JP2002047663A - ジャケット構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ジャケット構造体において、小型軽量化及び
低コスト化を図ることで構造物の建設作業の作業性の向
上を図ると共に耐震性の向上を図る。 【解決手段】 ジャケット構造体１１において、連結部
材１２によって複数の杭ガイド部材１３，１４を連結
し、この各杭ガイド部材１３，１４の上端集合部に中空
形状をなす鋼板製のフーチング１５を装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、橋脚などの水上に
立設する構造物を建設する場合に、水底地盤に設置して
用いられるジャケット構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、橋梁基礎には、直接基礎、場所
打ち杭基礎、鋼管杭基礎、ケーソン基礎などが従来から
知られている。例えば、杭基礎によって建設された橋脚
では、複数本の杭が海底地盤の軟弱地盤を貫通して支持
地盤まで打ち込まれ、この各杭上に鉄筋コンクリートに
よってフーチングが構築され、このフーチングの上に橋
脚を立設し、この橋脚がフーチング内に予め埋め込まれ
たアンカーフレームにアンカーボルトにより接合されて
いる。また、ケーソン基礎によって建設された橋脚で
は、海底の支持地盤を所定広さ整地し、この地盤整地面
に内部にコンクリートが打設されたケーソンを設置し、
このケーソンの上に橋脚を立設し、この橋脚がケーソン
内に予め埋め込まれたアンカーフレームにアンカーボル
トにより接合されている。

【０００３】ところが、このような杭基礎の場合、比較
的水深の大きい海底に橋脚を構築するときに、技術的に
困難性が伴い、高コストとなってしまうという問題があ
る。また、ケーソン基礎の場合、水深数十ｍ程度までの
海底ならば問題ないが、それよりも深い海底にあって
は、地盤整地面を形成するのに大規模な海上工事を必要
とし、高コストで工事期間も長くなり、その間に航路を
制限しなければならず、更に、支持地盤の上層に軟弱地
盤があると、地盤改良工事も必要となってしまうという
問題がある。

【０００４】そこで、海底地盤に鉄筋コンクリートによ
るフーチングを構築したり、内部にコンクリートが打設
されたケーソンを設置するのを不要とすることで、建設
工事の容易化や低コスト化を図ったものとしてジャケッ
ト式基礎を用いた技術がある。図１０に従来のジャケッ
ト式基礎によって建設された橋脚の概略を示す。

【０００５】従来のジャケット式基礎によって建設され
た橋脚において、図１０に示すように、海底の支持地盤
001に対して、多数のガイドパイプ002が連結部材003に
よって連結されて構成されたジャケット構造体004を設
置し、図示しない杭打ち機によって各ガイドパイプ002
を用いて複数本の杭005が支持地盤001に打ち込まれてい
る。そして、このジャケット構造体004上に鉄筋コンク
リートによってフーチング006が構築されている。この
フーチング006内には予めアンカーボルト007とアンカー
フレーム008が埋め込まれており、このフーチング006の
上に橋脚009が立設して接合されている。

【０００６】なお、このような技術は、例えば、特開昭
６１−５７７２１号公報に「マルチパイルジャケット構
造の水中基礎施工法」として開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来のジャケット式基礎の場合、複数本の杭005の打ち込
みによりジャケット構造体004を設置した後、このジャ
ケット構造体004の上に水中でコンクリートを打設して
フーチング006を構築しており、作業が面倒なものにな
ると共に作業期間が長くなってしまうという問題があ
る。また、大きな橋の橋脚のように、ジャケット構造体
004の上部にかかる荷重が大きい場合には、支持地盤001
に打ち込む杭005を増やす必要があり、ガイドパイプ002
の本数を増やすことでジャケット構造体004及びフーチ
ング006が大型化してしまう。そして、フーチング006が
大型化すると、地震発生時など橋脚などの構造物が振動
した場合、フーチング006に働く慣性力が大きくなり、
杭005に多大な力が作用して構造物が不安定なものとな
ってしまう。

【０００８】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、小型軽量化及び低コスト化を図ることで構造物
の建設作業の作業性の向上を図ると共に耐震性の向上を
図ったジャケット構造体を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明のジャケット構造体は、水底地盤に
設置して構造物を建設するジャケット構造体において、
連結部材によって複数の杭ガイド部材が一体に連結さ
れ、該各杭ガイド部材の上端集合部に中空形状をなすフ
ーチングが装着されたことを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項２の発明のジャケット構造体
では、前記フーチングは、鋼板により箱型形状に形成さ
れていることを特徴としている。

