JP2020122286A - Foundation structure for offshore wind power generation and construction method of foundation structure for offshore wind power generation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、洋上風力発電用基礎構造および洋上風力発電用基礎構造の施工方法に関するものである。 The present invention relates to an offshore wind power generation foundation structure and a method for constructing an offshore wind power generation foundation structure.
洋上風車の基礎形式には、モノパイル基礎、杭基礎、重力式基礎等がある。洋上風車を海底地盤が硬い外洋に設置する場合には重力式基礎が有効である。洋上風車を比較的浅い海域に設置する場合には、海底地盤上にフーチングの杭基礎を設置し、フーチングの上部に設けた作業ステージの作業台から各種の機械を用いて海底地盤に杭を打設し、その頭部をフーチングに固定する基礎構造などもある(例えば、特許文献1参照)。 The basic types of offshore wind turbines include monopile foundations, pile foundations and gravity foundations. When installing an offshore wind turbine in the open ocean where the seabed is hard, the gravity foundation is effective. When installing an offshore wind turbine in a relatively shallow sea area, install a footing pile foundation on the seabed, and use a machine on the work stage installed above the footing to drive the pile to the seabed using various machines. There is also a basic structure or the like that is installed and the head is fixed to the footing (for example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1記載の方法のように杭を用いる基礎形式では、特に海底地盤が岩盤である場合、杭を打設するのに時間がかかったり、杭の打設時に岩盤が割れて想定した支持力が得られなかったりする。しかし、杭打ちを行わない重力式基礎では、近年は洋上風車が大型化しているため、それに見合う大きさの重力式基礎を施工するのは容易ではない。
However, in the foundation type using piles such as the method described in
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、海底に設置される重力式基礎を大幅に小型化して工期および工費を縮減できる洋上風力発電用基礎構造および洋上風力発電用基礎構造の施工方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to construct a foundation structure for offshore wind power generation in which a gravity type foundation installed on a seabed can be significantly downsized to reduce a construction period and a construction cost. And to provide a method of constructing a foundation structure for offshore wind power generation.
前述した目的を達成するために第1の発明は、洋上風力発電用基礎構造であって、海底に設置される直接基礎と、前記直接基礎上に設置され、上部に風車タワーが設置される洋上風力発電の下部構造体と、を具備し、前記直接基礎及び前記下部構造体は、海底地盤に対してグランドアンカーによって固定され、前記グランドアンカーの一端は海底地盤に定着され、前記グランドアンカーの他端は、前記下部構造体の海上部分に形成された定着部に定着されることを特徴とする洋上風力発電用基礎構造である。 In order to achieve the above-mentioned object, a first invention is a foundation structure for offshore wind power generation, which is a direct foundation installed on the seabed, and an offshore installation installed on the direct foundation with a windmill tower installed above. A lower structure for wind power generation, wherein the direct foundation and the lower structure are fixed to a seabed by a ground anchor, and one end of the ground anchor is fixed to the seabed. The end is a foundation structure for offshore wind power generation, characterized in that it is fixed to a fixing portion formed on a sea portion of the lower structure.
第1の発明では、直接基礎とグランドアンカーとを併用することにより、グランドアンカーによって鉛直力を導入して波力等による転倒に対する安定性を高めることができるので、海底に設置される直接基礎を大幅に小型化し、工期および工費を縮減できる。また、グランドアンカーの他端が下部構造体の海上部分に形成された定着部に定着されるので、グランドアンカーを施工する際に水中でのダイバー作業が不要となる。 In the first aspect of the present invention, by using the direct foundation and the ground anchor together, vertical force can be introduced by the ground anchor to enhance stability against falling due to wave force, etc. The size can be significantly reduced, and the construction period and construction cost can be reduced. Further, since the other end of the ground anchor is fixed to the fixing portion formed in the sea portion of the lower structure, diver work in water is not required when constructing the ground anchor.
少なくとも一部の前記グランドアンカーは、前記下部構造体の内部を貫通してもよい。この場合、前記下部構造体は鋼製またはコンクリート製のタワーであり、前記タワーの内部には中詰め材が充填され、前記中詰め材の上部において、前記タワーの内部に前記定着部が固定されることが望ましい。
グランドアンカーを下部構造体の内部を貫通させれば、グランドアンカーを海水による腐食や漂流物による損傷から保護することができる。また、タワーの内部に中詰め材を充填すれば、洋上風力発電用基礎構造の重量を増加させて波力等に対する安定性を保つことができる。
At least a part of the ground anchor may penetrate the inside of the lower structure. In this case, the lower structure is a steel or concrete tower, the inside of the tower is filled with a filling material, and the fixing portion is fixed to the inside of the tower at an upper portion of the filling material. Is desirable.
