JPH045553Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、橋脚等の水中構造物に船舶が衝突し
た際、その衝突エネルギーを吸収して衝突を緩和
する緩衝工に関する。さらに詳しくは、小型船か
ら大型船に至る各種の船舶がそれぞれ異なる速度
で水中構造物に衝突した場合において、荷重−変
形特性の異なる緩衝体の合理的組み合わせによつ
て船舶の損傷を軽減し、かつ水中構造物を保護す
るようにした緩衝工に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の緩衝工としては、第５図に示す
ように、脆性破壊材ｃを主体として形成され前面
に低反力弾性体ｆを設けることができる脆性破壊
ブロツクｅと、塑性変形体ｇを主体として形成さ
れ前面に低反力弾性体ｆを設けることができる塑
性変形ブロツクｈとからなる浮遊式緩衝工があ
る。これらのブロツクの連結方法としては、脆性
破壊ブロツクｅの表面層をなす補強材ｄを塑性変
形ブロツクｈの表面層と一体化する方法、或いは
脆性破壊ブロツクｅと塑性変形ブロツクｈをボル
トナツトによつて接合する方法が採られていた。

ところが、脆性破壊ブロツクｅの主材である脆
性破壊材ｃは、圧縮強度に比して引張り強度、曲
げ強度等が低いので、強度部材としての機能がな
い。そこで、脆性破壊ブロツクｅの表面層をなす
補強材ｄに船舶非衝突時の外力に耐える強度を持
たせていた。

一方、緩衝工の主機能である船舶衝突時の機能
としては、衝突船を破損することなく緩衝工が圧
壊して衝突エネルギーを吸収しなければならな
い。従つて、緩衝工の衝突面の圧壊強度を少なく
とも船舶の船側強度以下に抑えると、船舶非衝突
時の外力に対する安全率を海洋構造物一般に要求
されている値を確保できなくなる。これに対し、
船舶非衝突時の外力に対する安全率を確保する
と、表面層をなす補強材ｄを強固にしなければな
らなくなり、緩衝工の衝突面の圧壊強度が船舶の
船体強度以上になり緩衝工として機能しなくなる
という問題があつた。

また、船舶衝突により脆性破壊ブロツクｅが破
損した場合、脆性破壊ブロツクｅと塑性変形ブロ
ツクｈとが補強材ｄによつて覆われて一体化され
た構造では、脆性破壊ブロツクｅの交換のため
に、脆性破壊ブロツクｅの表面を覆つている補強
材ｄを切除したあと、新たに取りつける必要があ
り、脆性破壊ブロツクｅの交換性が悪い。さら
に、脆性破壊ブロツクｅをボルトナツトによつて
接合した構造では、脆性破壊ブロツクｅに作用す
る浮力が大きく、脆性破壊ブロツクｅの底面のみ
で浮力を支持するためには、ボルトナツトの接合
部分をかなり強固に補強する必要があり、衝突時
に船体を損傷する危険性が大きいと共に、ボルト
接合部が水面下にあるため、交換性が悪い。

そこで、第６図に示すように、脆性破壊材ｃを
主体として形成され、低反力弾性体ｆを設ける設
けることができる脆性破壊ブロツクｅと、塑性変
形体ｇを主体として形成された塑性変形ブロツク
ｈとで構成された衝撃吸収ブロツクを水中構造物
ａと衝撃吸収ブロツクとの間に設けた取付用剛体
ｉに脆性破壊ブロツクｅと塑性変形ブロツクｈを
着脱可能に取り付けた浮遊式緩衝工が考案され
た。

この緩衝工では、取付用剛体ｉの剛性により非
衝突時外力に対する強度、とりわけ緩衝工の長さ
がある程度以上の大きさになると顕著にあらわれ
るサツギング、ホツギングに対する強度を持たせ
ることができるので、脆性破壊ブロツクｅと塑性
変形ブロツクｈの補強層を弱くすることがある程
度可能になり、船舶衝突時の緩衝機能を改善でき
ると共に、脆性破壊ブロツクｅが破損した場合の
交換が取付用剛体ｉに吊具を設けることにより水
面上で容易に行うことができる。

