(57)【要約】      （修正有）【課題】浅海域での洋上工事、特に着床型の洋上風力発電装置の設置やそのメンテナンス工事に使用するクレーンを備えた作業船において、作業対象物の高さに対応してクレーンの吊り高さを容易に変更できるとともに、クレーン作業をせずに航行するときは、クレーンの高さを低くして、エアドラフトを低くすることができ、しかも、クレーンの基部に作用する転倒モーメントが小さくて、クレーンの基部構造の規模が小さくて済み、船体の大型化を抑制できる、クレーンを備えた作業船とそのクレーン運用方法を提供する。【解決手段】作業台船１Ａ等において、クレーンとして、複数個のマストブロック１２ａ等を積み上げてタワーを形成し、タワーの最上部にクレーン本体を載置して構成され、マストブロック１２ａ等の積み上げる個数によりタワーの高さを調整するタワークレーンを備える。【選択図】図１
2020070114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洋上構造物の設置にクレーンを使用するクレーンを備えた作業台船において、
前記クレーンとして、複数個のマストブロックを積み上げてタワーを形成し、前記タワーの最上部にクレーン本体を載置して構成され、前記マストブロックの積み上げる個数により前記タワーの高さを調整するタワークレーンを備えていることを特徴とするクレーンを備えた作業台船。
【請求項２】
前記タワークレーンが、前記タワーに順次前記マストブロックを継足しながら、前記クレーン本体を上昇させ、かつ、前記タワーから順次前記マストブロックを取り外しながら、前記クレーン本体を下降させる自己昇降タイプのマストクライミング装置を備えて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のクレーンを備えた作業台船。
【請求項３】
当該作業台船が、排水量型の作業台船、クレーン作業するときに船体が水面に浮いている状態であるハーフＳＥＰ、クレーン作業するときに船体が水面より上にある状態であるフルＳＥＰのいずれか一つの作業台船であることを特徴とする請求項１又は２に記載のクレーンを備えた作業台船。
【請求項４】
クレーン作業するときに、前記タワーを支持するベース架台が当該作業台船に固定支持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のクレーンを備えた作業台船。
【請求項５】
前記タワークレーンが、前記マストブロックを組み立てて形成される前記タワーの下部に、脚部ブロックを組み立てて形成される脚部を備えて構成されると共に、前記脚部を水中に降下させるタワー昇降システムを備えて構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のクレーンを備えた作業台船。
【請求項６】
クレーン作業するときに、当該作業台船の船体に対して前記タワークレーンの相対変位を許容した状態で支持する支持構造を備えて構成されていることを特徴とする請求項５に記載のクレーンを備えた作業台船。
【請求項７】
前記マストブロックの横断面の外形形状と前記脚部ブロックの横断面の外形形状が、同じ形状であることを特徴とする請求項５または６に記載のタワークレーンを備えた作業船。
【請求項８】
前記マストブロックの横断面の外形形状と前記昇降脚の横断面の外形形状が、同じ形状であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のタワークレーンを備えた作業船。
【請求項９】
当該作業台船が、当該作業台船の船体から降下させて着底させることで前記船体を持ち上げる昇降脚と前記昇降脚を昇降する昇降脚昇降システムを備えたハーフＳＥＰまたはフルＳＥＰであり、
かつ、前記タワークレーンの脚部を水中に降下させる前記タワー昇降システムを前記昇降脚昇降システムとを互換性があるように構成にしていることを特徴とする請求項７に記載のタワークレーンを備えた作業船。
【請求項１０】
当該作業台船が、当該作業台船の船体から降下させて着底させることで前記船体を持ち上げる昇降脚と前記昇降脚を昇降する昇降脚昇降システムを備えたハーフＳＥＰまたはフルＳＥＰであり、
かつ、クレーン作業時において、前記タワークレーンが前記昇降脚の一つの上に載置されることを特徴とする請求項１または２に記載のクレーンを備えた作業台船。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のクレーンを備えた作業台船のクレーン運用方法において、
クレーン作業するときには、前記タワークレーンでの前記タワーを形成する前記マストブロックの積み上げる個数により吊り高さを調整し、
クレーン作業を停止して航行するときには、前記マストブロックの積み上げる個数を前記タワークレーンで作業するときの個数よりも減少して、前記タワーの高さを低くすることを特徴とするクレーンを備えた作業台船のクレーン運用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浅海域での洋上工事、特に着床型の洋上風力発電装置の設置やそのメンテナンス工事に使用するクレーンを備えた作業船及びそのクレーン運用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
浅海域における洋上風力発電装置の設置やメンテナンスには、従来では、一般的には、先端にシーブ（滑車）が付いたラチスブームを備えたジブクレーンなどのクレーンを搭載した作業用台船等が用いられている。そして、作業時のクレーン作業の安定性を確保するために、クレーン作業時に船体を昇降脚（レグ、スパッド）で持ち上げる甲板昇降式脚柱システムを備えたジャッキアップ式の作業台船にクレーンを搭載することが行われている。
【０００３】
例えば、複数本のジャッキアップ脚を備えたジャッキアップ式作業台船において、甲板上に走行レールを設けて、ブームを旋回可能に設けた移動作業台車を走行自在に設けた甲板昇降式作業台船（例えば、特許文献１参照）や、ジャッキアップレグと大小の第１クレーンと第２クレーンを設けた特殊作業船（例えば、特許文献２参照）等が提案されている。
【０００４】
また、セミサブマージブルな船体に甲板昇降式脚柱システムを備えると共に、船体の両舷側の側壁部の上のレールシステムに沿って移動可能な門型クレーンやガントリークレーンを備えて、この門型クレーンで海洋構造物を側壁の後方突起部の間から下ろす作業の間は、甲板昇降式脚柱を海底に下して船体を固定した状態とする、海洋構造物の運搬および設置用船舶が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
また、複数本のジャッキアップ脚を備えたジャッキアップ船にジブクレーン等の船上クレーンを搭載すると共に、デッキ上のスペースを有効利用しているために、船上クレーンの旋回中心部に、昇降するジャッキアップ脚のうちの少なくとも一本を貫通させて配置している洋上風車設置用船舶も提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
更に、海底に固定される上下動可能なレグ（脚部）によって洋上に支持されるジャッキアップ式洋上構造物において、このレグを通すガイドタワー（筒状のサポート構造）の上にクレーンを回転可能に設置し、ガイドタワーをクレーンのサポート構造として利用する技術が示されている（例えば、特許文献５参照）。
【０００７】
一方、陸上の山間部等では、輸送や設置のためのクレーン装置の容量などにより、風車の大きさに制約が発生するが、それに比較して、洋上の風力発電装置の場合は、この風車の大きさの制約が少ない。また、洋上風力発電装置の場合は、設置工事の占めるコストの割合で、設置台数にほぼ比例するコストが大きいことから、コスト削減のために設置台数を少なくする必要があり、風車１台当たりの大容量化が望まれている。例えば、現状で、最先端のクラスでは、風車１台の発電量は、７ＭＷクラスであるが、数年内に１０ＭＷクラスになると予想される。この１０ＭＷクラスの風車の吊り高さは２００ｍに達するものと考えられている。
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献等で提案されているクレーンでは、その設置高さを調整できず、また、クレーンの吊り高さを変更できない。そのため、風車の大容量化に伴って、必要な吊り高さが高くなると、吊り荷重はそれほど大きくなくても、高い吊り高さを確保するために、必要なブーム長が長くなる。
【０００９】
その結果、作業船の甲板面積や積載重量の制約が大きいにもかかわらず、クレーンの容量を大きくする必要が生じる。例えば、１００ｔ以内の吊り荷重に対しても、１０００ｔ級以上のジブクレーンが使用されている例がある。この大容量のジブクレーンの設置には大きな設置場所が必要となってくる。
【００１０】
これらのクレーンの大容量化は、クレーンの重量の増加をもたらす。これらのクレーンでは、クレーンの荷重と吊り荷の荷重は、直接、又は、ガイドタワー等を介して、洋上構造物が受ける構成となっているため、クレーンの重量の増加に対応してクレーンの支持構造が大規模になってしまうという問題がある。
【００１１】
一方、クレーンの種類には、設置面積が小さく、吊り能力が高さにほとんど依存しないタワークレーンがある。このタワークレーンは、クライミング式ジブクレーンとも呼ばれ、高層ビルや大型建造物の建設、あるいは、ダムのコンクリト打設等に用いられている（例えば、特許文献６、７参照）。
【００１２】
このタワークレーンは、工事現場において、ベース架台をセットしてその上に複数のマストブロック（クレーンマスト：ポスト）で組み立てられたタワーを立てて、その上に、旋回架構を有するクレーン本体をセットして組み立てられる。このマストブロックは、工事の進行状況に応じて継ぎ足されて、それに伴いクレーン本体がせり上げられて、吊り高さが高くなる。そして、工事終了後には、タワーもクレーン本体も解体されて、他の工事現場に移送され、再度組み立てられて、繰り返し使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１１−１８３８３５号公報
【特許文献２】特開２００４−１７５０号公報
【特許文献３】特開２０１２−７６７３８号公報
【特許文献４】特開２０１３−１７０４９３号公報
【特許文献５】米国特許第４６５２１７７号明細書
【特許文献６】特開２００９−２８０３６７号公報
【特許文献７】特開平５−１７８５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
この状況に際して、発明者は次の知見を得た。このタワークレーンを、大容量化で大型化して吊り高さが増しつつある最新型風車の洋上設置で使用できれば、大型の起重機船を使用せずにこの風車を設置することができ、設置時のコストを大幅に削減できる。また、設置時のコストだけでなく、洋上に設置済みの着床型洋上風車のメンテナンスの際にも高価な起重機船を必要としないので、風車のライフタイムでの経済性を大きく向上できる。さらに、港湾で洋上風車を組み立ててから船尾がフォーク形状をした運搬船などで積出する場合でも、この組み立てや積出に使えるクレーンとして、タワークレーンを港湾内で組み立てることで容易に利用することができる。
【００１５】
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、浅海域での洋上工事、特に着床型の洋上風力発電装置の設置やそのメンテナンス工事に使用するクレーンを備えた作業船において、作業対象物の高さに対応してクレーンの吊り高さを容易に変更できるとともに、クレーン作業をせずに航行するときは、クレーンの高さを低くして、エアドラフトを低くすることができ、しかも、クレーンの基部に作用する転倒モーメントが小さくて、クレーンの基部構造の規模が小さくて済み、作業台船の船体の大型化を抑制できる、クレーンを備えた作業船とそのクレーン運用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記のような目的を達成するための本発明のクレーンを備えた作業台船は、洋上構造物の設置にクレーンを使用するクレーンを備えた作業台船において、前記クレーンとして、複数個のマストブロックを積み上げてタワーを形成し、前記タワーの最上部にクレーン本体を載置して構成され、前記マストブロックの積み上げる個数により前記タワーの高さを調整するタワークレーンを備えていることを特徴とする。
