態それぞれでは、3個の脚11のうちの1個の脚11の第1の6角錐台部11aの矩形状の第2の平面11a2と、他の1個の脚11の第1の6角錐台部11aの矩形状の第4の平面11a4と、残りの1個の脚11の第1の6角錐台部11aの矩形状の第6の平面11a6が硬質平面HPに略面接触する(図4の3つの塗り潰し平面11a2、11a4及び11a6を参照)。要するに、先に述べた4個の脚11それぞれの第1の6角錐台部11aにおける矩形状の第2の平面11a2と矩形状の第4の平面11a4と矩形状の第6の平面11a6の傾斜角度は、硬質平面HP上に4方向自立させた状態それぞれで該硬質平面HPと略面接触する角度に設定されている。
また、前記消波ブロック10を硬質平面HP上に4方向自立させた状態それぞれで該硬質平面HPと略面接触する3つの面(矩形状の第2の平面11a2と矩形状の第4の平面11a4と矩形状の第6の平面11a6)の面積関係は、先に述べたように[矩形状の第4の平面11a4の面積>矩形状の第2の平面11a2と矩形状の第6の平面11a6の面積]であるため、前記消波ブロック10を硬質平面HP上に4方向自立させた状態それぞれでは、2つの小面積面(矩形状の第2の平面11a2と矩形状の第6の平面11a6)と該小面積面よりも面積が大きな大面積面(矩形状の第4の平面11a4)が硬質平面HPに略面接触する。因みに、小面積面(矩形状の第2の平面11a2と矩形状の第6の平面11a6)と大面積面(矩形状の第4の平面11a4)との好ましい面積比は[小面積面の面積:大面積面の面積=1:1.2〜1.4]であるが、小面積面の面積が大面積面の面積よりも極端に小さくならなければ前記面積比の範囲を外れても後記の作用及び効果を得ることは十分に可能である。
さらに、前記消波ブロック10を硬質平面HP上に4方向自立させた状態それぞれでは、3個の脚11のうちの1個の脚11の第3の6角錐台部11cの5角形状の第2の平面11c2と、他の1個の脚11の第3の6角錐台部11cの5角形状の第4の平面11c4と、残りの1個の脚11の第3の6角錐台部11cの5角形状の第6の平面11c6とによって形成された計4つの略V字形の平面それぞれが硬質平面HPと向き合う。
さらにまた、前記消波ブロック10の4個の脚11それぞれの形状は非回転対称形状であるため、該4個の脚11それぞれには軸線は存在しないし、直線で表せるような中心線も存在しない。詳しく述べれば、4個の脚11それぞれにおいて先端から内側に向かって単位寸法毎に横断面を得て、端面11a7の中心(図1と図5(A)に示した+印を参照)と該各横断面の中心とを順に結ぶ線は直線にはならずにジグザグ線となる。仮に、端面11a7の中心と各横断面の中心に沿う仮想中心線VSLを描いたとしても、図6に示したように、該仮想中心線VSLは消波ブロック10の重心CGを通らない。
次に、図7を引用して、前記消波ブロック10を海岸や河岸や湖岸等の岸辺、或いは、岸辺から離れた所、具体的には砂地盤や土地盤等の軟弱地盤SG上に設置する場合、並びに、該消波ブロック10を用いて消波構造物(平置きタイプと重ね置きタイプ)を構築する場合の作用及び効果について説明する。
前記消波ブロック10の自立原理が3面接触であり、しかも、該3面(図4の3つの塗り潰し平面11a2、11a4及び11a6を参照)が2つの小面積面と1つの大面積面の組み合わせであるため、該消波ブロック10を軟弱地盤SG上で4方向自立させた状態それぞれでは、3点接触を自立原理とする従前の消波ブロックに比べて、3個の脚11の先端(ここでは平面11a2、11a4及び11a6を指す)が軟弱地盤SGに潜り込んだときの潜り込み深さ及び方向に制限を掛け易い。加えて、前記3面が2つの小面積面(平面11a2及び11a6)と1つの大面積面(平面11a4)の組み合わせであって、該3面に均等に荷重が掛かったときにおける単位面積当たりの荷重は[小面積面(矩形状の第2の平面11a2と矩形状の第6の平面11a6)>大面積面(矩形状の第4の平面11a4)]となるため、消波ブロック10を軟弱地盤SG上で4方向自立させた状態それぞれでは、図7に示したように、[2つの小面積面(平面11a2及び11a6)の潜り込み深さ>1つの大面積面(平面11a4)の潜り込み深さ]の関係を実現し、3個の脚11の先端(ここでは平面11a2、11a4及び11a6を指す)が軟弱地盤SGに潜り込んだときの潜り込み深さに積極的に差異を付けて該軟弱地盤SGに対する引っ掛かりを得易い。
つまり、前記消波ブロック10にあっては、該消波ブロック10を軟弱地盤SG上で4方向自立させた状態それぞれにおいて、3個の脚11の先端が軟弱地盤SGに潜り込んだときの潜り込み深さ及び方向に制限を掛け易いこと、並びに、3個の脚11の先端が軟弱地盤SGに潜り込んだときの潜り込み深さに積極的に差異を付けて該軟弱地盤SGに対する引っ掛かりを得易いことから、軟弱地盤SG上に設置する際、並びに、設置後に波衝撃を受けた際にその姿勢及び位置が変化し難い。即ち、前記消波ブロック10は、軟弱地盤SG上で4方向自立させた状態それぞれにおいて安定した自立姿勢を確保し易い。
