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JPH047767B2 - - Google Patents
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JPH047767B2 - - Google Patents

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JPH047767B2
JPH047767B2 JP60290845A JP29084585A JPH047767B2 JP H047767 B2 JPH047767 B2 JP H047767B2 JP 60290845 A JP60290845 A JP 60290845A JP 29084585 A JP29084585 A JP 29084585A JP H047767 B2 JPH047767 B2 JP H047767B2
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JP
Japan
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wave
port
caisson
dissipating
gentle slope
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JP60290845A
Other languages
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JPS62153406A (ja
Inventor
Hiroyoshi Tanaka
Nobuyuki Abe
Shozo Saito
Manabu Hirose
Masayuki Kato
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Central Research Institute of Electric Power Industry
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A10/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
    • Y02A10/11Hard structures, e.g. dams, dykes or breakwaters

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  • Revetment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は防波堤用消波型ケーソン、特に水深の
深い所に好適する経済性の高い防波堤用消波型ケ
ーソンに関するものである。
(従来技術とその問題点) 従来広く採用されている防波堤には波の反射率
が高いこと、強大な波力が作用することなどの短
所がある。そこで、その対策として例えば第1図
に示す断面図のように、防波堤や護岸を形成する
ケーソン1の前面に消波ブロツク2を投入して、
反射波や越波の低減を図ると同時に、波力の軽減
を図ることが従来から広く行われている。しかし
この方法では水深が深い場合には設計波高も大き
なものを対象とする必要があることから、消波ブ
ロツク2として大きなものを大量に投入しなけれ
ばならなくなり、経済的に不利となる。従つてこ
の方法は比較的浅い海域における防波堤や護岸用
として利用されているのが殆どである。
そこでケーソン自体に消波機構をもたせた所謂
直立消波ケーソン構造、例えば第2図に示すよう
にケーソン本体の港外側aの前面に、多孔壁やス
リツト壁3を有する遊水空間4を形成して消波す
る直立消波ケーソン構造が提案されている。この
方法によれば、第1図で前記した消波ブロツク2
による方法の難点は一掃されるが、その反面この
構造によつて短周期波のみならず、長周期波に対
しても消波機能を確保しようとすると、遊水空間
4を大きくせざるを得ない。このため必然的に堤
体断面が大型になるのをまぬがれることができな
いばかりでなく、遊水空間4を形成する遊水室の
上面に図中の矢印によつて示すようにかなり大き
な衝撃圧が作用すると考えられることから、構造
の強度の確保に大きな問題がある。これに加えて
遊水室4が港外側aに設けられているため、堤体
の重心が港内側bに偏位してケーソン1の港内側
bの端趾に大きな圧力が加わると云う好ましくな
い結果を生むことになる。従つて従来の直立消波
ケーソン構造は経済性にも設計上の面からも不利
な点を有している。
(発明の目的) 本発明は上記のような直立消波ケーソン構造の
欠点を一挙に排除し、従来より小型は堤体断面に
より長周期の波浪に対しても効果的な消波機能と
安定性を有し、かつ経済性にすぐれた消波ケーソ
ンの提供を目的としてなされたものである。次に
本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
(問題点を解決するための手段) 第3図は本発明消波ケーソン1函分を示す鳥瞰
図であつて、その特徴とするところは次の点にあ
る。
即ちその第一は第3図に示すようにケーソン1
の港外側aの上面を、港内側bに向かつて立上る
緩斜面5とする共に、その面上に波の押寄せ方向
と直角に複数個の小突條6を平行に設けた点にあ
