JPS6024725Y2 - 緩衝装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、橋脚等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装置、特に
小型船から大型船までの各種の船舶がそれぞれ異なる速
度で衝突した場合に対しても荷重−変形特性の異なる緩
衝体の合理的組合せによって船舶の破損を軽減し、かつ
水中構造物を保護するようにした緩衝装置に関するもの
である。

従来この種の緩衝装置としては、脆性破壊材を主体とし
て形成した上部衝撃吸収ブロックと塑性変形体を主体と
して形成した下部衝撃吸収ブロックとから構成される浮
遊式緩衝装置がある。

上部と下部の各衝撃吸収ブロックの連結方法としては、
上部ブロックの表面層をなす補強材を下部ブロックの表
面層と一体化する方法や、上部と下部のブロック相互を
ボルドーナツトで接合する方法が採られていた。

このような浮遊式緩衝装置の船舶非衝突時の気象外力や
浮力・自重に対する補強部材としては、上部ブロックの
場合、主材である脆性破壊材は圧縮応力度に比して引張
応力度、曲げ応力度が低いので、上部ブ陥ツクの面層を
なす補強材に外力の大半を担持させていた。

一方船舶衝突時の緩衝性能としては、船舶強度以下の衝
突力により緩衝装置は衝突船舶を破損することなく圧壊
してその衝突エネルギーを吸収しなければならない。

従って、緩衝装置の衝突面の圧壊強度を衝突船舶強度以
下に押えると、船舶非衝突時の外力に対する安全率を海
洋構造物として一般に要求されている値を確保できなく
なり、一方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を強固にしなければならなく
なり、衝突面の圧壊強度が衝突船舶強度風になり、緩衝
装置として機能しなくなるという欠点があった。

一方、船の大きさ別にみた衝突確率は満載排水量数千ト
ン以下の吃水の浅い中型船以下が最も大きく、中型船の
衝突に対して主として上部ブロックにて衝突エネルギー
を吸収するものであるから、中型船の衝突により破損し
た上部ブロックだけを交換する機会が多い。

これに対し、上部ブロツクと下部ブロックの連結方法は
前記の通り両ブロックの表面層で一体化したりボルト接
合されていたから、上部ブロックの交換は連結部を水面
に浮上させるか、水中作業によって連結部を切断したり
、ボルトをはずさねばならず、上部ブロックの交換性も
良くなった。

本考案は、脆性破壊材と塑性変形体を用いた緩衝装置に
おける船舶非衝突時の諸外力に対する強度を、脆性破壊
材を主体とする衝撃吸収ブロックの緩衝性能を低下させ
ることなく向上させ、また脆性破壊材を主体とする衝撃
吸収ブロックの交換性を向上させることを目的とする。

本考案の緩衝装置は、脆性破壊材を主構成材とする上部
ブロック、塑性変形体を主構成材とする下部ブ陥ツクお
よびこれらのブロック取付用の剛体で構成され、これら
を着脱可能な一体構造物として橋脚等の水中構造物の周
囲に浮遊式に配設するためのものである。

また、上部ブロックの前面には低反力弾性緩衝体を設け
ることもできる。

このような構成にすることにより、船舶非衝突時の外力
は主として取付用剛体および下部ブロックい担持させる
ので、衝突機会の多い上部ブロックの表皮層をなす補強
材を強固にしなく良い。

すなわち、緩衝性能に支障を来すことなく、緩衝上の船
舶非衝突時外力に封する強度を向上させることができる
。

上部ブロックを交換する場合、取付用剛体に弔意を設け
て緩衝部材を引き上げ、水面下にある上部ブ陥ツクの固
定的連結部を水面上に浮上せしめることができるので、
上部ブロックの着脱は水面上の作業で済み、交換が容易
となる。

また、繰り返し使用できる低反力弾性緩衝体を緩衝装置
の上部ブロックの最前面の水面に近い位置に配置しであ
るので、満載排水量数十トン程度の小型船の衝突や船舶
接触程度の衝突エネルギーの比較的小さな衝突・接触に
対しては、この低反力弾性緩衝体によって衝突エネルギ
ーを吸収することができ、脆性破壊材や塑性変形体を主
体とする上部ブ陥ツク、下部ブロックは破壊したり変形
したりしないで済み、緩衝装置の機能保持を図ることが
できる。

次に、本考案による緩衝装置を添付図面に示す好適実施
例につき詳細に説明する。

第１図に示すように、本考案の緩衝装置は橋脚等の水中
構造物１の外周に防護用として浮遊式に水面２付近に設
置され、取付用剛体３、上部ブロック４および下部ブロ
ック５で構成されている。

