JPH0739646B2

JPH0739646B2 - 波浪制御構造体

Info

Publication number: JPH0739646B2
Application number: JP63077059A
Authority: JP
Inventors: 勝利谷本; 樹郎奥村; 伸孝滑川; 誠澤畑; 文伯橋詰; 和彦堺; 共生小堀; 俊昭中村; 尚宏古賀; 敬純石丸; 邦雄舟田; 正幸赤間; 恒浩関本
Original assignee: Toa Corp; Penta Ocean Construction Co Ltd; Toyo Construction Co Ltd
Current assignee: Toa Corp; Toray Engineering Co Ltd; Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 1988-03-30
Filing date: 1988-03-30
Publication date: 1995-05-01
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPH01247608A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は防波堤や離岸堤として用いる波浪制御構造体に
関する。

（従来の技術）従来、防波堤や離岸堤として、コンクリートケーソン等
の構造体が多く使用されている。これらの構造体は単に
矩形形状をしたものや、波力を低減させる目的で台形形
状にしたもの、円形等の曲面を有するもの、更には内部
に波を透過させたり撹乱によりエネルギーを消費させる
遊水部等の内部空間を有するもの等、多種類のものが提
案されている。

これらの構造体は、海底の捨石マウンドや海底に直接設
置され、その多くが自らの重力や内部に詰められた砂や
石等の重力によって波による水平方向の滑動力及び垂直
方向の揚圧力に対抗させるようにしている。

（発明が解決しようとする課題）一般に、海底に設置した波浪制御構造体には、波の進行
によって水平方向の滑動力と垂直方向の揚圧力が作用す
る。これに対し、上述したような従来の波浪制御構造体
は、その上部形状を工夫することによって、波浪から受
ける水平方向の力を低減させたものはあるが、構造体の
底版に作用する揚圧力は低減されないため、波力による
滑動や転倒を防止するためには、底版の面積が大きくな
ればなるほど重量を大きくしなければならず、このた
め、構造体が大型化し、工事費が大きくなり工期も長く
なるという問題があった。

一方、揚圧力は、作用する底面積が大きいほど増大する
ことから、波浪制御構造の底版に開口部を設けて揚圧力
を低減させることが考えられる。

しかし、開口率を相当大きくしないと、揚圧力低減効果
が期待できず、反面、開口部による堤体重量の減少によ
る滑動抵抗の減少、構造強度の低下といったマイナス面
が大きいため、従来は、揚圧力低減を目的として底版開
口部を設ける考え方は非現実的なものとみなされてい
た。

本発明は、底版の透孔開口率を十分小さくして堤体重量
の減少、構造強度の低下を実用的に問題のない軽微なも
のにし、かつ揚圧力を無視できるまで低減させることを
目的とし、更に具体的には比較的軽量であっても、波の
力が円形の中心方向に作用するために滑動力として作用
する水平力成分が減少し、鉛直力成分が、滑動抵抗を増
大させる略半円弧型の波浪制御構造体において、必要な
構造強度を維持しながら波による構造体への揚圧力を無
視できる程度に低減させ、これによって底面積が大きい
場合にも重量を大きくする必要がないようにすることを
目的としたものである。

（問題点を解決するための手段）上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成する
ための本発明の特徴とするところは、底版11上に略半円
弧状の波浪制御壁12を有し、内部空間15の遊水部がある
構造体本体10を海底の捨石マウンド14上に設置してなる
波浪制御構造体において、前記底版11に複数の透孔を設
け、該透孔全体の開口率を前記底版11の面積の５％〜20
％としたことにある。

（作用）本発明の波浪制御構造体は、半円弧状の本体部の外面に
作用する波力は、円弧の中心方向に集中し、滑動力とし
て作用する水平力成分が減少し、鉛直力成分は滑動力抵
抗を増大させる。

このため、構造体の軽量化を図ることができるので、底
版厚が薄くなり、底版11と波浪制御壁12による内部空間
15に遊水部ができる。なお、底版が薄いので開口部があ
っても堤体重量の減少は小さい。また波の進行によっ
て、その底面に働く波圧が透孔の開口より分散、吸収さ
れることにより構造体本体の底面に作用する揚圧力が減
少するのみならず、透孔の開口より波浪制御構造体内の
遊水部へ侵入してきた波圧が底版の上面に下向きに作用
し、構造体を押し上げる揚圧力に抵抗し、相殺する。こ
の揚圧力の低減作用は、透孔の開口率が底版のたかだか
５％であっても開口部がない場合の20％弱に激減し、10
〜20％でほぼゼロ、即ち、無視できる程度に減衰するこ
とが以下に示す実験により確認された。

尚、開口率が10％程度の場合には、大波浪時に底版に作
用する大きな地盤反力に対しても特別な底版補強を要し
ない。また開口率が20％程度の場合には、中小波浪しか
作用しない場所に使用する場合には特別な底版補強を要
せず、かつ大波浪が押し寄せる場所に使用する場合に
は、多少の底版補強が必要になるが、大きな補強を要し
ない。一方、開口率が20％以上になると、大波浪に抵抗
させるために大幅な底版補強が必要になり、総重量が大
きくなるとともに製造コストも高くなり、実用性が低い
ものとなる。