【００１７】
このタワークレーンは、その形状から、タワーに加わる荷重に関しては、転倒モーメントを極力小さくして、鉛直方向の荷重が主体となるように構成されている。そのため、他の種類のクレーンにおける支持構造（基礎構造）よりも強度的に楽になる。その結果、クレーンの支持構造に必要な部材重量やデッキ面積が、他の種類のクレーンを備えた従来技術の作業台船よりも少なくて済む。従って、クレーン搭載のために必要な作業台船のデッキ面積や重量が大きくなるのを抑制でき、作業台船が大型化するのを抑制できる。
【００１８】
また、タワークレーンでは、マストブロックを積み上げてタワーを形成して、その上にクレーン本体を設置する。このタワーは、クレーン作業をするときには、マストブロックの積み上げ個数の増加することにより「クレーン高さ」を容易に高くすることができる。そのため、予め設定された吊り荷重の吊り荷を吊り上げることができる「吊り荷高さ」を高くすることが容易にできる。
【００１９】
また、クレーン作業をしないで航行するときは、マストブロックの積み上げ個数の減少させることにより、「クレーン高さ」を低くすることができるので、水面から船体構造物の一番高い所まで（最先端まで）の高さである「エアドラフト」を低くすることが容易にできる。
【００２０】
また、クレーン作業しないときには、タワーを形成するマストブロックを取り外してその個数を減少させて、タワーの高さを低くするので、取り外したマストブロックを作業台船の上に平面的に分散配置できる。このマストブロックを船体の姿勢（トリム（縦傾斜）、ヒール（横傾斜））の調整の錘として利用できる。そのため、作業台船において、クレーン搭載のために必要な船体の姿勢の調整機構（バラストタンクの容量等）が大きくなるのを抑制でき、作業台船が大型化するのを抑制できる。
【００２１】
上記のクレーンを備えた作業台船において、前記タワークレーンが、前記タワーに順次前記マストブロックを継足しながら、前記クレーン本体を上昇させ、かつ、前記タワーから順次前記マストブロックを取り外しながら、前記クレーン本体を下降させる自己昇降タイプのマストクライミング装置を備えて構成されていると、補助クレーンなどを使用せずに、タワークレーンを所定の高さまで、迅速に組み上げることができるようになる。
【００２２】
上記のクレーンを備えた作業台船において、当該作業台船が、排水量型の作業台船、クレーン作業するときに船体が水面に浮いている状態であるハーフＳＥＰ、クレーン作業するときに船体が水面より上にある状態であるフルＳＥＰのいずれか一つの作業台船であると、次のような効果を奏することができる。
【００２３】
作業台船が排水量型の作業台船である場合は、クレーン作業時に係留索等による係留システムや自動船位保持（ＤＰＳ）システム等により、自船の位置保持をする必要があるが、ＳＥＰ（自己昇降式作業船）のようなジャッキアップで昇降する昇降脚（レグ、スパッド）の構成が不要になる。
【００２４】
作業台船が、ハーフＳＥＰである場合は、クレーン作業をするときに、昇降脚の支持力と船体の浮力を併用して、作業台船を上昇させるが、昇降脚のジャッキアップが完了した状態でも船体の全部を水面より上には上昇させずに、船体を水面に浮かせて状態とする。
【００２５】
作業台船がフルＳＥＰである場合は、クレーン作業するときに、作業台船の全体を昇降脚で水面より上の波浪の届かない高さまで上昇させて、水面の波浪の影響や潮流の影響が作業台船の船体に及ばない状態とする。
【００２６】
なお、これらのハーフＳＥＰの作業台船やフルＳＥＰの作業台船では、タワークレーンの作業を停止して航行するときには、昇降脚を水底から離底させて、昇降脚の最下位の部位が水面付近になるまで昇降脚を上昇させて、昇降脚を作業台船のデッキに固定させた状態で航行する。
【００２７】
上記のクレーンを備えた作業台船において、クレーン作業するときに、前記タワーを支持するベース架台が当該作業台船に固定支持されていると、比較的簡単な構造でタワークレーンを固定支持できる。なお、「クレーン作業をするときに」とは、その前後では移動したり、分解及び組立したりしてもよい。例えば、ベース架台を作業台船のデッキ上に敷設されたレールの上を移動可能に設けたような場合でも、クレーン作業をするときに、レール上を移動できないように固定していればよい。
【００２８】
上記のクレーンを備えた作業台船において、前記タワークレーンが、前記マストブロックを組み立てて形成される前記タワーの下部に、脚部ブロックを組み立てて形成される脚部を備えて構成されると共に、前記脚部を水中に降下させるタワー昇降システムを備えて構成されていると、次の効果を奏することができる。
【００２９】
この構成によれば、クレーン作業するときには、タワー昇降システムにより、脚部を水底に着底させて、タワークレーンの荷重と吊り荷の荷重の一部または全部を、マストブロックと脚部を介して水底に伝えて、水底に支持させることができる。従って、作業台船の船体側ではタワークレーンの荷重と吊り荷の荷重の一部を負担するかまたは全く負担しなくてもよいので、タワークレーンを支持する支持構造が強度的に楽になる。
【００３０】
つまり、タワークレーンを風車の洋上設置に使用することで、このタワークレーン以外のクレーンを使用する際には、作業台船のデッキにおけるタワークレーンの支持構造として強固な船体構造が必要であり、クレーン荷重を分散させるための構造を設けるために、結局、大きな甲板面積を占有してしまうという問題を解決できる。
【００３１】
上記のクレーンを備えた作業台船において、クレーン作業するときに、当該作業台船の船体に対して前記タワークレーンの相対変位を許容した状態で支持する支持構造を備えて構成されていると、タワークレーンの荷重とタワークレーンに加わる荷重の殆んど全部を水底に負担させることができ、作業台船で受ける荷重を著しく減少できると共に、作業台船（プラットファーム）側の動きがタワークレーンに伝搬されてクレーン作業に影響が出るという干渉の問題を解決できる。
【００３２】
つまり、クレーンが作業台船に固定されて、タワークレーンの荷重と吊り荷の荷重の一部または全部を作業台船側で負担している場合では、クレーンの吊り荷の荷重の変化とブーム位置の変化等により、クレーンを固定している作業台船の船体姿勢（トリム、ヒール）が変化する。そのため、クレーン作業の進捗に応じて、バラスト操作とジャッキアップ操作による喫水調整を計画的あるいは定期的に行う必要がある。この喫水調整による船体姿勢の変化や喫水の変化がタワークレーンのクレーン作業に影響を及ぼすため、クレーン作業の中断が生じたりして、クレーンの作業効率が著しく低下するという問題がある
この干渉の問題は、ハーフＳＥＰ型（セミＳＥＰ形）の作業台船では、クレーン作業中においては、潮の干満差や吊り荷の重量等により浮力が変化したり、波浪や風により作業台船が動揺したりするので、より重要な問題となる。
【００３３】
また、昇降脚のジャックアップにより、船体を完全に水面上に持ち上げた状態にして、クレーン作業するフルＳＥＰ型の作業台船では、風の影響等によって発生する船体の動揺や船上機器の作動による振動等が、タワークレーンに伝搬して増幅することで、クレーン作業の作業効率が低下するという問題である。このフルＳＥＰ型の作業台船は、一般的に、ハーフＳＥＰよりも厳しい海象・気象条件下で作業することが多いので、この問題の解決は重要である。
【００３４】
この干渉の問題に関して、クレーン作業をするときに、タワークレーンと作業台船との間の構造的な結合を外したり、柔軟な連結に変更したりすることで、これらの作業台船側の動きが、タワークレーン側に伝達されるのを抑制できる。その結果、クレーン作業時特に吊り作業時における、クレーン作業における作業効率と安全性を向上させることができる。
【００３５】
なお、クレーン作業をしないで航行するときには、昇降脚と同様に、タワークレーンの脚部を水底から離底させて、脚部の最下位の部位が水面付近になるまで脚部を分解又は上昇させる。その後、タワークレーンのタワー又は脚部のどちらか一方又は両方を作業台船のデッキに固定することで、タワークレーンを作業台船に固定した状態で航行する。
【００３６】
なお、脚部を着底させるタワークレーンを備えた作業台船において、クレーン作業するときにおいても、タワークレーンの相対運動を許さずに船体に堅固に固定可能に構成した場合は、タワークレーンの脚部を昇降脚の代用とすることができるので、その分、昇降脚の１本を省略でき、デッキ面積を節減し、昇降脚の１本分のコストを削減できる。また、現場海域での船体の昇降のための作業時間とタワークレーンの脚部の下降のための作業時間を削減することができる。しかし、この構成では、タワークレーンを船体に固定するための堅固な支持構造が必要となる。
【００３７】
また、脚部を着底させるタワークレーンを備えた作業台船において、クレーン作業するときにおいて、相対運動可能な柔軟な支持と、相対運動をさせない堅固な支持とを選択できる構成とすることにより、昇降脚だけの支持では作業台船を安全に支持できないような水底の状態に対して、脚部の支持で補強することができるようになるので、より広範な水底の状態で、クレーン作業することができるようになる。
【００３８】
上記のクレーンを備えた作業台船において、前記マストブロックの横断面の外形形状と前記脚部ブロックの横断面の外形形状が、同じ形状であると、水中部と空中部の部材を共用とすることができ、クレーンの運用を簡略化できる。また、作業水域の水深が変化しても、マストブロックと脚部ブロックを置き換える必要が無くなる。
【００３９】
上記のクレーンを備えた作業台船において、前記マストブロックの横断面の外形形状と前記昇降脚の横断面の外形形状が、同じ形状であると、マストブロックとの昇降脚の部材を共用することができ、作業台船の運用を簡略化できる。また、必要に応じてタワークレーンを設置する場所を、昇降脚の場所と交換して、タワークレーンを船首側に設置したり船尾側に設置したりするなどすることで、容易に、タワークレーンの位置を変更することができる。
【００４０】
上記のクレーンを備えた作業台船において、当該作業台船が、当該作業台船の船体から降下させて着底させることで前記船体を持ち上げる昇降脚と前記昇降脚を昇降する昇降脚昇降システムを備えたハーフＳＥＰまたはフルＳＥＰであり、かつ、前記タワークレーンの脚部を水中に降下させる前記タワー昇降システムを前記昇降脚昇降システムとを互換性があるように構成にしていると、次のような効果を奏することができる。
【００４１】
この構成によると、タワークレーンの設置場所を、昇降脚の設置場所と交換することが容易にできるようになるので、必要に応じてタワークレーンの設置場所を変更して、船首に移動したり、船尾に移動したりして設置したりすることが容易にできるようになる。また、タワークレーンの脚部と昇降脚の両方の昇降システムを共通のジャッキシステムとすることにより、装備時のみならず、部品調達や保守点検等における運用を簡略化することができる。
【００４２】
上記のクレーンを備えた作業台船において、当該作業台船が、当該作業台船の船体から降下させて着底させることで前記船体を持ち上げる昇降脚と前記昇降脚を昇降する昇降脚昇降システムを備えたハーフＳＥＰまたはフルＳＥＰであり、かつ、クレーン作業時において、前記タワークレーンが前記昇降脚の一つの上に載置されると、次のような効果を奏することができる。
【００４３】
この構成によれば、作業台船の船体側では、タワークレーンを載置する昇降脚を補強し、その昇降脚の昇降脚昇降システムの強度を増強することで、新たに、タワークレーン用のタワー昇降システムを設けずに、タワークレーンの荷重と吊り荷の荷重の一部または全部を、昇降脚を介して水底に伝えて、水底に支持させることができる。その上、タワークレーンを昇降脚の部位に配設するので、タワークレーン設置のためのデッキスペースを節減でき、作業台船の大型化を抑制できる。
【００４４】
