JPH02282520A - 滑動免震式海洋構造物の施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はドライドツクなどで建造し、曳航後、沈設して
、据付けを行う海洋構造物に適用されるものである。具
体的な構造物の例としては、海洋石油開発プラットフォ
ーム、海洋レジャー施設、発電・メタノール・バルブな
どの産業用プラントバージなどが挙げられる。

〔従来の技術〕

海洋石油開発用プラットフォームなど、海洋構造物の一
般的な建設方法は以下の手順からなる。

■　ドライドツク内で構造物本体を建造する。

■　ドライドツクに注水して構造物本体を浮遊状態とし
て、設備を雇装する。

■　浮遊状態の構造物を現地へ曳航する。

■　構造物を沈設し、据付ける。

■　波、潮流、風、地震、水圧力などの水平外力に対し
、滑動しないよう注水した後、砂バラストの投入、コン
クリートバラストの打設などにより、重量を付加して滑
動抵抗を増す。

なお、手順■はドライドツク内で行う場合もある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のような重力式海洋構造物を、日本など地震域の沿
岸または沖合いの海に建設しようとする場合、以下のよ
うな問題がある。

（ａ）　　従来の方法では、地震に対し滑動しないよう
重量を付加するため、地震慣性力が増し、十分な滑動の
安全率を確保することが難しい。

ら）海洋構造物は陸上構造物に比べ、浮力を受けており
、さらに地震時には、まわりの海水による動水圧も受け
ることになり、滑動の安全率を確保することが容易でな
い。

（Ｃ）　　海底地盤が軟弱である場合、地盤改良など工
費が嵩むばかりでなく、重力式の海洋構造物の建設が不
可能となる場合もある。

上述のような問題を解決する手段として、海洋構造物の
底版部分を基礎側底版と本体側底版とに分離し、所定以
上の水平外力に対し、基礎側底版と本体側底版との接触
面での滑動を許容する構造が考えられる。しかし、その
場合にも以下のような問題がある。

（１）軟弱地盤においては、基礎側底版と地盤の間で滑
ったり、または地盤が破壊する恐れがある。

（２）水深または地震、波などの環境荷重の異なる地点
に移設した場合、適当な滑動抵抗が得られない恐れがあ
る。

（３）裾付は時、本体に基礎側底版を一体化して曳航す
る際、緊結する装置を必要とする。

（４）移設する際、基礎側底版は海底に置き去りになり
、回収が難しい。

（５）水深が深い地点へ移設する場合、調整する機能を
要する。

本発明は海洋構造物の底版を２重底版構造とした場合の
上述のような問題点を解決することを目的としたもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の滑動免震式海洋構造物は、重力式海洋構造物に
おいて、例えば次のような基準により設計される。

（１）バラストを含めた構造物の重量を軽量化する。

ただし、生起頻度の高い波、潮流、風に対しては、重力
による滑動抵抗で滑動しない程度とする。

（２）設計地＠（構造物の応力度が降伏点以下または短
期許容応力度以下となるよう設計される対象の地震）に
対しては、滑動を許す。

（３）事故荷重（歴史的にまた地質学的に考え得る最大
級の地震または船舶の衝突などの事故荷重）に対しては
、滑動を許すと同時に、構造物は致命的破壊に到らない
ように設計する。

以上を可能とする゛ため、本発明では構造物の基礎底版
部を２重底版構造として、２つの底版間で滑動し、滑動
抵抗をコントロールするようにする。

すなわち、重力式海洋構造物の底版部分を基礎側底版と
本体側底版とに分離し、上述の設計地震など所定以上の
水平外力に対しては、基礎側底版と本体側底版との接触
面での滑動を許容するよう構成する。この基礎側底版と
本体側底版との接触面は、金属、プラスチック、タイル
、石材、セメントモルタル、コンクリートなどの平滑に
仕上げられた面とすることにより、滑動抵抗係数を把握
し、滑動挙動の予測解析を容易にすることができる。

また、例えば上述した事故荷重に対しては、基礎側底版
の周辺部に立上り壁を設け、構造物本体との間に所定の
間隙を形成し、必要に応じゴムまたは木材などからなる
防衛装置を設けるなどの手段と、また立上り壁の構造的
強度を本体側より弱く設計することにより、仮に局部的
な破壊があっても、滑動する構造物本体の変位をある程
度拘束し、地震エネルギーを吸収することにより、本体
側の致命的破壊を防ぐ構造が考えられる。

本発明では、このような２重底版構造の免震式海洋構造
物において、さらに前項で述べた課題を解決するため、
基礎側底版と本体側底版間の外周を０リングなどにより
シールし、接触面の間隙部に配管を経由して、水圧をか
けることにより接触圧を任意に調整するよう構成した。