しかしながら、この緩衝工は、脆性破壊ブロツ
クｅ、塑性変形ブロツクｈおよび取付用剛体ｉを
個々に製作したあと、連結して構成されたもので
あり、サツギング、ホツギングに対して取付用剛
体ｉを十分に機能させるためには、脆性破壊ブロ
ツクｅ、塑性変形ブロツクｈ及び取付用剛体ｉが
一体として外力に抵抗できるように取り付けるこ
とが必要である。そのためには、脆性破壊ブロツ
クｅ及び塑性変形ブロツクｈの相互の取り付け、
並びにこれら２つのブロツクと取付用剛体ｉとの
間の取付部は強固な補強が必要であり、船舶衝突
時の緩衝性能が悪くなる。また、緩衝工には、前
面からの波力、潮流力等による偏心外力、浮力
（浮力変化によるサツギング、ホツギングを含
む）、揚圧力等の鉛直力が作用し、これらの外力
により脆性破壊ブロツクｅと塑性変形ブロツク
ｈ、並びにこれら２つのブロツクと取付用剛体ｉ
の間の連結部に応力集中が生じ、取付部が破損し
易い。

また、大型船舶が緩衝工に衝突した場合、脆性
破壊ブロツクｅと塑性変形ブロツクｈが圧壊する
と共に、上下２つのブロツクｅ，ｈと取付用剛体
ｉとが固定的に連結されているため、取付用剛体
ｉを変形させる。したがつて、緩衝工を交換する
ときは、全体を取り替える必要がある。さらに、
取付用剛体ｉが図示のような骨組み構造では、船
体、とりわけ船側部を破損することがある。

さらに、取付用剛体ｉに非衝突時の外力に耐え
る強度を持たせるためには、かなりの構造寸法が
必要になり、緩衝工の水中構造物からの張出幅
は、衝突エネルギー吸収に必要な上下２つのブロ
ツクの張出幅と取付用剛体ｉの張出幅との和にな
るので、特に、航路幅が狭く船舶交通量の多い海
域に設置された場合、船舶の航行に支障をきたす
等の欠点があつた。

〔考案が解決しようとする課題〕

本考案は、かかる従来の欠点を解消するために
なされたものであり、非衝突時の外力に耐えると
共に、脆性破壊ブロツクと塑性変形ブロツクから
なる複合型ブロツクの緩衝性能を損なうことな
く、緩衝工の張出幅を最小限に抑えた緩衝工を提
供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち、本考案の緩衝工は、脆性破壊材を主
体として形成され前面に低反力弾性体を備えた脆
性破壊ブロツクと、塑性変形体を主体として形成
した塑性変形ブロツクとからなる緩衝工におい
て、前記塑性変形ブロツクを横断面Ｌ又はコ字状
に形成し、該塑性変形ブロツクの前面に設けられ
たＬ又はコ字状の凹部に前記脆性破壊ブロツクを
着脱可能に取り付けたことを特徴とするものであ
る。

このように塑性変形ブロツクを横断面Ｌ又はコ
字状に形成し、該塑性変形ブロツクの前面に設け
られたＬ又はコ字状の凹部に脆性破壊ブロツクを
着脱可能に取り付けたことにより、船舶非衝突時
の外力に対し脆性破壊ブロツクに比して強度が大
きい塑性変形ブロツクの剛性によつて耐えること
ができると共に、脆性破壊ブロツクの圧縮強度が
一様でエネルギー吸収性能の優れた緩衝性能を損
なうことがない。さらに、塑性変形ブロツクが非
衝突時の外力に対する強度部材となるので、別
途、強度部材を設ける必要がなく、緩衝工の張出
幅を必要最小限に抑えることができ、船舶航行に
支障をきたすことがない。さらに、製造コストを
低減でき、経済的である。

〔実施例〕

以下、添付図面に即して本考案をさらに詳細に
説明する。

第２図は、本考案に係る緩衝工を水中構造物に
取り付けた状態を示す図であつて、前面に低反力
弾性体１０を設けた脆性破壊ブロツク２０と塑性
変形ブロツク３０からなる緩衝工Ｅを水中構造物
である橋脚Ｇの周囲を囲むように浮遊させて設置
したものである。

