WO2019207637A1 - 水中設置アンカーの強度試験方法および浮体 - Google Patents

水中設置アンカーの強度試験方法および浮体 Download PDF

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    • E02B17/0017—Means for protecting offshore constructions

Definitions

  • the present invention tests, for example, whether an anchor for mooring various objects to be anchored, such as a solar power generation device floating on the water, an aquaculture ginger, a floating pier, or a water sports facility, has a desired tensile strength.
  • the present invention relates to a strength test method for an underwater installation anchor.
  • Patent Document 1 As a method for inspecting the installation state of the anchor, there is one disclosed in Patent Document 1 below.
  • This inspection method is to confirm that the load indicated by the hydraulic gauge reaches the desired pulling strength value by pulling up the rod portion of the installed anchor with a hollow hydraulic jack.
  • the hydraulic jack is provided in a pulling structure that comes into contact with the bottom of the water under the trolley floating on the water surface.
  • This invention is mainly intended to enable inspection with a simpler configuration.
  • the means for that purpose is to apply a force in the pulling direction from above the floating body floating on the water surface to the anchor installed in the water, so that the floating body is submerged in the water, and the submerged volume of the floating body is required. It is a strength test method for an underwater installation anchor that is set to a value that causes a pulling force that is appropriate for the installation strength to act and that the anchor is stationary.
  • the submerged volume of the floating body that applies the lifting force corresponding to the required installation strength is calculated based on the buoyancy that acts on the floating body.
  • the inspection can be performed by pulling the installed anchor from above the floating body so that the floating body is submerged by a predetermined volume in water, and the work is simple.
  • an apparatus for that purpose only needs to have at least an apparatus for determining the floating body and the submerged volume of the floating body, and can be configured extremely simply.
  • Explanatory drawing which shows the strength test method of an underwater installation anchor.
  • Fig. 1 shows the strength test method for underwater anchors. That is, this test method applies a force in a pulling direction from above the floating body 13 floating on the water surface 12 to the anchor 11 installed in the water by embedding or driving, in other words, a vertically upward force. Is submerged in water.
  • the sinking amount that is, the sinking volume is set to a value for applying a lifting force corresponding to the required installation strength. Then, it is confirmed that the anchor 11 is stationary. If the anchor 11 does not move, the test is judged to be acceptable, and if the anchor 11 moves in the pulling direction, the test is judged to be unacceptable.
  • the floating body 13 floats on the water surface, that is, the lower surface portion of the floating body 13 sinks below the water surface, but the portion including the upper surface protrudes above the water surface, and the force for pulling the anchor 11 with the predetermined force is applied from above. Also, the buoyancy that the entire floating body 13 does not sink below the water surface acts.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of the floating body 13.
  • the floating body 13 is a plan view rectangular thick plate formed using foamed polystyrene, and includes a floating plate portion 31 made of foamed polystyrene and a hard protective plate portion made of a metal plate laid on the upper surface of the floated plate portion 31. 32.
  • the floating plate portion 31 is configured to be solid by combining thick plate-like foamed polystyrene plates.
  • the floating body 13 is provided with a gauge 33 that indicates the submergence depth or submergence volume with respect to the water.
  • the gauge 33 may be simply configured so as to indicate the sinking depth.
  • a scale plate 34 provided with a scale indicating the length (height) in the vertical direction, that is, the thickness direction of the floating body 13.
  • the fixed position of the scale plate 34 is set as appropriate, and may be formed at, for example, four corner portions. In addition to being easy to see, if the scale plate 34 is made of a hard material, the corners of the floating body 13 can be protected.
  • the magnitude of the buoyancy acting on the floating body 13 is that the acceleration of gravity is g [m / s 2 ], the density of water ⁇ [kg / m 3 ], and the volume of the portion of the floating body 13 that sinks below the water surface 12 is V [m. 3 ]
  • the magnitude of the buoyancy acting on the floating body 13 is ⁇ Vg [N].
  • the subduction volume V1 [m 3 ] required to bring the lifting force commensurate with the required installation strength is obtained. From the size of 13, for example, 10 cm or the like to provide a lifting force of 2 t (tons), the submergence depth H in the floating body 13 is obtained.
  • the floating body 13 needs a device for pulling the anchor 11 installed in the water, but the device for pulling the anchor 11 includes a construction machine 15 such as a hydraulic excavator as shown by a virtual line in FIG. Use.
  • the construction machine 15 is used with a pile driving attachment 16 attached to the tip of an arm.
