JP5554874B1

JP5554874B1 - 津波危険地域の陸上フロート

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Publication number: JP5554874B1
Application number: JP2013255788A
Authority: JP
Inventors: 一剛小島
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-08-05
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2033-12-11
Also published as: JP2015052261A

Abstract

【課題】東日本震災で二万人以上の市民が避難を完了することなくして亡くなった、それは避難施設までの移動距離は老人、子供、障害者などにとって非常に長いので、避難時間を大幅に短縮する工法を考案した。
【解決手段】
擁壁基礎（４）に隣接する陸上フロート（１）が、複数個で構成されたユニットを構成する。ユニットは、幹線道路（１６）、一般道路（６７）、前面道路（６８）により囲まれた特徴を有している。このユニットを複数個を配置することにより宅地造成工事を実現する。
【選択図】図１

Description

本発明は、津波危険地域の土地造成に係る陸上フロート関する。

先ほど発生した東日本震災において、午後２時過ぎの明るい時間帯にも関わらず
二万人を超す死亡者が発生した。それは、従来に於いて津波対策が十分に行われていなかったからである。

震災発生から、約１年半が過ぎた現時点においても、具体的な造成案等が公表されていない。自宅等から避難場所への移動距離の長さや、土地の標高差がありすぎて短時間に避難を完了することが出来ないプレゼンテーションが多すぎるように思える。

津波発生時に、通常の社会生活を継続中の状態から緊急避難行動を開始するに当たって最も不利な状況を仮定してみる。冬季、雨天、真夜中、就寝時、入浴時、老人、病人、子供、離島、海岸線、小規模集落などが要件として考えられる。
このような要件が２つ、３つ重なった条件を持つ市民が、最低限の準備を整えて５分以内に自宅から避難行動を開始することが出来るであろうか。ほとんどの人は、不可能と言わざるを得ない。避難時間の短縮のためにこの工法を考案した。

仮にもし、自宅の敷地が避難用の地下シェルター等であったならば、公道を通行している市民の誰でもがすぐさま使える地下シェルターがあったならば、かなりの人が津波に巻き込まれることから救うことが出来たであろう。

特開２００３―２０６６３号公報

現在いろんなプレゼンテーションが提案されているが、常識的な工法、従来の工法で現場施工するには作業工程が複雑で手間とコストがかかり、工事期間が長期間に渡り、コストも高額になることが問題点である。また、いまだに復興再開が止まっている上に、工事が長期間にわたると、被災者の具体的な復興が確保されない危険性がある。仮に、現在プレゼンテーションされている案件の多くは、地元住民の生活を重視せずに立案されているケースがほとんどである。今回の発明は、本格的工事の進行速度を確保しつつ、造成完了後には、市民生活を従来どおりに近い状態で再開できるように考案した。

特に、主要な産業が漁業を中心とした海に密接した特殊性を持っていることも考慮にいれた。日常の生活で出来うる限り支障が少ない状況を想定して、考慮に入れた。

現在の敷地地盤面の海抜を階段状の形式によって造成を行う工法である。被災地に於いては、現状の敷地地盤の海抜では復興は難しい。しかも、漁業を始めとした水産加工業が産業の中心であるので、あまりにも利便性を欠いた造成計画では許されない。海岸部から丘陵地への道路勾配を１〜１０パーセントの傾斜の道路を基準として、隣接する敷地地盤の海抜を階段状に造成するものである。

日本国内の現状を顧みて、道路勾配が１〜１０パーセントの道路に接続した宅地造成は、かなり多く存在する。確かに、今まで上り勾配が２〜３パーセントの道路に接続した敷地場に生活をしてきた人々にとっては、すこし不便性が増すことは否定できない。しかし、被災者のマスコミへのインタビューなどから察するに、自分の生まれ育った故郷で復興を成し遂げたいという意思を出来るだけ尊重したのが、今回の発明である。

今回の発明の基本となるものは逆Ｔ擁壁基礎４から成る。ステージを上昇させるために、このコンクリート構造部を構築する。使用材料は、普通ポルトランドセメントを基準とした鉄筋コンクリート構造である。ただし、沿岸部に接続する地域なので、耐塩害性のある高炉セメントＢ種の使用を検討する必要性はある。Ｔ型擁壁基礎４の高さは約３〜９ｍ前後なので従来からの土木構造物の築造として築造できる。

住民にとつて、造成後は特殊な生活形態を強いられることはない。漁業を始めとする水産加工業が経済活動の中心を担うので、この経済活動に支障が出来るだけ少ない造成を目指す。漁船が入港したものの、陸揚げ作業を始めとする関連作業にあまりにも沢山の労力が奪われないように配慮する。

一方、小規模な陸上フロート１を沢山作るという意味は、瓦礫によって脱出が不可能となることはありえないからである。例え瓦礫に埋まることがあったとしても、近隣の住民が認知しているので、救援の手段を実行することができる。

東日本震災の実例から考えて、自衛隊、消防隊、警察などの到着は少なくても２４時間近くはかかることを前提としておいた方がよい。津波による引き潮が撤収したあとは、地盤面から水位が１ｍ程度高くなった状態だと報告がある。この水位ならば、救助隊の救出を待つことなく自力で地下シェルターから脱出することができる。

大規模な防潮堤を造ることから比べれば、経済的に安価な費用で造成ができる。また、自宅に滞在していない市民や臨時の滞在者もすぐに陸上フロートに避難が完了できることが最大の特徴である。このようなシェルターシステムを町に整備することで、日常生活において大きな安心を担保するものであると確信する。