By penetrating the ground anchor inside the lower structure, the ground anchor can be protected from corrosion by seawater and damage by floating debris. Further, by filling the inside of the tower with the filling material, it is possible to increase the weight of the foundation structure for offshore wind power generation and maintain stability against wave forces and the like.
少なくとも一部の前記グランドアンカーは、前記下部構造体の外側に配置されてもよい。この場合、前記グランドアンカーは鉛直方向に対して傾斜して配置され、複数の前記グランドアンカー同士の間隔が、下方に行くにつれて広がるように配置されてもよい。
グランドアンカーを下部構造体の外側に配置したり、グランドアンカーを鉛直方向に対して傾斜して配置したりすれば、グランドアンカーの効果をよりよく得られるような合理的な配置が可能となる。また、グランドアンカーが直接基礎を貫通しないように配置することができる。
At least some of the ground anchors may be arranged outside the lower structure. In this case, the ground anchors may be arranged so as to be inclined with respect to the vertical direction, and the plurality of ground anchors may be arranged so that the intervals between the ground anchors become wider as they go downward.
By arranging the ground anchor on the outer side of the lower structure or arranging the ground anchor at an angle with respect to the vertical direction, it is possible to perform a rational arrangement so that the effect of the ground anchor can be better obtained. Further, the ground anchor can be arranged so as not to directly penetrate the foundation.
前記直接基礎は、外殻と、前記外殻内に充填された砂またはコンクリートと、前記外殻に固定されたトランジションピースと、を有し、前記下部構造体は、前記トランジションピースと接合されることが望ましい。
直接基礎を予め製作された外殻と現場で充填される砂またはコンクリートによって構成すれば、海底に直接基礎を容易に設置できる。
The direct foundation has an outer shell, sand or concrete filled in the outer shell, and a transition piece fixed to the outer shell, and the lower structure is joined to the transition piece. Is desirable.
If the direct foundation is composed of prefabricated shell and sand or concrete filled in the field, the foundation can be easily installed directly on the seabed.
第2の発明は、洋上風力発電用基礎構造であって、海底に設置される直接基礎と、前記直接基礎上に設置され、上部に風車タワーが設置される洋上風力発電の下部構造体と、を具備し、前記直接基礎は、外殻と、前記外殻内に充填された砂またはコンクリートと、前記外殻に固定されたトランジションピースと、を有し、前記下部構造体は、前記トランジションピースと接合され、前記直接基礎及び前記下部構造体は、海底地盤に対してグランドアンカーによって固定されることを特徴とする洋上風力発電用基礎構造である。 A second invention is a foundation structure for offshore wind power generation, which is a direct foundation installed on the seabed, an undersea wind power generation substructure installed on the direct foundation, and a wind turbine tower is installed on an upper portion, The direct foundation includes an outer shell, sand or concrete filled in the outer shell, and a transition piece fixed to the outer shell, and the lower structure is the transition piece. And the direct foundation and the lower structure are fixed to the seabed by a ground anchor, which is a foundation structure for offshore wind power generation.
第2の発明では、直接基礎とグランドアンカーを併用することにより、グランドアンカーによって鉛直力を導入して波力等による転倒に対する安定性を高めることができるので、海底に設置される直接基礎を大幅に小型化し、工期および工費を縮減できる。また、直接基礎を予め製作された外殻と現場で充填される砂またはコンクリートによって構成することにより、海底に直接基礎を容易に設置できる。 In the second invention, by directly using the ground anchor together with the ground anchor, vertical force can be introduced by the ground anchor to enhance stability against falling due to wave forces, etc. The size can be reduced, and the construction period and construction cost can be reduced. In addition, by constructing the direct foundation with a prefabricated outer shell and sand or concrete filled in the field, the foundation can be easily installed directly on the seabed.
直接基礎の外殻に砂又はコンクリートが充填される場合、前記直接基礎には鞘管が埋設されており、前記グランドアンカーは、前記鞘管を貫通して地盤に定着されることが望ましい。
鞘管を埋設すれば、グランドアンカーを直接基礎に容易に貫通させることができる。
When the outer shell of the direct foundation is filled with sand or concrete, it is preferable that a sheath pipe is embedded in the direct foundation and the ground anchor penetrates the sheath pipe and is fixed to the ground.
By embedding the sheath tube, the ground anchor can be easily penetrated directly into the foundation.
前記グランドアンカーには、光ファイバセンサが配置され、前記光ファイバセンサによって、前記グランドアンカーの張力を計測可能としてもよい。
これにより、供用時にグランドアンカーの不具合を遠隔管理することができ、基礎構造の安全性を担保できる。
An optical fiber sensor may be arranged on the ground anchor, and the tension of the ground anchor may be measured by the optical fiber sensor.
As a result, the malfunction of the ground anchor can be remotely managed during service, and the safety of the foundation structure can be ensured.