る。第二にはケーソン本体1の港外側aの前縁に
上面が緩斜面5と接続する庇7を設けた点にあ
る。また第三にはケーソン本体1の緩斜面5の設
置部の港内側bに、緩斜面5の最上部より天端が
少し突出し、上面が開口8した複数個の排水室9
を有する構造を採用すると共に、突出部の港外側
aの壁面にスリツト10を設け、排水室9の港内
側bの壁面に排水孔11を設けた点にある。また
更に排水室9のスリツト10の設置面の上縁にス
リツト10の設置面の曲面によつて接続されて港
外側aに突出した波返し12を設けると同時に、
排水室9の港内側bの背面を前側波返し12の天
端より更に上方に突出させて、この部分にも上部
が港外側aに曲面をもつて突出した波返し13を
設けた点にある。
(作用および効果) 以上のようにケーソン本体1の港外側a側に複
数個の突條6を有する緩斜面5を設ければ、第4
図aに示す模式図のように、平常時の小さな波の
遡上時においても、緩斜面5への波Aの遡上と突
條6への衝突に基づく砕波の促進により、波のエ
ネルギの消失を大きくする。このため従来のよう
にケーソン本体1の港外側aの直立壁にスリツト
や多孔を有する遊水室を設けることなく波の反射
の低減を図ることができる。また第2の特徴であ
る緩斜面5の前縁に設けた庇7によつて緩斜面5
を長くすることによる長周期波の反射の低減と同
時に、第4図bに示す模式図のように緩斜面5上
を遡上した波Aが引く際、庇7の前面における引
き波と次に来る波とのぶつかり合いにより大きな
渦Bを生じて波のエネルギの著しい低減を図る。
しかもこれに加えて緩斜面5上からの引き波をケ
ーソン本体1の前面より離れた水深の深い場所へ
落下させる。従つて、ケーソン本体1の港外側a
に設けた根固めブロツク14に与える流体力を大
きく軽減することができ、その安定化を図りう
る。
また第3の特徴である波返し12,13は単一
波返し構造のものより低い天端高で越波を小さく
することができ、しかもスリツト10の存在は前
側の波返し12に作用する波力を軽減し、前後波
返し12,13で波力を分担して受けることがで
きる利点をもつ。これに加えて波返し12には大
きな波力が作用するが、スリツト10の長さは短
いため部材強度の問題を生ずるおそれがない。ま
た排水孔11を有する排水室9は、スリツト10
より越流した波と前側の波返し12の天端を越え
た波を受けて港内側bへ少しずつ流出させる。従
つて越波量、ひいては港内伝達波を軽減すること
ができる。また特に長周期波では緩斜面5上の波
の遡上が高くなり、スリツト10による排水室9
への越流量が多くなることから、港外側aに戻る
水量が少なくなる。従つて反射の低減に役立ち、
しかも戻り流が少ないことは根固めブロツク14
の安定性の向上にも寄与することになる。また更
に港内側bの排水室9を有することから堤体の重
心が港外側aへ偏位することになる。このためケ
ーソンの港内側端趾と捨石マウンド15の間に大
きな圧力が加わるのが防止されてマウンド15の
安定性を向上させる効果が発揮されるもので、こ
れらは次の説明によつても裏付けられる。
第5図は本発明の消波構造物に作用する波力の
模式図である。波峰襲来時における主な作用力
は、前面直立壁に働く水平波力F1、緩斜面5に
働く波力F2、前側波返し12に働く波力F3、後
側波返し13に働く波力F4、庇7の上面および
下面に働く波力F5,F6、底面下面に働く揚圧力
FUである。圧力は部材表面に直角に作用する特
性を有するため、緩斜面5に働く力F2に関して
はその水平成分F2Hのみ滑動に寄与し、下向きの
鉛直成分F2Vは重量の増大と同じ効果をもつ、し
かもこの成分は大きいためかなり堤体を小さくし
ても滑動に帯する安定性を確保できる。
更に前部直立壁に働く水平波力F1と底面に働
く揚圧力FUの最大値は、通常のケーソンと同様
にほぼ同時に作用すると考えられるが、その他の
波力成分特に緩斜面5への波力F2、波返し12,
13に働く波力F3,F4については、FUの最大値
発生時刻より少しずつ遅れてそれぞれの最大値が
生ずる。そのため通常のケーソンのように港内方
向の全水平力および上向き全鉛直力がほぼ同時に
作用して転倒モーメントを大きくすることがな
く、転倒に対する安定性は極めて高く、ひいては
これが端趾圧の軽減にも効果を発揮する。更に本
発明構造物は第2図で説明した従来の消波ケーソ
ンの遊水室4のように上板をもたない。従つて緩
斜面5に衝突した後のはね上がりによる衝撃力が
作用しないため構造上の面からも有利である。
上述のように本発明によれば、前記した従来の
直立消波ケーソンの欠点を一掃し、従来より小型
な堤体断面により長周期の波浪に対しても効果的
な消波機能と安定性を確保しながら、経済的な設
計を可能とする消波ケーソンを提供できる。また
本発明構造物は本来の消波機能の他、前記のよう
に突條、庇その他によつて砕波や渦が顕著に発生
する。このため曝気効果が高くなることから水質
の浄化に貢献する副次的な効果をもたらす。
次に本発明の消波効果などを縮尺が1/50の水理
模型を用いて実験的に求めた結果について説明す
る。第6図a,bは本発明によるケーソンと既往
の代表例である消波ケーソンの消波効果を、これ
を表す指標として入反射分離法により求めた規則
波の反射率KRを用い、波形勾配H/Lと相対水
深h/L(H:構造物の中心位置での入射波高、
L:構造物の中心位置での入射波波長、h:構造
物の中心位置での設置水深)に対して求めて対比
したものである。なお、実験条件は以下のとおり
である。
