(57)【要約】【課題】想定規模を超える津波に対しても破壊されてしまうことなく可及的に粘り強く防波機能を発揮し得るフェイルセーフ機能を備えた防波構造物を提供する。【解決手段】護岸構造物１１上に断面形状が略正三角形状の堤体１２を転動可能に配置する。堤体は３面の周面のいずれかを底面として護岸構造物上に配置され、その状態で想定規模の津波に対して堤体の自重により波圧に抵抗して防波機能を発揮する。想定規模を超える津波に際してはその波圧によ堤体が陸側に転動して他の周面を底面として護岸構造物上に再配置されることにより防波機能を維持可能である。護岸構造物には堤体を支持するための支持杭１３を堤体の各周面１２ａ、１２ｂ、１２ｃが底面となる位置にそれぞれ設置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大規模な津波に対する防波機能を有するとともに、想定規模を超える津波によっても破壊されないフェイルセーフ機能を備えた防波構造物であって、
海岸線に沿って設けた護岸構造物上に断面形状が略正三角形状の堤体を転動可能に配置してなり、
前記堤体は３面の周面のいずれかを底面として前記護岸構造物上に配置された状態で想定規模の津波に対して該堤体の自重により波圧に抵抗して防波機能を発揮可能とされ、かつ該堤体は想定規模を超える津波の波圧により陸側に転動して他の周面を底面として前記護岸構造物上に再配置されることにより防波機能を維持可能とされていることを特徴とする防波構造物。
【請求項２】
請求項１記載の防波構造物であって、
前記護岸構造物には、前記堤体を支持するための支持杭を該堤体の各周面が底面となる位置にそれぞれ設置してなることを特徴とする防波構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大規模な津波に対する防波施設としての防波構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
津波や高潮に対する防波構造物として、たとえば特許文献１に示されるような可動式の防波堤や、特許文献２に示されるような起伏ゲート式防波堤が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−７０５３６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１１７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
東日本大震災では想定規模を超える大津波の発生により甚大な被害が生じたが、その一因は防波堤や防潮堤が早期に破壊されてしまって十分に機能し得なかったことにあるともいわれている。
すなわち、津波はあくまで「波」であって通常の波と同様に複数回にわたり繰り返し押し寄せてくるものであるのに対し、今般の震災では第１波で防波堤や防潮堤が重大な損傷を受けてしまって第２波以降の波に対してはもはや本来の防波機能を発揮し得ないものとなり、そのことが被害を拡大したと考えられている。
【０００５】
想定規模を超える津波による防潮堤の破壊メカニズムは、図４に示すように、第１波の波高が防潮堤１を大きく超えて越流が生じた場合にはその越流により陸側の背面２が洗掘されてしまい、それによって防潮堤１が波圧に抵抗しきれなくなってそのまま陸側に倒壊してしまうためと考えられている。
【０００６】
このように、防波堤や防潮堤が想定規模を超える津波によって破壊されてしまって早期に防波機能を失ってしまうことは、特許文献１や特許文献２に示されるような可動式の防波堤においても同様であって、いずれにしても現状の防波構造物では想定規模を超える津波に対する防波機能は十分ではないことから、それに対する対策が急務とされているのが実状である。
【０００７】
上記事情に鑑み、本発明は想定規模を超える津波に対しても破壊されてしまうことなく可及的に粘り強く防波機能を発揮し得る有効適切な防波構造物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、大規模な津波に対する防波機能を有するとともに、想定規模を超える津波によっても破壊されないフェイルセーフ機能を備えた防波構造物であって、海岸線に沿って設けた護岸構造物上に断面形状が略正三角形状の堤体を転動可能に配置してなり、前記堤体は３面の周面のいずれかを底面として前記護岸構造物上に配置された状態で想定規模の津波に対して該堤体の自重により波圧に抵抗して防波機能を発揮可能とされ、かつ該堤体は想定規模を超える津波の波圧により陸側に転動して他の周面を底面として前記護岸構造物上に再配置されることにより防波機能を維持可能とされていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の防波構造物であって、前記護岸構造物には、前記堤体を支持するための支持杭を該堤体の各周面が底面となる位置にそれぞれ設置してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の防波構造物は、想定規模を超える津波の際にも堤体が破壊されてしまうことなく防波機能を維持して最悪の事態に至ることを回避することが可能である。すなわち、本発明の防波構造物では護岸構造物上に配置されている堤体が想定規模を超える津波の際にはその波圧によって陸側に転動するが、堤体の断面形状は略正三角形とされているので、その堤体は転動後においても護岸構造物上に安定に再配置されてそのまま防波機能を粘り強く維持し、津波被害の軽減を図ることが可能である。