  • the construction machine 15 to which the pile driving attachment 16 is attached is also used for driving and embedding the anchor 11 as shown in FIG.
  • the above-mentioned floating body 13 is used as the work boat 17 which positions this construction machine 15 on the water. That is, the floating body 13 used for the strength test is also a work trolley 17 used when the anchor 11 is installed.
  • the installation strength test of the anchor 11 using such a floating body 13 and the construction machine 15 is performed by the installation of the anchor 11 and a series of flows.
  • the construction machine 15 is placed on the floating body 13 that is also used as the work boat 17 and the floating body 13 is towed to the anchor installation position on the water. Therefore, as shown in FIG. 4, the construction machine 15 holds the upper end portion of the anchor 11 and drives the anchor 11 into the water bottom 18 to complete the installation of the anchor 11.
  • the anchor 11 is pulled by the construction machine 15 with the upper end of the anchor 11 held. Then, since the anchor 11 is driven into the water bottom 18, the anchor 11 is not easily pulled out, and as shown by a solid line in FIG. 1, a portion of the floating body 13 that protrudes above the water surface 12 sinks below the water surface.
  • the subduction volume to be subducted by pulling is set to a value that applies the above-described predetermined pulling force, but the subduction volume of the floating body 13 is determined by a gauge 33 provided in the floating body 13.
  • the position of the water surface 12 before sinking is confirmed with a scale plate 34 as a gauge 33, and for example, the sinking depth for applying 2t (tons) as a lifting force commensurate with the installation strength is set. If it is 10 cm, a lifting force is applied to the anchor 11 until it sinks 10 cm from the position of the water surface 12 before sinking.
  • the scale plate 34 may be confirmed from above the floating body 13, but a diver that enters the water is also required to install the anchor 11, so that the diver can perform the check.
  • the scale plate 34 Since the scale plate 34 has a scale for recognizing the sinking depth, even if the floating body 13 is tilted when a pulling force is applied to the anchor 11, the scale plate 34 provided at the four corners is provided.
  • the subduction depth of each part can be known from the scale, and a predetermined subduction volume can be easily calculated.
  • the state is continued for an appropriate time. That is, the sinking of the floating body 13 is continued in a state of a predetermined sinking volume.
  • the continuing time is appropriately set depending on the use of the anchor 11, the required installation strength, the underwater environment, etc., but it is not necessary to lengthen it unnecessarily, and the required installation strength can be confirmed, for example, several minutes to ten and several minutes, preferably It takes about 5 minutes.
  • the test is acceptable. If the anchor 11 is lifted, the test is unacceptable, and the anchor 11 is immediately installed again. When the anchor 11 is not installed sufficiently, the anchor 11 is lifted, so that it can be seen by a diver working in the water, and the operator operating the construction machine 15 can also see the digital displayed on the machine. It can be easily confirmed through the senses, not the numbers.
  • the inspection can be performed by pulling the anchor 11 from above the floating body 13 so that the floating body 13 is submerged by a predetermined volume in water, and the operation is simple. Since the submerged volume of the floating body 13 is determined by the gauge 33 provided in the floating body 13, the anchor 11 may be pulled while checking the gauge 33, and the work is also easy in this respect.
  • the apparatus for that purpose only needs to have the floating body 13 provided with the gauge 33. Since the anchor 11 is pulled using the construction machine 15 as described above, a dedicated apparatus (not shown) for pulling the anchor 11 is used. ) May not be fixedly provided. For this reason, the structure of the floating body 13 can be simplified, and as a result, the entire apparatus necessary for the test can be simplified.
  • the floating body 13 is also the work carrier 17 used when installing the anchor 11, further simplification and simplification can be achieved.
  • the anchor 11 can be installed to the installation strength test in a series, the workability is extremely good, and the reliability of the installation strength can be improved compared to the case where inspection is performed after installation.
  • the height of the credibility is increased not only by setting the sinking of the floating body 13 in the installation strength test to the state of the sinking volume of a predetermined value but also continuing in that state.
  • the above configuration is one configuration for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the above-described configuration, and other configurations can be adopted.
  • the gauge 33 has a scale capable of recognizing the sinking depth as described above.
  • the gauge 33 is provided with a float that floats on the water surface 12, and the depth actually submerged is sensibly recognized without using the scale as a medium.
  • Other configurations such as a device having a mechanism that can be used may be used.
  • the gauge 33 can also be configured using a member that shows a portion that has been submerged in water by a change in appearance.

