(57)【要約】【課題】ケーソン本体の重量バランスが良好で据付性に優れ、しかも小さな堤体断面としても、通常波に対して十分なる消波機能を発揮するケーソン式消波護岸を提供する。【解決手段】沖側の前壁に複数のスリット４を設けたケーソン本体５の内部に隙を有する状態に中詰材６を充填して堤体７となし、堤体７の上部には、ケーソン本体５と一体に成形したパラペット８を配置する。スリット４を波が通過する際の砕波や渦発生および中詰材６の隙を波が流動する際の流動抵抗により波動エネルギーが大きく減衰され、ケーソン本体５と一体のパラペット８による波の反射効果と相まって背後地への越波が大きく抑制され、堤体幅を水深の０.７〜１.２倍程度の大きさに設定しても、通常波に対して十分なる消波効果を発揮する。また、ケーソン本体５は、その全体が透過構造となっているので、据付けに際して前・後の重量バランスをとる特別の対策は不要となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
沖側に面する前壁に複数の通水孔を設けたケーソン本体の内部に隙を有する状態に中詰材を充填して堤体となし、かつ該堤体の幅を水深の０.７〜１.２倍の大きさに設定したことを特徴とするケーソン式消波護岸。
【請求項２】
堤体の上部に、ケーソン本体と一体に成形してなるパラペットを配置したことを特徴とする請求項１に記載のケーソン式消波護岸。
【請求項３】
中詰材として、れき、砕石、コンクリートブロック、消波ブロック等の粗粒物を用いることを特徴とする請求項１または２に記載のケーソン式消波護岸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波浪や高潮から背後地を防護するための護岸に係り、より詳しくは通常波に対して十分なる消波機能を有するケーソン式消波護岸に関する。
【背景技術】
【０００２】
消波機能を有するケーソン式消波護岸としては、ケーソン本体の前部にスリットを有する透過壁と遊水室とを設け、前記透過壁のスリットを波が通過する際の砕波や渦発生などにより波動エネルギーを減衰させる、いわゆる消波ケーソンが従来より知られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、このような消波ケーソンは、遊水室と箱型のケーソン本体とが前・後に存在するため、前・後の重量バランスが極めて悪く、据付け（沈設）に際して重量バランスをとるのが困難で、据付性が極めて悪いという問題があった。
【０００３】
なお、例えば、特許文献２には、内部に隔壁をはさんで波浪導入室と遊水室とを設けると共に、波浪導入室の前壁に透水孔を、前記隔壁に連通孔をそれぞれ設け、さらに前記波浪導入室にれき等の消波材を充填した消波護岸構造物が開示されているが、このものは、長周期波の消波を目的としており、護岸幅（堤体幅）が５０〜６０ｍにも達し、そのままでは、通常波を対象にした一般的なケーソン式護岸としての適用は不可能である。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３５０４５２号公報
【特許文献２】特開２００５−４２５２８号公報（[0019]参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、ケーソン本体の重量バランスが良好で据付性に優れ、しかも小さな堤体断面としても、通常波に対して十分なる消波機能を発揮するケーソン式消波護岸を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、沖側に面する前壁に通水孔を設けたケーソン本体の内部に隙を有する状態に中詰材を充填して堤体となし、かつ該堤体の幅を水深の０.７〜１.２倍の大きさに設定したことを特徴とする。
【０００７】
このように構成したケーソン式消波護岸においては、ケーソン本体の前壁に設けた通水孔およびケーソン本体内部の中詰材の間の隙を波が通過する際、波動エネルギーが減衰されるので、堤体の幅を水深の０.７〜１.２倍の大きさに設定しても、通常波に対して十分なる消波機能を発揮するものとなる。また、ケーソン本体は、その全体が透過構造となっているので、据付けに際して前・後の重量バランスをとる特別の対策は不要であり、簡単に据付けを行うことができる。
