JP7066651B2 - Reinforcement structure of seawall - Google Patents
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Description
本発明は、臨海部に構築され、波浪、高潮、津波に対して背後地を守るために設けられる防潮堤の補強構造に関し、特に地震後に発生する波浪、高潮、津波から背後地を守ることができるように補強する防潮堤の補強構造に関するものである。 The present invention relates to a tide embankment reinforcement structure constructed in a coastal area and provided to protect the hinterland against waves, storm surges, and tsunamis, and particularly to protect the hinterland from waves, storm surges, and tsunamis that occur after an earthquake. It is related to the reinforcement structure of the tide embankment to be reinforced so that it can be done.
防潮堤は、波浪、高潮、津波から背後地を守るために設けられる。また、防潮堤には、例えば特許文献1に開示されるように、胸壁が設けられる場合がある。
ここで胸壁とは、海岸や港湾の水際から、後背地側に距離を取って設けられた防潮堤のことをいう。
胸壁は、岩盤が露頭しているような堅固な地盤である場合を除いて、特許文献1に記載されているように、地盤に打設された鋼管杭によってコンクリート製の堤体を支持する構造が一般的である。
Seawalls will be installed to protect the hinterland from waves, storm surges and tsunamis. Further, the seawall may be provided with a chest wall, for example, as disclosed in
Here, the battlement refers to a seawall provided at a distance from the coast or the water's edge of the harbor to the hinterland side.
The battlement is a structure in which a concrete embankment is supported by a steel pipe pile placed in the ground, as described in
設計対象とした地震よりも大きな地震が鋼管杭等の支持杭に支持された胸壁に作用すると、鋼管杭が塑性変形し(以下、塑性化ともいう)て、地震後に、本来胸壁が保持すべき、波浪、高潮、津波に対して背後地を守る機能を保持することは難しくなることがある。
したがって、胸壁建設後に、設計対象とする地震が見直され、作用する地震動が大きくなった場合には、地震後の胸壁の機能保持のため、何らかの補強が必要となる。例えば、胸壁近傍の地盤改良による液状化の防止や、鋼管杭を増設する方法等が該当する。
When an earthquake larger than the design target earthquake acts on the chest wall supported by support piles such as steel pipe piles, the steel pipe piles are plastically deformed (hereinafter also referred to as plasticization), and the chest wall should be originally held after the earthquake. It can be difficult to maintain the ability to protect the hinterland against waves, high tides and tsunamis.
Therefore, if the earthquake to be designed is reviewed after the construction of the chest wall and the acting seismic motion becomes large, some kind of reinforcement is required to maintain the function of the chest wall after the earthquake. For example, the prevention of liquefaction by improving the ground near the chest wall, the method of adding steel pipe piles, and the like are applicable.
一般的に、地震後に襲来する津波に対して、胸壁が背後地を守るためには、胸壁の基礎として用いられている鋼管杭のような支持杭が、地震後にも弾性変形の範囲内(以下、弾性範囲内ともいう)であることが重要であると考えられる。支持杭が塑性化していると津波が作用した際に、波力によって水平方向の変形が進行し、背後地への浸水を抑止できない可能性があるからである。ここで、支持杭として、鋼管杭以外にもH鋼杭(H形鋼杭)なども例示できる。 In general, in order for the chest wall to protect the hinterland against the tsunami that strikes after the earthquake, support piles such as steel pipe piles used as the foundation of the chest wall are within the range of elastic deformation even after the earthquake (hereinafter referred to as). , Also within the elastic range) is considered important. This is because if the support piles are plasticized, when a tsunami acts, the horizontal deformation progresses due to the wave force, and it may not be possible to prevent the inundation of the hinterland. Here, as the support pile, an H steel pile (H-shaped steel pile) or the like can be exemplified in addition to the steel pipe pile.
支持杭の塑性化を防止する方法としては、地盤改良を行うことが考えられるが、堤体下部は上方から直接地盤改良することが難しく、本来地盤改良に期待される効果を得にくいことがある。
また、見直された地震動が非常に大きな場合、地盤改良のみでは、支持杭を弾性範囲内に抑えることは不可能なこともある。
また、地盤改良以外の方法として、既存の支持杭と同様の支持杭を増設する補強が考えられるが、想定地震に対して胸壁の水平変位量が大きくなることが想定される場合には、既存および増設される支持杭を弾性範囲内に抑えることは難しい。
As a method of preventing the plasticization of the support pile, it is conceivable to improve the ground, but it is difficult to directly improve the ground from above the lower part of the embankment, and it may be difficult to obtain the effect originally expected for the ground improvement. ..
