JP2014046845A - 浮体ユニット、浮体ユニットにより組み立てられた浮体構造物及び浮体構造物の組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】波浪又は潮流による荷重及び加速度の影響を低減し、海上に安定して設置可能な浮体構造物を提供する。
【解決手段】浮体ユニット１０は、海上に設置される浮体構造物を組み立てるための浮体ユニット１０であって、海上に浮かせる浮体１４と、上下方向に離間して配置され、浮体１４に接続される上部本体１１及び下部本体１２と、上下方向に延びて上部本体１１及び下部本体１２に接合される第１の棒状部材１５とを備え、下部本体１２は、少なくとも１本の柱状の下弦材１２１として形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、海上に配置される浮体構造物を組み立てるための浮体ユニット、当該浮体ユニットにより組み立てられた浮体構造物及び当該浮体構造物の組立方法に関するものである。

従来、海上に配置される浮体構造物は、特許文献１に示されるように、中空の箱型に形成された同一形状の複数のコンクリートユニットを組み立てて形成されていた。

特開昭６３−２５１５０４号公報

しかしながら、特許文献１に示される浮体構造物では、浮体構造物を構成するコンクリートユニットが中空の箱型であるため、水線面積が大きくなり、コンクリートユニットが受ける波浪又は潮流による荷重及び加速度の影響が大きくなる。そのため、海上で浮体構造物を安定して設置することに対して、大きな影響があるという問題が生じていた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、波浪又は潮流による荷重及び加速度の影響を低減し、海上に安定して設置可能な浮体構造物を提供する。

本発明に係る浮体ユニットは、海上に設置される浮体構造物を組み立てるための浮体ユニットであって、海上に浮かせる浮体と、上下方向に離間して配置され、前記浮体に接続される上部本体及び下部本体と、上下方向に延びて前記上部本体及び下部本体に接合される第１の棒状部材とを備え、前記下部本体は、少なくとも１本の柱状の下弦材として形成される。

本発明の浮体ユニットは、浮体の下部、及び柱状の下弦材を水中での浮力構造体として形成することで、浮力を確保し、浮体ユニットを半潜水状態で海面に浮かせることができる。その上で、浮体ユニットを、上下方向に離間して配置された上部本体及び下弦材を浮体及び第１の棒状部材で接合することによって形成している。このように浮体ユニットを形成することで、水線面積が浮体及び第１の棒状部材の断面積となり、浮体ユニットを箱型に形成した場合と比較して、水線面積が小さくなる。これにより、浮体ユニットが受ける波浪又は潮流による荷重及び加速度の影響が低減され、浮体構造物を海上に安定して設置することができる。また、上部本体及び下弦材に第１の棒状部材を接合することで、下弦材に生じた浮力を上部本体に伝えることができ、浮体ユニットをバランスよく海面に浮かせることができる。

上記浮体ユニットにおいて、浮体は、左右一対に設けられ、上部本体及び下部本体の両端に接続されることができる。さらに、浮体の少なくとも一方の上端には、デッキが取り付けられてもよい。このようにデッキを備えることで、デッキ上に、例えば、風力発電装置や太陽光発電装置等のプラントを設置することができ、浮体ユニットを組み立ててなる浮体構造物の利用範囲をより広げることができる。

また、上記浮体ユニットにおいて、デッキは、各浮体に取り付けられ、デッキには、浮体ユニットの長手軸を挟んだ両側に、隣接する他の浮体ユニットのデッキを連結可能な一対の連結面が形成されても良い。このように連結面を形成することで、隣接する浮体ユニットの連結面同士を合わせるという簡単な作業で浮体ユニットを連結することができる。さらに、各デッキの両側に一対の連結面を形成することで、一の浮体ユニットの両側それぞれに、他の浮体ユニットを連結することができる。これにより、複数の浮体ユニットを組み立ててなる浮体構造物を、一個の浮体ユニットを挟んで多角形リングが連接する形状とすることができ、効率よく浮体ユニットを配置して浮体構造物を形成することができる。

一方で、上記浮体ユニットにおいて、浮体は、上部本体及び下部本体の略中央に接続されることができる。さらに、上部本体の両端には、デッキが取り付けられ、デッキには、浮体ユニットの長手軸を挟んだ両側に、隣接する他の浮体ユニットのデッキを連結可能な一対の連結面が形成されても良い。

