JP2016088444A - Spherical shell undersea structure - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an elliptic spherical structure with a large diameter which can be constructed by constituting a stable outer shell part.SOLUTION: In a spherical shell undersea structure being installed undersea, having an outer shell part 11 with an internal space R, having a concrete skeleton frame 16 arranged in the shape of a mesh and having a water pressure resistant plate 17 being fitted to a portion surrounded by the skeleton frame 16 in a watertight state and having water pressure resistance and transparency, an elliptic spherical outer shell part 11 is formed with the skeleton frame 16 and the water pressure resistant plate 17.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、楕円球状の外殻部を構成し、海中に設けられる球殻海中構造物に関する。   The present invention relates to a spherical shell underwater structure that constitutes an elliptical outer shell and is provided in the sea.

従来、コンクリート構造物の構築方法として、工場でプレキャストコンクリート(PC)を製造したものを現場で組み立てる方法や、現場で型枠を組み立ててコンクリートを打設する方法により行われているのが一般的である(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, as a construction method of a concrete structure, a method of assembling a precast concrete (PC) manufactured at a factory on the spot or a method of assembling a formwork and placing concrete on the spot is generally performed. (For example, see Patent Document 1).

ところで、潜水艇など直径10m程度の小型の開口を有する鉄筋コンクリート造により構築される球殻型海中構造物が知られている。このような海中構造物では、ケーソン工法などで予め陸上の製作し易いドック等の場所で製作し、設置現場の海上まで船で牽引する方法がある。また、球殻型海中構造物を分割した大きさのものをドック等の場所で製作し、設置現場となる海上でこれら分割された構造体を水密性を確保した状態で組み立てて一体化させる構築方法もある。   By the way, a spherical shell type underwater structure constructed by a reinforced concrete structure having a small opening of about 10 m in diameter such as a submersible is known. In such an underwater structure, there is a method in which a caisson method or the like is used to manufacture in advance on a land such as a dock where it is easy to manufacture on land and tow a ship to the sea at the installation site. In addition, a structure in which a spherical shell type underwater structure is divided is manufactured in a place such as a dock, and the divided structure is assembled and integrated in a state where water tightness is ensured on the sea that is the installation site. There is also a method.

特開2010−101033号公報JP 2010-101033 A

しかしながら、上述したような従来の球殻型海中構造物では、以下のような問題があった。
すなわち、例えば数100mとなる大スパンで大型の球殻型海中構造物を構築する場合には、完成体として上述したような陸上の製作ヤードで一度に製作することが困難であり、かつ海上輸送も難しいことから、海上でコンクリート打設等の作業を行うことによる施工となる。しかし、このような大型で球面を有する外殻部のコンクリート打設や仕上げ材を接合することを海上で施工すること自体が困難な作業であり、外殻部における水密性を確保するのが難しくなる等、外殻部として安定性が低下するという問題があった。
However, the conventional spherical shell type underwater structure as described above has the following problems.
That is, for example, when constructing a large spherical shell-type undersea structure with a large span of several hundred meters, it is difficult to produce the finished product at once in the above-mentioned land production yard, and it is transported by sea. However, since it is difficult, construction is performed by performing concrete placement work, etc. at sea. However, it is difficult to construct such a large and spherical outer shell with concrete and to join the finishing material at sea, and it is difficult to ensure water tightness in the outer shell. For example, the stability of the outer shell portion is reduced.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、安定した外殻部を構成することで大径の楕円球状の構造物を構築することができる海中構造物の海上施工システム、及び海上構築方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is possible to construct a large-diameter elliptical spherical structure by constructing a stable outer shell portion, and an offshore structure offshore construction system, The purpose is to provide a construction method.

上記目的を達成するため、本発明に係る球殻海中構造物は、海中に設けられ、内部空間を有する外殻部を備えた球殻海中構造物であって、メッシュ状に配置されたコンクリート製の躯体フレームと、該躯体フレームによって囲まれる部分に水密な状態で嵌合され、耐水圧性及び透明性を有する耐水圧板と、を備え、前記躯体フレームおよび前記耐水圧板によって楕円球状の前記外殻部が形成されていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, a spherical shell underwater structure according to the present invention is a spherical shell underwater structure provided in the sea and having an outer shell portion having an internal space, and is made of concrete arranged in a mesh shape. And a watertight plate fitted in a watertight manner to a portion surrounded by the housing frame and having water pressure resistance and transparency, and the outer shell portion having an oval spherical shape by the housing frame and the water pressure plate It is characterized by being formed.

本発明では、コンクリート製の躯体フレームを外殻部の楕円球面に沿ってメッシュ状に配置し、さらに躯体フレームに囲まれる部分に耐水圧性を有する耐水圧板が水密な状態で嵌合しているので、座屈に強い安定した楕円球状の外殻部を設けることができる。
さらに、耐水圧板は透明性を有するので採光機能をもたせることができ、球殻海中構造物が海中に配置されていても、外殻部の全周にわたって海中からの自然光(太陽光)を外殻部の内部空間に取り入れることができ、外殻部の内部空間の有効利用を図ることができる。
In the present invention, the concrete frame is arranged in a mesh shape along the elliptical spherical surface of the outer shell, and the water pressure resistant plate having water pressure resistance is fitted in a watertight manner in a portion surrounded by the frame. It is possible to provide a stable oval-shaped outer shell that is resistant to buckling.
In addition, the pressure-resistant pressure plate has transparency so that it can have a daylighting function. Even if a spherical shell structure is placed in the sea, natural light (sunlight) from the sea is transmitted to the outer shell over the entire circumference of the outer shell. It can be taken into the internal space of the part, and the internal space of the outer shell part can be used effectively.

また、本発明に係る球殻海中構造物は、前記外殻部の内部には、上下方向に延びる前記外殻部の中心軸に沿う中央タワー部が設けられ、前記中央タワー部の上端および下端が前記外殻部に連結されていることが好ましい。   Further, in the spherical shell undersea structure according to the present invention, a central tower portion is provided in the outer shell portion along a central axis of the outer shell portion that extends in the vertical direction, and an upper end and a lower end of the central tower portion. Is preferably connected to the outer shell.

本発明によれば、中央タワー部の上下両端が外殻部に対して一体的に接合され、外殻部の底部分から支持されるとともに、天端部分から吊り下げられた半吊り構造となる。このように中央タワー部を外殻部の中心軸上に設けることで、外殻部が水圧などの外力を受けた場合に生じる変形を拘束することができる。   According to the present invention, the upper and lower ends of the central tower portion are integrally joined to the outer shell portion, and the semi-suspended structure is supported from the bottom portion of the outer shell portion and suspended from the top end portion. By providing the central tower portion on the central axis of the outer shell portion in this way, it is possible to restrain deformation that occurs when the outer shell portion receives an external force such as water pressure.

また、本発明に係る球殻海中構造物は、前記中央タワー部は、前記外殻部の中心軸に設けられるコア部と、該コア部の径方向外側に設けられる中央タワー外殻部と、を備え、前記中央タワー外殻部は、上下方向の多層構造をなしていることが好ましい。   Further, in the spherical shell undersea structure according to the present invention, the central tower portion includes a core portion provided on a central axis of the outer shell portion, and a central tower outer shell portion provided on a radially outer side of the core portion, Preferably, the central tower outer shell portion has a multilayer structure in the vertical direction.

本発明では、コア部を外殻部の中心軸上に設けることで、外殻部の外力による変形の拘束効果をより高めることができる。そのため、コア部の周囲に設けられる多層構造の中央タワー外殻部が外殻部による影響が少なくなり、構造上安定した領域となる。したがって、この多層構造部分には、住居や商業施設などを配置することができる。   In the present invention, by providing the core portion on the central axis of the outer shell portion, the effect of restraining deformation due to the external force of the outer shell portion can be further enhanced. Therefore, the central tower outer shell portion of the multilayer structure provided around the core portion is less affected by the outer shell portion and becomes a structurally stable region. Therefore, a residence, a commercial facility, etc. can be arrange | positioned in this multilayered structure part.

