JP2003064654A - 浮力構造物 - Google Patents
浮力構造物Info
- Publication number
- JP2003064654A JP2003064654A JP2001252360A JP2001252360A JP2003064654A JP 2003064654 A JP2003064654 A JP 2003064654A JP 2001252360 A JP2001252360 A JP 2001252360A JP 2001252360 A JP2001252360 A JP 2001252360A JP 2003064654 A JP2003064654 A JP 2003064654A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- buoyancy
- water
- caisson
- water level
- buoyant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
- Y02A10/11—Hard structures, e.g. dams, dykes or breakwaters
Landscapes
- Revetment (AREA)
- Underground Structures, Protecting, Testing And Restoring Foundations (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構造で、波浪や潮汐などによる水位変
動による基礎構造物やテンションレグ等の分担する荷重
変動を小さくするとともに、上床盤等の構造体姿勢の安
定性を向上させることのできる浮力構造物を提供する。 【解決手段】 海底地中の地盤１に立設された基礎構造
物２に浮力体３が設けられ、この浮力体３上に所定体積
の支柱より成る支持コラム４が立設され、この支持コラ
ム４の上端に水上に構築される構造体としての上床盤５
が支持されている浮力構造物の浮力体３の外周に、気密
室となる、底部が開口した空気室１１を有するバラスト
装置１０を設け、水位変動による浮力の変化を自動的に
調整して、基礎構造物やテンションレグ等の分担する荷
重変動を小さくするようにした。
動による基礎構造物やテンションレグ等の分担する荷重
変動を小さくするとともに、上床盤等の構造体姿勢の安
定性を向上させることのできる浮力構造物を提供する。 【解決手段】 海底地中の地盤１に立設された基礎構造
物２に浮力体３が設けられ、この浮力体３上に所定体積
の支柱より成る支持コラム４が立設され、この支持コラ
ム４の上端に水上に構築される構造体としての上床盤５
が支持されている浮力構造物の浮力体３の外周に、気密
室となる、底部が開口した空気室１１を有するバラスト
装置１０を設け、水位変動による浮力の変化を自動的に
調整して、基礎構造物やテンションレグ等の分担する荷
重変動を小さくするようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、海洋，湖水，河川
等の水上に構築される構造体を備えた浮力構造物に関す
るもので、特に、上記構造体の姿勢，安定性を向上させ
るための浮力構造物の構成に関する。
等の水上に構築される構造体を備えた浮力構造物に関す
るもので、特に、上記構造体の姿勢，安定性を向上させ
るための浮力構造物の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、防波堤や沈埋函ユニットなどの海
洋構造物の施工段階においては、構造物の浮力を利用し
て水域での運搬や設置作業が行われる。また、浮体式の
水上人工地盤などでは、最初から浮力を主要な支持力と
みなした計画が行われる。こうした海洋構造物などの浮
力構造物においては、水上に構築される構造体の姿勢や
安定性を制御するために浮力の調整作業が不可欠であ
り、これには主として、構造物内に水バラスト装置を取
付けて上記装置内に給排水し、上記構造物の重量を調整
する方法が用いられている。上記構造体としては、防波
堤、沈埋函ユニットの他に、海底トンネルの換気塔、海
峡横断橋梁、水上人工地盤、船舶等が挙げられる。図６
は、従来の浮力構造物としての半潜水型浮上式水上地盤
の一例を示す概略構成図で、同図において、海底地中の
地盤１に立設された基礎構造物２に浮力体３が設けら
れ、この浮力体３上に所定体積の支柱より成る支持コラ
ム４が立設され、この支持コラム４の上端に水上に構築
される構造体としての上床盤５（人工地盤）が支持され
ている。また、図７は、他の浮力構造物としてのテンシ
ョンレグ式人工地盤の一例で、この場合には、海底地中
の地盤１よりワイヤーロープから成るテンションレグ６
を延長させて浮力体３を接続したものである。
洋構造物の施工段階においては、構造物の浮力を利用し
て水域での運搬や設置作業が行われる。また、浮体式の
水上人工地盤などでは、最初から浮力を主要な支持力と
みなした計画が行われる。こうした海洋構造物などの浮
力構造物においては、水上に構築される構造体の姿勢や
安定性を制御するために浮力の調整作業が不可欠であ
り、これには主として、構造物内に水バラスト装置を取
付けて上記装置内に給排水し、上記構造物の重量を調整
する方法が用いられている。上記構造体としては、防波
堤、沈埋函ユニットの他に、海底トンネルの換気塔、海
峡横断橋梁、水上人工地盤、船舶等が挙げられる。図６