さらに、上記浮体ユニットにおいて、浮体及び下弦材は、密閉された中空状に形成されることができる。このように下弦材及び浮体を密閉された中空状にすることで、この空間に水を注排出することが可能となる。これにより、浮体ユニットの重量を調整することが可能となり、ひいては浮体ユニットの浮力を調整することが可能となる。このように浮体ユニットの浮力を調整可能とすることで、浮体ユニットの喫水線を自在に変更することができ、浮体ユニットの曳航時、設置時等の種々の状況に適した状態に浮体ユニットを浮き沈みさせることができる。

また、上記浮体ユニットにおいて、第１の棒状部材は、上部本体及び下部本体の長手方向と直交する第１の垂直材と、上部本体及び下部本体の長手方向と斜交する第１の斜材とから構成され、上部本体及び下部本体の間に第１の垂直材及び第１の斜材がトラス構造に組まれて形成されることができる。このように、浮体ユニットが第１の垂直材及び斜材によってトラス構造に組まれてなることで構造上の連続性を確保し、第１の垂直材及び斜材によって曲げ剛性、捩り剛性を大きくすることで、発生する応力を軽減できる。

また、上記浮体ユニットは、上部本体が、２本の柱状の上弦材として形成され、２本の上弦材に、各上弦材の長手方向と直交する第２の垂直材及び各上弦材の長手方向と斜交する第２の斜材がトラス構造に組まれて接合されてもよい。このように、上部本体を柱状の上弦材とすることで、上部本体の重量が低減し、少ない浮力で浮体ユニットを海面に浮かせることができる。

本発明に係る浮体構造物は、上記浮体ユニットを多角形リング状又は複数の多角形リングが連接した形状に組み立てて形成される。この海上に設置される浮体構造物の組立方法は、上記浮体ユニットを複数準備するステップと、前記複数の浮体ユニットを整列させた状態で前記浮体構造物の設置場所へ曳航するステップと、前記設置場所において、前記浮体ユニットを多角形リング状又は複数の多角形リングが連接した形状に配置するステップと、隣接する前記浮体ユニットの前記連結面を連結して前記浮体構造物を組み立てるステップとを備える。

本発明では、浮体ユニットを予め組み立てた後に曳航する事もできるが、整列させた状態で浮体構造物の設置場所まで曳航した後に浮体構造物が組み立てられることも可能である。その場合、予め浮体構造物を組み立ててから曳航する場合と比較して、浮体ユニットを曳航するための航路の幅が狭くても良く、広い航路幅を確保する必要がない。また、曳航中に浮体ユニットが航路を妨げる物体と接触する恐れも低減でき、浮体ユニットが破損することを防止することができる。また、予め浮体構造物を組み立てる必要がないため、浮体構造物を組み立てる場所を確保する必要もない。これにより、大型の浮体構造物でも設置場所において容易に組み立てることができる。

また、上記浮体構造物の組立方法において、曳航するステップの前に、浮体ユニットに補助浮体を取り付けるステップを備えることができる。これにより、浮体ユニット単体では海面に安定して浮かせられない場合でも、補助浮体により海面に安定して浮体ユニットを浮かせることができ、曳航時に浮体ユニットが転倒することを防止することができる。

本発明に係る浮体構造物によれば、波浪又は潮流による荷重及び加速度の影響を低減し、海上に安定して設置することができる。

本発明の浮体ユニットの一実施形態を示す斜視図である。 図１の浮体ユニットの平面図である。 図１の浮体ユニットの底面図である。 図１の浮体ユニットの正面図である。 図１の浮体ユニットのＡ−Ａ断面図である。 図１の浮体ユニットを用いて組み立てた浮体構造物の一実施形態を示す平面図である。 図１の浮体ユニットを用いて組み立てた浮体構造物の他の実施形態を示す平面図である。 図１の浮体ユニットを曳航する状態を示す平面図である。