【００１１】また、請求項３の発明のジャケット構造体
では、前記各杭ガイド部材の上端部は前記フーチング内
に貫入し、該フーチングの内部で該杭ガイド部材と該フ
ーチングとが複数の格子状に配設された縦梁部材により
連結されていることを特徴としている。

【００１２】また、請求項４の発明のジャケット構造体
では、前記フーチング内から前記構造物が上方に立設さ
れていることを特徴としている。

【００１３】また、請求項５の発明のジャケット構造体
では、前記フーチングを飛沫帯に位置させると共に外周
部に防食処理を施したことを特徴としている。

【００１４】また、請求項６の発明のジャケット構造体
では、前記フーチングを飛沫帯に位置させると共に、該
フーチングの外周部に該飛沫帯に対して上方から送風を
行うファンを設けたことを特徴としている。

【００１５】また、請求項７の発明のジャケット構造体
では、前記フーチングの外周部にエネルギ吸収部を設け
たことを特徴としている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００１７】図１に本発明の第１実施形態に係るジャケ
ット構造体によって構築された橋脚の概略、図２に本実
施形態のジャケット構造体の概略、図３にジャケット構
造体におけるフーチング部の水平断面、図４及び図５に
ジャケット構造体による橋脚の構築作業を表す概略を示
す。

【００１８】図１に示すように、本実施形態のジャケッ
ト構造体１１は、上部の軟弱地盤と下部の支持地盤とか
ら構成される図示しない水底地盤上に設置して構造物と
しての橋桁３１の橋脚３２を建設するためのものであ
る。即ち、このジャケット構造体１１は、連結部材１２
によって連結された複数の杭ガイド部材（レグ）１３，
１４と、この各杭ガイド部材１３，１４の上端集合部に
装着された中空形状をなすフーチング１５とから構成さ
れている。

【００１９】このジャケット構造体１１について詳細に
説明すると、図１乃至図３に示すように、フーチング１
５は上鋼板１６と下鋼板１７と４枚の外周鋼板１８によ
り矩形箱型形状に形成されており、中央部寄りに直杭用
の４つの杭ガイド部材１３の上端部が貫入し、外側に斜
杭用の４つの杭ガイド部材１４の上端部が貫入してい
る。この杭ガイド部材１３，１４は所定長さの円筒形状
をなし、杭ガイド部材１３に対して杭ガイド部材１４は
下部が外方に広がっており、各杭ガイド部材１３，１４
同志が複数の連結部材１２によって一体に連結されてい
る。このガイド部材１３，１４は、ジャケット構造体１
１が水底地盤上に設置されたときに、ガイドとして直杭
１９及び斜杭２０をこの水底地盤に打ち込むためのもの
である。

【００２０】各杭ガイド部材１３，１４の上端部はフー
チング１５の上鋼板１６及び下鋼板１７に貫入して上方
に開口しているが、このフーチング１５の内部には複数
の縦梁部材２１が格子状に配設され、杭ガイド部材１
３，１４がフーチング１５の内面に連結支持されてい
る。また、フーチング１５内には橋脚３２の下部が貫入
し、複数の縦梁部材２２，２３に連結支持されている。
そして、フーチング１５から上方に向けて橋脚３２が立
設されることとなる。なお、図３にて、３３は橋脚３２
の内側に上下方向に沿って固定された縦リブ、３４は橋
脚３２の内側角部に上下方向に沿って固定された角補強
部材である。

【００２１】また、このジャケット構造体１１が水底地
盤に設置されたとき、フーチング１５が飛沫帯に位置す
るように構成されており、このフーチング１５の外周部
に防食処理が施されている。即ち、ジャケット構造体１
１が水底地盤に設置されると、このジャケット構造体１
１は、水中部と干満帯と飛沫帯とに位置することとな
り、この飛沫帯では水しぶきの付着、乾燥が繰り返され
ることで浸食が進行しやすい。そのため、ジャケット構
造体１１における連結部材１２や杭ガイド部材１３，１
４などの複雑な構造部分ではなく、簡易構造であるフー
チング１５を飛沫帯に位置させ、防食処理を施しやすく
している。この防食処理としては、例えば、表面にチタ
ン合金などの高耐食性金属を固定したり、被覆コンクリ
ートを介して犠牲鋼板を固定するようにしている。

