JP6623393B2

JP6623393B2 - 係留アンカー装置

Info

Publication number: JP6623393B2
Application number: JP2019111667A
Authority: JP
Inventors: 義栄金城
Original assignee: ENVIRONMENTAL RESOURCE DEVELOPMENT CONSULTANT CORPORATION
Current assignee: ENVIRONMENTAL RESOURCE DEVELOPMENT CONSULTANT CORPORATION
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2019-06-17
Publication date: 2019-12-25
Anticipated expiration: 2038-03-15
Also published as: JP2019156394A

Description

この発明は、例えば水上に浮かべる太陽光発電装置や養殖生簀、浮桟橋、カヌー競技等のための水上競技施設などの被係留体を係留するための係留アンカー装置に関する。

係留のためのアンカーは、一般に、コンクリートブロックなどの重量物で構成されている。アンカーには係留索の基端部が固定され、アンカーは水底における被係留体の係留位置を取り巻くように多数設置される。つまり、アンカーは被係留体の近くに設置されるので、被係留体が水面を移動したときにはアンカーに対して主に上方への引張力がかかる。このため、アンカーの設置に際しては十分な引張耐力を持たせなければならなかった。

また、アンカーが被係留体に近くて係留索が短いと、水位の変化に対応しにくいうえに、被係留体の移動によって係留索にかかる張力が急激に増大することがある。このような場合には、係留索や被係留体に過大な衝撃がかかったり、係留索が破断したりするおそれがある。

下記特許文献１には、係留索に対する衝撃や係留索の破断を回避するために、アンカーと被係留体との間に重量物からなるシンカーを備えることが開示されている。

しかし、シンカーは係留索が引っ張られると上昇するものであり、アンカーを十分な引張耐力を持たせて固定しなければならないことに変わりはない。しかも、水底の構成態様はさまざまであるので、多様な水底環境でも十分な引張耐力を持たせてアンカー固定を行うことは困難であった。

特開２００２−２１１４８０

この発明は、上方への引張耐力に頼らずにアンカーの強固な設置状態を得られるようにすることを主な目的とする。

この発明は、係留索の基端部を水面下に固定する係留アンカー装置であって、水底に設置され前記係留索が固定されるアンカー材と、前記水底における前記アンカー材から離れた位置に固定されて前記係留索を移動可能に挿通保持する保持部を有するガイド材を備え、前記アンカー材に、前記水底に打ち込まれる杭部が形成されるとともに、前記水底における前記ガイド材が位置する方向で且つ斜め下に向けて延びて前記水底に埋められる傾斜支持材が形成され、前記傾斜支持材の先端位置の先に設けられる根固め構造を備え、前記根固め構造が、前記水底内に埋設される埋設体を有する係留アンカー装置である。

この構成では、アンカー材に基端部が固定された係留索をガイド材が水底に沿って導き、水底近くに移動可能に保持する。係留索が引っ張られると、アンカー材は杭部によって引張力に対抗して設置状態を維持し、この状態を、係留索と同じ方向に延びる傾斜支持材が水底に突っ張って支える。

この発明によれば、アンカー材には水底に沿って引っ張られる力が作用し、この引張力に対して傾斜支持材が突っ張って対抗するので、上方への引張耐力に頼らずにアンカー材の強固な設置状態を得ることができる。

係留アンカー装置を用いた被係留体の係留状態を示す側面図。係留アンカー装置の設置状態の側面図。係留アンカー装置の設置状態の平面図。アンカー材の分解斜視図。アンカー材の要部を示す側面図。ガイド材の上端部を示す斜視図。他の例に係る係留アンカー装置の設置状態の側面図。他の例に係るアンカー材の設置状態の側面図。

図１に、係留アンカー装置１１を用いた被係留体１２の係留状態を示す。係留アンカー装置１１は、係留索１３の基端部１３ａを水面下に固定するものであり、係留索１３の遊端側には被係留体１２が接続されている。係留索１３はワイヤロープなど適宜の材料で構成される。図示例の被係留体１２は、太陽光発電装置（図示せず）を載置したフロート架台であり、ため池や貯水池、養魚池、湖沼などの水面に浮かべられるものである。