以下、本発明に係る浮体構造物の一実施形態について添付図面を参照して説明する。まず、図１〜図５を参照して、浮体構造物１を形成する浮体ユニット１０について説明する。なお、図５では、図を分かりやすくするために、後述する第１の斜材１５２を省略している。以下では、浮体ユニット１０の海面上に出る側を上側として上下方向を定義する。また、浮体ユニット１０の長手方向を左右方向と定義し、上下方向及び左右方向の双方に直交する方向を前後方向と定義する。

浮体ユニット１０は、例えば鋼材で形成されるものであり、本実施形態では、左右一対の柱状の浮体１４と、上下方向に離間して配置され、両端が各浮体１４に接続される上部本体１１及び下部本体１２とを備えている。各浮体１４の上端には、平板状のデッキ１３が取り付けられており、各デッキ１３を介して上部本体１１の両端が各浮体１４に接続されている。また、上部本体１１は、２本の柱状の上弦材１１１，１１２から形成されている。２本の上弦材１１１，１１２は、前後方向に離間して平行に配置され、各上弦材１１１，１１２の両端が各浮体１４上のデッキ１３に接合されている。さらに、下部本体１２は、１本の柱状の下弦材１２１から形成されており、下弦材１２１の両端が各浮体１４に接合されている。下弦材１２１は、前後方向において、２本の上弦材１１１，１１２の間に位置し、図５に示すように、浮体ユニット１０の長手軸の垂直断面において、上弦材１１１，１１２及び下弦材１２１が三角形の頂点となるように配置されている。また、下弦材１２１は、上弦材１１１，１１２よりも太く形成されている。浮体ユニット１０は、海面下に沈められる下弦材１２１、及び、浮体１４、後述する第１の垂直材１５１並びに第１の斜材１５２の一部分によって得られた浮力で海面に浮かせられるため、浮体ユニット１０の重量に見合った浮力を得るために、下弦材１２１の太さが調整される。なお、浮体ユニット１０を海面に浮かせられる浮力を得られるのであれば、下弦材１２１を上弦材１１１，１１２と同一の太さとしても良いし、逆に上弦材１１１，１１２より細くしても良い。

各上弦材１１１，１１２と下弦材１２１は、それぞれ上下方向に延びる複数の第１の棒状部材１５により連結されている。第１の棒状部材１５は、各上弦材１１１，１１２及び下弦材１２１の長手方向と直交する第１の垂直材１５１と、各上弦材１１１，１１２及び下弦材１２１の長手方向と斜交する第２の斜材１５２とから構成されている。また、２本の上弦材１１１，１１２は、それぞれ前後方向に延びる複数の第２の棒状部材１６により連結されている。第２の棒状部材１６は、各上弦材１１１，１１２の長手方向と直交する第２の垂直材１６１と、各上弦材１１１，１１２の長手方向と斜交する第２の斜材１６２とから構成されている。以下では、第１の垂直材１５１、第１の斜材１５２、第２の垂直材１６１及び第２の斜材１６２を用いて説明する。なお、ここで言う「直交」とは、直角に交わるのみでなく、多少の傾きを持って交わることも含むものである。この点については、本明細書を通じて同様の意味である。

各第１及び第２の垂直材１５１，１６１は、各上弦材１１１，１１２及び下弦材１２１の長手方向と直交するように、その両端が各上弦材１１１，１１２及び下弦材１２１に接合されており、２本の第１の垂直材１５１及び１本の第２の垂直材１６１で構成されるトラスが浮体ユニット１０の長手軸方向に所定間隔をあけて配置されている。これにより、海面下に沈められる下弦材１２１に生じた浮力が上弦材１１１，１１２に伝達され、浮体ユニット１０のバランスを保った状態で、浮体ユニット１０を海面に浮かせることができる。また、波浪等により各上弦材１１１，１１２又は下弦材１２１に生じた曲げ応力は、第１及び第２の垂直材１５１，１６１によって互いに伝達されるため、局所的な応力集中により浮体ユニット１０が変形することを防止することができる。

