JP3564285B2 - 浮体構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浮倉庫，浮体工場，浮プラットフォーム等に用いられる浮体に関し、特に岸壁へ一端部を連結できるようにした浮体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、海上空間を土地として利用したい場合、岸から離れると急激に水深が深くなるような海域では、埋立が難しいという問題点がある。
【０００３】
そこで図６に示すように岸壁１の近くで海底２に浮体３を係留しようとすると、海底２に大規模な係留構造７が必要となり、高コストとなる。これを避けるには、図７に示すように浮体３の一端部を岸壁１に付けて固定するのが有効であるが、こうすると地震の影響を岸壁１からじかに受けるため、地震に強いという浮体３の利点が失われる恐れがある。また、浮体３が岸壁１の１辺だけで完全に固定されると、潮位の変動に応じて浮体３に鉛直方向の撓み変形が生じ、強度的に厳しくなることが懸念される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の従来の技術についての考察に基づき、岸壁へ浮体の一端部を適切に連結することにより、地震に強い浮体の利点を生かしながら海上空間を有効に利用できるようにした浮体構造を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明の浮体構造は、端部構造物と、同端部構造物の端部に一端を結合された中間浮体構造物と、同中間浮体構造物の他端に一端を結合された主浮体構造物とを含む浮体構造において、上記端部構造物が上記の中間浮体構造物および主浮体構造物のいずれよりも強度的に弱く変形しやすい構造物とされ、上記中間浮体構造物には同構造物の内部を仕切る多数の隔壁が設けられたことを特徴としている。
【０００６】
上述の本発明の浮体構造では、岸壁に隣接して水面に浮かび上部空間を利用しうるように設けられる浮体が、端部構造物と、同端部構造物の端部に一端を結合された中間浮体構造物とをそなえるとともに、同中間浮体構造物の他端に一端を結合された主浮体構造物をそなえて構成されて、上記の端部構造物が他の中間構造物や主浮体構造物よりも強度的に弱く変形しやすいものとされるので、同端部構造物を岸壁に連結した状態で大地震が発生した場合、岸壁から上記浮体に伝達される地震のエネルギーの大部分は上記端部構造物を変形破損させるためのエネルギーとして吸収されるようになる。
【０００７】
そして、残余の伝達エネルギーで上記中間浮体構造物が破損し浸水事故を起こしても、同中間浮体構造物の内部を仕切る多数の隔壁により被害を最小限度にとどめることができ、このようにして、上記主浮体構造物には被害が及ばないようにすることができる。
【０００８】
また、本発明の浮体構造は、上述の基本構成において、上記端部構造物が浮体構造物とされ、同端部構造物の一端が、上記岸壁の壁面に沿い上下動可能に、同岸壁に対し上下動スライド式係合機構を介して連結されていることを特徴としている。
【０００９】
このように上記端部構造物の一端が上下動スライド式係合機構により岸壁の壁面に沿い上下動可能に設けられていると、地震の上下動成分に対処できるほか、潮位の変動に応じて浮体全体が支障なく昇降できるので、浮体に生じる撓みを十分に抑制することができる利点がある。
【００１０】
さらに、本発明の浮体構造は、前述の基本構成において、上記端部構造物が浮体構造物とされ、同端部構造物の一端が、上記岸壁に対し少なくとも水平軸線のまわりの回動を許容する枢着機構を介して連結されるとともに、同端部構造物の他端が上記中間浮体構造物の一端に対し少なくとも水平軸線のまわりの回動を許容する枢着機構を介して連結されていることを特徴としている。