In addition, if the revised seismic motion is extremely large, it may not be possible to keep the support pile within the elastic range only by ground improvement.
In addition, as a method other than ground improvement, reinforcement by adding support piles similar to existing support piles can be considered, but if it is expected that the horizontal displacement of the chest wall will increase with respect to an assumed earthquake, the existing support piles will be added. And it is difficult to keep the additional support piles within the elastic range.
上記においては防潮堤の例として水際線からある程度距離が離れた位置に設置される胸壁を例に挙げたが、上記課題は水際線の近傍において設置される防潮堤についても同様である。 In the above, as an example of the seawall, a chest wall installed at a position some distance from the waterfront is taken as an example, but the above-mentioned problem is the same for the seawall installed near the waterfront.
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、地震後に襲来する波浪、高潮、津波に対して、背後地を守ることができる既存の防潮堤の補強構造を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a reinforcing structure of an existing seawall that can protect the hinterland against waves, storm surges, and tsunamis that strike after an earthquake. There is.
従来の一般的な考え方は、上述したように既存の支持杭を塑性化しないようにするという発想であるが、本発明では、地震時に既存の支持杭の塑性化を許容するものの、地震後の波浪、高潮、津波の波力による堤体の大きな水平移動を防止することに着目した補強をするという新たな発想に基づくものであり、具体的には以下の構成からなるものである。 The conventional general idea is to prevent the existing support piles from being plasticized as described above. In the present invention, although the existing support piles are allowed to be plasticized during an earthquake, after the earthquake, the existing support piles are not plasticized. It is based on a new idea of reinforcement focusing on preventing large horizontal movement of the embankment due to the waves of waves, high tides, and tsunamis, and specifically consists of the following configurations.
(1)本発明に係る防潮堤の補強構造は、堤体と、該堤体を支持する既存支持杭とを有し、背後地を波浪、高潮、津波から守る機能を有する防潮堤を補強するものであって、
前記防潮堤の波浪、高潮、津波に対する補強用として、前記既存支持杭より変形性能に優れる補強用鋼管杭を増設したことを特徴とするものである。
(1) The tide embankment reinforcing structure according to the present invention has a levee body and existing support piles that support the levee body, and reinforces the tide embankment having a function of protecting the hinterland from waves, storm surges, and tsunamis. It ’s a thing,
It is characterized by adding reinforcing steel pipe piles having better deformation performance than the existing support piles for reinforcing the tide embankment against waves, storm surges and tsunamis.
(2)また、上記(1)に記載のものにおいて、前記防潮堤は胸壁であることを特徴とするものである。 (2) Further, in the above-mentioned (1), the seawall is characterized by being a chest wall.
(3)また、上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記補強用鋼管杭はあらかじめ設定した地震動において弾性範囲内であり、かつ前記地震後の津波波力に対しても弾性範囲内となるように設計されていることを特徴とするものである。 (3) Further, in the above (1) or (2), the reinforcing steel pipe pile is within the elastic range in the preset seismic motion, and is also in the elastic range with respect to the tsunami wave force after the earthquake. It is characterized by being designed to be inside.
(4)また、上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記補強用鋼管杭はあらかじめ設定した地震動において弾性範囲内であり、かつ前記地震後の余震及び、波浪、高潮、津波の波力に対しても弾性範囲内となるように設計されていることを特徴とするものである。 (4) Further, in the above (1) or (2), the reinforcing steel pipe pile is within the elastic range in the preset seismic motion, and aftershocks, waves, storm surges, and tsunamis after the earthquake. It is characterized by being designed to be within the elastic range even with respect to wave force.
