JPH0762624A - 防波堤構築用群筒ケーソン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 海水及び波浪の透過機能を付加した防波堤構
築に係り、プレキャスト材を効率的に採用して陸上にお
ける工場製作工程の低減、現場施工の簡易化と工期短縮
によりコスト低減が実現可能な防波堤構築用群筒ケーソ
ンの提供する。 【構成】 平板状の下床版３と、海水の通過が可能に下
床版３上に所定の間隔を置いて垂直に結合された筒形の
筒柱４と、筒柱４の上端に結合された平板状の上床版５
と、上床版５上に担持結合された上部工６と、からなる
函体を１ブロックとし、函体を施工現場の海底に造成さ
れたマウンド２に沈設させて載置して、波を各筒柱４間
に通過させて消波する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多数の筒柱を主体に防
波堤を構築する群筒ケーソンに関し、更に詳しくは、筒
柱間に港外からの波浪を通過させて減衰消波させる通称
波浪透過式の群筒ケーソンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、港外から打ち寄せる波浪を防
ぎ港内を静穏に保つために、港湾に築造される突堤の防
波堤としては、在来土木工法で築造される護岸、コンク
リート製のテトラポット等を海中に積み上げて突堤を構
築したもの、或いはケーソンを海中に沈下させる工法に
より造成されるものなどが周知である。

【０００３】近年、港湾施設の大型化や海上空港などを
対象とした沖合人口島等の開発において、防波堤の施工
海域もますます沖合いに展開していく傾向にある。その
ため、大水深に対応した大規模防波堤の効率的な施工技
術の確立が重要課題となっている。例えば、水深２０メ
ートルを越える大水深での防波堤の施工は、現在ではケ
ーソン式防波堤が主流となってきている。

【０００４】また一方では、環境保全に対する意識の昂
揚により、港湾内の水質改善や堆砂埋没による港湾機能
の低下の防止などを目的として、港外との海水の交換を
促進するための海水及び波浪透過機能を付加した新しい
タイプの防波堤に開発が要望されるようになってきてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、施設の
大規模化に伴いケーソンの大型化も進み、陸上における
ケーソン製作コスト、施工現場までの陸上搬送と海上曳
航の安全性や経費高騰などの問題、工期の短縮化などを
含めた全般的なコスト削減を実現する新技術の確立が望
まれている。

【０００６】本発明は、こうした情勢を踏まえ、波浪透
過機能を付加した防波堤構築に着目し、この海水透過式
防波堤の構築用としてプレキャスト材を効率的に採用す
ることで、陸上における工場製作工程の低減、現場施工
の簡易化と工期短縮によりコスト低減を実現可能とした
防波堤構築用群筒ケーソンの提供を目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明による防波堤構築用の群筒ケーソンは、平板
状の下床版と、海水の通過が可能に下床版上に所定の間
隔を置いて垂直に結合された筒柱と、筒柱の上端に結合
された平板状の上床版と、上床版上に担持結合された上
部工と、からなる函体を１ブロックとし、函体を施工現
場の海底に造成されたマウンドに沈設させて載置して、
波を各筒柱間に通過させて消波する構成となっている。

【０００８】また、本発明では、筒柱の好適な断面形状
として円筒形を採用し、こうした円筒形筒柱の海面に近
い上方部において、この周に沿ってスリットを筒肉厚方
向に貫通して海水の流出入が可能に設け、筒柱の下方部
の大水深部の内部には中詰め材を充填した構成とするこ
とができる。

【０００９】更に、本発明は、筒柱を高さ方向に細分化
したリング形状のセグメントの積み重ねにより形成する
ことも可能であり、セグメントの周一円に補強芯材を埋
設又は挿通させて互いの接合を強化することができる
し、補強芯材に緊張特性を有するＰＣ鋼棒を用いると、
積み重ねた複数のセグメントを軸線方向に緊定させるこ
とができる。

