(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陸岸に一端を固定され他端を沖側へ延在させるようにして水面に浮く浮体としての人工地盤において、同人工地盤の上記陸岸の近傍における端部についてのみ、満潮時には同人工地盤の下面から離隔するが干潮時には同人工地盤の下面を支持する支持手段が設けられたことを特徴とする、浮体式人工地盤。
【請求項２】
上記支持手段が、水底に立設された複数の杭状支持部材として構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の浮体式人工地盤。
【請求項３】
上記支持手段が、水底および陸岸と一体に設けられた支持地盤として構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の浮体式人工地盤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浮倉庫，浮体工場，浮プラットフォーム，浮体式港湾，海上空港等に用いられる浮体式人工地盤に関し、特に陸岸へ一端部を連結した浮体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、海上空間を土地として利用したい場合、岸から離れると急激に水深が深くなるような海域では、埋立が難しいという問題点がある。
そこで図７に示すように岸壁01の近くで海底02に浮体03を係留しようとすると、海底02に大規模な係留構造04が必要となり、高コストとなる。これを避けるには、図８に示すように浮体03の一端部を岸壁01につけて固定するのが有効であるが、こうして浮体03が岸壁01の１辺だけで完全に固定されると、潮位の変動に応じて浮体03に鉛直方向の撓み変形が生じ、固定端に許容応力を超える大きな応力が生じて、強度的に成り立たなくなる。
【０００３】
すなわち、図８において満潮水位05から干潮水位05′へ水位が下がったとすると、人工地盤は03から03′へ下がる。このときの人工地盤各部の上下変位ｚ，応力σの計算例の結果を図５，６に点線で示す。
ただし、浮体の長さＬ＝５００ｍ，浮体の厚さＤ＝７ｍ，浮体の幅Ｂ＝１ｍ（図８において紙面に直角方向の寸法），等価板厚ｔ0＝１９.４ｍｍ（補強材，隔壁等の強度も含めた板厚），満干差ｚmax＝４ｍとして計算した。
【０００４】
図６から分かるように、固定端(ａ点）において直応力σ＝９０ｋｇｆ／ｍｍ2となり、通常の鋼材の引張強さ＝４１ｋｇｆ／ｍｍ2を大幅に超え、強度的に成り立たなくなっている。なお、固定端から４００ｍぐらいの位置（ｃ点）で人工浮体は干潮水面に水平に浮き、応力σもゼロとなるので、浮体長Ｌが２,０００〜３,０００ｍと長大になっても強度的な問題は発生しない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、干潮時に浮体の陸岸に対する固定端の近傍部分を適切に支持できるようにして、同固定端における応力を許容値以下におさめうるようにした浮体式人工地盤を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明の浮体式人工地盤は、陸岸に一端を固定され他端を沖側へ延在させるようにして水面に浮く浮体としての人工地盤において、同人工地盤の上記陸岸の近傍における端部についてのみ、満潮時には同人工地盤の下面から離隔するが干潮時には同人工地盤の下面を支持する支持手段が設けられたことを特徴としている。
【０００７】
そして、上記支持手段が、水底に立設された複数の杭状支持部材として構成されていることを特徴としている。
【０００８】
また、上記支持手段が、水底および陸岸と一体に設けられた支持地盤として構成されていることを特徴としている。
【０００９】
上述の本発明の浮体式人工地盤では、陸岸に一端を固定され他端を沖側へ延在させるようにして水面に浮く浮体としての人工地盤が、満潮時には、上記陸岸への固定端の付近を支持手段から離隔した自由な状態で沖側へ延在するので、同固定端は陸岸に対し適切な固定状態に保たれる。
【００１０】