は、従来の浮力構造物としての半潜水型浮上式水上地盤
の一例を示す概略構成図で、同図において、海底地中の
地盤１に立設された基礎構造物２に浮力体３が設けら
れ、この浮力体３上に所定体積の支柱より成る支持コラ
ム４が立設され、この支持コラム４の上端に水上に構築
される構造体としての上床盤５（人工地盤）が支持され
ている。また、図７は、他の浮力構造物としてのテンシ
ョンレグ式人工地盤の一例で、この場合には、海底地中
の地盤１よりワイヤーロープから成るテンションレグ６
を延長させて浮力体３を接続したものである。
【０００３】上記図６，図７における浮力体３はいずれ
も密閉型ケーソン（潜函）より成り、この浮力体３に浮
力が発生することで、支持コラム４を介して、上床盤５
を支承する。この浮力体３に作用する浮力の発生機構は
次のとおりである。浮力体３として、図８（ａ）に示す
ような、水中に半没した断面積Ｓ，高さＨの矩形状のケ
ーソン３Ａを考える。水位ｄが上記ケーソン３Ａの高さ
Ｈよりも小さい状態においては、ケーソン３Ａに生じる
浮力Ｆｗは、水の密度をρとしたとき、次式（１）に示
すように、ケーソン３Ａの底盤圧力（水圧）と大気圧Ｐ
０の差に断面積Ｓを掛けた量に等しい。 Ｆｗ＝（ρ×ｄ＋Ｐ０）×Ｓ−（Ｐ０×Ｓ）＝ρ×Ｓ×ｄ‥‥（１） したがって、ケーソン３Ａに生じる浮力Ｆｗは図中の斜
線部に示すケーソン３Ａの排水量に等しく、水位ｄに比
例して増減する。上記ケーソン３Ａの挙動は、上記浮力
Ｆｗとケーソン３Ａの自重やケーソン３Ａに作用する外
力のバランスによる。この場合、ケーソン３Ａの姿勢や
安定性の制御は、図外の給排水装置により、ケーソン３
Ａ内に水バラストを給水・排水して、ケーソン３Ａの自
重を調整することで行われる。
も密閉型ケーソン（潜函）より成り、この浮力体３に浮
力が発生することで、支持コラム４を介して、上床盤５
を支承する。この浮力体３に作用する浮力の発生機構は
次のとおりである。浮力体３として、図８（ａ）に示す
ような、水中に半没した断面積Ｓ，高さＨの矩形状のケ
ーソン３Ａを考える。水位ｄが上記ケーソン３Ａの高さ
Ｈよりも小さい状態においては、ケーソン３Ａに生じる
浮力Ｆｗは、水の密度をρとしたとき、次式（１）に示
すように、ケーソン３Ａの底盤圧力（水圧）と大気圧Ｐ
０の差に断面積Ｓを掛けた量に等しい。 Ｆｗ＝（ρ×ｄ＋Ｐ０）×Ｓ−（Ｐ０×Ｓ）＝ρ×Ｓ×ｄ‥‥（１） したがって、ケーソン３Ａに生じる浮力Ｆｗは図中の斜
線部に示すケーソン３Ａの排水量に等しく、水位ｄに比
例して増減する。上記ケーソン３Ａの挙動は、上記浮力
Ｆｗとケーソン３Ａの自重やケーソン３Ａに作用する外
力のバランスによる。この場合、ケーソン３Ａの姿勢や
安定性の制御は、図外の給排水装置により、ケーソン３
Ａ内に水バラストを給水・排水して、ケーソン３Ａの自
重を調整することで行われる。
【０００４】次に、図８（ｂ）に示すように、水位ｄが
上記ケーソン３Ａの高さＨを越えて上昇した場合には、
ケーソン３Ａに生じる浮力Ｆｗは、次式（２）に示すよ
うに、ケーソン３Ａの底盤圧力と頂盤圧力との差に断面
積Ｓを掛けた量に等しい。 Ｆｗ＝（ρ×ｄ＋Ｐ０）×Ｓ−｛ρ×（ｄ−Ｈ）＋Ｐ０｝×Ｓ ＝ρ×Ｓ×Ｈ ‥‥（２） したがって、浮力Ｆｗは、図中の斜線部に示すように、
ケーソン３Ａ全体の排水量に等しく、水位ｄの変化に関
係なく一定値となる。このような構造は、波浪や潮汐な
どによる水位変動に対して浮力が一定となることから、
上記図６に示した半潜水型浮上式水上地盤や、図７に示
したテンションレグ式人工地盤などに応用することがで
きる。これらの構造は、構造体としての上床盤５（人工
地盤）上の建築物や構造物の自重の大部分を浮力体３で
支持し、荷重変動を含む残りの荷重を海底地中の地盤１
上に設けた基礎構造物２やテンションレグ６で分担する
ものである。したがって、地盤が軟弱で基礎構造物２の
規模を小さくしたい場合に有効であるだけでなく、基礎
構造物２又はテンションレグ６の分担する荷重変動を小
さくできるという利点を有する。
上記ケーソン３Ａの高さＨを越えて上昇した場合には、
ケーソン３Ａに生じる浮力Ｆｗは、次式（２）に示すよ
うに、ケーソン３Ａの底盤圧力と頂盤圧力との差に断面
積Ｓを掛けた量に等しい。 Ｆｗ＝（ρ×ｄ＋Ｐ０）×Ｓ−｛ρ×（ｄ−Ｈ）＋Ｐ０｝×Ｓ ＝ρ×Ｓ×Ｈ ‥‥（２） したがって、浮力Ｆｗは、図中の斜線部に示すように、
ケーソン３Ａ全体の排水量に等しく、水位ｄの変化に関
係なく一定値となる。このような構造は、波浪や潮汐な
どによる水位変動に対して浮力が一定となることから、
上記図６に示した半潜水型浮上式水上地盤や、図７に示
したテンションレグ式人工地盤などに応用することがで
きる。これらの構造は、構造体としての上床盤５（人工
地盤）上の建築物や構造物の自重の大部分を浮力体３で
支持し、荷重変動を含む残りの荷重を海底地中の地盤１
上に設けた基礎構造物２やテンションレグ６で分担する
ものである。したがって、地盤が軟弱で基礎構造物２の
規模を小さくしたい場合に有効であるだけでなく、基礎
構造物２又はテンションレグ６の分担する荷重変動を小
さくできるという利点を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
構造においては、上床盤５と浮力体３とを連結する支持
コラム４は半没の状態であるので、上記支持コラム４に
作用する浮力は波浪や潮汐などによる水位変動により増
減する。このため、基礎構造物２又はテンションレグ６