また、昇降脚とは別個に設けるタワー昇降システムを備えたタワークレーンを備えた作業台船に比べて、タワークレーンの脚部を昇降脚と兼用しているので、タワークレーンの脚部ブロックとタワー昇降システムが不要になり、コストの削減とともに、現場海域での作業台船におけるタワークレーンの脚部の着底作業を省くことができ、このための作業時間を削減できる。
【００４５】
そして、上記の目的を達成するためのクレーンを備えた作業台船のクレーン運用方法は、上記のクレーンを備えた作業台船のクレーン運用方法において、クレーン作業するときには、前記タワークレーンでの前記タワーを形成する前記マストブロックの積み上げる個数により吊り高さを調整し、クレーン作業を停止して航行するときには、前記マストブロックの積み上げる個数を前記タワークレーンで作業するときの個数よりも減少して、前記タワーの高さを低くすることを特徴とする方法である。
【００４６】
この運用方法によれば、クレーン作業をするときには、マストブロックの積み上げる個数を増加するだけで、超大型風車の高さに対しても、これに呼応して設置高さ及び吊り荷高さを容易に調整できる。また、航行時には、マストブロックの積み上げる個数を減少するだけで、タワーの高さを容易に低くできるので、航行時の作業台船のエアドラフトを低くできる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明のクレーンを備えた作業台船及びそのクレーン運用方法によれば、浅海域での洋上工事、特に着床型の洋上風力発電装置の設置やそのメンテナンス工事に使用するクレーンを備えた作業船において、作業対象物の高さに対応してクレーンの吊り高さを容易に変更できるとともに、クレーン作業をせずに航行するときは、クレーンの高さを低くして、エアドラフトを低くすることができ、しかも、クレーンの基部に作用する転倒モーメントが小さくて、クレーンの基部構造の規模が小さくて済み、作業台船の船体の大型化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態のクレーンを備えた作業台船（排水量型）の構成を模式的に示す平面図である。
【図２】図１のクレーンを備えた作業台船（排水量型）の構成を模式的に示す側面図で、デッキ設置式のタワークレーンを低くして、航行する場合の構成を示す図である。
【図３】図１のクレーンを備えた作業台船（排水量型）の構成を模式的に示す側面図で、デッキ設置式のタワークレーンを高くして、クレーン作業をする場合の構成を示す図である。
【図４】本発明に係る第２及び第３の実施の形態のクレーンを備えた作業台船（ＳＥＰ）の構成を模式的に示す平面図である。
【図５】図４のクレーンを備えた作業台船（ＳＥＰ）の構成を模式的に示す側面図で、デッキ設置式のタワークレーンを低くして、航行する場合の構成を示す図である。
【図６】本発明に係る第２の実施の形態のクレーンを備えた作業台船（ハーフＳＥＰ）の構成を模式的に示す側面図で、デッキ設置式のタワークレーンを高くして、クレーン作業をする場合の構成を示す図である。
【図７】本発明に係る第３の実施の形態のクレーンを備えた作業台船（フルＳＥＰ）の構成を模式的に示す側面図で、デッキ設置式のタワークレーンを高くして、クレーン作業をする場合の構成を示す図である。
【図８】本発明に係る第４の実施の形態のクレーンを備えた作業台船（排水量型）の構成を模式的に示す平面図である。
【図９】図８のクレーンを備えた作業台船（排水量型）の構成を模式的に示す側面図で、着底式のタワークレーンを低くして、航行する場合の構成を示す図である。
【図１０】図８のクレーンを備えた作業台船（排水量型）の構成を模式的に示す側面図で、着底式のタワークレーンの脚部を着底させてタワーを高くして、クレーン作業をする場合の構成を示す図である。
【図１１】本発明に係る第５及び第６の実施の形態のクレーンを備えた作業台船（ＳＥＰ）の構成を模式的に示す平面図である。
【図１２】図１１のクレーンを備えた作業台船（ＳＥＰ）の構成を模式的に示す側面図で、着底式のタワークレーンの脚部を引き上げると共にタワーを低くして、航行する場合の構成を示す図である。
【図１３】本発明に係る第５の実施の形態のクレーンを備えた作業台船（ハーフＳＥＰ）の構成を模式的に示す側面図で、着底式のタワークレーンの脚部を着底させてタワーを高くして、クレーン作業をする場合の構成を示す図である。
【図１４】本発明に係る第６の実施の形態のクレーンを備えた作業台船（フルＳＥＰ）の構成を模式的に示す側面図で、着底式のタワークレーンの脚部を着底させてタワーを高くして、クレーン作業をする場合の構成を示す図である。
【図１５】本発明に係る第７及び第８の実施の形態のクレーンを備えた作業台船（ＳＥＰ）の構成を模式的に示す平面図である。
【図１６】図１５のクレーンを備えた作業台船（ＳＥＰ）の構成を模式的に示す側面図で、着底式のタワークレーンの脚部を引き上げると共にタワーを低くして、航行する場合の構成を示す図である。
【図１７】本発明に係る第７の実施の形態のクレーンを備えた作業台船（ハーフＳＥＰ）の構成を模式的に示す側面図で、着底式のタワークレーンの脚部を着底させてタワーを高くして、クレーン作業をする場合の構成を示す図である。
【図１８】本発明に係る第８の実施の形態のクレーンを備えた作業台船（フルＳＥＰ）の構成を模式的に示す側面図で、着底式のタワークレーンの脚部を着底させてタワーを高くして、クレーン作業をする場合の構成を示す図である。
【図１９】タワークレーンにおけるマストブロックの組み立て個数の減少作業を説明するための図である。
【図２０】クレーン本体１３を作業台船のデッキ上に載置した状態を模式的に示す側面図である。
【図２１】タワークレーンにおけるマストブロックの組み立て個数の増加作業を説明するための図である。
【図２２】作業台船（ＳＥＰ）の昇降脚の底板を例示する図で、（ａ）は固定式の底板を、（ｂ）は開閉式の底板を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明に係る実施の形態のクレーンを備えた作業台船及びそのクレーン運用法について、図面を参照しながら説明する。
【００５０】
なお、ここで、クレーン作業の対象物となる「洋上構造物」としては、１基あたりの発電容量が、例えば、７ＭＷ〜１０ＭＷ程度で、クレーンの吊り高さが２００ｍ程度の、浅海域に設置される洋上風力発電装置（洋上風車）を想定している。しかし、本発明は、このような洋上風力発電装置に限定されず、洋上でクレーン作業が必要な洋上構造物であればその他の物であってもよい。なお、ここでは、クレーン作業の対象となる洋上構造物そのものは、直接本発明に関与しないので、図面とその説明を簡略化するために、洋上構造物はその図示を省略している。
【００５１】
最初に、本発明に係る実施の形態のクレーンを備えた作業台船（以下、作業台船という）に備えるタワークレーンについて説明する。図１〜図２１に示すように、このタワークレーン１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、クライミング式ジブクレーンとも呼ばれ、陸上の分野では、高層ビルや大型建造物の建設、あるいは、ダムのコンクリト打設等に用いられている周知技術のクレーンである。このタワークレーン１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを、洋上構造物の設置等で使用するために作業台船１Ａ〜１Ｈに備える。
【００５２】
このタワークレーンには、吊り荷の水平移動方法に関連して、水平に固定されたブームに乗ったトロリーを水平移動させるフラットトップ型、この水平に固定されたブームを上方からワイヤーで支えるハンマーヘッド型、起伏式のジブを持つラッフィング型などがある。ラッフィング型では、現場で組み上げるタワーの高さがより低くて済み、また吊り作業の周囲に必要なスペースが少なくて済む利点がある。以下の説明では、ラッフィング型のタワークレーンを用いている。
【００５３】
この実施の形態の作業台船１Ａ〜１Ｉで使用されるタワークレーン１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、基本的に、既に陸上の建築や土木などの分野で使用されている周知技術のタワークレーンと同じである。このタワークレーン１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃでは、その形状や用途から、タワーに加わる荷重に関しては、タワー１２に作用する転倒モーメントを極力小さくして、鉛直方向の荷重が主となるように構成されている。つまり、図３に示すように、このタワークレーン１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃでは、吊り荷重量Ｗとタワー１２と吊り荷との水平距離Ｌｈに依存する転倒モーメント（Ｗ×Ｌｈ）を、反対側の構成１３ｃ、１３ｄでバランスさせるように、クレーン本体１３が構成されている。
【００５４】
次に、このタワークレーン１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの構造について説明する。このタワークレーン１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、ベース架台１１（タワークレーン１０Ｂでは無い）と、タワー１２と、クレーン本体１３とを有して構成されている。このタワークレーン１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃでは、複数個のマストブロック１２ａを積み上げてタワー１２を形成し、タワー１２の最上部にクレーン本体１３を載置して構成され、マストブロック１２ａの積み上げる個数によりタワー１２の高さを調整する構成となっている。このマストブロック１２ａは、タワー１２の高さに直接関係する「吊り高さＨｈ」をその積み立ての個数で調整するための組み立て用のタワー１２の構成要素である。
【００５５】
このタワークレーン１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、タワー１２に順次マストブロック１２ａを継足しながら、クレーン本体１３を上昇させ、かつ、タワー１２から順次マストブロック１２ａを取り外しながら、クレーン本体１３を下降させるマストクライミング装置１４を備えていることが好ましい。
【００５６】
つまり、このタワークレーン１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃには、クレーン本体１３の昇降時に補助クレーンによる補助を受けてクレーン本体１３を昇降させるタイプのタワークレーンを用いてもよいが、クレーン本体１３の昇降時に補助クレーンによる補助を必要とせずに、マストクライミング装置１４を用いてクレーン本体１３を昇降させる自己昇降タイプのタワークレーンを用いることがより好ましい。
【００５７】
これにより、補助クレーンを使用することなく、備えた装置と機構だけでクレーン本体１３を昇降できるので、昇降用の補助クレーンが不要になり、その分の重量とデッキスペースを節約できることになる。また、タワー１２を所定の高さまで、迅速に組み上げることができる。
【００５８】
なお、自己昇降タイプのタワークレーンであっても、マストブロック１２ａの組み入れに補助クレーンを使用してもよいが、この補助クレーンは、クレーン本体１３を昇降させるための補助クレーンに比べて小さい容量のクレーンで済む。
【００５９】
そして、このタワークレーン１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、作業水域（施工現場）において、ベース架台１１の上に、複数個のマストブロック（クレーンマスト：ポスト）１２ａを積み立ててタワー１２を構成し、このタワー１２の上に、クレーン本体１３を載置する。このクレーン本体１３では、ブーム（ジブ：クレーンの腕）１３ｂを取り付け、ブーム１３ｂの起伏用、吊り荷の巻き上げ下げ用のワイヤー１３ｅを通して、組み上下られる。その後、マストクライミング装置１４を用いて、マストブロック１２ａを継ぎ足しながら、クレーン本体１３をせり上げて高くするクライミングを繰り返すことで、所望の高さの吊り高さＨｈを得ている。
