特許 7590283 流出防止柵の設計方法及び製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】流出防止柵の設計方法及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   E02B 3/06 20060101AFI20241119BHJP

【ＦＩ】

E02B3/06 ESW

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021118184

(22)【出願日】2021-07-16

(65)【公開番号】P2023013774

(43)【公開日】2023-01-26

【審査請求日】2024-05-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000192615

【氏名又は名称】日鉄神鋼建材株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100109058

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 敏郎

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 幸裕

【審査官】小倉 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０１３７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１６９５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１８３３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０４７６９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００７－３０２２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０２５００７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｂ ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

港湾の岸壁に所定の設置間隔で立設される複数の支柱とその複数の支柱の隣り合うもの同士を繋ぐ複数のビームとを有していて前記岸壁上から波にさらわれて漂流する漂流物が海上へ流出するのを防止する流出防止柵を設計する方法であって、
前記漂流物が前記流出防止柵に衝突するときの衝突エネルギの値を取得する衝突エネルギ取得過程と、
前記複数の支柱の前記設置間隔を前記漂流物の幅の半分よりも大きく且つ前記漂流物の幅よりも小さい間隔に設定する支柱間隔設定過程と、
前記複数の支柱のうちの任意の１本の支柱である第１被衝突支柱に前記漂流物が衝突して当該第１被衝突支柱が傾くように曲げ変形するとともに前記第１被衝突支柱の両隣の前記支柱である２本の隣支柱が前記ビームを介して前記第１被衝突支柱の曲げ変形に引きつられて傾くように曲げ変形することにより前記漂流物の衝突エネルギを吸収する第１の衝突エネルギ吸収形態と、前記複数の支柱のうちの互いに隣り合う支柱である２本の第２被衝突支柱に前記漂流物が衝突して当該２本の第２被衝突支柱が共に傾くように曲げ変形することにより前記漂流物の衝突エネルギを吸収する第２の衝突エネルギ吸収形態とのいずれにおいても前記衝突エネルギ取得過程で取得された値に相当する衝突エネルギを吸収しきることが可能となる鋼管を、前記支柱を構成する支柱材として選定する支柱材選定過程と、を備える、流出防止柵の設計方法。

【請求項2】

前記第１の衝突エネルギ吸収形態において前記第１被衝突支柱が直立姿勢から所定の傾斜角度まで曲げ変形するとともに前記２本の隣支柱が直立姿勢から前記所定の傾斜角度の半分の傾斜角度まで曲げ変形する場合の前記第１被衝突支柱と前記２本の隣支柱による合計の吸収エネルギである第１吸収エネルギを算出する第１吸収エネルギ算出過程と、
前記第２の衝突エネルギ吸収形態において前記２本の第２被衝突支柱が直立姿勢から共に前記所定の傾斜角度まで曲げ変形する場合の前記２本の第２被衝突支柱による合計の吸収エネルギである第２吸収エネルギを算出する第２吸収エネルギ算出過程と、をさらに備え、
前記支柱材選定過程では、前記第１吸収エネルギ算出過程で算出される前記第１吸収エネルギの算出値と前記第２吸収エネルギ算出過程で算出される前記第２吸収エネルギの算出値とのいずれもが前記衝突エネルギ取得過程で取得された衝突エネルギの値よりも大きくなる鋼管を前記支柱材として選定する、請求項１に記載の流出防止柵の設計方法。

【請求項3】

前記漂流物が前記流出防止柵に衝突した後、当該漂流物がその幅方向に沿う横方向で前記流出防止柵を押すときの力である抗力の値を取得する抗力取得過程を、さらに備え、
前記支柱材選定過程では、前記第１の衝突エネルギ吸収形態と前記第２の衝突エネルギ吸収形態とのいずれにおいても前記衝突エネルギ取得過程で取得された値に相当する衝突エネルギを吸収しきることが可能となるという条件に加えて、前記抗力取得過程で取得された値に相当する抗力が前記流出防止柵に作用した場合に前記支柱に作用する曲げ応力よりも大きい許容曲げ応力度を有するという条件を満たす鋼管を前記支柱材として選定する、請求項１又は２に記載の流出防止柵の設計方法。

【請求項4】

前記ビームを構成するビーム材を選定するビーム材選定過程をさらに備え、
前記ビーム材選定過程では、前記抗力取得過程で取得された値に相当する抗力が前記流出防止柵に作用した場合に前記ビームに作用する曲げ応力よりも大きい許容曲げ応力度を有する部材を前記ビーム材として選定する、請求項３に記載の流出防止柵の設計方法。

【請求項5】

前記流出防止柵は、前記支柱に対して前記ビームを固定するビーム固定ボルトを有し、
前記流出防止柵の設計方法は、前記抗力取得過程で取得された値に相当する抗力が前記流出防止柵に作用した場合に前記ビーム固定ボルトに作用するせん断応力よりも大きい許容せん断応力度を有するボルトを前記ビーム固定ボルトとして選定するビーム固定ボルト選定過程をさらに備える、請求項３又は４に記載の流出防止柵の設計方法。

【請求項6】

前記流出防止柵は、前記岸壁の地盤中に埋め込まれる鋼管杭であってその内側に差し込まれる前記支柱の基部を固定するものを有し、
前記流出防止柵の設計方法は、前記鋼管杭を構成する杭材として、前記漂流物が前記流出防止柵に衝突するときに前記鋼管杭に作用する転倒モーメントにより前記鋼管杭が前記岸壁の地盤中で転倒するのを回避可能となる鋼管を前記地盤の物性に応じて選定する杭材選定過程をさらに備える、請求項１～５のいずれか１項に記載の流出防止柵の設計方法。

【請求項7】

前記流出防止柵は、前記鋼管杭の内側に設けられて前記支柱の基部を前記鋼管杭に固定する支柱固定コンクリートを有し、
前記支柱は、前記支柱固定コンクリートに埋め込まれる部分である支柱埋込部を有し、
前記流出防止柵の設計方法は、前記漂流物が前記流出防止柵に衝突するときに前記支柱埋込部に発生する曲げモーメントにより前記支柱固定コンクリートに作用する最大圧縮応力度が規定値であるコンクリートの短期許容圧縮応力度よりも小さくなるように前記支柱埋込部の長さを設定する支柱埋込長設定過程をさらに備える、請求項６に記載の流出防止柵の設計方法。

【請求項8】

請求項１～３のいずれか１項に記載の設計方法により設計された流出防止柵を製造する方法であって、
前記支柱材選定過程で選定された鋼管を前記支柱材とする複数の前記支柱を前記支柱間隔設定過程で設定された前記設置間隔で港湾の岸壁に立設し、その複数の支柱の隣り合うもの同士を前記ビームでそれぞれ繋いで前記流出防止柵を製造する、流出防止柵の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、港湾の岸壁上から波にさらわれて漂流する漂流物が海上へ流出するのを防止する流出防止柵の設計方法及び製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

津波又は高潮などの発生時には、港湾の岸壁を乗り越えた波により、岸壁上にある船舶、コンテナもしくは車両等がさらわれて漂流する場合がある。そのため、港湾の岸壁に設置されてこのような漂流物を捕捉し、当該漂流物が海上へ流出するのを防止する流出防止柵が従来から知られている。下記特許文献１には、このような流出防止柵の一例としての漂流物捕捉柵が開示されている。

【0003】

下記特許文献１に開示された漂流物捕捉柵は、その両端部にそれぞれ配置された２つの端部支柱と、その２つの端部支柱の間に配置された中間支柱と、２つの端部支柱間に中間支柱を貫通して張り渡された複数のワイヤーロープと、を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６６１１３２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、漂流物は、船舶、コンテナもしくは車両等の大型のものであり、この漂流物が流出防止柵によって捕捉されるときに流出防止柵に加わる当該漂流物の衝突エネルギは非常に大きいため、流出防止柵には、衝突エネルギの高い吸収能力が求められる。流出防止柵の支柱を構成する支柱材に高強度の部材を用いて支柱の衝突エネルギの吸収能力を高めたり、支柱をより狭い間隔で設置して漂流物と衝突する支柱の本数を増やしたりすれば、流出防止柵の衝突エネルギの吸収能力を高めることが可能ではあるが、その場合には、流出防止柵の製造コストが増大するとともに、流出防止柵の設置工事の規模が増大するという問題がある。

【0006】

本発明の目的は、流出防止柵による漂流物の衝突エネルギの吸収能力を向上しつつ、流出防止柵の製造コストの削減及び流出防止柵の設置工事の規模の抑制が可能な流出防止柵の設計方法及び製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明により提供される流出防止柵の設計方法は、港湾の岸壁に所定の設置間隔で立設される複数の支柱とその複数の支柱の隣り合うもの同士を繋ぐ複数のビームとを有していて前記岸壁上から波にさらわれて漂流する漂流物が海上へ流出するのを防止する流出防止柵を設計する方法である。この流出防止柵の設計方法は、前記漂流物が前記流出防止柵に衝突するときの衝突エネルギの値を取得する衝突エネルギ取得過程と、前記複数の支柱の前記設置間隔を前記漂流物の幅の半分よりも大きく且つ前記漂流物の幅よりも小さい間隔に設定する支柱間隔設定過程と、前記複数の支柱のうちの任意の１本の支柱である第１被衝突支柱に前記漂流物が衝突して当該第１被衝突支柱が傾くように曲げ変形するとともに前記第１被衝突支柱の両隣の前記支柱である２本の隣支柱が前記ビームを介して前記第１被衝突支柱の曲げ変形に引きつられて傾くように曲げ変形することにより前記漂流物の衝突エネルギを吸収する第１の衝突エネルギ吸収形態と、前記複数の支柱のうちの互いに隣り合う支柱である２本の第２被衝突支柱に前記漂流物が衝突して当該２本の第２被衝突支柱が共に傾くように曲げ変形することにより前記漂流物の衝突エネルギを吸収する第２の衝突エネルギ吸収形態とのいずれにおいても前記衝突エネルギ取得過程で取得された値に相当する衝突エネルギを吸収しきることが可能となる鋼管を、前記支柱を構成する支柱材として選定する支柱材選定過程と、を備える。

