新 潟 港 ( 東 港 地 区 ) 岸 壁 ( ー1 2 m )( 西 )( 1 号 )( 耐 震 )
設 計 室
1 . 概 要
新 潟 港 で は 効 率 的 な 荷 役 機 能 の 確 保 と 入 港 船 舶 の 安 定 航 行 を 図 り , 地 域 産 業 の 国 際 競 争 力 と 地 域 住 民 の 生 活 安 定 に 資 す る 国 際 海 上 コ ン テ ナ タ ー ミ ナ ル の 整 備 拡 充 が 要 請 さ れ て い る . こ の よ う な 中 、 新 潟 港 ( 東 港 地 区 ) 西 ふ 頭 に お い て 岸 壁 (-12m) が 2 バ ー ス 計 画 さ れ た . う ち 1 バ ー ス に つ い て は , 大 規 模 地 震 が 発 生 し た 場 合 に お い て も 必 要 な 物 流 機 能 を 維 持 で き る よ う , 耐 震 強 化 岸 壁 と し て 位 置 づ け ら れ て い る . 図 - 1 新 潟 港 ( 東 港 地 区 ) 耐 震 強 化 岸 壁 ( -12m) 新 設 部 250m 隣 接 岸 壁 (-14m) 350m 耐 震 改 良 部 30m 既 設 岸 壁 取 付 部2 . 設 計 条 件
2 -1 . 設 計 対 象 区 間 設 計 対 象 区 間 は 供 用 中 の 隣 接 岸 壁 ( 控 え 組 杭 式 鋼 管 矢 板 構 造 ,-14m) と の 連 続 バ ー ス で あ り , 新 設 部 250m と 既 設 岸 壁 取 付 部 耐 震 改 良 部 30m( 以 下 , 改 良 部 ) か ら 構 成 さ れ る . 岸 壁 の 構 造 形 式 は コ ス ト ・ 施 工 性 を 考 慮 し て 次 の よ う に 決 定 し た . 新 設 部 は 桟 橋 式 や 重 力 式 と の 検 討 を 踏 ま え , 床 掘 量 が 少 な く , 陸 上 施 工 を 主 体 と す る 「 控 え 組 杭 式 鋼 管 矢 板 構 造 」 と し , 改 良 部 は 既 設 構 造 物 の 耐 震 性 能 照 査 を 行 っ た 上 で , 隣 接 岸 壁 と の 境 界 部 の 被 災 シ ナ リ オ を 踏 ま え 「 固 化 改 良 工 法 」 と し た . 2 -2 . 性 能 規 定 値 の 設 定 本 岸 壁 は , 特 定 ( 幹 線 貨 物 輸 送 対 応 ) の 耐 震 強 化 施 設 に 位 置 づ け ら れ , 要 求 性 能 は 以 下 の 通 り で あ る . ( 1 ) 要 求 性 能 永 続 ・ 変 動 状 態 に お け る 要 求 性 能 は , 安 全 性 ・ 使 用 性 で あ る . 自 重 ・ 土 圧 ・ レ ベ ル 1 地 震 動 等 の 作 用 力 に よ る 損 傷 等 が 岸 壁 の 機 能 を 損 な わ ず , 継 続 し て 使 用 で き る 事 で あ り , 港 湾 基 準 の 部 分 係 数 を 用 い た 照 査 を 行 う . 偶 発 状 態 に お け る 要 求 性 能 は 修 復 性 で あ る . レ ベ ル 2 地 震 動 に よ る 損 傷 等 が , 軽 微 な 修 復 に よ り 船 舶 の 利 用 及 び 幹 線 貨 物 の 荷 役 機 能 の 回 復 に 影 響 を 及 ぼ さ な い 事 で あ り ,FLIP 解 析 に よ る 応 力・変( 2 ) 性 能 規 定 値 の 設 定 偶 発 状 態 に お け る 性 能 規 定 値 は ,港 湾 基 準 ・ 既 往 事 例 ・ 文 献 な ど を 参 考 に 表 - 1 の 通 り 設 定 し た . ま た , 設 計 条 件 は 表 -2 の 通 り で あ る . ( 2 ) 対 象 地 震 動 ① レ ベ ル 1 地 震 動 工 学 的 基 盤 か ら 一 次 元 の 地 盤 応 答 解 析 を 実 施 し , 地 盤 及 び 構 造 物 の 周 期 特 性 や 許 容 変 形 量 を 考 慮 し て 照 査 用 震 度 を 算 定 す る . ② レ ベ ル 2 地 震 動 内 陸 活 断 層 地 震 と し て 算 出 さ れ て い る M6.5 直 下 型 地 震 と す る . 