JPH08510808A - モジュール式のケーソンを使用した汎用的で環境上安全な波防御システム - Google Patents
モジュール式のケーソンを使用した汎用的で環境上安全な波防御システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
標準化された、バラスト可能な、トリム可能な、モジュール式のケーソンが、種々のタイプおよび深さでまたあらゆる種類の嵐や津波を受ける、水域内の広い範囲のサイト条件で使用するために、汎用的な、環境的に安全な、防波システムを構成するために提供される。モジュール式のケーソンシステムは、1つまたはそれより多い異なるタイプの主要な、5つの標準化された形の特定のモジュール式のケーソンからなる。それぞれの異なるタイプのケーソンモジュールは、積荷貯蔵能力を有し、また全体の防波システム内において1つまたはそれより多い特定の機能を達成するように設計されている。ケーソンモジュールは、異なる形状の防波システムを構成するための寸法にスケーリングされ、異なる組み合わせで組み立てられる。個々のケーソンモジュールは、最大の可能は範囲内で、コストが管理された条件で海岸の造船所または造船所タイプの施設で製造され、次いで、曳航され、防波システムが必要なサイトで組み立てられる。防波システムのモジュール性のために、防波システムの有用寿命の終りに、ケーソンモジュールは、必要な場合には、容易に取り除くことができ、これにより、サイトをその建設前の状態にできる限り近付けて戻すことができる。
Description
【発明の詳細な説明】
モジュール式のケーソンを使用した汎用的で環境上安全な波防御システム
発明の背景
本発明は、一般的には、深いまたは浅い水内における防波システムを形成する
ため異なる構成に組み立てることができるモジュール式のケーソンに関するもの
で、より詳しくは、陸上において一体式構造のケーソンまたはケーソン組立体セ
クションのいずれかの形で作製され、予め選択されたサイトに浮べられ、防波シ
ステムを形成するためにトリム(釣り合いとり)されバラスト(沈降)されて構
成される、標準化された、モジュール式のケーソンに関するものである。
大きな、外洋の水域においては、最大の力の風や波により発生する力は、特定
のサイト(場所)における、位置、およびその下の条件に非常に依存する。この
ような大きな変化のために、以前は防波システムのデザインをそれなりに標準化
することは可能ではなかった。その代わりに、防波システムは特定のサイトの要
求に適したある種(one−of−a−kind)の構造として一般的に設計さ
れてきた。このため、建造は当のサイトないしその付近の場所で行われ、造船所
および造船所タイプの施設において得られるような、標準化された製造方法から
得られるコストの節約はほとんど得られないものである。
通常の防波システムは、防波堤、小突堤、杭、ケーソンなどで構成されている
。
ケーソンは一般的にはコンクリートおよび/またはスチールから構成され、ま
た浮遊ないし沈没タイプのいずれかである。浮遊式のケーソンは水面上に浮かん
でおり、また海底、湖底などに投錨係止される。他方では、沈没されたケーソン
は、底上に直接置かれており、またその構造にもよるが、ケーソンを定位置に埋
め込むために底内部に貫通している。
浮遊式のケーソンは、ケーソンがいかに強力に投錨係止されているかに拘らず
、ハリケーンや台風の間のように、強い風や波の状態下緩んで壊れる危険性があ
る。これはきわめて危険な状態であり、防波システムの破れ口を招き、これが、
ケーソンの後背の保護された区域の一体性を破壊してしまう。同様に、沈没され
たケーソンは、そ
れが底上に置かれあるいは底を貫通するのに十分に大きいものである場合でも、
それらの流体力学的な特性のために同様に緩んで壊れる危険性がある。例えば、
大きな嵐の波と風が沈没したケーソンの海側に打ち当たった時には、風と波の力
により、ケーソンを底から持ち上げようとする揚力やケーソンを転覆させようと
する回転モーメントや横向きに移動させようとする圧力が発生し、これらのいず
れかが、その大きさが十分に大きい場合には、ケーソンが緩んで壊れてしまい、
この結果、防波システムの決壊が生じてしまう。
一例として、1952年4月23日付けのPascalHermesへのフラ
ンス国特許第1,012,795号には、沈没させたケーソンでできた海壁が開
示されている。しかしながら、ケーソンはすべて、幅より大きな高さを有してお
り、このため、最大レベルの波と風による攻撃が接近したときには倒壊すること
がある。これは重大な欠点であり、この海壁の使用が比較的浅い、防護された水
域に制限されてしまう。他の欠点は、ケーソンが海底にほどんど貫通せずに海底
の表面上に多少乗るだけとなり、よって高い波によりさらわれてしまうようにな
ることである。ケーソンは強力に海底に据え付けられておらず、大きな風や波の
条件を受ける深く、開いた水域のための使用には設計されていない。その他の欠
点として、ケーソンにはそれらの防波機能以外の別の用途がなく、このためにそ
れらのコストを防波機能以外で相殺することができず、つまりケーソンが収益を
稼ぐ能力がないことである。他の欠点は、ケーソンはバラストするように設計さ
れているが、ケーソンが一旦その位置に降ろされた時にはバラストを上げること
ができずに永久構造物となってしまうことである。この結果、ケーソンは再整列
ないし再配置できず、また他の場所での使用のため、あるいは海壁が環境上ない
し他の理由により取り壊されなければならない場合において分解するためにバラ
ストを上げて曳航することができない。これらおよび他の理由により、この特許
に記載されたケーソンを使用しているなんらかの海壁が世界のどこかで建設され
たことがあるとは信じられない。
外洋の水域、特に深い水域の外側では、破石、コンクリートブロック、テトラ
ポット、ドロス(dolos)などで覆った防波堤が、防波システムを構成する
ただ1つの実行可能な方法である。この場合においては、しかしながら、コスト
が高くなり過ぎ
て過大な財政上の障害となる。これは、特に、風と雨の最大力に晒される深く、
開いた水域で顕著である。
さらに、深くて、開いた水域において防波堤や同様物を建設する莫大なコスト
の問題と、このような防波システムがその防波システムとしての価値以外の別の
経済的な利点がない事実とが重なる。つまり、従来の防波システムの利益/コス
トの比では、この種の防波システムを、外洋の、深い水域で建設する妥当性が小
さくなってしまう。
防波システムとして防波堤を使用する際の他の問題は、防波堤が一旦破れた場
合には、一般的には防波の次のラインがないことである。よって、防波システム
により保護されていた地域が風や波の全ての攻撃に晒されてしまう。
大きな流体力学的な環境に耐えるために十分に大きくて重い防波堤を建設する
ことの他の問題は次の通りである。このような防波堤は、特にその「コア」が浚
渫された材料(dredgedmaterial)で作られている場合には、大
洋の底の永久的な環境上の大きな「足跡」となる。これらの防波堤は規模が大き
くそれらの使用寿命の終りに分解して取り除くことが経済的にできない。
上記した理由により、このような防波システムが、例えば、外洋における深い
水域のサイトで実際に建設されたことはほとんどない。
さらに、より深い、風雨に晒される水域内で建設された防波堤のような、これ
らの防波システムは、コストの点で高い波を防ぐために十分高く建設することが
できないし、また最大の強さの風からそれらの風下側を十分に防ぐことができな
いものである。この結果、このような防波システムは、特にこのような防波シス
テムが最大の風と波に攻撃されているときには、船の投錨、ドッキングあるいは
停泊のためそれらの風下側を十分に保護することができない。これらの条件は、
低速度で移動し、あるいはドッキングし、または停泊する全ての船舶に大きな問
題を起こす。特に、駆逐艦、タンカーおよび積荷キャリア、車両キャリアのよう
なコンテナ船、とりわけLNGタンカーのような液化ガスキャリアのように、高
い風圧面を有する船の場合はこの傾向が強い。
世界中を交易で海洋航海する全てのクラスの船に対して、例えば外洋水域のよ
うな、深い水域サイトにおいて、太平洋、大西洋およびインド洋を囲繞する外洋
の海岸線に沿ってまたはこれから離れて存在するような最大の風と波の攻撃に晒
された際に、十
分な保護シェルタを提供することができる公知の防波システムは存在しない。
外海のような大きな外洋の水域での防波システムの建設を更に複雑にしている
のは、このようなシステムを、少なくとも環境上あるいは航海上の観点から、そ
の使用寿命の終りの際に分解して取り除き、これにより海をその建設以前の状態
ないしこの状態にできるかぎり近付けて戻すことができるように、このようなシ
ステムを建設しようとする要求が増大していることである。
本発明の目的は、従来技術のシステムに関連した上記の諸問題を解消する、モ
ジュール式のケーソンからなる防波システムを提供することにある。
発明の概要
本発明の他の目的は、あらゆる海岸線を浸食から保護することができ、または
あらゆる人工的な人造島を最大スケールのハリケーン、台風、サイクロンあるい
は津波から起きるものを含むいかなるレベルの波や風の攻撃に対して保護するこ
とができる、汎用的な防波システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、経済的で技術的に実現可能であり、また環境保護に配慮
した、防波システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、物資の貯蔵のために使用でき、また外洋の、深い水域内
での最大の風と波に耐えるように設計および組み合わされ、さらに穏やかで浅い
水域内での使用のために容易にスケールダウンすることができる、バラスト可能
であり、トリム可能である、モジュール式のケーソンからなる防波システムを提
供することにある。
本発明の他の目的は、通常は20から100フィートの範囲の深さであり、特
定の条件下では150フィートを越える深さでも使用可能である、大きく且つ開
いた水域(外洋の海を含む)内での防波システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、全てが積荷物資を貯蔵できるように設計され、また造船
所においてコストが制御された条件で建設され、所望のサイトに曳航され、正確
にトリムされ、また次いでバラストが下ろされて一体型の防波システムを形成す
るために組み立てることができる、複数の主要な、バラスト可能である、モジュ
ール式のケーソンからなる防波システムを提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、バラストを下ろして一体の防波システムを形成す
るこ
とができ、また必要な場合には、防波システムの有用な寿命の終りに、サイトを
その建造前の状態に可能な限り近付けて修復できるように、バラストを上げて曳
航することができる、バラスト沈降が可能な、モジュール式のケーソンを提供す
ることにある。
本発明の別の目的は、広く整列した防波システムを構成するために異なる組み
合わせで組み立てることができ、また異なる水域深さや異なる最大の風および波
の条件を有する異なる予め選択されたサイトにおいて使用するためのサイズにス
ケールすることができる、バラスト可能で、トリム可能な、モジュール式の異な
る形状のケーソンの組を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、異なるサイズにスケールアップ又はスケールダウ
ンすることができ、また異なるサイト条件下で防波システムを形成するために多
数の異なる形態に配置することができる、与えられた数の、標準化された、トリ
ム可能な貯蔵ケーソンからなるモジュール式のケーソンシステムを提供すること
にある。
本発明の他の目的は、ケーソンが、いずれかのタイプの外側層の防護体を有す
る、いずれかのタイプの粗石盛り(rubblemound)の防波堤と連結し
て設置することができる設計で、モジュール式のケーソンシステムを提供するこ
とにある。
本発明の他の目的は、広い範囲の逆方向の流体力学的および天候条件を受けた
ときでも安定である、モジュール式のケーソンの設備を提供することにある。
本発明の他の目的は、外側の防波ケーソンのラインを有し、またサイト条件に
もよるが、外側の防波ケーソンと一体であり、また外側の防波ケーソンのライン
を支持するための補強支持システムとして機能し、さらに一連の横の支持ケーソ
ンと内側の防波ケーソンおよび多目的ケーソンからなる補強されたサブシステム
を有する、防波システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、外側の防波ケーソンのラインを有し、またサイト条件に
もよるが、外側の防波ケーソンと一体であり、また外側の防波ケーソンのライン
を支持するための補強支持システムとして機能し、さらに外側の防波ケーソンの
ラインを乗り越える波のエネルギーを吸収、受容および分散するための横支持ケ
ーソンと内側の防波ケーソンからなる、オーバートップする(乗り超えてくる)
波の吸収、抑制および分散のサブシステムを有する、防波システムを提供するこ
とにある。
本発明のこれらおよび他の目的、特徴および長所は、主要で、バラスト可能で
あり、広く整列した防波システムを形成するために異なる組み合わせで積み立て
られ、また異なる深さを有し異なる最大力の風と波を受ける予め選択された異な
るサイトにおいて使用するための寸法にスケールアップ又はスケールダウンする
ことができる、複数の異なる形状のケーソンを提供することにより達成される。
主要で、バラスト可能な、モジュール式のケーソンは、据え付けタワーケーソン
、外側防波ケーソン、横支持ケーソン、内側防波ケーソン、並びに多目的ケーソ
ンから構成される。
外側防波ケーソンは、ラインを形成するために端と端を連結した関係で組み合
わされるように設計され、またサイト条件が必要とする場合には、据え付けタワ
ーケーソンを介在して、一端または両端において係止することができる。補強の
サブシステムを、外側防波ケーソンのラインを補強するために設けることもでき
る。この補強のサブシステムは、1またはそれより多いラインの内側防波ケーソ
ンと、外側防波ケーソンのラインの風下側に配置された多目的ケーソン並びにこ
れらの間に一体化されて介在する一連の横支持ケーソンから構成される。深い、
外洋の水域においては、オーバートップする波の吸収、抑制および分散のサブシ
ステムが、外側防波ケーソンのラインを越える波のエネルギーを吸収し、抑制し