【００１１】
このように、浮体構造物としての端部構造物と岸壁との間に枢着機構が介装されるとともに、同端部構造物と上記中間浮体構造物との間にも枢着機構が介装されて、各枢着機構により少なくとも水平軸線のまわりの回動が許容されるようになっていると、大地震の発生時や潮位の変動に対して、上記端部構造物の姿勢変化により安全に対処することが可能となり、上記中間浮体構造物や同中間浮体構造物に結合された主浮体構造物も安全に保たれるようになる。
【００１２】
また、本発明の浮体構造は、前述の基本構成において、上記端部構造物が、上記の岸壁と中間浮体構造物とにそれぞれ剛結合された梁状構造物として屈曲変形可能に設けられていることを特徴としている。
【００１３】
このように、浮体の端部構造物が梁状構造物として両端をそれぞれ岸壁と中間浮体構造物とに剛結合され、同梁状構造物が屈曲変形可能に構成されていると、大地震の発生時や潮位の変動時には岸壁と浮体との相対的変位が上記端部構造物の屈曲変形により吸収されるので、同端部構造物に順次結合された中間浮体構造物や主浮体構造物は影響を受けることが少なく、十分に安全性を維持できるようになる。
【００１４】
さらに、本発明の浮体構造は、前述の基本構成において、上記端部構造物が浮体構造部とされ、同端部構造物が、上記岸壁の壁部に沿い水面下に形成された水平支持面に、摩擦係合状態で載置されていることを特徴としている。
【００１５】
このように、浮体の端部構造物が岸壁の壁部に沿う水面下の水平支持面に載置されて摩擦係合により拘束されていると、大地震の発生時に上記端部構造物が屈曲変形したり破壊されたりしても、同端部構造物に順次結合された中間浮体構造物や主浮体構造物は損傷を免れて残り、被害を最小限度にとどめることができる。また上記中間浮体構造物まで損傷が及んでも、同中間浮体構造物の内部が多数の隔壁で仕切られているため、外水の浸入は十分に抑制されるようになる。
【００１６】
また潮位の低下に伴い上記浮体は撓むが、その端部構造物の岸壁側の端部が自由端になっているので、撓みに伴う応力の発生は厳しくはならない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態について説明すると、図１は本発明の第１実施形態としての岸壁連結式浮体構造の側面図、図２は図１のＤ−Ｄ矢視拡大平面図であり、図３（ａ），（ｂ）は本発明の第２実施形態としての岸壁連結式浮体構造を示すもので、図３（ａ）はその側面図、図３（ｂ）はその干潮時の側面図であり、図４（ａ），（ｂ）は本発明の第３実施形態としての岸壁連結式浮体構造を示すもので、図４（ａ）はその側面図、図４（ｂ）はその干潮時の側面図であり、図５（ａ），（ｂ）は本発明の第４実施形態としての岸壁連結式浮体構造を示すもので、図５（ａ）はその側面図、図５（ｂ）はその干潮時の側面図である。
【００１８】
まず本発明の第１実施形態について説明すると、図１および図２に示すように、岸壁１に沿う海底２の水深が深い領域で、海上空間を利用するため巨大な浮体３が設けられており、同浮体３は岸壁１に一端を連結された端部構造物Ａと、同端部構造物Ａの多端に一端を結合された中間浮体構造物Ｂと、同中間浮体構造物Ｂの他端に一端を結合された主浮体構造物Ｃとを含んで構成されている。
【００１９】
そして、端部構造物Ａは中間浮体構造物Ｂおよび主浮体構造物Ｃのいずれよりも強度的に弱く変形しやすい構造物とされ、中間浮体構造物Ｂにはその内部を仕切る多数の図示しない隔壁が設けられている。
【００２０】
上述のような基本構成において、この第１実施形態では、特に端部構造物Ａも浮体構造物とされ、その一端は、岸壁１の壁面に沿い上下動できるように、同岸壁１に対し上下動スライド式係合機構４を介して連結されている。
