JPH0715170B2 - 滑動免震式海洋構造物の施工方法 - Google Patents

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の施工方法に関するもので
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、滑動しないように注水した後、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。

〔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。

（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。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）据付け時、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、主として施工面における問題点を
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〕

本発明における滑動免震式海洋構造物は、重力式海洋構
造物について、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）設計地震（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、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本体側底版と
これを支持する基礎側底版とに分離し、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に設け、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
防衝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。

また、基礎側底版と本体側底版間の外周をＯ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できるように
する。

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。

本発明の施工方法は、上述のように構成される滑動免震
式海洋構造物について、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ようにしたものであ
る。

なお、水深が異なる別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
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をおいて防衝装
置11が設けられている。本実施例における防衝装置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、防衝装置11は働かない。すなわち、防衝装置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。防衝装置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シール材13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51
を設置し、ヘッダーパイプ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、漏水分を給水ポンプ53により、給水管
54を通じて、定水位枡51は間けつ的に補給し、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、給水ライザー管54a、定水圧ライザー管52b、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52a、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。Ｏ
リング59から漏水があっても、定水位枡51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
ライザー管52b、ヘッダーパイプ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。Ｏ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。

据付け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。

本発明の施工方法では、上記のようにして、外水圧に
より基礎側底版２を本体側底版３に密着させて一体化
し、滑動免震式海洋構造物の曳航、据付け、再浮上撤
去、移設などを行う。

なお、水深が異なる別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。

〔発明の効果〕

接触面の間隙の水圧を調整可能として、所定以上の水平
外力に対して、基礎側底版と本体側底版の接触面での滑
動を許容し、それ以下の水平外力に対しては滑動しない
よう構成した滑動免震式海洋構造物の据付け時および移
設時などにおいて、接触面の間隙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、一体化した状態で施工を行うことができる。

また、移設の際、基礎側底版を海底に置き去りにするこ
となく、一体として移設することができる。

さらに、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、接触面の間隙の水圧を調整可能
することで適切な滑動抵抗が得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例における滑動免震式海洋構造物
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……防衝装置、12…
…充填材、13……シール材、14……テンションボルト、
15,15a……監査廊、51……定水位枡、52……ヘッダーパ
イプ、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……Ｏリン
グ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】海底面上に設置される重力式海洋構造物の
   底版部分を本体側底版と前記本体側底版を支持する基礎
   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、前記基礎側底版と本体側底版の接触面の
   間隙に水圧をかけることにより、接触圧を任意に調整
   し、所定以上の水平外力に対して、前記基礎側底版と本
   体側底版の接触面での滑動を許容し、それ以下の水平外
   力に対しては滑動しないよう構成した接触圧調整機能を
   有する滑動免震式海洋構造物の施工方法であり、前記滑
   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。
2. 【請求項２】前記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、接触圧を任意に調整し得るよう構成した請求項
   １記載の滑動免震式海洋構造物の施工方法。