JPH01219207A - スパッド式海洋構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野ｊ 本発明は、海洋都市、海洋ヘリポート、洋上プラント、
コミューター空港、海洋レジャーランド等を海洋に構築
するのに好適なスパッド式海洋構造物に関するものであ
る。

「従来の技術」 近年における陸上での用地難等にともない、海上空間の
有効利用を図った前記各種海洋施設の開発が進められて
いる。中でもたとえばコミューター空港は、近距離区間
の航空輸送の発達に伴って、その需要が増大している反
面、陸上での建設は用地難、騒音公害等の規制により実
質的に困難な状態にあるため、この種の施設を海上に建
設することが急務となっている。

ところで、このような海洋施設の構築法としては、たと
えば埋め立て工法が知られているが、埋め立て工法は、
ダンプ公害、浅水床しか利用できない等の問題点がある
ため、近年では海洋構造物を利用した各種海洋施設の構
築が図られている。

従来、海洋構造物を洋上に構築する場合、構造物全体を
海洋上に浮かせて係留する浮体式方式と、デツキを支え
る柱脚にバラストタンクを設けて浮力と重量をバランス
させ、構造物を海底に軟着させる軟着底方式（例えば特
開昭６０−８５１１２号公報、特開昭６０−７０２１３
号公報、特開昭６０−１３８１１号公報等参照）の２つ
が提案されている。

ところが、前者の浮体式構造では、波による動揺を抑制
することが難しいため、居住性が低く、住人に不快感を
与えてしまい、また、設備に動揺抑制対策等をしておく
必要があるため、コスト高になるといった問題点があり
、また、後者の軟着底構造では、係留装置等を省略する
ことがでと、かつ、その居住性を向上できる反面、軟着
底構造であるが故に潮流等の水平力に対して若干の不安
があった。

そこで本発明者等は、従来の海洋構造物の有する前記問
題点を解決すべく鋭意研究した結果、海底に複数のスパ
ッドを打ち込み、洋上に前記各スパッドの外周にそれぞ
れ遊嵌される複数の脚体を備えた浮体部を係留させて、
浮体部のバラストを調整することにより、前記浮体部を
洋上に浮上させたり、海底に軟着底させたりすることの
できるスパッド式海洋構造物を提案した（たとえば特願
昭６２−２４０４４３号等参照）。このようなスパッド
式海洋構造物は、第１５図ないし第１７図に示すような
構造である。すなわち、このスパッド式海洋構造物は、
海底Ｇに下端が埋め込まれた複数のスパッドｌと、これ
らスパッド１の外周にそれぞれ遊嵌される複数の脚体２
を備えかつ上部に建築物Ｂが構築されるトラス架構の浮
体部３とを主体として構成されたもので、スパッドｌの
外周に一体に取り付けられた架台４に浮体部３の脚体２
を軟着底させるように構成されている。

また、前記浮体部３の脚体２は、第１６図および第１７
図に示すように、内部にタンク室Ｒを備えたバラストタ
ンク５を兼ねており、その下面には、スパッドｌを遊嵌
する嵌合孔６が形成されている。この嵌合孔６の内周面
には、嵌合孔６の周方向に沿って延びるゴム製の緩衝材
７が、嵌合孔６の軸方向に沿って等間隔に複数配設され
、また、スパッドｌの外周および架台４の上面には同様
の緩衝材８が設けられている。

なお、前記スパッド式海洋構造物は、浮体部３のデツキ
部３ａ等に備えられた制御手段によりバラストタンク５
のバラスト量が調整されて軟着底構造ないしは浮体構造
を取るように制御されるものである。

「発明が解決しようとする課題」 前記したスパッド式海洋構造物によれば、バラストタン
ク５のバラスト量の調整によってデツキ部の様々な荷重
条件に対処することがでと、また気象や地震等への対応
が自在となるので、その居住性を向上させることがでと
、さらに脚体２を架台４に載せることにより海底面の地
盤条件の影響をなくすことができる等の利点がある。と
ころが、このようなスパッド式海洋構造物にあっても、
たとえば次のような点で解決すべき問題点が残されてい
る。