第１の斜材１５２は、各上弦材１１１，１１２及び下弦材１２１の長手方向と斜交するように、その両端が各上弦材１１１，１１２及び下弦材１２１に接合されている。本実施形態では、第１の斜材１５２は、鋸歯状（波形状）となるように、各上弦材１１１，１１２と下弦材１２１との間に配置されていて、鋸歯状の頂部及び谷部に各第１の垂直材１５１の端部が位置するように、第１の斜材１５２の両端が各上弦材１１１，１１２及び下弦材１２１に接合されている。また、第２の斜材１６２も、第１の斜材１５２と同様に、各上弦材１１１，１１２の長手方向と斜交するように、その両端が各上弦材１１１，１１２に接合されている。本実施形態では、第２の斜材１６２も、鋸歯状となるように、２本の上弦材１１１，１１２の間に配置されていて、鋸歯状の頂部及び谷部に各第２の垂直材１６１の端部が位置するように、第２の斜材１６２の両端が上弦材１１１，１１２に接合されている。このように、第１及び第２の斜材１５２，１６２によって、各上弦材１１１，１１２と下弦材１２１との間及び２本の上弦材１１１，１１２の間にも、トラスが形成されている。これにより、波浪等により各上弦材１１１，１１２又は下弦材１２１に生じた捩り荷重に対して、第１及び第２の斜材１５２，１６２によって捩り剛性が上がることで浮体ユニット１０に生じる捩り応力を低減することができる。

また、下弦材１２１及び浮体１４は、密閉された中空状に形成されることもできる。この空間にバラスト注排水装置を設置することで、下弦材１２１及び浮体１４をバラストタンクとして使用することができる。これにより、浮体ユニット１０の喫水線を変更することができ、建造進水時、艤装時、曳航時、設置時等の状況に応じて喫水線を変更させることができる。さらに、荒天時には沈降させる、メンテナンス時には浮上させる等の天候や使用の状況に応じても喫水線を変更させることができる。また、中空状に形成された下弦材１２１及び浮体１４は、複数の水密区画に分けることもできる。こうすることで、下弦材１２１又は浮体１４の一部が破損し、浸水したとしても、残った水密区画部分で浮力を確保することができる。

さらに、２本の上弦材１１１，１１２も、中空状に形成することが可能である。この空間を人が通行可能な空間にすると、この空間を利用して内部から各上弦材１１１，１１２の検査、修理、塗装等のメンテナンスを行うことができる。また、この空間内に空気圧ゲージ等を設置し、空間内を加圧すると、各上弦材１１１，１１２に亀裂等の損傷が生じていないか検査することもできる。また、下弦材１２１及び浮体１４においても、形成された空間に水を注入していない場合には、上弦材１１１，１１２と同様に、内部から下弦材１２１及び浮体１４の検査、修理、塗装等のメンテナンスを行うことや、下弦材１２１及び浮体１４の亀裂等の損傷確認を行うこともできる。

デッキ１３には、浮体ユニット１０の長手軸を挟んだ両側に、一対の連結面１３１，１３２が形成されている。連結面１３１，１３２は、浮体ユニット１０を組み立てて浮体構造物１を形成する際に、図６及び図７に示すように、隣接する他の浮体ユニット１０ａの連結面１３１ａ，１３２ａと接触させることにより、任意の正多角形のリングが形成できるような角度で、浮体ユニット１０の長手軸に対して傾斜して形成されている。具体的には、図６及び図７のように正三角形のリング状の浮体構造物１を組み立てる場合には、浮体ユニット１０の長手軸に対する傾斜角α（図２参照）が３０°となるように連結面１３１，１３２が形成されている。例えば、浮体構造物１が、正方形のリング状に組み立てられる場合は傾斜角αが４５°、正五角形のリング状に組み立てられる場合は傾斜角αが５４°、正六角形のリング状に組み立てられる場合は傾斜角が６０°となるように連結面１３１，１３２が形成されている。

デッキ１３が、例えば、風力発電に用いる風車等のプラント等を設置するために使用される場合には、プラント等を設置する側のデッキ１３０ａを、他方のデッキ１３０ｂよりも大きく形成してプラント等を設置できるようにすることもできる。また、プラント等を設置する側の浮体１４０ａも、他方の浮体１４０ｂよりも大きくすることで、プラント等によって増加する重量に対応した浮力を得られるように形成することもできる。さらに、プラント等が気流等の外力にあおられた場合に転倒するのを防止するために、デッキ１３０ａの周囲を支持する支柱１７を取り付けても良い。この支柱１７は、浮体１４０ａの下部からデッキ１３０ａの周囲に延びるように取り付けられている。なお、この支柱１７は、プラント等を設置しない側のデッキ１３０ｂと浮体１４０ｂとの間に取り付けられても良い。

