JP2023036533A - 浮体式洋上構造体基礎構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 長期にわたって安定して浮体構造物を支持することが可能な浮体式洋上構造体基礎構造を提供する。【解決手段】 浮体式洋上構造体基礎構造１は、主に、浮体本体部３、底版５、支持壁７、洋上構造体取付け部９、蓋部１１等によって構成される。浮体本体部３、底版５、支持壁７、洋上構造体取付け部９、蓋部１１は、いずれも鉄筋コンクリート製であり、例えばプレストレストコンクリート製であることが望ましいが、一部を鋼製としてもよい。浮体本体部３は、上方が開口する略円椀形状である。浮体本体部３の天端は、蓋部１１によって覆われて塞がれる。例えば、蓋部１１と浮体本体部３との間には止水部材が配置される。すなわち、浮体本体部３の内部には、密閉された空間が形成される。浮体本体部３の下部には、底版５が配置されて固定される。【選択図】図１

Description

本発明は、洋上の浮体構造物を支持する浮体式洋上構造体基礎構造に関する。

洋上風力発電風車などの洋上構造物としては、浮体式でタワー等を支持する方式が提案されている。このような浮体構造物の支持構造としては、一般的に鋼製の浮体が用いられる。しかし、鋼製の浮体は、時間経過に伴って錆等の劣化が生じるため定期的な点検や修理が必要であり、２０～３０年間の使用の中で、船舶等と同様のドッグなどでの検査や補修作業が必要となる。

これに対し、コンクリート製の浮体を用いた方法が提案されている（例えば、特許文献１～２）。

特表２０１４－５０３４２４号公報 特開２０１７－１２９０６１号公報

一般的に、このような内部が中空のコンクリート製の浮体では、側壁、底版、天版で囲まれた箱型の中空部が形成されるため、側壁と底版や隣り合う側壁間に隅角部が存在する。このため、隅角部周辺に大きなせんだん力が発生し、ひび割れが発生しやすい。また、底版上に側壁を構築するため、底版に拘束された側壁に温度ひび割れ（貫通クラックとなる）が発生することがある。特に、上記のようにして形成されるひび割れの発生は、２０年以上の長期にわたり浮体として機能する必要がある洋上風力用浮体としては重大な欠点となる。

また、鉄筋コンクリートのひび割れ防止対策として、プレストレスの導入が考えられるが、箱形状の隅角部には、緊張材であるＰＣ鋼材を配置することが困難である。また、喫水の浅いバージ型浮体は、波浪に対する抵抗性が小さく浮体動揺が大きくなるため搭載する風力発電設備（風車）には疲労荷重など長期的な耐久性の問題が発生する。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、長期にわたって安定して浮体構造物を支持することが可能な浮体式洋上構造体基礎構造を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために、本発明は、主部材がコンクリート製であり、上方が開口し、少なくとも下部が略円椀形状の浮体本体部と、前記浮体本体部の下部に配置される底版と、前記浮体本体部の側面と前記底版の上面との間に配置される複数の支持壁と、前記浮体本体部の内部に形成される洋上構造体取付け部と、前記浮体本体部の天端を覆う蓋部と、を具備することを特徴とする浮体式洋上構造体基礎構造である。

平面視において、前記浮体本体部は前記底版からはみ出さず、前記底版の少なくとも一部は、前記浮体本体部からはみ出すことが望ましい。

前記洋上構造体取付け部は、略円筒状のプレストレストコンクリート製であり、前記洋上構造体取付け部の頂部に鋼製のリング状部材が配置され、緊張材の一端が、前記リング状部材に定着されてもよい。

前記浮体本体部はプレストレストコンクリート製であり、少なくとも前記浮体本体部の下方は緊張材がヘリカル配置されてもよい。

前記浮体本体部に配置される緊張材の一端が、前記底版に定着されてもよい。

前記蓋部又は前記浮体本体部の上部に係留索が取り付けられてもよい。

前記浮体本体部の周囲に、複数のカラムが配置され、前記カラムは、コンクリート製であり、上方が開口する略円椀形状の他の浮体本体部と、前記他の浮体本体部の下部に配置される他の底版と、前記他の浮体本体部の上部を塞ぐ他の蓋部と、前記他の浮体本体部の側面と前記他の底版の上面との間に、平面視において略放射状に配置される複数の他の支持壁を具備し、前記浮体本体部又は前記底版と、他の浮体本体部又は前記他の底版が連結されてもよい。

