(57)【要約】【課題】係留機構の小型化を図る。【解決手段】扉体先端の隙間を隣接する扉体ブロックＢ間の隙間の２．５倍未満とした扉体２が浮力により起立する起伏ゲート式防波堤１における係留機構１１の弾性係数を決定する方法である。扉体２の長さに対する扉体先端の動揺振幅である扉体２の許容動揺角Ｘと、波によって扉体に作用する波力に対して係留機構が受け持つ係留力の割合である係留機構の負担率Ｙの関係をＹ＝３．７４Ｅ−０６×Ｘ−1.485とし、この式に設定した扉体２のゲート係留部２ｄから係留機構１１の係留フック１５が外れない範囲で動揺する扉体の設計動揺角を、扉体の許容動揺角Ｘとして代入して、係留機構の負担率Ｙを求める。この求めた負担率Ｙを係留機構の設計負担率として、前記弾性係数を決定する。【効果】係留機構の弾性係数を最適に決定できるので、小型化が図れる。【選択図】図４
2011111760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
扉体先端の隙間が隣接する扉体ブロック間の隙間の２．５倍未満となるように、幅方向に並設した扉体ブロックを連結した扉体が、空気室への給気によって得られた浮力により起立する起伏ゲート式防波堤における係留機構の弾性係数を決定する方法であって、
前記係留機構は、
格納状態にある前記扉体の裏面に取付けたゲート係留部と相対する位置に、軸中心周りの回転が自在なように設置されたトルクシャフトと、
このトルクシャフトの、前記ゲート係留部との係合位置に取付けられた係留フックと、
前記扉体を水中で格納する収納部において、格納状態にある扉体の裏面と相対する部分に設置された一方の転向リンク部材と、
前記収納部において、格納状態にある扉体裏面側の一方側外側に設置された他方の転向リンク部材と、
前記トルクシャフトに一端側を取付けられたトルクアームの他端側に一端側が接続され、他端側は前記両転向リンク部材を介して水面上に引き出されたロッド部材と、
ピストンロッドの先端に滑車を取り付けたフック着脱用シリンダ装置と、
一端側が前記ロッド部材の他端に接続され、他端側は前記滑車を介して扉体の動揺に伴って伸縮する伸縮装置と接続するワイヤ部材とを備え、
前記扉体の長さに対する扉体先端の動揺振幅である扉体の許容動揺角をＸ、波によって扉体に作用する流体力に対して前記係留機構が受け持つ係留力の割合である係留機構の負担率をＹとした場合、
前記扉体の許容動揺角Ｘと前記係留機構の負担率Ｙの関係を下記Ａ式とし、
このＡ式に、設定したゲート係留部から係留フックが外れない範囲で動揺する扉体の設計動揺角を、扉体の許容動揺角Ｘとして代入して、係留機構の負担率Ｙを求め、
この求めた係留機構の負担率Ｙを係留機構の設計負担率として、前記伸縮装置の弾性係数を決定することを特徴とする起伏ゲート式防波堤における係留機構の弾性係数決定方法。
Ｙ＝３．７４Ｅ−０６×Ｘ−1.485  …Ａ式
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば高潮対策として港湾に設置される起伏ゲート式防波堤の、係留機構を構成する伸縮装置の弾性係数を決定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の起伏ゲート式防波堤として、浮力によって扉体の起伏を行うものがある（例えば特許文献１）。
【０００３】
このような起伏ゲート式防波堤では、扉体に設けた空気室に給気しつつ、空気室内の海水を排水することで、扉体を浮上させるので、空気室への給気・空気室からの排水を行うための給気装置が必要である。
【０００４】
しかしながら、前記起伏ゲート式防波堤の場合、停電時であっても必要な圧縮空気を供給できるよう、常に蓄圧タンクに圧縮空気を蓄えておく必要がある。また、格納状態の扉体の空気室には海水が充満して、扉体の重量により格納位置に着床しているので、蓄圧タンクの圧力、扉体の転倒モーメント（扉体先端部の重量）及び傾斜角を常時監視しておく必要がある。但し、この場合も、腐食等により空気室に孔が開いてしまうような異常の検出はできない。さらに、堆積物等により扉体の重量が増加した場合は、浮上操作または浚渫等のメンテナンスを行う必要がある等、維持管理の負担が大きい。
