(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
提体の中間部は斜面又は曲面で、下部は緩やかな曲率の末広がり状に形成して、底版に接続させたケーソンの、底版の両端部上面にはそり返しを設けると共に、底版の両端面は末広がりとなるような傾斜をつけ、さらに、提体の中間部より天端に至る部分は逆末広がり状に形成したことを特徴とする底版の幅をケーソンの高さよりも大きくなした超幅広フーチングケーソン。
【請求項２】
底版にプレストレスを導入したことを特徴とする請求項１記載の超幅広フーチングケーソン。
【請求項３】
ケーソンは、垂直鋼板を、中間部は斜面又は曲面で、下部は緩やかな曲率の末広がり状に形成して、底版鋼板に接続させて閉曲面を構成し、これら底版鋼板と垂直鋼板によって形成した空間の外周面全域にコンクリートを打設したハイブリッド構造となしたことを特徴とする請求項１又は２記載の超幅広フーチングケーソン。
【請求項４】
提体の中間部を垂直面或いは多角曲面となしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の超幅広フーチングケーソン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防波堤や護岸として使用するフーチングケーソンに係り、特に底版の幅をケーソンの高さより大きくしたフーチングケーソン関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば防波堤として使用されている従来の重量型ケーソン１は、重量が大きい方が有利であるので、図７（ａ）に示すように、全体が鉄筋コンクリートによって高さの低い箱型に製作されていた。従って、設置に際しては、図７（ｂ）に示すように、大きく高価なマウンド２を必要としていた。
【０００３】
従来の重量型ケーソン１に代わるものとして、鉄筋コンクリートの代わりに、図８に示すように、外壁３ａの内側や底版３ｂ等の裏面側に鋼板４を使用し、部材の板厚を薄くして軽量化と製作の容易化を図ったハイブリッド構造のケーソン（以下、「ハイブリッドケーソン」と言う）３が考えられた。このハイブリッドケーソン３は、鋼板を使用しているので、ケーソンの厚さを薄くすることができ、また、剛性が大きいので、長いケーソンを製作でき、図７で説明した重量型ケーソン１が有していた問題を解決できるものである。しかし、このハイブリッドケーソンでも、まだ、ある程度のマウンド２を必要とすると共に、フーチング端部は洗掘が生じないように、わざわざマウンド２の端部に石積を行う必要があった。
【０００４】
そこで、本発明者らは特願平１１−２８３８６号で、図９に示すような、垂直鋼板４ａを、中間部は例えば曲面で、下部は緩やかな曲率の末広がり状に形成して、そのまま底版部と成した後、底版鋼板４ｂに接続させて閉曲面を構成し、これら底版鋼板４ｂと垂直鋼板４ａによって形成した空間の内部には、例えばフレームを内装し、また、空間の外周面全域にはコンクリート４ｃを打設したスムーズフーチングケーソン（以下、単に「フーチングケーソン」という）４を提案した。
【０００５】
本発明者らが特願平１１−２８３８６号で提案したフーチングケーソンは、ハイブリッドケーソンに比べて、さらにマウンドを減少できると共に、底版端部の石積も省略できるものではあるが、このフーチングケーソンで対応できる水深以上の水深、及び、軟弱地盤に対応するためには、底版の幅をケーソンの高さよりも大きくした超幅広のフーチングケーソンとする必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、底版の幅を大きくすると、波力に対して底版底部の転倒モーメントが大きくなり、底版の板厚を非常に大きくしなければならず、全体の重量が増加するという問題が発生する。全体の重量が増加すると、コストが高くなるだけでなく、製作が困難になる。また、設置場所への曳航や、設置場所での沈設も困難になる。さらに、海底地盤を改良する必要も発生し、軟弱地盤のような場合には、設計が困難になる。
【０００７】
また、底版の幅を大きくすると、ケーソン壁部と底版端部が相当離れることになるので、波の通過時に洗掘が生じる虞がある。
従って、底版の幅をケーソンの高さよりも大きくした超幅広のフーチングケーソンを製作するに際しては、可及的に底版の板厚が増加しないように配慮する必要がある。また、底版先端の洗掘が可及的に少なくなるように配慮する必要もある。
【０００８】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、ケーソンの底版の幅をケーソンの高さよりも大きくした場合に、可及的に重量増加と、底版先端の洗掘を防止できる超広幅フーチングケーソンを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明の超幅広フーチングケーソンは、提体の中間部は斜面又は曲面で、下部は緩やかな曲率の末広がり状に形成して、底版に接続させたケーソンの、底版の両端部上面にはそり返しを設けると共に、底版の両端面は末広がりとなるような傾斜をつけ、さらに、提体の中間部より天端に至る部分は逆末広がり状に形成している。そして、このようにすることで、底版の幅をケーソンの高さよりも大きくなした場合にも、可及的に重量増加と、底版先端の洗掘を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、提体の中間部は斜面又は曲面で、下部は緩やかな曲率の末広がり状に形成して、底版に接続させたケーソンの、底版の両端部上面にはそり返しを設けると共に、底版の両端面は末広がりとなるような傾斜をつけ、さらに、提体の中間部より天端に至る部分は逆末広がり状に形成した、底版の幅をケーソンの高さよりも大きくなした超幅広フーチングケーソンである。
