JP3926027B2 - ケーソンの建造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、ケーソンの建造方法に関し、特に、鋼製ケーソンやハイブリッドケーソン等の鋼製のケーソンを、造船所の船渠（ドック）を利用して建造する方法に関する。
【従来の技術】
防波堤や護岸、岸壁等のような海洋構造物を構築するに際しては、一般に海底地盤を均してから捨石等を用いて基礎マウンドを構築し、その基礎マウンドの上面を平らに均した上にケーソンを設置して構築している。前記構造物は、一般にコンクリート製の箱型のものの他に、鋼製のものや、鋼製の構造物の表面に所定の厚さのコンクリートを被覆して構成するハイブリッドケーソンと呼ばれるもの等が用いられる。また、前記ケーソンは陸上で構成されたものを、海上に浮かべて構築箇所まで搬送したり、台船に載せて搬送することや、クレーン等により吊り下げた状態で搬送され、構造物構築現場で海底に沈めて基礎マウンドの上に載置される。
【０００２】
前記構造物はその底部が鋼板であるために、基礎マウンドを構成する石との間での摩擦係数が小さく、波浪の圧力等により、基礎マウンドの上で構造物が移動することが懸念される。そこで、前記構造物の滑動の問題を解消するために、構造物の底部にアスファルトマットやゴムマット等のマット部材を配置し、前記マット部材を構造物により押圧することにより、マット下面を基礎マウンドの石の表面の凹凸に応じて変形させる。そして、マット部材の上面に置かれる構造物と基礎マウンド表面との間で、マット部材を圧縮することにより摩擦係数を増大させ、構造物の安定性を向上させることが行われている。
【０００３】
前記ケーソンは、大重量のものを海に向けて容易に移動させ得るように、海岸や岸壁等のような場所で建造されるもので、ケーソン建造ヤードの地盤を平らに均してから、そのケーソン建造面の上にアスファルトの付着を防止するシート等を敷設する。そして、そのシート上に所定の厚さのアスファルトマットを構築してから、造船所で船を建造する場合と同様に、所定のサイズに構成したケーソンブロックを組み合わせて大きなケーソンを建造するような手段を用いている。また、ハイブリッドケーソンの場合には、鋼製のケーソン構造物を構築してから、その表面にコンクリートを所定の厚さで打設して一体化して構成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記ケーソンは、近年特に大型化する傾向にあり、超大型のケーソンでは長さが１００ｍで、巾と高さがそれぞれ２０ｍ以上もあり、重量が１万トン程度のものが建造されることが多くなっている。前記超大型のケーソンを陸上で建造しようとすると、一般の岸壁では１平方ｍ当りの荷重負担許容値が１トン程度に設計されている岸壁を利用しなければならない。ところが、前記超大型のケーソンでは、１平方ｍあたり５トン以上の重量を負荷しなければならないという問題があり、岸壁に杭を多数本打設する等の地盤強化の処理を行ってから、ケーソンの構築を行うことが求められる。つまり、一般の岸壁を利用して超大型のケーソンのような海洋構造物を構築する時には、その建造ヤードとしての岸壁に対する強化工事を行ってから、ケーソンを製造することになるために、ケーソンの工事期間が長くなることの他に、少数のケーソンを製造するときには、その準備工事を含めてケーソン１基当りの製造コストが非常に高くなるという問題がある。
【０００５】
前述したような問題に対処させるために、超大型のケーソンを構築する場所を特定の箇所に指定して、地盤の強化の工事を施し、施工場所までの遠距離をタグボートで曳航することも考えられるが、外洋を大型の不安定な構造物を曳航することは、非常に多くの経費を必要とするという問題がある。そこで、国内に多数ある大型の船舶を建造・修繕可能な造船所の船渠を利用して、超大型のケーソンを建造することが考えられており、そのような既存の施設を用いる場合には、地盤の強化等の準備作業を行う必要がなく、船舶の修繕・建造に用いる大型のクレーン等の設備と、鋼製の大型のブロックを製造する設備を使用することができるので、鋼製ケーソンやハイブリッドケーソンの建造には最も適していると考えられる。
【０００６】
ところが、前記船渠の渠底は一般に海側に向けて１〜３％程度の角度で傾斜しているので、そのような渠底の表面をそのままケーソンの建造に用いることができないという問題がある。そこで、船渠の底面にコンクリートを平面状となるように打設してからケーソンを構築し、その作業終了後に、コンクリートを除去した後に、船舶の建造・修繕に供し直すことが考えられている。しかしながら、コンクリートのケーソン建造床面を船渠底盤上に構築することと、ケーソン建造後に除去することは、船渠の使用期間が長くなる問題と、瓦礫の除去の問題とが重なるために、好ましいことではない。
【０００７】