【0008】

この流出防止柵の設計方法によれば、漂流物が縦方向もしくはそれに近い方向で１本の第１被衝突支柱のみもしくは隣り合う２本の第２被衝突支柱のみに衝突するという衝突エネルギの吸収には厳しい形態での漂流物の衝突がある場合でもその漂流物の衝突エネルギを吸収しきることが可能となる支柱材が選定されるため、流出防止柵による漂流物の衝突エネルギの吸収能力を向上でき、また、漂流物の衝突エネルギの吸収形態を２本もしくは３本の支柱の共同した曲げ変形により漂流物の衝突エネルギを吸収しきるという各支柱に必要な衝突エネルギの吸収能力が制限される吸収形態に特定して支柱材を選定することから、各支柱の支柱材として衝突エネルギの吸収能力を抑えた低コストな鋼管を採用して流出防止柵の製造コストを削減できるとともに、支柱の設置本数の過剰な増大を抑制して流出防止柵の設置工事の規模を抑制できる。

【0009】

具体的に、本発明による流出防止柵の設計方法では、支柱間隔設定過程において複数の支柱の設置間隔を漂流物の幅の半分よりも大きく且つ漂流物の幅よりも小さい間隔に設定することにより、漂流物がその幅方向に直交する長さ方向に沿う縦方向もしくはそれに近い方向で流出防止柵に衝突するときに任意の１本の支柱である第１被衝突支柱のみもしくは互いに隣り合う２本の第２被衝突支柱のみに衝突するように当該支柱同士の間隔が設定され、その上で、支柱材選定過程において、第１被衝突支柱に漂流物が衝突してその第１被衝突支柱が曲げ変形するとともにその第１被衝突支柱の曲げ変形に引きつられて両隣の２本の隣支柱が曲げ変形することにより漂流物の衝突エネルギを吸収する第１の衝突エネルギ吸収形態と、互いに隣り合う２本の第２被衝突支柱に漂流物が衝突してその２本の第２被衝突支柱が曲げ変形することにより漂流物の衝突エネルギを吸収する第２の衝突エネルギ吸収形態とのいずれにおいても衝突エネルギ取得過程で取得された値に相当する漂流物の衝突エネルギを吸収しきることが可能となる鋼管を支柱材として選定するため、漂流物が縦方向もしくはそれに近い方向で１本の第１被衝突支柱のみもしくは隣り合う２本の第２被衝突支柱のみに衝突するという衝突エネルギの吸収には厳しい形態での漂流物の衝突がある場合でもその漂流物の衝突エネルギを吸収しきることが可能な流出防止柵を設計でき、流出防止柵による漂流物の衝突エネルギの吸収能力を向上できる。しかも、本発明による設計方法では、支柱間隔設定過程における前記の支柱の設置間隔の設定により、流出防止柵の設計の前提となる漂流物の衝突エネルギの吸収形態を特定し、それによって、各支柱に必要な衝突エネルギの吸収能力を制限することができる。これにより、各支柱の支柱材として衝突エネルギの吸収能力を抑えた低コストな鋼管を採用することができ、流出防止柵の製造コストを削減できる。また、流出防止柵の衝突エネルギの吸収能力を高めるためには、支柱の設置間隔をより小さくして漂流物が縦方向もしくはそれに近い向きで衝突するときにその漂流物と衝突可能な支柱の本数を３本以上に増やすことも考えられるが、この場合には、流出防止柵の設置工事の規模が著しく増大する。これに対し、本発明による設計方法では、前記支柱間隔設定過程において複数の支柱の設置間隔を漂流物の幅の半分よりも大きく且つ漂流物の幅よりも小さい間隔に設定するため、漂流物が衝突する支柱の本数が２本以下になる適度な間隔で支柱を設置することになり、支柱の設置本数の過剰な増大による流出防止柵の設置工事の規模の増大を防ぐことができる。

【0010】

前記流出防止柵の設計方法は、前記第１の衝突エネルギ吸収形態において前記第１被衝突支柱が直立姿勢から所定の傾斜角度まで曲げ変形するとともに前記２本の隣支柱が直立姿勢から前記所定の傾斜角度の半分の傾斜角度まで曲げ変形する場合の前記第１被衝突支柱と前記２本の隣支柱による合計の吸収エネルギである第１吸収エネルギを算出する第１吸収エネルギ算出過程と、前記第２の衝突エネルギ吸収形態において前記２本の第２被衝突支柱が直立姿勢から共に前記所定の傾斜角度まで曲げ変形する場合の前記２本の第２被衝突支柱による合計の吸収エネルギである第２吸収エネルギを算出する第２吸収エネルギ算出過程と、をさらに備え、前記支柱材選定過程では、前記第１吸収エネルギ算出過程で算出される前記第１吸収エネルギの算出値と前記第２吸収エネルギ算出過程で算出される前記第２吸収エネルギの算出値とのいずれもが前記衝突エネルギ取得過程で取得された衝突エネルギの値よりも大きくなる鋼管を前記支柱材として選定することが好ましい。

【0011】

こうすれば、前記第１の衝突エネルギ吸収形態と前記第２の衝突エネルギ吸収形態とのいずれにおいても前記衝突エネルギ取得過程で取得された漂流物の衝突エネルギの値を吸収しきることが可能となる鋼管を支柱材として選定する支柱材選定過程を実現できる。

【0012】

前記流出防止柵の設計方法は、前記漂流物が前記流出防止柵に衝突した後、当該漂流物がその幅方向に沿う横方向で前記流出防止柵を押すときの力である抗力の値を取得する抗力取得過程を、さらに備え、前記支柱材選定過程では、前記第１の衝突エネルギ吸収形態と前記第２の衝突エネルギ吸収形態とのいずれにおいても前記衝突エネルギ取得過程で取得された値に相当する衝突エネルギを吸収しきることが可能となるという条件に加えて、前記抗力取得過程で取得された値に相当する抗力が前記流出防止柵に作用した場合に前記支柱に作用する曲げ応力よりも大きい許容曲げ応力度を有するという条件を満たす鋼管を前記支柱材として選定することが好ましい。

【0013】

こうすれば、漂流物の衝突エネルギを吸収しきることができるとともに、漂流物が横方向で押す抗力が流出防止柵に作用したときに支柱に塑性的な曲げ変形が生じるのを防ぐことが可能な流出防止柵を設計できる。

【0014】

前記流出防止柵の設計方法は、前記ビームを構成するビーム材を選定するビーム材選定過程をさらに備え、前記ビーム材選定過程では、前記抗力取得過程で取得された値に相当する抗力が前記流出防止柵に作用した場合に前記ビームに作用する曲げ応力よりも大きい許容曲げ応力度を有する部材を前記ビーム材として選定することが好ましい。

【0015】

こうすれば、漂流物が横方向で押す抗力が流出防止柵に作用したときにビームに塑性的な曲げ変形が生じるのを防ぐことが可能な流出防止柵を設計できる。

【0016】

前記流出防止柵は、前記支柱に対して前記ビームを固定するビーム固定ボルトを有し、前記流出防止柵の設計方法は、前記抗力取得過程で取得された値に相当する抗力が前記流出防止柵に作用した場合に前記ビーム固定ボルトに作用するせん断応力よりも大きい許容せん断応力度を有するボルトを前記ビーム固定ボルトとして選定するビーム固定ボルト選定過程をさらに備えることが好ましい。

【0017】

こうすれば、漂流物が横方向で押す抗力が流出防止柵に作用したときにビーム固定ボルトが破損することなく、そのビーム固定ボルトによる支柱に対するビームの固定を維持可能な流出防止柵を設計できる。

【0018】

前記流出防止柵は、前記岸壁の地盤中に埋め込まれる鋼管杭であってその内側に差し込まれる前記支柱の基部を固定するものを有し、前記流出防止柵の設計方法は、前記鋼管杭を構成する杭材として、前記漂流物が前記流出防止柵に衝突するときに前記鋼管杭に作用する転倒モーメントにより前記鋼管杭が前記岸壁の地盤中で転倒するのを回避可能となる鋼管を前記地盤の物性に応じて選定する杭材選定過程をさらに備えることが好ましい。

【0019】

こうすれば、漂流物が流出防止柵に衝突したときに鋼管杭に作用する転倒モーメントにより岸壁の地盤中で鋼管杭が転倒するのを防ぐことが可能な流出防止柵を設計できる。

【0020】

前記流出防止柵は、前記鋼管杭の内側に設けられて前記支柱の基部を前記鋼管杭に固定する支柱固定コンクリートを有し、前記支柱は、前記支柱固定コンクリートに埋め込まれる部分である支柱埋込部を有し、前記流出防止柵の設計方法は、前記漂流物が前記流出防止柵に衝突するときに前記支柱埋込部に発生する曲げモーメントにより前記支柱固定コンクリートに作用する最大圧縮応力度が規定値であるコンクリートの短期許容圧縮応力度よりも小さくなるように前記支柱埋込部の長さを設定する支柱埋込長設定過程をさらに備えることが好ましい。

【0021】

こうすれば、漂流物が流出防止柵に衝突したときに支柱埋込部に発生する曲げモーメントによって支柱固定コンクリートが圧縮されて破損するのを防ぐことが可能な流出防止柵を設計できる。

【0022】

また、本発明による流出防止柵の製造方法は、前記設計方法により設計された流出防止柵を製造する方法である。この製造方法では、前記支柱材選定過程で選定された鋼管を前記支柱材とする複数の前記支柱を前記支柱間隔設定過程で設定された前記設置間隔で港湾の岸壁に立設し、その複数の支柱の隣り合うもの同士を前記ビームでそれぞれ繋いで前記流出防止柵を製造する。

【0023】

この製造方法によれば、前記設計方法による理由と同様の理由により、流出防止柵による漂流物の衝突エネルギの吸収能力を向上しつつ、流出防止柵の製造コストの削減及び流出防止柵の設置工事の規模の抑制が可能な流出防止柵を製造できる。

【発明の効果】

【0024】

以上説明したように、本発明によれば、流出防止柵による漂流物の衝突エネルギの吸収能力を向上しつつ、流出防止柵の製造コストの削減及び流出防止柵の設置工事の規模の抑制が可能な流出防止柵の設計方法及び製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施形態による設計方法で設計される流出防止柵の正面図である。

