JP2017043356A

JP2017043356A - 浮体の係留装置

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Publication number: JP2017043356A
Application number: JP2016224750A
Authority: JP
Inventors: 宏文門乢; Hirofumi Mongai
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2016-11-18
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2033-09-11
Also published as: JP6220034B2

Abstract

【課題】平時には水面の通常の水位の変化に応じて浮体が昇降することを許容し、大津波の襲来等による異常な高さまで水位が上昇した場合でも水面に応じて浮体を上昇させて水面に浮遊させることができる浮体の係留装置を提供する。
【解決手段】浮桟橋10に対して適宜な位置の水底に一対の台座支柱11を固定し、該台座支柱11のそれぞれの上端部に着脱自在に先端部が支持される揺動支柱12を設け、該揺動支柱12の先端部に一端部を固定した連結チェーン13の他端部を浮桟橋10の下面に取り付ける。揺動支柱12と連結チェーン13の合計の長さを異常水位時の海面Ｌの高さよりも大きくする。異常水位時には浮桟橋10の上昇により揺動支柱12が起立しする。平時には、連結チェーン13の弛緩と緊張により干満により水位の変化に応じて浮桟橋10が昇降する。
【選択図】図１

Description

この発明は、浮桟橋等の浮体を岸壁に対して一定位置に停止させる係留装置に関し、特に、大津波の襲来等によって海面が異常に上昇した場合であっても、浮体が流出して不測の漂流を防止する浮体の係留装置に関する。

海底で巨大地震が発生した場合に沿岸部には大津波が襲来するおそれがある。この大津波により、港湾内に係留されていた船舶等が陸地にまで運ばれたり、引き波によって海上に引き戻されたりするおそれがある。また、大津波が河川を遡上する場合には河川に係留されていた浮桟橋等が流されてしまうおそれがある。港湾内や河川に係留されている浮桟橋等の浮体のうちの杭係留方式のものでは潮位や水位の変化に応じて係留杭に沿って昇降するが、大津波等の場合には係留杭に作用する力が係留杭の許容値を超えてしまい、係留杭が引き倒されたり、水底から引き抜かれてしまうおそれがある。係留杭が破損した場合で、浮体が係留杭から離脱してしまうと浮体が流出し、漂流したり、該浮体が破損して沈没してしまうおそれがある。あるいは、漂流した浮体が他の浮体や船舶等に衝突して大きな被害をもたらすおそれがある。

また、浮体の係留を水底に一端を固定したチェーンにより行うチェーン係留方式のものでは、大津波等が来襲した場合には浮体が移動するおそれがあるが、複数本のチェーンで係留させてあるため、全てのチェーンが切断されない限り浮体が流出してしまうことが防止される。なお、チェーン係留方式では杭係留方式に比べて通常時の波の影響による浮体の揺れは大きい。

例えば、特許文献１には、浮体構造物端部に襲来する上下揺れを防止するための浮体構造物の係留装置が開示されている。この係留装置は、浮体構造物の両端に接続し、剛性を有する係留部材であって、浮体構造物および係留基礎との接続部を軸として回動可能に接続されている係留部材が設けられているものである。

また、特許文献２には、浮体の上方に突出物がなく、水中にも障害物のない係留した浮体構造物として、浮体と海底との間を複数本の折り曲げ可能な脚体で上下に移動可能に連結した浮体構造物が提案されている。

特開２００１−２４１０２４号公報特開平９−２４０５７５号公報

特許文献１に記載された係留装置は、浮体構造物の端部における上下揺れを抑制するためのものであり、大津波の襲来等によって海面が異常に上昇した場合に対抗するものではない。このため、海面の異常上昇時は、浮体構造物は海中に没することになる。また、特許文献２に記載された浮体構造物は、浮体上方への突出物や水中の障害物がないようにするものであり、海面に異常上昇時にはこの浮体構造物は海中に没することになる。

なお、特許文献１、２のいずれに開示された発明も、海面の異常上昇時には海中に沈んだ状態となり、これら浮体構造物が不用意に漂流することはないが、これら浮体構造物に上載された設備等も海中に沈むことになるので、これらの設備等の損壊は避けられない。

そこで、この発明は、海面の干満等、水面の平時の昇降によって確実に昇降して、岸壁等との高さ関係を所望の範囲に維持できて、例えば渡橋を利用して浮体との間の乗降客の行き来を安全に行え、大津波の襲来等によって水面が異常に上昇した場合であっても、水面の昇降に追随して水中に没することのない浮体の係留装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するための技術的手段として、この発明に係る浮体の係留装置は、水位の変化に応じて昇降する水面に浮遊する浮体を、所望の位置に留まるよう規制する浮体の係留装置において、水底に起立させた台座支柱と、水底の基礎部に基端部を揺動自在に支持させ、この揺動によって先端部を前記台座支柱の上端部と着脱自在に連係させた揺動支柱と、前記揺動支柱の先端部と浮体とを連結する可撓性を有する連結手段とからなり、水位が異常な高さまで上昇した際に、前記揺動支柱が前記台座支柱から離脱して、起立するよう揺動することを特徴としている。