第3の発明は、洋上風力発電用基礎構造の施工方法であって、海底に直接基礎を設置する工程aと、前記直接基礎上に、上部に風車タワーが設置される洋上風力発電の下部構造体を設置する工程bと、海底地盤に対してグランドアンカーの一端を定着する工程cと、前記下部構造体の海上部分に形成された定着部に、前記グランドアンカーの他端を定着する工程dと、を具備することを特徴とする洋上風力発電用基礎構造の施工方法である。 A third aspect of the present invention is a method of constructing a foundation structure for offshore wind power generation, which includes a step a of directly installing a foundation on a seabed, and a substructure of an offshore wind power generation in which a windmill tower is installed on the direct foundation. Step b of installing the body, step c of fixing one end of the ground anchor to the seabed, and step d of fixing the other end of the ground anchor to the fixing portion formed on the sea portion of the lower structure. And a construction method of an offshore wind power generation foundation structure.
第3の発明では、直接基礎とグランドアンカーとを併用することにより、グランドアンカーによって鉛直力を導入して波力等による転倒に対する安定性を高めることができるので、海底に設置される直接基礎を大幅に小型化し、工期および工費を縮減できる。また、グランドアンカーの他端を下部構造体の海上部分に形成された定着部に定着することにより、グランドアンカーを施工する際に水中でのダイバー作業が不要となる。 According to the third aspect of the present invention, by using the direct foundation and the ground anchor together, it is possible to introduce vertical force by the ground anchor to enhance stability against falling due to wave force, etc. The size can be significantly reduced, and the construction period and construction cost can be reduced. Further, by fixing the other end of the ground anchor to the fixing portion formed on the sea portion of the lower structure, diver work underwater is not necessary when constructing the ground anchor.
前記工程aは、トランジションピースが固定された外殻を曳航して現場まで運搬して、海底に前記外殻を沈設する工程eと、前記外殻内にコンクリート又は砂を充填する工程fと、を具備することが望ましい。
予め製作された外殻を沈設し、コンクリート又は砂を現場で充填すれば、海底に直接基礎を容易に設置できる。
The step a includes a step e of towing the outer shell to which the transition piece is fixed and transporting the outer shell to the site to deposit the outer shell on the seabed, and a step f of filling the outer shell with concrete or sand. It is desirable to have
If the prefabricated outer shell is sunk and filled with concrete or sand on site, the foundation can be easily installed directly on the seabed.
第4の発明は、洋上風力発電用基礎構造の施工方法であって、トランジションピースが固定された外殻を曳航して現場まで運搬して、海底に前記外殻を沈設し、前記外殻内にコンクリート又は砂を充填することで、海底に直接基礎を設置する工程aと、海底地盤に対してグランドアンカーの一端を定着する工程bと、前記直接基礎に前記グランドアンカーの他端を定着する工程cと、前記直接基礎上に、上部に風車タワーが設置される洋上風力発電の下部構造体を設置する工程dと、を具備することを特徴とする洋上風力発電用基礎構造の施工方法である。 A fourth invention is a method of constructing a foundation structure for offshore wind power generation, in which an outer shell to which a transition piece is fixed is towed and transported to a site, and the outer shell is sunk on the seabed, By affixing concrete or sand to the base, a step of directly installing the foundation on the seabed, a step b of fixing one end of the ground anchor to the seabed, and another end of the ground anchor fixing on the direct foundation. A method for constructing a foundation structure for offshore wind power generation, comprising: step c; and step d: installing a lower structure for offshore wind power generation in which a wind turbine tower is installed on the direct foundation. is there.
第4の発明では、直接基礎とグランドアンカーを併用することにより、グランドアンカーによって鉛直力を導入して波力等による転倒に対する安定性を高めることができるので、海底に設置される直接基礎を大幅に小型化し、工期および工費を縮減できる。また、予め製作された外殻を沈設し、コンクリート又は砂を現場で充填することにより、海底に直接基礎を容易に設置できる。 In the fourth invention, by directly using the ground anchor together with the ground anchor, vertical force can be introduced by the ground anchor to enhance stability against falling due to wave force, etc. The size can be reduced, and the construction period and construction cost can be reduced. In addition, the foundation can be easily installed directly on the seabed by sinking a prefabricated shell and filling it with concrete or sand on site.
直接基礎の外殻にコンクリート又は砂を充填する場合、前記直接基礎には鞘管が埋設されており、前記コンクリート又は砂は前記鞘管の外部に充填し、前記グランドアンカーを前記鞘管に挿通して地盤に定着することが望ましい。
鞘管を埋設すれば、グランドアンカーを直接基礎に容易に貫通させることができる。
When directly filling the outer shell of the foundation with concrete or sand, a sheath pipe is embedded in the direct foundation, the concrete or sand is filled outside the sheath pipe, and the ground anchor is inserted into the sheath pipe. It is desirable to settle on the ground.
By embedding the sheath tube, the ground anchor can be easily penetrated directly into the foundation.