並びに分散するために設けられる。主要な、バラスト可能な、モジュール式のケ
ーソンの全ては、物資の積荷貯蔵のための大きな内部貯蔵スペースを有しており
、また造船所タイプの設備において陸上で構築され、また次いで所望のサイトま
で浮かんで運べられ、また一体型の防波システムを形成するためにトリムされて
バラストが積まれる。
本発明の上記および他の目的、特徴および長所は、本発明の以下の詳細な説明
を添付図面を参照しつつ読むことにより当業者には自明となるものである。
図面の簡単な説明
第1図aは本発明の原理にしたがって構成した防波システムの一実施例の説明
的な平面図、第1図bは断面図である。
第2図aは本発明の原理にしたがって構成した防波システムの他の実施例の説
明的な平面図、第2図bは断面図である。
第3図は、本発明による多目的ケーソンの一部を切除した説明的な側面図であ
る。
第4図aと第4図bは本発明による外側防波ケーソンの2つの実施例の、一部
を切除した、説明的な側面図である。
第5図aと第5図bは本発明による据え付けタワーケーソンの2つの実施例の
、一部を切除した、説明的な側面図である。
第6図aと第6図bは本発明による内側防波ケーソンの2つの実施例の、一部
を切除した、説明的な側面図である。
第7図は、本発明による横支持ケーソンの、一部を切除した、説明的な側面図
である。
第8図は、トリムとバラストタンクを示した多目的ケーソンの、一部を切除し
た、説明的な側面図である。
第9図は、液体積荷貯蔵のための多目的貯蔵ケーソンの、一部を切除した、説
明的な側面図である。
第10図は、個体積荷貯蔵のための多目的貯蔵ケーソンの、一部を切除した、
説明的な側面図である。
第11図aは粗石盛り防波堤なしの防波システムの断面図、第11図bは平面
図である。
第12図aは粗石盛り防波堤を備えた防波システムの断面図、第12図bは平
面図である。
第13図aは粗石盛り防波堤なしの他の防波システムの断面図、第13図bは
平面図である。
第14図aは主要なモジュール式のケーソンの2つのタイプを使用した防波シ
ステムの断面図、第14図bは平面図である。
第15図aは主要なモジュール式のケーソンの3つのタイプを使用した防波シ
ステムの断面図、第15図bは平面図である。
第16図aは主要なモジュール式のケーソンの5つのタイプを使用した防波シ
ステムの断面図、第16図bは平面図である。
第17図は、異なる流体力学的およびサイト条件下にある比較的深いサイトに
おける典型的な防波システムの、一部が断面図である説明的な側面図である。
第18図は、異なる流体力学的およびサイト条件下にある比較的深いサイトに
おける典型的な防波システムの、一部が断面図である説明的な側面図である。
第19図は、異なる流体力学的およびサイト条件下にある比較的深いサイトに
おける典型的な防波システムの、一部が断面図である説明的な側面図である。
第20図は、異なる流体力学的およびサイト条件下にある比較的浅いサイトに
おける典型的な防波システムの、一部が断面図である説明的な側面図である。
第21図は、異なる流体力学的およびサイト条件下にある比較的浅いサイトに
おける典型的な防波システムの、一部が断面図である説明的な側面図である。
第22図は、異なる流体力学的およびサイト条件下にある比較的浅いサイトに
おける典型的な防波システムの、一部が断面図である説明的な側面図である。
第23図は、第17図から第22図に示した防波システムに対する流体力学的
およびサイトの条件の範囲での寸法の多様性を示した、標準化された、バラスト
可能なモジュール式のケーソンの1つのタイプの、同一縮尺における、断面図で
ある。
第24図は、転倒ファクタを説明する際に使用される最大流体力学的およびサ
イト条件に対して設計された防波システムの説明的な断面図である。
第25図aと第25図bは、貫通ファクタを説明する際に使用される高さの異
なる2つの据え付けタワーケーソンの説明的な側面図である。
発明の詳細な説明
本発明におけるモジュール式のケーソンの理解を高めるため、本発明にしたが
ったモジュール式のケーソンにより構成される例示的な防波システムの2つの例
をまず最初に説明し、次いで異なるタイプの主要な、モジュール式のケーソンお
よび他のケーソンシステムの例示的な実施例を説明する。なお、ここで説明する
防波システムのいくつかの例示的な実施例は、本発明の原理にしたがって構成す
ることのできる多くの異なる防波システムを単に代表したしたものであり、本発
明は図面に説明された防波システムの特定の形態に制限されるものではない。
明細書および請求の範囲を通して使用される「防波システム」の用語は、外洋
、海、湾、川、湖、河口などのあらゆるタイプの水域におけるモジュール式のケ
ーソンのシステムないし設備を意味するものである。防波システムの風下側の保
護又は、庇護さ
れた区域、あるいは防波システムにより囲まれまたは部分的に囲まれた区域は、
保護されていない水域により実質的に囲まれていることから、「人造島」と称さ
れる。保護された区域は、保護されていない水域により囲まれた人造の避難所で
ある。保護された区域は、島の土地を構成する砂、岩、砂利あるいは他の材料で
部分的ないし全部が満たされているか、あるいは保護された区域は依然として水
により満たされている。
本発明による、異なるタイプのモジュール式のケーソンにより構成される防波
システムの1つの実施例を第1図に示した。第1図aは外洋の予め選択された海
のサイトにおいて設置された防波システムの平面図であり、第1図bはその断面
図である。このシステムは、部分的に閉じられたループを規定するためにライン
に沿って端と端を繋げて配置された複数の外側防波ケーソン30から構成される
。複数の内側防波ケーソン50は、外側防波ケーソン30の風下側ないし内側に
おいてラインに沿って端と端を繋げて配置されている。据え付けタワーケーソン
45が外側防波ケーソン30と内側防波ケーソン50の各ラインの端部にそれぞ
れ配置されている。横支持ケーソン70は外側防波ケーソン30と内側防波ケー
ソン50の各ラインの間で横に配置されている。この実施例では、外側防波ケー
ソン30は乗り越える(オーバートップする)波を許容するように設計されてお
り、またケーソン30、50並びに70は乗り越える波のエネルギーを分散する
ために協働する(第16図を参照して説明される。)。多目的ケーソン10のア
レイが、内側防波ケーソン50のラインの風下ないし内側の保護された区域に設
けられている。この実施例では、多目的ケーソン10が内側防波ケーソン50と
並置関係で配置されている。
本発明によれば、ケーソンの異なるタイプの個数、およびケーソンの配列は、
保護されるべき区域のサイズ、選択されたサイトにおける水域の深さ、選択され
たサイトにおいて発生する最大風と波の力の規模と方向、並びにその他の要因に
依存する。例えば、2つのコーナーの据え置きタワーケーソンに加えて、1つま
たはそれより多い据え付けタワーケーソン45を外側防波ケーソン30のライン
に沿って介在させることもできる。保護された区域の風下側を、必要であれば、
防波ケーソン30のラインで閉じたり、および/または保護された区域を完全に
囲む。保護された区域における船舶の出入りを許容するために、ケーソンの1つ
または隣接するケーソンの間に、水
門を設けても良い。
第2図aと第2図bは、本発明によるモジュール式のケーソンにより構成され
る防波システムの他の実施例を示したものである。この実施例は、第1図に示さ
れたものと同様であるが、第1図の実施例よりも流体力学的条件および天候条件
がより緩やかなサイトにおける使用のために設計されたものである。第2図の実
施例では、複数の外側防波ケーソン20がラインに沿って端と端を繋げて配置さ
れており、またケーソン20は乗り越えて来る波を防ぐように設計されている。
よって、第2図の実施例では、横支持ケーソン70(第1図の実施例で使用され
たもの)は省かれており、外側防波ケーソン20と内側防波ケーソン50の2つ
の並置されたラインおよびその組み合わせは多目的ケーソン10のアレイのため
の保護された区域を提供している。
モジュール式のケーソンにより構成される防波システムの他の例示的な例を以
下に説明する。本発明によれば、標準化された、バラスト可能な、トリム可能な
モジュール式のケーソンは、種々のタイプおよび深さの水域内の広い範囲のサイ
ト条件に亘って使用され、またあらゆる種類の嵐や津波を受ける、汎用的な、環
境的に安全な、防波システムを構成するために提供される。このモジュール式の
システムは、1つまたはそれより多くの異なるタイプの、標準化された形態と特
徴を備えた主要なモジュール式のケーソンから構成され、ケーソンモジュールの
各異なるタイプは、全体の防波システムにおいて1つまたはそれより多い特定の
機能を達成するために設計される。ケーソンモジュールは、多くの異なる形状の
防波システムを構成するために適切なサイズにスケールされまた異なる組み合わ
せで組み立てられる。
個々のケーソンモジュールは、好ましくは補強されたコンクリートから作られ
、また最大限可能な範囲において、海岸の造船所または造船所タイプの施設でコ
スト制御された条件で製造され、次いで、防波システムの必要なサイトまで曳航
され、最終的にそこで組み立てられる。ケーソンモジュールは異なる組み合わせ
でスケールされまた組み立てることができ、このため、防波システムの全体のス
ケールとモジュール組立体は、予め選択されたサイトにおいて、その特定のサイ
トに対して絶対的に必要とされて利用されるよりも、より長いモジュールなしに
、より多くの個数のモジュールなしに、またより大きい程度のモジュール式の組
立体なしに、最大の流体力学的およ
び風の力に耐えて克服することができる。
防波システムは、システムの風下側の区域が、サイトが最大の風と波の攻撃に
晒されたときでも,あらゆるタイプの船に対して安全な停泊、ドッキングおよび
投錨のための区域を提供するべく、人造ないし人工の島を形成するために全体的
に保護されるように、設計されている。
防波システムのモジュール式の特徴のために、ケーソンモジュールは、必要な
だけ並べ、防波システムの有用な寿命の終りにおいて、容易に取り除くことがで
きる。これにより、そのサイトをできるかぎりその建設前の状態に戻すことがで
きる。これは、環境的な考慮および規制が増大しつつあるこの時代においては重
要なことである。
本発明の1つの特徴によれば、モジュール式のケーソンシステムは、複数の異
なるタイプの主要な、バラスト可能な、トリム可能なケーソンから構成され、こ
れらは異なる人造の防波システムを構成するために1つまたはそれより多いタイ
プのケーソンからなる形態に組み立てられる。主要な、標準化された、バラスト
可能なモジュール式のケーソンは5つあり、これらはすべての防波システムの基
本的な建築ブロックを構成する。5つの主要な、バラスト可能なケーソンは、第
3図から第7図に互いに相対的なスケールで示した。5つの主要なケーソンは、
多目的ケーソン、外側防波ケーソン、据え付けタワーケーソン、内側防波ケーソ
ンおよび横支持ケーソンからなり、これらのすべては積荷物資を貯蔵できる能力
を有している。5つのタイプの主要なケーソンの1つまたはそれより多く、ある
いは5つすべては、一体的な、環境的に安全な、防波システムを形成するために
組み合わされ、これらのいくつかの例を第1図及び第2図、並びに第11図から
第23図に示した。
例示の目的で、第3図から第7図に示されたすべての主要なケーソンは、凹状
の底部を有している。浚渫された溝の床が粘土のような固い物質からできている
ような特定の状況では、しかしながら、底部の凹部は省かれる。これは、固い物
質内では、ケーソンの凹状の底部は、スリットやスリット/粘土のような柔らか
い材料内におけるその機能である、「吸い込みカップ(suction cup
)」として働く能力を失う為である。ケーソンに凹状の底部を設けることの有無
の決定は、凹状の底部の外側の周端がケーソンの底部を溝の床内に貫通すること
を補助できるか否かに依存し、これは
主に問題の特定のサイトの土壌構成に主に依存している。さらに、床または底の
状態が非常に流動性である場合には、据え付けタワーケーソンおよび他のケーソ
ンをさらに支持するために、底内に深くパイル用クラスタ(piling cl
uster)を打ち込む必要がある。
第3図は多目的ケーソン10の1つの例の側面を示したものである。ケーソン
10には、水域の下にある水底にケーソンを固定し保持する補助となる、環状の
スカート11が設けられている。多目的ケーソンは、そのデザインと構成を単純
化してその製造コストを低減し、同時に、ケーソン内部の容積ないし空間を最大
限物資の貯蔵、物資の処理、施設目的、行政目的、住居目的などの種々の目的に
使用されるようにするために、好ましくは、長四角形の断面を有している。
多目的ケーソン10には、物資の貯蔵のための、大きな、内側の貯蔵空所ない
し空間Sが設けられている。その大部分が物資の貯蔵のために使用される多目的
ケーソン10は、本明細書においては、「貯蔵」ケーソンと称する場合もある。
貯蔵空所ないし空間Sが完全に囲まれた場合には第9図を参照して以下に説明す
る様に、これらは、液体、スラリーなどの積荷のような吸い上げ可能な物資だけ
の貯蔵に制限される。貯蔵空間Sが上部で開口している場合には、第10図を参
照して以下に説明するように、これらは乾燥ないし半乾燥した物資の積荷のため
に使用することができる。
コストおよび設置の便宜上から、多目的ケーソン10を一体構造の浮遊可能な
構造とすることが好ましい。しかしながら、製造設備および/または製造設備か
ら設置サイトへの水路の深さによる制限によってこれは常に可能ないし実施する
ことができない場合がある。単一構造の構成が採用できない場合には、多目的ケ
ーソン10は、ベースセクション10′と1つまたはそれより多い中間セクショ
ン10″の2つないしそれより多い個々の浮遊可能なセクション(部分)で形成
することができる。これらは、その全部ないし一部が陸上で作られ、次いでサイ
トに曳航され、サイトにおいてトリ
てられたベースセクションと中間セクション10′と10″の上にサイトにおい
て作られる。説明の容易化および明確化のために、残りの主要なケーソン(外側
防波ケーソンと内側防波ケーソン、据え付けタワーケーソンおよび横支持ケーソ
ン)は一体式
構造として示したが、これらケーソンのそれぞれは同様に2つまたはそれより多
い個々の浮遊可能なセクション(部分)で構成することもできる。
第9図と第10図は、液体の積荷を貯蔵するための貯蔵ケーソン10A(第9
図)又は固体の積荷を貯蔵するための貯蔵ケーソン10B(第10図)として使
用される、多目的ケーソン10の一例をそれぞれ示した一部を切除した側面図で