前記支持壁は、平面視において放射状に配置されてもよく、又は、少なくとも一部の前記支持壁は、平面視において互いに平行に配置されてもよい。

前記支持壁には、藻場を固定するための藻場固定部が配置されてもよい。

前記浮体本体部の内部が隔壁によって区画されていてもよい。

本発明によれば、浮体がプレストレストコンクリート製であり、外力等により発生する最大の引張力を相殺し得る様に、圧縮力が予め付与されているため、鋼製のように錆等の問題がない。また、鋼製の浮体のように、特殊な造船所での溶接等の作業が不要であるため、設置場所に近い沿岸部で組み立てることができる。このため、浮体式洋上構造体基礎構造の組立作業及び運搬等の作業が容易である。

また、浮体本体部が略円椀形状であり、隅角部を有しないため、ひび割れの発生を抑制することができる。また、浮体本体部が略円椀形状であるため、潮流や波の影響を受けにくい。また、略円椀形状の浮体本体部の下部に板状の底版が配置されるため、例えば沿岸部等において、浮体式洋上構造体基礎構造を安定して配列して配置することができる。

また、浮体本体部と底版との間を仕切る支持壁を配置することで、浮体本体部と底版と支持壁とで囲まれた複数の空間を形成することができる。このため、例えば、浮体構造が波や潮流で傾いた際に、持ち上げられた側の空間内に入っていた水を空間内に留めることができ、この水の重量によって、それ以上の浮体構造の傾き等を抑制することができる。

また、中央部には、洋上構造体取付け部を有するため、容易に洋上構造体を浮体に固定することができる。

また、底版のサイズを、浮体本体部のサイズ以上とし、平面視において底版の少なくとも一部が浮体本体部からはみ出すようにすることで、底版の一部を揺動抑制機能として機能させることができる。

また、洋上構造体取付け部の頂部に鋼製のリング状部材を配置することで、リング状部材を洋上構造体取付け部の緊張材の定着部として利用することができるとともに、リング状部材を洋上構造体との接合部としても利用することができる。

また、浮体本体部を、緊張材がヘリカル配置されたプレストレストコンクリート製とすることで、効率よく浮体本体部にプレストレス力を付与することができる。

また、浮体本体部に配置される緊張材の一端を底版に定着させることで、底版と浮体本体部とを効率よく一体化することができる。

また、蓋部又は浮体本体部の上部に係留索を固定することで、係留索の固定が容易である。

また、浮体本体部の周囲に、複数のカラムが配置することで、より大きな浮力と揺動抑制機能を発揮させることができる。このため、個々の構造を小型化することができる。この際、それぞれのカラムも、浮体本体部、底版、支持壁、蓋部等から構成されるようにすること、上述したのと同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、長期にわたって安定して浮体構造物を支持することが可能な浮体式洋上構造体基礎構造を提供することができる。

浮体式洋上構造体基礎構造１を示す斜視図。 浮体式洋上構造体基礎構造１を示す平面図。 図２のＡ－Ａ線断面図。 （ａ）は、浮体本体部３の緊張材の配置を示す概念図、（ｂ）は、底版５と浮体本体部３に対する緊張材の配置を示す概念図。 浮体式洋上構造体基礎構造１の使用状態を示す図。 浮体式洋上構造体基礎構造１と洋上構造体１９との接合部の拡大図。 浮体式洋上構造体基礎構造１ａを示す平面図。 浮体式洋上構造体基礎構造１ａの製造工程の一例を示す図。 浮体式洋上構造体基礎構造１ａの製造工程の一例を示す図。 浮体式洋上構造体基礎構造１ｂを示す平面図。 浮体式洋上構造体基礎構造１ｂの製造工程の一例を示す図。 （ａ）は、浮体式洋上構造体基礎構造１ｃを示す断面図、（ｂ）は、浮体式洋上構造体基礎構造１ｃを示す平面図。 （ａ）は、浮体式洋上構造体基礎構造１の岸壁での位置関係を示す図、（ｂ）は、浮体式洋上構造体基礎構造１ｄの岸壁での位置関係を示す図。 浮体式洋上構造体基礎構造１ｄを示す図。 浮体式洋上構造体基礎構造１を用いた他の実施形態を示す図であり、（ａ）は全体平面図、（ｂ）はカラム２３の斜視図。 図１５（ａ）のＢ－Ｂ線断面図。 浮体式洋上構造体基礎構造１の支持壁に、胞子体や配偶体を取り付けるためのネット３７を取り付けた状態を示す図。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、浮体式洋上構造体基礎構造１を示す斜視図であり、図２は、浮体式洋上構造体基礎構造１を示す平面図、図３は、図２のＡ－Ａ線断面図である。浮体式洋上構造体基礎構造１は、洋上構造体を洋上に浮かべた状態で支持するための基礎構造である。なお、本実施形態では、洋上構造体が洋上風力発電用風車である場合を示すが、洋上構造体としては他の構造であってもよい。