すなわち、暴風時にバラスト量を調整し、架台上に浮体
部を軟着底させても、その固定が不完全であり、水平方
向に動く可能性があること。また、脚体２の嵌合孔６に
設けた緩衝材７が経年変化等によって劣化した場合に、
その交換作業に手間がかかるなど、そのメンテナンスが
悪い点である。

本発明は前記事情に鑑みて提案されたもので、その目的
とするところは、暴風時に、浮体部のスパッドへの固定
を確実にし、動揺がなく、さらにメンテナンス作業を良
好にできるスパッド式海洋構造物を提供することにある
。

「課題を解決するた吟の手段」 そこで不発゛明にかかるスパッド式海洋構造物は、海底
に上端が海底面よりも突出した状態で設置された複数の
スパッドと、これら各スパッドの外周にそれぞれ遊嵌さ
れる複数の脚体を備えた浮体部と、府記浮体部に設けら
れたバラストタンクと、前記バラストタンクのバラスト
量を調整する制御手段とを具備し、かつ、前記脚体のス
パッドを遊嵌する嵌合孔の内周面に、スパッドの外周面
に当接する緩衝材を着脱自在に設けるとともに、前記嵌
合孔の緩衝材を臨む上面に、緩衝材を嵌合孔より取り出
す取替え孔を設けたことを特徴とするものである。

さらに、前記スパッドの先端および該スパッドを遊嵌す
る嵌合孔のうち一方に、外面が先端に行くに従い縮小す
る形状の嵌合凸部を、他方に前記嵌合凸部に面接触する
嵌合凹部をそれぞれ設けたものである。

「作用」 前記構成のスパッド式海洋構造物は、浮体部上において
、脚体の嵌合孔に開口する取替え孔を介し緩衝材の着脱
作業を実施することができるので、メンテナンスを良好
にすることができる。

また、浮体部を降ろすと、嵌合凸部と嵌合凹部とが凹凸
嵌合し、これらの凹凸嵌合によって浮体部のスパッドへ
の固定が確実になり、浮体部の動揺がなくなる。

「実施例」 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明すると
、本発明にかかるスパッド式海洋構造物も基本的には、
第１図および第２図などに示すように、海底に下端が埋
め込まれた複数のスパッドＩＯと、これらスパッドｌＯ
の外周にそれぞれ遊嵌される複数の脚体１１を備えかつ
上部に建築物が構築される浮体部１２とを主体として構
成された構造が採用される。

しかし、本発明においては、脚体１１の下面のスパッド
ｌＯを遊嵌する嵌合孔１４の内周面に、ゴム、合成樹脂
等からなる緩衝材１５を、嵌合孔１４の軸線方向に沿っ
て着脱自在に設け、前記嵌合孔１４の前記緩衝材１５を
臨む上面（第１図上面）に該緩衝材１５を嵌合孔１４よ
り浮体部１２上に取り出す取替え孔１６を設けたことを
特徴としている。

まず、スパッド１０について説明すると、このスパッド
ＩＯは、第３図および第４図などに示すように、調製中
空もしくは内部にコンクリートを充填した円筒形の密閉
構造とされ、その先端（上端）には、外面が先端に行く
に従って縮小する形状（図示例ではテーパ状）の嵌合凸
部１０Ａが設けられており、また、スパッド１０の下端
外周面には、縦リブ１０ａにより補強された円板状のフ
ランジ板１０ｂが突設され、さらに必要に応じて第４図
に示すように、コンクリートＣ中に埋設される部分にス
タッドボルト１０ｃが取り付けられるようになっている
。そして、このスパッドｌＯは、アンカー杭２０を介し
て海底Ｇに固定された基礎部２１にコンクリートＣを介
して一体化されている。なお、図示例の場合、スパッド
ＩＯを海底Ｇに一体化させる基礎部２１は、四辺形状に
組まれた鋼製の型枠２２と、この型枠２２を埋め込むよ
うにして根切り孔２１ａに打設されたコンクリートＣと
を主体として構成され、また、前記型枠２２にはアンカ
ー杭２０が挿入されるガイド孔２２ａが形成されている
。