ある。第9図に示した貯蔵ケーソン10Aは、1つまたはそれより多い囲まれた
内側の空所ないし貯蔵空間Sを有し、その中には貯蔵タンク14が設けられてい
る。液体ないし他の吸い込み可能な物資を貯蔵タンク14の内側へ吸い込みある
いは外側へ吸い出すため、貯蔵タンク10Aには配管のネットワーク、バルブ、
ポンプ並びに制御部が設けられており、これらは貯蔵タンク14の下側を走行す
るトンネル15内に収容されている。主ポンプ16は、貯蔵タンク14から液体
を引き出すために設けられ、また液体は配管およびバルブを通って荷船、タンカ
ーあるいは他の船に運搬するためのパイプに引き出される。液体を貯蔵タンク1
4内に貯蔵のために導入するべく、1組の主ポンプ17が、ケーソン10A内に
導入された液体をパイプ18を通り配管およびバルブを通って上部および下部の
パイプ18に吸い上げるために設けられている。
タンク14内には液体ないし他の吸い上げ可能ないかなるタイプの物資を貯蔵
することができる。限定的ではないが一例として、吸い上げ可能な物資は、浚渫
材料、汚物泥、水、重油、石油製品並びにパルプである。貯蔵タンクは、液化石
油ガス(LPG)、液体アンモニアおよび液化天然ガス(LNG)のようなガス
ないし液化ガスを貯蔵することができるように、加圧ないし冷蔵される。
第10図に示した貯蔵ケーソン10Bは、乾燥ないし半乾燥の物資貯蔵用とし
て設計されたものでる。この場合、ケーソン10Bには1つまたはそれより多い
大きな内部空所ないし貯蔵空間Sが設けられ、これは乾燥積荷貯蔵サイロ14a
である。貯蔵サイロ14aは、サイロ内に乾燥物資を導入し、またそこからクレ
ーン、クレーン型構造体などの荷積み/荷下ろし装置13により取り除くことが
できるようにその上部が開口している。一連のトンネル15aが貯蔵ケーソン1
0Bの長手方向に沿って設けられており、荷積み/荷下ろし装置13により導入
された材料を貯蔵サイロ14aに分配するためのコンベアベルト等収容材料運搬
手段の下側に延在している。あるい
は、貯蔵サイロ14aの上部は閉じおよび/または外部環境から密閉するように
しても良い。
あらゆるタイプの乾燥ないし半乾燥の積荷物資が貯蔵サイロ14aの内部に配
置することができる。限定的ではないが一例として、乾燥および半乾燥の積荷物
資は都市の固形の廃棄物、投棄される汚物泥、屑紙、石炭、鉱石、穀物、セメン
ト、焼結金属、焼結ゴムならびにプラスチック粒である。
第4図aと第4図bは例示的な2つの外側防波ケーソン20と30の側面図で
ある。ケーソン20と30のいずれにも環状のスカート21と31が、ケーソン
を負圧により底に固着して保持することを補助するために設けられている。第4
図aに示した外側防波ケーソン20は、運航上最小限の水深において最小限の流
体力学的な条件で「最悪ケース」に晒されるサイトにおいて使用するために設計
されている。また外側防波ケーソン30は、運航上最大限の水深において最大限
の流体力学的な条件で「最悪ケース」に晒されるサイトにおいて使用するために
設計されている。ケーソン20と30は、大きな、積荷物資の貯蔵のための、内
側の空所ないし貯蔵空間Aを有している。公知のタイプの適当な配管、バルブ、
ポンプ、制御装置など(図示せず)が、貯蔵空間S内へ液体ないし他の吸い上げ
可能な材料を供給しあるいは貯蔵空間S外へ排出するために設けられている。
外側防波ケーソン20は、ケーソンの風上側22および風下側23の両方で下
方向外側にテーパとなっている、テーパ付けされた部分を有している。このデザ
インでは、風上側22のスロープは風下側22のデザインと同様であり、また両
側のスロープは下方に延長された主要部が外方に傾斜している。サイト条件およ
び他の要因によるが、風上側(外側)22の傾斜は風下側(内側)23の傾斜と
異なり、両側の傾斜は例示したものとは変えても良い。テーパ付けされたケーソ
ン20の上部は裁頭され、また風上側22の上部に接続された略水平な棚部24
と、風下側23の上部に接続されテーパ付けされた頂部25を有している。ある
いは、(破線で示したように)テーパ付けされた頂部25を省いて、ケーソン2
0の上部がその全体の表面に亘って平であるようにしても良い。
第4図bに示した外側防波ケーソン30は、先の外側防波ケーソン20とは異
なる
形態を有しており、またその重心がケーソン20に比べて風下方向にシフトされ
ている。ケーソン30の風上側には、比較的緩やかに上昇する上部傾斜部32と
比較的険しく上昇する下部傾斜部33を有する分離した傾斜がある。ケーソン3
0は、大部分のないしすべての上側傾斜部32が平均低位水域(mean−lo
w−water;M.L.W)において水面上に突出し、大部分のないしすべて
の下側傾斜部33が水面下に位置する。ケーソン30は上部の水平部34を有し
ている。ケーソン30の風下側には、水面の上に全体的に配置されている傾斜し
た上部35と略水平な棚部36、および以下に説明するように、横支持ケーソン
を接合するために設けられた垂直部37を有している。第4図bに示したように
、外側防波ケーソン30の上部は、対向する傾斜部32と35の領域において風
上側および風下側の両方で下方外側にテーパとなっているテーパ付けされた断面
を有している。サイト条件および他の要因によるが、傾斜部32、33および3
5の傾斜は例示したものと異なるものでも良い。
2つの形の防波ケーソン20と30は両方とも外側防波ケーソンとして使用す
るために設計されたものであるが、ケーソン20は最小規模における「最悪ケー
ス」の波と風の条件を受ける位置において使用するために設計され、またケーソ
ン30は一般的にはより深い、最大規模における「最悪ケース」の波と風の条件
を受ける位置において使用するために設計されたものである。
大きな、外洋の水域において使用するための外側防波ケーソンは、最大規模の
ハリケーン、台風、サイクロンあるいは津波のような、最大限の風と波の攻撃に
耐えるように設計されなければならない。ケーソンの浮力は波がケーソンに当た
る際に増大し、最大スケールの波はそれが遭遇するすべてのケーソンにぶつかり
また持ち上げようとする。ケーソンの風上側に対して作用する風の力が波により
作られる衝撃力および揚力に加わった場合、回転モーメントの力が発生し、これ
が、波によるケーソンを持ち上げる傾向に加わった場合には、ケーソンがその海
底、湖底などの位置から持ち上げられ、また転覆し(倒れ)また押し流される(
第24図に示した転倒要因を参照)。このような条件下では、防波システムの一
体性は破られ、風下側に崩壊が広がってしまう。
垂直な風上側および風下側の面を有した防波ケーソンは、同様な幅で傾斜した
風上側および風下側の面を備えたケーソンに比べて、より大きな相対的な揚力お
よび衝撃
力を受け、またより大きな潜在的な回転モーメントを有する。これらの理由によ
り、第4図aに示された外側防波ケーソン20は垂直面よりもむしろ傾斜した面
を備えた設計となっている。ケーソン20は、広範囲の流体力学的およびサイト
条件の外洋において使用するための外側防波ケーソン用としての好まし断面形状
を有しており、またオーバートップする波を実質的に阻止するように設計されて
いる。しかしながら、ケーソン20の断面形状は、最大限の運航水深を含む大き
な外洋水域において発生するような、最もきびしい流体力学的およびサイト条件
下における工学設計要件に最適には合致しないことが判った。最大の流体力学的
およびサイト条件下では、外側防波ケーソン20は、技術的および経済的な観点
に適合しない程度に巨大化しなければならない。他方において、ケーソン30は
オーバートップする波(乗り越える波)を許容するように設計され、この波は次
いで内側防波システム(以下に説明する)により吸収される。典型的な例におい
ては、ケーソン30のオーバートップの設計は、オーバートップしない設計のケ
ーソン20の設計の約60%の横ないし風上側の方向の幅を有し、またオーバー
トップしない設計の約70%の高さを有している。これにより、波がオーバート
ップするケーソン30は、技術的および経済的な観点から、オーバートップしな
いケーソン20よりも建設するのに顕著に適するものである。
さらに、外側防波ケーソン30のオーバートップする設計は、ケーソン20の
オーバートップしない設計よりも、特にケーソンが最大の流体力学的およびサイ
ト条件下および最大の水深で使用される時に他の顕著な特徴がある。これらの特
徴は以下の通りである。
(1)波がオーバートップするケーソン30の主要な風上側の面32の緩やか
な傾斜は、最大の波の衝撃によりケーソンに加わる力を減じる。これらの波の比
較的大きな部分は、その主な風上側の面22がより険しい傾斜である波がオーバ
ートップしないケーソン20の場合よりも、ケーソンの風上側の面までさらにそ
の上部をオーバートップして運ばれる。
(2)波がオーバートップするケーソン30により吸収されるべき波の力は、
波がオーバートップしないケーソン20の場合よりも、より直接的に風上側の、
垂直なモーメントに変換される。これにより、ケーソン20に比べてケーソン3
0が持ち上げら
れて転倒する傾向が減じられる。波の攻撃下にあるときには、波がオーバートッ
プするケーソン30は、波がオーバートップしないケーソン20に比べて、浮力
が顕著に増大しない。
(3)波がオーバートップするケーソン30の風上側の面のより緩やかな傾斜
が、より険しい風上側の傾斜22を備えた波がオーバートップしないケーソン2
0と比べた際に、ケーソン上の最大の強さの波の打ち当て効果(slammin
g effect)を減じる。
(4)波がオーバートップするケーソン30の風上側の傾斜の最適な工学設計
では2つの異なる傾斜部32と33を有している。下側の傾斜部33は上側の傾
斜部32に比べてより険しい角度である。これにより、風上側の面22が一定の
傾斜である波がオーバートップしないケーソン20に比べて、波をオーバートッ
プするケーソン30の風上側の面32、33上により大きな容積の、つまりより
大きな重さの粗石盛りを置くことができる。
(5)第4図bに示したように、波がオーバートップするケーソン30の風下
側の面37は、少なくとも平均低位水域のレベルから該ケーソンの底まで、底に
対して垂直である。これにより、流体力学的およびサイト条件により必要とされ
る場所において横支持ケーソンの並置が可能となる(以下に説明する)。このこ
とは、波がオーバートップしないケーソン20の場合には不可能である。横支持
ケーソンを設けることで、波の打ち当て動作による、外側防波ケーソン30が縦
に移動する傾向が減じられるだけでなく、ケーソンが転倒する傾向に対抗する相
殺力が付加される。
第5図aは、海底に埋め込まれた据え付けタワーケーソン40の一例の側面図
である。据え付けタワーケーソン40は好ましくは多角形の断面を有し、またケ
ーソンの底部を吸引により床ないし底に固着する補助となるケーソンの凹状の底
部を規定する環状のスカートを有している。据え付けタワーケーソン45の変形
を第5図bに示し、これは据え付けタワーケーソン40より高く、より質量のあ
るものである。据え付けタワーケーソン45は環状のスカート46と重量のある
台座部47を有している。その寸法はサイト条件および他の要因に依存する。ケ
ーソン40と45は、他のタイプの主要なケーソンと同様に、積荷物資を貯蔵す
るための大きな内側の空所ないし貯蔵
空間Sを有している。液体ないし他の吸い出し可能な物資を貯蔵空間S内に入れ
またはこれから出すための公知の形式の適切な配管、バルブ、ポンプ、制御装置
など(図示せず)が設けられている。
据え付けタワーケーソン45にはいくつかの主要な目的がある。1つは、海底
、湖底、川底などに大きな質量をしっかりと埋め込んで、防波システムにおいて
その両端の間あるいはその一端と海岸との間の一体性を維持する補助をするため
に、防波システムの両端ないし一端を係止することである。他の目的は、船が防
波システムに接近する際高くて容易に識別可能であるレーダーの目標を提供する
ことであり、これによりシステムの近隣にある船舶や飛行機に重要な航海上の助
力が提供される。他の目的は、船舶の交通整理、火災制御、安全制御、空海の救
助活動、災害制御などを行うための命令および制御センターを収容するために防
波システムの高い見渡し場所を提供することにある。さらに、比較的高い据え付
けタワーケーソン45の上部デッキは、ヘリコプターの着陸パッドのための理想
的な場所であり、ヘリコプターが人員、用品などを運んだり、種々の制御機能を
実行する助けをするための別の用途を提供することができる。
据え付けタワーケーソン45にこれらの機能を行うため、ケーソンは、防波シ
ステムの他のモジュール式のケーソンの高さより上に大きな距離だけ立ち上がっ
ていなければならない。さらに、ケーソン45の高さのために、これらは、設置
場所において使用される全ての移動性の車輪付きの車両を格納し保存するための
最適な場所を提供するとともに、行政庁、救急医療施設、寄宿舎、カフェテラス
、店舗などのための十分な空間を提供するものである。
これに対し、一般的には、裁頭された据え付けタワーケーソン40は防波シス
テムの他のモジュール式のケーソンの高さを超えて立ち上げる必要はない。裁頭
されたタワーケーソン40の主な機能は、特にいずれかの部分の長さが通常より
長くよって追加の支持を必要とする場所において、端のタワーケーソンの間の点
において、防波システムの当該部分を別途支持することにある。裁頭されたタワ
ーケーソン40は、典型的には防波ケーソンのラインに沿って介装されており、
また防波システムの全長を走行するサービス道路を設けることができるように理
想的には防波ケーソンと同じ高
さである。このような場合には、裁頭されたタワーケーソン40の上部デッキは
、緊急の場合などにおける車両の駐車区域として使用される。裁頭されたタワー
ケーソン40の他の用途は、灯台、送信機あるいは他の航海の補助物を支持する
ためのベースである。灯台を設けることは、近海の保護のために適しており、ま
た海岸の景観の内側に配置された防波システムにおける審美的および視覚的なイ
ンパクトの理由で特に適している。
特定の場合において、裁頭されたタワーケーソン40の高さは、防波ケーソン
のラインの高さよりも低くされる。例えば、水門を必要とする防波システムにお
いては、水門は裁頭された据え付けタワーケーソン内に組み込まれる。その場合
には、タワーケーソンは防波ケーソンの高さよりも低い高さを有し、これにより
水門の高さはそれが一杯に持ち上げられたときには、隣接する防波ケーソンの高
さと略同じとなる。つまり、裁頭されたタワーケーソンの上部デッキは防波ケー
ソンのラインの上部のレベルより下側に位置している。
第6図aと第6図bは、2つの例示的な内側防波ケーソン50と60の側面図