の支持力も少なからず変動するため、上床盤５の姿勢や
安定性を十分に確保することが困難であった。そこで、
この変動を小さくするため、上記浮力体３が水中に半没
した場合と同様に、給排水装置を別途設けて、浮力体３
に水バラストを給水・排水して上記浮力体３の自重を調
整する必要があった。しかしながら、給排水装置を取付
けることにより、基礎構造物２又はテンションレグ６の
荷重負担が増加するだけでなく、建設費や維持管理費等
が発生するといった問題点があった。
構造においては、上床盤５と浮力体３とを連結する支持
コラム４は半没の状態であるので、上記支持コラム４に
作用する浮力は波浪や潮汐などによる水位変動により増
減する。このため、基礎構造物２又はテンションレグ６
の支持力も少なからず変動するため、上床盤５の姿勢や
安定性を十分に確保することが困難であった。そこで、
この変動を小さくするため、上記浮力体３が水中に半没
した場合と同様に、給排水装置を別途設けて、浮力体３
に水バラストを給水・排水して上記浮力体３の自重を調
整する必要があった。しかしながら、給排水装置を取付
けることにより、基礎構造物２又はテンションレグ６の
荷重負担が増加するだけでなく、建設費や維持管理費等
が発生するといった問題点があった。
【０００６】本発明は、従来の問題点に鑑みてなされた
もので、簡単な構造で、波浪や潮汐などによる水位変動
による基礎構造物やテンションレグ等の分担する荷重変
動を小さくするとともに、上床盤等の構造体の姿勢を安
定させることのできる浮力構造物を提供することを目的
とする。
もので、簡単な構造で、波浪や潮汐などによる水位変動
による基礎構造物やテンションレグ等の分担する荷重変
動を小さくするとともに、上床盤等の構造体の姿勢を安
定させることのできる浮力構造物を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の浮力構造物は、水上に構築され、水底の地盤上に連結
された支持体に支承された構造体を備えるとともに、底
部側を水中に開口した気密室を有するバラスト装置を備
えたことを特徴とするもので、これにより、波浪や潮汐
などによる水位変動があった場合でも、基礎構造物やテ
ンションレグ等の分担する荷重変動を小さくさせること
ができるとともに、上床盤等の構造体の姿勢を安定させ
ることが可能となる。請求項２に記載の浮力構造物は、
底部が基礎構造物上に保持された浮力体と、この浮力体
に支持コラムを介して支承される上床盤等の構造体とを
備えるとともに、上記浮力体に上記請求項１に記載のバ
ラスト装置を取付けたものである。また、請求項３に記
載の浮力構造物は、底部がテンションレグに接続された
浮力体と、この浮力体に支持コラムを介して支承される
上床盤等の構造体物とを備えるとともに、上記浮力体に
上記請求項１に記載のバラスト装置を取付けたものであ
る。また、請求項４に記載の浮力構造物は、水上人工地
盤等の構造体の下部に、上記請求項１に記載のバラスト
装置を複数個取付けたものである。請求項５に記載の浮
力構造物は、上記気密室に空気を給排する手段を備え、
浮力構造物の設置個所あるいは環境条件等に応じて、上
記気密室内空気量を調整して浮力の調整を行うことがで
きるようにしたものである。
の浮力構造物は、水上に構築され、水底の地盤上に連結
された支持体に支承された構造体を備えるとともに、底
部側を水中に開口した気密室を有するバラスト装置を備
えたことを特徴とするもので、これにより、波浪や潮汐
などによる水位変動があった場合でも、基礎構造物やテ
ンションレグ等の分担する荷重変動を小さくさせること
ができるとともに、上床盤等の構造体の姿勢を安定させ
ることが可能となる。請求項２に記載の浮力構造物は、
底部が基礎構造物上に保持された浮力体と、この浮力体
に支持コラムを介して支承される上床盤等の構造体とを
備えるとともに、上記浮力体に上記請求項１に記載のバ
ラスト装置を取付けたものである。また、請求項３に記
載の浮力構造物は、底部がテンションレグに接続された
浮力体と、この浮力体に支持コラムを介して支承される
上床盤等の構造体物とを備えるとともに、上記浮力体に
上記請求項１に記載のバラスト装置を取付けたものであ
る。また、請求項４に記載の浮力構造物は、水上人工地
盤等の構造体の下部に、上記請求項１に記載のバラスト
装置を複数個取付けたものである。請求項５に記載の浮
力構造物は、上記気密室に空気を給排する手段を備え、
浮力構造物の設置個所あるいは環境条件等に応じて、上
記気密室内空気量を調整して浮力の調整を行うことがで
きるようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき説明する。図１は、本発明による浮力
構造物の一実施の形態を示す簡略構成図であり、図６と
同じものについては同一の符号を用いている。本例で
は、半潜水型浮上式水上地盤の浮力体３の外周に、底部
が開口した下向きのカップ状の容器より成るバラスト装
置１０が設けられている。このバラスト装置１０には気
密室となる空気室１１が設けられており、この空気室１
１にはエアコンプレッサー１２から延長する給排気管１
３の先端が臨んでおり、ここに、エアコンプレッサー１
２から所定量の空気が送られたり、あるいは内部の空気
が排気されたりする。
て、図面に基づき説明する。図１は、本発明による浮力
構造物の一実施の形態を示す簡略構成図であり、図６と
同じものについては同一の符号を用いている。本例で
は、半潜水型浮上式水上地盤の浮力体３の外周に、底部
