JP7194089B2 - 洗掘防止部材設置用装置 - Google Patents

Description

本発明は、洗掘防止部材設置用装置に関するものである。

従来、洋上風力発電設備などを構築する際には、杭などの塔状の水中基礎を水底に設置している。これらの水中基礎の周囲の地盤では、水流や波などによって洗掘現象が発生することがある。そのため、洗掘防止部材を水中基礎の周囲に設置している（例えば、特許文献１参照）。洗掘防止部材には、網袋に中詰め材を充填したものなどが用いられている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１６－２０４８６３号公報 実開昭６４－１９６２３号公報

洗掘を確実に防止するためには、洗掘防止部材を水底で水中基礎に密着させて配置する必要がある。しかし、洗掘防止部材を水中基礎に沿って水底に吊り降ろすと、洗掘防止部材と水中基礎とが接触して双方が損傷する可能性がある。特に、網袋に中詰め材を充填した洗掘防止部材では、網袋の繊維が擦り切れる不具合が生じることがある。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、水中基礎から離した状態で吊り降ろした洗掘防止部材を、水底で水中基礎に密着させて設置できる洗掘防止部材設置用装置を提供することである。

前述した目的を達成するために本発明は、塔状の水中基礎を囲うように所定の離隔を持たせた枠材と、前記枠材を吊り下げる設置用天秤と、前記枠材の外側から内側方向に向けて洗掘防止部材を移動させる移動手段と、を具備することを特徴とする洗掘防止部材設置用装置である。

本発明によれば、洗掘防止部材が水中基礎から離れた状態で枠材の外側に保持される。これにより、洗掘防止部材の吊り降ろし時に多少の風や波、流れがあっても水中基礎との接触が防止され、洗掘防止部材および水中基礎の損傷を防ぐことができる。また、洗掘防止部材が移動手段によって枠材の外側から内側方向に向けて移動される。これにより、洗掘防止部材を移動させて水底で水中基礎に精度よく密着させて設置し、洗掘を抑制することができる。

前記枠材が２段構造であることが望ましい。
これにより、枠材を水中基礎に対して傾かないように配置することができる。

前記移動手段は、例えば、前記枠材の外側方向に張出し、下段の前記枠材とヒンジ部を介して連結された回動支持部であり、前記回動支持部の外側の先端部付近と前記設置用天秤とが、上段の前記枠材の外側に設けた滑車を介して線材で接続され、前記回動支持部の外側の先端部付近に前記洗掘防止部材が吊り下げられ、前記線材によって前記回動支持部を回動させて前記洗掘防止部材を移動させる。
または、前記移動手段は、例えば、前記枠材の外側方向に張出した滑動支持部であり、前記設置用天秤に接続された線材の下端部に前記洗掘防止部材が吊り下げられ、前記線材の中間部を前記滑動支持部に沿って移動させて前記洗掘防止部材を移動させてもよい。
これらのような構成にすれば、洗掘防止部材を水中基礎から確実に離した状態で吊り降ろすことができる。また、洗掘防止部材を枠材の外側から内側方向に向けて容易に移動させることができる。

前記設置用天秤に、前記線材の長さを調整する調整手段が設けられることが望ましい。
これにより、線材の長さを調整して洗掘防止部材を適切な位置に移動させることができる。

前記枠材の内側に、前記水中基礎の表面に接触するように複数のガイドローラが設けられることが望ましい。
また、前記ガイドローラが、前記枠材と前記水中基礎との離隔に合わせて前記水中基礎の径方向にスライド可能であることが望ましい。
ガイドローラを水中基礎の表面に接触させれば、枠材と水中基礎の表面との離隔を埋めて枠材のがたつきを防止することができる。また、ガイドローラをスライド可能とすれば、径が異なる水中基礎の周囲に洗掘防止部材を設置する際に洗掘防止部材設置用装置を転用できる。

前記移動手段の端部付近または前記線材の下端部に、前記洗掘防止部材を吊り下げるための吊環を遠隔操作で解放するオートリリース機構が設けられてもよい。
これにより、洗掘防止部材を水底に設置する際に水中でのダイバー作業が不要となる。

前記洗掘防止部材が、網に砕石類を充填し縫合したフィルターユニットであることが望ましい。
これにより、洗掘防止部材の変形が容易になるとともに、材料費を低減できる。

前記移動手段が複数の箇所に設けられて個別に操作可能であることが望ましい。
これにより、隣接して設置される予定の洗掘防止部材をぶつからないように個別に移動させることができる。