接触面間の水圧の調整は、配管を行い、間隙部の水圧を
一定に保つ定水位枡に接続するなどして構成した接触圧
調整装置により行うことができる。

定水位枡は上下移動可能とすることにより、接触面間の
水圧を０から外水位による水圧以上まで、任意に調整す
ることができ、接触圧を変えることにより滑動抵抗を調
整したり、曳航などの際の２重底版の一体化を図ること
ができる。

本発明の滑動免震式海洋構造物の施工方法においては、
曳航、据付け、再浮上撤去、または移設する際、接触面
間の間隙の水圧を小さく調整することにより、外水圧に
より基礎側底版を本体側底版に密着させて一体化し、特
に他の緊結装置などを要することなく、施工を行うこと
ができる。

なお、水深が異なる刈地点へ再据付けを行う場合には、
基礎側底版の厚みを変更して製作したものを用いる。

〔実施例〕

次に、図示した実施例について説明する。

第２図および第３図は一実施例として、海洋石油開発プ
ラットフォームに本発明における２重底版構造を適用し
た場合を示したものである。

図に示すように中空の構造物本体１の下部底版部分が基
礎側底版２と本体側底版３とに分離されている。構造物
本体１は中央にドライ区画４を有し、ドライ区画４の外
側に水バラスト５および砂バラスト６を注入または投入
し、重力式構造物として波、潮流、風や中小の地震に対
し、滑動しないようになっている。また、構造物本体１
上には、居住施設、作業設備などの上載設備７が構築さ
れている。

第３図は底版部分の詳細を示したもので、基礎側底版２
と本体側底版３との接触面には、それぞれステンレス鋼
板あるいはテフロン加工鋼板などからなる基礎側ベース
ブレー）２ａと本体側滑動プレート３ａがコンクリート
表面に一体化されており、プラットフォームに所定以上
の水平外力、例えば前述した設計地震が作用した場合、
構造物本体１が基礎側底版２に対し、滑動するようにな
っている。

また、本実施例において、基礎側底版２の周辺部には、
下向きの基礎スカート部８と、上向きの立上り壁９とが
形成されている。基礎スカート部８は海底面１０内に貫
入され、基礎側底版２を海底面１０に対し定着させてい
る。立上り壁９は設計地震あるいは事故荷重などにより
、構造物本体１が滑動した場合の滑動を制限するもので
あり、構造物本体１側の対向面には遊びδをおいて防衛
装置１１が設けられている。本実施例における防衛装置
１１は合成ゴムなどからなる円筒形ゴム防舷材などを利
用したものである。設計地震に対しては遊びδの範囲で
滑動し、防衛装置１１は働かない。すなわち、防衛装置
１１は事故荷重または破壊的地震にのみ有効に作動し、
運動エネルギーの一部を吸収する。防衛装置１１の保護
のため、構造物本体１と立上り壁９間の間隙には、例え
ば発泡スチロールなど滑動を拘束しない充填材１２が充
填され、その上面には異物侵入防止のためのレール材１
３が取付けられている。

また、図中１４は曳航時などに基礎側底版２を構造物本
体１に緊結するためのテンションボルトであり、１５．
１５ａは後からテンションボルト１４を撤去する場合な
どに利用する監査廊である。

本発明では接触面の間隙部における水圧を調整すること
により、基礎側底版２と本体側底版３の一体化すること
ができるので、これらは必ずしも必要としないが、併用
することもできる。

第１図は本発明における水圧による接触圧調整機構の実
施例を示したもので、構造物本体１内部に、定水位枡５
１を設置し、ヘッダーバイブ５２を通し、基礎側底版２
と本体側底版３の接触部に働く水圧をコントロールする
ようにしたものである。その結果として、接触部に働く
滑動抵抗をコントロールし、構造物本体１が所定の設計
地震で滑動するようにすることができる。

定水位枡５１は構造物本体１のシャフト部分のドライ区
画４内に設置され、漏水性を給水ポンプ５３により、給
水管５４を通じて、定水位枡５１に間けつ的に補給し、
定水位枡５１の水位を保つとともに、堰５５を越えた水
を排水ピット５６に送り、排水ポンプ５７により、排水
管５８を通じて、海へ戻す構造になっている。

また、給水ライザ６管５４ａ１定水圧ライザー管５２ｂ
１および排水ライザー管５８ａに可撓または伸縮可能な
管を使用することにより、定水位枡５１は上下移動可能
となり、任意の定水位を確保できる構造となっている。