本発明においては、防潮堤の津波に対する補強用として、前記既存支持杭より変形性能に優れる補強用鋼管杭を増設したことにより、設計対象の地震動が大きくなったため耐震補強が必要な既存支持杭で支持された防潮堤に関して、増設した補強用鋼管杭は地震時にも弾性範囲内とすることが可能で、また地震後に作用する波浪、高潮、津波の波力にも弾性範囲内で耐えることが可能となり、防潮堤に大きな水平変位が発生せず、背後地を波浪、高潮、津波から守ることができる。 In the present invention, an existing support pile that requires seismic reinforcement because the seismic motion to be designed has increased due to the addition of a reinforcing steel pipe pile that is superior in deformation performance to the existing support pile for reinforcement against tsunami of the seawall. Regarding the supported seawall, the additional reinforcing steel pipe pile can be within the elastic range even during an earthquake, and can withstand the waves, high tides, and tsunami waves that act after the earthquake within the elastic range. Therefore, the tide embankment does not undergo a large horizontal displacement, and the hinterland can be protected from waves, high tides, and tsunamis.
本実施の形態においては、既存の支持杭が鋼管杭であり、防潮堤が胸壁である場合を例に挙げて説明する。
本実施の形態に係る胸壁の補強構造1は、図1に示すように、堤体3と堤体3を支持する既存鋼管杭5とを有する補強前の胸壁19(図5参照)を補強するものであって、補強前の胸壁19の津波に対する補強用として、既存鋼管杭5より変形性能に優れる補強用鋼管杭9を増設したことを特徴とするものである。
補強前の胸壁19(図5参照)が護岸法線(海岸線)から100m程度以内に設置されていると、海岸線の構造物(護岸11)の地震時の側方流動により胸壁19にも被害が及び、既存鋼管杭5が塑性化する場合があるため、補強用鋼管杭9で補強したものである。
なお、図1において、11は護岸を示しており、矢板壁12の陸側には裏込石13が施工され、控え杭15とタイロッド17によって支持されている。
また、図1中には、後述する実施例で使用する地盤のN値等の数値が記載されている。
以下、各構成の詳細を説明する。
In the present embodiment, a case where the existing support pile is a steel pipe pile and the seawall is a chest wall will be described as an example.
As shown in FIG. 1, the
If the chest wall 19 (see Fig. 5) before reinforcement is installed within about 100 m from the revetment law line (revetment line), the
In FIG. 1, 11 indicates a revetment, and a
Further, in FIG. 1, numerical values such as the N value of the ground used in the examples described later are described.
The details of each configuration will be described below.
<堤体>
堤体3は、コンクリートからなり、その形状は特に限定されないが、例えば図1に示す例では、海陸方向(海から背後地側に向かう方向)の断面がL字形状をしている。
本例の堤体3は、図2に示すように、海陸方向の長さが6mで、高さは、図3に示すように6mである。
<Bank body>
The
As shown in FIG. 2, the
<既存鋼管杭>
既存鋼管杭5は、補強前に既に打設されている鋼管杭であり、本実施の形態のものは、直径1200mm、板厚12mm、降伏強度315N/mm2である。既存鋼管杭5は、図2に示すように、海陸方向で2本として、海陸方向に3mピッチ、堤体奥行方向に5mピッチで打設している。
なお、既存鋼管杭5は、地震によって塑性化しても鉛直方向の支持力は残存すると考えられる。
つまり、本願発明では、既存鋼管杭5は塑性化を許容するものの、堤体3(胸壁7)の大きな沈下を抑制する機能は有するとすることで、補強用鋼管杭9の諸元が小さくなり、補強で用いる鋼材重量を低減できるようにしている。
なお、一般的に、鋼管杭が塑性化しても、鉛直支持力が残存することについては、例えば文献「松田隆ほか,高レベル地震動履歴を受けた鋼管杭の圧縮耐力について,第25回地震工学研究発表会論文集,pp.573-576,1999」等の載荷実験で確認されているので、既存鋼管杭5の塑性化を許容しても、鉛直支持力を既存鋼管杭5に期待することは可能である。
<Existing steel pipe pile>
The existing
It is considered that the existing
That is, in the present invention, although the existing