（実施例）次に本発明の実施例を図面において説明する。

第１図は本発明の実施例を示しており、この波浪制御構
造体は底版11上に略半円弧状に波浪制御壁12を有する構
造体本体10を、海底13に造成した捨石マウンド14上に設
置しており、内部に断面が半円形の空間15が形成され、
その空間全体が遊水部となっている。この構造体本体10
は前面側より波が進行してくると、円筒形の波浪制御壁
12の外面に作用する波の進行方向の力が円筒の中心方向
に作用し、構造体本体10は底面側に押し付けられること
となるため、全体が軽量でも波力に対抗し得る構造とな
っている。

この構造体本体10の底版11には内部の空間15に通じる多
数の透孔16,16……が貫通開口されていて、前述の作用
より揚圧力が低減するため構造体の重量をより軽くする
ことができ、経済的な構造になっている。

次に、第１図に示した実施例の構造に類似した模型を用
いて、底版に透孔を設けることにより底版に作用する揚
圧力の低減を確認した実験例について説明する。

第２図は、堤体設置位置での実験水深（ｈ）35cm、堤体
半円部半径25cm、堤体直立部高5cm、マウンド厚10cm、
マウンド被覆厚10.7cmの条件で底版の開口率（εｂ）を
０％、５％、10％及び20％と変化させて、有義波周期
（Ｔ）2.6秒の不規則波を作用させたときの実験結果で
あり、横軸に構造物設置位置での通過波の波高（Ｈ）を
とり、縦軸にその波高に対応する堤体前趾での揚圧力
（Pu）をとって波高と揚圧力の関係を示したものであ
る。なお、開口部を有する場合（εｂ＞０）の揚圧力
は、底版の上面に作用する下向きの力を差し引いた値で
ある。プロットしたデータは波列のことなる３波群につ
いて、平均波高、有義波高、1/10最大波高および最高波
高に対し平均波圧、1/3最大波圧、1/10最大波圧および
最高波圧とした。

この図より底版にたかだか開口率５％の開口部を設ける
ことにより、揚圧力を開口部がない場合の20％弱に開口
率10％でほとんど無視できる程度に減少させることが可
能であることがわかる。開口率10％で揚圧力がほぼゼロ
になり、開口率20％でもほぼ同様な傾向がみられる。

第３図及び第４図は、実験水深（ｈ）30cmとし、それ以
外の構造的条件は第２図の場合と同一としたときの滑動
実験結果である。実験は有義波周期（Ｔ）2.6秒の不規
則波を用い、波列のことなる３波群についてそれぞれ５
段階の有義波高の波を作用させ、堤体の移動量を測定し
た。また、堤体の重量（Ｗ）は40kg、45kg及び50kgの３
種類とした。図の横軸は堤体位置通過最高波高（Ｈ）と
し、縦軸は約250波の波を作用させたときの累積滑動量
（Ｓ）をとっており、第３図は底版に孔を有さない場
合、第４図は底版に20％の開口率を持たせた場合を示し
ている。

これらの図より底版に孔があると、堤体の滑動しはじめ
る波高が大きくなり、また滑動量も孔のない場合に比べ
小さくなっていることがわかる。これは揚圧力の低減効
果によるもので、堤体を持ち上げる力が減少し堤体が移
動しにくくなったことによるものである。

このように底版に開口部を設けることにより揚圧力が低
減され、堤体の安定性を著しく向上させることが可能と
なる。

（発明の効果）上述の如く、本発明の波浪制御構造体は、略半円弧状の
波浪制御壁を有する構造体本体の底版に複数の透孔が開
口され、その開口率を底版の５％〜20％としたことによ
り、波の進行によって底面に働く上向きの揚圧力は透孔
の開口に分散、吸収されて低減し、かつ透孔から遊水部
空間に侵入してきた波圧が底版の上面に下向きに作用し
て揚圧力に抵抗するため、揚圧力に対抗するための重量
を小さくすることができる。設計においては、底版開口
率が10％で揚圧力がほぼ無視でき、10％程度の開口率で
あれば、開口部による堤体重量の減少や構造強度の低下
は小さく、実用上の問題はないといえる。元来軽量でも
滑動し難い構造体を更に軽量とすることができ、その製
造及び設置費用がより少くなるとともに工期も短かくで
きることとなったものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の波浪制御構造体の一実施例の部分斜視
図、第２図〜第４図は実験例の結果を示すグラフであ
る。 10……構造体本体、11……底版、12……波浪制御壁、13
……海底、14……捨石マウンド、15……空間、16……透
孔。

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】底版11上に略半円弧状の波浪制御壁12を有
し、内部空間15の遊水部がある構造体本体10を海底の捨
石マウンド14上に設置してなる波浪制御構造体におい
て、前記底版11に複数の透孔を設け、該透孔全体の開口
率を前記底版11の面積の５％〜20％としたことを特徴と
してなる波浪制御構造体。