【図2】図１に示した流出防止柵を上方から見た図である。

【図3】図１中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。

【図4】図１に示した流出防止柵の中間支柱の頂部とそれに連結された両側のビームの端部付近を部分的に拡大して示す図である。

【図5】図４に示した流出防止柵の中間支柱の頂部とそれに連結された両側のビームの端部付近を上方から見た図である。

【図6】図３の断面図における中間支柱の頂部付近を部分的に拡大して示す図である。

【図7】漂流物が流出防止柵に衝突するときの第１の衝突形態を上方から見た状態で模式的に示す図である。

【図8】漂流物が流出防止柵に衝突するときの第２の衝突形態を上方から見た状態で模式的に示す図である。

【図9】漂流物が図７に示した第１の衝突形態で流出防止柵に衝突するときの第１被衝突支柱及び２本の隣支柱の変形の挙動を上方から見た状態で模式的に示す図である。

【図10】漂流物が図８に示した第２の衝突形態で流出防止柵に衝突するときの２本の第２被衝突支柱の変形の挙動を上方から見た状態で模式的に示す図である。

【図11】漂流物が流出防止柵に衝突するときの第１被衝突支柱の曲げ変形の挙動を示す図である。

【図12】漂流物が流出防止柵に衝突するときの隣支柱の曲げ変形の挙動を示す図である。

【図13】漂流物が流出防止柵に衝突するときの第２被衝突支柱の曲げ変形の挙動を示す図である。

【図14】漂流物が横方向で流出防止柵を押すときの漂流物と流出防止柵との接触状態を上方から見た状態で模式的に示す図である。

【図15】漂流物が横方向で流出防止柵を押すときの漂流物と流出防止柵との接触状態を上方から見た状態で模式的に示す図である。

【図16】漂流物が横方向で流出防止柵を押してその流出防止柵に漂流物から抗力が作用するときの状態をビームの延び方向に沿う方向から見た状態で示す図である。

【図17】鋼管杭の転倒モーメントの算出方法について説明するための模式図であり、岸壁の地盤中に埋め込まれた鋼管杭を側方から見た状態で示す図である。

【図18】鋼管杭の転倒モーメントの算出方法について説明するための模式図であり、鋼管杭を上方から見た状態で示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

【0027】

本発明の一実施形態による設計方法で設計される流出防止柵１は、図１に示すように港湾の岸壁１００に設置され、岸壁１００上から波にさらわれて漂流する漂流物１０２（図７等参照）を捕捉して当該漂流物１０２が海上へ流出するのを防止するものである。本実施形態による設計方法では、漂流物１０２を岸壁１００上から海上へさらおうとする波の一例である津波の引き波を対象として設定し、その引き波によってさらわれる漂流物１０２の海上への流出を防止する流出防止柵１を設計する。また、漂流物１０２は、船舶、もしくは、自動車等の車両、もしくは、空のコンテナ等である。当該漂流物１０２は、平面視における長手方向の寸法である長さと、同平面視において前記長手方向に直交する短手方向の寸法である幅と、前記長手方向及び前記短手方向の両方に直交する方向の寸法である高さと、を有する。漂流物１０２が船舶である場合には、長さは船舶の全長であり、幅は船舶の全幅であり、高さは船舶の全高である。漂流物１０２が車両である場合には、長さは車両の全長であり、幅は車両の全幅であり、高さは車両の全高である。

【0028】

流出防止柵１は、複数の鋼管杭２と、複数の支柱４と、複数のビーム６と、複数のビーム締結具８（図４参照）と、複数の支柱固定コンクリート１０と、を備える。

【0029】

複数の鋼管杭２は、岸壁１００の海側の縁に沿って所定間隔で岸壁１００の地盤中に埋め込まれ、後述のようにその内側に差し込まれる支柱４の支柱本体１２の基部１２ａを支えて固定するものである。各鋼管杭２は、円筒状の鋼管によって構成され、鉛直方向に延びる姿勢で岸壁１００の地盤中に埋め込まれる。

【0030】

複数の支柱４は、それぞれ、複数の鋼管杭２の対応するものに固定されて岸壁１００の海側の縁に沿って所定の設置間隔で立設される。複数の支柱４は、流出防止柵１の両端にそれぞれ配置される一対の端部支柱４ａと、その一対の端部支柱４ａ間に配置される複数の中間支柱４ｂと、を有する。

【0031】

各端部支柱４ａは、支柱本体１２と、１つのブラケット１４と、を有する。

【0032】

支柱本体１２は、鋼管杭２の内径よりも小さい外径を有する円筒状の鋼管によって構成される。支柱本体１２は、対応する鋼管杭２の内側に差し込まれた状態で固定される基部１２ａと、その基部１２ａと反対側の端部である頂部１２ｂと、を有する。基部１２ａは、図３に示すように、岸壁１００の地盤中に埋め込まれた鋼管杭２の内側にその鋼管杭２の内周面と当該基部１２ａの外周面との間に隙間がある状態で差し込まれ、その状態で、鋼管杭２の内側に設けられた支柱固定コンクリート１０によって固定される。このように基部１２ａが固定されることによって、支柱本体１２が岸壁１００の上面から上方へ略鉛直方向に延びるように設置される。支柱本体１２は、その基部１２ａが内側に差し込まれる鋼管杭２と略同心となるように配置される（図２参照）。

【0033】

ブラケット１４は、ビーム６の端部が結合されてその端部を支持する部分である。当該ブラケット１４は、支柱本体１２の頂部１２ｂから側方へ突出する姿勢でその頂部１２ｂの外周面に取り付けられている。当該ブラケット１４は、支柱本体１２からの当該ブラケット１４の突出方向に沿う方向から見てＵ状をなす湾曲した板材からなる。当該ブラケット１４は、その湾曲形状の開口が当該ブラケット１４の支柱本体１２からの突出方向及び支柱本体１２の軸方向（延び方向）の両方に対して直交する方向を向くように配置されている。端部支柱４ａが岸壁１００に設置された状態では、ブラケット１４は、その湾曲形状の開口が海側と反対側（陸側）を向くように配置される。また、ブラケット１４のうち支柱本体１２の軸方向に沿う方向において互いに対向する箇所を有し、それらの箇所に図略の貫通孔がそれぞれ設けられている。ブラケット１４には、合計で二対の貫通孔が設けられている。この二対の貫通孔のうちの一対の貫通孔ともう一対の貫通孔とは、支柱本体１２からのブラケット１４の突出方向において互いに離間して配置されている。

【0034】

複数の中間支柱４ｂは、一対の端部支柱４ａ間において所定の設置間隔で配置される。各中間支柱４ｂは、前記端部支柱４ａの支柱本体１２と同様の支柱本体１２と、２つのブラケット１８と、を有する。

【0035】

中間支柱４ｂの支柱本体１２は、前記端部支柱４ａの支柱本体１２と同様の鋼管からなる。この中間支柱４ｂの支柱本体１２は、前記端部支柱４ａの支柱本体１２と同様、基部１２ａと頂部１２ｂとを有し、対応する鋼管杭２の内側に基部１２ａが差し込まれた状態でその鋼管杭２の内側に設けられた支柱固定コンクリート１０によって固定されることにより、岸壁１００の上面から上方へ略鉛直方向に延びるように設置される。また、当該中間支柱４ｂの支柱本体１２は、その基部１２ａが内側に差し込まれる鋼管杭２と略同心となるように配置される。

【0036】

中間支柱４ｂの２つのブラケット１８は、共に、前記端部支柱４ａのブラケット１４と同様の構造を有する。２つのブラケット１８のうちの一方のブラケット１８は、支柱本体１２に対して一方側に位置するビーム６の端部が結合されてその端部を支持し、他方のブラケット１８は、支柱本体１２に対して他方側に位置するビーム６の端部が結合されてその端部を支持する（図４及び図５参照）。一方のブラケット１８は、中間支柱４ｂの支柱本体１２の頂部１２ｂから一方の側方へ突出する姿勢でその頂部１２ｂの外周面に取り付けられている。他方のブラケット１８は、中間支柱４ｂの支柱本体１２の頂部１２ｂから前記一方のブラケット１８と反対側へ突出する姿勢でその頂部１２ｂの外周面に取り付けられている。また、２つのブラケット１８は、共に、その湾曲形状の開口が当該２つのブラケット１８の各々の支柱本体１２からの突出方向及び支柱本体１２の軸方向（延び方向）の両方に対して直交する方向を向くように配置されている（図６参照）。中間支柱４ｂが岸壁１００に設置された状態では、当該２つのブラケット１８は、それらの湾曲形状の開口が海側と反対側（陸側）を向くように配置される。また、当該２つのブラケット１８には、それぞれ、前記ブラケット１４と同様に図略の二対の貫通孔が設けられている。

【0037】

複数のビーム６は、それぞれ、隣り合う支柱４間に配置されてその隣り合う支柱４同士を繋ぐものである。各ビーム６は、円筒状の鋼管からなり、隣り合う支柱４間において略水平方向に延びる姿勢で配置される。すなわち、各ビーム６は、それが間に配置された隣り合う支柱４に対して垂直に配置される。各ビーム６の軸方向（延び方向）における両端部は、それぞれ、対応する支柱４の湾曲したブラケット１４，１８の内側に配置されてそのブラケット１４，１８によって支持され、その状態でビーム締結具８によってブラケット１４，１８に締結されて固定される。

【0038】

具体的には、各ビーム６の両端部には、それぞれ、その両端部の管壁を当該ビーム６の径方向に貫通する図略の二対の挿通孔が設けられている。二対の挿通孔のうちの一対の挿通孔は、ビーム６の径方向において互いに対向する位置に配置されている。もう一対の挿通孔は、前記一対の挿通孔からビーム６の軸方向において離間した位置でビーム６の径方向において互いに対向する位置に配置されている。

【0039】

複数のビーム締結具８は、それぞれ、各ビーム６の端部を対応するブラケット１４，１８に締結するものである。具体的には、各ビーム締結具８は、支柱４のブラケット１４，１８に対してビーム６の端部を固定するビーム固定ボルト２０及びビーム固定ナット２２からなる。