矢 板 式 係 船 岸 表 -1 偶 発 状 態 に お け る 性 能 既 定 値 照 査 項 目 標 準 的 な 限 界 値 の 指 標 法 線 の 変 形 残 留 変 形 量 の 限 界 値 100cm 矢 板 の 降 伏 設 計 降 伏 応 力 度 タ イ 材 の 破 断 設 計 破 断 強 度 控 え 工 の 全 塑 性 設 計 断 面 耐 力 ( 全 塑 性 モ ー メ ン ト ) 控 え 工 に 作 用 す る 軸 力 地 盤 の 破 壊 に 基 づ く 抵 抗 力 ( 押 し 込 み 、 引 き 抜 き ) 上 部 工 設 計 断 面 耐 力 ( 終 局 限 界 状 態 ) 固 化 改 良 工 法 ( 重 力 式 係 船 岸 ) 照 査 項 目 標 準 的 な 限 界 値 の 指 標 法 線 の 変 形 残 留 変 形 量 の 限 界 値 100cm 表 -2 設 計 条 件 一 覧 岸 壁 (-12m) 耐 震 備 考 種 別 項 目 ( 特 定 幹 線 貨 物 輸 送 対 応 ) 区 間 延 長 標 準 部 220m + 2 号 側 取 付 部 30m 計 画 水 深 -12.0m 設 計 水 深 -12.6m 天 端 高 +2.5m エプロン幅 70.0m 形 状 寸 法 エプロン勾 配 1/100 対 象 船 舶 貨 物 船 30,000DWT 取 扱 貨 物 コ ン テ ナ 上 載 荷 重 永 続 状 態 : 20kN/m 2 変 動 状 態 : 10kN/m2 レ ベ ル 1 地 震 動 新 潟 港 max; 228Gal 対 象 地 震 動 レ ベ ル 2 地 震 動 M6.5 直 下 型 max;653Gal 0.19( 控 え 組 杭 式 矢 板 構 造 ) レ ベ ル 1 地 震 動 照 査 用 震 度 0.25( 控 え 組 杭 式 矢 板 構 造 ) レ ベ ル 2 地 震 動 外 力 条 件 荷 役 機 械 コ ン テ ナ ク レ -ン (能 力 40t 吊 り ) H.W.L. + 0.50m L.W.L. ±0.00m 海 象 条 件 残 留 水 位 + 0.35m 矢 板 式 構 造 潮 位 差 ×2/3 係 船 曲 柱 1,000kN 係 船 直 柱 1,500kN 付 帯 工 防 衝 工 接 岸 速 度 10cm/s 接 岸 角 度 0 度 供 用 期 間 設 計 供 用 期 間 50 年
( 3 ) 土 質 条 件 図 - 2 に 地 盤 条 件 を 示 す . 原 地 盤 か ら -40m 付 近 ま で は N 値 が 15~ 50 の 良 質 な 沖 積 砂 質 土 層 と な っ て い る . そ の 下 は 中 間 土 を 含 む 沖 積 粘 性 土 層 と 砂 質 土 層 の 互 層 と な っ て お り ,-90m 付 近 か ら 下 は 洪 積 粘 性 土 層 と 砂 質 土 層 の 互 層 と な っ て い る .
3 . 液 状 化 強 度
当 該 地 盤 は 良 質 な 砂 質 地 盤 で あ り , 間 隙 比 や 初 期 せ ん 断 剛 性 の 比 較 な ど か ら チ ュ ー ブ サ ン プ リ ン グ の 乱 れ の 影 響 が 考 え ら れ た . 設 計 に お い て は , 信 頼 性 の 高 い 凍 結 サ ン プ リ ン グ に よ る 液 状 化 試 験 を 採 用 す る こ と で , 地 盤 の 液 状 化 強 度 特 性 を 精 度 良 く 把 握 す る こ と に 努 め た .4 . 構 造 断 面 の 照 査
4 -1 .新 設 部( 控 え 組 杭 式 鋼 管 矢 板 構 造 ) 図 -3 に レ ベ ル 2 地 震 動 対 応 の 新 設 部 標 準 断 面 図 を 示 す . 永 続 ・ 変 動 状 態 で 設 定 し た 断 面 に レ ベ ル 2 地 震 動 を 用 い た FLIP 解 析 を 行 っ た と こ ろ ,特 に ,液 状 化 層 の 境 界 付 近 で 鋼 材 へ の 応 力 集 中 が 見 ら れ , 全 て の 部 材 で 性 能 規 定 値 を 満 足 し な か っ た . 偶 発 状 態 の 構 造 安 定 性 を 確 保 す る た め の 対 策 は , 固 化 改 良 工 法 よ り も 安 価 と な る 鋼 材 の 増 強 に よ る こ と と し た . 控 え 杭 に つ い て は ,偶 発 状 態 で 地 盤 強 度 が 低 下 す る Asd 層 及 び As1 層 の 周 面 摩 擦 を 期 待 せ ず , 液 状 化 対 象 層 以 深 の 支 持 層 で 押 込 ・ 引 抜 支 持 力 を 確 保 し た . 鋼 材 の 増 強 を 行 っ た 断 面 に 対 す る FLIP 解 析 で は ,法 線 の 残 留 変 形 は 70cm と な り , 各 部 材 の 性 能 規 定 値 も 満 足 す る 結 果 と な っ た . 