浮体式洋上構造体基礎構造１は、主に、浮体本体部３、底版５、支持壁７、洋上構造体取付け部９、蓋部１１等によって構成される。なお、浮体本体部３、底版５、支持壁７、洋上構造体取付け部９、蓋部１１は、いずれも鉄筋コンクリート製であり、例えばプレストレストコンクリート製であることが望ましいが、一部を鋼製としてもよい。例えば、主部材（浮体本体部３および底版５）をコンクリート製とし、洋上構造体取付け部９、支持壁７又は蓋部１１等、一部の構造を、防食塗装を施した鋼製（又は鋼材とコンクリートとの複合体）としてもよい。

また、浮体本体部３は、ビニロン短繊維などによる短繊維混入コンクリート製や、ＡＦＲＰ（アラミド繊維補強プラスチック）またはＣＦＲＰ（炭素繊維補強プラスチック）などを用いた対腐食を目的の代替鉄筋コンクリート製としてもよい。

なお、浮体本体部３がプレストレストコンクリート製の場合、製作方法については、コンクリートを製作箇所で打設する方法や、プレキャスト部材として分割製作し、組み立てる方法がある。短繊維混入コンクリート製の場合には、分散混入された短繊維が様々な方向に対するひび割れ発生を抑制し、プレストレストコンクリート製と同様の効果を有する。代替鉄筋コンクリート製の場合は鉄筋の発錆膨張がないため、漏水の原因となる貫通ひび割れ抑制の効果を有する。

浮体本体部３は、上方が開口する略円椀形状である。ここで、略円椀形状とは、水平方向の断面形状が略円形であり、下部側が閉塞し、下端側から上方に行くにつれて、徐々に外径が大きくなる部位を有し、上方が開口した形状を表す。なお、浮体本体部３の中心における鉛直方向の断面形状は、半円形状や半楕円形状等のように、全体が曲線（円弧）からなってもよく、または三角形や台形などのように直線形状であってもよく、直線形と曲線との複合であってもよい。

また、略円椀形状の浮体本体部３は、下方から上端まですべての部位で径が徐々に変化しなくてもよい。例えば、下方から所定高さまでは曲線又は直線で径が徐々に変化するように形成され、所定の高さから上端までを同一径（すなわち円筒形）としてもよい。また、浮体本体部３の上端部が最大径（平面視における最大径）とならなくてもよい。例えば、鉛直方向の断面形状が略円形、略楕円形、略卵型又は略しずく型等の部材（の長径側）を立てた際に、平面視における最大径となる部位よりも上方の部位で切断したような形状であってもよい。このように、下端から最大径となる高さまでは直線状又は曲線状に径が徐々に大きくなる部位を有し、当該部位から上端部までは、直線状又は曲線状に徐々に径が小さくなるような形状を含んでいてもよい。

浮体本体部３の天端は、蓋部１１によって覆われて塞がれる。例えば、蓋部１１と浮体本体部３との間には止水部材が配置される。すなわち、浮体本体部３の内部には、密閉された空間が形成される。

また、浮体本体部３の内部の略中心部には、洋上構造体取付け部９が形成される。洋上構造体取付け部９は、例えば、上方に行くにつれて徐々に径が小さくなるような略円筒状のプレストレストコンクリート製である。洋上構造体取付け部９の上端は、蓋部１１の上方に突出する。なお、蓋部１１と洋上構造体取付け部９との間も止水性が確保される。洋上構造体取付け部９の上部には、洋上構造体の下端が接合される。なお、洋上構造体との接合部の詳細は後述する。

浮体本体部３の下部には、底版５が配置されて固定される。底版５は、中実の板状であり、図２に示すように、底版５は、浮体本体部３のサイズ以上であることが望ましい。例えば、平面視において、浮体本体部３が略円形であり、底版５が多角形（図では矩形）である場合には、底版５の最小径が浮体本体部３の外径以上であることが望ましい。このように、平面視において、浮体本体部３が底版５からはみ出さず、底版５の少なくとも一部を浮体本体部３からはみ出させることで、浮体本体部３のからはみ出している部分が、浮体式洋上構造体基礎構造１を洋上に浮かべた際の揺動の抵抗となり、揺動を抑制することができる。

浮体本体部３の側面と底版５の上面との間には、支持壁７が配置される。複数の支持壁７は、平面視において、周方向に所定の間隔で略放射状に（すなわち、周方向に、浮体本体部３の側面と底版５の上面との間の空間を複数に仕切るように）配置される。支持壁７は、浮体本体部３と底版５との接合構造を補強する機能に加え、浮体本体部３と底版５との間を周方向に区切り、独立した空間を形成する機能を有する。

