(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】海岸線に沿って設けた護岸構造物１１上に鋼板からなる版状の堤体１２を起伏可能な状態で設置し、堤体と護岸構造物との間に堤体を支持する緩衝装置１３を介装する。想定規模の波高に対してはその波圧に抗して緩衝装置が堤体を支持して堤体の起立状態を維持することにより陸側への越流を防止し、想定規模を超える波高に対してはその波圧により緩衝装置が作動して堤体が陸側に倒伏することにより越流を許容して堤体の破壊を防止する。堤体を陸側に向かって膨出する湾曲版形状の鋼板として起立状態において鉛直面に対して陸側に傾斜状態で設置することにより、その堤体がフレア型の防波構造物として機能する。【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、波高が想定規模を超えた際に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鋼板からなる版状の堤体を起伏可能な状態で設置するとともに、該堤体と前記護岸構造物との間に前記堤体を支持する緩衝装置を介装してなり、
想定規模の波高に対してはその波圧に抗して前記緩衝装置が前記堤体を支持して該堤体の起立状態を維持することにより陸側への越流を防止可能とされ、かつ想定規模を超える波高に対してはその波圧により前記緩衝装置が作動して前記堤体が陸側に倒伏することにより越流を許容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、
前記堤体は陸側に向かって膨出する湾曲版形状の鋼板からなり、かつ該堤体は起立状態において鉛直面に対して陸側に傾斜状態で設置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】
周知のように、波浪や高潮に対する防波構造物として、たとえば特許文献１に示されるようなフレア型の防波構造物や、特許文献２に示されるような防潮施設が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０５１２９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１８１９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波堤の破壊メカニズムの主な例を図３〜図４に示す。
一般的なケーソン式の防波堤の場合には、図３に示すように第１波で個々のケーソン１が多少なりとも滑動してケーソン相互間に隙間が生じ、その隙間に強い水流が作用してケーソン１の滑動やマウンド２の洗掘が急速に進行し、ついには防波堤全体が完全に倒壊したり破壊されてしまうと考えられている。
また、図４に示すように、第１波の波高が防波堤４の高さ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３が洗掘されてしまって防波堤４が波圧に抗しきれなくなり、そのまま陸側に倒壊してしまうことも想定される。
【０００６】
このことは特許文献１に示される防波構造物や特許文献２に示される防潮施設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く、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、波高が想定規模を超えた際に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鋼板からなる版状の堤体を起伏可能な状態で設置するとともに、該堤体と前記護岸構造物との間に前記堤体を支持する緩衝装置を介装してなり、想定規模の波高に対してはその波圧に抗して前記緩衝装置が前記堤体を支持して該堤体の起立状態を維持することにより陸側への越流を防止可能とされ、かつ想定規模を超える波高に対してはその波圧により前記緩衝装置が作動して前記堤体が陸側に倒伏することにより越流を許容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、前記堤体は陸側に向かって膨出する湾曲版形状の鋼板からなり、かつ該堤体は起立状態において鉛直面に対して陸側に傾斜状態で設置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は防波機能を一部犠牲にして破壊を回避するというフェイルセーフ機能を備えたことにより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、想定規模を超える津波の際にはその波圧により緩衝装置が作動して堤体を一時的に陸側に若干倒伏せしめ、それにより最少限の越流を許容して堤体全体が過大な波圧を受けて破壊されてしまうことを回避することにより、粘り強く防波機能を維持して全体として津波被害の軽減を図ることが可能である。
特に、堤体を陸側に向かって膨出する湾曲版形状として陸側に傾斜状態で設置しておくことにより、平常時においてはフレア型の防波構造物として機能して優れた防波性能を発揮し得る。
【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】従来一般の防波堤の津波による破壊メカニズムの説明図である。
【図４】従来一般の防波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することにより、従来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最少限の防波機能を維持し得るようなフェイルセーフ機能を備えた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頑強な護岸構造物１１上に鋼板からなる版状の堤体１２を設置したことを基本とするものであるが、その堤体１２を破線で示すように起伏可能な状態でその下部を護岸構造物１１に対して支持するとともに、堤体１２と護岸構造物１１との間には堤体１２を背面側（陸側）から支持する緩衝装置１３を介装したことを主眼とする。
【００１５】
本実施形態では、堤体１２としての鋼板を陸側に向かって若干膨出するような湾曲版形状として、その堤体１２を図１に実線で示しているように陸側に若干傾斜させた状態（この状態が本来の起立状態である）で設置することにより、平常時においてはこの堤体１２自体が特許文献１に示されるようなフレア型の防波堤と同様に機能して優れた防波機能を発揮し得るものである。