また干潮時には水面の低下に伴い上記人工地盤の陸岸への固定端付近が撓んで応力の増大を生じるが、同固定端の付近における人工地盤の端部下面は支持手段によって上記応力が許容値を超えないように適切に支持されるので、これにより上記人工地盤は安全に保たれるようになる。
【００１１】
そして、上記支持手段が水底に立設された複数の杭状支持部材として構成されると、同杭状支持部材の上端を連ねる支持面の形状が、干潮時の水面低下に伴い撓みを生じる上記人工地盤の固定端付近を適切に支持して同人工地盤に許容値を超える過大な応力を生じないように容易に設定される利点がある。
【００１２】
また、上記支持手段が、水底および陸岸と一体に設けられた支持地盤として構成される場合も、上記支持地盤の上部支持面の形状が、陸岸の掘削または水底への盛り土により形成されることにより、干潮時の水面低下に伴い撓みを生じる上記人工地盤の固定端付近を適切に支持して同人工地盤に許容値を超える過大な応力を生じないように容易に設定されることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施形態について説明すると、図１は本発明の第１実施形態としての浮体式人工地盤を示す側面図、図２は本発明の第２実施形態としての浮体式人工地盤を示す側面図であり、図５および図６は本発明による浮体式人工地盤の一例についてそれぞれ上下変位および直応力を支持手段の無い場合と比較して示すグラフである。
【００１４】
まず本発明の第１実施形態について説明すると、図１に示すように、陸岸１に一端を固定され他端を沖側へ延在させるようにして水面５，５′に浮く浮体としての人工地盤３，３′が設けられており、満潮時の水面５′に浮く状態では人工地盤３′の上面が陸岸１の上面と同一レベルになっている。
【００１５】
また、陸岸１の近傍における人工地盤３，３′の端部下方に、満潮時の水面５′に浮く状態では同人工地盤３′の下面から離隔するが干潮時の水面５に浮く状態では同人工地盤３の下面を支持する支持手段として、複数の杭状支持部材４ａが水底２に立設されている。
【００１６】
そして、複数の杭状支持部材４ａの上端を連ねる支持面の形状は、図５の実線（σ＝２０ｋｇｆ／ｍｍ2となるｚの曲線）のように形成し、干潮時の水面低下に伴って生じる人工地盤３の固定端付近の撓みを応力が許容値（２０ｋｇｆ／ｍｍ2）を超えないように適切に支持して同人工地盤３に許容値を超える過大な応力を生じないように設定されている。
【００１７】
こうして上述の浮体式人工地盤１は、満潮時の水面５′に浮く状態では符号３′で示すように陸岸１と同じレベルに保たれるが、干潮時の水面５になると符号３で示すように下がり、陸側端部に撓みを生じる。ところが陸側端部の下方には杭状支持部材４ａが設けられているので、これらに支えられることにより許容応力を超えて撓むことはない。
【００１８】
図６の実線グラフは、杭状支持部材４ａを設けて下から支えたときの応力の計算例を示している（支持部材４ａの上端に弾性部材を設けたものとして計算している）。なお、人工地盤の寸法等は従来例と同じに設定されている。図６からわかるように固定端の応力は１９ｋｇｆ／ｍｍ2（Ａ点）に下がり、許容応力２０ｋｇｆ／ｍｍ2以下に納まっている。
【００１９】
ここで許容応力を２０ｋｇｆ／ｍｍ2にとったのは、それが鋼材の降伏応力２３ｋｇｆ／ｍｍ2以下であり、しかも支柱４ａによって図５の実線以上の変位が拘束され、それ以上の撓みが発生し得ないので十分に安全と考えられるからである。
【００２０】
なお、人工地盤３は固定端からある距離に達すると下降から水平に移行し、そこに固定端とは逆方向の曲げモーメントが作用するが、その点の最大応力もｂ点からＢ点へとやや沖側へ移動するものの、やはり許容応力内に納まっている。
【００２１】
こうしていずれの部分でも許容応力を超えることはなく、強度的に成り立つようになる。なお干潮時には固定端から２５０ｍの位置で人工地盤上面が最大４ｍ下がることになるが、その平均勾配は４／２５０＝０.０１６で、実用上問題にはならない。
【００２２】
図２は図１の浮体式人工地盤の変形例を示しており、人工地盤３，３′は連絡橋として使用され、同人工地盤３の沖側端部に、空港などに用いられる巨大人工地盤10, 10′が常に水平を保つように接続されている。この変形例では連絡橋としての人工地盤３の多少の傾斜は許容されるので、実用上有効である。