取付用剛体３は後述する上部および下部ブロックと、水
中構造物の間に存し、上部および下部ブロックと結合し
て水中構造物の外周を浮遊するものである。

取付用剛体３は金属材料、コンクリート材料等で適当な
形状に組み立てれた剛体である。

上部ブロック４は脆性破壊材６を補強材７により封入し
たものである。

脆性破壊材としては、例えば、硬質ポリウレタンフォー
ム、フェノールフオーム等の合成樹脂発泡体や、発泡コ
ンクリート、パーライト、泡ガラス等の無機質の発泡体
等を代表例に挙げることができ、外力に対しである限界
値までは殆んど歪を生ずることがなく、この限界値を越
すと破壊して元の形に戻すことができない状態、すなわ
ち、脆性破壊材を主として呈する材料を主体としている
衝撃吸収体が使用される。

補強材７は、例えば、金属板、金網、ＦＲＰ、織布、不
織布、ゴム等を主体として箱状に形成したものである。

この補強材７の衝突面の圧壊強度は衝突船舶の強度より
小さいものである。

そのたため、衝突した船舶の船体が破壊されることなく
優れた緩衝能力を発揮する。

下部ブロック５は気室８を形成するよう適宜組み合わせ
た塑性変形体で、薄肉鋼板、各種の形鋼等の金属材料や
、ＦＲＰ、 ＰＶＣ等の脅威樹脂材料等、外力に対しで
ある限界値まで殆んど歪を生じないで、この限界値を越
すと流動を起して永久変形してしまうような状態、すな
ち、塑性変形を主として呈する材料を主体としている衝
撃吸収体である。

図示の例では、剛体３と上部ブロック４、上部ブロック
４と下部ブ陥ツク５との間は取付具９により着脱可能な
るも固定的に連結されている。

取付具９としては、例えば、ボルトナツト、フランジは
め込み枠、キー・ノックピン、チェーン等の係留具を代
表的に挙げることができる。

上部ブロック４の前面には水面２に近い位置に低反力弾
性体１０を適当な取付手段１１により装着することがで
きる。

低反力弾性体はゴム防舷材、ポリエチレンフオーム材等
のゴム尽弾性材料または空気式防舷材を主体とし、脆性
破壊材や塑性変形体よりも単位受衝面積当りの初期圧縮
反力が小さくなされているものである。

次に、このような構成の緩衝装置に船舶が衝突した場合
の緩衝装置の緩衝作用につき説明する。

衝突した船舶が小型船（満載排水量数十トン以下）の場
合は脆性破壊材を主体とする衝撃吸収ブロックの前面に
取り付けられた低反力弾性体の弾性変が主体となって衝
突エネルギーを吸収し、中型船（小型船を含まない満載
排水量数千トン以下）の場合は脆性破壊材の脆性破壊が
主体となって衝突エネルギーを吸収し、大型船（満載排
水量が数百トンクラスの船）の場合には脆性破壊材の脆
性破壊と塑性変形体の塑性変形が主体となって衝突エネ
ルギーを吸収する。

このように小型船から大型船まで各種の船舶がそれぞれ
異なる速度で衝突した場合に対しても、荷重−変形特性
の異なる緩衝体の合理的組み合わせによって船舶の破損
を軽減し、かつ水中構造物を保護する。

次に、上述したように構成した緩衝装置の船舶非衝突時
の諸外力に対する強度特性につき説明する。

船舶非衝突時の外力としては、潮流力、波圧力、静水力
、揚圧力、浮力、自重およびサツギング、ホッギングに
よる外力等があり、こらの諸外力に対して緩衝装置は一
分な耐力を有さなければならない。

緩衝装置の主たる強度部材としては取付用剛体と塑性変
形材を主構成材とする下部衝撃吸収ブロックとし、特に
揚圧力等緩衝装置の低部位に作用する外力や、緩衝ユニ
ットが長大なる場合に生ずるサツギング、ホッギングに
より緩衝装置全体に作用する曲はモーメントや剪断力に
ついては、上部の脆性破壊材を主体とする衝撃吸収ブロ
ックには作用させなくすることができる。

また、緩衝装置の仮設中や運搬中あるいは緩衝装置を橋
脚等水中構造物へ設置したり、設置後船舶衝突等により
上部衝撃吸収ブロックを交換する際、例えは緩衝装置を
吊り上げる場合、吊り点を取付用剛体の頂面に設けるこ
とにより、作業が簡単に行なえると共に吊り上げ時の自
重による応力を上部の脆性破壊式衝撃吸収ブ吊ツクには
作用させなくて済む。