【0040】

各ブラケット１４，１８に設けられた図略の一対の貫通孔とそのブラケット１４，１８に支持されたビーム６の端部に設けられた図略の一対の挿通孔とにビーム固定ボルト２０が挿通され、また、そのブラケット１４，１８に設けられた図略のもう一方の貫通孔とそのブラケット１４，１８に支持されたビーム６の端部に設けられた図略のもう一対の挿通孔とに別のビーム固定ボルト２０が挿通される。そして、それらのビーム固定ボルト２０にそれぞれビーム固定ナット２２が螺合されて締め付けられることによって、各ブラケット１４，１８とそれに支持されたビーム６の端部とが締結される。

【0041】

次に、以上のような構成を有する流出防止柵１を設計するための本発明の一実施形態による設計方法について説明する。

【0042】

本実施形態による設計方法では、流出防止柵１が捕捉する漂流物１０２の諸元と、流出防止柵１が設置される港湾における海水の流れ及び地盤についての現地条件とに基づいて、流出防止柵１を設計する。本実施形態による設計方法は、設計条件入手過程と、衝突エネルギ取得過程と、抗力取得過程と、支柱間隔設定過程と、構成部材選定過程と、支柱埋込長設定過程と、を備える。

【0043】

前記設計条件入手過程では、流出防止柵１が捕捉する対象の漂流物１０２の諸元と、流出防止柵１が設置される港湾において漂流物１０２を漂流させる海水の流れに関する条件及び岸壁１００の地盤に関する条件を含む現地条件とを、設計条件として入手する。

【0044】

漂流物１０２の前記諸元は、流出防止柵１を設計するにあたってその流出防止柵１による捕捉対象として設定された漂流物１０２（船舶もしくは車両もしくは空のコンテナ等）の長さＬ_ｏ（平面視における漂流物１０２の長手方向の寸法）、幅Ｂ_ｏ（平面視において漂流物１０２の長手方向に直交する短手方向の寸法）、高さＨ_ｏ、及び、質量Ｗ_ｏと、当該漂流物１０２が海水に浮かんだときの当該漂流物１０２の喫水Ｄ_ｏ（漂流物１０２の底面から水面までの距離）と、である。

【0045】

また、前記現地条件のうち漂流物１０２を漂流させる海水の流れに関する条件は、漂流物１０２を漂流させる海水の流れの速度Ｖ（津波の引き波により漂流物１０２が受ける海水の流れの速度Ｖ）と、漂流物１０２が漂流するときの海水による抗力係数Ｃ_ｗと、漂流物１０２を漂流させる海水が浸水する岸壁１００上でのその海水の深さ（浸水した海水面から岸壁１００の上面までの距離）である浸水深Ｈと、である。

【0046】

また、前記現地条件のうち岸壁１００の地盤に関する条件は、岸壁１００の地盤の単位体積当たりの重量γと、岸壁１００の地盤の粘着度Ｃと、岸壁１００の地盤の内部摩擦角φと、標準貫入試験によって得られる岸壁１００の地盤のＮ値と、である。

【0047】

前記衝突エネルギ取得過程では、漂流物１０２が流出防止柵１に衝突するときの衝突エネルギの値を取得する。本実施形態では、この衝突エネルギ取得過程において、前記設計条件入手過程で入手した漂流物１０２の諸元と前記現地条件のうちの漂流物１０２を漂流させる海水の流れに関する条件とに基づいて漂流物１０２が流出防止柵１に衝突するときの衝突エネルギの値を算出することによって取得する。

【0048】

漂流物１０２の衝突形態として、漂流物１０２がその長さ方向に沿って漂流してその長さ方向が流出防止柵１の支柱４の並び方向に対して垂直となる縦方向で流出防止柵１に衝突する第１衝突形態と、漂流物１０２が平面視で僅かに回転しながら漂流してその漂流物１０２の長さ方向が流出防止柵１の支柱４の並び方向に対して斜めに傾いた状態で流出防止柵１に衝突する第２衝突形態とがある。漂流物１０２が前記第１衝突形態で流出防止柵１に衝突する場合には次式（１）によって漂流物１０２の衝突エネルギＥを算出し、漂流物１０２が前記第２衝突形態で衝突する場合には次式（２）によって漂流物１０２の衝突エネルギＥを算出する。
Ｅ＝ｎ・Ｗ・Ｖ^２／（２・ｇ） ・・・（１）
Ｅ＝ｎ・Ｗ・Ｖ^２／（４・ｇ） ・・・（２）

【0049】

漂流物１０２が船舶である場合、津波の流向の不規則性に伴って船体が回転運動しながら海水の流れに乗って漂流することが一般的であるため、その衝突形態は前記第２衝突形態となることが一般的である。このため、漂流物１０２が船舶である場合には、通常、前記式（２）によって漂流物１０２の衝突エネルギＥを算出する。ただし、漂流物１０２が船舶である場合であっても、漂流物１０２の衝突エネルギの吸収の確実性がより高くなるように流出防止柵１を設計することを優先する場合には、衝突エネルギの値が大きくなる前記第１衝突形態に対応する前記式（１）によって漂流物１０２の衝突エネルギＥを算出する。

【0050】

また、漂流物１０２が車両もしくは空のコンテナである場合には、津波の流向に不規則性があってもその車両もしくはコンテナは回転運動をほぼ生じずに海水の流れに乗って漂流することが一般的であるため、その衝突形態は前記第１衝突形態となることが一般的である。このため、漂流物１０２が車両もしくは空のコンテナである場合には、通常、前記式（１）によって漂流物１０２の衝突エネルギＥを算出する。ただし、漂流物１０２が車両もしくは空のコンテナである場合であっても、何らかの要因によりその車両もしくはコンテナが回転運動しながら漂流することが想定される場合には、前記第２衝突形態に対応する前記式（２）によって漂流物１０２の衝突エネルギＥを算出する。

【0051】

なお、前記式（１）及び（２）において、ｎは、流出防止柵１に対する漂流物１０２の衝突回数である。例えば、漂流物１０２が流出防止柵１に最初に衝突した後、跳ね返った当該漂流物１０２が流出防止柵１に繰り返し衝突する場合があり、そのように繰り返し衝突が発生する場合を想定してその場合に対応する流出防止柵１を設計する場合には、前記ｎの値としてその衝突回数を適用する。また、流出防止柵１に対する漂流物１０２の衝突が１回である場合を想定してその場合に対応する流出防止柵１を設計する場合には、前記ｎの値として１を適用する。また、前記式（１）及び（２）において、Ｗは漂流物１０２が漂流するときの当該漂流物１０２の仮想重量であり、Ｖは前記現地条件の海水の流れに関する条件のうちの漂流物１０２を漂流させる海水の流れの速度であり、ｇは重力加速度である。

【0052】

漂流物１０２の前記仮想重量Ｗは、漂流物１０２の前記諸元のうちの漂流物１０２の質量Ｗ_ｏ、長さＬ_ｏ及び喫水Ｄ_ｏと、規定値である海水の単位体積重量γ_ｗと、円周率πとから、次式（３）によって算出される。
Ｗ＝Ｗ_ｏ＋（π／４）・Ｄ_ｏ ^２・Ｌ_ｏ・γ_ｗ ・・・（３）

【0053】

前記抗力取得過程では、漂流物１０２が流出防止柵１に衝突した後、当該漂流物１０２の幅方向に沿う横方向で流出防止柵１を押すときの力である抗力の値を取得する。本実施形態では、この抗力取得過程において、津波の引き波により漂流物１０２に作用する海水の流れによって当該漂流物１０２が前記横方向で流出防止柵１を押す抗力の値を算出する。これは、漂流物１０２は、流出防止柵１に衝突した後、海水の流れ等の影響により横向きになって流出防止柵１に接触し、海水の流れを受けて横方向で流出防止柵１を押し続ける場合が多いため、このような横方向での漂流物１０２の抗力の値を算出する。この抗力Ｆは、前記現地条件の海水の流れに関する条件のうちの抗力係数Ｃ_ｗ、浸水深Ｈ、及び、漂流物１０２を漂流させる海水の流れの速度Ｖと、流出防止柵１のうち海水が通過可能な支柱４間の空間が当該流出防止柵１を横方向で押す漂流物１０２によって遮蔽される割合である遮蔽率φと、規定値である海水の単位体積重量γ_ｗと、重力加速度ｇとから、次式（４）によって算出される。
Ｆ＝Ｃ_ｗ・φ・γ_ｗ・Ｈ・Ｖ^２／（２・ｇ） ・・・（４）

【0054】

なお、漂流物１０２が横方向で流出防止柵１を押す抗力により支柱４の塑性的な曲げ変形が発生するのを防止する確実性を高めることを重視する場合には、横方向の漂流物１０２による遮蔽の条件としてその漂流物１０２から流出防止柵１に付与される抗力が最も大きくなる条件である、流出防止柵１の各支柱４間の全ての空間が横方向の漂流物１０２によって遮蔽されるという条件を設定して前記抗力Ｆを算出してもよい。この場合、抗力Ｆを算出するための前記式（４）において、前記遮蔽率φに１を適用する。

【0055】

そして、前記支柱間隔設定過程では、流出防止柵１に含まれる複数の支柱４の設置間隔を漂流物１０２の幅の半分よりも大きく且つ漂流物１０２の幅よりも小さい間隔に設定する。すなわち、漂流物１０２が前記縦方向で流出防止柵１に衝突する場合に流出防止柵１に含まれる複数の支柱４のうちの単一の支柱４もしくは隣り合う２本の支柱４に衝突するように支柱４の設置間隔を設定する。

【0056】

また、前記構成部材選定過程では、流出防止柵１を構成する部材を選定する前記構成部材選定過程を行う。この構成部材選定過程は、支柱材選定過程と、ビーム材選定過程と、ビーム固定ボルト選定過程と、杭材選定過程と、を含む。

