(57)【要約】既存の構造体の金属パネルまたはパイプを補強する方法は、前記金属パネルまたはパイプに対して離間した状態で補強金属層を取り付けることにより、前記金属パネルの内面と前記補強金属層の内面との間に少なくとも１つの空洞を形成するステップと、未硬化プラスチック材料から成る中間層を前記少なくとも１つの空洞内に注入するステップと、前記プラスチック材料を硬化させることにより、このプラスチック材料を前記金属パネルまたはパイプの前記内面および前記補強金属層の前記内面に対して固着させるステップとを備えている。
2004517766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存の金属構造体を補強する方法であって、
前記金属構造体上に離間した状態で補強金属層を設けることにより、前記金属構造体の内面と前記補強金属層の内面との間に少なくとも１つの空洞を形成するステップと、
未硬化プラスチック材料から成る中間層を前記少なくとも１つの空洞内に注入するステップと、
前記プラスチック材料を硬化させることにより、このプラスチック材料を前記金属構造体の前記内面および前記補強金属層の前記内面に対して固着させるステップと、を備えている、方法。
【請求項２】
補強金属層を設ける前記ステップは、
前記金属構造体の前記内面にスペーサの一端を固着させるステップと、
前記補強金属層の前記内面を前記スペーサの他端に固着させるステップと、を備えている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スペーサが金属製であり、前記固着ステップが溶接を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記スペーサは、プレートスペーサ、プラスチックから成るスペーサ、ラッシングポットカラー、または、バッキングバーである、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの空洞内には、前記金属構造体の前記内面および前記補強金属層の前記内面と接触した状態で支持部材が配置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
補強金属層を設ける前記ステップの前に、前記金属構造体の前記内面がショットブラスト処理もしくはグリットブラスト処理されて洗浄される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記補強金属層の厚さが２０ｍｍよりも小さい、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記中間層の厚さが少なくとも１０ｍｍである、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記プラスチック材料がエラストマーである、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記既存の金属構造体は、トンネルライニング、船橋楼甲板、貨物倉、船体、船舶のデッキ、隔壁、外部船体構造、格納容器、建造物、沖合い構造物、パイプライン、または、このような既存の構造体の金属小部分である、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記既存の金属構造体は、より大きな既存の構造体の金属パネルである、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記既存の金属構造体は、より大きな既存の構造体の既存の金属部分である、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記金属パネルは、梁、桁、または、球平形鋼によって支持され、前記補強金属層は、前記梁、桁、または、球平形鋼が前記金属パネルと前記補強金属層との間に位置されるように配置されている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記補強金属層は、前記補強金属層が他の位置にある前記金属パネルからの距離よりも前記梁や球平形鋼の付近にある前記金属パネルからの距離が遠くなるように曲げられている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記補強金属層は、前記金属パネルに取り付けられる前記梁または球平形鋼の面とは反対側の梁または球平形鋼の面に対して取り付けられている、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記補強金属層は、スペーサを介して、前記梁または球平形鋼に取り付けられている、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法を使用して補強される、既存のパネルを有する船舶。
【請求項１８】