この発明は特に、国内の離島、海岸線の小規模集落に設置するのにも普及の期待できる。近い将来には、全世界の海抜ゼロメートル地帯への普及ができる。工場製造済み部品などの運搬、設置時に小型建設重機などか必要となるのみで、国内の離島や小規模集落、ましてや開発途上国には普及が進む可能性がある。

一方向以上の擁壁基礎（４）に隣接し、基礎コンクリート（５）の上方にあり、内部は隔壁（１０）により区画されており、各区画された内部には発泡体（１１）が充填されておりかつ、屋上部には渡り板（１３）を装備して隣接する道路から出入りが可能な地上に設置されることを特徴とする津波危険地域の陸上フロートであり、かつ複数のスタビライザー（２０）により、陸上フロート（１）の横揺れを防止することを可能とした請求項１に記載の津波危険地域の陸上フロートであり、かつ基礎コンクリート（５）に固着したリング連結器（３５）及び陸上フロート（１）の底部に装備された上部プレート（５６）下部プレート（５７）衝撃吸収スプリング（５３）スプリング押え（５５）に固着したホールプレート（５８）に空けられた穴に差し込まれたフック連結器（３６）の貫き挿しの動作を行うことで制御されている連結器（３４）により、横揺れを防止することを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の津波危険地域の陸上フロートであり、かつ陸上フロート（１）の内部には、内部階段（４０）を装備することにより、最下層を経由して屋外まで降りることができることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の津波危険地域の陸上フロートであり、かつ幹線道路（１６）、一般道路（６７）、前面道路（６８）により囲まれたユニットを縦方向及び横方向に複数個で使用し宅地造成を行うことのできる請求項１乃至４のいずれか記載の津波危険地域の陸上フロート

本発明の陸上フロートのＡ−Ａ断面図を示す。本発明の陸上フロートの詳細図を示す。（１）は平面図を示す。（２）正面図を示す。本発明の陸上フロートの構造面図を示す。（１）構造平面図を示す。（２）構造縦断図を示す。本発明の陸上フロートのユニットのＢ−Ｂ断面図を示す本発明の陸上フロートのユニットの全体平面図を示す。本発明のスタビライザーの縦断図を示す。本発明のスタビライザーの詳細図を示す。（１）側面図を示す。（２）正面図を示す。本発明の連結器の縦断面図を示す。（１）は全体側面図を示す（２）詳細側面図を示す。本発明の連結器の側面図を示す。本発明の連結器の縦断面図を示す。（１）は詳細平面図を示す（２）詳細側面図を示す本発明の脱出エントランスの側面図を示す本発明の内部階段の縦断面図を示す。本発明の水密扉の詳細図を示す。（１）側面図を示す。（２）縦断面図を示す

基本的に、病院、学校、保育園、老人ホーム、役所などの公共施設は絶対標高が高いところに新規に敷地造成して建築されることが望ましい。それ以外の一般的経済活動を執り行う住宅、事務所、工場、商店などを対象とした敷地造成とする。なぜならば、漁業を始めとする水産加工業が経済活動の中心を担う地域なので、この経済活動に支障が出来るだけ少ない造成を目指す。漁船が入港したものの、陸揚げ作業を始めとする関連作業にあまりにも沢山の労力が奪われないように配慮する。

今回の造成工事に使用されるコンクリート製資材は、基本的には工場内製造の鉄筋コンクリート製もしくは、鉄骨鉄板製のものを基本とする。その理由は、実際に施工する場合において、施工期間が短縮できるからである。大型トラックなどで運搬が不可能なものにつては、現場において製造されたものを使用することを考案した。コンクリートの配合は、普通ポルトランドセメントを標準とし、塩害の恐れがある地域での使用を前提とした場合では軽量コンクリートをメインに使用することとした。ただし、合成樹脂剤などを使用して耐塩害性のあるものが開発されれば、積極的に使用する。また、表面には含浸性の樹脂を塗ることも考慮に入れた。ただし、コンクリート表面のひび割れ防止の観点からすれば含浸剤を使用してコンクリート厚を薄くすることが良い選択となる。

鉄筋は、通常の土木工事に於いて使用されているJIS規格の異形鉄筋D１０〜５０ｍｍくらいのものを使用する。また、異形鉄筋を樹脂で被膜したものがコンクリート内部で定着性を確保できる材質のものである場合には、積極的に使用するものとした。東日本大震災において、特に擁壁などの崩壊が明白に報じられていないことより、通常の土木設計の１.５倍の安全率で計画することとした。具体的な製造段階に於いては、土木学会の報告による安全率を適宜使用することとした。

図１より、陸上フロート１の説明をする。今回の発明の基本部位となるものである。構成材料は、鉄筋コンクリート製、鋼鉄板製、合成化学繊維及びこれらの複合素材でできている。鉄筋コンクリート製であれば、壁の厚さが８〜２５ｃｍで普通ポルトランドセメントや軽量コンクリートを使用する。設置場所が海岸に近い場合には、高炉セメントＢ種を使用することとした。鉄筋は、ＪＩＳ異形鉄筋Ｄ１３〜５０ｍｍのものを使用する。鋼鉄板製の時は、鉄板の厚みは、５〜２５ｍｍのものを使用することとした。化学合成繊維を使用する場合は、カーボン、アラミド繊維などを樹脂で補強して使用することとした。

立体形状の説明をする。今回の実施例では円筒形で示したが、その理由は現実に製作する場合に於いて、円筒形のほうが立方体よりも強度の確保が容易だからである。陸上フロート１は、幾層かの隔壁１０で仕切られている。それは、津波到来時には必ず浮力により浮かなければならない。しかし、なにがしかの不幸により陸上フロート１の内部に水が浸入することがあったならば、浮上する点にとって不利益になるしかない。たとえ、一部に水の侵入が発生することがあっても、陸上フロート１の全体に浸水が及ばないようにするためである。それは、造船の製造に於いての常識と同じことを根拠とした。

