JP7489286B2 - 水中ストックヤードおよび水中仮受け方法 - Google Patents

Description

本発明は、水中ストックヤードおよび水中仮受け方法に関する。

水上（海上等）に浮体構造物を設ける場合において、陸上で製作した浮体を半潜水式台船、フローティングドック、ドライドック、斜路、クレーン等を用いて進水させる方法や、水上の半潜水式台船上やフローティングドック上で浮体を製作する方法等がある。
ところが、陸上では、製作後の浮体を仮置きするためのストックヤードを確保できない場合がある。そのため、製作ヤード近傍の港湾内において、浮体を仮置きすることが検討されている。
水上において浮体を仮置きするためには、水底に形成された支持部材（支柱、杭、アンカー等）から延設されたチェーンやワイヤ―等の係留部材を利用して浮体を係留するのが一般的である（例えば特許文献１参照）。ところが、浮体を安定的に係留するためには、多方向に向けて係留部材を配設する必要があるため、複数の浮体を係留する場合には、多数の係留部材を張り巡らせる必要がある。一方、港湾内の限られたスペースでは、多数の係留部材を張り巡らせるスペースを確保できない虞がある。また、水深が浅い場合には、アンカー係留が大掛かりになる可能性がある。
また、例えば、特許文献２に示すように、水底に捨石等を敷き均して仮設の土台（マウンド）を形成し、この土台に部材を載置する場合もあるが、捨石によって形成された土台の上面に不陸が生じると、部材の底面が傷つく恐れがある。仮設の土台を水中コンクリートにより形成すれば上面の平坦性を維持できるものの、コンクリートの上面を水中で平坦にする作業に手間がかかる。また、水底に捨石等を敷き均して形成した土台を複数回使用する場合には、土台としての機能（形状）を維持するためのメンテナンスに手間がかかる。
さらに、常設の杭（支柱）に浮体を係留させる方法もあるが、当該杭は、浮体に作用する波力や風圧力等の外力（水平力）に対して十分な強度を確保する必要があり、杭の仕様（口径や本数）が大きくなる。そのため、浮体を移動させる際に常設の杭が障害となるおそれがある。

特開２０１７－４３３５６号公報 特開平１０－２３７８７５号公報

本発明は、浮体を水中に仮置きする場合において、省スペース化と、浮体の仮置き時の健全性の確保および浮体の維持管理や移動時の妨げにならない水中ストックヤードおよび水中仮受け方法を提案することを課題とする。

前記課題を解決するための本発明の浮体を載置するための水中ストックヤードは、所定の根入れを確保して水底に立設された複数本の支柱と、複数の前記支柱の頭部に固定された受部材とを備えている。前記受部材は、前記浮体の底面形状以上の大きさの平面形状を有した本体部と、前記支柱の位置に応じて設けられた複数の外挿管とを有していて、前記支柱の頭部が前記外挿管に挿入されている。
また、本発明の水中仮受け方法は、前記水中ストックヤードを水中に構築する工程と、前記水中ストックヤード近傍に前記浮体を配置する工程と、前記浮体に注水して当該浮体を前記受部材上に載置する工程とを備えるものである。
かかる水中ストックヤードおよびこれを利用した水中仮受け方法によれば、水底に立設された支柱を利用しているため、係留用のワイヤー等を多方向に（広範囲に）張り巡らせる必要がない。また、砕石等により土台を形成する場合に比べて、浮体の載置面（受部材の上面）を平滑に仕上げることができるため、浮体の底面が傷つきにくい。また、水中ストックヤードは、受部材と支柱とを組み合わせることにより構成されているため、構造がシンプルである。さらに、水中ストックヤードは、浮体を沈めた際に載置することが可能な深さに形成されているため、浮体を移動させる際に障害になり難い。

なお、前記受部材は、鋼材を組み合わせることにより形成されているのが望ましい。このようにすることで、水中でも施工が容易となり、解体も容易で、鋼材を再利用することも可能である。
また、前記水中ストックヤードが、前記本体部の上面に立設されて上面に傾斜面を有する板状部材または前記本体部の周囲に設けられて上端が水面から突出するように配設された縦材からなり、前記浮体を沈設する際に前記浮体を前記受部材の上面に誘導するガイドを備えていれば、浮体を沈設する際に、水中ストックヤード上への誘導が容易になる。
さらに、前記受部材の上面に前記浮体の下面との摩擦力を増加させる摩擦増大材が敷設されていれば、潮位の変化や潮流等により浮体が流されることを抑制できる。
なお、水中ストックヤードは、満潮時の水面から前記受部材の上面までの深さが前記浮体の全高よりも小さく、干潮時の水面から前記受部材の上面までの深さが曳船時の前記浮体の底面までの深さよりも大きいのが望ましい。こうすることで、浮体を台船で曳航して仮置きする際の沈設や、移動する際の再浮上に要する作業を容易にし、所用時間を短縮することができる。

本発明の水中ストックヤードおよび水中仮受け方法によれば、浮体を水中に仮置きする場合において、省スペース化、および、浮体の仮置き時の健全性の確保を可能とし、かつ、浮体の維持管理や移動時の妨げにならない。