脆性破壊ブロツク２０は、第１図に示すよう
に、鋼材、FRP、コンクリート、ゴム等で形成
された箱状の外殻２４内に脆性破壊材２５を封入
したものである。脆性破壊材２５としては、硬質
ウレタンフオーム、フエノールフオーム等の合成
樹脂発泡体、或いは発泡コンクリート、パーライ
ト、泡ガラス等の無機質発泡体等を代表例として
挙げることができる。

一方、塑性変形ブロツク３０は、気室３２を形
成するように主として塑性変形体３０ａにより形
成され、吃水調整のために前記気室３２内には、
コンクリート等のバラストが適宜注入できる構造
になつている。塑性変形体３２としては、薄肉鋼
板、各種の型鋼、鋼管等の金属材料、FRPや
PVC等の合成樹脂材料等を代表例として挙げる
ことができる。

前述した脆性破壊ブロツク２０は、船舶の衝突
エネルギーを主として脆性破壊材２５の脆性破壊
によつて吸収し、塑性変形ブロツク３０は塑性変
形体３０ａの塑性変形によつて吸収するようにな
つている。

低反力弾性体１０は、小型船舶の緩衝を対象と
するものであり、脆性破壊ブロツク２０の前面２
１の水面Ｗの付近にボルトナツト等の取付手段に
よつて装着されている。低反力弾性体１０は、ゴ
ム防舷材、ポリエチレンフオーム材等ゴム状弾性
材料を主体として形成され、脆性破壊ブロツク２
０よりも単位受衝面積当りの圧縮反力が小さくな
つている。

塑性変形ブロツク３０は、大型船舶（船側強度
20〜30t／m²）を対象とするものであつて横断面
がＬ字状になつている。さらに、塑性変形ブロツ
ク３０の上部前端に設けられたＬ字形の凹部３３
には、衝突頻度が最も多い中型船舶の緩衝を対象
にした脆性破壊ブロツク２０がボルトナツト等の
取付手段によつて着脱可能に取り付けられてい
る。その際、脆性破壊ブロツク２０の背面２２及
び底面２３は、凹部３３のＬ字形の壁面に密着さ
れている。また、第２図に示すように、一個の塑
性変形ブロツク３０に複数個（図示の場合、２〜
３個）の脆性破壊ブロツク２０が取り付けられて
いる。

緩衝工Ｅの強度は、船側強度以下になるように
設計されるため、中型船を対象とした脆性破壊ブ
ロツク２０の強度よりも大型船を対象にした塑性
変形ブロツク３０の方が大きくなる。さらに、塑
性変形ブロツク３０は、Ｌ字状に一体的に形成さ
れ、しかも、多くの気室３２を有する多室構造で
あるから剛性が大きく非衝突時の外力に十分耐え
ることができる。その結果、脆性破壊ブロツク２
０の外殻２４の剛性を小さくできるので、脆性破
壊ブロツク２０の緩衝性能を損なうことがない。

また、脆性破壊ブロツク２０の長さを塑性変形
ブロツク３０の長さより短くして複数個配置する
ことにより、脆性破壊ブロツク２０に作用するサ
ツギングやホツギングに起因する応力を軽減でき
るので、外殻２４の剛性を小さくできると共に、
塑性変形ブロツク３０の取付部の補強も少なくな
るため、緩衝性能が向上する。

さらに、塑性変形ブロツク３０は、緩衝機能と
船舶非衝突時の外力に対する強度機能を兼備して
いるため、緩衝工Ｅの張出幅ｌを必要最小限に抑
えることができる。その結果、船舶航行に支障を
きたすことがないと共に、製造コストを低減でき
るので、経済的である。ここで、３１は、塑性変
形ブロツク３０の前面、Eaは背面を示している。

脆性破壊ブロツク２０と塑性変形ブロツク３０
との取付方法には、第３図ａ，第３図ｂ及び第３
図ｃに示すようなものがある。

即ち、第３図ａは、脆性破壊ブロツク２０の前
面下部に鍔部２３ａを設けると共に、上面後部に
鍔部２２ａを設け、ボルト等の固定手段により着
脱可能に取り付けたものである。

