JP3808552B2 - 水中ケーソン構築用型枠、水中ケーソン及びその構築方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水中構造物を構成する型枠、この型枠を用いて構築した水中ケーソン、および水中ケーソンの構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ケーソンを使用して水中構造物を構築する場合には、従来、沿岸部において鉄筋コンクリートや鋼板でケーソンを形成し、▲１▼このケーソンの底面が海面に接触しないようにクレーン船で吊り上げて設置海域まで曳航するか、あるいは▲２▼ケーソンを海上に浮かべ、ケーソンのバランスを取るためにケーソン内に所定量の水を注入したり、あるいはケーソン外周に浮子など設けて設置海域まで曳航し、予め水底に構築されたマウンド上に沈設する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ケーソンを用いた水中構造物の構築方法において、上記▲１▼の場合、クレーン船の揚重能力によってケーソンの大きさは制約を受け、したがって、大水深へケーソンを沈設する場合には、ケーソンの横断面を比較的小さく形成しなければならないため、ケーソンの数量が増大し、施工上の手間が増えて建設コストが増加するという問題点があった。例えば、本願の出願時に日本で最大揚重能力を備えると思われるクレーン船の揚重能力が４０００〜５０００トン程度であり、作業の安全性を考慮すると、ケーソンの重量は３０００トン程度が限界である。
【０００４】
一方、上記▲２▼の場合には、▲１▼の場合と比較して大型のケーソンを曳航できるという利点がある。しかしながら、大型のケーソンは曳航時の波力や潮流の影響を大きく受け易いという問題点があり、また大型のケーソンでは曳航吃水が深くなるため、深度の大きなドックを必要とし、使用可能なドックが限定されてしまうという問題点がある。
【０００５】
本発明は上記従来技術の欠点に着目し、これを解決せんとしたものであり、その目的は、水中構造物を構成する各ケーソンの大型化を可能にし、曳航時に波力や潮流の影響を受け難いケーソン構築用型枠を提供することにある。
【０００６】
また本発明の別の目的は、水中構造物を構成する各ケーソンの大型化を可能にし、海上での施工により容易に構築できる水中ケーソンを提供することにある。
【０００７】
更に本発明の別の目的は、水中構造物を構成する各ケーソンの大型化を可能にし、曳航時の波力や潮流の影響を低減することができて、海上での施工により容易に水中ケーソンを構築できる方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的に鑑みてなされたものであり、その要旨は、水中構造物を構成するケーソン構築のための型枠であって、該型枠は、水底または水中基礎の上に載置される底面および該底面から水面に向かって延長する側面がメッシュ鋼又はグレーティング版等の多孔板で形成されると共に鉄骨組立体の外周に設けられ、前記側面の内側全周に所定長離隔した隔壁をメッシュ鋼又はグレーティング版等の多孔板で形成したことを特徴とし、前記多孔板の孔は水中コンクリートに含まれる骨材が通過しない大きさに形成されたものである水中ケーソン構築用型枠にある。
ここで、本発明の水中ケーソン構築用型枠では、多孔板としてメッシュ鋼またはグレーティング版等を使用することができる。また本発明では、上記隔壁で囲まれた内部にも鉄骨組立体が配置されるように形成し、隔壁内部の鉄骨組立体にも隔壁と略平行になるように多孔板を設けても良い。かように多孔板を設ければ、水中ケーソン構築用型枠自体の剛性を向上させることができる。
【０００９】
本発明の別の要旨は、請求項１に記載された水中ケーソン構築用型枠と、該型枠における底面、側面及び隔壁とで囲まれた第一の区画に充填された水中コンクリートと、前記底面と隔壁とで囲まれた第二の区画に充填された中詰め材とを備える水中ケーソンにある。ここで、本発明の水中ケーソンにおいて、第一の区画及び第二の区画の底面上には、所定厚さのコンクリート底板を設けても良い。
【００１０】
また本発明の別の要旨は、鉄骨組立体と、多孔板で形成した底面、側面及び隔壁と、これらの底面、側面及び隔壁で囲まれた第一の区画と、前記底面及び隔壁で囲まれた第二の区画とを備える請求項１記載の水中ケーソン構築用型枠を曳航する工程と、該型枠を水底または水中基礎の上に載置する工程と、載置された前記型枠の第二の区画に所定量の中詰め材を充填する工程と、所定量の中詰め材を充填後、前記型枠の第一の区画に水中コンクリートを充填する工程と、を含む水中ケーソンの構築方法にある。
【００１１】