本発明によれば、水中基礎から離した状態で吊り降ろした洗掘防止部材を、水底で水中基礎に密着させて設置できる洗掘防止部材設置用装置を提供できる。

洗掘防止部材設置用装置１を示す図。 洗掘防止部材設置用装置１を示す図。 水底４５に洗掘防止部材２３を設置する方法を示す図。 水底４５に洗掘防止部材２３を設置する方法を示す図。 洗掘防止部材設置用装置１ａを示す図。 水底４５に洗掘防止部材２３を設置する方法を示す図。

以下、図面に基づいて本発明の第１の実施形態について詳細に説明する。

図１、図２は、第１の実施形態に係る洗掘防止部材設置用装置１を示す図である。図１は、洗掘防止部材設置用装置の鉛直方向の断面図であり、図２は、図１に示す矢印Ａ－Ａによる断面図である。

図１、図２に示すように、洗掘防止部材設置用装置１は、枠材３、設置用天秤５、移動手段である回動支持部７等からなる。

枠材３は、上段枠材３ａと下段枠材３ｂとからなる２段構造である。上段枠材３ａおよび下段枠材３ｂは環状の部材である。上段枠材３ａと下段枠材３ｂとは、連結材３１によって剛結合される。連結材３１は、枠材３の周方向に所定の間隔をおいて設けられることが望ましい。

上段枠材３ａ、下段枠材３ｂの内側には、複数のガイドローラ１７が設けられる。ガイドローラ１７は、枠材３の周方向に所定の間隔をおいて複数設けられる。ガイドローラ１７は、枠材３に固定されたスライド部１９に接続され、スライド部１９によって枠材３の径方向にスライド可能である。

設置用天秤５は、吊下材６によって上段枠材３ａと連結され、枠材３を吊り下げる。吊下材６は設置用天秤５と枠材３との距離を一定に保つ。設置用天秤５の外周には、ジャッキ１５が固定される。ジャッキ１５は、後述する線材１３の長さを調整する調整手段である。設置用天秤５の上面には、制御ユニット２９が設置される。制御ユニット２９は、ジャッキ１５や後述するオートリリース機構２１などを制御する。

回動支持部７は、下段枠材３ｂとヒンジ部９を介して連結され、枠材３の外側方向に張出す。回動支持部７の外側の先端部３３付近は、設置用天秤５に固定されたジャッキ１５に、上段枠材３ａの外側に設けられた滑車１１を介して線材１３で接続される。

回動支持部７は、枠材３の周方向に所定の間隔をおいて複数の箇所に設けられる。ジャッキ１５と回動支持部７とは１対１で対応しており、制御ユニット２９でジャッキ１５を制御することにより、回動支持部７を個別に操作することができる。

回動支持部７の先端部３３付近には洗掘防止部材２３が吊り下げられる。洗掘防止部材２３には線材２５が設けられ、線材２５には吊環２７が設けられる。洗掘防止部材２３は、ラッセル網等の網袋に砕石類を充填し縫合したフィルターユニットである。

洗掘防止部材２３は、回動支持部７の先端部３３に設けられたオートリリース機構２１に吊環２７を介して取り付けられる。オートリリース機構２１は例えばジャッキを用いており、制御ユニット２９でオートリリース機構２１のジャッキを制御することにより、吊環２７の固定や解放を個別に操作することができる。

図３、図４は、洗掘防止部材設置用装置１を用いて水底４５に洗掘防止部材２３を設置する方法を示す図である。以下に、洗掘防止部材設置用装置１を用いて水底４５に洗掘防止部材２３を設置する方法について、図１から図４を用いて説明する。

モノパイルなどの塔状の水中基礎３７の周囲の水底４５に洗掘防止部材２３を設置するには、あらかじめ水中基礎３７の周囲の水底４５の深さを把握しておく。そして、まず、陸上に図２に示すように洗掘防止部材２３を並べ、その上に洗掘防止部材設置用装置１を吊り降ろして、回動支持部７のオートリリース機構２１に洗掘防止部材２３を取り付ける。

次に、洗掘防止部材２３を取り付けた洗掘防止部材設置用装置１を洋上に運搬し、図１に示すように枠材３や洗掘防止部材２３を水中に吊下げていく。そして、水中基礎３７の先端を枠材３に通し、洗掘防止部材設置用装置１を所定の高さに設置する。洗掘防止部材設置用装置１を所定の高さに設置するまでの間、回動支持部７は、洗掘防止部材２３を水中基礎３７から充分に離れた状態に保つ。