【００６０】
なお、これらのワークレーン１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのクレーン本体１３は、旋回機構１３ａと、ブーム１３ｂ、フロントストラット１３ｃ、リアストラット１３ｄ、ワイヤー１３ｅとを有する吊り機構と、運転室１３ｆを備えている。このクレーン本体１３では、吊り荷の荷重Ｗによってタワー１２に発生する転倒モーメントが極力少なくなるように反対側のフロントストラット１３ｃ、リアストラット１３ｄによりバランスを取る構成となっている。これらのブーム１３ｂ、フロントストラット１３ｃ、リアストラット１３ｄは、軽量化のため、トラス構造、その中でも、接合部をピン構造にして部材を井桁形状に連続的に組んだ菱格子構造であるラティス（ラチス）構造で構成されることが好ましい。
【００６１】
マストクライミング装置１４は、補助クレーンを用いないで、マストブロック１２ａを組み入れながらクレーン本体１３をせり上げるための装置である。このマストクライミング装置１４を用いたクライミングの方法には、油圧シリンダの伸縮を用いるものと、昇降ワイヤロープの緊張を用いるもの等がある。
【００６２】
このマストクライミング装置１４は、例えば、上部カンヌキを有する上部昇降フレーム、下部カンヌキを有する下部昇降フレーム、及び、昇降シリンダで構成され、上下のカンヌキでクレーン本体１３の全質量を交互に支えている。なお、クライミング方式には油圧シリンダ、電動シリンダ、電動チェーンブロック、ワイヤロープ（巻上装置と併用）などを用いたものがあり、このうち油圧シリンダ方式が大型クレーンでは主流である。
【００６３】
油圧シリンダの伸縮運動によって、クレーン本体１３がタワー１２を昇降することが可能となる。昇降シリンダには上部と下部に「カンヌキ（閂）」（両方の部材の孔に跨って通して係合する棒状の部材：関木（かんぎ）、貫木（かんのき））が設置されている。
【００６４】
先ず、下部の「カンヌキ」をセットし、油圧シリンダを伸ばして、クレーン本体１３ごと持ち上げていき、規定の高さで上部の「カンヌキ」をセットする。上部の「カンヌキ」でクレーン本体１３を支えたら、下部の「カンヌキ」をたたみ、伸びたシリンダを縮めていく。油圧シリンダが縮みきったら、また、下部の「カンヌキ」をセットし、上部の「カンヌキ」をたたんで、油圧シリンダを伸ばしていく。このようにして「カンヌキ」で交互にクレーン本体１３を支え、油圧シリンダの伸縮を繰り返すことで、クレーン本体１３を昇降させる。
【００６５】
このタワークレーン１０Ａの大きさとしては、既に、実績があるものとして、例えば、５ＭＷ以上の超大型風車の港湾での組み上げや作業水域でのメンテナンス（組み上げも可能）に対応できるクレーンとして、吊り荷重で７５〜１２５ｔで、ブーム長さが７０ｍ、最大自立高さが１９０ｍ程度、最大フック高さ（吊り荷高さに関係する高さ）が１７０ｍ程度、自重が５８０ｔ程度となる。なお、比較のために、同等の能力のジブクレーンでは、１２００ｔクラスが必要となり、その自重は３倍（１７４０ｔ）以上となる
また、この例示するタワークレーン１０Ａのタワー１２部分を構成するマストブロック１２ａについては、その断面の外形形状の大きさは「３．５ｍ×３．５ｍ」程度で、高さは「７．８ｍ」程度となる。これらのマストブロック１２ａは、互いにボルトで締結される。そして、最大フック高は、タワー１２が洋上風車などからのタイイン（タイバックとも呼ばれる途中高さでのサポート）なしに自立した状態で１７０ｍになる。また、タワークレーン１０Ａの設置に必要なデッキ面積は、タワークレーン１０Ａの荷重と吊り荷の荷重Ｗをデッキ３で受ける構造の場合には、「１６ｍ×１８ｍ」となる。
【００６６】
次に、本発明に係る第１の実施の形態のクレーンを備える作業台船（以下、作業台船）について説明する。図１〜図３に示すように、この作業台船１Ａは、排水量型の作業台船に、デッキ載置式のタワークレーン１０Ａを備えて構成される。この作業台船１Ａは、船体２の下部分が水面下に沈むことで浮力を得る排水量型の作業台船であり、航行時もクレーン作業時も、船体の水面下の浮力により、船体の上下位置を維持する。
【００６７】
このデッキ載置式のタワークレーン１０Ａでは、作業台船１Ａのデッキ３に堅固に固定されているベース架台１１が設けられている。このベース架台１１は、鉛直方向にマストブロック１２ａが積み上げられ形成されたタワー１２を支持しており、タワークレーン１０Ａの荷重と吊り荷の荷重を負担する。
【００６８】
図１の構成では、作業台船１Ａでは、船体２のデッキ（甲板）３において、船尾側に突出する１対の突起部４で形成される一対の腕状構造物が設けられ、フォーク状（Ｕ字形状）の作業機構を設けると共に、船首側に船橋や居住区としての上部構造物５が配設され、デッキ３の船体前後方向で中央より後側の部位にタワークレーン１０Ａが配設されている。なお、必要に応じて、自航用のプロペラと舵等の推進システムを搭載するが、これらの推進システムに関しては図示を省略している。
【００６９】
図２に示す作業台船１Ａの航行時においては、タワークレーン１０Ａでは、マストブロック１２ａの数を減少して、タワークレーン１０Ａの高さを、マストクライミング装置１４を装備でき、かつ、クレーン本体１３をタワー１２の上に載置できる最低限の高さとする。
【００７０】
なお、通常は、クレーン本体１３の組み合立て作業を省くために、図２に示すような、タワークレーン１０Ａを組み立てた状態で、タワー１２を低くして航行するが、必要に応じて、クレーン本体１３をタワー１２から外して、タワークレーン１０Ａを分解してデッキ３の上に載置して、全体の高さをより低くした状態にして航行してもよい。
【００７１】
そして、図３に示すように、作業水域に着いて、クレーン作業するときには、作業台船１Ａを錨と錨索６ａや係留索６ｂなどで係留する。この場合、この係留索６ｂ等の長さや張力をウインチで調整しながら船位（作業台船１Ａの位置）を保持する係留システム等により、船位を作業地点に保持する。また、サイドスラスターやアジマススラスター等を使用した自動船位保持システム（ＤＰＳ）を装備して船位を作業地点に保持してもよい。
【００７２】
この排水量型の作業台船１Ａでは、後で説明するＳＥＰ（自己昇降式作業船）のようなジャッキアップで昇降する昇降脚（レグ、スパッド）の構成が不要になる。この排水量型の作業台船１Ａは、比較的、風や波浪や潮流が小さく、作業台船が受ける外乱が少ない作業海域でクレーン作業する場合に適している。
【００７３】
そして、クレーン作業の開始前に、マストクライミング装置１４を用いて、マストブロック１２ａを組み入れながらクレーン本体１３を繰り返しせり上げてタワー１２を高くして、所望の「吊り高さＨｈ」を得る。このとき、図３に示すように、エアドラフトＨｅ２は、図２に示す航行時のエアドラフトＨｅ１より著しく高くなる。
【００７４】
また、クレーン作業をしているときは、作業台船１Ａでは、バラスト水の注排水や係留システム等により、タワークレーン１０Ａの吊り荷の荷重やブーム長さの変化に対応して船体２の姿勢維持を行う。そのため、タワークレーン１０Ａの設置場所は、船体左右方向においては船体中央に近い方がよい。また、船体前後方向に関しては、設置対象物の洋上構造物（図示しない）の搬送時の搭載位置や船体２の前後の重量分布やバラストタンクの配置などを考慮しては、タワークレーン１０Ａの設置場所が設定される。
【００７５】
次に、本発明に係る第２及び第３の実施の形態のクレーンを備える作業台船（以下、作業台船）について説明する。この第２の実施の形態の作業台船１Ｂは、図４〜図６に示すように、ハーフＳＥＰ型の作業台船に、デッキ載置式のタワークレーン１０Ａを備えて構成される。また、第３の実施の形態の作業台船１Ｃは、図４、５及び図７に示すように、フルＳＥＰ型の作業台船に、デッキ載置式のタワークレーン１０Ａを備えて構成される。この作業台船１Ｂ、１Ｃにおいて、第１の実施の形態の作業台船１Ａと同様に、デッキ設置式のタワークレーン１０Ａをデッキ３の上に設置する。
【００７６】
このハーフＳＥＰ型の作業台船１ＢとフルＳＥＰ型の作業台船１Ｃは、ＳＥＰ（Ｓｅｌｆ  Ｅｌｅｖａｔｉｎｇ  Ｐｌａｔｆｏｒｍ：自己昇降式作業台船）、ジャッキアップ船等と呼ばれる作業台船の一種であるが、プラットフォームと呼ばれる作業台船１Ｂ、１Ｃの周囲に配置した数本（この実施の形態では４隅に配置した４本）の昇降脚（レグ、スパッド）２０と、この昇降脚２０を降下させて、その先端（底部）を水底（海底）Ｂに着底させて、船体２を持ち上げる昇降脚昇降システム（ジャッキアップシステム）２１を備えている。
【００７７】
これらの作業台船１Ｂ、１Ｃでは、船尾のそばに一対の固定型の船尾側の昇降脚（スパッド）２０、前方に、キック式の船首側の昇降脚２０を装備する。この固定型の昇降脚は、昇降脚の台船下部への突き出し量を固定したときに昇降脚と台船の相対揺動や水平方向の自由度も拘束されるものであり、キック式の昇降脚は昇降脚の台船下部への突き出し量が水平のピンによる支持により固定された状態でそのピンを軸にした相対揺動が許され、昇降脚のピンより上の部分が油圧シリンダ等により台船に対し相対的に水平方向に押し引きされることで昇降脚が振り子のように傾斜し、海底上を昇降脚で歩行するように台船を移動できるものや、昇降脚の相対揺動は許容されず鉛直のままだが同様に油圧シリンダにより台船に対して水平方向にスライドすることで台船を移動することのできるものである。
【００７８】
この昇降脚２０の最下部には、海底地質等を考慮して必要に応じて使用する底板を装備している。この底板は、昇降脚２０に加わる力を受持つ構造をしており、作業台船としては、図２２に示すように、固定式の底板２２ａ以外に、開閉式の底板２２ｂがある。この開閉式の底板２２ｂは、広く開いて、緩い砂や粘性土等の軟弱な地盤に対応したり、底板２２ｂを跳ね上げて底板２２ｂによる支持を無効にし、鋭利に形成されたタワー先端２２ｃを固い地盤に刺したりすることができるように構成されている。
【００７９】
さらに、作業台船１Ｂ、１Ｃに、自動船位保持システムを装備すると洋上風力発電に限らず様々なプロジェクトで使えるようになるのでより好ましい。
【００８０】
そして、図５に示すように、作業台船１Ｂ、１Ｃは、タワークレーンの作業を停止して航行するときには、昇降脚２０を水底Ｂから離底させて、昇降脚の最下位の部位が船底程度の高さになるまで引き上げて、降脚を作業台船のデッキに固定させた状態で航行する。この航行時状態では、排水量型の作業台船１Ａの航行状態と同様、船体２の下部分が水面下に沈むことで浮力を得ている。
【００８１】
一方、クレーン作業をするときは、図６及び図７に示すように、昇降脚（レグ、スパッド）２０を降下させて、水底Ｂに着底させて、さらにこれらの昇降脚２０を伸ばすころで、作業台船１Ｂ、１Ｃは昇降脚２０によって固定支持された状態となる。この状態で、船体２が水面Ｓに浮いている場合は、ハーフＳＥＰといい、この状態で、船体２の全体が水面Ｓより上に持ち上げられている場合は、フルＳＥＰという。
【００８２】
そして、ハーフＳＥＰ型の作業台船１Ｂでは、図６に示すように、この船体２の持ち上げ時に、船体２の一部が水面Ｓの下にある状態にする。この状態で、船体２の重量の一部をこの昇降脚２０で支持することで、船体２の位置及び姿勢を保持する。この状態では、船体２の重量の一部を船体２の浮力により負担しているが、船体２の一部を昇降脚２０で水面Ｓよりも上に持ち上げたり、バラスト水の注入量の増減などにより船体２の重量を増減したりすることにより、昇降脚２０に加わる荷重を増減している。
【００８３】
このハーフＳＥＰでは、昇降脚の一部に沈降が生じた際に、船体が水上に浮いているため、波浪による船体運動も発生し易いが、船体の浮力で荷重の変化に対応できるので、船体やタワーが大きく傾斜することを回避できる。そのため、このハーフＳＥＰの作業台船は、中程度の波浪海域での稼働に適している。なお、このハーフＳＥＰでは、昇降脚２０及び昇降脚昇降システム２１は、フルＳＥＰのような自重と載貨重量を持ち上げられるような大容量の物ではなく、浚渫台船に使われるような、部分的に浮力を補い船体２を安定して支持できる程度のものでよい。
【００８４】