次いで、本発明にかかるスパッド式海洋構造物の最大の
特徴部分である脚体１１について述べる。

まず、各脚体１１にはバラストタンク２５が設けられて
いる。このバラストタンク２５は、第３図などに示すよ
うに、脚体１１の外面を形成する外部筒体１１ａと、脚
体１１の底面を形成する底板部１１ｂとにより囲まれた
タンク室Ｒを備えており、また、このバラストタンク２
５には海水等の流体を注入・排出するポンプ手段が付設
されている。これらポンプ手段はそれぞれ別個に作動さ
れて、各バラストタンク２５内に注水および排水される
流体の量をタンク毎に調整できるようになっていること
は勿論であり、これにより、浮力と自重とのバランスを
確保して全体もしくは部分的に様々な荷重条件や水深に
対応することが可能になるものである。

次いで、脚体！１の嵌合孔１４について述べれば、嵌合
孔１４は脚体１１の底板部１１ｂの中央に形成され、そ
の上面に前記スパッドＩＯの先端の嵌合凸部１０Ａに面
接触するテーパ状の嵌合凹部１４Ａが形成され、その内
面にスパッド１０の上端に当接する緩衝材１５Ａが取り
付けられてぃる。また、嵌合孔！４の下端内周面には、
第５図に示すように、複数のチャンネル状支持部材２６
が、その長さ方向を嵌合孔１４の軸線方向に沿わせた状
態で周方向に沿って等間隔に取り付けられ、それら支持
部材２６の間に緩衝材１５を取り付けるための取付は溝
２７が形成され、さらに、この取付は溝２７の下端には
、緩衝材１５を載せる載置部材２８が設けられている（
第３図参照）。

一方、図示例では、緩衝材１５を取り替える取替え孔１
６は、第６図などに示すように、脚体ｌ■のタンク室Ｒ
を貫通する２重壁３０ａ、３０ｂと、これら２重壁３０
ａ、３０ｂの間に設けられた複数の垂直隔板３０ｃによ
って水密に仕切られてなり、その上端が水面よりも上方
の脚体１１の上端に達し開口した構成となっている。

そして、緩衝材１５は、前記取替え孔１６内にワイヤＷ
等を介して吊られた状態で、支持部材２６の間の取付は
溝２７にセットされ、デツキ部１２上において、ワイヤ
Ｗを操作（巻き上げ操作、巻き降ろし操作）することに
よって着脱できるように構成されている。なお、図示例
では、第５図に示すように、緩衝材Ｉ５は横断面台形状
に形成されて、取付は溝２７内から抜は落ちることがな
いようにセットされている。

なお、この海洋構造物には、たとえばバラストタンク２
５のバラスト量を調整する制御手段が設けられて、構造
物の姿勢制御が行なわれるようになっている。この制御
手段としては、例えば脚体１１等に生じる荷重等を検出
するセンサー（圧力センサー等）と、前記センサーに接
続されたコンピューターとから構成され、前記コンピュ
ーターからの出力と、海洋構造物のバランス条件とを比
較監視すること等により構造物全体を制御するもの等が
挙げられる。

また、第７図には、海上に完成したスパッド式海洋構造
物の斜視図を示しており、図示例では、浮体部１２は、
コンクリートあるいは鋼板等によりなる全体が平板状の
デツキ部１２ａを備えており、また該デツキ部１２ａの
上面には、ヘリポート３０ａを備えた建屋３０、トラス
構造の屋根を備えたイベント広場３１および公園３２、
水族館３０Ａなどが設けられ、さらにデツキ部１２ａの
下側には船の発着場３３が設けられるとともに、周囲に
は浮桟橋３４を持つヨツトハーバ−が形成されている。