【0057】

前記支柱材選定過程は、各支柱４の支柱本体１２を構成する支柱材を選定する過程である。この支柱材選定過程では、漂流物１０２が縦方向で流出防止柵１の複数の支柱４（中間支柱４ｂ）のうち任意の１本の支柱４である第１被衝突支柱２４のみに衝突する第１の衝突形態（図７参照）においてその漂流物１０２の衝突エネルギを吸収する第１の衝突エネルギ吸収形態（図９参照）と、漂流物１０２が縦方向で流出防止柵１の複数の支柱４（中間支柱４ｂ）のうちの互いに隣り合う２本の支柱４である第２被衝突支柱２６のみに衝突する第２の衝突形態（図８参照）においてその漂流物１０２の衝突エネルギを吸収する第２の衝突エネルギ吸収形態（図１０参照）とのいずれにおいても、前記衝突エネルギ取得過程で取得された衝突エネルギの値に相当する衝突エネルギを吸収しきることが可能で、且つ、前記抗力取得過程において取得された抗力の値に相当する抗力が流出防止柵１に作用した場合に各支柱４の支柱本体１２の塑性的な曲げ変形が生じるのを防ぐことが可能な鋼管を、各支柱４の支柱本体１２を構成する支柱材として選定する。

【0058】

具体的に、漂流物１０２が前記第１の衝突形態で流出防止柵１に衝突する場合の前記第１の衝突エネルギ吸収形態（図９参照）では、第１被衝突支柱２４が漂流物１０２の衝突方向へ所定の角度（本実施形態では１５°）まで傾くように曲げ変形するとともに、その第１被衝突支柱２４の両隣の支柱４である２本の隣支柱２５がビーム６を介して第１被衝突支柱２４の曲げ変形に引きつられて漂流物１０２の衝突方向へ前記所定の角度の半分の角度（本実施形態では７．５°）まで傾くように曲げ変形することにより、漂流物１０２の衝突エネルギを吸収するものとする。また、漂流物１０２が前記第２の衝突形態で流出防止柵１に衝突する場合の前記第２の衝突エネルギ吸収形態（図１０参照）では、互いに隣り合う２本の第２被衝突支柱２６が漂流物１０２の衝突方向へ所定の角度（本実施形態では１５°）まで傾くように曲げ変形することにより、漂流物１０２の衝突エネルギを吸収するものとする。

【0059】

本実施形態による設計方法の構成部材選定過程は、支柱材の候補の鋼管を各支柱４の支柱本体１２に適用したと仮定して、前記第１の衝突エネルギ吸収形態において第１被衝突支柱２４が直立姿勢から所定の角度まで曲げ変形するとともに２本の隣支柱２５が直立姿勢から前記所定の角度の半分の角度まで曲げ変形する場合の第１被衝突支柱２４と２本の隣支柱２５による合計の吸収エネルギである第１吸収エネルギを算出する第１吸収エネルギ算出過程と、前記第２の衝突エネルギ吸収形態において２本の第２被衝突支柱２６が直立姿勢から共に前記所定の角度まで曲げ変形する場合の当該２本の第２被衝突支柱２６による合計の吸収エネルギである第２吸収エネルギを算出する第２吸収エネルギ算出過程と、を含む。

【0060】

そして、支柱材選定過程では、第１吸収エネルギ算出過程で算出される第１吸収エネルギの算出値と第２吸収エネルギ算出過程で算出される第２吸収エネルギの算出値とのいずれもが前記衝突エネルギ取得過程で取得された衝突エネルギの値よりも大きい場合、すなわち、算出した第１吸収エネルギと第２吸収エネルギとのうち小さい方の吸収エネルギの値が前記衝突エネルギの算出値よりも大きい場合に、前記支柱材の候補の鋼管を各支柱４の支柱本体１２に適用すれば漂流物１０２が縦方向で衝突するときの衝突エネルギを吸収しきることが可能であると判断して当該支柱材の候補の鋼管を各支柱４の支柱本体１２に適用可能であると判断する。一方、算出した第１吸収エネルギと第２吸収エネルギの少なくとも一方が前記衝突エネルギ取得過程で取得された衝突エネルギの値以下である場合、すなわち、算出した第１吸収エネルギと第２吸収エネルギとのうち小さい方の吸収エネルギの値が前記衝突エネルギの算出値以下である場合には、前記支柱材の候補の鋼管を各支柱４の支柱本体１２に適用すると漂流物１０２が縦方向で衝突するときの衝突エネルギを吸収しきることができない場合があると判断して当該支柱材の候補の鋼管を各支柱４の支柱本体１２に適用できないと判断する。

【0061】

前記第１吸収エネルギＥＰ１は、次式（５）によって算出される。
ＥＰ１＝Ｆ_ｙ・δ_１５＋２・Ｆ_ｙ・δ_７．５ ・・・（５）

【0062】

この式（５）において、δ_１５は、漂流物１０２の衝突により第１被衝突支柱２４の支柱本体１２が図１１に示すように直立姿勢から１５°傾くように曲げ変形するときに、その漂流物１０２の衝突の荷重が作用する高さ位置である荷重作用位置の水平方向への変位量であり、荷重作用位置の岸壁１００上面からの高さｈ_１から次式（６）によって算出される。本実施形態では、荷重作用位置の高さｈ_１は、岸壁１００上面からの流出防止柵１の高さに等しいものとする。
δ_１５＝ｈ_１・ｔａｎ１５° ・・・（６）

【0063】

また、式（５）において、δ_７．５は、第１被衝突支柱２４の前記の曲げ変形に引きつられて隣支柱２５の支柱本体１２が図１２に示すように直立姿勢から７．５°傾くように曲げ変形するときの荷重作用位置の水平方向への変位量であり、荷重作用位置の岸壁１００上面からの高さｈ_１から次式（７）によって算出される。
δ_７．５＝ｈ_１・ｔａｎ７．５° ・・・（７）

【0064】

また、前記式（５）において、Ｆ_ｙは、支柱本体１２（支柱材）の降伏外力である。この降伏外力Ｆ_ｙは、次式（８）によって算出される。
Ｆ_ｙ＝（Ｚ_ｐ・σ_ｙｄ）／ｈ_１ ・・・（８）

【0065】

この式（８）において、Ｚ_ｐは、支柱本体１２（支柱材）の塑性時断面係数であり、支柱材の候補の鋼管の直径Ｄ_１とその鋼管の管壁の厚みｔ_１とから、次式（９）によって算出される。
Ｚ_ｐ＝１／６・Ｄ_１ ^３｛１－（１－２・ｔ_１／Ｄ_１）^３｝ ・・・（９）

【0066】

また、前記式（８）において、σ_ｙｄは支柱本体１２（支柱材）の動的降伏応力であり、次式（１０）のように支柱本体１２（支柱材）の降伏応力σ_ｙを１．２倍することで求められる。
σ_ｙｄ＝１．２σ_ｙ ・・・（１０）

【0067】

前記降伏応力σ_ｙは、支柱材の候補の鋼管が、例えばＪＩＳ Ｇ ３４４４に規定された一般構造用炭素鋼鋼管ＳＴＫ４００であり、その鋼管の直径Ｄ_１と管壁の厚みｔ_１との比Ｄ_１／ｔ_１が８よりも大きく且つ１１０よりも小さい場合には、次式（１１）によって算出される。
σ_ｙ＝５２７．５・（Ｄ_１／ｔ_１）^{－０．１０４} ・・・（１１）

【0068】

また、支柱材の候補の鋼管がＪＩＳ Ｇ ３４４４に規定された一般構造用炭素鋼鋼管ＳＴＫ４９０であり、その鋼管の直径Ｄ_１と管壁の厚みｔ_１との比Ｄ_１／ｔ_１が８よりも大きく且つ１１０よりも小さい場合には、前記降伏応力σ_ｙは、次式（１２）によって算出される。
σ_ｙ＝７０３．３・（Ｄ_１／ｔ_１）^{－０．１０４} ・・・（１２）

【0069】

また、前記第２吸収エネルギＥＰ２は、次式（１３）によって算出される。
ＥＰ２＝２・Ｆ_ｙ・δ_１５ ・・・（１３）

【0070】

この式（１３）において、δ_１５は、漂流物１０２の衝突により第２被衝突支柱２６の支柱本体１２が図１３に示すように直立姿勢から１５°傾くように曲げ変形するときの荷重作用高さ位置の水平方向への変位量であり、前記式（５）で用いられる変位量δ_１５と同様に前記式（６）によって算出される。また、式（１３）において、Ｆ_ｙは、前記式（５）で用いられる降伏外力Ｆ_ｙと同様、支柱本体１２（支柱材）の降伏外力であり、前記式（８）によって算出される。

【0071】

また、前記抗力取得過程で取得された抗力の値に相当する抗力が流出防止柵１に作用した場合に各支柱４の支柱本体１２の塑性的な曲げ変形が生じるのを防ぐことが可能な支柱材の選定では、前記抗力取得過程で取得された抗力の値に相当する抗力が流出防止柵１に作用した場合に当該抗力を及ぼす横向きの漂流物１０２が関与する（接触する）各支柱４の支柱本体１２に対して作用する曲げ応力を算出し、その算出した曲げ応力よりも大きい短期の許容曲げ応力度を有する鋼管を各支柱４の支柱本体１２の支柱材として選定する。

【0072】

前記抗力を及ぼす横向きの漂流物１０２が関与する各支柱４の支柱本体１２に対して作用する曲げ応力σ_ｐは、次式（１４）によって算出される。
σ_ｐ＝Ｍ_ｐ／Ｚ_１ ・・・（１４）

【0073】

この式（１４）において、Ｚ_１は、支柱本体１２を構成する支柱材の断面係数、すなわち支柱材の候補の鋼管の断面係数である。また、Ｍ_ｐは、支柱本体１２に作用する曲げモーメントであり、次式（１５）によって算出される。
Ｍ_ｐ＝Ｆ’／ｈ_１ ・・・（１５）