In general, regarding the fact that the vertical bearing capacity remains even if the steel pipe pile is plasticized, for example, the literature "Takashi Matsuda et al. Since it has been confirmed in loading experiments such as "Proceedings of the Research Presentation, pp.573-576, 1999", expect vertical bearing capacity from the existing
<補強用鋼管杭>
補強用鋼管杭9は、補強前の胸壁19の津波に対する補強用として増設されるもので、既存鋼管杭5より変形性能に優れる鋼管杭である。
なお、図1では、図示を省略しているが、既存鋼管杭5よりも海側に、止水や土留のために、矢板壁が設けられていても良い。矢板壁が設けられている場合は、補強用鋼管杭9は、矢板壁よりも海側に打設される。
ここで、変形性能が優れるとは、補強用鋼管杭9が弾性範囲内の条件で杭頭水平変位量が大きくとれることを意味している。変形性能が優れることで、補強用鋼管杭9は地震時において弾性範囲内であり、かつ地震後の津波波力に対しても弾性範囲内となるようにすることができる。
<Reinforcing steel pipe pile>
The reinforcing
Although not shown in FIG. 1, a sheet pile wall may be provided on the sea side of the existing
Here, excellent deformation performance means that the amount of horizontal displacement of the pile head can be large under the condition that the reinforcing
既存鋼管杭5よりも変形性能が優れるための効率的な条件としては、1)既存鋼管杭5よりも降伏強度を高くすること、2)既存鋼管杭5よりも杭の直径を小さくすることが挙げられ、これら2つの条件は、それぞれ単独で対応する場合と、組み合わせて対応する場合が考えられる。
なお、補強用鋼管杭9は、堤体3の近傍であって、堤体3の海側及び背後地側に打設され、上端部が堤体3とコンクリートで一体化されている。
上述したように、補強用鋼管杭9は、既存鋼管杭5よりも塑性化に至るまでの変形性能が大きいことを特徴としており、本事例の補強用鋼管杭9は直径が既存鋼管杭5(1200mm)の半分以下の508mm、板厚が既存鋼管杭5(12mm)よりも厚い板厚17.5mm、降伏強度が既存鋼管杭5(315N/mm2)よりも高い降伏強度555N/mm2である。
Efficient conditions for superior deformation performance to the existing
The reinforcing
As described above, the reinforcing
なお、補強用鋼管杭9の諸元の決め方は、次のとおりである。
後述の実施例で説明するように、本例における補強前の胸壁19は最大変位が1.13mであり、既存鋼管杭5は地表面(標高+4.0m)とN=30の層の上端(標高-21.5m)で回転が固定された状態で変形が生じている。そのため、補強用鋼管杭9は25.5mの長さに対して、両端の回転が固定された状態で、1.13m以上の水平変位が可能な鋼管杭を選択する。鋼管杭の弾性範囲内となる水平変位は式(1)で求めることができる。
δ=My×L2/6EI ・・・(1)
ここで,δ:弾性範囲内の水平変位(m)
My:降伏モーメント(My=σy×Z)
σy:降伏強度(kN/m2)
Z:断面係数(m3)
E:ヤング率(kN/m2)
L:鋼管杭の回転が固定された区間の長さ(m)
I:断面二次モーメント(m4)
The specifications of the reinforcing
As will be described in Examples described later, the
δ = My × L 2 / 6EI・ ・ ・ (1)
Here, δ: horizontal displacement within the elastic range (m)
M y : Yield moment (M y = σ y × Z)
σ y : Yield strength (kN / m 2 )
Z: Moment of inertia (m 3 )
E: Young's modulus (kN / m 2 )
L: Length of the section where the rotation of the steel pipe pile is fixed (m)
I: Moment of inertia of area (m 4 )
式(1)によれば、直径508mm、板厚17.5mm(腐食代1mm考慮)、降伏強度555N/mm2、ヤング率2.06×105N/mm2の鋼管杭の弾性範囲内の水平変位は1.15mであり、補強前の最大変位である1.13mを上回っている。 According to equation (1), the horizontal displacement of a steel pipe pile with a diameter of 508 mm, a plate thickness of 17.5 mm (considering a corrosion allowance of 1 mm), a yield strength of 555 N / mm 2 , and a Young's modulus of 2.06 × 10 5 N / mm 2 is within the elastic range. It is 1.15m, which exceeds the maximum displacement of 1.13m before reinforcement.