【００２１】
なお、浮体構造物としての端部構造物Ａが、中間浮体構造物Ｂや主浮体構造物Ｃと比べて強度的に弱く変形しやすくなるための構造としては、例えばフレームに外板を張設した浮体構造物の場合、フレームの断面積を小さくしたりフレーム間隔を大きくしたりするほか、外板を薄くしたり外板の一部に波形鋼板を用いたりすることが行なわれる。
【００２２】
また、この浮体３に所要の施設が搭載される際に、重要な施設は主浮体構造物Ｃに装備されるようになっている。
【００２３】
上述の本実施形態の岸壁連結式浮体構造では、岸壁１に隣接して水面に浮かび上部空間を利用しうるように設けられる浮体３が、岸壁１に一端を連結された端部構造物Ａと、同端部構造物Ａの他端に一端を結合された中間浮体構造物Ｂとをそなえるとともに、同中間浮体構造物Ｂの他端に一端を一体的に結合された主浮体構造物Ｃをそなえて構成されて、端部構造物Ａが他の中間浮体構造物Ｂや主浮体構造物Ｃよりも強度的に弱く変形しやすいものとされるので、大地震が発生した場合、岸壁１から浮体３に伝達される地震のエネルギーの大部分は端部構造物Ａの変形破損に要するエネルギーとして吸収されるようになる。
【００２４】
そして、残余の伝達エネルギーで中間浮体構造物Ｂが破損し浸水事故を起こしても、同中間浮体構造物Ｂの内部を仕切る多数の隔壁により被害を最小限度にとどめることができ、このようにして、主浮体構造物Ｃには被害が及ばないようにすることができる。
【００２５】
さらに、本実施形態の岸壁連結式浮体構造は、前述の基本構成において、端部構造物Ａの一端が上下動スライド式係合機構４により岸壁１の壁面に沿い上下動可能に設けられているので、地震の上下動成分に対処できるほか、潮位の変動に応じて浮体３全体が支障なく昇降できるので、浮体３に生じる撓みを十分に抑制することができる利点がある。
【００２６】
次に図３（ａ），（ｂ）に示す本発明の第２実施形態について説明すると、この場合も前述の基本構成は第１実施形態と同様にそなえている。
すはわち、岸壁１に沿う海底２の水深が深い領域で、海上空間を利用するため巨大な浮体３が設けられており、同浮体３は岸壁１に一端を連結された端部構造物Ａと、同端部構造物Ａの他端に一端を結合された中間浮体構造物Ｂと、同中間浮体構造物Ｂの他端に一端を結合された主浮体構造物Ｃとを含んで構成されている。
【００２７】
そして、端部構造物Ａは中間浮体構造物Ｂおよび主浮体構造物Ｃのいずれよりも強度的に弱く変形しやすい構造物とされ、中間浮体構造物Ｂにはその内部を仕切る多数の図示しない隔壁が設けられている。
【００２８】
上述のような基本構成において、この第２実施形態では、特に端部構造物Ａの一端が、岸壁１に対し少なくとも水平軸線のまわりの回動を許容する枢着機構（例えばピン継手あるいは自在継手）６を介して連結されるとともに、同端部構造物Ａの他端が中間浮体構造物Ｂの一端に対し少なくとも水平軸線のまわりの回動を許容する上記と同様の枢着機構６を介して連結されている。
【００２９】
上述の第２実施形態では、その基本構成による前述の作用効果が得られるほか、次のような作用効果が得られるようになる。
すなわち、浮体構造物としての端部構造物Ａと岸壁１との間に枢着機構６が介装されるとともに、同端部構造物Ａと中間浮体構造物Ｂとの間にも枢着機構６が介装されて、各枢着機構６により少なくとも水平軸線のまわりの回動が許容されるようになっているので、大地震の発生時や潮位の変動に対して、図３（ｂ）に示すような端部構造物Ａの姿勢変化により安全に対処することが可能となり、中間浮体構造物Ｂや同中間浮体構造物Ｂに一体に結合された主浮体構造物Ｃも安全に保たれるようになる。
【００３０】