次に、図６及び図７を参照して、浮体構造物１について説明する。なお、図６及び図７では、図を分かりやすくするために、下弦材１２１並びに第１及び第２の斜材１５２，１６２を省略している。

浮体構造物１は、同一形状の複数の前述した浮体ユニット１０を組み立てて形成される。具体的には、一の浮体ユニット１０の連結面１３１，１３２と、それに隣接する他の浮体ユニット１０ａの連結面１３１ａ，１３２ａとを連結していき、任意の多角形リング状に組み立てて形成される。使用する浮体ユニット１０の個数及び何角形のリング状となるかは、使用する浮体ユニット１０の連結面１３１，１３２の傾斜角αに応じて定まっている。例えば、図６に示す実施形態では、３個の浮体ユニット１０，１０ａ，１０ｂの互いの隣接する連結面１３１，１３１ａ，１３１ｂを連結して、正三角形のリング状の浮体構造物１が組み立てられる。さらに、図７に示すように、一の浮体ユニット１０の連結面１３１のみでなく、連結面１３２に、さらに別の浮体ユニット１０ｃ，１０ｄの連結面１３２ｃ，１３２ｄを連結して、正三角形のリングが連接する形状として浮体構造物１を組み立てることもできる。このとき、連接する三角形のリングの間には、一本の浮体ユニット１０しか用いられないため、浮体構造物１を形成する浮体ユニット１０が重複することなく削減することができるとともに、浮体構造物１の組み立ても容易且つ迅速に行うことができる。なお、浮体構造物１は、任意の正多角形リング状又は正多角形のリングを連接した形状とすることができるが、特に正三角形のリング状とすることが、浮体構造物１の強度が強くなるため好ましい。

浮体ユニット１０の連結は、例えば、連結面１３１，１３２に任意の連結具（図示せず）を取り付けておき、容易に着脱可能とすることができる。このように連結具を設けることで、海上で水中溶接をする必要がなくなり、安価且つ安全に浮体ユニット１０を連結することができる。例えば、浮体ユニット１０の幅が狭く、浮体ユニット１０単体で十分な復原性が確保できない場合は、隣接する浮体ユニット１０同士を剛結合するような連結具を設けることが好ましい。これにより、浮体ユニット１０を組み立ててなる浮体構造物１全体の浮面心に対する断面二次モーメントを確保することができ、浮体構造物１全体で復原性を確保することができる。一方、浮体ユニット１０の幅が広く、浮体ユニット１０単体で十分な復原性を確保することができる場合は、例えばユニバーサルジョイント等のピン結合によって連結できる連結具を設けることもできる。このようなピン結合によって浮体ユニット１０を連結すると、浮体ユニット１０の連結部分で、一の浮体ユニット１０に掛かるモーメントが他の浮体ユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに伝達されないため、波浪又は潮流による荷重をさらに軽減することができる。

次に、図８を併せて参照して、浮体構造物１の組立方法について説明する。なお、図８でも、図を分かりやすくするために、下弦材１２１並びに第１及び第２の斜材１５２，１６２を省略している。

まず、前述した浮体ユニット１０を複数準備し、それらを直列に複数個連結するとともに、直列に連結した浮体ユニット１０を並列させて整列する。このとき、浮体ユニット１０上に例えば風車等の大型プラント２を設置している場合には、プラント２が互い違いになるように並列させることが好ましい。これにより、浮体ユニット１０の曳航中に、波浪により浮体ユニット１０が揺れても、プラント２同士が接触することを防止することができる。

ここで、浮体ユニット１０単体で復原性を確保できない場合は、浮体ユニット１０に着脱自在な補助浮体２０を取り付け、補助浮体２０により復原性を向上させることができる。具体的には、補助浮体２０を、例えばバージやタンク等として形成し、浮体ユニット１０の前後方向の一方の側面に取り付けて、浮体ユニット１０が転倒するのを防止することができる。また、補助浮体２０を、幅広の水密箱型構造として形成し、浮体１４の上部に取り付けることもできる。これにより、浮体ユニット１０を喫水線が水密箱型構造に達するまで沈めると、浮体中心線に対する断面二次モーメントを大きくすることができ、復原性を向上させることができる。