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Abstract

水中に設置したアンカーの設置強度を簡素な構成で検査できるようにする。　アンカー１１に対して、水面１２に浮いた浮体１３の上から引き上げ方向の力を加えて、浮体１３を水中に沈み込ませる。浮体１３の沈み込み体積を、必要な設置強度に見合った引き上げ力を作用させる値に設定して、アンカー１１が不動であることを確認する。必要な設置強度に見合った引き上げ力を作用させる浮体１３の沈み込み体積は、浮体１３に作用する浮力に基づいて算出する。

Description

水中設置アンカーの強度試験方法および浮体
　この発明は、例えば水上に浮かべる太陽光発電装置や養殖生簀、浮桟橋、水上競技施設などの様々な被係留体を係留したりするためのアンカーが所望の引張強を有するか否か試験する、水中設置アンカーの強度試験方法に関する。
　アンカーの設置状態を検査する方法として、下記特許文献１に開示されているものがある。
　この検査方法は、設置されたアンカーのロッド部を中空油圧ジャッキで引き上げて、油圧ゲージの示す荷重が所望の引き抜き耐力の値に至ることを確認するというものである。油圧ジャッキは、水面に浮く台船の下方で水底に接地する引上げ構造体に備えられている。
　しかし、台船のほかに、水底に接地する引上げ構造体が必要であるとともに、この引上げ構造体に中空油圧ジャッキを備えるための構造も不可欠であって、検査のための装置が大掛かりである。
特許第６２５２８８２号公報
　この発明は、より簡素な構成で検査が行えるようにすることを主な目的とする。
　そのための手段は、水中に設置されたアンカーに対して、水面に浮いた浮体の上から引き上げ方向の力を加えて、前記浮体を水中に沈み込ませ、前記浮体の沈み込み体積を、必要な設置強度に見合った引き上げ力を作用させる値に設定して、前記アンカーが不動であることを確認する水中設置アンカーの強度試験方法である。
　必要な設置強度に見合った引き上げ力を作用させる浮体の沈み込み体積は、浮体に作用する浮力に基づいて算出される。
　この構成では、浮体の上からアンカーを引っ張って、浮体における水面より上に位置する部分を水中に沈み込ませて、アンカーに対して必要な設置強度に見合った引き上げ力を作用させても、アンカーの設置状態が維持できれば設置強度を有すると判断され、維持できなければ強度不足と判断される。強度不足の場合には、アンカーが引っ張り上げられることになるので浮体にはそのことが見た目にも動作にも明瞭に反映される。
　この発明によれば、設置済みのアンカーを浮体の上から引っ張ることによって浮体を所定体積だけ水中に沈み込ませることで検査が行え、作業は簡単である。しかもそのための装置は少なくとも浮体と浮体の沈み込み体積を判断する装置があればよく、至極簡素に構成できる。
水中設置アンカーの強度試験方法を示す説明図。 浮体の斜視図。 沈み込み深さと沈み込み体積を説明する説明図。 アンカーの設置方法を示す説明図。
　この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。
　図１に、水中設置アンカーの強度試験方法を示す。すなわち、この試験方法は、埋め込みや打込みによって水中に設置されたアンカー１１に対して、水面１２に浮いた浮体１３の上から引き上げ方向の力、換言すれば鉛直上向きの力を加えて、浮体１３を水中に沈み込ませる。このときの沈み込み量、つまり沈み込み体積を必要な設置強度に見合った引き上げ力を作用させる値に設定する。そしてアンカー１１が不動であることを確認する、というものである。アンカー１１が不動であれば試験は合格、アンカー１１が引き抜き方向に動いてしまえば試験は不合格と判断される。
　この方法を実現するためには、前述の浮体１３が必要である。浮体１３は、水面上に浮く、つまり浮体１３の下面部分が水面下に沈むものの、上面を含む部分が水面上に出ており、アンカー１１を前述の所定の力で引っ張る力を上から加えても浮体１３の全体が水面下に沈み込まない浮力が作用するものである。