洗掘防止部材設置用装置１を設置する所定の高さとは、回動支持部７を図３に示すように回動させた時に洗掘防止部材２３を水底４５付近に配置できる高さである。設置用天秤５は水中基礎３７の上方の水面３５上に配置される。

枠材３は、図１に示すように、水中基礎３７を囲うように水中基礎３７との間に所定の離隔３９を持たせて配置される。ガイドローラ１７は、スライド部１９によって枠材３と水中基礎３７との離隔３９に合わせてスライドし、スライド部１９によって水中基礎３７の表面に押し付けられる。

洗掘防止部材設置用装置１を所定の高さに設置したら、図２に示す複数の回動支持部７のうち、１ケ所おきに示される半数の回動支持部７について、ジャッキ１５で調整して線材１３の長さを伸ばす。線材１３を伸ばすと、図３に示すようにヒンジ部９を中心として回動支持部７が下向きに回動し、洗掘防止部材２３が枠材３の外側から内側方向に向けて移動する。すなわち洗掘防止部材２３が水中基礎３７から充分に離れた位置（図１に示す位置）から水中基礎３７に密着する位置（図３の左半部に示す位置）まで移動する。

洗掘防止部材２３が水中基礎３７に密着する位置まで寄ったら、オートリリース機構２１を遠隔操作して吊環２７を解放し、図３の右半部に示すように洗掘防止部材２３を水底４５に設置する。オートリリース機構２１から吊環２７を解放する時、洗掘防止部材２３は水底４５に着底していてもよいし、水底４５との間に１０～２０ｃｍ程度の隙間があってもよい。

なお、洗掘防止部材２３を水中基礎３７の表面に確実に密着させるには、回動支持部７と下段枠材３ｂとの角度４１が９０度以下にならないことが望ましい。角度４１は、例えばジャッキ１５で線材１３の長さを適切に調整することによって管理できる。

図２で１ケ所おきに示される半数の回動支持部７について上記の操作を行うことにより、図４（ａ）に示すように、半数の洗掘防止部材２３ａが水中基礎３７の表面に沿って水底４５に設置される。

洗掘防止部材２３ａを水底４５に設置したら、残りの半数の回動支持部７についても同様の操作を行って、残りの洗掘防止部材２３ｂを水底４５に設置する。洗掘防止部材２３ａ、２３ｂはフィルターユニットであるので、図４（ｂ）に示すように、後から設置される洗掘防止部材２３ｂは先に設置された洗掘防止部材２３ａの隙間に入り込むように形状を変えて、水中基礎３７の表面に沿って水底４５に設置される。

このように、第１の実施形態の洗掘防止部材設置用装置１を用いれば、洗掘防止部材２３を水中基礎３７から充分に離した状態で水中に吊り降ろすことができるので、多少の風や波、流れがあっても洗掘防止部材２３が水中基礎３７と接触することがなく、洗掘防止部材２３の網の擦り切れや水中基礎３７の損傷を防止できる。また、洗掘防止部材２３を吊り下ろした後、回動支持部７を回動させて洗掘防止部材２３を枠材３の外側から内側方向に向けて移動させることにより、洗掘防止部材２３を水底４５で水中基礎３７に精度よく密着させて設置することができる。さらに、複数の回動支持部７を個別に操作可能とすることにより、隣接して設置される予定の洗掘防止部材２３をぶつからないように移動させて水底４５に設置できる。

洗掘防止部材設置用装置１では、枠材３を２段構造とすることにより、枠材３の水中基礎３７に対する傾きを防止できる。また、枠材３の内側に複数のガイドローラ１７を設けることにより、枠材３と水中基礎３７の表面との離隔３９を埋めて枠材３のがたつきを防止できる。さらに、スライド部１９を設けることにより、ガイドローラ１７を確実に水中基礎３７の表面に接触させることができる。

洗掘防止部材設置用装置１では、オートリリース機構２１を設けることにより、洗掘防止部材２３を水底４５に設置する際に水中でのダイバー作業が不要となる。また、洗掘防止部材２３としてフィルターユニットを用いることにより、水中で容易に変形させることができ、材料費も低減できる。

以下、本発明の別の例について、第２の実施形態として説明する。第２の実施形態は第１の実施形態と異なる点について説明し、同様の構成については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。

