(57)【要約】【課題】軟弱地盤に構造物を設置する際に、その地盤沈下に対しても対応が可能で、基礎地盤に対して支承反力が少なく、しかも免震機能を有して、支承部のメンテナンスが容易に行なわれうる変位が大きい地盤用の支承構造およびこれに支持された構造物を提供する。【解決手段】柱１の上端内部に、液圧シリンダー２を固定装置５により橋脚柱１に固定可能に設け、液圧シリンダー２の上端に順次、ピボット支承６、ＭＲダンパー１２、弾性ゴム７、フッ素樹脂滑り材８と樹脂コーティング鋼板９からなる滑り支承を配置する。【選択図】        図１
2004211429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟弱地盤に設置した柱の上端内部に、ロッドとシリンダーとからなる液圧シリンダーを固定装置により柱に固定可能に設け、その液圧シリンダーの上端に順次、ピボット支承、ＭＲダンパー、弾性ゴム、地震時の水平力の伝達を抑制する機能を有する支承を配置した変位が大きい地盤用の支承構造。
【請求項２】
地震時の水平力の伝達を抑制する機能を有する支承として、滑り支承または転がり支承または積層ゴムあるいはこれらを適宜組み合わせたものを使用する請求項１記載の変位が大きい地盤用の支承構造。
【請求項３】
固定装置が、橋脚柱の上端内部と液圧シリンダーとをくさびの摩擦力により固定可能とした請求項１または２記載の変位が大きい地盤用の支承構造。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載の複数の支承構造により支持された変位が大きい地盤用の支承構造に支持された構造物。
【請求項５】
請求項４に記載の構造物の一つの支承構造を除いても、他の支承構造で支持可能とした変位が大きい地盤用の支承構造に支持された構造物。
【請求項６】
請求項４または５に記載の構造物がセミサブマージ構造からなる変位が大きい地盤用の支承構造に支持された構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱地盤にサンドドレーン等を打設し、残留沈下があるような変位が大きい地盤上に構造物を設置する際に使用する変位が大きい地盤用の支承構造およびこれに支持された構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、海底等の軟弱地盤の上に着底した大規模な構造物を構築することが行なわれているが、この場合、その地盤沈下及び不同沈下は避けられず、しかもその基礎の地盤に対して可能なかぎり支承反力を少なくすることが要請される。
【０００３】
また、通常の地盤の変位だけでなく、想定外の沈下に対しても容易に対応することが要請されると共に、地震時に免震機能を有する支承構造が要求され、さらに、その支承部のメンテナンスが容易に行なわれることも要求される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、軟弱地盤に構造物を設置する際に、その地盤沈下及び不同沈下に対しても対応が可能で、かつ基礎地盤に対して可能なかぎり支承反力が少なく、しかも免震機能を有して、支承部のメンテナンスが容易に行なわれうる変位が大きい地盤用の支承構造およびこれに支持された構造物を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、軟弱地盤に設置した柱の上端内部に、ロッドとシリンダーとからなる液圧シリンダーを固定装置により柱に固定可能に設け、その液圧シリンダーの上端に順次、ピボット支承、ＭＲダンパー、弾性ゴム、地震時の水平力の伝達を抑制する機能を有する支承を配置した変位が大きい地盤用の支承構造からなり、また、その場合地震時の水平力の伝達を抑制する機能を有する支承として、滑り支承または転がり支承または積層ゴムあるいはこれらを適宜組み合わせたものを使用する変位が大きい地盤用の支承構造をもその構成とする。
【０００６】
また本発明は、上記の固定装置が、橋脚柱の上端内部と液圧シリンダーとをくさびの摩擦力により固定可能にした変位が大きい地盤用の支承構造からなる。
【０００７】
さらに本発明は、複数の上記の支承構造により支持された変位が大きい地盤用の支承構造に支持された構造物からなり、また本発明は、上記の構造物の一つの支承構造を除いても、他の支承構造で支持可能となっている変位が大きい地盤用の支承構造に支持された構造物からなる。またさらに、本発明は、上記の構造物がセミサブマージ構造となっている変位が大きい地盤用の支承構造に支持された構造物からなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態につき説明するが、図１はその一実施形態における軟弱地盤のように変位が大きい地盤用の支承構造の説明用の部分断面の分解斜視図である。