また、基礎側底版２と本体側底版３の接触部の周辺部に
は、シール材としてＯリング５９が装着されている。

以下、接触圧調整機能について説明する。

■　定水位枡５１の水位を外水位より低くすると、接触
面間の水は定水圧管５２ａ１ヘッダーパイプ５２および
定水圧ライザー管５２ｂを通じ、定水位枡５１へ絞り出
される。０リング５９から漏水があっても、定水位枡５
１から自然流出することにより、接触面間の水圧は一定
に保たれる。

■　定水位枡５１の水位を外水位より高くすると、定水
圧ライザ６管５２ｂ１ヘッダーバイブ５２および定水圧
管５２ａを通じ、接触面間に水圧が加えられる。０リン
グ５９から漏水がある場合は、定水位枡５１の水位を一
定に保つため、ポンプ５３により水を補給する。

■　据付は時および移設時には、接触面間の水圧を小さ
くすることにより、基礎側底版２は外水圧により、本体
側底版３に密着する。通常、この圧力は基礎側底版２の
自重を支える他、本体側底版３と一体化するのに十分な
圧力が得られる。

■　定水位枡５１を適当な高さに保つことにより、底版
接触面間には任意な圧力を働かせることができ、結果的
に滑動抵抗を任意に調整できる。

〔発明の効果〕

（１）設計地震に対しては、海洋構造物本体が基礎側底
版上を滑動することにより、地震エネルギーを吸収し、
免震効果を発揮する。

（２）事故荷重に対しては、滑動により運動エネルギー
を吸収すると同時に、基礎側底版の周辺部に立上り壁を
設けるなどして、防衛装置あるいは立上り壁の変形によ
るひずみエネルギーの形で、運動エネルギーを吸収し、
海洋構造物本体にとって有害な変位を起こさないように
すると同時に本体にとって致命的な破壊を防ぐことがで
きる。

（３）接触面間の間隙の水圧を調整することにより、任
意の滑動抵抗を得ることができる。

従って、水深または地震、波などの環境荷重の異なる地
点に移設した場合にも、適切な滑動抵抗が得ることがで
きる。

（４）据付は時および移設時には、接触面間の水圧を小
さくすることにより、基礎側底版を外水圧により本体側
底版に密着させて、一体化することができる。

また、移設の際、基礎側底版は海底に置き去りすること
なく、一体として移設することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における要部の構造を示す鉛直
断面図、第２図は滑動免震式海洋構造物をプラットフォ
ーム・に適用した場合の一実施例を示す鉛直断面図、第
３図はその要部の拡大図である。 １・・・構造物本体、２・・・基礎側底版、２ａ・・・
基礎側ベースプレート、３・・・本体側底版、３ａ・・
・本体側滑動プレート、４・・・ドライ区画、５・・・
水バラスト、６・・・砂バラスト、７・・・上載設備、
８・・・基礎スカート部、９・・・立上り壁、１０・・
・海底面、１１・・・防衛装置、１２・・・充填材、１
３・・・シール材、１４・・・テンションボルト、１５
．１５ａ・・・監査廊、５１・：・定水位枡、５２・・
・ヘッダーバイブ、５２ａ・・・定水圧管、５２ｂ・・
・定水圧ライザー管、５３・・・給水ポンプ、５４・・
・給水管、５４ａ・・・給水ライザー管、５５・・・堰
、５６・・・排水ピット、５７・・・排水ポンプ、５８
・・・排水管、５８ａ・・・排水ライザー管、５９・・
・０リング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）海底面上に設置される重力式海洋構造物において
   、前記海洋構造物の底版部分を基礎側底版と本体側底版
   とに分離し、前記基礎側底版と本体側底版間の外周をシ
   ールし、接触面の間隙に水圧をかけることにより、接触
   圧を任意に調整するよう構成したことを特徴とする接触
   圧調整機能を有する滑動免震式海洋構造物。
2. （２）請求項１記載の接触圧調整機能を有する滑動免震
   式海洋構造物を曳航、据付け、再浮上撤去、または移設
   する際、前記接触面の間隙の水圧を小さく調整すること
   により、外水圧により基礎側底版を本体側底版に密着さ
   せて一体化することを特徴とする滑動免震式海洋構造物
   の施工方法。
3. （３）底版部分を基礎側底版と本体側底版とに分離し、
   外周をシールした海洋構造物の前記基礎側底版と本体側
   底版との接触面の間隙と前記海洋構造物内に設置した定
   水位枡とを配管により連結し、定水位枡の水位により、
   前記接触面での接触圧を任意に調整し得るよう構成した
   ことを特徴とする滑動免震式海洋構造物用接触圧調整装
   置。