【０００５】
また、例えば地震発生時に津波警報が発令されて防波堤を起立させる場合には、浮上指令に基づいて、給気弁を開操作して空気室への給気・空気室からの排水を行うので、防波堤の起立に時間がかかり、津波の侵入を遮断するのに間に合わない場合がある。
【０００６】
そこで、出願人は、格納状態にある扉体の裏面と相対する部分に転向ガイドを設置し、一端側を扉体の裏面に取付けた係留ロープの他端側を、前記転向ガイドを介して水面上に引出し、固定装置で固定する起伏ゲート式防波堤を提案した（特願２００９−１０６８４１号）。
【０００７】
この起伏ゲート式防波堤は、扉体先端の隙間を隣接する扉体ブロック間の隙間に対して２．５倍未満とすることで、扉体を倒伏状態に保持するために必要な係留力を軽減するものである。
【０００８】
この起伏ゲート式防波堤では、扉体を固定して係留しているので、波によって生じる扉体回転軸周りのモーメントとしての作用荷重を係留機構が負担することになるが、係留負担率が明確でなかったため、安全率を大きくして係留機構の安全性を担保していた。なお、係留負担率とは、波によって扉体に作用する流体力に対して係留機構が受け持つ係留力の割合をいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２２７１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする問題点は、出願人が提案した起伏ゲート式防波堤では、係留負担率が明確でなかったため、安全率を大きくして係留機構の安全性を担保していたので、係留機構の小型化が図れなかったという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の起伏ゲート式防波堤における係留機構の弾性係数決定方法は、
扉体を動揺させることにより、扉体に作用する流体力と係留機構が受け持つ係留力とを相殺させる場合の係留機構の弾性係数を最適に決定して係留機構の小型化を図るために、
扉体先端の隙間が隣接する扉体ブロック間の隙間の２．５倍未満となるように、幅方向に並設した扉体ブロックを連結した扉体が、空気室への給気によって得られた浮力により起立する起伏ゲート式防波堤における係留機構の弾性係数を決定する方法であって、
前記係留機構は、
格納状態にある前記扉体の裏面に取付けたゲート係留部と相対する位置に、軸中心周りの回転が自在なように設置されたトルクシャフトと、
このトルクシャフトの、前記ゲート係留部との係合位置に取付けられた係留フックと、
前記扉体を水中で格納する収納部において、格納状態にある扉体の裏面と相対する部分に設置された一方の転向リンク部材と、
前記収納部において、格納状態にある扉体裏面側の一方側外側に設置された他方の転向リンク部材と、
前記トルクシャフトに一端側を取付けられたトルクアームの他端側に一端側が接続され、他端側は前記両転向リンク部材を介して水面上に引き出されたロッド部材と、
ピストンロッドの先端に滑車を取り付けたフック着脱用シリンダ装置と、
一端側が前記ロッド部材の他端に接続され、他端側は前記滑車を介して扉体の動揺に伴って伸縮する伸縮装置と接続するワイヤ部材とを備え、
前記扉体の長さに対する扉体先端の動揺振幅である扉体の許容動揺角をＸ、波によって扉体に作用する流体力に対して前記係留機構が受け持つ係留力の割合である係留機構の負担率をＹとした場合、
前記扉体の許容動揺角Ｘと前記係留機構の負担率Ｙの関係を下記Ａ式とし、
このＡ式に、設定したゲート係留部から係留フックが外れない範囲で動揺する扉体の設計動揺角を、扉体の許容動揺角Ｘとして代入して、係留機構の負担率Ｙを求め、
この求めた係留機構の負担率Ｙを係留機構の設計負担率として、前記伸縮装置の弾性係数を決定することを最も主要な特徴としている。
Ｙ＝３．７４Ｅ−０６×Ｘ−1.485  …Ａ式
【００１２】