前記既存の金属構造体がパイプである、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
補強層を設ける前記ステップは、
少なくとも２つのスペーサリングを前記パイプの外面上にシール状態で設けるステップと、
前記少なくとも２つのスペーサリング間に前記補強金属層を取り付けることにより、前記パイプの前記外面と前記補強層との間に前記空洞を形成するステップと、を備えている、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記補強層は、断面が円弧状で且つ前記パイプの長手方向で互いに溶接される少なくとも２つの部分から成る、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも２つのスペーサリングは、前記パイプの前記外面に対する前記シールを形成するＯリングガスケットを内面上に備えている、請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記少なくとも２つのリングは、前記パイプの前記外面に対する前記シールを形成する平形ガスケットを内面上に備えている、請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項２３】
既存のメインパイプラインに対してスプールパイプラインを付設する方法であって、
前記メインパイプラインの周囲に離間状態で第１の金属層を設けることにより、前記金属層の内面と前記メインパイプラインの外面との間にシールされた第１の空洞を形成するステップと、
前記スプールパイプラインの孔が前記メインパイプラインの長手方向軸に対して実質的に直交し且つ前記メインパイプラインの前記外面と一体になって前記第１の空洞からシールされるようにスプールパイプラインを設けるステップと、
前記スプールパイプラインの周囲に離間状態で第２の金属層を設けることにより、前記第２の金属層の内面と前記スプールパイプラインの外面との間に第２の空洞を形成するステップと、
未硬化プラスチック材料から成る中間層を前記空洞内に注入するステップと、
前記プラスチック材料を硬化させて、このプラスチック材料を前記金属層、メインパイプライン、スプールパイプラインの前記面に固着させるステップと、
前記スプールパイプラインの前記孔と一体となる前記既存のメインパイプラインの部分を取り除くことにより、前記スプールパイプラインの前記孔を前記メインパイプラインの前記孔に接続するステップと、を備えている、方法。
【請求項２４】
スプールパイプラインを設ける前記ステップは、第１の金属層を設ける前記ステップの前に行なわれ、前記スプールパイプラインの一端を前記メインパイプラインに溶接することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
第１の金属層を設ける前記ステップは、少なくとも２つのスペーサリング間で前記メインパイプラインの周囲および前記スプールパイプラインの外周に前記第１の金属層を取り付けることから成る、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記スプールパイプラインは、前記メインパイプラインに対して離間した状態で、前記第１の金属層に溶接される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記スプールパイプラインの孔の周囲で、前記メインパイプラインの前記外面と前記第１の金属層の前記内面との間にシールを設けるステップを更に備えている、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
第２の金属層を設ける前記ステップでは、前記第２の金属層の一端が前記第１の金属層の外面に溶接される、請求項２３から２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
実質的に、添付図面に関して後述され且つ、添付図面に示されるように、既存のメインパイプラインにスプールパイプラインを付設する方法。
【請求項３０】
実質的に、添付図面に関して後述されるように、既存の金属構造体を補強する方法。
【請求項３１】
請求項１から２２のいずれか一項または３０に記載された方法によって製造される、補強された金属構造体。
【請求項３２】
請求項２３から２９のいずれか一項に記載のスプールパイプライン付設方法によって付設される、スプールパイプラインを有するメインパイプライン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、既存の金属構造体、特に大型の既存の構造体の既存の金属パネルを補強および／または修復および／または回復させる方法に関する。特に、この方法は、使用中に腐食および／または摩耗により厚さが減り、したがって、交換もしくは補強しなければならない金属パネルを補強および／または修復することに関する。また、本発明は、パイプラインを補強することとともに、既存のパイプラインにスプールラインを付設することに関する。
