JPH0419072Y2

JPH0419072Y2 -

Info

Publication number: JPH0419072Y2
Application number: JP1987091961U
Authority: JP
Priority date: 1987-06-17
Filing date: 1987-06-17
Publication date: 1992-04-28
Also published as: JPS64631U

Description

【考案の詳細な説明】

産業上の利用分野この考案は、寒冷地において使用する鋼管杭・
鋼矢板等の水域構造物構成用鋼製部材に対する流
氷・凍着氷対策に関する。従来の技術 (1) 冬期に流氷・結氷が見られる地域では、これ
らにより、海岸線や河川護岸が年々侵食されて
いる。その対策の１つとして鋼管杭、鋼矢板、
鋼管矢板等の水中打込部材による護岸等の防氷
施設が建設されているが、通常の腐食以外に流
氷・結氷による摩耗・衝撃が付加され、施設の
耐久性に問題が発生している。特にコンクリー
ト構造物による防護施設の場合には、前記以外
にコンクリートの凍結融解作用によりその劣化
は著しい。 (2) また、湖沼につくられた桟橋用基礎杭の表面
に湖沼水が凍着・結氷し春先における湖沼への
雪解け水流入に伴う増水により、基礎杭の表面
に密着した凍着氷が水位上昇に伴い上方に移動
するがこの時、基礎杭を同時に引きあげ、桟橋
施設が破壊するという事故が発生している。類
似の事故がダムの貯水池における取水塔基礎に
おいても発生している。これらの事故を防止するために従来より基礎
杭の回りをエアーでバブリングし凍着させない
方法が採用されているが、コストが高く、また
維持、管理がたいへんである。 (3) さらに、河川の結氷が春先にゆるみ河下に向
つて流下していく時には、河川護岸を強くこす
つて行き、河川護岸を摩耗し、河川護岸の安定
上問題が生じていた。このため、護岸全面をコンクリートでライニ
ングするなどの方法がとられていたが、コスト
が高く、またライニングしたコンクリートが損
傷するという問題があつた。考案が解決しようとする問題点本考案は、前述の従来技術の問題点を有利に解
決する技術的手段を提供することを目的とするも
のであつて流氷・凍着氷対策の必要な水域構造物
構成用鋼製部材に対して優れた耐凍着性、耐摩耗
性、防食性等を付与しようとするものである。問題点を解決するための手段すなわち、本考案は河川や、湖沼等あるいは、
港湾・海洋等の水域で使用する構造物構成用鋼製
部材において少なくとも水位の変動および水流に
より、流氷または凍着氷が摺動する範囲が、耐候
性、耐海水性、耐衝撃性、耐摩耗性、耐凍着性を
有する合成樹脂系被覆材で被覆されている部材を
使用することを特徴とする流氷・凍着氷および腐
食対策を施した構造物構成用鋼製部材にある。以下、詳細に説明する。本考案に係わる鋼製部材は、前記したごとき、
流氷や凍着氷および腐食対策の必要な部材であ
り、たとえば鋼管杭、鋼矢板、鋼管矢板、あるゆ
る水中打込み鋼製部材が挙げられる。又防氷堤、
石油掘削リグなどの構造部材等が挙げられる。本考案者はこの鋼製部材の必要部分を合成樹脂
系被覆材で被覆することにつき検討を行つた。たとえば、各種合成樹脂系被覆材について、凍
着強度を調べたところ、ポリオレフイン系、ポリ
ウレタン系において特に優れた結果が得られた
（第１表）。ポリオレフイン系としては低密度ポリ
エチレン（以下LDPEと記す）、中密度ポリエチ
レン（以下MDPEと記す）、高密度ポリエチレン
（以下HDPEと記す）やポリプロピレンが好まし
くLDPEが特に好ましい。又、ポリウレタン系としては、ウレタン系エラ
ストマーが特に好ましい。又、表面粗度は大となると凍着強度も大となる
が、表面粗度がほぼ20μ以下となると凍着強度は
表面粗度が影響されない（第７図）。以下図面に基づき説明する。第１図ａ図は結氷し基礎杭１の周囲に氷２が凍
着した状況を示し、ｂ図は春先の雪融水等が湖沼
等に流入したため、増水し凍着氷が上昇する時
に、基礎杭を引きぬいた状況を示す。米国五大湖では、基礎杭として、松などの木杭
が使用されているものもあるが、上記の問題が発
生している。鋼杭、コンクリート杭等を使用する場合にも上
向きの引抜き力が作用するので、根入れ長を増や
す必要があり、コスト高となつていた。第２図は本考案の実施例で、第２図ａは基礎杭
の特定範囲を本考案にある合成樹脂系被覆材３で
被覆した状態を示し、第２図ｂは前記被覆材は凍
着強度が極めて小さいので、水位上昇の初期に被
覆材３と凍着氷との付着が切れてしまい、氷２だ
けが抜けあがつた状態を示す。水位の変動に伴い氷が上下し被覆材を摩耗する
が、前記被覆材３は氷による摩耗に対しても十分
な耐久性がある。第３図ａは河川における結氷が、春先にゆる
み、河川を流下していく時に河川護岸１を擦つて
いる状態を示し、第３図ｂは護岸を構成する氷中
打込み部材１の特定範囲を本考案にある合成樹脂
系被覆材３で被覆した状態を示す。該被覆材は氷による摩耗に強いので、水中打込
み部材が、損傷することがない。また、凍着強度も小さく、表面も滑らかなので
氷も流れやすい。第４図ａは、沿岸に設置される防氷堤１を示
し、冬期に流氷が押しよせ、沿岸の養殖施設を破
壊するのを防止するための施設である。本考案にある合成樹脂系被覆材で第４図ｂに示
すように被覆することにより、防氷堤に作用する
氷力を低減するとともに、氷がスライドアツプす
る時に部材を擦つていくが摩耗を防止することが
できる。第５図は鋼矢板を被覆した本考案例で、第６図
は鋼管杭を被覆した本考案例である。実施例アラスカのベツセル市 KUSKOKWIM
RIVERの護岸としてポリエチレン被覆鋼管杭
（ポリオレフイン系被覆）、ウレタンエラストマー
被覆鋼管杭（ウレタン系）及びポリマーセメント
被覆鋼管杭を打設し、実曝露を実施した。なお、
この地域は、冬期には完全に河川が結氷して−
140℃にも達し、春の雪融けとともに、川に張り
つめた氷が融解し、川を流れ下る時に、鋼管杭の
表面を摩擦（摩耗）していくものである。次に曝
露サンプルと、実曝露結果を示す。なお、鋼管杭としては600φ×12ｍのスパイラ
ル溶接鋼管を使用しその外周面に被覆を施した。曝露の結果最も良好なものは低密度ポリエチレ
ンとブタジエン系ウレタンエラストマーであり、
次には高密度ポリエチレンとアジプレン系ウレタ
ンエラストマー及びヒマシ油系ウレタンエラスト
マーで、ポリマーセメントは摩耗量が大きく、一
部割れも発生しており、良好な結果は得られなか
つた。結果を第２表に示す。