【０００９】
まず、図示されていない軟弱地盤に設置した橋脚柱１の上端内部に、ロッド３とシリンダー４とからなる油圧等で上下に作動される液圧シリンダー２を固定装置５により固定可能に設け、その液圧シリンダー２の上端に順次、ピボット支承６、ＭＲダンパー１２、弾性ゴム７、フッ素樹脂滑り材８と樹脂コーティング鋼板９からなる滑り支承をそれぞれ配置して、変位が大きい地盤用の支承構造を構成している。
【００１０】
なお、この実施の形態では、液圧シリンダー２のロッド３を下方に、シリンダー４を上方にそれぞれ配置しているが、この支承構造にかかる地震時の水平力の大きさによってはこれと逆にすることも可能であり、また上記の固定装置５は図２及びその矢印Ａ部の拡大側断面図の図３に示すように、橋脚柱１の内面と、液圧シリンダー２のシリンダー４との間にくさび１３を取り付け、別途油圧ジャッキにより、テーパープレート２０を押し下げることにより、その押し込み力Ｓによるくさび１３の摩擦力Ｆが生じ、それによりシリンダー４を固定可能とするジャッキ固定方式とすることができる。
【００１１】
また、軟弱な地盤１１により図４のごとく地盤１１の沈下により橋脚柱１が矢印Ｔのごとく傾斜するが、この傾斜は、図５に示すようにこの支承構造のピボット支承６の働きより回転吸収され、支持される構造物１０はフッ素樹脂滑り材８等を介して常に水平に維持される。
【００１２】
また、この傾斜に伴う橋脚柱１の上端の水平移動Ｈは、ＭＲダンパー１２を図６に示すように定期的に解放させることにより吸収し、対応させることができ、このように管理することにより、橋脚柱１及び支承構造の各部に残留応力を発生させることを防止できる。
【００１３】
なお、ここで使用されているＭＲダンパー１２は、油圧の中に磁性体の粒が含まれており、電流を流すと磁性体に磁気が与えられることにより流体粘度を瞬時に変化させ、油圧が流れなくなって固定し、水平方向の移動をおさえ、電流を流すことにより水平方向の移動を可能にする一般に公知のものを使用しており、常時は支承条件を固定化し、地震時においてはスライド可能な状態に支承条件を変化させるものである。
【００１４】
従って、上記本発明の支承構造によれば、地盤１１の変位に対して、その地盤１１の鉛直変位に対しては液圧シリンダー２によるジャッキ操作で調整し、地盤１１の水平変位に対しては、ＭＲダンパー１２を解放して移動した後、固定することで対応し、さらに地盤１１の変位に伴う構造物１０の傾斜に対しては、弾性ゴム７とピボット支承６で回転を吸収することで対応するようになっている。
【００１５】
また、地震時の鉛直変位に対しては、弾性ゴム７により支承構造と構造物が離れることなく一体化して挙動し、地震時の水平力は、フッ素樹脂滑り材８と樹脂コーティング鋼板９から構成される滑り支承により抑制することで対応している。
【００１６】
ここで、上記滑り支承だけ使用すると、常時の風力により構造物１０が移動してしまうので、ＭＲダンパー１２を配置して、常時はＭＲダンパー１２に電流を流して磁場を発生させて固定し、地震時は電流を切ってオイルダンパーの機能を発生させる。
【００１７】
なお、本実施形態では、地震時の水平力の伝達を抑制する機能を有する支承として、フッ素樹脂滑り材８と樹脂コーティング鋼板９から構成される滑り支承を使用しているが、他の滑り支承を使用することも可能であり、転がり支承または積層ゴムも使用することができる。さらに、滑り支承、転がり支承、積層ゴムのいずれかを適宜組み合わせた支承を使用することもできる。
【００１８】
また、地震時の鉛直力が液圧シリンダー２に加わるのを防ぐため、液圧シリンダー２と橋脚柱１とは摩擦接合して、地震時には接合が解かれ、液圧の上昇に対しては液圧リリーフバルブの作動により、液圧の下降に対してはアキュムレータを通じた供給により一定の圧力となるように制御する。
【００１９】
次に、上記本発明の支承構造により支持された構造物１０の実施の形態につき図面を参照して説明すると、図７は複数の支承構造により支持された例えば海上のプラットフォーム等の構造物１０の平面図であり、そのＸ−Ｘ断面図を図８に、Ｙ−Ｙ断面図を図９にそれぞれ示しており、軟弱な地盤１１に打設した複数、例えば８個の橋脚柱１にこの構造物１０は支持されており、図中１４で示すのは捨石マウンドであり、１５で示すのは盛砂である。
【００２０】
