JPH0469253B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、ケーソン製作据付用浮ドツク、さ
らに詳しくは、たとえば橋梁の主搭などを構成す
る大型ケーソンを海上で製作して据付けるために
使用される浮ドツクに関する。

従来の技術とその問題点 大型ケーソンを海上で製作する場合、従来は、
甲板部の両側に側壁部が一体に形成された横断面
略Ｕ形の浮ドツクを使用し、海面に浮上させた甲
板部上でケーソンを製作したのち、浮ドツクを側
壁部の上部を残したケーソン浮上吃水まで沈下さ
せて、ケーソンを海面に浮上、進水させていた。
このような浮ドツクの主要寸法は、ケーソンの製
作重量、外形寸法、作業面積および静的船体性能
の乾舷、復原性を基準に決定され、橋梁の主搭な
どを構成する大型ケーソンを製作する場合、ケー
ソンの製作重量、外形寸法の点からケーソンを進
水させる浮上吃水が深くなるため、浮ドツク側壁
部の高さを大きくする必要があり、このような高
い側壁部とケーソンの重量を支える甲板部も大型
になる。このため、浮ドツク全体が大型になり、
所要重量が増加し、コスト高になるという問題が
あつた。

そこで、この発明の発明者の１人は、側壁部の
ない水平板状の甲板部に複数の脚の下端部が連結
され、互いに平行な１対の浮体部または上から見
て略Ｕ形の浮体部がこれらの脚に上下移動可能に
取付けられた浮ドツクを提案した（特開昭58−
218494号参照）。この浮ドツクは安定性が良く、
しかも小型、軽量で経済的であるという効果を奏
する。しかしながら、この浮ドツクは、防波堤用
ケーソンの製作には適しているが、圧気ケーソン
用としては次のような問題を有する。

すなわち、この浮ドツクの場合、浮体部を海面
に浮かべた状態で甲板部上においてケーソンを製
作し、製作の進行にともなつて脚を下降させるこ
とにより甲板部を沈下させ、製作したケーソンを
海面に浮上、進水させたのち、浮体部の間から横
に引出すようになつている。このため、浮体部を
互いに分離した１対の部分からなるものまたは略
Ｕ形のものにする必要があり、浮体部の剛性、強
度上問題がある。また、海面に浮上させたケーソ
ンを同じように海面に浮上している浮体部の間か
ら引出す作業は、とくに風波のあるときには困難
であり、ケーソンの引出し作業のためにケーソン
と浮体部との間に比較的大きな隙間を設けておく
必要があるため、その分だけ浮体部が大型にな
る。そして、このようにして引出したケーソン
は、設置場所まで曳航して海底に設置するが、設
置後のケーソン追打ちに必要な足場の構築に膨大
な費用と時間を要するという問題がある。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、海上
での大型ケーソンの製作および据付に使用でき、
強度が高くて経済的なケーソン製作据付用浮ドツ
クを提供することにある。

問題点を解決するための手段 この発明によるケーソン製作据付用浮ドツク
は、無端枠状の浮体部と、浮体部に上下移動可能
に取付けられた複数の脚と、これらの脚の下端部
に着脱可能に連結されたバラスト調整可能な甲板
部と、脚を浮体部に対して上下に移動させる昇降
装置と、甲板部を脚の下端部に着脱可能に連結す
る連結装置とを備えているものである。

作 用 脚の下端部に甲板部を連結した状態で浮体部に
対して脚を上下に移動させることにより、浮体部
と甲板部が相対的に上下移動する。

甲板部を浮体部の部分まで上昇させて海面に浮
上させた状態で、甲板部上においてケーソンの製
作が開始される。ケーソンの製作の進行につれ
て、浮体部を海面に浮かべたまま、バラストを注
入することによつて甲板部か沈降させられる。そ
して、ケーソンが浮力により甲板部から離れて海
面に浮上、進水したのち、甲板部が脚から切離さ
れ、バラストを注入することによつて沈降させら
れる。そして、海面に浮上したケーソンとこれを
取囲んでいる浮体部がケーソン設置場所まで曳航
され、脚が海底に着底されられたのち、浮体部が
脚に沿つて海面上方に持上げられる。このような
状態で、浮体部を作業足場として、ケーソンの沈
設作業が行なわれ、作業完了後に浮体部はそのま
ま吊上げられて撤去されるかまたは２つに分割さ
れて撤去される。一方、脚から切離されて沈降さ
せられた甲板部は、バラストを排出することによ
つて海面に浮上させられ、回収される。