即ち波浪条件(現地換算)として平常時からさ
ほど激しくないしけ時までの波高範囲である0.95
〜3.60m、周期として日本沿岸域で卓越する8〜
13秒、また構造物の設置水深を満潮位において
21.5m、千潮位において20.0mと想定しておこな
つた結果である。
この結果から本発明ケーソンの反射率KRは図
中に「○」印をもつて示すようにその大部分が
0.2〜0.5の範囲内にあり、平均値的に見て図中
「×」印によつて示す従来の消波ケーソンより小
さいことが見出される。また波形勾配H/Lが小
さい領域(第6図a)や相対水深が小さい領域
(第6図b)では、従来の消波ケーソンの場合に
は反射率KRがかなり大きくなる。しかし本発明
では波形勾配や相対水深の影響をさほど顕著に受
けず、特にそれらのパラメータが小さい領域、即
ち長周期の波に対して従来のものより消波効果が
すぐれていることが認められる。
第7図は消波効果の実験と同一水理模型を用い
て設計波クラスの高波浪条件下で本発明ケーソン
の波力特性を求めた結果である。一般に従来の被
覆堤ケーソンや消波ケーソンでは堤体に水平合力
FH(港内方向を正)と鉛直合力FV(上向きを正)
の正の最大値がほぼ同時刻に作用するが、本発明
ケーソンの場合には第7図中に破線によつて示す
FHと、一点鎖線によつて示すFVのように両者の
位相差はかなり大きい。従つて従来のものと同程
度の水平合力FHと鉛直合力VHが作用したとして
も、上記最大値の出現時刻のずれにより転倒条件
に関係する港内側端趾点回りモーメントM0(港内
側転倒方向を正)は図中実線で示すように従来の
ものに比して小となる。それ故滑動や転倒に対す
る安定性は高く、堤体自体の断面積や重量をそれ
だけ減ずることができる。従つて本発明によれ
ば、すぐれた防波機能を有する経済的な防波堤の
設計が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は消波ブロツクを用いた従来の消波構造
を示す断面図、第2図はケーソンそのものに消波
機能をもたせた従来構造を示す断面図、第3図は
本発明の一実施例鳥瞰図、第4図a,bは本発明
の消波メカニズムを示す模式図、第5図は本発明
構造物に作用する波力の模式図、第6図および第
7図は本発明と従来型ケーソンの反射率に関する
比較実験結果図および本発明ケーソンに作用する
波力および端趾点回りモーメントに関する時間的
変化特性図である。 1……ケーソン本体、2……消波ブロツク、a
……港外側、b……港内側、3……多孔壁やスリ
ツト壁、4……遊水空間、5……緩斜面、6……
突條、7……庇、8……上面開口、9……排水
室、10……短いスリツト、11……排水孔、1
2,13……波返し、14……根固めブロツク、
15……捨石マウンド、A……波、B……渦、
FU……底板下面に働く揚圧力、F1……前面直立
壁に働く波力、F2……緩斜面に働く波力、F2H
…F2の水平成分、F2V……F2の鉛直成分、F3,F4
……前側と後側の波返しに働く波力、F5,F6
…庇の上面と下面に働く波力、FH……水平合計
荷重、FV……鉛直合計荷重、M0……港内側端趾
点回りのモーメント。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 波の襲来方向と交叉する複数本の突條を面上
    に有する港外側前上部の緩斜面と、この緩斜面の
    港外側前端に緩斜面を延長させて設けた庇部と、
    上記緩斜面の最上部から突出させて設けた下部面
    にスリツトを有する前側波返しと、この前側波返
    しと間隔をおいて港内側に設けた天端の少し高い
    後側波返しと、上記前側及び後側波返し間の隔室
    を利用した港内側壁面に排水孔を設けた排水室と
    を備えたことを特徴とする防波堤用消波型ケーソ
    ン。
JP60290845A 1985-12-25 1985-12-25 防波堤用消波型ケ−ソン Granted JPS62153406A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60290845A JPS62153406A (ja) 1985-12-25 1985-12-25 防波堤用消波型ケ−ソン

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JP60290845A JPS62153406A (ja) 1985-12-25 1985-12-25 防波堤用消波型ケ−ソン

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JPS62153406A JPS62153406A (ja) 1987-07-08
JPH047767B2 true JPH047767B2 (ja) 1992-02-13

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JP60290845A Granted JPS62153406A (ja) 1985-12-25 1985-12-25 防波堤用消波型ケ−ソン

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KR100924602B1 (ko) * 2008-01-08 2009-11-10 (주) 한국엔피기술 해안 제방용 방호벽

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