JPH07101384A

JPH07101384A - 浮体構造物

Info

Publication number: JPH07101384A
Application number: JP5267756A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Okimoto; 真之沖本; Kazumi Matsuoka; 和巳松岡
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 1995-04-18
Anticipated expiration: 2016-08-27
Also published as: JP3202847B2

Abstract

(57)【要約】【目的】シンプルな形状で、高浮力、高耐力を有し、
プレファブ化や浮体部分についての既成品の使用による
コストの低減が可能であり、防食機能に優れ、かつ消波
機能を有する合理的な構造の浮体構造物を提供する。【構成】浮体として金属製パイプ２を複数本、平行に
配置し、金属製パイプ２の両端を鉄筋コンクリート製の
梁部材３の断面内に埋め込む。また必要に応じ、両端の
梁部材３の間に、さらに複数の梁部材４を配置し、格子
梁状の浮体構造物１とする。コンクリート部分について
はプレファブ化が可能である。金属製パイプ２の外表面
は、高分子系シートや金属箔の巻き付けによる円形の閉
合被覆が可能であり、被覆が困難な金属製パイプ２の端
部を梁部材３のコンクリート中に埋め込むことで、完全
な防食処理を行うことができる。浮体構造物１は、金属
製パイプ２が波浪の進行方向とほぼ直角となるように係
留され、金属製パイプ２等で侵入波のエネルギーを拡
散、吸収、反射し、透過波のエネルギーを小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水域における消波、係
船施設等を構成する浮体構造物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、浮き消波堤や係船用の浮き桟橋等
として用いられる浮体構造物としては、鉄筋コンクリー
ト製、鋼製、あるいはＦＲＰ製のポンツーンが一般的に
用いられているが浮体構造物としての強度や消波機能の
他、製作の手間やコストの問題、さらに鋼製のポンツー
ンでは鋼材の腐食の問題等がある。これらの問題に対処
するため、特開平４−１４６３１２号公報には、コスト
の低減を主目的として、両端を閉じたコンクリート製の
円筒管を浮体とし、これを平行に並べて、堰板と緊張材
で筏状に組んだ浮体式防波堤が記載されている。さら
に、実公昭６０−２２４９号公報には、鋼製の水密凾体
からなる、あるいは発泡ウレタンをＦＲＰの被膜で包ん
でなる長尺棒状で入射波が当たる側に鋭角部を設けた浮
体を、複数平行に配置して一定間隔をおいて連結すると
ともに、浮体に対し消波性能を向上させるための消波板
を傾斜させて取付けた浮消波堤が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記の従来の技術にお
いて、特開平４−１４６３１２号公報に記載の浮体式防
波堤の場合、コンクリート製の円筒管は耐食性能は良い
が、得られる浮力が小さく、波浪に対する強度も低い。
また、コンクリート製円筒管からなる浮体が波浪進行方
向に平行に配置されているため、消波効果にはほとんど
寄与せず、堰板と水平なＰＣ板に消波機能を期待してい
るに過ぎない。また、浮体どうしを波浪に追随するよう
に可撓的に結合し、筏状に組み立ててあるため、中周
期、長周期の波浪に対する消波効果はほとんどない。一
方、実公昭６０−２２４９号公報に記載された浮消波堤
は、消波作用において、反射波エネルギーの占める割合
を小さくすることにより、係留コストの低減を図ったも
のであるが、浮体構造およびその格点構造が複雑であ
り、加工度が高いため構造体自体のコストが高く付く。
また、鋼製の水密凾体については防食対策がとりにく
く、防食のためのコストも高く付き、耐久性の面でも十
分とは言えない。本発明は、シンプルな形状で、高浮
力、高耐力を有し、プレファブ化や浮体部分についての
既成品の使用によるコストの低減が可能であり、防食機
能に優れ、かつ消波機能を有する合理的な構造の浮体構
造物を提供することを目的としたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の浮体構造物は、
浮体として鋼管等の金属製パイプを用い、両端をコンク
リートで被覆して、拘束したものであり、便宜上、金属
製パイプ２を水平方向に配設したものを横型、金属製パ
イプ１２を上下方向に配設したものを縦型と呼ぶことに
する。本発明の横型の浮体構造物１は、両端を密閉する
ことにより浮体として所定の浮力を確保可能な寸法を有
する金属製パイプ２を水平方向に平行または水平状態で
上下ジグザグ状にすなわちトラス状に所定間隔をおいて
複数本配設し、これら複数本の金属製パイプ２の両端を
コンクリート製の梁部材３により被覆して、拘束したも
のである。なお、本発明でいうコンクリートには鉄筋コ
ンクリートや繊維補強コンクリート等を含み、必要に応
じ金属製パイプ２のコンクリートへの埋め込み部分には
定着アンカーやシヤコネクター等を取り付ける。また、
必要に応じ、金属製パイプ２の長手方向の中間にもコン
クリート製の梁部材４を配設し、金属製パイプ２の相互
を拘束することにより、金属製パイプ２と梁部材３，４
とで格子梁が形成され、高強度の構造体となる。梁部材
３，４の上部にはコンクリート製の床版５等を設置する
ことにより、係船、荷役施設等として利用することがで
きる。床版５は必ずしもコンクリート製でなくてもよ
く、鋼製床版を使用してもよく、その他材料については
特に限定されない。梁部材３，４や床版５を構成するコ
ンクリート部分については、プレキャストコンクリート
部材を用いることで、工場製作による完全プレファブ化
が可能となり、コスト削減につながる。

