JPH0611982B2 - コンクリート製被覆ブロック - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、例えば防波堤など各種の沿岸及び海中構造
物の施工に際し、その基礎部に捨石を利用する場合、捨
石により構築された捨石マウンドを波浪から保護するた
め、該捨石マウンドの表面を被覆するコンクリート製の
被覆ブロック（根固ブロックを含む）に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、此の種のコンクリートブロックには、一般に方塊
と呼ばれている矩形ブロック以外に、群体としてブロッ
ク相互間の噛み合わせや連結手段に種々の工夫を凝らし
たもの、或いは波浪エネルギーの吸収を目的とする消波
機能を付加したもの等があり、これらの異形ブロックの
形状については、例えばテトラポットや六脚ブロックを
はじめ、エックスブロック、中空三角ブロック、ホロー
スケアブロック、トリバーなど、実に１００種類以上に
も及ぶ製品が既に市販されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記従来のコンクリートブロックは、こ
れを第４図図示の如く防波堤など海中構造物の基礎にな
る捨石マウンドの表面に被覆ブロックとして使用した場
合、捨石マウンド上の各ブロックには、その配設位置に
より卓越した作用力が次のような状態で作用する。

即ち、捨石マウンド１０の法尻部に配置されたブロック
Ｂ１には、引き波による水平方向の滑動力が点線矢印図
示のように作用し、また法面部と法肩部のブロックＢ
２，Ｂ３には、矢印図示のような偏心揚力による転倒力
が働き、更に根固部のブロックＢ４には、マウンド内噴
流による上方への浮上力が作用することが多い。

この場合、ブロックの安定性保持に大きく影響する要素
には、物理的な観点から見て、当該ブロックの水中に於
ける単位面積当りの自重、並びに捨石マウンドに対する
ブロック下面の摩擦係数の大小が主たる要因として大き
く関与するものと考えられる。けれども、従来の被覆ブ
ロックは、前記の作用力に対抗するための手段として、
基本的には、いずれもブロック自体が持つ重量の大きさ
に依存し、その自重でブロックの安定性を確保するよう
になっているので、近時、防波堤など海中構造物の規模
が益々巨大化するにつれて、これに使用される捨石マウ
ンドの被覆ブロックも次第に大型化し、ブロック１個当
りの寸法や重量も飛躍的に増大しているため、その製造
及び布設に高額の工費が必要となり、軽量且つ安価で施
工が容易なコンクリートブロック本来の優れた利点を充
分に活かすことが困難になって来ている。

本発明の目的は、前記捨石マウンド上に配設された被覆
ブロックに作用する力のうち、主として水粒子の楕円運
動による偏心揚力の発生を著しく低減化もしくは抑止せ
しめ、これによって水中に於ける被覆ブロックの重量不
足に起因する変位や転倒等を防止し、小型で軽量なブロ
ックにより構造的安定性と施工時の経済性とを満足し得
る被覆ブロックを提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明による被覆ブロックは、上記目的を達成するため
に開発されたものであって、海岸水理に基く流体力学的
な見地から被覆ブロックの特性を根本的に再検討し、コ
ンクリートブロックの自重のみに依存することなく、多
年に亘って被覆ブロックの最適形状を鋭意追究した結
果、ブロック本体の上面に揚力低減効果を有する形状を
備えたスポイラー部を形成する絶妙な構造により前記従
来の問題点を一挙に解決することに成功したものであ
る。

（実施例） 以下、本発明を実施例の図面について具体的に説明する
と、第１図はこの発明による被覆ブロックの最も代表的
な実施構造の一例を示したもので、ブロック本体１の上
面１ａには、一組の対向する両端部に平行に列設すると
共に他の対向する両端部まで延設した台形断面の凸状部
２ａ，２ａにより形成されるスポイラー部２が設けてあ
り、本体１の下面１ｂには、その周縁部に沿って下向き
に突出するスカート部３が形成され、このスカート部３
下面にそれぞれ下向きに突出する４個の各スパイク部３
ａが第３図図示の如く各々の四隅の位置から同一周辺方
向へ少しずらした位置に配置して突設されている。ま
た、本体１の上下面１ａ，１ｂ間には、孔内の通水断面
積の大きさが上方へ向かうにつれて小さくなるように形
成した一対のテーパー付き貫通孔４，４が穿設してある
ほか、本体１の対向側壁１ｃ，１ｃ及び１ｄ，１ｄの外
側面には、このブロックＢを群体として捨石マウンド１
０の上面に布設した時に、相隣接するブロックＢ，Ｂ間
に於いて相互に合致する位置に同形の凹欠部４ａ，４ａ
及び４ｂ，４ｂが設けられている。

一般に、捨石マウンド１０上に設置された被覆ブロック
Ｂの安定性を考える場合、波による水平流の流速Ｖが第
５図図示のようにブロックＢに作用した時、ブロックＢ
には矢印図示のような揚力Ｌと抗力Ｄとが作用し、揚力
Ｌの大きさは次式のように表わされる。