　図２は、その浮体１３の一例を示す斜視図である。浮体１３は、発泡スチロールを用いて形成された平面視方形の厚板状であり、発泡スチロールからなる浮板部３１と、浮板部３１の上面に敷設された金属板などからなる硬質の保護板部３２で構成されている。浮板部３１は、厚板状の発泡スチロール板を組み合わせて中実に構成される。
　浮体１３は、水中に対する沈み込み深さ又は沈み込み体積を示すゲージ３３を備えている。ゲージ３３は、沈み込み深さを示すものとする方が簡素に構成できるので良い。
　図２に例示したゲージ３３は、上下方向、つまり浮体１３の厚み方向の長さ（高さ）を示す目盛を備えた目盛板３４である。目盛板３４の固定位置は適宜設定されるが、例えば４つの角部分に形成されるとよい。見やすいうえに、目盛板３４を硬質の材料で構成すれば、浮体１３の角部を保護することもできる。
　ここで、必要な設置強度に見合った引き上げ力を作用させる浮体１３の沈み込み体積について図３を用いて説明する。
　浮体１３に働く浮力の大きさは、重力加速度をｇ［ｍ／ｓ２］、水の密度ρ［ｋｇ／ｍ３］とし、浮体１３における水面１２より下に沈んだ部分の体積をＶ［ｍ３］とした場合、
浮体１３に働く浮力の大きさはρＶｇ［Ｎ］となる。
　質量ｍ［ｋｇ］の浮体１３には重力もはたらき、その大きさｍｇ［Ｎ］は浮力と釣り合う（ρＶｇ＝ｍｇ）ことから、
水面下に沈んだ部分の体積をＶは、
Ｖ＝ｍ／ρ
となって、浮体１３は水面下にｍ／ρ［ｍ３］沈んでいることが判る。
　そして、浮力は水面下に沈み込んでいる体積に比例するので、必要な設置強度に見合った引き上げ力をもたらすのに必要な沈み込み体積Ｖ１［ｍ３］が得られ、その沈み込み体積と浮体１３の大きさから、例えば２ｔ（トン）の引き上げ力をもたらすには１０ｃｍなどと、浮体１３における沈み込み深さＨが得られる。
　浮体１３には、水中に設置されたアンカー１１を引っ張るための装置が必要であるが、アンカー１１を引っ張る装置には、図１に仮想線で示したように、油圧ショベルなどの建設機械１５を用いる。建設機械１５はアームの先端に杭打ちアタッチメント１６を取り付けて使用される。
　杭打ちアタッチメント１６を取り付けた建設機械１５は、図４に示したように、アンカー１１の打込みや埋設にも使用されるものである。そしてこの建設機械１５を水上に位置させる作業用台船１７として、前述の浮体１３が使用される。つまり強度試験に用いられる浮体１３は、アンカー１１を設置する際に使用した作業用台船１７でもある。
　このような浮体１３と建設機械１５を用いたアンカー１１の設置強度試験は、アンカー１１の設置と一連の流れで行われる。
　すなわち、作業用台船１７としても用いられる浮体１３に建設機械１５を乗せて、浮体１３を水上におけるアンカー設置位置に曳航する。そこで、図４に示したように、建設機械１５にアンカー１１の上端部を保持させて、アンカー１１を水底１８に打ち込んで、アンカー１１の設置を完了する。
　このあと、アンカー１１の上端部を保持した状態のまま、建設機械１５でアンカー１１を引っ張る。すると、アンカー１１は水底１８に打ち込まれているので容易に引き抜かれることはなく、図１に実線で示したように、浮体１３における水面１２より上に出ていた部分が水面下に沈み込む。
　この沈み込みでは、引っ張りにより沈み込むことになる沈み込み体積を前述した所定の引き上げ力を作用させる値にするが、浮体１３の沈み込み体積は浮体１３に備えたゲージ３３で判定する。
　具体的には、沈み込み前の水面１２の位置をゲージ３３としての目盛板３４で確認しておき、例えば設置強度に見合った引き上げ力として２ｔ（トン）を作用させるための沈み込み深さが１０ｃｍだとした場合、沈み込み前の水面１２の位置から１０ｃｍ沈み込むまで、アンカー１１に引き上げ力を加える。目盛板３４の確認は、浮体１３の上から行ってもよいが、アンカー１１の設置には水中に入るダイバーも要るので、ダイバーに行わせることができる。
　目盛板３４が沈み込み深さを認識させる目盛を有するものであるので、アンカー１１に引上げ力を加えた際に浮体１３が傾く場合であっても、４つの角部に備えた目盛板３４の目盛から各部の沈み込み深さを知ることができ、所定の沈み込み体積を容易に算出することができる。