前記ケーソン構築期間とコストの問題に加えて、造船所で船の建造の合間の、船渠の空いている期間のみを用いて、ケーソンを構築するためには、例えば、１か月前後の期間のみに限定されることが多いと考えられる。つまり、造船所で長大型ケーソンを構築しようとする場合には、できるだけ短い期間の間に、準備作業とケーソンの構築、および、後始末を終えることが要求される。また、１０〜２０ｍ程度の長さの小型の鋼製ケーソンを構築するために、小型船舶の建造に使用する小型の造船所を利用することも考えられる。一般の小型船舶を建造する造船所では、傾斜路を介して滑らせながら進水させる手段を用いていることが多くある。そこで、前述したような小型の造船所を利用してケーソンを構築しようとする場合には、比較的大きな障害が残っているのが現状である。
【０００８】
本発明は、前述したような造船所を利用して鋼製ケーソン等を構築する際の種々の課題を解決しようとするもので、ケーソン構築面を砂利等で平らに形成する手段を用いて、船渠やその他の造船設備を利用して、準備と後始末が容易なケーソンの構築方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、造船所の船渠を用いてケーソンを建造する方法に関する。
請求項１の発明は、前記船渠の渠底に設けている溝の各々に対してカバー部材を設け、 前記船渠の渠底上には、仮設作業床を区画する仕切り部材を配置し、
前記仕切り部材に囲まれた内部に仮設作業床を構築するもので、
前記仮設作業床を構築する材料として、砂利もしくは任意の粒状または塊状材料を使用し、
前記仮設作業床の上面を平らに均してから、ケーソンの構築を行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、前記仮設作業床の上面を平らに均して、渠底の勾配を修正した水平な仮設作業床を構成し、
前記仮設作業床上にマット部材を敷き込み、
前記マット部材の上にケーソンの底板を敷設してから、ケーソン本体を構築して、前記マット部材を下面に一体に設けたケーソンを構成することを特徴とする。
【００１１】
前述したように、船渠を利用してケーソンを建造しようとする際に、船渠の傾斜している底盤上に粒状材料等を用いて仮設作業床を設けることにより、仮設作業床の構築と撤去を行い得るので、準備と後始末を短期間で行うことができる。そして、前記粒状材料として砂利のように入手が容易なものを使用すると、ケーソン構築に付帯する経費を低減することができる。また、ケーソンをブロックの組み合わせにより構築する手法を用いる場合には、ケーソンの建造期間を短縮して、超大型のケーソンを容易に建造することを可能にする。さらに、あらかじめ作成している定盤構造物を敷き並べる手段を用いて、仮設作業床を形成する手段を用いる場合には、仮設作業床の構築と撤去を行い得るので、準備と後始末を短期間で行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図示される例にしたがって、本発明のケーソンの建造方法を説明する。本発明においては、大型の商船を建造するために用いる船渠を利用して、超大型の鋼製ケーソンを構築する場合を示しているものであるが、図１に示すように、前記船渠１０は一般に海側の開口部にゲート１１を配置して、船渠内部を水密に仕切る手段を備えている。前記船渠１０の底盤１２は、水平面に対して海側に向けて角度θが２〜３％に傾斜されており、前記底盤１２には縦横に配管や電線等を収容する溝状部材１３が設けられている。また、前記船渠１０に船を入れて修理を行う場合や、新しい船を建造する場合には、船渠のゲート１１を閉じてから内部の水を排水し、乾燥させた状態で仕事を行うようにする。そして、修理した船や建造した船を船渠から出す際には、船渠の内部に注水して船を浮かべてからゲートを開き、タグボート等により曳航して係留用の岸壁に移動させる。
【００１３】
本発明においては、前記船渠で船の建造を行っている合間に、ケーソンを建造することを意図しているもので、船の建造や修理の合間の短い期間を利用して、超大型のケーソンを建造しようとするものである。前記船渠１０を用いてケーソンを建造する際には、前記底盤１２の傾斜が障害となるのであるから、その障害を克服するために、本発明においては、図２に示すように、底盤１２に設けている溝状部材１３に対して、シール性を発揮できるカバー部材１４を用いて塞ぎ、ケーソンの建造に際して余分なものが溝状部材に入り込むことを防止する。次いで、建造するケーソンよりも若干長い間隔で前止板１５と後止板１６とを配置して底盤上に固定し、前記２つの前止板の間に砂利等を充満させて、その上面をローラ装置等を用いて平らに均し、仮設作業床１７を構築することによりケーソンの製造床面を水平に形成する。
【００１４】