が開口した下向きのカップ状の容器より成るバラスト装
置１０が設けられている。このバラスト装置１０には気
密室となる空気室１１が設けられており、この空気室１
１にはエアコンプレッサー１２から延長する給排気管１
３の先端が臨んでおり、ここに、エアコンプレッサー１
２から所定量の空気が送られたり、あるいは内部の空気
が排気されたりする。
【０００９】ここで、上記バラスト装置１０の作用につ
いて、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。バラスト
装置１０として、図２（ａ）に示す底部を開放したケー
ソン１０Ａを考え、これが下向きに設置された、この状
態（初期状態）から外部の水位ｄが上昇して図２（ｂ）
や図２（ｃ）の状態になった場合を考える。図２（ａ）
の初期状態では、ケーソン１０Ａ内の圧力（内圧）Ｐは
外部の圧力（大気圧Ｐ０）に等しく、浮力は働いていな
い。水位が上昇して図２（ｂ）や図２（ｃ）の状態にな
ると、ケーソン１０Ａの内圧Ｐは、ケーソン１０Ａ内の
水位（内水位）ｘとともに上昇する。このときの内圧Ｐ
は、内水位ｘと外水位ｄ及び水の密度ρとを用いて、次
式（３）のように表わせる。 Ｐ＝ρ×（ｄ―ｘ）＋Ｐ０‥‥（３） したがって、Ｐ−Ｐ０＝ρ×（ｄ―ｘ）‥‥（３）’ 図２（ｂ）の状態において、ケーソン１０Ａに生じる浮
力Ｆｗ（ｄ）は、ケーソン１０Ａの内圧Ｐと大気圧Ｐ０
の差に断面積Ｓを掛けた量である。 Ｆｗ（ｄ）＝（Ｐ×Ｓ）−（Ｐ０×Ｓ）＝（Ｐ−Ｐ０）×Ｓ‥‥（４） 内圧Ｐは上記式（３）に示すように、内外の水位差（ｄ
−ｘ）を用いて表わせるので、上記式（４）に式
（３）’を代入して、以下の式（５）を得る。 Ｆｗ（ｄ）＝ρ×Ｓ×（ｄ―ｘ）‥‥（５） したがって、上記ケーソン１０Ａに生じる浮力Ｆ
ｗ（ｄ）は、外水位と内水位にはさまれた空気室体積
（図２（ｂ）の斜線部）の排水量に等しい。
いて、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。バラスト
装置１０として、図２（ａ）に示す底部を開放したケー
ソン１０Ａを考え、これが下向きに設置された、この状
態（初期状態）から外部の水位ｄが上昇して図２（ｂ）
や図２（ｃ）の状態になった場合を考える。図２（ａ）
の初期状態では、ケーソン１０Ａ内の圧力（内圧）Ｐは
外部の圧力（大気圧Ｐ０）に等しく、浮力は働いていな
い。水位が上昇して図２（ｂ）や図２（ｃ）の状態にな
ると、ケーソン１０Ａの内圧Ｐは、ケーソン１０Ａ内の
水位（内水位）ｘとともに上昇する。このときの内圧Ｐ
は、内水位ｘと外水位ｄ及び水の密度ρとを用いて、次
式（３）のように表わせる。 Ｐ＝ρ×（ｄ―ｘ）＋Ｐ０‥‥（３） したがって、Ｐ−Ｐ０＝ρ×（ｄ―ｘ）‥‥（３）’ 図２（ｂ）の状態において、ケーソン１０Ａに生じる浮
力Ｆｗ（ｄ）は、ケーソン１０Ａの内圧Ｐと大気圧Ｐ０
の差に断面積Ｓを掛けた量である。 Ｆｗ（ｄ）＝（Ｐ×Ｓ）−（Ｐ０×Ｓ）＝（Ｐ−Ｐ０）×Ｓ‥‥（４） 内圧Ｐは上記式（３）に示すように、内外の水位差（ｄ
−ｘ）を用いて表わせるので、上記式（４）に式
（３）’を代入して、以下の式（５）を得る。 Ｆｗ（ｄ）＝ρ×Ｓ×（ｄ―ｘ）‥‥（５） したがって、上記ケーソン１０Ａに生じる浮力Ｆ
ｗ（ｄ）は、外水位と内水位にはさまれた空気室体積
（図２（ｂ）の斜線部）の排水量に等しい。
【００１０】図２（ｃ）のように、水位ｄがケーソン１
０Ａの高さ以上に上昇した場合には、ケーソン１０Ａに
生じる浮力Ｆｗ（ｄ）は、ケーソン１０Ａの内圧Ｐとケ
ーソン頂盤に作用する外部圧力差に断面積Ｓを掛けて計
算できる。 Ｆｗ（ｄ）＝（Ｐ×Ｓ）−ρ×Ｓ×（ｄ−Ｈ）−（Ｐ０×Ｓ） ＝｛（Ｐ−Ｐ０）−ρ×（ｄ−Ｈ）｝×Ｓ ‥‥（６） ここで、上記と同様に、式（３）’の関係を用いると、
以下の式（７）のようになる。 Ｆｗ（ｄ）＝｛ρ×（ｄ―ｘ）−ρ×（ｄ―Ｈ）｝×Ｓ＝ρ×Ｓ×（Ｈ―ｘ） ‥‥（７） したがって、上記ケーソン１０Ａに生じる浮力Ｆ
ｗ（ｄ）は、空気室体積（図２（ｃ）の斜線部）の排水
量に等しい。
０Ａの高さ以上に上昇した場合には、ケーソン１０Ａに
生じる浮力Ｆｗ（ｄ）は、ケーソン１０Ａの内圧Ｐとケ
ーソン頂盤に作用する外部圧力差に断面積Ｓを掛けて計
算できる。 Ｆｗ（ｄ）＝（Ｐ×Ｓ）−ρ×Ｓ×（ｄ−Ｈ）−（Ｐ０×Ｓ） ＝｛（Ｐ−Ｐ０）−ρ×（ｄ−Ｈ）｝×Ｓ ‥‥（６） ここで、上記と同様に、式（３）’の関係を用いると、
以下の式（７）のようになる。 Ｆｗ（ｄ）＝｛ρ×（ｄ―ｘ）−ρ×（ｄ―Ｈ）｝×Ｓ＝ρ×Ｓ×（Ｈ―ｘ） ‥‥（７） したがって、上記ケーソン１０Ａに生じる浮力Ｆ
ｗ（ｄ）は、空気室体積（図２（ｃ）の斜線部）の排水
量に等しい。
【００１１】次に、図３（ａ）に示すような、断面積Ｓ
＝１０ｍ×１０ｍ、高さＨ＝１０ｍの底部開放ケーソン
を例にとって、水位（外水位）ｄを変化させた場合の上
記ケーソン１０Ａに生じる浮力Ｆｗ（ｄ）を計算した結
果を図３（ｂ）に示す。ここでは、水位ｄを０〜２０ｍ
の範囲で変化させた。なお、比較のため、底部を密閉し
た密閉型ケーソンでの計算結果（同図破線）も併せて示
した。図３（ｂ）から明らかなように、本発明による底
部開放型のケーソン１０Ａの浮力特性は以下のとおりで
ある。水位がケーソンの高さより低い場合（ｄ＝０〜
１０ｍ）には、浮力は水位の上昇とともに増大するが、
底部開放型のケーソン１０Ａにおける浮力の上昇量は、
密閉型に比べて大幅に小さく、水位の影響を受けにく
い。水位がケーソンの高さを越える（ｄ＝１０〜２０