【０００２】
ローロー（Ｒｏ−Ｒｏ）（または、ローパックス（Ｒｏ−Ｐａｘ））フェリーのデッキプレートに使用される金属パネルは、１年に０．１ｍｍから０．３ｍｍの範囲の割合、一般的には１年に０．１５ｍｍの割合で、腐食および摩耗する。ロイドのレジスタ（Ｌｌｏｙｄ’ｓ  Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）等の船級協会の規則および規定によれば、プレートは、厚さが初期の厚さの３０％減少すると機械的な特性が著しく減少することから交換しなければならない。プレート交換要件、および、一般的な船舶の部分および構造要素における初期のプレート厚さの関数として表わされる対応する減少プレート厚は、“船舶の等級分けに関するＬｌｏｙｄ’ｓ  Ｒｅｇｉｓｔｅｒ規則・規定にしたがう船舶の厚さ測定および検査−改訂２  １９９７年１月（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｃｌｏｓｅ−ｕｐ  Ｓｕｒｖｅｙ  ｏｆ  Ｓｈｉｐｓ  ｉｎ  Ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ  ｗｉｔｈ  Ｌｌｏｙｄ’ｓ  Ｒｅｇｉｓｔｅｒ  Ｒｕｌｅｓ  ａｎｄ  Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｈｉｐｓ−Ｒｅｖｉｓｉｏｎ  ２，Ｊａｎｕａｒｙ  １９９７）”と題するＬｌｏｙｄ’ｓ  Ｒｅｇｉｓｔｅｒ技術文献に明記されている。弾性領域の弾性率および慣性モーメントの減少により、応力および歪みが限界値を超える。また、船舶の他の領域のプレートも、その減少した厚さが船級協会によって特定された値に達する場合には、交換しなければならない。
【０００３】
現在のやり方では、船舶の寿命を延ばすために、デッキプレートを取り外して交換する必要がある。この従来の方法では、大規模な作業が必要であり、主要な硬化材の交換、配管およびケーブルの取り外し、デッキパネルの裏面からの耐火材料等の除去、足場作り、大規模な溶接を伴う。それは、一般に、非常に多くの費用と時間を要するとともに、溶接を原位置で行なうことが難しいため溶接部に疲労し易い割れ目をもたらすことさえあり得る。
【０００４】
本発明の目的は、補強部材および他の細部を取り外す必要なしに、強化金属プレートを構造的に補強もしくは修復する方法を提供することである。
【０００５】
また、例えばガスや油を搬送するためのパイプラインも、腐食して構造的な強度および一体性が低減するという点で、フェリーのデッキプレートに使用される金属パネルと同じ問題を持っている。現在、パイプラインは、スチールケーシングを既存のパイプに対して直接に溶接することにより修復されており、パイプが溶け落ちて、爆発する虞がある。このようなパイプ補強方法は、危険であると考えられ、現場での良質な溶接を必要とする。この修復方法は、高価であるが、作動を中止することができない作動中のパイプラインの領域を修復する場合には最も経済的である。平行な交換式パイプラインを建造することは経済的に実現不可能であると考えられる。
【０００６】
本発明の目的は、既存のパイプラインに対して直接に溶接する必要なしに、腐食によって劣化するパイプを補強または修復する方法を提供することである。
【０００７】
本発明は、既存の金属構造体を補強する方法であって、金属パネルに対して離間した状態で補強金属層を取り付けることにより、前記金属パネルの内面と前記補強金属層の内面との間に少なくとも１つの空洞を形成するステップと、未硬化プラスチック材料を含む中間層を前記少なくとも１つの空洞内に注入するステップと、前記プラスチック材料を硬化させることにより、このプラスチック材料を前記金属パネルおよび前記補強金属層の前記内面に対して固着させるステップと、を備えている方法を提供する。
【０００８】
以下に説明する方法によれば、その耐用年数に達した既存の構造体の金属パネルを、取り外すことなく且つ少ない準備で有利に補強することができる。これにより、修復中における構造体のためのオフライン時間が短くなる。その結果として得られる補強された構造体は、古いパネルを新しいパネルに交換する場合よりも僅かに重くなるにすぎない。この方法によれば、乾ドックを必要とすることなく、船体を修復することができる。補強により、固有のダンピング（ｄａｍｐｉｎｇ）性および遮音性が得られる。プラスチック材料は、簡単に硬化可能な自己硬化性のものであっても良く、あるいは、加熱して硬化する熱硬化性のものであっても良い。
【０００９】
また、以下に説明する方法によれば、既存のメインパイプラインに対して直接に溶接することなく、既存のメインパイプラインを有利に補強および／または回復あるいは改装（スプールラインの付設）することができる。これにより、溶け落ち、ガス放出、爆発の危険性が減り、したがって、改装を行なう人の安全性が劇的に高まる。この修理プロセスの直接の結果は、溶接作業が簡略化し、作業の危険性およびコストが低減するということである。
