JPH0460163B2

JPH0460163B2 -

Info

Publication number: JPH0460163B2
Application number: JP19713887A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Tawara; Isao Tatsumi; Tadahiko Okumura; Hiroki Oonada; Hajime Nomura; Masahiro Tanaka; Tetsushi Kyokawa; Osamu Inoe; Tetsuro Hori
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Priority date: 1987-08-06
Filing date: 1987-08-06
Publication date: 1992-09-25
Also published as: JPS6439411A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、海洋都市、海洋ヘリポート、洋上プ
ラント、コミユーター空港、海洋レジヤーランド
等を海洋に構築するのに好適なスパツド式海洋構
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つ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ユータ
ー空港は、近距離区間の航空輸送の発達に伴つ
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
ることが急務となつている。

ところが、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、浅水深しか利用でき
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て海底に軟着させる
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）の２つが提案されている。

第１０図および第１１図は、特開昭60−70213
号公報に開示の技術を示すもので、この海洋構造
物は、主柱１ａにより支持された４層のフロア１
ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅを有する建築物１の下面に
海底Ｇに軟着する多数の脚柱２を備え、これら脚
柱２のそれぞれに浮力タンク３が設けられた基本
構造となつている。

前記浮力タンク３は、図示例の場合、脚柱２に
形成されたタンク室を備え、該タンク室には海水
等の流体を供給・排出する給排手段が設けられて
いる。そして、これら給排手段はそれぞれ独立に
作動でき、各タンク３の流体の給排によりそれぞ
れ独立に浮力が調整できるようになつている。な
お、この海洋構造物には、全重力と前浮力とのバ
ランスをとるバランス調整装置が設けられ、前記
脚柱２の浮力タンク３の浮力を調整して構造物全
体が常に水平になるように制御する構成となつて
いる。また、図中符号４は外面に多数の貫通孔４
ａを備えた筒体で、浮力上昇に作用する海水を上
方の孔４ａから入れ、下方の孔４ａから瞬時に排
出することにより、脚柱２に作用する瞬間的な浮
力の上昇を抑制するものである。

「発明が解決しようとする問題点」本発明は前記した従来技術における次のような
点を改良しようとするものである。

第１に、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
なること。

第２に、後者の軟着底構造では、係留装置等を
省略することができ、かつ、その居住性を向上で
きる反面、波浪等を影響を考慮してフロアが高く
なる傾向にあるために海洋に親しむ感覚が薄れ、
また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ること。

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、前記した従来技術の問
題点を全て解消し得る新規な構造のスパツド式海
洋構造物を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」そこで本発明は、海底に下端が埋め込まれた複
数のスパツドと、これら各スパツドの外周にそれ
ぞれ遊嵌される複数の脚体を備えたデツキ部と、
前記デツキ部に設けられたバラストタンクと、前
記脚体とスパツドとを結合する結合手段と、前記
バラストタンクのバラスト量およびスパツドと脚
体との結合関係を調整する制御手段とを具備して
なり、前記制御手段は、スパツドに作用する構造
物の荷重を検出するセンサーと、該センサーの検
出値と構造物のバランス条件とを比較して前記バ
ラスト量及び結合手段の制御信号を出力するコン
ピユータとを備えた構成としたことを特徴として
いる。

ここで、前記結合手段としては、クランプシユ
ーをスパツド外面に圧着させてスパツドを挾持す
るクランプ装置と、スパツドの軸方向に転動する
ローラをスパツド外面に圧接させてスパツドを挾
持するローラ装置とから構成したもの、あるい
は、クランプシユーをスパツド外面に圧着させて
スパツドを挾持するクランプ装置と、スパツドの
軸方向に転動するローラをスパツド外面に圧接さ
せてスパツドを挾持するローラ装置と、スパツド
外面の周溝に係止部材を嵌め入れて脚体をスパツ
ドに固定するハンガー装置との３との装置から構
成したものなどが適用される。

