JP3744803B2

JP3744803B2 - 浮体係留用繊維ロープ

Info

Publication number: JP3744803B2
Application number: JP2001063746A
Authority: JP
Inventors: 洋一首藤; 貴之永福
Original assignee: 東京製綱繊維ロープ株式会社
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2021-03-07
Also published as: JP2002264884A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は浮体係留用繊維ロープに関する。
【０００２】
【従来の技術】
繊維ロープは漁業、船舶などの広い分野で汎用されているが、浮体を緊張条件下で１０００〜７０００ｍ程度の深度の水底から係留する場合、たとえば、一点係留型中層型浮漁礁、水面係留型海洋観測ブイ、初期張力を付加して行なうケーソン等の構造物においては、係留ロープを所定の長さにして設置することが肝要である。
【０００３】
かかるロープ長さを設定する方法として、従来では、ＪＩＳ規格に規定されている方法ないしそれに類する方法すなわち、載荷が容易で相対的に低い荷重（初荷重程度、具体的には１００〜２００ｋｇ程度）をかけるか、もしくは無荷重で測長し、１回荷重積荷による荷重伸び曲線を適用して校正を行なうか、あらかじめ使用荷重を載荷したロープの単位長さあたりの重量を計測し、無荷重ロープの長さを重量にて校正する方法で求めていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の繊維ロープでは、実際の使用条件と異なる条件で測長されるので、長さ精度が実情にマッチせず、たとえば中層係留の場合に、所定の水深に浮体を維持できず、浮体が海面上に浮上してしまったり、逆に設定よりも深い水深に沈んでしまうことが多くなる。また、水面係留浮体の場合には、浮体が水没したり、緊張係留状態を維持できずスラック状態になることがある。このため、しばしば張り直し作業を行うことが必要となり、その場合にも長さの設定に手間と時間がかかるため、多大なコストがかかるという問題があった。
【０００５】
本発明は前記のような問題を解消するためになされたもので、その目的とするところは、一点係留型中層型浮漁礁や水面係留型海洋観測ブイなどの浮体を所定の位置に精度よく確実に係留することが出来る浮体係留用繊維ロープを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、浮体を緊張条件下で係留するための繊維ロープであって、該繊維ロープが、使用時に加わる荷重に略匹敵する荷重または使用時に加わる荷重の１／３以上の荷重を付加しつつ測長された長さ寸法から使用時荷重における構造伸び分を補正して短くした長さに設定されていることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明は、浮体を緊張条件下で係留するための繊維ロープであって、該繊維ロープが、使用時に加わる荷重に略匹敵する荷重または使用時に加わる荷重の１／３以上の荷重を付加しつつ測長された長さを、使用時荷重に対応する最終回荷重負荷時の伸び率ｄ１と、前記測長時荷重に対応する第１回目荷重負荷時の伸び率ｄ２との伸び率変化分ｄ３（ｄ 1 −ｄ２）だけ短く計尺した寸法としていることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