次に、津波波力に対して必要となる補強用鋼管杭9の本数を算定する。補強用鋼管杭2本(海側、陸側)の単位奥行あたりで弾性範囲内となる水平荷重は、式(2)で求めることができる。なお、本事例では津波波力の合力は、170kN/mである。
P=2×My/width/(L/2) ・・・(2)
ここで、P:補強用鋼管杭2本あたりの単位奥行の弾性範囲内となる水平荷重(kN/m)
My:降伏モーメント(My=σy×Z)
width:鋼管杭の奥行方向の配置間隔(m)
式(2)によれば、直径508mm、板厚17.5mm(腐食代1mm考慮)、降伏強度555N/mm2の補強用鋼管杭2本は、堤体奥行方向1.5mピッチで配置することで水平荷重が175kN/mとなる。
Next, the number of reinforcing steel pipe piles 9 required for tsunami wave power is calculated. The horizontal load within the elastic range per unit depth of two reinforcing steel pipe piles (sea side and land side) can be calculated by Eq. (2). In this case, the resultant force of the tsunami wave force is 170 kN / m.
P = 2 × My / width / (L / 2) ・ ・ ・ (2)
Here, P: Horizontal load (kN / m) within the elastic range of the unit depth per two reinforcing steel pipe piles.
M y : Yield moment (M y = σ y × Z)
width: Placement interval (m) in the depth direction of steel pipe piles
According to equation (2), two reinforcing steel pipe piles with a diameter of 508 mm, a plate thickness of 17.5 mm (considering a corrosion allowance of 1 mm), and a yield strength of 555 N / mm 2 are arranged horizontally at a pitch of 1.5 m in the depth direction of the embankment. The load will be 175kN / m.
以上のように構成された本実施の形態によれば、設計対象の地震動が大きくなったため耐震補強が必要な既存鋼管杭5で支持された補強前の胸壁19に関して、既存鋼管杭5よりも変形性能が優れた補強用鋼管杭9を増設することで、増設した補強用鋼管杭9は地震時にも弾性範囲内とすることが可能で、また地震後に作用する津波力にも弾性範囲内で耐えることが可能となり、補強後の胸壁7に大きな水平変位が発生せず、背後地を津波から守ることができる。
According to the present embodiment configured as described above, the
既存鋼管杭の直径、板厚、降伏強度は、施工された胸壁により様々なので、既存鋼管杭にあわせて補強用鋼管杭9を適宜選定、打設すればよいことは、言うまでもない。
また、上記においては、既存支持杭が鋼管杭である場合について説明したが、既存支持杭がH鋼杭の場合も同様に、補強用鋼管杭9を使用した防潮堤の補強構造を提供できる。
既存支持杭がH鋼杭の場合は、補強用鋼管杭9の降伏強度を当該H鋼杭よりも大きくすること、または補強用鋼管杭9の曲げ剛性を当該H鋼杭の強軸方向の曲げ剛性よりも小さくすること、の少なくともひとつを適用する。また、補強用鋼管杭9の水平変位の計算も、前述の通りで問題ない。
It goes without saying that the diameter, plate thickness, and yield strength of the existing steel pipe piles vary depending on the constructed chest wall, so that the reinforcing steel pipe piles 9 may be appropriately selected and placed according to the existing steel pipe piles.
Further, in the above, the case where the existing support pile is a steel pipe pile has been described, but when the existing support pile is an H steel pile, it is possible to provide a reinforcing structure of the seawall using the reinforcing
When the existing support pile is an H steel pile, the yield strength of the reinforcing
本発明の効果を確認するために、補強前の胸壁19、比較例として従来方法で補強したもの及び本発明例で補強したものについて地震応答解析を行ったので、以下に説明する。なお、入力地震波は、図4に示す波形を用いた。
In order to confirm the effect of the present invention, seismic response analysis was performed on the
<護岸及び胸壁の構造>
《補強前のもの》
まず、補強前の護岸11及び胸壁19について、図5~図7に基づいて説明する。なお、図5~図7において、図1~図3と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
補強前の胸壁19は、図5~図7に示すように、図1で示した堤体3と同様のL型の堤体3を既存鋼管杭5で支持したものであり、既存鋼管杭5は、図1で示したものと同様に直径1200mm、板厚12mm、降伏強度315N/mm2であり、海陸方向2本で、堤体奥行方向のピッチは5mである。津波波力の合力は、170kN/mとした。
<Structure of revetment and chest wall>
《Before reinforcement》
First, the
As shown in FIGS. 5 to 7, the
《比較例のもの》