本発明は、扉体に作用する入射波及び伸縮装置の弾性係数を変化させながら測定した複数のデータから近似式を得、この近似式から扉体の設計動揺角に対する必要な係留機構の設計負担率を求めるので、係留機構が受け持つ係留負担率が明確になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、入射波及び弾性係数を変化させながら測定した複数のデータから得た近似式を用いて、扉体の設計動揺角に対する必要な係留機構の設計負担率を算定するので、係留機構が受け持つ係留負担率を評価する手法を確立することができる。従って、係留機構を構成する伸縮装置の弾性係数を最適に決定することが可能になって、係留機構を小型化でき、コストダウンも図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は本発明の伸縮装置の弾性係数決定方法を適用する起伏ゲート式防波堤の格納時の倒伏状態を説明する概略図、（ｂ）は扉体先端部の拡大図である。
【図２】本発明の伸縮装置の弾性係数決定方法を適用する起伏ゲート式防波堤を港口幅に連続して設置した状態を示す概略図で、（ａ）はテンションロッドを省略した斜視図、（ｂ）は側面図である。
【図３】扉体の頂端と収納部との間隔、及び扉体ブロックの両側端部の開口幅について説明する図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は立面図である。
【図４】係留機構の詳細図で、（ａ）は収納部側の構成を示す斜視図、（ｂ）は制御装置側の構成を示す詳細図である。
【図５】一方の転向リンク部材が複数個設けられている時の係留機構の状態を説明する概略図である。
【図６】（ａ）は扉体が係留されている時の係留機構の状態を説明する概略図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は扉体の倒伏に伴うゲート係留ピンと係留フックの相対位置関係を、順を追って説明する図である。
【図８】（ａ）は扉体の係留が解除されている時の係留機構の状態を説明する概略図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。
【図９】扉体の動揺を許容した場合に必要な係留力を説明する図である。
【図１０】扉体の倒伏状態を保持するのに必要な係留力を説明する図である。
【図１１】扉体への作用流体に対して係留機構が負担する係留力の割合の関係を示した図で、（ａ）は扉体先端の隙間が隣接する扉体ブロック間の隙間に対して１．０倍の場合、（ｂ）は同じく２．５倍の場合である。
【図１２】（ａ）は係留負担率の定義を説明する図、（ｂ）は許容動揺角の定義を説明する図である。
【図１３】発明方法により決定したばね定数が安全側の選定であることを説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明では、係留機構の小型化を図るという目的を、入射波及び弾性係数を変化させながら測定した複数のデータから求めた近似式を用いて、扉体の設計動揺角に対する必要な係留機構の設計負担率を算定することで実現した。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態を、図１〜図１３を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の伸縮装置の弾性係数決定方法を適用する起伏ゲート式防波堤の格納時の倒伏状態を説明する概略図である。
【００１７】
図１において、１は起伏ゲート式防波堤であり、例えば、扉体２と、この扉体２の浮上時に扉体２が転倒しないように、港湾Ｒの港外側に設けられた複数のテンションロッド３を備えた構成である。
【００１８】
港口幅の広い水域に設置する場合、前記扉体２は、図２に示すように、幅方向に複数組の扉体ブロックＢを一定の間隔を存して並設したもので、隣接した扉体ブロックＢ同士をロープで連結している。
【００１９】
