(57)【要約】【課題】水上の格子構造、格子トラス構造、格子シェル構造に適用される水上格子構造である。【解決手段】上記水上格子構造は、格子構造（１）と浮体式構造物（２）とより構成され、または、上記格子構造（１）を構成する部材自体が浮体である。上記浮体式構造物（２）の浮力によって上記格子構造（１）を水上に浮かばせる。上記水上格子構造は、その上弦面が板状構造物であり、または、その上弦面に板状構造物が被覆して固定接続され、支持面として、水上浮体式工事における支持構造に用いられる。上記水上格子構造は空間的構造の浮体で、波がその空間を通過することで、波による浮体式構造物への影響が小さくなることを特徴とする。上述と並列する手段としては、構造の強度が高いことを特徴とする格子シェル構造の骨組を備える船体構造及び仮締切り構造である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子構造と浮体式構造物とより構成され、
前記格子構造は、均等に配置される一つまたは複数の前記浮体式構造物の上に設置且つ固定接続され、または、複数の前記浮体式構造物が備えられ、前記格子構造の部材はそれぞれ、前記浮体式構造物に接合して固定接続され、
前記浮体式構造物の浮力により、前記格子構造を水面上に浮かばせ、または浮遊状態にさせる
ことを特徴とする水上格子構造。
【請求項２】
前記格子構造は、格子グリッド構造または格子トラス構造である
ことを特徴とする請求項１に記載の水上格子構造。
【請求項３】
格子構造が一つの浮体式構造物の上に設置且つ固定接続される格子グリッド構造または格子トラス構造である水上格子構造であって、
前記浮体式構造物は井字・田字形の浮体式構造物で、
前記格子グリッド構造または格子トラス構造の下弦節点は前記井字・田字形の浮体式構造物の節点に対応する
ことを特徴とする請求項２に記載の水上格子構造。
【請求項４】
井字・田字形の前記浮体式構造物の骨組は、中空の格子グリッド構造または中空の格子トラス構造である
ことを特徴とする請求項３に記載の水上格子構造。
【請求項５】
格子構造が複数の浮体式構造物の上に設置且つ固定接続される格子グリッド構造または格子トラス構造である水上格子構造であって、
前記複数の浮体式構造物は、前記格子グリッド構造または格子トラス構造の下弦節点に設置される
ことを特徴とする請求項２に記載の水上格子構造。
【請求項６】
前記浮体式構造物は、軸線が水平面に垂直する柱状浮体式構造物である
ことを特徴とする請求項５に記載の水上格子構造。
【請求項７】
前記柱状浮体式構造物の底部には複数の止め輪を有し、当該複数の止め輪にそれぞれロープを結び付けて斜めに前記格子構造の下弦部材に接続する
ことを特徴とする請求項６に記載の水上格子構造。
【請求項８】
前記格子構造が格子グリッド構造または格子トラス構造で、複数の浮体式構造物が備えられ、格子構造の部材がそれぞれ、浮体式構造物に接合して固定接続される水上格子構造であって、
前記格子グリッド構造または格子トラス構造の腹材と、下弦材と、下弦節点とのうちの少なくとも一つが、前記浮体式構造物に接合して固定接続される
ことを特徴とする請求項２に記載の水上格子構造。
【請求項９】
前記接合は、前記浮体式構造物が格子グリッド構造または格子トラス構造の腹材と、下弦材と、下弦節点とのうちの少なくとも一つを包み覆う包覆接合である
ことを特徴とする請求項８に記載の水上格子構造。
【請求項１０】
格子グリッド構造または格子トラス構造の腹材と下弦材とのうちの少なくとも一つが浮体式構造物に接合される水上格子構造であって、
前記浮体式構造物は、中空部の断面が腹材や弦材の断面と同じで、腹材と下弦材とのうちの少なくとも一つに被せる中空の柱状浮体式部材である
ことを特徴とする請求項８に記載の水上格子構造。
【請求項１１】
格子グリッド構造または格子トラス構造の腹材と下弦材とのうちの少なくとも一つが浮体式構造物に接合される水上格子構造であって、
前記浮体式構造物は、二つの半中空の柱状浮体式部材を組み合わせることにより形成される中空の柱状浮体式構造物であり、組み合わせた場合、中空部の断面形状が腹材や弦材の断面と同じ、
前記二つの半中空の柱状浮体式部材は、合わせて腹材と下弦材とのうちの少なくとも一つを包み、
前記二つの半中空の柱状浮体式部材同士はヒンジにより接続され、またはテープなどにより縛られて接続される
ことを特徴とする請求項８に記載の水上格子構造。
【請求項１２】
前記格子構造は、格子シェル構造である
ことを特徴とする請求項１に記載の水上格子構造。
【請求項１３】
前記格子シェル構造は、平板状または環状の浮体式構造物の上に設置且つ固定接続されるドーム型格子シェル構造である
ことを特徴とする請求項１２に記載の水上格子構造。
【請求項１４】
腹材や弦材と、節点とからなる格子グリッド構造または格子トラス構造を含む水上格子構造において、
前記格子グリッド構造または格子トラス構造の上、下弦面と周囲側面に板状鋼構造物が被覆して固定接続され、
下弦面と周囲側面に被覆する前記板状鋼構造物はシール溶接され、
板状鋼構造物に取り囲まれる格子グリッド構造または格子トラス構造を含む空間は水密性を有し、水密の立体格子グリッド構造浮体物または水密の立体格子トラス構造浮体物が形成される
ことを特徴とする水上格子構造。
【請求項１５】
前記板状鋼構造物は、一つの弦面に鋼板が被覆して固定接続される比較的に小型の格子グリッド構造または格子トラス構造であり、または、一つの弦面が鋼板である比較的に小型の格子グリッド構造または格子トラス構造である
ことを特徴とする請求項１４に記載の水上格子構造。
【請求項１６】
部材より格子構造を構成する水上格子構造において、
前記格子構造にある部材は、前記格子構造の自重及び最大荷重の和と、部材の体積の和との比が９８００Ｎ／ｍ３より小さい浮体式部材で、当該浮体式部材から構成され、または当該浮体式部材を含んで構成される格子構造は浮体式格子構造になる
ことを特徴とする水上格子構造。
【請求項１７】
前記浮体式部材から構成され、または前記浮体式部材を含んで構成される浮体式格子構造は、浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造である
ことを特徴とする請求項１６に記載の水上格子構造。
【請求項１８】
前記浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造は、その腹材と、下弦節点と、下弦材とのうちの少なくとも一つが浮体式部材である
ことを特徴とする請求項１７に記載の水上格子構造。
【請求項１９】
浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造の下弦節点が腹材や弦材に接続するための装置を備える浮体式部材である水上格子構造であって、
前記下弦節点は変形体であり、構成される浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造において水中へ突出する浮体式部材である
ことを特徴とする請求項１８に記載の水上格子構造。
【請求項２０】
前記浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造において、腹材のいずれもが斜めに配置され、下弦節点が腹材や弦材に接続するための装置を備える浮体式部材である水上格子構造であって、
前記下弦節点は変形体であり、その上部が垂直な柱状で、下部が、構成される浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造において水中へ突出する浮体式部材である
ことを特徴とする請求項１８に記載の水上格子構造。
【請求項２１】
前記浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造において、水平面に垂直する腹材が備えられ、下弦節点や、水平面に垂直する腹材が浮体式部材である水上格子構造であって、
前記下弦節点や、前記水平面に垂直する腹材は、一体形成されるとともに、構成される浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造において水中へ突出する浮体式部材である
ことを特徴とする請求項１８に記載の水上格子構造。
【請求項２２】
浮体式部材には節点または腹材や弦材に接続するための装置を備える水上格子構造であって、
その本体部は水密性を有する中空のシェル構造で、
その殻壁は鋼板から構成され、または剛性的に被覆される二層格子シェル構造であり、または外面にセメントモルタルが塗布された鉄筋格子グリッド−フォームプラスチックのサンドイッチ構造である
ことを特徴とする請求項１８〜２１のいずれかに記載の水上格子構造。
【請求項２３】
浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造において、腹材と下弦材とのうちの少なくとも一つが、両端に節点に接続するための装置を備える浮体式部材である水上格子構造であって、
前記浮体式部材の本体部は、その空間内にフォームプラスチック浮体が充填される立体トラス構造である
ことを特徴とする請求項１８に記載の水上格子構造。
【請求項２４】
前記浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造は、その下弦面が平板状浮体式構造物または井字・田字形浮体式構造物である
ことを特徴とする請求項１７に記載の水上格子構造。
【請求項２５】
前記浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造は、その下弦節点が前記浮体式構造物に固定接続される
ことを特徴とする請求項１７に記載の水上格子構造。
【請求項２６】
格子グリッド構造または格子トラス構造を含む水上格子構造において、
前記格子グリッド構造または格子トラス構造の空間内にフォームプラスチック浮体が充填される
ことを特徴とする水上格子構造。
【請求項２７】
前記格子グリッド構造または浮体式格子グリッド構造、格子トラス構造または浮体式格子トラス構造は、その上弦面が板状構造物である
ことを特徴とする請求項２〜１１、１７〜２１、２３〜２６のいずれかに記載の水上格子構造。
【請求項２８】
前記板状構造物は、格子のサイズが比較的に小さい板状格子グリッド構造または板状格子トラス構造である
ことを特徴とする請求項２７に記載の水上格子構造。
【請求項２９】
前記格子グリッド構造または浮体式格子グリッド構造、格子トラス構造または浮体式格子トラス構造は、中空のものである
ことを特徴とする請求項２〜１１、１７〜２１、２３〜２６のいずれかに記載の水上格子構造。
【請求項３０】
主にフレーム構造である水上格子構造において、
前記フレーム構造は、その自重及び最大荷重の和と、体積との比が９８００Ｎ／ｍ３より小さい浮体式フレーム構造である
ことを特徴とする水上格子構造。
【請求項３１】
前記浮体式フレーム構造には、そのフレームの縦柱と横桁が立体トラス構造により構成され、
前記立体トラス構造の外面に鋼板構造が被覆して溶接され、潜水または半潜水する縦柱と横桁の上に被覆して溶接された鋼板が水密であり、または、立体トラス構造内にフォームプラスチック浮体が充填される
ことを特徴とする請求項３０に記載の水上格子構造。
【請求項３２】
複数の柱状浮体式構造物を含む水上格子構造において、
前記複数の柱状浮体式構造物の端面と側面が互いに固定接続されて、井字・田字形浮体式構造物またはフレーム構造浮体物が構成される
ことを特徴とする水上格子構造。
【請求項３３】
その上弦面または上平面は、板構造である場合に、そのまま支持面とされ、板構造ではない場合に、板構造が被覆して固定接続された後に支持面とされる請求項２〜１１、１４〜１５、１７〜２１、２３〜２６、３０〜３２のいずれかに記載の水上格子構造において、
水上輸送、水上建築、水上工場、水上浮体式プラットホーム、海上石油掘削プラットホーム、海上空港、浮体式埠頭、人工島、海上都市などの水上浮体工事における支持構造に用いられる水上格子構造の用途。
【請求項３４】
その上弦面または上平面は、板構造である場合に、そのまま支持面とされ、板構造ではない場合に、板構造が被覆して固定接続された後に支持面とされる請求項２〜１１、１４〜１５、１７〜２１、２３〜２６、３０〜３２のいずれかに記載の水上格子構造において、
前記支持面に縦柱支持構造が固定接続され、壁面となるべき複数の縦柱より構成される垂直面に、板構造が被覆して固定接続されて、壁体が構成され、また、前記縦柱支持構造の上方に格子グリッド構造、格子トラス構造または格子シェル構造が被覆して固定接続され、さらに前記格子グリッド構造、格子トラス構造または格子シェル構造に板構造が被覆して固定接続されて、水上人間居住空間が構成される水上格子構造の用途。
【請求項３５】
請求項２〜１１、１７〜２１、２３〜２６のいずれかに記載の水上格子構造において、
浮橋の支持構造として、その上弦面に橋床系が被覆して固定接続され、水上格子構造の平面軸線が橋床系の平面軸線と一致し、水上格子構造の軸方向の両側において水底ボラードまたはケーソンに接続するための位置決めケーブル系を備えて、浮橋が構成される水上格子構造の用途。
【請求項３６】
前記水上格子構造の平面形状は、非字形または井字形である
ことを特徴とする請求項３５に記載の水上格子構造の用途。
【請求項３７】
格子構造が二層以上のアーチ型柱面格子シェル構造である請求項１に記載の水上格子構造において、
浮橋の支持構造として、前記アーチ型柱面格子シェル構造の両端がそれぞれ二つの浮体式構造物に固定され、前記アーチ型柱面格子シェル構造の上弦面に橋床系が被覆して固定接続され、浮橋または長径間の浮橋の一部が構成される水上格子構造の用途。
【請求項３８】
前記格子構造が二層以上のアーチ型柱状格子シェル構造である請求項１６に記載の水上格子構造において、
柱状格子シェル構造が軸線を水平状態にして水面に浮かび、浮橋の支持構造として、その上弦面に橋床系が設置且つ固定接続され、前記柱状格子シェル構造の軸方向の両側において、水底ボラードまたはケーソンに接続するための位置決めケーブル系を備えるとともに、格子シェル構造が波によって左右に揺れることを防ぐための平衡翼も固定接続されて、浮橋が構成される水上格子構造の用途。
【請求項３９】
請求項１４または１５に記載の水上格子構造において、
箱形状または平板状の浮体式構造物として、または、液体を積載する船舶の主構造として用いられる水上格子構造の用途。
【請求項４０】
腹材や弦材と、節点とより構成される一層以上の球状格子シェル、箱形格子シェル、柱状格子シェルや、変形中空格子シェルを含み、前記格子シェルの外周部材に板構造が被覆して固定接続され、剛性的に被覆される一層以上の格子シェル構造が形成される水上格子シェル構造において、
剛性的に被覆される空間は水密性を有し、
前記格子シェル構造は水上に用いられると、水密的且つ剛性的に被覆される球状格子シェル構造浮体物、箱形格子シェル構造浮体物、柱状格子シェル構造浮体物や、変形中空格子シェル構造浮体物になる
ことを特徴とする水上格子シェル構造。
【請求項４１】