また、第３図ｂは、第３図ａと同様の固定手段
およびワイヤロープ等の引張部材４０を用いて脆
性破壊ブロツク２０を塑性変形ブロツク３０に着
脱可能に取り付けたものである。この方法は、脆
性破壊ブロツク２０に作用する浮力を引張部材４
０によつて支持し、脆性破壊ブロツク２０の前方
への移動をボルト等の固定手段によつて抑えたも
のである。引張部材４０は船舶の衝突方向と直角
方向に配置されているので、船舶の衝突時の脆性
破壊ブロツク２０の緩衝性能を損なうことがな
い。また、浮力は引張部材４０で支持するため、
ボルト等の固定手段に作用する力は第３図ａに比
して小さくなるので、ボルト等の固定手段を採用
することによる緩衝性能の低下は第３図ａに比し
て小さくなる。

さらに、第３図ｃは、塑性変形ブロツク３０の
上部に起伏可能に取り付けられ脆性破壊ブロツク
２０の前方への移動を抑えるＬ型の保持アーム５
０、塑性変形ブロツク３０の前面３１に取り付け
た受金具５１並びに受金具５１とＬ型保持アーム
５０との間に設けた保持ワイヤ５２とによつて脆
性破壊ブロツク２０を塑性変形ブロツク３０に着
脱可能に取り付けたものである。この取付方法
は、脆性破壊ブロツク２０の上面及び前面に部材
を配すればよく、船舶衝突時における脆性破壊ブ
ロツク２０の緩衝性能を損なうことがのみなら
ず、第３図ａ及び第３図ｂに比して脆性破壊ブロ
ツク２０の交換性が向上する。

第４図は、本考案の第２の実施例を示す緩衝工
の断面図であり、塑性変形ブロツク３０は、横断
面がコ字状に形成されている。さらに、塑性変形
ブロツク３０の前面に設けられたコ字状の凹部３
５に脆性破壊ブロツク２０が着脱可能に組み込ま
れ、その上面２６、背面２２及び底面２３は、凹
部３３のコ字状の壁面に密着されている。１０
は、脆性破壊ブロツク２０の前面に取付けられた
低反力弾性体である。

この例の場合は、塑性変形ブロツク３０が船舶
非衝突時の外力に耐えるに十分な剛性を有し、脆
性破壊ブロツク２０に作用する浮力は、凹部３５
真上の塑性変形ブロツク部分で支持されるため、
脆性破壊ブロツク２０の剛性を小さくすることが
でき、脆性破壊ブロツクの緩衝性能を損なうこと
がない。

〔考案の効果〕

上記のように、本考案は、塑性変形ブロツクを
横断面Ｌ又はコ字状に形成し、該塑性変形ブロツ
クの前面に設けられたＬ又はコ字状の凹部に脆性
破壊ブロツクを着脱可能に取り付けたので、船舶
非衝突時の外力に対し脆性破壊ブロツクに比して
強度が大きい塑性変形ブロツクの剛性によつて耐
えることができると共に、脆性破壊ブロツクの圧
縮強度が一様でエネルギー吸収性能の優れた緩衝
性能を損なうことがない。さらに、塑性変形ブロ
ツクが非衝突時の外力に対する強度部材となるの
で、別途、強度部材を設ける必要がなく、緩衝工
の張出幅を必要最小限に抑えることができ、船舶
の航行に支障をきたすことがない。さらに、製造
コストも低減でき、経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる緩衝工の第１の実施例
を示す横断面図、第２図は本考案にかかる緩衝工
を橋脚の周囲に配設した状態を示す斜視図、第３
図ａ〜第３図ｃは脆性破壊ブロツクを塑性変形ブ
ロツクに取付ける方法を示す説明図、第４図は本
考案にかかる緩衝工の第２の実施例を示す横断面
図、第５図及び第６図は従来の緩衝工の横断面図
である。 １０……低反力弾性体、２０……脆性破壊ブロ
ツク、２５……脆性破壊材、３０……塑性変形ブ
ロツク、３０ａ……塑性変形体、３３，３５……
凹部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 脆性破壊材を主体として形成され前面に低反力
   弾性体を備えた脆性破壊ブロツクと、塑性変形体
   を主体として形成した塑性変形ブロツクとからな
   る緩衝工において、前記塑性変形ブロツクを横断
   面Ｌ又はコ字状に形成し、該記塑性変形ブロツク
   の前面に設けられたＬ又はコ字状の凹部に前記脆
   性破壊ブロツクを着脱可能に取り付けたことを特
   徴とする緩衝工。