ここで、本発明の水中ケーソンの構築方法において、上記第二の区画に所定量の中詰め材を充填する工程に先立ち、コンクリート底板を形成する工程を追加しても良い。すなわち、底面から所定長（例えば、１ｍ程度）の高さに達するまで、第一の区画及び第二の区画の両方に石等の中詰め材を充填し、次いで、この投入された全ての石の隙間に行き渡るように水中コンクリート等の水硬性充填材を充填し、これにより、底面上にコンクリート底板を形成しても良い。かようにコンクリート底板を形成することにより、設置した水中ケーソンを早期に安定化させるとともに水底または基礎と水中ケーソン底版とのギャップを少なくできるという利点がある。
【００１２】
本発明において、水硬性充填材とは、第一の区画に充填する際には流動状態であって、水と反応することにより所定時間経過した後に硬化する材料であれば良く、例えば、水中コンクリートがある。また本発明において、中詰め材とは隔壁や底板の孔を通過しない程度の粒径を有し、水よりも比重の大きな材料であれば良く、例えば、石またはコンクリート等を破砕して形成した砕石等がある。
【００１３】
【実施例】
以下、添付図面に基づいて実施例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本発明の水中ケーソンの平面図であり、図２(a)はケーソン構築用型枠の平面図であり、図２(b)は図２(a)における一点鎖線IIb−IIbに沿った断面図であり、図２(c)は図２(a)における一点鎖線IIc−IIcに沿った断面図であり、図３(a)〜(ｄ)は本発明の水中ケーソンの構築方法を説明するための簡略図である。
【００１４】
図２において、本発明の水中ケーソン構築用型枠１０は、鉄骨からなる柱部材１１及び梁部材１２を組み立てて形成した鉄骨組立体の外周に、多孔板すなわちメッシュ鋼板で形成した矩形の底板１５及び側板１６を固定し、メッシュ鋼板からなる矩形の隔壁１３を側板１６の内側全周に所定長離隔して固定して形成する。
【００１５】
前記鉄骨組立体は、一点鎖線IIb−IIb方向に略等間隔で略垂直方向に立設した４本の柱部材１１を、略等間隔で６列の合計２４本配置し、これら柱部材１１間を連結するように、垂直方向に所定長離隔した複数の梁部材１２を４層に配置し、この各層では、図２(a)の平面図に示したような位置関係で梁部材１２を柱部材１１に連結する。そして、図２(a)〜(c)においては図示を省略したが、隔壁１３と梁部材１２との交差箇所や、隔壁１３，１３どうしの交差箇所にも、必要に応じて鉄骨からなる柱部材を立設し、この柱部材を梁部材で連結する。
【００１６】
また前記底板１５は、型枠１０を水底または水中基礎の上に載置する時、この水底または水中基礎と当接する鉄骨組立体の面に溶接やボルト等により固定し、前記側板１６は、底板１５から水面に向かって延長する四方向の側面に溶接やボルト等によって固定する。かような底板１５を設けることにより、水底または水中基礎に不陸がある場合にも、この不陸によって水中ケーソン構築用型枠１０がゆがむのを防止することができる。なお、水中ケーソン構築用型枠１０の上面（底板１５の対向面）には、メッシュ鋼板を配置せず、開放状態とする。ここで、底板１５及び側板１６として用いるメッシュ鋼板の孔の大きさは、後述する水中コンクリート２０に含まれる骨材が通過しない範囲で可能な限り最大なものとし、これにより、波浪、潮流及び風に対する抵抗を低減する。
【００１７】
さらに前記隔壁１３は、その下辺や側辺を、底板１５や側板１６の表面との間に隙間が生じないように当接させ、４方向の各側板１６とそれぞれ略水平に所定長離隔して配置し、それぞれ底板１５と側板１６との間（図２(a)において斜線で示された区分）に第一の区画１４を形成する。かようにして配置された第一の区画１４の内側には、隔壁１３と底板１５とで囲まれた第二の区画１７が形成される。
【００１８】
なお、本発明の水中ケーソン構築用型枠１０において、第二の区画１７に配置された柱部材１１及び梁部材１２には、垂直方向（隔壁１３に対して略平行な方向）に延びるメッシュ鋼板を補強板１８として固定しても良く、かように補強板１８を設けることによって、水中ケーソン構築用型枠１０の剛性が向上し、曳航作業や海底沈設作業の際に水中ケーソン構築用型枠１０が歪むのを防止できる。
【００１９】
本発明の水中ケーソンは、上述した水中ケーソン構築用型枠１０と、前記第一の区画１４に充填された水硬性充填材としての水中コンクリート２０と、前記第二の区画１７に充填された中詰め材としての石２１とを備える。
【００２０】
ここで、石２１は、海上施工時及び完成時に波浪、潮流及び風が水中ケーソンに作用しても、これら外力に充分に対向することができる程度の重量に達するまで第二の区画１７に充填する。また水中コンクリート２０は、第一の区画１４の上端に位置する梁部材１２に達するまで充填する。