前記扉体２では、隣接する前記各扉体ブロックＢ間の一方側の中心から、他方側の中心までを扉体ブロック一単位として、扉体ブロック一単位の幅から扉体ブロックＢの幅を差し引いた値を扉体ブロックＢの両側端部の開口幅ｄ１（図３（ｂ）参照）とする。
【００２０】
この扉体ブロックＢの両側端部の開口幅ｄ１は、例えば津波対応の起伏ゲート式防波堤１では、津波発生時に港内への漏水量が大きくなりすぎないように、扉体ブロックＢの幅に対して１％としたものを基本とする。隣接する扉体ブロックＢ間の開口幅について、扉体ブロック一単位は幅方向に一定間隔を存して並設しているので、（ｄ１／２）×２＝ｄ１となり、扉体ブロックＢの幅に対して１％である。なお、扉体ブロックＢの両側端部の開口幅ｄ１は、小さくしすぎると異物の挟み込みの問題が生じる。
【００２１】
前記扉体２は、基端側の回転軸２ａを、例えば港湾Ｒの底部に一体構造で設けた収納部４の基台４ａに、軸受５によって回転自在に枢支することで、前記回転軸２ａを支点として起伏する。
【００２２】
この起伏動作を円滑に行うために、扉体２の頂端と前記収納部４の間にも間隔ｄ２（図３（ｂ）参照）を存在させている。従って、倒伏状態の扉体２の上側の空間Ｓ１と、下側の空間Ｓ２は、図３（ａ）に示すように、各扉体ブロックＢの両側端部の開口幅ｄ１と各扉体ブロックＢの頂端と収納部４の間の間隔ｄ２によって連通している。
【００２３】
また、前記テンションロッド３は、例えばその中間の連結部３ａで二つに折れ曲がるように形成されている。そして、扉体２の起立時に上端側に位置する一方端部３ｂは前記扉体２の頂部側に、前記起立時に下端側に位置する他方端部３ｃは、扉体２が倒伏する側の前記回転軸２ａから所定の距離だけ離れた位置に、それぞれ回転が自在なように枢支されている。
【００２４】
前記扉体２の例えば頂部側には空気室２ｂが設けられ、図示省略した給気装置（レシーバタンクとコンプレッサ）により、前記空気室２ｂに給気することによって、扉体２の浮上に必要な浮力を得るように構成されている。
【００２５】
１１は、浮力を有した状態の前記扉体２を、水中に係留する係留機構であり、図４のように構成されている。
【００２６】
１２、１３はベルクランク状の転向リンク部材であり、一方の転向リンク部材１２は前記扉体２を水中で格納する収納部４の、図１（ａ）に示す格納時の倒伏状態にある扉体２の裏面２ｃと相対する部分に設置されている。また、他方の転向リンク部材１３は、格納時の前記倒伏状態にある扉体２の裏面２ｃと相対する部分の、前記収納部４における前記扉体２の一方端外側に設置されている。
【００２７】
１４は、軸中心周りの回転が自在なトルクシャフトであり、格納状態にある前記扉体２の裏面２ｃにおける例えば頂端部側（起立時は扉体の上端側）に取付けたゲート係留部２ｄと相対する位置に設置されている。そして、このトルクシャフト１４の、前記ゲート係留部２ｄとの係合位置に係留フック１５が取付けられている。なお、１６は前記係留フック１５のゲート係留部２ｄへの係合を開放する方向にトルクシャフト１４を回転させるカウンタウエイトである。
【００２８】
１７は、前記トルクシャフト１４の軸方向中間位置に一端側を取付けられたトルクアーム１８の他端側に一端側が接続され、他端側は前記一方の転向リンク部材１２、前記他方の転向リンク部材１３を介して水面上に引き出されたロッド部材である。
【００２９】
このロッド部材１７は、一方の鉛直ロッド１７ａ、水平ロッド１７ｂ、他方の鉛直ロッド１７ｃから構成されている。
【００３０】
このうち一方の鉛直ロッド１７ａは、一方端部に長孔１７ａａを設け、この長孔１７ａａに前記トルクアーム１８の他端側に設けたピン１８ａを挿入する一方、他方端部は一方の転向リンク部材１２の一方側端部１２ａに枢支している。
【００３１】
また、水平ロッド１７ｂは、一方端部を一方の転向リンク部材１２の他方側端部１２ｂに枢支し、他方端部は他方の転向リンク部材１３の一方側端部１３ａに枢支している。一方の転向リンク部材１２が複数個設けられている場合は、水平ロッド１７ｂはこの複数個の一方の転向リンク部材１２の他方側端部１２ｂと枢支して、他方端部を他方の転向リンク部材１３の一方側端部１３ａに枢支する（図５参照）。