隔壁１０について説明する。使用材料は、陸上フロート１の壁で使用されたものと同等程度のものを使用する。ただし、壁と違う素材を使用したほうが合理的に有益と判断できる場合に於いては、壁の材料と異なるものを使用することも可能とした。ただし、隔壁１０の存在目的が水の侵入を中間点で阻止することであることより、構造的に強度を有したものであり、かつ水密性能を有したものでなければならない。隔壁の厚さは、使用材料によりことなる。鉄筋コンクリートを使用した場合では、１０〜１５ｃｍは必要となる。鋼製鉄板を使用した場合には、厚５〜２５ｍｍの鉄板を使用することとなる。また、隔壁１０の層数は陸上シェルター１の高さによる。１層あたりの高さは、１．５〜３．０ｍ程度に隔壁１０を設定することとした。

新設直後や新設後の１０年程度であれば、陸上フロート１やその他の部品の劣化度は軽微である。しかし、新設後２０〜５０年の経過した時には、ある一定程度の経年劣化を考慮しなければならない。つまり、陸上フロート１の劣化に基づく水漏れの可能性である。通常の維持管理を行っても自然劣化は避けることはできない。そのような場合において水が浸入した場合を想定して、隔壁１０の設置を考案した。また、隔壁の段数としても出来るだけ複層数設置するようにした。潜水艦や大型客船などと同じ構造を取り入れた。また、隔壁１０で仕切られた各空間内部には、発泡体１１を充填することとした。根拠としては、海上で使用されるメガフロートの内部には、発泡体１１を充填する場合が多い。また、外部からの衝撃による破損対策としても有効と考えた。

発泡体１１の説明をおこなう。陸上フロート１の壁及び隔壁１０で囲まれた空間が津波到来時においての浮力発生の源となる。空間の内部を大気だけで満たしておくことも可能ではあるが、予測できない不幸により水の侵入が発生した場合に、発泡スチロール、発泡ウレタンなどの軽量の発泡材料で充填されていた方が浮力の確保という観点から考えて有利となることから、下層の空間には、発泡体１１をつめることとした。製造コストを低減するために、廃棄された発泡スチロールを使用することも考案した。ただし、汚れがあったり個体のサイズが不均一であったりするので、樹脂繊維でつくられたメッシュの袋体の中に詰め込むことも考案した。メッシュの袋体につめることにより、海水等が内部に浸入した場合でも、発泡体１１が陸上フロート１の外部に流失する危険性が低減することも考案した。

家庭用シェルター２について説明する。陸上フロート１の最上層の内部に住民専用の地下シェルターを装備する。なぜならば、該発明は津波到来で浮力により海面まで上昇することを計画しているが、何がしかの不都合で海水面まで浮上できない場合のための予備装置である。であるから、家庭用シェルター２の耐水圧性能は１０〜２５ｍの耐水圧を持ったシェルターとして、軽量化を図った。もし、耐外圧３５ｍ仕様のシェルターを鋼製鉄板で円筒形のタンク式で計画する場合は。鉄板の厚みは８〜１５ｍｍのものが必要である。しかし、耐外圧３５ｍのシェルターならば、鋼製鉄板の厚みは、１２〜２０ｍｍ程度で強度が担保される。

固定金物８は、陸上フロート１の底部と擁壁基礎４の登頂部に取り付けられるものである。防錆処理がされた金属製であり、漂流防止ワイヤー９と連結することで津波到来時には、垂直方向に浮上することの抑制の効果を発生させる。現在、市販されている津波対策シェルターは漂流式のものがほとんどである。津波の速度は、時速４０ｋｍといわれおり漂流式だと高速度でコンクリート構造部に何度も激突することが大いに予測されるからである。垂直方向に浮上した後に、水位がさがるにつれて垂直方向に静かに降下することを目指した。着地地点は、多少ずれてしまっても漂流しないと言う目的が達成できればよい。なぜならば、漂流式は本体自体が危険であることが明白であるだけでなく、第３者の建築物などに激突して破壊する可能性があるからである。漂流防止ワイヤー９は、ステンレス製ワイヤーで外径φ４０〜８０ｍｍのものを使用する。また、ステンレス鋼製のチェーンで代用できるのであれば、積極的に使用する。そして、ナイロン、ケプラー、カーボン繊維などで耐塩害、耐候性が強いものがあれば積極的に使用する。

建築建物３について説明する。陸上フロート１の屋上部に設置する建物であり、一般の建築物と考えてよい。ただし、軽量建築物である必要があるため、木造、軽量鉄骨造りである必要がある。今回の発明により、住民の人命だけでなく、日常生活で使用している財産を失うことがなくなる可能性が大きくなる。津波が去ったのち垂直方向に水平に近い状態で着地できれば、公共の避難所での生活から解放される。つまり、自宅が避難所となるからである。だたし、ライフラインとなる飲料水や電源については、別に計画を建てて供給を確保する。

渡り板１３は、道路から陸上フロート1に渡る為に装備させた。鋼鉄板の縞板を使用する。表面に凹凸が付けられており、通常時に使用されているものを使用する。厚さは、6〜２０ｍｍのものを使用する。渡り板１３の寸法は、幅４ｍ、奥行２ｍとすれば、約８ｍ^２となり総重量は、厚さ９ｍｍの鉄板を使用した場合は２．７ｔｏｎの重量となる。固定方法は、陸上フロート1の浮上に支障がなく、通常の使用に安全な方法とする。陸上フロート1側に鋼製ヒンジを取り付けて。そのヒンジに渡り板１３を溶接する。擁壁基礎4の側は、頂点に乗っている状態である。隙間には、ブチルゴムなどの衝撃緩衝材を挟んで、摩擦抵抗で定着している。