図５は、本発明の第２の実施形態に係る洗掘防止部材設置用装置１ａを示す図である。

この洗掘防止部材設置用装置１ａは、移動手段として滑動支持部４３を有する点で第１の実施形態と主に異なる。

滑動支持部４３は、下段枠材３ｂに固定され、枠材３の外側方向に張出す。設置用天秤５に固定されたジャッキ１５は、オートリリース機構２１と、滑動支持部４３を介して線材１３ａで接続される。洗掘防止部材２３は、吊環２７をオートリリース機構２１に取り付けることにより線材１３ａの下端部に吊り下げられる。線材１３ａの中間部は滑動支持部４３に沿って図５の矢印に示す方向に移動可能である。滑動支持部４３は、枠材３の周方向に所定の間隔をおいて複数の箇所に設けられ、個別に操作可能である。

図６は、洗掘防止部材設置用装置１ａを用いて水底４５に洗掘防止部材２３を設置する方法を示す図である。以下に、洗掘防止部材設置用装置１ａを用いて洗掘防止部材２３を設置する方法について、図５、図６を用いて説明する。

水中基礎３７の周囲の水底４５に洗掘防止部材２３を設置するには、まず、第１の実施形態と同様に陸上に洗掘防止部材２３を並べ、その上に洗掘防止部材設置用装置１ａを吊り降ろして、オートリリース機構２１に洗掘防止部材２３を取り付ける。

次に、洗掘防止部材２３を取り付けた洗掘防止部材設置用装置１ａを洋上に運搬し、図５に示すように枠材３や洗掘防止部材２３を水中に吊下げていく。そして、水中基礎３７の先端を枠材３に通し、洗掘防止部材設置用装置１ａを所定の高さに設置する。洗掘防止部材設置用装置１ａを所定の高さに設置するまでの間、滑動支持部４３は、洗掘防止部材２３が水中基礎３７から充分に離れた状態に保たれるように線材１３ａを保持する。

洗掘防止部材設置用装置１ａを設置する所定の高さとは、線材１３ａを図６に示すように滑動させた時に洗掘防止部材２３を水底４５付近に配置できる高さである。設置用天秤５は水中基礎３７の上方の水面３５上に配置される。

洗掘防止部材設置用装置１ａを所定の高さに設置したら、複数の滑動支持部４３のうち１ケ所おきの半数の滑動支持部４３について、図６に示すようにジャッキ１５で長さを調整して線材１３ａを伸ばすとともに、線材１３ａの中間部を滑動支持部４３に沿って図５に示す矢印の方向に移動させる。すると、洗掘防止部材２３が枠材３の外側から内側方向に向けて移動する。すなわち洗掘防止部材２３が水中基礎３７から充分に離れた位置（図５に示す位置）から水中基礎３７に密着する位置（図６の左半部に示す位置）まで移動する。

洗掘防止部材２３が水中基礎３７に密着する位置まで寄ったら、オートリリース機構２１を遠隔操作して吊環２７を解放し、図６の右半部に示すように洗掘防止部材２３を水底４５に設置する。

１ケ所おきの半数の滑動支持部４３について上記の操作を行って半数の洗掘防止部材２３を水底４５に設置したら、残りの半数の滑動支持部４３についても同様の操作を行い、全ての洗掘防止部材２３を水底４５に設置する。

このように、第２の実施形態の洗掘防止部材設置用装置１ａを用いれば、洗掘防止部材２３を水中基礎３７から充分に離した状態で水中に吊り降ろすことができるので、多少の風や波、流れがあっても洗掘防止部材２３が水中基礎３７と接触することがなく、洗掘防止部材２３の網の擦り切れや水中基礎３７の損傷を防止できる。また、洗掘防止部材２３を吊り下ろした後、滑動支持部４３に沿って線材１３ａを滑動させて洗掘防止部材２３を枠材３の外側から内側方向に向けて移動させることにより、洗掘防止部材２３を水底４５で水中基礎３７に精度よく密着させて設置することができる。さらに、複数の滑動支持部４３を個別に操作可能とすることにより、隣接して設置される予定の洗掘防止部材２３をぶつからないように移動させて水底４５に設置できる。

第２の実施形態においても、洗掘防止部材設置用装置１ａの枠材３を２段構造とすること、ガイドローラ１７およびスライド部１９を設けること、オートリリース機構２１を設けること、洗掘防止部材２３としてフィルターユニットを用いること等により、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