また、本発明に係る球殻海中構造物は、該外殻部の中心を通る水平面に沿う水平支持板が設けられ、該水平支持板は、前記中央タワー部と前記外殻部との間で接続されていることが好ましい。   Further, the spherical shell underwater structure according to the present invention is provided with a horizontal support plate along a horizontal plane passing through the center of the outer shell portion, and the horizontal support plate is provided between the central tower portion and the outer shell portion. It is preferable that they are connected.

この場合には、水平支持板が中央タワー部と外殻部とに接続され一体的に設けられているので、この水平支持板に外殻部が水平方向の水圧などの外力を受けた場合における座屈を防止する機能をもたせることができる。   In this case, since the horizontal support plate is integrally connected to the central tower portion and the outer shell portion, when the outer shell portion receives an external force such as horizontal water pressure on the horizontal support plate, A function to prevent buckling can be provided.

また、本発明に係る球殻海中構造物は、前記躯体フレームは、三角格子状に形成されていることが好ましい。   In the spherical shell undersea structure according to the present invention, it is preferable that the frame is formed in a triangular lattice shape.

この場合には、海中から受ける外力を楕円球状の外殻部の全周にわたってバランスよく伝達させることができ、球殻海中構造物として安定した構造を実現することができる。   In this case, an external force received from the sea can be transmitted in a well-balanced manner over the entire circumference of the elliptical outer shell, and a stable structure can be realized as a spherical shell underwater structure.

また、本発明に係る球殻海中構造物は、前記外殻部には、浮力を調整することが可能なバラストが設けられ、バラスト量を変更することで前記外殻部が上下移動することが好ましい。   Further, in the spherical shell undersea structure according to the present invention, the outer shell portion is provided with a ballast capable of adjusting buoyancy, and the outer shell portion can move up and down by changing the amount of ballast. preferable.

このように構成することで、例えば外殻部の上部の一部分のみを海上に浮上させた状態、全体が海中に潜水させた状態、或いは外殻部の下部の一部分のみを海中に潜らせた状態などバラストの重量バランスを調整することで、球殻海中構造物を上下移動させることが可能であり、海中における任意の高さとすることができる。   By configuring in this way, for example, a state where only a part of the upper part of the outer shell part is levitated above the sea, a state where the entire part is submerged in the sea, or a state where only a part of the lower part of the outer shell part is submerged in the sea By adjusting the weight balance of the ballast or the like, the spherical shell undersea structure can be moved up and down, and can be set to an arbitrary height in the sea.

本発明の球殻海中構造物によれば、安定した外殻部を構成することで大径の楕円球状の構造物を構築することができる効果を奏する。   According to the spherical shell undersea structure of the present invention, it is possible to construct an elliptical spherical structure having a large diameter by configuring a stable outer shell portion.

本発明の実施の形態による球殻海中構造物の全体構成を示した側面図である。It is the side view which showed the whole structure of the spherical shell undersea structure by embodiment of this invention. 図1に示す球殻海中構造物の内部空間の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the internal space of the spherical shell undersea structure shown in FIG. (a)は球殻海中構造物の施工状態を示す斜視図であって海上施工システムの概要を示す図、(b)は(a)の外殻部を詳細に示した図である。(A) is a perspective view which shows the construction state of a spherical shell undersea structure, and is the figure which shows the outline | summary of a marine construction system, (b) is the figure which showed the outer shell part of (a) in detail. 耐水圧板の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a water-proof pressure plate. 躯体製造ユニットを模式的に示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed the housing manufacturing unit typically. 海上で海上施工システムを用いた施工状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the construction state using the sea construction system on the sea. 海上施工システムを用いた施工手順を示す上面図であって、(a)、(b)は同一レベルにおける施工状態を示す図、(c)は(a)、(b)よりも上方レベルにおける施工状態を示す図である。It is a top view which shows the construction procedure using a marine construction system, (a), (b) is a figure which shows the construction state in the same level, (c) is construction in the level higher than (a), (b) It is a figure which shows a state. (a)〜(c)は、海上施工システムを用いた施工手順を示した縦断面である。(A)-(c) is the longitudinal cross-section which showed the construction procedure using a marine construction system. 構築された球殻海中構造物の上下方向の移動状態を説明するための側面図である。It is a side view for demonstrating the movement state of the up-down direction of the constructed spherical shell undersea structure.

以下、本発明の実施の形態による球殻海中構造物について、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, a spherical shell undersea structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1及び図2に示すように、本実施の形態による球殻海中構造物は、海中に設けられる球状(楕円球状)の海中構造物(以下、球殻海中構造物10という)を構築するための各種施工ユニット等の装置を備えている。球殻海中構造物10は、住空間、オフィス空間、商業施設、公園等のレクリエーション施設等の備えたいわゆる「潜水都市」として利用される構造物である。   As shown in FIGS. 1 and 2, the spherical shell undersea structure according to the present embodiment is for constructing a spherical (elliptical spherical) undersea structure (hereinafter referred to as a spherical shell undersea structure 10) provided in the sea. Equipment such as various construction units. The spherical shell underwater structure 10 is a structure that is used as a so-called “submersible city” provided with a recreational facility such as a living space, an office space, a commercial facility, and a park.

球殻海中構造物10は、内部空間Rを形成する球状の外殻部11と、外殻部11内の内部空間Rの平面視中央に上下方向に沿って配置される中央タワー部12と、外殻部11の下方に連結されたバラスト13と、が設けられている。なお、球殻海中構造物10として、例えば直径が500mの大きさの構造物が想定される。
球殻海中構造物10は、外殻部11の上部の一部分のみを海上に浮上させた状態、全体が海中に潜水させた状態、或いは外殻部11の下部の一部分のみを海中に潜らせた状態などバラスト13の重量バランスを調整することで海中における任意の高さとなるように上下移動可能に設けられている。
The spherical shell undersea structure 10 includes a spherical outer shell portion 11 that forms the inner space R, a central tower portion 12 that is disposed along the vertical direction in the center of the inner space R in the outer shell portion 11 in plan view, A ballast 13 connected to the lower side of the outer shell portion 11 is provided. In addition, as the spherical shell undersea structure 10, for example, a structure having a diameter of 500 m is assumed.
The spherical shell underwater structure 10 has a state in which only a part of the upper part of the outer shell part 11 is levitated above the sea, a state in which the entire part is submerged in the sea, or a part of the lower part of the outer shell part 11 is submerged in the sea. By adjusting the weight balance of the ballast 13 such as the state, the ballast 13 can be moved up and down so as to have an arbitrary height in the sea.

球殻海中構造物10は、外殻部11が耐水性及び透明性を有する外壁を構成し、内部空間Rに海水が浸水しないように全周にわたって水密な構造をなしている。そのため、外殻部11の内部空間Rには、外殻部11の全周から外側の海中又は海上より自然光(太陽光)が採光されるようになっている。
球殻海中構造物10の内部空間Rは、上述した中央タワー部12と、その外側の大空間部14と、からなる。球殻海中構造物10の上部には、内部空間Rへの出入口となるエントランス部15が設けられている。
The spherical shell underwater structure 10 has a watertight structure over the entire circumference so that the outer shell portion 11 constitutes an outer wall having water resistance and transparency, and seawater is not flooded into the inner space R. Therefore, natural light (sunlight) is collected in the inner space R of the outer shell portion 11 from the entire circumference of the outer shell portion 11 in the sea or on the outside.
The inner space R of the spherical shell undersea structure 10 includes the above-described central tower portion 12 and the large space portion 14 outside thereof. An entrance 15 serving as an entrance to the internal space R is provided on the upper part of the spherical shell underwater structure 10.