次に図４（ａ），（ｂ）に示す本発明の第３実施形態では、前述の基本構成において、端部構造物Ａが、岸壁１と中間構造物Ｂとにそれぞれ剛結合された梁状構造物として屈曲変形可能に設けられている。
【００３１】
このように、浮体３の端部構造物Ａが梁状構造物として両端をそれぞれ岸壁１と中間浮体構造物Ｂとに剛結合され、同梁状構造物が屈曲変形可能に構成されていると、大地震の発生時や潮位の変動時には岸壁１と浮体３との相対的変位が、図４（ｂ）に示すように、端部構造物Ａの屈曲変形により吸収されるので、前述の基本構成による作用効果と相まって、同端部構造物Ａに順次結合された中間浮体構造物Ｂや主浮体構造物Ｃは影響を受けることが少なく、十分に安全性を維持できるようになる。
【００３２】
さらに、図５（ａ），（ｂ）に示す本発明の第４実施形態としての岸壁連結式浮体構造では、前述の基本構成において、端部構造物Ａが浮体構造物とされ、その内部へのバラスト水の注入により、同端部構造物Ａは、岸壁１の壁部に沿い水面下に形成された水平支持面５に、摩擦係合状態で載置されるようになっている。
【００３３】
このように、浮体３の端部構造物Ａが岸壁１の壁部に沿う水面下の水平支持面５に載置されて摩擦係合により拘束されていると、大地震の発生時に端部構造物Ａが図４（ｂ）に示すように屈曲変形したり破壊されたりしても、同端部構造物Ａに順次結合された中間浮体構造物Ｂや主浮体構造物Ｃは損傷を免れて残り、被害を最小限度にとどめることができる。また中間浮体構造物Ｂまで変形や損傷が及んでも、同中間浮体構造物Ｂの内部が多数の隔壁で仕切られているため、外水の浸入は十分に抑制されるようになる。
【００３４】
また潮位の低下に伴い浮体３は撓むが、その端部構造物Ａの岸壁側の端部が自由端になっているので、撓みに伴う応力の発生は厳しくはならない。なお、水平支持面５を形成する手段としては、図示のごとく海底２から基礎構造を築き上げる代わりに、岸壁１の壁部から海中へ突出する棚状の突起物を設けるようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の浮体構造によれば次のような効果が得られる。
（１） 岸壁に隣接して水面に浮かび上部空間を利用しうるように設けられる浮体が、端部構造物と、同端部構造物の端部に一端を結合された中間浮体構造物とをそなえるとともに、同中間浮体構造物の他端に一端を結合された主浮体構造物をそなえて構成されて、上記の端部構造物が他の中間構造物や主浮体構造物よりも強度的に弱く変形しやすいものとされるので、同端部構造物を岸壁に連結した状態で大地震が発生した場合、岸壁から上記浮体に伝達される地震のエネルギーの大部分は上記端部構造物の変形破損の際に吸収されるようになる。そして、残余の伝達エネルギーで上記中間浮体構造物が浸水事故を起こしても、同中間浮体構造物の内部を仕切る多数の隔壁により被害を最小限度にとどめることができ、このようにして、上記主浮体構造物には被害が及ばないようにすることができる。（請求項１）
（２） 上記端部構造物の一端が上下動スライド式係合機構により岸壁の壁面に沿い上下動可能に設けられていると、地震の上下動成分に対処できるほか、潮位の変動に応じて浮体全体が支障なく昇降できるので、浮体に生じる撓みを十分に抑制することができる。（請求項２）
（３） 浮体構造物としての端部構造物と岸壁との間に枢着機構が介装されるとともに、同端部構造物と上記中間浮体構造物との間にも枢着機構が介装されて、各枢着機構により少なくとも水平軸線のまわりの回動が許容されるようになっていると、大地震の発生時や潮位の変動に対して、上記端部構造物の姿勢変化により安全に対処することが可能となり、上記中間浮体構造物や同中間浮体構造物に結合された主浮体構造物も安全に保たれるようになる。（請求項３）
