防舷材の設計

Design of Fender
防舷材の設計
防舷材の機能
材がみられましたが,船舶が大型化し
わが国では,海外からの貨物の
た今日では,前述のような大きなエネ
99.8 %(重量ベース)が港を経由し
ルギーを簡易な防舷材で吸収すること
て入ってきます.このような物流拠点
は困難で,ゴム製の防舷材を用いるの
である港の岸壁に付いている黒いゴム
が一般的です.ゴム製の防舷材ではゴ
の塊をご覧になったことがありますか
ムの塊の形状効果によって反力特性を
(写真-1)? 「防舷材」といい,船舶
生み出すソリッド型とゴムの袋に空気
が岸壁に接岸するときの衝撃力を和ら
を内包した空気式とが主流です.なお,
げ,船の舷側および岸壁自体を保護す
ソリッド型にはV型,H型など種々の
るものです.船が岸壁に接岸するとき
形状をしたものがあります.
は,大型船の場合にはタグボートの支
防舷材の設計においては,防舷材の
写真-3 備蓄船係留用の防舷材(長崎県上五島)
援により岸壁に接岸することが多く,
エネルギー吸収特性が速度や温度に依
また,カーフェリー等では船のスラス
存することに注意する必要がありま
ターを働かしスピードを落として慎重
す.一般的な傾向としては,低温およ
レーションを行うなどして,適切に防
に接岸します.そのような慎重な接岸
び速度が大きなときに反力が大きくな
舷材を設計する必要があります.
操船をしたとしても,接岸時の速度は
ります.速度や温度に対する特性の依
数 cm/s から十数 cm/s になります.
存性は,天然ゴム系の防舷材と合成ゴ
2
接岸エネルギーは,E = fMV /2
(f :回転運動などによるエネルギーの
ム系の防舷材とでは後者の方が大きく
防舷材は船舶の係留だけではなく,
浮体構造物の係留施設にも用いられて
なります.
います.浮体構造物の係留用に用いら
低減をあらわす係数,M:船の仮想質
量,V:接岸速度)であらわせること
浮体の係留
れている防舷材の最大のものは,石油
係留中の動揺も吸収
から,仮に排水量 50,000 t の船舶
外洋に面した波浪条件の比較的厳し
備蓄基地(写真-2)の貯蔵船の係留用
が 10 cm/s の速度で接岸するときの
い港湾においては,波浪の影響を受け
のもので,高さが 3,000 mm のゴム
エネルギーは 225 kNm(ここでは,
て船舶が大きく揺れることがあります.
防舷材が用いられています(写真-3).
f= 0.5,仮想質量係数 1.8 として計
このときの防舷材の変形量は,接岸時
現在,大阪市で建設中の旋回可動式浮
算)になります.これは 1 t の質量の
の変形量よりも大きくなることもあり
体橋梁の係留にもゴム防舷材が使用さ
車が時速約 80 km で壁に衝突するエ
ます.実際に係留中の動揺が原因と思
れています.このような大型の浮体構
ネルギーに匹敵します.このように船
われる防舷材の損傷例もあります.し
造物の係留施設の設計においては,暴
舶の接岸時のエネルギーを吸収する目
たがって,防舷材の機能としては係留
風中の荷重に対する浮体の動揺および
的で設置されているのが防舷材です.
中の船舶の揺れによる変形も吸収する
係留系の変位を数値シミュレーション
昔は,岸壁の側面に木材等をおいて衝
ものでなければなりません.このよう
により求め,防舷材を設計しています.
撃を和らげるような簡単な構造の防舷
な条件の港では係留船舶の動揺シミュ
(運輸省 白石 悟)
写真-1 岸壁に設置されている防舷材
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JSCE Vol.84, Aug. 1999
写真-2 石油備蓄基地(北九州市白島)