平時の水位の昇降は、前記連結手段の撓みと緊張とによって浮体が昇降することを許容する。大津波の襲来等によって水位が異常に上昇する場合には、浮体は水位と共に上昇し、前記連結手段が緊張した後には、前記揺動支柱が前記台座支柱から離脱して起立する方向に揺動し、浮体の上昇を許容する。なお、揺動支柱が起立した状態で、連結手段と併せて大津波の襲来等により予想される水位の最上位よりも高い位置まで浮体が上昇することを許容するよう設定する。

この発明に係る浮体の係留装置によれば、大津波の襲来等によって水位が異常に上昇した場合には、浮体を拘束している支柱が揺動して、異常な高さまで上昇した水位に追随して浮体が上昇することを許容するので、浮体が水中に没することがない。しかも、浮体は揺動支柱により拘束されるからこの揺動支柱から離脱することがなく、漂流することが防止される。

また、水位の異常上昇時には、前記揺動支柱と連結手段とを併せた長さに相当する高さまで浮体の上昇を許容する。このため、揺動支柱の長さを短くできて、係留装置の設置スペースを小さくすることができる。

この発明に係る係留装置の好ましい実施形態を示す概略の側面図で、水位が平時にある状態を示している。図１に示す実施形態に係る係留装置で、大津波の襲来等による異常時に水位が上昇した状態を示す側面図である。この発明に係る係留装置の要部を説明するための概略の斜視図である。水底に設置した基礎部と揺動支柱との連結の形態を示す図である。他の構造に係る係留装置を示す概略の斜視図で、岸壁から水域へ突き出て設置された浮桟橋の例を示している。別の構造に係る係留装置を示す概略の斜視図で、岸壁に沿って設置された浮桟橋の例を示している。図５に示す係留装置により支持されている浮桟橋が、平時に水面が低水位にある状態を示す側面図である。図５に示す係留装置により支持されている浮桟橋が、平時に水面が高水位にある状態を示す側面図である。図５に示す係留装置により支持されている浮桟橋が、大津波の襲来等による異常時に水位が上昇した状態を示す側面図である。

以下、図示した好ましい実施形態に基づいて、この発明に係る浮体の係留装置を具体的に説明する。

図１〜図３に、この発明に係る係留装置の好ましい実施形態を示してあり、図１は海面Ｌが平時の状態にある場合を、図２は海面Ｌが大津波の襲来等によって異常な高さまで上昇した状態を示している。また、図３にはこの係留装置の要部を示してある。

こ係留装置は、主として、浮桟橋10の前後の適宜な位置で水底に固定された一対の台座支柱11と、この台座支柱11のそれぞれの上端部に着脱自在に先端部が支持される揺動支柱12と、この揺動支柱12の先端部に一端が固定され他端が前記浮桟橋10の下面に取り付けられた連結手段としての連結チェーン13とから構成されている。

図３は、前記台座支柱11と揺動支柱12とを示す概略の斜視図である。台座支柱11は一対の起立させた支柱部材11a、11bとこれら支柱部材11a、11bの上部に掛け渡された台座部材11cとから構成されている。一方、前記揺動支柱12は一対の傾斜させた揺動部材12a、12bとこれら揺動部材12a、12bの下端部を連結させた梁部材12cとが連結されて、ほぼ二等辺三角形に形成されている。この一対の揺動部材12a、12bの上端部には鉛直方向に伸長した係合部材12d、12eが設けられている。これら係合部材12d、12eが前記台座支柱11の支柱部材11a、11bの間に収容され、前記台座部材11cに載置されて、揺動支柱12が台座部材11に着脱自在とされている。なお、揺動支柱12の前記揺動部材12a、12bの上部には梁部材12fが、前記係合部材12d、12eの上部には梁部材12gが連結されている。

前記揺動支柱12のそれぞれの下端部は連係手段14によって揺動自在に基礎部15に連係させて支持されている。

図４は、前記揺動支柱12と基礎部15との連係状態を説明する図であり、揺動支柱12と基礎部15との連係手段14を示している。同図(ａ)に示す連係手段14は、クレビス方式で連係させた構造で、基礎部15側に二山クレビス15aを、揺動支柱12側に一山クレビス12hを形成し、これらを揺動軸となる連結ピン５で揺動自在に連係させてある。また、同図(ｂ)に示す連係手段は、揺動支柱12側と基礎部15側とのいずれにもＵ字状に棒材あるいは管材を曲げ成形した連結構造体12i、15bを組み合わせて揺動自在に連係させてある。さらに、同図（ｃ）には、同図（ｂ）に示す連結構造体12i、15bを水や海水等のこの係留装置が設置される液体に対して耐性を備えた素材によるカバー６により被覆して、連結構造体12i、15bの腐食を防止するようにしたものである。