このように複数の浮体ユニット１０を整列させ、必要に応じて補助浮体２０を取り付けた状態で海上に浮かべ、そのまま浮体構造物１の設置箇所まで動力を有する船３でもって曳航する。その後、設置場所に曳航された複数の浮体ユニット１０は、設置場所まで曳航してきた船３によって、例えば図６及び図７に示すような、多角形リング状又は複数の多角形リングが連接した形状に配置され、隣接する浮体ユニット１０の連結面１３１，１３２を連結することで浮体構造物１が組み立てられる。浮体構造物１が組み立てられた後、補助浮体２０は取り外される。この後、浮体ユニット１０にバラスト注排出装置が設けられている場合には、各浮体ユニット１０をデッキ１３の下面が海面に接するまで沈める。この状態で浮体構造物１を使用することで、水線面積を大きくし、浮面心に対する断面二次モーメントを確保できた場合、安定した状態で浮体構造物１を使用することができる。

このようにして形成された浮体構造物１は、上部、内部、閉囲部、水中下部をそれぞれ多目的に有効利用することができる。一例として、浮体構造物１の上部に風力発電装置や太陽光発電装置等のプラントを設置することができる。また、閉囲部では、魚の養殖を行うことも可能である。

以上のように、本実施形態では、下部本体１２を柱状の下弦材１２１として形成して、浮体ユニット１０の浮力を確保するとともに、上下方向に離間して配置された各上弦材１１１，１１２及び下弦材１２１を、浮体１４、第１の垂直材１５１及び第１の斜材１５２で接合して浮体ユニット１０を形成している。これにより、浮体ユニット１０は、半潜水状態で海面に浮かべられ、水線面積は浮体１４、第１の垂直材１５１及び第１の斜材１５２を海面で切断した面積となる。このように、本実施形態の浮体ユニット１０は、箱型や艀型の浮体ユニットと比較して水線面積が小さくなるため、波浪又は潮流による荷重及び加速度の影響を低減することができる。これにより、本実施形態の浮体ユニット１０を用いて形成された浮体構造物１を海上に安定して設置することができる。また、浮体ユニット１０が、上弦材１１１，１１２、下弦材１２１、第１及び第２の垂直材１５１，１６１並びに第１及び第２の斜材１５２，１６２を用いてトラス構造に組まれてなるため、上弦材１１１，１１２及び下弦材１２１の個々に掛かる、波浪等による曲げ応力や捩り応力を分散することができ、浮体ユニット１０は十分な強度を確保することができる。そのため、優れた強度を有する浮体構造物１を形成することができる。

また、浮体１４の上端にデッキ１３を設けているため、デッキ１３上に、例えば、風力発電用の風車や太陽光発電用の太陽光パネル等を設置することができ、浮体構造物１の利用範囲をさらに拡張することができる。さらに、デッキ１３に一対の連結面１３１，１３２を形成し、その連結面１３１，１３２に隣接する浮体ユニット１０の連結面１３１，１３２を連結するのみで浮体構造物１が組み立てられるため、浮体構造物１の組立作業を容易に行うことができる。また、浮体ユニット１０の長手軸を挟んだ両側に、一対の連結面１３１，１３２を形成しているため、浮体ユニット１０の両側それぞれに、他の浮体ユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを連結することができる。そのため、一個の浮体ユニット１０を挟んで多角形リングを連接させて浮体構造物１を組み立てることができるため、少ない浮体ユニット１０数で広い面積を有する浮体構造物１を組み立てることが可能となる。

さらに、下弦材１２１及び浮体１４を密閉された中空状に形成し、この密閉空間に水を注出することにより、浮体ユニット１０の重量を変化させて浮体ユニット１０の喫水線を変更させることができる。これにより、浮体構造物１の組立過程及び運用時の様々な状況に応じて浮体ユニット１０の喫水線を変更することができ、常に最適な状態で浮体ユニット１０を海面に浮かせることができる。