本発明によれば、海底に設置される重力式基礎を大幅に小型化して工期および工費を縮減できる洋上風力発電用基礎構造および洋上風力発電用基礎構造の施工方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the construction method of the foundation structure for offshore wind power generation and the foundation structure for offshore wind power generation which can reduce a construction period and a construction cost significantly by downsizing the gravity type foundation installed in the seabed can be provided.
以下、図面に基づいて本発明の第1の実施形態について詳細に説明する。図1は、海底の岩盤1に外殻5を沈設する工程を示す図である。図1(a)は外殻5を曳航している状態を、図1(b)は外殻5を沈設した状態を示す。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a process of depositing an
図1に示す工程では、図1(a)に示すように外殻5を海面3上で曳航して施工現場まで運搬する。図1に示すように、外殻5にはトランジションピース9が固定される。トランジションピース9内には、外殻5の底面7を貫通する鞘管11が配置され、鞘管11の下端部は蓋15で閉塞される。外殻5は工場等で予め製作されたプレキャストコンクリート製、鋼製等とする。外殻5内には鉄筋13が配置される。
In the process shown in FIG. 1, as shown in FIG. 1A, the
現場まで外殻5を曳航したら、外殻5およびトランジションピース9内に水を入れ、図1(b)に示すように海底の岩盤1上に沈設する。
After the
図2は、直接基礎21上にタワー23を設置する工程を示す図である。図2(a)は直接基礎21を設置した状態を、図2(b)はタワー23を設置した状態を示す。タワー23は上部に風車タワー47(図5参照)が設置される洋上風力発電の下部構造体である。タワー23は、鋼製またはコンクリート製である。
FIG. 2 is a diagram showing a process of directly installing the
図2に示す工程では、図2(a)に示すように注入管17を用いて外殻5内およびトランジションピース9内に水中不分離性コンクリートを打設し、コンクリート19を充填する。コンクリート19は鞘管11の外部に充填される。これにより、外殻5にトランジションピース9が固定され、外殻5内にコンクリート19が充填された直接基礎21が岩盤1上に設置される。また、鞘管11が直接基礎21に埋設される。
In the process shown in FIG. 2, underwater non-separable concrete is poured into the
コンクリート19を充填したら、コンクリート19が硬化する前に図2(b)に示すようにタワー23をトランジションピース9に挿入し、タワー23とトランジションピース9との隙間に水中不分離性のグラウト材27を充填する。これにより、タワー23が直接基礎21上に設置されてトランジションピース9と接合され、重力式基礎22が構築される。
After the concrete 19 is filled, before the concrete 19 is hardened, the
タワー23の内部には、海面3より上の部分に定着板25が設けられる。定着板25は、図示しないブラケットにより支持されてタワー23の内周面に固定される。定着板25は、ガイド孔35と、充填用孔26とを有する。ガイド孔35は平面視でグランドアンカー39(図3参照)に対応する位置に設けられる。充填用孔26はガイド孔35と連ならないように設けることが望ましい。
Inside the
図3、図4は、グランドアンカー39を打設する工程を示す図である。図3に示す工程では、タワー23の海上部分に作業用のデッキ29を設置して、ケーシングパイプ33で孔壁を保護しつつデッキ29上のクローラードリル31で岩盤1を削孔する。なお、鞘管11の蓋15は岩盤1の削孔前の適切な時期に撤去される。
3 and 4 are views showing a process of placing the
そして、グランドアンカー39を打設し、グランドアンカー39の下端をアンカー体37によって岩盤1に定着する。このとき、ケーシングパイプ33のガイドとして、ガイド孔35および鞘管11を用いる。また、図4に示すようにグランドアンカー39の上端を定着具41によって定着板25に定着する。グランドアンカー39の定着具41側での反力は定着板25を介してタワー23に伝達される。
Then, the
図5は、タワー23に風車タワー47を設置する工程を示す図である。図5に示す工程では、定着板25の充填用孔26を用いてタワー23内に中詰め砂43を充填する。これにより、洋上風力発電用の基礎構造45が完成する。基礎構造45が完成したら、タワー23の上端のフランジ24と風車タワー47の下端のフランジ46とを接合して、タワー23の上部に風車タワー47を設置する。
FIG. 5: is a figure which shows the process of installing the
図6は、基礎構造45の水平方向の断面を示す図である。図6は、図5に示す矢印A−Aによる断面図である。図7は、アンカー体37付近の拡大図である。
FIG. 6 is a view showing a horizontal cross section of the