図１ないし図４は本発明による浮体係留用繊維ロープの一実施例を示しており、図１は使用状態を示している。（ａ）は浮体を水面上に係留した場合を、（ｂ）は浮体（たとえば浮き漁礁）を水面下に緊張係留した例をそれぞれ示しており、図１（ａ）において、１は本発明繊維ロープであり、上端が浮体２に連結され、下端が水底のアンカー３に連結されている。図１（ｂ）においては、本発明繊維ロープ１は上部ロープ１ａと下部ロープ１ｂを接続しており、浮体２は上部ロープ１ａに連結され、水面ＳＦから所定の距離ｌを置いた部位に保持されている。
【０００９】
本発明繊維ロープ１の構造と繊維材質の限定はなく、任意である。図２は構造例を示しており、（ａ）は三つ打ち、（ｂ）は八つ打ち、（ｃ）は１２打ち、（ｄ）は二重組紐、（ｅ）は外周に樹脂１０を被覆したロープである。このほか、ストランド被覆ロープ、ワイヤ外装ロープなどが選択的に使用される。
また、繊維材質としては、ナイロン、テトロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステルなどで代表される汎用合成繊維、アラミド、ポリアリレート、超高密度ポリエチレンなどで代表される高性能繊維の１種または複数種を組み合わせたものが挙げられる。
【００１０】
前記本発明繊維ロープ１は、初荷重（ロープが伸展せずに真っすぐに張られる程度の荷重）や質量から決められた長さではなく、使用時にロープに加えられる荷重の少なくとも１／３程度に相当する荷重を負荷した状態で測長し、しかも使用荷重における構造伸び分を補正された長さＬを有している。
負荷荷重の下限を１／３としたのは、これ以下の負荷荷重での測長では長さ精度が悪くなり、実際に使用したときのバラツキが大きくなるからである。具体的には１ｔｏｎｆ程度以上である。
【００１１】
図３ないし図５は本発明繊維ロープ１の得られるまでの状態を模式的に示しており、まず、負荷を掛けていない製造ままの繊維ロープ（以下素ロープという）から称呼太さの３０倍以上の長さ試料を切出し、図３のように、両端にアイ加工を行なって試料ロープ１０を得る。この試料ロープ１０を支持部４，４´を有する試験機に掛け、支持部４´を液圧ラムなどで引っ張り、繰り返し荷重をかけて荷重伸びを測定する。
【００１２】
与える繰り返し荷重の最大荷重は、本発明繊維ロープ１の使用時にロープにかかる荷重すなわち係留張力（以下使用時荷重という）ＴＭよりも大きな値とし、繰り返しは少なくとも３回以上、好ましくは５〜７回である。試料ロープ１０は中央部分にたとえば３０または５０ｃｍの間隔でマークＡ，Ｂを付け、この標点Ａ，Ｂ間の伸びを連続的に測定する。
係留用ロープの使用荷重ＴＭは工事の設計時に計算される。この使用時荷重ＴＭは、通常、浮体２の浮力Ｎと潮流による力Ｆ、浮体の形状、ロープ形状、ロー長さ、潮流速をパラメータとして計算され、使用荷重ＴＭは浮力Ｎと潮流による力Ｆ（＝浮体抗力Ｆｇとロープ抗力Ｆｒ）の合成力となる。
【００１３】
図４は前記繰り返し荷重負荷で得られた荷重伸び曲線を模式的に示している。前記のように使用時荷重ＴＭは判明しているので、その使用時荷重ＴＭに対応する最終回荷重負荷時の伸び率ｄ１と、後述する素ロープに対する荷重負荷張力計尺時の荷重ＴＭ１に対応する第１回目荷重負荷時の伸び率ｄ２間の伸び率の変化ｄ３（ｄ１−ｄ２）を前記荷重伸び曲線から求めておく。
【００１４】
一方、素ロープ１´´を使用時荷重ＴＭと同じ荷重または該使用時荷重ＴＭの少なくとも１／３の荷重を掛けながら、この荷重負荷状態で長さを計測する。図５はオフラインで行なっている場合を、図６（ａ）（ｂ）はインラインで行なっている状態を示している。
【００１５】
オフラインで行なう場合には、素ロープ１´´を繰出し制限機構付きのシーブ５に巻収し、このシーブ５を連結手段により固定手段６に固定する一方、所要長さ繰り出したロープ部分を繰出し制限機構付きのシーブ５’に巻き付け、両シーブ５，５´間のロープ部分に２か所の計尺用マーキングＣ，Ｄを施し、この状態で該シーブ６´に対して液圧式などの図示しない荷重負荷手段により使用時荷重ＴＭと略同等の荷重かまたは該使用時荷重ＴＭの少なくとも１／３の荷重を掛け、計尺用マーキングＣ，Ｄ間を計尺し、次いで除荷する。