【００２１】
次に、図３を参照して水中ケーソンを構築する方法について説明する。
最初に、沿岸部３５で上記水中ケーソン構築用型枠１０を製造する。次いで、この水中ケーソン構築用型枠１０をクレーン船３０で吊り上げて海水中に吊り降ろし、図３(b)に示したように、水中ケーソン構築用型枠１０を所定深さまで浸水させて、この浸水状態のまま水中ケーソン構築用型枠１０を工事海域まで曳航する。クレーン船３０が工事海域に到着したら、予め海底に構築された海底マウンド３６の上に、水中ケーソン構築用型枠１０を吊り降ろして載置する。
【００２２】
型枠の載置後、作業船３８で中詰め材としての石を工事海域まで搬送し、この石を、図３(d)に示したように水中ケーソン構築用型枠１０の第二の区画１７に投入する。第二の区画１７に所定量の石２１を充填したら、次に第一の区画１４に水硬性充填としての水中コンクリート２０を充填すれば、本発明の水中ケーソンは構築することができる。
【００２３】
なお、本発明の水中ケーソン構築方法において、上記第二の区画１７に石を投入する工程に先立ち、コンクリート底板を形成する工程を追加しても良い。すなわち、底板１５から概ね１ｍ程度の高さに達するまで、第一の区画１４及び第二の区画１７の両方に石を投入し、次いで、この投入された全ての石の隙間に行き渡るように水中コンクリートを充填し、これにより、底板１５上にコンクリート底板を形成しても良い。
【００２４】
【発明の効果】
本発明では、水中構造物を構成する各ケーソンを、従来よりも大型化することが可能になった。すなわち、本発明では、従来のように予め沿岸部において形成したコンクリートケーソンを曳航せずに、鉄骨組立体と多孔板とを主要構成として形成された水中ケーソン構築用型枠をケーソン設置海域まで曳航し、水底または水中基礎の上に載置した後、水硬性充填材や中詰め材を水中ケーソン構築用型枠内に充填して水中ケーソンを構築する。したがって、予め沿岸部において形成した従来のコンクリートケーソンと同じ重量で、本発明の水中ケーソン構築用型枠を形成すれば、従来のケーソンよりも大型化することが可能になり、しかも、従来と同じ揚重能力を有するクレーン船で曳航することができる。
【００２５】
本発明では、鉄骨組立体と多孔板とを主要構成として水中ケーソン構築用型枠を形成しているため、これを曳航して水中ケーソン設置海域で水中ケーソンを構築する場合、波浪、潮流および風は多孔板を通過する。したがって、波浪、潮流及び風による水中ケーソン構築用型枠の揺れを低減することができて、曳航時や海上施工時の作業の安全性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水中ケーソンの平面図である。
【図２】 (a)はケーソン構築用型枠の平面図であり、(b)は(a)における一点鎖線IIb-IIbに沿った断面図であり、(c)は(a)における一点鎖線IIc−IIcに沿った断面図である。
【図３】 (a)〜(ｄ)は本発明の水中ケーソン構築方法を説明するための簡略図である。
【符号の説明】
１０ 型枠
１１ 鉄骨組立体
１２ 鉄骨組立体
１３ 隔壁
１４ 第一の区画
１５ 底面
１６ 側面
１７ 第二の区画
２１ 中詰め材

Claims (3)

1. 水中構造物を構成するケーソン構築のための型枠であって、該型枠は、水底または水中基礎の上に載置される底面および該底面から水面に向かって延長する側面がメッシュ鋼又はグレーティング版等の多孔板で形成されると共に鉄骨組立体の外周に設けられ、前記側面の内側全周に所定長離隔した隔壁をメッシュ鋼又はグレーティング版等の多孔板で形成したことを特徴とし、前記多孔板の孔は水中コンクリートに含まれる骨材が通過しない大きさに形成されたものである水中ケーソン構築用型枠。
2. 請求項１に記載された水中ケーソン構築用型枠と、該型枠における底面、側面及び隔壁とで囲まれた第一の区画に充填された水中コンクリートと、前記底面と隔壁とで囲まれた第二の区画に充填された中詰め材とを備える水中ケーソン。
3. 鉄骨組立体と、多孔板で形成した底面、側面及び隔壁と、これらの底面、側面及び隔壁で囲まれた第一の区画と、前記底面及び隔壁で囲まれた第二の区画とを備える請求項１記載の水中ケーソン構築用型枠を曳航する工程と、該型枠を水底または水中基礎の上に載置する工程と、載置された前記型枠の第二の区画に所定量の中詰め材を充填する工程と、所定量の中詰め材を充填後、前記型枠の第一の区画に水中コンクリートを充填する工程と、を含む水中ケーソンの構築方法。

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