ｍ）と、密閉型では浮力が一定であるのに対し、底部開
放型のケーソン１０Ａの浮力は水位の上昇とともに減少
する。これは、図２（ｃ）の斜線部に示す空気室の排水
量が水圧の増大によって圧縮されるためであり、これが
本発明による底部開放型のケーソンの大きな特徴であ
る。
＝１０ｍ×１０ｍ、高さＨ＝１０ｍの底部開放ケーソン
を例にとって、水位（外水位）ｄを変化させた場合の上
記ケーソン１０Ａに生じる浮力Ｆｗ（ｄ）を計算した結
果を図３（ｂ）に示す。ここでは、水位ｄを０〜２０ｍ
の範囲で変化させた。なお、比較のため、底部を密閉し
た密閉型ケーソンでの計算結果（同図破線）も併せて示
した。図３（ｂ）から明らかなように、本発明による底
部開放型のケーソン１０Ａの浮力特性は以下のとおりで
ある。水位がケーソンの高さより低い場合（ｄ＝０〜
１０ｍ）には、浮力は水位の上昇とともに増大するが、
底部開放型のケーソン１０Ａにおける浮力の上昇量は、
密閉型に比べて大幅に小さく、水位の影響を受けにく
い。水位がケーソンの高さを越える（ｄ＝１０〜２０
ｍ）と、密閉型では浮力が一定であるのに対し、底部開
放型のケーソン１０Ａの浮力は水位の上昇とともに減少
する。これは、図２（ｃ）の斜線部に示す空気室の排水
量が水圧の増大によって圧縮されるためであり、これが
本発明による底部開放型のケーソンの大きな特徴であ
る。
【００１２】なお、上記図３（ｂ）の浮力特性は、空気
室内の空気量の調整を一切行わない状態（エアコンプレ
ッサー１２を作動させないとき）の結果であるが、ケー
ソン１０Ａに生じる浮力Ｆｗ（ｄ）は、内圧Ｐによって
も調整可能であるので、浮力構造物の設置個所あるいは
環境条件等により、浮力Ｆｗ（ｄ）の能動的な調整が必
要な場合には、上記エアコンプレッサー１２を作動させ
て、空気室１１内に所定量の空気を送ったり、あるいは
内部の空気を排除するようにすればよい。
室内の空気量の調整を一切行わない状態（エアコンプレ
ッサー１２を作動させないとき）の結果であるが、ケー
ソン１０Ａに生じる浮力Ｆｗ（ｄ）は、内圧Ｐによって
も調整可能であるので、浮力構造物の設置個所あるいは
環境条件等により、浮力Ｆｗ（ｄ）の能動的な調整が必
要な場合には、上記エアコンプレッサー１２を作動させ
て、空気室１１内に所定量の空気を送ったり、あるいは
内部の空気を排除するようにすればよい。
【００１３】したがって、図１に示す半潜水型浮上式水
上地盤にあっては、水位の増減に比例して増減する支持
コラム４の浮力特性と、水位が上昇すると逆に浮力が減
少する空気室１１の浮力特性とを併せることにより、構
造物全体に作用する浮力変動を自動的に、ほぼ完全にキ
ャンセルすることが可能となる。これにより、基礎構造
物２の負担荷重の変動を小さくすることができ、従来の
給排水装置の取付けに伴う建設費や維持管理費を大幅に
削減することができる。更に、浮力の保持や調整が空気
圧の制御によって行えるため、従来の水バラスト方式に
比べて設備面でも有利であるという利点を有する。ま
た、空気室１１を多数設けることで、優れた安定性と安
全性とを確保することができる。
上地盤にあっては、水位の増減に比例して増減する支持
コラム４の浮力特性と、水位が上昇すると逆に浮力が減
少する空気室１１の浮力特性とを併せることにより、構
造物全体に作用する浮力変動を自動的に、ほぼ完全にキ
ャンセルすることが可能となる。これにより、基礎構造
物２の負担荷重の変動を小さくすることができ、従来の
給排水装置の取付けに伴う建設費や維持管理費を大幅に
削減することができる。更に、浮力の保持や調整が空気
圧の制御によって行えるため、従来の水バラスト方式に
比べて設備面でも有利であるという利点を有する。ま
た、空気室１１を多数設けることで、優れた安定性と安
全性とを確保することができる。
【００１４】なお、図４に示すように、テンションレグ
式人工地盤の場合であっても、上記実施の形態と同様
に、浮力体３の一部にバラスト装置１０を設けることに
より、構造物全体に作用する浮力変動をキャンセルして
テンションレグ６の負担荷重の変動を小さくでき、建設
費や維持管理費の省コスト化を図ることができる。ま
た、図５に示すように浮体式水上地盤の場合であって
も、浮体式水上地盤３０の下面側に複数のバラスト装置
１０をマトリックス状に並設することにより、通常の箱
型ケーソン方式に比べて、波浪や潮汐による水位変動を
低減できるので、基礎構造物２の負担荷重を小さくでき
るとともに、建設の省コスト化を図ることができる。更
に、浮力の保持や調整が空気圧の制御によって行えるた
め、従来の水バラスト方式に比べて設備面でも有利であ
る。
式人工地盤の場合であっても、上記実施の形態と同様
に、浮力体３の一部にバラスト装置１０を設けることに
より、構造物全体に作用する浮力変動をキャンセルして
テンションレグ６の負担荷重の変動を小さくでき、建設
費や維持管理費の省コスト化を図ることができる。ま
た、図５に示すように浮体式水上地盤の場合であって
も、浮体式水上地盤３０の下面側に複数のバラスト装置
１０をマトリックス状に並設することにより、通常の箱
型ケーソン方式に比べて、波浪や潮汐による水位変動を
低減できるので、基礎構造物２の負担荷重を小さくでき
るとともに、建設の省コスト化を図ることができる。更
に、浮力の保持や調整が空気圧の制御によって行えるた
め、従来の水バラスト方式に比べて設備面でも有利であ
る。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