中央タワー部12は、外殻部11の直径に相当する高さ(例えば500m)を有する多層階からなる建造物であり、例えばホテル、商業施設、コンベンション施設、レジデンス、オフィス、共同住宅・社宅、研究所・実験室などを設けることができる。大空間部14には、例えば前記エントランス部15、スーパー、エレベータ、深海プロムナード、空中歩廊、空中パーク、深海公園などの施設を配置することができる。また、球殻海中構造物10には、当該球殻構造物10を維持管理するための機械室、制御室なども設けられている。   The central tower portion 12 is a multi-story building having a height corresponding to the diameter of the outer shell portion 11 (for example, 500 m), such as a hotel, a commercial facility, a convention facility, a residence, an office, an apartment house / company housing, Institutes and laboratories can be established. In the large space section 14, for example, facilities such as the entrance section 15, a supermarket, an elevator, a deep sea promenade, an air corridor, an air park, and a deep sea park can be arranged. The spherical shell underwater structure 10 is also provided with a machine room and a control room for maintaining the spherical shell structure 10.

外殻部11は、三角形格子状のメッシュ構造をなす躯体フレーム16と、躯体フレーム16によって囲まれる部分に水密に嵌合される耐水圧板17と、を備えている。
躯体フレーム16は、高強度で錆が発生しにくい材料、カーボン繊維、アラミド繊維等に樹脂を含浸させ任意形状に成型した補強筋等の樹脂筋16Bを混合した連続繊維補強樹脂16Aからなる複合構造によって形成されている。樹脂コンクリート16Aとしては、紫外線硬化樹脂が採用されている。躯体フレーム16は、外殻部11の下側から上側に向けて所定高さのスパン毎に順次コンクリートを打設することによって製造され、全体として一体的に形成されている。
The outer shell 11 includes a frame 16 having a triangular lattice mesh structure, and a water pressure plate 17 that is watertightly fitted to a portion surrounded by the frame 16.
The frame 16 is a composite structure composed of a continuous fiber reinforced resin 16A in which a resin bar 16B such as a reinforcing bar formed by impregnating a resin into carbon fiber, aramid fiber or the like is mixed with a high-strength material that does not easily generate rust. Is formed by. As the resin concrete 16A, an ultraviolet curable resin is employed. The frame 16 is manufactured by sequentially placing concrete for each span of a predetermined height from the lower side to the upper side of the outer shell part 11 and is integrally formed as a whole.

躯体フレーム16は、水圧が大きくなる外殻部11の下方に向かうに従って幅寸法と梁成(梁高寸法)が大きくなるように設定され、例えば、上部において幅寸法2.5m、梁成3mとされ、上下方向の中間部において幅寸法6m、梁成16.5mとされ、下部において幅寸法10m、梁成30mとされる。   The frame 16 is set so that the width dimension and the beam formation (beam height dimension) increase toward the lower side of the outer shell portion 11 where the water pressure increases. For example, the width dimension is 2.5 m and the beam formation is 3 m in the upper part. In the middle part in the vertical direction, the width is 6 m and the beam is 16.5 m, and in the lower part, the width is 10 m and the beam is 30 m.

耐水圧板17は、図4に示すように、所定の耐圧性を有するアクリル板により平面視で正三角形状に形成されている。耐水圧板17は、例えば略3mの厚さをなし、図1及び図2に示す躯体フレーム16によって囲まれる部分(被嵌合部分)対して想定される水圧に耐え得るように水密に嵌合されている。   As shown in FIG. 4, the water pressure-resistant plate 17 is formed in an equilateral triangle shape in plan view by an acrylic plate having a predetermined pressure resistance. The water pressure plate 17 has a thickness of approximately 3 m, for example, and is fitted in a watertight manner so that it can withstand the water pressure assumed for a portion (fitting portion) surrounded by the frame 16 shown in FIGS. 1 and 2. ing.

耐水圧板17の表面には、繊維強化プラスチック(FRP)製の補強リブ18が三角格子状に取り付けられている。補強リブ18は、水圧を受けた場合の座屈補強であり、このリブ高寸法は例えば略1.5mに設定されている。   On the surface of the water pressure plate 17, reinforcing ribs 18 made of fiber reinforced plastic (FRP) are attached in a triangular lattice shape. The reinforcing rib 18 is a buckling reinforcement when subjected to water pressure, and the height of the rib is set to about 1.5 m, for example.

中央タワー部12は、図2に示すように、外殻部11の上下方向に延びる中心軸Oに沿って設けられるコア部21(支持柱)と、中央タワー部12の外殻を構成する中央タワー外殻部22と、を備えている。
コア部21は、鉄筋コンクリート造であり、上下方向に沿って一定の円形断面により形成され、例えば周知のスリップフォームを用いることで連続的に施工され、施工中において外殻部11の高さよりも高くなるように構築される。コア部21は、上下両端が外殻部11に対して一体的に接合され、外殻部11の底部分から支持されるとともに、天端部分から吊り下げられた半吊り構造となっている。コア部21を外殻部11の中心軸O上に設けることで、外殻部11が水圧などの外力を受けた場合に生じる変形を拘束できるようになっている。
As shown in FIG. 2, the central tower portion 12 includes a core portion 21 (support column) provided along a central axis O extending in the vertical direction of the outer shell portion 11 and a central portion constituting the outer shell of the central tower portion 12. And a tower outer shell portion 22.
The core portion 21 is made of reinforced concrete and is formed with a constant circular cross section along the vertical direction. For example, the core portion 21 is continuously constructed by using a known slip foam, and is higher than the height of the outer shell portion 11 during construction. Built to be The core portion 21 has a semi-suspended structure in which upper and lower ends are integrally joined to the outer shell portion 11, supported from the bottom portion of the outer shell portion 11, and suspended from the top end portion. By providing the core portion 21 on the central axis O of the outer shell portion 11, it is possible to restrain deformation that occurs when the outer shell portion 11 receives an external force such as water pressure.

中央タワー外殻部22は、鉄骨または炭素繊維強化プラスチック(CFRP)から構成される骨組み構造であって、コア部21から径方向の外側に離れた位置に配置されている。中央タワー外殻部22は、上端及び下端の両側から上下方向の中心に向うに従い漸次、水平断面積が小さくなるようにくびれた形状となっている。   The central tower outer shell portion 22 is a frame structure composed of a steel frame or carbon fiber reinforced plastic (CFRP), and is disposed at a position away from the core portion 21 in the radial direction. The central tower outer shell portion 22 has a constricted shape so that the horizontal cross-sectional area gradually decreases from both sides of the upper end and the lower end toward the center in the vertical direction.

外殻部11と中央タワー部12との間に形成される大空間部14には、外殻部11の中心軸Oを通る水平面に沿って通路部19(水平支持板)が形成されている。この通路部19は、中央タワー部12と外殻部11同士の間を接続し、外殻部11が水平方向の水圧などの外力を受けた場合における座屈防止の機能をもたせている。   In the large space portion 14 formed between the outer shell portion 11 and the central tower portion 12, a passage portion 19 (horizontal support plate) is formed along a horizontal plane passing through the central axis O of the outer shell portion 11. . The passage portion 19 connects between the central tower portion 12 and the outer shell portion 11, and has a function of preventing buckling when the outer shell portion 11 receives an external force such as a horizontal water pressure.

なお、球殻海中構造物10において、例えば中央タワー部12の頂部や通路部19に制振装置(図示省略)を設けておくことで、日常時の波による振動を抑制するように制御するようにしてもよい。   In the spherical shell undersea structure 10, for example, by providing a vibration damping device (not shown) at the top of the central tower 12 or the passage 19, control is performed so as to suppress vibration due to waves during daily life. It may be.

