(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の上部に断面形状が円弧状の凹面座１２ａを設置して該凹面座上に断面形状が円形の堤体１３を陸側および海側に転動可能に配置する。堤体は凹面座の中心部を原位置としてそこに配置され、想定規模の津波に対して自重により波圧に抵抗して原位置において防波機能を発揮し、かつ想定規模を超える津波により凹面座上において原位置から陸側に転動するとともに引き波時には海側に転動して防波機能を維持し、津波終息後は自重によって原位置に復帰する。堤体は原位置に配置されている状態においてその重心１４の位置が回転中心位置よりも低い位置に設定されている。【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の上部に断面形状が円弧状の凹面座を設置して、該凹面座上に断面形状が円形の堤体を陸側および海側に転動可能に配置してなり、
前記堤体は前記凹面座の中心部を原位置としてそこに配置されることにより、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原位置におい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およびその引き波の波圧により前記凹面座上において原位置から陸側および海側に転動して防波機能を維持するとともに、津波終息により自重によって原位置に復帰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、
前記堤体は、原位置に配置されている状態においてその重心位置が回転中心位置よりも低い位置に設定されてい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３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の上部に断面形状が円弧状の凹面座を設置して、該凹面座上に断面形状が円形の堤体を陸側および海側に転動可能に配置してなり、前記堤体は前記凹面座の中心部を原位置としてそこに配置されることにより、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原位置におい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およびその引き波の波圧により前記凹面座上において原位置から陸側および海側に転動して防波機能を維持するとともに、津波終息により自重によって原位置に復帰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、前記堤体は、原位置に配置されている状態においてその重心位置が回転中心位置よりも低い位置に設定されてい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、護岸構造物上に凹面座を設置してその凹面座上に断面円形の堤体を陸側および海側に転動可能に配置することにより、平常時には堤体がその自重により通常の防波堤や防潮堤と同様に機能し、想定規模を超える津波の際にはその波圧によって堤体が凹面座上において陸側に転動するとともに引き波により海側に転動してそのまま防波機能を維持し、津波終息後には自重により自ずと原位置に復帰することにより、想定規模を超える津波に対しても破壊されることなく粘り強く防波機能を発揮して津波被害の軽減を図ることが可能である。
特に、堤体を原位置に配置している状態ではその重心位置を回転中心位置よりも低く設定しておくことにより、平常時には原位置に十分に安定に配置されかつ転動後には確実に原位置に復帰することが可能である。
【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】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上に凹面座１２ａを有する架台１２を設置して、その架台１２上に断面円形の堤体１３を陸側および海側に転動可能に配置したことを基本とし、堤体１３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とともに引き波により海側に転動して防波機能を維持し、津波終息後には自ずと原位置に復帰して当初の防波機能をそのまま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架台１２は、たとえば鉄筋コンクリート造による頑強な構造物として護岸構造物１１と一体に構築されたもので、陸側および海側にそれぞれ立ち上げられた側壁部１２ｂの間に円弧状に滑らかに湾曲する凹面座１２ａが設けられた断面形状をなすものである。
【００１６】
本実施形態における堤体１３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、その外径寸法は上記の凹面座１２ａの内径寸法よりは小さくされていて、図１に示すように架台１２上に横置きされた状態（堤体１３の軸線を水平にした状態）で配置されることにより、平常時においては架台１２の中心部を原位置としてそこに静止状態で安定に配置されているものである。
この堤体１３の高さは、図１に示すように原位置に配置されている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。
そして、本実施形態の防波構造物１０においては、想定規模を超えるレベル２クラスの津波が発生してそれによる過大な波圧が堤体１３に作用した際には、堤体１３はそのような過大な波圧に打ち負けて図２に示すように架台１２上において（つまり凹面座１２ａの内側において）陸側に回転して転動することが可能とされ、かつ、引き波時には海側に回転して転動することが可能とされている。