である。他のケーソンの場合と同様に、ケーソン50と60には、ケーソンを吸
引により底に固着し保持することを補助するために、環状のスカート51と61
が設けられている。ケーソン50と60は、積荷物資を貯蔵するための大きな内
部の空所ないし貯蔵空間Sを有している。公知のタイプの適当な配管、バルブ、
ポンプ、制御装置など(図示せず)が貯蔵空間Sに液体ないし他の吸い上げ可能
な材料を入れたりあるいは出したりするために設けられる。
第6図aに示したように、内側防波ケーソン50の風上側は、底から水面の上
部まで延在する下側の垂直壁部52、傾斜部53並びに上側の垂直面部54を有
している。ケーソン50の風下側はケーソンの上部から底まで垂直に延在してい
る。頂部57が、ケーソン50の上部の風下側(内側)において対向した面54
と56により形成されている。
第6図bに示された内側防波堤ケーソン60は、第6図aに示された内側防波
ケーソン50と比べると、ケーソン60の傾斜部63がその上端においてケーソ
ン50における頂部57の代わりに略水平な棚部64において終端している点を
除いて実質的
に同じである。傾斜部63の下端は垂直な壁部62で終端している。サイト条件
および他の要因によるが、傾斜面部53と63の傾斜は例示したものとは異なっ
ていても良い。
さらに、内側防波ケーソン50と60の風下側(内側)56と66は通常は、
それらがなんらかの単一の一体化された防波システムと並置して配置されている
多目的ケーソン10の風上側(外側)と同じ高さである。
第7図は例示的な横支持ケーソン70の側面図である。ケーソン70は好まし
くは長四角形の断面を有し、また水底の条件にもよるが、ケーソンを海底上に吸
引により定位置に保持させる補助となる環状のスカート71が設けられている。
主要なケーソンの他のタイプの場合のように、ケーソン70は、積荷物資を貯蔵
するための大きな内側空所ないし貯蔵空間Sを有している。公知のタイプの適当
な配管、バルブ、ポンプ、制御装置など(図示せず)が、貯蔵空間S内へ液体な
いし他の吸い上げ可能な物資を供給しあるいは貯蔵空間S外へ排出するために設
けられている。ケーソン70は垂直な風上側72および垂直な風下側73を有し
、またケーソンの両側の波エネルギーを消して流体力学的な力を平衡化するため
に水が横方向にケーソンを通って流れるための複数の横ポート74が設けられて
いる。例示の簡素化のために、第7図に示した横ポート74は丸い形であるが、
サイトの要求により他の形とすることもできる。
5つの主要な、バラスト可能な、トリム可能なケーソンモジュールは、汎用的
な、環境的に安全な、防波システムを構成するために、種々の配列で結合される
。一例として、第16図aと第16図bは、本発明のモジュール式のケーソンシ
ステムを使用して構成され、また特に最大の不利なサイト条件、最大の水深を含
み、また最大スケールのハリケーン、台風ないし津波のような、最大の流体力学
的な波と風の条件を受ける場所で特に使用されるように設計された、典型的な、
一体化された防波システムを示したものである。この防波システムは、据え付け
タワーケーソン45(その1つだけが図面に現れている)によって対向する両側
において係止された外側防波ケーソン30のラインを含んでいる。図示したよう
に、タワーケーソン45のベースは、他のケーソンのベースよりも海底内にずっ
と深く埋められている。内側防波ケーソン50のラインは、風下側で外側防波ケ
ーソン30のラインと並置されて延在している。多
目的ケーソン10のラインは、風下側で内側防波ケーソンのラインに沿って延在
している。複数の横支持ケーソン70(その1つだけが図面に現れている)は、
外側防波ケーソン30と内側防波ケーソン50のラインの間に介装されており、
また外側および内側防波ケーソンのラインに対して横切る様にその長手方向が延
在している。横支持ケーソン70の垂直な風上側72は、外側防波ケーソン30
の風下側37に向き合っており、ケーソン70の垂直な風下側73は内側防波ケ
ーソン50の垂直な風上側の壁部52と向き合っている。内側防波ケーソン50
の垂直な風下側は多目的ケーソン10の垂直な風上側に向き合っている。粗石盛
りの防波堤80が図示したように設けられている。
ケーソンのラインに沿って隣接するケーソンを相互接続するための手段(図示
せず)が設けられている。いずれかの適当な接続が採用されるが、好ましくは、
隣接するケーソンの対向する端には、隣接するケーソンの接続および分離を可能
ならしめる連結コネクタのようなコネクタないし他の適当な手段が設けられてい
る。ケーソンの間の衝撃力を吸収および分散し、必要な個所においてはケーソン
の間における水の通過を阻止するために、フェンダー、バンパーのような衝撃吸
収手段(図示せず)が隣接するケーソンの間に介装されている。
第16図aと第16図bは、外側防波ケーソン30のラインを補強するための
補強サブシステムを示している。サブシステムは横支持ケーソン70、内側防波
ケーソン50のライン及び多目的ケーソン10のラインから構成される。補強サ
ブシステムは、外側防波ケーソン30のラインを補強および支持し、また最大力
の風と波によって、これらが持ち上げられ、打ち当りあるいは転倒するのを防止
する。最大の不利なサイト条件では、横支持ケーソン70を外側防波ケーソン3
0のそれぞれの後ろに置くことが必要であるが、その個数の横支持ケーソンは通
常は必要ではなく、特に外側防波ケーソン30のラインが外方において優勢な風
と波の方向にカーブないし角度が付いている場合はそうである。
近海の防護システムの場合のように、外側防波ケーソンが直線内に展開されて
いる場合には、横支持ケーソンは、必要な場合には、外側防波ケーソンの後ろに
位置される。他方、外側防波ケーソンが曲線内で、特に円弧状の形状で展開され
る場合には、横
支持ケーソンは必要でない。
第16図に示された防波システムに対して考慮される最大の不利な条件、最大
の水深と最大の流体力学的な波および風の条件下では、主な問題は、外側防波ケ
ーソン30のラインをオーバートップする波の潜在エネルギーである。外側防波
ケーソン30のラインが、波がオーバートップする可能性を全体的になくすよう
に設計されている場合には(例えば、波がオーバートップするケーソン30に代
えて波がオーバートップしない外側防波ケーソン20を使用することにより)、
得られた構造は、工学およびコストの観点から重くなり過ぎて実用的でなくなる
。本発明によれば、この問題は、外側防波ケーソン30を多量の波がオーバート
ップすることを受入れるように設計し、また特別に設計された波越えの吸収、抑
制および分散のサブシステムを補強サブシステム内に設けることにより解消され
る。このようなサブシステムは、システムの一体的な一部として設計されなけれ
ばならず、逆に、全体の防波システムの一体的な部分として設計されなければな
らない。
波越えの吸収、抑制および分散のサブシステムは、5つの主要なモジュール式
のケーソンの2つから構成される。つまり、横支持ケーソン70と内側防波ケー
ソン50から構成される。構造的な観点からは、内側防波ケーソン50は多目的
ケーソン10とほとんど同じ質量であるが、それとは顕著な点が異なるものであ
る。つまり、内側防波ケーソン50は広範囲で傾斜した風上側の面53、並びに
傾斜した面53の上側および下側に垂直な壁52と54を有している。2つの壁
52、54は波が打ち当る面を作っており、これにより対抗する波を作ってそれ
らのエネルギーを入来するオーバートップする波を打ち消すために向かわせてい
る。広く風上側に傾斜した面は、「アップラッシュ(uprush)」として知
られている、傾斜上の余剰の大波を形成し、さらにエネルギーを失って逆流する
ダウンラッシュ(downrush)とし入来するオーバートップする波に向か
わせるものである。
横支持ケーソン70は比較的低い形状を有し、またそれを通って延在する大き
な横穴74を有している。例示の便宜上、これらの孔は、粗石盛りの防波堤80
の配置を収容するための異なるサイズとして示した。これらの特徴により、外側
防波ケーソン30のラインをオーバートップする波から生じる水レベルの増加の
より大きな横にお
ける分散、並びに内側ケーソン50のラインからの「ダウンラッシュ(down
rush)」としての落下が行われる。この態様において、内側防波ケーソン5
0と横支持ケーソン70は結合して、オーバートップする波の吸収、抑制および
分散のためのサブシステムを構成し、これは、流体力学的な、風およびサイト条
件が最大のスケールの一体化された、全体の防波システムを必要とするようなと
きにおいて、全部の防波システム内にほとんど必ず含まれる。
本発明の原理にしたがって一体化された防波システムを設計する際には、モジ
ュール式のケーソンは特定のサイトに対して必要な大きさものが選択されてスケ
ーリングされる。最小の個数とタイプのモジュール式ケーソンだけが使用され、
また防波システムは、そのサイトにおいて発生する最大の風と波の力に耐えて克
服するように設計される。モジュール式のケーソン10、20、30、40、4
5、50、60および70の全ては、貯蔵用ケーソンとして設計され、これらは
バラスト可能であり、トリム可能であり、並びに好ましくは取り外し可能であり
、さらに可能な範囲内において、海岸の造船所タイプの施設で製造される。
ケーソンが海岸の造船所タイプの施設において浮遊可能な単一構造のモジュー
ルとして製造できる場合に、最大の経済的な利益が得られる。しかしながら、喫
水あるいは他の制約がこのような単一構造の製造を妨げる場合には、全てのモジ
ュール式のケーソンは、セクションに分けて、製造され、この様な副組立体の組
立てにより製造される。あるいは、このような個別の構造物、および/または副
組立体の組立てが十分な喫水が得られる位置において行われる。あるいは、ベー
スセクションが個別の構造物および/または副組立体の組立てのための建造の「
プラットフォーム」として機能する。ケーソンのベースセクションの上部におい
て、別の構造物、および/または副組立体の組立てが行われる。最大の経済的な
特長のために、このようなベースセクションは浮遊可能なセクションまたはサブ
セクションとして造船所タイプの施設においてその施設で利用可能な最大の喫水
までおよびその施設から外洋水域に導く水路内において製造される。
これを最もコスト効率的な態様で行うためには、製造は、最大限可能な範囲に
おいて、浮遊され、また組立体の設置サイトまでタグボートにより曳航すること
ができる
構成要素で行われる。これが実行可能でない場合は、構成要素は吊り上げ船(l
iftvessel)および/またはクレーン船により設置サイトに移送される
ように設計される。双方の例における目的は、海岸の造船所または造船所タイプ
の施設においてコストが制御された条件下で最大限に建造し、および沖から離れ
て建造することを最小限にすることにある。
この目的の要求に合致するため、各ケーソンはその構造が、必要な場合には、
2つまたはそれより多い分離した、浮遊可能なセクションに分解できるように設
計される。例えば、ケーソンの底部(建造のプラットフォームとして機能する)
および側壁と端壁は、浮遊可能な副組立体セクションとして設計され構成するこ
とができる。ケーソンの副組立体セクションは、単一の壁、二重の壁、あるいは
これらの組合わせで構成できるように設計される。一方、特定の条件下では、単
一の壁構造が望ましく、いくつかの理由で二重の壁構造が好ましい。他の全ての
条件が等しい場合、二重の壁構造はより強いケーソン構造を可能にし、材料の使
用およびコストにおいてより経済性のあるようにし、またケーソンのトリムおよ
びバラストにおけるより大きな管理を許容するものである。好ましい設計におい
ては、ケーソンの副組立体セクションは、それらの間に内側のトリムおよびバラ
ストのためのタンクを備えた二重壁の設計を有している。これにより、副組立体
セクションをサイトでの設置のために浮遊させて曳航することが可能となる。
ケーソンの二重の壁構造を、第8図に多目的ケーソン10を例にして示した。
ケーソン10、20、30、40、45、50、60および70の全ては、同様
な二重の壁構造からなる浮遊可能なセクションをそれぞれ有している。ケーソン
10の説明を全てのケーソンの構造の説明に代える。第8図に示したように、多
目的ケーソン10は、ケーソン10の周囲の回りに完全、または実質的に完全に
延在する、分離した外側壁84と内側壁85からなる二重の翼壁構造を有してい
る。閉じたチャンバの形の一連のタンクが外壁84と内壁85の間の空間内に設
けられている。タンクは列方向に垂直に離間されており、また行方向に水平に離
間されており、全ては外壁と内壁を接続して補強する構造的な横部材の間に配置
されている。いつかの上部の行においてタンクはトリム(釣り合いとり)タンク
86を構成し、また残りの行におけるタンク
はバラストおよび/または貯蔵タンク88を構成する。ケーソン10を正確にト
リムし、またケーソンあるいはケーソンセクションを水域内でバラストさせて上
昇下降するために、適当な配管、ポンプ、モータ、並びに制御装置など(図示せ
ず)が、選択的および個々にトリムタンク86とバラストタンク88に流体を吸
い上げ吸い出すためにケーソン10の内側に設けられている。
このような構成により、主要なケーソンの全ては、単一構造のセクションまた
は分離したセクションとして構成されているかに拘らず、海岸の建設サイトから
浮遊して送出し、トリムタンク86を使用してトリムさせ、また次いで沖合の建
設サイトまで曳航することができる。建設サイトでは、ケーソンないしケーソン
セクションはトリムタンク86により再度トリムされ、バラストおよび/または
貯蔵タンク88によりバラストを落として、定位置に設置される。必要ならば、
次いで、液体のバラスト媒体がタンク88から除かれ、液体の貯蔵物資に置き換
えられる。ケーソン10を移動させたい場合には、管理されたシーケンスにおい
てバラストおよび/または貯蔵タンク88が空にされ、またケーソンまたはケー
ソンセクションのバラストを上げるために空気または他の液体により充填され、
次いで設置サイトから曳航される。
このような操作のために必要とされる浮力は、中間のバラストタンクに空気を
充填しおよび/または1つまたはそれより多い一時的な、浮遊「カラー」のよう
な外部の浮力増強装置を付けることにより加えることができる。あるいは、変形
タイプの吊り上げ船が副組立体セクションを乗せ、そしてより大きな余剰の浮力
を備えたこれらの船を使用することで、これら自身により相当量の重さの副組立
体セクションを移動することもできる。浮遊させることができるこれらの構成要
素の場合には、外部の浮力増強装置を備えた場合でも、これらは、最大の可能な