なお、洗掘防止部材設置用装置１ａでは、枠材３を１段構造としてもよい。

第１、第２の実施形態では、線材１３、１３ａの長さを調整する調整手段としてジャッキ１５を設けたが、調整手段はジャッキに限らず、ウインチやチェーンブロック等でもよい。

第１、第２の実施形態の洗掘防止部材設置用装置１、１ａでは、吊下材６で設置用天秤５に対する枠材３の吊り下げ高さを一定に保ったが、ウインチ等を設けて吊下材６の長さを可変とし、設置用天秤５に対する枠材３の吊り下げ高さを調整できるようにしてもよい。

第１、第２の実施形態では、移動手段である回動支持部７や滑動支持部４３を１ケ所おきに２回に分けて操作したが、移動手段を３回以上に分けて操作してもよい。また、枠材３の外側から内側に移動させる際に洗掘防止部材２３同士が干渉しないと想定される場合は、複数の移動手段を一括して操作してもよい。

第１、第２の実施形態では、洗掘防止部材設置用装置１、１ａに設けたオートリリース機構２１に洗掘防止部材２３の吊環２７を取り付けたが、これは必須ではない。洗掘防止部材設置用装置１の回動支持部７の先端部３３付近や洗掘防止部材設置用装置１ａの線材１３ａの下端部に、洗掘防止部材２３の線材２５を直接取り付けてもよい。この場合、線材２５を切断することにより洗掘防止部材２３を水底４５に設置する。

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１ａ………洗掘防止部材設置用装置
３………枠材
３ａ………上段枠材
３ｂ………下段枠材
５………設置用天秤
６………吊下材
７………回動支持部
９………ヒンジ部
１１………滑車
１３、１３ａ、２５………線材
１５………ジャッキ
１７………ガイドローラ
１９………スライド部
２１………オートリリース機構
２３、２３ａ、２３ｂ………洗掘防止部材
２７………吊環
２９………制御ユニット
３１………連結材
３３………先端部
３５………水面
３７………水中基礎
３９………離隔
４１………角度
４３………滑動支持部
４５………水底

Claims (10)

1. 塔状の水中基礎を囲うように所定の離隔を持たせた枠材と、
   前記枠材を吊り下げる設置用天秤と、
   前記枠材の外側から内側方向に向けて洗掘防止部材を移動させる移動手段と、
   を具備することを特徴とする洗掘防止部材設置用装置。
2. 前記枠材が２段構造であることを特徴とする請求項１記載の洗掘防止部材設置用装置。
3. 前記移動手段が、前記枠材の外側方向に張出し、下段の前記枠材とヒンジ部を介して連結された回動支持部であり、
   前記回動支持部の外側の先端部付近と前記設置用天秤とが、上段の前記枠材の外側に設けた滑車を介して線材で接続され、前記回動支持部の外側の先端部付近に前記洗掘防止部材が吊り下げられ、
   前記線材によって前記回動支持部を回動させて前記洗掘防止部材を移動させることを特徴とする請求項２記載の洗掘防止部材設置用装置。
4. 前記移動手段が、前記枠材の外側方向に張出した滑動支持部であり、
   前記設置用天秤に接続された線材の下端部に前記洗掘防止部材が吊り下げられ、
   前記線材の中間部を前記滑動支持部に沿って移動させて前記洗掘防止部材を移動させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の洗掘防止部材設置用装置。
5. 前記設置用天秤に、前記線材の長さを調整する調整手段が設けられたことを特徴とする請求項３または請求項４記載の洗掘防止部材設置用装置。
6. 前記枠材の内側に、前記水中基礎の表面に接触するように複数のガイドローラが設けられたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の洗掘防止部材設置用装置。
7. 前記ガイドローラが、前記枠材と前記水中基礎との離隔に合わせて前記水中基礎の径方向にスライド可能であることを特徴とする請求項６記載の洗掘防止部材設置用装置。
8. 前記移動手段の端部付近または前記線材の下端部に、前記洗掘防止部材を吊り下げるための吊環を遠隔操作で解放するオートリリース機構が設けられたことを特徴とする請求項３または請求項４記載の洗掘防止部材設置用装置。
9. 前記洗掘防止部材が、網に砕石類を充填し縫合したフィルターユニットであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の洗掘防止部材設置用装置。
10. 前記移動手段が複数の箇所に設けられて個別に操作可能であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の洗掘防止部材設置用装置。

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