また、本実施形態では、浮体ユニット１０を整列させた状態で浮体構造物１の設置場所まで曳航し、海上の浮体構造物１の設置場所において浮体ユニット１０を組み立てて浮体構造物１を形成している。これにより、有効喫水や水域面積等の条件の限られる建造場所で浮体ユニット１０を連結しなくても良く、大型の浮体構造物１であっても、建造場所を確保せずに海洋で組み立てることが可能となる。また、予め浮体構造物１を組み立ててから曳航する場合と比較して、浮体ユニット１０を整列して曳航する場合には、浮体ユニット１０を輸送するための航路幅が狭くても良く、航行制限が掛かりにくい上、警戒船等の輸送用船舶の隻数を抑えることができ、輸送が行い易い上、輸送コストを低減することができる。また、曳航中に浮体ユニット１０が航路を妨げる物体と接触する恐れも低減でき、浮体ユニット１０が破損することを防止することができる。さらに、このように海上で浮体ユニット１０を連結して浮体構造物１を形成できる以上、海上で浮体構造物１を分離することも可能である。そのため、一度連結して浮体構造物１を運用した後も、修理・メンテナンス等の必要な浮体ユニット１０のみを取り外して一般的な修繕ドックに入渠して修理・メンテナンス等を行うことができ、不安定な海上で洋上クレーン等を使用することなく修理・メンテナンス等の作業を安全に行うことができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、上部本体１１を２本の上弦材１１１，１１２としたが、例えば、板材としても良い。この場合には、板材の上を直接歩いて移動してプラント等の点検、修理、メンテナンス等を行うことができるし、板材上にもプラント等を設置することもできる。

また、上記実施形態では、下部本体１２を１本の柱状の下弦材１２１としたが、例えば、下弦材を２本以上設けても良い。これにより、浮体構造物１上に重量の重いプラント等を設置した場合でも、下弦材により十分な浮力を得ることができる。この場合、隣接する下弦材の間にも、各下弦材の長手方向と直交する第３の垂直材及び各下弦材の長手方向と斜交する第３の斜材がトラス構造に組まれても良い。これにより、隣接する下弦材の間においても互いに曲げ応力及び捩り応力が伝達され、局所的な応力集中が生じることを防止することができる。一方で、下弦材１２１を一本とした場合には、部材点数を抑えることができ、安価に浮体ユニット１０を製造することができる。

また、上記実施形態では、第１の棒状部材１５は、第１の垂直材１５１及び第１の斜材１５２とから構成されているが、必ずしも第１の垂直材１５１及び第１の斜材１５２の両部材から構成される必要はなく、第１の垂直材１５１又は第１の斜材１５２のいずれか一方の部材から構成されても良い。第２の棒状部材１６についても同様で、第２の垂直材１６１又は第２の斜材１６２のいずれか一方の部材から構成されても良い。

さらに、上記実施形態では、各上弦材１１１，１１２と下弦材１２１との間及び上弦材１１１，１１２の間に第１及び第２の斜材１５２，１６２を鋸歯状に接合しているが、これに限られず、例えば、同一方向に傾斜させた状態で第１及び第２の斜材１５２，１６２を接合することもできるし、不等間隔に第１及び第２の斜材１５２，１６２を配置することも可能である。さらに、浮体ユニット１０同士をユニバーサルジョイント等のピン結合で連結でき、浮体ユニット１０に大きな捩り応力が生じない場合等には、第１及び第２の斜材１５２，１６２を設けなくても良い。

また、上記実施形態では、浮体１４は左右一対に設けられ、上部本体１１及び下部本体１２の両端に接続されているが、例えば、上部本体１１及び下部本体１２の略中央に１個の浮体１４を接続する構成とすることもできる。この場合には、デッキ１３は上部本体１１の両端にそれぞれ取り付けられる。このように浮体１４を１個にすると、１個の浮体ユニット１０における浮体１４数を最小限にすることができ、浮体ユニット１０の重量、製造コスト等を抑えることができる。さらに、このように形成された浮体ユニット１０により組み立てられた浮体構造物１は、互いに隣接する浮体ユニット１０に設けられる浮体１４の間の距離を確保することができる。また、浮体１４は、浮体ユニット１０の長手中心軸上に配置されるだけでなく、浮体ユニット１０の幅方向にも複数配置することもできる。これにより、浮体ユニット１０の中心線に対する断面２次モーメントを大きくすることで、浮力及び安定性を確保することも可能である。さらに、図３において、浮体１４を円柱状に図示しているが、浮体１４は、特に円柱状に限定されるものではなく、下弦材１２１とともに浮体ユニット１０を半潜水状態で海面に浮かせるだけの浮力を発生させられるものであれば良い。