図6に示すように、バラスト13は、外殻部11の海中における浮上位置を制御する機能と、波による外殻部11の振動を制御する機能と、を有している。バラスト13は、中空球形状をなし、外殻部11の底面から上下方向に複数(ここでは3つ)が連結されている。各バラスト13の内部には砂と空気とが所定の割合で充填されており、その砂と空気との割合を調整することにより浮力が変動される構成となっている(図9参照)。つまり、球殻海中構造物10を海中の所定深度まで降下させる場合にはバラスト13内の砂の割合を増やすとともに空気量を減らして浮力を低下させ、上昇させる場合にはバラスト13内の砂の割合を減らすとともに砂量を増やして浮力を増大させればよい。
なお、バラスト13の形状、大きさ、数量は、球殻海中構造物10の大きさ、重量、必要浮力などの条件に合せて任意に設定することができる。
As shown in FIG. 6, the ballast 13 has a function of controlling the floating position of the outer shell part 11 in the sea and a function of controlling the vibration of the outer shell part 11 due to waves. The ballast 13 has a hollow sphere shape, and a plurality (three in this case) are connected in the vertical direction from the bottom surface of the outer shell portion 11. Each ballast 13 is filled with sand and air at a predetermined ratio, and the buoyancy is varied by adjusting the ratio of the sand and air (see FIG. 9). That is, when the spherical shell underwater structure 10 is lowered to a predetermined depth in the sea, the ratio of the sand in the ballast 13 is increased and the amount of air is reduced to lower the buoyancy. What is necessary is just to increase a buoyancy by decreasing the ratio and increasing the amount of sand.
The shape, size, and quantity of the ballast 13 can be arbitrarily set according to conditions such as the size, weight, and required buoyancy of the spherical shell undersea structure 10.

次に、球殻海中構造物10を構築するための海上施工システム1の構成について、図面に基づいて詳細に説明する。
図3、図6、及び図7に示すように、海上施工システム1は、外殻部11と中央タワー部12とをほぼ同時に上昇させることで球殻海中構造物10を構築していくものである。
海上施工システム1は、コア部21に沿って上下移動可能に設けられた案内ガイド3と、案内ガイド3に設けられ外殻部11の躯体フレーム16を施工するための一対の躯体製造ユニット4と、案内ガイド3に設けられ外殻部11の耐水圧板17を施工するための一対の仕上げユニット5と、外殻部11の断面形状を記憶するとともに、案内ガイド3、躯体製造ユニット4、及び仕上げユニット5を制御する制御部(図示省略)と、を備えている。
Next, the structure of the offshore construction system 1 for constructing the spherical shell undersea structure 10 will be described in detail based on the drawings.
As shown in FIGS. 3, 6, and 7, the offshore construction system 1 constructs a spherical shell undersea structure 10 by raising the outer shell portion 11 and the central tower portion 12 almost simultaneously. is there.
The offshore construction system 1 includes a guide guide 3 provided so as to be movable up and down along the core portion 21, and a pair of housing manufacturing units 4 provided on the guide guide 3 for constructing the housing frame 16 of the outer shell portion 11. The guide guide 3, the pair of finishing units 5 for constructing the water pressure plate 17 of the outer shell 11 and the cross-sectional shape of the outer shell 11 are stored, and the guide guide 3, the casing manufacturing unit 4, and the finish A control unit (not shown) for controlling the unit 5.

案内ガイド3は、平面視で十字型に配置された角形鋼管からなり、その十字部分の中心部でコア部21に挿通させつつ保持する保持部33が設けられ、保持部33によってコア部21を中心に回転自在に、かつコア部21に沿って上昇自在に設けられている。案内ガイド3は、平面視で保持部33を挟んだ両側に直線上に延在する一対の第1張出アーム31、31と、一対の第1張出アーム31、31に対して上面視で直交する方向に延在するとともに、保持部33を挟んだ両側に直線上に延在する第2張出アーム32、32と、を有している。各張出アーム31、32は、保持部33側の端部のみが保持部33によって支持されている。
第1張出アーム31、31は、それぞれの先端に躯体製造ユニット4が設けられている。また、第2張出アーム32、32は、それぞれの先端に前記仕上げユニット5が設けられている。
つまり、躯体製造ユニット4及び仕上げユニット5は、コア部21に保持される保持部33から張出アーム31、32で支持されており、コア部21を中心にして水平面内で回転移動できる構成となっている。
The guide guide 3 is formed of a square steel pipe arranged in a cross shape in plan view, and is provided with a holding portion 33 that holds the core portion 21 while being inserted into the core portion 21 at the center of the cross portion. It is provided so as to be rotatable at the center and to be raised along the core portion 21. The guide guide 3 has a pair of first overhanging arms 31 and 31 extending linearly on both sides of the holding portion 33 in a plan view and a pair of first overhanging arms 31 and 31 in a top view. Second extending arms 32 and 32 that extend in a direction perpendicular to each other and extend linearly on both sides of the holding portion 33 are provided. Each of the overhanging arms 31 and 32 is supported by the holding portion 33 only at the end on the holding portion 33 side.
The first overhanging arms 31 and 31 are provided with a housing manufacturing unit 4 at their respective tips. Further, the second overhanging arms 32, 32 are provided with the finishing unit 5 at their respective tips.
That is, the frame manufacturing unit 4 and the finishing unit 5 are supported by the extension arms 31 and 32 from the holding portion 33 held by the core portion 21 and can rotate and move in the horizontal plane around the core portion 21. It has become.

第1張出アーム31及び第2張出アーム32は、それぞれ鞘管構造をなし、軸方向(長さ方向X、Y)に伸縮自在に設けられている。つまり、各張出アーム31、32の先端に設けられる躯体製造ユニット4および仕上げユニット5が、それぞれ張出アーム31、32の伸縮によって上面視で径方向に沿って移動自在となっている。
張出アーム31、32の軸方向(長さ方向X、Y)における躯体製造ユニット4および仕上げユニット5の位置は、詳しくは後述するが、外殻部11の施工位置に対応して移動することになる。
The first overhanging arm 31 and the second overhanging arm 32 each have a sheath tube structure, and are provided so as to be extendable in the axial direction (length directions X and Y). That is, the frame manufacturing unit 4 and the finishing unit 5 provided at the distal ends of the overhanging arms 31 and 32 are movable along the radial direction in a top view by extension and contraction of the overhanging arms 31 and 32, respectively.
The positions of the casing manufacturing unit 4 and the finishing unit 5 in the axial direction (length direction X, Y) of the overhanging arms 31 and 32 will be described later in detail, but they should move corresponding to the construction position of the outer shell portion 11. become.

第1張出アーム31及び第2張出アーム32は、それぞれの内部が中空になっており、長さ方向X、Yの全体にわたって資材搬送路34が設けられている。資材搬送路34は、躯体製造ユニット4および仕上げユニット5のそれぞれの内部を貫通している。躯体製造ユニット4および仕上げユニット5の径方向の外側の突出端31a、32aが外殻部11の径方向の外側に突出しており、その突出端31a、32aが開口部となっている。また、それら突出端31a、32aの開口上端部には、外殻部11の外側と資材搬送路34内との間で例えば球殻構造物10を構築するための資材を受け渡し可能なクレーン等の第1揚重設備35が設けられている。
第1揚重設備35は、球殻海中構造物10の施工中において、突出端31a、32aの下方における外殻部11の外方の海上に資材を搬送する資材台船8を配置しておき、この資材台船8上から資材を吊り上げ、案内ガイド3の資材搬送路34内に送り込むために設けられている。
Each of the first overhanging arm 31 and the second overhanging arm 32 is hollow, and a material conveyance path 34 is provided over the entire length direction X and Y. The material conveyance path 34 passes through the interior of each of the housing manufacturing unit 4 and the finishing unit 5. The radially outer projecting ends 31a and 32a of the casing manufacturing unit 4 and the finishing unit 5 project outward in the radial direction of the outer shell portion 11, and the projecting ends 31a and 32a are openings. Moreover, the opening upper end part of these protrusion ends 31a and 32a is a crane etc. which can deliver the material for constructing the spherical shell structure 10 between the outer side of the outer shell part 11 and the inside of the material conveyance path 34, for example. A first lifting equipment 35 is provided.
During the construction of the spherical shell undersea structure 10, the first lifting equipment 35 arranges a material carrier 8 for transporting materials on the sea outside the outer shell portion 11 below the projecting ends 31 a and 32 a. The material carrier 8 is provided for lifting the material from the material carrier 8 and feeding it into the material conveyance path 34 of the guide 3.