擁壁基礎４の設置に先立ちボーリング調査を行い地盤支持力が不足している場合には、プレキャスト杭７を事前に打つ。この擁壁基礎４は、大型なので現場施工のコンクリート構造物となる。高さは、３〜１２ｍの高さとなる。擁壁基礎４は、今回の発明の中核を担う各ステージを構成するものである。擁壁基礎４が６ｍの高さのものを構築すれば、工場内で製造可能で対応可能となり、コストを安く抑えることができる可能性があるので、工場内製造のものを使用する。擁壁基礎４は、陸上フロート１に接する四方向のうち、最低一方のみに存在すれば要件を満たすように考案した。なぜならば、四方向を擁壁基礎４で囲まれてしまうと、震災瓦礫により、陸上フロート１と擁壁基礎４との隙間に瓦礫が埋まってしまい、浮力による浮上が出来なくなる可能性を軽減するために考案した。

擁壁基礎４は、普通コンクリートを使用する。比重は、１．８〜２．３５のものを使用する。海岸線が近くにあることから、耐塩害性を確保するのであれば高炉セメントＢＢを使用することも考えた。鉄筋については、ＪＩＳＤ１６〜Ｄ５０の異形鉄筋を縦横ともに２０ｃｍ間隔で使用する。コンクリートの設計圧縮強度も２８０〜３６０Ｎのものを使用する。合成樹脂などを含有して耐塩害性を有したコンクリートが後発的に開発されたならば、経済性も考えて積極的に使用することも考慮に入れた。

また、擁壁基礎４は造成箇所の支持地盤などの良否により、Ｔ型、Ｌ型擁壁基礎等に変更できる。また、プレキャスト杭７も省略できる可能性もあることも発明内容に含めた。その根拠は、一般土木における設計基準により施工段階に於いて詳細に検討した場合、省略できる可能性があるからである。ただし、実施例では、逆Ｔ基礎で図面に提示した。また、擁壁基礎４はクレームの構成要件に含めたが、実施の際は、公共道路として構成される可能性があるので、民間で施工するとは断定出来ない。

図２（１）より、この事例は設置する該場所が敷地に余裕がある場合や、隣接する敷地にほとんど影響を及ぼさない場合を実例とした。自己の敷地において、擁壁基礎４を建設して隣接する部分の土に影響が及ぶことがない場合のことである。また、海岸線の小規模集落などは、隣接する敷地が非宅地の場合が多く建設する際に当たって、隣接地に大きな損害を与えることが少ない。コの字状に作られた擁壁基礎４の周りは、法面の場合、崩落地であっても差し支えない。ただし、出入り口となる１方向のみは、公道又は私道に接続する必要がある。今回のように擁壁基礎４をコの字とした理由は、ロの字で設置した場合に海水が押し寄せて陸上フロート１が浮上する前に、震災による瓦礫により埋まってしまう危険性を避けるためである。瓦礫により陸上フロート１と擁壁基礎４の間に震災瓦礫が入り込み陸上フロート１が浮上することが出来なくことを回避する為である。法面ブロック１８は、隣接する土砂の土留め対策として行うこととした。

一般道路６７に平行して存在する擁壁基礎４は、渡り板１３を使用して陸上フロート１に乗り込むために最低限に必要なものである。しかし、一般道路６７の横断方向に設置された擁壁形式の基礎は、本来は必要としないが、隣接する敷地の状況によって、法面上の土砂が陸上フロート１の周りに流れ込むことを防止するために設置が必要となる。また、後段で説明するが陸上フロート１を集団で設置する場合に於いても、擁壁基礎４の設置のみでは、十分でない場合が発生するので、区画整理事業を行う場合には平面計画が必要となる。一般道路６７が公道である場合には、擁壁基礎４が官公庁により作られる必要性がある。また、単独の敷地に於いて擁壁基礎４を設置する場合は、図２（１）のようになる。

また、陸上フロート１を円筒型とした理由は、構造力学的に円筒形の方が外部からの衝撃にたいして有利なことからである。陸上フロート１を四角型で製造した時よりも、外壁を構成する鋼鉄板の厚さを少し薄くできるからである。建築学上からの見地では、無駄が多い形状となってしまうが、構造力学的や製造コストの軽減という見地から円筒形を選択した。ただし、市街地などに複数の集合体で建設する場合は、特に円筒形に特定しない。それは、製造コストよりも、陸上フロート１の屋上部分の平面積の大きさ確保の方が重要となるからである。

図２（２）より、台座１７は基礎コンクリート５に陸上フロート１が直接に触れることに成らないように取付られたものである。材質は、鋼製鉄板で厚さ８〜２０ｍｍのものである。ただし、表面はメッキや塗装などをほどこし、防錆処理をしたものとする。家庭用シェルター２は、耐水圧を２５ｍ程度のものとした。陸上フロート１により、海水面上に浮き上がることを基本性能としたのである。しかし、万が一に十分に浮上できない場合の緊急手段として家庭用シェルター２を備えた。大きさは、家族４人が避難できる１０ｍ^３程度のものとした。材質は、基本的には鋼製鉄板で厚さは５〜２０ｍｍのものとした。軽量コンクリート製のものでも、水圧に対抗する能力があるものでも可能とした。