格子シェル構造は軸心線が水面に平行する、水密的且つ剛性的に被覆される柱状の二層以上の格子シェル構造である水上格子シェル構造であって、
前記水密的且つ剛性的に被覆される柱状の二層以上の格子シェル構造は、その軸方向の両側に、前記格子シェル構造が波によって左右に揺れることを防ぐための平衡翼が固定接続される
ことを特徴とする請求項４０に記載の水上格子シェル構造。
【請求項４２】
腹材や弦材と、節点とより構成される一層以上の格子シェル構造を含み、前記格子シェルの外周部材に板構造が被覆して固定接続され、剛性的に被覆される一層以上の格子シェル構造が形成される水上格子シェル構造において、
前記格子シェル構造は船状の格子シェル構造で、水密的且つ剛性的に被覆されており、
前記格子シェル構造は水上に用いられると、水密的且つ剛性的に被覆される船状格子シェル構造浮体物になる
ことを特徴とする水上格子シェル構造。
【請求項４３】
船側及び船底の骨組を含む船体構造において、
前記船側及び船底の骨組は二層以上の格子シェル構造である
ことを特徴とする船体構造。
【請求項４４】
船側及び船底の骨組と、バルクヘッド骨組と、甲板骨組とを含む船体構造において、
前記船側及び船底の骨組は、二層以上の格子シェル構造で、
前記バルクヘッド骨組と前記甲板骨組とのいずれもが格子グリッド構造または格子トラス構造であり、または、前記バルクヘッド骨組だけは格子グリッド構造または格子トラス構造である
ことを特徴とする船体構造。
【請求項４５】
球形、柱状や、船状の二層以上の格子シェル構造を含む水上格子シェル構造において、
前記格子シェル構造の表裏側の部材の間にフォームプラスチックが充填される
ことを特徴とする水上格子シェル構造。
【請求項４６】
骨組構造と、前記骨組構造の外周に水密的に被覆する鋼板とを含み、仮締切りの軸心線が水面に垂直し、仮締切りの水平断面が円形、楕円形、矩形、方形、または他の形の閉線であり、仮締切り内に水平圧力支持構造が備えられる場合がある仮締切り構造において、
前記骨組構造は、軸線が水平面に垂直する柱状格子シェル構造である
ことを特徴とする仮締切り構造。
【請求項４７】
骨組構造と、前記骨組構造の外周に水密的に被覆する鋼板とを含み、仮締切りの軸心線が水面に垂直し、仮締切りの水平断面が矩形や方形で、仮締切り内に水平圧力支持構造が備えられる場合がある仮締切り構造において、
前記仮締切りの周囲の骨組は、弦面が水平面に垂直する格子グリッド構造または格子トラス構造である
ことを特徴とする仮締切り構造。
【請求項４８】
骨組構造と、前記骨組構造の外周に水密的に被覆する鋼板とを含み、仮締切りの軸心線が水面に垂直し、仮締切りの水平断面は中間が矩形や方形で、両端が半円形であり、仮締切り内において、二つの直辺面に垂直してこれらの面を支持する水平圧力支持構造が備えられる場合がある仮締切り構造において、
前記仮締切りの二つの直辺面の骨組構造は、弦面が水平面に垂直する格子グリッド構造または格子トラス構造であり、
両端の半円柱面の骨組は、半円形柱面の二層以上の格子シェル構造であり、当該格子シェル構造の層数が格子グリッド構造または格子トラス構造の層数に対応する
ことを特徴とする仮締切り構造。
【請求項４９】
プラットホームに仮締切りの骨組を取り付け、前記骨組の外周に被覆用鋼板を取り付け、仮締切りの中に水平圧力支持構造が備えられる場合があり、建設される水域において、水底の泥を掘り出して水底を凹状にした後、仮締切りを沈下させて所定位置に取り付け、前記仮締切りの底端部周縁の鋼板を水底の泥に深く挿入し、水底の仮締切りの外側に水中コンクリートや他の閉塞材を埋め、そして仮締切り内の水を引き出し、被覆用鋼板に取り囲まれる仮締切り空間が水密になる仮締切り構造の製造・取り付け方法において、
前記プラットホームは、建設される水域において、浮体式プラットホームであり、位置決めケーブルによって、建設される水域に位置が決められ、
前記プラットホームの中央部は中空構造で、中空平面が仮締切りの水平断面に類似するが、前記仮締切りの水平断面よりやや大きく、中央の中空部に一時的なプラットホームが設けられ、前記一時的なプラットホームにおいてプレキャスト部材で仮締切りの骨組が組み立てられ、
前記仮締切りの骨組は軸線が水平面に垂直する柱状格子シェル構造であるが、断面が矩形や方形である大型、超大型の仮締切り構造では、その周囲の骨組は弦面が水平面に垂直する格子グリッド構造または格子トラス構造であり、水平断面は中間が矩形や方形で、両端が半円形である仮締切り構造では、仮締切りの二つの直辺面の骨組は弦面が水平面に垂直する格子グリッド構造または格子トラス構造であり、仮締切りの両端の半円柱面の骨組は半円形柱面の二層以上の格子シェル構造で、当該格子シェル構造の層数が格子グリッド構造または格子トラス構造の層数に対応し、
水平圧力支持構造が必要な場合、前記水平圧力支持構造は弦面が水平面に垂直する格子グリッド構造または格子トラス構造であってもよく、
骨組の外周に被覆用鋼板を取り付け、仮締切りの底端部の周縁から組み立て始め、側面から次第に上へ行い、取り付けの高さの増加によって、複数のロープの一端を仮締切りの底端部に結び付けるとともに、ロープの他端をプラットホームに結び付け、そして一時的なプラットホームを取り外して、仮締切りを前記プラットホームの中央の中空部に落ち込ませ、また、前記仮締切りを取り付けながら、人が浮体式プラットホームに立って操作しやすい高さまで徐々に沈下させ、
設計された高さに達すると、沈下される仮締切りが所定位置に取り付けられることになる
ことを特徴とする請求項４６、４７または４８に記載の仮締切り構造の製造・取り付け方法。
【請求項５０】
プラットホームに仮締切りの骨組を取り付け、前記骨組の外周に被覆用鋼板を取り付け、仮締切りの中に水平圧力支持構造が備えられる場合があり、建設される水域において、水底の泥を掘り出して水底を凹状にした後、仮締切りを沈下させて所定位置に取り付け、前記仮締切りの底端部周縁の鋼板を水底の泥に深く挿入し、水底の仮締切りの外側に水中コンクリートや他の閉塞材を埋め、そして仮締切り中の水を引き出し、被覆用鋼板に取り囲まれる仮締切り空間が水密になる仮締切り構造の製造・取り付け方法において、
プラットホームは、建設される水域において、中央プラットホームと、中央プラットホームを囲む外周プラットホームとから構成され、前記二つのプラットホームのいずれもが浮体式プラットホームで、位置決めケーブルによって、建設される水域に位置が決められ、
前記中央プラットホームは、平面が仮締切りの水平断面に類似するが、前記仮締切りの水平断面よりやや大きく、前記外周プラットホームと上下に相対的に移動可能に結合しており、
取り付ける前に、前記中央プラットホームは前記外周プラットホームよりやや高く、または前記外周プラットホームと同じ平面にあり、前記中央プラットホーム浮体は、水を注入することにより浮力を調整することができ、前記中央プラットホームにおいて、プレキャスト部材で仮締切り骨組が組み立てられ、
前記仮締切りの骨組は軸線が水平面に垂直する柱状格子シェル構造であるが、断面が矩形や方形である大型、超大型の仮締切り構造では、その周囲の骨組は弦面が水平面に垂直する格子グリッド構造または格子トラス構造であり、水平断面は中間が矩形や方形で、両端が半円形である仮締切り構造では、仮締切りの二つの直辺面の骨組は弦面が水平面に垂直する格子グリッド構造または格子トラス構造であり、仮締切りの両端の半円柱面の骨組は半円形柱面の二層以上の格子シェル構造で、当該格子シェル構造の層数が格子グリッド構造または格子トラス構造の層数に対応し、
水平圧力支持構造が必要な場合、前記水平圧力支持構造は弦面が水平面に垂直する格子グリッド構造または格子トラス構造であり、
仮締切りの底端部の周縁から組み立て始め、そして側面から次第に上へ行い、底部と側面にプレキャストの格子シェル被覆用鋼板を取り付け、取り付けられた被覆用鋼板が取り囲む仮締切り空間は水密性を有し、
仮締切りが単独に水面に浮かぶように組立てられると、前記中央プラットホーム浮体に水を注入することにより、前記中央プラットホームを沈下させて仮締切りの底部から分離させて撤去し、そして、引き続き仮締切りを取り付け、仮締切りの高さの増加によって、人が外周プラットホームに立って操作しやすい高さまで仮締切りを沈下させるように仮締切りに水を注入し、
仮締切りが設計された高さに達すると、仮締切りを水で充満させて沈下させ、所定位置に取り付けて、水底にある仮締切りの外側に閉塞材を埋め、仮締切り中の水を引き出した後、仮締切りの中で仮締切りの底部構造を取り外す
ことを特徴とする請求項４６、４７または４８に記載の仮締切り構造の製造・取り付け方法。
【請求項５１】
請求項４０〜４４、４６〜４８に記載の浮体式格子シェル、船体構造または仮締切り構造に用いられる被覆板であって、格子シェルの外周部材に被覆して固定接続され、または、前記格子シェルの外周部材に、腹材や弦材より構成される且つ節点が格子シェルの節点に対応する井字形格子構造が固定接続された後、当該井字形格子構造に被覆して固定接続される被覆板において、
前記被覆板は、格子シェルと同じまたはその整数倍の長さ及び幅を有し、平板状またはアーチ型曲面状を呈しており、格子シェル外周部材または井字型格子構造にシール溶接によって接続され、またはボルトで固定接続され、
前記被覆板と格子シェルの外周部材または井字型网格部材との間にシールリングが備えられる
ことを特徴とする被覆板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間的格子構造に関し、特に、水上に適用される格子グリッド構造、格子トラス構造、格子シェル構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の空間的格子構造には、格子グリッド構造、格子トラス構造や、格子シェル構造が含まれている。例えば、ガソリンスタンド、体育館、大型作業場や、倉庫などの天井には、格子グリッド構造、格子シェル構造または格子トラス構造が設けられている。このような格子グリッド構造、格子シェル構造または格子トラス構造は、工場で量産された専用の腹材や弦材と、節点部材とより組み立てられ、地面に固定された複数のコンクリート構造または鋼構造の縦柱に支持され、そして若干の下弦節点で上記支持縦柱に固定接続されている。上記格子グリッド構造、格子シェル構造または格子トラス構造の上弦面を防雨用板材で被覆すると、大空間の家屋構造が形成される。空間的格子構造は、剛性が大きくて、大径間の空間に適用されるとともに、重量が軽くて製造期間が短く、低コストで工業化レベルが高い。しかし、従来の空間的格子構造は、その下の空間が利用されているが、陸地上にしか適用されず、水上には適用されない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、浮体式支持構造として水上に適用される水上格子構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明は、下記のような複数の種類の水上格子構造を提供する。
【０００５】
１．本発明の一局面に従う水上格子構造は、格子構造と浮体式構造物とより構成されるもので、上記格子構造と上記浮体式構造物は同じく重要に働いている。上記格子構造と上記浮体式構造物との組み合わせは、下記の二つの方式がある。即ち、格子構造は、均等に配置される一つまたは複数の浮体式構造物の上に設置且つ固定接続され、または、複数の浮体式構造物が備えられ、格子構造の部材はそれぞれ、浮体式構造物に接合して固定接続される。上記格子構造は、水中浮遊状態（ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｓｔａｔｅ）に設計された場合、上記格子構造を構成するすべての部材がそれぞれ浮体式構造物に接合して固定接続されてもよい。水面浮遊状態（ｆｌｏａｔｉｎｇ ｓｔａｔｅ）または半潜水状態に設計された場合、潜水または半潜水する部材がそれぞれ浮体式構造物に接合して固定接続される。第１の組み合わせ方式は浮体式構造物の浮力によって格子構造を水面上に浮かばせることを目的とするのに対して、第２の組み合わせ方式は浮体式構造物の浮力によって格子構造を水面浮遊と、半潜水と、水中浮遊という三つのうちの少なくとも一つの状態にすることを目的とする。上記接合とは、格子部材と浮体式構造物とをつなぎ合わせることを意味する。
【０００６】
２．浮体式構造物と組み合わせる格子構造は、格子グリッド構造または格子トラス構造である。
【０００７】
３．格子構造が一つの浮体式構造物の上に設置且つ固定接続される格子グリッド構造または格子トラス構造である場合に、浮体式構造物は井字・田字形の浮体式構造物である。いわゆる井字・田字形の浮体式構造とは、浮体式構造物のソリッドモデルが井字・田字形の中空格子構造に構成されていることである。格子グリッド構造または格子トラス構造の下弦節点は井字・田字形浮体式構造物の節点に対応する。井字・田字形の節点とは、井字・田字形の縦横交差点である。
【０００８】
４．上記井字・田字形浮体式構造物の骨組は、中空の格子グリッド構造または中空の格子トラス構造である。
【０００９】
５．上記格子構造が複数の浮体式構造物の上に設置且つ固定接続される格子グリッド構造または格子トラス構造である場合に、上記複数の浮体式構造物は、格子グリッド構造または格子トラス構造の下弦節点に配置される。
【００１０】
６．上記複数の浮体式構造物は、軸線が水平面に垂直する柱状浮体式構造物である。
【００１１】
７．柱状浮体式構造物の底部には複数の止め輪を有し、当該複数の止め輪にそれぞれロープを結び付けて斜めに格子構造の下弦部材に接続することにより、柱状浮体式構造物の底部を水中に垂直して位置決め、それが波によって揺れないようにする。
【００１２】
８．格子構造は、複数の浮体式構造物が備えられ、部材がそれぞれ浮体式構造物に接合して固定接続される格子グリッド構造または格子トラス構造である場合、格子グリッド構造または格子トラス構造の腹材と、下弦材と、下弦節点とのうちの少なくとも一つが浮体式構造物に接合して固定接続される。
【００１３】
９．上記接合とは包覆接合である。浮体式構造物により、格子グリッド構造または格子トラス構造の腹材と、下弦材と、下弦節点とのうちの少なくとも一つを包み覆うことによって、部材及びその部材より構成される格子構造は浮力が付与され、浮体式構造になる。
【００１４】
１０．格子グリッド構造または格子トラス構造の腹材と下弦材とのうちの少なくとも一つが浮体式構造物に接合される場合、上記浮体式構造物は中空柱状の浮体式部材であり、その中空部の断面が腹材や弦材の断面と同じである。上記中空柱状の浮体式部材は、格子部材を組み立てる前に、腹材と下弦材とのうちの少なくとも一つに被覆しておく。
【００１５】
１１．格子グリッド構造または格子トラス構造の腹材と下弦材とのうちの少なくとも一つが浮体式構造物に接合される場合、浮体式構造物は、二つの半中空の柱状浮体式部材を組み合わせることにより形成される中空の柱状浮体式構造物であってもよい。組み合わせた時に、中空部の断面が腹材や弦材の断面と同じである。取り付ける場合は、まず二つの半中空の柱状浮体式部材を分離させ、そして合わせて、腹材と下弦材とのうちの少なくとも一つを包むようにする。上記二つの半中空の柱状浮体式部材同士はヒンジにより接続され、またはテープなどにより縛られて接続される。