特に、堤体の各周面を支持可能な位置に支持杭をそれぞれ設けておくことにより、仮に護岸構造物が洗掘されたとしても転動後の堤体を支持杭により安定に支持して再配置可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態である防波構造物の概略構成を示す断面図であって、想定規模の津波を受けた状況を示す図である。
【図２】同、想定規模を超えた津波を受けた状況を示す図である。
【図３】同、変形例を示す図である。
【図４】従来一般の防潮堤の津波による破壊メカニズムの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の防波構造物の一実施形態を図１に示す。
本実施形態の防波構造物１０は、大規模な津波を想定してそれに対する防波機能を有するものであるが、特に想定規模を超える津波に対しても破壊されることなく可及的に粘り強く防波機能を維持し得る構造として、従来一般の防波堤や防潮堤のように早期に破壊されてしまうことによる津波被害の拡大を防止することを目的とするものである。
【００１３】
そのため、本実施形態の防波構造物１０は、発生確率が１００年に一度程度と想定される規模の津波（レベル１クラスの津波）に対しては通常の防波堤や防潮堤と同様に支障なく防波機能を発揮することを基本とし、そのうえで発生確率が１０００年に一度程度と想定されるさらに大規模な津波（レベル２クラスの津波）が発生した場合においても破壊されてしまうことなく防波機能を維持し得るようなフェイルセーフ機能を有するものとして設置されるものである。
【００１４】
具体的には、本実施形態の防波構造物１０は、海岸線に沿って設けた護岸構造物１１上に断面形状が略正三角形の堤体１２を配置したことを基本とし、その堤体１２が想定規模を超える津波により過大な波圧を受けた際にはその波圧によって陸側に転動することを可能として、転動後においてもそのまま防波機能を維持可能としたことを主眼とする。
【００１５】
本実施形態における堤体１２はたとえば鉄筋コンクリート製の頑強かつ大質量の構造体であって、通常時においては３面の周面のうちのいずれかの周面（図１では周面１２ａ）を底面として護岸構造物１１上に横置きされた状態（軸線を水平にした状態）で安定に配置されるものである。
この堤体１２の高さは、図１に示すように護岸構造物１１上に配置された状態で少なくともレベル１クラスの津波発生時における波高よりも高くなるように設定され、かつその自重は少なくともレベル１クラスの津波の際に受ける波圧に抵抗して通常の防波堤や防潮堤と同様に防波機能を発揮し得るように設定されている。
【００１６】
そして、本実施形態の防波構造物１０においては、想定規模を超える津波が発生してそれによる過大な波圧が堤体１２に作用した際には、そのような過大な波圧に打ち負けて図１に鎖線で示しているように堤体１２が陸側に回転して転動することが可能とされている。
すなわち、その際には堤体１２はその時点で底面である周面１２ａと陸側に対向している周面１２ｂの交線付近を回転中心として陸側に回転せしめられ、レベル２クラスの津波の際には図２に示すように三分の一回転して、それまでは陸側に対向していた周面１２ｂが底面となり、同時に海側に対向していた周面１２ｃが陸側となり、底面であった周面１２ａが海側に対向する状態となり、その状態で護岸構造物１１上に安定に再配置されるようになっている。
このように堤体１２が過大な波圧により転動して護岸構造物１１上に再配置された状態では、堤体１２の位置は当初よりも陸側に移動するもののその高さは転動前と変わることはないから、転動前の防波機能はそのまま支障なく維持可能である。
【００１７】
なお、上記のように堤体１２が転動した後においても津波が終息せずに、転動後の堤体１２に対して同様に過大な波圧が作用した場合には、図２に示すように堤体はさらに転動して陸側に移動し（その際には周面１２ｃが底面となる）、そこでも防波機能を発揮可能である。
また、仮に、堤体１２を超えて激しい越流が生じた場合には大規模な引き波が生じることも想定されるが、その引き波による過大な波圧が転動後の堤体１２の陸側に作用した場合には、上記とは逆に堤体１２が海側に転動して元の位置に復元することも可能である。
【００１８】
本実施形態の防波構造物１０は、上記のように護岸構造物１１上に断面形状が略正三角形状の堤体１２を転動可能に配置した構造により、レベル１クラスの津波に対する十分な防波機能を有することはもとより、想定規模を超えるレベル２クラスの津波に対しても従来一般の防波堤や防潮堤のように倒壊したり破壊されてしまって防波機能を早期に消失してしまうことがなく、したがって粘り強く防波機能を発揮し得て繰り返し押し寄せてくる津波に対しても十分に対処可能である。
勿論、本実施形態の防波構造物１０では、想定規模を超える津波の際に波高が堤体１２の高さを超えた場合にはその越流を防止することはできないが、その場合も従来のように防波堤や防潮堤の全体が倒壊してしまう場合に比較すればその被害を最少限に食い止めることが可能である。