また、陸上フロート１の内部は、直下型地震に対応するために構造補強を行う。部材は、縦方向は一般の鉄骨造建物で使用されている重量四角鋼や重量Ｈ鋼を使用する。陸上フロート１の全体の重量を軽くするためには、四角鋼を多用することが望ましい。ただし、横方向でせん断力が作用するところは、Ｈ鋼を使用することとなる。その他で斜め方向の耐力については、筋違を使用する。詳細な構造計画は、陸上フロート１の具体的にサイズが決定して後に強度計算をおこなって、構造柱１５、梁１９、筋違等サイズ及び使用本数などを決定する。陸上フロート１の屋上部分に建築建物３が乗っかるので、この分の耐荷重量を考慮にいれる必要がある。

図３より、陸上フロート１の外径寸法から、大まかな重量を計算する。直径１０ｍ、高さ３ｍの円筒形の総重量を計算する。上下の円形面積＝πｒ^２＝３．１４×５×５×２面＝１５７．０ｍ^２、側面積＝円の外周×高さ＝２πＲ×ｈ＝２×３．１４×１０×３＝１８８．４ｍ^２となり、合計表面積＝１５７．０＋１８８．４＝３４５．４ｍ^２となる。厚さ９ｍｍの鉄板で製造したとすると７０．７ｋｇ／ｍ^２×３４５．４ｍ^２＝２６．９４ｔｏｎとなる。補強の構造柱１５を４本×３ｍ＝１２ｍ、四角材の１５５×１５５で厚さ１５ｍｍを使用すると、１２ｍ×１９．５ｋｇ／ｍ＝０．２３４ｔｏｎとなる。梁１９として、内径に対して十字に４本Ｈ鋼の材料を３段にしようすると、１０ｍ×４本×３段＝１２０ｍとなる。Ｈ鋼のサイズを３００×１５を使用して厚さ８ｍｍのものを使用する。１２０ｍ×３６．７ｋｇ＝４．４０ｔｏｎとなる。隔壁１０を１層で鉄板を６ｍｍのものを使用すると、１５７．０ｍ^２×４７．１ｋｇ／ｍ^２＝７．３９ｔｏｎとなる。総合＝２６．９４＋０．２３４＋４．４０＋７．３９＝３８．９６４ｔｏｎとなる。

また、陸上フロート１の屋上部分に建築する木造の建築建物３の重量を計算する。建築面積は、７ｍ×７ｍ＝４９ｍ^２となる。建築業界の概略係数を利用すると、木造2階建住宅のｍ^２単位重量の１ton/m²を使用する。総重量=約49tonとなる。家庭用シェルターの重量が約5tonとして、残りの家具などの重量が5tonとする。陸上フロート１の全体重量＝３８．９６４＋４９．０＋５．０＋５．０＝９７．９６４tonとなる。これを円形面積＝１５７．０ｍ^２で割ると０．６２３ｍは沈む。このようにその他の家財道具などの重量を加算して計算しても、高さ３ｍの残り２ｍは必ず海面上浮く計算となる。

一方で円筒体の容積は、円面積×高さ＝πＲ^２×ｈ＝１５７．０ｍ^２×３ｍ＝４７１．０ｍ^３となる。４７１ｔｏｎの浮力がえられることとなる。陸上フロートの高さを３ｍに設定した理由は、海上で使用されているメガフロートの高さが約３ｍである。１ｍの部分が海中に沈み残りの２ｍが浮上している計算である。このことを根拠として高さを３ｍとした。また、今回の浮力計算については、十分な計算結果となったが、津波が震災瓦礫と共に襲撃してきたときに、横方向からのモーメント力を軽減して被害を軽減するために、陸上フロート１の高さを少し高く設計することや、水平投影面積を大きく設計することも考案した。たとえれば、円形から楕円形に変更したり、正方形から長方形に変更したりすることが具体的な例である。

図４より、陸上フロート１を人口の集結した市街地において実施する例を示す。海岸から山又は丘陵方向を今後、縦断方向と表記する。縦断方向状に幹線道路１６を計画する。今回の実施例では、縦方向を５０ｍで１区画とした。この１区画の中に陸上フロート１を縦段方向に３個配列した。陸上フロート１と擁壁基礎４との間隔を５ｍとした。陸上フロート１と陸上フロート１の間隔も５ｍとした。また、横断方向の寸法も陸上フロート１が１個入る寸法とスタビライザー２０が左右に２個設置できる幅として、１０〜１４ｍを確保した。よって、横幅は１０ｍ＋１０〜１４ｍ＝２０〜２４ｍとなる。

今回のユニットの縦断の長さが、５０ｍに付き高さが３ｍ上昇する。そうなると幹線道路１６の上り勾配は、６パーセントとなる。６パーセントの上り勾配は、決して緩い道路勾配ではない。しかし、海に隣接し、しかも今回の大津波が到来する地域と分かっていることを前提として考えたならば、容認してもよいと考える。もし、さらに緩い上り勾配を期待するのであれば、陸上フロート１を縦断方向に５個並べる計画を考える。陸上フロート５個×１０ｍ＝５０ｍ、各間隔が５ｍ×６か所＝３０ｍとなる。合計は、５０ｍ＋３０ｍ＝８０ｍとなる。よって、３ｍ÷８０ｍ＝３．７５パーセントと緩くなる。

図５より、幹線道路１６と直交するように、一般道路６７を計画する。一般道路６７は、ユニットの外周を走る道路である。更に、一般道路６７と直交して前面道路６８を計画する。前面道路６８は、陸上フロート１に侵入するための大事な道路である。この前面道路６８を挟んで、２つのユニットが存在する。前面道路６８は、袋小路である。陸上フロート１に侵入するためだけの道路である。よって、幹線道路１６、一般道路６７、前面道路６８の３個の道路によってユニットが外周を囲まれることにより、宅地造成の計画が完了する。

