JPS6319337A - ケ−ソン製作据付用浮ドツク - 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 この発明は、ケーソン製作据付用浮ドツク、ざらに詳し
くは、たとえば橋梁の主塔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所面略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
作したのら、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、橋梁の主塔などを構
成づ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ｆｆｌ　）
ｆｉ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、所要型０が増加し、コスト高になる
という問題があった。

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児て略Ｕ形の１つの浮体
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
を提案したく特開昭５８−２１８４９４号参照）。この
浮ドツクは安定性゛−が良く、しかも小型、軒昂で経済
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、浮体部を高面に浮かべ
た状態で甲板部上においてケーソンを製作し、製作の進
行にともなっ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っている。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ら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杢れた
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、甲板部が沈降させられる。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、脚が海底に着底させられたのち、浮
体部が脚に沿っ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。

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Ｃプられた４本の脚（１
１）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。

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１吊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（１０）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ってケーソン（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右づ
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
平に保って、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
に位罫している。

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（１９）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（１
９）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）を問いた状態で、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）を通ってタンク（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（１Ｓ）内の海
水が注排管（１７）を通って海中に排出される。

そして、タンク（１６）内に所望ｂ）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
搬式のコンプレツナを用いることかでき、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
ｌ−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１モカ差が生じるが、この甲板部（１
２）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、したがって、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
周壁には複数のビン受は穴（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）を退入さじた状態で脚（１１）の下端部が連
結！２　（１９）の脚挿入穴（２３）に挿入され、ピン
（２６）を進出させてビン受は穴（２４）に挿入するこ
とにより、脚（１１）と甲板部（１２）とが連結梁（１
９）を介して連結される。また、ピン（２６）を退入さ
ぜることにより、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は穴（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空水密構造物で
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ｍ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、ウィン
チ、操作下などの諸ＫＱ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ッ
サなどが収容されている。浮体部（１０）には、脚（１
１）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
まってこれと同じ高さになったときに連結梁（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ＥＳ（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）のビン受は穴（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（３
３）と、このシリンダ（３３）の伸縮により固定台（３
２）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１ノ穴（２７）に対向するようにこのシリンダ
（３５）のピストンロンド（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（３
７）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。ぞして、第２の連結ピン（３８）を進出
させて脚（１１）のピン受は穴（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（３４）
を進出させてＩＩＩ（１１）のピン受は穴（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ｉＩＩ＋引装置が設けられており、これによって
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（１１）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（下鈑）　（
２）　、下部側壁（３）を作り、上床板の型枠を組む。

このとき、乾舷はたとえば３０〜４Ｑｃｍある。また、
この時点でロッ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、都合によっ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むと、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）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（１２）の
みを沈薪させる。

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（
シ）に浮上する状態になっており、また、甲板部（１２
）のバラストタンク（１６）内にｔよ圧縮空気が供給さ
れ、海水バラストは入っていない。

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
行なえば、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。−１０１１１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、
Ｆ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（貼装）たとえばロック、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（シ）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）の間に挾まれており、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）力”＝　ｔＪ５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）上のウィンチの吊り具（ワイ
ヤローブまたはチェーンなど）（４１）により甲板部（
１２）の連結梁（１９）の部分を吊上げ、連結ビン（２
６）に甲板部（１２）による力が作用しないような状態
にし、連結ビン（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（１３）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、ウィンチの吊り具（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、場合によっては、甲板部（１２）を
海ｔ（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）によって甲板
部（１２）を吊下げてＪ３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
動さけ、バラス１〜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）に浮トさせた
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ＶＺ置（１
３）により、脚（１１）を下降させて海底（Ｂ）に着底
させ、ざらに浮体部（１０）を脚（１１）に沿って海面
（Ｌ）上方に持上げる。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っておく。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）を上昇さけて浮体部（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。場合によっ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ｖＡ殻式の圧気ケーソン）は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
の湖面（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ざまで持上げておく。

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（１
０）を海面（Ｌ）におろし、浮体部（１０）が浮上した
ならば、これを大型浮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（１
２）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
、必要海水バラスト吊が少なくてすみ、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−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。したがって、浮体部（１０）の剛性、
強度が高く、小型、軽１ｈ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ってもよく、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）はラックとピニオンを使用し
たものなどであってもよい。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、）電工にお
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。このため、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ｊ＠である。そし
て、ケーソン進水時に甲板部だけを脚から切離して沈降
させればよいので、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る。また、進水させたケーソンを浮
体部の横に引出ず必要がないので、浮体部を無端枠状に
してケーソンとの隙間を小さくするこくができる。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、また、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。 以上 特許出願人　　飛島建設株式会社 同　　　　日立造船株式会社 代　理　人　　岸本　瑛之助（外４名）第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   ック。