JP2017160701A - 重力式構造物の水底への設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大型クレーン船を用いることなく、重力式構造物を安定した状態で容易に曳航し、水底に沈めて設置することができる重力式構造物の水底への設置方法を提供すること。【解決手段】中空体５の周囲に配置したフロータ７のワイヤ１５を用いて、フロータ７に底版３を吊り下げる。そして、重力式構造物１を、フロータ７を用いて浮遊させつつ船１１で曳航し、設置予定水域まで運搬する。次に、フロータ７内に注液しつつ、重力式構造物１を水底１３に設置された基礎マウンド２１上に沈める。このとき、フロータ７毎の注液量を調整して重力式構造物１の姿勢を制御する。その後、重力式構造物１の底版３の下面に設けられた刃口２３の内側の基礎マウンド２１および水底１３の地盤を掘削して、重力式構造物１を水底１３の地盤に設置する。このとき、フロータ７毎の注液量を調整して重力式構造物１の姿勢を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、重力式構造物の水底への設置方法に関するものである。

従来、重力式コンクリート基礎は、陸上または岸壁に係留したフローティングドック上で鉄筋コンクリート造またはプレストレストコンクリート造として現場製作される。完成した重力式コンクリート基礎は、大型クレーン船などで吊り上げて所定の海上に運搬され、海底面に着底させて利用される（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

洋上風力用の重力式コンクリート基礎の場合、安定性を高めるため、基礎底面が広く、大きな波力を受ける海面付近は直径を必要最低限に絞った三角フラスコのような形状が合理的とされている。

特開２００１−３３３２号公報 特開２０１１−２３６６７５号公報

洋上風力用の重力式コンクリート基礎は、その自重により風車の転倒や滑動に抵抗するものであり、風車の寸法が大きくなるに伴い、基礎の寸法や質量が大きくなる。基礎の寸法や質量が大きくなると、陸上やフローティングドック上で製作した基礎を設置場所まで輸送する際に、クレーン船の能力の限界により対応できる船舶が少ないという問題がある。また、一般に大型クレーン船は使用費用が高く工事費の増加にもつながっている。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、大型クレーン船を用いることなく、重力式構造物を安定した状態で容易に曳航し、水底に沈めて設置することができる重力式構造物の水底への設置方法である。

前述した目的を達成するために本発明は、底版と、前記底版上に設けられた中空体とからなる重力式構造物を、フロータを用いて浮遊させつつ曳航する工程ａと、前記フロータ内に注液しつつ前記重力式構造物を水底に沈める工程ｂと、前記底版の下面に刃口を設け、刃口の内部及び前記水底の地盤を掘削して、前記重力式構造物を前記水底の地盤に設置する工程ｃと、を具備することを特徴とする重力式構造物の水底への設置方法である。

前記工程ａでは、例えば、前記中空体の周囲に配置した前記フロータに前記底版を吊り下げる。このとき、必要に応じて、前記フロータの前記中空体と対向する面に、緩衝材が設けられる。
また、前記工程ａでは、前記底版に前記フロータを固定してもよい。
前記中空体は、三角フラスコ型または円筒型であることが望ましい。

前記フロータが複数からなる場合、前記工程ｂで、前記フロータ毎の注液量を調整することにより、前記重力式構造物の姿勢を制御する。
また、前記フロータが複数からなる場合、前記工程ｃで、前記フロータ毎の注液量を調整することにより、前記重力式構造物の姿勢を制御する。

本発明では、重力式構造物を、フロータを用いて浮遊させつつ曳航することにより、大型クレーン船を用いることなく、重力式構造物を容易に曳航できる。また、フロータ内に注液することにより、重力式構造物を水底に容易に沈めることができる。フロータの中空体と対向する面に緩衝材を設ければ、フロータと重力式構造物の接触による衝撃を和らげることができる。

本発明において、フロータを複数で構成すれば、フロータ内に注液しつつ重力式構造物を水底に沈める際に、フロータ毎の注液量を調整することにより、重力式構造物の姿勢を安定した状態に制御することができる。また、フロータを複数で構成すれば、重力式構造物を水底の地盤に設置する際にも、フロータ毎の注液量を調整することにより、重力式構造物の姿勢を安定した状態に制御することができる。

本発明によれば、大型クレーン船を用いることなく、重力式構造物を安定した状態で容易に曳航し、水底に沈めて設置することができる重力式構造物の水底への設置方法を提供することができる。

重力式構造物１を曳航する状態を示す図 重力式構造物１を曳航する状態を示す図 重力式構造物１を水底１３に沈める工程を示す図 重力式構造物１を水底１３の地盤に設置する工程を示す図 重力式構造物３１を曳航する状態を示す図 重力式構造物３１を曳航する状態を示す図 重力式構造物３１を水底１３に沈める工程を示す図 重力式構造物３１を水底１３の地盤に設置する工程を示す図