【００１６】
そして、繰出し制限機構付きのシーブシーブ５の繰出し制限機構を解除してロープを繰出し、再び両シーブ５，５´間のロープ部分に２か所の計尺用マーキングＣ，Ｄを施し、この状態で該シーブ５´に対して荷重負荷手段により使用時荷重ＴＭと同じ荷重かまたは該使用荷重ＴＭの少なくとも１／３の荷重を掛けて計尺する操作を必要回数反復する。
【００１７】
インラインで行なう場合には、図６（ａ）（ｂ）のように素ロープ１”を上流ダブルキャプスタン７と中間キャプスタン７´と下流ダブルキャプスタン７´´を経由させて導き、かつ下流ダブルキャプスタン７´´の回転速度を上流ダブルキャプスタン７のそれよりも速い速度で回転させることにより荷重（張力）を負荷させる。そして、中間キャプスタン７´の出側と下流ダブルキャプスタン７´´の入り口間で任意の計尺手段９により計尺を行なう。この例では計尺シーブを用いその回転数により計尺している。この計尺後の下流ダブルキャプスタン７´´よりも下流で計尺手段９からの信号で切断を行なう。
このインライン方式は能率的であり、また設備も簡単でロープの製造ラインの端末領域に組み込むことができる点で有利である。
【００１８】
前記計尺時においては、先に述べた伸び率の変化分ｄ３により補正を行なう。
すなわち、単に使用時荷重ＴＭを負荷しつつ計尺するのではなく、これに加えて荷重負荷計尺時にｄ３の値に応じてロープ長さを短く計尺する。図７（ａ）のＬ´は使用時荷重ＴＭと同等か少なくとも使用時荷重ＴＭの１／３荷重条件での計尺繊維ロープ１´であり、計尺繊維ロープ１´を前記変化伸び率ｄ３分だけ短く計尺切断し、図７（ｂ）のように本発明繊維ロープ１を得る。
インライン方式の場合、計尺手段９にあらかじめｄ３を記憶させておき、ｄ３よる補正長さに達したときに計尺手段９から図示しない切断装置に作動信号を送るようにすれば、自動的に図７（ｂ）の本発明繊維ロープ１を得ることが出来る。
【００１９】
本発明は全長が１本のロープである場合だけでなく、図１（ｂ）のように複数本のロープ１ａ，１ｂをつなぎあわせる場合にも適用される。その場合には、各ロープについて前記繰り返し荷重伸び測定、荷重負荷・補正計尺を行なう。
このようにして得られた本発明繊維ロープ１，１ａ，１ｂは、現場などでつなぎ合せ、アンカー、浮体２と連結し、予定の場所に投入する。
【００２０】
本発明の繊維ロープは一点係留、多点係留のいずれにも適用され、また係留される浮体は水面下、水面に浮上のいずれも含む。
なお、本発明は、インラインで張力負荷とその測定を行い、計尺は図５の装置を用いて別途行なってもよい。
【００２１】
次に具体例を説明する。
浮体を水深２０ｍ程度に維持させる中層漁礁のため水深１５８０ｍの海底に１本の緊張係留ラインを設置する繊維ロープを作成した。この施工でロープに加わる使用時荷重は３０００ｋｇｆと計算された。
繊維ロープは、上部ロープに塩化ビニール被覆テトロンロープ（８つ打ち、呼称直径３６ｍｍ）を、下部ロープにポリプロピレンロープ（１２つ打ち、呼称直径４８ｍｍ）を使用した。
【００２２】
上部ロープと下部ロープからそれぞれ有効長４ｍの試料を作成し、試験機で５０００ｋｇｆで繰り返し荷重を５回かけて荷重伸び曲線を得た。これらの荷重伸び曲線から使用荷重域での構造伸び率を求めた。
製品繊維ロープはインラインにて負荷荷重：１５００ｋｇｆで張力計尺することとした。ロープの使用時荷重ＴＭは３０００ｋｇｆであることから、下部ロープについては、前記荷重伸び曲線の第１回目の１５００ｋｇｆ点の伸び率ｄ２から５回後の３０００ｋｇｆ点の伸び率ｄ１までの伸び率の変化分ｄ３を検出した。その結果、ｄ１は９．８％、ｄ２は７．２％、ｄ３は２．６％であった。また、上部ロープについては、ｄ１は５．５％、ｄ２は３．５％、ｄ３は２．０％であった。