図6に示すように、グランドアンカー39は、例えば、2つの同心円上に配置される。ここで、外側に配置されたグランドアンカー39−1と内側に配置されたグランドアンカー39−2とが十分に離れていれば、図7(a)に示すようにアンカー体37−1とアンカー体37−2とを同一の深さに形成することができる。グランドアンカー39−1とグランドアンカー39−2とが近接していれば、図7(b)に示すようにアンカー体37−1とアンカー体37−2とを異なる深さに形成することが望ましい。
As shown in FIG. 6, the
このように、第1の実施形態の基礎構造45では、直接基礎21とグランドアンカー39とを併用し、波力等による転倒や引き抜きに対する安定性を満たすために必要となる抑えの鉛直力をグランドアンカー39に導入することで、押込み側の力を直接基礎21から岩盤1に伝え、引抜き側の力に対してグランドアンカー39で抵抗することができる。また、タワー23の内部に中詰め砂43を充填することにより、重力式基礎22の重量を増加させることができる。そのため、海底の岩盤1上に設置される直接基礎21を大幅に小型化しても、波力等に対する安定性を保つことが可能になる。
As described above, in the
また、グランドアンカー39の上端をタワー23の海上部分に形成された定着板25に定着することにより、水中でのダイバー作業なしでグランドアンカー39を施工できる。さらに、グランドアンカー39をタワー23の内部を貫通するように配置することにより、海水による腐食や漂流物による損傷から保護することができる。
Further, by fixing the upper end of the
第1の実施形態では、トランジションピース9が固定された外殻5を岩盤1上に沈設した後、外殻5内にコンクリート19を充填することにより、直接基礎21を容易に施工することができる。また、コンクリート19に鞘管11を埋設することにより、グランドアンカー39を直接基礎21に容易に貫通させることができる。
In the first embodiment, after the
以下、本発明の別の例について、第2から第4の実施形態として説明する。各実施形態はそれまでに説明した実施形態と異なる点について説明し、同様の構成については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。また、第1の実施形態も含め、各実施形態で説明する構成は必要に応じて組み合わせることができる。 Hereinafter, another example of the present invention will be described as second to fourth embodiments. Each embodiment will be described about different points from the embodiments described so far, and similar configurations will be denoted by the same reference numerals in the drawings and the like, and description thereof will be omitted. Further, the configurations described in the respective embodiments, including the first embodiment, can be combined as needed.
第2の実施形態について説明する。図8、図9は、本発明の第2の実施形態に係る基礎構造45aを示す図である。図9は、図8に示す矢印B−Bによる断面図である。
The second embodiment will be described. 8 and 9 are views showing a
この基礎構造45aは、グランドアンカー39aがタワー23の外側に配置される点で第1の実施形態の基礎構造45と主に異なる。
The
基礎構造45aでは、直接基礎21aに埋設される鞘管11aが、トランジションピース9の外側に配置される。また、タワー23の内部に定着板が設けられず、海面3より上方においてタワー23の外側に設置された定着台29aにガイド孔35aが設けられる。さらに、ガイド孔35aから鞘管11aに亘るシース管49が配置される。定着台29aは本設とし、グランドアンカー39aを定着できる厚みを有する。
In the
基礎構造45aを施工する際には、第1の実施形態と同様の手順で直接基礎21aを設置し、直接基礎21a上にタワー23を設置した後、ガイド孔35aおよび鞘管11aをガイドとして定着台29aから図示しない機械を用いて岩盤1を削孔し、シース管49を設置する。そして、シース管49にグランドアンカー39aを挿入して打設する。グランドアンカー39aの下端はアンカー体37aによって岩盤1に定着し、上端は定着具41aによって定着台29aに定着する。その後、タワー23内に中詰め砂43を充填して基礎構造45aを完成し、タワー23の上部に風車タワー47を設置する。
When constructing the
図9に示すように、グランドアンカー39aは、例えば、基礎構造21aの外殻5aの内側に二重に配置される。図8に示す例では外側と内側のアンカー体37aを同一の深さに形成したが、図7(b)に示す例のようにアンカー体37aを異なる深さに形成してもよい。
As shown in FIG. 9, the ground anchors 39a are, for example, doubly arranged inside the
このように、第2の実施形態の基礎構造45aにおいても、直接基礎21aとグランドアンカー39aとを併用し、タワー23の内部に中詰め砂43を充填すること、岩盤1上に沈設した外殻5a内にコンクリート19を充填すること、コンクリート19に鞘管11aを埋設することにより、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