この係留装置は、図１に示す平時の状態では、干満による海面Ｌの昇降による浮桟橋10の昇降は、前記連結チェーン13の撓みと緊張とによって許容される。

大津波の襲来等によって海面Ｌが異常な高さまで上昇すると、浮桟橋10も上昇する。浮桟橋10の上昇によって前記連結チェーン13が緊張した後には、図２に示すように、前記揺動支柱12が前記台座支柱11から離脱して、該揺動支柱12が鉛直方向に起立するよう揺動することによって、浮桟橋10の上昇が許容される。このとき、浮桟橋10はこの揺動支柱12と連結チェーン13とにより拘束されているから、海面Ｌを漂流することが防止される。

そして、津波が消滅して海面Ｌが下降すると浮桟橋10も下降し、台座支柱11から離脱していた揺動支柱12は図２に示す位置から同図上反時計回り方向に揺動する。この揺動によって台座支柱11に係合することになり、図１に示す状態となって、平時の海面Ｌの昇降による浮桟橋10の昇降は連結チェーン13によって許容されることになる。

図５に他の構造であって、浮体が岸壁Ｇから突き出た浮桟橋１の場合の係留装置を示してある。この浮桟橋１と岸壁Ｇとの間には渡橋２が配されて、この渡橋２を渡って、岸壁Ｇと浮桟橋１との間の行き来が行われる。

前記浮桟橋１の下面には、４本の揺動支柱３の先端部が水平方向を揺動軸として揺動自在に連係されて支持されている。また、この揺動支柱３の基端部は、水底に固定された基礎部４に水平方向を揺動軸として揺動自在に連係されて支持されている。これら４本の揺動支柱３の先端部と基端部との揺動軸間の距離は等しくしてあり、前記渡橋２を挟んで同じ側にある２本の揺動支柱３の前記揺動軸により平行四辺形が形成されている。また、前記渡橋２の側にある前側の揺動軸であって、揺動支柱３の先端部を支持する揺動軸同士は同一とされ、後側の揺動軸であって、揺動支柱３の先端部を支持する揺動軸同士は同一とされ、前側にある揺動軸であって、揺動支柱３の基端部を支持する揺動軸同士は同一とされ、後側にある揺動軸であって、揺動支柱３の基端部を支持する揺動軸同士は同一とされている。すなわち、左右のそれぞれの揺動支柱３と浮桟橋１と基礎部４間とで平行クランク機構が形成されていて、左右のそれぞれの平行クランク機構は同期して運動するようにしてある。なお、左右の揺動支柱３には梁部材31が掛け渡されて補強されている。

前記揺動支柱12と基礎部４との連係は、前述した図４に示した構造と同様な構造を用いることができる。なお、これらの連係手段14は、揺動支柱３の先端部と浮桟橋１の下面との連係部についても同様である。また、揺動支柱３の先端部と基端部とで異なる形式の連係手段14によって連係させたものでも構わない。

そして、前記揺動支柱３の長さは、この揺動支柱３が鉛直方向に起立した場合に、大津波の襲来等によって水位が異常な高さまで上昇した場合であっても水面上に先端部が突出する大きさとしてある。

この構造の係留装置では、平時の水位の昇降、例えば干満による海水の潮位の変化により海面Ｌが昇降する場合、図７及び図８に示すように、海面Ｌの昇降に伴われた浮桟橋１の昇降は、前記揺動支柱３の両端部が基礎部４と浮桟橋１とのそれぞれに対して揺動することにより許容される。すなわち、図７は干潮時に海面Ｌが最下位まで下降した状態で、図８は満潮時に海面Ｌが最上位まで上昇した状態を示しており、これらそれぞれの状態で、揺動支柱３の水平方向に対する角度が異なる。しかも、浮桟橋１と揺動支柱３、前後の基礎部４、４間とで平行クランク機構が形成されているから、浮桟橋１は姿勢が保たれた状態で昇降する。

そして、大津波の襲来等によって海面Ｌが異常な高さまで上昇した場合には、図９に示すように、岸壁Ｇの高さ以上に先端部が位置するよう揺動支柱３が起立する。この起立した揺動支柱３の先端部に連係させた浮桟橋１は上昇した海面Ｌ上に浮遊することになる。しかも、揺動支柱３は平行クランク機構を形成しているから、浮桟橋１の姿勢は維持された状態で、該浮桟橋１の上面に設置された機器等に支障が生じることがない。また、海面Ｌの上昇時にも揺動支柱３との連係状態は保たれているから、浮桟橋１が漂流してしまうことがない。