比較例として、従来方法で補強を行った胸壁21について、図8~図10に基づいて説明する。
比較例は図5に示した胸壁19に対して、従来の方法で堤体3の海側と陸側に鋼管杭を用いた補強を行ったものである。すなわち、図1と同様に、堤体3の近傍であって、堤体3の海側及び背後地側に補強用の鋼管杭23を打設して、上端部を堤体3とコンクリートで一体化している。
ただ、図1と違う点は、補強用として打設した鋼管杭23が既存鋼管杭5と同様と同じ直径1200mm、板厚は25mm(地震応答解析では腐食代1mmを考慮)、降伏強度315N/mm2であることである。鋼管杭23の堤体奥行方向のピッチは5mである。
<< Comparative example >>
As a comparative example, the
In the comparative example, the
However, the difference from FIG. 1 is that the
《本発明の第一の実施例》
第一の実施例は上記の実施形態において図1~図3で説明した通りであり、直径508mm、板厚17.5mm、降伏強度555N/mm2の補強用鋼管杭9を、海側と陸側で各1本ずつ、すなわち海陸方向2本として、これを堤体奥行方向に1.5mピッチで打設したものである。
<< First Example of the Present Invention >>
The first embodiment is as described with reference to FIGS. 1 to 3 in the above embodiment, and the reinforcing
《本発明の第二の実施例》
第二の実施例を図11~図13で説明する。図1~図3で説明した第一実施例に対して、補強用鋼管杭9の配置を、海側と陸側で各2本ずつ、すなわち海陸方向4本として、これを堤体奥行方向に3mピッチで打設したものである。単位奥行方向あたりの杭本数は第一の実施例と同じである。
<< Second Example of the Present Invention >>
The second embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 13. With respect to the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 3, two reinforcing steel pipe piles 9 are arranged on the sea side and two on the land side, that is, four in the land and sea direction, and these are arranged in the depth direction of the embankment. It was cast at a pitch of 3m. The number of piles per unit depth direction is the same as that of the first embodiment.
<解析結果>
以下、解析結果について、図14~図22に基づいて説明する。
《補強前》
図14は、補強前のものの残留変形図であり、図15は堤体3を支持する既存鋼管杭5の曲率比(=発生最大曲率φ/鋼管杭の弾性限界時の曲率φy)の分布図である。
図14を見ると、胸壁19が海側に変位していることが分かり、この残留水平変位量は0.90mで、最大水平変位は1.13mであった。
また、図15に示されるように、海側、陸側のいずれの既存鋼管杭5も曲率比が1.0を大幅に超え、塑性化が生じていることが分かる。
<Analysis result>
Hereinafter, the analysis results will be described with reference to FIGS. 14 to 22.
《Before reinforcement》
FIG. 14 is a residual deformation diagram of the one before reinforcement, and FIG. 15 is a distribution diagram of the curvature ratio (= maximum generated curvature φ / curvature φy at the elastic limit of the steel pipe pile) of the existing
Looking at FIG. 14, it was found that the
Further, as shown in FIG. 15, it can be seen that the curvature ratio of the existing steel pipe piles 5 on both the sea side and the land side greatly exceeds 1.0, and plasticization occurs.
《比較例》
残留変形図である図16を見ると、胸壁21が海側に変位していることが分かり、この残留水平変位量は0.98m(最大水平変位1.14m)であり、補強前とほとんど変わらない値である。
図17の鋼管杭の曲率比のグラフを見ると、既存鋼管杭5は補強前と同様に曲率比が1.0を大幅に越え(図17(a)、(b)参照)、補強用に設置した補強用の鋼管杭23についても、海側、陸側共に1.0を越えている。
このように、従来の方法で補強しても、既存および補強した鋼管杭を弾性範囲内に抑えることができていないことが分かる。つまり、このような方法では、地震後の津波に対して背後地を有効に守ることができない。
<< Comparative example >>
Looking at FIG. 16, which is a residual deformation diagram, it can be seen that the
Looking at the graph of the curvature ratio of the steel pipe pile in FIG. 17, the existing
As described above, it can be seen that the existing and reinforced steel pipe piles cannot be suppressed within the elastic range even if they are reinforced by the conventional method. In other words, such a method cannot effectively protect the hinterland against the tsunami after the earthquake.