【００２２】ここで、上述したジャケット構造体１１を
用いた橋桁３１及び橋脚３２の建設工法について、図４
及び図５を用いて説明する。

【００２３】図４(ａ)に示すように、ジャケット構造体
１１は所定の工場のドック４１にて製作されており、製
作が完了するとドック４１内に海水を入れてこのジャケ
ット構造体１１を浮上させる。この場合、図４(ｂ)に示
すように、ジャケット構造体１１は中空形状をなすフー
チング１５により浮力を得ると共に、各杭ガイド部材１
３，１４内に上端部から圧力空気を供給（圧気）するこ
とで浮力を得て、ジャケット構造体１１を海上４２に浮
かべて全体のバランスをとっている。そして、前後一対
の曵船４３によって海上４２に浮かんだジャケット構造
体１１を牽引し、設置場所まで運搬する。

【００２４】そして、ジャケット構造体１１が設置場所
まで曳航されると、図５(ａ)に示すように、杭ガイド部
材１３，１４内へ注水を行うことで、ジャケット構造体
１１のバランスをとりながら沈めていき、水底地盤Ｇに
位置決め載置する。このようにジャケット構造体１１が
水底地盤Ｇの所定の位置に位置決めされると、まず、こ
のジャケット構造体１１の上部に搭載した杭打ちハンマ
４４を用いてジャケット構造体１１の杭ガイド部材１３
内に直杭１９を挿入し、この杭打ちハンマ４４により直
杭１９を水底地盤Ｇへ打ち込んでいく。次に、図５(ｂ)
に示すように、杭打ちハンマ４４を用いてジャケット構
造体１１の杭ガイド部材１４内に斜杭２０を挿入し、こ
の杭打ちハンマ４４により斜杭２０を水底地盤Ｇ（支持
地盤）へ打ち込んでいく。

【００２５】この杭打ち作業により各杭ガイド部材１
３，１４を介して直杭１９及び斜杭２０が水底地盤Ｇへ
打ち込まれると、杭ガイド部材１３，１４及び各杭１
９，２０内の海水及び土砂を排出してから、杭ガイド部
材１３，１４と各杭１９，２０とを溶接等により連結固
定し、内部にコンクリートを打設することで、ジャケッ
ト構造体１１を水底地盤Ｇに固定することができる。そ
して、このように杭打ち作業が完了して多数の杭１９，
２０によってジャケット構造体１１が水底地盤Ｇに設置
されると、図５(ｃ)に示すように、ジャケット構造体１
１の上部に橋脚３２を延仲して、橋桁３１を建設する。

【００２６】このように本実施形態のジャケット構造体
１１にあっては、連結部材１２によって複数の杭ガイド
部材１３，１４を連結し、この各杭ガイド部材１３，１
４の上端集合部に中空形状をなす鋼板製のフーチング１
５を装着して構成したことで、水中にコンクリートを打
設する必要がなくなって作業が簡素化されると共に作業
期間も短くなり、また、ジャケット構造体１１の小型軽
量化が図れると共に、フーチング１５の重量が軽減され
て転倒モーメントが減少し、構造物を安定して支持でき
る。

【００２７】また、工場から設置場所への運搬時にその
浮力によって海上４２を曳航し、杭ガイド部材１３，１
４等に注水することで沈下させればよく、運搬用の大型
クレーン船や台船が不要となると共に、設置時の吊上げ
・吊下げ作業も不要となり、コスト低減、作業時間の短
縮による作業効率の向上が図れる。更に、ジャケット構
造体１１のフーチング１５が飛沫帯に位置するように設
置しており、簡易構造であるフーチング１５へ防食処理
を施すことで、防食処理作業の簡素化が図れる。そし
て、フーチング１５内を密閉することで、杭ガイド部材
１３，１４とフーチング１５と縦梁部材２１，２２，２
３の連結部分に防食処理を施す必要がない。

【００２８】また、このフーチング１５が密閉中空形状
であるために、ジャケット構造体１１の設置後に浮力が
作用し、橋脚３２からジャケット構造体１１に作用する
荷重を低減することができ、ジャケット構造体１１を支
持する杭１９，２０の本数を減少してジャケット構造体
１１の小型軽量化が図れる。また、連結部材１２により
杭ガイド部材１３，１４を連結し、フーチング１５内で
この杭ガイド部材１３，１４を縦梁部材２１，２２，２
３を介して連結したことで、振動に対してこのジャケッ
ト構造体１１全体が撓んでその揺れを吸収することで、
コンクリートなどの剛体に対して耐震性に優れている。

【００２９】なお、上述の実施形態では、ジャケット構
造体１１のフーチング１５を矩形箱型形状に形成した
が、中空形状であればその形状に限定されるものではな
く、円形箱型形状でもよい。また、図１に詳細に示すよ
うに、２つのジャケット構造体１１を並設して設置し、
門型をなす橋脚３２を支持するようにしたが、１つのジ
ャケット構造体１１を設置し、Ｉ型の橋脚を支持するよ
うにしてもよい。