なお、前記デツキ部ｆ２ａは井桁状に組まれたデツキガ
ーダ−により全体が支持され、かつ、前記デツキガーダ
−の各交点の下面にスパッド１０の外周に遊嵌される前
記脚体１１が垂設されている。

そして、互いに隣接する脚体１１間には、これら脚体２
を連結する支持梁３５が脚体１１の下部に位置して設け
られるとともに、これら各支持梁３５により囲まれた内
側には図面では分からないが筋かい梁が配設され、かつ
、前記支持梁３５とデツキガーダ−１２ａとの間にはプ
レース材３６が設けられている。

なお、前記バラストタンク２５の設計にあたっては、暴
風時スパッド１０に水平外力による転倒モーメントや波
による揚力を考えても常に僅かながらの押し込み力を与
えることが可能な容量のものを設計し、また環境荷重に
よりスパッド１０に過大な押込み力等が作用しないよう
なバランシングが可能な構造のものを設計する。

なお、浮体部１２を構成するデツキ部１２ａの位置は萌
記最高潮位時にも波浪の影響を受けない高さに設定する
とともにデツキ部１２ａと海面間の距離に臨海感を持て
るものにする。

次いで、以上のように構成されたスパッド式海洋構造物
の作用について説明する。

第７図などに示すように前記構成のスパッド式海洋構造
物を海上に構築するには、たとえば第８図に示すように
、ドッグ４０内で脚体１３デツキ部１２ａおよびデツキ
、部１２ａ上に構築される建築物の主要部を建造すると
ともに、脚体１１の嵌合孔１４にスパッド１０を挿入し
た状態で固定しておく。このスパッドＩＯの固定手段と
しては、−膜内なボルトナツトによる方法で嵌合孔１４
の内周面に固定する手段などが挙げられるが、取替え孔
１６を利用して、スパッドｌＯを吊り下げるような手段
を採ることもできる。

次いで、第９図に示すように、脚体１１の下部を海中に
沈めて水平な状態で浮体部１２を曳船４１によって設置
海域まで曳航する。この際、浮体部１２は、バラストタ
ンク２５内への水バラストの充填によって、重心が下方
に位置し、直立した安定な状態となっているので、波浪
、風等の受けやすい海域における曳航作業を良好にする
ことができる。

そして、第１Ｏ図に示すように、スパッド１０を固定す
る前に予め設置海域の海底Ｇに基礎部２１を構築してお
く。この基礎部２１の施工としては、まず、スパッドＩ
Ｏを建てる位置を深く掘って建込み用の根切りを行い、
型枠２２を設置して、この型枠２２のガイド孔２２ａに
アンカー杭２０を挿入しつつこれをガイドとして海底Ｇ
にアンカー２０を打ち込み、型枠２２を固定する。なお
、型枠２２を固定したならば、その後この型枠２２上に
Ｈ型鋼からなる架台１３を載置し、脚体１１を載置る準
備をする（第１０図参照）。

次いで、係留索４２によって構造物の位置調整を行いな
がら、前記型枠２２の上面に脚体ｌｌの嵌合孔１４を臨
ませ、嵌合孔１４内にスパッドＩＯを固定した状態で脚
体１１のバラストタンク２５内に水バラストを注入し、
浮体部１２を沈降さ仕、スパッド１０の下端を型枠２２
内に挿入するとともに、脚体１１を架台１３上に載せる
。そして、型枠２２内に水中コンクリートＣを打設して
、スパッド１０をアンカー杭２０と一体化させる。

スパッドｌＯをこのようにして海底Ｇに固定したならば
、バラストタンク２５内の水バラストを調整して姿勢制
御を行いながら、浮体部１２を浮上させ、架台１３を基
礎部２１上から取り外し、脚体１１の嵌合孔１４内にス
パッドＩＯを遊嵌させ、絹製を施すと、第７図に示すよ
うな、コミューター空港が完成する。

前記海洋構造物の構築は、はとんどドッグ４０内で工場
施工することがでと、また、基礎の施工も、予め海底Ｇ
に基礎部２１を造って、この基礎部２１にスパッド１０
を固定するので、精度良くスパッド１０を据え付けるこ
とがでと、その施工性を向上することがでと、工期短縮
を図ることができる。