従って、上部のブ陥ツクに作用する外力としては、上部
ブロック自身の前面に水平方向の圧縮力として作用する
潮流力、波圧力、静水圧および垂直方向に作用する浮力
と、上部ブロックの自重を考慮すれば良く、これらの外
力の内水平方向の圧縮力に対しては、脆性破壊材の圧縮
応力度をこれに耐える強度にすれば良い。

但し、脆性破壊材の圧縮応力度を衝突船舶の受衝面の単
位面積当り圧壊強度より小さくして衝突船舶の破損を防
止する。

垂直方向に作用する浮力については、脆性破壊材として
単位体積重量がＩｔ／ｄ （水の単位体積重量）より小
さいものを用い、これを水面下に押し沈めて使用する場
合に生ずる。

この場合、その拘束力は主として上部ブロックの表面層
をなす補強材に負わせることになる。

以上説明したように、緩衝装置の主たる強度部材として
は取付用剛体と塑性変形式下部ブロックとすることがで
き、特に衝突頻度大きい中型船以下の衝突船舶の衝突エ
ネルギーの吸収を行わしめる脆性破壊式上部ブロックの
緩衝性能を損ねることなく、緩衝装置の船舶非衝突時外
力に対する耐力を向上させることができる。

次に、上述のような構成に成る緩衝装置の上部ブロック
の交換性について説明する。

設置後船舶衝突等により上部ブロックを交換する場合、
吊り点を取付用剛体の頂面に設けてクレーン船等で交換
を必要とする緩衝装置のユニットを吊り上げ、上部ブロ
ックの取付用剛体または下部ブロックとの連結部を水面
上に持ち上げてから破損した上部ブロックを取りはずし
、新たな上部ブ冶ツクを取り付けて交換することができ
る。

水中での作業が全くないので交換作業性を著しく向上さ
せることができる。

以上説明した処から明らかなように、本考案による緩衝
装置には以下のような利点がもたらされる。

（１）脆性破壊式衝撃吸収ブ陥ツクの緩衝性能を損うこ
となく、緩衝装置の船舶非衝突時の外力に対する緩衝装
置の耐力を向上させることがきる。

（２）脆性破壊式衝撃吸収ブロックの交換が容易に行え
る。

本考案の緩衝装置は上述した処に限定されることなく下
記のような種々の変更を加えることができる。

（１）上部ブロックの外皮層をなす補強材の内部に脆性
破壊材と共にポリエチレンフオーム材等の弾性発泡体よ
る成る低反力弾性緩衝体を予め脆性破壊材の前面に配設
することができる。

（２）取付板を有する空気式防舷材（例えば、エアフロ
ックフェンダ−）の内部の一部に脆性破壊材を入れ、空
気式防舷材の内部前面には気室を形成腰船舶衝突の初期
には空気式防舷材の空気圧縮弾性にて衝突エネルギーを
吸収し、更に高圧を受けると空気式防舷材の前面の受衝
面が内部の脆性破壊材に接し、脆性破壊材の脆性破壊も
追加して衝突エネルギーを吸収するようにすることもで
きる。

このように構成することにより、低反力弾性緩衝体と脆
性破壊式上部ブロックの組合せ構造を簡略化でき、上部
ブロックの運搬性、交換性、製作性の向上を図ることが
でき、有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の緩衝装置の橋脚に装着した状態の斜視
図、第２図は第１図の■−■線で断面図である。 符号の説明、１・・・・・・水中構造物、２・・・・・
・水面、３・・・・・・取付用剛体、４・・・・・・上
部ブロック、５・・・・・・下部ブロック、６・・・・
・・脆性破壊材、７・・・・・・補強材、８・・・・・
・気室、９・・・・・・取付具、１０・・・・・・低反
力弾性体、１１・・・・・・取付手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 箱状の補強材に脆性破壊材が充填され、前面に低反力弾
   性体を設けることができる上部ブロックと、塑性変形体
   を主体として形成された下部ブ爾ツクとで構成された浮
   遊式の緩衝装置において、上部ブ冶ツクの衝突面の圧壊
   強度は衝突船舶強度より小さく、水中構造物の外周を浮
   遊する取付用剛体を、前記水中構造物と上部および下部
   ブロックとの間に設け、この取付用剛体に前記上部およ
   び下部ブロックを着脱可能なるも固定的に取り付けたこ
   とを特徴とする緩衝装置。