実施例 第１図はケーソン製作据付用浮ドツクの１例を
示し、第２図はその一部を詳細に示す。

この浮ドツクは、無端枠状の浮体部１０と、浮
体部１０に上下移動可能に取付けられた４本の脚
１１と、これらの脚１１の下端部に着脱可能に連
結されたバラスト調整可能な甲板部１２と、脚１
１を浮体部１０に対して上下に移動させる昇降装
置１３と、甲板部１２を脚１１の下端部に着脱可
能に連結する連結装置１４とを備えている。

甲板部１２は背の低い直方体の中空水密構造物
であり、ケーソンＣをのせるのに必要な平面積と
ケーソンＣの重量を支えるのに必要な浮力を有す
る。あるいは、甲板部１２の浮力の他に浮体部１
０さらにはケーソンＣの製作途中で甲板部１２を
沈降させ始めることによつてケーソンＣの一部分
の浮力も利用できるので、その分を差し引いた必
要浮力を有するものである。甲板部１２の内部は
隔壁１５により複数の区画に分割されており、甲
板部１２を水平に保つて、浮上、沈下させるため
に、個別に海水バラストの注水、排水ができる複
数のバラストタンク１６が設けられている。そし
て、各バラストタンク１６内には、海水バラスト
の注排管１７が設けられている。注排管１７の上
端はタンク１６の上部において外部と連通し、同
下端はタンク１６内の底部に位置している。ま
た、注排管１７には弁１８が設けられている。甲
板部１２の左右両側面の前後両端寄りの部分に、
甲板部１２を脚１１に連結するための水平連結梁
１９が１つずつ一体に設けられている。連結梁１
９の１つは他のものより外方に長く突出してお
り、その先端部に中空柱２０の下端が一体に連結
されている。この柱２０の内部には、連結梁１９
内を通して各バラストタンク１６の上部に接続さ
れた複数の圧縮空気供給管２１、水位計などが通
されている。そして、甲板部１２を水没させて、
しかも注排管１７の弁１８を開いた状態で、次の
ように、海面上方から圧縮空気により海水バラス
トの注水、排水を遠隔操作することができる。す
なわち、このような状態で、バラストタンク１６
を供給管２１を介して大気と連通させることによ
り、周囲の海水が注排管１７を通つてタンク１６
内に注水される。また、圧縮空気を供給管２１か
らバラストタンク１６内に供給することにより、
タンク１６内の海水が注排管１７を通つて海中に
排出される。そして、タンク１６内に所望量の圧
縮空気を密封することにより、タンク１６内の海
水量を所望の値に保持することができる。このよ
うに、バラストタンク１６の注水、排水を圧縮空
気により行なうので、可搬式のコンプレツサを用
いることができ、従来のような注排水ポンプが不
要になる。注排水ポンプによりバラストタンク内
の海水を排出する場合は、バラストタンクの内外
に水深分の圧力が生じるが、この甲板部１２の場
合は、圧縮空気によりバラストタンク１６内の海
水を排水するので、バラストタンク１６の内外の
圧力差が甲板部１２の高さ以上になることがな
く、したがつて、甲板部１２の構造の軽量化が可
能である。各連結梁１９にはこれを上下に貫通す
る四角形の脚挿入穴２３が設けられ、この穴２３
の周壁には複数のピン受け穴２４が設けられてい
る。

脚１１は中空四角柱状をなし、その下端部に連
結装置１４が設けられている。連結装置１４は、
複数の遠隔操作可能な油圧シリンダ２５と、シリ
ンダ２５の伸縮により脚１１の外面から突出した
進出位置と脚１１内に退入した退入位置に切換え
られる連結ピン２６とから構成されている。そし
て、ピン２６を退入させた状態で脚１１の下端部
が連結梁１９の脚挿入穴２３に挿入され、ピン２
６を進出させてピン受け穴２４に挿入することに
より、脚１１と甲板部１２とが連結梁１９を介し
て連結される。また、ピン２６を退入させること
により、脚１１と連結梁１９すなわち甲板部１２
とが分離可能な状態となる。脚１１の外側面に
は、上下複数の昇降装置用ピン受け穴２７が一定
の間隔をおいて形成されている。また、一部の脚
１１の上面には、クレーン２８，２９が設置され
ている。