なお、スパッド１０と基礎部２１との一体化は、実施例
のように型枠２２を利用したコンクリートＣによる一体
化に限らず、コンクリート製の基礎部２１にスパッドＩ
Ｏを強固にボルト止めするような構成としても良い。

このような構成をなすスパッド式海洋構造物にあっては
、たとえば第１２図ないし第１４図に示すように、バラ
ストタンク２５への注排水を調整することにより、天候
や地震等への対応が自在となる。

たとえば、第１２図に示す通常使用状態（構造物を浮か
した状態）では、バラストタンク２５内の水バラストが
排水されて、浮体部１２は洋上に浮かんだ状態となって
おり、浮体部１２は、潮流、風等による水平移動に対し
て緩衝材１５とスパッド１０との当接による規制を受け
ながら潮汐に追従して上下動することになる。この状態
で地震が起こったとしてもスパッド１０と浮体部１２は
緩衝材１５を介して接しているので、地盤からの影響は
減じ、地震時の対応が可能となる。

また、暴風波浪時の場合には、バラストタンク２５内に
バラストを注水し、デツキ部１２を下げて、第１３図に
示すように、スパッド１０に脚体１１をあずけ、浮体部
１２をスパッド１０に載せ、たとえば制御手段によって
、常に、潮汐、風、波を考慮してスパッドｌＯの鉛直方
向に押し込み力を作用させるようにバラスト量を制御す
ると、脚体１１はスパッド１０上に安定した状態で載置
され、浮体部１２は潮汐に追従することなく、海底Ｇに
固定される。この結果、浮体部１２は、その上下動は勿
論、水平動も拘束されて暴風、波浪に対する影響が減じ
、居住性が損なわれることがなくなるものである。

実施例においては、構造物全体を海上に浮かした場合、
浮体部１２を潮汐に追従させることができるので、その
親水性を確保できる。また、実施例では前記バラストタ
ンク２５を、デツキ部１２の脚体１１に配置したので、
タンク２５による浮力の調整を容易にすることがでと、
かつ構造物のコンパクト化を図ることができるが、バラ
ストタンク２５を脚体１１と別個に浮体部１２に設けて
、浮力の調整を図るようにしても良い。

ところで、脚体１１の嵌合孔１４にセットされた緩衝材
１５を取り替える必要が生じた場合、実施例においては
、前記緩衝甘夏５の交換手段として、脚体１１のタンク
室Ｒを貫通する二重壁３０ａ、３０ｂの間に水密に仕切
られた取替え孔１６を、嵌合孔１４の上面に開口させ、
さらに、この取替え孔１６を介してワイヤＷにより支持
部材２６の間に位置する緩衝材１５を吊っているので、
第２図に示すように、ワイヤＷを脚体１１の上面まで巻
き取ってデツキ部１２上で新しいものと交換すれば良い
。

そして再び緩衝材１５を吊り降ろせば、緩衝材１５は、
取替え孔１６を通って取付は溝２７に嵌合しセットされ
ることになる。

この交換操作は、ワイヤＷを巻き上げて緩衝材１５をデ
ツキ部１２上で交換し、再度取替え孔１６を通して吊り
降ろす単純作業であり、水中作業を省略できるので、緩
衝材１５のメンテナンスが良好でランニングコストの低
下を図ることができるものである。

なお、本発明は前記の実施例に制約されるものではなく
、たとえばスパッドＩＯの上面に嵌合凹部１４Ａを形成
し、嵌合孔１４のスパッド１０の嵌合凹部１４Ａを臨む
内面にスパッド１０の嵌合凹部１４Ａに嵌合する嵌合凸
部１０Ｂを突設するようにして、これらを凹凸嵌合させ
るようにしても良い。