【００１０】

【作用】群筒ケーソンを所定の海域に沈設して防波堤を
構築する。港外からの波浪は、多数の筒柱間に流入し、
減衰して消波されることにより港内を沈静化する。

【００１１】筒柱の上方部で海面に近い部分にスリット
を設けたことで、このスリットを通して海水が筒柱内に
流出入して相乗的に消波機能が高まる。また、筒柱をプ
レキャスト成形により多数のリング形状のセグメントを
積み重ねた構造を採用することで、製作の工期を短縮す
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明による防波堤構築用群筒ケーソ
ンの実施例を図面に基づいて説明する。

【００１３】本発明でいう群筒ケーソンは、「透過式」
と通称される海水透過機能を付加した防波堤構築用とし
て、図１の概念図で示すように、港外から押し寄せる波
浪を受け止め、波の強度を減衰により消波させつつ通過
させ、港内を沈静化することを狙ったものである。

【００１４】図２は、防波堤の１ブロックを構築する実
施例の群筒ケーソン１を示す。群筒ケーソン１は、施工
現場の凹凸状海底を床掘や浚渫を行い、更に基礎捨て石
を投入、均しなどによる基礎工事で造成されたマウンド
２上に載置される。即ち、この海底造成によるマウンド
２上に着座させる下床版３を有し、この下床版３上には
海域の水深などに対応して決定される長さの円柱筒によ
る筒柱４の多数が垂直に設けられる。筒柱４の上端部に
は上床版５を有し、マウンド２から上床版５までの構築
体を下部工と表現すれば、この下部工を基礎として上床
版５の上には海面７上に現れる上部工６が載置され、こ
れら各部からなる群筒ケーソン１を図の左右方向に接続
して防波堤が構築される。ケーソンは普通重さで安定さ
せる重力式構造物であるから、上部工６としてもその主
目的は安定化のための重量確保であり、設置は任意であ
る。

【００１５】図３は群筒ケーソン１の平面図、図４はそ
の正面図、図５は側面図である。実施例の群筒ケーソン
１は、マウンド２と上部工６を除き陸上で函体として組
み立てられ、この函体を海上曳航して現場沈設する工法
を想定して製作されるものである。各部の構造は以下の
通りである。

【００１６】下床版３は、前述のマウンド２上に載置さ
れる。下床版３の上面には多数の筒柱４が互いに好適な
間隔を置いて垂直に設けられる。このように、多数の筒
柱４を間隔を置いて設けることにより、波浪を回遊させ
てそのエネルギーを減衰させつつ通過させていわゆる消
波効果を狙っている。

【００１７】筒柱４の個々は、陸側工場にて型枠にコン
クリートを打設していわゆるプレキャスト部材として製
作され、実施例のように円筒形とした場合は、外径寸法
が例えばおよそ５ｍ内外で、現場の水深が２０ｍといっ
たような大水深に沈設させるものでは、これに対応する
高さ寸法Ｈではそれ自体のかなりの重量物となる。海上
の据付現場では円筒形の内部に後述するように土砂等の
詰め物が充填され、基礎柱材として安定重量を確保する
ことができる。

【００１８】また、筒柱４は、図４及び図５で示すよう
に、高さ寸法Ｈの上方部には任意の形状、例えば長方形
などによる矩形状のスリット４ａが周に沿って筒板厚方
向に貫通して設けられている。スリット４ａを設けた意
味は、このスリット４ａから海水を浸入させることで波
を消波し、筒柱４を間隔を置いて点在させたことと相乗
させている。スリット４ａの形状と大きさ、そして配置
の形態は図示例に限定されるものではなく、本発明者ら
によって様々な形態のスリットが流体特性などの見地か
ら試作実験により、その最適形状と配置が研究されてい
る。スリット４ａの配置を高さ寸法Ｈの上方部に限定し
たのは、海面から水深が増すほど、波が沈静化する特性
を踏まえて、筒柱４ａの下方部に設けてもその効果を期
待できないことと、また下方部の筒内部には土砂等の詰
め物が充填されるからである。