4 -2 . 改 良 部 ( 固 化 改 良 工 法 ) 図 -4 に レ ベ ル 2 地 震 動 対 応 の 改 良 部 標 準 断 面 図 を 示 す . 改 良 部 は , 供 用 中 の 既 設 岸 壁 (-14m) が 隣 接 す る た め , 取 付 部 施 工 時 の 影 響 に 配 慮 し て 新 設 部 と 同 等 の 耐 震 性 能 を 確 保 す る 必 要 が あ る . さ ら に , 既 設 岸 壁 側 へ の 背 後 土 砂 流 出 や 既 設 岸 壁 の 被 災 の 影 響 を 考 慮 し , 耐 震 性 の 高 い 小 口 部 を 設 け る こ と と し た . 以 上 を 踏 ま え , 既 設 の タ イ 材 や 鋼 管 矢 板 に 損 傷 を 与 え ず , 硬 質 地 盤 に 対 応 で き る 工 法 に て 液 状 化 層 を 固 化 改 良 し , 重 力 式 構 造 と し て 耐 震 性 を 確 保 す る こ と と し 図 -2 地 盤 条 件流 式 高 圧 噴 射 撹 拌 工 法 , タ イ 材 下 の 標 準 部 は 交 差 噴 流 式 複 合 撹 拌 工 法 を 採 用 し た . FLIP 解 析 に よ る 照 査 で は ,法 線 の 残 留 変 形 は 50cm 程 度 と な り ,偶 発 状 態 の 性 能 規 定 値 を 満 足 す る 結 果 と な っ た . -12.00 L.W.L+0.00 エプロン幅 70.00 26.90 34.80 0.20 計画水深 +2.83 3.004.10 レールスパン 30.00 4.002.00 +1.00 +0.30 φ=37°δ=15° 継ぎ杭位置 工場溶接位置 工場溶接位置 As1 Asd As1(m)-1 As1(m)-2 +2.50 γ'=9.1kN/m (N=18)3 φ=36°δ=15°γ'=8.3kN/m (N=23)3 -21.60 -39.80 控え杭 1000φx18t CtoC 1.605m (SKK490) 控え杭 900φx13t CtoC 1.605m (SKK490) 15°15° コンクリート舗装t=0.35 4.5N/mm2 タイ材破断強度 3898kN以上 控え杭 1000φx13t CtoC 1.605m (SKK490) -13.30 継ぎ杭位置 -13.30 -25.45 控え杭 1000φx10t CtoC 1.605m (SKK400) 2. 00 2. 00 -31.70 岸壁法線 1 % 1 % C to C 3.210m -1.00 重防食 電気防食 (50年) +0.30 +0.80 -2.70 埋立土φ=30°δ=15°γ=18.0kN/m3 -18.30 -18.30 φ=34°δ=15°γ'=8.6kN/m (N=32)3 φ=36°δ=15°γ'=8.2kN/m (N=35)3 -35.20 -35.20 2H-350x350x12x19腹起し(SM490) 鋼管矢板 1500φx24t L=33.20m C to C 1.605m (SKY490) 図 -3 新 設 部 の 標 準 断 面 図 -12.00 L.W.L+0.00 エプロン幅 70.00 27.10 34.80 0.20 計画水深 3.004.00 レールスパン 30.00 3.801.90 -12.50 岸壁法線 C to C 2.204m -1.00 +2.50 +0.30 φ=37°δ=15°γ'=9.1kN/m (N=18)3 -2.70 φ=36°δ=15°γ'=8.3kN/m (N=23)3 -18.30 φ=36°δ=15°γ'=8.2kN/m (N=35)3 2[-380x100x10.5x16 腹起し(SS400) 既設鋼管杭 +1.00 +0.30 タイ材張力 77.3t 以上 既設控え杭 -23.00 (HT690 Φ80相当) -23.00 2.10 既設鋼管矢板 重防食 +1.20 +0.50 33.40 2.50 27.10 3.80 (交差噴流式高圧噴射攪拌工法) quck=1300kN/m2 固化改良 quck=1300kN/m2 固化改良(交差噴流式複合撹拌工法) quck=700kN/m2 1 % +2.50 海側固化改良施工基面 +2.80陸側固化改良施工基面 (交差噴流式 固化改良 φ1000x16t L=24.50m φ812x10t L=14.00m φ800x14t L=25.00m 高圧噴射攪拌工法)