【０００８】
本発明は、上記堤体の上部に、ケーソン本体と一体に成形してなるパラペットを配置した構成としてもよい。この場合は、ケーソン本体との一体成形によりパラペットの強度的な安定性が増すので、護岸として必要な天端高を該パラペットによって確保することができ、結果としてケーソン本体の全高を低くすることができて、堤体断面のより一層の縮小を図ることができる。
【０００９】
本発明において、上記中詰材は、ケーソン本体前壁の通水孔から漏出しない大きさであれば、その種類は任意であり、れき、砕石、コンクリートブロック、消波ブロック等の粗粒物を用いることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るケーソン式消波護岸によれば、ケーソン本体の重量バランスが良好で据付性に優れ、しかも小さな堤体断面としても十分なる消波機能を発揮するので、通常波を対象にした一般的な護岸として極めて有用となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１および図２は、本発明の一つの実施形態であるケーソン式消波護岸を示したものである。同図中、１は、海底地盤Ｇに造成した捨石マウンド２上に据付けられた、本発明に係るケーソン式消波護岸であり、その背後には、裏込材を投入してなる裏込層３が配置されている。本ケーソン式消波護岸１は、沖側に面する前壁に多数のスリット（通水孔）４を設けたケーソン本体５の内部に隙を有する状態に中詰材６充填してなる堤体７と該堤体７の上部の陸側に設けられたパラペット８とから構成されている。
【００１３】
堤体７を構成するケーソン本体５は、ここでは単純な箱型形状をなしており、その上部開口は、中詰材６の上面に場所打ちした蓋コンクリート９により閉じられている。本実施形態において、前記ケーソン本体５の前壁に設けたスリット４は、横方向（水平方向）へ延びる横スリットとして形成されているが、これは、縦方向へ延びる縦スリットとして形成してもよいものである。また、このスリット４は、円形または多角形の孔に代えることもできる。
【００１４】
上記ケーソン本体５に充填される中詰材６としては、前記スリット４から漏出しない大きさであれば、その種類は任意であり、例えば、粒径が２０〜５０ｍｍ程度のれきや砕石、あるいは粒径または代表長が５０〜３０００ｍｍ程度のコンクリートブロックや消波ブロックなどを用いることができる。
【００１５】
堤体７の上部に設けられたパラペット８は、ケーソン本体５に後付けしてもよいが、ケーソン本体５と一体に成形するのが望ましい。パラペット８をケーソン本体５と一体に成形した場合は、その強度的な安定性が高まるので、大きな波力（水平波力）にも十分に耐えるようになる。ただし、波力に耐えるパラペット８の強度にも限界があるので、パラペット８の高さは、大きくても１.５ｍ程度、望ましくは１.０ｍ程度に抑えるのがよい。
【００１６】
本ケーソン式消波護岸１を構築するには、陸上で製作したケーソン本体５を製作ヤード（または仮置場）から据付現場へクレーン台船上に積込んで、あるいはクレーン船のクレーンに吊って搬送し、クレーン操作によりケーソン本体５を捨石マウンド２上に据付ける。この場合、ケーソン本体５は、単純な箱型形状となっているので、その製作（成形）は簡単であり、パラペット８を一体に成形する場合でも、それほどの製作の困難さは生じない。また、ケーソン本体５は、その前壁がスリット４を有する透過壁となっているので、据付け時にその内部に海水が充満し、前・後の重量バランスが良好となって、簡単に据付けを行うことができる。ケーソン本体５の据付け終了後は、該ケーソン本体５内に中詰材６を充填し、さらに蓋コンクリート９を打設し、これにて堤体７（ケーソン式消波護岸１）は完成する。
【００１７】
上記のように構築されたケーソン式消波護岸１においては、沖側から押寄せる波の一部がケーソン本体５の前壁に設けたスリット４を通過してケーソン本体５内に流入し、スリット４を波が通過する際の砕波や渦発生などにより波動エネルギーが減衰される。また、ケーソン本体５内に流入した波（海水）が中詰材６の間の隙を通過する際の流動抵抗により、同様に波動エネルギーが減衰される。一方、堤体７の上面に乗り上げた波の一部は、パラペット８に衝突して反射する。すなわち、本ケーソン式消波護岸１によれば、堤体７による消波効果とパラペット８による波の反射効果とにより背後地への越波が大きく抑制されるようになる。