範囲において、サイトにおける設置のためのクレーン船を含む荷船等により運搬
することができる。
一旦製造されたならば、全ての浮遊可能なケーソンおよび/または浮遊可能な
ケーソンセクション(ベースセクション、中間セクション、および/または副組
立体セクション)は、例えば、タグボートまたは他の引き船により曳航させるこ
とにより、あるいは副組立体部分を吊り上げ船、クレーン船などにより搭載させ
ることにより、ケーソンを設置サイトまで移動できるように設計される。選択さ
れたサイトにおいては、浚
渫により水底に堀が掘られ、堀の底がモジュール式のケーソンを受け入れるため
に準備される。これは、堀内の底の土質によって、マットを含んでいる。このよ
うなマットを使用するかどうかの決定は(海底、湖底、川底などの一体性を維持
して外装の重量を分配する補助をするために)、問題のサイトにおける土壌の機
構に依存する。例えば、底の状態が微粒砂などを含む場合には外装の下側にマッ
トが使用され、また底の状態が堅い粘土などを含む場合には一般的には必要でな
い。モジュール式のケーソンは定位置に浮遊され、トリムされ、また次いでバラ
ストが下ろされて底の位置に沈められる。波エネルギー吸収の最初のラインを提
供し、全体の防波システムに必要な重量を加え、また防波システムの回りが擦り
取られることがないようにするために、モジュール式のケーソンの両側には、必
要に応じて、岩および/または砕石上に敷かれた砂および/または砂利、コンク
リートブロックおよび/または外装の特定の外側層を備えた粗石盛りが置かれる
。
一体型の防波システムは、その有用な寿命の終りに、システムが取り外されて
モジュール式ケーソンが分解され、また必要な場合には、他のサイトにおける再
使用のためあるいは壊すためにバラストが上げられて曳航されるように構成され
、これによりサイトを建設以前の状態にできる限り近付けて戻すことができる。
残った水面下の岩のマウンドあるいはコンクリートの外装は、漁礁を提供するた
めに再形成することができる。防波システムはこのようにして、比較的低いコス
トでまた顕著な永久的且つ環境的な変化を残すことなしに、取り外されまた取り
除かれる。
特定のサイトにおいて使用されるモジュール式のケーソンのスケールは、その
サイトにおいて発生すると思われる最大の流体力学的および風の力の関数である
。これらの力は大きくは、そのサイトにおける、最大の強さの波と最大の風圧の
高さと速度の関数である。理論的な見地からは、波により発生するエネルギーは
以下の式により与えられる。
E=1/8(ρgH2)
但し、
E=平方メートル当りジュール(J-2m)単位での波のエネルギー
ρ=Kgm-3単位での水の密度
g=9.8ms-2
H=メータ単位での波の高さ
実際の例では、モジュール式のケーソンのスケール(寸法)の計算のため、最
大の波の高さ、およびその最大の速度は、サイトの特定のデータが知られた時に
おいてのみ導出することができる。
大きな水域では、最大の力の風および波により発生する工学的な力は、考察さ
れる特定のサイトの位置に依存して、大きく変化する。例えば、
(1)ハリケーンにより発生したような波の集合は、津波により発生するよう
な、単一の、非常に高い波よりも防波システムをより損傷する。
(2)不規則な列の波は規則的な列の波よりもより破壊的である。
(3)崩れつつある波は、崩れていない波よりも、ずっと大きな圧力を及ぼす
。
さらに、波が発生した力の範囲は、異なる場所により変化する。とくに、海岸
線ないし陸線の近くでは、波が海岸線ないし陸線に接近するとともに底部が通常
上方に傾斜し、これにより底部の摩擦が増大し(「底部効果」)、波の高さを減
じる傾向となることで、さらに複合したものとなる。他方、海岸線ないし陸線に
近付く際の底の傾斜の上りの程度にもよるが、浅瀬効果(shoaling e
ffect)が波の高さを増大させ、同様に波を崩壊させるようになる。
特に波が海岸線ないし陸線に近付く際における、波により発生されるこのよう
に複雑な力は、防波システムの工学的なレイアウトおよび設計の際に考慮に入れ
なければならない。これを考慮して、モジュール式のケーソンを正しくスケーリ
ングするための計算では、一方において、海洋工学的な計算と地球物理学的なサ
イトの考察とデータが必要であり、また他方において、実際のサイト条件をシュ
ミレーションすることができる、正しく較正された流体力学的なテストタンク(
波盆と波谷)内での正確にスケールされた物理的な流体力学的なモデルテスト(
流体モデルテスト)の結果が必要であり、両者間の対話的な方法論が必要となる
。流体力学的(水力学的)なモデルテストは、いずれかの防波システムの工学的
な設計の妥当な基準を与える上で、必須
のことである。
波盆内において試験するためのテストモデルは、通常は、リニアスケールで1
:100から1:150で構成される。フルード(Froude)のモデル則に
したがってモデルが設計され試験した。モデルは波盆底上に、通常は、風、雨、
雪などから保護する大きな格納庫の内側で、大きなコンクリートで構成された。
波盆は、波のパターンなどがシャープに写真撮りできるように、特に十分に照明
された。波発生機により所定のスケールの波が再現された。電気ゲージにより波
の高さを測定した。防波システム上への最大の強さの波の衝撃および効果をシス
テムの回りで遠隔検知した(反射波により)。この全体の区域への衝撃および効
果が正確に測定されることが必要である。この理由のために、波盆の寸法は、テ
ストされるモデルよりも何倍も大きいものでなければならない。
大きな水域に亘って発生する広い範囲の波力の長期間の評価の結果として、主
要な、バラスト可能な、トリム可能な、5つのモジュール式のケーソンが開発さ
れた。
モジュール式のケーソンの正しいスケーリングを決定する際のサイトの特定の
データおよび流体力学的なタンクのテストを合わせて考慮することの重要性は強
調しすぎることがない。正しいスケールを決定する際の理論的な計算の複雑性、
およびこれらの計算をサイトの特定の流体力学的なタンクテストからの結果とと
もに対話的な方法で行うことの絶対的な必要性は、対象となるサイトの特別な変
数の検証から容易に理解できる。特定のサイトにおける最大の波と風の力は、以
下を含む多くの変数の関数である。
(1)最大の力の風と波が、サイトに到達する前妨げられすに移動する距離。
(2)この距離を越えて吹く風の速度。
(3)この風が吹く期間。
(4)満潮レベルおよび暴風による余分の波動レベルを考慮した、サイトにお
ける最大の水深。
(5)特に最大の風と波の攻撃の方向から、サイトに近付く際の、海底、湖底
などの隆起ないし傾斜の度合い。
(6)サイトの回りの流れの速度と方向。
(7)サイトの回りの洗い流し効果の程度。
長い期間で長い距離を吹く大きな速度の風は強力な波を生成する。これらの波
が海岸に近付く際、特に、同時にサイトを囲繞する底内に険しい隆起がある場合
には、波は巨大な破壊的な力を発生する。この力の例は、ハリケーンの力の風に
より加速された高さ30フィートの波が、1993年1月にShetland
Islandsの海岸上にタンカー「Brea」を難破させたことからも分かる
。これは通常のことではないものの、Shetland Islandsの回り
の最大の波の高さは2度、ないし2度よりも多く、このレベルに達した。
実際に汎用的である防波システムに対しては、津波とそれらがもたらす大きな
波の条件を同様に考慮しなければならない。例えば、1992年では、2つの大
きな規模の津波が太平洋上の海岸、1つはニカラグアに、もう1つはインドネシ
アに到来した。両者のケースでは、大きな海底地震および/または火山噴火によ
り発生したこれらの津波は60フィートを超える高さの波を発生し、大きな被害
を出して広い範囲で海岸を襲った。本発明の防波システムは、1992年に太平
洋で経験されたこの種の大きな規模の津波に耐えるために必要なサイズまでスケ
ールアップすることができる、世界で唯1つのモジュール式のケーソンシステム
である。
モジュール式のケーソンのスケールを決め、また特定のサイトに対する防波シ
ステムの設計において最終的に工学的な計算に使用されるのはこのような最大の
流体力学的な条件である。最大レベルの力に対する理解と設計に失敗すれば悲惨
な結果を招く。
例えば、ポルトガルのSignesにおいて、最初の大西洋での嵐の際にこの
サイトにおいて100フィートの深さの防波堤が崩壊することになったのは、発
生する最大の風と波の力の規模と方向の両方における、誤った計算、並びに誤解
が原因であった。実際には、正しい計算を行って、この防波堤の再構築を行った
のは、オランダの海洋エンジニアが波谷テストでSignesの防波堤の実際の
破壊をシュミレーションすることができた後のことである。
コストの観点から、選択されたサイトにおける水域の深さは重要である。つま
り、モジュール式のケーソンを使用した防波システムの建設のコストはそのサイ
トにおいて発生する最大の波の高さの自乗に比例して増加するからである。商業
的に実行可能
な大きな、外洋の水域におけるモジュール式のケーソンシステムの実施のために
は、サイトの深さは最小限に抑えなければならす、通常はそのサイトにおいて使
用される私的セクタおよび/または公共セクタを収容するのに必要な深さ(平均
低位水域)よりも大きくしてはならない。例えば、防波システムの主要な用途が
一般的な貿易船のための保護された港を作るためである場合には、平均低位水位
(M.L.W.)において必要とされる水域の航海深さは、竜骨の下のクリアラ
ンスを含んで、現在は約45フィートである。他方、主要な用途が最大サイズの
積荷船のための港を作ることであれば、航海深さは現在は約80フィート(M.
L.W.)である。もちろん、潮の変化や嵐の大波を考慮して、防波システムは
このような航海深さの上まで保護するものとして設計しなければならない。これ
に対して、その主要な目的がビーチの浸食に対する保護である防波システムの場
合は、せいぜい20フィートの深さ(M.L.W.)に位置するものであり、あ
るいはサイトの条件によってこれより浅くても良い。
浚渫材料を海底に封じ込めるような場合には、ケーソンが表面からでる必要は
なく、むしろケーソンは永久的に沈められる。
最大の航海深さ要求に加えて最大の潮と嵐の大波の条件を含む、海洋を航海す
る船舶のための商業的な深さの範囲は、世界の大多数の港では現在は20−10
0フィートである。技術的には、しかしながら、この商業的な深さを超えるより
深い水域において、5つの主要な、バラスト可能な、モジュール式のケーソンを
使用して防波システムを建設することを考慮するのは可能である。湾、入り江、
河川、湖などのように浅い、比較的保護された水域において防波システムを建設
することについては後述する。海洋を航海する船の商業的な深さの現在の最大が
70−80フィート以内で変化する場合、この深さの差において発生する最大の
力の波と風は大きく異なる。この結果、大きな、外洋の水域に位置する防波シス
テムの形状と建設コストはこのような比較的小さな垂直距離で大きく変化する。
汎用的な、環境的に安全である、防波システム内のすべての主要なケーソンモ
ジュールは、それらの風上側ないし水域側(外側)に粗石盛りの防波堤を設ける
ことなしに使用することができるように設計されている。主要なケーソンモジュ
ールの設計は、これらを、どのサイトにおいて最大の流体力学的および天候条件
に対してもそれら自身
で耐えるのに十分な程度に、重く、広く、また深く底に建設できるようになって
いる。しかしながら、ケーソンの風上側に粗石盛りの防波堤を設けることにより
、ケーソンが受ける流体力学的な力を大きく減じることができる。この結果、ケ
ーソンの設計された重さや構造、並びに対応する建造コストを同様に顕著に減じ
ることができる。
主要なケーソンモジュールは、広い範囲でデザイン可能な粗石盛りの防波堤と
ともに使用される。伝統的な防波堤の設計では、傾斜が1:6でかなり平であり
、また外側の外装層としてのコンクリートブロックを典型的には使用している。
近代的な防波堤はより険しい傾斜であり、例えば1:2の急勾配であり、外側の
外装層としてドロス(テトラポット、ヘキサポット、アクアポットなど)を使用
している。
本発明によるケーソンモジュールにより構成される防波システムの柔軟性と汎
用性により、ケーソンを多くの異なる組み合わせおよび形状で組み立てることが
でき、また最大の流体力学的な、サイトおよび天候条件を受ける場所において防
波システムを設置するために、寸法を自由にスケールアップるあるいはスケール
ダウンすることができる。典型的な防波システムのいくつかの例を第11図から
第16図に示した。これらのシステムは、比較的保護された水域内のサイトで使
用するための単一のケーソンを使用したものから、最大の流体力学的および天候
の条件を受けるサイトにおいて使用するため5つすべての基本的なタイプのケー
ソンモジュールを使用した防波システムまでの範囲を含んでいる。
第11図aと第11図bは、粗石盛りないし他の形式の防波堤を有していない
、多目的ケーソン10のラインから構成される防波システムを示したものである
。この例では、ケーソン10は、設置サイトにおける最大の流体力学的および天
候の条件に耐えるためにそれら自身で十分なものである。
第12図aと第12図bに示した例では、貯蔵ケーソン10のラインの風上側
ないし風雨側に粗石盛りの防波堤80が設けられている。防波堤80は、業界で
知られたいずれかのタイプのもので良く、図示した例では砂、砂利などからなる
コア材料81、1層またはそれより多い下層82、並びに1層またはそれより多
い、下層82の上に載置された外側の外装層83から構成される、粗石盛りの防
波堤である。この例では、粗石盛りの防波堤80は、ケーソンのラインから離間
した関係にあり、貯蔵ケーソン
10のラインに沿って長手方向に延在している。第13図aおよび第13図bに
示した例では、粗石盛りの防波堤80は、貯蔵ケーソン10のラインの風上側な
いし風雨側に沿ってこれに直接接触して形成されている。
第14図aと第14図bは、第11図から第13図までのシステムよりも、よ
り険しい流体力学的および天候の条件を有するサイトにおいて使用するための防
波システムを例示したものである。第14図では、貯蔵ケーソン10のラインは
その風上側ないし風雨側上において、外側防波ケーソン20のラインにより保護
されている。この例では、ケーソン20はそれらの風上側(外側)および風下側
(内側)の両方に粗石盛りの防波堤80を有している。より険しいサイト条件に
対しては、第15図aと第15図bに示した防波システムが使用される。このシ
ステムでは、外側防波ケーソン20のラインは、一方側ないし両側において、据
え付けタワーケーソン40により係止されている。また、同様なタワーケーソン