新潟港(西港地区)信濃川左岸護岸(生物共生型護岸)
技術開発課
1.港湾における海域環境改善の取り組み
港湾施設の護岸や防波堤などは直立式で整備されているところが多く、自然の砂浜や磯 場と違い、水生生物にとっては定着しにくい構造となっている。 生物多様性基本法の施行(平成20年6月)など社会的要請にも鑑み、国土交通省港湾局 では、平成20年度から実証実験として、全国5港(秋田・新潟・堺泉北・北九州・石垣) をモデルケースに、老朽化対策と併せて自然条件や構造形式などが異なる様々な条件下に おける生物共生に配慮した干潟や藻場等を有する護岸を整備し、海域環境改善効果等の検 証に取り組んでいる。2.設計対象位置の概況
信濃川河口に位置する新潟西港は、港内に淡水と海水が交わる汽水域を有しており、多 様な水生生物が生息できる可能性を持った環境である。汽水域とは、塩分の少ない水域の ことで、一般には河口部が該当する。 しかしながら、護岸および岸壁の構造形式の多くが鋼矢板式等の直立構造となっており、 設計対象の信濃川左岸護岸も全区間にわたり矢板式護岸であるとともに、新潟西港と佐渡 島を結ぶ佐渡汽船フェリーや漁船等の航行により発生する航走波の影響を常に受けている ため、水生生物の生息環境は必ずしも良好とは言えない状況である。 図-1 事業実施箇所3.整備計画
設計対象地点の既設護岸は、建設後すでに44年を経過しており、現状における前面水深 および鋼矢板の腐食状況調査結果に基づいて、安定性を照査した結果、今後50年間の供用 は困難であると判断された。そこで、老朽化した護岸の改良と併せて生物共生など周辺環 境に配慮した港湾施設の整備を行う計画としたものである。 新潟西港 信濃川 護岸66.3m 新潟西港 信濃川 護岸66.3m本施設は、平成21年度に基本・細部設計および護岸の改良工事(実施延長L=66.3m)が 完成し、平成22年度以降、水生生物の生息状況等のモニタリング調査を継続的に行うこと により、護岸改良の効果を検証し、今後の港湾環境施策に反映させる計画となっている。
4.設計条件
4-1.要求性能 本設計においては、通常の護岸の要求性能に加え、多様な生物の生息が可能となる良 好な環境の回復、および生物共生空間の創出を目的として、①生物の育成に配慮し、航 走波に対する消波機能を有すること、②水生生物が生息・生育できる共生空間の設置が 可能であることを要求性能として新たに設定した。 4-2.波浪条件 設計対象地点に作用する波浪は、①フェリー等船舶の航行によって発生する航走波、 ②護岸前面海域の風によって発生する風波がある。本護岸は,生物の生息・生育に寄与 するため消波構造とする必要があり、そのために設置する消波パネルの構造は航走波(波 高;H=0.73m)を、護岸構造(共生床受台など)の安定性照査は風波(波高;H=1.1m)を それぞれ設計条件とした。 4-3.共生空間の条件 (1)共生空間の水深 塩分濃度の状況と対象生物の分布を図-2に示す。過年度に周辺水域で実施された 水生生物調査では、様々な生物種が確認されている。また,-3.0m以浅の水深帯では、 塩分濃度が2.8PSU~12.7PSU程度の値を示しており、汽水域~淡水域に生息する生物 や、低塩分環境に耐性のある生物等が寄り集まると期待できるものと考えられる。 図-2 設計対象地点での塩分濃度の状況と各水深帯における対象生物 ※対象生物:護岸直前面(平成 21 年 2 月実 施)および新潟港周辺水域における過年度 の水生生物調査結果より【北陸地方整備局 新潟港湾・空港整備事務所実施】よ っ て 、本 護 岸の 共 生 空間 に お い て は 、 水 底か ら 水面 上 ま での 生 物 を 対 象 に 、 共生 床 受台 の 上 に汽 水 域 ~ 淡 水 域 に 生息 す る生 物 の 共生 空 間 を 提 供 で き るこ と 。ま た 、 共生 床 受 台 下 の 空 間 にお い ては 、 底 質環 境 お よ び 底 生 生 物の 生 息環 境 へ の配 慮 か ら 通 水 性 と モニ タ リン グ 可 能な ス ペ ー ス を 確 保 する こ とが 必 要 と考 え 、 共 生床受台の下には0.5m~1.0mの空間 を 確 保 す るこ と を条 件 と した 。 こ う した共生空間の水深条件および設計水 図-3 工区別共生床受台の設置水深 深を考慮し、共生床受台の設置水深は、 図-3に示すようにⅠ工区で-1.0mと-2.0m,Ⅱ工区で-3.0mと設定した。 (2)共生空間の荷重条件 共生床として設置される実験材料および配置計画・設置方法は、設計段階では確定 していなかったため、荷重条件の設定にあたっては、共生床材料等に関する資料収集 整理を行った。 水生生物の寄り集まる可能性を促す効果のあるリサイクル材を中心に、各材料の特 性、港湾および河川等での活用事例や共生機能等を整理した。その結果、貝殻(漁業 活動によって生じるカキ殻等の貝殻廃棄物)や、自然石、あるいは人工石などを想定 し、護岸構造の安定性照査は重量の大きい石材を荷重条件とした。