また、コア部21の上端21aには、このコア部21をコンクリート打設により上方に延長するために使用する第2揚重設備36が設けられている。第2揚重設備36は、コア部21の延長とともに盛り替え可能に設置されている。   The upper end 21a of the core portion 21 is provided with a second lifting equipment 36 that is used to extend the core portion 21 upward by placing concrete. The second lifting equipment 36 is installed so that it can be replaced with the extension of the core portion 21.

さらに、図6に示すように、第1張出アーム31及び第2張出アーム32の下面には、長さ方向X、Y(図3参照)に水平移動自在な走行クレーン等からなる第3揚重設備37が設けられている。具体的に第3揚重設備37は、外殻部11の内部空間Rにおける資材搬送に使用することができ、中央タワー部12、とくに中央タワー外殻部22を設置するために設けられている。
第3揚重設備37は、各張出アーム31、32の下面にその長さ方向X、Yに沿って走行レール(図示省略)が設けられ、その走行レールに案内されて移動可能となっている。
Further, as shown in FIG. 6, a third crane made of a traveling crane or the like that can move horizontally in the length directions X and Y (see FIG. 3) is formed on the lower surfaces of the first and second extending arms 31 and 32. A lifting equipment 37 is provided. Specifically, the third lifting equipment 37 can be used for material conveyance in the inner space R of the outer shell portion 11 and is provided for installing the central tower portion 12, particularly the central tower outer shell portion 22. .
The third lifting equipment 37 is provided with a traveling rail (not shown) along the length direction X, Y on the lower surface of each overhanging arm 31, 32, and is movable by being guided by the traveling rail. Yes.

4本の張出アーム31、32を支持する保持部33には、コア部21を使用して上昇可能な例えば周知のジャンプアップ機構等の上昇装置(図示省略)が設けられている。この上昇装置は、所定の高さで案内ガイド3を上昇させる。具体的に上昇装置は、案内ガイド3の保持部33や躯体製造ユニット4及び仕上げユニット5とともに、前述の制御部によって制御され、保持部33によるコア部21に対する保持状態が解除されたときに上昇装置が駆動して、案内ガイド3を上昇させる機構となっている。なお、上昇した位置において、再び保持部によってコア部21に対して保持される。   The holding portion 33 that supports the four overhanging arms 31 and 32 is provided with a raising device (not shown) such as a known jump-up mechanism that can be raised using the core portion 21. This raising device raises the guide 3 at a predetermined height. Specifically, the lifting device is controlled by the aforementioned control unit together with the holding unit 33 of the guide guide 3, the casing manufacturing unit 4 and the finishing unit 5, and is lifted when the holding state of the core unit 21 by the holding unit 33 is released. The apparatus is driven to provide a mechanism for raising the guide guide 3. In addition, in the raised position, it is hold | maintained with respect to the core part 21 by the holding part again.

躯体製造ユニット4は、図5に示すように、躯体フレーム16の断面形状に合わせて移動可能、かつ姿勢変更可能に設けられた移動式型枠41を有し、移動式型枠41内にコンクリートを充填して躯体フレーム16を製造する構成となっている。具体的に躯体製造ユニット4は、上面視で外殻部11の周方向に沿う所定長さに設けられる前記移動式型枠41と、樹脂コンクリート16Aと樹脂筋16Bとを混合する混合部(図示省略)と、該混合部で混合された混合コンクリート16Cを移動式型枠41内に打設するコンクリート打設口42と、を備えている。   As shown in FIG. 5, the frame manufacturing unit 4 has a movable mold 41 that can be moved in accordance with the cross-sectional shape of the frame 16 and that can change its posture. The housing frame 16 is manufactured by filling the structure. Specifically, the frame manufacturing unit 4 includes a mixing unit (illustrated) that mixes the movable mold 41 provided at a predetermined length along the circumferential direction of the outer shell part 11 in top view, the resin concrete 16A, and the resin reinforcement 16B. And a concrete placement opening 42 for placing the mixed concrete 16C mixed in the mixing section into the movable mold 41.

移動式型枠41は、躯体フレーム16の一部分を打設可能な形状に形成された型枠であり、打設後の養生機能も備えている。
移動式型枠41は、上面視で外殻部11の接線を中心にして矢印E方向(図7参照)に回転自在に設けられている。また、移動式型枠41は、構築に伴って変化する外殻部11の周方向の曲率に対応できる構成となっている。
The mobile formwork 41 is a formwork formed in a shape that allows a part of the frame 16 to be placed, and has a curing function after placement.
The movable mold 41 is provided so as to be rotatable in the direction of arrow E (see FIG. 7) around the tangent line of the outer shell portion 11 when viewed from above. In addition, the movable mold 41 has a configuration that can cope with the curvature in the circumferential direction of the outer shell portion 11 that changes with construction.

コンクリート打設口42は、移動式型枠41の上方に延びる圧送管46の口部に位置し、混合コンクリート16Cが移動式型枠41内に向けて排出される構成となっている。
また、躯体製造ユニット4には、移動式型枠41内に打設した混合コンクリート16Cに向けて照射する紫外線照射部45が設けられている。つまり、打設されたコンクリートが紫外線硬化型樹脂であることから、打設後に紫外線照射部45によって紫外線を照射することで、硬化速度を上げることができ、施工の効率化を図ることができる。
The concrete placement port 42 is positioned at the mouth of a pressure feed pipe 46 that extends above the movable mold 41, and the mixed concrete 16 </ b> C is discharged into the movable mold 41.
Further, the housing manufacturing unit 4 is provided with an ultraviolet irradiation unit 45 that irradiates the mixed concrete 16 </ b> C placed in the movable mold 41. That is, since the cast concrete is an ultraviolet curable resin, the curing rate can be increased and the efficiency of construction can be improved by irradiating ultraviolet rays by the ultraviolet irradiation unit 45 after the placement.

図3に示す仕上げユニット5は、耐水圧板17を躯体フレーム16に対して嵌合させる機能と、止水施工を行う機能と、が備えられている。   The finishing unit 5 shown in FIG. 3 has a function for fitting the water pressure plate 17 to the housing frame 16 and a function for performing water stoppage.

制御部は、案内ガイド3によって躯体製造ユニット4及び仕上げユニット5を外殻部11の施工位置に移動させ、躯体製造ユニット4において移動式型枠41内に混合コンクリート16Cを打設し、仕上げユニット5において躯体フレーム16によって囲まれる部分に耐水圧板17を嵌合させるように制御する。また、制御部は、前記上昇装置と案内ガイド3を連動させるように制御する。   The control unit moves the casing manufacturing unit 4 and the finishing unit 5 to the construction position of the outer shell portion 11 by the guide guide 3, and places the mixed concrete 16C in the movable mold 41 in the casing manufacturing unit 4, and finishes the finishing unit. 5, the water pressure plate 17 is controlled to be fitted into the portion surrounded by the frame 16. The control unit controls the ascending device and the guide guide 3 to be interlocked.

次に、上述した構成からなる海上施工システムを用いた海上構築方法について、図面に基づいて詳細に説明する。
図3及び図8(a)〜(c)に示すように、本実施の形態による球殻海中構造物10の海上構築方法は、躯体製造ユニット4における移動式型枠41を外殻部11の所定位置に位置決めする第1工程と、移動式型枠41内に混合コンクリート16Cを打設して躯体フレーム16を製造する第2工程と、製造された躯体フレーム16によって囲まれる被嵌合部分に仕上げユニット5を配置し、当該被嵌合部分に耐水圧板17を水密に嵌合する第3工程と、を有している。
そして、躯体製造ユニット4及び仕上げユニット5を外殻部11の形状に沿って案内ガイド3によって所定位置に移動させつつ、上記の第1工程、第2工程、及び第3工程を行うように制御部で制御する構成となっている。
Next, a marine construction method using the marine construction system having the above-described configuration will be described in detail based on the drawings.
As shown in FIG. 3 and FIGS. 8A to 8C, the offshore construction method for the spherical shell undersea structure 10 according to the present embodiment is configured so that the movable formwork 41 in the casing manufacturing unit 4 is attached to the outer shell portion 11. A first step of positioning at a predetermined position, a second step of manufacturing the frame 16 by placing the mixed concrete 16C in the movable mold 41, and a portion to be fitted surrounded by the manufactured frame 16 The finishing unit 5 is arranged, and a third step of fitting the water pressure plate 17 to the fitting portion in a watertight manner is provided.
Then, control is performed so that the first step, the second step, and the third step are performed while the casing manufacturing unit 4 and the finishing unit 5 are moved along the shape of the outer shell portion 11 to a predetermined position by the guide guide 3. The configuration is controlled by the unit.

