JPH061633Y2 - 滑動免震式海洋構造物の底版緊結防衝装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はドライドックなどで建造し、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・パルプ
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。

ドライドック内で構造物本体を建造する。

ドライドックに注水して構造物本体を浮遊状態とし
て、設備を艤装する。

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、氷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、手順はドライドック内で行う場合もある。

〔考案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、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。

(b)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。その場合にお
いて解決すべき課題として以下のようなものが挙げられ
る。

すなわち、ドライドックで建造し、曳航後、沈設する作
業、または再浮上後、移設する作業において、基礎側底
版と本体型底版を緊結し、しかも大地震などの設計外力
に対して防衝機能を有する必要がある。底版緊結防衝装
置に要求される機能は以下の通りである。

(1)本体構造物の応力度が降伏点以下となるように設計
される対象の地震力（以下、「設計地震力」とよぶ）に
対しては、基礎側底版と本体側底版の接触面において滑
動しても底版緊結防衝装置の緊結材は破断してはならな
い。

(2)破壊的大地震や船舶衝突などの事故荷重（以下、
「事故荷重〕とよぶ）に対しては、一般に本体構造物は
致命的破壊に到らないように設計される。このような事
故荷重時には、底版緊結防衝装置の破壊は許される。

(3)防水機能があること。

(4)海洋構造物の内部から取り外し可能であること。

本考案は２重底版構造とした滑動免震式海洋構造物にお
ける上述のような課題の解決を目的としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

本考案では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、２重底版構造とする。また、基
礎側底版の周辺部には立上り壁を設け、この立上り壁と
海洋構造物の本体側壁部とを、本体側壁部を貫通する緊
結材で結ぶ。

海洋構造物本体を海底に据付けた状態では、この緊結材
の上部に、ゴムなどの弾性体からなる取り外し可能な防
衝材を設け、防衝材との間に所定間隔の遊びをおいて、
ナットなどの定着具を設ける。遊びの間隔は、例えば設
計地震力に対し、基礎側底版と本体側底版との間で滑動
があった場合において、定着具と防衝材がぶつからない
間隔とする。事故荷重時には本体側底版と基礎側底版の
滑動により、滑動方向と逆側の緊結防衝装置の定着具が
防衝材部分に当たり、防衝材が変形し、また緊結材が伸
びることにより、エネルギーを吸収し、構造物本体の有
害が変形を阻止する。

定着具としてナット、あるいはナットおよび付属部品を
用いる場合は、緊結材の少なくとも上部所要区間にネジ
を設けておくことにより、ナットを締め付けたり、緩め
たりすることにより、防衝材との間隔を調整したり、防
衝材を取り外したりすることができる。

海洋構造物を曳航、沈設、または再浮上させて移設する
際には、防衝材を外し、ナットなどの定着具を締め付け
ることにより、基礎側底版を緊結材で構造物本体に一体
化することができる。

〔実施例〕

次に、図示した実施例について説明する。

第５図は一実施例として、海洋石油開発プラットフォー
ムに本考案における２重底版構造を適用した場合の例を
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。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。また、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と構造物本体１側の対向面との間には、設計地震力や
事故荷重が作用したときの基礎側底版２と本体側底版３
との間の滑動を許容するための間隙が形成され、この立
上り壁９と構造物本体１の側壁部とが、緊結材１１によ
り結ばれている。

また、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２７が充填
され、その上面には異物侵入防止のためのシール材２８
が取付けられている。

第１図は本考案の緊結防衝装置の一実施例を示したもの
で、斜めに配した緊結材１１の下端部は基礎側底版２の
立上り壁９にアンカーされる。緊結材１１の上端部は構
造物本体１の側壁部に埋め込んだスリーブ１２を貫通し
て監査廊３１の内部に固定される。また、スリーブ１２
と緊結材１１の間はパッカー２１によりシールされてい
る。

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
基礎側ベースプレート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力が
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。この基礎側底版２と本体側底
版３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。