5.護岸構造形式の検討
5-1.構造形式の選定 護岸構造形式の選定にあたり、設計条件および以下①~④の現場制約条件等を踏まえ、 構造形式について検討を行った。 ①生物共生空間を設けるにあたり、共生床の設置水深や空間幅等に自由度を持つこと ②共生空間は、川の流れに対して阻害の少ない杭式等の構造とすること ③コスト縮減および工期短縮を図るため、既設護岸前面の浚渫や背後の掘削作業を少 なくし、発生土砂を極力抑制すること ④新潟西港港内は機雷の残存区域であるため、異常物探査箇所を少なくすること 構造の安定性・施工性・生物共生機能・工期・経済性等を比較し、総合的に評価した 結果、『直杭・矢板支承棚+控え直杭式構造』を採用した。決定断面は、図-4に示す ように、護岸は控え直杭式矢板とし、前面に打設した直杭と矢板にて共生床受け台を支 持する構造である。 N Ⅰ工区 (設計水深 -5.5m) Ⅱ工区 (設計水深 -7.0m)信濃川
護岸背後(陸)
共生床受台水深 -2.0m 共生床受台水深 -1.0m 共生床受台水深 -2.0m 共生床受台水深 -3.0m5-2.構造上の特徴 本護岸の構造上の特徴として、生物の育成に配慮するため、フェリー等船舶の航行に より発生する航走波を対象に消波工の検討を行った。背後地の防護や生物生息上の要求 性能から、共生空間内の波高を50㎝以下とし、波高伝達率0.6を満足するよう消波パネ ルを設置することとした。 図-4 決定断面『直杭・矢板支承棚+控え直杭式構造』
6.まとめ
『直杭・矢板支承棚+控え直杭式構造』は、既設矢板を残置し、約1.0m前面に新設矢板 を構築することで背後の土砂掘削が抑制できた。さらに、直杭と矢板にて共生床受け台を 支持することで、直杭の本数を半減させ、異常物探査箇所を少なくし、工期短縮を図るこ とを可能にした。また、本構造は、共生空間を張り出し棚式構造にしたことで、共生床の 設置水深を-1.0m,-2.0m,-3.0mと複数設定できた。一方、空間幅にも自由度を持たせ、 図-5に示すように、共生床材料に自然石(蛇籠)、貝殻、砂など複数の材料を使用する ことができた。 これらは、多様な実験ケース の提供を実現し、様々な環境条 件での水生生物に関するデータ 取得という本事業の目的に添う 形式となった。本設計では、信 濃川河口部のように塩分の少な い汽水域を有する環境条件下に おける生物共生型護岸設計の基 礎資料が得られ、今後の港湾環 図-5 共生空間に複数設置された共生床材料 境施策に反映できるものと考える。 自然石 貝 殻 自然石 貝 殻新潟港(西港地区)道路(トンネル)設備
技術開発課
1.概要
臨港道路入舟臨港線(道路(トンネル))は昭和62年に事業着手され、平成14年度 に一部供用を開始し、平成17年度に全線3.2Kmを供用した。交通量は約1.7万台 (平成19年度実績)であり新潟臨港道路でも主要幹線道路として位置づけられている。 近年、ゲリラ豪雨等が多発しており、自然環境の変化が著しく変化し、物流機能・都市 交通の高度化並びに緊急時の「生命線」としての主要幹線道路である当該施設が、ゲリラ 豪雨に伴うトンネル内の冠水により著しく安全性を阻害する恐れがあるため、近年の自然 環境の変化に対応可能な施設増強を図る必要がある。2.既設設備概要と設計の基本方針
2-1.既設設備概要 対象となる臨港道路入舟臨港線(道路(トンネル))には排水設備として左岸側、右 岸側、トンネル最下部に2箇所の合計4箇所ポンプを有している。 図-1 既設設備配置図 2-2.設計の基本方針 (1)改良実施対象のポンプ 本設計における改良実施対象のポンプはAポンプ所のみとする。また、Aポンプ所 周辺機器の改良の設計も行う。 (2)流入水の検討 ①降雨水a降雨強度 降雨強度は過去の異常気象時の測定値を考慮してを97mm/hとする。 b集水面積 対象とするAポンプ所の対象集水面積は11,184.9m2 とする。 c流出係数 流出係数は対象箇所の路面が舗装のため0.9とする。 d特性係数 特性係数a=81.25、b=21.25とする。 ②車両持込水量 車両持込水量は首都高速道路で過去に用いた大型車3.2㍑/台、小型車1.8 ㍑/台を使用し算出した結果0.089m3/minとする。 ③消火用水 消火用水は初期消火において支障をきたさない5.0m3/minとする。 ④湧水 沈埋トンネルでは湧水が無いものとし陸上トンネル、半地下部で算出する。高速 道路排水施設基準より算出し0.307m3/minとする。
