JP2792220B2 - 滑動免震式海洋構造物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は滑動免震式海洋構造物に関し、主として、
ドライドック内で構築され、曳航後現地に沈設・据え付
けて建設される海洋構造物（例えば海洋立地型廃棄物処
理施設、海洋立地型火力および原子力発電所、海洋石油
開発用プラットフォーム、海洋レジャー施設、着桟設
備、海洋立地型ホテルおよびレストラン等）を鋼製、鉄
筋またはプレストレストコンクリート製、鋼コンクリー
トのハイブリッド製およびそれらを組合せて建設する場
合に適用されるものである。

前記の様な滑動免震式構造物であれば設置場所は海洋
のみならず湖、河川などの水面なら全て適用可能であ
る。

また、滑動免震式構造物であればドライドック内製作
・曳航・沈設据付する工法に限らず水面を絞切り建設さ
れる構造物にも適用可能である。

〔従来の技術〕

滑動免震式海洋構造物の一般的な建設方法は下記の手
順からなる。

ドライドック内で構造物を建造する。

ドライドックに注水して構造物本体を浮遊状態とし
て設備を艤装する。

浮遊状態の構造物を現地へ曳航する。

バラスト水を注水して構造物を沈設し、据え付け
る。

潮位差、潮流、高潮、波、風、地震、氷圧力などに
対し浮き上がったり、滑動変位しないように必要に応じ
砂バランスの投入、コンクリートバラストの打設などに
より、重量を付加して外力に対する抵抗を増す。なお、
手順はドライドックにて行う場合もある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のような従来工法による重力着底式海洋物を、日
本など地震域の沿岸、湾内、沖合の海または潮、河川な
どに建設しようとする場合、以下の問題がある。

（１） 従来の方法では、地震に対して滑動しないよう
重量を付加するために、地震慣性力が増し、充分な滑動
の安全率を確保することが難しい。

（２） 海洋構造物は陸上構造物に比べ、浮力を受けて
おり、さらに地震時には、まわりの海水による動水圧も
受けることになり、滑動の安全率を確保することが容易
でない。

（３） 従来の方法では、構造物に重量を付加するの
で、再移動や撤去は困難である。

（４） また、海底が軟弱である場合は地盤改良などの
工費がかさむばかりでなく、重力式の海洋構造物の建設
が不可能となる場合もある。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解説するためこの発明に係る滑動免震式海
洋構造物は、以下の構成をなすものである。

（１） 構造物本体の重量を潮位差、潮流、高潮、波、
風、氷圧力などに対し浮き上がったり、滑動変位しない
程度に注水するのみとして重量の軽減化を図る。

（２） 地震時には少々の滑動変位を許すことによる滑
動免震機能を持たす設計思想を導入するかたわら、万一
の異常な自然現象を考慮して海洋構造物の滑動変位を抑
制するため抗式変位抑制装置を設置する。

（３） 潮位差、潮流、波、風、氷圧力などおよび生起
頻度の高い小規模な地震荷重に対し浮き上がったり、滑
動変位しないように注水する。

また、必要に応じ砂またはコンクリートバラストなど
の固定バラストを付加する。

（４） 設計地震（本体構造物の応力度が降伏点または
短期許容応力度以下となるよう設計される対象の地震）
に対しては、滑動を許すが抗式変位抑制装置により最大
滑動量は限定される。

（５） 事故荷重（歴史的または地質学的の考えうる最
大級の地震または船舶の衝突などの事故荷重）に対して
は、滑動を許すと同時に、構造物は致命的破壊に至らな
いように設計する。この場合、抗式変位抑制装置の構造
強度は本体構造物よりも弱く設計し、破壊を許容する構
造とする。

（６） 抗式変位抑制装置は滑動免震式海洋構造物を貫
通して抗を打ち込み、当該抗頭にゴム防舷材または木材
などの防衝材を取り付けた構造とする。

〔作 用〕

（１） 潮位差、潮流、波、風、氷圧力などおよび生起
頻度の高い地震荷重（例えば再起確率50年以下）に対し
浮き上がったり、滑動変位しない。

（２） 設計地震（例えば再起確率50年を越え200年以
下）に対しては滑動変位はするが、抗式変位抑制装置に
より最大変位は限定され、本体構造物の機能は確保され
る。

（３） 事故荷重に対して最悪の場合、抗式変位抑制装
置は破壊に至るが、本体構造物は局部破壊があっても致
命的な破壊には至らず、または他の海洋、港湾施設へ悪
影響を及ぼすこともない。