As described above, also in the
第2の実施形態では、グランドアンカー39aの上端をタワー23の海上部分に形成された定着台29aに定着することにより、水中でのダイバー作業なしでグランドアンカー39aを施工できる。また、グランドアンカー39aをタワー23の外側に配置することにより、内側に配置する場合よりもグランドアンカー39aの効果をよりよく得られる。さらに、シース管49を設けることにより、グランドアンカー39aの海水による腐食や漂流物による損傷を防ぐことができる。
In the second embodiment, by fixing the upper end of the
なお、第2の実施形態では、グランドアンカー39aを鉛直に配置したが、グランドアンカーを鉛直方向に対して傾斜して配置し、複数のグランドアンカー同士の間隔が、下方に行くにつれて広がるように配置してもよい。
In addition, although the
図10、図11は、グランドアンカーが鉛直方向に対して傾斜して配置された例を示す図である。図10に示す基礎構造45bでは、複数のグランドアンカー39b同士の間隔が下方に行くにつれて広がる。グランドアンカー39bは、直接基礎21bに斜めに埋設され外殻5bを貫通する鞘管11bとガイド孔35bとをガイドとして打設され、下端がアンカー体37bで岩盤1に定着され、上端が定着具41bで定着台29bに定着される。定着台29bは本設とし、グランドアンカー39bを定着できる厚みを有する。
10 and 11 are views showing an example in which the ground anchors are arranged so as to be inclined with respect to the vertical direction. In the
図11に示す基礎構造45cでは、複数のグランドアンカー39c同士の間隔が下方に行くにつれて広がる。グランドアンカー39cは、直接基礎21cを貫通せず、下端がアンカー体37cで岩盤1に定着され、上端が定着具41cで定着台29cに定着される。そのため、基礎構造45cでは、直接基礎21cの外殻5cを貫通する鞘管が不要である。定着台29cは本設とし、グランドアンカー39cを定着できる厚みを有する。
In the
基礎構造45b、基礎構造45cにおいても、グランドアンカー39b、39cをタワー23の外側に配置することにより、内側に配置する場合よりもグランドアンカーの効果をよりよく得られる。基礎構造45b、45cでは、定着台29b、29cを小さくしてグランドアンカー39b、39cの定着部をタワー23側に寄せることにより、タワー23から離れた位置に定着部を設ける場合よりも構造上有利になる。また、シース管49b、49cを設けることにより、グランドアンカーの海水による腐食や漂流物による損傷を防ぐことができる。さらに、基礎構造45cでは、グランドアンカー39cを直接基礎21を貫通させずに配置することができる。
Also in the
第3の実施形態について説明する。図12は、基礎構造45dを施工する工程を示す図である。図12(a)はグランドアンカー39dを打設した状態を、図12(b)はタワー23を設置した状態を示す。
A third embodiment will be described. FIG. 12: is a figure which shows the process of constructing the
図12(a)に示す工程では、第1の実施形態と同様の手順で、トランジションピース9の外側に鞘管11dが配置された外殻5dを海底の岩盤1上に沈設し、外殻5d内およびトランジションピース9内にコンクリート19を充填する。コンクリート19は鞘管11dの外側に充填される。これにより、外殻5dにトランジションピース9が固定され、外殻5d内にコンクリート19が充填された直接基礎21dが岩盤1上に設置される。また、鞘管11dが直接基礎21dに埋設される。
In the step shown in FIG. 12A, the
そして、現場近傍に設置された作業台51から図示しない機械を用いて岩盤1を削孔してグランドアンカー39dを打設する。作業台51は、SEP(自己昇降式作業台船)等である。このとき、ガイドとして鞘管11dを用いる。グランドアンカー39dの下端はアンカー体37dによって岩盤1に定着し、グランドアンカー39dの上端は定着具41dによって直接基礎21dの上面に定着する。
Then, the
図12(b)に示す工程では、第1の実施形態と同様の手順で、タワー23をトランジションピース9に挿入し、タワー23とトランジションピース9との隙間にグラウト材27を充填する。これにより、タワー23が直接基礎21d上に設置されてトランジションピース9と接合される。そして、タワー23内に中詰め砂43を充填し、洋上風力発電用の基礎構造45dを完成する。
In the step shown in FIG. 12B, the
このように、第3の実施形態の基礎構造45dにおいても、直接基礎21dとグランドアンカー39dとを併用し、タワー23の内部に中詰め砂43を充填することにより、海底の岩盤1上に設置される直接基礎21dを大幅に小型化しても、波力等に対する安定性を保つことが可能になる。
Thus, also in the
第3の実施形態においても、沈設した外殻5dにコンクリート19を打設することにより直接基礎21dを容易に施工できる。また、コンクリート19に鞘管11dを埋設することにより、グランドアンカー39dを直接基礎21dに容易に貫通させることができる。
In the third embodiment as well, the
第4の実施形態について説明する。図13は、本発明の第4の実施形態に係る基礎構造45eを示す図である。
A fourth embodiment will be described. FIG. 13 is a diagram showing a
この基礎構造45eは、直接基礎21eの外殻5eが下面の外縁部に刃口61を有する点で第1の実施形態の基礎構造45と主に異なる。