一方、フルＳＥＰ型の作業台船１Ｂでは、図７に示すように、この船体２の持ち上げるときに、船体２の全部が水面Ｓより上にある状態にする。この状態で、船体２の重量の全体をこの昇降脚２０で支持することで、船体２の位置及び姿勢を保持する。この状態では、昇降脚昇降システム２１により、昇降脚２０の下降量を調整することにより、昇降脚２０に加わる荷重と船体２の姿勢を調整している。このフルＳＥＰでは、この状態にすることにより、高波浪海域での稼動を可能として、作業効率および施工精度を高めることができる。
【００８５】
そして、これらの第１〜第３の実施の形態の作業台船１Ａ、１Ｂ、１Ｃによれば、デッキ設置式のタワークレーン１０Ａをデッキ３に固定支持しているので、次のような効果を発揮することができる。なお、タワークレーン１０Ａの作業台船１Ａ、１Ｂ、１Ｃへの固定に関しては、クレーン作業をするときの前後においては、タワークレーン１０Ａはデッキ３の上移動したり、分解及び組立したりしてもよい。例えば、ベース架台１１を作業台船１Ａ、１Ｂ、１Ｃのデッキ３の上に敷設されたレールの上を移動可能に設けたような場合でも、クレーン作業をするときに、レールの上を移動できないように固定していればよい。
【００８６】
これらの作業台船１Ａ、１Ｂ、１Ｃによれば、タワークレーン１０Ａのタワー１２を支持又は固定するベース架台１１の構造は、主に、この鉛直方向の荷重を受けることになるので、他の転倒モーメントが大きいクレーンの支持構造（基礎構造）よりも構造的に楽になる。つまり、タワー１２、及びベース架台１１に作用する転倒モーメントが小さく、殆んどの荷重が垂直荷重となるため、基部となるベース架台１１に必要な構造強度が他の種類のクレーンに比べて小さくなる。その結果、比較的簡単な構造でタワークレーン１０Ａを固定支持できるようになるので、タワークレーン１０Ａの支持構造に必要な部材重量やデッキ面積が、従来技術の他の種類のクレーンを備えた作業台船よりも少なくて済むことになる。従って、作業台船が大型化するのを抑制できる。
【００８７】
タワークレーン１０Ａは、その構造上、吊り能力が高さにほとんど依存せず超大型風車の高さに対応して設置高さＨｅ１、Ｈｅ２と「吊り荷高さＨｈ」を容易に調整できる。そのため、クレーン作業をするときには、マストブロック１２ａの積み上げ個数を増加することにより「クレーン高さ」を容易に高くすることができる。従って、予め設定された吊り荷重の吊り荷を吊り上げることができる「吊り荷高さ」（フックの最高の位置の高さである最大フック高さに関係する高さ）を高くすることが容易にできる。
【００８８】
一方、航行時においては、マストブロック１２ａの積み上げ個数を減少することにより、エアドラフトＨｅ１を低くでき、高さ制限のある橋の下を航行できるようになる。なお、作業台船１Ａ、１Ｂ、１Ｃ全体としてのエアドラフトは、洋上構造物を作業台船１Ａ、１Ｂ、１Ｃに搭載して航行する場合は、この洋上構造物の高さにも関係するので、いつもタワー１２を最低高さにする必要があるとは限らない。
【００８９】
また、作業台船１Ａ、１Ｂ、１Ｃの復原性能に関しては、タワークレーン１０Ａの高さが低くなることにより、作業台船１Ａ、１Ｂ、１Ｃの重心が低くなるので、良好な復原性能を容易に確保することができる。また、分解して取り外したマストブロック１２ａをデッキ３の上に分散配置することにより、作業台船１Ａ、１Ｂ、１Ｃの船体２の航行時の姿勢（トリム、ヒール）を維持するための補助バラストとして利用することができる。これにより、復原性能を確保するために必要なバラストタンクの容量を減少でき、作業台船１Ａ、１Ｂ、１Ｃが大型化するのを抑制できる。
【００９０】
そして、さらに、タワークレーン１０Ａを自己昇降式の構成とすることにより、補助クレーンなどを使用せず迅速に組み上げることができるので、タワークレーン１０の組み立て作業の効率を向上できる。
【００９１】
次に、着底式のタワークレーン１０Ｂを搭載する第４〜第６の実施の形態の作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆについて説明する。第４の実施の形態の作業台船１Ｄは、図８〜図１０に示すように、第１の実施の形態の作業台船１Ａと同じ排水量型の作業台船である。また、第５の実施の形態の作業台船１Ｅは、図１２〜図１４に示すように、第２の実施の形態の作業台船１Ｂと同じハーフＳＥＰ型の作業台船である。そして、第６の実施の形態の作業台船１Ｆは、図１２、図１３、図１５に示すように、第３の実施の形態の作業台船１ＣとフルＳＥＰ型の作業台船である。
【００９２】
これらの作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆにおいては、タワークレーン１０Ｂが、マストブロック１２ａを組み立てて形成されるタワー１２の下部に、脚部ブロック１５ａを組み立てて形成される脚部１５を備えて構成されると共に、脚部１５を水中に降下させるタワー昇降システム１６を備えて構成されている。また、タワークレーン１０Ｂの脚部１５を降下させるタワー昇降システム１６と昇降脚２０を昇降する昇降脚昇降システムは別システムとする。そして、ＳＥＰの作業台船１Ｅ、１Ｆでは、タワークレーン１０Ｂの脚部１５に依存することなく、昇降脚２０だけで船体２を安定して支持できる構成とする。
【００９３】
この着底型のタワークレーン１０Ｂでは、クレーン作業をするときに、船体２より上側になる部分をマストブロック１２ａの組み立てで形成されるタワー１２で構成し、船体２より下側になる部分を脚部ブロック１５ａの組み立てで形成される脚部１５で構成する。また、このタワー１２に連続して設けられる脚部１５を、デッキ３若しくは船体２に設けた貫通孔又はデッキ３若しくは船体２の側部に設けた切欠き部や凹部を貫通させて、タワー昇降システム１６によって降下させて水底Ｂに着底させる。この脚部１５の着底により、タワークレーン１０Ｂの荷重と吊りに荷重を水底Ｂで受ける構造とする。
【００９４】
この構成において、マストブロック１２ａの横断面の外形形状と脚部ブロック１５ａの横断面の外形形状を同じ形状とすること、つまり、デッキ３より下の水中に入る脚部ブロック１５ａは、デッキ３より上に配置されるマストブロック１２ａと同じ外寸で形成されることが好ましい。さらに、この脚部１５の脚部ブロック１５ａとタワー１２のマストブロック１２ａを共通使用可能とすることで、タワー１２と脚部１５が一続きで区別がなくなり、タワー１２と脚部１５の間のベース架台１１が無い状態となる。この場合に、例示している吊り重量が１２５ｔの大きさのタワークレーン１０Ｂでは、マストブロック１２ａ又は脚部ブロック１５ａを貫通させるためのデッキ３と船体２の開口部の大きさは、例えば、「３．５ｍ×３．５ｍ」となる。
【００９５】
これにより、この水中部分となる部材の脚部ブロック１５ａと空中部となる部材のマストブロック１２ａを共用とすることで、運用を簡略化できる。また、クレーン作業水域における水深が多少変化しても、マストブロック１２ａと脚部ブロック１５ａをその都度置き換える必要が無くなる。なお、水中に入る脚部ブロック１５ａは、空中にあるマストブロック１２ａよりも、強度面でも耐食性の面でもより優れた材料で形成されることが好ましい。
【００９６】
また、ＳＥＰの作業台船１Ｅ、１Ｆでは、着底式のタワークレーン１０Ｂの脚部１５を、船体２を持ち上げるための昇降脚２０とは別に設ける。この構成で、マストブロック１２ａの横断面の外形形状と昇降脚２０の横断面の外形形状を同じ形状にすることがより好ましい。これにより、マストブロック１２ａとの昇降脚２０の部材を共用することで、作業台船１Ｅ、１Ｆの運用を簡略化できる。また、必要に応じて、着底式のタワークレーン１０Ｂを設置する場所を、昇降脚２０の場所と交換することで、容易に、タワークレーン１０Ｂを船首側に設置したり船尾側に設置したりするができ、タワークレーン１０Ｂの位置を容易に変更することができるようになる。
【００９７】
また、タワークレーン１０Ｂの脚部１５を水中に降下させるタワー昇降システム１６を昇降脚昇降システム２１とを互換性があるように構成することが好ましい。これにより、さらに容易に、タワークレーン１０Ｂの設置場所を、昇降脚２０の設置場所と交換することができるようになるので、必要に応じてタワークレーン１０Ｂの設置場所を変更して、船首に移動したり、船尾に移動したりして設置したりできるようになる。また、タワークレーン１０Ｂの脚部１５と昇降脚２０の両方の昇降システム１６、２１を共通のジャッキアップシステムで構成することにより、タワークレーン１０Ｂと昇降脚２０の装備時のみならず、両方の昇降システム１６、２１の部品調達や保守点検等における運用を簡略化することができる。
【００９８】
また、３本の昇降脚２０のみで、作業台船１Ｅ、１Ｆをジャッキアップして、安定して支持できる構成にして、残りの昇降脚２０の代わりに、着底式のタワークレーン１０Ｂを設置することも考えられる。この場合は、既存の４本の昇降脚２０を持つ作業台船１Ｅ、１Ｆの脚部構造を補強する程度の改造で、着底式のタワークレーン１０Ｂを設置することができるようになる。
【００９９】
さらに、クレーン作業するときに、作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆの船体２に対してタワークレーン１０Ｂの相対変位を許容した状態で支持する支持構造を備えて構成することが好ましい。つまり、クレーン作業中においては、デッキ３とタワークレーン１０Ｂの間では、弾性部材を介在させた弾性的な支持構造やクランク機構を用いた柔軟な支持構造になるように構成して、デッキ３側の動揺や振動が、タワークレーン１０Ｂのタワー１２や脚部１５に伝達されないようにすることが好ましい。例えば、クレーン作業を行わないときでは、タワークレーン１０Ｂをクランプ装置（固定装置）１７によりデッキ３に堅固に固定するように構成され、クレーン作業中をするときには、このクランプ装置１７を開放して、柔軟な支持に切り替える。
【０１００】
これらの第４〜第６の実施の形態の作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆによれば、上記の第１〜第３の実施の形態の作業台船１Ａ、１Ｂ、１Ｃの効果に加えて、次のような効果を発揮できる。
【０１０１】
着底式のタワークレーン１０Ｂでは、クレーン作業するときには、タワー昇降システム１６により、脚部１５を水底Ｂに着底させて、タワークレーン１０Ｂの荷重と吊り荷の荷重の一部または全部を、マストブロック１２ａと脚部ブロック１５ａを介して水底Ｂに伝えて、水底Ｂに支持させることができる。
【０１０２】
従って、作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆの船体２側ではタワークレーン１０Ｂの荷重と吊り荷の荷重の一部を負担するかまたは全く負担しなくてもよいので、タワークレーン１０Ｂを支持する支持構造が強度的に楽になる。その結果、作業台船１Ｄ〜１Ｆでの支持荷重を軽減することができ、タワークレーン１０Ｂの支持構造の簡略化できて、支持構造のための鋼材重量の増大やデッキ面積の拡大を抑制でき、作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆの大型化を抑制できる。
【０１０３】
また、排水量型の作業台船１Ｄ、ハーフＳＥＰの作業台船１Ｅにおいては、タワークレーン１０Ｂに作用する吊り荷の荷重やブーム長さの影響により、作業台船１Ｄ、１Ｅの船体２が傾斜することを防止できるので、バラスト調整が不要になり、クレーン作業の作業効率と安全性を向上できる。
【０１０４】
そして、クレーン作業するときに、作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆの船体２に対してタワークレーン１０Ｂの相対変位を許容した状態で支持する支持構造を備えて構成されていると、タワークレーン１０Ｂの荷重とタワークレーン１０Ｂに加わる荷重が作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ側に伝わらなくなるので、荷重の殆んど全部を水底Ｂに負担させることができ、作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆで受ける荷重を著しく減少できる。それと共に、作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ側の動揺や振動がタワークレーン１０Ｂに伝搬されてクレーン作業に影響が出るという干渉の問題を解決できる。