曳航、沈設、または再浮上させて移設する際は、第２図
に示すように緊結材１１の上部は構造物本体１の側壁部
に取り付けたベースプレート１３上に、ナット１４を直
接締め込んだ状態とし、基礎側底版２は緊結材１１によ
り、本体１に吊り下げられる。

第３図は構造物本体１を海底に据付けた状態における本
考案の緊結防衝装置の上部を示したもので、前述したベ
ースプレート１３上に、両端にベースプレート１５ａを
有するゴム製の防衝材１５を設置し、その上に座金物１
６を取り付けている。定着具としてのナット１４は座金
物１６の上方に所要の遊びｐをおいて設けられる。遊び
ｐを設けてあることにより、設計地震力が作用したと
き、防衝材１５は働かず、本体側底版３が基礎側底版２
の上を滑動する。事故荷重が作用したときには、本体側
底版３が基礎側底版２の上を滑動すると同時に、ナット
１４が座金物１６に当たることにより、防衝材１５が変
形し、また緊結材１１が伸びることによってエネルギー
を吸収する。

また、スリーブ１２は緊結材１１が大変形を起こして
も、急な曲がりやせん断によって破断しないよう、図に
示すようなラッパ状に加工してある。

構造物本体１を海底に据付けた後、本体側底版３と基礎
側底版２を分離する際には、監査廊３１の内部から緊結
材１１頭部のナット１４と防衝材１５を取り外し、緊結
材１１が引き抜かれた後の防水のため、第２図に示すよ
うにパッキング２２を介して、防水ふた２３をナット２
４で締め込む。その後、構造物本体１のバラストを調整
することにより、基礎側底版２を分離し、再浮上させる
ことができる。

第４図は前述したパッカー２１によるシールの仕方を示
したもので、パッカー２１を緊結材１１の外側に通し
て、スリーブ１２上端に嵌め込み、パッカー２１の上か
ら余剰部分２１ａをキャップ２５を介して、皿ビス２６
により締め込んでいる。

〔考案の効果〕 ２重底版構造とした底版部分の基礎側底版の立上り壁
と構造物本体の側壁部分を緊結材で結び、緊結材上部に
所要の遊びをおいて防衝材を設けてあり、設計地震力に
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
ることができる。

事故荷重に対しては、緊結材上部の防衝材が機能し、
防衝材の変形および緊結材の伸びにより、エネルギーを
吸収し、構造物本体の有害な変形を阻止することができ
る。

曳航、沈設、または再浮上させて移設する際には、防
衝材などを取り外し、緊結材およびネジ式の定着具など
により、基礎側底版を構造物本体に一体化することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の緊結防衝装置の概要を示す鉛直断面
図、第２図は底版緊結時の本体側壁側の定着部を示す鉛
直断面図、第３図は一実施例における緊結防衝材装置の
要部の構造を示す鉛直断面図、第４図はパッカー部分の
構造の具体例を示す鉛直断面図、第５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概要を示
す鉛直断面図である。 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…緊結材、１２…スリーブ、１
３…ベースプレート、１４…ナット、１５…防衝材、１
６…座金物、２１…パッカー、２２…パッキング、２３
…防水ふた、２４…ナット、２５…キャップ、２６…皿
ビス、２７…充填材、２８…シール材、３１…監査廊。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項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、前記基礎側底版の周辺部には立上り
   壁を設け、該立上り壁と海洋構造物の本体側壁部とを該
   本体側壁部を貫通する緊結材で結び、該緊結材の上部に
   弾性体からなる取り外し可能な防衝材を設け、該防衝材
   との間に所定間隔の遊びをおいて定着具を設けたことを
   特徴とする滑動免震式海洋構造物の底版緊結防衝装置。
2. 【請求項２】前記緊結材の少なくとも上部所要区間には
   ネジが設けられており、前記定着具は該ネジに螺合する
   ナットであり、前記防衝材を取り外した状態において締
   め込むことにより、前記緊結材を介して前記基礎側底版
   を海洋構造物本体に緊結するようにしたものである請求
   項１記載の滑動免震式海洋構造物の底版緊結防衝装置。