浮体部１０は上から見て長方形の中央水密構造
物であり、圧気ケーソンの工事に必要な作業面積
と浮体部１０、脚１１、昇降装置１３その他の自
重を支えるのに十分な浮力を有する。浮体部１０
の上面は作業甲板として使用され、図示は省略し
たが、ウインチ、操作室などの諸設備が設けられ
ている。また、浮体部１０の内部には、ケーソン
工事用のコンプレツサなどが収容されている。浮
体部１０には、脚１１が挿入される４つの四角形
の脚挿入穴３０が形成されており、各穴３０の周
囲の浮体部１０の下面には、甲板部１２が浮体部
１０の内側にはまつてこれと同じ高さになつたと
きに連結梁１９がはまる凹所３１が形成されてい
る。また、各脚挿入穴３０の周囲の浮体部１０の
上面に、昇降装置１３が設けられている。昇降装
置１３は、脚１１のピン受け穴２７に対向するよ
うに浮体部１０の上面に固定された固定台３２
と、固定台３２内に固定された第１の連結用油圧
シリンダ３３と、このシリンダ３３の伸縮により
固定台３２の外面から脚１１側に突出した進出位
置と固定台３２内に退入した退入位置に切換えら
れる第１の連結ピン３４と、固定台３２の上面に
上向きに固定された昇降用油圧シリンダ３５と、
脚１１のピン受け穴２７に対向するようにこのシ
リンダ３５のピストンロツド３５ａの上端に固定
された昇降台３６と、昇降台３６内に固定された
第２の連結用油圧シリンダ３７と、このシリンダ
３７の伸縮により昇降台３６の外面から脚１１側
に突出した進出位置と昇降台３６内に退入した退
入位置に切換えられる第２の連結ピン３８とから
構成されている。そして、第２の連結穴ピン３８
を進出させて脚１１のピン受け穴２７に挿入した
状態で、第１の連結ピン３４を退入させて、昇降
用シリンダ３５を伸縮させることにより、脚１１
が浮体部１０に対して昇降し、第１の連結ピン３
４を進出させて脚１１のピン受け穴２７に挿入す
ることにより、脚１１が浮体部１０に連結、固定
される。なお、浮体部１０には、図示は省略した
が、４組の昇降装置１３を互いに同期させて駆動
する制御装置が設けられており、これによつて４
本の脚１１を互いに同期させて昇降させることに
より、浮体部１０と脚１１の下端部に連結された
甲板部１２が常に水平状態に保ちながら相互に上
下移動する。また、浮体部１０の内周縁部上面
に、脚用ガイドローラ３９とケーソン用ガイドロ
ーラ４０が設けられている。

次に、第３図〜第９図を参照して、上記の浮ド
ツクを使用した圧気ケーソンＣの製作および据付
の手順の１例を説明する。

まず、第３図に示すように、脚１１の下端部に
甲板部１２を連結し、甲板部１２を浮体部１０と
同じ高さまで上昇させる。そして、甲板部１２の
注排管１７の弁１８を開いておき、バラストタン
ク１６内の海水バラストをほとんど全部排出し
て、浮体部１０および甲板部１２を海面Ｌに浮上
させた状態で、甲板部１２上で型枠を組み、ケー
ソンＣの刃口部１、作業室天井（下版）２、下部
側壁３を作り、上床版の型枠を組む。このとき、
乾舷はたとえば30〜40cmある。また、この時点で
ロツクの下ドアを取付け、海水に対する防護をし
ておく、そして、都合によつては作業室の天井レ
ールなども取付けておく。

