JP2006112169A - スリットケーソンの開口部密閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スリットケーソンの海上輸送が容易、かつコスト低廉に行えるようにする。
【解決手段】スリットケーソン２の筐体２０の外側に位置し、この筐体２０に設けられた開口部２１を塞ぐ蓋体１１と、この蓋体１１と対向するように筐体２０の内側に位置した係止部材１２と、両者を平行リンク状に連結した一対のリンク部材１３，１３とで開口部２１の密閉装置１を構成した。そして、蓋体１１の裏面側には、開口部２１の周囲の筐体外壁面２２に圧接してこの開口部２１を水密に塞ぐパッキン材１４を設け、係止部材１２の左右両側には、筐体内壁面２３との間に介在して膨らむことにより、蓋体１１を開口部２１側に押付ける弾性中空部材１５などの付勢手段を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、スリットケーソンと称される開口部を備えたケーソンを、製造現場から設置現場まで曳航する際に用いられる開口部密閉装置に関する。

一般に、港湾などにおける防波堤や護岸には、消波ブロックを積み重ねた消波ブロック被覆堤が多く用いられている。しかしながら、この消波ブロック被覆堤は、大量の消波ブロックを必要とするので、建設に要するコストが嵩むという問題点があった。そこで、近年は、図１１に示したように、コンクリートなどで大型の箱状に形成されたケーソンの外側面に波透過用の開口部を設けた所謂スリットケーソンと称されるものが、消波ブロックの代りに多く用いられている。

このスリットケーソンは、大型の構造物であるため、一般に乾ドックで製造され、製造後、設置現場まで海上輸送されていた。

ここにおいて、一般的なケーソンは、開口部が設けられていないので、直接、海上に浮かべることができ、そのままタグボートで曳航することが可能であった。しかしながら、開口部が設けられたスリットケーソンの場合、開口部からケーソンの筐体の内部に海水が浸入するため、そのまま海上に浮かべて曳航することができなかった。そこで、この種のケーソンを曳航する場合には、クレーン船を用いてある程度、ケーソンを吊り上げた状態で曳航するということが行われていた。しかしながらこのような曳航は安定性が悪く、安全回航に困難を伴い、また、気象による影響を大きく受けるため、大型のクレーン船を長期間にわたってチャーターしておかなくてはならず、作業能率並びに経済効率が悪いという問題点があった。

この点を改善するために、ケーソンに浮力を与え曳航するための種々の支援装置が開発されている。

例えば、縦部材と横部材とで門型に形成された連結ビームの下端両側に浮力体を設けると共に、この連結ビームの横部材にケーソン吊り下げ手段を設け、浮力体間でケーソンを吊り下げ支持するようにしたもの（例えば、特許文献１参照）や、巻上げウインチを設けた２隻の浮力台船と、この浮力台船の下方に前記巻上げウインチで昇降可能に吊されたケーソン仮置架台とからなり、ケーソン仮置架台上に載置されたケーソンを、その両側に位置した浮力台船で安定保持するようにした架台方式のケーソン回航支援装置（例えば、特許文献２参照）があった。
特開２００２−３２７４４２公報（第３−４頁、図１） 特開２００３−３４８０公報（第２頁、図１）

上述した従来の曳航支援装置は、何れも大掛かりで製造コストが高いという問題点があった。また、装着にはケーソンを挟み込むようにその両側に浮力体や浮力台船を配置しなくてはならないので、そのためのスペースを必要とし、スペースが限られる乾ドック内での作業が行い難いという問題点もあった。さらに、この種の曳航支援装置はケーソンを設置現場まで曳航した後、空の状態で持ち帰らなくてはならないが、上述したように大掛かりで嵩張るため、そのための余分な労力を必要とし、かつ回収コストも嵩むという問題点があった。

本発明は、上述した従来のスリットケーソンの海上輸送に伴う問題点の解決を課題とする。

上記の問題点を解決するために、本発明では、スリットケーソンの開口部を塞ぎ、スリットケーソン自体に浮力を生じさせることとし、そのために請求項１記載の発明では、スリットケーソンの筐体外側に位置し、該筐体に設けられた開口部を塞ぐ蓋体と、該蓋体と対向するように筐体の内側に位置した係止部材と、上記蓋体と係止部材とを連結したリンク部材とでスリットケーソンの開口部密閉装置を構成した。そして、上記蓋体の裏面側には、開口部の外周縁に圧接して該開口部を水密に塞ぐパッキン材を設け、係止部材の端部には、筐体の内壁面との間に介在し、伸縮あるいは体積変化によりリンク部材を介して接続された蓋体を開口部側に付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成中、付勢手段を液体あるいは気体が注入される弾性中空部材と限定したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に、蓋体の筐体側への付勢圧力を検出する圧力検出手段をパッキン材に設けた構成を付加したことを特徴とする。