前記バラストタンクを、デツキ部を脚体に配置
することにより、タンクによる浮力の調整を容易
にすることができ、また構造物のコンパクト化を
図ることができる。

「作用」前記構成のスパツド式海洋構造物は、バラスト
タンクへの注排水を行うことにより、浮力と自重
とのバランスを確保できる。一方、結合手段によ
る結合関係を解除して、スパツドと脚体とを遊嵌
状態にすると、構造物は潮汐に追従して上下動
し、また、結合手段を調整して脚体とスパツドと
を関係付けると、波浪よる影響が減じて、デツキ
部の上下動、水平動が無くなる。

たとえば、結合手段を、クランプシユーをスパ
ツド外面に圧着させてスパツドを挾持するクラン
プ装置と、スパツドの軸方向に転動するローラを
スパツド外面に圧接させてスパツドを挾持するロ
ーラ装置とから構成した場合、まずローラ装置の
みによる結合関係では、デツキ部の水平動が押さ
えられ、さらにクランプ装置によりスパツドを挾
持した場合、上下動も無くすことができる。

また、結合手段の一つを、スパツド外面の周溝
に係止部材を嵌め入れて脚体をスパツドに固定す
るハンガー装置から構成し、前記係止部材をスパ
ツド外面の周溝に嵌め入れると、脚体がスパツド
に対して固定され、潮汐、風、波等による天候の
影響が無くなり、デツキ部の上下動および水平動
が無くなる。

なお、前記各操作は、制御手段によつて簡単に
行なわれ、暴風雨などの天候や、地震等への対応
が自在となる。

「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。第１図ないし第９図は、本発明にかかる
スパツド式海洋構造物をヘリポートを備えたコミ
ユーター空港に適用したものである。

図において、符号１０で示されるのがコミユー
ター空港である。このコミユーター空港１０は、
海底に下端が埋め込まれた複数（図示例では12
本）のスパツド１１と、これらスパツド１１の外
周にそれぞれ遊嵌される複数の脚体１２を備えか
つ上部に空港建築物が構築されるデツキ部１３と
を主体として構成されている。

前記スパツド１１は、鋼製中空もしくはコンク
リートを充填した円筒形の密閉構造とされ、その
下端は、海底面に貫入しやすいように円錐状など
の鋭角に仕上げてある。そして、これらスパツド
１１は、第２図などに示す如く、縦横に所定間隔
をおいて規則的に打ち込まれており、図示例の場
合、全体として十字状の平板の各隅部に位置する
ように配置されている。

一方、前記デツキ部１３は、コンクリートある
いは鋼板等により全体が平面視十字状をした平板
状に形成され、その上面には、屋根にヘリポート
１４ａを備えかつ内部が格納庫となつた建屋１
４、ドーム屋根を備えたイベント広場１５および
公園１６などが設けられ、さらに周囲の突端には
船の発着場１７が設けられるとともに、浮桟橋１
８を持つヨツトハーバーが形成されている。

また、このデツキ部１３は井桁状に組まれたデ
ツキガーダー２０により全体が支持され、かつ、
該デツキガーダー２０の各交点の下面に、スパツ
ド１１の外周に遊嵌される前記脚体１２が垂設さ
れている。そして、互いに隣接する脚体１２間に
は、これら脚体１２を連結する支持梁２１が脚体
１２の下部に位置して設けられるとともに、これ
ら各支持梁２１により囲まれた内側には筋かい梁
２２が配設され、支持梁２１とデツキガーダー２
０との間にはブレース材２３が設けられている。

次いで、脚体１２について具体的に説明する
と、各脚体１２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４図
などに示すように、脚体１２の外面を形成する外
部筒体１２ａと、脚体１２の内面を形成する内部
筒体１２ｂにより形成されており、また、このバ
ラストタンク２５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。なお、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内に注入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つていること
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。

一方、第４図などに示すように、前記スパツド
１１と、デツキ部１３との間には、スパツド１１
の外周に遊嵌される脚体１２とスパツド１１とを
関係付ける（結合する）結合手段３０が設けられ
ている。