【０００５】本発明で用いる金属製パイプ２，１２とし
ては、主として安価に入手可能な既成の鋼管が適用でき
る。その場合、耐食性が問題となるが、防食処理が難し
い端部が耐食性を有するコンクリートで被覆されるた
め、鋼管の外表面のみに防食処理を施せばよい。防食処
理としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等による塗
装、ポリエチレン等の高分子材料や金属系材料による被
覆防食があるが、本発明では、外表面のみ防食すればよ
いため、塗装に比べ高い防食性能が得やすい高分子系シ
ートや金属箔を巻き付けることによる円形閉合被覆が可
能であり、簡単に高い防食性能を得ることができる。こ
の他に、金属製パイプ２，１２としては、ステンレス、
チタン等の耐食性金属からなる管や、外表面に耐食性金
属を有する複厚鋼板からなる鋼管を用いることで、防食
処理を省略することも可能である。本発明の縦型の浮体
構造物１１は、両端を密閉することにより浮体として所
定の浮力を確保可能な寸法を有する金属製パイプ１２
を、鉛直方向に向かせると共に、横方向に所定間隔をお
いて複数本配設し、これら複数本の金属製パイプ１２の
上下の端部をコンクリート製の床版１３，１４により被
覆して、拘束したものである。コンクリート部分にプレ
キャストコンクリート部材を用いた完全プレファブ化し
たものおよび金属製パイプの材料や防食処理について
は、横型の場合と同様に考えることができ、また金属製
パイプ１２を、内管１２ａおよび外管１２ｂからなる２
重管構造として、その内管１２ａと外管１２ｂとの間に
コンクリート等の硬化性充填材を充填した構造等も考え
られる。この場合、外管１２ｂを耐食性金属からなる管
や、複層鋼板からなる鋼管とし、内管１２ａを普通の鋼
管とすることが望ましいが、内管１２ａおよび外管１２
ｂとも鋼管としてもよい。縦型の浮体構造物１１の場
合、金属製パイプ１２の長さや配置を適当に設定するこ
とで、安定した浮体構造物１１が得やすく、また複数本
の金属製パイプ１２相互の間隔の設定に関する自由度も
大きいため、各種波浪モードに自由に対応させることが
できるという利点がある。

【０００６】さらに、縦型の浮体構造物１１の場合、上
側の床版１３をそのまま係船、荷役施設等として利用す
ることも可能である。また、複数本の金属製パイプ１２
の相互を鋼管矢板等に使用される水密継手等を介して接
合し、これを閉合させることにより金属製パイプ列の内
側に隔室２１を形成し、この隔室２１によって、さらに
大きな浮力が得られるようにすることも可能である。な
お、金属製パイプ１２は、波浪の影響で金属製パイプ１
２の水中に没している部分の長さが変動することによる
浮力変動があり、各金属製パイプ１２の間で浮力の大き
さに差が生じる。従って、縦型の浮体構造物１１の場
合、この浮力変動により上下の床版１３，１４に面外方
向の曲げが作用する。この点については、上下の床版１
３，１４および金属製パイプ１２と床版１３，１４との
接合部が十分な耐力を有していれば問題ないが、例えば
金属製パイプ１２内に通した引張材１５により上下の床
版１３，１４をつなぎ、その引張材１５によって緊張し
ておくことにより、床版１３，１４や接合部に作用する
引張力を低減することも可能である。