【００１６】
堤体１２の高さは、少なくとも想定規模であるレベル１クラスの津波の際に想定される波高よりも大きく設定されており、図１に示すようにレベル１クラスの津波に対しては堤体１２およびそれを支持している緩衝装置１３がその波圧に抗して堤体１２の起立状態をそのまま維持して越流を防止可能可能とされている。
しかし、図２に示すように想定規模を超えるレベル２クラスの津波の際には、緩衝装置１３がその波圧に打ち負けて収縮することにより堤体１２が陸側に倒伏し、それにより堤体１２の高さが低下して越流が生じることが敢えて許容されるようになっている。
【００１７】
本実施形態の防波構造物１０は、上記のように想定規模を超える津波の際には堤体１２が倒伏して越流を許容する構造としたことにより、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、レベル２クラスの津波に対しても従来一般の防波堤のように破壊されてしまうことなく最少限の防波機能を発揮し得るものである。
【００１８】
すなわち、想定規模であるレベル１クラスの津波を受けた際には、図１に示すように堤体１２がその波圧に抗して起立状態をそのまま維持可能であるから、通常の防波堤と同様に防波機能を支障なく発揮する。
その際、津波規模によっては波圧により緩衝装置１３が若干縮退して堤体１２が陸側に多少は傾斜する余地はあるが、この段階においては堤体１２が大きく倒伏してしまって越流が生じてしまうことのないように緩衝装置１３の支持力を適切かつ十分に設定しておく。
【００１９】
一方、想定規模を超えるレベル２クラスの津波を受けた際には、堤体１２にさらに過大な波圧が作用するので、その際には図２に示すように緩衝装置１３が波圧に抗し切れなくなって作動して大きく縮退するようにその支持力を設定しておくことにより、堤体１２が陸側に倒伏して津波が越流することを許容するにしておく。
このように、想定規模を超える津波の際には堤体１２を倒伏させて最少限の越流を許容する構造とすることにより、堤体１２にそれ以上の過大な波圧が作用してしまって堤体１２が完全に破壊されてしまう事態を未然に防止でき、したがって従来のように防波堤の全体が完全に破壊されてしまう場合に比較すればその時点での津波被害を最少限に食い止めることが可能である。
【００２０】
勿論、越流を許容するとはいえその越流量は堤体１２の倒伏に伴う堤体高さの低下相当分に留まるから、堤体１２全体が破壊されてしまう場合に比較すれば被害を最少限に食い止めることが可能である。
そして、津波が終息して波高および波圧が低減すれば、緩衝装置１３はそれ自体の復元力によって自ずと伸張して堤体１２を起立させて図１の状態に復帰させるから、その状態では堤体１２は再び防波機能を回復してそれ以降の津波に対して備えることができ、繰り返し押し寄せてくる津波に対してもそれまでと同様に防波機能を発揮し得るものとなる。
【００２１】
以上のように、本発明の防波構造物１０によれば、想定規模を超える最大級の津波の際には一時的に最少限の越流は生じるものの、その反面、堤体１２が完全に破壊されてしまうことを回避して粘り強く防波機能を維持することが可能であるから、それにより全体として津波被害の軽減を図ることが可能である。
換言すれば、想定規模を超える津波の際にも堤体１２が倒伏することがなければ、過大な波圧によりついには堤体１２が破壊に至ってその時点で防波機能が完全に消失してしまい、それ以降に押し寄せる津波に対しては従来の防波堤と同様に全く対処し得ないものとなることが想定されるが、上記のように想定規模を超えた際には最少限の越流を許容することにより破壊を回避するというフェイルセーフ機能を備えたことにより、最悪の事態に至ることを未然に回避することが可能である。
【００２２】
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倒伏し、かつ津波が終息した後には緩衝装置１３の復元力によって安定的に起立状態に復帰す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および緩衝装置１３の強度や復元性能等の仕様を適切に設定しておく必要があることは当然である。
そして、そのためには、護岸構造物１１が越流時の洗掘により損傷を受けてしまうことのないように十分に頑強に構築しておくことはもとより、堤体１２や緩衝装置１３はたとえば図示しているように頑強な支持杭１４により支持して設置しておくことが好ましい。
【００２３】
なお、仮に、津波が想定規模を超えた場合にも堤体１２がそのまま起立状態を維持して越流を防止可能な構造としておけば、堤体１２を敢えて倒伏させる必要はない（つまりフェイルセーフ機能を持たせるまでもない）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るし、その場合には堤体１２の高さを遙かに大きく設定しかつその強度を遙かに頑強とする必要があるから、そのようなことは現実的ではない。
【００２４】
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勿論なく、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。
たとえば、上記実施形態では堤体１２を湾曲版状として傾斜状態で設置することにより平常時はフレア型の防波構造物として機能するものとしたが、それに限るものではなく、堤体１２は所望強度を有するものであれば単なる平版状とすることでも良いし、堤体１２を直立に起立させた状態で設置することでも良い。
要は、本発明においては堤体を緩衝装置により倒伏可能に支持して想定規模を超える津波に対しては敢えて倒伏させて越流を許容し、かつ津波終息後には自ずと復元するように構成すれば良いのであって、その限りにおいて堤体や緩衝装置の具体的な構成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。
【符号の説明】
【００２５】
１０  防波構造物
１１  護岸構造物
１２  堤体
１３  緩衝装置
１４  支持杭
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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