前記結合手段３０は、第４図ないし第７図に示
すように、スパツド１１の軸方向に転動するロー
ラ４５をスパツド１１外面に圧接させてスパツド
１１を挾持するローラ装置４６および該ローラ装
置４６の上下に配設されかつクランプシユー３１
をスパツド１１の外面に圧着させてスパツド１１
を挾持する一対のクランプ装置３２，３２を、ス
パツド１１の上下に一組み具備し、かつ、スパツ
ド１１の途中に、スパツド１１外面の周溝３３に
係止部材３４を嵌め入れて脚体１２をスパツド１
１に固定するハンガー装置３５が設けられ基本構
成となつている。なお、前記クランプ装置３２お
よびローラ装置４６は、第６図などに示す如く、
格納箱Ａ内に収容され、該格納箱Ａ内に収容され
た状態で脚体１２の下部およびデツキ部１３の上
面にそれぞれ配設されている。

次いで、これら各装置について具体的に説明す
ると、前記クランプ装置３２は、第５図などに示
すように、スパツド１１の周方向に等間隔に３個
配設された前記クランプシユー３１と、このクラ
ンプシユー３１をスパツド１１に向けて圧着させ
るリンク機構３６と、このリンク機構３６を作動
させる油圧シリンダ３７とを主体として構成され
ている。

前記クランプシユー３１は全体が硬質ゴムによ
り形成され、その内面はスパツド１１の外面に緊
密に圧着するように円弧状に形成され、かつ、そ
の外面にはブラケツト３１ａが設けられている。

また、リンク機構３６およびこのリンク機構３
６を作動させる油圧シリンダ３７は、スパツド１
１の周方向３等分位置にクランプシユー３１が位
置するようにスパツド１１の周方向に沿つてリン
グ状に相互に連結された基本構成となつている。

そして、前記リンク機構３６は、第５図などに
示すように、中心部が固定ピン３８により横回動
自在に支持された一対の支持アーム３６ａ，３６
ａにより構成され、互いに向き合う側の自由端が
クランプシユー３１のブラケツト３１ａにピン結
合され、他側の自由端が油圧シリンダ３７のロツ
ド３７ａおよびシリンダ３７ｂにそれぞれピン結
合されている。

また、前記クランプ装置３２の間に配設された
ローラ装置４６は、第７図に示すように、基本的
には、クランプ装置３２と同様であるが、このロ
ーラ装置４６の場合には、第５図に示すクランプ
シユー３１に代えて、板ばね４７により支持され
た前記ローラ４５を、リンク機構３６と油圧シリ
ンダ３７とが交互にリング状に連結する作動機構
に取り付けたものである。

一方、脚体１２をスパツド１１に固定するハン
ガー装置３５の係止部材３４は、油圧シリンダ４
０により水平移動されるようになつており、ま
た、この係止部材３４は潮位に合わせて全体が上
下に移動可能に構成されている。すなわち、この
係止部材３４は、例えば第６図に示すように、ス
パイラルジヤツキ４１により支持されており、該
スパイラルジヤツキ４１の回転によつて矢印イに
示す如く移動させられ、周溝３３の位置合わせが
できるようになつている。

また、図面には示されていないが、この海洋構
造物にはバラストタンク２５のバラスト量および
スパツド１１と脚体１２との結合関係を調整する
制御手段が設けられている。この制御手段は例え
ば脚体１２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、該センサーに接続された
コンピユータとから構成され、前記コンピユータ
ーからの出力と、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
である。なお、コンピユーターによる海洋構造物
の制御にあたり、予めたとえば以下に示すような
環境条件等を基準に検討し、バラストタンク２５
およびデツキ部１３の天端高、形状、寸法等の各
種設計を行つている。

環境条件潮位最低潮位 ±0.00ｍ最高潮位＋3.00ｍ水深 20.0ｍ波浪（暴風時）波高Ｈ1/3＝4.0ｍ、 Hmax＝7.2ｍ周期Ｔ＝7.0〜11.0sec 風風速Ｖ＝60ｍ／sec 潮流潮流速Ｕ＝0.2ｍ／sec なお、バラストタンク２５の設計にあたつて
は、スパツド１１には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、また暴
風時には前記環境荷重によりスパツド１１に過大
の押込み力あるいは引抜き力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、デツキ部１３の位置は前記最高潮位時に
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１３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ツド式海
洋構造物の作用について説明する。