ケーソンＣの製作がある程度進と、浮ドツクは
沈み始め、浮体部１０では乾舷が必要最小限にな
るので、ケーソンＣの下部のコンクリートが十分
硬化した部分の型枠を取外し、浮体部１０を海面
Ｌに浮かべたまま、脚１１を下降させて甲板部１
２のみを沈降させる。これにより、ケーソンＣ自
体による浮力も働くようになるので、さらにケー
ソンＣのコンクリートを打ち足す。そして、必要
な浮力、復原力、乾舷を保つ範囲で甲板部１２の
沈降、ケーソンＣの製作、型枠の取外しなどを繰
返して、第４図に示すように、所定の高さまでケ
ーソンＣを作る。このとき、ケーソンＣは、甲板
部１２をこれ以上沈降させると海面Ｌに浮上する
状態になつており、また、甲板部１２のバラスト
タンク１６内には圧縮空気が供給され、海水バラ
ストは入つていない。この作業を行なうために
は、たとえば約10ｍの水深が必要である。−10ｍ
岸壁に浮ドツクを係留して作業を行なえは、陸上
の生コンクリートプラントなどを使用することが
できる。−10ｍ岸壁がなければ、浮ドツクを沈降
作業の可能な場所まで曳航して係留し、その上で
作業を行なう。また、このとき、圧気ケーソンと
して必要な設備（艤装）たとえばロツク、ずり出
し設備などを取付けておく。

次に、第５図に示すように、浮ドツクをさらに
水深の深い場所たとえば水深が12ｍ以上の場所に
曳航し、甲板部１２のバラストタンク１６内に注
水して、これをさらに沈降させる。甲板部１２が
所定の深さまで沈降すると、ケーソンＣは自身の
浮力により甲板部１２から離れて海面Ｌに浮上す
る。このとき、海面Ｌに浮上したケーソンＣは浮
体部１０のガイドローラ４０の間に挟まれてお
り、これらのローラ４０により、浮体部１０とケ
ーソンＣの間隔が保たれ、かつ衝撃が吸収され
る。

ケーソンＣが海面Ｌに浮上したのちもさらにバ
ラストタンク１６内に注水し、甲板部１２の重量
がその浮力よりわずかに大きい状態にする。そし
て、浮体部１０上のウインチの吊り具（ワイヤロ
ープまたはチエーンなど）４１により甲板部１２
の連結梁１９の部分を吊上げ、連結ピン２６に甲
板部１２による力が作用しないような状態にし、
連結ピン２６を退入させて、脚１１と甲板部１２
を分離可能な状態にする。こののち、バラストタ
ンク１６内にさらに注水するかまたは昇降装置１
３で脚１１を上昇させることにより、第６図に示
すように、脚１１と甲板部１２を完全に切離す。
また、ウインチの吊り具４１を他の作業船４２に
移し替え、これらにより甲板部１２を吊下げる。
このとき、場合によつては、甲板部１２を海底Ｂ
まで沈めてもよい。また、甲板部１２を脚１１か
ら切離す前に作業船４２によつて甲板部１２を吊
下げておいてもよい。次に、作業船４２により甲
板部１２を浮体部１０の横に移動させ、バラスト
タンク１６内に圧縮空気を供給して排水すること
により、甲板部１２を海面Ｌに浮上させる。この
ようにして海面Ｌに浮上させた甲板部１２は、次
のケーソン製作工事に転用する。

次に、第７図に示すように、海面Ｌに浮上した
ケーソンＣとこれを取囲んでいる浮体部１０を、
作業船４３により、設置場所まで曳航する。

次に、ケーソンＣの設置場所に浮体部１０を正
確に位置決めし、第８図に示すように、昇降装置
１３により、脚１１を下降させて海底Ｂに着底さ
せ、さらに浮体部１０を脚１１に沿つて海面Ｌ上
方に持ち上げる。このとき、脚１１が海底Ｂに過
度に埋入しないよう、海底Ｂが軟弱な場合には地
盤改良工事を行なつておく。また、風波や潮流な
どにより浮体部１０を所望の位置に設置できない
場合には、再び脚１１を上昇させて浮体部１０を
海面Ｌに浮かべ、上記の作業を繰返して正確な位
置に据付ける。場合によつてはこの状態でケーソ
ンＣの側壁コンクリートを打継ぎ、ケーソンＣ内
に注水して、これを海底Ｂに着底させる。ケーソ
ンＣへの注水は、ケーソンＣの傾斜、躯体応力、
ケーソンＣ内水位などを時々刻々計測しながら行
ない、ガイドローラ４０を案内にして、ケーソン
Ｃを正確に水平姿勢に保持しながら沈降させる。
このとき、海底Ｂの地盤面の著しい起伏は除いて
おくが、ケーソンＣ内の水位の調整により水平を
保って沈下させることができるので、従来の方法
（陸上式の圧気ケーソンや鋼殻式の圧気ケーソン）
ほどには地盤改良や起伏均しを厳密に行なう必要
がない。なお、脚１１により海面Ｌ上方に支持さ
れた浮体部１０はケーソンＣの沈設作業の足場と
して使用され、通常は満潮時の海面Ｌより１ｍ位
高い位置に支持され、風波のあるときや高潮のと
きには安全な高さまで持上げておく。