この構造物１０は、地盤１１の変位に対してその水平レベルの姿勢制御が可能なように前記の構成及び機能を有する支承構造をそれぞれに有した複数の橋脚柱１により、図１０に示すように支持されており、日常の潮位変動に対してバラスト調整を必要としないようにするためセミサブマージ型の構造としている。
【００２１】
さらに本発明の支承構造で支持された構造物１０は、複数の支承構造のうちの一つの支承構造を除いても、他の支持構造で支持可能になっており、このようにすることにより、図１１に示すような想定外の地盤沈下により、図１２の液圧シリンダー２のジャッキストロークを超える矢印Ｄ方向の沈下が発生した場合には、一つの支承構造の液圧シリンダー２のロッド３先端部を図１３のように盛替え１７作業を行なうことができる。例えば図１２のジャッキストローク３．５ｍを超える沈下が発生の場合は、図１３のロッド３の先端部の盛替え１７により、最大５．５ｍのジャッキアップが可能である。
【００２２】
また、図１４に示す想定外の地盤１１の水平移動Ｈの変位に対しては、図１５に示すようにＭＲダンパー１２の定期的な開放により、ダンパーストロークが地震時における水平移動量を満足しなくなった段階で、ＭＲダンパー１２の固定部を図１６に示すように手動作業により移動方向に盛り替え作業を行なうことにより対応することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上に説明した本発明の変位が大きい地盤用の支承構造およびこれに支持された構造物によれば、海底等の軟弱地盤に構造物を設置する際に、その地盤沈下及び不同沈下に対しても対応が可能で、かつ基礎地盤に対して可能なかぎり支承反力が少なく、しかも免震機能を有しており、支承部のメンテナンスも可能である。
【００２４】
また、本発明では地盤の水平変位に対しては、ＭＲダンパーを採用しているので、支承部に残留応力が発生することがなく、さらに構造物をセミサブマージ構造にすることで、日常の潮位変動に対してもバラスト調整を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の支承構造の一実施形態における部分断面で示す分解斜視図である。
【図２】図２の矢印Ａ部の要部拡大の側断面図である。
【図３】図２の矢印Ａ部の要部拡大の側断面図である。
【図４】図１の支承構造における地盤の不同沈下による傾斜を示す断面図である。
【図５】図４の傾斜のピボット支承における吸収を示す側面図である。
【図６】図５の吸収を示す平面図である。
【図７】図１の支承構造により支持された本発明の構造物の実施形態における平面図である。
【図８】図７のＸ−Ｘ方向の側断面図である。
【図９】図７のＹ−Ｙ方向の側断面図である。
【図１０】複数の支承構造により支持された構造物が地盤変位に対しても水平レベルを姿勢制御されている状態の側断面図である。
【図１１】地盤の想定外沈下により沈下の発生した図７の構造物の側断面図である。
【図１２】図１１の沈下の液圧シリンダーのジャッキストロークによる調整状態を示す側断面図である。
【図１３】図１２のロッド先端盛替えによる調整状態を示す側断面図である。
【図１４】地盤の想定外水平変位が発生した図７の構造物の側断面図である。
【図１５】図１４におけるＭＲダンパー固定端部の移動を示す平面図である。
【図１６】図１５のダンパー固定端部を移動方向に盛り替えることにより対応する状態の平面図である。
【符号の説明】
１    橋脚柱
２    液圧シリンダー
３    ロッド
４    シリンダー
５    固定装置
６    ピボット支承
７    弾性ゴム
８    フッ素樹脂滑り材
９    樹脂コーティング鋼板
１０    構造物
１１    地盤
１２    ＭＲダンパー
１３    くさび
【図１】
2004211429.tif 000003
【図２】
2004211429.tif 000004
【図３】
2004211429.tif 000005
【図４】
2004211429.tif 000006
【図５】
2004211429.tif 000007
【図６】
2004211429.tif 000008
【図７】
2004211429.tif 000009
【図８】
2004211429.tif 000010
【図９】
2004211429.tif 000011
【図１０】
2004211429.tif 000012
【図１１】
2004211429.tif 000013
【図１２】
2004211429.tif 000014
【図１３】
2004211429.tif 000015
【図１４】
2004211429.tif 000016
【図１５】
2004211429.tif 000017
【図１６】
2004211429.tif 000018