3.ポンプの検討結果
3-1.Aポンプ所の検討 前述した基本条件を踏まえ、ケ―ス①~ケ―ス③において比較したものを表-1に示す。 表-1 検討結果比較表ゲリラ豪雨とトンネル内火災の発生する確率は低いと考えられるが発生しない訳ではな い。火災発生時でも迅速な消火活動、救助活動を可能にするためポンプ容量を決定する条 件として消火用水を見込み早急に排水を行う必要がある。しかし、現状設備設計時に見込 んだ消火用水全て見込む事は過大な設備となるため、他施設の事例や基準等を参考に消火 活動、救助活動に支障をきたさない程度の最低限度の必要な消火用水を見込むこととしケ ―ス3を選定する。 3-2.管理基準値 Aポンプ所について管理基準値設定について比較したものを表-2に示す。 ケ―ス①は最大湛水量時に点検用歩廊以下となるため運用に問題はない。ケ―ス②は制 御ラインを縮小してもケ―ス①と大きな差はない。ケ―ス③は、ケ―ス①と比較した場合 最大湛水量水位が0.3m程度低くなり問題がある。 表-2 管理基準値設定比較表
4.周辺機器の設計
4-1.制御盤 Aポンプ所を変更したため出力が増加となる。出力の増加に伴いブレ―カ―を変更する 必要が生じるが、既設の制御盤のブレ―カ―を交換することは既設の制御盤の大きさから 不可能である。よって、制御盤の更新も必要となる。排水ポンプ制御盤姿図を図-2に示 す。図-2 排水ポンプ制御盤姿図 4-2.受電設備の容量検討 (1)受電絶縁変圧器 受電絶縁変圧器は、保守点検、故障時に備え2バンク構成とし、並列運転はしない ものとする。変圧器容量は配電系統において最大需要電力により定常時と1バンク停 止時の大きい方の容量で決定する。 (2)動力変圧器 動力変圧器は設備負荷容量より2バンク構成とするが、1バンク故障時または、点 検時においては、他の変圧器からの電源供給が可能なように連絡開閉器を設ける。変 圧器容量は定常時容量と1バンク停止後の容量の大きい方を選定する。 (3)照明変圧器 照明変圧器は各照明等の負荷容量 表-3 受電変圧器の検討結果 より3相6.6KV/415V40 0KVAとする。 (4)所内変圧器 所内変圧器は各設備の負荷容量よ り3相6.6KV/210/182 ―105V/150KVAとする。 (5)検討結果 (1)~(4)よりまとめた結果を表-3に示す。Aポンプ所の出力増加による受 配電変圧器の変更は不要となる。 4-3.自家発電設備 自家発電についても受配電変圧器と同様、現状の容量のままで更新は不要である。
新潟空港駐車場(ル―フ)
技術開発課
1.概要
新潟空港は平成21年において約96万人が利用している。新潟空港の利便性向上のた め、身体障害者用駐車場ル―フ、車道横断部ル―フ、駐車場からタ―ミナルまでの歩行者 用ル―フ設置の実施設計を行った。整備範囲を表-1に示す。 表-1 駐車場ル―フ整備範囲2.設計条件の整理
2-1.各ル―フにおける設計条件の整理 表-1に示す整備範囲をもとに基本方針を決定する。 機能性は、利用者が安全、快適に通行できる機能を満たすこととし、条件上、片持ち 構造となるル―フがあることから、安定性を第一に考慮する。 安全性は、車両及び歩行者の死角にならない柱位置の選定を行なうとともに、昼夜を 問わず明るさを確保し、安全・快適に通行できる空間とする。 景観性は、空港の大屋根との関連性を考慮しながら形状、色彩等を検討する。 維持管理は、メンテナンスフリ―を基本とし、経年変化が少なく破損の恐れが少なく、 汚れが付着しにくい材質とする。 以上を考慮して身体障害者用駐車場ル―フ、車道横断部ル―フ、駐車場からタ―ミナ ルまでの歩行者用ル―フについて基本寸法等の設計条件の整理を行い、表-2にまとめ た。なお、ル―フの基本寸法は表-1の駐車場ル―フの整備範囲の寸法を基本として設 定した。表-2 設計条件の整理 2-2.各ル―フにおける構造検討の比較 (1)車道横断部ル―フ 車道横断部ル―フについては駐車場側への片持ち形式となる。各構造形式における 比較を表-3に示す。 表-3 車道横断部ル―フの構造形式 比較の結果、構造面、景観面、経済面より車道横断部ル―フの構造形式は吊り屋根 構造とする。