【００１８】
後述の実験によれば、本ケーソン式消波護岸１は、堤体７の幅（堤体幅）Ｂを水深ｈの０.７倍（Ｂ＝０.７ｈ）程度に設定しても、通常波に対して十分なる消波効果を発揮することが確認されている。一方、堤体幅があまり大きくなると、いたずらに堤体断面が拡大してケーソン本体５の製作コストが上昇するので、堤体幅Ｂの上限は水深ｈの１.２倍（Ｂ＝１.２ｈ）程度に抑えるのが望ましい。因みに、ケーソン式護岸が設置される水深ｈは、平均的に１０ｍ前後となっており、堤体幅Ｂを前記した範囲Ｂ＝０.７〜１.２ｈに設定した場合、堤体幅Ｂは７〜１２ｍ程度となる。すなわち、本ケーソン式消波護岸１によれば、堤体断面をそれほど大きくしなくても、越波を十分に抑えることができ、従来の消波ケーソンあるいは直立式ケーソン護岸等に比べて、構築に要するコストは大幅に低減する。本実施形態においては特に、ケーソン本体５との一体成形によりパラペット８の強度的な安定性が増しているので、ケーソン本体５の全高を低くすることができ、堤体断面のより一層の縮小が可能になっている。
【００１９】
なお、上記実施形態においては、ケーソン本体５を単純な箱型形状としたが、このケーソン本体５の形状は任意であり、前壁を傾斜状または階段状とした異形断面とすることができる。
【実施例１】
【００２０】
図１に示したケーソン式消波護岸の１／２５規模の模型を製作し、中詰材として粒径２０〜４０ｍｍの砕石を選択し、水理模型実験を行った。実験は、天端高ｈc、堤体幅Ｂを種々に変化させた模型（発明護岸）に対し、波高、周期の異なる種々の波を入射させて行い、それぞれについて越波流量を測定した。なお、比較のため、前壁に通水孔（スリット）を有しない不透過の直立式ケーソン護岸（直立護岸）についても同様の水理模型実験を行った。
【００２１】
図３（Ａ），（Ｂ）は、水深に対する堤体幅の比を０.７（Ｂ／ｈ＝０.７）とした場合の越波流量と天端高との関係を示したもので、ここでは、越波流量を無次元越波流量ｑ／｛２ｇ（Ｈ0´）3｝1/2として、天端高を相対天端高ｈc／Ｈ0´としてそれぞれ表わしている。また、図３では、無次元越波流量と相対天端高との関係を無次元周期Ｔ1/3（ｇ／ｈ）1/2別に、すなわちＴ1/3（ｇ／ｈ）1/2＝７.９２（Ａ），９.９０（Ｂ）別に示している。なお、前記した各記号中、ｑは越波流量（ｍ3／ｍ・ｓ）、ｇは重力加速度（ｍ／ｓ2）、Ｈ0´は換算沖波波高（ｍ）、Ｔ1/3は入射波の有義波周期である。
【００２２】
図３に示す結果より、越波流量（無次元越波流量）は、発明護岸および直立護岸（比較例）ともに天端高（相対天端高）が高くなるほど少なくなるが、発明護岸の越波流量は各天端高で直立護岸のそれよりも小さくなっており、発明護岸の消波効果が表われている。また、同一天端高に対する発明護岸の越波流量は、無次元周期Ｔ1/3（ｇ／ｈ）1/2＝７.９２（Ａ）の場合、前記した消波護岸の越波流量算定図から読取った推定値とほぼ同じになっており、発明護岸の消波効果は消波護岸と同等となっている。これに対し、無次元周期がＴ1/3（ｇ／ｈ）1/2＝９.９０（Ｂ）と大きい場合、同一天端高に対する発明護岸の越波流量は前記消波護岸の推定値より大きくなっているが、その大きくなる程度はわずかである。これより、本発明護岸（ケーソン式消波護岸）は、堤体幅Ｂを水深ｈの０.７倍（Ｂ＝０.７ｈ）に設定しても、通常波に対して十分なる消波効果を有することが明らかである。一方、同じ無次元越波流量が得られる天端高を読取ると、発明護岸の天端高は直立護岸の天端高の０.８〜０.９倍となっている。換言すれば、発明護岸は、従来の直立護岸に比べて天端高を１０〜２０％程度低下させることが可能である。
【００２３】