【０００７】鋼管等の金属製パイプ２，１２は浮体とし
ての機能と構造部材としての機能を兼ねており、また金
属製パイプ２，１２は高い強度を有する他、中空部が広
いため、軽量、高強度の浮体構造物を、高い自由度で設
計することができる。金属製パイプ２，１２の両端およ
び必要に応じ中間にも配置したコンクリート製の梁部材
３，４（横型の場合）や床版１３，１４（縦型の場合）
が、金属製パイプを相互に拘束して浮体構造物に高い剛
性を与えるとともに、コンクリート自体が防食性を有す
るため、端部の被覆防食が問題となる鋼管を用いた場合
においても、端部全体がコンクリート中に埋め込まれる
ことで簡易に防食できる。また、鋼管自体については、
高い防食性能が期待できる高分子系シートや金属箔を巻
き付けた円形閉合被覆防食や、複層鋼板からなる鋼管の
使用が可能となる。水平面内における金属製パイプの間
隔や配置を適宜設定することで、様々な波浪モードに対
応して高い消波機能を持たせることができる。

【０００８】本発明の横型の浮体構造物１の場合は、コ
ンクリート製の梁部材３，４に対しては、フラットデッ
キ等を形成する床版５を、通常の梁部材への接合と同様
に簡単に取り付けることができ、また、縦型の浮体構造
物１１の場合は、金属製パイプ１２の端部を被覆して、
拘束するコンクリート製の床版をそのまま用いる等し
て、係船、荷役施設等として利用することができる。梁
部材３，４や床版５，１３，１４等を構成するコンクリ
ート部材は、プレキャストコンクリート製とすることが
でき、浮体としての金属製パイプ２，１２とともに完全
プレファブ化が図れ、工場での大量生産や既成品の使用
によるコスト低減が可能である。本発明の縦型の浮体構
造物１１の場合は、浮体を構成する金属製パイプ１２に
対して周方向より均一な水圧が作用するため構造的に強
い。また、侵入波に対する入口が小さく、複数の金属製
パイプで囲まれた内部に拡大水域を有するので、高い消
波性能が得られる。

【０００９】

【実施例】図１および図２は、浮消波堤等として用いら
れる横型の浮体構造物１の第１実施例における基本構造
を示したもので、直径約２ｍ、管厚１２mm、長さ約２５
ｍの鋼管２を、軸中心間距離が約３ｍとなるように、４
本を平行に配置し、金属製パイプ例えば鋼管２の両端を
鉄筋コンクリート製の梁部材３の断面内に埋め込み、各
金属製パイプ２の中間部をさらに４本の鉄筋コンクリー
ト製の梁部材４で連結し、格子梁状の浮体構造物１を構
成している。この浮体構造物１における各鋼管２の長手
方向にほぼ直角な方向から波浪Ｆが衝突する。鋼管２の
端部は予め密閉しておいてもよいし、両端の梁部材３の
コンクリートの打設等により密閉してもよい。また鋼管
２の端部には、必要に応じ定着アンカーやシヤコネクタ
ー等を取付ける。鋼管２の端部以外の防食処理は、最も
容易でかつ防食性能の高いものとして、ポリエチレン等
の高分子系シートや耐食性金属からなる金属箔を巻き付
けることによる処理が可能である。その場合、外表面の
み円形閉合して被覆し、被覆が困難な鋼管２の端部は、
そのまま梁部材３のコンクリート中に埋め込むことによ
り完全な防食が行なえる。

【００１０】このようにして構成される浮体構造物１
は、鋼管２が波浪の進行方向とほぼ直角となるように係
留され、鋼管２の外面に波がぶつかったり、鋼管２の間
および梁部材３，４間で波が乱されることにより、その
エネルギーが拡散、吸収、反射されて、透過する波のエ
ネルギーを小さくすることができる。種々の波浪モード
に対しては、鋼管２の直径や間隔、浮力等を調整した
り、鋼管２を異なる間隔で配置したり、平行でなくトラ
ス状に配置する等の設計も可能である。この他、第１実
施例においては金属製パイプとして鋼管２を用いている
が、耐食性金属からなる管や、異種の鋼板を積層した構
造となす複層鋼板からなる鋼管を用い、防食処理を省略
することも可能である（この点については、以下に述べ
る実施例についても同じである）。

