(57)【要約】【課題】大規模な津波に対しても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。【解決手段】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対し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１０上に堤体１１を昇降可能に設置するとともに、堤体を昇降可能かつ水平方向に滑動不能に支持する支持杭１２を設置する。想定規模の津波に対しては堤体が自重により護岸構造物上に配置された状態で防波機能を発揮し、想定規模を超える津波に対しては堤体が浮力により浮上して堤体の底面と護岸構造物の上面との間に通水空間１３が確保される。【選択図】図１
2013124537.tif 000002
【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対し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堤体を昇降可能に設置するとともに、該堤体を昇降可能かつ水平方向に滑動不能に支持する支持杭を設置してなり、
想定規模の津波に対しては前記堤体が自重により前記護岸構造物上に配置された状態で防波機能を発揮し、かつ想定規模を超える津波に対しては前記堤体が浮力により浮上して該堤体の底面と前記護岸構造物の上面との間に通水空間が確保可能と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】
津波に対する防波構造物としての防波堤や防潮堤、護岸構造物としては様々な構造、形態のものがあるが、たとえば特許文献１や特許文献２には津波発生の際に浮力によりフロートを上昇させて防波効果を得る構造物についての提案がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１５５８８号公報
【特許文献２】特開２００６−７０５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、東日本大震災で発生した想定以上の津波によって従来の防潮堤は損傷を受けて甚大な被害が生じたが、これは、津波が複数回にわたり繰り返し押し寄せてくるのに対し、従来の防潮堤が第１波で損傷してしまい第２波以降の津波に対して本来の機能を発揮できなかったためと考えられる。
【０００５】
すなわち、図２に示すような従来一般的な構造の防潮堤では、津波の第１波の波高が堤体１の高さを大きく超えて越流を生じた場合にはその越流によって陸側の背面が洗掘され、それにより堤体１が波圧に抗し切れなくなってそのまま倒壊してしまい、第２波以降の津波に対してはもはや本来の防潮機能を維持し得ないものとなる。
【０００６】
このことは特許文献１や特許文献２に示されるような防波構造物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、本発明は大規模な津波に対しても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】
本発明は、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対し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堤体を昇降可能に設置するとともに、該堤体を昇降可能かつ水平方向に滑動不能に支持する支持杭を設置してなり、想定規模の津波に対しては前記堤体が自重により前記護岸構造物上に配置された状態で防波機能を発揮し、かつ想定規模を超える津波に対しては前記堤体が浮力により浮上して該堤体の底面と前記護岸構造物の上面との間に通水空間が確保可能とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
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浮力により堤体が浮上して海水を陸側に流出させるための通水空間を一時的に確保し、それにより堤体に作用する波圧を低減させて堤体が破壊されてしまうことを回避し、津波終息後には自ずと原位置に復帰して防波機能を回復する構成とすることにより、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。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の防波構造物を防潮堤に適用した場合の実施形態を示す図である。
【図２】従来一般の防潮堤の津波による破壊メカニズムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の防波構造物の一実施形態を図１に示す。
図１は本発明の防波構造物を防潮堤として設置する場合の適用例であって、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。
【００１２】
そのため、本実施形態では、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最少限の防潮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。
【００１３】
具体的には、海岸線に沿って設けた頑強な護岸構造物１０上に中空構造の堤体１１を設置したことを基本とするものであるが、大規模な津波の際にはその堤体１１は浮力を受けて護岸構造物１０上において昇降可能な状態で配置するとともに、護岸構造物１０には堤体１１を昇降可能かつ水平方向に滑動不能に支持するための支持杭１２を設けたことを主眼とする。
なお、堤体１１の構造や形態は任意であるが鉄筋コンクリート製あるいは鋼製による中空構造体とすることが現実的であり、必要であれば内部に適宜の充填材（バラスト）を充填して自重および浮力の調整を行えば良い。