【００１９】また、多数の筒柱４を上端担持した形で平
板状の上床版５がヤードで製作される。この上床版５ま
での構築体が陸上側で製作され、据付現場にて上床版５
の上に上部工６が取り付けられて群筒ケーソン１が組み
立てられる。

【００２０】ところで、前述のように筒柱４の単体重量
だけでも内部充填物を含めるとかなりの重量物であり、
これが１ブロックで例えば１０本以上が見込まれると、
筒柱４の総本数重量と、これら上下に下床版３と上版部
５を加えた群円筒ケーソン１の総重量はかなりに及ぶこ
とになる。

【００２１】筒柱４は、重量的にも型枠製作の面でも陸
上での長距離搬送時の輸送性と安全性を考慮すれば、単
体成形することにはさまざまな困難が伴う。図６は、こ
うした単体成形による問題を考慮して、単一の筒柱４自
体を小部品組立化した構造の実施例を示している。

【００２２】即ち、筒柱４をその高さ寸法Ｈの方向で細
分化したリング形状のセグメント１０をプレキャスト成
形し、製作工場から海岸沿いの、例えば製作ヤードまで
簡便に搬送し、ここで複数個のセグメント１０を接合し
て単一の筒柱４を製作する工法を採用することができ
る。

【００２３】例として前述のように、単一の筒柱４の大
きさを、外径寸法が５ｍ内外で、現場の水深が２０ｍと
いったような大水深に沈設させるものの場合、セグメン
ト１０の高さ寸法ｈを１ｍ程度とすれば、それの２０個
を積み上げて接合する。図７は、セグメント１０を積み
重ねて筒柱４を組み立てる態様を示している。組立場所
において予め基板となる下床版３がコンクリート打設に
より製作され、この下床版３にはセグメント１０の円周
に沿う範囲でＰＣ鋼棒（緊張固定用）と称される補強用
芯材の鉄筋１１が埋設により立ち上げられている。仮に
２０個積み上げられるセグメント１０のうち、下方部の
数個をＰＣ鋼棒１１に挿通させて下床版３に積み上げ
る。セグメント１０には型枠成形工程の段階で、予めＰ
Ｃ鋼棒が挿通する貫通孔１０ａが設けられている。ＰＣ
鋼棒１１に数個のセグメント１０を下から順に通した
後、油圧ジャッキ等の設備によりＰＣ鋼棒１１に緊張力
を付与し、下方部の数個を一群として緊定する。ＰＣ鋼
棒１１は必要に応じて所定個所で継手により継ぎ足すこ
とができる。

【００２４】こうした接合により２０個のセグメント１
０を積み上げて接合する。下床版３上では接合された筒
柱４が互いに間隔を置いて林立するがごとくに組み立て
られる。所要数の筒柱４の組立後は、これらの上端にＰ
Ｃ鋼棒１１の端部を利用して上床版５が結合される。こ
こまでの構造体が図３〜図５に示される函体である。

【００２５】函体は、起重機船（クレーン船）を利用す
るか、もしくは単独で海上を据付現場まで曳航される。
所定位置にて海中に沈設され、海底に設けられたマウン
ド２上に載置される。そして海面上に露呈させた上床版
５の上に上部工６を担持させて取り付け、１ブロックの
群筒ケーソン１を築造する。この群筒ケーソン１を複数
を連続して隙間なく設置することにより、所定の長さの
防波堤が構築できる。

【００２６】なお、実施例では筒柱４を断面円形による
円筒柱としたものが説明された。円筒柱に成形した筒柱
４が波を減衰させて消波するのに常に最適形状であると
は限定できない。しかし、多数の筒柱４が互いに間隔を
置いて設けられることから、円筒形の場合は波が全方位
に回り込んで消波性能が大きい。この意味からも、他に
考えられる断面多角形よりは方向性のない円筒柱が望ま
しいといえる。