本発明の実施形態に係る水中ストックヤードを示す斜視図である。 水中ストックヤードの浮体を載置した状態を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 本実施形態の水中仮受け方法を示すフローチャートである。 水中仮受け方法の各施工段階を示す側面図であって、（ａ）はストックヤード構築工程の支柱打設作業、（ｂ）は受部材設置作業、（ｃ）は浮体配置工程、（ｄ）は、浮体載置工程である。 他の形態の水中ストックヤードを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 その他の形態の水中ストックヤードを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

本実施形態では、浮体構造物（浮体２）を所定の位置に設ける場合において、浮体２を仮置きするための水中ストックヤード１と、この水中ストックヤード１に浮体２を仮置きする際の水中仮受け方法について説明する。図１に水中ストックヤード１を示す。
水中ストックヤード１は、図１に示すように、複数本の支柱３と、複数の支柱３の頭部に固定された受部材４とを備えている。図２の（ａ）に水中ストックヤード１の平面図を示し、（ｂ）に側面図を示す。

図２（ｂ）に示すように、支柱３は、水底ＧＬに打設された鋼管からなり、水底ＧＬに立設されている。複数の支柱３は、受部材４の水平性が確保できるように、上端の高さが揃えられている。支柱３は、所定の根入れ深さを確保して、鉛直に打設されている。
図１に示すように、受部材４は、鋼材を組み合わせることに格子状に形成された本体部５と、支柱３の位置に応じて本体部５に固定された複数の外挿管６とを備えている。本体部５は、浮体２の底面形状に応じた平面形状を有している。本実施形態の本体部５は、平面視矩形状を呈している。また、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、本体部５の外形は浮体２の外形以上の大きさを有している。
外挿管６は、支柱３の外径よりも大きな内径を有した筒状部材からなり、本体部５に固定されている。外挿管６に支柱３の頭部を挿入することで、受部材４が支柱３の頭部に取り付けられている。

受部材４は、高水位時（満潮時）の水面ＷＬから上面までの深さが、浮体２の全高よりも小さくなるように設けられている。また、低水位時（干潮時）の水面から受部材４の上面までの深さは、曳船時の浮体２の底面までの深さよりも大きい。また、受部材４（本体部５）の天端レベル（高さ）は、浮体２を載置した際に、受部材４上に載置した浮体２が潮位変動や波浪による影響を受けない（受けにくい）高さに設定する。
図２（ｂ）に示すように、受部材４（本体部４１）の上面には、浮体２の下面との摩擦力を増加させる摩擦増大材７が敷設されている。すなわち、受部材４と浮体２との間には、摩擦増大材７が介設されている。摩擦増大材７は、受部材４に載置された浮体２と受部材４との間の静止摩擦係数を増加させることで、波や風などによって浮体２が移動することを防止する。摩擦増大材７を構成する材料としては、例えば、アスファルトやゴム系素材からなるマット（シート）等がある。摩擦増大材７は、本体部５を構成する鋼材の上面を覆っている。すなわち、本実施形態の摩擦増大材７は、本体部５の平面形状と同様に、格子状に配設されている。

次に、本実施形態の水中ストックヤード１により浮体２を仮受けする、水中仮受け方法について説明する。水中仮受け方法は、図３のフローチャートに示すように、ストックヤード構築工程Ｓ１と、浮体配置工程Ｓ２と、浮体載置工程Ｓ３とを備えている。
ストックヤード構築工程Ｓ１は、水中ストックヤード１を水中に構築する工程である。ストックヤード構築工程Ｓ１では、支柱打設作業Ｓ１１と、受部材設置作業Ｓ１２と、固定作業Ｓ１３とを行う。
図４（ａ）に支柱打設作業Ｓ１１を示す。図４（ａ）に示すように、支柱打設作業Ｓ１１では、水底ＧＬに複数本の支柱３を打設する。支柱３は、所定の根入れ深さを確保した状態で水底ＧＬに打設する。複数の支柱３の上端は、同じ高さに揃える。

受部材設置作業Ｓ１２では、支柱３の頭部に受部材４を設置する。図４（ｂ）に受部材設置作業Ｓ１２を示す。図４（ｂ）に示すように、受部材設置作業Ｓ１２では、支柱３の上方から受部材４を沈め、外挿管６を支柱３の頭部に被せる（支柱３の頭部を外挿管６に挿入する）。

固定作業Ｓ１３では、支柱３の頭部に外挿管６を固定する。支柱３と外挿管６との固定方法は限定されるものではなく、例えば、治具等を利用して固定してもよいし、支柱３の頭部と外挿管６との隙間に充填材を充填することにより固定してもよい。
受部材４を支柱３の頭部に設置したら、受部材４の上面に摩擦増大材７を設置する（図４（ｃ）参照）。なお、摩擦増大材７は、予め受部材４の上面に設置しておいてもよい。

浮体配置工程Ｓ２では、図４（ｃ）に示すように、水中ストックヤード１の近傍に浮体２を配置する。図４（ｃ）は、浮体配置工程Ｓ２を示す側面図である。浮体２は、水面に浮いた状態で、曳船などより牽引あるいは押船等により押して、所定の位置に配設する。このとき、必要に応じて浮体２を水中ストックヤード１に仮係留する。