【００２３】
これら伸び率変化分ｄ３を補正値として前記張力計尺を行い、上部ロープについては、１５００ｋｇｆの張力を負荷しながら、２．０％相当分短く長さを計尺し、６５０ｍのロープを得た。
下部ロープについては、１５００ｋｇｆの張力を負荷しながら、２．６％相当分短く長さを計尺し、８４７ｍのロープを得た。
得られたロープをつなぎ合せ、アンカー、浮体と連結し、予定の水深に投入した。その結果、浮体は常に水深１５〜２５ｍの範囲で緊張係留できていた。
【００２４】
比較のため、ロープに１００ｋｇをかけて測長し、１回荷重積荷による荷重伸び曲線を適用して校正を行なって、長さ６７０ｍの上部ロープと、長さ８５１ｍの下部ロープを得た。このロープに同じ浮体を係留した。その結果、設置後浮体が水面に浮き上ってしまい再設置が必要となった。この結果から本発明ロープは浮体を所定の位置に精度よく確実に係留する性能がすぐれていることがわかる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明した本発明の請求項１によるときには、浮体を緊張条件下で係留するための繊維ロープが、使用時に加わる荷重に匹敵するかまたは使用時荷重の１／３以上の荷重を付加しつつ測長された長さを、使用時荷重における構造伸び分で補正して短くした寸法にしているため、設置状態で繊維ロープの構造伸びが生じても、一点係留型中層型浮漁礁、水面係留型海洋観測ブイなどの浮体を所定の位置に精度よく係留することが出来るというすぐれた効果が得られる。
【００２６】
請求項２によれば、使用時に加わる荷重に匹敵するかまたは使用時荷重の１／３以上の荷重を付加しつつ測長され、しかも、使用時荷重ＴＭに対応する最終回荷重負荷時の伸び率ｄ１と、前記測長時の荷重Ｆ１に対応する第１回目荷重負荷時の伸び率ｄ２との伸び率の変化分ｄ３で補正されているため、さらに一段と長さ精度がよくなり、使用状態に即した正確な長さとすることができるので、浮体を所定の位置に精度よく係留することが出来るというすぐれた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）（ｂ）は本発明による浮体係留用繊維ロープの使用例を示す説明図である。
【図２】（ａ）ないし（ｅ）は本発明による浮体係留用繊維ロープの構造例を示す説明図である。
【図３】本発明における繰り返し荷重伸び特性工程の模式的説明図である。
【図４】繰り返し荷重伸び特性工程による荷重伸び曲線の模式図である。
【図５】本発明における荷重負荷計尺工程の一例を模式的に示す説明図である。
【図６】（ａ）は本発明における荷重負荷計尺工程の一例を模式的に示す側面図、（ｂ）は同じくその平面図である。
【図７】（ａ）は荷重負荷計尺段階のロープを示す説明図、（ｂ）は補正後のロープの説明図である。
【符号の説明】
１本発明繊維ロープ
１ａ上部ロープ
１ｂ下部ロープ
２浮体
ＴＭ使用時荷重

Claims

浮体を緊張条件下で係留するための繊維ロープであって、該繊維ロープが、使用時に加わる荷重に略匹敵する荷重または使用時に加わる荷重の１／３以上の荷重を付加しつつ測長された長さ寸法から使用時荷重における構造伸び分を補正して短くした長さに設定されていることを特徴とする浮体係留用繊維ロープ。
浮体を緊張条件下で係留するための繊維ロープであって、該繊維ロープが、使用時に加わる荷重に略匹敵する荷重または使用時に加わる荷重の１／３以上の荷重を付加しつつ測長された長さを、使用時荷重に対応する最終回荷重負荷時の伸び率ｄ１と、前記測長時荷重に対応する第１回目荷重負荷時の伸び率ｄ２との伸び率変化分ｄ３（ｄ 1 −ｄ２）だけ短く計尺した寸法としていることを特徴とする浮体係留用繊維ロープ。