第１図などに示すように前記構成のスパツド式
海洋構造物を海上に構築するには、デツキガーダ
ー２０、脚体１２、デツキ部１３等を主体として
構成された空港建築物を予めドツク等で組み立て
ておき、これをバラストタンク２５の浮力を大き
くして海中に浮かせ、曳き船により設置箇所まで
牽引していく。

次いで、脚体１２の孔を通してスパツド１１を
海底に打ち込み、艤装を施すと、第１図に示すよ
うに、コミユーター空港が完成する。

なお、スパツド１１を海底に打ち込む際に、第
８図に示す如く、スパツド１１の鉛直度を保持す
る治具５０を用いると、スパツド１１が治具５０
のガイド孔５０ａに案内されて垂直に並行度を保
つた状態で海底に打ち込まれるので好ましい。

前記海洋構造物の構築は、その大部分を工場施
工することができ、また浮体構造と同時にスパツ
ド１１の打設工事を行えるため、工期短縮を図る
ことができる。

このような構成をなすスパツド式海洋構造物に
あつては、たとえば第９図に示すように、バラス
トタンク２５への注排水、結合手段３０の結合関
係の調整を行うことにより、天候や地震等への対
応が自在となる。

たとえば、通常使用状態で、バラストを固定
し、結合手段３０のローラ装置４６を作動させて
ローラ４５を働かせるようにすると、構造物は潮
流、風等による水平動がなく、潮汐に追従して上
下動することになる。なお、前記ローラ装置４６
の作動は、ローラ４５をスパツド１１に対して僅
かに間隔を開けてセツトしておき、ローラ４５に
よる圧接によつて、構造物の上下動が規制されな
いようにしておく。

また、暴風波浪時の場合には、クランプ装置３
２、ハンガー装置３５等を作動させ、浮体構造物
全体をスパツド１１に対して固定していわゆる軟
着底方式のようにすれば、上下動、水平動等をな
くして暴風波浪に対しての影響を少なくすること
ができる。

また、地震時の場合、結合手段３０の全てを遊
嵌状態としていわゆる浮体式の構成をとれば、地
盤からの影響を防止することができる。

なお、本発明の前記の実施例に制約されるもの
ではなく、たとえば結合手段３０等は種々の態様
が可能である。

たとえば結合手段を、クランプシユーをスパツ
ド外面に圧着させてスパツドを挾持するクランプ
装置と、スパツドの軸方向に転動するローラをス
パツド外面に圧接させてスパツドを挾持するロー
ラ装置とから構成した場合、まずローラ装置のみ
による結合関係では、デツキ部の水平動が押さえ
られ、さらにクランプ装置によりスパツドを挾持
した場合、上下動も無くすことができる。

さらに、前記バラストタンクを、デツキ部の脚
体に配置することにより、タンクによる浮力の調
整を容易にすることができ、また構造物のコンパ
クト化を図ることができる。

「発明の効果」以上説明したように本発明は、海底に下端が埋
め込まれた複数のスパツドと、これら各スパツド
の外周にそれぞれ遊嵌される複数の脚体を備えた
デツキ部と、前記デツキ部に設けられたバラスト
タンクと、前記脚体とスパツドとを結合する結合
手段と、前記バラストタンクのバラスト量および
スパツドと脚体との結合関係を調整する制御手段
とを具備してなり、前記結合手段は、クランプシ
ユーをスパツド外面に厚着させてスパツドを挾持
するクランプ装置と、スパツドの軸方向に転動す
るローラをスパツド外面に圧接させてスパツドを
挾持するローラ装置とを備え、前記制御手段は、
スパツドに作用する構造物の荷重を検出するセン
サーと、該センサーの検出値と構造物のバランス
条件とを比較して前記バラスト量及び結合手段の
制御信号を出力するコンピユータとを備えた構成
としたから、次のような優れた効果を奏すること
ができる。

バラストタンクへの注排水を行うことによ
り、浮力と自重とのバランスを確保でき、これ
により、様々な荷重条件や水深ならびに多様な
地盤特性に対応することが可能になる。また、
前記により、デツキ部上に構築される上部施設
の重量分布にも対応可能であり、各種海洋施設
への適用性を向上することができる。

