JP4744001B2 - 水上人工地盤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば海上空港用の人工地盤など水上に構築される水上人工地盤に関する。なお、本発明において、用語「水上」とは、海上の他、湖沼や河川など波浪や潮位（水位）等の水面の変動や変化がある水域上をいう。
【０００２】
【従来の技術】
従来、海上空港用の人工地盤等のような広大な面積の人工地盤を構築するためには、水面上に浮設する浮体構造体あるいは基礎杭により支持される水上人工地盤などが提案されている。
従来の浮体構造体は、波浪により上下に動揺したり、潮位の変動により標高（平均海面から測った高さ）が変化する等の問題点があった。また、基礎杭により支持される従来の水上人工地盤は、上下変動は回避されるものの、多数本の基礎杭を必要とするか、或いは、基礎杭の本数を少なくすると、水上構造体の断面を大型にしなければならない等の問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、水面に浮設される水上構造体が波動や潮位の変動により上下に揺れたり変動する恐れを減少でき、該水上構造体をその構造強度を低下させることなく軽量で安価に構成することができるだけでなく、主塔による支持力を軽減することができ、また、長期間の水底地盤の不同沈下に対しても水上構造体の標高を一定に保ったり、または任意に調整できることを特徴とする水上人工地盤を提供するにある。
【０００４】
本発明の水上人工地盤は、水上に浮設される水上構造体と、該水上構造体を支持すると共に水底地盤に定着される支持構造体から成る水上人工地盤であって、上記水上構造体が、常に水面上に位置する平版状のプラットフォームと、常に水面下に位置するフロートと、これらプラットフォームとフロートを一体的に結合する結合部から構成され、また、該支持構造体が、前記水上構造体のプラットフォームを多数の支持点で支持するように構成される水上人工地盤において、上記支持構造体が、上記水上構造体のプラットフォームを多数の支持部材により分散支持すると共に、これらの多数の支持部材をアーチ部材により支持し、さらに該アーチ部材を水底に定着させた支持脚により支持するように構成されることを特徴とする。また、上記支持構造体が、多数本の吊設ケーブルを介して、水底地盤に定着された主塔により上記プラットフォームを多数の支持点で吊設支持するように構成されることを特徴とする。さらに、上記フロートによる浮力を調整することを特徴とする。また更に、上記フロート内に外部の水を導入すると共に、その導入量を調節することにより浮力を調整することを特徴とする。また、上記主塔に取り付けた吊設ケーブルの上端部を所望量だけ上昇または下降せしめてロックすることを特徴とする。さらに、上記主塔の姿勢を制御する手段を備えたことを特徴とする。上記フロートを交換可能とすることも特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１および図２において、１は水上構造体であって、常に水面Ｗ上に位置する平版状のプラットフォーム１ａと、常に水面Ｗ下に位置するフロート１ｂと、これらプラットフォーム１ａとフロート１ｂを一体的に結合する結合部１ｃから構成される。図３（Ａ）からも明らかなように、上記プラットフォーム１ａは、例えば平板１ａ′と合成桁１ａ″などから構成される。
【０００６】
上記フロート１ｂは、所望の浮力を生ずるように構成されており、斜張橋構造と合わせて上記プラットフォーム１ａが常に水面Ｗ上に位置するように、結合部１ｃを介してプラットフォーム１ａを支持している。また、該フロート１ｂ自体は常に水面Ｗ下に位置するように、その浮力がコントロールされる。浮力コントロールの方法としては、例えばフロート１ｂの密封空間内に外部の水を導入し、その導入量を調整することにより行う。フロート１ｂを、例えば密封構造の鋼管を多数束ね、しかも、各鋼管を幾つかのブロックに分割した構造とすることにより、上記プラットフォーム１ａ上に構築される建造物や、載置される物の荷重の位置や大きさに応じて、必要な位置に必要な大きさの浮力を生じさせることができる。なお、図３（Ｂ）に示すように、各フロート１ｂを独立して収容保持することにより、修理や交換が必要なフロート１ｂ′だけを取り出して修理したり新しいものと交換することができるように構成してもよい。
【０００７】
上記結合部１ｃは、例えばトラス構造のように、重量や浮力ができるだけ少なく、しかも上記プラットフォーム１ａとフロート１ｂを一体的に結合することが可能な構造強度を有する。また、波浪の影響で水面Ｗが上下に動揺しても、水面Ｗが常に結合部１ｃの高さＨの範囲内に位置するように、結合部１ｃの高さＨを設定したり、或いは、上記フロート１ｂによる浮力をコントロールする。
