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公開番号2025068645
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-30
出願番号2023178552
出願日2023-10-17
発明の名称半潜水浮体式基礎および半潜水浮体式基礎の構築方法
出願人大成建設株式会社
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類E02D 27/32 20060101AFI20250422BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】製作時の手間およびコストの低減化を図り、かつ、波力等による繰り返し荷重に対する抵抗性を確保し、なおかつ、メンテナンスコストの低減化を図ることを可能とした半潜水浮体式基礎と、この半潜水浮体式基礎の構築方法を提案する。
【解決手段】風車11の支柱12を支持するセンターカラム3と、センターカラム3から間隔をあけて配設された複数のサイドカラム4,4,4と、センターカラム3とサイドカラム4とを連結するビーム5とを備える半潜水浮体式基礎2である。センターカラム3およびサイドカラム4は、円筒状のプレキャストプレストレストコンクリート部材からなる本体部と、鋼製の底版と、鋼製の頂版とからなる。ビーム5は、鋼製部材からなり、センターカラム3とサイドカラム4の底版同士または頂版同士を連結している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
風車の支柱を支持するセンターカラムと、
前記センターカラムから間隔をあけて配設された複数のサイドカラムと、
前記センターカラムと前記サイドカラムとを連結するビームと、を備える半潜水浮体式基礎であって、
前記センターカラムおよび前記サイドカラムは、それぞれ、筒状のプレキャストプレストレストコンクリート部材からなる本体部と、鋼製の底版と、鋼製の頂版とを有し、
前記ビームは、鋼製部材からなり、
隣り合う前記底版同士および隣り合う前記頂版同士の少なくとも一方が前記ビームにより連結されていることを特徴とする、半潜水浮体式基礎。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記ビームは、鋼材をトラス状に組み合わせることにより形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の半潜水浮体式基礎。
【請求項３】
前記ビームと、前記底版および前記頂版がボルト接合されていることを特徴とする、請求項１に記載の半潜水浮体式基礎。
【請求項４】
前記底版および前記頂版は、平面視円形の鋼板からなる蓋部と、前記蓋部の縁部に沿って立設された壁部と、を有し、
前記蓋部を前記本体部の端面に当接させた状態で、前記壁部が本体部の端部外面に周設されることを特徴とする、請求項１に記載の半潜水浮体式基礎。
【請求項５】
前記壁部が、止水材を介して前記本体部の端部外面にボルト接合されていることを特徴とする、請求項４に記載の半潜水浮体式基礎。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の半潜水浮体式基礎を構築する半潜水浮体式基礎の構築方法であって、
前記センターカラムの前記本体部および前記サイドカラムの前記本体部を形成する工程と、
前記底版および前記頂版を前記本体部に固定する工程と、
隣り合う前記底版同士および隣り合う前記頂版の少なくとも一方を前記ビームにより連結する工程と、を備えることを特徴とする、半潜水浮体式基礎の構築方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の半潜水浮体式基礎を構築する半潜水浮体式基礎の構築方法であって、
前記ビームを介して隣り合う前記底版同士を連結した底部構造体を形成する工程と、
前記底版上に前記本体部を固定する工程と、
前記本体部の上端に前記頂版を固定するとともに、前記ビームを介して隣り合う前記頂版同士を連結する工程と、を備えることを特徴とする、半潜水浮体式基礎の構築方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水上風力発電施設の半潜水浮体式基礎および半潜水浮体式基礎の構築方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
温室効果ガスの排出量削減を目的として、再生可能エネルギーの需要が高まっている。再生可能エネルギーには、例えば、太陽光発電、風力発電、水力発電、地熱発電、バイオマス等がある。風力発電施設は、風車による騒音や振動が生活環境に影響を及ぼす場合があり、居住空間等への影響を十分に考慮する必要があることから、居住区域から離れた山間部などに設置されることが多い。しかしながら、大型の風車を設置する用地を山間部に確保することは難しく、また、風力発電施設までの交通路の確保や、送電線等の設置も困難であった。そのため、風力発電施設を海上（水上）に設置することが検討されている。