浮力構造物に、底部側を水中に開口した気密室を有する
バラスト装置を設け、水位変動による浮力の変化を調整
するようにしたので、基礎構造物やテンションレグ等の
分担する荷重変動を小さくでき、構造体の姿勢の安定性
を向上させことができる。また、浮力の保持や調整が空
気圧の制御によって行えるため、従来の水バラスト方式
に比べて設備面でも有利であり、建設費や維持管理費を
大幅に削減することができる。
浮力構造物に、底部側を水中に開口した気密室を有する
バラスト装置を設け、水位変動による浮力の変化を調整
するようにしたので、基礎構造物やテンションレグ等の
分担する荷重変動を小さくでき、構造体の姿勢の安定性
を向上させことができる。また、浮力の保持や調整が空
気圧の制御によって行えるため、従来の水バラスト方式
に比べて設備面でも有利であり、建設費や維持管理費を
大幅に削減することができる。
【図１】 本発明の一実施の形態を示す簡略構成図であ
る。
る。
【図２】 本発明の実施の形態に係わる浮力発生の原理
を示す図である。
を示す図である。
【図３】 本発明の実施の形態に係わる浮力の計算モデ
ルと浮力の試計算結果を示す図である。
ルと浮力の試計算結果を示す図である。
【図４】 本発明の他の実施の形態を示す簡略構成図で
ある。
ある。
【図５】 本発明の他の実施の形態を示す簡略構成図で
ある。
ある。
【図６】 従来の浮力構造物の簡略構成図である。
【図７】 従来の浮力構造物の簡略構成図である。
【図８】 従来の密閉型ケーソンの浮力特性を説明する
ための図である。
ための図である。
１ 海底地中の地盤、２ 基礎構造物、３ 浮力体、４
支持コラム、５ 上床盤、６ テンションレグ、１０
バラスト装置、１１ 空気室、１２ エアコンプレッ
サー、１３ 給排気管。
支持コラム、５ 上床盤、６ テンションレグ、１０
バラスト装置、１１ 空気室、１２ エアコンプレッ
サー、１３ 給排気管。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 西垣 和弘
東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社
熊谷組東京本社内
(72)発明者 相川 文宏
東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社
熊谷組東京本社内
Ｆターム(参考） 2D018 BA21
2D055 AA09 EA01 EA05
Claims (5)
- 【請求項１】 水上に構築され、水底の地盤上に連結さ
れた支持体に支承された構造体を備えた浮力構造物であ
って、底部側を水中に開口した気密室を有するバラスト
装置を備えたことを特徴とする浮力構造物。 - 【請求項２】 底部が基礎構造物上に保持された浮力体
と、この浮力体に支持コラムを介して支承される上床盤
等の構造体とを備えるとともに、上記浮力体に上記バラ
スト装置を取付けたことを特徴とする請求項１に記載の
浮力構造物。 - 【請求項３】 底部がテンションレグに接続された浮力
体と、この浮力体に支持コラムを介して支承される上床
盤等の構造体物とを備えるとともに、上記浮力体に上記
バラスト装置を取付けたことを特徴とする請求項１に記
載の浮力構造物。 - 【請求項４】 水上人工地盤等の構造体の下部に、上記
バラスト装置を複数個取付けたことを特徴とする請求項
１に記載の浮力構造物。 - 【請求項５】 上記気密室に空気を給排する手段を備
え、浮力の調整を可能としたことを特徴とする請求項１
〜請求項４のいずれかに記載の浮力構造物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001252360A JP2003064654A (ja) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | 浮力構造物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001252360A JP2003064654A (ja) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | 浮力構造物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003064654A true JP2003064654A (ja) | 2003-03-05 |
Family
ID=19080849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001252360A Pending JP2003064654A (ja) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | 浮力構造物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003064654A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005194687A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-21 | Nishimatsu Constr Co Ltd | 浮力調整可能な人工リーフ |