造成対象地区における幹線道路１６の平面的ルートと縦断勾配が決定した後に、敷地地盤のステージの割り付けを行う。ステージとは、海岸部から始まり山間部に至る敷地地盤面を同じ海抜高で統一表示するために使用する。であるから、漁船の船着き場のあるステージは、今回はステージ１と表記する。このステージ１から海抜高で３〜６ｍの海抜が高くなった敷地地盤面をステージ２と表記する。以後、３〜６ｍごとに海抜が高くなるごとにステージのナンバリングが増えていくように表記とする。ステージの高さを３ｍ程度として理由は、建築計画において建物の１階あたりの階高が約３．０ｍとして計画されていることを根拠とした。今回の発明は、陸上フロート１の立体的形状や外部寸法の選択の自由度とユニットを構成する陸上フロートの数量選択の自由度も大きな特徴である。

図６より、スタビライザー２０について説明する。スタビライザー２０は、陸上フロート１に対して対角上に２対の４か所に設置されている。これは、今回の実施例においてバランスよく配置した結果である。陸上フロート１の立体形状を変更すれば、スタビライザー２０の数は変更となる。たとえば、屋上の平面形状を楕円形、長方形にした場合には、２対の４本では不足することが考えられる。アブソーバー２３は、油圧式やスプリング式や前者二つの複合式の衝撃吸収装置である。両端部は、ポール２２とアジャストポール２５とボルトとナットで接合に加工されている。リング２４とステーイ２９は、鋼製鉄板で製作されたベースプレート２６に溶接されている。または、鋳物鋳造に於いて一体鋳造により製作されている。ベースプレート２６は、鋼製鉄板で厚みは１０〜２５ｍｍのもので製作されている。アンカーボルト２７は、鋼製ボルトで外径寸法は、３０〜５０ｍｍのもので製作されている。基礎コンクリート５の中に打設されている。基礎コンクリート５が硬化後にステンレス鋼ナットや防錆処理された鋼製ナットを使用して、ベースプレート２６を固定する。アブソーバー２３は、実施例では油圧式としたが鋼製スプリングを使用して複合構造のアブソーバー２３を使用することも考案した。

固定ボルト２８は、ステーイ２９とアジャストポール２５を結合する為の鋼製ボルトである。外径寸法が４０〜６０ｍｍでグリスアップされたものである。鋼製ワイヤー３０と鋼製鎖３１は、陸上フロート１に接合されたリング２４とベースプレート２６に接合されたリング２４を結合するものである。この鋼製ワイヤー３０と鋼製鎖３１が存在することで、津波が退去したあとでも海上に流されることを防止する目的のために考案した。鋼製ワイヤー３０は、ステンレス鋼を使用し外径寸法３０〜９０ｍｍのものを使用する。鋼製鎖３１もステンレス鋼等または、防錆処理を施したものを使用する。また、この２つの代わりに、化学繊維ロープで耐久性能に優れたケプラー、アラミドなども積極的に使用するように考案した。鋼製ワイヤー３０と鋼製鎖３１とも、予測される津波の高さ以上に余裕を持たせた長さに設定する。

図７−（１）より、ブラケット２１は、陸上フロート１に溶接された鋼製部品である。鋼製鉄板１０〜２５ｍｍの組合せにより溶接されたものである。また、鋳物により一括鋳造された部品である。陸上フロート１が地震に横揺れした場合には、揺れの運動エネルギーがポール２２を伝ってアブソーバー２３に伝達する。ポール２２の端部に溶接接合された鋼製のプレート３２とは摩擦抵抗のみで接合している。なぜならば、津波が到来した時には素早く浮上する必要があるからである。

図７−（２）より、ブラケット２１は横揺れの際にポール２２が脱線しないように端部にツメ３２を取り付けてある。ツメ３２の素材は、ブラケット２１と溶接接合できるもので防錆性能を有したものとした。ポール２２は、外径寸法は１００〜３００ｍｍの中空構造の鋼鉄管である。厚みは、５〜１５ｍｍであり、陸上フロート１の横揺れを十分に伝達できる構造とした。また、ツメ３２はブラケット２１の３方向にコの字の形状で取り付けられており、脱落の可能性を極力軽減した。

図８−（１）より、連結器３４について説明する。陸上フロート１は、基本的にはスタビライザー２０によって横揺れを防止する構造である。しかし、大規模地震による横揺れまでは、確実に対応できていない。そこで対応策として連結器３４を考案した。連結器３４は、基礎コンクリート５の内部に埋込まれたリング連結器３５及びフック連結器３６、陸上フロート１の床に溶接された衝撃吸収スプリング５３、スプリング押え５５、上部プレート５６、下部プレート５７ホールプレート５８、ズレ止めボルト６４、ボルト受け６５により構成される。鋳鉄製のリング連結器３５のリング部分にフック連結器３６の先端部分が挿入される構造である。フック連結器３６は、陸上フロート１の屋上部分にある巻上機３７を操作することにより、前後に可動することにより連結が解除される。巻上機３７は、巻上ワイヤー３８と連結フック３６を繋げている。ステンレス鋼ワイヤーで外径寸法は、１０〜５５ｍｍのものである。