【００１６】
１２．請求項１に記載の水上格子構造において、上記格子構造は格子シェル構造であってもよい。
【００１７】
１３．上記格子シェル構造は、平板状または環状の浮体式構造物の上に設置且つ固定接続されるドーム型格子シェル構造である。
【００１８】
１４．本発明の他の局面に従う水上格子構造は、腹材や弦材と、節点とからなる格子グリッド構造または格子トラス構造を含み、上記格子グリッド構造または格子トラス構造の上、下弦面と周囲側面に板状鋼構造物が被覆して固定接続され、下弦面と周囲側面に被覆する上記板状鋼構造物はシール溶接され、上記板状鋼構造物に取り囲まれる格子グリッド構造または格子トラス構造を含む空間は水密性を有し、即ち、被覆用の板状鋼構造物が水密であり、水密の空間的格子グリッド構造浮体または水密の空間的格子トラス構造浮体が形成される。
【００１９】
１５．上記板状鋼構造物は、一つの弦面に鋼板が被覆して固定接続される比較的に小型の格子グリッド構造または格子トラス構造であってもよく、または、一つの弦面が鋼板である比較的に小型の格子グリッド構造または格子トラス構造であってもよい。ここにいわゆる小型とは、板状鋼構造物を構成する格子グリッド構造または格子トラス構造における格子のサイズが、板状鋼構造物により被覆された格子グリッド構造または格子トラス構造の格子のサイズより小さい、または、かなり小さいということである。
【００２０】
１６．本発明の他の局面に従う水上格子構造は、部材より格子構造を構成し、上記格子構造の部材の全部または一部は、その自重及び最大荷重の和と、上記部材の体積の和との比が９８００Ｎ／ｍ３より小さい浮体式部材であり、当該浮体式部材から構成され、または当該浮体式部材を含んで構成される格子構造は、水において半潜水、水面浮遊または水中浮遊の状態を呈する浮体式格子構造である。
【００２１】
１７．上記浮体式部材から構成される格子構造は、浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造である。
【００２２】
１８．上記浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造は、その腹材と、下弦節点と、下弦材とのうちの少なくとも一つが浮体式部材である。
【００２３】
１９．浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造の下弦節点が腹材や下弦材に接続するための装置を備える浮体式部材である場合、上記下弦節点は変形体であり、構成される浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造において水中へ突出する浮体式部材である。変形体にするのは、下弦節点の体積を増大し、浮力を増加するためである。
【００２４】
２０．腹材のいずれもが斜めに配置され、下弦節点が腹材や弦材に接続するための装置を備える浮体式部材である浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造を利用する場合、上記下弦節点は変形体であり、上部が垂直な柱状で、下部が、構成される浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造において水中へ突出する浮体式部材であってもよい。
【００２５】
２１．水平面に垂直する腹材を備え、下弦節点や、水平面に垂直する腹材が浮体式部材である格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造を利用する場合、上記下弦節点や垂直腹材は一体形成されるとともに、構成される浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造において水中へ突出する浮体式部材である。
【００２６】
２２．請求項１８〜２１のいずれかに記載の水上格子構造において、その浮体式部材には節点または腹材や弦材に接続するための装置を備え、その本体部は水密性を有する中空のシェル構造である。また、腹材や弦材浮体の本体部は水密性を有する中空柱体であり、節点浮体の本体部は水密性を有する中空球構造であり、変形体浮体の本体部は変形の中空構造である。このような三つの水密の中空シェルの殻壁は鋼板から構成され、または、剛性的に被覆される二層格子シェル構造であり、または、外面にセメントモルタルが塗布された鉄筋格子グリッド−フォームプラスチックのサンドイッチ構造である。
【００２７】
２３．腹材と下弦材とのうちの少なくとも一つが両端に節点に接続するための装置を備える浮体式部材である浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造を利用する場合、浮体式部材の本体部は、その空間内にフォームプラスチックが充填される立体トラス構造であってもよい。
【００２８】
２４．浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造である場合、その下弦面は平板状浮体式構造物または井字・田字形浮体式構造物である。
【００２９】
２５．浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造である場合、浮力を増加するために、その下弦節点が浮体式構造物に固定接続される。
【００３０】
２６．本発明の他の局面に従う水上格子構造は、格子グリッド構造または格子トラス構造を含み、上記格子グリッド構造または格子トラス構造の空間内にフォームプラスチックが充填される。
【００３１】
２７．上記２〜１１、１７〜２１、２３〜２６のいずれかに記載の水上格子構造においては、格子グリッド構造または浮体式格子グリッド構造、格子桁架または浮体式格子トラス構造を利用する場合、その上弦面が板状構造物である。
【００３２】
２８．上記板状構造物は格子のサイズが比較的に小さい板状格子グリッド構造または板状格子トラス構造である。即ち、小型の板状格子グリッド構造または板状格子トラス構造を、大型の水上格子グリッド構造または格子トラス構造の上弦面として用いる。
【００３３】
２９．上記２〜１１、１７〜２１、２３〜２６のいずれかに記載の水上格子構造においては、上記格子グリッド構造または浮体式格子グリッド構造、格子トラス構造または浮体式格子トラス構造は中空状のものである。
【００３４】
３０．本発明の他の局面に従う水上格子構造は、主にフレーム構造から構成される。上記フレーム構造は、その自重及び最大荷重の和と、体積との比が９８００Ｎ／ｍ３より小さい浮体式フレーム構造である。
【００３５】
３１．上記浮体式フレーム構造では、そのフレームの縦柱と横桁が立体トラス構造より構成され、上記立体トラス構造の外面に鋼板構造が被覆して溶接され、潜水または半潜水する縦柱と横桁の上に被覆して溶接された鋼板が水密であり、または、立体トラス構造内にフォームプラスチック浮体が充填される。
【００３６】
３２．本発明の他の局面に従う水上格子構造は、複数の柱状浮体式構造物を含むものであり、上記複数の柱状浮体式構造物の端面と側面が互いに固定接続されて、井字・田字形浮体式構造物またはフレーム構造浮体物が構成される。
【００３７】
３３．その上弦面または上平面は板構造である場合に、そのまま支持面とされ、板構造ではない場合に、板構造が被覆して固定接続された後に支持面とされる請求項２〜１１、１４〜１５、１７〜２１、２３〜２６、３０〜３２のいずれかに記載の水上格子構造は、水上輸送、水上建築、水上工場、水上浮体式プラットホーム、海上石油掘削プラットホーム、海上空港、浮体式埠頭、人工島、海上都市などの水上浮体式工事における支持構造に用いられる用途がある。
【００３８】
３４．その上弦面または上平面は板構造の場合に、そのまま支持面とされ、板構造ではない場合に、板構造が被覆して固定接続された後に支持面とされる請求項２〜１１、１４〜１５、１７〜２１、２３〜２６、３０〜３２のいずれかに記載の水上格子構造は、上記支持面に縦柱支持構造が固定接続され、壁面となるべき複数の縦柱より構成される垂直面に、板構造が被覆して固定接続されて壁体が構成され、また、上記縦柱支持構造の上方に格子グリッド構造、格子トラス構造または格子シェル構造が被覆して固定接続され、さらに上記格子グリッド構造、格子トラス構造または格子シェル構造に板構造が被覆して固定接続されて、水上人間居住空間が構成される用途がある。
【００３９】
３５．請求項２〜１１、７〜２１、２３〜２６のいずれかに記載の水上格子構造は浮橋の支持構造として、その上弦面に橋床系が被覆して固定接続され、水上格子構造の平面軸線が橋床系の平面軸線と一致し、水上格子構造の軸方向の両側において、水底ボラードまたはケーソンに接続される位置決めケーブル系を備え、浮橋が構成される用途がある。
【００４０】
３６．請求項３５に記載の水上格子構造の用途において、水上格子構造は浮橋の支持構造として、その平面形状が非字形または井字形である。
【００４１】
３７．格子構造が二層以上のアーチ型柱面格子シェル構造である請求項１に記載の水上格子構造は浮橋の支持構造として、上記アーチ型柱面格子シェル構造の両端がそれぞれ二つの浮体式構造物に固定され、また上記アーチ型柱面格子シェル構造の上弦面に橋床系が被覆して固定接続され、浮橋または長径間の浮橋の一部が構成され、船舶がそのアーチ部の下を介して通航できる用途がある。
【００４２】
３８．格子構造が二層以上のアーチ型柱面格子シェル構造である請求項１６に記載の水上格子構造は、柱状格子シェル構造が軸線を水平状態にして水面に浮かび、浮橋の支持構造として、上記柱状格子シェル構造自体が浮体式構造物であり、その上弦面に橋床系が設置且つ固定接続され、また上記水上格子シェル構造の軸方向の両側において、水底ボラードまたはケーソンに接続される位置決めケーブル系を備えるとともに、格子シェル構造が波によって左右に揺れることを防ぐための平衡翼も固定接続されて、浮橋が構成される用途がある。
【００４３】
３９．請求項１４または１５に記載の水上格子構造は、箱状または平板状浮体式構造物として、または、液体を積載する船舶の主構造として用いられる用途がある。
【００４４】
４０．本発明の他の局面に従う水上格子シェル構造は、腹材や弦材と、節点とより構成される一層以上の球状格子シェル、箱状格子シェル、柱状格子シェルや、変形中空格子シェルを含み、上記格子シェルの外周部材に板構造が被覆して固定接続され、剛性的に被覆される一層以上の格子シェル構造が形成される。剛性的に被覆される空間は水密性を有し、上記格子シェル構造は水上に用いられると、水密的且つ剛性的に被覆される球状格子シェル構造浮体、箱状格子シェル構造浮体、柱状格子シェル構造浮体、変形中空格子シェル構造になる。
【００４５】
４１．請求項４０に記載の水上格子シェル構造は、格子シェル構造が水密的且つ剛性的に被覆される柱状の二層以上の格子シェル構造であり、その軸心線が水面に平行し、その軸方向の両側に、上記格子シェル構造が波によって左右に揺れることを防ぐための平衡翼が固定接続される。
【００４６】
４２．本発明の他の局面に従う水上格子シェル構造は、腹材や弦材と、節点とより構成される一層以上の格子シェル構造を含み、上記格子シェルの外周部材に板構造が被覆して固定接続され、剛性的に被覆される一層以上の格子シェル構造が形成される。上記格子シェルは船状の格子シェルで、水密的且つ剛性的に被覆されている。上記格子シェル構造は水上に用いられると、水密的且つ剛性的に被覆される船状格子シェル構造浮体物になる。
【００４７】
４３．本発明の他の局面に従う船体構造は、船側及び船底の骨組を含み、上記船側及び船底の骨組は二層以上の格子シェル構造である。
【００４８】
４４．本発明の他の局面に従う船体構造は、船側及び船底の骨組と、バルクヘッド骨組と、甲板骨組とを含み、上記船側及び船底の骨組は二層以上の格子シェル構造で、上記バルクヘッド骨組と上記甲板骨組はいずれも格子グリッド構造または格子トラス構造であり、または、上記バルクヘッド骨組だけは格子グリッド構造または格子トラス構造である。
【００４９】
４５．本発明の他の局面に従う水上格子シェル構造は、球状、柱状、船状の二層以上の格子シェル構造を含み、上記格子シェル構造の表裏側の部材の間にフォームプラスチックが充填される。
【００５０】
４６．本発明の他の局面に従う仮締切り構造は、骨組構造と、上記骨組構造の外周に水密的に被覆される鋼板とを含み、仮締切りの軸心線が水面に垂直し、仮締切りの水平断面が円形、楕円形、矩形、方形、または他の形の閉線であり、仮締切り内に水平圧力支持構造が備えられる場合があり、上記骨組構造は軸線が水平面に垂直する柱状格子シェル構造である。
【００５１】
４７．本発明の他の局面に従う仮締切り構造は、骨組構造と、上記骨組構造の外周に水密的に被覆される鋼板とを含み、仮締切りの軸心線が水面に垂直し、仮締切りの水平断面が矩形や方形であり、仮締切り内に水平圧力支持構造が備えられる場合があり、上記仮締切りの周囲の骨組構造は弦面が水平面に垂直する格子グリッド構造または格子トラス構造である。
【００５２】
４８．本発明の他の局面に従う仮締切り構造は、骨組構造と、骨組構造の外周に水密的に被覆される鋼板とを含み、仮締切りの軸心線が水面に垂直し、仮締切りの水平断面は中間が矩形や方形で、両端が半円形であり、仮締切り内において、二つの直辺面に垂直してこれらの面を支持する水平圧力支持構造が備えられる場合がある。上記仮締切りの二つの直辺面の骨組構造は、弦面が水平面に垂直する格子グリッド構造または格子トラス構造であるが、両端の半円柱面の骨組構造は、半円形柱面の二層以上の格子シェル構造である。上記格子シェル構造の層数が格子グリッド構造または格子トラス構造の層数に対応する。例えば、格子グリッド構造または格子トラス構造の層数が二層である場合、格子シェル構造の層数は三層になり、これによって類推する。
【００５３】
４９．本発明の他の局面に従う請求項４６〜４８に記載の仮締切り構造の製造・取り付け方法は、プラットホームに仮締切りの骨組を取り付け、上記骨組の外周に被覆用鋼板を取り付け、仮締切りの中に水平圧力支持構造が備えられる場合があり、建設される水域において、水底の泥を掘りだして水底を凹状にした後、仮締切りを沈下させて所定位置に取り付け、仮締切りの底端部周縁の鋼板を水底の泥に深く挿入し、水底の仮締切りの外側に水中コンクリートや他の閉塞材を埋め、そして仮締切り中の水を引き出して、被覆用鋼板に取り囲まれる仮締切り空間が水密になる。上記プラットホームは、建設される水域において、浮体式プラットホームであり、位置決めケーブル系によって建設される水域に位置が決められる。プラットホームの中央部は中空構造で、中空平面が仮締切りの水平断面に類似するが、前記仮締切りの水平断面よりやや大きい。中央の中空部に一時的なプラットホームが設けられ、上記一時的なプラットホームにおいて、プレキャスト部材で仮締切りの骨組が組み立てられる。上記仮締切りの骨組は軸線が水平面に垂直する柱状格子シェル構造である。断面が矩形や方形である大型、超大型の仮締切り構造では、その周囲の骨組は弦面が水平面に垂直する格子グリッド構造または格子トラス構造である。水平断面は中間が矩形や方形で、両端が半円形である仮締切り構造では、仮締切りの二つの直辺面の骨組構造は弦面が水平面に垂直する格子グリッド構造または格子トラス構造であり、仮締切りの両端の半円柱面の骨組構造は半円形柱面の二層以上の格子シェル構造で、上記格子シェル構造の層数が格子グリッド構造または格子トラス構造の層数に対応する。水平圧力支持構造が必要な場合、上記水平圧力支持構造は、弦面が水平面に垂直する格子グリッド構造または格子トラス構造である。骨組の外周に被覆用鋼板を取り付け、そして仮締切りの底端部の周縁から組み立て始め、側面から上へ次第に行う。取り付けの高さの増加によって、複数のロープの一端を仮締切りの底端部に結び付け、上記ロープの他端をプラットホームに結び付け、そして一時的なプラットホームを取り外し、仮締切りを上記プラットホームの中央の中空部に落ち込ませる。さらに、上記仮締切りを取り付けながら、人が浮体式プラットホームに立って操作しやすい高さまで徐徐に沈下させる。仮締切りが設計された高さに達すると、沈下される仮締切りが所定位置に取り付けられることになる。