【００１１】
本発明の超幅広フーチングケーソンでは、底版の幅をケーソンの高さよりも大きくなした場合にも、底版の両端部上面にそり返しを設けると共に、底版の両端面は末広がりとなるような傾斜をつけているので、波の通過時にも洗掘が生じない。また、提体の中間部より天端に至る部分は逆末広がり状に形成しているので、天端に作用する波力を弱めることができ、底版の底部にかかる転倒モーメントを小さくすることができる。
【００１２】
本発明の超幅広フーチングケーソンにおいて、底版にプレストレスを導入した場合には、底版のコンクリートに作用する引張応力を、クラック発生応力よりも小さくすることができる。
また、本発明の超幅広フーチングケーソンにおいて、ケーソンを、中間部は斜面又は曲面で、下部は緩やかな曲率の末広がり状に形成した垂直鋼板を、底版鋼板に接続させて閉曲面を構成し、これら底版鋼板と垂直鋼板によって形成した空間の外周面全域に、コンクリートを打設したハイブリッド構造となした場合には、高い剛性が得られると共に軽量化が図れる。
【００１３】
本発明の超幅広フーチングケーソンは、提体の中間部を垂直或いは多角曲面となしたケーソンにも適用可能である。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の超幅広フーチングケーソンを図１〜図６に示す実施例に基づいて説明する。
図１は本発明の超幅広フーチングケーソンの一実施例を断面して示す全体図、図２は本発明の超幅広フーチングケーソンにプレストレスを導入する場合の説明図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は底版部、図３は図２に示した要領でプレストレスを導入した本発明の超幅広フーチングケーソンの説明図で、（ａ）は一部断面して示す全体斜視図、（ｂ）は底版部の拡大図、（ｃ）は（ｂ）の要部断面図、図４はケーソン全体がハイブリッド構造の場合の本発明の超幅広フーチングケーソンの説明図で、（ａ）は一部断面して示す全体斜視図、（ｂ）は提体の拡大図、図５は提体の中間部を多角曲面のハイブリッド構造としてプレストレスを導入した本発明の超幅広フーチングケーソンを一部断面して示す全体斜視図、図６は提体の中間部を垂直壁のハイブリッド構造としてプレストレスを導入した本発明の超幅広フーチングケーソンを一部断面して示す全体斜視図である。
【００１５】
図１において、１１は本発明の超幅広フーチングケーソンであり、通常は、底版１２の幅Ｂはケーソンの高さＨの８０％程度であるが、本発明の超幅広フーチングケーソン１１では、底版１２の幅Ｂをケーソンの高さＨよりも大きくなしている。
【００１６】
図１に示した本発明の超幅広フーチングケーソン１１では、提体１３の中間部は曲面で、下部は緩やかな曲率の末広がり状に形成して、そのまま底版１２部と成したもので、波の通過時に洗掘が生じないようにするため、底版１２の両端部上面にはそり返し１２ａを設けると共に、底版１２の両端面は末広がりとなるような、例えば凹湾曲状の傾斜面１２ｂに形成している。
【００１７】
また、本発明の超幅広フーチングケーソン１１では、天端１７に作用する波力を弱めて、底版１２に作用する転倒モーメントを小さくするために、提体１３の中間部より天端１７に至る部分は逆末広がり状に形成している。なお、図１中の１３ａは逆末広がり状部を示す。
【００１８】
ところで、ケーソンの提体１３には、波力によって図２に示すように、モーメントＭ１が発生し、ケーソンを転倒させようとする。そして、このモーメントＭ１によって、底版１２には、図２に示すモーメントＭ２，Ｍ３が生じ、底版１２の底部には引張応力が発生する。
【００１９】
このような底版１２の底部に発生する引張応力は、本発明の超幅広フーチングケーソン１１ではより大きくなり、コンクリート１６だけでは底版１２におけるコンクリート１６にクラックが発生する虞がある。従って、このようなクラックの発生に対処するためには、底版１２にプレストレスを導入することが効果的である。この底版１２に対するプレストレスの導入について説明したのが図２である。
【００２０】
すなわち、先ず、底版１２に直線状のＰＣ鋼線１８を配置する。次に、底版１２端部の斜め方向の剪断に対抗するために、底版１２の端部に斜め上方に向かってＰＣ鋼線１９を配置する。このように、底版１２にＰＣ鋼線１８，１９を配筋して、プレストレスを導入すれば、底版１２のコンクリート１６に作用する引張応力を、クラック発生応力よりも小さくすることができる。なお、図２は、提体１３についても、モーメントＭ１に対抗するため、ＰＣ鋼線２０を配筋したものを示している。
【００２１】
図３は図２で説明したようにしてプレストレスを導入した本発明の超幅広フーチングケーソン１１を示したもので、提体１３に配筋したＰＣ鋼線２０は、天端１７と提体１３の下部の位置を定着部としている。一方、ＰＣ鋼線１８，１９は底版１２に配筋するので、底版１２全体の厚さを一定とした場合には、底版１２の重量が非常に大きくなる。従って、図３の実施例では、図３（ｂ）（ｃ）に示すように、プレストレスを導入する位置のみ、コンクリートの梁２１を通して重量を軽減している。なお、図３中の２２は提体１３の長さ方向の強度を確保するために、提体１３の長さ方向に配筋したＰＣ鋼線である。