本発明のうち、請求項１記載の発明では、スリットケーソンの開口部密閉装置を、開口部を塞ぐ蓋体と、この蓋体に対向配置される係止部材と、両者を連結したリンク部材とで構成し、蓋体の裏面にパッキン材を設けると共に、係止部材に付勢手段を設けたので、開口部から差し込んで付勢手段を作動させるだけで容易にこの開口部を塞ぐことができる。よって、大掛かりな回航支援装置を用いることなく、ケーソンを直接、海上に浮かべて曳航することができる。また、回収の際もコンパクトに折り畳んで船積みでき、輸送にかかるコストと労力を大幅に削減することができるという効果がある。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の付勢手段を液体あるいは気体が注入される弾性中空部材と限定したので、構成が簡単でコスト低廉に製造できるにもかかわらず、海水に晒されても機能に障害を受け難く、確実に開口部を密閉するように蓋体を保持できるという効果がある。

請求項３記載の発明では、蓋体裏面のパッキン材に筐体側への付勢圧力を検出する圧力検出手段を設けたので、蓋体による開口部の密閉が確実になされたか否かを容易に検知でき、閉蓋不良による不慮の事故が未然防止されるという効果がある。

以下、本発明を図示した実施の形態に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明に係る開口部密閉装置の使用状態斜視図、図２は、その要部拡大断面図である。

ここにおいて、本発明の開口部密閉装置１が取り付けられる対象物であるケーソン２は、鉄筋コンクリートなどで上面が開放された大型の箱状（大きなものでは、一辺の長さが数十メートル、重量が数千トンに及ぶ）に形成され、側面にスリット状の開口部２１が複数設けられたものであり、岸壁や護岸、防波堤などに設置されることにより、波のエネルギーを吸収、あるいは減衰させるために使用されるものである。そして、一般にこの種のスリットケーソン２は、船と同様に乾ドックで製造され、製造後、設置現場まで海上輸送されるものである。

本発明のスリットケーソンの開口部密閉装置１は、上述したスリットケーソン２の開口部２１を水密に塞ぎ、ケーソン自体を浮上構造物として設置現場まで曳航する際に用いられるものであり、図示したようにケーソンの筐体２０の外側に位置し、ケーソンの側面に設けられた開口部２１を塞ぐ板状の蓋体１１と、この蓋体１１と対向するように筐体２０の内側に位置した係止部材１２と、両者を連結したリンク部材１３とで構成されている。

上記蓋体１１は、開口部２１を水密に塞げるように、この開口部２１より一回り大きなものであれば一枚板状のものであっても、あるいは、図５や図６に示したように、複数の板状部材１１ａ，１１ｂを連結したものであっても良い。なお、このように複数の板状部材１１ａ，１１ｂを連結した場合は、当然、各板状部材１１ａ，１１ｂ間から水漏れしないように、その連結部分に適宜、防水処置（図示せず）を施すこととする。また、この連結部分を可撓性を有する部材で構成すれば、図６に示すように屈曲することも可能となり望ましい。

なお、この蓋体１１の材質としては、腐食しないものが望ましく、例えば比重が１程度の硬質合成樹脂材の使用が考えられる。

そして、このように構成された蓋体１１の裏面（図２において下面）には、その周縁部分にゴムやエラストマー系の樹脂などで形成されたパッキン材１４が枠状に取り付けられ、閉蓋時に該パッキン材１４が開口部２１の周縁部分に圧接してこの開口部２１を水密に塞ぐようになっている。なお、この時、パッキン材１４の内側が開口部２１内に喰い込むように、上記枠状の部分は、その内寸が開口部２１の内寸よりやや小さい寸法に設定しておくことが望ましい。また、パッキン材１４の内部には、図３に示すように中空部１４ａが設けられ、この中空部１４ａが受ける圧力が圧力センサなどにより外部から感知されるようになっている。