また、前記消波ブロック10の4個の脚11の形状が非回転対称形状であり、しかも、該4個の脚11それぞれの仮想中心線VSL(図6を参照)が消波ブロック10の重心CGを通らないため、該消波ブロック10を軟弱地盤SG上で4方向自立させた状態それぞれでは、各脚が回転対称形状で各々の軸線が重心を通る従前の消波ブロックに比べて、波衝撃を受けた際に各脚11が重心CGを中心として回転変位し難い。即ち、この作用も相俟って、前記消波ブロック10は、軟弱地盤SG上で4方向自立させた状態それぞれにおいてより安定した自立姿勢を確保し易い。
依って、前記消波ブロック10を用いて平置きタイプの消波構造物を構築する場合にあっては、個々の消波ブロック10の自立姿勢に乱れを生じ難いため、所期の平置き態様と美観を得易い。また、前記消波ブロック10を用いて重ね置きタイプの消波構造物を構築する場合にあっては、最下段の消波ブロック10にその上に積まれた消波ブロック10の重量が加わるものの、最下段の消波ブロック10の自立姿勢が乱れ難いことからその上の消波ブロック10の積み重ね姿勢に乱れを生じ難いため、所期の重ね置き態様と美観を得易いと共に、姿勢乱れを原因とした崩れを生じる危険性も回避できる。
《第2実施形態》
図8は本発明の第2実施形態に係る消波ブロック10’の図4対応の下面図であり、該消波ブロック10’が前記消波ブロック10と形状を異にするところは、
・前記消波ブロック10’を硬質平面HP上に4方向自立させた状態それぞれで該硬質平 面HPに向き合う計4つの略V字形の平面それぞれに、凹部13を形成した点
にあり、該4つの凹部13は、開口形が略V字形で底面形が該開口形よりも小さな略V字形であり、且つ、開口から底面に向かって横断面形が徐々に小さくなる形状を成しており、各凹部13の形状は略同じである。
この消波ブロック10’によれば、前記消波ブロック10と同等の作用及び効果が得られる他、該消波ブロック10’が水中に設置された場合において各凹部13により藻類や魚介類等の生物の生息環境を増加して環境保存能力を高められるといった作用及び効果が得られる。
《他の実施形態》
(1)前記の《第1実施形態》並びに《第2実施形態》では、自立時に硬質平面HP或いは軟弱地盤SGに面接触する3面を2つの小面積面(平面11a2及び11a6)と1つの大面積面(平面11a4)の組み合わせとした消波ブロック10及び10’を示したが、該3面を1つの小面積面と2つの大面積面の組み合わせとなるように各脚11の第1の6角錐台部11aの形状を変えても、前記同等の作用及び効果が得られる。
(2)前記の《第1実施形態》並びに《第2実施形態》では、2つの窪み12を有する消波ブロック10及び10’を示したが、該2つの窪み12を除外して1つの矩形平面となるように各脚11の第3の6角錐台部11cの形状を変えても、前記同等の作用及び効果が得られる。
(3)前記の《第1実施形態》並びに《第2実施形態》では、4個の脚部11を第1の6角錐台部11aと第2の6角錐台部11bと第3の6角錐台部11cとが順に連なった非回転対称形状とした消波ブロック10及び10’を示したが、第2の6角錐台部11bを除外して第1の6角錐台部11aに第3の6角錐台部11cが連なるように各脚11の形状を変えても、前記同等の作用及び効果が得られる。
10,10’…消波ブロック、11…脚、11a…第1の6角錐台部、11a2…第2の平面、11a4…第4の平面、11a6…第6の平面、VSL…仮想中心線、CG…重心、13…凹部。

Claims (2)

  1. 3次元下で放射状に位置する4個の脚を一体に有し、且つ、該4個の脚のうちの任意の3個の脚による4方向自立を可能としたコンクリート製の消波ブロックであって、
    前記4個の脚の先端部それぞれには、前記消波ブロックを硬質平面上で4方向自立させた状態それぞれで該硬質平面に略面接触する面が形成されており、
    該4方向自立させた状態それぞれで前記硬質平面と略面接触する3つの面は、該3つの面のうちの2つ又は1つの面が小面積面で残りの面が該小面積面よりも面積が大きな大面積面となっており
    前記4個の脚の形状は非回転対称形状であり、該4個の脚それぞれの仮想中心線は前記消波ブロックの重心を通っていない、
    ことを特徴とする消波ブロック。
  2. 前記4方向自立させた状態それぞれで前記硬質平面と向き合う計4つの平面を有しており、該4つの平面それぞれには凹部が形成されている、
    ことを特徴とする請求項に記載の消波ブロック。
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