このように複数の空間に区切ることで、浮体式洋上構造体基礎構造１を洋上に浮かべて揺動した際に、例えば持ち上げられる側の空間内の水が空間から流出することが抑制される。このため、各空間の水が錘となって揺動の抵抗となり、浮体式洋上構造体基礎構造１の揺動を抑制することができる。

なお、支持壁７は、図３に示すように浮体本体部３の上端部まで配置されなくてもよく、上端部よりも低い浮体本体部３の所定の高さまで形成されればよい。また、支持壁７の外縁部を底版５に対して垂直とするのではなく、上部から底版５に向かって末広がり状に形成してもよい。また、波や潮流を受けた際の抵抗を小さくするため、底版５や支持壁７に、貫通孔を設けてもよい。

次に、プレストレストコンクリートの緊張材の配置について説明する。図４（ａ）は、浮体本体部３の緊張材１３の配置を示す概念図である。なお、緊張材１３を配置するための鞘管や定着部材は図示を省略する。前述したように、浮体本体部３は、緊張材１３によってプレストレス力が付与される。この際、複数の緊張材１３を、時計回り及び反時計回りのそれぞれに対して、周方向に所定の間隔でヘリカル状（螺旋状）に配置することが望ましい。このようにすることで、効率よくプレストレス力を付与することができる。なお、緊張材１３のヘリカル状の配置は、特に、浮体本体部３の下方に配置されていれば、上方は、子午線方向および円周方向の格子配置のような組み合わせでもよい。

また、前述したように、底版５も緊張材１３によってプレストレス力が付与されることが望ましい。この際、図４（ｂ）に示すように、例えば、緊張材１３の一端を浮体本体部３の上縁部近傍に定着させ、緊張材１３の他端を、底版５の外縁部近傍に定着してもよい。このように、浮体本体部３と底版５とを一体で緊張することで、より確実に両者を接合して一体化することができる。

次に、浮体式洋上構造体基礎構造１の使用状態について説明する。浮体式洋上構造体基礎構造１は、設置する海洋の近傍の沿岸にて組み立てることができる。この際、底版５によって安定して保管や運搬を行うことができる。組み立てられた浮体式洋上構造体基礎構造１は、海に浮かべられた後、設置場所まで曳航される。

図５は、浮体式洋上構造体基礎構造１を設置した状態を示す図である。浮体式洋上構造体基礎構造１は、海底に係留索１５によって係留される。係留索１５は、蓋部１１又は浮体本体部３の上部に取り付けられる。このようにすることで、係留索１５の固定が容易である。なお、係留索１５が底版５と干渉する場合には底版５に切り欠きを形成してもよい。また、係留方式としては、例えば、緊張係留式としてもよい。この場合には、支持壁７を浮体本体部３の側方に張り出させて、底版５と支持壁７を貫通するようにして支持壁７の上部に係留索を固定してもよい。また、貫通部や切り欠きと係留索１５との干渉部には、鉄管や鉄板をつけてコンクリートを防護してもよい。また、喫水線と底盤下部の間の長さ（喫水）については図示したようにいわゆるセミサブ式としてもよいし、設置場所の波浪条件や洋上構造体の性質に応じていわゆるバージ型やスパー型など適切な喫水が採用できる。

前述したように、浮体式洋上構造体基礎構造１の洋上構造体取付け部９には、洋上構造体１９が接合される。なお、洋上構造体１９を洋上構造体取付け部９に固定した状態で曳航してもよいし、設置場所に浮体式洋上構造体基礎構造１を設置した後に洋上構造体１９を洋上構造体取付け部９に固定してもよい。

図６は、図５のＢ部における拡大断面図である。洋上構造体取付け部９への洋上構造体１９の固定方法は特に限定されないが、例えば図６に示すように、洋上構造体取付け部９の頂部にリング状部材２１を配置してもよい。リング状部材２１は、例えば鋼製であり、断面が略コの字状の部材である。すなわち、リング状部材２１には、上下において互いに平行に、固定孔を有するフランジ状の固定部が設けられる。なお、断面形状はコの字状に限られず、他の形状であってもよい。

前述したように、洋上構造体取付け部９は、略円筒状のプレストレストコンクリート製である。洋上構造体取付け部９にプレストレス力を付与する緊張材１３ａの一端は、リング状部材２１に定着される。また、リング状部材２１の上部には、洋上構造体１９がボルト等で固定される。このようにすることで、緊張材１３ａの定着と、洋上構造体１９の固定を容易に行うことができる。