前記仮設作業床を構築する材料として、あらかじめ建造されている定盤構造物を敷き並べる場合には、任意のブロック状または板状の部材を準備しておき、渠底の上に前記ブロック等を並べることにより、作業床を構成することができる。また、前記ブロック状等の既成の部材を敷き並べた後で、その仮設の作業床の表面を平らに修正する必要がある場合には、粒状の材料等を床表面に所定の厚さで配置し、その上面を平らに均すことにより、水平な作業床を構築することができる。さらに、本発明において、前記仮設作業床を構築するための材料としては、前記砂利等の他に、造船所で大量に発生するサンドブラスト屑や、コンクリートの破砕屑、砂等のようなものを用いることもでき、前記コンクリートの破砕屑としては、ショベルやバケットで取扱い得る程度の大きさの礫が混入していても良い。
【００１５】
前述したようにして構築した仮設作業床１７を用いて、鋼製ケーソンの建造を行うのであるが、まず、最初に図３に示すように、仮設作業床１７上にケーソンの底面の全部を覆う状態にマット部材２を敷設する。従来のマット部材をケーソンの底面に取付ける際においては、ケーソン構築ヤードの床面にアスファルトマスチックを打設して構築する方法を用いていることが多い。これに対して、本発明においては、そのようなアスファルトマットの現場での製作を行うと、船渠の使用期間が長くなることから、既成のアスファルトマットを敷設して対応させるようにする。前記アスファルトマットとしては、例えば、遠隔地の工場でトラックに積載可能なサイズに作成したものを、多数枚縦横に敷き詰めてアスファルトマットを形成することができるものであり、または、船渠の近くで大サイズのアスファルトマットを作成して、クレーンで吊り下げて船渠まで搬送するような方法を用いても良い。
【００１６】
前述したようにして、仮設作業床上に所定のサイズのアスファルトマット２を敷き込んでから、図４にそのアスファルトマット２の上にケーソンのケーソン底板３を配置して、アスファルトマットとケーソン底板とを一体化する処理を行う。次いで、図５に示すように、そのケーソン底板の上にブロック４を積み重ねて接続する作業を行い、図６に示すようなケーソン１を構築する。前記本発明の実施例において、アスファルトマットをケーソン底板の下面に一体に接続する際には、アスファルトマットの表面に多数の針金等を突出させて配置し、前記針金をケーソン底板に設けた孔から上に突出させてから、任意の固定手段を用いてケーソンに一体化させることができる。また、ケーソンをブロックにより構成する場合には、任意の大きさに形成しているブロックを、ケーソン底板上に積み重ねて接続部を溶接等の手段を用いて接続することにより、任意のサイズのケーソンを短期間で構築することができる。
【００１７】
前記船渠を用いてケーソンを構築した後では、船渠に注水してケーソンを浮かせ、ゲートを開いてケーソンを港に向けて搬出することができる。そして、前述したようにして船渠を出してから、再びゲートを閉じて船渠の内部から排水し、仮設作業床の砂利を搬出してからカバー部材を除去し、次の船の建造や修理に備えるようにする。つまり、本発明の方法を用いてケーソンを建造する場合には、船渠の底盤上に平らなヤードを構築できる量の砂利等を準備しておき、その砂利等を底盤上に敷き詰める準備作業と、ケーソンを構築した後で仮設作業床を除去する作業とを、短期間で行い得るようにすることと、ケーソンをブロックの組み合わせにより建造させる手段を用いることができる。そして、ケーソンの建造の準備期間と、後片付けの期間とを短縮して、船舶建造の合間の１〜数か月の間に、超大型のケーソンを容易に構築することができる。
【００１８】
なお、本発明のケーソン構築方法において、船渠の底盤上に平らに敷き詰める砂利等は、例えば、底盤の傾斜角度が２％の場合に、長さ１００ｍで巾が２０ｍのものを建造するとして、前止板１５と後止板１６の間隔を約１００ｍと考えると、｛１００×３０ｍ×１ｍ×（１／２）｝＝１５００立方ｍとなる。前記仮設作業床を構成する砂利の量は、船渠に向けて供給する場合と、船渠から除去する場合との両方で、大型のショベル等を用いることにより容易に行い得るものであり、コンクリートを底盤上に平らに打設する場合に比較して、非常に容易に仮設作業床を形成することができるものとなる。しかも、本実施例では、仮設作業床を形成する際に、粒状の材料の敷き詰め作業と除去作業とを容易に行い得るような砂利を用いているものであるから、その仮設作業床形成材料の取扱いを容易に行うことができる。なお、本発明においては、仮設作業床を形成する材料として、近傍で入手可能な任意の粒状の材料を用いることができる。
【００１９】
（応用例）