先ず、図6に示す外殻部11の底盤部11Aを、図示しない陸上の製作ヤード(ドック)で製作する。このときの製作では、作業足場を組んで底盤部11Aの鉄筋をセットするとともに型枠を設置し、コンクリートを打設する一般的な製造方法により底盤部11Aの三角格子状の躯体フレーム16を製造する。さらにその躯体フレーム16によって囲まれた部分に所定の厚さを有する耐水圧板17(図1参照)を水密に嵌合してこの底盤部11Aが完成となる。また、この底盤部11Aの内部空間Rには、底盤部11Aの高さと略同等の高さまで鉄筋コンクリート造のコア部21を構築しておく。   First, the bottom board part 11A of the outer shell part 11 shown in FIG. 6 is manufactured in a land production yard (dock) (not shown). In the production at this time, a triangular grid-like frame frame 16 of the bottom plate portion 11A is manufactured by a general manufacturing method in which a work scaffold is assembled, a reinforcing bar of the bottom plate portion 11A is set, a formwork is installed, and concrete is placed. To do. Further, a water-resistant pressure plate 17 (see FIG. 1) having a predetermined thickness is fitted into a portion surrounded by the frame 16 in a watertight manner to complete the bottom plate portion 11A. Further, a reinforced concrete core portion 21 is constructed in the internal space R of the bottom plate portion 11A to a height substantially equal to the height of the bottom plate portion 11A.

次いで、製造された底盤部11Aに対して、同じ製作ヤードにおいて上述した構成の海上施工システム1を組み込んでおく。すなわちコア部21に案内ガイド3を取り付け、躯体製造ユニット4及び仕上げユニット5を装備しておく。さらに、同時に第1揚重設備35、第2揚重設備36、及び第3揚重設備37を設置する。   Next, the offshore construction system 1 having the above-described configuration is incorporated into the manufactured bottom board portion 11A in the same production yard. That is, the guide guide 3 is attached to the core portion 21 and the casing manufacturing unit 4 and the finishing unit 5 are equipped. Furthermore, the 1st lifting equipment 35, the 2nd lifting equipment 36, and the 3rd lifting equipment 37 are installed simultaneously.

その後、陸上で製造された底盤部11Aを船で牽引することにより海上の現場へ輸送し、その現場に配置する。このとき、外殻部11の底盤部11Aの底面には3つのバラスト13が設けられ、底盤部11Aの一部が海上に浮き上がるように浮力調整されている。そして、底盤部11Aが所定の高さで海上に配置されたら、底盤部11Aより上の外殻部11の施工を行う。   Thereafter, the bottom board part 11A manufactured on land is transported to a marine site by towing it with a ship, and placed on the site. At this time, three ballasts 13 are provided on the bottom surface of the bottom plate portion 11A of the outer shell portion 11, and the buoyancy is adjusted so that a part of the bottom plate portion 11A floats on the sea. And if the bottom board part 11A is arrange | positioned on the sea by predetermined | prescribed height, construction of the outer shell part 11 above the bottom board part 11A will be performed.

海上施工システム1を使用した海上における施工では、図7(a)、(b)に示すように、躯体製造ユニット4及び仕上げユニット5を案内ガイド3を回転させることにより間欠的に周方向に移動させ、一対の躯体製造ユニット4ではコンクリート打設・養生によって躯体フレーム16を製造し、仕上げユニット5では既に製造されている躯体フレーム16に対して耐水圧板17を水密に嵌合する施工が行われる。つまり、1つの躯体製造ユニット4で半周(180°)の範囲を移動させることで、2つの躯体製造ユニット4によって全周の躯体フレーム16を製造することができる。ここで、打設した混合コンクリート16Cに対して、図5に示す紫外線照射部45により紫外線を照射して、樹脂コンクリートと樹脂筋を早期に硬化させる。   In offshore construction using the offshore construction system 1, the chassis manufacturing unit 4 and the finishing unit 5 are intermittently moved in the circumferential direction by rotating the guide guide 3, as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). The pair of chassis manufacturing units 4 manufactures the chassis frame 16 by concrete placement and curing, and the finishing unit 5 performs construction to fit the water pressure plate 17 to the already manufactured chassis frame 16 in a watertight manner. . That is, the entire frame body frame 16 can be manufactured by the two casing manufacturing units 4 by moving the range of the half circumference (180 °) by one casing manufacturing unit 4. Here, the placed concrete 16C is irradiated with ultraviolet rays by the ultraviolet irradiation unit 45 shown in FIG. 5 to harden the resin concrete and the resin streak at an early stage.

また、躯体製造ユニット4に対して周方向に90°回転した位置に配置される仕上げユニット5においても、1つの仕上げユニット5で半周(180°)の範囲を間欠的に移動させることで、2つの仕上げユニット5によって全周の耐水圧板17を設置することができる。
なお、このとき各ユニット4、5で使用する樹脂コンクリートや樹脂筋、耐水圧板17等の資材は、各ユニット4、5の突出端31a、32aに設けられる第1揚重設備35によって海上の資材台船8より吊り上げられ各ユニット4、5で使用できるように外殻部11内に搬入される。
Further, in the finishing unit 5 arranged at a position rotated by 90 ° in the circumferential direction with respect to the housing manufacturing unit 4, by moving the range of a half circumference (180 °) intermittently by one finishing unit 5, 2 One finishing unit 5 can be used to install a water pressure plate 17 around the entire circumference.
At this time, the materials such as the resin concrete, the resin reinforcing bars, and the water pressure plate 17 used in the units 4 and 5 are offshore materials by the first lifting equipment 35 provided at the projecting ends 31a and 32a of the units 4 and 5, respectively. It is lifted from the carrier 8 and carried into the outer shell 11 so that it can be used by the units 4 and 5.

また、図8(a)〜(c)に示すように、外殻部11の施工とほぼ同時に、中央タワー部12の施工も第2揚重設備36及び第3揚重設備37を使用して構築する。具体的には、第2揚重設備36を使用してコア部21の上端において、上述したスリップフォームを用いてコンクリート打設により上方に延長する。また、張出アーム31、32の下面に沿って水平走行する第3揚重設備37を使用して、鉄骨またはFRP構造からなる中央タワー外殻部22を立ち上げる。なお、これら中央タワー部12に使用する資材に関しても、第1揚重設備35を使用して資材台船8より外殻部11内に搬入する。   Further, as shown in FIGS. 8A to 8C, almost the same as the construction of the outer shell portion 11, the construction of the central tower portion 12 also uses the second lifting equipment 36 and the third lifting equipment 37. To construct. Specifically, the second lifting equipment 36 is used to extend upward at the upper end of the core portion 21 by concrete placement using the slip foam described above. Moreover, the central tower outer shell part 22 which consists of a steel frame or FRP structure is started up using the 3rd lifting equipment 37 which carries out a horizontal run along the lower surface of the overhang | projection arms 31 and 32. FIG. The materials used for these central tower portions 12 are also carried into the outer shell portion 11 from the material carrier 8 using the first lifting equipment 35.