以上のように、本実施形態の浮体式洋上構造体基礎構造１によれば、洋上構造体１９を支持する浮体本体部３の外面が略円形であるため、矩形断面の空間を有する箱形状のものと比較して隅角部がなく、緊張材を略全体に対して配置してプレストレス力を付与することができる。このため、長期的な耐久性を得ることができる。なお、断面形状として、浮体本体部３と蓋部１１との境界部には隅角部が形成されるが、浮体本体部３と蓋部１１とがそもそも別体であるため、隅角部における緊張材の配置によるひび割れ等の問題はない。

また、浮体本体部３の緊張材１３をヘリカル配置とすることで、浮体本体部３の全体に効率よくプレストレス力を付与することができる。

また、浮体本体部３の下部に底版５を配置することによって、浮体式洋上構造体基礎構造１の保管や運搬が容易となる。また、底版５の一部を、浮体本体部３の揺動抑制部材として機能させることができる。また、浮体本体部３と底版５とを一体で緊張材１３によってプレストレス力を付与することで、両者を効率よく固定することができる。

また、浮体本体部３と底版５との間に支持壁７を設けることで、浮体本体部３と底版５の補強構造として機能させることができるとともに、浮体本体部３の周囲を複数の空間に区分して、浮体本体部３の揺動抑制部材として機能させることができる。

また、洋上構造体取付け部９を設けることで、洋上構造体１９を容易に固定することができる。この際、リング状部材２１を用いることで、洋上構造体取付け部９の緊張材１３ａの定着と、洋上構造体１９との固定が容易である。

次に、第２の実施形態について説明する。図７は、浮体式洋上構造体基礎構造１ａを示す平面図である。なお、以下の説明において、第１の実施形態にかかる浮体式洋上構造体基礎構造１と同一の機能等を奏する構成については、図１～図６と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

浮体式洋上構造体基礎構造１ａは、浮体式洋上構造体基礎構造１とほぼ同様の構造であるが、支持壁７の配置が異なる。浮体式洋上構造体基礎構造１ａにおいては、少なくとも一部の支持壁７が互いに平行に配置される。図示した例では、浮体本体部３の略中央に一直線上に支持壁７が配置され（図中上下方向）、当該中央の支持壁７と直交するように、両側のそれぞれに複数の幅方向（図中左右方向）の支持壁７が配置される。幅方向の複数の支持壁７同士は、互いに平行に配置される。

次に、浮体式洋上構造体基礎構造１ａの製造方法について説明する。まず、図８（ａ）に示すように、底版５を形成する。前述したように、底版５は、例えば鉄筋コンクリート製またはプレストレストコンクリート製であり、現場打設またはプレキャスト底版であってもよい。

次に、図８（ｂ）に示すように、底版５の上部に複数のセグメント３３を配置する。セグメント３３は、内部に緊張材の挿通部が設けられる。図８（ｃ）に示すように、円筒状に同一径で組みあげて鉛直方向の緊張材にて底版５に定着させ、上下のセグメント同士を一体化することで、洋上構造体取付け部９が形成される。なお、セグメント３３同士の間には、止水部材や位置決め用のキー溝等を形成してもよく、円周方向に緊張材にてプレストレス力を導入してもよい。また、上述した例では、周方向に複数に分割されたセグメント３３を用いたが、リング状の部材を重ねてもよい。また、一体の円筒状のプレキャスト筒であってもよい。

図９（ａ）は、底版５上に洋上構造体取付け部９が固定された状態を示す断面図である。この状態から、図９（ｂ）に示すように、支持壁７を設置する。この際、幅方向の中央に一直線上に支持壁７を配置し（図に垂直な方向）、さらに、幅方向（図中左右方向）に複数の支持壁７を併設する。幅方向の支持壁７同士は互いに平行に配置される。なお、前述したように、支持壁７はプレキャストコンクリートであってもよく、防食塗装された鋼製であってもよい。

次に、図９（ｃ）に示すように、上型枠２５と下型枠２７を配置する。この際、下型枠２７は、支保工２９で支持されており、支持壁７同士の隙間に側方から挿入され、上型枠２５は上方から挿入される。このようにして配置された上型枠２５と下型枠２７の間にコンクリートを打設することで浮体本体部３を形成することができる。その後、下型枠２７と支保工２９は、側方から取り外すことができる。なお、コンクリートの打設は、下方からロット分割して打ち上げればよい。この方法は、放射方向に支持壁７を配置する形式にも適用可能である。また、下型枠２７は、撤去を不要とする本体残置の埋設型枠として、支持壁７の間隔にて鉄筋コンクリート打設・型枠自身・作業荷重に対して耐力や変形に関して自立する強度・剛性を有している場合は、支保工２９を不要とすることができる。