巻上機３７は、手動で巻上げることのできるウインチである。巻き取能力は、１〜５ｔｏｎの能力のものを使用する。地震発生時は、電力の供給が停止することを前提とした。巻上機３７には、一度巻上げたものを逆回転しないようにすべり止めのブレーキを内蔵したものとした。緊急時において、巻上ワイヤー３８の巻上の不備でフック連結器３６がリング連結器３５から離脱できないと、陸上フロート１が海面上にまで浮上できなくなるので、最重要部品と考えた。巻上ワイヤー３８は中間地点に於いて滑車６６又は滑車機能を有した部品により、巻上ワイヤー３８の方向が一定の方向に制御されるように考案した。

図８−（２）より、手動式の連結器３４を説明する。ホールプレート５８に付けられたボルト受け６５に挿入されているズレ止めボルト６４を上方に引き上げている間にフック連結器３６を左方向に引き抜く。そうすることにより、リング連結器３５とホールプレート５８が切り離される。ズレ止めボルト６４は、鋼製又はステンレス鋼でてきており、フック連結器３６の内部を貫通することにより、連結を確保している。
上部プレート５６、下部プレート５７の間に装備された衝撃吸収スプリング５３が横揺れにたいして抵抗する装置となる。上部プレート５６、下部プレート５７は、鋼製鉄板であり、厚さは１０〜３０ｍｍのものとした。衝撃スプリング５３も鋼製で焼き入処理がされたものを使用する。スプリング押え５５は、衝撃吸収スプリング５３を上下のプレートに定着させる鋼製部品である。フック連結器３６は、ホールプレート５８とリング連結器３５を結合する部材である。フック連結器の外径は、Φ５０〜２００ｍｍのものでズレ止めボルト６４で固定されている。ズレ止めボルト６４は、ボルト受け６５にぶら下がっている。今回の実施例は、手動式で連結解除する形式のものを示した。ズレ止めボルト６４は、手動で上方に引き上げ、同時にフック連結器３６を引き抜く方式のものである。

図９より、遠隔操作による連結器３４の詳細を説明する。手動式と同様に、上下のプレートの間に衝撃吸収スプリング５３がスプリング押え５５により定着されている。また、さらに衝撃吸収性能を向上させるために衝撃吸収ゴム５４も装備させた。衝撃吸収ゴム５４は、ゴム素材やシリコン素材などの可撓性を有した素材とした。フック連結器３６の先端部分には溝５９を設置している。巻上ワイヤー３８により遠隔操作が行われた場合には、拡張スプリング６１が収縮することで落しツメ６０が重力加速で溝５９の内部に挿入されて、リング連結器３５との連結が解除される。拡張スプリング６１は、バネ押え６２により圧縮されてホールプレート５８とで挟まれて縮む機能となっている。

図１０−（１）より、衝撃吸収スプリング５３を複数装備した実施例を説明する。連結機能は、図９−（２）で説明した機能と同じである。ただし、衝撃吸収する部分の機能をさらに向上させた。上下のプレートの中心部には、衝撃吸収ゴム５４を装備し、その外側に対角方向に衝撃吸収スプリング５３を４本設置する。陸上フロート１の床の中心点と上下のプレートの中心点を一致させる。また、この中心点からスタビライザー２０の据付け方向に向かい衝撃吸収スプリング５３が配置させる。この工法で、スタビライザー２０とあいまって、横揺れにたいする抵抗力を増加させることができる。

リング連結器３５は、地震などによる横揺れにより前後左右に力をうけると、基礎コンクリート５の内部に定着していたものが、長期間の末に緩みが発生することにより、横揺れを制御する能力が低下する。この経年劣化を緩和するために、衝撃吸収スプリング５３及び衝撃吸収ゴム５４を備えたものを考案した。

図１１より、脱出エントランス３９の説明をする。津波が襲来中や撤収後に於いて、陸上フロート１が想定の通りに作動しなくて、陸上フロート１が水平を保ったままで着地しない場合、震災瓦礫が上に覆い被さってしまい、脱出が出来ない場合を想定した。陸上フロート１が天地逆転して降下した場合や、瓦礫に埋もれてしまった場合でも自力で脱出できるために脱出エントランス３９を考案した。重量鉄骨Ｈ鋼を使用して、陸上フロート１の屋上に装備する。今回の実施例では、Ｈ鋼３００〜４００を使用する。家庭用シェルター２の上部に設置する場合だけでなく、建築建物３の１階部分の骨組みとして兼用することも考案した。脱出エントランス３９の外径寸法を縦＝３．５ｍ、横＝３．５ｍ、高さ＝２．５ｍのサイズで製造した場合、Ｈ鋼３００を使用すると約７ｔｏｎ、Ｈ鋼４００をした場合は約１２ｔｏｎの重量となる。いずれにしても、陸上フロート１の浮力と脱出エントランス３９の重量の双方を検討したうえで、具体的サイズと使用部材を決定する。陸上フロート１が鉄筋コンクリート製の場合は、ケミカルアンカーやコンクリート内に金属アンカーボルトを埋め込んでナットを使用して接合する。鋼製鉄板で造られた場合は、詳細設計時に構造柱１５や梁１９の接合を溶接にするかボルトとナットによる接合にするか個別に決定することとした。

図１２より、内部階段４０の説明をする。陸上フロート１の内部に階段を装備させる。内部階段４０を使い最下層まで降下する。そして、最下層の床に装備されている水密扉１４を開放して連結器３４にたどり着く。遠隔操作が不可能な場合や、遠隔操作による連結器の操作を回避する場合に使用することを考案した。内部階段４０は、螺旋階段、折り返し階段、梯子階段の選択をもたせた。ただし、階段の廻りを鋼鉄板により囲むことが重要となる。床の水密扉１４などから海水が浸入した場合を想定すると階段室も、単独で機密性能を持つたせる必要があると考えた。また、内部階段４０を装備する場合には、隔壁１０を水平方向にこだわることなく垂直方向に隔壁１０を装備することをも考案した。最終的には、機密性を保持した空間の確保が目的である。製造工程に於いて屋内階段４０を装備した場合は、垂直方向に隔壁１０を配置する方が製造上でコストの削減が図れる。ただし、陸上フロート１の内部には、ほとんどの部分を発泡体１１で充填することとした。内部階段４０の配置は、陸上フロート１の形状等に影響されるので、随時形状に適合できる位置と寸法とした。