【０１０５】
つまり、タワークレーン１０Ｂが作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆに固定されて、タワークレーン１０Ｂの荷重と吊り荷の荷重の一部または全部を作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ側で負担している場合では、タワークレーン１０Ｂの吊り荷の荷重の変化とブーム位置の変化等により、タワークレーン１０Ｂを固定している作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆの船体姿勢（トリム、ヒール）が変化するので、クレーン作業の進捗に応じて、バラスト操作とジャッキアップ操作による喫水調整を計画的あるいは定期的に行う必要がある。この喫水調整による船体姿勢の変化や喫水の変化がタワークレーン１０Ｂのクレーン作業に影響を及ぼすため、クレーン作業の中断が生じたりして、クレーンの作業効率が著しく低下するという問題がある。
【０１０６】
この干渉の問題は、ハーフＳＥＰ型（セミＳＥＰ形）の作業台船１Ｅでは、クレーン作業中においては、潮の干満差や吊り荷の重量等により浮力が変化したり、波浪や風により作業台船が動揺したりするので、より重要な問題となる。
【０１０７】
また、昇降脚２０のジャックアップにより、船体２を完全に水面上に持ち上げた状態にして、作業するフルＳＥＰ型の作業台船１Ｆでは、風の影響等によって発生する船体２の動揺や船上機器の作動による振動等が、タワークレーン１０Ｂに伝搬して増幅することで、クレーン作業の作業効率が低下するという問題である。このフルＳＥＰ型の作業台船１Ｆは、一般的に、ハーフＳＥＰの作業台船１Ｅよりも厳しい海象・気象条件下で作業することが多いので、この問題の解決は重要である。
【０１０８】
この干渉の問題に関して、クレー作業をするときに、タワークレーン１０Ｂと作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ側との構造的な結合を外したり、柔軟な連結にしたりすることで、これらの作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ側の動きが、タワークレーン１０Ｂ側に伝達されるのを抑制できる。その結果、クレーン作業時特に吊り作業時における作業効率と安全性を向上させることができる。
【０１０９】
また、脚部１５を着底させるタワークレーン１０Ｂを備えた作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆにおいて、クレーン作業するときにおいても、タワークレーン１０Ｂの相対運動を許さずに船体２に堅固に固定ままとする構成とした場合は、タワークレーン１０Ｂを船体２に固定するための堅固な支持構造が必要となるが、タワークレーン１０Ｂの脚部１５を昇降脚２０の代用とすることができる。従って、その分、昇降脚２０の１本を省略でき、デッキ面積を節減し、昇降脚２０の１本分のコストを削減できる。また、現場海域での船体２の昇降のための作業時間とタワークレーン１０Ｂの脚部１５の下降のための作業時間をこの昇降脚２０の減少分、節約することができる。
【０１１０】
さらに、脚部１５を着底させるタワークレーン１０Ｂを備えた作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆにおいて、クレーン作業するときに、相対運動可能な柔軟な支持と、相対運動をさせない堅固な支持とを選択できる構成とすることにより、昇降脚２０だけの支持では作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆを安全に支持できないような水底Ｂの状態に対して、脚部１５の支持で補強することができるようになるので、より広範な水底Ｂの状態で、クレーン作業することができるようになる。
【０１１１】
なお、タワークレーン１０Ｂの作業を停止して航行するときには、昇降脚２０と同様に、脚部１５を水底から離底させて、脚部１５の最下位の部位が水面付近になるまで脚部１５を上昇させると共に、タワークレーン１０Ｂのタワー１２又は脚１５部のどちらか一方又は両方を船体２に固定して、タワークレーン１０Ｂを作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆに固定して航行する。
【０１１２】
次に、第７及び第８の実施の形態の作業台船１Ｇ、１Ｈについて説明する。第７の実施の形態の作業台船１Ｇは、図１５〜図１７に示すように、第２及び第５の実施の形態の作業台船１Ｂ、１Ｅと同じハーフＳＥＰ型の作業台船であり、第８の実施の形態の作業台船１Ｈは、図１５、図１６、図１８に示すように、第３及び第６の実施の形態の作業台船１Ｃ、１Ｆと同じフルＳＥＰ型の作業台船である。これらの作業台船１Ｇ、１Ｈは、昇降脚載置式のタワークレーン１０Ｃを搭載して構成される。
【０１１３】
この昇降脚載置式のタワークレーン１０Ｃでは、ＳＥＰの作業台船１Ｇ、１Ｈを着底して支持する昇降脚２０Ａの上にベース架台１１を設けて、昇降脚２０Ａの上のベース架台１１で、マストブロック１２ａが鉛直方向に積み上げられ形成されたタワー１２を支持して、タワークレーン１０Ｃの荷重と吊り荷の荷重を受けて、この荷重を水底Ｂに着底した昇降脚２０Ａに伝達し、最終的に水底Ｂに負担させる。この場合には、昇降脚載置式のタワークレーン１０Ｃを搭載した昇降脚２０Ａは、作業台船１Ｇ、１Ｈの船体２も支持しているので、船体２の重量の一部とタワークレーン１０Ｃの荷重と吊り荷の荷重を支持することになる。そのため、他の昇降脚２０Ｂよりは高い強度を持った構造物で構成される。
【０１１４】
これらの作業台船１Ｇ、１Ｈでは、昇降脚載置式のタワークレーン１０Ｃは、ベース架台１１を昇降脚２０Ａの上に載置すること以外は、デッキ載置式のタワークレーン１０Ａと同様に構成されている。
【０１１５】
上記の構成の第７及び第８の実施の形態の作業台船１Ｇ、１Ｈによれば、作業台船１Ｇ、１Ｈの船体２側では、タワークレーン１０Ｃを載置する昇降脚２０Ａを補強し、その昇降脚２０Ａの昇降脚昇降システム２１の強度を増強することで、新たに、タワークレーン１０Ｃ用のタワー昇降システム１６を設けずに、タワークレーン１０Ｃの荷重と吊り荷の荷重の一部または全部を、昇降脚２０Ａを介して水底Ｂに伝えて、水底Ｂに支持させることができる。その上、タワークレーン１０Ｃを昇降脚２０Ａの部位に配設するので、タワークレーン１０Ｃの設置のためのデッキ面積を節減でき、作業台船１Ｇ、１Ｈの大型化を抑制できる。
【０１１６】
また、昇降脚２０とは別個に設けるタワー昇降システム１６を備えたタワークレーン１０Ｂを備えた作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆに比べて、タワークレーン１０Ｃの脚部１５を昇降脚２０Ａと兼用しているので、タワークレーン１０Ｃの脚部ブロック１５ａとタワー昇降システム１６が不要になり、コストの削減とともに、現場海域での作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ船におけるタワークレーン１０Ｂの脚部１５の着底作業を省くことができ、このための作業時間を作業台船１Ｇ、１Ｈでは、削減できる。
【０１１７】
次に、本発明の実施の形態のクレーンを備えた作業台船のクレーン運用方法（以下、「クレーン運用方法」という）について説明する。このクレーン運用方法は、上記のクレーンを備えた作業台船１Ａ〜１Ｉにおけるクレーン運用方法である。
【０１１８】
このクレーン運用方法では、洋上構造物を、工場の岸壁又は港湾から作業台船１Ａに搭載する場合には、通常は、岸壁又は港湾に設定されたクレーンを使用するが、作業台船１Ａに搭載しているタワークレーン１０Ａを図３に示すように組み立ててこのタワークレーン１０Ａを使用して、クレーン作業により洋上構造物を作業台船１Ａに搭載してもよい。また、作業台船１Ａの船尾の突起部４を利用して、この突起部４で形成される凹部Ｄ（図１）に洋上構造物を載置してもよい。
【０１１９】
次の航行する前、又は、航行中の最初の段階において、図３の状態から、図１９に示すように、タワークレーン１０Ａのマストブロック１２ａの組み立て個数を減少させてタワー１２を低くする。これにより、タワー１２を低くした図２の状態にする。例えば、通常航行中は、揺れに対応しまた特に橋下を航行することも考慮し、マストブロック１２ａを４ブロック程度まで減少させる。これにより、クレーン本体１３もそれに合わせて低い位置まで降下する。これにより、クレーンの上端が水面上３０ｍ程度にする。
【０１２０】
さらにクレーン本体１３をタワー１２から取り外して、デッキ３の上の載置した図２０の状態にしたりする。そして、タワークレーン１０Ａの高さを低くして、作業台船１Ａのエアドラフトを低くすると共に、復原性能を良好なものにして航行する。この場合は、クレーン本体１３をタワー１２に組み上げるための補助クレーンが必要になる。また、クレーンが不要なプロジェクトの間は、クレーン本体１３を外して作業台船１Ａから降ろしておくこともできるが、クレーンの付け外しには別のクレーンの補助が必要となる。この場合には、拠点基地のクレーンを使用することもできる。
【０１２１】
この航行は、推進システムを備えている場合は自航し、推進システムを備えていない場合は、他船に曳航されて航行する。なお、そのＳＥＰの作業台船１Ｂ、１Ｃ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈでは、航行時には、図５、図９、図１２、図１６に示すような、昇降脚２０、２０Ａ、２０Ｂと脚部１５を船体２の選定程度の高さまで引き上げた状態にする。なお、航行中、特に橋の下を括る場合は、クレーン高さは低く抑えられる。
【０１２２】
そして、作業水域に到達したら、排水量型の作業台船１Ａ、１Ｄでは、図３、図１０に示すように、錨索６ａと係留索６ｂ等の係留システムや自動船位保持システム（ＤＰＳシステム）等により、作業台船１Ａを作業位置に保持する。また、ハーフＳＥＰの作業台船１Ｂ、１Ｅ、１Ｇでは、図６、図１３、図１７に示すように、昇降脚昇降システム２１により昇降脚２０を降下させて、水底Ｂに着底する。これにより、作業台船１Ｂ、１Ｅ、１Ｇが水面Ｓに浮いた状態で作業位置に保持する。また、フルＳＥＰの作業台船１Ｃ、１Ｆ、１Ｈでは、図７、図１４、図１８に示すように、昇降脚昇降システム２１により昇降脚２０、２０Ａ、２０Ｂを降下させて、水底Ｂに着底する。これにより、作業台船１Ｃ、１Ｆ、１Ｈが水面Ｓより上に出た状態で作業位置に保持する。これらにより作業台船１Ａ〜１Ｈを安定した状態で位置保持する。
【０１２３】
そして、着底式のタワークレーン１０Ｂを搭載している作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆの場合は、さらに、昇降脚２０の昇降作業の前後又は並行して、着底式のタワークレーン１０Ｂの脚部ブロック１５ａを組み立てて脚部１５を形成しながら、タワー昇降システム１６により、脚部１５を降下させて着底させて、作業台船を安定した状態で位置保持する。
【０１２４】
作業台船１Ａ〜１Ｈにおいて、位置保持が完了したら、あるいは、位置保持作業と並行して、タワークレーン１０Ａ、１Ｂ、１０Ｃの組み立てを行う。作業台船１Ａにおいては、図２０のように、クレーン本体１３が分解されている場合は組み立てて、図２の状態にする。この図２の状態から、図２１に示すように、タワークレーン１０Ａの自己昇降装置でクレーン本体１３をジャッキアップし、マストブロック１２ａの組み入れ個数を増加して、タワー１２を高くする。これにより、図３に示すように、作業台船１Ａにおいて、デッキ載置型のタワークレーン１０Ａでクレーン作業ができる状態とする。なお、作業台船１Ｂ、１Ｃにおいても、図６、図７に示すように、デッキ載置型のタワークレーン１０Ａのクレーン作業ができる状態とする。