第２の実施形態によれば、現場で浮体本体部３を一体で製造することができる。なお、前述したように、支持壁７は、浮体本体部３の側面と底版５の上面との間の空間を複数に仕切るように配置される。このように複数の空間に区切ることで、浮体式洋上構造体基礎構造１ａを洋上に浮かべて揺動した際に、例えば持ち上げられる側の空間内の水が空間から流出することが抑制される。このため、各空間の水が錘となって揺動の抵抗となり、浮体式洋上構造体基礎構造１ａの揺動を抑制することができる。この際、図７に示すように、浮体式洋上構造体基礎構造１ａの中央に近い側の空間（図中Ｃ）が、端側の空間（図中Ｄ）よりも大きいため、例えば図７の左右方向に対する揺れに対して、より高い揺動防止機能を発揮させることができる。この左右方向に支持壁７を配置する形式は異方性であり、放射方向に支持壁７を配置する形式の等方性とは異なるが、左右方向を波浪や風の主方向に合わせることで、揺れに対して優れた構造となる。
また、図７の浮体本体部３を支える型枠支保工を図中左右から設置・撤去が容易となるため、図中上下方向へ移動させながら、コンパクトな流れ作業を可能とする。

次に、第３の実施形態について説明する。図１０は、浮体式洋上構造体基礎構造１ｂを示す平面図（蓋部の透視図）である。浮体式洋上構造体基礎構造１ｂは、浮体式洋上構造体基礎構造１とほぼ同様の構造であるが、浮体本体部３の内部が隔壁３１によって区画されている点で異なる。

このように、浮体本体部３の内部を隔壁３１で仕切ることで、それぞれの空間に注水又は排水を行うことが可能となる。このような浮体本体部３の内部への意図的な量の注水はバラストと呼ばれ、注水または排水により浮体式洋上構造体基礎構造１の重心を下げ上げすることにより、風車や付属設備の搭載前後を含む浮体構造全体の転倒安定度合いの操作を可能とする。

次に、浮体式洋上構造体基礎構造１ｂの製造方法について説明する。第２の実施形態と同様に、まず、底版５上に洋上構造体取付け部９を設置する。次に、図１１（ａ）に示すように、板状の部材を洋上構造体取付け部９の周囲に放射状に配置する。なお、図示した例では、板状部材の枚数は４枚であるが、所定の間隔で複数枚配置すれば枚数は特に限定されない。この板状の部材は、隔壁３１と支持壁７の両方を兼ねるものであるため、以下の説明において、適宜、この板状部材を隔壁３１又は支持壁７として説明する。なお、本実施形態では、隔壁３１（支持壁７）を底版５と洋上構造体取付け部９に結合することで強固な自立を促しているが、隔壁構造の無い（洋上構造体取付け部９に結合しない）底版５から立ち上がった支持壁７のみであってもよい。

次に、図１１（ｂ）に示すように、湾曲した曲面を有する分割本体部３５を隔壁３１の間に配置する。分割本体部３５はプレキャストコンクリート製であり、内部に緊張材の挿通部が設けられる。なお、支持壁７の表面に、分割本体部３５を下方から受ける受け部を設けておいてもよい。すなわち、支持壁７の表面に突起や仮設の受け金具を設けておき、分割本体部３５をこの突起上に設置してもよい。

それぞれの隔壁３１同士の間に分割本体部３５を配置すると、分割本体部３５の全体（及び分割本体部３５で挟み込まれた隔壁３１）で略円椀形状の浮体本体部３が形成される。この状態で、緊張材を縦方向及び周方向（又はヘリカル配置）によって緊張する。なお、分割本体部３５の下端において、緊張材は底版５に定着してもよく、洋上構造体取付け部９に定着してもよい。

第３の実施形態によれば、現場で効率よく浮体式洋上構造体基礎構造１ｂを製造することができる。また、浮体本体部３の内部を隔壁３１で仕切ることで、バラストの利用が可能となる。このため、浮体式洋上構造体基礎構造１ｂの喫水線やバランスを調整することができる。

なお、上述した説明において、略円椀形状の浮体本体部３としては、全体が曲面からなる形状の例を示したが、これには限られない。図１２（ａ）は、浮体式洋上構造体基礎構造１ｃを示す断面図、図１２（ｂ）は、浮体式洋上構造体基礎構造１ｃを示す平面図（蓋部の透視図）である。浮体式洋上構造体基礎構造１ｃに示すように、複数の分割本体部３５ａが積層されて浮体本体部３が形成されてもよい。それぞれの分割本体部３５ａは平面形状の板状部材であるが、水平方向の断面形状が略円形であり、下部側が閉塞し、下端側から上方に行くにつれて、徐々に外径が大きくなる部位を有し、上方が開口した形状を形成されるため、そのような形状も略円椀形状とみなす。このように、全体として略円椀形状であれば、部分的に直線状であってもよい。この小平面版から成る折板構造であれば、コンクリート製ではなく鋼製での同種形状も可能となる。