前記船渠を用いてケーソンを構築する場合の他に、本発明の応用例として、図７以降に説明するような手法を用いることができる。この例においては、小型の船舶を建造する造船所で空き船台を用いて、小型のケーソンを構築する際にも適用が可能である。つまり、図７等に示す例のように、小型のケーソンを陸上造船所で建造する場合にも、台車上に仮設作業床を形成してからケーソンの建造を行うことにより、準備と後始末を容易に行うことができる。この例においては、小型の船舶を建造する陸上造船所２０において、台車２２をガイドウエイ２１に沿って海中に移動させて、船舶の進水を行うようにしている。前記陸上造船所２０に示されるように、傾斜しているガイドウエイ２１の途中に停止させている台車２２上でケーソンを建造する場合には、図７、８に示すように、前記ガイドウエイ２１上に所定の高さの前止板２３と両側の側板２４とを固定配置する。そして、前記側板により囲まれた内部に砂利やその他の粒状材料や、既成の任意の大きさのブロック状の部材、または、板状の部材等を敷き詰めてから、その上面を平らに均して仮設作業床２５を構築する。
【００２０】
前述したようにして仮設作業床２５を作成してから、前記図３の場合と同様にして、アスファルトマット２をケーソンのサイズに対応させて敷き詰めて配置し、図９に示すようにして、前記アスファルトマット２の上にケーソン１を建造する。前記陸上造船所において建造するケーソンは、例えば、小型の船舶を載置して支持できる程度の台車を使用するのであるから、１０〜２０ｍ程度の長さで、１０ｍ程度の幅を有するものを容易に建造することができる。また、この方法を用いて小型のケーソンを構築する際には、船台が長ければ、複数台の台車を並べて、複数個のケーソンを同時に建造することができるので、比較的短期間の間に多数個の小型のケーソンを同時に建造でき、その後で、仮設作業床を台車から除去することによって、小型の船舶の建造に対応させることができる。
【００２１】
なお、前記陸上造船所を用いて小型のケーソンを建造する場合には、鋼製ケーソンのみでなしに、コンクリートケーソンをも容易に建造することが可能であり、従来の限定されたケーソン建造ヤードで製造する場合に比較して、準備と後片付けの作業を容易に行うことが可能になる。さらに、前記小型のケーソンの建造に適した陸上造船所は、非常に多数立地しているものであるから、ケーソンを用いて海洋構造物を構築する現場に近い陸上造船所を利用することにり、構築現場までの搬送距離を短縮することもできる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、前述したように船渠を利用してケーソンを建造しようとする際に、船渠の傾斜している底盤に粒状材料を用いて仮設作業床を形成することにより、仮設作業床の構築と撤去を行い得るので、準備と後始末を短期間で行うことができる。また、前記粒状材料として砂利のように入手が容易なものを使用すると、ケーソン構築に付帯する経費を低減することができる。そして、ケーソンをブロックの組み合わせにより構築することにより、ケーソンの建造期間を短縮して、超大型のケーソンを容易に建造することを可能にする。さらに、小型のケーソンを陸上造船所で建造する場合にも、台車上に仮設作業床を形成してからケーソンの建造を行うことにより、準備と後始末を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用する船渠の説明図である。
【図２】 船渠の底盤に仮設作業床を形成する状態の説明図である。
【図３】 仮設作業床の上にマットを敷設する工程の説明図である。
【図４】 マットの上にケーソン底板を載置してケーソンを構築する状態の説明図である。
【図５】 ケーソンをブロックにより構成する例の説明図である。
【図６】 船渠内で建造されたケーソンの説明図である。
【図７】 陸上造船所で小型のケーソンを構築する際の仮設作業床の形成状態の説明図である。
【図８】 台車上にアスファルトマットを敷設した状態の平面図である。
【図９】 台車上で建造したケーソンの説明図である。
【符号の説明】
１ ケーソン、 ２ アスファルトマット、 ３ ケーソン底板、
４ ブロック、 １０ 船渠、 １１ ゲート、 １２ 底盤、
１３ 溝状部材、 １４ 前止板、 １５ 後止板、
１７ 仮設作業床、 ２０ 陸上造船所、 ２１ ガイドウエイ、
２２ 台車、 ２３ 前止板、 ２５ 仮設作業床。

Claims (2)

1. 造船所の船渠を用いてケーソンを建造する方法であって、
   前記船渠の渠底に設けている溝の各々に対してカバー部材を設け、
   前記船渠の渠底上には、仮設作業床を区画する仕切り部材を配置し、
   前記仕切り部材に囲まれた内部に仮設作業床を構築するもので、
   前記仮設作業床を構築する材料として、砂利もしくは任意の粒状または塊状材料を使用し、
   前記仮設作業床の上面を平らに均してから、ケーソンの構築を行うことを特徴とするケーソンの建造方法。
2. 前記仮設作業床の上面を平らに均して、渠底の勾配を修正した水平な仮設作業床を構成し、
   前記仮設作業床上にマット部材を敷き込み、
   前記マット部材の上にケーソンの底板を敷設してから、ケーソン本体を構築して、
   前記マット部材を下面に一体に設けたケーソンを構成することを特徴とする請求項１に記載のケーソンの建造方法。

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