また、上記実施形態では、浮体ユニット１０の両端にデッキ１３が設けられているが、デッキ１３は、必ずしも両端に設けられる必要はなく一方のみに設けられても良い。また、この場合には、隣接する浮体ユニット１０を連結するための連結具が、例えば、浮体１４に設けられても良いし、上部本体１１に直接設けられても良い。

１ 浮体構造物
１０ 浮体ユニット
１１ 上部本体
１１１，１１２ 上弦材
１２ 下部本体
１２１ 下弦材
１３ デッキ
１３１，１３２ 連結面
１４ 浮体
１５ 第１の棒状部材
１５１ 第１の垂直材
１５２ 第１の斜材
１６１ 第２の垂直材
１６２ 第２の斜材
２０ 補助浮体

Claims (12)

1. 海上に設置される浮体構造物を組み立てるための浮体ユニットであって、
   海上に浮かせる浮体と、
   上下方向に離間して配置され、前記浮体に接続される上部本体及び下部本体と、
   上下方向に延びて前記上部本体及び下部本体に接合される第１の棒状部材とを備え、
   前記下部本体は、少なくとも１本の柱状の下弦材として形成される浮体ユニット。
2. 前記浮体は、左右一対に設けられ、前記上部本体及び下部本体の両端に接続される請求項１に記載の浮体ユニット。
3. 前記浮体の少なくとも一方の上端には、デッキが取り付けられている請求項２に記載の浮体ユニット。
4. 前記デッキは、前記各浮体に取り付けられ、
   前記デッキには、前記浮体ユニットの長手軸を挟んだ両側に、隣接する他の浮体ユニットのデッキを連結可能な一対の連結面が形成されている請求項２又は３に記載の浮体ユニット。
5. 前記浮体は、前記上部本体及び下部本体の略中央に接続される請求項１に記載の浮体ユニット。
6. 前記上部本体の両端には、デッキが取り付けられ、
   前記デッキには、前記浮体ユニットの長手軸を挟んだ両側に、隣接する他の浮体ユニットのデッキを連結可能な一対の連結面が形成されている請求項５に記載の浮体ユニット。
7. 前記浮体及び前記下弦材は、密閉された中空状に形成される請求項１〜６のいずれかに記載の浮体ユニット。
8. 前記第１の棒状部材は、前記上部本体及び下部本体の長手方向と直交する第１の垂直材と、前記上部本体及び下部本体の長手方向と斜交する第１の斜材とから構成され、
   前記上部本体及び下部本体の間に前記第１の垂直材及び第１の斜材がトラス構造に組まれてなる請求項１〜７のいずれかに記載の浮体ユニット。
9. 前記上部本体は、２本の柱状の上弦材として形成され、
   前記２本の上弦材に、前記各上弦材の長手方向と直交する第２の垂直材及び前記各上弦材の長手方向と斜交する第２の斜材がトラス構造に組まれて接合される請求項１〜８のいずれかに記載の浮体ユニット。
10. 請求項１〜９のいずれかの浮体ユニットを多角形リング状又は複数の多角形リングが連接した形状に組み立ててなる浮体構造物。
11. 海上に設置される浮体構造物の組立方法であって、
    請求項１〜９のいずれかに記載の浮体ユニットを複数準備するステップと、
    前記複数の浮体ユニットを整列させた状態で前記浮体構造物の設置場所へ曳航するステップと、
    前記設置場所において、前記浮体ユニットを多角形リング状又は複数の多角形リングが連接した形状に配置するステップと、
    隣接する前記浮体ユニットの前記連結面を連結して前記浮体構造物を組み立てるステップとを備える浮体構造物の組立方法。
12. 前記曳航するステップの前に、前記浮体ユニットに補助浮体を取り付けるステップを備える請求項１１に記載の浮体構造物の組立方法。

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