浮体載置工程Ｓ３では、図４（ｄ）に示すように、浮体２を受部材４上に載置する。図４（ｄ）は、浮体載置工程Ｓ３を示す側面図である。浮体２を受部材４に載置する際には、中空の浮体２の内部にバラスト水を注水して、浮体２の重量を増加させることで、浮体２を沈める。バラスト水の注水量は、波浪等による動揺に対して、浮体２の安定性を確保できる量とする。このとき、牽引手段等を利用して、浮体２を受部材４の上面に誘導してもよい。

以上、本実施形態の水中ストックヤード１およびこれを利用した水中仮受け方法によれば、水底ＧＬに立設された支柱３を利用しているため、係留用のワイヤー等を多方向に（広範囲に）張り巡らせる必要がない。そのため、港湾などの限られたスペースにおいて、複数の浮体２を仮置きすることも可能となる。
また、砕石等により土台を形成する場合に比べて、浮体２の載置面（受部材４の上面）を平滑に仕上げることができるため、浮体２の底面が傷つきにくい。

また、水中ストックヤード１は、受部材４と支柱３とを組み合わせることにより構成されているため、撤去時に解体しやすく再利用も可能である。また、受部材４は、鋼材を組み合わせることにより形成された本体部５と、支柱３の位置に応じて設けられた複数の外挿管６とにより構成されているため、支柱３の頭部を外挿管６に挿入することで、水中ストックヤード１を水中でも容易に施工できる。
また、水中ストックヤード１は、浮体２を沈めた際に載置することが可能な深さに形成されているため、浮体２を移動させる際に障害になり難い。
さらに、受部材４の上面に浮体２の下面との摩擦力を増加させる摩擦増大材７が敷設されているため、潮位の変化や潮流等により浮体２が流されることを抑制できる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態に限らず、前記の各構成要素については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
例えば、支柱３を構成する材料は、鋼管に限定されるものではなく、例えば、Ｈ形鋼等の鋼材であってもよいし、プレキャスト部材であってもよい。
また、支柱３は、必ずしも鉛直である必要はなく、傾斜していてもよい。
受部材４は必ずしも鋼製である必要はなく、例えば、プレキャストコンクリート製であってもよい。
また、本体部５の形状寸法は、浮体２を支持することができれば、限定されるものではなく、例えば、浮体２の外形よりも小さい外形を有していてもよい。
また、水中ストックヤード１は、図５または図６に示すように、浮体２を沈設する際に浮体２を受部材４の上面に誘導するガイド８を備えていてもよい。水中ストックヤード１がガイド８を備えていれば、浮体２を沈設する際に、水中ストックヤード１上への誘導が容易になる。ガイド８としては、例えば、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、本体部５の上面に立設された板状部材とすればよい。ガイド８の上面には、浮体２を受部材４の外側から中央側に誘導する傾斜面が形成されているのが望ましい。また、ガイド８が浮体２の周囲を囲うように配設されていれば、台風接近時の高潮や高波により浮体２が流されることを抑制できる。
また、ガイド８は、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、上端が水面から突出するように水底ＧＬに打設された鋼管等の縦材であってもよい。この場合には、浮体２をガイド８に添接させた状態で、沈設することで、水中ストックヤード１上に浮体２を誘導することができる。
浮体２は、浮体構造物の完成物であってもよいし、浮体構造物の一部を構成する部材であってもよい。

１ 水中ストックヤード
２ 浮体
３ 支柱
４ 受部材
５ 本体部
６ 外挿管
７ 摩擦増大材
８ ガイド

Claims (6)

1. 浮体を載置するための水中ストックヤードであって、
   水底に立設された複数本の支柱と、
   複数の前記支柱の頭部に固定された受部材と、を備え、
   前記受部材は、前記浮体の底面形状以上の大きさの平面形状を有した本体部と、前記支柱の位置に応じて設けられた複数の外挿管と、を有していて、
   前記支柱の頭部が前記外挿管に挿入されていることを特徴とする、水中ストックヤード。
2. 前記本体部は、鋼材を組み合わせることに形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の水中ストックヤード。
3. 前記本体部の上面に立設されて上面に傾斜面を有する板状部材または前記本体部の周囲に設けられて上端が水面から突出するように配設された縦材からなり、前記浮体を沈設する際に前記浮体を前記受部材の上面に誘導するガイドを備えていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の水中ストックヤード。
4. 前記受部材の上面に前記浮体の下面との摩擦力を増加させる摩擦増大材が敷設されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の水中ストックヤード。
5. 満潮時の水面から前記受部材の上面までの深さが前記浮体の全高よりも小さく、
   干潮時の水面から前記受部材の上面までの深さが曳船時の前記浮体の底面までの深さよりも大きいことを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の水中ストックヤード。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の水中ストックヤードを水中に構築する工程と、
   前記水中ストックヤード近傍に前記浮体を配置する工程と、
   前記浮体に注水して、当該浮体を前記受部材上に載置する工程と、を備えていることを特徴とする、水中仮受け方法。

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