係留アンカー装置１１は、水底１４に設置され係留索１３が固定されるアンカー材３１と、水底１４におけるアンカー材３１から離れた位置に固定されて係留索１３を移動可能に挿通保持するガイド材５１を備えている。アンカー材３１から離れた位置とは、アンカー材３１から被係留体１２の係留位置に向けて離れた位置である。アンカー材３１とガイド材５１の間の距離は設置環境に応じて適宜設定されるが、例えば数メートル〜十メールと程度であるとよい。またアンカー材３１からガイド材５１を通して被係留体１２まで延びる係留索１３は、長く設定されるのが好ましい。

図２に係留アンカー装置１１の設置状態の要部の側面図、図３にその平面図を示す。これらの図に示すようにアンカー材３１は、水底１４に打ち込まれる杭部３２と、水底１４におけるガイド材５１が位置する方向で且つ斜め下に向けて延びて水底１４に埋められる傾斜支持材３３を備えている。

具体的には、アンカー材３１は、水底１４に沈められ係留索１３が固定される棒状の繋ぎ止め部３４と、繋ぎ止め部３４に一体の前述した杭部３２と、繋ぎ止め部３４に一体の前述した傾斜支持材３３で構成されている。

繋ぎ止め部３４は、水底１４に接地する接地面３５を有した鋼材で構成され、Ｈ鋼が好適に用いられる。Ｈ鋼かならなる繋ぎ止め部３４は、平行に並ぶ２つのフランジを上面又は下面とする向きにして使用される。繋ぎ止め部３４の長さは適宜設定されるが、杭部３２を繋ぎ止め部３４の長手方向の両端部に１本ずつ備える場合には数メートル程度でよい。

繋ぎ止め部３４の長手方向の中間部には係留索１３の基端部１３ａが固定される。固定は適宜の態様で行えるが、図示例では、係留索１３の基端部１３ａに形成した環状部１３ｂを繋ぎ止め部３４に巻きつけるように引っ掛けている。Ｈ鋼からなる繋ぎ止め部３４における係留索１３の延びる方向と反対側の面には、図４に示したように、係留索１３の環状部１３ｂを受ける側面視略半円弧状の支持板３６が固定されている。支持板３６における繋ぎ止め部３４の上面と下面に対応する両端部には、係留索１３の環状部１３ｂを支持板３６上に保持するための規制金具３７が固定される。

杭部３２は、先端にスクリュー羽根３２ａを有した棒状であり、水底１４に打ち込まれた後で上端部が繋ぎ止め部３４の側面に固定一体化される。杭部３２は、繋ぎ止め部３４における係留索１３を延ばす方向の側面に固定される。杭部３２の固定は、図４に示したように、繋ぎ止め部３４の上面と下面に対応する位置に保持したＵボルト３８と、Ｕボルト３８の両端に固定されて杭部３２との間で繋ぎ止め部３４を挟み付ける固定板３９で固定される。杭部３２の長さは、上端部を水底１４付近に位置させたときに安定した固定状態を得られる適宜の長さに設定される。

傾斜支持材３３は、棒状であり、適宜長さの鋼材で構成される。鋼材としてはＨ鋼を好適に用いることができる。Ｈ鋼からなる傾斜支持材３３は、２つの平行に並ぶフランジを立てる向きにして使用される。

傾斜支持材３３をＨ鋼で構成すると、先端には圧力を受けるほどの面がないので、傾斜支持材３３の先端には、外周方向に張り出す受圧板４１を備える。受圧板４１は、適宜大の方形状である。受圧板４１は円形などの他の形状であってもよいが、方形であるほうが周囲に角があるため水底１４内での姿勢が安定する。

傾斜支持材３３は前述のように斜めに延びて水底１４に埋められるので、傾斜支持材３３の埋められる角度にもよるが、受圧板４１は、傾斜支持材３３の長手方向に対して傾斜した状態に備えられる。

具体的には、傾斜支持材３３の傾斜角度が水平に対して１５度〜３０度である場合には、受圧板４１の垂直に対する角度が０度〜３０度であるとよい。好ましくは、傾斜支持材３３の傾斜角度を水平に対して２０度〜２５度として、受圧板４１の垂直に対する角度を１０度〜１５度とするとよい。このため、受圧板４１は傾斜支持材３３に対して直角ではなく８０度程度に傾けて設けられる。

傾斜支持材３３は、図４に示した結合金具４３によって繋ぎ止め部３４における係留索１３を固定した部位の隣接位置に結合一体化される。

結合金具４３は、傾斜支持材３３の後端に嵌る嵌合部材４４と、Ｈ鋼からなる繋ぎ止め部３４における接地面３５とは反対側の上側のフランジの縁に係止する係止部材４５と、嵌合部材４４と係止部材４５をつなぐ連結部材４６で構成される。