次に、1スパン分の高さの施工が完了したら、上述したジャンプアップ機構等の上昇装置(図示省略)により次に構築する外殻部11の1スパン分の高さ分だけ案内ガイド3とともに躯体製造ユニット4及び仕上げユニット5を上昇させて盛り替える。
ここで、外殻部11が球状であり上面視で外殻部11の外径が異なるため、案内ガイド3の上昇と共に、張出ガイド31、32を適宜な長さに伸縮させ、躯体製造ユニット4および仕上げユニット5が外殻部11の所定位置に配置されるように制御される。例えば図7(c)に示す外殻部11は図7(a)、(b)に示す外殻部11に対して大径となるので、張出アーム31、32が伸張される。
Next, when the construction for the height of one span is completed, the guide guide 3 is used together with the height of one span of the outer shell portion 11 to be constructed next by the lifting device (not shown) such as the jump-up mechanism described above. The chassis manufacturing unit 4 and the finishing unit 5 are raised and replaced.
Here, since the outer shell portion 11 is spherical and the outer diameter of the outer shell portion 11 is different in top view, as the guide guide 3 rises, the overhang guides 31 and 32 are expanded and contracted to an appropriate length, and the housing manufacturing unit 4 and the finishing unit 5 are controlled to be arranged at predetermined positions of the outer shell portion 11. For example, the outer shell portion 11 shown in FIG. 7 (c) has a larger diameter than the outer shell portion 11 shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), so that the overhanging arms 31 and 32 are extended.

このように所定のスパン高さによる施工を繰り返すことで、球状の外殻部11とともに中央タワー部12も形成され、本実施の形態の球殻構造物10が構築される。   Thus, by repeating the construction with a predetermined span height, the central tower portion 12 is formed together with the spherical outer shell portion 11, and the spherical shell structure 10 of the present embodiment is constructed.

このように本実施の形態では、図6に示すように、躯体製造ユニット4における移動式型枠41を外殻部11の所定位置に位置決めした後、移動式型枠41内にコンクリートを打設して躯体フレーム16を製造し、製造された躯体フレーム16によって囲まれる被嵌合部分に仕上げユニット5を配置し、被嵌合部分に耐水圧板17を水密に嵌合する施工工程を制御部7の制御によって自動的に行うことができる。そのため、全体形状が曲面(曲線)をなす球殻海中構造物10の外殻部11を海上で効率よく構築することができる。
しかも、躯体製造ユニット4と仕上げユニット5とが案内ガイド3によって同時に移動することができるので、躯体フレーム16の構築と同一の高さ(レベル)で同じタイミングで耐水圧板17の施工を完了することができる。
As described above, in this embodiment, as shown in FIG. 6, after positioning the movable mold 41 in the casing manufacturing unit 4 at a predetermined position of the outer shell portion 11, concrete is placed in the movable mold 41. Then, the control unit 7 performs a construction process in which the housing frame 16 is manufactured, the finishing unit 5 is arranged in the fitted portion surrounded by the manufactured housing frame 16, and the water pressure plate 17 is fitted in the watertight manner in the fitted portion. It can be done automatically by controlling. Therefore, the outer shell part 11 of the spherical shell undersea structure 10 whose overall shape forms a curved surface (curve) can be efficiently constructed on the sea.
Moreover, since the housing manufacturing unit 4 and the finishing unit 5 can be moved simultaneously by the guide guide 3, the construction of the water pressure plate 17 is completed at the same timing (the same level as the construction of the housing frame 16). Can do.

なお、構築された球殻海中構造物10は、図9に示すように、状況に応じてバラスト13のバラスト量を調整して浮力を変えて海中において上下移動が可能となっている。例えば、通常時S1は、球殻海中構造物10の上部の一部が海上に出る程度の位置で保持させる。また、台風時S2などで海が荒れて海面付近で波や風の影響が大きい場合には、バラスト13の浮力を通常時S1よりも小さくして球殻海中構造物10を完全に海中に潜水させておくことができる。また、球殻海中構造物10のメンテナンス時S3には、バラスト13の浮力を通常時S1よりも大きくして例えば球殻海中構造物10の上半分以上の部分が海上に出るようにすることができる。   In addition, as shown in FIG. 9, the constructed spherical shell undersea structure 10 can be moved up and down in the sea by changing the buoyancy by adjusting the ballast amount of the ballast 13 according to the situation. For example, in normal time S1, the spherical shell undersea structure 10 is held at a position where a part of the upper part of the spherical shell undersea structure 10 comes out to the sea. Further, when the sea is rough due to typhoon S2 or the like, and the influence of waves and wind is large near the sea surface, the buoyancy of the ballast 13 is made smaller than the normal time S1, and the spherical shell structure 10 is completely submerged in the sea. I can leave it to you. Also, during maintenance S3 of the spherical shell undersea structure 10, the buoyancy of the ballast 13 may be made larger than that during normal time S1, for example, so that the upper half or more of the spherical shell undersea structure 10 comes out on the sea. it can.

次に、上述した球殻海中構造物10の作用について、図面に基づいて詳細に説明する。
本実施の形態では、図1及び図2に示すように、コンクリート製の躯体フレーム16を外殻部11の球面に沿ってメッシュ状に配置し、さらに躯体フレーム16に囲まれる部分に耐水圧性を有する耐水圧板17が水密な状態で嵌合しているので、座屈に強い安定した楕円球状の外殻部11を設けることができる。
さらに、耐水圧板17は透明性を有するので採光機能をもたせることができ、球殻海中構造物10が海中に配置されていても、外殻部11の全周にわたって海中からの自然光(太陽光)を外殻部11の内部空間Rに取り入れることができ、外殻部11の内部空間Rの有効利用を図ることができる。
Next, the effect | action of the spherical shell underwater structure 10 mentioned above is demonstrated in detail based on drawing.
In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the concrete frame 16 is arranged in a mesh shape along the spherical surface of the outer shell portion 11, and the water pressure resistance is given to the portion surrounded by the frame 16. Since the water-resistant pressure plate 17 is fitted in a watertight state, it is possible to provide a stable oval spherical outer shell portion 11 that is resistant to buckling.
Furthermore, since the water pressure platen 17 has transparency, it can have a daylighting function. Even if the spherical shell underwater structure 10 is placed in the sea, natural light (sunlight) from the sea over the entire circumference of the outer shell 11. Can be taken into the internal space R of the outer shell portion 11, and the internal space R of the outer shell portion 11 can be effectively used.

また、本実施の形態では、中央タワー部12の上下両端が外殻部11に対して一体的に接合され、外殻部11の底部分から支持されるとともに、天端部分から吊り下げられた半吊り構造となる。このように中央タワー部12を外殻部11の中心軸O上に設けることで、外殻部11が水圧などの外力を受けた場合に生じる変形を拘束することができる。   In the present embodiment, the upper and lower ends of the central tower portion 12 are integrally joined to the outer shell portion 11, supported from the bottom portion of the outer shell portion 11, and suspended from the top end portion. It becomes a suspended structure. By providing the central tower portion 12 on the central axis O of the outer shell portion 11 in this way, it is possible to restrain deformation that occurs when the outer shell portion 11 receives an external force such as water pressure.

また、本実施の形態では、コア部21を外殻部11の中心軸O上に設けることで、外殻部11の外力による変形の拘束効果をより高めることができる。そのため、コア部21の周囲に設けられる多層構造の中央タワー外殻部22が外殻部11による影響が少なくなり、構造上安定した領域となる。したがって、この多層構造部分には、住居や商業施設などを配置することができる。   In the present embodiment, by providing the core portion 21 on the central axis O of the outer shell portion 11, it is possible to further enhance the effect of restraining deformation due to the external force of the outer shell portion 11. Therefore, the central tower outer shell portion 22 having a multilayer structure provided around the core portion 21 is less affected by the outer shell portion 11 and becomes a structurally stable region. Therefore, a residence, a commercial facility, etc. can be arrange | positioned in this multilayered structure part.