【００３２】
また、他方の鉛直ロッド１７ｃは、一方端部を他方の転向リンク部材１３の他方側端部１３ｂに枢支し、他方端部は水面上に引き出されて以下の構成の制御装置２１に接続されている。
【００３３】
１９は、一方の転向リンク部材１２の一方側端部１２ａの回転軌跡上に設置された動作制限ストッパであり、一方の転向リンク部材１２の一方端部１２ａが動作制限ストッパ１９に接触することにより、一方の転向リンク部材１２の動作範囲を制限する。
【００３４】
２２は、前記係留フック１５をゲート係留部２ｄに着脱するためのフック着脱用シリンダ装置であり、底部を固定されたシリンダ２２ａから出退するピストンロッド２２ｂの先端に滑車２３を取り付けている。
【００３５】
２４は、前記滑車２３に巻き回したワイヤ部材であり、その一端側がロードセル２５を介して前記他方の鉛直ロッド１７ｃの他端に接続され、他端側は扉体２の動揺に伴って伸縮する伸縮装置、例えばばね装置２６と接続されている。ばね装置２６に使用するばねは、細長い金属線を螺旋状に巻いたコイルばねを使用している。
【００３６】
前記フック着脱用シリンダ装置２２にはピストンロッド２２ｂの出退量を検出するストロークセンサ２２ｃが、また前記ばね装置２６には、ばねのストロークを測定するストロークセンサ２６ａ及びストロークインジケータが設けられている。
【００３７】
以上の構成からなる係留装置１１では、収納部４に係留した扉体２の上を波浪が通過した際に扉体２に生じる浮上力に起因する動揺を、ばね装置２６の伸縮により許容して波力を相殺するが、前記浮上力はできるだけ小さい方が望ましいことは言うまでもない。そのため、各扉体ブロックＢの頂端部側の開口面積を、各扉体ブロックＢの両側端部の開口面積の２．５倍未満としている。
【００３８】
上記構成の起伏ゲート式防波堤１は、次に述べる操作によって、扉体２の格納や起立を行う。
【００３９】
（係留準備動作：図４、図６参照）
フック着脱用シリンダ装置２２のピストンロッド２２ｂを出動作させ、一方の転向リンク部材１２の一方側端部１２ａを動作制限ストッパ１９に当接させる。
【００４０】
その後、ばね装置２６のストロークセンサ２６ａまたはロードセル２５を監視しながら、扉体２の係留時における基準となる浮力が作用する時と同等の係留力（以下、所定係留力という。）が作用するまで、フック着脱用シリンダ装置２２のピストンロッド２２ｂを出動作させ、その時のフック着脱用シリンダ装置２２のピストンロッド２２ｂのストローク位置をストロークセンサ２２ｃにより検出し、基準位置として記憶する。
【００４１】
この時、動作制限ストッパ１９から制御装置２１間のリンク部材およびばね装置一式（一方の転向リンク部材１２、ロッド部材１７ｂ、１７ｃ、他方の転向リンク部材１３、ロードセル２５、ワイヤ部材２４、ばね装置２６）は所定係留力相当が作用して伸びている状態である。
【００４２】
一方の転向リンク部材１２と係留フック１５の姿勢の相対関係は判っているため、前記記憶している基準位置においての一方の転向リンク部材１２の姿勢で、一方の転向リンク部材１２が動作制限ストッパ１９に接触している位置から係留フック１５が水平状態となる位置に相当する一方の転向リンク部材１２の位置までのストローク分相当量（所定のストローク相当量）、フック着脱用シリンダ装置２２のピストンロッド２２ｂを退動作させる。
【００４３】
上記状態で、フック着脱用シリンダ装置２２のピストンロッド２２ｂを所定のストロークだけ退動作させた時、先ず、伸ばされていた前記リンク部材及びばね装置一式が縮むと共に、この記憶している基準位置に位置している一方の転向リンク部材１２の一方端部１２ａが動作制限ストッパ１９から離れて所定のストローク相当量だけ退動作し、係留フック１５は、前記リンク部材及びばね装置一式の縮み相当分、水平状態から下方に傾いた位置となる。これで、係留準備動作を完了する。
【００４４】
（係留動作：図７参照）