【0074】

この式（１５）において、Ｆ’は、図１６に示すように漂流状態で浮かんだ横向きの漂流物１０２が流出防止柵１を押すことで１本当たりの支柱４の支柱本体１２に作用する抗力であり、前記抗力取得過程で取得した抗力の値を漂流物１０２が横方向で流出防止柵１を押すときに関与する支柱４間のスパンの数（関与スパン数）で除して得られる値である。例えば、図１４に示すように漂流物１０２の長さ方向の両端のそれぞれが隣り合う支柱４間に位置する状態で当該漂流物１０２が横方向で流出防止柵１を押す場合には、漂流物１０２の長さ方向の両端のそれぞれが関与するスパンを０．５ずつと見なして、漂流物１０２の関与スパン数を６とする。また、図１５に示すように漂流物１０２の長さ方向の両端のそれぞれが対応する支柱４に当たるように当該漂流物１０２が横方向で流出防止柵１を押す場合も、漂流物１０２の関与スパン数は６である。

【0075】

支柱材の候補の鋼管が前記のように算出される曲げ応力σ_ｐよりも大きい短期許容曲げ応力度を有する場合には、その鋼管を各支柱４の支柱本体１２に適用すれば、漂流物１０２が横方向で流出防止柵１を押す抗力が流出防止柵１に作用する場合に関与する支柱４の支柱本体１２に塑性的な曲げ変形が生じるのを防ぐことができると判断してその鋼管を各支柱４の支柱本体１２に適用可能であると判断する。一方、支柱材の候補の鋼管が前記のように算出される曲げ応力σ_ｐ以下の短期許容曲げ応力度を有する場合には、その鋼管を各支柱４の支柱本体１２に適用すると、漂流物１０２が横方向で流出防止柵１を押す抗力が流出防止柵１に作用する場合に関与する支柱４の支柱本体１２に塑性的な曲げ変形が生じるのを防ぐことができないと判断してその鋼管を各支柱４の支柱本体１２に適用できないと判断する。

【0076】

そして、前記衝突エネルギ取得過程で取得された衝突エネルギの値に相当する衝突エネルギを吸収しきることが可能な支柱材の選定において各支柱４の支柱本体１２に適用可能であると判断し、且つ、前記抗力取得過程で取得された抗力の値に相当する抗力が流出防止柵１に作用した場合に各支柱４の支柱本体１２の塑性的な曲げ変形が生じるのを防ぐことが可能な支柱材の選定において各支柱４の支柱本体１２に適用可能であると判断した支柱材の候補の鋼管を、各支柱４の支柱本体１２を構成する支柱材として採用する。

【0077】

また、前記ビーム材選定過程は、各ビーム６を構成するビーム材を選定する過程である。このビーム材選定過程では、前記抗力取得過程で取得された抗力の値に相当する抗力が流出防止柵１に作用した場合に各ビーム６に塑性的な曲げ変形が生じるのを防ぐことが可能な鋼管を、各ビーム６のビーム材として選定する。具体的には、このビーム材選定過程では、前記抗力取得過程で取得された抗力の値に相当する抗力が流出防止柵１に作用した場合に当該抗力を及ぼす横向きの漂流物１０２が関与する各ビーム６に対して作用する曲げ応力を算出し、その算出した各ビーム６に作用する曲げ応力よりも大きい短期許容曲げ応力度を有する鋼管を各ビーム６のビーム材として選定する。

【0078】

前記抗力を及ぼす横向きの漂流物１０２が関与する各ビーム６に対して作用する曲げ応力σ_ｂは、次式（１６）によって算出される。
σ_ｂ＝Ｍ_ｂ／Ｚ_２ ・・・（１６）

【0079】

この式（１６）において、Ｚ_２は、ビーム６を構成するビーム材の断面係数、すなわちビーム材の候補の鋼管の断面係数である。また、Ｍ_ｂは、ビーム６に作用する曲げモーメントであり、次式（１７）によって算出される。
Ｍ_ｂ＝（Ｆ’・Ｓ）／（４・Ｎ） ・・・（１７）

【0080】

この式（１７）において、Ｓは、隣り合う支柱４間の間隔である。Ｎは、流出防止柵１の高さ方向におけるビーム６の段数であり、本実施形態では、このビーム６の段数は１である。また、Ｆ’は、１本当たりのビーム６に作用する抗力であり、前記抗力取得過程で取得した抗力の値を漂流物１０２が横方向で流出防止柵１を押すときに関与するビーム６の数で除して得られる値である。漂流物１０２が横方向で流出防止柵１を押すときに関与するビーム６の数は、漂流物１０２が横方向で流出防止柵１を押すときの前記関与スパン数と同じである。このため、式（１７）におけるＦ’には、前記式（１５）におけるＦ’と同じ値を用いる。

【0081】

ビーム材の候補の鋼管が前記のように算出される曲げ応力σ_ｂよりも大きい短期許容曲げ応力度を有する場合には、その鋼管を各ビーム６に適用すれば、漂流物１０２が横方向で流出防止柵１を押す抗力が流出防止柵１に作用する場合に関与するビーム６に塑性的な曲げ変形が生じるのを防ぐことができると判断してその鋼管を各ビーム６のビーム材として採用する。一方、ビーム材の候補の鋼管が前記のように算出される曲げ応力σ_ｂ以下の短期許容曲げ応力度を有する場合には、その鋼管を各ビーム６に適用すると、漂流物１０２が横方向で流出防止柵１を押す抗力が流出防止柵１に作用する場合に関与するビーム６に塑性的な曲げ変形が生じるのを防ぐことができないと判断してその鋼管を各ビーム６のビーム材として採用しない。

【0082】

また、前記ビーム固定ボルト選定過程は、ビーム締結具８のビーム固定ボルト２０に採用するボルトを選定する過程である。このビーム固定ボルト選定過程では、前記抗力取得過程で取得された抗力の値に相当する抗力が流出防止柵１に作用した場合に各ビーム締結具８のビーム固定ボルト２０が破損するのを回避可能なボルトをビーム固定ボルト２０として選定する。具体的には、このビーム固定ボルト選定過程では、前記抗力取得過程で取得された抗力の値に相当する抗力が流出防止柵１に作用した場合にビーム固定ボルト２０に作用するせん断応力を算出し、その算出したせん断応力よりも大きい短期許容せん断応力度を有するボルトをビーム固定ボルト２０に採用するボルトとして選定する。

【0083】

ビーム固定ボルト２０に作用するせん断応力τは、次式（１８）によって算出される。
τ＝Ｆ’／（Ａ・Ｎ_ｂ） ・・・（１８）

【0084】

この式（１８）において、Ａは、ビーム固定ボルト２０の有効断面積である。Ｎ_ｂは、１本のビーム６を固定するビーム固定ボルト２０の本数であり、本実施形態では４である。また、この式（１８）におけるＦ’は、１本の当たりのビーム６に作用する抗力であり、前記式（１７）におけるＦ’と同じ値を用いる。

【0085】

ビーム固定ボルト２０に採用する候補のボルトが前記のように算出されるせん断応力τよりも大きい短期許容せん断応力度を有する場合には、そのボルトをビーム固定ボルト２０に採用すれば、漂流物１０２が横方向で流出防止柵１を押す抗力が流出防止柵１に作用する場合にビーム固定ボルト２０が破損するのを回避できると判断して当該ボルトをビーム固定ボルト２０に採用する。一方、ビーム固定ボルト２０に採用する候補のボルトが前記のように算出されるせん断応力τ以下の短期許容せん断応力度を有する場合には、そのボルトをビーム固定ボルト２０に採用すると、漂流物１０２が横方向で流出防止柵１を押す抗力が流出防止柵１に作用した場合にビーム固定ボルト２０が破損する可能性があると判断して当該ボルトをビーム固定ボルト２０に採用しない。

【0086】

また、前記杭材選定過程は、各鋼管杭２を構成する杭材を選定する過程である。この杭材選定過程では、漂流物１０２が縦方向で流出防止柵１に衝突した場合に流出防止柵１に加わる力によって鋼管杭２が岸壁１００の地盤中で転倒するのを防止可能であり、且つ、流出防止柵１の自重による地盤中での鋼管杭２の沈み込みを防止可能な鋼管を、各鋼管杭２の杭材として選定する。具体的には、この杭材選定過程は、岸壁１００の地盤中での転倒を防止可能な杭材の選定と、岸壁１００の地盤中での沈み込みを防止可能な杭材の選定と、を含む。

【0087】

まず、地盤中での転倒防止可能な杭材の選定では、次式（１９）によって算出される鋼管杭２の転倒に対する安全率Ｆ_ｓが１．５以上になる鋼管を杭材として選定する。
Ｆ_ｓ＝Ｍ_ｒ／Ｍ_２ ・・・（１９）

【0088】

この式（１９）において、Ｍ_２は、漂流物１０２が縦方向で流出防止柵１に衝突した場合に鋼管杭２に作用する転倒モーメントである。この転倒モーメントＭ_２は、前記式（８）によって算出される支柱本体１２の降伏外力Ｆ_ｙと、前記荷重作用位置の高さｈ_１と、鋼管杭２の埋込長Ｌ_２とから、次式（２０）によって算出される。本実施形態では、鋼管杭２の上端が岸壁１００の上面の位置と揃うように鋼管杭２が岸壁１００の地盤中に埋め込まれることから、鋼管杭２の埋込長Ｌ_２として、杭材に採用する候補の鋼管の長さに等しい長さを用いる。
Ｍ_２＝Ｆ_ｙ・（ｈ_１＋０．７・Ｌ_２） ・・・（２０）

【0089】

また、前記式（１９）において、Ｍ_ｒは、岸壁１００の地盤中に埋め込まれた鋼管杭２の転倒に対抗するモーメントである。このモーメントＭ_ｒは、前記鋼管杭２の埋込長Ｌ_２と、鋼管杭２が埋め込まれる岸壁１００の地盤の極限水平支持力Ｒ_ｐと、鋼管杭２の底面の極限水平支持力Ｓ_ｕと、水平方向における不釣り合い力Ｐとから、次式（２１）によって算出される。
Ｍ_ｒ＝１／３・０．７・Ｌ_２・Ｒ_ｐ＋０．３・Ｌ_２・Ｓ_ｕ＋１／２・０．３・Ｌ_２・Ｐ ・・・（２１）