【０１２５】
また、脚部昇降型のタワークレーン１０Ｂを搭載した作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆにおいては、位置保持と脚部昇降型のタワークレーン１０Ｂの脚部１５の着底が完了する。この前後又は並行して、タワークレーン１０Ｂの自己昇降装置でクレーン本体１３をジャッキアップし、マストブロック１２ａの組み入れ個数を増加して、タワー１２を高くする。
【０１２６】
そして、クランプ装置１７が、クレーン作業時に固定支持を解除できて、タワークレーン１０Ｂを相対変位を許容した状態で作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆに柔軟な支持ができる構成となっている場合は、このクランプ装置１７の固定支持を解除する。一方、クランプ装置１７が、固定支持を解除できない構成となっている場合は、そのまま固定状態を維持する。これにより、図１０、図１３、図１４に示すように、脚部昇降型のタワークレーン１０Ｂでクレーン作業ができる状態とする。
【０１２７】
また、昇降脚載置型のタワークレーン１０Ｃを搭載した作業台船１Ｇ、１Ｈにおいては、位置保持が完了したら、図１９に示すのと同様に、昇降脚２０Ａの上に載置されたタワークレーン１０Ｃにおいて、マストブロック１２ａを組み入れてタワー１２を高くして、図１７、図１８に示すように、昇降脚載置型のタワークレーン１０Ｃでクレーン作業ができる状態とする。
【０１２８】
そして、作業台船１Ａ〜１Ｈで、クレーン作業ができる状態になったら、必要に応じて、必要な個数だけマストブロック１２ａを組み入れてタワー１２の高さをクレーン作業に適した高さにしながら、クレーン作業を行う。自己昇降型の場合は、クレーン本体１３は油圧シリンダにより自己昇降できるようになっており、クレーン本体１３に設けられたホイストで追加するマストブロック１２ａを吊り上げて加えていける仕組みになっている。
【０１２９】
例えば、フック高さ１７０ｍ、吊り荷重１２５ｔ、吊り上げ速度６ｍ／分のクレーン作業を行うタワークレーンの標準仕様では、最高自立高さに達するまでには、高さ７．８ｍのストブロック１２ａ一つずつ加えて８個増加する必要があるようになっている。このタワークレーンでは、一つ当たりの組付け時間は１時間程度なので、最高自立高さまでには、８時間程度を要することになっている。そこで、事前にマストブロック１２ａを２個１組に組み上げて、高さ１５．６ｍにしたマストブロック１２ａを１時間程度で積み込むように改良することで、これを４回繰り返し行うことで、短時間で、５ＭＷ級の風車の作業を行うことができる吊り高さを得ることができるようになる。なお、この標準仕様のマストブロック１２ａでは、一個あたりのブロック高さは陸上における運搬上の制約を考慮して定められているものであるので、洋上では、この運搬上に制約に縛られないので２ブロックまとめて設置することが可能である。
【０１３０】
また、このクレーン作業中は、係留システムや船体姿勢を維持するためのバラスト制御や昇降脚２０、２０Ａ、２０Ｂや脚部１５の昇降調整制御を行いながら、作業台船１Ａ〜１Ｈの船体姿勢を維持しながら、洋上構造物の設置などのクレーン作業を行う。
【０１３１】
そして、その作業位置でのクレーン作業が終了したら、必要に応じて、係留システムを解除したり、昇降脚２０を上昇させて、作業水域内で別の作業位置に移動し、再度、係留システムをセットしたり、昇降脚２０、２０Ａ、２０Ｂ、脚部１５を下降及び着底させて、その作業位置で位置保持してクレーン作業を行う。これをその作業水域で繰り返す。そして、この作業水域での一連のクレーン作業が終了して、別の作業水域に移動する際には、作業台船１Ａ〜１Ｈにおいて、航行時の図２、図５、図９、図１２、図１６の状態にする。
【０１３２】
上記のクレーン運用方法によれば、クレーン作業するときには、タワークレーン１０Ａ〜１０Ｃでのタワー１２を形成するマストブロック１２ａの積み上げる個数により吊り高さを調整し、クレーン作業を停止して航行するときには、マストブロック１２ａの積み上げる個数をタワークレーン１０Ａ〜１０Ｃで作業するときの個数よりも減少して、タワー１２の高さを低くする。
【０１３３】
このクレーン運用方法によれば、クレーン作業をするときには、マストブロック１２ａの積み上げる個数を増加するだけで、超大型風車の高さに対しても、これに呼応して設置高さ及び吊り荷高さを容易に調整できる。また、航行時には、マストブロック１２ａの積み上げる個数を減少するだけで、タワー１２の高さを容易に低くできるので、航行時の作業台船１Ａ〜１Ｈのエアドラフトを低くできる。
【０１３４】
従って、作業水域で水深に応じたタワー１２の継ぎ足し、風車メンテナンスの必要があった場合の風車に合わせたクレーン高さの調整、タワークレーン１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが不要で邪魔になるプロジェクトでの一時撤去等が簡単に行えるようになる。
【０１３５】
上記の構成のクレーンを備えた作業台船１Ａ〜１Ｈ及びそのクレーン運用方法によれば、浅海域での洋上工事、特に着床型の洋上風力発電装置の設置やそのメンテナンス工事に使用する場合に、作業対象物の高さに対応してクレーンの吊り高さを容易に変更できるとともに、クレーン作業をせずに航行するときは、クレーンの高さを低くして、エアドラフトを低くすることができ、しかも、クレーンの基部に作用する転倒モーメントが小さくて、クレーンの基部構造の規模が小さくて済み、作業台船１Ａ〜１Ｈの船体の大型化を抑制できる。
【符号の説明】
【０１３６】
１Ａ  作業船（デッキ載置式タワークレーン搭載の排水量型の作業船）
１Ｂ  作業船（デッキ載置式タワークレーン搭載のハーフＳＥＰの作業船）
１Ｃ  作業船（デッキ載置式タワークレーン搭載のフルＳＥＰの作業船）
１Ｄ  作業船（着底式タワークレーン搭載の排水量型の作業船）
１Ｅ  作業船（着底式タワークレーン搭載のハーフＳＥＰの作業船）
１Ｆ  作業船（着底式タワークレーン搭載のフルＳＥＰの作業船）
１Ｇ  作業船（昇降脚載置式タワークレーン搭載のハーフＳＥＰの作業船）
１Ｈ  作業船（昇降脚載置式タワークレーン搭載のフルＳＥＰの作業船）
２  船体（プラットフォーム）
３  デッキ（甲板）
１０  タワークレーン（デッキ載置式）
１０Ｂ  タワークレーン（着底式）
１０Ｃ  タワークレーン（昇降脚載置式）
１１  ベース架台
１２  タワー
１２ａ  マストブロック
１３  クレーン本体
１３ｂ  ブーム（ジブ：クレーンの腕）
１４  マストクライミング装置
１５  脚部
１５ａ  脚部ブロック
１６  タワー昇降システム
１７  クランプ装置（固定装置）
２０、２０Ａ、２０Ｂ  昇降脚（レグ、スパッド）
２１  昇降脚昇降システム
２２ａ  底板（固定式）
２２ｂ  底板（開閉式）
２２ｃ  タワー先端
Ｂ  水底
Ｄ  凹部
Ｈｅ１  エアドラフト
Ｓ  水面
【図１】
2020070114.tif 000003
【図２】
2020070114.tif 000004
【図３】
2020070114.tif 000005
【図４】
2020070114.tif 000006
【図５】
2020070114.tif 000007
【図６】
2020070114.tif 000008
【図７】
2020070114.tif 000009
【図８】
2020070114.tif 000010
【図９】
2020070114.tif 000011
【図１０】
2020070114.tif 000012
【図１１】
2020070114.tif 000013
【図１２】
2020070114.tif 000014
【図１３】
2020070114.tif 000015
【図１４】
2020070114.tif 000016
【図１５】
2020070114.tif 000017
【図１６】
2020070114.tif 000018
【図１７】
2020070114.tif 000019
【図１８】
2020070114.tif 000020
【図１９】
2020070114.tif 000021
【図２０】
2020070114.tif 000022
【図２１】
2020070114.tif 000023
【図２２】
2020070114.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月6日(2019.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洋上構造物の設置にクレーンを使用するクレーンを備えた作業台船において、
前記クレーンとして、複数個のマストブロックを積み上げてタワーを形成し、前記タワーの最上部にクレーン本体を載置して構成され、前記マストブロックの積み上げる個数により前記タワーの高さを調整するタワークレーンを備えていることを特徴とするクレーンを備えた作業台船。
【請求項２】
前記タワークレーンが、前記タワーに順次前記マストブロックを継足しながら、前記クレーン本体を上昇させ、かつ、前記タワーから順次前記マストブロックを取り外しながら、前記クレーン本体を下降させる自己昇降タイプのマストクライミング装置を備えて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のクレーンを備えた作業台船。
【請求項３】
当該作業台船が、排水量型の作業台船、クレーン作業するときに船体が水面に浮いている状態であるハーフＳＥＰ、クレーン作業するときに船体が水面より上にある状態であるフルＳＥＰのいずれか一つの作業台船であることを特徴とする請求項１又は２に記載のクレーンを備えた作業台船。
【請求項４】
クレーン作業するときに、前記タワーを支持するベース架台が当該作業台船に固定支持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のクレーンを備えた作業台船。
【請求項５】
前記タワークレーンが、前記マストブロックを組み立てて形成される前記タワーの下部に、脚部ブロックを組み立てて形成される脚部を備えて構成されると共に、前記脚部を水中に降下させるタワー昇降システムを備えて構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のクレーンを備えた作業台船。
【請求項６】
クレーン作業するときに、当該作業台船の船体に対して前記タワークレーンの相対変位を許容した状態で支持する支持構造を備えて構成されていることを特徴とする請求項５に記載のクレーンを備えた作業台船。
【請求項７】
前記マストブロックの横断面の外形形状と前記脚部ブロックの横断面の外形形状が、同じ形状であることを特徴とする請求項５または６に記載のタワークレーンを備えた作業船。
【請求項８】
前記マストブロックの横断面の外形形状と前記昇降脚の横断面の外形形状が、同じ形状であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のタワークレーンを備えた作業船。
【請求項９】
当該作業台船が、当該作業台船の船体から降下させて着底させることで前記船体を持ち上げる昇降脚と前記昇降脚を昇降する昇降脚昇降システムを備えたハーフＳＥＰまたはフルＳＥＰであり、
かつ、前記タワークレーンの脚部を水中に降下させる前記タワー昇降システムを、前記昇降脚昇降システムと互換性があるように構成にしていることを特徴とする請求項７に記載のタワークレーンを備えた作業船。
【請求項１０】
当該作業台船が、当該作業台船の船体から降下させて着底させることで前記船体を持ち上げる昇降脚と前記昇降脚を昇降する昇降脚昇降システムを備えたハーフＳＥＰまたはフルＳＥＰであり、
かつ、クレーン作業時において、前記タワークレーンが前記昇降脚の一つの上に載置されることを特徴とする請求項１または２に記載のクレーンを備えた作業台船。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のクレーンを備えた作業台船のクレーン運用方法において、