図４（Ａ），（Ｂ）は、水深に対する堤体幅の比を１.２（Ｂ／ｈ＝１.２）とした場合の越波流量と天端高との関係を示したもので、ここでも、図３におけると同様に無次元越波流量ｑ／｛２ｇ（Ｈ0´）3｝1/2と相対天端高ｈc／Ｈ0´との関係を、無次元周期Ｔ1/3（ｇ／ｈ）1/2別に、すなわちＴ1/3（ｇ／ｈ）1/2＝９.９０（Ａ），１１.８８（Ｂ）別に示している。同図中、実線は、前記した消波護岸の越波流量算定図から読取った推定値を表わしているが、この消波護岸のパラペットは、消波工の天端よりも０.１Ｈ0´程度高くなっており、また、推定値に対する真値の想定範囲は、無次元越波流量ｑ／｛２ｇ（Ｈ0´）3｝1/2のオーダーが１０-3の場合０.２〜３.０倍とされている。これらを勘案すると、図４に示す結果より、発明護岸の越波流量は、従来の消波護岸とほぼ同じであることが分かる。
【００２４】
図５は、無次元周期Ｔ1/3（ｇ／ｈ）1/2を９.９０とした場合の越波流量と、天端高と堤体幅との関係を示したもので、ここでは、水深に対する堤体幅の比を１.２（Ｂ／ｈ＝１.２）と０.７（Ｂ／ｈ＝０.７）の２とおりに設定している。なお、図５中、実線は、前記した消波護岸の越波流量算定図から読取った推定値である。図５に示す結果より、堤体幅が大きい（Ｂ／ｈ＝１.２）方が、堤体幅が小さい（Ｂ／ｈ＝０.７）ものより越波流量（無次元越波流量）が小さくなっており、堤体幅の増加が消波効果の増大（越波流量の低減）に寄与することが明らかである。ただし、前記した堤体幅による越波流量の差はわずかであり、しかも、消波護岸の越波流量算定図から読取った推定値と比較してもそれほどの遜色がないことが明らかである。これらのことより、本ケーソン式消波護岸における堤体幅は、水深の０.７〜１.２倍の範囲内で、適当な値を選択すればよいといえる。
【００２５】
図６は、同一相対天端高ｈc／Ｈ0´に対する無次元越波流量ｑ／｛２ｇ（Ｈ0´）3｝1/2を図３および図４から読取り、これと相対堤体幅Ｂ／Ｌ0（Ｌ0は沖波波長）との関係を無次元相対水深Ｈ0´／Ｌ0´のパラメータとして表示したもの（最小自乗曲線）である。本ケーソン式消波護岸の諸元は、この図６を参考に定めればよい。
【実施例２】
【００２６】
図１に示したケーソン式消波護岸の１／２５規模の模型を製作し、中詰材として粒径２０〜４０ｍｍの砕石と該砕石の粒径の３〜５倍程度の大きさの消波ブロックとを選択し、水理模型実験を行った。実験は、水深に対する堤体幅の比を０.７（Ｂ／ｈ＝０.７）とし、かつ天端高ｈcを種々に変化させた模型（発明護岸）に対し、波高、周期の異なる種々の波を入射させて行い、それぞれについて越波流量を測定した。
【００２７】
図７（Ａ），（Ｂ）は、越波流量と天端高との関係を示したもので、実施例１と同様、越波流量を無次元越波流量ｑ／｛２ｇ（Ｈ0´）3｝1/2として、天端高を相対天端高ｈc／Ｈ0´としてそれぞれ表わし、かつ両者の関係を無次元周期Ｔ1/3（ｇ／ｈ）1/2別に、すなわちＴ1/3（ｇ／ｈ）1/2＝７.９２（Ａ），９.９０（Ｂ）別に示している。図７に示す結果より、中詰材の種類（大きさ）が変化しても、越波流量（無次元越波流量）はほぼ同じであり、越波流量に及ぼす中詰材の大きさの影響は小さいことが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一つの実施形態であるケーソン式消波護岸の構造を示す断面図である。
【図２】図１に示したケーソン式消波護岸の構造を示す正面図である。
【図３】本発明の一つの実施例における実験結果を示したもので、越波流量と天端高との関係を無次元周期別に示すグラフである。
【図４】本発明の一つの実施例における実験結果を示したもので、越波流量と天端高との関係を無次元周期別に示すグラフである。
【図５】本発明の一つの実施例における実験結果を示したもので、越波流量に及ぼす堤体幅の影響を示すグラフである。
【図６】本発明の一つの実施例における実験結果を示したもので、越波流量に及ぼす天端高および堤体幅の影響を示すグラフである。
【図７】本発明の他の実施例における実験結果を示したもので、越波流量に及ぼす中詰材の大きさの影響を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
１    ケーソン式消波護岸
３    裏込層
４    スリット（通水孔）
５    ケーソン本体
６    中詰材
７    堤体
８    パラペット
【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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