【００１１】図３〜図８は本発明の第２実施例を示すも
のであって、図１および図２に示す第１実施例における
梁部材３，４の上部に床版５を設けたものに相当し、桟
橋、その他の係船施設、荷役施設等として利用すること
ができる。図４およびその断面図である図５〜図８に示
すように、第２実施例においては、各梁部材３，４およ
び床版５をプレキャストコンクリート製とし、鋼管２を
含めて、完全にプレファブ化している。両端の梁部材３
は鋼管２の端部を挿入するための円形の凹部を形成した
ものであり、鋼管２の挿入後に、隙間にグラウト材等を
注入する場合もある。中間の梁部材４には鋼管２を貫通
させるための複数の穴を設けてある。また、第２実施例
において、床版５を構成する両端部のプレキャストコン
クリート部材５ａおよび中間部のプレキャストコンクリ
ート部材５ｂは、共に両端に梁部材３，４と係合させる
ための屈曲部を形成した断面溝形のパネル状の鉄筋コン
クリート部材であり、適宜に接合金具やボルト等を用い
て組み立てることができる。

【００１２】図９は、本発明を縦型の浮体構造物１１に
実施した第３実施例を示したもので、金属製パイプ例え
ば鋼管１２を複数本、鉛直方向に平行に配設し、その上
下端を鉄筋コンクリート製の上部床版１３および下部床
版１４で被覆して、拘束している。前記鋼管１２の防食
処理は上述した横型の場合と同様であり、高分子系シー
トや耐食性金属からなる金属箔を巻き付けて、鋼管１２
の外表面のみを円形に閉合被覆し、鋼管１２の上端部お
よび下端部を、上部床版１３および下部床版１４の断面
内に埋め込むことにより完全な防食を行なえる。第３実
施例の浮体構造物１１の場合は、第１実施例および第２
実施例の横型の浮体構造物１に比べて、一般的には鋼管
１２として短尺のものを多数配設し、鋼管１２の平面的
な位置関係や長さを調整することにより、種々の波浪モ
ードに対応させることができる。また、上部床版１３を
そのままフラットデッキとして利用することが可能であ
る。

【００１３】図９において、１５は鋼管１２の内部に通
したＰＣ鋼材等からなる引張材であり、上部床版１３お
よび下部床版１４間をつないで緊張しておくことで、波
浪による各鋼管１２の浮力変動により、上部床版１３お
よび下部床版１４に過大な曲げ引張応力が作用しないよ
うにしている。なお、図９においては、引張材１５を１
本のみ示しているが、引張材１５を用いる場合には、全
ての鋼管１２あるいはバランスを考慮して複数の鋼管１
２内に配置する。

【００１４】図１０および図１１は、本発明を縦型の浮
体構造物１１に実施した第４実施例を示したものであ
り、図１０の２列の鋼管１２は、図９に示す第３実施例
に対応する構造のものであり、このうちＥ−Ｅ断面とし
ての図１１については、内管１２ａと外管１２ｂを有す
る２重管構造とし、内管１２ａと外管１２ｂの間にコン
クリート１６等の硬化性充填材を充填している。

【００１５】図１２および図１３は、本発明を縦型の浮
体構造物２４に実施した第５実施例を示すものであっ
て、図１２は所定間隔をおいて配置した金属管パイプ例
えば鋼管１２どうしを継手部材１７を介して接合し、内
側に隔室２１を設け、隔室２１部分に大きな浮力を期待
したものである。そのため、継手部材１７どうしの接合
部の内側には、コンクリート２０等の硬化性充填材を充
填し、水密継手としている。継手部材１７としては、直
線型鋼矢板の半裁体等を鋼管１２の外面に溶接したもの
や、図中１７ａ，１７ｂで示されるような、互いに係合
する雄雌の継手部材等が利用できる。