【表】

【表】考案の効果本考案の効果は、以下の通り１凍着強度が小さい。ポリオレフイン系被覆材あるいは、ウレタン系
被覆材は、実験結果からもわかるように、その凍
着強度は、コンクリートの約1/20、鋼の約1/10で
あるため、水中打込部材の表面をこれらの材料で
被覆すると、水位の上昇、下降に伴い凍着氷から
伝達される引抜き、押込み力は、極めて小さくな
り、水中打込部材の土中への根入れ長さを短かく
でき、かつ水中打込部材根入れ下端の地盤強度も
小さくてすむ。すなわち、土中への根入れ長が少
なくてもよいので極めて経済的である。２耐摩耗性に優れている。ポリオレフイン系被覆材あるいは、ウレタン系
被覆材は、実験結果からもわかるように、氷によ
る摩耗量は、コンクリートの約1/20、鋼の約1/2
であるため、水中打込部材の表面をこれらの材料
で被覆すると凍着した氷が水位の変動に伴い上下
に摺動（この時は、すでに氷と部材との縁が切れ
ている）しても摩耗量が少ないので、コンクリー
トの20倍、鋼の２倍の耐久性を保持することがで
きる。また、河川護岸等に、前述の水中打込部材を使
用すると、河川を流下していく氷による摩耗量も
少なく耐久性のある護岸とすることができる。３防食性に優れている。流氷・対策を施こす必要のある部位は、流氷、
凍着による摩耗や、引抜き、押込み作用に抵抗す
るだけでなく、塩分や紫外線に対する長期耐久性
すなわち防食性が要求される。ポリオレフイン系被覆材あるいは、ウレタン系
被覆材は、この長期防食性に優れたものである。なお、港湾・海洋などで鋼製部材を使用する場
合、鋼材の腐食の激しい部位（低水位以下約1.0
ｍ〜飛沫帯）と流氷・凍着氷の影響をうける部位
とは、ほとんど一致している。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ、第２図ａ，ｂは立面図、第３図
ａ，ｂは斜視図、第４図ａ，ｂは立面図、第５図
ａ，ｃは正面図、第５図ｂは第５図ａの側面図、
第５図ｄは第５図ｃの側面図、第６図ａは正面
図、第６図ｂは第６図ａの側面図である。第７図
は凍着強度と粗度との関係を示す図である。１……構造物（基礎杭等）、２……氷、３……
被覆材。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

河川や湖沼あるいは、港湾・海洋等の水域で使
用する構造物構成部材において、少なくとも水位
の変動あるいは水流により、流氷または凍着氷が
摺動する範囲が、ポリオレフイン系あるいはポリ
ウレタン系の合成樹脂系被覆材で被覆されている
ことを特徴とする流氷・凍着氷対策を施した水域
構造物構成用鋼製部材。