(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洋上に浮かぶ超大型の浮体構造物の波浪による動揺を抑制すべく、同浮体構造物の波寄せ側の端部に、同浮体構造物から水面上方で水平に延在する張出板と、同張出板から水面を貫通して下方へ垂設された多数の柱状体と、同柱状体の下端に結合されて水平に延在する多孔板とをそなえ、上記多孔板の開口率が５０％以下に設定されるとともに、上記多孔板の波浪進行方向に沿う長さが波浪の対象波長の０.６〜１.２倍に設定され、かつ、上記多孔板の水面からの深さが波浪の対象波振幅の１.５倍以下に設定されていることを特徴とする、動揺抑制式超大型浮体構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海上空港やプラント搭載などに用いられる超大型の浮体構造物（メガフロート）に関し、特に波浪による動揺の抑制を図った超大型浮体構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の超大型浮体構造物としては図７に示すようなものがあり、水面21に浮かぶ浮体構造物４が海底に立設された係留装置５に係留されるようになっている。そして、入射する波浪23による浮体構造物４の動揺を抑制して、係留破壊や冠水，破損，底部露出（スラミング），居住区揺れ等を防止するためには、海底から起立する防波堤６が必要となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、 超大型浮体構造物４を波浪23から護る防波堤６としては著しく大掛かりなものが必要となり、設備コストの大幅な増加を招くことになる。
そこで、本発明は、浮体構造物自体に効率のよい消波手段を設けることにより、大掛かりな防波堤を必要とせずに、波浪による動揺を十分に抑制できるようにした、超大型浮体構造物を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明の動揺抑制式超大型浮体構造物は、洋上に浮かぶ超大型の浮体構造物の波浪による動揺を抑制すべく、同浮体構造物の波寄せ側の端部に、同浮体構造物から水面上方で水平に延在する張出板と、同張出板から水面を貫通して下方へ垂設された多数の柱状体と、同柱状体の下端に結合されて水平に延在する多孔板とをそなえ、上記多孔板の開口率が５０％以下に設定されるとともに、上記多孔板の波浪進行方向に沿う長さが波浪の対象波長の０.６〜１.２倍に設定され、かつ、上記多孔板の水面からの深さが波浪の対象波振幅の１.５倍以下に設定されていることを特徴としている。
【０００５】
上述の本発明の動揺抑制式超大型浮体構造物では、入射する波浪が、水面上方の張出板と水面下の多孔板との間に進入して、上記多数の柱状体により砕かれるとともに、同多孔板による消波作用を的確に受けるようになる。
【０００６】
そして、後述の実験結果に基づき、上記多孔板の開口率が５０％以下に設定されたり、同多孔板の長さが対象波長の０.６〜１.２倍に設定されたりするほか、同多孔板の水深位置が対象波振幅の１.５倍以下の深さに設定されているので、波浪による動揺を抑制する効果の一層の向上が期待される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の一実施形態としての動揺抑制式超大型浮体構造物について説明すると、図１はその縦断面図、図２は図１のＡ部拡大図、図３は図２のＢ−Ｂ矢視断面図、図４〜６はいずれも上記浮体構造物の上下動に関する特性を示したグラフである。
【０００８】
図１に示すように、本実施形態の場合も、水面21に浮かぶ浮体構造物４が海底に立設された係留装置５に係留されるようになっている。
本実施形態では、入射する波浪23による浮体構造物４の動揺を抑制して、係留破壊や冠水，破損，底部露出（スラミング），居住区揺れ等を防止する手段として、図１に示すＡ部の消波構造をそなえており、同消波構造は図１〜３に示すように構成される。
【０００９】
すなわち、同浮体構造物４の波寄せ側の端部に、同浮体構造物４から水面上方で水平に延在する張出板13と、同張出板13から水面21を貫通して下方へ垂設された多数の柱状体12と、同柱状体12の下端に結合されて水平に延在する多孔板１とにより、浮体構造物４自体に消波構造が設けられている。なお、多孔板１には、多数の円形開口14が形成されている。
【００１０】
図４は、上述の消波構造をそなえた超大型浮体構造物４について、多孔板１の開口率δが２０％の場合の上下動比ｚ／ｚ0（ただしｚは消波構造を有する浮体構造物の上下動、ｚ0は消波構造の無い浮体構造物の上下動）と長さ比Ｌ／λ（ただしＬは多孔板１の波浪入射方向の長さ、λは入射波の波長）との関係を実験により求めたグラフを示している。
【００１１】