嵌合部材４４は、傾斜支持材３３の上面を覆う上板４４ａと、下面を覆う下板４４ｂと、上板４４ａと下板４４ｂを連結する連結板４４ｃを有している。嵌合部材４４は、傾斜支持材３３の後端部に嵌めたときに傾斜支持材３３の両側面よりも突出する長さである。

係止部材４５は、傾斜支持材３３に上から被さって跨った状態になるステープル形状の連結部４５ａと、連結部４５ａの両下端部に形成された爪部４５ｂで構成されている。爪部４５ｂは、連結部４５ａの両下端部の延びる方向から嵌合部材４４に向けて鈍角に曲がっている。

連結部材４６は、２本のボルト４６ａと、ボルト４６ａに螺合するナット４６ｂで構成されている。ボルト４６ａは係止部材４５の爪部４５ｂより上側の部分に保持され、ボルト４６ａの先は嵌合部材４４の連結板４４ｃの両側部に形成した貫通穴４７に挿入される。

結合金具４３を用いて傾斜支持材３３を繋ぎ止め部３４に固定した状態の側面を図５に示す。この図に示すように、結合金具４３は、傾斜支持材３３の後端部に嵌合された嵌合部材４４と、傾斜支持材３３に対して被せられて下方に延びている爪部４５ｂを繋ぎ止め部３４の上側のフランジの縁に係止した係止部材４５を連結部材４６で締め付けて、互いに近づけることによって、傾斜支持材３３を繋ぎ止め部３４に対して強固に一体化するとともに両者を所定の角度をなす位置関係に保持する。なお、図５においては繋ぎ止め部３４に対して係留索１３を固定している部分の規制金具３７や、そのほかのＵボルト３８や固定板３９の図示を便宜上省略している。

ガイド材５１は、前述の杭部３２と同様に水底１４に打ち込まれる杭部材で構成されている。つまりガイド材５１は棒状であり、先端にはスクリュー羽根５１ａを有している（図１、図２参照）。そして、水底１４に打ち込まれた状態で水底１４に位置する上端部に、係留索１３を移動可能に挿通保持する保持部５２が備えられている。保持部５２は、図６に示したように、水平方向に回転可能、換言すれば首振り可能な保持枠５２ａと、保持枠５２ａの中に横架された回転自在のローラ５２ｂで構成されている。ローラ５２ｂと保持枠５２ａの基部との間の空間は、係留索１３を通せる大きさである。

以上のように構成された係留アンカー装置１１は、次のように設置される。

図１、図２に示したように、アンカー材３１の繋ぎ止め部３４は水底１４における被係留体１２の係留位置から離れた位置に置かれ、水底１４に打ち込んだ杭部３２に一体化して固定される。このとき繋ぎ止め部３４は、その長手方向を被係留体１２の係留方向と直交する方向に向ける（図３参照）。

このあと、傾斜支持材３３を埋める位置の水底１４を掘ってから、繋ぎ止め部３４に傾斜支持材３３を結合金具４３で一体に結合し、埋め戻す。

また、アンカー材３１の傾斜支持材３３が延びる方向であって、係留索１３の延長線上の水底１４にガイド材５１を打ち込む。そしてガイド材５１の上端に備える保持部５２に、アンカー材３１に固定した係留索１３の遊端側を挿通する。

図２に示した水底１４のうち、上側の層は基礎地盤１４ａの上の表土層１４ｂであり、アンカー材３１の杭部３２とガイド材５１は基礎地盤１４ａまで打ち込まれる。また、傾斜支持材３３の下端、つまり受圧板４１も基礎地盤１４ａに達するように設置される。

図７に示したように水底１４の表土層１４ｂの下に比較的軟弱な粘性土層１４ｃがある場合には、根固めを行う。つまり、傾斜支持材３３の先端位置の先に設けられる根固め構造を備える。前記根固め構造は、水底１４内に埋設される埋設体を有するものである。具体的には、根固め構造は、埋設体としての四角筒状の角筒体６１と、平板状の補助板６２と、割栗石６３で構成される。

角筒体６１は、金属製で粘性土層１４ｃの厚さよりも高く形成されている。この角筒体６１は、基礎地盤１４ａから表土層１４ｂまで立てた姿勢で垂直に埋め込まれる。埋設体は筒状の角筒体６１で構成しているので、水底１４を掘らずに打ち込むだけで埋設できるので、施工が簡単である。その上に、四角筒状であるので、水底１４内では安定性良く強固に保持される。埋設体は、四角筒以外のその他の形状であってもよい。