【0090】

前記地盤の極限水平支持力Ｒ_ｐは、次式（２２）によって算出される。
Ｒ_ｐ＝｛Ｗ_Ａ・（ｃｏｓα＋ｓｉｎα・ｔａｎφ）＋Ｃ・Ａｃ｝／（ｓｉｎα－ｃｏｓα・ｔａｎφ） ・・・（２２）

【0091】

この式（２２）において、αは、すべり角であり、具体的には、岸壁１００の地盤のうち漂流物１０２が縦方向で流出防止柵１に衝突して鋼管杭２に転倒モーメントが作用したときにその鋼管杭２によって押されて移動するＡ部（すべり土塊：図１７中のドットハッチングが付された部分）と不動地盤との間の境界面であるすべり面１０４と鋼管杭２との間の角度である。φは、前記現地条件の岸壁１００の地盤に関する条件のうちの岸壁１００の地盤の内部摩擦角であり、Ｃは、その岸壁１００の地盤に関する条件のうちの岸壁１００の地盤の粘着度である。

【0092】

また、前記式（２２）において、Ｗ_Ａは、前記Ａ部の重量であり、次式（２３）によって算出される。
Ｗ_Ａ＝［｛０．７・Ｌ_２・ｃ_１・ｄ_１・（１／２）・（１／３）・２＋０．７・Ｌ_２・ｃ_１・（１／２）・Ｄ_２｝－｛ｆ・ｇ・ｊ・（１／２）・（１／３）・２｝］・γ ・・・（２３）

【0093】

この式（２３）において、ｃ_１は、水平方向における鋼管杭２の上端から前記すべり面１０４までの距離である。また、ｄ_１（図１８参照）は、鋼管杭２の上端と同じ高さ位置での前記すべり面１０４の拡がり幅である。また、Ｌ_２（図１７参照）は、鋼管杭２の埋込長であり、Ｄ_２は、杭材の候補の鋼管の直径である。また、ｆ、ｇ及びｊ（図１７及び図１８参照）は、１つの鋼管杭２に転倒モーメントが作用したときにその鋼管杭２によって押されて移動する地盤のＡ部のうち、その鋼管杭２の隣の鋼管杭２に同様に転倒モーメントが作用してその隣の鋼管杭２によって押されて移動する地盤のＡ部と重なる重なり部分の寸法を示す値であり、ｆは鋼管杭２の並び方向及び高さ方向に対して垂直な方向における当該重なり部分の寸法、ｇは当該重なり部分の高さ方向の寸法、ｊは鋼管杭２の並び方向における当該重なり部分の寸法である。また、γは、前記現地条件の地盤に関する条件のうちの岸壁１００の地盤の単位体積当たりの重量である。

【0094】

また、前記式（２２）において、Ａｃは、前記すべり面１０４の面積であり、次式（２４）によって算出される。
Ａｃ＝（ｄ_１＋Ｄ_２）・ｌ_１－（ｊ^２・ｌ_１）／ｄ_１ ・・・（２４）

【0095】

この式（２４）におけるｄ_１、Ｄ_２及びｊの値は、上述のｄ_１、Ｄ_２及びｊと同様の値である。また、式（２４）において、ｌ_１は、前記すべり面１０４のうち鋼管杭２に接する下端から鋼管杭２の上端と同じ高さ位置（岸壁１００の上面の高さ位置）までの当該すべり面１０４の傾斜に沿う方向の長さである。

【0096】

また、前記式（２１）における鋼管杭２の底面の極限水平支持力Ｓ_ｕは、前記支柱材選定過程で選定された鋼管を支柱材とする支柱４の重量Ｎ_ｗと、後述のように支柱埋込長設定過程で設定される支柱４の埋込長Ｌ_１と、杭材の候補の鋼管の単位長さ当たりの重量Ｗ_ｗと、前記鋼管杭２の埋込長Ｌ_２と、前記現地条件の岸壁１００の地盤に関する条件のうち岸壁１００の地盤の内部摩擦角φとから、次式（２５）によって算出される。
Ｓ_ｕ＝｛Ｎ_ｗ・（ｈ_１＋Ｌ_１）＋Ｗ_ｗ・Ｌ_２｝・ｔａｎ｛（２／３）・φ｝ ・・・（２５）

【0097】

また、前記式（２１）において、水平方向における不釣り合い力Ｐは、上述のように算出される岸壁１００の地盤の極限水平支持力Ｒ_ｐと、前記支柱本体１２の降伏外力Ｆ_ｙと、前記式（２５）によって算出される鋼管杭２の底面の極限水平支持力Ｓ_ｕとから、次式（２６）によって算出される。
Ｐ＝Ｒ_ｐ－Ｆ_ｙ－Ｓ_ｕ ・・・（２６）

【0098】

また、地盤中での沈み込み防止可能な杭材の選定では、岸壁１００の地盤中において鋼管杭２がその延び方向である鉛直方向に沈み込むのを防止するのに必要な当該鋼管杭２の長さである必要杭長Ｌ_ａを次式（２７）によって算出し、算出した必要杭長Ｌ_ａよりも大きい長さを有する鋼管を杭材として選定する。次式（２７）では、前記支柱材選定過程で選定された鋼管を支柱材とする支柱４の重量Ｎ_ｗと、岸壁１００の上面からの流出防止柵１の高さＨ_１と、後述のように支柱埋込長設定過程で設定される支柱４の埋込長Ｌ_１と、杭材の候補の鋼管の単位長さ当たりの重量Ｗ_ｗと、前記鋼管杭２の埋込長Ｌ_２と、安全係数ｓｆと、杭材の候補の鋼管の周長Ｕと、岸壁１００の地盤中に埋め込まれた鋼管杭２に作用する周面摩擦力度ｆ_ｉとから、必要杭長Ｌ_ａが算出される。
Ｌ_ａ＝｛Ｎ_ｗ・（Ｈ_１＋Ｌ_１）＋Ｗ_ｗ・Ｌ_２｝・ｓｆ／（Ｕ・ｆ_ｉ） ・・・（２７）

【0099】

この式（２７）において、安全係数ｓｆとしては３が適用される。この安全係数ｓｆ＝３という条件は、地盤中の摩擦杭について地震の発生時であっても沈み込みが発生するのを防止可能とする条件である。

【0100】

また、前記杭材の候補の鋼管の周長Ｕは、杭材の候補の鋼管の直径Ｄ_２と円周率πとから、次式（２８）によって算出される。
Ｕ＝Ｄ_２・π ・・・（２８）

【0101】

また、前記周面摩擦力度ｆ_ｉは、前記現地条件の地盤に関する条件のうちの岸壁１００の地盤のＮ値を２倍した値（２Ｎ）とする。この周面摩擦力度ｆ_ｉの値は、岸壁１００の地盤の地質が砂質土であり、その地盤中に中堀り杭工法で鋼管杭２が設置される場合に適用される値である。

【0102】

そして、前記地盤中での転倒防止可能な杭材の選定において鋼管杭２の転倒に対する安全率Ｆ_ｓが１．５以上になるとして杭材に選定され、且つ、前記地盤中での沈み込み防止可能な杭材の選定において必要杭長Ｌ_ａよりも大きい長さを有するとして杭材に選定された鋼管を、鋼管杭２の杭材として採用する。

【0103】

また、前記支柱埋込長設定過程は、各支柱４のうち支柱固定コンクリート１０に埋め込まれる部分である支柱埋込部３０の長さを設定する過程である。この支柱埋込長設定過程では、漂流物１０２が縦方向で流出防止柵１に衝突するときに支柱埋込部３０に発生する曲げモーメントにより支柱固定コンクリート１０に作用する最大圧縮応力度が規定値であるコンクリートの短期許容圧縮応力度よりも小さくなるように支柱埋込部３０の長さを設定する。

【0104】

支柱固定コンクリート１０に作用する前記最大圧縮応力度σ_ｃ１は、前記支柱材選定過程で支柱材として選定された鋼管の直径Ｄ_１と、支柱４の埋込長Ｌ_１と、漂流物１０２の縦方向での流出防止柵１への衝突により支柱４に加わるせん断力Ｑ_ｏ１と、支柱埋込部３０のうちの支柱本体１２の軸方向における中央部に生じる曲げモーメントＭ_１とから、次式（２９）によって算出される。
σ_ｃ１＝｛Ｑ_ｏ１／（Ｄ_１・Ｌ_１）｝＋｛６・Ｍ_１／（Ｄ_１・Ｌ_１ ^２）｝ ・・・（２９）

【0105】

この式（２９）において、前記せん断力Ｑ_ｏ１としては、前記降伏外力Ｆ_ｙと等しい値を適用する。

【0106】

また、前記曲げモーメントＭ_１は、前記せん断力Ｑ_ｏ１と、前記荷重作用位置の高さｈ_１と、支柱４の埋込長Ｌ_１とから、次式（３０）によって算出される。
Ｍ_１＝Ｑ_ｏ１・（ｈ_１＋Ｌ_１／２） ・・・（３０）

【0107】

また、コンクリートの短期許容圧縮応力度ｆ_ｃは、コンクリートの設計基準強度Ｆｃから次式（３１）によって規定される値であり、コンクリートの設計基準強度Ｆ_ｃは例えば１８Ｎ／ｍｍ^２である。
ｆ_ｃ＝１．５・（Ｆ_ｃ／４） ・・・（３１）

【0108】

以上のように算出される支柱固定コンクリート１０の最大圧縮応力度σ_ｃ１がコンクリートの短期許容圧縮応力度ｆ_ｃよりも小さくなるように支柱４の埋込長Ｌ_１を設定する。