《本発明の第一の実施例》
残留変形図である図18を見ると、胸壁7が海側に変位していることが分かり、この残留水平変位量は1.12m(最大水平変位1.30m)であり、補強前及び従来例よりも大きな値であった。これは、補強用鋼管杭9が奥行方向に密に配置されているため(単位奥行に補強用鋼管杭9の占める割合は0.508m/1.5m=0.34、比較例では1.2m/5.0m=0.24)、地震時に護岸および背後側の地盤が海側へ移動する際に、比較例よりも大きな力をうけて、残留変位が増加しているためと考えられる。なお、水平変位の増加をさせない工夫をした実施例は、第二の実施例で説明する。
図19の鋼管杭の曲率比のグラフを見ると、既存鋼管杭5は補強前と同様に曲率比が1.0を大幅に越えているが(図19(a)、(b)参照)、補強用鋼管杭9については、海側、陸側共に1.0以下に抑えられており弾性範囲内である(図19(c)、(d)参照)。このように、本発明に基づいて補強した補強用鋼管杭9は弾性範囲内となっており、地震後の津波に対して大きな変位を生じることは無く、背後地を津波から守ることができることが示されている。
<< First Example of the Present Invention >>
Looking at FIG. 18, which is a residual deformation diagram, it can be seen that the
Looking at the graph of the curvature ratio of the steel pipe pile in FIG. 19, the curvature ratio of the existing
《本発明の第二の実施例》
残留変形図である図20を見ると、胸壁25が海側に変位していることが分かり、この残留水平変位量は0.93m(最大水平変位1.13m)であり、従来例と概ね同等で、比較例と第一の実施例よりも小さな値であった。
鋼管杭の曲率比のグラフを見ると、既存鋼管杭5は補強前と同様に曲率比が1.0を大幅に越えているが(図21(a)、(b)参照)、補強用鋼管杭9については、海側、陸側の4本共に1.0以下に抑えられており弾性範囲内である(図22参照)。
このように、本発明に基づいて補強した補強用鋼管杭9は弾性範囲内となっており、地震後の津波に対して大きな変位を生じることは無く、背後地を津波から守ることができることが示されている。
また、第二の実施例では、補強用鋼管杭9の設置による胸壁25の地震時の水平変位の増加を抑えながら、地震後の津波に耐えることが可能となっている。
<< Second Example of the Present Invention >>
Looking at FIG. 20, which is a residual deformation diagram, it can be seen that the
Looking at the graph of the curvature ratio of the steel pipe piles, the existing steel pipe piles 5 have a curvature ratio significantly exceeding 1.0 as in the case before reinforcement (see FIGS. 21 (a) and 21 (b)), but the reinforcing steel pipe piles 9 As for, both the sea side and the land side are suppressed to 1.0 or less, which is within the elastic range (see FIG. 22).
As described above, the reinforcing
Further, in the second embodiment, it is possible to withstand the tsunami after the earthquake while suppressing the increase in the horizontal displacement of the
なお、第一の実施例と第二の実施例では、胸壁7、25の海側と陸側に補強用鋼管杭9を配置しているが、津波波力に耐えることが可能であれば、どちらか一方の配置とすることができる。また、補強用鋼管杭9は奥行方向に等間隔で配置しているが、等間隔に限定する必要は無い。
In the first embodiment and the second embodiment, the reinforcing steel pipe piles 9 are arranged on the sea side and the land side of the
上記の実施例では、図4に示される地震動を想定したが、当然のことながら、地震動は、発生した地震の規模、その結果予想される津波の波力、防潮堤が存在する場所の地盤の状態、等によって変わる。したがって、防潮堤を補強する場合は、予想される地震の規模や津波の波力、また地盤の状態等を考慮して地震動を想定し、防潮堤の補強構造を決定することが好ましい。 In the above embodiment, the seismic motion shown in FIG. 4 is assumed, but naturally, the seismic motion is the magnitude of the earthquake that occurred, the expected wave power of the tsunami, and the ground where the seawall is located. It depends on the condition, etc. Therefore, when reinforcing the seawall, it is preferable to determine the reinforcement structure of the seawall by assuming the seismic motion in consideration of the expected magnitude of the earthquake, the wave power of the tsunami, the condition of the ground, and the like.