The
基礎構造45eが施工される海底地盤は、表層に堆積層59が存在し、堆積層59の下方に支持岩盤1aが存在する。基礎構造45eは、外殻5eの刃口61の下端部が支持岩盤1aに達する。また、グランドアンカー39eのアンカー体37eが支持岩盤1a内に形成される。
The seabed on which the
基礎構造45eを施工する際には、第1の実施形態と同様の手順で直接基礎21eを海底に沈設し、直接基礎21e上にタワー23を設置する。この時点では刃口61の下端部は支持岩盤1aに達していない。
When constructing the
タワー23を設置したら、第1の実施形態と同様の手順でグランドアンカー39eを打設する。グランドアンカー39eの下端はアンカー体37eによって支持岩盤1aに定着し、上端は定着具41によって定着板25に定着する。直接基礎21eの刃口61は、グランドアンカー39eを定着する際に緊張力を導入することによって堆積層59に圧入していく。このとき、刃口61の下端部を支持岩盤1aに確実に到達させるために、必要に応じて刃口61の周囲の堆積層59を掘削してもよい。
After the
刃口61が支持岩盤1aに到達した状態で直接基礎21eおよびタワー23をグランドアンカー39eによって支持岩盤1aに固定したら、タワー23内に中詰め砂43を充填して基礎構造45eを完成し、タワー23の上部に風車タワー47を設置する。
When the
第4の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果が得られる。加えて、第4の実施形態では、直接基礎21eに刃口61を設けることにより海底地盤の表層の堆積層59を掘削せずに基礎構造45eを施工することができるので、堆積層59を掘削して基礎構造を施工する場合と比較して工期を短縮し工費を大幅に削減できる。
According to the fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In addition, in the fourth embodiment, the
なお、第1から第3の実施形態では、グランドアンカーを2重に配置したが、1重に配置してもよいし3重以上に配置してもよい。 In addition, in the first to third embodiments, the ground anchors are arranged in a double layer, but they may be arranged in a single layer or in a triple layer or more.
また、第1から第4の実施形態では直接基礎の外殻内にコンクリート19を打設したが、外殻の中詰め材はコンクリートに限らない。図14は、中詰め砂53を充填した例を示す図である。図14に示す直接基礎21fのように、外殻5fの上面を開放せず、外殻5f内に中詰め砂53を充填してもよい。また、第1、第2、第4の実施形態では、沈設した外殻に中詰め材を充填した直接基礎ではなく、他の構成の直接基礎を設置してもよい。
Further, in the first to fourth embodiments, the concrete 19 is directly placed in the outer shell of the foundation, but the filling material for the outer shell is not limited to concrete. FIG. 14 is a diagram showing an example in which the filled sand 53 is filled. Like the
第1から第4の実施形態では、タワー23の内部に中詰め砂43を充填したが、タワー23の中詰め材はこれに限らない。例えば、岩盤1等の海底地盤の削孔によって現場で発生した土砂材料を用いた流動化処理土を中詰め材としてもよい。
In the first to fourth embodiments, the filling
第1から第4の実施形態では、グランドアンカー39に光ファイバセンサ55を配置してもよい。図15は、光ファイバセンサ55を配置した例を示す図である。図15に示す基礎構造45fでは、グランドアンカー39のストランドに光ファイバセンサ55が組み込まれ、光ファイバセンサ55が制御装置57に接続される。基礎構造45fでは、光ファイバセンサ55によってグランドアンカー39の張力を計測可能である。洋上風車の供用時に制御装置57によって張力の計測値を送信すれば、グランドアンカー39の不具合を遠隔管理することができ、基礎構造45fの安全性を担保できる。張力の計測は、光ファイバセンサに限らず、磁気を用いたセンサで行ってもよい。
In the first to fourth embodiments, the
第1の実施形態では、全てのグランドアンカー39がタワー23の内部を貫通している例を、第2の実施形態では全てのグランドアンカー39aがタワー23の外側に配置された例を示したが、グランドアンカーの一部をタワー23の内部を貫通するように配置し、残りをタワー23の外側に配置してもよい。
In the first embodiment, an example in which all the ground anchors 39 penetrate the inside of the
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to these examples. It is obvious to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and it is obvious that they also belong to the technical scope of the present invention. Understood.