【００１０】
無論、金属パネルまたはパイプラインを初期の強度まで修理、修復あるいは回復させるのと同様に、古いか新しいかにかかわらず、任意の既存の構造体に本発明を適用して、構造体を所望のごとく改善し、保護し或は補強することができる。
【００１１】
現在、作動しているパイプラインにスプールパイプラインを付設することは、一般に困難で危険なプロセスであると考えられ、スプールパイプラインを取り付けるために特別な溶接作業を必要とする。通常、最初に、スプールパイプラインがメインパイプラインに対して直接に溶接された後、スプールパイプラインの内側のメインパイプラインが特定のパイプによって穿孔され、スプールパイプラインにバルブ固定物が取り付けられる。
【００１２】
本発明の目的は、現在よりも簡単且つ確実に既存のパイプラインにスプールパイプラインを取り付ける方法を提供することである。理想的には、メインパイプラインとスプールパイプラインとの間の接合部の強度、その一体性、接続部を形成する場合の安全性も向上される。
【００１３】
本発明は、既存のメインパイプラインに対してスプールパイプラインを付設する方法であって、
前記メインパイプラインの周囲に離間状態で第１の金属層を設けることにより、前記金属層の内面と前記メインパイプラインの外面との間にシールされた第１の空洞を形成するステップと、
前記スプールパイプラインの孔が前記メインパイプラインの長手方向軸に対して実質的に直交し且つ前記メインパイプラインの前記外面と一体になって前記第１の空洞からシールされるようにスプールパイプラインを設けるステップと、
前記スプールパイプラインの周囲に離間状態で第２の金属層を設けることにより、前記第２の金属層の内面と前記スプールパイプラインの外面との間に第２の空洞を形成するステップと、
未硬化プラスチック材料を含む中間層を前記空洞内に注入するステップと、
前記プラスチック材料を硬化させて、このプラスチック材料を前記金属層、メインパイプライン、スプールパイプラインの前記面に固着させるステップと、
前記スプールパイプラインの前記孔と一体となる前記既存のメインパイプラインの部分を取り除くことにより、前記スプールパイプラインの前記孔を前記メインパイプラインの前記孔に接続するステップと、を備えている方法を提供する。
【００１４】
以下に説明する方法により、スプールラインとパイプラインとの間の強度の高い接続部を安全に製造することができる。
【００１５】
本発明を使用することによって得られる構造体は、米国特許第５，７７８，８１３、英国特許出願ＧＢ−Ａ−２３３７０２２、英国特許出願第９９２６３３３．７号のそれと同様である。これらの文献に開示された材料および技術は、本発明の実施において使用することができ、本発明にしたがって構成される構造体は、ここに開示された利点および利益を享受することができる。
【００１６】
以下、純粋に参照のためのみの図面により、本発明の一実施例を説明する。
【００１７】
図中、同じ部品は同じ参照符号で示されている。
【００１８】
図１は、本発明に係る方法によって補強されたローローフェリーのデッキの断面図である。オリジナルデッキを形成する金属パネル１０は、梁１２および球平形鋼１７によって支持されている。様々なパイプ・ケーブル１４と耐火材料１５とが金属パネル１０の裏面１６に取り付けられている。
【００１９】
金属パネル１０は原厚Ａを有しており、この原厚Ａは、例えばローローフェリーのデッキにおいては、一般に１０ｍｍから２０ｍｍの範囲である。一般に、金属パネル１０の厚さは、腐食および／または摩耗により、毎年約０．１５ｍｍずつ減少する。このような状況下では、約２０年使用した後、金属パネル１０を交換もしくは補強する必要がある。
【００２０】
本発明の補強方法では、既存の構造体の金属パネル１０に対して補強金属層２０が取り付けられる。金属層２０は、金属パネル１０から離間して配置されることにより、金属パネル１０との間に空洞４０を形成する。その後、非硬化プラスチック材料から成る中間コア層が空洞４０内に射出すなわち注入される。プラスチック材料が硬化される（中間コア層は、硬化処理が不要な自己硬化プラスチック材料であっても良く、あるいは、例えば加熱して硬化させる必要があるプラスチック材料であっても良い）と、プラスチック材料は、金属パネル１０と補強層２０との間で剪断負荷を伝えることができる十分な強度をもって、金属パネル１０の内面１８および補強金属層２０の内面２２に固着し、これにより、それ自体の重量よりも十分大きな負荷に耐えることができる複合構造部材が形成される。一般的には、プラスチック材料を注入する前に、全ての溶接が完了する。
【００２１】