図１３より、水密扉１４の説明をする。鋼鉄製の鉄板により製作されたリーフ４２とコーム４３にとから成り、ヒンジ４４を支点として一方向に開閉する。鉄板の厚みは、８〜２０ｍｍのものを使用する。回転軸４５の両端に接合された内部ハンドル４６と外部ハンドル４７の何れかを左右に回すことにより同軸上に取り付けられた楕円プレート４８が回転する。楕円プレート４８に取り付けられた斜行プレート４９が上下に動くことで、水平プレート５１が上下することにより、ツメ５２が回転して施錠が開放される。水密性能を向上させるために、リーフ４２とコーム４３の間には、水密パッキン５０を装備した。また、材質は耐錆性能として表面に樹脂被膜やメッキによる被膜を施工したもので、耐久性能と経済性を保持したものであれば、積極的に使用することも考案した。基本的に、水密扉１４の艤装品はＪＩＳ−Ｆの規格のものを使用する。また、水密扉自体の水密性能試験を日本造船規格などの公的機関に於いて行うことにより、扉の水密性能を確保することを担保する。陸上フロート１が鉄筋コンクリートで造られている場合は、コーム４３に鉄製のアンカーを溶接する。そして、溶接したアンカーをコンクリートの内部に埋め込む。

海外に生産を拡大した場合には、超軽量コンクリートを使用することにより、アジア、アフリカ、太平洋の島国など開発途上国の普及にも、非常に有効な発明である。金属製、樹脂製のものと比べると、耐塩害性についても有利な素材を使用したことによりメンテナンスに手間がかからない。また、先行出願を拝見すると共鳴する発明がいくつか存在したが、一般社会への普及を考えると高額で大規模なものがほとんどで、普及に至らない可能性が高いものが多くあった。安い値段で普及する発明を今回目指した。部品については、東北地域の業者を選定する予定である。国内需要を想定すると他の発明と異なり、復旧のために建物の内部改修工事を必然とされるので、地方の建築、建設業者への工事の発注量の増加として考えれば、内需拡大対策となる。なお、今回の発明のようなフロートは、２１世紀以降の世界に於いて大多数の人命を救う工法と考える。

１陸上フロート
２家庭用シェルター
３建築建物
４擁壁基礎
５基礎コンクリート
６台座
７プレキャスト杭
８固定金物
９漂流防止ワイヤー
１０隔壁
１１発泡体
１２金属フェンス
１３渡り板
１４水密扉
１５構造柱
１６幹線道路
１７台座
１８法面ブロック
１９梁
２０スタビライザー
２１ブラケット
２２ポール
２３アブソーバー
２４リング
２５アジャストポール
２６ベースプレート
２７埋め込みアンカー
２８固定ボルト
２９ステーイ
３０鋼製ワイヤー
３１鋼製鎖
３２ツメ
３３プレート
３４連結器
３５リング連結器
３６フック連結器
３７巻上機
３８巻上ワイヤー
３９脱出エントランス
４０内部階段
４１一般道路
４２リーフ
４３コーム
４４ヒンジ
４５回転軸
４６内部ハンドル
４７外部ハンドル
４８楕円プレート
４９斜行プレート
５０水密パッキン
５１水平プレート
５２ツメ
５３衝撃吸収スプリング
５４衝撃吸収ゴム
５５スプリング押え
５６上部プレート
５７下部プレート
５８ホールプレート
５９溝
６０落しツメ
６１拡張スプリング
６２バネ押え
６３つなぎリング
６４ズレ止めボルト
６５ボルト受け
６６滑車
６７一般道路
６８前面道路

Claims

一方向以上の擁壁基礎（４）に隣接し、基礎コンクリート（５）の上方にあり、内部は隔壁（１０）により区画されており、各区画された内部には発泡体（１１）が充填されておりかつ、屋上部には渡り板（１３）を装備して隣接する道路から出入りが可能な地上に設置されることを特徴とする津波危険地域の陸上フロート
複数のスタビライザー（２０）により、陸上フロート（１）の横揺れを防止することを可能とした請求項１に記載の津波危険地域の陸上フロート
基礎コンクリート（５）に固着したリング連結器（３５）と下部プレート（５７）に接合された複数のホールプレート（５８）は、リング連結器（３５）及び複数のホールプレート（５８）に開けられた穴にフック連結器（３６）の抜き差し動作を行うことで制御されており、かつ下部プレート（５７）に接合されたスプリング押え（５５）は、衝撃吸収スプリング（５３）を介して陸上フロート（１）の底部に装着された上部プレート（５６）に接合されたスプリング押え（５５）とつながっている構造の連結器（３４）により横揺れを防止することを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の津波危険地域の陸上フロート。
陸上フロート（１）の内部には、内部階段（４０）を装備することにより、最下層を経由して屋外まで降りることができることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の津波危険地域の陸上フロート
幹線道路（１６）、一般道路（６７）、前面道路（６８）により囲まれたユニットを縦方向及び横方向に複数個で使用し宅地造成を行うことのできる請求項１乃至４のいずれか記載の津波危険地域の陸上フロート