40が、外側防波ケーソン20のラインに沿って間欠的に配置される。粗石盛り
の防波堤80が外側防波ケーソン20の風上側および風下側の両方、並びに据え
付けタワーケーソン40の露出された側に設けられている。ケーソンの横側およ
び/または風下側に隣接して位置された防波堤は主に、防波堤をオーバートップ
する波の擦り取り(および浸食)効果をオフセットするためのものである。これ
は、ケーソンの風上側ないし風雨側に位置された、波エネルギー吸収の最初のラ
インとしての主な機能を有する、防波堤と対照的である。
第16図aおよび第16図bに示した防波システムは、最も険しい流体力学的
および天候の条件を受けるサイトにおいて使用するために設計されている。この
システムは、ケーソン30と50の2つのラインの間に介装された横支持ケーソ
ン70を備え、且つ防波ケーソン50のラインと並置され波がオーバートップす
る外側防波ケーソン30のラインを有している。据え付けタワーケーソン45は
、外側防波ケーソン30のラインの端を係止するために使用され、また、サイト
条件によるが、外側防波ケーソン30のラインに沿って散在する。粗石盛りの防
波堤80が、外側防波ケーソン30の風上側および風下側に沿って、またタワー
ケーソン45の露出した側に、さらに内側防波ケーソン50の風上側に沿って、
並びに横支持ケーソン70の両側に設けられている。貯蔵ケーソン10のライン
は、内側防波ケーソン50のラインの風下側に
沿って延在している。
5つの主要な、バラスト可能な、標準化されたモジュールが、防波システムの
ために使用され、私的および/または公共セクタの全範囲を囲むように、先に説
明したサイトの特定の変数を考慮して、展開されている。異なるサイトの特定の
条件を受ける、大きな、外洋の水域内に位置され且つ一体化された、3つの典型
的な防波システムのそれぞれに対して、一般的な工学的な設計が開発された。第
17図から第19図はこれらのシステムのレイアウトを同一縮尺で示したもので
ある。ケースA、BおよびCの3つの防波システムの間においてスケールの増大
はリニアな関数ではないことは明らかである。その代わりに、これは指数関数に
近い。これら3つのケースのスケールの比較は、より深い水域内に行くごとに、
特に最大規模のハリケーンなどが問題のサイトにおいて破壊性の波を生成するよ
うな最大の風と波の力を受けるサイトにおいて、支払わなければならない建造コ
ストの「負担」があることを示している。
スケールの増加におけるこのような指数関数的な差を生じる大きな要因は、所
謂「底効果」と呼ばれるものである。ケースAのような浅い水域では、底(海底
、湖底など)に近接した波に及ぼす「ひきずり」ないし「底効果」により比較的
大きな範囲が影響されるという、浅い水深における波に起こる現象があることが
知られている。そして、水域の深さが増すと、この「ひきずり」の効果が相対的
に減少する。この結果、すべての他の変数が等しい場合には、浅瀬効果を相殺す
ることが起きる場所に依存するが、ケースCのように、より深いサイトにおける
嵐の際の波は浅いサイト(ケースA)における嵐の際の波より指数関数的に大き
い。そして、深いサイトにおいて大きい嵐の際の波によって外側の防波ケーソン
と据え付けタワーケーソンに発生する、持ち上げ力、打ち上げ力および転倒力が
、浅いサイトにおける嵐の際の小さい波により発生するものよりも指数関数的に
大きくなる。この現象は、深いケースCのサイトに対して仮定される大きな対岸
距離、風の速度、期間、増水量、潮、嵐の大波並びに擦れにより発生する力の増
大に伴って、ケースCにおける防波システムのスケールがケースAよりも大きい
のかを説明する理由となる。
ケースA、BおよびCに対する異なるスケールの防波システムの一般的な工学
的な設計およびレイアウトを第17図、第18図並びに第19図に示した。特に
、大きな、
外洋の水域における単一の、一体化された防波システムを作るためのバラスト可
能な、モジュール式のケーソンの一般的な工学的な設計およびレイアウトは、3
つのケースのそれぞれで確立されており、これらに入る又はこれを外れた、商業
的な深さのすべての範囲における、どんな防波システムに対して要求される一般
的な設計とレイアウトはカバーされている。
上記した通り、実際においては、このような一般的な工学的な設計およびレイ
アウトは、サイトの特別な地球物理学的な研究および流体力学的なテスト並びに
別の海洋工学および土木の工学的な計算の結果を考慮して変更しなければならな
い。第17図、第18図および第19図の間の比較をするための共通の目安を提
供する目的で、LNG積荷船90が各図の多目的ケーソンの横に沿って示されて
いる。
第17図は、最小の状態の対岸距離、風の速度、期間、潮、大波、増水量、流
れおよび擦れ効果を受け、また最小の商業的な深さを有する(ケースA)のサイ
トにおける一体化された防波システムの断面的な側面図である。ケースAでは、
単一の、一体化された防波システムは、多目的ケーソン10aのアレイの風上側
ないし風雨側(外側)にある外側防波ケーソン20aのラインを使用するだけで
できることが判った。この最小の条件のセットを使用して、このようなサイトで
要求される防波の程度を提供するためには、タワーケーソンあるいは内側防波ケ
ーソンのラインあるいは横支持ケーソンの設置は不要であることが見出だされた
。ここで、この最小基準のセットに合致する大きな、外洋の水域内に位置するサ
イトは、これを見付けることは不可能ではないが、極めて例外的である。
第18図は、中間の状態の対岸距離、風の速度、期間、潮、大波、増水量、流
れおよび擦れ効果を受け、また中間の商業的な深さを有する(ケースB)のサイ
トにおける一体化された防波システムの断面的な側面図である。ケースBでは、
多目的ケーソン10bのアレイに対する保護された風下側の領域を規定するため
に、外側防波ケーソン20bのラインの各端に据え付けタワーケーソン40bが
設けられている。
第19図は、最大の状態の対岸距離、風の速度、期間、潮、大波、増水量、流
れおよび擦れ効果を受け、また最大の商業的な深さを有する(ケースC)のサイ
トにおける一体化された防波システムの断面的な側面図である。ケースCでは、
このような最大
の条件下で発生する最大の持ち上げ力、打ち上げ力および転倒力および波かオー
バートップするレベルとともに発生する最大のレベルの風と波の力に耐えるよう
に設計されている。この防波システムでは、多目的ケーソン10cのアレイに対
する保護された風下側の領域を規定するために、外側防波ケーソン20cのライ
ンの各端に据え付けタワーケーソン40cが設けられている。内側防波ケーソン
50cのラインが多目的ケーソン10cのラインと並置して延在している。ケー
スCでは、ケースBにおいて使用されたタワーケーソンと防波ケーソンのスケー
ルが顕著に増大し、また加えて、多目的ケーソンのラインが内側の防波ケーソン
50cのラインにより補強されるべきであることが見出だされた。
ケースCの防波システムのスケールアップは、一体化された防波システムの全
体の質量を、考慮される最も深い商業的サイトにおいて予測される最大の力の風
波に耐えることができるようにするためのレベルまで上げるために必要である。
このサイトは、最大スケールのハリケーン、台風またはサイクロンの風と波およ
び/または津波、長い距離を越えて到来する大きな波の全ての力を受け、また長
期間吹き付ける強大な風により押され、またこれらが防波システムに比較的急勾
配な高さで押し寄せる。
先に説明したように、このような最大のレベルの力のスケールに対する理解と
設計の失敗が、ポルトガルのSignesにおける100フィートの深さの防波
堤における最初の大きな太平洋の嵐による崩壊を招いたのである。
以上の説明は主に、海岸に沿った深い水域におけるサイトに位置する防波シス
テムについてのものであった。防波システムのモジュール性およびそのスケーリ
ングと異なる形態への組立てにより、湾、入り江、河川、湖などの浅い水域に使
用するものとして容易にスケールダウンすることができる。さらに、防波システ
ムは塩水環境でも薄い塩ないし清水環境と同様に効率的に使用できるように設計
されている。
第20図、第21図および第22図は、種々の流体力学的およびサイト条件下
にあり、また湾、入り江、河川、湖などの比較的浅い保護された水域内に位置す
る、典型的な一体化された防波システムを同一縮尺で描いた断面的な側面図であ
る。第20図から第22図に示した防波システムは、湾岸貿易船、荷船、および
川や港の船として使用される比較的喫水の浅い船舶に対する港の安全を提供する
ために使用されるシステ
ムの典型的な例である。他方、第17図から第19図に示された防波システムは
、海洋航海船のような喫水の深い船のため港の安全を提供するために使用される
システムの典型的な例である。
第17図から第19図のシステムの設計において使用されたのと同じ方法論が
、第20図から第22図のシステムの設計を決定するための計算に使用される。
なお、第17図から第19図に使用されたスケールは、第20図から第22図に
使用されたスケールとは異なるものである。計算および得られた設計は、最小、
中間、最大の3つの種々の流体力学的およびサイト条件の組み合わせにおいてそ
れぞれ展開される。
第20図は、川や港の船、荷船が遭遇するような最小の商業的な深さ(ケース
D)に位置し、最小のサイト条件を受けるサイトに建設された、一体化された防
波システムの断面的な側面図である。このような浅い、保護された最小の条件の
サイトでは、防波システムは多目的ケーソン10dのラインだけを使用して提供
される。第20図から第22図の比較をするための共通の目安として、各図にお
いて荷船91を多目的ケーソンの横に沿って示した。
第21図は、湾岸の船、川や港の船、荷船が遭遇するような中間の商業的な深
さ(ケースE)に位置し、中間のサイト条件を受けるサイトに建設された、一体
化された防波システムの断面的な側面図である。この防波システムは、その風下
側に保護された領域を規定する、外側防波ケーソン20eのラインから構成され
る。多目的ケーソン10eのラインが、外側防波ケーソン20eの風下側の保護
された区域内にこれと並置されて位置している。また、比較の日的で、荷船91
がケーソン10eに沿って横に示されている。
第22図は、大きな湾岸の船、川や港の船、荷船が遭遇するような最大の商業
的な深さ(ケースF)に位置し、最大のサイト条件を受けるサイトに建設された
、一体化された防波システムの断面的な側面図である。ケースFでは、外側防波
ケーソン20fのラインは、その両端が、より高い据え付けタワーケーソン40
fにより係止されている。多目的ケーソン10fのラインが、外側防波ケーソン
10fのラインに並列されている。
モジュール式ケーソンの多様性およびスケーリングの範囲を示すため、第23
図を
参照する。ここには第17図から第22図のケースA−Fに対するケーソン10
a−10fのスケーリングの範囲が示されている。第23図に示した断面的な側
面図は、すべて同じ縮尺で描かれており、また対岸距離、風の速度、期間、潮、
大波、増水量、流れ効果および擦れ効果などの流体力学的条件およびサイトの条
件の範囲に基づいている。第23図は、浅い、保護された水域から、特にシステ
ムが最大の流体力学的およびサイトの条件を受ける外洋のより深い、沿岸の水域
への防波システムの変化の指数関数的な効果を明確に例証したものである。
水没させたケーソンの技術を使用する防波システムの設計においては、大きな
規模の持ち上げ力および打ち当て力と回転モーメントを発生する最大の強さの波
によりケーソンが転倒する可能性に注意を払う必要がある。沈没させたケーソン
の技術が有する、2つの基本的な設計の考慮点があり、これらは転倒係数と貫通
係数の2つのファクタを提起する。これらについては、第24図および第25図
を参照して説明する。
転倒係数は、防波システムが転倒に抵抗するための能力、つまり転倒抵抗の尺
度である。転倒係数が大きいほど、最大の波と風の攻撃を受けた場合には防波シ
ステムが転倒し易く、防波システムの安定性が大きくなる。貫通係数は、特に据
え付けタワーケーソンにおける、ケーソンの海底、湖底などへの貫通の深さの尺
度であり、防波システムの全体の安定性の関数である。貫通係数が大きい程、最
大の波と風の攻撃を受けたときにケーソンが変位ないし位置ずれすることが少な
くなり、防波システムの全体の安定性が大きくなる。
転倒係数と貫通係数は、防波システムの最初のモデルを設計する際の予備的な
設計の考察に有用である。以下に説明するように、これらの係数は、テストモデ
ルの建設、大体のケーソンのモデルのスケールに対するケーソンの形状を最初に
選択するために使用される。第24図と第25図に示した例では、最大のサイト
条件下における最大のスケールの波と風の攻撃に対して使用されるために設計さ
れた、典型的な防波システムの最初の設計のために選ばれた代表的な値を示した
。
防波システムの転倒係数Tは、防波システムの所定の断面における最大の幅WMAX
に対するこの断面における防波システムの平均的な高さhAVとの比として規
定され、つまりT=hAV/WMAXである。そして、これは、沈没された防波シス
テムが、最大
の規模の波と風の攻撃を受けた時に転倒する(つまり、持ち上げられ、転倒して
流される)相対的な可能性の尺度である。防波システムに対する絶対的な転倒係
数の計算は極めて複雑である。しかしながら、一般的に有用なものとして、第2
4図を参照して、本発明の原理にしたがって典型的な転倒係数を計算することが
できる。
最初に、所望のサイトにおける平均低位水域での深さ(D1)を決定する。
2番目に、所望のサイトにおける水域の最大の深さ(D2)、つまりD1+最大
潮+最大の嵐の大波、を決定する。
3番目に、所望のサイトにおける最大の波と風の力を決定するために、最大の
設計上の波が防波システムに達する直前の高さ(h)を、上記した変数を考慮し
て決定する。第24図に示した典型的な例では、hは0.8(±)×D2である
。
4番目に、防波システムに到達する直前の時点において再度、防波システムが
設計されたこの最大の設計上の波の崩壊のピークの海底、湖底などからの高さ(
h1)を決定する。第24図に示した典型的な例では、h1は1/2×h+D2で
ある。
5番目に、防波システムが使用される用途により、大きな波がオーバートップ
することを許容するかしないかを決定する。この決定に基づき、システム内にお
ける内側防波ケーソンおよび/または多目的ケーソンの最大の高さh2が最大波
高h1の関数として決定される。つまり、大きな波がオーバートップすることを
許容する場合には、最大高さh2はh1の値に近くセットされ、つまりh2=1.