【００２２】
図４は、本発明の超幅広フーチングケーソン１１を、中間部は例えば曲面で、下部は緩やかな曲率の末広がり状に形成した垂直鋼板１４を、図示省略した底版鋼板に接続させて閉曲面を構成し、これら底版鋼板と垂直鋼板１４によって形成した空間の外周面全域に、コンクリート１６を打設したハイブリッド構造となしたものである。このようなハイブリッド構造とした場合には、高い剛性が得られると共に軽量化が図れることになる。なお、図４（ｂ）中の１５は垂直鋼板１４とコンクリート１６の一体化を図るために垂直鋼板１４に突出状に設けられたスタッドボルトである。
【００２３】
本発明の超幅広フーチングケーソン１１は、底版１２の両端部上面にそり返し１２ａを設けると共に、底版１２の両端面は末広がりとなるような傾斜面１２ｂに形成しているので、底版１２の幅Ｂをケーソンの高さＨよりも大きくなした場合にも、波の通過時に洗掘が生じることはない。また、提体１３の中間部より天端１７に至る部分は逆末広がり状に形成しているので、天端１７に作用する波力を弱めることができ、底版１２の底部にかかる転倒モーメントを小さくすることができる。
【００２４】
また、底版１２にプレストレスを導入した場合には、底版１２のコンクリート１６に作用する引張応力を、クラック発生応力よりも小さくすることができ、底版１２の強度が向上する。
また、提体１３をハイブリッド構造となした場合には、高い剛性が得られると共に、軽量化が図れるようになって、設置場所への曳航や、設置場所での沈設が容易に行えるようになる。
【００２５】
本発明の超幅広フーチングケーソンは、図１〜図４に示したような、提体１３の中間部を曲面状となしたものに限らず、図５に示したような、多角曲面となしたハイブリッド構造のものや、図６を示したような、垂直面となしたものでも、また、図示省略したが、斜面となしたものでも良いことは言うまでもない。このような場合、プレストレスは、多角曲面や垂直面に沿って導入することは言うまでもない。なお、底版１２へのプレストレスの導入は先に説明した実施例と同様である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の超幅広フーチングケーソンは、底版の幅をケーソンの高さよりも大きくなした場合にも、波の通過時に洗掘が生じることはない。また、天端に作用する波力を弱めることができ、底版の底部にかかる転倒モーメントを小さくすることができる。従って、軟弱地盤にも設置が容易に行え、また、大水深ケーソンとしても適用が可能である。
【００２７】
また、本発明の超幅広フーチングケーソンにおいて、底版にプレストレスを導入した場合には、底版のコンクリートに作用する引張応力を、クラック発生応力よりも小さくすることができ、底版の強度を向上することができる。
また、本発明の超幅広フーチングケーソンにおいて、ハイブリッド構造となした場合には、高い剛性が得られると共に軽量化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超幅広フーチングケーソンの一実施例を断面して示す全体図である。
【図２】本発明の超幅広フーチングケーソンにプレストレスを導入する場合の説明図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は底版部である。
【図３】図２に示した要領でプレストレスを導入した本発明の超幅広フーチングケーソンの説明図で、（ａ）は一部断面して示す全体斜視図、（ｂ）は底版部の拡大図、（ｃ）は（ｂ）の要部断面図である。
【図４】ケーソン全体がハイブリッド構造の場合の本発明の超幅広フーチングケーソンの説明図で、（ａ）は一部断面して示す全体斜視図、（ｂ）は提体の拡大図である。
【図５】提体の中間部を多角曲面のハイブリッド構造としてプレストレスを導入した本発明の超幅広フーチングケーソンを一部断面して示す全体斜視図である。
【図６】提体の中間部を垂直壁のハイブリッド構造としてプレストレスを導入した本発明の超幅広フーチングケーソンを一部断面して示す全体斜視図である。
【図７】（ａ）は従来の重量型ケーソンの説明図、（ｂ）はその設置例を示した図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は従来のハイブリッドケーソンの説明図で、（ａ）は正面図、  （ｂ）は側面図、（ｃ）はその設置例である。
【図９】本発明者らが先に提案したフーチングケーソンの説明図である。
【符号の説明】
１１    超幅広フーチングケーソン
１２    底版
１２ａ  そり返し
１２ｂ  傾斜面
１３    提体
１３ａ  逆末広がり状部
１４    垂直鋼板
１６    コンクリート
１７    天端
１８    ＰＣ鋼線
１９    ＰＣ鋼線
【図１】
0003799368.tif 000002
【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】
0003799368.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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