【００３０】図６に本発明の第２実施形態に係るジャケ
ット構造体の正面視、図７にジャケット構造体の平面
視、図８に本発明の第３実施形態に係るジャケット構造
体におけるフーチング部の要部水平断面を示す。なお、
前述した実施形態で説明したものと同様の機能を有する
部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

【００３１】第２実施形態では、図６及び図７に示すよ
うに、ジャケット構造体１１が水底地盤に設置されたと
き、フーチング１５が飛沫帯に位置するように構成し、
このフーチング１５の外周部に飛沫帯に対して上方から
送風を行う複数のファン５１を設けている。このファン
５１はフーチング１５の外周部に周方向に沿って並列し
て取付けられており、橋脚３２に設けられた電源部５２
に接続されている。

【００３２】従って、ファン５１の駆動によりフーチン
グ１５の外周辺では、飛沫帯に対して上方から送風が行
われることで、フーチング１５へのしぶきが送風により
遮られ、フーチング１５の腐食を抑制できる。

【００３３】第３実施形態では、フーチング１５の外周
部にエネルギ吸収部を設けている。即ち、図８(ａ)に示
す実施形態では、フーチング１５の外周面にチタン合金
などの高耐食性金属６１が貼着し、その外側にコンクリ
ート６２を介して鋼板６３を装着してエネルギ吸収部を
構成している。また、図８(ｂ)に示す実施形態では、フ
ーチング１５の外周面にチタン合金などの高耐食性金属
６１が貼着し、その外側に複数のパイプ６４を介して鋼
板６３を装着してエネルギ吸収部を構成している。更
に、図８(ｃ)に示す実施形態では、フーチング１５の外
周面にチタン合金などの高耐食性金属６１が貼着し、そ
の外側にコイルばね６５を挿嵌したパイプ６６を介して
鋼板６７を装着し、その外側にコンクリート６２を介し
て鋼板６３を装着してエネルギ吸収部を構成している。

【００３４】従って、例えば、船舶等の接触に対して各
エネルギ吸収部にて接触のエネルギを吸収することで、
フーチング１５の破損等を防止できる。また、フーチン
グ１５に高耐食性金属６１が貼着されることによりある
期間の耐食性が確保され、その外側に耐食性のあるエネ
ルギ吸収部を設けたことで、耐用年数期間に対して合理
的で簡単且つ低コストで耐食機能と防護機能とを付与す
ることができる。

【００３５】なお、上述の実施形態では、ジャケット構
造体１１を水底地盤Ｇに杭１９，２０を打ち込んで固定
したが、地盤の状況に応じて別の方法で固定してもよ
い。図９にジャケット構造体の他の設置方法を表す概略
を示す。

【００３６】例えば、水底地盤が岩盤のように硬質であ
る場合、図９(ａ)に示すように、水底岩盤Ｇを掘削して
からジャケット構造体１１を載置し、杭１９，２０を設
置した後にコンクリート７１を打設してもよい。また、
図９(ｂ)に示すように、水底岩盤Ｇ上にジャケット構造
体１１を載置し、このジャケット構造体１１と水底岩盤
Ｇに打ち込んだアンカボルト７２とをチェーンやワイヤ
７３により連結してもよい。更に、図９(ｃ)に示すよう
に、水底岩盤Ｇにフーチング７４を設置し、このフーチ
ング７４上にジャケット構造体１１を定着してもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上、上述した実施形態によって詳細に
説明したように請求項１の発明のジャケット構造体によ
れば、連結部材によって複数の杭ガイド部材を連結し、
各杭ガイド部材の上端集合部に中空形状をなすフーチン
グを装着したので、水中にコンクリートを打設する必要
がなくなって作業が簡素化されて低コスト化されると共
に作業期間も短くなり、作業性を向上することができ、
また、フーチングの重量が軽減されてジャケット構造体
の小型軽量化を図ることができると共に、転倒モーメン
トが減少して構造物を安定して支持することができ、耐
震性を向上することができる。

【００３８】また、請求項２の発明のジャケット構造体
によれば、フーチングを鋼板により箱型形状に形成した
ので、フーチングを簡単な構造で製作することができる
と共に軽量化することができる。

【００３９】また、請求項３の発明のジャケット構造体
によれば、各杭ガイド部材の上端部をフーチング内に貫
入し、このフーチングの内部で杭ガイド部材とフーチン
グとを複数の格子状に配設した縦梁部材により連結した
ので、フーチングと杭ガイド部材とを高強度に連結する
ことで、ジャケット構造体上に立設した構造物からフー
チング、杭ガイド部材を介して杭に適切に伝達して安定
して支持することができ、耐震性を向上することができ
る。