〔実施例〕

以下この発明を図示する一実施例に基づいて説明す
る。

第１図、第２図、第３図および第４図は、海洋石油プ
ラットフォームに適用した重力着底滑動免震式海洋構造
物を示したもので、図中、番号１は構造物本体、２は海
底面、３は変位制御装置、４は設備空間、５は水バラス
ト、６は水バラスト空間、７は上載空間、８は砂バラス
ト、そして、９はバラストポンプである。

図に示すように、設備用空間４とバラスト用空間６を
有する中空の構造物本体１はドックにおいて構築される
ものである。

そして、構造物本体１は上載設備７を搭載した状態で
現地に曳航され、現地にて水バラスト５を注水して海底
面２の上に直接据え付けられ、必要に応じて砂バラスト
８が投入されている。また、構造物本体１内に立設され
たガイドパイプ3fの内部に変位抑制抗3aが立設され、か
つ海底の地盤中の打ち込まれている。

変位抑制抗3aの頭部は鋼板などからなる補強部材3bに
よって変形しないように補強されている。また、変位抑
制抗3aの頭部には、ゴム防舷材または木材などの防衝材
3cを取り付けた防衝キャップ3c,3d,3eが被せられてい
る。

構造物本体１を再移動または撤去する場合は、先ず、
防衝キャップ3c,3d,3eを外す。

次に、構造物本体１の内部から変位抑制抗3aを海底面
以下で切断し、次に、砂バラスト８を撤去し、さらにバ
ラストポンプ９により水バラスト５を排水することによ
り、構造物本体１は再浮上し移動可能となる。

〔発明の効果〕

（１） 海底に着底しているので潮位差、潮流、波、
風、氷圧力などに対しては浮体構造物のように動揺する
ことはない。

また、設備を含む海洋構造物の通常の設計寿命の間に
１回起こるかもしれないような地震荷重（例えば再起確
率50年以下）対しては通常の固定された構造物と同様に
滑動変位はない。

（２） 設計地震および事故荷重に対しては、滑動変位
を許すことにより免震効果が期待出来、本体構造物及び
上載設備に働く地震力を軽減することができる。

（３） 最悪の場合、抗式変位抑制装置は破壊に至る
が、破壊の過程において大きな地震エネルギーを吸収す
ることにより、本体構造物の致命的破壊を回避すること
ができる。

また、浮遊したり大変位をして他の港湾施設への衝
突、あるいは航路閉塞や油流出等による海洋汚濁等の悪
影響を及ぼすことも回避できる。

（４） 再移動や撤去が可能である。

（５） 設計地震および事故荷重後に本体構造物に残留
変位を生じ不都合を来した場合は、バラスト水を撤去し
て接地圧を無くするか、または非常に小さくした状態で
位置修正が可能である。

（６） 海底が軟弱であっても大規模な地盤改良をせず
に、滑動免震式海洋構造物の建設が可能である。

（７） 経済的に滑動免震式海洋構造物を建設すること
が可能である。

（８） 変位抑制位置が構造物本体内に設置されている
ことにより、変位抑制装置の施工および施工後の保守・
点検作業、さらには再移動などの全ての作業を地上で行
うことができるので、確実な施工と安全施工が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図および第４図は海洋石油プラッ
トフォームとして構築された滑動免震式海洋構造物を示
したもので、第１図はその平面図、第２図はその断面
図、第３図は防衝装置の平面図、第４図はその断面図で
ある。 １……構造物本体、２……海底面、３……抗式変位抑制
装置、3a……変位抑制抗、3b……補強部材、3c……ゴム
防舷材または木材などの防緩材、3d,3e……鋼製キャッ
プ、3f……ガイドパイプ、４……設備用空間、５……水
バラスト、６……水バラスト空間、７……上載設備、８
……砂バラスト、９……バラストポンプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E02D 27/34 E02B 17/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水バラストの注水により水面下に沈設して
   地盤に対する接地圧の調整と地震時における少々の滑動
   変位が可能なように建設され、かつ有害な滑動変位を抑
   制する変位抑制装置を備えてなる滑動免震式海洋構造物
   において、前記変位抑制装置は構造物本体内に立設され
   たガイドパイプとこのガイドパイプ内に立設され、かつ
   海底地盤中に打ち込まれた変位抑制抗とこの変位抑制抗
   の上端部に取り付けられた防衛キャップとを有して構成
   してあることを特徴とする滑動免震式海洋構造物。