上記係留準備操作を完了した状態で、扉体２の上端部に設けた排気弁を開放して、浮力室２ｂ内の空気を排気しつつ、浮力室２ｂ内に海水を入れて扉体２を倒伏させる。
【００４５】
扉体２の倒伏に伴い、扉体２に設けたゲート係留部２ｄが係留フック１５を押し下げると同時に、トルクアーム１８のピン１８ａが一方の鉛直ロッド１７ａの長孔１７ａａの下部に移動する（図７（ａ）から図７（ｂ））。
【００４６】
扉体２のゲート係留部２ｄが係留フック１５を通過すると、カウンタウエイト１６の作用により、係留フック１５はゲート係留部２ｄをかわして水平状態から少し下方に傾いた位置に戻る（図７（ｃ））。
【００４７】
倒伏完了後、浮力室２ｂ内に圧縮空気を供給し、浮力室２ｂ内の海水を排水する。これにより扉体２が浮上し、ゲート係留部２ｄが前記係留フック１５を押し上げ、扉体２の浮力を伝達する。同時に、ロッド部材１７、一方の転向リンク部材１２、他方の転向リンク部材１３、ワイヤ部材２４、ばね装置２６は扉体２の浮力による係留力が作用して伸ばされ、変位する。変位した分、係留フック１５は上方へ移動する。
【００４８】
その後、ばね装置２６のストロークセンサ２６ａまたはロードセル２５を監視し、所定係留力が作用していることを確認して浮力室２ｂへの給気を停止する。このとき、係留フックは１５は水平状態となる。
【００４９】
（扉体２の浮上操作時：図８参照）
フック着脱用シリンダ装置２２の油圧力を開放して保持力を緩めることにより、他方の鉛直ロッド１７ｃ、他方の転向リンク部材１３、水平ロッド１７ｂ、一方の転向リンク部材１２、一方の鉛直ロッド１７ａ、トルクアーム１８のピン１８ａを介して係留フック１５の係留力を緩め、扉体２の浮力及びカウンタウエイト１６の力により係留フック１５は押し上げられ、ゲート係留部２ｄとの係合を解除する。
【００５０】
その後、ばね装置２６が縮んでいることを確認すると共に、ロードセル２５により係留力がないことを確認する。
【００５１】
上記構成の起伏ゲート式防波堤１では、ばね装置２６によって扉体２の動揺を許容して係留する。この場合、扉体２が上方に変位することで扉体２の下側の空間Ｓ２が負圧になり、扉体２の上面との圧力差によって扉体２に対して下向きに作用する力が発生する（図９参照）。
【００５２】
これにより、波によって生じる扉体２の回転軸２ａ周りのモーメントとしての作用荷重を全て係留機構が負担しなければならない（図１０参照）、扉体２を固定して係留する場合よりも、扉体２の係留に必要な荷重は少なくなる。
【００５３】
発明者等は、扉体の許容動揺角と係留機構の負担率の関係を、模型実験により得ることにした。図１１は、入射波及びばね装置のばね定数を様々に変えて係留機構の負担率と許容動揺角の関係を収集した結果の一例を示したものである。
【００５４】
ここで、係留機構の負担率とは、先に説明したように、波によって扉体２に作用する流体力Ｆｗに対して前記係留機構１１が受け持つ係留力Ｆｍの割合（Ｆｍ／Ｆｗ）を示す。また、扉体２の許容動揺角とは、扉体２の長さＬに対する扉体先端の動揺振幅Ｗとして示している（＝Ｗ／Ｌ）（図１２参照）。
【００５５】
図１１は、扉体先端の隙間が隣接する扉体ブロック間の隙間に対して１．０倍の場合（（ａ）図）と２．５倍の場合（（ｂ）図）の結果を示した図である。これら両図より、扉体先端の隙間を狭くする（扉体先端の隙間を隣接する扉体ブロック間の隙間の２．５倍未満）、或いは許容動揺角を大きくすることで係留負担率が減少することが分かる。
【００５６】
図１１中の破線は実験結果より求めた実験式である。この実験式は、それぞれの許容動揺角に対して係留負担率が最大となった場合の結果を集め、累乗の指数が負となる指数関数を用いて、近似式を与えたものである。この近似式は、図１１（ａ）の扉体先端の隙間が隣接する扉体ブロック間の隙間の１．０倍の場合はＹ＝３．７４Ｅ−０６×Ｘ−1.485、図１１（ｂ）の２．５倍の場合はＹ＝１．３８Ｅ−０２×Ｘ−0.5607である。指数が負となる指数関数を使用した理由は、許容動揺角を無限大としたとき、係留負担率が０となることを前提としたためである。
【００５７】