【００４０】また、請求項４の発明のジャケット構造体
によれば、フーチング内から構造物を上方に立設したの
で、ジャケット構造体上に構造物を容易に且つ高強度に
立設することができる。

【００４１】また、請求項５の発明のジャケット構造体
によれば、フーチングを飛沫帯に位置させると共に外周
部に防食処理を施したので、簡易構造体であるフーチン
グへ防食処理を施すことで、防食処理作業の簡素化を図
ることができ、また、フーチング内の構造体に防食処理
を施す必要がなくなる。

【００４２】また、請求項６の発明のジャケット構造体
によれば、フーチングを飛沫帯に位置させると共に、こ
のフーチングの外周部に飛沫帯に対して上方から送風を
行うファンを設けたので、簡易構造体であるフーチング
へ防食処理を施すことで、防食処理作業の簡素化を図る
ことができ、また、ファンの駆動によりフーチングの外
周辺の飛沫帯に対して上方から送風が行われ、フーチン
グへのしぶきが送風により遮られてフーチングの腐食を
確実に抑制することができる。

【００４３】また、請求項７の発明のジャケット構造体
によれば、フーチングの外周部にエネルギ吸収部を設け
たので、簡易構造体であるフーチングへ防護処理を施す
ことで、防護処理構造の簡素化を図ることができ、ま
た、船舶等の衝突時の衝撃をエネルギ吸収部が吸収する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るジャケット構造体
によって構築された橋脚の概略図である。

【図２】本実施形態のジャケット構造体の概略図であ
る。

【図３】ジャケット構造体におけるフーチング部の水平
断面図である。

【図４】ジャケット構造体による橋脚の構築作業を表す
概略図である。

【図５】ジャケット構造体による橋脚の構築作業を表す
概略図である。

【図６】本発明の第２実施形態に係るジャケット構造体
の正面図である。

【図７】ジャケット構造体の平面図である。

【図８】本発明の第３実施形態に係るジャケット構造体
におけるフーチング部の要部水平断面図である。

【図９】ジャケット構造体の他の設置方法を表す概略図
である。

【図１０】従来のジャケット式基礎によって建設された
橋脚の概略図である。

【符号の説明】

１１ ジャケット構造体 １２ 連結部材 １３，１４ 杭ガイド部材 １５ フーチング １９ 直杭 ２０ 斜杭 ２１，２２，２３ 縦梁部材 ３１ 橋桁 ３２ 橋脚（構造物） ３３ 縦リブ ３４ 角補強材 ５１ ファン ６１ 高耐食性金属 ６２ コンクリート（エネルギ吸収部） ６４，６６ パイプ（エネルギ吸収部） ６５ コイルばね（エネルギ吸収部） Ｇ 水底地盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀井 宏之 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 坂野 茂 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 藤本 良 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 関本 恒 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 大川 賢紀 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 布山 裕之 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 近藤 誠 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Ｆターム(参考） 2D046 CA07 DA03 DA62

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水底地盤に設置して構造物を建設するジ
   ャケット構造体において、連結部材によって複数の杭ガ
   イド部材が一体に連結され、該各杭ガイド部材の上端集
   合部に中空形状をなすフーチングが装着されたことを特
   徴とするジャケット構造体。
2. 【請求項２】 請求項１記載のジャケット構造体におい
   て、前記フーチングは、鋼板により箱型形状に形成され
   ていることを特徴とするジャケット構造体。
3. 【請求項３】 請求項１記載のジャケット構造体におい
   て、前記各杭ガイド部材の上端部は前記フーチング内に
   貫入し、該フーチングの内部で該杭ガイド部材と該フー
   チングとが複数の格子状に配設された縦梁部材により連
   結されていることを特徴とするジャケット構造体。
4. 【請求項４】 請求項１記載のジャケット構造体におい
   て、前記フーチング内から前記構造物が上方に立設され
   ていることを特徴とするジャケット構造体。
5. 【請求項５】 請求項１記載のジャケット構造体におい
   て、前記フーチングを飛沫帯に位置させると共に外周部
   に防食処理を施したことを特徴とするジャケット構造
   体。
6. 【請求項６】 請求項１記載のジャケット構造体におい
   て、前記フーチングを飛沫帯に位置させると共に、該フ
   ーチングの外周部に該飛沫帯に対して上方から送風を行
   うファンを設けたことを特徴とするジャケット構造体。
7. 【請求項７】 請求項１記載のジャケット構造体におい
   て、前記フーチングの外周部にエネルギ吸収部を設けた
   ことを特徴とするジャケット構造体。