水上に構造物を構築する場合において、基礎構造として浮体構造物を採用する場合がある。浮体基礎構造としては、セミサブマージブル型、スパー型、パージ型、ＴＬＰ型等がある。このうち、セミサブマージブル型基礎（半潜水浮体式基礎）は、センターカラムと、センターカラムの周囲に間隔をあけて配設された複数本のサイドカラムと、センターカラムとサイドカラムとを連結するビーム（ポンツーン）とを備えてなり、波や風に対して優れた安定性能を有していることから、比較的実績が多い。
【０００３】
半潜水浮体式基礎は、鋼製部材を主体に構成されることが多い。一方、半潜水浮体式基礎の全て又は一部をコンクリートにより構築すれば、コストダウンを図ることができる。例えば、特許文献１には、主な構造要素をコンクリート製とした半潜水浮体式基礎が開示されている。また、特許文献２には、センターカラムとサイドカラムをコンクリート製とし、カラム同士を接合するビームは剛性部材（繊維強化プラスチックや鋼材）により構成された浮体式基礎が開示されている。
【０００４】
コンクリート製の半潜水浮体式基礎は、筒状の鉄筋コンクリート製プレキャストブロックからなるカラムと、箱型の鉄筋コンクリート製プレキャストブロックからなるビームとをＰＣ鋼材でポストテンションにより一体化して製作されるのが一般的である。一方、カラムには主として上下方向にＰＣ鋼材が配置されており、ビームには横方向に配置されていて、カラムとビームとの接合部では、上下方向のＰＣ鋼材と横方向のＰＣ鋼材とが錯綜し、複雑な配置になっている。そのため、ＰＣ鋼材の配置に手間がかかる。また、カラム同士を接合するビームには、大きな波力が作用するため、部材厚を大きくする必要があり、コスト低減化の妨げとなる。
特許文献２の浮体式基礎では、ビームの端部をカラムの側壁に挿入した状態で固定することで、ビームとカラムが一体化されている。一方、ビームとカラムとの接合部には、波力等による繰り返し荷重が作用するため当該接合部に作用する負荷が大きい。また、ＰＣ鋼材が配置されたカラムに対してビームの先端部を挿入する必要があるため、複雑な接合構造となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表２０１５－５１３０４６号公報
特表２０１３－５４５０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、製作時の手間およびコストの低減化を図り、かつ、波力等による繰り返し荷重に対する抵抗性を確保し、なおかつ、メンテナンスコストの低減化を図ることを可能とした半潜水浮体式基礎と、この半潜水浮体式基礎の構築方法を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための本発明は、風車の支柱を支持するセンターカラムと、前記センターカラムから間隔をあけて配設された複数のサイドカラムと、前記センターカラムと前記サイドカラムとを連結するビームとを備える風力発電施設の半潜水浮体式基礎である。前記センターカラムおよび前記サイドカラムは、それぞれ、円筒状のプレキャストプレストレストコンクリート部材からなる本体部と、鋼製の底版と、鋼製の頂版とを有する。また、前記ビームは、鋼製部材からなり、隣り合う前記底版同士および隣り合う前記頂版同士の少なくとも一方を連結している。
【０００８】
前記半潜水浮体式基礎を構築する第一の半潜水浮体式基礎の構築方法は、前記センターカラムの前記本体部および前記サイドカラムの本体部を形成する工程と、前記本体部に前記底版および前記頂版を固定する工程と、隣り合う前記底版同士および隣り合う前記頂版同士を前記ビームにより連結する工程とを備えている。
また、第二の半潜水浮体式基礎の構築方法は、前記ビームを介して隣り合う前記底版同士を連結した底部構造体を形成する工程と、前記底版上に前記本体部を固定する工程と、前記本体部の上端に前記頂版を固定するとともに前記ビームを介して隣り合う前記頂版同士を連結する工程とを備えている。
【０００９】
かかる半潜水浮体式基礎および半潜水浮体式基礎の構築方法によれば、センターカラムおよびサイドカラム（以下、両カラムを区別しない場合は単に「カラム」と称する。）の底版および頂版を鋼製にし、同じく鋼製部材からなるビームと接合する構造のため、カラムとビームとの接合部にＰＣ鋼材が錯綜することが無い。そのため、製作時の手間を低減できる。また、波力による繰り返し荷重に起因して作用する外力による曲げやねじれに対する抵抗性を確保できる。また、ビームは、鋼製部材からなるため、カラムの側壁に埋め込まずとも底版や頂版に接続可能である。
【００１０】
前記ビームが、鋼材をトラス状に組み合わせることにより形成されていれば、より高い剛性を確保でき、波力に対する十分な耐力を確保しやすい。
前記ビームと、前記底版および前記頂版とがボルト接合されていれば、ビームに破損が生じた場合であっても、交換作業が容易である。
前記底版および前記頂版は、前記本体部の端面に当接可能な平面視円形の鋼板からなる蓋部と、前記蓋部の縁部に沿って立設されて、前記本体部の端部外面に周設される壁部とを有しているのが望ましい。この場合には、前記壁部を、止水材を介して前記本体部の端部外面にボルト接合するのが望ましい。かかる底版および頂版によれば、コンクリート製の本体部に対して容易に接合することができるため、多数のＰＣ鋼材が配設される本体部に対してアンカーなどを埋め込む必要がなく、製作時の手間を低減できる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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