図４のグラフから明らかなように、Ｌ／λが小さくなると浮体構造物４の上下動は小さくなるが、Ｌを大きくすれば多孔板１の工費も大きくなり、経済的でない。しかしＬ／λが０.６〜１.２の範囲にあると、Ｌがさほど大きくなくても上下動を軽減する効果の大きいことが分かる。
【００１２】
また、図５は、上述の消波構造をそなえた超大型浮体構造物４について、多孔板１の開口率δが２０％の場合の多孔板１の水面からの深さｄと対象波浪の波振幅ｈA（波高ｈwの１／２）との比ｄ／ｈAと、浮体構造物４の上下動比ｚ／ｚ0との関係を実験により求めたグラフを示している。このグラフから明らかなように、浮体構造物４の上下動軽減効果を高くするためには、多孔板１の水面からの深さｄをｈAの１.５倍以下とすることが要件となる。
【００１３】
さらに，図６は、上述の消波構造をそなえた超大型浮体構造物４について、Ｌ／λが１で、ｄ／ｈAも１の場合の多孔板１の開口率δ（％）と浮体構造物４の上下動比ｚ／ｚ0との関係を実験により求めたグラフを示している。
【００１４】
図６のグラフから明らかなように、開口率δが０〜５％でも上下動軽減効果がある程度期待されるが、開口率δが１０〜３５％で浮体構造物の上下動比が０.４以下になるという十分な効果を示し、開口率δが５０％を超えると、その効果は急激に減少している。したがって、超大型浮体構造物４の上下動比ｚ／ｚ0の軽減効果として期待できる開口率δは５０％以下であり、特に効果が高いのは２０〜２５％である。
【００１５】
上述の実験結果についての考察に基づき、本実施形態の動揺抑制式超大型浮体構造物では、多孔板１の開口率が５０％以下に設定されるとともに、多孔板１の波浪進行方向に沿う長さＬが波浪の対象波長の０.６〜１.２倍に設定され、かつ、多孔板１の水面からの深さｄが波浪の対象波振幅ｈAの１.５倍以下に設定されている。
【００１６】
なお、超大型浮体構造物４の設けられる水域で、対象とする波浪23の波長λや波高ｈｗは容易に事前に分かる。波長λは隣り合う波頂上の相互間の距離であり、波高ｈｗは波の頂上から波底までの距離である。そして波振幅ｈAは波高ｈｗの半分である。
【００１７】
本実施形態の動揺抑制式超大型浮体構造物では、入射する波浪が、水面上方の張出板13と水面下の多孔板１との間に進入して、多数の柱状体12により砕かれるとともに、多孔板１による消波作用を的確に受けるようになる。
【００１８】
そして、前述の実験結果に基づき、多孔板１の開口率が５０％以下に設定されたり、同多孔板１の長さが対象波浪の０.６■１.２倍に設定されたりするほか、同多孔板１の水深位置が対象波振幅の１.５倍以下の深さに設定されているので、波浪による動揺を抑制する効果の一層の向上が期待される。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の動揺抑制式超大型浮体構造物によれば次のような効果が得られる。
(1) 超大型浮体構造物へ入射する波浪が、同構造物自体に設けられた水面上方の張出板と水面下の多孔板との間に進入して、多数の柱状体により砕かれるとともに、同多孔板による消波作用を的確に受けるようになり、これにより上記浮体構造物の動揺が抑制される。
(2) 実験結果に基づき、上記多孔板の開口率が５０％以下に設定されたり、同多孔板の長さが対象波浪の０.６〜１.２倍に設定されたりするほか、同多孔板の水深位置が対象波振幅の１.５倍以下の深さに設定されているので、波浪による動揺を抑制する効果の一層の向上が期待される。
(3) 従来、超大型浮体構造物では必要と考えられていた大掛かりな防波堤が、不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての動揺抑制式超大型浮体構造物の縦断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】図１〜３の浮体構造物における多孔板の長さを変化させた場合の上下動特性についての実験結果を示すグラフである。
【図５】図１〜３の浮体構造物における多孔板の水面からの深さを変化させた場合の上下動特性について実験結果を示すグラフである。
【図６】図１〜３の浮体構造物における多孔板の開口率を変化させた場合の上下動特性について実験結果を示すグラフである。
【図７】従来の超大型浮体構造物を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  多孔板
４  超大型浮体構造物
５  係留装置
６  防波堤
12  柱状体
13  張出板
14  開口
21  水面
22  海底
23  波浪
【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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