またバラスト量の調整の他、結合関係の調整
をすることにより、潮汐変動によるスパツド反
力の変動を調整できるとともに、用途に応じで
は、結合手段を全て解除して脚体をスパツドに
対して遊嵌状態とすることにより、デツキ部を
潮汐に追従させてその親水性を確保することが
できる。さらに、デツキ部の波浪、風等による
動揺を少なくすることができるので、居住性を
向上させることができる等の利点もある。

海底に下端が埋め込まれたスパツドの外周に
脚体を遊嵌させて浮体構造物（デツキ部）を係
留する構成となるため、特別な係留手段を設け
ることなく、安定した状態でデツキ部を海洋に
設置することができる。また環境荷重による水
平力に対しては、杭同等の抵抗を確保すること
ができる。

バラスト量の調整により、スパツドの押込み
力や引抜き力を低減できるから、スパツドの長
さを短くすることが可能になる。

なお、前記バラスト量の調整、結合手段の結
合関係の調整等は、制御手段によつて簡単に行
なうことができるので、暴風雨などの天候や、
地震等への対応が自在となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は本発明の実施例を示すも
ので、第１図は実施例の海洋構造物をコミユータ
ー空港に適用した斜視図、第２図は左右にデツキ
部の上面と、中間部とを表した平面図、第３図は
その側面図、第４図はクランプ装置、ローラ装
置、ハンガー装置等からなる結合手段の一例を示
す側面図、第５図はクランプ装置の一例を示す平
面図、第６図は結合手段を示す半断面図、第７図
はローラー装置の一例を示す側面図、第８図はス
パツドを海底に打ち込む際の要領を説明するため
に示した側面図、第９図は作用を説明するための
図、第１０図および第１１図は従来の海洋構造物
の一例を説明するために示したもので、第１０図
は斜視図、第１１図はその側面図である。１０……コミユーター空港、１１……スパツ
ド、１３……デツキ部、１４ａ……ヘリポート、
１４……建屋、２０……デツキガーダー、２１…
…支持梁、２２……筋かい梁、２３……ブレース
材、２５……バラストタンク、３０……結合手
段、３１……クランプシユー、３２……クランプ
装置、３３……周溝、３４……係止部材、３５…
…ハンガー装置、３６……リンク機構、３７……
油圧シリンダ、３８……固定ピン、４０……油圧
シリンダ、４１……スパイラルジヤツキ、４５…
…ローラ、４６……ローラ装置。

Claims

【特許請求の範囲】１海底に下端が埋め込まれた複数のスパツド
と、これら各スパツドの外周にそれぞれ遊嵌され
る複数の脚体を備えたデツキ部と、前記デツキ部
に設けられたバラストタンクと、前記脚体とスパ
ツドとを結合する結合手段と、前記バラストタン
クのバラスト量およびスパツドと脚体との結合関
係を調整する制御手段とを具備してなるスパツド
式海洋構造物であつて、前記結合手段は、クラン
プシユーをスパツド外面に厚着させてスパツドを
挾持するクランプ装置と、スパツドの軸方向に転
動するローラをスパツド外面に圧接させてスパツ
ドを挾持するローラ装置とを備え、前記制御手段
は、スパツドに作用する構造物の荷重を検出する
センサーと、該センサーの検出値と構造物のバラ
ンス条件とを比較して前記バラスト量及び結合手
段の制御信号を出力するコンピユータとを備えて
いることを特徴とするスパツド式海洋構造物。２前記結合手段は、クランプシユーをスパツド
外面に厚着させてスパツドを挾持するクランプ装
置と、スパツドの軸方向に転動するローラをスパ
ツド外面に圧接させてスパツドを挾持するローラ
装置と、スパツド外面の周溝に係止部材を嵌め入
れて脚体をスパツドに固定するハンガー装置とか
ら構成されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載のスパツド式海洋構造物。３前記バラストタンクは、デツキ部の脚体に配
置されていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項または第２項に記載のスパツド式海洋構造
物。