【００５４】
５０．本発明の他の局面に従う請求項４６〜４８に記載の仮締切り構造の製造・取り付け方法は、プラットホームに仮締切りの骨組を取り付け、上記骨組の外周に被覆用鋼板を取り付け、仮締切りの中に水平圧力支持構造が備えられる場合があり、建設される水域において、水底の泥を掘りだして水底を凹状にした後、仮締切りを沈下させて所定位置に取り付け、仮締切りの底端部周縁の鋼板を水底の泥に深く挿入し、水底の仮締切りの外側に水中コンクリートや他の閉塞材を埋め、そして仮締切り中の水を引き出して、被覆用鋼板に取り囲まれる仮締切り空間が水密になる。上記プラットホームは、建設される水域において、中央プラットホームと、上記中央プラットホームを囲む外周プラットホームとから構成される。上記二つのプラットホームのいずれも浮体式プラットホームで、位置決めケーブル系によって建設される水域に位置が決められる。上記中央プラットホームは、その平面が仮締切りの水平断面に類似するが、上記仮締切りの水平断面よりやや大きく、上記外周プラットホームと上下に相対的に移動可能に接合している。取り付ける前に、上記中央プラットホームは上記外周プラットホームよりやや高く、または、上記外周プラットホームと同じ平面にある。上記中央プラットホーム浮体は水を注入することにより浮力を調整することができ、上記中央プラットホームにおいて、プレキャスト部材で仮締切り骨組が組立られる。上記仮締切りの骨組は軸線が水平面に垂直する柱状格子シェル構造である。断面が矩形や方形である大型、超大型仮締切り構造では、その周囲の骨組は弦面が水平面に垂直する格子グリッド構造または格子トラス構造である。水平断面は中間が矩形や方形で、両端が半円形である仮締切り構造では、仮締切りの二つの直辺面の骨組は弦面が水平面に垂直する格子グリッド構造または格子トラス構造であり、仮締切りの両端の半円柱面の骨組は半円形柱面の二層以上の格子シェル構造で、上記格子シェル構造の層数が格子グリッド構造または格子トラス構造の層数に対応する。水平圧力支持構造が必要な場合、上記水平圧力支持構造は弦面が水平面に垂直する格子グリッド構造または格子トラス構造である。仮締切りの底部から組み立て始め、側面から次第に上へ行い、底部と側面にプレキャストの格子シェル被覆用鋼板を取り付け、取り付けられた被覆用鋼板が取り囲む仮締切り空間は水密性を有する。仮締切りが単独に水面に浮かぶように組み立てられると、上記中央プラットホーム浮体に水を注入することによって、上記中央プラットホームを沈下させて仮締切りの底部から分離させて撤去する。そして、引き続き仮締切りを取り付け、仮締切りの高さの増加によって、人が外周プラットホームに立って操作しやすい高さまで仮締切りを沈下させるように仮締切りに水を注入する。仮締切りが設計された高さに達すると、仮締切りを水で充満させて沈下させ、所定位置に取り付け、そして水底にある仮締切りの外側に閉塞材を埋め、仮締切りの中の水を引き出した後、仮締切りの中で仮締切りの底部構造を取り外す。
【００５５】
５１．本発明の他の局面に従う被覆板は、請求項４０〜４４、４６〜４８に記載の水上格子シェル構造、船体構造または仮締切り構造に用いられるものである。上記被覆板は、格子シェルの外周部材に被覆して固定接続され、または、上記格子シェルの外周部材に、腹材や弦材より構成される且つ節点が格子シェルの節点に対応する井字形格子構造が固定接続された後、上記被覆板は上記井字形格子構造に被覆して固定接続される。上記被覆板は、格子と同じまたはその整数倍の長さ及び幅を有し、平板状または曲面状を呈しており、格子シェル外周部材または井字形格子構造にシール溶接によって接続され、またはボルトで固定接続される。上記被覆板と格子シェルの外周部材または井字形格子部材との間にシールリングが備えられる。
【発明の効果】
【００５６】
格子構造は浮体物と組み合せることによって、水上に用いられることが可能になり、新しくて更に広い分野において適用されることができる。格子グリッド構造、格子シェル構造や、格子トラス構造は空間的構造であるとともに、大径間で軽量で、工業化レベルが高いので、消費される材料が同じの場合には、水面をより広範囲で被覆でき、波力の浮体式構造物への作用を相殺することができる。また、格子グリッド構造、格子シェル構造や、格子トラス構造が過剰に剛性を有するため、水上格子構造は浮体式構造物として、波力の浮体式構造物へのトルク作用を有効に克服することができる。格子グリッド構造または格子トラス構造が複数の浮体式構造物の上に設置され、または、格子グリッド構造または格子トラス構造の部材がそれぞれ上記浮体式構造物に接合され、または、その部材自体が浮体式構造物である場合に、格子グリッド構造または格子トラス構造は空間的構造であるため、様々な波がすべてその空間を通過するので、波力による影響が大きく低減される。また、複数の浮体式構造物が下弦節点に配置され、または、格子構造を構成する浮体式部材が均等に配置されるため、水面上に多数または若干の「小さな水線面」が形成され、そして大きな被覆面の下で波の山と谷に自然且つ均一に分布するので、波の波動による浮体式構造物における異なる位置の浮力の増減が自然的に相殺される。それによって、浮体式格子グリッド構造または格子トラス構造は非常に平穏な浮体式構造である。
【００５７】
従来の技術と比べれば、本発明は格子グリッド構造、格子シェル構造や格子トラス構造の新規な用途を開発した。その用途は、その構造被覆面の下の空間を利用するのではなく、それらの構造を水面に浮かばせ、新型浮体式構造物を形成し、その上平面を板状物で被覆し、その空間的構造、平穏な浮力、理想の剛性、超大型構造の組み立てやすさなどの特徴を利用して、物体を支持することである。
【００５８】
格子構造自体の特点により、本発明の格子構造が浮体式構造物と組み合わせ、また格子部材が浮体式構造物であることは、疑いなく従来の発想を打破した。近代の浮体式構造物の設計思想は、伝統的な船舶構造から由来するものである。従来より、船舶構造は、水面との接触線が単一の閉曲線である単一の全体的水密中空構造にされており、超大型の浮体式構造物を含む浮体式物の構造設計のいずれもが、単一の全体構造、単一の「水線面」のような伝統的な構造を採用している。例えば、日本がアメリカのために製造した海上空港は、６つの長さ６０ｍ、幅３０ｍ、高さ３ｍの箱式浮体より組み立てられて形成されるが、その「水面線」はやはり単一の閉曲線で、波の長さが「水面線」の長軸または短軸より長いと、浮体式構造物は波によって揺れることになる。これは、伝統的な船舶構造に影響され、従来より浮体式構造物について解决されていない課題である。
【００５９】
さらに、船舶構造は単一の全体的水密中空構造として、もう一つ致命的な弱点がある。全体的水密の空間的構造が破壊されると、船舶は水漏れで沈没する恐れがある。これに対し、水上格子構造は空間的構造であるので、水面に浮かんでいる時に、水漏れの問題が存在しない。特に、格子グリッド構造または格子トラス構造が複数の分散的に設置されたフォームプラスチック製の軽質且つ中実の浮体に支持される場合、または、格子グリッド構造や、格子トラス構造自体が浮体式構造である場合、水上格子構造は過負荷でなければ沈没しない。
【００６０】
水上格子構造は水上空間的構造として、船舶の単一の全体的水密中空構造の伝統を打破した。格子構造の特点により、水上格子構造は浮体式構造として上述した多くの利点をもつことになる。それらの利点はまさに、水上建築、水上工場、水上浮体式プラットホーム、海上石油掘削プラットホーム、浮橋、海上空港、人工島、海上都市などの超大型浮体式構造物の製造に不可欠なものである。
【００６１】
中空の格子グリッド構造または格子トラス構造によれば、水上格子構造は、消費される材料が同様な場合に、水上における被覆面積が拡大される。
【００６２】
水上格子構造や水上格子シェル構造は、格子構造の過剰な剛性の特徴を十分に活用して、格子グリッド構造や格子トラス構造を箱状、平板状、超大型平板状の浮体式構造物や、液体を積載する船舶の骨組に適用する。船舶構造と仮締切り構造の骨組に格子シェル構造を用いれば、高い剛性と強度が持たれる。特に、超大型船舶と超大型仮締切り構造の場合には、格子シェル構造の過剰な剛性の特徴をさらに生かすことができ、超大型船舶が波力の船体へのトルクを克服することができ、超大型仮締切り構造が水底からの巨大な水圧を克服することができる。
【００６３】
格子構造は工業化レベルが高い組み合わせ構造であるため、水上格子構造を浮体式構造物とし、二層の格子シェル構造を船舶体構造として用いると、浮体式構造物と船舶の工業化レベルを向上させ、船舶の製造スピードを向上させることが可能になる。また、超大型船舶の製造上の困難さを低減することができ、超大型浮体式構造物の製造をより容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
以下、さらに、図面に基づき本発明の各項にかかる具体的な実施形態を詳しく説明する。
【００６５】
水上格子構造は格子構造と浮体式構造物との組み合わせを主な特徴とするが、格子技術と浮体技術に詳しい人には理解しやすいことなので、実施形態において大部分が主に記述説明であり、一部だけが図面に基づく説明である。図面において、格子構造の腹材や弦材と節点部材との接続装置や、格子構造と浮体式構造物との固定接続などは、格子技術と浮体技術に詳しい人によく知られている構造なので、省略されており、記述だけで説明される。
【００６６】
１．本発明の一局面に従う水上格子構造は、格子構造と、浮体式構造物とより構成され、上記格子構造は格子グリッド構造、格子トラス構造や、格子シェル構造を含む。上記格子グリッド構造は、例えば、四角錐立体格子グリッド構造、三方格子グリッド構造、中空三角錐格子グリッド構造、増厚格子グリッド構造、一層と二層の格子グリッド構造などの種々の格子グリッド構造が含まれている。上記格子トラス構造は、一般的な立体トラス構造ではなく、立体トラス構造において非常に規則的且つ特殊な格子トラス構造であり、例えば、増厚格子トラス構造、二層の格子トラス構造、中空格子トラス構造などの種々の格子トラス構造が含まれている。上記格子シェル構造は、例えば、三角柱面の二層格子シェル構造、円柱または角柱状の二層格子シェル構造、剛性的に被覆されるアーチ型ドーム状格子シェル構造などが挙げられる。上記浮体式構造物は、例えば、浮き箱、浮き筒、浮き球、外面にガラススチール材料が被覆するフォームプラスチック浮体（以下、フォームプラスチック浮体の場合は、いずれも外面にガラススチール材料が被覆するものである。）などの種々の形があり、これらの浮体式構造物は主に浮力を付与するためであるので、十分な浮力を提供することができればよい。格子は構造を構成するものであり、浮体式構造物は浮力を付与するものである。何れの形の格子グリッド構造、格子トラス構造または格子シェル構造も、浮体式構造物と組み合わせて水上格子構造を構成することができる。格子構造と浮体式構造物は同じく重要に働いている。格子構造と浮体式構造物との組み合わせは、下記の二つの方式がある。
【００６７】
第１の方式は、格子構造が均等に配置される一つまたは複数の浮体式構造物の上に設置され、その上の鋼板に溶接接続されまたはボルトによって固定接続される方式である。このような組み合わせ方式は、格子構造が縦柱支持物に支持される一般的な方式とほぼ同じで、ただ水上格子構造を浮体式構造物に支持することに替えたのに過ぎず、接続方式においては一般的な格子構造と支持構造物との固定接続方式と同様である（以下、浮体式構造物の上に設置且つ固定接続される場合はすべて上記の通りで、固定接続の場合はすべて溶接接続またはボルトによる固定接続である。）。格子構造において、格子グリッド構造と格子トラス構造は、腹材や弦材の断面、節点構造が違うことを除き、どちらも板状空間的構造で、浮体式構造物との組み合わせの原理が同じであり、実施形態もほぼ同じであるため、本明細書の実施形態には格子グリッド構造と格子トラス構造を一緒にして、格子グリッド構造を例として説明する。添付図面も格子グリッド構造を例として示す。格子グリッド構造のことによれば、格子トラス構造の実施形態を容易に想到することができ、例えば、格子トラス構造を格子グリッド構造に替え、円形節点部材を鋼板溶接された節点に替え、接続方式としてボルトによる固定接続または溶接接続方式に替えればよい。しかし、格子シェル構造については、浮体式構造物との組み合わせの原理が格子グリッド構造と同じで、実施形態もほぼ同じというものの、格子シェルと格子グリッドの空間的構造が違うため、別にして説明する。
【００６８】
格子グリッド構造と格子トラス構造は、均等に配置される一つまたは複数の浮体式構造物の上に設置され、下弦節点において浮体式構造物上の接続用鋼板に固定接続される。浮体式構造物は、一つの場合に、平板状または井字・田字形浮体式構造物を採用してもよく、複数の場合に、球状浮体、浮き箱、中空の柱状浮き筒、フォームプラスチック浮体を採用してもよい。浮体式構造物は、格子グリッド構造または格子トラス構造の下弦節点に均等に設置されてもよい。図１に示すように、格子グリッド構造１は複数の柱状または中空柱状の浮体式構造物２の上に設置且つ固定接続される（図１も請求項６〜７の実施図面であり、後でさらに説明する。）。
【００６９】
格子シェル構造においては、例えば、球面ドーム型格子シェルのような、アーチ型透明且つ剛性的に被覆される二層格子シェル構造と、浮体式構造物との組み合わせが最も好ましく、柱状二層格子シェルと浮体式構造物との組み合わせがその次である。図２に示すように、透明且つ剛性的に被覆される二層球面ドーム型格子シェル１は、一つの浮体式格子グリッド構造の大型平板状浮体式構造物２に設置且つ組み合わされており、上記ドーム型格子シェル１の最低点にある周縁節点が浮体式構造物に固定接続されている（図２も請求項１３の実施図面。）。ドーム型格子シェル構造と平板状浮体式構造との間の空間は、水上人間居住や作業に用いられる。浮体式構造物は複数の場合に、例えば、複数の浮き箱、浮き球、または浮き筒の場合に、格子シェルの周縁節点に配置且つ固定接続される。図３０は、二層柱面格子シェル構造１が二つの浮体式構造物２に設置且つ固定接続されることを示す（図３０は、水上二層柱面格子シェル構造を浮橋の支持構造とする模式図である。）。