0(±)×h1となる。波がオーバートップすることを許容しない場合には、最
大高さh2はh1の2倍に近く設置され、つまりh2=2.0(±)×h1となる。
第24図に示したシステムは、波がオーバートップすることを実質的に許容しな
いように設計され、h2=1.8×h1である。1.8以外の乗算子も使用でき、
また乗算子の値は典型的には、システムにより許容された波越えの量の最初の近
似値に基づいて決定される。このようにして、システム内における最も高い点と
して風下側のケーソン(通常は内側防波ケーソンおよび/または多目的ケーソン
)の最大の高さh2が決定される。
6番目に、システム内の最も高くて風下側のケーソンの最大の高さh2を知り
、上記した一般的な工学的な設計およびレイアウトの原理にしたがって、防波シ
ステムの予備的な断面の設計を行うことが可能となる。
7番目に、防波システムの予備的な断面を知って、断面の平均の高さhAVと断
面の最大の幅WMAXを決定することができる。
8番目に、防波システムの初期の転倒係数TがhAV/WMAXの比を計算するこ
とにより決定される。第24図に示された防波システムの初期の転倒係数Tは、
T=hAV/WMAX=0.068(±)として計算される。
種々の形状の防波システムに対する転倒係数の同様な初期の計算の分析により
、約0.14より小さく、特に0.07よりも小さい転倒係数は、最大の波と風
の攻撃下で転倒することがほとんどない防波システムを示した。更に、システム
内の据え付けタワーケーソンに対する貫通係数が以下に述べる好ましい制限値内
である場合には転倒する傾向がさらに小さくなる。
据え付けタワーケーソンの貫通係数Pは、タワーケーソンの全体の高さに対す
る底内へのタワーケーソンの貫通深さpの比として規定され、つまりP=p/h
である。そして、これは、防波システムの相対的な固定性の尺度である。転倒係
数の場合と同様に、防波システムに対する絶対的な貫通係数の計算は極めて複雑
である。しかしながら、一般的な事項として有用性を示すため、第25図を参照
して、据え付けタワーケーソンに対する貫通係数がどのようにして計算できるの
かについての典型的な例を示した。
第1に、防波システム内の据え付けタワーケーソンに対する初期の貫通係数が
最大レベルにより近いのか、あるいは最小レベルにより近いのかについての決定
がなされる。この決定は、所望の設置サイトの水面下の状態の初期の評価に基づ
くものである。ほとんどの防波システムは、海岸ないし沿岸に沿って人工密度の
集中した地域の近くに位置するものであり、またこれらの現存する沿岸の人口の
中心は、地下の条件が、微粒砂、柔らかい粘土、微粒砂/粘土の混合などのよう
に「柔らかい」土質に向かう傾向にある場所に位置する傾向にあり、固い粘土の
ような「固い」土質に向かう傾向は多くはない。防波システムに同じ相対的な安
定性を持たせるためには、据え付けタワーケーソンの柔らかいサイトでの底内へ
の相対的な貫通は、固い場合よりも大きいことは明らかである。
第2に、据え付けタワーケーソンが持つべき、貫通深さpの初期の量の決定が
、水
面下の状態と土壌の機械的な計算、並びにタワーケーソンの全体の高さhを考慮
に入れて、行われる。
第3に、据え付けタワーケーソンに対する初期の貫通係数Pが、p/hの比を
計算することにより行われる。
第25図aと第25図bは、全体の高さhが顕著に異なり、それぞれ比較的に
「柔らかい」底物質内に埋められた、2つの裁頭された据え付けタワーケーソン
の説明的な側面図である。第25図aは、より大きな相対的な高さhを持つタワ
ーケーソン40Aであり、これは第25図bに示したタワーケーソン40Bより
も底内により大きな相対的な深さで埋め込まれている。ここで、しかしながら、
上記した両方の据え付けタワーケーソンの高さHはそれぞれのケースで同じであ
る。タワーケーソン40Aに対する初期の貫通係数Pは、P=p/h=0.54
(±)として計算される。
各ケースにおける初期の貫通係数の計算により、全体の防波システムの工学的
な設計およびレイアウトに対する、そのタワーケーソンが提供するシステムの「
固定性」の予備的な指標が与えられる。
他の全ての条件は同じ(水底およびサイトの条件、波と風の力など)であり、
第25図aに示された貫通係数P=0.54(±)を備えたタワーケーソン40
Aは、第25図bに示された貫通係数P=0.27(±)を備えたタワーケーソ
ン40Bよりも、顕著に高い防波システムの固定能力を有する。
種々の防波システムの形状に対する同様な初期の計算の分析により、微細砂タ
イプの水面下の土壌条件を含み、最大の波と風の状態および最大の「最悪ケース
」のサイト条件を受ける防波システムに対しては、システムを固定する据え付け
タワーケーソンは、0.60(±)と0.30(±)との間の貫通係数Pを有し
、この範囲内において、貫通係数が大きいほど固定性がより良好となる。
要するに、据え付けタワーケーソンの貫通が深い程、その主要な目的の1つと
して、最大可能な範囲で、防波システム内でのケーソンの横方向の移動が制限さ
れる。このことは、その主要な目的の1つが、全体として、最大の波と風の攻撃
を受けた際に防波システムの後ろ側への移動を可能な範囲で最大限制限すること
である、補強サブシステム(横支持ケーソン、内側防波ケーソンおよび多目的ケ
ーソンの)と対照的である。
本発明による防波システムは、次のようにして設計される。
(1)据え付けタワーケーソンは固定位置に置かれる。これにより、防波シス
テムの長手方向に沿って横に位置する個々のケーソンの間に配置されるエネルギ
ー吸収のフェンダー、衝撃吸収器などの圧縮能力を超えて、全体の防波システム
内での防波ケーソンのいかなる横方向の移動が制限される。
(2)据え付けタワーケーソンが固定され、また防波ケーソン内でのわずかな
横の動きだけが可能であるので、補強サブシステム(横支持ケーソン、内側防波
ケーソンおよび多目的ケーソンの)は、主として底内のケーソンの部分的に沈め
られた部分で、防波ケーソンおよび全体の防波システムの後方への移動を、シス
テムの幅を横切って風上側から風下側に個々のケーソンの間に配置されるエネル
ギー吸収のフェンダー、衝撃吸収器などの圧縮能力の範囲内で、制限することが
できる。
この結果、本発明の原理を使用して構成された、全体の防波システムは、最大
の流体力学的およびサイト条件を受けたときでも所定のサイトにおいて安定に保
持することができる。
初期の転倒係数および貫通係数は、絶対的な比よりも相対的なものとして取り
扱われ、またそれらの主要な初期の用途が防波システムの形状の選択を補助し、
またモデル建設のコストを削減することである。同じサイトに対して候補となる
異なる沈められたケーソンの防波システムの間の選択プロセスを補助するために
、どちらのシステムを採用するかの決定の際、特に全ての選択されるシステムが
非常に複雑である場合に、比較データの予備のセットとして、しばしば使用され
る。防波システムの形状の選択の後は、ケーソンの寸法の最初のセットおよびケ
ーソンモジュールの最初の形状の決定がなされ、流体力学的な(水力学的な)タ
ンクテストで使用するためにモデルがスケールされ建造される。このようなテス
トのためのモデルの建造はコスト高であり、最初のセットのモデルをできる限り
最終的なものに近付けることで、時間と費用を大きく節約できる。
本発明は、バラスト可能な、トリム可能な、モジュール式のケーソンから構成
される防波システムの建設を可能とするものである。このモジュール式のケーソ
ンは、造船所、あるいは造船所タイプの施設においてコストが管理された条件下
で最大可能な
範囲で建設され、浮遊され、次いで設置サイトに曳航され、組み立てられ、正確
にトリムされ次いでバラストが下ろされて、問題のサイトにおいて必要とされる
、最適な、単一の、一体化された防波システムが形成される。また、必要なくな
れば、防波システムは、分解することにより、取り除かれ、バラストが上げられ
て、他に曳航される。本防波システムは、種類の制限された、標準化され、バラ
スト可能で、モジュール式のケーソンで構成される。また、最大の強さのハリケ
ーン、台風、津波を含む、最強の可能な風と波の条件、並びに最大の対岸距離、
風の速度と期間、深さ、増水量、潮の範囲、嵐の大波、流れと擦れを含む、最も
厳しい可能な悪い流体力学的な、風とサイトの条件に耐えて克服できる防波シス
テムとするために、スケールアップ、スケールダウンできる。
バラスト可能な、トリム可能な、モジュール式のケーソンは、外側防波ケーソ
ンのラインを補強するための横支持ケーソンと1つまたはそれより多い内側防波
ケーソンのラインからなる補強の副システムを内部に組み合わせることができる
。モジュール式のケーソンは、波がオーバートップすることにより発生するエネ
ルギーを吸収し、抑制し分散するために、内側防波ケーソンと横支持ケーソンか
ら構成される、オーバートップする波の吸収、抑制および分配をするためのサブ
システムと組合わされる。オーバートップする波が全体の防波システムの風下側
の保護された区域に達するのを防止するために、またこの区域を最強の風から保
護して区域を船舶、特に現在世界貿易に従事している全ての船舶の大部分である
タンカーや荷積船、車両運搬船、巡航船、液化ガス運搬船などのような比較的高
い「風圧面」を有する船が低速度で移動し、ドッキングないし投錨するために使
用するために、2つのサブシステムを全体の防波システムの内部で一体化するこ
ともできる。
本発明によるモジュール式のケーソンにより構成される防波システムは、沿岸
に沿って、また海洋を含む深い、大きな外洋の水域において、世界中のほどんど
の場所で実際に存在する風と波の条件に耐えることができる。このような場所は
、より浅い、保護された水域内の場所で直面する条件と比べて、最大で、最も過
酷な風と波の条件に直面する。5つの、主要なケーソンの特異な設計は、問題の
場所における風と波に対する保護要件、およびサイト要件に合致するようにスケ
ールアップないしスケール
ダウンすることができ、またその選択された場所における流体力学的、風とサイ
トの条件に合致するために必要なモジュールのタイプだけが使用される。
一体化された防波システムは、全体的に環境的に安全であり、またそのモジュ
ール式の構造のために、環境的な観点から、その有用寿命の終りにおいて取り除
いてサイトを建設以前の状態に回復させることができる。モジュール式のケーソ
ンはバラスト可能であるので、それらは、再使用ないし破棄のためにバラストを
上げて曳航することができ、また元のサイトに残った岩やコンクリートブロック
の外装は有効な漁礁として再形成される。
以上、本発明を防波システムを参照して説明したが、実行の際により有効とな
るように、他の公知の構造を本防波システムと組合わせて使用することもできる
。例えば、人工的な人造島を保護するための防波システムは、そのサイト条件に
もよるが、防波システムの風上側に1つまたはそれより多い水面下の路肩を配置
しても良い。同様に、沿岸ないし海岸を浸食や他の損傷から防止するための防波
システムでは、サイト条件にもよるが、1つまたはそれより多くの水面下の路肩
を防波システムの風下側、つまり防波システムと沿岸または海岸との間に設ける
こともできる。このような水面下の路肩は、通常は、当業分野において公知の方
法で正しいサイズの砕石で構成される。
以上、本発明を特定の実施例に基づいて説明したが、当業者であれば変更や変
形は容易に行うことができることは明らかである。本発明はこのような自明な変
更や変形を含むものであり、添付した請求範囲の思想および範囲内のものである
。
【手続補正書】特許法第184条の8
【提出日】1995年5月30日
【補正内容】
参照する。ここには第17図から第22図のケースA−Fに対するケーソン10
a−10fのスケーリングの範囲が示されている。第23図に示した断面的な側
面図は、すべて同じ縮尺で描かれており、また対岸距離、風の速度、期間、潮、
大波、増水量、流れ効果および擦れ効果などの流体力学的条件およびサイトの条
件の範囲に基づいている。第23図は、浅い、保護された水域から、特にシステ
ムが最大の流体力学的およびサイトの条件を受ける外洋のより深い、沿岸の水域
への防波システムの変化の指数関数的な効果を明確に例証したものである。
水没させたケーソンの技術を使用する防波システムの設計においては、大きな
規模の持ち上げ力および打ち当て力と回転モーメントを発生する最大の強さの波
によりケーソンが転倒する可能性に注意を払う必要がある。沈没させたケーソン
の技術が有する、2つの基本的な設計の考慮点があり、これらは転倒係数と貫通
係数の2つのファクタを提起する。これらについては、第24図および第25図
を参照して説明する。
転倒係数は、防波システムが転倒に抵抗するための能力、つまり転倒抵抗の尺
度である。転倒係数が大きいほど、最大の波と風の攻撃を受けた場合には防波シ
ステムが転倒し易く、防波システムの不安定性が大きくなる。貫通係数は、特に
据え付けタワーケーソンにおける、ケーソンの海底、湖底などへの貫通の深さの
尺度であり、防波システムの全体の安定性の関数である。貫通係数が大きい程、
最大の波と風の攻撃を受けたときにケーソンが変位ないし位置ずれすることが少
なくなり、防波システムの全体の安定性が大きくなる。
転倒係数と貫通係数は、防波システムの最初のモデルを設計する際の予備的な
設計の考察に有用である。以下に説明するように、これらの係数は、テストモデ
ルの建設、大体のケーソンのモデルのスケールに対するケーソンの形状を最初に
選択するために使用される。第24図と第25図に示した例では、最大のサイト
条件下における最大のスケールの波と風の攻撃に対して使用されるために設計さ
れた、典型的な防波システムの最初の設計のために選ばれた代表的な値を示した
。
防波システムの転倒係数Tは、防波システムの所定の断面における最大の幅WMAX
に対するこの断面における防波システムの平均的な高さhAVとの比として規
定され、つまりT=hAV/WMAXである。そして、これは、沈没された防波シス
テムが、最大
請求の範囲
1.水域内に取り外し自在に設置可能なケーソンモジュールであって、中空の
内側部分で浮遊可能とするために十分な浮力を有し少なくとも一部が構築可能で
且つ水域内で曳航される少なくとも1つの浮遊可能なセクションを有し、各浮遊
可能なセクションは、流体トリム可能で、また流体バラスト可能であり、またケ
ーソンモジュールの設置の間における水域内でのセクションの下降およびケーソ
ンモジュールの取り外しを可能とするためにセクションの浮力による上昇を流体
により行うためにセクションをトリムおよびバラストするための手段を有する、
ケーソンモジュール。
2.モジュールの中空の内側部分が、場合により積荷物資の貯蔵をするのに十
分な寸法の貯蔵空間を規定している、請求の範囲第1項記載のケーソンモジュー
ル。
3.貯蔵空間が、積荷の液体物資を貯蔵するために設計されている、請求の範
囲第2項記載のケーソンモジュール。
4.貯蔵空間が乾燥および半乾燥材料の貯蔵のために設計されている、請求の