【０００８】
２は主塔であって、水底から上記水上構造体１の上方に延びるように、上記プラットフォーム１ａの貫通部１ｄを貫いて設けられている。該主塔２の下端の定着部２ａは水底地盤Ｇに定着されている。従って、上記水上構造体１は主塔２に対して鉛直（上下）方向に相対移動できるようになっている。なお、上記主塔２と貫通部１ｄの間には、ダンパー等を介在させて両者の水平方向の相対移動を緩衝する手段を設けるのが好ましい。
【０００９】
３は吊設ケーブルであって、上記主塔２と上記プラットフォーム１ａを連結して、斜張橋のように、該主塔２によりプラットフォーム１ａを多数点で吊設するようになっている。このように、斜張橋構造を応用することで、直接基礎形式では基礎の数が多くなるが、本発明では基礎の数を大幅に減ずると同時に、水上構造体１には吊設ケーブル３を介して多数の支点を設けることができるので、構造体の建造コストを大幅に低減することができる。図４から明らかなように、上記主塔２内に滑車４が設けられていて、これに上記吊設ケーブル３が掛け回されている。該滑車４は摺動部材５に取り付けられている。該摺動部材５は、主塔本体２ｂに対して上下方向に摺動可能に設けられていて、ジャッキ等の適宜昇降手段（図示せず）により上昇または下降できるようになっている。上記摺動部材５の両側縁にはラック５ａが形成されている。なお、上記吊設ケーブル３は、必ずしも滑車４に掛け回す必要はなく、吊設ケーブル３の上端を上記摺動部材５に固着する構成であってもよい。
【００１０】
一方、上記主塔本体２ｂ側には、ロック部材６が設けられていて、これに形成されたラック６ａが上記ラック５ａと噛み合っている。これらのラック５ａおよび６ａは、ノコ歯状に形成されていて、上記摺動部材５の上昇運動のみを許し、下方への動きを阻止（ロック）するようになっている。上記ロック部材６は圧縮バネなどの付勢手段７により、常に噛み合い側に弾性的に付勢されている。
【００１１】
上記摺動部材５の昇降・ロック機構は、上記構成に限定するものではなく、例えば、図５に示すように、上記摺動部材５を動滑車８を介して適宜揚重装置（図示せず）により持ち上げ、主塔本体２ｂと摺動部材５の間に高さ調整板９を挟み込むようになっている。上記高さ調整板９を挟んだら摺動部材５を降ろす。上記高さ調整板９の枚数を増減させることにより、摺動部材５すなわち滑車４の高さを調節する。
【００１２】
上記主塔２の定着部２ａが軟弱地盤Ｇに定着されていて、将来その地盤沈下が生じた場合には、プラットフォーム１ａが水面Ｗ下に沈む恐れがある。その場合には、図４（Ｂ）に矢印で示すように、上記摺動部材５をジャッキ等により上昇せしめる。該摺動部材５が上昇しようとすると、図４（Ｄ）に示すように、これに形成したノコ歯状のラック５ａが、これと斜面接触しているノコ歯状のラック６ａを介して、上記ロック部材６を矢印方向に押し込む。摺動部材５が上昇すると、上記吊設ケーブル３を介して、上記プラットフォーム１ａが上昇し、水没を免れることができる。また、水面上高く設置したプラットホーム１ａを、プラットホーム接続部で周辺構造物もしくは地盤の沈下に合わせて強制下降させる場合も考えられる。
【００１３】
図６および図７は、主塔２′の別の実施例を示すもので、上記水上構造物１の位置において、該主塔２′の被支承部２ａ′を免震装置１０により免震支承し、しかも、その下端面２ｂ′を球面状に形成すると共に定着部２ａ側に設けた球面座１１により支持することにより、主塔２′が何らかの原因で傾斜した場合に、調整ジャッキ１２により鉛直に姿勢を調整して、固定治具１３により固定するようになっている。球面座１１の下面と定着部の内部との間にはテフロンシート２ｃが敷設されており、調整ジャッキ１２により地盤の水平方向の変形に対して、主塔２′の位置の微調整が可能なようになっている。
【００１４】
図８は、本発明の水上人工地盤の別の実施例を示すもので、上記水上構造体１のプラットフォーム１ａを多数の支持部材１４により分散支持すると共に、これらの多数の支持部材１４をアーチ部材１５により支持し、さらに該アーチ部材１５を水底に定着させた支持脚１６により支持するように構成されている。
【００１５】
【発明の効果】
１）フロートが常に水面下に位置するため、波浪による水面変動や潮位による水面変化がほとんどなく、プラットフォームの標高を常に一定の高さに保つことができる。
２）プラットフォームをフロートにより支持せしめることにより、その構造強度を低下させることなく軽量で安価に構成することができるだけでなく、主塔による支持力を軽減することができ。