【００７０】
格子構造と浮体式構造物との第２の組み合わせ方式は、複数の浮体式構造物が備えられ、上記浮体式構造物が最大設計負荷になった場合に、潜水または半潜水の部材が上記浮体式構造物に接合且つ固定接続され、例えば、格子グリッド構造、格子トラス構造や、格子シェル構造が最大設計負荷になった場合、潜水または半潜水の腹材や弦材、節点部材が上記浮体式構造に接合且つ固定接続される方式である。ここに最大負荷とは、自重と最大荷重との和であるが、アーチ型格子シェル構造などの荷重がないものでは、最大負荷とは、自重と風、雨、雪などの付加荷重との和である。上記腹材や弦材、節点部材と浮体式構造物との接合は、図３に示すように、浮体式構造物３と格子構造の腹材や弦材という部材１を縛って接続してもよく、また、図４に示すように、巻物状フォームプラスチック浮体３で腹材や弦材という部材１を包み覆ってもよく、また、図５に示すように、フォームプラスチック浮体３で節点２を包み覆ってもよく、また、図６に示すように、巻物状フォームプラスチック３で腹材や弦材という部材１を包み覆って、節点２を柱状浮体４に固定接続してもよい。節点２が柱状浮体４に固定接続されることは、一つ目の組み合わせに類似する。格子構造は、浮遊状態に設計される場合、格子構造を構成するすべての部材が浮体式構造物に接合して固定接続されてもよく、水面浮遊状態または半潜水状態に設計される場合、最大負荷で、一部の部材、即ち、水中に潜水または半潜水する部材が浮体式構造物に接合して固定接続され、水面以上の部材については、安全性を考慮して、小部分の部材が浮体式構造物に接合され、それ以外、他の部材が浮体式構造物に接合される必要がない。格子グリッド構造または格子トラス構造の場合は、腹材、下弦材、下弦節点が水中に潜水または半潜水するように設計されてもよく、アーチ型格子シェル構造の場合は、格子シェル構造の低端部にある部材が水中に潜水または半潜水するように設計されてもよく、この潜水または半潜水するように設計される部材は、全部または一部がそれぞれ浮体式構造物に接合されてもよい。そして、格子グリッド構造または格子トラス構造では、腹材、下弦材、下弦節点という三つの部材が浮体式構造物に接合されてもよく、また、その中の二つ若しくは一つが浮体式構造物に接合されてもよい。具体的に何れの接合方式を利用するかは、必要な浮力の大きさや、浮体式構造物の大きさによって決まる。
【００７１】
球面ドーム型格子シェルでは、下部周縁が潜水するように設けられた部材のいずれもが、図３、図４、図５または図６に示すように、浮体式構造物に接合して固定接続されてもよい。この水上格子シェル構造と水面とより構成される空間は、海水浴場、水上遊園地、海上作業などに用いられ、日の光を避けたり、風雨を遮ったりする機能が発揮される。円柱または角柱状の二層格子シェルと浮体式構造物との組み合わせの例としては、軸線が水面に平行する円柱または角柱状の二層格子シェルにおいて、潜水するように設けられた部材が上記と同じく、図３、図４、図５または図６に示すように、それぞれ浮体式構造物に接合して固定接続されてもよい。円柱または角柱状の二層格子シェルは水平的に水面に浮かび、水上通路の支持構造として用いられる。
【００７２】
上記二つの方式を併用してもよい。即ち、上記第１の組み合わせ方式によって格子構造を浮かばせることができない場合に、第２の組み合わせ方式を併用してもよい。
【００７３】
上述した格子構造と浮体式構造物との二つの組み合わせ方式は、請求項３〜１５の実施形態においてさらに詳しく説明する。この二つの組み合わせ方式は、浮体式構造物の浮力によって格子構造浮を水面に浮かばせ、または、水面浮遊、半潜水、水中浮遊という三つのうちの少なくとも一つの状態にすることを目的とする。
【００７４】
２．格子構造は格子グリッド構造または格子トラス構造である場合、上記格子グリッド構造には、例えば、四角錐立体格子グリッド、二方直交四角錐斜め格子グリッド、三方格子グリッド、中空三角錐格子グリッド、増厚格子グリッド、二層格子グリッドなどの種々の格子グリッド構造が含まれている。上記格子トラス構造には、例えば、増厚格子トラス構造、二層格子トラス構造などの種々の格子トラス構造が含まれている（この段落の説明は上述と同様であるが、５１項の請求項があるので、一対一対応して説明するために、前文で概括して説明した後、ここで再び説明する。以下も同じである。）。
【００７５】
３．格子構造が一つの浮体式構造物の上に設置かつ固定接続される格子グリッド構造または格子トラス構造である場合、上記浮体式構造物は井字・田字形浮体式構造物である。いわゆる井字・田字形とは、浮体式構造物のソリッドモデルが井字・田字形の中空状格子構造に構成されていることである。図７に示すように、鋼板溶接により、水密の井字・田字形シェル状チャンバーが形成される。井字・田字形の格子のサイズは、格子グリッド構造や格子トラス構造の格子のサイズと同じで、またはその整数倍で、好ましくは２〜４倍である。格子グリッド構造または格子トラス構造の下弦節点は井字・田字形浮体式構造物の節点に対応するとともに、この節点に固定接続される。井字・田字形節点とは、井字・田字形実体における縦横交差部分である。小型の格子トラス構造では、専用の節点部材がないため、節点とはトラスの腹材や弦材の交差点を指し、格子トラス構造の下弦節点とは下弦材の交差点を指す。
【００７６】
４．上記井字・田字形浮体式構造物は、骨組として中空の格子グリッド構造または中空の格子トラス構造を採用し、鋼板溶接により格子グリッド構造の中空部または格子トラス構造の中空部以外の部分を被覆し、鋼板が被覆した部分が井字・田字形構造に構成されている。鋼板溶接はシール溶接で、鋼板が被覆した格子グリッド構造または格子トラス構造を含む空間は、水密性を有する。井字・田字形実体の断面の幅と高さとの比がa／b＜３の時に、図７の部分的断面図に示すように、骨組として中空の格子トラス構造を採用することが好ましい。a／b＞３の時に、中空の格子グリッド構造を採用することが好ましい。
【００７７】
５．図１に示すように、格子構造は格子グリッド構造または格子トラス構造で、複数の浮体式構造物２が格子グリッド構造または格子トラス構造１の下弦節点に均等に設置される場合、一つの節点ごとに一つの浮体式構造物を設置してもよく、または、二つ以上の節点ごとに一つの浮体式構造物を設置してもよい。一つの節点ごとに一つの浮体式構造物を設置することが最も好ましい。
【００７８】
６．上記浮体式構造物は、鋼板構造の中空の浮き球、浮き箱や、柱状浮き筒であってもよく、フォームプラスチック製の球状、立方体状、円柱や角柱状の浮体であってもよい。円柱状フォームプラスチック浮体が最も好ましい。円柱状フォームプラスチック浮体を採用する場合は、フォームプラスチック浮体上に被覆するガラススチールが格子構造の部材としっかり固定接続されていないために、図８に示すような接続部を製作する必要がある。複数の鉄筋２が鋼板１と溶接で接続されるとともに、スチールリング３と溶接で接続される。フォームプラスチックをガラススチールで包み覆う時に、柱状フォームプラスチック浮体に接続部を被せ、複数の鉄筋、スチールリングを包み覆ってガラススチールの中に固定させる。フォームプラスチック浮体が球状または箱状である場合、接続部における鉄筋２とスチールリング３は、球状または箱状浮体に合わせる形状をしている。
【００７９】
７．図１に示すように、柱状浮体式構造物は、その最上部が格子構造に固定接続され、その底部が波によって揺れることがあるため、その底部に、ロープまたは鉄筋を結び付けるための止め輪４が備えられる。３〜４本のロープまたは鉄筋３を放射状に斜めに止め輪と格子構造の下弦節点に結び付けることにより、柱状浮体式構造物の底部が固定される。
【００８０】
８．格子構造は格子グリッド構造または格子トラス構造で、例えば、フォームプラスチック浮体、巻物状のポリスチレンフォームプラスチック、鋼構造の円柱状浮き筒のような複数の浮体式構造物が備えられ、円柱状浮き筒において複数のロープを結び付けるための止め輪が溶接され、格子構造の部材が浮体式構造物に接合して固定接続される場合、格子グリッド構造または格子トラス構造の腹材と、下弦材と、下弦節点とのうちの少なくとも一つが浮体式構造物に接合して固定接続される。その接合は、何れの形式であってもよく、図３、図４、図５または図６に示すように、浮体式構造物は、部材に縛られてもよく、部材を包み覆ってもよく、または、部材に固定接続されてもよい。部材及びこの部材より構成される格子構造に浮力を付与し、浮体式構造が形成されるように部材と浮体式構造物とを接続することができればよい。図６に示すように、浮体は円柱状浮き筒である場合、浮き筒の上部が節点と固定接続され、浮き筒の底部に複数の止め輪５が溶接され、ロープ６を止め輪に結び付けて、図１に示すように浮き筒の底部が固定される。格子構造は水中に浮かぶ時に、格子構造を構成する鋼部材に錆が出ることがあるので、鋼部材の外面にプラスチックなどの保護層を塗布する必要がある。
【００８１】
９．図４、図５に示すように、浮体式構造物と格子部材との接合は、包覆接合を採用してもよい。即ち、浮体式構造物３は、格子グリッド構造または格子トラス構造の腹材と、下弦材と、下弦節点とのうちの少なくとも一つを包み覆う。格子グリッド構造または格子トラス構造の部材を包み覆う浮体式構造物は、フォームプラスチック浮体を採用してもよい。図４に示すように、巻物状フォームプラスチック３で腹材や弦材という部材１を包み覆った後、複数のロープで上記巻物状フォームプラスチック３を縛る。図５に示すように、フォームプラスチック３は格子グリッド構造の下弦節点２を半分に包み覆い、フォームプラスチック３において複数の固定用のロープが複数の下弦材１に結び付けられることにより、浮体が下弦節点２と下弦材１に固定接合される。ガラススチールでフォームプラスチック３を包み覆う時に、ロープがガラススチールの中に包み覆われて固定される。
【００８２】
１０．図９、図１０に示すように、格子グリッド構造または格子トラス構造の腹材や弦材という部材１を包み覆う浮体式構造物は、中空の円柱または角柱状の浮体式部材２を採用してもよい。上記中空の円柱状浮体式部材２としては、図９に示すような水密の鋼板構造２を利用してもよく、図１０に示すようなフォームプラスチック製の中空柱状浮体式部材２を利用してもよい。中空部の断面は腹材や弦材の断面と同じである。格子グリッド構造の場合は、中空部の断面は円形であるが、腹材や弦材が山形鋼である格子トラス構造の場合は、中空部の断面は山形鋼の断面である。図面において、中空部の断面は円形を例とする。中空の柱状浮体式部材は、格子構造の部材を組み立てる前に、腹材と、下弦材１とのうちの少なくとも一つに被せられる。中空の柱状浮体式部材２の両端に、固定用のボルト３が備えられる。
【００８３】
１１．格子グリッド構造または格子トラス構造の腹材と、下弦材とのうちの少なくとも一つが浮体式構造物に接合される場合、図１１に示すように、浮体式構造物は、二つの半中空の柱状浮体式部材を組み合わせることにより形成される中空の柱状浮体式構造物であってもよい。組み合わせる時に、中空部の断面は腹材や下弦材１の断面と同じである。格子グリッド構造の場合は、中空部の断面は円形であるが、腹材や弦材が方形管である格子トラス構造の場合は、中空部の断面は正方形である。図面において、中空部の断面は円形を例とする。取り付ける時に、まず、二つの半中空の柱状浮体式部材２を分離させ、そして合わせて、腹材と下弦材１とのうちの少なくとも一つを包む。二つの半中空の柱状浮体式部材２同士は、その接合面の両側においてヒンジ３で接続され、上記ヒンジは一側に３〜４個ずつで、ヒンジの軸としてはボルト４を利用してもよい。取り付ける前に、一側のボルト４を引き抜き、二つの半中空の柱状浮体式部材２の一側を分離させ、そして合わせて、腹材や弦材という部材１を包んだ後、上記ボルト４を挿入して、ナットを取り付ける。半中空の柱状浮体式部材２は、水密性を有する鋼板構造であってもよい。浮体式部材２がフォームプラスチックより構成される場合、二つの半中空の柱状浮体式部材は、鋼線やロープにより縛られて接続されてもよい。
【００８４】
１２．請求項１に記載の上記水上格子構造において、その格子構造は、例えば、三角柱面格子シェル、二層柱面格子シェル、円柱または角柱状の二層格子シェル、透明且つ剛性的に被覆されるアーチ型ドーム型格子シェルなどの格子シェル構造である。
【００８５】
１３．図２に示すように、上記格子シェル構造は、平板状浮体式構造物２の上に設置且つ固定接続される、透明且つ剛性的に被覆されるドーム型二層格子シェル構造１であり、上記平板状浮体式構造物は、格子グリッド構造または格子トラス構造と浮体式構造物とを、請求項５〜１１に記載するように組み合わせて形成される。上記平板浮体式構造物は、部材が浮体式部材である浮体式格子グリッド構造であってもよい。平板状浮体式構造物では、周縁部がドーム型二層格子シェルの重量を支持するものであるので、周縁部に受ける重量を均衡化にするために、その周縁部の下に複数の浮体３が追設される。ドーム型二層格子シェル構造と平板状浮体式構造物との間の空間は、人間居住や作業に用いられる。図１２に示すように、透明且つ剛性的に被覆されるドーム型二層格子シェル構造１は、環状浮体式構造物２の上に設置且つ固定接続され、環状浮体式構造物は、環状格子グリッド構造と浮体とを、請求項５〜１１に記載するように組み合わせて形成される。環状浮体式構造物は、その表裏側の部材の間の空間にフォームプラスチック浮体が充填される環状トラス構造または環状柱面格子シェル構造であってもよい。ドーム型二層格子シェル構造と水面とより構成される空間は、海水浴場、水上遊園地や、海上作業などに用いられ、日の光を避けたり、風雨を遮ったりする機能が発揮される。
【００８６】
１４．図１３に、本発明の他の局面に従う水上格子構造を示している。この水上格子構造は、腹材や弦材と、節点部材とからなる格子グリッド構造または格子トラス構造１を含み、上記格子グリッド構造または格子トラス構造１の上、下弦面と周囲側面に板状鋼構造物２が被覆して固定接続され、上記平板状鋼構造は鋼板であってもよく、船舶の舷側のように、縦横のリブを溶接した鋼板であってもよい。下弦面と周囲側面に被覆する上記板状鋼構造物はシール溶接され、鋼板に取り囲まれる格子グリッド構造または格子トラス構造を含む空間は水密性を有し、即ち、被覆用の鋼板の全体が水密であり、水密の空間的格子グリッド構造浮体または水密の空間的格子トラス構造浮体が形成される。
【００８７】
１５．板状鋼構造物は、一つの弦面に鋼板が被覆して固定接続される格子グリッド構造や格子トラス構造であってもよく、または、一つの弦面が鋼板である格子グリッド構造または格子トラス構造であってもよい。板状鋼構造物を構成する格子グリッド構造または格子トラス構造の格子のサイズは、板状鋼構造物により被覆された格子グリッド構造または格子トラス構造の格子のサイズよりも小さく、両方の比が１／Ｎ（Ｎ＞２）で、好ましくは、Ｎ＝７、８、９。
【００８８】