範囲第2項記載のケーソンモジュール。
5.各浮遊可能なセクションが、浮遊可能なセクションの流体トリム動作およ
びバラスト動作をするため複数のトリムタンクとバラストタンクを有している、
請求の範囲第2項記載のケーソンモジュール。
6.予め選択された水域のサイトにおいて取り外し自在にセットされるモジュ
ール式ケーソンの設備であって、1つまたはそれより多い第1のケーソンと1つ
またはそれより多い第2のケーソンからなり、第1のケーソンは第2のケーソン
とは異なるタイプであり、第1および第2のケーソンは上部と底部を有しまた予
め定められた形態で予め選択された水域において、ケーソン底部が予め選択され
た水域における底上に取り除き自在に載置され且つ取り外し自在に設置されてお
り、第1および第2のケーソンは1つまたはそれより多い浮遊可能なセクション
から構成され、各セクションは、流体トリム可能で、また流体バラスト可能であ
り、また設備の形成の間の下降と位置決めをするために、および設備の取り外し
を目的として浮遊による持ち上げおよび取り除きをするために、流体によりセク
ションをトリム処理およびバラスト処理するた
めの手段を有する、モジュール式のケーソン設備。
7.第1と第2のケーソンのタイプが、多目的ケーソン、外側防波ケーソン、
据え付けタワーケーソン、内側防波ケーソンおよび横支持ケーソンから選択され
る、請求の範囲第6項記載のモジュール式のケーソン設備。
8.該予め定めされた形態が、内側の保護された区域を規定する第1のケーソ
ンのラインを含み、第2のケーソンが該保護された区域内に位置している、請求
の範囲第6項記載のモジュール式のケーソンの設備。
9.第2のケーソンが、場合により積荷物資の貯蔵のための中空の内側部分を
有する貯蔵ケーソンからなる、請求の範囲第8項記載のモジュール式のケーソン
設備。
10.該予め定めれた形態が、少なくとも1つの第2のケーソンを含んだ第1
のケーソンのラインを有する、請求の範囲第6項記載のモジュール式のケーソン
設備。
11.第2のケーソンが、ケーソンのラインを固定するのを補助するために、
第1のケーソンよりも底内に深く載置された据え付けタワーケーソンである、請
求の範囲第10項記載のモジュール式のケーソン設備。
12.据え付けタワーケーソンの上部が、第1のケーソンと水面上の同じレベ
ルまで延在する請求項11記載のモジュール式のケーソン設備。
13.各浮遊可能なセクションが、浮遊可能なセクションの流体トリム動作と
流体バラスト動作をするための複数のトリムタンクとバラストタンクを含む請求
の範囲第6項記載のモジュール式のケーソン設備。
14.予め選択された水域のサイトにおいて取り外し自在に設置されたモジュ
ール式ケーソンシステムであって、該モジュール式ケーソンは、上部と底部を有
し予め選択されたサイトにおいて底上に取り除き自在に底が載置され、予め定め
られた形態で予め定めれた水域のサイトに設置された複数のケーソンを有し、各
ケーソンはそれぞれ中空の内側空間と浮遊可能とするために十分な浮力を有し少
なくとも一部が陸上で構築可能で且つ水域内で曳航される1つまたはそれより多
い浮遊可能なセクションから構成され、各浮遊可能なセクションは、流体トリム
可能で、また流体バラスト可能であり、またケーソンシステムの設置の間におけ
る水域内でのセクションの下降およびケーソンシステムの取り外しを可能とする
ためにセクションの浮力による上昇を流
体により行うためにセクションをトリムおよびバラストするための手段を有する
、モジュール式ケーソンシステム。
15.ケーソンの少なくともいくつかが、場合により積荷物資を収容するため
に十分なサイズの内側の貯蔵空間を有している、請求の範囲第14項記載のモジ
ュール式ケーソンシステム。
16.ケーソンの全てが、場合により積荷物資を収容するために十分なサイズ
の内側の貯蔵空間を有している、請求の範囲第14項記載のモジュール式ケーソ
ンシステム。
17.該予め定めされた形態が、内側の保護された区域を規定する少なくとも
1つのケーソンのラインを含み、別のケーソンが保護された区域内に位置してい
る、請求の範囲第14記載のモジュール式ケーソンシステム。
18.保護された区域内に配置されたケーソンが、積荷物資を収容するために
十分なサイズの内側の貯蔵空間を有している、請求の範囲第17項記載のモジュ
ール式ケーソンシステム。
19.ケーソンのラインが、ライン内の少なくとも1つの据え付けタワーケー
ソンを含み、据え付けタワーケーソンがライン内の他のケーソンよりも深く底内
に載置されている、請求の範囲第17項記載のモジュール式ケーソンシステム。
20.ケーソンのラインの外側に載置された粗石盛りの防波堤を含む、請求の
範囲第17項記載のモジュール式ケーソンシステム。
21.該予め定められた形態が、内側の保護された区域を規定するケーソンの
少なくとも1つのラインを含む、請求の範囲第14項記載のモジュール式ケーソ
ンシステム。
22.ケーソンのライン内の少なくともいくつかが、積荷物資を収容するため
に十分なサイズの内側の貯蔵空間を有している、請求の範囲第21項記載のモジ
ュール式ケーソンシステム。
23.ケーソンのラインの外側に沿って配置された防波堤を含む、請求の範囲
第22項記載のモジュール式ケーソンシステム。
24.防波堤が、粗石盛りの防波堤を含む、請求の範囲第23項記載のモジュ
ール
式ケーソンシステム。
25.ケーソンのライン内のケーソンが貯蔵ケーソンからなる、請求の範囲第
24項記載のモジュール式ケーソンシステム。
26.各浮遊可能なセクションが、浮遊可能なセクションの流体トリム動作お
よび流体バラスト動作をするための、複数のトリムタンクとバラストタンクを有
する、請求の範囲第22項記載のモジュール式ケーソンシステム。
27.予め選択された水域のサイトに設置されるモジュール式ケーソンシステ
ムにおいて、上部と底部を有し、予め選択されたサイトにおいて水底上に取り除
き自在に底部が載置され且つ予め定められた形態で予め定めれた水域のサイトに
設置された複数の貯蔵ケーソンを有し、該貯蔵ケーソンは、場合により積荷物資
の貯蔵のための内側の貯蔵空間を有する、モジュール式ケーソンシステム。
28.該予め定められた形態が、内側の保護された区域を規定する少なくとも
1つのケーソンのラインを含む、請求の範囲第27記載のモジュール式ケーソン
システム。
29.ケーソンのラインの外側に沿って配置された防波堤を含む、請求の範囲
第28項記載のモジュール式ケーソンシステム。
30.防波堤が、粗石盛りの防波堤を含む、請求の範囲第29項記載のモジュ
ール式ケーソンシステム。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M
C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG
,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN,
TD,TG),AT,AU,BB,BG,BR,CA,
CH,DE,DK,ES,FI,GB,HU,JP,K
P,KR,LK,LU,MG,MN,MW,NL,NO
,PL,RO,RU,SD,SE,US
【要約の続き】
は、容易に取り除くことができ、これにより、サイトを
その建設前の状態にできる限り近付けて戻すことができ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.水域内に取り外し自在に設置可能なケーソンモジュールであって、中空の 内側部分で浮遊可能とするために十分な浮力を有し少なくとも一部が構築可能で 且つ水域内で曳航される少なくとも1つの浮遊可能なセクションを有し、各浮遊 可能なセクションは、流体トリム可能で、また流体バラスト可能であり、またケ ーソンモジュールの設置の間における水域内でのセクションの下降およびケーソ ンモジュールの取り外しを可能とするためにセクションの浮力による上昇を流体 により行うためにセクションをトリムおよびバラストするための手段を有する、 ケーソンモジュール。 2.モジュールの中空の内側部分が、積荷物資の貯蔵をするのに十分な寸法の 貯蔵空間を規定している、請求の範囲第1項記載のケーソンモジュール。 3.貯蔵空間が、積荷の液体物資を貯蔵するために設計されている、請求の範 囲第2項記載のケーソンモジュール。 4.貯蔵空間が乾燥および半乾燥材料の貯蔵のために設計されている、請求の 範囲第2項記載のケーソンモジュール。 5.各浮遊可能なセクションが、浮遊可能なセクションの流体トリム動作およ びバラスト動作をするため複数のトリムタンクとバラストタンクを有している、 請求の範囲第2項記載のケーソンモジュール。 6.予め選択された水域のサイトにおいて取り外し自在にセットされるモジュ ール式ケーソンの設備であって、1つまたはそれより多い第1のケーソンと1つ またはそれより多い第2のケーソンからなり、第1のケーソンは第2のケーソン とは異なるタイプであり、第1および第2のケーソンは上部と底部を有しまた予 め定められた形態で予め選択された水域において、ケーソン底部が予め選択され た水域における底上に取り除き自在に載置され且つ取り外し自在に設置されてお り、第1および第2のケーソンは1つまたはそれより多い浮遊可能なセクション から構成され、各セクションは、流体トリム可能で、また流体バラスト可能であ り、また設備の形成の間の下降と位置決めをするために、および設備の取り外し を日的として浮遊による持ち上げおよび取り除きをするために、流体によりセク ションをトリム処理およびバラスト処理するた めの手段を有する、モジュール式のケーソン設備。 7.第1と第2のケーソンのタイプが、多目的ケーソン、外側防波ケーソン、 据え付けタワーケーソン、内側防波ケーソンおよび横支持ケーソンから選択され る、請求の範囲第6項記載のモジュール式のケーソン設備。 8.該予め定めされた形態が、内側の保護された区域を規定する第1のケーソ ンのラインを含み、第2のケーソンが該保護された区域内に位置している、請求 の範囲第6項記載のモジュール式のケーソンの設備。 9.第2のケーソンが、積荷物資の貯蔵のための中空の内側部分を有する貯蔵 ケーソンからなる、請求の範囲第8項記載のモジュール式のケーソン設備。 10.該予め定めれた形態が、少なくとも1つの第2のケーソンを含んだ第1 のケーソンのラインを有する、請求の範囲第6項記載のモジュール式のケーソン 設備。 11.第2のケーソンが、ケーソンのラインを固定するのを補助するために、 第1のケーソンよりも底内に深く載置された据え付けタワーケーソンである、請 求の範囲第10項記載のモジュール式のケーソン設備。 12.据え付けタワーケーソンの上部が、第1のケーソンと水面上の同じレベ ルまで延在する請求項11記載のモジュール式のケーソン設備。 13.各浮遊可能なセクションが、浮遊可能なセクションの流体トリム動作と 流体バラスト動作をするための複数のトリムタンクとバラストタンクを含む請求 の範囲第6項記載のモジュール式のケーソン設備。 14.予め選択された水域のサイトにおいて取り外し自在に設置されたモジュ ール式ケーソンシステムであって、該モジュール式ケーソンは、上部と底部を有 し予め選択されたサイトにおいて底上に取り除き自在に底が載置され、予め定め られた形態で予め定めれた水域のサイトに設置された複数のケーソンを有し、各 ケーソンはそれぞれ中空の内側空間と浮遊可能とするために十分な浮力を有し少 なくとも一部が陸上で構築可能で且つ水域内で曳航される1つまたはそれより多 い浮遊可能なセクションから構成され、各浮遊可能なセクションは、流体トリム 可能で、また流体バラスト可能であり、またケーソンシステムの設置の間におけ る水域内でのセクションの下降およびケーソンシステムの取り外しを可能とする ためにセクションの浮力による上昇を流 体により行うためにセクションをトリムおよびバラストするための手段を有する 、モジュール式ケーソンシステム。 15.ケーソンの少なくともいくつかが、積荷物資を収容するために十分なサ イズの内側の貯蔵空間を有している、請求の範囲第14項記載のモジュール式ケ ーソンシステム。 16.ケーソンの全てが、積荷物資を収容するために十分なサイズの内側の貯 蔵空間を有している、請求の範囲第14項記載のモジュール式ケーソンシステム 。 17.該予め定めされた形態が、内側の保護された区域を規定する少なくとも 1つのケーソンのラインを含み、別のケーソンが保護された区域内に位置してい る、請求の範囲第14記載のモジュール式ケーソンシステム。 18.保護された区域内に配置されたケーソンが、積荷物資を収容するために 十分なサイズの内側の貯蔵空間を有している、請求の範囲第17項記載のモジュ ール式ケーソンシステム。 19.ケーソンのラインが、ライン内の少なくとも1つの据え付けタワーケー ソンを含み、据え付けタワーケーソンがライン内の他のケーソンよりも深く底内 に載置されている、請求の範囲第17項記載のモジュール式ケーソンシステム。 20.ケーソンのラインの外側に載置された粗石盛りの防波堤を含む、請求の 範囲第17項記載のモジュール式ケーソンシステム。 21.該予め定められた形態が、内側の保護された区域を規定するケーソンの 少なくとも1つのラインを含む、請求の範囲第14項記載のモジュール式ケーソ ンシステム。 22.ケーソンのライン内の少なくともいくつかが、積荷物資を収容するため に十分なサイズの内側の貯蔵空間を有している、請求の範囲第21項記載のモジ ュール式ケーソンシステム。 23.ケーソンのラインの外側に沿って配置された防波堤を含む、請求の範囲 第22項記載のモジュール式ケーソンシステム。 24.防波堤が、粗石盛りの防波堤を含む、請求の範囲第23項記載のモジュ ール式ケーソンシステム。 25.ケーソンのライン内のケーソンが貯蔵ケーソンからなる、請求の範囲第 24項記載のモジュール式ケーソンシステム。 26.各浮遊可能なセクションが、浮遊可能なセクションの流体トリム動作お よび流体バラスト動作をするための、複数のトリムタンクとバラストタンクを有 する、請求の範囲第22項記載のモジュール式ケーソンシステム。 27.予め選択された水域のサイトに設置されるモジュール式ケーソンシステ ムにおいて、上部と底部を有し、予め選択されたサイトにおいて水底上に取り除 き自在に底部が載置され且つ予め定められた形態で予め定めれた水域のサイトに 設置された複数の貯蔵ケーソンを有し、該貯蔵ケーソンは、積荷物資の貯蔵のた めの内側の貯蔵空間を有する、モジュール式ケーソンシステム。 28.該予め定められた形態が、内側の保護された区域を規定する少なくとも 1つのケーソンのラインを含む、請求の範囲第27記載のモジュール式ケーソン システム。 29.ケーソンのラインの外側に沿って配置された防波堤を含む、請求の範囲 第28項記載のモジュール式ケーソンシステム。 30.防波堤が、粗石盛りの防波堤を含む、請求の範囲第29項記載のモジュ ール式ケーソンシステム。
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