また、支持杭１２としては鋼管杭やＰＣ杭等をはじめとして任意の構造のものが採用可能であり、堤体１１を昇降可能かつ水平変位不能な状態で支持するためにはその杭頭部を堤体１１の底部に設けた杭孔に対して軸方向に抜き差し可能な状態で係合させておけば良い。勿論、堤体１１に対する杭頭部の挿入深さは想定される浮上ストローク以上としておく必要がある。
【００１４】
堤体１１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（ａ）に示すようにレベル１クラスの津波に対しては堤体１１はそのまま護岸構造物１０上において安定に静置された状態を維持し、その状態で堤体１１の自重および支持杭１２による水平支持力によって波圧に抗して十分に防波機能を発揮し得るものである。
【００１５】
しかし、想定規模を超えるレベル２クラスの津波の際には、水位が堤体１１の高さを超えて越流が生じるばかりでなく、堤体１１に対して過大な波力が作用して通常の堤体では損傷を受けたり滑動あるいは転倒も懸念されることから、本実施形態ではそのような事態に至った際には、図１（ｂ）に示すように堤体１１が水位上昇に伴う大きな浮力を受けて浮上することを敢えて許容するようになっており、その結果、堤体１１の底面と護岸構造物１０の上面との間に通水空間１３を確保してその通水空間１３を通して海水を陸側に流入させるようになっている。
【００１６】
但し、そのように堤体１１が浮上する事態となった際にも、堤体１１は支持杭１２により昇降が案内されるものの水平方向の変位は支持杭１２によって拘束されて滑動や転倒は確実に防止されるから、津波が終息して水位が低下した際には堤体１１はそのまま降下して元の位置に安定に復帰し、その状態で再び防波機能を回復し得るものとなっている。
【００１７】
このように、想定規模を超える津波の際には堤体１１を一時的に浮上させて通水空間１３を敢えて確保することにより、その通水空間１３を通して海水を陸側に流入させて堤体１１に作用する波圧の一部を逃がすことが可能であり、それにより堤体１１がそれ以上の過大な波圧を受けて破壊されてしまうような事態を未然に防止することが可能となり、したがって従来のように防潮堤の全体が完全に破壊されたり倒伏し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。
【００１８】
また、この場合、図1（ｂ）に示しているように、堤体１１を越流し落下した海水と通水空間１３を通過した海水が堤体１１の背面で衝突することによる整流効果でその地点で発生する渦を縮小させて洗掘を抑制し、津波が単に越流した場合に比較すれば被害を減少させ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、堤体１１に作用する浮力も自ずと低下して堤体１１はそれ自体の自重により自ずと降下して護岸構造物１０上に復帰するから、その状態では堤体１１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。
【００１９】
以上のように、本発明の防波構造物によれば、想定規模を超える最大級の津波の際には越流や流入は生じるものの、その反面、堤体１１が完全に破壊されたり倒伏してしまうという最悪の事態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こと、および整流効果による堤体背面の洗掘の抑制から、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１１が浮上することがなければ、過大な波圧により堤体１１が破壊したり倒伏し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流入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し得るものである。
【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１１が破壊されることなく安定に浮上し、かつ津波が終息した後には自ずと護岸構造物１０上に安定に復帰して防波機能を回復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１１および支持杭１２ならびに護岸構造物１０の強度やそれらの形態、特に堤体１１を浮上させるために必要となる自重や浮力の設定、支持杭１２による堤体１１に対する支持の形態その他の仕様は、津波の想定規模や要求される防波性能その他の条件に応じて適切に設定しておく必要があることは当然である。
【００２１】
なお、仮に、津波が想定規模を超えた場合にも堤体１１がそのまま安定に静置されている状態を維持して防波機能を発揮し得る構造としておけば、堤体１１を敢えて浮上させる必要はない（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１１が過大な浮力を受けても浮上し得ないようにその自重を大きくするとともに護岸構造物１０に対して極めて頑強に固定する必要があるから、そのようなことは現実的ではなく、本発明のようなフェイルセーフ機能を持たせる方が遙かに合理的である。
【００２２】
以上、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、上記実施形態は本発明の防波構造物を防潮堤として設置する場合の適用例であるが、本発明の防波構造物は防潮堤としてのみならず防波堤として沖合に設けることも勿論可能である。
いずれにしても、本発明においては想定規模を超える津波の際の浮力により堤体１１を昇降可能とし、かつ堤体１１の水平方向の滑動や倒伏は支持杭１２により拘束するように構成すれば良いのであって、その限りにおいて想定規模は任意であるし、堤体１１や支持杭１２、護岸構造物１０の具体的な構成は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ことはいうまでもない。
【符号の説明】
【００２３】
１０  護岸構造物
１１  堤体
１２  支持杭
１３  通水空間
【図１】
2013124537.tif 000003
【図２】
2013124537.tif 000004