前記実験式は、係留負担率が最大となる各実験ケースより得たものであるため、実際の係留負担率は実験式よりも十分小さくなることが想定され、これらは安全側の検討といえる。例えば、図１１（ａ）の場合、実験式を用いて、許容動揺角が０．００１では０．１０７、許容動揺角が０．００２では０．０３８、許容動揺角が０．００３では０．０２１というように、係留機構の負担率を求めることができる。
【００５８】
通常、起伏ゲートの扉体先端の隙間は、隣接する扉体ブロック間の隙間よりも小さくなる（１．０倍以下となる）ように設計されるため、より係留負担率は軽減されて、前記近似式の関係を用いた必要な係留力の算定は安全側の検討となる。但し、係留機構の負担率が１を超えることはないので、前記近似式の仕様範囲には留意が必要である。
【００５９】
次に、前記近似式を用いてコイルばねの選定、及び係留機構に生じる荷重評価を行う方法について説明する。
【００６０】
先ず、起伏ゲート式防波堤の基本寸法から、係留フックのゲート係留部への係合代を確保して、不用意な開放を避けるために許容される許容動揺振幅を決定する。
【００６１】
実験式の誤差や波浪の不確実性を考慮し、係留機構を安全に利用するために設計動揺振幅を前記の許容動揺振幅以下に設定する。設計動揺振幅は、許容動揺振幅の０．５倍程度にすることが望ましい。
【００６２】
続いて、起伏ゲート式防波堤設備の基本寸法である扉体長さ、および設計動揺振幅から設計動揺角Ｘ（＝設計動揺振幅／扉体長さ：図１２（ｂ）参照）を求める。
【００６３】
扉体先端の隙間、および隣接する扉体ブロック間の隙間を設定し、前記実験式（Ｙ＝３．７４Ｅ−０６×Ｘ−1.485）から設計動揺角Ｘに対する設計係留負担率Ｙを求める。
【００６４】
波浪条件等の現地の自然条件から、波による流体力（波の周期４〜１６秒の規則波を倒伏した扉体に作用する時の作用荷重の最大値）Ｐmax（Ｎ）を計算して求める。
【００６５】
波によって扉体２に作用する流体力Ｆｗ、および設計係留負担率Ｙから、必要な係留力（動揺振幅に対する係留力増減量）Ｆｍ（＝Ｆｗ×Ｙ：図１２（ａ）参照）を求める。
【００６６】
求められた必要な係留力Ｆｍを使って、ばね装置のばね定数（＝Ｆｍ／Ｗ）を求め、この求めたばね定数から、以下のようにしてばね装置の選定を行う。
【００６７】
求めたばね定数は、図１３に示すグラフの「理想：経済設計」に位置している。
ばね装置の選定は、安全側を見て、ばね定数は「理想：経済設計」より若干大きめに選定する。
【００６８】
ばね定数を「理想：経済設計」通りに設定すれば、必要な係留力が低くなって経済設計となるが、安全性が落ちるので好ましくないからである。反対に、ばね定数を高めに設定しすぎると、必要な係留力は高くなり、また、動揺振幅は小さくなるが、安全すぎて係留機構の規模や製作コストが増加するからである。
【００６９】
以上のようにばね定数を決定することで、波による外力に対して係留機構が受け持つ係留負担率が明確になって、係留機構の経済設計が可能になる。
【００７０】
本発明は、前記の例に限るものではなく、各請求項に記載の技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７１】
Ｂ    扉体ブロック
１    起伏ゲート式防波堤
２    扉体
２ａ    回転軸
２ｂ    空気室
２ｃ    裏面
２ｄ    ゲート係留部
４    収納部
５    軸受
１１    係留機構
１２    一方の転向リンク部材
１３    他方の転向リンク部材
１４    トルクシャフト
１５    係留フック
１７    ロッド部材
１８    トルクアーム
２２    フック着脱用シリンダ装置
２２ｂ    ピストンロッド
２３    滑車
２４    ワイヤ部材
２６    ばね装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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