補助板６２は、金属製で、粘性土層１４ｃから表土層１４ｂにかけて延びる高さである。この補助板６２は、基礎地盤１４ａから表土層１４ｂにかけて埋め込まれた角筒体６１におけるアンカー材３１側の外面に副えられて、粘性土層１４ｃから表土層１４ｂに垂直に延びるように設置される。

割栗石６３は、粘性土層１４ｃの表面と補助板６２で出来るアンカー材３１側の角部、つまり傾斜支持材３３の先端部に置かれる。

以上のように設置された係留アンカー装置１１では、係留索１３はアンカー材３１からガイド材５１の間において水底１４に沿って延び、ガイド材５１の保持部５２において長手方向に移動可能であるとともに、保持部５２より先において水平方向にも移動可能である。

被係留体１２が風などで水面を移動したり水位が変動したりして、係留索１３が引っ張られると、ガイド材５１は係留索１３に自由を与えつつも係留索１３を水底１４側に沿わせた状態を維持して、係留索１３を介してアンカー材３１にかかる引張力を上下方向（縦）ではなく横にする。

係留索１３を通して横方向に引張力がかかるアンカー材３１は、杭部３２で設置状態を維持するとともに、傾斜支持材３３が水底１４内で突っ張って、杭部３２の傾きや転倒を阻止する。

このため、アンカー材３１の強固な設置状態を得ることができる。

しかも、アンカー材３１は、重量物であるＨ鋼からなる繋ぎ止め部３４と、繋ぎ止め部３４の長手方向の両端部に固定した杭部３２を有するので、掛かる荷重を良好に分散して、高い引張耐力を得られる。

傾斜支持材３３の先端には受圧板４１が形成されており、受圧板４１を有する部分は水底１４に埋められているので、より強固な設置状態が得られる。

また、受圧板４１は傾斜支持材３３に対して傾斜しているので、傾斜支持材３３が水平に対して傾斜していても前述のように受圧板４１の姿勢を立てることができる。このため、係留索１３から受ける引張力を良好に分散して強力に支持することができる。

さらに、アンカー材３１もガイド材５１も杭により水底１４に対して打ち込んで固定する構造であるので、作業性が良い。このため、水中であっても比較的容易に作業ができる。

以下、その他の例を説明する。この説明においては前述の構成と同一の部位については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

図８は、アンカー材３１の他例を示している。このアンカー材３１は、杭部３２の上端に係留索１３の基端部１３ａが固定されている。係留索１３は杭部３２に挿通して固定される。

アンカー材３１に形成される傾斜支持材３３は、前述例と同様にＨ鋼で構成され、Ｈ鋼のウェブ３３ａにおける後端部に切欠き部３３ｂを形成する。切欠き部３３ｂの大きさは、後端部に杭部３２を嵌められる大きさである。

このようなアンカー材３１では、杭部３２を水底１４に打ち込み、傾斜支持材３３を斜めにして水底１４に埋め込むとともに、傾斜支持材３３の後端部を杭部３２に嵌めて、傾斜支持材３３と杭部３２を結合する。この結合は、傾斜支持材３３の２つのフランジにおける杭部３２よりも突出している部分にボルト６５を貫通保持するとよい。

被係留体１２が小さく高い引張耐力が要求されない場合には、このような簡素な構成とすることができる。

１１…係留アンカー装置
１３…係留索
１３ａ…基端部
１４…水底
３１…アンカー材
３２…杭部
３３…傾斜支持材
４１…受圧板
５１…ガイド材
５２…保持部

Claims

係留索の基端部を水面下に固定する係留アンカー装置であって、
水底に設置され前記係留索が固定されるアンカー材と、
前記水底における前記アンカー材から離れた位置に固定されて前記係留索を移動可能に挿通保持する保持部を有するガイド材を備え、
前記アンカー材に、前記水底に打ち込まれる杭部が形成されるとともに、
前記水底における前記ガイド材が位置する方向で且つ斜め下に向けて延びて前記水底に埋められる傾斜支持材が形成され、
前記傾斜支持材の先端位置の先に設けられる根固め構造を備え、
前記根固め構造が、前記水底内に埋設される埋設体を有する
係留アンカー装置。