リンク部材１３は、蓋体１１と係止部材１２との間に平行に一対設けられ、それぞれの端部は、蓋体１１と係止部材１２の裏面（図２において上下の対向面）に回動自在に連結されている。したがって、左右のリンク部材１３，１３は、蓋体１１と係止部材１２を互いに平行な位置関係を保って移動可能に保持する平行リンク機構として機能する。

なお、このリンク部材１３の長さは、ケーソンの筐体２０の厚みと同等か、やや長い寸法に設定されている。

係止部材１２は、開口部２１を挿通可能で、かつ、この開口部２１両側の筐体内壁面２３で抜け止めされるように、高さが開口部２１の縦方向の寸法よりも小さく、幅が開口部２１の横方向の寸法よりも大きく設定されている。そして、この係止部材１２の左右両側には、図４に示すように筐体内壁面２３との間に位置するように弾性中空部材１５が設けられている。この弾性中空部材１５は、空洞部１５ａに海水などの液体、あるいは空気を注入することにより膨らみ、係止部材１２をケーソンの内方（図２において下方）に移動させるようになっており、このことでこの係止部材１２とリンク部材１３を介して連結された蓋体１１を、開口部２１の周縁部分に圧接させる付勢手段となるものである。

なお、この弾性中空部材１５も上記パッキン材１４と同様に、その内端側（図４において右側）が開口部２１内に位置するようにその取付位置が設定されている。

本発明のスリットケーソンの開口部密閉装置１は、上記の構成を有している。

次にその取付手順について説明すると、まず、ケーソンへの取り付けに際して予めリンク部材１３で連結された蓋体１１と係止部材１２を、その相対位置関係が変わるように全体を略平行四辺形状に変形させ、これをケーソンの製造現場である乾ドック内などにおいて、図７に示すようにケーソン筐体２０の外側（図７において上側）から係止部材１２を開口部２１内に差し込む。この時、係止部材１２は、その上下方向の寸法が開口部２１の縦方向の長さよりも短いので、図７に示すようにその一端（図７において右下側）が開口部２１から筐体２０の後側へと突出する。

次いで、この状態から図８及び図９に示すように係止部材１２の他端（図８において左上側）が筐体２０の後側（図８において下側）に回り込むように、密閉装置１自体を開口部２１の片側（図８では右側）に寄せた状態で徐々に蓋体１１と係止部材１２をケーソン筐体２０の表面と平行になるように戻し、その後、密閉装置１の全体を左方に移動させて、その中心が開口部２１の中心に位置するようにする。このことで、係止部材１２は、その両端が図２に示すように筐体内壁面２３と対向した状態となる。

次にこの状態で係止部材１２の両端内側（図２において両端上側）に設けられた弾性中空部材１５の空洞部１５ａ内に図示しないポンプなどを用いて海水などの流体を圧入する。そうすると、係止部材１２とケーソン筐体の内壁面２３との間に位置した弾性中空部材１５が、注入された流体の圧力により膨らみ、係止部材１２は壁面２３から離れる方向に駆動される。係止部材１２は、リンク部材１３を介して蓋体１１と連結されているので、この動きにより、蓋体１１は、開口部２１側に引っ張られ、結果としてその内周面に設けられたパッキン材１４が開口部２１周囲の外壁面２２に押し付けられ、開口部２１が塞がれるものである。

以上のようにして、スリットケーソンの筐体２０に設けられた開口部２１は、図２に示すように密閉装置１の蓋体１１で塞がれるものである。

図３は、このときの要部拡大断面図である。図示したように蓋体１１の裏面に設けられたパッキン材１４は、開口部２１周囲の筐体外壁面２２に押し付けられて圧縮変形し、開口部２１を気密に塞ぐと共に、その内端側（図３において右側）が開口部２１内に段差ｈ₁ だけ突出するように喰い込み、蓋体１１の位置ずれを防止するように作用する。また、パッキン材１４の内部には、中空部１４ａが設けられており、この中空部１４ａの圧力を外部センサ等（図示せず）の適宜手段で検出すれば、空気漏れなく、パッキン材１４が筐体２０の表面に密着しているか否かが容易に判断できる。