異常高さまで上昇した海面Ｌが下降すると、浮桟橋１も下降し、揺動支柱３は図９に示す位置から図８に示す位置の方向に揺動し、浮桟橋１の下降が許容される。その後、浮桟橋１は平時の干満による海面Ｌの昇降に対応して昇降することができる。なお、図９に示すように、海面Ｌが異常に上昇する場合には、渡橋２は岸壁Ｇから落下して海底に没することになる。

図６は、浮桟橋６が岸壁に沿って設置される場合に適した係留装置を示している。なお、図５に示す構造と同一の部位については、同一の符号を付してある。この浮桟橋６では、この浮桟橋６が沿っている岸壁Ｇの縁部と直交する方向の面に含まれる一対の揺動支柱7a、7b（7c、7d）同士と浮桟橋６、基礎部8a、8aの間部分で２組の平行クランク機構が形成され、すなわち、岸壁Ｇの縁部と直交する方向の二面のそれぞれの面内で平行クランク機構が形成されている。なお、基礎部8a、8aのそれぞれは一対の揺動支柱７に共通のものとされている。また、渡橋２は、岸壁Ｇから突出させた突出部2aと浮桟橋６の一部に突出させた突出部2bとに掛け渡されている。

この浮桟橋６は、平時の海面の干満に応じて昇降しながら、図６において矢標Ｐで示す方向に移動するよう前記平行クランク機構が構築されているが、この方向Ｐの移動を確実に行うように、前記二面に直交する面内、すなわち岸壁Ｇの縁部に平行な面内であって、前記揺動支柱７のうちの平行クランク機構を形成しない揺動支柱7a、7c（7b、7d）を含む面内には、Ｖ字形組み合わされた補強支柱9a、9a（9b、9b）が配されている。これら補強支柱9a、9a（9b、9b）は、それが含まれる面を構成する揺動支柱7a、7c（7b、7d）と等しい角度で揺動するようにしてある。なお、補強支柱９は、基礎部8b、8bに揺動自在に連係されている。

この図６に示す構造においても、揺動支柱７と浮桟橋６との連係手段14、および揺動支柱７と基礎部8aとの連係手段14、補強支柱９と浮桟橋６との連係手段14、補強支柱９と基礎部8bとの連係手段14のいずれにも、図４に示す構造を用いることができる。

この図６に示す係留装置においては、大津波の襲来等により海面Ｌが異常な高さまで上昇した場合に、浮桟橋６が海面Ｌの上昇に伴われて上昇することを、前記揺動支柱７が揺動することにより許容される。しかも、揺動支柱７は平行クランク機構を構成するため、浮桟橋６は姿勢を保った状態で昇降する。このとき、前記補強支柱９により、浮桟橋６は図６上矢標Ｐ方向への移動のみが許容される。海面Ｌが平時の状態に復帰したならば、海面Ｌの下降と共に浮桟橋６も下降して、干満による海面Ｌの昇降により昇降する。この平時の浮桟橋６の昇降時にも前記補強支柱９によって、浮桟橋６の移動方向は、前記矢標Ｐ方向への移動が確保される。

この発明に係る浮体の係留装置によれば、大津波の襲来等によって異常に海面Ｌが上昇した場合であっても浮体が水中に没することがなく、しかも、水面を漂流してしまうことがないので、大津波の消滅後に浮体を元の位置に容易に復帰させることができ、迅速な復旧に寄与する。

Ｇ岸壁
Ｌ海面
１浮桟橋(浮体)
２渡橋
３揺動支柱
４基礎部
６浮桟橋
7a、7b、7c、7d 揺動支柱
8a、8b 基礎部
9a、9b 補強部材
10 浮桟橋
11 台座支柱
11a、11b 支柱部材
11c、台座部材
12 揺動支柱
12a、12b 揺動部材
12c 梁部材
12d、12e 係合部材
13 連結チェーン（連結手段）

Claims

水位の変化に応じて昇降する水面に浮遊する浮体を、所望の位置に留まるよう規制する浮体の係留装置において、
水底に起立させた台座支柱と、
水底の基礎部に基端部を揺動自在に支持させ、この揺動によって先端部を前記台座支柱の上端部と着脱自在に連係させた揺動支柱と、
前記揺動支柱の先端部と浮体とを連結する可撓性を有する連結手段とからなり、
水位が異常な高さまで上昇した際に、前記揺動支柱が前記台座支柱から離脱して、起立するよう揺動することを特徴とする浮体の係留装置。