「発明の効果」 以上説明したように本発明にかかるスパッド式海洋構造
物は、海底に上端が海底面よりも突出した状態で設置さ
れた複数のスパッドと、これら各スパッドの外周にそれ
ぞれ遊嵌される複数の脚体を備えた浮体部と、前記浮体
部に設けられたバラストタンクと、前記バラストタンク
のバラスト虫を調整する制御手段とを具備し、かつ、前
記脚体のスパッドを遊嵌する嵌合孔の内周面に、スパッ
ドの外周面に当接する緩衝材を着脱自在に設けるととも
に、前記嵌合孔の緩衝材を臨む上面に、緩衝材を嵌合孔
より取り出す取替え孔を設けたので、この取替え孔を利
用して水中作業を行うことなく、緩衝材の交換作業を実
施でと、そのメンテナンスを良好にすることができるの
で、ランニングコストの低減を図ることができる。

さらに、スパッドの先端および該スパッドを遊嵌する嵌
合孔のうち一方に外面が先端に行くに従い縮小する形状
の嵌合凸部を、他方に前記嵌合凸部に面接触する嵌合凹
部をそれぞれ設けたので、制御手段によるバラス、トタ
ンクへの注排水を制御して、嵌合凸部と嵌合凹部とを凹
凸嵌合させることによって、暴風時に、浮体部のスパッ
ドへの固定を確実にすることがでと、この結果、浮体部
の動揺がなくなり、洋上での居住性を向上できるなど各
種海洋施設への適用性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の詳細な説明するために示したもので、第
１図および第２図は脚体の構造を示す正面図、第３図は
施工時における脚体の下端と基礎部を示す断面図、第４
図はその平面図、第５図は第３図■−■線に沿う矢視断
面図、第６図は第３図Ｖｌ−Ｖｌ線に沿う矢視断面図、
第７図はコミューター空港として完成した状態のスパッ
ド式海洋構造物を示す斜視図、第８図ないし第１１図は
施工方法を工程順に示すもので、それぞれ正面図、第１
２図ないし第１４図は作用を説明するために示したもの
で、第１２図（ａ）および（ｂ）は海洋構造物の通常使
用状態を示す正面図および断面図、第１３図（ａ）およ
び（ｂ）は海洋構造物をスパッドに固定した状態を示す
正面図および断面図、第１４図（ａ）および（ｂ）は地
震時に対応した状態を示す海洋構造物の正面図および断
面図、第１５図ないし第１７図は、先行技術のスパッド
式海洋構造物の一橋造例を示すもので、第１５図は正面
図、第１６図および第１７図は脚体の断面図である。 ｌＯ・・・・・・スパッド、１１・・・・・・脚体、１
２・・・・・・浮体部、１２ａ・・・・・・デツキ部、
１３・・・・・・架台、１４・・・・・・嵌合孔、１５
・・・・・・緩衝材、１６・・・・・・取替え孔、２０
・・・・・・アンカー抗、２１・・・・・・基礎部、２
２・・・・・・型枠、２５・・・・・・バラストタンク
、２６・・・・・・支持部材、２７・・・・・・取付は
溝、Ｇ・・・・・・海底、Ｃ・・・・・・コンクリート
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）海底に上端が海底面よりも突出した状態で設置され
   た複数のスパッドと、これら各スパッドの外周にそれぞ
   れ遊嵌される複数の脚体を備えた浮体部と、前記浮体部
   に設けられたバラストタンクと、前記バラストタンクの
   バラスト量を調整する制御手段とを具備し、かつ、前記
   脚体のスパッドを遊嵌する嵌合孔の内周面には、スパッ
   ドの外周面に当接する緩衝材が着脱自在に設けられると
   ともに、前記嵌合孔の緩衝材を臨む上面には、緩衝材を
   嵌合孔より取り出す取替え孔が設けられていることを特
   徴とするスパッド式海洋構造物。２）前記スパッドの先
   端および該スパッドを遊嵌する嵌合孔のうち一方には、
   外面が先端に行くに従い縮小する形状の嵌合凸部が、他
   方には前記嵌合凸部に面接触する嵌合凹部がそれぞれ設
   けられている請求項１記載のスパッド式海洋構造物。