図４は、蓋体１１の付勢手段となる弾性中空部材１５が、ケーソンの筐体内壁面２３に圧接した状態を示した断面図である。図示したように、この弾性中空部材１５も上記パッキン材１４と同様にその内端側（図４において右側）が開口部２１内に位置しており、流体を圧入した際にこの部分が段差ｈ₂ だけ開口部２１内に突出し、係止部材１２の位置ずれを防止するようになっている。

以上のようにして、ケーソン２に設けられた開口部２１を塞いだ後、乾ドック３内に注水すれば、ケーソン２は図１０に示すように浮力を受けて浮上するので、その状態でドック３から海上に引き出し、その後、タグボートなどを用いて設置現場まで曳航するようになっている。

なお、このようにケーソン２を海上に浮べた状態では、開口部２１を塞いだ蓋体１１に外部から水圧が加わるため、一層、その密閉度が向上することとなる。よって、海上輸送時にケーソン２の内部に浸水するおそれは全くない。

そして、このようにして曳航し、設置現場に到着すれば、クレーンなどの適宜手段でケーソン２を支持しておき、この状態で弾性中空部材１５内に注入されている流体を排出すれば良く、このことで蓋体１１の付勢力が失われ、密閉装置１は開口部２１内を自由に動き得る状態となるので、上述した取り付けと全く反対の手順でこの密閉装置１を開口部２１から抜き取ることができ、その後、このケーソン２を所定の設置箇所に設置すれば良い。

なお、この開口部密閉装置１の抜き取りは必ずしも海面上で行わなくても良く、例えば、ケーソン２内に注水し、ケーソン２を沈めた状態での作業も可能である。

図５、図６は、開口部密閉装置１の蓋体１１を屈曲可能に複数に分割した例を示しており、このようにすれば、外側面が平坦な通常の開口部２１ａはもとより、表面が屈曲した天井部分に設けられた開口部２１ｂなども浸水不可に塞ぐことができる。

なお、図５および６において符号１６は、パッキン材１４と蓋体１１との間に設けられた変形可能な連結材を示しており、蓋体１１を構成した各板状部材１１ａ，１１ｂの間もこの連結材１６で通水不可に塞がれている。

以上のようにして本発明のケーソンの開口部密閉装置１は、ケーソンを設置現場まで曳航する際に用いられるものである。

なお、上記では、蓋体１１を開口部２１側に押圧する付勢手段として弾性中空部材１５を用いた例を示したが、この付勢手段は、係止部材１２を筐体２０の内方側に移動させるものであれば良く、例えば、油圧シリンダやエアージャッキのようなものであっても良い。

本発明に係る開口部密閉装置を取り付けたケーソンの斜視図である。 図１の要部拡大断面図である。 パッキン材の密閉時の状態を示した説明図である。 弾性中空部材の作動時の状態を示した説明図である。 平坦な箇所に設けられた開口部を閉蓋した状態の斜視図である。 変形した箇所に設けられた開口部を閉蓋した状態の斜視図である。 密閉装置の開口部への挿入時の状態を示した説明図である。 密閉装置の開口部への挿入後の手順を示した説明図である。 密閉装置を開口部に脱落不可に係止させる手順を示した説明図である。 乾ドック内でのケーソン浮上時の状態を示した説明図である。 スリットケーソンの一例を示した簡略斜視図である。

符号の説明

１ 密閉装置
１１ 蓋体
１１ａ，１１ｂ 板状部材
１２ 係止部材
１３ リンク部材
１４ パッキン材
１５ 弾性中空部材

Claims (3)

1. スリットケーソンの筐体外側に位置し、該筐体に設けられた開口部を塞ぐ蓋体と、
   該蓋体と対向するように筐体の内側に位置した係止部材と、
   上記蓋体と係止部材を連結したリンク部材とを具備し、
   上記蓋体の裏面側には、開口部の外周縁に圧接して該開口部を水密に塞ぐパッキン材が設けられ、
   係止部材の端部には、筐体の内壁面との間に介在し、伸縮あるいは体積変化によりリンク部材を介して接続された蓋体を開口部側に付勢する付勢手段が設けられたことを特徴とするスリットケーソンの開口部密閉装置。
2. 上記付勢手段が液体あるいは気体が注入される弾性中空部材で構成されていることを特徴とする請求項１記載のスリットケーソンの開口部密閉装置。
3. 上記パッキン材に蓋体の筐体側への付勢圧力を検出する圧力検出手段が設けられたことを特徴とする請求項１記載のスリットケーソンの開口部密閉装置。
   

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