【００１６】また、図１２の左下に位置する区間につい
ては、中空部を有する鋼製エレメント１８を、継手部材
１９を介して連結し、内側に隔室２１を形成するように
している。なお、鋼製エレメント１８部分についても鋼
管１２との併用が可能であることを示したに過ぎず、図
１２の配置とすることを意味するものではない。

【００１７】

【発明の効果】本発明の消波構造物は、主構造が、浮体
としての鋼管等、複数本の金属製パイプ２，１２と、こ
れらを連結するコンクリート製の梁部材３，４あるいは
床版５からなり、シンプルな形状で、高浮力、高耐力が
得られ、かつ金属製パイプ２，１２を所定間隔をおいて
配置した剛な構造体にすることにより、各種波浪モード
に対する優れた消波効果が得られる。金属製パイプ２，
１２は既成品の使用が可能であり、コンクリート部分に
ついてもプレキャストコンクリート部材を使用すること
で完全プレファブ化が可能であり、製作コスト、施工コ
ストの低減が図れる。金属製パイプ２，１２として鋼管
を用いた場合においても、両端がコンクリートで被覆さ
れるため、高い防食性能が期待できる高分子系シートや
耐食性金属による円形の閉合被覆による防食処理が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を横型の浮体構造物に実施した第１実施
例を示す一部切欠斜視図である。

【図２】本発明を横型の浮体構造物に実施した第１実施
例を示す平面図である。

【図３】本発明を横型の浮体構造物に実施した第２実施
例を示す一部切欠斜視図である。

【図４】本発明を横型の浮体構造物に実施した第２実施
例を示す平面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。

【図６】図４のＢ−Ｂ断面図である。

【図７】図４のＣ−Ｃ断面図である。

【図８】図４のＤ−Ｄ断面図である。

【図９】本発明を縦型の浮体構造物に実施した第３実施
例を示す斜視図である。

【図１０】本発明を縦型の浮体構造物に実施した第４実
施例を示す一部切欠平面図である。

【図１１】図１０のＥ−Ｅ断面図である。

【図１２】本発明を縦型の浮体構造物に実施した第５実
施例を示す横断平面図である。

【図１３】図１２のＦ−Ｆ線断面図である。

【符号の説明】

１浮体構造物２鋼管または金属製パイプ３梁部材４梁部材５床版５ａプレキャストコンクリート部材５ｂプレキャストコンクリート部材１１浮体構造物１２鋼管または金属製パイプ１２ａ内管１２ｂ外管１３上部床版１４下部床版１５引張材１６コンクリート１７継手部材１７ａ継手部材１７ｂ継手部材１８鋼製エレメント１９継手部材２０コンクリート２１隔室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端を密閉することにより浮体として所
定の浮力を確保可能な寸法を有する金属製パイプ２を水
平方向に平行またはトラス状に所定間隔をおいて複数本
配設し、前記複数本の金属製パイプ２の両端をコンクリ
ート製の梁部材３で被覆して、拘束したことを特徴とす
る浮体構造物。
【請求項２】金属製パイプ２の中間にもコンクリート
製の梁部材４を配設し、金属製パイプ２の相互を拘束し
ている請求項１の浮体構造物。
【請求項３】梁部材３，４の上部に床版５を設けた請
求項１または２の浮体構造物。
【請求項４】梁部材３，４がプレキャストコンクリー
ト部材からなる請求項１、２または３の浮体構造物。
【請求項５】両端を密閉することにより浮体として所
定の浮力を確保可能な寸法を有する縦型の金属製パイプ
１２を、鉛直方向に所定間隔をおいて複数本配設し、前
記複数本の金属製パイプ１２の上下両端部をコンクリー
ト製の床版１３，１４で被覆して、拘束したことを特徴
とする浮体構造物。
【請求項６】複数本の金属製パイプ１２の相互を水密
継手を介して閉合させることにより内側に隔室２１を形
成し、前記隔室２１によっても浮力が得られるようにし
た請求項５の浮体構造物。
【請求項７】上下の前記床版１３，１４の間を前記金
属製パイプ１２に通して配設した引張材１５により緊張
した請求項５または６の浮体構造物。
【請求項８】金属製パイプ２，１２は、外表面に高分
子系シートまたは金属箔による被覆防食を施した鋼管で
ある請求項１、２、３、４、５、６または７の浮体構造
物。