また、上述した略円椀形状の浮体本体部３は、全高にわたって、下方から上方に向かって徐々に外径が大きくなる形態を示したが、前述したようにこれには限られない。図１３（ａ）は、浮体式洋上構造体基礎構造１に洋上構造体１９を岸壁で設置した状態を示す図である。例えば、洋上構造体１９が大型化すると、これに伴い、基礎構造である浮体式洋上構造体基礎構造１も大型化する必要がある。このため、岸壁からの距離Ｅが長くなる。この場合、洋上構造体１９を吊り上げるクレーンのブームを遠くまで伸ばす必要があり、使用されるクレーンも大型化する。

そこで、図１３（ｂ）に示す浮体式洋上構造体基礎構造１ｄは、浮体本体部３の形状を縦長し、バラストにより高さを調整することで、洋上構造体１９のサイズアップに伴う浮力と揺れに対する安定性を確保するとともに、岸壁からの距離Ｆを伸ばすことなく、一定の距離で設定することができる。すなわち、浮体式洋上構造体基礎構造１ｄの浮体本体部３は、下方が前述した浮体式洋上構造体基礎構造１等の浮体本体部３（図１等）であり、その上に、径を略一定のまま、上方に円筒形状を伸ばしたものである。

図１４は、浮体式洋上構造体基礎構造１ｄの浮体本体部３を示す図である。なお、この場合には、曲面状の浮体本体部３の上方に、リング部材４１を積層することで、容易に高さを調整することができる。このため、洋上構造体１９のサイズが変わっても、リング部材４１の積層数を変えることで、容易に対応が可能である。すなわち、浮体本体部３は、径に対して深さ方向の寸法が大きく、浮体本体部３の下部が略円椀形状であり、浮体本体部３の上部が円筒形状とすることができる。

なお、この場合には、下方の略円椀形状においては、緊張材１３をヘリカル配置都し、上方のリング部材４１は、緊張材１３を円周方向及び縦方向配置としてもよい。上方のリング部材４１は、形状寸法によっては、緊張材１３を縦方向配置のみとしても円周方向に圧縮力が発生することから、円周方向の緊張材１３の省略可能となる場合もある。

また、上述した実施形態では、１基の洋上構造体１９に対して、１基の浮体式洋上構造体基礎構造１等のみを用いた例を示したが、これには限られない。図１５（ａ）は、一例として浮体式洋上構造体基礎構造１に加えて、複数のカラム２３を用いた基礎構造である。浮体式洋上構造体基礎構造１（浮体本体部３）の周囲には、周方向に一定の間隔で、複数のカラム２３が配置される。カラム２３は、例えば３つ以上配置される。

図１５（ｂ）は、カラム２３を示す図である。カラム２３は、上方が開口する略円椀形状の浮体本体部３ａと、浮体本体部３ａの下部に配置される底版５ａと、前記浮体本体部３ａの上部を塞ぐ蓋部１１ａと、浮体本体部３ａの側面と底版５ａの上面との間に、平面視において略放射状に配置される複数の支持壁７ａ等からなる。浮体本体部３ａ、底版５ａ、支持壁７ａ、７ｂ、蓋部１１ａは、プレストレストコンクリート製である。

カラム２３の浮体本体部３ａ、底版５ａ、支持壁７ａ、７ｂ、蓋部１１ａは、浮体式洋上構造体基礎構造１の浮体本体部３、底版５、支持壁７、蓋部１１等に対応する。すなわち、カラム２３は、洋上構造体取付け部９を除き、浮体式洋上構造体基礎構造１と略同様の構成である。

図１６は、図１５（ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。前述したように、浮体式洋上構造体基礎構造１では、浮体本体部３の周囲に所定の間隔で支持壁７が配置されるが、本実施形態では、浮体式洋上構造体基礎構造１と隣り合うカラム２３が支持壁７ｂで連結される。支持壁７ｂは、支持壁７、７ａよりも厚みが厚く、一端側が、浮体式洋上構造体基礎構造１の浮体本体部３及び底版５に接合され、他端側がカラム２３の浮体本体部３ａ及び底版５ａに接合される。

なお、浮体式洋上構造体基礎構造１とカラム２３との連結方法は特に限定されず、支持壁７ｂを用いずに、他の部材で底版５と底版５ａを接合してもよく、浮体本体部３と浮体本体部３ａを接合してもよい。すなわち、浮体式洋上構造体基礎構造１の浮体本体部３又は底版５と、カラム２３の浮体本体部３ａ又は底版５ａが連結されればよい。