（４） 浮体の端部構造物が梁状構造物として両端をそれぞれ岸壁と中間浮体構造物とに剛結合され、同梁状構造物が屈曲変形可能に構成されていると、大地震の発生時や潮位の変動時には岸壁と浮体との相対的変位が上記端部構造物の屈曲変形により吸収されるので、同端部構造物に順次結合された中間浮体構造物および主浮体構造物は影響を受けることが少なく、十分に安全性を維持できるようになる。（請求項４）
（５） 浮体の端部構造物が岸壁の壁部に沿う水面下の水平支持面に載置されて摩擦係合により拘束されていると、大地震の発生時に上記端部構造物が屈曲変形したり破壊されたりしても、同端部構造物に順次結合された中間浮体構造物や主浮体構造物は損傷を免れて残り、被害を最小限度にとどめることができる。また上記中間浮体構造物まで損傷が及んでも、同中間浮体構造物の内部が多数の隔壁で仕切られているため、水の浸入は十分に抑制されるようになる。また潮位の低下に伴い上記浮体は撓むが、その端部構造物の岸壁側の端部が自由端になっているので、撓みに伴う応力の発生は厳しくはならない。（請求項５）
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としての浮体構造の側面図である。
【図２】図１のＤ−Ｄ矢視拡大平面図である。
【図３】本発明の第２実施形態としての浮体構造を示すもので、（ａ）図はその側面図、（ｂ）図はその干潮時の側面図である。
【図４】本発明の第３実施形態としての浮体構造を示すもので、（ａ）図はその側面図、（ｂ）図はその干潮時の側面図である。
【図５】本発明の第４実施形態としての浮体構造を示すもので、（ａ）図はその側面図、（ｂ）図はその干潮時の側面図である。
【図６】従来の岸壁近傍設置型の浮体構造の一例を示す側面図である。
【図７】従来の岸壁連結式浮体構造の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 岸壁
２ 海底
３ 浮体
４ 上下動スライド式係合機構
５ 水平支持面
６ 枢着機構
７ 係留構造
Ａ 端部構造物
Ｂ 中間浮体構造物
Ｃ 主浮体構造物

Claims (5)

1. 端部構造物と、同端部構造物の端部に一端を結合された中間浮体構造物と、同中間浮体構造物の他端に一端を結合された主浮体構造物とを含む浮体構造において、上記端部構造物が上記の中間浮体構造物および主浮体構造物のいずれよりも強度的に弱く変形しやすい構造物とされ、上記中間浮体構造物には同構造物の内部を仕切る多数の隔壁が設けられたことを特徴とする、浮体構造。
2. 請求項１に記載の浮体構造において、上記端部構造物が浮体構造物とされ、同端部構造物の一端が、上記岸壁の壁面に沿い上下動可能に、同岸壁に対し上下動スライド式係合機構を介して連結されていることを特徴とする、浮体構造。
3. 請求項１に記載の浮体構造において、上記端部構造物が浮体構造物とされ、同端部構造物の一端が、上記岸壁に対し少なくとも水平軸線のまわりの回動を許容する枢着機構を介して連結されるとともに、同端部構造物の他端が上記中間浮体構造物の一端に対し少なくとも水平軸線のまわりの回動を許容する枢着機構を介して連結されていることを特徴とする、浮体構造。
4. 請求項１に記載の浮体構造において、上記端部構造物が、上記の岸壁と中間浮体構造物とにそれぞれ剛結合された梁状構造物として屈曲変形可能に設けられていることを特徴とする、浮体構造。
5. 請求項１に記載の浮体構造において、上記端部構造物が浮体構造物とされ、同端部構造物が、上記岸壁の壁部に沿い水面下に形成された水平支持面に、摩擦係合状態で載置されていることを特徴とする、浮体構造。

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