【0109】

本実施形態による流出防止柵１の設計方法では、支柱間隔設定過程において流出防止柵１の複数の支柱４の設置間隔を漂流物１０２の幅Ｂ_ｏの半分よりも大きく且つ漂流物１０２の幅Ｂ_ｏよりも小さい間隔に設定することにより、漂流物１０２が縦方向もしくはそれに近い方向で流出防止柵１に衝突するときに任意の１本の支柱４である第１被衝突支柱２４のみもしくは互いに隣り合う支柱４である２本の第２被衝突支柱２６のみに衝突するように支柱４同士の間隔が設定され、その上で、支柱材選定過程において、第１被衝突支柱２４に漂流物１０２が衝突してその第１被衝突支柱２４が曲げ変形するとともにその第１被衝突支柱２４の曲げ変形に引きつられて両隣の２本の隣支柱２５が曲げ変形することにより漂流物１０２の衝突エネルギを吸収する第１の衝突エネルギ吸収形態と、互いに隣り合う２本の第２被衝突支柱２６に漂流物１０２が縦方向で衝突してその２本の第２被衝突支柱２６が曲げ変形することにより漂流物１０２の衝突エネルギを吸収する第２の衝突エネルギ吸収形態とのいずれにおいても衝突エネルギ取得過程で取得された衝突エネルギの値に相当する漂流物１０２の衝突エネルギを吸収しきることが可能な鋼管を支柱材として選定する。このため、漂流物１０２が縦方向もしくはそれに近い方向で１本の第１被衝突支柱２４のみもしくは隣り合う２本の第２被衝突支柱２６のみに衝突するという衝突エネルギの吸収には厳しい形態での漂流物１０２の衝突がある場合でもその漂流物１０２の衝突エネルギを吸収しきることが可能な流出防止柵１を設計でき、流出防止柵１による漂流物１０２の衝突エネルギの吸収能力を向上できる。

【0110】

しかも、本実施形態による設計方法では、支柱間隔設定過程における前記の支柱４の設置間隔の設定により流出防止柵１の設計の前提となる漂流物１０２の衝突エネルギの吸収形態を特定し、それによって、各支柱４に必要な衝突エネルギの吸収能力を制限することができる。これにより、各支柱４の支柱材として衝突エネルギの吸収能力を抑えた低コストな鋼管、具体的には直径及び管壁の厚みを抑えた鋼管を採用することができ、流出防止柵１の製造コストを削減できる。

【0111】

また、流出防止柵１の衝突エネルギの吸収能力を高めるためには、支柱４の設置間隔をより小さくして漂流物１０２が縦方向もしくはそれに近い方向で衝突するときにその漂流物１０２と衝突可能な支柱４の本数を３本以上に増やすことも考えられるが、この場合には、流出防止柵１の設置工事の規模が著しく増大する。これに対し、本実施形態による設計方法では、支柱間隔設定過程において複数の支柱４の設置間隔を漂流物１０２の幅の半分よりも大きく且つ漂流物１０２の幅よりも小さい間隔に設定するため、漂流物１０２が衝突する支柱４の本数が２本以下（１本の第１被衝突支柱２４のみ、もしくは、２本の第２被衝突支柱２６）になる適度な間隔で支柱４を設置することになり、支柱４の設置本数の過剰な増大による流出防止柵１の設置工事の規模の増大を防ぐことができる。

【0112】

また、本実施形態による流出防止柵１の設計方法では、抗力取得過程において、漂流物１０２に作用する海水の流れにより当該漂流物１０２がその幅方向に沿う横方向で流出防止柵１を押す力である抗力の値を取得し、支柱材選定過程において、前記抗力取得過程で取得された抗力の値に相当する抗力が流出防止柵１に作用した場合に支柱４の支柱本体１２に作用する曲げ応力よりも大きい許容曲げ応力度を有する鋼管を支柱材として選定する。このため、漂流物１０２が横方向で押す抗力が流出防止柵１に作用したときに支柱４に塑性的な曲げ変形が生じるのを防ぐことが可能な流出防止柵１を設計できる。

【0113】

また、本実施形態による流出防止柵１の設計方法では、ビーム材選定過程において、抗力取得過程で取得された抗力の値に相当する抗力が流出防止柵１に作用した場合にビーム６に作用する曲げ応力よりも大きい許容曲げ応力度を有する鋼管をビーム材として選定する。このため、漂流物１０２が横方向で押す抗力が流出防止柵１に作用したときにビーム６に塑性的な曲げ変形が生じるのを防ぐことが可能な流出防止柵１を設計できる。

【0114】

また、本実施形態による流出防止柵１の設計方法では、ビーム固定ボルト選定過程において、抗力取得過程で取得された抗力の値に相当する抗力が流出防止柵１に作用した場合にビーム固定ボルト２０に作用するせん断応力よりも大きい許容せん断応力度を有するボルトをビーム固定ボルト２０として選定する。このため、漂流物１０２が横方向で押す抗力が流出防止柵１に作用したときにビーム固定ボルト２０が破損することなく、そのビーム固定ボルト２０による支柱４のブラケット１４，１８に対するビーム６の固定を維持可能な流出防止柵１を設計できる。

【0115】

また、本実施形態による流出防止柵１の設計方法では、杭材選定過程において、鋼管杭２を構成する杭材として、漂流物１０２が縦方向で流出防止柵１に衝突するときに鋼管杭２に作用する転倒モーメントにより鋼管杭２が岸壁１００の地盤中で転倒するのを回避可能となる鋼管を岸壁１００の地盤の物性に応じて選定する。このため、漂流物１０２が縦方向で流出防止柵１に衝突したときに鋼管杭２に作用する転倒モーメントにより岸壁１００の地盤中で鋼管杭２が転倒するのを防ぐことが可能な流出防止柵１を設計できる。

【0116】

また、本実施形態による流出防止柵１の設計方法では、支柱埋込長設定過程において、漂流物１０２が縦方向で流出防止柵１に衝突するときに支柱埋込部３０に発生する曲げモーメントにより支柱固定コンクリート１０に作用する最大圧縮応力度が規定値であるコンクリートの短期許容圧縮応力度よりも小さくなるように支柱埋込部３０の長さである支柱４の埋込長Ｌ_１を設定する。このため、漂流物１０２が縦方向で流出防止柵１に衝突したときに支柱埋込部３０に発生する曲げモーメントによって支柱固定コンクリート１０が圧縮されて破損するのを防ぐことが可能な流出防止柵１を設計できる。

【0117】

また、本実施形態による流出防止柵１の製造方法では、以上のような設計方法により設計した流出防止柵１を製造する。

【0118】

具体的には、当該製造方法では、前記支柱材選定過程で選定された鋼管を支柱材とする複数の支柱４を前記支柱間隔設定過程で設定された設置間隔で港湾１００の岸壁に立設し、その複数の支柱４の隣り合うもの同士を複数のビーム６でそれぞれ繋いで流出防止柵１を製造する。

【0119】

また、当該製造方法では、前記複数の支柱４の隣り合うもの同士をそれぞれ繋ぐ複数のビーム６のビーム材として、前記ビーム材選定過程で選定された鋼管を用いる。また、その隣り合う支柱４同士をビーム６で繋ぐ際に支柱４のブラケット１４，１８にビーム６を固定するビーム固定ボルト２０として、前記ビーム固定ボルト選定過程で選定されたボルトを用いる。

【0120】

また、当該製造方法では、前記複数の支柱４を港湾の岸壁１００に立設する前に前記杭材選定過程で選定された鋼管を杭材とする複数の鋼管杭２を所定間隔で岸壁１００の地盤中に埋め込む。その際、各鋼管杭２の延び方向の一端が岸壁１００の上面の位置に揃うようにその各鋼管杭２を鉛直方向に延びる姿勢で設置する。そして、その各鋼管杭２の内側に支柱固定コンクリート１０を打設するとともに、各支柱４の支柱本体１２の基部１２ａを各鋼管杭２の内側に差し込んで支柱固定コンクリート１０内に埋め込む。この際、支柱固定コンクリート１０内に埋め込まれる各支柱４の支柱埋込部３０の長さを、前記支柱埋込長設定過程で設定された埋込長Ｌ_１に等しい長さに調節する。

【0121】

（変形例）
本発明による流出防止柵の設計方法は、前記のようなものに必ずしも限定されない。例えば、本発明による流出防止柵の設計方法に以下のような構成を採用可能である。

【0122】

本発明による設計方法で設計する流出防止柵は、津波の引き波により漂流する漂流物の海上への流出を防止するものに必ずしも限定されず、高潮の引き波により漂流する漂流物の海上への流出を防止するものであってもよい。この場合、衝突エネルギ取得過程において漂流物の衝突エネルギの値を算出するときに、漂流物が受ける海水の流れに加えて当該漂流物が受ける風の影響を加味した衝突エネルギの値を算出し、抗力取得過程において漂流物が流出防止柵を横向きで押す抗力の値を算出するときに、漂流物が受ける海水の流れに加えて当該漂流物が受ける風の影響を加味した抗力の値を算出する。

【0123】

また、本発明による設計方法における衝突エネルギ取得過程は、漂流物の衝突エネルギの値を算出することによって取得するものに必ずしも限定されず、例えば、予め用意された漂流物の衝突エネルギの値の情報を入手することによって取得するものであってもよい。また、本発明による設計方法における抗力取得過程は、漂流物が横方向で流出防止柵を押す抗力の値を算出することによって取得するものに必ずしも限定されず、例えば、予め用意された漂流物の衝突エネルギの値の情報を入手することによって取得するものであってもよい。

【0124】

流出防止柵の各支柱の岸壁に対する固定構造は、前記実施形態のように岸壁の地盤中に埋設した鋼管杭に支柱の基部を差し込んで支柱固定コンクリートで固定するものに必ずしも限定されない。例えば、岸壁の上面上に設置されてアンカーボルトで岸壁に固定されたベースプレートに対して支柱の基部が固定される固定構造、もしくは、岸壁がその上部に打設されたコンクリートを含んでいてそのコンクリート中にアンカープレートが埋め込まれるとともに、岸壁上部のコンクリートの上面上に設置されたベースプレートがアンカーボルトによって前記アンカープレートに固定され、そのベースプレートに対して支柱の基部が固定される固定構造を、本発明による流出防止柵の各支柱の岸壁に対する固定構造として採用可能である。

【0125】

また、本発明による流出防止柵は、隣り合う支柱間に高さ方向に並んで配置された複数段のビームを備えていてもよい。

【符号の説明】

【0126】

１ 流出防止柵
２ 鋼管杭
４ 支柱
６ ビーム
１０ 支柱固定コンクリート
２０ ビーム固定ボルト
２４ 第１被衝突支柱
２５ 隣支柱
２６ 第２被衝突支柱
１００ 岸壁
１０２ 漂流物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】