1、1a………岩盤
3………海面
5、5a、5b、5c、5d、5e、5f………外殻
7………底面
9………トランジションピース
11、11a、11b、11d………鞘管
13………鉄筋
15………蓋
17………注入管
19………コンクリート
21、21a、21b、21c、21d、21e、21f………直接基礎
22………重力式基礎
23………タワー
24………フランジ
25………定着板
26………充填用孔
27………グラウト材
29………デッキ
29a、29b、29c………定着台
31………クローラードリル
33………ケーシングパイプ
35、35a、35b………ガイド孔
37、37−1、37−2、37a、37b、37c、37d、37e………アンカー体
39、39−1、39−2、39a、39b、39c、39d、39e………グランドアンカー
41、41a、41b、41c、41d………定着具
43………中詰め砂
45、45a、45b、45c、45d、45e、45f………基礎構造
46………フランジ
47………風車タワー
49、49b、49c………シース管
51………作業台
53………中詰め砂
55………光ファイバセンサ
57………制御装置
59………堆積層
61………刃口
1, 1a…………
Claims (13)
海底に設置される直接基礎と、
前記直接基礎上に設置され、上部に風車タワーが設置される洋上風力発電の下部構造体と、
を具備し、
前記直接基礎及び前記下部構造体は、海底地盤に対してグランドアンカーによって固定され、
前記グランドアンカーの一端は海底地盤に定着され、前記グランドアンカーの他端は、前記下部構造体の海上部分に形成された定着部に定着されることを特徴とする洋上風力発電用基礎構造。 A foundation structure for offshore wind power generation,
A direct foundation installed on the seabed,
An offshore wind power generation substructure installed directly on the foundation and having a windmill tower installed above,
Equipped with,
The direct foundation and the lower structure are fixed to the seabed by a ground anchor,
A base structure for offshore wind power generation, wherein one end of the ground anchor is fixed to a seabed, and the other end of the ground anchor is fixed to a fixing portion formed on a sea portion of the lower structure.
前記下部構造体は、前記トランジションピースと接合されることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の洋上風力発電用基礎構造。 The direct foundation has an outer shell, sand or concrete filled in the outer shell, and a transition piece fixed to the outer shell,
The foundation structure for offshore wind power generation according to any one of claims 1 to 5, wherein the lower structure is joined to the transition piece.
海底に設置される直接基礎と、
前記直接基礎上に設置され、上部に風車タワーが設置される洋上風力発電の下部構造体と、
を具備し、
前記直接基礎は、外殻と、前記外殻内に充填された砂またはコンクリートと、前記外殻に固定されたトランジションピースと、を有し、
前記下部構造体は、前記トランジションピースと接合され、前記直接基礎及び前記下部構造体は、海底地盤に対してグランドアンカーによって固定されることを特徴とする洋上風力発電用基礎構造。 A foundation structure for offshore wind power generation,
A direct foundation installed on the seabed,
An offshore wind power generation substructure installed directly on the foundation and having a windmill tower installed above,
Equipped with,
The direct foundation has an outer shell, sand or concrete filled in the outer shell, and a transition piece fixed to the outer shell,
The offshore wind power generation foundation structure, wherein the lower structure is joined to the transition piece, and the direct foundation and the lower structure are fixed to a seabed by a ground anchor.
海底に直接基礎を設置する工程aと、
前記直接基礎上に、上部に風車タワーが設置される洋上風力発電の下部構造体を設置する工程bと、
海底地盤に対してグランドアンカーの一端を定着する工程cと、
前記下部構造体の海上部分に形成された定着部に、前記グランドアンカーの他端を定着する工程dと、
を具備することを特徴とする洋上風力発電用基礎構造の施工方法。 A method of constructing a foundation structure for offshore wind power generation, comprising:
Step a of installing the foundation directly on the seabed,
A step b of installing a substructure for offshore wind power generation, in which a wind turbine tower is installed on an upper part, directly on the foundation;
Step c of fixing one end of the ground anchor to the seabed,
A step d of fixing the other end of the ground anchor to a fixing portion formed on the sea portion of the lower structure,
A method for constructing a foundation structure for offshore wind power generation, comprising:
トランジションピースが固定された外殻を曳航して現場まで運搬して、海底に前記外殻を沈設する工程eと、
前記外殻内にコンクリート又は砂を充填する工程fと、
を具備することを特徴とする請求項10記載の洋上風力発電用基礎構造の施工方法。 The step a is
A step e of towing the outer shell to which the transition piece is fixed, transporting it to the site, and submerging the outer shell on the seabed;
A step f of filling the outer shell with concrete or sand,
The method for constructing a foundation structure for offshore wind power generation according to claim 10, further comprising:
トランジションピースが固定された外殻を曳航して現場まで運搬して、海底に前記外殻を沈設し、前記外殻内にコンクリート又は砂を充填することで、海底に直接基礎を設置する工程aと、
海底地盤に対してグランドアンカーの一端を定着する工程bと、
前記直接基礎に前記グランドアンカーの他端を定着する工程cと、
前記直接基礎上に、上部に風車タワーが設置される洋上風力発電の下部構造体を設置する工程dと、
を具備することを特徴とする洋上風力発電用基礎構造の施工方法。 A method of constructing a foundation structure for offshore wind power generation, comprising:
A step of directly setting the foundation on the seabed by towing the outer shell to which the transition piece is fixed and transporting it to the site, immersing the outer shell in the seabed, and filling the outer shell with concrete or sand. When,
Step b of fixing one end of the ground anchor to the seabed,
Step c of fixing the other end of the ground anchor to the direct foundation,
A step d of installing a substructure of an offshore wind power generation in which a windmill tower is installed on the upper part directly on the foundation;
A method for constructing a foundation structure for offshore wind power generation, comprising:
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