ｗ：ブロックの空中重量 ｇ：重力の加速度 Ａ：ブロックの平面積 γ_ω：海水の単位体積重量 γ_ｃ：コンクリートの単位体積重量 Ｃ_Ｌ：揚力係数 Ｌ：揚力 Ｄ：抗力 そして、これに対抗する力は、ブロックの水中に於ける
自重 だけである。

従って、ブロックＢの安定性を確保するための手段とし
ては、 （イ）…コンクリートの比重もしくはブロックの厚さを
増大させる。

（ロ）…ブロックの形状を改良して、揚力係数Ｃ_Ｌを低
減もしくは防止する。

の二通りの方法が考えられる。

前記のような観点に立って、物体Ｍの断面形状と揚力Ｌ
との関係を見ると、 第６図（ａ）のように、断面が翼形の物体は上面が凸状
になっているため、その上面を流れる流体の速度が速く
なり、圧力が低下して大きな揚力が生じ、第６図（ｂ）
の場合も揚力が発生しやすい。また第６図（ｃ）（ｄ）
のように流線に対して迎角を持つ物体は、その揚力が角
度に比例して大きくなる。ブロックＢの下面に突起物が
あると転倒しやすくなるのは、このためである。

これに対して、第６図（ｅ）の如く翼の上面にスポイラ
ーＳを立てると、揚力が小さくなるので、飛行機等の揚
力を低減させる補助翼の一つとして用いられている。ま
た、前記スポイラーの代わりに上面の中間部が第６図
（ｆ）の如く凹状に形成されている物体の場合にも同様
のスポイラー効果を期待することができる。

本発明の被覆ブロックは、上記のような理由に基いて、
本体１の上面に負の揚力を発生する形状を備えたスポイ
ラー部２を形成し、被覆ブロックＢ上面の流線密度を粗
にして揚力を発生し難い構造にし、ブロックの自重のみ
に依存することなく、揚力係数の改善によりブロックの
水中における下向きの力を増大させる手段で被覆ブロッ
クの安定性確保を実現したものである。この場合、スポ
イラー部２の形状は、前記実施例のような台形断面の凸
状部２ａに限らず、三角形又は半円形の断面形状、或い
はこれらを複合した断面形状に形成してもよく、また、
前記スポイラー部２を本体１上面の中間部に設けた凹状
部２ｂのみで形成したり、前記凸状部２ａと凹状部２ｂ
との併用型であっても差支えない。

また、前記スポイラー部２を形成する凸状部２ａの高さ
ｈとスパンとの比率については、ブロックＢに作用す
る波力の大きさやブロック全体の形状及びその布設形態
等に応じて、その数値が大きく変化するので一定しない
が、数多くの試験結果から概ね／ｈ＝５乃至／ｈ＝
３０の範囲において良好な結果が得られ、特に／ｈ＝
１０程度が最も好適な揚力係数Ｃ_Ｌ＝０．１７を示して
いる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明を防波堤などの基礎部に設けられ
る捨石マウンドの被覆ブロック（根固ブロックを含む）
に適用すれば、 イ）予め、被覆ブロックの揚力係数及び抗力係数等を水
理実験により調べておけば、設置予定地点の流速分布の
予測計算値によって、ブロック１個当りの所要重量の限
界値を求めることができるため、被覆ブロックの設計が
容易になる。

ロ）被覆ブロックは、同一波高に対して揚力係数が小さ
い分だけ重量の軽いブロックを使用できるため経済的で
ある。

ハ）重量の小さな被覆ブロックは、その厚さ（高さ）も
重量に比例して薄くなるので、捨石マウンド天端面の水
深が深くなり、従って、防波堤への波圧強度が弱く防波
堤の所要重量も小さくなるため、総合的な工費の低減化
に役立つ。

など数々の優れた使用効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による被覆ブロックの具体的な実施構造
の一例を示す平面図、第２図はその中央縦断面図、第３
図は底面図、第４図は防波堤等の基礎になる捨石マウン
ド上に設置されたブロックに作用する力の方向を示す断
面図、第５図はブロックに作用する抗力と揚力との関係
を示す要部の断面図、第６図（ａ）、第６図（ｂ）、第
６図（ｃ）、第６図（ｄ）、第６図（ｅ）及び第６図
（ｆ）は一般的な物体に作用する流線と揚力との関係を
示す断面図である。 Ｂ，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４……被覆ブロック、 １……ブロック本体、２……スポイラー部、 ２ａ……凸状部、２ｂ……凹状部、 ３……スカート部、３ａ……スパイク部、 ４……テーパー付き貫通孔、１０……捨石マウンド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブロック本体１の上面１ａには、一組の対
   向する両端部に平行に列設すると共に他の対向する両端
   部まで延設した凸状部２ａ，２ａによって形成されるス
   ポイラー部２が設けてあり、前記スポイラー部２の高さ
   ｈとスパンとの比率が１：５乃至１：３０に形成され
   ていることを特徴とするコンクリート製被覆ブロック。