以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１、図２は、重力式構造物１を曳航する工程を示す図である。図１は、図２に示す矢印Ａ−Ａによる断面図である。

図１に示すように、重力式構造物１は、底版３と、底版３上に設けられた中空体５とからなる。中空体５は、三角フラスコ型である。重力式構造物１は、洋上風力用の重力式コンクリート基礎である。

図１、図２に示すように、重力式構造物１を曳航する際には、重力式構造物１の両側方に、フロータ７が複数個ずつ配置される。重力式構造物１の両側方に配置されたフロータ７同士の間には、間隔保持材２８が設けられる。フロータ７の中空体５と対向する面２７には、フロータ７と重力式構造物１の接触による衝撃を緩和するための緩衝材２９が設けられる。

重力式構造物１を曳航する際には、中空体５の周囲に配置したフロータ７のワイヤ１５を、底版３の上面に設けられた吊治具１７に連結することにより、フロータ７に底版３を吊り下げる。重力式構造物１やフロータ７と曳航のための船１１とは、それぞれ、ワイヤ９やワイヤ１９を用いて連結される。

図３は、重力式構造物１を水底１３に沈める工程を示す図、図４は、重力式構造物１を水底１３の地盤に設置する工程を示す図である。図３、図４に示すように、重力式構造物１を設置する予定の水域では、水底１３にあらかじめ基礎マウンド２１が形成される。基礎マウンド２１は、重力式構造物１の傾きを所定の範囲に抑えるためのものであり、捨石や砕石などによって形成され、表面の水平度を保つように均し作業が行われている。

第１の実施の形態では、まず、図１、図２に示すように、重力式構造物１を、フロータ７を用いて浮遊させつつ曳航する。このとき、必要に応じて、フロータ７毎の注液量を調整して浮力を調整することにより、重力式構造物１の姿勢を制御する。そして、重力式構造物１を設置予定水域まで運搬する。

次に、図３に示すように、設置予定水域において、フロータ７内に注液しつつ、重力式構造物１を水底１３に設置された基礎マウンド２１上に沈める。このとき、必要に応じて、フロータ７毎の注液量を調整して浮力を調整することにより、重力式構造物１の姿勢を制御する。

その後、図４に示すように、重力式構造物１の底版３の下面に設けられた刃口２３の内側の基礎マウンド２１および水底１３の地盤を掘削して、重力式構造物１を水底１３の地盤に設置する。このとき、重力式構造物１は自重で沈めるが、必要に応じて、フロータ７毎の注液量を調整して浮力を調整することにより、部位によって浮力を変え、水平を保つように重力式構造物１の姿勢を制御する。基礎マウンド２１および水底１３の地盤を所定の深さまで掘削した後、底版３の下方に水中コンクリート２５を打設する。また、フロータ７を底版３から取り外して撤去する。

このように、第１の実施の形態によれば、重力式構造物１を、フロータ７を用いて浮遊させつつ曳航することにより、大型クレーン船を用いることなく、重力式構造物１を容易に曳航できる。また、フロータ７内に注液することにより、重力式構造物１を水底１３に容易に沈めることができる。また、両側のフロータ７は、重力式構造物１の自重によって、互いに近づく方向に力を受けるが、フロータ７の中空体５と対向する面２７に緩衝材２９を設ければ、フロータ７と重力式構造物１の接触による衝撃を和らげることができる。

第１の実施の形態では、フロータ７を複数で構成することにより、重力式構造物１を曳航する際や、重力式構造物１を水底１３に沈める際や、重力式構造物１を水底１３の地盤に設置する際に、フロータ７毎の注液量を調整して浮力を調整することにより、重力式構造物１の姿勢を安定した状態に制御することができる。また、フロータ７ごとの注液量の調整と刃口内側の掘削深さを各部で変えることにより重力式構造物１の姿勢が制御できるので、所定の位置に重力式構造物１を傾くことなく据え付けることができる。このため、事前の基礎マウンド２１の表面の均し作業の軽減ができる。

次に、第２の実施の形態について説明する。図５、図６は、重力式構造物３１を曳航する工程を示す図である。図５は、図６に示す矢印Ｂ−Ｂによる断面図である。

図５に示すように、重力式構造物３１は、底版３３と、底版３３上に設けられた中空体３５とからなる。中空体３５は、円筒型である。重力式構造物３１は、洋上風力用の重力式コンクリート基礎である。

図５、図６に示すように、重力式構造物３１を曳航する際には、重力式構造物３１の周囲を囲むように、複数個のフロータ３７が配置される。フロータ３７は、径方向の壁面で外周側からの水圧に耐えるように設計される。

重力式構造物３１を曳航する際には、中空体３５の周囲に配置したフロータ３７のワイヤ４３を、底版３３の上面に設けられた吊治具４５に連結することにより、フロータ３７に底版３３を固定する。フロータ３７と曳航のための船４１とは、ワイヤ３９を用いて連結される。