さらに、通路部19が中央タワー部12と外殻部11とに接続され一体的に設けられているので、この通路部19に外殻部11が水平方向の水圧などの外力を受けた場合における座屈を防止する機能をもたせることができる。   Furthermore, since the passage portion 19 is connected to and integrally formed with the central tower portion 12 and the outer shell portion 11, the outer shell portion 11 receives an external force such as horizontal water pressure in the passage portion 19. A function to prevent buckling can be provided.

また、本実施の形態では、躯体フレーム16が三角格子状に形成されていることから、海中から受ける外力を楕円球状の外殻部11の全周にわたってバランスよく伝達させることができ、球殻寒中構造物1として安定した構造を実現することができる。   Further, in the present embodiment, since the frame 16 is formed in a triangular lattice shape, the external force received from the sea can be transmitted in a well-balanced manner over the entire circumference of the elliptical outer shell portion 11, so A stable structure can be realized as the structure 1.

上述のように本実施の形態による球殻海中構造物では、安定した外殻部11を構成することで大径の楕円球状の構造物を構築することができる。   As described above, in the spherical shell undersea structure according to the present embodiment, a large-diameter elliptical spherical structure can be constructed by configuring the stable outer shell portion 11.

以上、本発明による球殻海中構造物の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であり、また上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。   As mentioned above, although embodiment of the spherical shell undersea structure by this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably. It is possible to appropriately replace the constituent elements in the embodiments described above with known constituent elements.

例えば、本実施の形態では、外殻部の中心を通る水平面に沿う水平支持板として、通路部19を設ける構成としているが、通路部の用途に限定されることはない。また、この水平支持板を省略することも可能である。
また、本実施の形態では、躯体フレーム16が三角格子状に形成されているが、メッシュ状に配置されていれば良いのであって、三角格子状であることに制限されることはない。
For example, in this Embodiment, although it is set as the structure which provides the channel | path part 19 as a horizontal support plate along the horizontal surface which passes along the center of an outer shell part, it is not limited to the use of a channel | path part. It is also possible to omit this horizontal support plate.
In the present embodiment, the frame 16 is formed in a triangular lattice shape, but may be arranged in a mesh shape and is not limited to the triangular lattice shape.

また、本実施の形態では、躯体製造ユニット4で打設するコンクリートとして、樹脂コンクリートと樹脂筋を混合した混合コンクリート16Cを採用しているが、このような材料に限定されることはなく、通常の鉄筋コンクリートをなすセメント系コンクリートや鉄筋であってもかまわない。なお、鉄筋を使用する場合には、躯体製造ユニット4に鉄筋を配筋するための設備を備えることが好ましい。   Moreover, in this Embodiment, although the mixed concrete 16C which mixed the resin concrete and the resin reinforcement is employ | adopted as the concrete laid in the frame manufacturing unit 4, it is not limited to such a material, and is normal. It may be cement-based concrete or reinforcing steel that forms reinforced concrete. In addition, when using a reinforcing bar, it is preferable to provide the frame manufacturing unit 4 with the equipment for arranging a reinforcing bar.

また、案内ガイド3の構成は本実施の形態に制限されるものではなく、他の構成としてもよい。例えば、本実施の形態では、張出アーム31、32を鞘管状で長さ方向X、Yに伸縮可能とし、これにより躯体製造ユニット4や仕上げユニット5が外殻部11の半径方向に移動することができる構成となっているが、これに代えて、例えば躯体製造ユニット4や仕上げユニット5が張出アーム31、32に案内されて移動する構成であっても良い。   Further, the configuration of the guide 3 is not limited to the present embodiment, and may be other configurations. For example, in the present embodiment, the overhanging arms 31 and 32 are sheathed and extendable in the length directions X and Y, whereby the housing manufacturing unit 4 and the finishing unit 5 move in the radial direction of the outer shell portion 11. However, instead of this, for example, the casing manufacturing unit 4 and the finishing unit 5 may be guided and moved by the overhanging arms 31 and 32.

また、本実施の形態では、外殻部11の形状として球体を対象としているが、縦横比が異なる楕円球であっても良い。   In the present embodiment, the outer shell 11 has a spherical shape as the shape, but may be an elliptical sphere having a different aspect ratio.

1 海上施工システム
3 案内ガイド
4 躯体製造ユニット
5 仕上げユニット
7 制御部
10 球殻海中構造物
11 外殻部
12 中央タワー部
13 バラスト
14 大空間部
16 躯体フレーム
17 耐水圧板
18 補強リブ
19 通路部(水平支持板)
21 コア部
22 中央タワー外殻部
31 第1張出アーム
32 第2張出アーム
33 保持部
34 資材搬送路
35 第1揚重設備
36 第2揚重設備
37 第3揚重設備
41 移動式型枠
42 コンクリート打設口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Marine construction system 3 Guidance guide 4 Body manufacturing unit 5 Finishing unit 7 Control part 10 Ball-shell underwater structure 11 Outer shell part 12 Central tower part 13 Ballast 14 Large space part 16 Body frame 17 Water-resistant pressure plate 18 Reinforcement rib 19 Passage part ( Horizontal support plate)
21 Core part 22 Central tower outer shell part 31 First overhanging arm 32 Second overhanging arm 33 Holding part 34 Material conveyance path 35 First lifting equipment 36 Second lifting equipment 37 Third lifting equipment 41 Mobile type Frame 42 Concrete placement port

Claims (6)

海中に設けられ、内部空間を有する外殻部を備えた球殻海中構造物であって、
メッシュ状に配置されたコンクリート製の躯体フレームと、
該躯体フレームによって囲まれる部分に水密な状態で嵌合され、耐水圧性及び透明性を有する耐水圧板と、
を備え、
前記躯体フレームおよび前記耐水圧板によって楕円球状の前記外殻部が形成されていることを特徴とする球殻海中構造物。
A spherical shell underwater structure with an outer shell portion provided in the sea and having an internal space,
A concrete frame placed in a mesh,
A water-resistant plate that is fitted in a watertight manner to a portion surrounded by the housing frame and has water pressure resistance and transparency;
With
The spherical shell undersea structure, wherein the outer shell portion having an elliptical shape is formed by the frame and the pressure-resistant plate.
前記外殻部の内部には、上下方向に延びる前記外殻部の中心軸に沿う中央タワー部が設けられ、
前記中央タワー部の上端および下端が前記外殻部に連結されていることを特徴とする請求項1に記載の球殻海中構造物。
Inside the outer shell portion, a central tower portion is provided along the central axis of the outer shell portion extending in the vertical direction,
The spherical shell submarine structure according to claim 1, wherein an upper end and a lower end of the central tower portion are connected to the outer shell portion.
前記中央タワー部は、
前記外殻部の中心軸に設けられるコア部と、
該コア部の径方向外側に設けられる中央タワー外殻部と、を備え、
前記中央タワー外殻部は、上下方向の多層構造をなしていることを特徴とする請求項2に記載の球殻海中構造物。
The central tower part is
A core provided on the central axis of the outer shell,
A central tower outer shell provided on the radially outer side of the core, and
The spherical shell submarine structure according to claim 2, wherein the central tower outer shell portion has a multilayered structure in the vertical direction.
該外殻部の中心を通る水平面に沿う水平支持板が設けられ、
該水平支持板は、前記中央タワー部と前記外殻部との間で接続されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の球殻海中構造物。
A horizontal support plate is provided along a horizontal plane passing through the center of the outer shell,
The spherical shell undersea structure according to claim 2 or 3, wherein the horizontal support plate is connected between the central tower portion and the outer shell portion.
前記躯体フレームは、三角格子状に形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の球殻海中構造物。   The spherical shell submarine structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the frame is formed in a triangular lattice shape. 前記外殻部には、浮力を調整することが可能なバラストが設けられ、
バラスト量を変更することで前記外殻部が上下移動することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の球殻海中構造物。
The outer shell portion is provided with a ballast capable of adjusting buoyancy,
The spherical shell submarine structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the outer shell moves up and down by changing a ballast amount.
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