【００２７】また、単一の筒柱４を形成するセグメント
１０としては、波や曳航時に外圧力を受ける力学的な剛
性を考慮すると、上下端には引張力が作用し、中央部に
は反対に圧縮力が作用するため、上下部のセグメント１
０ではＰＣ鋼棒１１による配筋数を増して強化し、セグ
メント１０同士の分離などを回避する防止手段を講じて
おくことも必要である。これらの点から、セグメント１
０としては、１本の筒柱４を組み立てるのに単一種にと
どまらず、柱体として各部の強度に対応する数種類をパ
ーツ化しておくことも考えられよう。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による防波
堤構築用群筒ケーソンは、多数の筒柱を間隔を置いて設
置することに相乗し、個々の筒柱の好適部位に海水が内
部に流出入するスリットを設けることで、海水が通過中
に効率的に消波され、港内の沈静化と共に、港外の海水
との交換機能が生じ、港内の水質改善や堆砂による港内
埋没等に有効である。

【００２９】また、本発明では、主体の筒柱をプレキャ
スト部材によるリング形状のセグメントを積み上げて形
成することにより、ケーソン製作工程及び大幅な工期短
縮に伴う全般的コスト低減が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による海水透過式防波堤の概念を示す側
面断面図

【図２】実施例の防波堤構築用群筒ケーソンの海中施工
後の形態を示す斜視図

【図３】実施例の群筒ケーソンの平面図

【図４】実施例の群筒ケーソンの正面図

【図５】実施例の群筒ケーソンの側面図

【図６】群筒ケーソンの主体をなすセグメント積み重ね
による筒柱の実施例の斜視図

【図７】図６に示すセグメントによる筒柱の組立態様を
示す斜視図

【符号の説明】

１・・群筒ケーソン、２・・マウンド、３・・下床部、
４・・筒柱、４ａ・・スリット、５・・上床部、６・・
上部工、７・・海面、１０・・セグメント、１１・・Ｐ
Ｃ鋼棒。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 秀之 東京都千代田区富士見二丁目10番26号前田 建設工業株式会社内 (72)発明者 上田 康浩 東京都千代田区富士見二丁目10番26号前田 建設工業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状の下床版と、 海水の通過が可能に下床版上に所定の間隔を置いて立設
   された筒柱と、 筒柱の上端に結合された平板状の上床版と、 上床版上に担持結合された上部工と、からなる函体を１
   ブロックとし、 函体を施工現場の海底に造成されたマウンドに沈設させ
   て載置して、波を各筒柱間に通過させて消波することを
   特徴とする防波堤構築用群筒ケーソン。
2. 【請求項２】 筒柱が断面円形の円筒形である請求項１
   記載の防波堤構築用群筒ケーソン。
3. 【請求項３】 海面に近い筒柱の上方部の周に沿ってス
   リットを筒肉厚方向に貫通して海水の流出入が可能に設
   け、筒柱の下方部の大水深部の内部には中詰め材を充填
   した請求項１又は２記載の防波堤構築用群筒ケーソン。
4. 【請求項４】 筒柱が高さ方向に細分化したリング状の
   セグメントの積み重ねにより形成され、セグメントの周
   一円に補強芯材を埋設又は挿通させて互いの接合を強化
   した請求項１〜３のいずれか記載の防波堤構築用群筒ケ
   ーソン。
5. 【請求項５】 補強芯材が緊張特性を有するＰＣ鋼棒
   で、積み重ねた複数のセグメントを軸線方向に緊定させ
   ることができる請求項４記載の防波堤構築用群筒ケーソ
   ン。
6. 【請求項６】 高さ方向に細分化したリング状のセグメ
   ントの積み重ねにより形成され、セグメントの周一円に
   補強芯材を埋設又は挿通させて互いの接合を強化すると
   ともに、上方部の周に沿ってスリットを筒肉厚方向に貫
   通した防波堤構築用筒体。