図７は、重力式構造物３１を水底１３に沈める工程を示す図、図８は、重力式構造物３１を水底１３の地盤に設置する工程を示す図である。図７、図８に示すように、重力式構造物３１を設置する予定の水域では、水底１３にあらかじめ基礎マウンド２１が形成される。

第２の実施の形態では、まず、図５、図６に示すように、重力式構造物３１を、フロータ３７を用いて浮遊させつつ曳航する。このとき、必要に応じて、フロータ３７毎の注液量を調整して浮力を調整することにより、重力式構造物３１の姿勢を制御する。そして、重力式構造物３１を設置予定水域まで運搬する。

次に、図７に示すように、設置予定水域において、フロータ３７内に注液しつつ、重力式構造物３１を水底１３に設置された基礎マウンド２１上に沈める。このとき、必要に応じて、フロータ３７毎の注液量を調整して浮力を調整することにより、重力式構造物３１の姿勢を制御する。

その後、図８に示すように、重力式構造物３１の底版３３の下面に設けられた刃口４７の下部の基礎マウンド２１および水底１３の地盤を掘削して、重力式構造物３１を水底１３の地盤に設置する。このとき、重力式構造物３１は自重で沈めるが、必要に応じて、フロータ３７毎の注液量を調整して浮力を調整することにより、部位によって浮力を変え、水平を保つように重力式構造物３１の姿勢を制御する。基礎マウンド２１および水底１３の地盤を所定の深さまで掘削した後、底版３３の下方に水中コンクリート４９を打設する。また、フロータ３７を底版３３から取り外して撤去する。

このように、第２の実施の形態によれば、重力式構造物３１を、フロータ３７を用いて浮遊させつつ曳航することにより、大型クレーン船を用いることなく、重力式構造物３１を容易に曳航できる。また、フロータ３７内に注液することにより、重力式構造物３１を水底１３に容易に沈めることができる。

第２の実施の形態では、フロータ３７を複数で構成することにより、重力式構造物３１を曳航する際や、重力式構造物３１を水底１３に沈める際や、重力式構造物３１を水底１３の地盤に設置する際に、フロータ３７毎の注液量を調整して浮力を調整することにより、重力式構造物３１の姿勢を安定した状態に制御することができる。

なお、第１の実施の形態では、三角フラスコ型の中空体５を有する重力式構造物１の両側方にフロータ７を配置したが、フロータ７の配置はこれに限らない。第２の実施の形態と同様に、重力式構造物１の周囲に環状にフロータを配置して、フロータに底版３を吊り下げてもよい。

また、第２の実施の形態では、円筒型の中空体３５を有する重力式構造物３１の周囲にフロータ３７を環状に配置したが、フロータ３７の配置はこれに限らない。第１の実施の形態と同様に、重力式構造物３１の両側方にフロータを配置してもよい。また、第２の実施の形態では、フロータを重力式構造物３１の底版３３に固定したが、フロータに底版３３を吊り下げてもよい。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、３１………重力式構造物
３、３３………底版
５、３５………中空体
７、３７………フロータ
９、１５、１９、３９、４３………ワイヤ
１３………水底
２１………基礎マウンド
２３、４７………刃口
２５、４９………水中コンクリート
２７………面
２９………緩衝材

Claims (7)

1. 底版と、前記底版上に設けられた中空体とからなる重力式構造物を、フロータを用いて浮遊させつつ曳航する工程ａと、
   前記フロータ内に注液しつつ前記重力式構造物を水底に沈める工程ｂと、
   前記底版の下面に刃口を設け、刃口の内側及び前記水底の地盤を掘削して、前記重力式構造物を前記水底の地盤に設置する工程ｃと、
   を具備することを特徴とする重力式構造物の水底への設置方法。
2. 前記工程ａで、前記中空体の周囲に配置した前記フロータに前記底版を吊り下げることを特徴とする請求項１記載の重力式構造物の水底への設置方法。
3. 前記フロータの前記中空体と対向する面に、緩衝材が設けられることを特徴とする請求項２記載の重力式構造物の水底への設置方法。
4. 前記工程ａで、前記底版に前記フロータを固定することを特徴とする請求項１記載の重力式構造物の水底への設置方法。
5. 前記中空体が三角フラスコ型または円筒型であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の重力式構造物の水底への設置方法。
6. 前記フロータが複数からなり、前記工程ｂで、前記フロータ毎の注液量を調整することにより、前記重力式構造物の姿勢を制御することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の重力式構造物の水底への設置方法。
7. 前記フロータが複数からなり、前記工程ｃで、前記フロータ毎の注液量を調整することにより、前記重力式構造物の姿勢を制御することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の重力式構造物の水底への設置方法。

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