【００１７】
なお、断面円形の堤体１３を凹面座１２ａ上に配置していることから、堤体１３が転動した際には側壁部１２ｂに乗り上がることになり、したがって津波終息後には自重より自ずと逆方向に転動して側壁部１２ｂを降りて原位置に復元することになるが、より確実に復元力を確保するためには堤体１３の重心１４の位置が回転中心（軸芯）よりも低い位置となるように設定しておくことが好ましく、そのためにはたとえば図示しているように堤体１３の上部に中空部１５を形成してくことが好ましい。
堤体１３の重心１４の位置をそのように低く設定しておくことにより、平常時には原位置に十分に安定に静置されて波圧に対する十分な抵抗力が得られるし、堤体１３の外周面と凹面座１２ａとの間の摩擦抵抗が大きいような場合においても確実に原位置に復元させることができる。
【００１８】
本実施形態の防波構造物１０は、想定規模を超える津波の際には上記のように堤体１３が過大な波圧により陸側に転動してその位置が当初の原位置よりも陸側に若干移動するものの、堤体１３としての高さは低下してしまうことなく寧ろ側壁部１２ｂに乗り上がることで若干高くなり、その状態で防波機能をそのまま支障なく維持可能である。
また、引き波時には堤体１３は海側に転動して防波機能を維持し、津波終息後には自重により自ずと原位置に復帰するから、転動前と同様に防波機能をそのまま維持可能である。
【００１９】
したがって本実施形態の防波構造物１０によれば、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１３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った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。
【００２０】
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１３が破壊されることなく架台１２上において安定的に転動してそのまま防波機能を維持し、かつ自ずと原位置に復帰し得ることが前提であるから、それが可能であるように堤体１３の強度や形状、自重を適切に設定しておくべきことは当然である。
また、架台１２についても、堤体１３が凹面座１２ａ上から脱落してしまうことを防止しつつ安定に転動させかつ原位置に復元可能に支持し得る必要があるから、堤体１３の形状・寸法と自重に対応して凹面座１２ａの形状を適切に設定しておく必要がある。
さらに、架台１２はもとより護岸構造物１１も容易に破壊されたり洗掘されないように十分に頑強な構造としておく必要があるから、そのためには図示しているように架台１２を支持杭１６により支持することも好ましく、それにより仮に護岸構造物１１が多少は洗掘されたとしても架台１２および堤体１３を安定に支持し得て防波機能を維持可能である。
【００２１】
以上のように、本発明の防波構造物１０によれば、断面円形の堤体１３を凹面座１２ａ上に転動可能に設置して想定規模を超える津波の際には堤体１３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は転倒したり破壊されてしまって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１３が転動することなく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１３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堤体１３はもとよりそれを支持する架台１２や護岸構造物１１も極めて大重量かつ頑強なものとしたうえでそれらを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１３を円形断面としてそれを単に凹面座１２ａ上に配置するに留めて、想定規模を超える津波の際には堤体１３の転動を敢えて許容することで転動後においても防波機能を維持可能としたものであるから、そのような構造により堤体１３や架台１２、護岸構造物１１を過度に大重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、本発明においては断面円形の堤体１３を凹面座１２ａにより転動可能に支持した状態で配置設置すれば良く、その限りにおいて堤体１３や架台１２、護岸構造物１１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、堤体１３は十分な自重を確保するうえでは鉄筋コンクリート造の中実断面の横置き円柱状とすることが現実的ではあるが、所望の自重が確保できる場合には中空の円筒形断面とすることも考えられるし、その場合はたとえば堤体１３の素材として鋼材や鋼管も利用可能であるし、必要に応じてその内部に適宜の充填材を充填して所望の質量を確保すれば良い。
また、図示例では凹面座１２ａを形成した架台１２を護岸構造物１１上に設置することにより架台１２の側壁部１２ｂを護岸構造物１１上に立ち上げるようにしたが、可能であれば架台１２を護岸構造物１１の上部に埋設して凹面座１２ａを護岸構造物１１の上面より低い位置に設置したり、さらには護岸構造物１１の上面に凹面座１２ａとして機能する溝を直接的に形成することにより架台１２を省略して護岸構造物１１自体に凹面座１２ａとしての機能を持たせることも考えられる。
【符号の説明】
【００２４】
１０  防波構造物
１１  護岸構造物
１２  架台
１２ａ  凹面座
１２ｂ  側壁部
１３  堤体
１４  重心
１５  中空部
１６  支持杭
【図１】
2013092017.tif 000003
【図２】
2013092017.tif 000004
【図３】
2013092017.tif 000005