３）プラットフォームを主塔により斜張橋のように吊設することにより、プラットフォームの断面を小さくすることができる。
４）フロート内に導入する水量を調節することにより、プラットフォーム上の荷重の位置や大きさに応じて、浮力を効果的にコントロールすることができる。
５）主塔に取り付けた吊設ケーブルの上端部を上昇せしめることにより、地盤沈下による水上構造体の水没を効果的に防止することができる。
６）本地盤部の水底が沈下せず周辺部が沈下した場合、あるいは地盤の不同沈下、水平変位が発生した場合、周辺部の変形状況に応じて主塔の姿勢および標高を調節できる。
７）斜張橋構造を応用することで、直接基礎形式では基礎の数が多くなるが、本発明では基礎の数を大幅に減ずると同時に、水上構造体には吊設ケーブルを介して多数の支点を設けることができるので、構造体の建造コストを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水上人工地盤の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１の実施例の正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）である。
【図３】図１の水上構造体の拡大説明図（Ａ）およびフロートの収容保持構造の別の実施例を示す要部説明図（Ｂ）である。
【図４】図１のプラットフォームの昇降駆動構造を説明する横断面図（Ａ）、そのイ−イ断面図（Ｂ）、要部の拡大説明図（Ｃ）およびその作用説明図（Ｄ）である。
【図５】昇降駆動構造の別の実施例を示す構造説明図である。
【図６】主塔の姿勢制御手段を備えた水上人工地盤の実施例の正面図である。
【図７】図６の主塔の姿勢制御手段の構成説明図である。
【図８】本発明の水上人工地盤の別の実施例を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 水上構造体
１ａ プラットフォーム
１ｂ フロート
１ｃ 結合部
１ｄ 貫通部
２、２′主塔
２ａ 定着部
２ａ′被支承部
２ｂ′下端面
２ｃ テフロンシート
３ 吊設ケーブル
４ 滑車
５ 摺動部材
５ａ ラック
６ ロック部材
６ａ ラック
７ 付勢手段
８ 動滑車
９ 高さ調整板
１０ 免震装置
１１ 球面座
１２ 調整ジャッキ
１３ 固定治具
１４ 支持部材
１５ アーチ部材
１６ 支持脚
Ｇ 水底地盤
Ｗ 水面

Claims (7)

1. 水上に浮設される水上構造体と、該水上構造体を支持すると共に水底地盤に定着される支持構造体から成る水上人工地盤であって、上記水上構造体が、常に水面上に位置する平版状のプラットフォームと、常に水面下に位置するフロートと、これらプラットフォームとフロートを一体的に結合する結合部から構成され、また、該支持構造体が、前記水上構造体のプラットフォームを多数の支持点で支持するように構成される水上人工地盤において、上記支持構造体が、上記水上構造体のプラットフォームを多数の支持部材により分散支持すると共に、これらの多数の支持部材をアーチ部材により支持し、さらに該アーチ部材を水底に定着させた支持脚により支持するように構成されることを特徴とする水上人工地盤。
2. 上記支持構造体が、多数本の吊設ケーブルを介して、水底地盤に定着された主塔により上記プラットフォームを多数の支持点で吊設支持するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の水上人工地盤。
3. 上記フロートによる浮力を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の水上人工地盤。
4. 上記フロート内に外部の水を導入すると共に、その導入量を調節することにより浮力を調整することを特徴とする請求項３に記載の水上人工地盤。
5. 上記主塔に取り付けた吊設ケーブルの上端部を所望量だけ上昇または下降せしめてロックすることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の水上人工地盤。
6. 上記主塔の姿勢を制御する手段を備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４または５に記載の水上人工地盤。
7. 上記フロートを交換可能とすることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６に記載の水上人工地盤。

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