(2)身体障害者用駐車場ル―フと歩行者用ル―フ 表-4に身体障害者駐車場ル―フと歩行者用ル―フの構造形式の比較表を示す。 表-4 身体障害者駐車場ル―フと歩行者用ル―フの構造形式 身体障害者用駐車場ル―フの構造形式は、ラ―メン構造が有利であるが、車道横断 部との連続性を考慮して、吊り屋根構造とラ―メン構造とする。歩行者用ル―フの構 造形式はラ―メン構造とする。
3.ル―フの基本形状と材質
3-1.ル―フの基本形状 表-3と表-4で検討した構造形式をもとに、車道横断部ル―フ、身体障害者用駐 車場ル―フ、歩行者用ル―フの基本形状を検討する。 表-5よりⅠ案~Ⅲ案までは柱やル―フ面積等構造的に特に問題は無いが利便性の 視点から見るとⅢ案は著しく劣る。景観性、施工性ではⅠ案~Ⅲ案はほぼ同等である。 よって、本比較において総合的に判断した結果、ル―フの形状はⅠ案とⅡ案を選定 する。表-5 ル―フの形状と配置計画 3-2.材質 耐用年数、景観性、メンテナンス等からアルミハニカムパネル(強化合わせガラス) と膜材を選定した。
4.設計成果
前述の3-1で選定したⅠ案とⅡ案に 表-6 ル―フの最終基本形状 3-2で検討したアルミハニカムと膜 材で比較した結果、Ⅱ案の形状に膜材 を用いたものが一番有利となった。 なお、積雪寒冷地での車道横断部ル ―フでは比較的平坦な形状として、屋 根の雪を落下させないようにして車両 や歩行者の安全を確保するとともに、 日常の維持管理の負担軽減を図ってい る事例が見られた。 本設計でもⅡ案に膜材を用いたもの を基本構成としながらも、車道横断部 ル―フについてはアルミハニカムの屋 根材を用いる事で他の事例の空港と同 様の効果を期待する。 表-6にル―フの最終基本形状を示 す。新潟港海岸(西海岸地区)離岸堤(潜堤)第3期 標準部
調
査
課
1.概要
新潟港海岸(西海岸地区)は、昭和61年度より面的防護工法による侵食対策事業を実施 しており、第1期潜堤の概成に伴い、平成6年度より新潟みなとトンネル事業から発生する トレンチ浚渫土砂を有効活用した養浜工を開始し、平成12年度には突堤(第1・2)、平成 17年度には突堤(第3)が完成し、一般開放している。 また、第3区画についても、平成20年度までに第2期潜堤が完成、突堤(第4)は、平成 22年度に完成する予定である。 さらに、平成20年度に区域拡張として直轄事業化が認められた、いわゆる「協定海岸(寄 居浜地区)」についても、現区域と同様に潜堤、突堤、護岸(養浜)を組み合わせた面的 防護工法による整備が予定されている。 当該区域は、潜堤を先行して整備を行うことにより、区域の静穏域を確保することとし ているため、今回、潜堤の設計を行ったものである。 図-1に設計対象位置図を、図-2に設計対象区間を示す。 今回の設計は、既設潜堤と接続する部分、開口部、終端部を除く標準部とした(標準部 はH21年度から現地着工)。 図-1 設計対象位置図 図-2 設計対象区間 第1区画 第2区画 第3区画 第4区画 第1期離岸堤 第2期離岸堤 第1・2期区間延長 1,630m 想定延長 760m 設計対象区間 突堤(第1) 突堤(第2) 突堤(第3) 突堤(第4) 突堤(第5) 突堤(第6) 第3期離岸堤 事業延長 910m 既設潜堤 開口幅・数については、 実験を実施して決定 接続方法については、 実験を実施して決定 設計対象区間 端部延長については、 実験を実施して決定 凡 例2.設計条件
設計条件を表-1に示す。 表-1 設計条件一覧 項目 小分類 設定条件 設定方法等 設計水深 -11.5m 深浅データによる 設計潮位 L.W.L.±0.00m 設計 H.W.L.+0.50m 条件 設計波高 H1/3=7.4m 実測波の50 年確率波高 T1/3=14.3s 既設区間=6.9m,14.0s(H20 設計) 海底勾配 1/120 深浅データによる 土質条件 砂質土 φ=36° γt=18kN/m3 要求 目標波高伝達率 0.60 既設区間(日和山地区)の現状を反映 性能 潜堤背後流速 潜堤背後の流速を小さく 既設潜堤の課題となっている潜堤背後の洗 することができる構造 掘を押さえる 性能 目的達成性能 波の打ち上げ高さ 照査 養浜断面の確認 安全性能 潜堤自体の円弧すべり3.基本設計