１６．本発明の他の局面に従う水上格子構造は、部材より格子構造を構成し、当該格子構造は格子グリッド構造、格子トラス構造や、格子シェル構造を含む。上記格子グリッド構造は、例えば、四角錐立体格子グリッド、チェス盤状四角錐格子グリッド、三方格子グリッド、中空の三角錐格子グリッド、増厚格子グリッド、一層と二層の格子グリッドなどの種々の格子グリッド構造が含まれる。上記格子トラス構造は、一般的な立体トラス構造ではなく、立体トラス構造において非常に規則的且つ特殊な格子トラス構造であり、一層または二層、同厚または増厚格子トラス、中空の格子トラス構造などが含まれる。上記格子シェル構造は、例えば、三角柱面二層格子シェル構造、球状格子シェル構造、円柱または角柱状面二層格子シェル構造、増厚格子シェル構造などが挙げられる。格子構造では、最大設計負荷で、部材の全部または一部は軽量で大型の部材である。その部材の排水量は、その部材の自重及び最大荷重の和と、その部材の体積との比が９８００Ｎ／ｍ３より小さいほど大きい。つまり、上記部材は浮体式部材になる。部材の一部は浮体式部材である場合、この一部は水中に潜水または半潜水する部材である。浮体式部材から構成され、または浮体式部材を含んで構成される格子構造であれば、浮体式格子構造である。すべての格子グリッド構造、格子トラス構造または格子シェル構造は、構造にある部材が十分な浮力を有する浮体式部材であれば、浮体式格子構造になる。最大負荷とは、格子構造の自重と最大荷重との和である。アーチ型格子シェル構造などのように荷重がない場合に、最大負荷とは自重と風、雨、雪などの付加荷重との和である。図１４は浮体式格子グリッド構造を、図１５は浮体式柱面格子シェル構造を、図１６は浮体式円柱状格子シェル構造を示している。もちろん、格子グリッド構造、格子トラス構造や、格子シェル構造を問わず、その浮体式部材のいずれもが格子構造であり、水中に潜水または半潜水するように設けられた部材が浮体式部材である（水面以上にある部材は、安全性を考慮して小部分を浮体式部材にする以外、他の大部分を浮体式部材にする必要がない。）。例えば、格子グリッド構造または格子トラス構造の場合、その腹材、下弦材、下弦節点が潜水または半潜水する部材になるように設けられてもよい。アーチ型格子シェル構造の場合、格子シェル構造の低端部にある部材が潜水する部材になるように設けられてもよい。水中に潜水または半潜水するように設けられた部材は、全部が浮体式部材であってもよく、一部が浮体式部材であってもよい。格子グリッド構造または格子トラス構造では、その腹材、下弦節点、下弦材という三つの部材がすべて浮体式部材であってもよく、または、そのうちの二つ若しくは一つの部材が浮体式部材であってもよい。どちらを採用するかは、所望の浮力の大きさにより決まる。部材を浮体式部材にするには、次のような方法がある。浮体式の腹材や弦材においては、両端の接続装置以外、その本体構造は大径の水密中空柱体の構造を採用してもよく、フォームプラスチック浮体が内蔵された立体トラス構造を採用してもよい。節点部材においては、その上にある腹材や弦材に接続するための装置以外、その本体構造は排水量を増加するために、大径の水密中空球体や、水密中空立方体構造、水密中空変形体を採用してもよい。中でも、大径の水密中空球体または水密中空変形体は、浮体式格子グリッド構造の浮体式節点部材の本体構造として好ましく、その上にある接続装置は格子グリッド構造の節点の接続装置である。大径の水密中空球体または水密中空立方体構造は、浮体式格子トラス構造の浮体式節点の本体構造として好ましく、その上にある接続装置は格子トラス構造の節点接続装置である。水密中空柱体、水密中空球体、水密中空変形体では、その中空の殻壁は鋼板から構成され、またはガラススチールや鋼板で剛性的に被覆される二層格子シェル構造であり、または外面にセメントモルタルが塗布された鉄筋格子グリッド−フォームプラスチックのサンドイッチ構造である。当該浮体式部材から構成され、または当該浮体式部材を含んで構成される格子構造は浮体式格子構造になり、水中に半潜水、水面浮遊または水中浮遊の状態を呈する。浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造の浮体式部材は、いずれも円形または方形の中空柱体を採用してもよい。両端の接続装置については、浮体式格子グリッド構造の場合、浮体式部材の両端が格子グリッド構造の部材接続装置であり、浮体式格子トラス構造の場合、浮体式部材の両端がトラス構造の接続方式である。腹材や弦材という部材と節点部材は構造が大きいが、その上にある接続装置の構造と接続方式が一般的な格子グリッド構造や格子トラス構造と同様であり、構造のサイズが増大されたに過ぎない。
【００８９】
１７．上記浮体式部材から構成される格子構造は、格子グリッド構造または格子トラス構造である。上記格子グリッド構造は、例えば、星形四角錐格子グリッド、四角錐斜め格子グリッド、蜂の巣状三角錐格子グリッド構造、二方直交斜め格子グリッド、増厚格子グリッド、一層と二層の格子グリッドなどの種々の格子グリッド構造が含まれる。上記格子トラス構造は、一般的な立体トラス構造ではなく、立体トラス構造において非常に規則的且つ特殊な格子トラス構造であり、例えば、一層または二層の格子トラス構造、同厚さまたは増厚格子トラス構造、中空の格子トラス構造などが挙げられ、その水中に潜水または半潜水する腹材や弦材と節点部材は重量が軽く、体積及び排水量が大きい部材であり、また、その自重及び荷重の和と、部材の体積との比が９８００Ｎ／ｍ３より小さい浮体式部材である。浮体式部材より構成される格子グリッド構造または格子トラス構造は、図１４に示すように、浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造である。
【００９０】
１８．浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造は、その下弦節点と、下弦材と、腹材とのうちの少なくとも一つが浮体式部材である。
【００９１】
１９．図１７に示すように、下弦節点が下弦材１と腹材４に接続するための装置３を備える浮体式部材である浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造の時に、接続装置３としては、格子グリッド構造の場合に、格子グリッド構造の節点接続装置で、格子トラス構造の場合に、格子トラス構造の節点接続装置である。このような接続装置は、一般的な格子構造における接続装置と同じなので、詳しく説明する必要もなく、図示も省略され、以下も同様である。下弦節点は、構成される浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造において水中へ突出する浮体式部材のような変形体２であってもよく、その形は円台、円柱または円錐体であってもよい。水中への突出程度とその体積は、半潜水、水面浮遊または水中浮遊の状態になるように格子グリッド構造または格子トラス構造に、その排水量が十分な浮力を付与できることにより決まる。
【００９２】
２０．図１８に示すように、腹材のいずれもが斜めに配置され、下弦節点が浮体式部材である浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造の場合、下弦節点は変形体２であり、そのウエストに下弦材１や腹材４に接続するための装置３が備えられ、水面に垂直する上部が円柱状で、下部が、構成される浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造において水中へ突出する浮体式部材２であり、水中へ突出する部分は、円柱または円台であってもよい。
【００９３】
２１．図１９に示すように、水平面に垂直する腹材が備えられ、下弦節点や、水平面に垂直する腹材が浮体式部材である格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造の場合は、上記下弦節点と、水平面に垂直する腹材とは、一体形成されるとともに、構成される浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造において水中へ突出する浮体式部材２であり、それにおいて、腹材や弦材という部材１と腹材４に接続するための装置３、及び上弦節点に接続するための装置５が備えられ、上記装置３と上記装置５のいずれもが元の腹材より大きい直径と長さを有する。水中へ突出する部分は、円柱または円台であってもよい。
【００９４】
２２．請求項１８〜２１のいずれかに記載の水上格子構造は、その浮体式部材に、節点または腹材や弦材に接続するための装置を備える。上記接続装置は、格子グリッド構造の場合に、格子グリッド構造の節点接続装置であり、格子トラス構造の場合に、格子トラス構造の節点接続装置である。上記水上格子構造の本体部は水密性を有する中空のシェル構造であり、腹材や弦材という部材浮体の本体部は水密性を有する中空の円柱体または角柱体であり、節点浮体の本体部は水密性を有する中空の球体構造であり、変形体浮体の本体部は水密性を有する中空変形体構造である。水密の中空柱体、水密の中空球体、水密の中空変形体は、その殻壁が鋼板から構成され、または剛性的に被覆される二層格子シェル構造であり、または外面にセメントモルタルが塗布された鉄筋格子グリッド−フォームプラスチックのサンドイッチ構造である。それぞれこの三つの構造で構成される殻壁はいずれも水密性を有し、殻壁が鋼板である場合、その内側に縦横のリブが溶接される。この三つの構造では、節点接続装置において、腹材や弦材からの圧力と引張力を受けるための強化用鋼構造を有する。
【００９５】
２３．図２０に示すように、浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造は、その腹材と下弦材とのうちの少なくとも一つが両端に節点に接続するための装置３を備える浮体式部材である場合に、浮体式部材の本体部は断面が三角形、正方形や、矩形の立体トラス構造１であってもよいが（図には、正方形立体トラスを例とする。）、中でも、方形、矩形が好ましい。下弦材は矩形が好ましく、腹材は方形が好ましく、その空間内にフォームプラスチック浮体２が充填される。上記フォームプラスチック浮体は、断面形状が立体トラス構造の断面形状と同じである全体的な塊状であり、立体トラス構造を取り付ける途中にトラス構造の空間内に充填される。
【００９６】
２４．下弦材がなく、下弦面の全体が平板状浮体式構造物または井字・田字形浮体式構造物である浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造の場合に、平板状または井字・田字形の浮体式構造物は、骨組が格子グリッド構造または中空の格子トラス構造である水密の中空の鋼板構造を採用してもよく、また、鋼構造の浮き箱より組み立てられた平板状または井字・田字形の浮体式構造物を採用してもよい。
【００９７】
２５．図２１に示すように、下弦節点が浮体式構造物２に固定接続される浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造の場合に、浮体式構造物２は、鋼板構造の中空の浮き球、浮き箱や、柱状浮き筒であってもよく、フォームプラスチック製の球状、立方体、円柱または角柱状の浮体であってもよいが、円柱状浮体が好ましい。浮体式構造物は節点の下に設置される。浮体式構造物に固定接続されるのは、浮力を増加するためである。
【００９８】
２６．本発明の他の局面に従う水上格子構造は、図２２に示すように、格子グリッド構造または格子トラス構造を含み、上記格子グリッド構造または格子トラス構造の空間内にフォームプラスチック２が充填される。格子構造または格子トラス構造１の上弦面に板構造が被覆しており、または上弦面自体は板構造である。板構造は鋼板構造であってもよく、または、外面にセメントモルタルが塗布された鉄筋格子グリッド−フォームプラスチックのサンドイッチ構造であってもよい。フォームプラスチックを充填するには、次のような二つの方法がある。一つは、フォームプラスチックを断面が三角形（格子トラス構造の場合には、断面が正方形または矩形）である長柱状にカットして、格子グリッド構造の空間内に詰め込む方法である。もう一つは、格子グリッド構造または格子トラス構造の高さより二つの腹材や弦材の直径の和小さい厚さの平板状フォームプラスチックに、腹材を取り付けるための斜め孔を開け、または腹材を直接にフォームプラスチックを通過させて取り付け、格子グリッド構造または格子トラス構造を取り付ける時に、板状フォームプラスチックを挟んで取り付ける方法である。フォームプラスチックを充填した後、ガラススチール材料で格子グリッド構造または格子トラス構造の下弦面と周囲を包み覆い、または、充填する前にガラススチールでフォームプラスチックを包み覆う。
【００９９】
２７．上記２〜１１、１７〜２１、２３〜２６のいずれかに記載の水上格子構造では、格子グリッドまたは浮体式格子グリッド構造、格子トラス構造または浮体式格子トラス構造を利用する場合、その上弦面は板状構造物であり、鉄筋コンクリートの板面を採用してもよく、また、船舶の甲板や舷側のように、縦横のリブが溶接された鋼板を採用してもよい。
【０１００】
２８．上記板状構造物は、板状星形四角錐格子グリッド、四角錐斜め格子グリッド、蜂の巣状三角錐格子グリッド構造または板状格子トラス構造であってもよく、その格子のサイズが、板状構造物により被覆された格子グリッド構造または浮体式格子グリッド構造、格子トラス構造または浮体式格子トラス構造の格子のサイズの１／Ｎ（Ｎ＞２）であり、好ましくは、Ｎ＝７、８、９。板状格子グリッド構造または板状格子トラス構造は、その上弦面が鋼板構造である。
【０１０１】
２９．上記２〜１１、１７〜２１、２３〜２６のいずれかに記載の水上格子構造では、その格子グリッドまたは浮体式格子グリッド構造、格子トラス構造または浮体式格子トラス構造が中空のものである場合、この中空構造は規則的な中空構造であってもよく、不規則的な中空構造であってもよい。中空にするのは、同様な材料でより広い面積を被覆するためである。
【０１０２】
３０．さらに、本発明の他の局面に従う水上格子構造は、主にフレーム構造より構成され、当該フレーム構造は、鋼板で溶接され、または鉄筋コンクリートで鋳造されてなる水密の中空柱より構成されるフレーム全体的構造を採用してもよい。鋼板で溶接する時に、鋼板の内側に縦横のリブを溶接してもよい。このようなフレーム構造は、図２３に示すように、その自重及び荷重の和と体積との比が９８００Ｎ／ｍ３より小さい浮体式フレーム構造である。
【０１０３】
３１．図２３の部分的断面図に示すように、上記浮体式フレーム構造は、以下のように構成されてもよい。即ち、フレームの縦柱と横桁は断面が方形または矩形である立体トラス構造１より構成され、立体トラス構造の外面に鋼板構造２が被覆して溶接され、水中に潜水する縦柱と横桁の上に被覆して溶接された鋼板が水密であり、または、図２０に示す腹材や弦材の本体部のように、立体トラス構造内にフォームプラスチック浮体が充填される。上記フォームプラスチック浮体は、立体トラス構造を取り付ける途中にトラス構造の空間内に充填される。
【０１０４】