このように、複数のカラム２３を用いることで、浮体式洋上構造体基礎構造１のサイズを小さくすることができる。なお、カラム２３の浮体本体部３ａは、浮体式洋上構造体基礎構造１の浮体本体部３と略同一のサイズで図示したが、浮体本体部３よりも浮体本体部３ａを小さくてもよい。または、浮体本体部３よりも浮体本体部３ａを大きくしてもよい。

また、浮体式洋上構造体基礎構造の一部を漁礁として使用することもできる。図１７に示す例では、支持壁７の一部にネット３７が固定される。ネット３７は、藻場固定部であり、海藻類の胞子体や配偶体などをつけたロープ等を固定することができる。支持壁は波浪や潮流の影響を低減し、海藻類・魚介類やその稚魚・幼生の成長を促進する。なお、喫水が浅い場合には太陽光が及ぶため、支持壁７ではなく、底版５の上面に配置してもよい。支持壁７の側面にネット３７を固定する場合には、その下方に足場３９を設けてもよい。すなわち、支持壁７の側面に足場３９を突出させておき、その上方にネット３７を固定してもよい。足場は着脱式にしてもよい。ネット３７の固定には、アイボルトやＵ字状の固定部材などが使用できる。また、支持壁７の表面にあらかじめ凹凸を形成して、海藻等が付着しやすくしてもよい。さらに海藻は人工的な物でもよく、これにより浮体設置後に海藻等の成長を促す。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例また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。

例えば、各実施形態における構成は、互いに組み合わせることができることは言うまでもない。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ………浮体式洋上構造体基礎構造
３、３ａ………浮体本体部
５、５ａ………底版
７、７ａ、７ｂ………支持壁
９………洋上構造体取付け部
１１、１１ａ………蓋部
１３、１３ａ………緊張材
１５………係留索
１９………洋上構造体
２１………リング状部材
２３………カラム
２５………上型枠
２７………下型枠
２９………支保工
３１………隔壁
３３………セグメント
３５、３５ａ………分割本体部
３７………ネット
３９………足場
４１………リング部材

Claims (11)

1. 上方が開口し、少なくとも下部が略円椀形状のコンクリート製の浮体本体部と、
   前記浮体本体部の下部に配置されるコンクリート製の底版と、
   前記浮体本体部の側面と前記底版の上面との間に配置される複数の支持壁と、
   前記浮体本体部の内部に形成される洋上構造体取付け部と、
   前記浮体本体部の天端を覆う蓋部と、
   を具備することを特徴とする浮体式洋上構造体基礎構造。
2. 平面視において、前記浮体本体部は前記底版からはみ出さず、前記底版の少なくとも一部は、前記浮体本体部からはみ出すことを特徴とする請求項１記載の浮体式洋上構造体基礎構造。
3. 前記洋上構造体取付け部は、略円筒状のプレストレストコンクリート製であり、前記洋上構造体取付け部の頂部に鋼製のリング状部材が配置され、緊張材の一端が、前記リング状部材に定着されることを特徴とする請求項１記載の浮体式洋上構造体基礎構造。
4. 前記浮体本体部はプレストレストコンクリート製であり、少なくとも前記浮体本体部の下方は、緊張材がヘリカル配置されていることを特徴とする請求項１記載の浮体式洋上構造体基礎構造。
5. 前記浮体本体部に配置される緊張材の一端が、前記底版に定着されることを特徴とする請求項４記載の浮体式洋上構造体基礎構造。
6. 前記蓋部又は前記浮体本体部の上部に係留索が取り付けられることを特徴とする請求項１記載の浮体式洋上構造体基礎構造。
7. 前記浮体本体部の周囲に、複数のカラムが配置され、
   前記カラムは、コンクリート製であり、上方が開口する略円椀形状の他の浮体本体部と、前記他の浮体本体部の下部に配置される他の底版と、前記他の浮体本体部の上部を塞ぐ他の蓋部と、前記他の浮体本体部の側面と前記他の底版の上面との間に、平面視において略放射状に配置される複数の他の支持壁を具備し、
   前記浮体本体部又は前記底版と、他の浮体本体部又は前記他の底版が連結されることを特徴とする請求項１記載の浮体式洋上構造体基礎構造。
8. 前記支持壁は、平面視において略放射状に配置されることを特徴とする請求項１記載の浮体式洋上構造体基礎構造。
9. 少なくとも一部の前記支持壁は、平面視において互いに平行に配置されることを特徴とする請求項１記載の浮体式洋上構造体基礎構造。
10. 前記支持壁には、藻場を固定するための藻場固定部が配置されることを特徴とする請求項１記載の浮体式洋上構造体基礎構造。
11. 前記浮体本体部の内部が隔壁によって区画されていることを特徴とする請求項１記載の浮体式洋上構造体基礎構造。

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