3-1.設計方針 第3期潜堤は、水理模型実験(H20d実施)結果より、2列の潜堤の谷間で沿岸方向の 流れを発生させることによって、潜堤背後の水位上昇を抑制し、これにより潜堤背後 で発生する沿岸方向の流速を低減して、潜堤背後や端部における局所洗掘を軽減でき ると考えられる2列潜堤を採用することとした。 3-2.水理模型実験結果 H12dの水理模型断面実験及びH20d・H21dの水理模型平面実験結果より、表-2のと おりの潜堤形状とした。 表-2 水理模型実験結果による検討結果 天端高 天端幅 設置間隔 開口部数 波高伝達率 沖側 岸側 沖側 岸側 位 置 (実験結果※) -1.5m -1.5m 17.1m 8.7m 30m 岸側の開口部はないほうが良い。 0.583 ケース数が少ないため更に実験を実施。 ※2.実験「新潟港海岸(西海岸地区)潜堤等形状検討実験」を参照。3-3.断面等の検討 (1)基礎工・被覆工 ①消波ブロックが載らない箇所の基礎 消波ブロックが載らない箇所の所要質量は、防波堤の被覆工質量算定方法に準拠 して算定した結果、0.57tとなった。よって、500~1,000kg/個の捨石とした。 なお、流れ(水理模型実験結果)による所要質量も、500kgで十分である。 また、谷間部は、複雑な波浪や流れが想定されるため、上記の500~1,000kg/個 の捨石で接続することとした。 ②消波ブロック下面の基礎 後述のとおり、消波ブロックは32t型(28.75t)であるため、1/20ルールを適用 すると所要質量は1.4tとなるが、コスト縮減を図るため、被覆材を省略し500~1,0 00kg/個の捨石とした。 なお、福井港海岸の潜堤(40t型、25t型)も同様に被覆材を省略した断面である が被災はない。 ③洗掘防止 既設潜堤と同じく、沖側・岸側ともグラベルマット(捨石30~200kg/個)とした。 (2)消波工 ①天端水深 利用上の制約及び前述の水理模型実験結果から既設潜堤と同じ-1.5mとした。 ②天端幅 水理模型実験の結果により、20t型消波ブロックの沖側6個並び(17.1m)、岸側3 個並び(8.7m)とした。 ③消波ブロック質量 半沢ら(1996)による潜堤のブロック所要質量の算定方法を用い、消波ブロック (テトラポッドの場合)の所要質量を算出した結果、32t型となった。算出された 消波ブロックの質量は、上位2ランクまで経済比較を行った。 ④法勾配 管内の防波堤と同じ、1:4/3とする。なお、水理模型実験も1:4/3で実施したが、 支障はなかった。
4.決定断面
前述の考え方に基づき、構造の検討を行い、図-3の断面図が採用された。 (岸 側 ) -1 .5 (-6. 3) 1: 4/ 3 1: 1 1: 1 消 波ブ ロ ック( 32 t型) 2 層 乱積 (-10 .0 ) L. W .L . = ±0 .0 ( 沖側) 捨 石 (3 0 ~ 20 0k g/ 個 ) (-11 .5 ) 8.0 1:4/ 3 1:4/ 3 1:1 1:1 -1 .5 1: 4/ 3 捨石 (5 0 0~1 ,0 0 0k g/ 個 ) 2.0 捨 石 (3 0~ 20 0k g/ 個 ) 2.0 5.0 (57.4) 帆 布 (17.4) (11.3) (1 1.3) (17.0) (10.4) (5 個 並 び ) (3 個 並 び ) H.W .L . = ± 0. 5 (-6. 3) 捨石 (5 0 0~1 ,0 0 0k g/ 個 ) 消波 ブ ロ ッ ク ( 32t 型)2 層乱積 30.0 図-3 標準断面図伏木富山港(新湊地区)岸壁(-14m)(北)(改良)
設計室
1. 概要
現在、伏木富山港のコンテナ貨物は、増大する貨物量に対し、これを取り扱うコン テナターミナルが新湊地区岸壁(-14m)(北)の1バースのみであるため、取扱能力に 限界があり、接舷待ちの滞船が頻繁に生じている。 本設計では、輸送コスト削減により国際的な物流競争力強化に資するため、既存の 多目的国際ターミナル岸壁(-14m)(北)の改良延伸を行うものである。設計対象施設の 位置を図-1に示す。 図-1 設計対象施設の位置図2. 周辺施設の構造断面
改良対象となる岸壁(-14m)(北)は、平成7年度に耐震岸壁として、直杭式桟橋+重 力式(ケーソン)構造で設計され、平成8年度から現地着手、平成11年度に岸壁施設 完成(直轄)した後、平成14年度より施設供用している。多目的国際ターミナルとし て、コンテナ取扱量は年々増加傾 向を示しており、平成20年度取 扱量は約6万TEU となっている。 図-2 既設岸壁の構造断面図 岸壁(-14m)(北) 延長280m 多目的国際ターミナル コンテナ船 もう1隻、接岸できるように岸壁を延伸 伏木富山港(新湊地区) 設計対象施設3. 設計条件
伏木富山港(新湊地区)岸壁(-14m)(北)(改良)の設計条件を表-1、図-3に示す。