上記の説明では、補強用鋼管9が地震後の津波波力に耐え得るとして説明したが、津波波力の他、地震後の波浪、高潮の波力にも耐え得るようにするのが好ましい。
また、地震後に余震が発生することも想定されることから、補強用鋼管9は余震による慣性力と動水圧を考慮して設計することが好ましい。
In the above description, the reinforcing
Further, since it is assumed that an aftershock will occur after the earthquake, it is preferable to design the reinforcing
また、上記の実施の形態では補強対象となる防潮堤の例として、水際線からある程度距離が離れた位置に設置される胸壁7を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図23に示す防潮堤の補強構造27のように、水際線の近傍において設置されて護岸を兼ねる防潮堤29の補強にも適用できる。
図23において、図1と同一部分には同一の符号を付して説明を省略するが、図23において図1と異なる主な点は、図23の場合には提体3の海側に土留用の矢板壁31が形成されている点である。
補強用鋼管9は、矢板壁31よりも、海側に打設される。こうすることで、水際線の近くに設置された防潮堤29に対しても、地震後の津波に対して大きな変位を生じることなく、背後地を津波から守ることができる防潮堤の補強構造を提供できる。
Further, in the above embodiment, as an example of the seawall to be reinforced, the
In FIG. 23, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. It is a point where the
The reinforcing
1 胸壁の補強構造
3 堤体
5 既存鋼管杭
7 胸壁
9 補強用鋼管杭
11 護岸
12 矢板壁
13 裏込石
15 控え杭
17 タイロッド
19 胸壁(補強前)
21 胸壁(従来方法)
23 補強用の鋼管杭
25 胸壁(第二の実施例)
27 防潮堤の補強構造
29 防潮堤
31 矢板壁
1 Reinforcement structure of the
21 Battlement (conventional method)
23 Steel pipe piles for
27 Reinforcement structure of
Claims (4)
前記防潮堤の波浪、高潮、津波に対する補強用として、前記既存支持杭よりも降伏強度が高いこと及び既存支持杭よりも杭の直径が小さいことにより、又は既存支持杭よりも杭の直径が小さいことにより、既存支持杭より変形性能に優れる補強用鋼管杭を増設したことを特徴とする防潮堤の補強構造。 It is a reinforcement structure of a seawall that has a seawall and existing support piles that support the seawall and reinforces the seawall that has the function of protecting the hinterland from waves, storm surges, and tsunamis.
For reinforcement against waves, high tides, and tsunamis of the seawall, the yield strength is higher than the existing support pile and the diameter of the pile is smaller than the existing support pile, or the diameter of the pile is smaller than the existing support pile. As a result, the reinforcement structure of the seawall is characterized by the addition of reinforcing steel pipe piles, which are superior in deformation performance to existing support piles.
前記防潮堤の波浪、高潮、津波に対する補強用として、前記既存支持杭より変形性能に優れる補強用鋼管杭を増設するのに際して、
前記補強用鋼管杭はあらかじめ設定した地震動において弾性範囲内であり、かつあらかじめ設定した前記地震後の津波波力に対しても弾性範囲内となるように設計することを特徴とする防潮堤の補強構造の設計方法。 It is a method of designing a reinforcement structure of a tide embankment that has a levee body and existing support piles that support the levee body and reinforces the tide embankment that has a function of protecting the hinterland from waves, storm surges, and tsunamis.
When adding reinforcing steel pipe piles with better deformation performance than the existing support piles for reinforcement against waves, storm surges, and tsunamis of the seawall.
The reinforcing steel pipe pile is designed so as to be within the elastic range in the preset seismic motion and also within the elastic range against the preset tsunami wave force after the earthquake. How to design the structure.
前記防潮堤の波浪、高潮、津波に対する補強用として、前記既存支持杭より変形性能に優れる補強用鋼管杭を増設するのに際して、
前記補強用鋼管杭はあらかじめ設定した地震動において弾性範囲内であり、かつあらかじめ設定した前記地震後の余震及び、波浪、高潮、津波の波力に対しても弾性範囲内となるように設計することを特徴とする防潮堤の補強構造の設計方法。 It is a method of designing a reinforcement structure of a tide embankment that has a levee body and existing support piles that support the levee body and reinforces the tide embankment that has a function of protecting the hinterland from waves, storm surges, and tsunamis.
When adding reinforcing steel pipe piles with better deformation performance than the existing support piles for reinforcement against waves, storm surges, and tsunamis of the seawall.
The reinforcing steel pipe pile shall be designed so that it is within the elastic range in the preset seismic motion and also within the elastic range against the preset aftershock after the earthquake and the wave force of waves, storm surges, and tsunamis. A method of designing a reinforced structure for a storm surge embankment.
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