クレーン作業するときには、前記タワークレーンでの前記タワーを形成する前記マストブロックの積み上げる個数により吊り高さを調整し、
クレーン作業を停止して航行するときには、前記マストブロックの積み上げる個数を前記タワークレーンで作業するときの個数よりも減少して、前記タワーの高さを低くすることを特徴とするクレーンを備えた作業台船のクレーン運用方法。 
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、タワークレーンでは、マストブロックを積み上げてタワーを形成して、その上にクレーン本体を設置する。このタワーは、クレーン作業をするときには、マストブロックの積み上げ個数が増加することにより「クレーン高さ」を容易に高くすることができる。そのため、予め設定された吊り荷重の吊り荷を吊り上げることができる「吊り荷高さ」を高くすることが容易にできる。 
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、クレーン作業をしないで航行するときは、マストブロックの積み上げ個数を減少させることにより、「クレーン高さ」を低くすることができるので、水面から船体構造物の一番高い所まで（最先端まで）の高さである「エアドラフト」を低くすることが容易にできる。 
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
作業台船が、ハーフＳＥＰである場合は、クレーン作業をするときに、昇降脚の支持力と船体の浮力を併用して、作業台船を上昇させるが、昇降脚のジャッキアップが完了した状態でも船体の全部を水面より上には上昇させずに、船体を水面に浮かせた状態とする。 
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
上記のクレーンを備えた作業台船において、クレーン作業するときに、当該作業台船の船体に対して前記タワークレーンの相対変位を許容した状態で支持する支持構造を備えて構成されていると、タワークレーンの荷重とタワークレーンに加わる荷重の殆んど全部を水底に負担させることができ、作業台船で受ける荷重を著しく減少できると共に、作業台船（プラットフォーム）側の動きがタワークレーンに伝搬されてクレーン作業に影響が出るという干渉の問題を解決できる。 
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
また、昇降脚のジャックアップにより、船体を完全に水面上に持ち上げた状態にして、クレーン作業するフルＳＥＰ型の作業台船では、風の影響等によって発生する船体の動揺や船上機器の作動による振動等が、タワークレーンに伝搬して増幅することで、クレーン作業の作業効率が低下するという問題がある。このフルＳＥＰ型の作業台船は、一般的に、ハーフＳＥＰよりも厳しい海象・気象条件下で作業することが多いので、この問題の解決は重要である。 
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
この干渉の問題に関して、クレーン作業をするときに、タワークレーンと作業台船との間の構造的な結合を外したり、柔軟な連結に変更したりすることで、これらの作業台船側の動きが、タワークレーン側に伝達されるのを抑制できる。その結果、クレーン作業時特に吊り作業時における、クレーン作業の作業効率と安全性を向上させることができる。 
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
上記のクレーンを備えた作業台船において、当該作業台船が、当該作業台船の船体から降下させて着底させることで前記船体を持ち上げる昇降脚と前記昇降脚を昇降する昇降脚昇降システムを備えたハーフＳＥＰまたはフルＳＥＰであり、かつ、前記タワークレーンの脚部を水中に降下させる前記タワー昇降システムを、前記昇降脚昇降システムと互換性があるように構成にしていると、次のような効果を奏することができる。 
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
そして、このタワークレーン１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、作業水域（施工現場）において、ベース架台１１の上に、複数個のマストブロック（クレーンマスト：ポスト）１２ａを積み立ててタワー１２を構成し、このタワー１２の上に、クレーン本体１３を載置する。このクレーン本体１３では、ブーム（ジブ：クレーンの腕）１３ｂを取り付け、ブーム１３ｂの起伏用、吊り荷の巻き上げ下げ用のワイヤー１３ｅを通して、組み立てられる。その後、マストクライミング装置１４を用いて、マストブロック１２ａを継ぎ足しながら、クレーン本体１３をせり上げて高くするクライミングを繰り返すことで、所望の高さの吊り高さＨｈを得ている。 
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
一方、クレーン作業をするときは、図６及び図７に示すように、昇降脚（レグ、スパッド）２０を降下させて、水底Ｂに着底させて、さらにこれらの昇降脚２０を伸ばすことで、作業台船１Ｂ、１Ｃは昇降脚２０によって固定支持された状態となる。この状態で、船体２が水面Ｓに浮いている場合は、ハーフＳＥＰといい、この状態で、船体２の全体が水面Ｓより上に持ち上げられている場合は、フルＳＥＰという。 
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
また、ＳＥＰの作業台船１Ｅ、１Ｆでは、着底式のタワークレーン１０Ｂの脚部１５を、船体２を持ち上げるための昇降脚２０とは別に設ける。この構成で、マストブロック１２ａの横断面の外形形状と昇降脚２０の横断面の外形形状を同じ形状にすることがより好ましい。これにより、マストブロック１２ａとの昇降脚２０の部材を共用することで、作業台船１Ｅ、１Ｆの運用を簡略化できる。また、必要に応じて、着底式のタワークレーン１０Ｂを設置する場所を、昇降脚２０の場所と交換することで、容易に、タワークレーン１０Ｂを船首側に設置したり船尾側に設置したりすることができ、タワークレーン１０Ｂの位置を容易に変更することができるようになる。 
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
また、タワークレーン１０Ｂの脚部１５を水中に降下させるタワー昇降システム１６を、昇降脚昇降システム２１と互換性があるように構成することが好ましい。これにより、さらに容易に、タワークレーン１０Ｂの設置場所を、昇降脚２０の設置場所と交換することができるようになるので、必要に応じてタワークレーン１０Ｂの設置場所を変更して、船首に移動したり、船尾に移動したりして設置したりできるようになる。また、タワークレーン１０Ｂの脚部１５と昇降脚２０の両方の昇降システム１６、２１を共通のジャッキアップシステムで構成することにより、タワークレーン１０Ｂと昇降脚２０の装備時のみならず、両方の昇降システム１６、２１の部品調達や保守点検等における運用を簡略化することができる。 
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
さらに、クレーン作業するときに、作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆの船体２に対してタワークレーン１０Ｂの相対変位を許容した状態で支持する支持構造を備えて構成することが好ましい。つまり、クレーン作業中においては、デッキ３とタワークレーン１０Ｂの間では、弾性部材を介在させた弾性的な支持構造やクランク機構を用いた柔軟な支持構造になるように構成して、デッキ３側の動揺や振動が、タワークレーン１０Ｂのタワー１２や脚部１５に伝達されないようにすることが好ましい。例えば、クレーン作業を行わないときでは、タワークレーン１０Ｂをクランプ装置（固定装置）１７によりデッキ３に堅固に固定するように構成され、クレーン作業をするときには、このクランプ装置１７を開放して、柔軟な支持に切り替える。 
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０７】
また、昇降脚２０のジャックアップにより、船体２を完全に水面上に持ち上げた状態にして、作業するフルＳＥＰ型の作業台船１Ｆでは、風の影響等によって発生する船体２の動揺や船上機器の作動による振動等が、タワークレーン１０Ｂに伝搬して増幅することで、クレーン作業の作業効率が低下するという問題がある。このフルＳＥＰ型の作業台船１Ｆは、一般的に、ハーフＳＥＰの作業台船１Ｅよりも厳しい海象・気象条件下で作業することが多いので、この問題の解決は重要である。 
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
また、脚部１５を着底させるタワークレーン１０Ｂを備えた作業台船１Ｄ、１Ｅ、１Ｆにおいて、クレーン作業するときにおいても、タワークレーン１０Ｂの相対運動を許さずに船体２に堅固に固定したままとする構成とした場合は、タワークレーン１０Ｂを船体２に固定するための堅固な支持構造が必要となるが、タワークレーン１０Ｂの脚部１５を昇降脚２０の代用とすることができる。従って、その分、昇降脚２０の１本を省略でき、デッキ面積を節減し、昇降脚２０の１本分のコストを削減できる。また、現場海域での船体２の昇降のための作業時間とタワークレーン１０Ｂの脚部１５の下降のための作業時間をこの昇降脚２０の減少分、節約することができる。 
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
この航行は、推進システムを備えている場合は自航し、推進システムを備えていない場合は、他船に曳航されて航行する。なお、そのＳＥＰの作業台船１Ｂ、１Ｃ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈでは、航行時には、図５、図９、図１２、図１６に示すような、昇降脚２０、２０Ａ、２０Ｂと脚部１５を船体２の船底程度の高さまで引き上げた状態にする。なお、航行中、特に橋の下をくぐる場合は、クレーン高さは低く抑えられる。 
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】
例えば、フック高さ１７０ｍ、吊り荷重１２５ｔ、吊り上げ速度６ｍ／分のクレーン作業を行うタワークレーンの標準仕様では、最高自立高さに達するまでには、高さ７．８ｍのストブロック１２ａ一つずつ加えて８個増加する必要があるようになっている。このタワークレーンでは、一つ当たりの組付け時間は１時間程度なので、最高自立高さまでには、８時間程度を要することになっている。そこで、事前にマストブロック１２ａを２個１組に組み上げて、高さ１５．６ｍにしたマストブロック１２ａを１時間程度で積み込むように改良することで、これを４回繰り返し行うことで、短時間で、５ＭＷ級の風車の作業を行うことができる吊り高さを得ることができるようになる。なお、この標準仕様のマストブロック１２ａでは、一個あたりのブロック高さは陸上における運搬上の制約を考慮して定められているものであり、洋上では、この運搬上に制約に縛られないので２ブロックまとめて設置することが可能である。 
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
また、このクレーン作業中は、係留システムや船体姿勢を維持するためのバラスト制御や昇降脚２０、２０Ａ、２０Ｂや脚部１５の昇降調整制御を行いながら、かつ、作業台船１Ａ〜１Ｈの船体姿勢を維持しながら、洋上構造物の設置などのクレーン作業を行う。
そして、その作業位置でのクレーン作業が終了したら、必要に応じて、係留システムを解除したり、昇降脚２０を上昇させて、作業水域内で別の作業位置に移動し、再度、係留システムをセットしたり、昇降脚２０、２０Ａ、２０Ｂ、脚部１５を下降及び着底させて、その作業位置で位置保持してクレーン作業を行う。これをその作業水域で繰り返す。そして、この作業水域での一連のクレーン作業が終了して、別の作業水域に移動する際には、作業台船１Ａ〜１Ｈにおいて、航行時の図２、図５、図９、図１２、図１６の状態にする。