【００２３】
次に本発明の第２実施形態について説明すると、図３に示すように、本実施形態の場合も、陸岸１に一端を固定され他端を沖側へ延在させるようにして水面５，５′に浮く浮体としての人工地盤３，３′が設けられており、満潮時の水面５′に浮く状態では人工地盤３′の上面が陸岸１の上面と同一レベルになっている。
【００２４】
また、陸岸１の近傍における人工地盤３，３′の端部下方に、満潮時の水面５′に浮く状態では同人工地盤３′の下面から離隔するが干潮時の水面５に浮く状態では同人工地盤３の下面を支持する支持手段として、水底２および陸岸１と一体の支持地盤４ｂが設けられている。
【００２５】
そして、支持地盤４ｂの上部支持面の形状は、干潮時の水面低下に伴い撓みを生じる人工地盤３の固定端付近を第１実施形態と同様に適切に支持して同人工地盤３に過大な応力を生じないような形状に設定されている。
【００２６】
この第２実施形態の場合も、前述の第１実施形態と同様の作用効果が得られるほか、支持地盤４ｂの上部支持面が陸岸１の掘削または水底２への盛り土により容易に形成できる利点がある。
【００２７】
図４は図２の浮体式人工地盤の変形例を示しており、人工地盤３，３′は連絡橋として使用され、同人工地盤３の沖側端部に、空港などに用いられる巨大人工地盤10, 10′が常に水平を保つように接続されている。この変形例の場合も連絡橋としての人工地盤３の多少の傾斜は許容されるので、実用上有効である。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の浮体式人工地盤によれば次のような効果が得られる。
(1) 陸岸に一端を固定され他端を沖側へ延在させるようにして水面に浮く浮体としての人工地盤が、満潮時には上記陸岸への固定端の付近を支持手段から離隔した自由な状態で沖側へ延在するので、同固定端は上記陸岸に対し適切な固定状態に保たれる。また、干潮時には水面の低下に伴い上記人工地盤の上記陸岸への固定端の付近が撓んで応力の増大を生じるが、同固定端の付近の人工地盤の下面は支持手段で適切に支持されるので、上記応力が許容値を超えないように維持され、これにより上記人工地盤は安全に保たれるようになる。
(2) 上記支持手段が水底に立設された複数の杭状支持部材として構成されると、同杭状支持部材の上端を連ねる支持面の形状が、干潮時の水面低下に伴い撓みを生じる上記人工地盤の固定端付近を適切に支持して同人工地盤に過大な応力を生じないように容易に設定される利点がある。
(3) 上記支持手段が、水底および陸岸と一体に設けられた支持地盤として構成される場合も、上記支持地盤の上部支持面の形状が、陸岸の掘削または水底への盛り土により形成されることにより、干潮時の水面低下に伴い撓みを生じる上記人工地盤の固定端付近を適切に支持して同人工地盤に過大な応力を生じないように容易に設定されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としての浮体式人工地盤を示す側面図である。
【図２】図１の浮体式人工地盤の変形例を示す側面図である。
【図３】本発明の第２実施形態としての浮体式人工地盤を示す側面図である。
【図４】図３の浮体式人工地盤の変形例を示す側面図である。
【図５】本発明による浮体式人工地盤の一例について、上下変位を支持手段の無い従来の場合と比較して示すグラフである。
【図６】本発明による浮体式人工地盤の一例について、直応力を、支持手段の無い従来の場合と比較して示すグラフである。
【図７】従来の浮体式人工地盤の一例を示す側面図である。
【図８】従来の浮体式人工地盤の他の例を示す側面図である。
【符号の説明】
１  陸岸
２  水底
３，３′人工地盤
４ａ  杭状支持部材
４ｂ  支持地盤
５，５′  水面
10, 10′  巨大人工地盤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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