| WO2010140676A1 (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | 株式会社大林組 | 可動式防波堤及び可動式防波堤の作動方法 |
| JP2012241337A (ja) * | 2011-05-16 | 2012-12-10 | Ohbayashi Corp | 水上構造物の補強構造及び構築方法 |
| CN106926988A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-07-07 | 中国海洋石油总公司 | 张力腿平台筋腱的临时浮力装置 |
| CN109295948A (zh) * | 2018-08-24 | 2019-02-01 | 武汉船用机械有限责任公司 | 一种自升式平台自动配载的方法和系统 |
| CN110857557A (zh) * | 2018-08-23 | 2020-03-03 | 中铁第五勘察设计院集团有限公司 | 带漂浮物的码头浮箱调平结构及码头浮箱 |
| KR102281578B1 (ko) * | 2020-11-24 | 2021-07-23 | 장재영 | 수상 태양광 패널 발전장치 |
| CN113277013A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-08-20 | 中铁第五勘察设计院集团有限公司 | 航标灯系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS509901A (ja) * | 1973-06-01 | 1975-01-31 | ||
| JPS5030303A (ja) * | 1973-02-23 | 1975-03-26 | ||
| JPS53108602A (en) * | 1977-03-04 | 1978-09-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Pile foot type heavy float structure |
| JPH051405A (ja) * | 1991-06-25 | 1993-01-08 | Kaiyo Kagaku Gijutsu Center | 没水型波浪制御装置及びその設置方法 |
| JPH059921A (ja) * | 1991-07-01 | 1993-01-19 | Nippon Steel Corp | 脚付き浮体構造物 |
| JPH10278876A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 浮上量調整式浮体構造物 |
| JPH11139385A (ja) * | 1997-11-07 | 1999-05-25 | Im Doboku Sekkei:Kk | 無底浮体工法 |
-
2001
- 2001-08-23 JP JP2001252360A patent/JP2003064654A/ja active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5030303A (ja) * | 1973-02-23 | 1975-03-26 | ||
| JPS509901A (ja) * | 1973-06-01 | 1975-01-31 | ||
| JPS53108602A (en) * | 1977-03-04 | 1978-09-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Pile foot type heavy float structure |
| JPH051405A (ja) * | 1991-06-25 | 1993-01-08 | Kaiyo Kagaku Gijutsu Center | 没水型波浪制御装置及びその設置方法 |
| JPH059921A (ja) * | 1991-07-01 | 1993-01-19 | Nippon Steel Corp | 脚付き浮体構造物 |
| JPH10278876A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 浮上量調整式浮体構造物 |
| JPH11139385A (ja) * | 1997-11-07 | 1999-05-25 | Im Doboku Sekkei:Kk | 無底浮体工法 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005194687A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-21 | Nishimatsu Constr Co Ltd | 浮力調整可能な人工リーフ |
| WO2010140676A1 (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | 株式会社大林組 | 可動式防波堤及び可動式防波堤の作動方法 |
| JP2010281128A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Ohbayashi Corp | 可動式防波堤及び可動式防波堤の作動方法 |
| US8915672B2 (en) | 2009-06-05 | 2014-12-23 | Mitsubishi Heavy Industries Bridge & Steel Structures Engineering Co., Ltd. | Movable breakwater and method of operating movable breakwater |