また、津波終息後に堤体１２を元の位置に戻す場合も、通常の防波堤を復元することに比べ、かなり容易に行うことができる。
【００１９】
但し、そのようなフェイルセーフ機能が確実に確保されるためには、想定規模を超える津波の際にも堤体１２が破壊されることなく安定的に転動して護岸構造物１１上に確実に再配置されることが前提であるから、それが可能であるように堤体１２の断面形状や自重、強度を適切に設定しておくことはもとより、護岸構造物１１も堤体１２を安定に支持しつつ転動後にも所定位置に安定に再配置し得るようにその強度や上面の形態等の仕様を適切に設定しておく必要がある。
【００２０】
そして、そのためには、図示例のように護岸構造物１１の上面の少なくとも転動の際の支点となる位置については、堤体１２の回転中心を確実に支持するとともに洗掘を受けてしまうことのないように十分に頑強な補強部１１ａとして形成しておくことが好ましい。
また、護岸構造物１１には堤体１２の各周面を支持可能な位置に支持杭１３をそれぞれ設けておくとともに、堤体１２の各周面には支持杭１３の杭頭に嵌合可能な凹部１４を形成しておくことも好ましく、それにより護岸構造物１１の上面が仮に多少は洗掘されたとしても堤体１２を支持杭１３により確実に支持することが可能であるし、転動後においても堤体１２を支持杭１３により位置決めして所定位置に確実に再配置可能であり、さらに支持杭１３と凹部１４との嵌合により堤体１２が護岸構造物１１上において滑動してしまうことも防止可能である。
【００２１】
以上のように、本発明の防波構造物１０によれば、堤体１２の断面形状を転動可能な略正三角形状として想定規模を超える津波の際には堤体１２の転動を敢えて許容することで、従来一般の防波堤や防潮堤のように想定規模を超えた場合にも防波機能が完全に失われてしまう事態を回避し得るものであり、したがって転動後も粘り強く防波機能を維持可能であって津波被害の軽減を十分に図ることが可能である。
【００２２】
なお、仮に、津波が想定規模を超えた場合にも堤体１２がそのままの位置で防波機能を維持可能な構造としておけば、堤体１２を敢えて転動させる必要はない（つまり本発明のようなフェイルセーフ機能を備えるまでもない）のであるが、そのようなことは単に津波の想定規模をレベル２クラスに高めることと等価であって、その場合にはレベル２クラスの津波に対しても堤体１２が倒壊したり滑動しないように極めて大重量かつ頑強なものとしたうえで護岸構造物１１に対して構造的に確実堅固に一体化する必要があるから、そのようなことは現実的ではない。
それに対し、本発明は堤体１２を略正三角形状としてそれを単に護岸構造物１１上に配置するに留めることにより、堤体１２の転動を敢えて許容して転動後においても堤体高さを保持することで防波機能を維持可能としたものであるから、堤体１２を過度に大質量としたり過度に頑強とせずとも粘り強く防波機能を維持可能なものであり、極めて合理的であり有効である。
【００２３】
以上で本発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態はあくまで好適な一例であって本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば適宜の設計的変更や応用が可能である。
要は、本発明においては堤体の断面形状を転動可能なように実質的に正三角形状としてそれを護岸構造物上に転動可能に配置すれば良く、その限りにおいて堤体や護岸構造物の具体的な形状や構造は任意であって、津波の想定規模や立地条件を考慮して最適設計すれば良い。
たとえば、図示例の実施形態では堤体１２の断面形状を実質的に正三角形状としたうえでその中心部に中空部を設け、かつ転動時の回転中心となる各辺に平坦な面取り部１５を形成したが、中空部は省略して完全に中実断面とすることでも良いし、堤体１２が支障なく転動可能であれば面取り部１５も必ずしも設けることはないし、あるいはより滑らかに回転可能なように面取り部１５を円弧面に形成することも考えられる。
また、図３に示すように、中央部を凹部とした架台２０を護岸構造物１１上に設置して、その架台２０の中央凹部に堤体１２を配置することも考えられる。この場合は、想定規模を超える津波により堤体１２が陸側に三分の一回転だけ転動すると陸側の斜面に乗り上げてそれ以上の転動が拘束され、かつ引き波により原位置から海側に三分の一回転だけ転動すると海側の斜面に乗り上げてそれ以上の転動が拘束され、これにより転動範囲を架台２０上に限定した上で津波および引き波の双方に対して十分に抵抗して防波機能を維持可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  防波構造物
１１  護岸構造物
１１ａ  補強部
１２  堤体
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  周面
１３  支持杭
１４  凹部
１５  面取り部
２０  架台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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