３２．さらに、本発明の他の局面に従う水上格子構造は、断面形状が方形または矩形である複数の柱状浮体式構造物を含み、上記柱状浮体式構造物は、鋼板で溶接されてなる水密の中空構造で、鋼板の内側に縦横のリブを溶接してもよく、または、鉄筋コンクリートで鋳造されてなる水密の中空構造であってもよく、または、断面が矩形である立体トラス構造内にフォームプラスチック浮体を充填するとともに、立体トラス構造の外面にプラスチックを塗布し、若しくはガラススチール材料が被覆するものであってもよい。それぞれの柱状浮体式構造物の両端面及び両側面または三側面に複数の固定接続部が備えられる。上記固定接続部は鋼板であり、溶接接続する時に、鋼板の所で溶接接続を行う。ボルトで固定接続する場合に、鋼板上において、対応する孔とねじ穴が備えられる。柱状浮体式構造物の端面と側面が互いに固定接続されて、水面に浮かぶ井字・田字形の浮体式構造物またはフレーム構造浮体物が構成される。井字・田字形の格子浮体式構造物を構成する時に、両側面における固定接続部は側面の両端または側面の中央に位置付けられる。柱状浮体式構造物を互いに固定接続するには、下記の二つの方式がある。その一つは、側面における固定接続部が側面の両端にある時に、柱状浮体式構造物が、井字・田字形構造の格子サイズが柱状浮体の長さとほぼ同じように、接続される方式である。もう一つは、側面における固定接続部が側面の中央にある時に、柱状浮体式構造物１が図２４に示すように、井字・田字形の格子サイズが柱状浮体長さの１／２になるように接続される方式である。第２の方式は、第１の方式より接続剛性が高い。フレーム構造の浮体を構成する時には、三側面における固定接続部が側面の中央に位置付けられ、柱状浮体式構造物で第２の方式に従って井字・田字形浮体式構造を組み立て、または全体的な井字・田字形浮体式構造を製造し、上記井字・田字形浮体式構造の各節点に柱状浮体式縦柱を固定接続した後、井字・田字形構造を縦柱に固定接続するとともに、第２の方式に従って井字・田字形構造を横桁として組み立て、浮体式フレーム構造を構成する。または、縦柱の上方に立体トラス構造で横桁の全体構造を構成し、縦柱に固定接続して、浮体式フレーム構造を構成する。
【０１０５】
３３．請求項２〜１１、１４〜１５、１７〜２１、２３〜２６、３０〜３２のいずれかに記載の水上格子構造では、その上弦面または上平面は板構造である場合に、そのまま支持面とされ、板構造ではない場合に、板構造が被覆して固定接続された後に支持面とされ、この水上格子構造は、水上輸送、水上建築、水上工場、水上浮体式プラットホーム、海上石油掘削プラットホーム、海上空港、浮体式埠頭、人工島、海上都市などの水上浮体式工事における支持構造に用いられる用途がある。そのうち、請求項１４〜１５、２６に記載の水上格子構造は水上輸送の支持構造として好ましく、請求項８〜１１、１４〜１５、２６に記載の水上格子構造は水上浮体式プラットホームとして好ましく、請求項１７〜２１、２３〜２５に記載の水上格子構造は海上空港の支持構造として好ましく、請求項１７項に記載の４〜５層のような多層の浮体式格子グリッド構造は浮体式埠頭として好ましく、請求項２〜７、１７〜２１、２３〜２５、３１〜３３に記載の水上格子構造は人工島、海上都市の支持構造として好ましい。
【０１０６】
３４．図２５に示すように、請求項２〜１１、１４〜１５、１７〜２１、２３〜２６、３０〜３２のいずれかに記載の水上格子構造（図には浮体式格子グリッド構造２を例とする）では、その上弦面または上平面は板構造の場合に、そのまま支持面とされ、板構造ではない場合に、鋼板構造または鉄筋コンクリート板構造が被覆して固定接続された後に支持面とされ、この支持面に縦柱支持構造１として方形鋼管、円形鋼管または立体トラス構造を固定接続する。図には、トラス構造を例とする場合は、壁面となるべき複数の縦柱より構成される垂直面に、壁体としてガラス板またはカラー鋼板が被覆して固定接続され、また縦柱支持構造１の上方に四角錐立体格子グリッド構造、チェス盤状四角錐格子グリッド、三方格子グリッド構造、格子トラス構造または柱面格子シェル構造３が被覆して固定接続される。図には、格子グリッド構造を例とする場合は、格子グリッド構造、格子トラス構造または柱面格子シェル構造にガラススチール板、カラー鋼板または透明のプラスチック板が被覆してボルトで固定接続され、屋面として、水上人間居住空間を構成する。この人間居住空間において、軽鋼構造で建物を建てることができる。
【０１０７】
３５．上記２〜１１、１７〜２１、２３〜２６のいずれかに記載の水上格子構造は、浮橋の支持構造として用いられる用途がある。図２６、図２７に示すように、格子グリッド構造を例として、浮体式格子グリッド構造２の上弦面に橋床系１が被覆して固定接続され、浮体式格子グリッド構造２の平面軸線が橋床系の平面軸線と一致し、浮体式格子グリッド構造の上弦面の節点で橋床系１を支持して固定接続し、浮体式格子グリッド構造２の軸方向の両側において、水底ボラードまたはケーソン４（図にはケーソンを例とする）に結び付ける位置決めケーブル系３が備えられる。この位置決めケーブル、水底ボラードやケーソンは複数あり、その数は、浮橋が所在水域における最大の風と波を克服する力に耐えられることによって決まる。図２７は浮橋の平面図である。浮橋の支持構造とする場合、浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造は、増厚構造を採用することができ、橋床系の被覆部の厚さを増加し、浮力を増大するによって橋の負荷のバランスがとれる。このような浮橋は、海峡に適用される。
【０１０８】
３６．上記３５に記載の水上格子構造の用途において、水上格子構造は、浮橋の支持構造として、その平面形状が図２８、図２９に示すように、非字形または井字形である。非字形と井字形の構造は、主に水上格子構造の被覆面を拡大し、波力による影響を最小限に抑えるためである。
【０１０９】
３７．図３０に示すように、格子構造が二層以上のアーチ型柱面格子シェル構造である請求項１に記載の水上格子構造の場合の用途において、水上格子構造は浮橋の支持構造として、アーチ型柱面格子シェル構造の層数が二層と三層が好ましく、図には二層を例とする。アーチ型柱面格子シェル構造１の両端はそれぞれ二つの浮体式構造物２に固定される。浮体式構造式物は、箱状または断面が矩形である柱状浮体式構造物であってもよい。柱状浮体式構造物の長さは橋床の幅より大きく、好ましくは橋床の幅の３倍で、バランスの作用が発揮される。アーチ型柱面格子シェル構造の上弦面に橋床系３が被覆して固定接続され、アーチ型柱面格子シェル構造の上弦節点で、橋床系３を支持して固定接続し、浮橋または長径間の浮橋の一部を構成する。これによって、船舶はそのアーチ部の下を介して通航することができる。長径間の浮橋の一部として、請求項３５に記載の水上格子構造を長径間の浮橋の支持構造とする場合に、アーチ型柱面格子シェル構造は、そのまま浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造の上に支持される。この場合、支持部にある格子グリッド構造または格子トラス構造は増厚されたものである。つまり、アーチ型柱面格子シェル構造は、増厚格子グリッド構造または格子トラス構造の上弦節点に支持され、両端の支持部は一端が固定接続であり、他端が可動接続である。可動接続は、両方が水平方向に移動できるようにするためである。
【０１１０】
３８．図３１に示すように、格子構造が二層以上の柱状格子シェル構造である請求項１６に記載の水上格子構造の場合の用途において、柱状格子シェル構造は軸線を水平状態にして水面に浮かび、柱状格子シェルの断面が円形、方形、矩形や、台形で、最も好ましくは矩形、台形であり、図には長辺が水面に垂直する矩形を例とする。柱状格子シェルの層数は二層、三層、四層であってもよく、好ましくは二層または三層であり、図には二層を例とする。二層格子シェル構造１自体は浮体式構造物で、浮橋の支持構造として、その上弦面に橋床系２が設置且つ固定接続され、格子シェルの上弦節点で橋床系２が支持且つ固定接続される。水上格子シェル構造の軸方向の両側に、水底ボラードまたはケーソン３に接続するための位置決めケーブル系４（図にはケーソンを例とする。）が備えられ、複数の位置決めケーブル、水底ボラードやケーソンがある。また、水上格子シェル構造の軸方向の両側に、格子シェル構造が波によって左右に揺れることを防ぐための平衡翼５も固定接続される。上記平衡翼は、縦横のリブが溶接された複数枚の鋼板を、水面に平行するように柱状格子シェル構造の底部の左右両側に固定接続する航空母艦の平衡翼構造を採用してもよい。また、平衡翼は、図中の５に示すように、平衡翼５の下に複数の浮体６が固定接続され、平衡翼同士の間にロープ７が交差してピンと引っ張られるトラス構造を採用してもよい。上記平衡翼５の設置については、柱状格子シェル構造の側面の上に設置される方法と、上記側面の中間に設置される方法と、上記側面の下に設置される方法とがある。この三つの設置方法はそれぞれ利点を備えているが、第２の方法が最も好ましい。このような浮橋は、内陸の川に好適に用いられる。
【０１１１】
３９．箱状または平板状の浮体式構造物や、油送船のような液体を積載する船舶の主構造として用いられる請求項１４または１５に記載の水上格子構造の用途において、油送船の主構造とされる時に、格子グリッド構造または格子トラス構造の平面形状は油送船の平面形状と同じで、被覆板は請求項１５に記載の被覆板である。
【０１１２】
４０．本発明の他の局面に従う水上格子シェル構造は、腹材や弦材と、節点とより構成される一層以上の球状格子シェル、箱状格子シェル、柱状格子シェルや、変形中空格子シェルを含み、上記柱状格子シェルは断面が円形、方形、矩形や、台形で、両端が水密性を有し、格子シェルの外周部材に鋼板が被覆して溶接され、若しくはボルトで固定接続され、または上記外周部材にガラススチール板がボルトで固定接続され、剛性的に被覆される一層以上の格子シェル構造が形成される。中でも、二層格子シェル構造が最も好ましい。二層格子シェル構造には、二層増厚格子シェルが好ましい。二層増厚格子シェルには、最も力を受ける箇所に格子シェルの厚さを増加し、溶接された鋼板がシームレスで、ボルトでガラススチールや鋼板を固定接続する場合に、剛性的に被覆される空間が水密になるように、板と部材との接合部に封止剤またはシールリングを付ける。このような格子シェル構造は、水上に用いられると、水密的且つ剛性的に被覆される球状格子シェル構造浮体、箱状格子シェル構造浮体、柱状格子シェル構造浮体、変形中空格子シェル構造になる。
【０１１３】
４１．格子シェルは水密的且つ剛性的に被覆される柱状の二層以上の格子シェル構造である場合、柱状格子シェルの断面が円形、方形、矩形や、台形で、矩形の長辺が水面に垂直し、その軸心線が水面に平行し、その軸方向の両側に、格子シェル構造が波によって左右に揺れることを防ぐための平衡翼が固定接続される。上記平衡翼は請求項３８に記載の平衡翼と同様である。
【０１１４】
４２．本発明の他の局面に従う水上格子シェル構造は、腹材や弦材と、節点とより構成される一層以上の格子シェルを含み、上記格子シェルの外周部材に鋼板が被覆して溶接され、剛性的に被覆される一層以上の格子シェル構造が形成される。上記格子シェルは、図３２に示すように、船状格子シェル構造であり、船状の二層増厚格子シェル構造が最も好ましい。船の底部に格子シェルの厚さを増加し、鋼板１が被覆してシール溶接され、鋼板１で被覆される船状格子シェル２は水密性を有する。このような格子シェル構造は、水上に用いられると、水密的且つ剛性的に被覆される船状格子シェル構造浮体物になる。
【０１１５】
４３．本発明の他の局面に従う船体構造は、船側及び船底の骨組を含み、上記船側及び船底の骨組は二層以上の船状格子シェル構造である。一般的な船舶の場合は、船舶の底部に格子シェルの厚さが増加される二層増厚格子シェル構造が最も好ましい。大型または超大型船舶の場合は、三層格子シェル構造が好ましく、または、船側の骨組が二層格子シェルで、船底の骨組が三層格子シェル構造で、バルクヘッド骨組や甲板骨組などの格子シェルに接続する必要がある骨組のいずれもが格子シェルの節点で固定接続され、船の内層の底板または側板が格子シェルの内側の部材に固定接続されてもよい。
【０１１６】
４４．本発明の他の局面に従う船体構造は、船側及び船底の骨組と、バルクヘッドの骨組と、甲板の骨組とを含む船体構造である。上記船側と船底の骨組は二層以上の格子シェル構造である。上記バルクヘッドの骨組構造３は、図３２に示すように、四角錐立体格子グリッド構造、四角錐斜め格子グリッド、三方格子グリッド構造または格子トラス構造であり、または、バルクヘッドと甲板の骨組構造のいずれもが格子グリッド構造または格子トラス構造である。甲板の骨組となる格子グリッド構造または格子トラス構造は、その格子のサイズが比較的に小さい。バルクヘッドの骨組となる格子グリッドまたは格子トラス構造と、甲板の骨組となる格子グリッドまたは格子トラス構造と、船側及び船底の骨組となる格子シェル構造との三つの同士間は、節点で固定接続される。内層の底板は格子シェルの内側の部材に溶接接続され、または、ボルトで固定接続され、内層の底板と格子シェルの内側の部材との接合部に封止剤またはシールリングを付ける。
【０１１７】
４５．本発明の他の局面に従う水上格子シェル構造は、球状、柱状、船状の二層以上の格子シェル構造を含む水上格子シェル構造であって、上記格子シェル構造の表裏側の部材間の空間にフォームプラスチックが充填される。図３３は、球状二層格子シェル構造１にフォームプラスチック２が充填されることを示している。図３４は、二層柱状格子シェル構造１にフォームプラスチック２が充填されることを示している。図３５は、船状格子シェル構造１にフォームプラスチック２が充填されることを示している。フォームプラスチックを充填するには、請求項２６の実施形態におけるフォームプラスチックの充填方法を利用してもよい。柱状二層格子シェル構造の場合は、第１の充填方法を採用してもよい。即ち、フォームプラスチックを断面が三角形の長柱状にカットして、格子シェル構造の空間内に詰め込む。球状と船状の格子シェル構造の場合は、第２の充填方法を採用してもよい。即ち、板状フォームプラスチックを、球状と船状の格子シェルの一部の曲面に合わせる曲面フォームプラスチックにカットし、上記曲面フォームプラスチックの厚さを格子グリッド構造の厚さより二つの弦材や腹材の直径の和小さくし、上記曲面フォームプラスチックに腹材を取り付けるための斜め孔を開けて、または、腹材を直接にフォームプラスチックを通過させて取り付け、格子グリッド構造を取り付ける際に、曲面フォームプラスチックを挟んで取り付ける。フォームプラスチックを充填した後、球状または柱状の格子シェルの外面をガラススチール材料で包み覆い、船状格子シェル構造の外側に被覆用鋼板を取り付ける。
【０１１８】