| JP2012241337A (ja) * | 2011-05-16 | 2012-12-10 | Ohbayashi Corp | 水上構造物の補強構造及び構築方法 |
| CN106926988A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-07-07 | 中国海洋石油总公司 | 张力腿平台筋腱的临时浮力装置 |
| CN110857557A (zh) * | 2018-08-23 | 2020-03-03 | 中铁第五勘察设计院集团有限公司 | 带漂浮物的码头浮箱调平结构及码头浮箱 |
| CN109295948A (zh) * | 2018-08-24 | 2019-02-01 | 武汉船用机械有限责任公司 | 一种自升式平台自动配载的方法和系统 |
| KR102281578B1 (ko) * | 2020-11-24 | 2021-07-23 | 장재영 | 수상 태양광 패널 발전장치 |
| CN113277013A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-08-20 | 中铁第五勘察设计院集团有限公司 | 航标灯系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3874161B1 (en) | Tuned mass damper for floating structures | |
| JP6835594B2 (ja) | 浮体式構造物及び浮体式構造物の設置方法 | |
| WO2014031009A1 (en) | Floating, semisubmersible hull for supporting preferably one or several wind turbines and method for commissioning, floating and installation of the semisubmersible hull | |
| JP5175733B2 (ja) | ポントゥーン型浮体式構造 | |
| AU4067685A (en) | Wave powered generator | |
| US6241425B1 (en) | Tethered marine stabilizing system | |
| KR900005914B1 (ko) | 가요성 해양 플랫포옴(Flexible Offshore Platform) | |
| US20210387702A1 (en) | Tuned mass damper for floating structures | |
| CN115581212B (zh) | 一种离岸养殖系统及其设计方法 | |
| KR20000069906A (ko) | 선체구조물 | |
| JP2003064654A (ja) | 浮力構造物 | |
| CN114313125A (zh) | 漂浮式基础及其主动压载系统 | |
| TWI653376B (zh) | Water work platform | |
| CN113906183A (zh) | 安装海上风力发电机塔架的方法 | |
| MY114624A (en) | Offshore structure for extreme water depth | |
| US20130074758A1 (en) | Anchoring apparatus for wave energy converters | |
| US20230133844A1 (en) | Wave energy converter control | |
| EP4086159A2 (en) | Motion absorbing system and method for a structure | |
| NO20220675A1 (en) | A heave compensated marine vessel | |
| JP4472199B2 (ja) | 人工地盤 | |
| TWM494747U (zh) | 水上作業平台 | |
| JPH11263286A (ja) | 浮体式人工地盤 | |
| JPH01244012A (ja) | 海洋構造物の支持構造 | |
| CN118309758A (zh) | 一种变频率调液阻尼器及海上综合能源平台 | |
| JP2000356179A (ja) | 海水の侵入しないシェルターを海中に沈めて設置し、シェルターの外部上面から上方の水中に向けて波の動きに正対する板を出し、板の下端を支点とし、支点の下方であるシェルターの内部に、板の動きで振れる振子を付け、板で受けた波のエネルギーを振子の振れに変え、振子の振れからエネルギーを取り出す方式の機関。 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080514 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110705 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110712 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20111213 |