　沈み込み深さが所定深さに達してから、その状態を適宜の時間継続する。つまり、浮体１３の沈み込みを、所定の沈み込み体積の状態で継続する。継続する時間は、アンカー１１の用途や必要な設置強度、水中環境などによって適宜設定されるが、いたずらに長くする必要はなく、必要な設置強度を確認できる、例えば数分から十数分、好ましくは５分程度でよい。
　アンカー１１を引っ張り続けた結果、アンカー１１が不動であれば、試験は合格であり、アンカー１１が持ち上がるようであれば、試験は不合格であって、即座に、アンカー１１を設置し直す。アンカー１１の設置が不十分な場合には、アンカー１１が持ち上がるので、水中で作業するダイバーが見てもわかるうえに、建設機械１５を操作している作業員にも、機械に表示されるデジタル数字ではなく感覚を通じて容易に確認できる。
　以上のように、アンカー１１を浮体１３の上から引っ張ることによって浮体１３を所定体積だけ水中に沈み込ませることで検査が行え、作業は簡単である。浮体１３の沈み込み体積は浮体１３に備えたゲージ３３で判定するので、ゲージ３３を確認しながらアンカー１１を引っ張ればよく、この点でも作業は容易である。
　しかも、そのための装置は、ゲージ３３を備えた浮体１３があればよく、前述のように建設機械１５を用いてアンカー１１の引っ張りを行うので、アンカー１１を引っ張るための専用の装置（図示せず）を固定的に備えずともよい。このため浮体１３の構成の簡素化を図れ、ひいては試験に必要な装置全体の簡素化が図れる。
　特に、浮体１３はアンカー１１を設置する際に使用した作業用台船１７でもあるので、より一層の簡素化・単純化を図れる。
　また、アンカー１１の設置から設置強度の試験までを一連に行えるので、作業性が極めて良く、設置後に時間をおいて検査する場合に比べて、設置強度の信ぴょう性を高められる。
　信ぴょう性の高さは、設置強度試験における浮体１３の沈み込みを、所定値の沈み込み体積の状態にするだけではなく、その状態で継続することによって増長される。
　以上の構成はこの発明を実施するための一形態の構成であって、この発明は前述の構成のみに限定されるものではなく、その他の構成を採用することもできる。
　ゲージ３３としては、前述のように沈み込み深さが認識できる目盛を有するもののほか、例えば水面１２に浮くフロートを備えて現実に沈み込んだ深さを、目盛を媒介にせずに感覚的に認識できる機構を有する装置など、他の構成であってもよい。ほかに、水中に沈んだ部分を外観の変化で示す部材を用いてゲージ３３を構成することもできる。
　１１…アンカー
　１２…水面
　１３…浮体
　１７…作業用台船
　３３…ゲージ

Claims (6)

  1. 　水中に設置されたアンカーに対して、水面に浮いた浮体の上から引き上げ方向の力を加えて、前記浮体を水中に沈み込ませ、
    前記浮体の沈み込み体積を、必要な設置強度に見合った引き上げ力を作用させる値に設定して、前記アンカーが不動であることを確認する
    水中設置アンカーの強度試験方法。
  2. 　前記浮体の沈み込みを、前記値の沈み込み体積の状態で継続する
    請求項１に記載の水中設置アンカーの強度試験方法。
  3. 　前記浮体の沈み込み体積を前記浮体に備えたゲージで判定する
    請求項１または請求項２に記載の水中設置アンカーの強度試験方法。
  4. 　前記浮体として、前記アンカーを設置する際に使用した作業用台船を用いる
    請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の水中設置アンカーの強度試験方法。
  5. 　水中に設置されたアンカーに対して設置強度試験を行うための水面に浮く浮体であって、
    水中に対する沈み込み深さ又は沈み込み体積を示すゲージを備えた
    浮体。
  6. 　発泡スチロールを用いて形成された
    請求項５に記載の浮体。
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