次に、第９図に示すように、圧気ケーソンとし
ての側壁コンクリートの構築と、沈下掘削を繰返
す。そして、ケーソンＣの沈設工事が完了したな
らば、浮体部１０を海面Ｌにおろし、浮体部１０
が浮上したならば、これを大型クレーンで吊上げ
て撤去するか、２つに分割して撤去する。なお、
浮体部１０をケーソンの上部工事の作業足場とし
ても使用する場合は、これを吊上げて撤去するこ
とはできないので、２つに分割できるようにして
おく。

この浮ドツクを使用すれば、上記のように、甲
板部１２だけを脚１１から切離して沈降させるこ
とによりケーソンＣを浮上、進水させることがで
きるので、必要海水バラスト量が少なくてすみ、
注排水時間の短縮およびその関連設備の小規模化
が可能である。そして、ケーソンＣ沈設後に、作
業足場として使用した浮体部１０を吊上げるかま
たは２つに分割して撤去することができ、従来の
ように進水させたケーソンを浮体部の横に引出す
必要がない。このため、浮体部１０を無端枠状に
して、ケーソンＣとの隙間を小さくすることがで
きる。したがつて、浮体部１０の剛性、強度が高
く、小型、軽量化が可能である。さらに、浮体部
１０をケーソンＣ沈設時の作業足場として効率良
く使用することができ、従来のように作業足場を
別に設ける必要がないので、ケーソンＣの製作お
よび据付のコストを大幅に低減することができ
る。

浮ドツクの各部の構成は、上記実施例のものに
限らず、適宜変更可能である。たとえば、浮体部
１０は四角形以外の多角形または円環状であつて
もよく、甲板部１２の上に浮体部１０が重なるよ
うにしてもよい。また、昇降装置１３はラツクと
ピニオンを使用したものなどであつてもよい。さ
らに、連結装置１４のピン２６は、脚１１の内部
から人力または油圧などにより操作するようにし
てもよい。

発明の効果 この発明による浮ドツクは、上述のように、海
上における圧気ケーソンの製作および沈設作業に
使用することができる。このめ、従来のように作
業足場を別に設ける必要がなく、大幅なコスト低
減が可能である。甲板部が脚に着脱可能に連結さ
れ、バラスト調整が可能であるから、甲板部を脚
から切離して沈降させることにより、ケーソンの
進水作業を短時間で簡単に行なうことができ、脚
から切離した甲板部からバラストを排出すること
により、これを海面に浮上させて簡単に回収する
ことができる。また、甲板部を脚から切離すこと
ができるので、進水させたケーソンを浮体部の横
に引き出す必要がなく、そのままケーソンを着底
させて設置することができる。そして、進水させ
たケーソンを浮体部の横に引き出す必要がないの
で、浮体部を背の低い無端枠状のものにしてケー
ソンとの隙間を小さくすることができる。このた
め、浮体部の剛性、強度が高く、小型、軽量化が
可能であり、したがつて、着底させた脚に沿つて
浮体部を海面上方に持上げて、ケーソン沈設時の
作業足場として効率良く使用することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示し、第１図はケー
ソン製作据付用浮ドツクの斜視図、第２図は第１
図の主要部の垂直断面図、第３図、第４図、第５
図および第６図はケーソン製作時の状態を順に示
す浮ドツクの側面図、第７図はケーソン曳航時の
浮ドツクの平面図、第８図および第９図はケーソ
ン沈設時の状態を順に示す浮ドツクの側面図であ
る。 １０……浮体部、１１……脚、１２……甲板
部、１３……昇降装置、１４……連結装置、Ｃ…
…ケーソン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 無端枠状の浮体部１０と、浮体部１０に上下
   移動可能に取付けられた複数の脚１１と、これら
   の脚１１の下端部に着脱可能に連結されたバラス
   ト調整可能な甲板部１２と、脚１１を浮体部１０
   に対して上下に移動させる昇降装置１３と、甲板
   部１２を脚１１の下端部に着脱可能に連結する連
   結装置１４とを備えているケーソン製作据付用浮
   ドツク。