４６．本発明の他の局面に従う仮締切り構造は、図３６や図３７に示すように、骨組構造１と、骨組構造の外周に水密的に被覆される鋼板２とを含み、仮締切りの軸心線が水面に垂直し、仮締切りの水平断面が円形、楕円形、矩形、方形、または他の形の閉線であり、仮締切り内に水平圧力支持構造が備えられる場合がある。仮締切りの周囲の骨組構造１は軸線が水平面に垂直する柱状二層格子シェル構造で、当該柱状二層格子シェルの断面形状が仮締切りの断面形状と同様である。ここに柱状とは、通常、仮締切りの断面の直径または長軸が仮締切りの深さより小さいことを意味する。仮締切りの形状は略柱状で、二層格子シェル構造も略柱状である。直径が深さより大きい大型または超大型仮締切りは、形状が略柱状ではないというものの、やはり格子シェル構造であり、原理が同じなので、やはり本出願の特許請求の範囲に属するものである。仮締切りの外側の上部の水からの圧力が小さく、下部の水からの圧力が大きいため、格子シェルの骨組構造の上、下部の厚さと、腹材や弦材及び節点の直径は、上部が小さく、下部が大きいようにすべきである。
【０１１９】
４７．また、本発明の他の局面に従う仮締切り構造は、骨組構造と、骨組構造の外周に水密的に被覆される鋼板とを含み、仮締切りの軸心線が水面に垂直し、仮締切りの水平断面が矩形や、方形で、仮締切り内に水平圧力支持構造が備えられる場合がある。図３８は仮締切りが矩形である水平断面図である。仮締切りの周囲の骨組構造１は、弦面が水平面に垂直する四角錐立体格子グリッド構造、四角錐斜め格子グリッド、三方格子グリッド構造、または弦面が水平面に垂直する格子トラス構造である。上記水平圧力支持構造３は、弦面が水平面に垂直する四角錐格子グリッド、三方格子グリッド構造や中空の三角錐格子グリッド構造、または格子トラス構造を使用してもよい。水平圧力支持構造も、支持する骨組となる格子グリッド構造または格子トラス構造に垂直し、そして格子グリッドまたは格子トラス構造の節点で上記格子グリッド構造または格子トラス構造に固定接続される。
【０１２０】
４８．本発明の他の局面に従う仮締切り構造は、図３９に示すように、骨組構造と、骨組構造の外周に水密的に被覆される鋼板２とを含み、仮締切りの軸心線が水面に垂直し、仮締切りの水平断面は中間が矩形や方形で、両端が半円形であり、仮締切り内において、二つの直辺面に垂直してこれらの面を支持する水平圧力支持構造が備えられる場合がある。上記仮締切りの二つの直辺面の骨組構造１は、弦面が水平面に垂直する四角錐立体格子グリッド構造、四角錐斜め格子グリッド、三方格子グリッド構造、または弦面が水平面に垂直する格子トラス構造である。仮締切りの両端の半円柱面の骨組構造は、半円形柱面の二層以上の格子シェル構造であり、格子シェル構造の層数が格子グリッド構造または格子トラス構造の層数に対応する。格子グリッド構造または格子トラス構造が二層であると、格子シェルの層数が三層になる。水平圧力支持構造３は、弦面が水平面に垂直する四角錐立体格子グリッド構造、三方格子グリッド構造や中空の三角錐格子グリッド構造、または格子トラス構造を使用してもよい。水平圧力支持構造３も、支持する骨組となる格子グリッド構造または格子トラス構造に垂直し、そして、格子グリッドまたは格子トラス構造の節点で上記格子グリッド構造または格子トラス構造に固定接続される。
【０１２１】
４９．本発明の他の局面に従う請求項４６〜４８に記載の仮締切り構造の製造・取り付け方法としては、プラットホームに仮締切りの骨組を取り付け、上記骨組の外周に被覆用鋼板を取り付け、仮締切りの中に水平圧力支持構造が備えられる場合があり、建設される水域において、水底の泥を掘りだして水底を凹状にした後、仮締切りを沈下させて所定位置に取り付け、仮締切りの底端部周縁の鋼板を水底の泥に深く挿入し、水底の仮締切りの外側に水中コンクリートや他の閉塞材を埋め、そして仮締切り中の水を引き出し、被覆用鋼板に取り囲まれる仮締切り空間が水密性になる。上記プラットホームは、建設される水域において、鋼構造の浮き箱またはフォームプラスチックからなる浮体式プラットホームであり、位置決めケーブル系によって建設される水域に位置が決められる。プラットホームの中央部は中空構造であり、その中空平面が仮締切りの水平断面に類似するが、仮締切りの水平断面よりやや大きい。中央の中空部に一時的なプラットホームが設けられ、上記一時的なプラットホームにおいて、プレキャストの腹材や弦材と、節点部材とで仮締切りの骨組を組み立てる。上記仮締切り骨組は、軸線が水平面に垂直する柱状二層格子シェル構造である。断面が矩形や方形である大型、超大型の仮締切り構造では、その周囲の骨組は弦面が水平面に垂直する四角錐立体格子グリッド構造、三方格子グリッド構造、中空の三角錐格子グリッド構造、または格子トラス構造を採用してもよい。水平断面は中間が矩形や方形で、両端が半円形である仮締切り構造では、仮締切りの二つの直辺面の骨組構造は弦面が水平面に垂直する四角錐立体格子グリッド構造、四角錐斜め格子グリッド、三方格子グリッド構造、または弦面が水平面に垂直する格子トラス構造であり、仮締切りの両端の半円柱面の骨組構造は、半円柱面の二層格子シェル構造である。水平圧力支持構造が必要な場合、上記水平圧力支持構造も、弦面が水平面に垂直する四角錐立体格子グリッド構造、三方格子グリッド構造や中空の三角錐格子グリッド構造、または格子トラス構造である。骨組の外周に被覆用鋼板を取り付け、仮締切りの底端部の周縁から取り付け始め、側面から次第に上へ行い、取り付けの高さの増加によって、複数のロープの一端を仮締切りの底端部に結び付け、ロープの他端をプラットホームに結び付け、そして一時的なプラットホームを取り外し、仮締切りを上記プラットホームの中央の中空部に落ち込ませ、また、上記仮締切りを取り付けながら、人が浮体式プラットホームに立って操作しやすい高さまで徐徐に沈下させる。設計の高さに達すると、沈下される仮締切りが所定位置に取り付けられることになる。
【０１２２】
５０．本発明の他の局面に従う請求項４６〜４８に記載の仮締切り構造の製造・取り付け方法としては、プラットホームに仮締切りの骨組を取り付け、上記骨組の外周に被覆用鋼板を取り付け、仮締切りの中に水平圧力支持構造が備えられる場合があり、建設される水域において、水底の泥を掘りだして水底を凹状にした後、仮締切りを沈下させて所定位置に取り付け、仮締切りの底端部周縁の鋼板を水底の泥に深く挿入し、水底の仮締切りの外側に水中コンクリートや他の閉塞材を埋め、そして仮締切り中の水を引き出し、被覆用鋼板に取り囲まれる仮締切り空間が水密性になる。上記プラットホームは、建設される水域において、中央プラットホームと、上記中央プラットホームを囲む外周プラットホームとから構成され、上記中央プラットホームは鋼構造の浮き箱からなる浮体式プラットホームで、上記外周プラットホームは鋼構造の浮き箱またはフォームプラスチックからなる浮体式プラットホームである。上記プラットホームは、位置決めケーブル系によって、建設される水域に位置が決められる。上記中央プラットホームは、平面が仮締切りの水平断面に類似するが、仮締切りの水平断面よりやや大きく、上記外周プラットホームと上下に相対的に移動可能に接合している。取り付ける前に、中央プラットホームは外周プラットホームよりやや高く、または外周プラットホームと同じ平面にある。中央プラットホーム浮体は、水を注入することより浮力を調整することができる。中央プラットホームにおいて、プレキャストの腹材や弦材と、節点部材とで仮締切りの骨組を組み立て、仮締切りの骨組は軸線が水平面に垂直する柱状二層格子シェル構造である。断面が矩形や方形である大型や超大型の仮締切り構造では、その周囲の骨組は弦面が水平面に垂直する四角錐格子グリッド、三方格子グリッド構造、中空の三角錐格子グリッド構造、または弦面が水平面に垂直する格子トラス構造を採用する。水平断面は中間が矩形や方形で、両端が半円形である仮締切り構造では、仮締切りの二つの直辺面の骨組は、弦面が水平面に垂直する四角錐立体格子グリッド構造、四角錐斜め格子グリッド、三方格子グリッド構造、または弦面が水平面に垂直する格子トラス構造であり、仮締切りの両端の半円柱面の骨組は半円形柱面の二層格子シェル構造である。水平圧力支持構造が必要な場合、当該水平圧力支持構造も、弦面が水平面に垂直する四角錐立体格子グリッド構造、三方格子グリッド構造、中空の三角錐格子グリッド構造、または格子トラス構造である。仮締切りの底部から取り付け始め、側面から次第に上へ行い、底部と側面にプレキャストの格子シェル被覆用鋼板を取り付け、取り付けられた被覆用鋼板が取り囲む仮締切り空間は水密性を有する。仮締切りが単独に水面に浮かぶように組み立てられると、上記中央プラットホーム浮体に水を注入することにより、上記中央プラットホームを沈下させて仮締切りの底部から分離させて撤去する。そして、引き続き仮締切りを取り付け、仮締切りの高さの増加によって、人が外周プラットホームに立って操作しやすい高さまで仮締切りを沈下させるように仮締切りに水を注入する。仮締切りが設計された高さに達すると、仮締切りを水で充満させて沈下させ、所定位置に取り付けて、水底にある仮締切りの外側に閉塞材を埋め、仮締切りの中の水を引き出した後、仮締切りの底部構造を取り外す。
【０１２３】
５１．本発明の他の局面に従う被覆板は、請求項４０〜４４、４６〜４８に記載の水上格子シェル構造、船体構造または仮締切り構造に用いられる被覆板であって、上記被覆板は鋼板であり、格子シェルの外周部材に被覆して固定接続され、または、格子シェルの外周部材に、方形管で溶接されてなる且つ節点が格子シェルの節点に対応する井字形格子構造が固定接続された後、当該井字形格子構造に被覆して固定接続される。上記被覆板は、予め製造されたものであり、格子と同じまたはその整数倍、好ましくは２〜３倍の長さ及び幅を有し、平板状または曲面状をしている。上記被覆板は鋼板である場合に、格子シェルの外周部材や井字形格子構造にシール溶接で接続され、または、ボルトで固定接続され、被覆板と格子シェルの外周部材または井字形格子部材との間にゴム製シールリングと封止剤を付ける。ボルトで固定接続される時には、被覆板としては、高強度のガラススチール板を利用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】格子グリッド構造が均等に配置される複数の浮体式構造物の上に設置され、上記浮体式構造物と組み合わせることを示す斜視図と平面図である。
【図２】ドーム型格子シェル構造が格子グリッド構造の浮体式構造物の上に設置され、上記格子グリッド構造の浮体式構造物と組み合わせることを示す模式図である。
【図３】格子構造を構成する腹材や弦材が浮体式構造物に接合して固定接続されることを示す模式図である。
【図４】格子構造を構成する腹材や弦材を巻物状のフォームプラスチックで包み覆うことを示す模式図である。
【図５】フォームプラスチックで格子グリッド構造の下弦節点部材を包み覆うことを示す模式図である。
【図６】格子構造を構成する腹材や弦材、節点部材がそれぞれ浮体式構造物に接合して固定接続されることを示す模式図である。
【図７】井字・田字形浮体式構造物を示す斜視図、及び、その骨組構造を部分的に示す模式図である。
【図８】円柱型フォームプラスチック浮体を格子グリッド構造または格子トラス構造の節点に固定接続するための接続部を示す模式図である。
【図９】格子構造の腹材や弦材に被せる水密の鋼板構造の中空の柱状浮体式部材を示す断面図である。
【図１０】格子構造の腹材や弦材に被覆するフォームプラスチック製の中空の柱状浮体式部材を示す断面図である。
【図１１】合わせて格子構造の腹材や弦材を包む二つの半中空の柱状浮体式部材を模式的に示す斜視図である。
【図１２】ドーム型格子シェル構造が環状浮体式構造物の上に設置され、環状浮体式構造物と組み合わせることを示す模式図である。
【図１３】格子グリッド構または格子トラス構造の外面に鋼板が被覆してシール溶接され、平板状浮体式構造物が構成されることを模式的に示す斜視図である。
【図１４】浮体式格子グリッド構造を示す模式図である。
【図１５】浮体式柱面格子シェル構造を示す模式図である。
【図１６】浮体式円柱状構造を模式的に示す断面図である。
【図１７】浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造において下弦節点が浮体式部材である場合を示す模式図である。
【図１８】浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造において腹材のいずれもが斜めに設置され、下弦節点が浮体式部材である場合を示す模式図である。
【図１９】浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造において垂直腹材と下弦節点が浮体式部材である場合を示す模式図である。
【図２０】浮体式格子グリッドまたは浮体式格子トラス構造において腹材や弦材の本体部は内部にフォームプラスチック浮体が充填される立体トラス構造である場合を示す模式図と断面図である。
【図２１】浮体式格子グリッド構造または浮体式格子トラス構造の下弦節点が浮体式構造物に固定接続されることを示す模式図である。
【図２２】格子グリッド構造または格子トラス構造の空間内にフォームプラスチックが充填されることを示す模式図である。
【図２３】浮体式フレーム構造を示す斜視図、及び、その骨組がトラス構造である場合を部分的に示す模式図である。
【図２４】複数の柱状浮体式構造物の端面と側面が互いに固定接続され、井字・田字形浮体式構造物が構成されることを示す模式図である。
【図２５】浮体式格子グリッド構造を支持構造として、その上を格子グリッド構造で被覆して水上人間居住空間が構成されることを示す模式図である。
【図２６】浮体式格子グリッド構造を支持構造に用いる浮橋を示す断面図である。
【図２７】浮体式格子グリッド構造を支持構造に用いる浮橋を示す平面図である。
【図２８】非字形浮体式格子グリッド構造を浮橋の支持構造として用いる場合を示す平面図である。
【図２９】井字・田字形浮体式格子グリッド構造を浮橋の支持構造として用いる場合を示す平面図である。
【図３０】浮橋の支持構造として、二層のアーチ型柱面格子シェル構造が浮体式構造物の上に設置され、浮体式構造物と組み合わせることを示す模式図である。
【図３１】二層の柱状格子シェル浮体式構造物を浮橋の支持構造とすることを示す断面図と平面図である。
【図３２】船状格子シェル構造または船舶体の骨組が格子シェル構造である場合を模式的に示す斜視図である。
【図３３】球状格子シェル構造の表裏側の部材の間にフォームプラスチックが充填されることを示す模式図である。
【図３４】柱状格子シェル構造の表裏側の部材の間にフォームプラスチックが充填されることを示す模式図である。
【図３５】船状シェル構造の表裏側の部材の間にフォームプラスチックが充填されることを示す模式図である。
【図３６】断面が円形で、骨組が格子シェル構造である仮締切り構造を模式的に示す斜視図である。
【図３７】断面が楕円で、骨組が格子シェル構造である仮締切り構造を模式的に示す斜視図である。
【図３８】断面が長い矩形で、周囲の骨組が格子グリッド構造である仮締切り構造を示す平面図である。
【図３９】断面は中間部が長い矩形で、両端部が半円形で、二つの長辺の骨組は格子グリッド構造で、両端の骨組は格子シェル構造である仮締切り構造を示す模式図である。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【国際調査報告】
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