図１に示される実施形態においては、金属パネル１０と補強金属層２０との間に複数のスペーサ３０が設けられている。これらのスペーサ３０は、任意の断面すなわち形状を有していても良いが、隣接する端面３４によって金属パネル１０の内面１８に取り付けられる際には、一般に、同じ量だけ金属パネル１０の上側に突出する。この距離は、空洞により異なっていても良く、あるいは、用途に応じて、空洞にわたって異なっていても良い。その後、補強金属層２０がスペーサ３０の他端３２に取り付けられることにより、空洞４０が形成される。このようにすれば、本発明の方法を、変形したパネルすなわち湾曲したパネルに対しても実施することができる。このような補強により、補強側に滑らかな面が形成される。このことは、ローローフェリーにとって特に理想的である。なぜなら、車両のための滑らかな載置面が形成されるからである。
【００２２】
スペーサ３０は金属によって形成されていることが好ましく、そのようにすれば、自然なプレートの継ぎ目に沿った突合わせ溶接３６を使用することにより、オリジナルの金属パネル１０および補強金属層２０に対してスペーサ３０を溶接する（連続隅肉溶接３５を使用して）ことができる。スペーサ３０をうまく使用して、金属パネル１０と補強金属層２０との間の空洞４０を、プラスチック材料を内部に注入できるサイズの複数の小さな空洞に分割しても良い。
【００２３】
本発明を適用できる船舶１００の構造が図３に示されている。この船舶は、内側外板１０１および外側外板１０２と、内側船底１０３および外側船底１０４とを有する二重船体構造を成している。横隔壁１０５も図示されており、また、デッキが参照符号１０６で示されている。ビルジが参照符号１０７で示され、舷縁（ｇｕｎｗｈａｌｅ）が参照符号１０８で示されるとともに、ウェブフレームが参照符号１０９で示されている。本発明は、船舶におけるこれらの任意の部品に適用しても良く、無論、他の部品や単一船体構造を含む他の船舶に適用しても良い。
【００２４】
既存の金属パネルを用意して、スペーサ３０と既存の金属パネル１０とをうまく接合する方法のうち、出願人が現在知っている最良の方法は、金属パネル１０の内面１８にショットブラスト処理またはグリットブラスト処理を施すことである。しかしながら、必要な表面粗さ及びプラスチック材料の接合に適した錆びのない塗装面を与える他の方法を使用することもできる。理想的には、埃、塵、油、水が内面１８にあってはならない。
【００２５】
中間層コア４０は、補強が使用される環境において予想される最大の温度で、少なくとも２５０ＭＰａの弾性係数Ｅを有していることが好ましく、２７５ＭＰａの弾性係数Ｅを有していることが更に好ましい。造船の用途においては、この予想される最大の温度が１００℃であってもよい。
【００２６】
引裂強さ、圧縮強度、引張り強さ、伸びは、衝撃などの異常負荷時に補強パネルがエネルギを吸収することができる最大の大きさにしなければならない。特に、プラスチック材料の圧縮強度および引張り強度は、少なくとも２ＭＰａでなければならず、２０ＭＰａであることが好ましい。無論、圧縮強度および引張り強度をこれらの最小値よりもかなり大きくすることもできる。
【００２７】
最低稼働温度でのプラスチック材料の延性は、金属パネルまたは金属層の延性よりも大きくなければならない。最低稼働温度でのプラスチック材料の延性の好ましい値は５０％である。また、プラスチック材料の熱膨張係数および熱収縮係数を金属パネル１０および金属層２０のそれに十分近くして、予想される稼働範囲にわたる温度変化および溶接中の温度変化によって層間剥離が生じないようにしなければならない。２つの材料の熱膨張係数または熱収縮係数を異ならせることができる度合いは、ある程度は、プラスチックの弾性によって決まるが、プラスチック材料の熱膨張係数および熱収縮係数は金属層のそれの約１０倍であると考えられる。プラスチック材料にフィラーを添加することにより、熱膨張係数を制御しても良い。
【００２８】
プラスチック材料と金属パネルおよび金属層の内面１８、２２との間の結合強度は、稼働範囲全体にわたって、少なくとも０．５ＭＰａでなければならず、６ＭＰａであることが好ましい。これは、金属に対するプラスチック材料の固有の接着性によって達成されることが好ましいが、別個の接着材を与えても良い。
【００２９】
金属パネル１０が船体の一部である場合（図３に概略的に示されるように）の別の要件は、予想される負の静水圧に耐えるとともに、金属接合部での層間剥離力に耐えることができる十分大きな引張り結合強度を界面にわたって有していなければならないということである。プラスチック材料は、海水および淡水の両方に対して加水分解的に安定でなければならず、また、部材がオイルタンカーで使用される場合には、油に対して耐化学性を有していなければならない。
【００３０】
プラスチック材料がエラストマーであっても良く、また、補強金属層２０は、スチール、ステンレススチール、アルミニウム合金、あるいは、標準的な建造慣習に関連する他の任意の典型的な金属であっても良い。したがって、エラストマーは、基本的に、イソシアン酸塩またはジイソシアン酸塩、拡張鎖、フィラーと共に、ポリオール（例えば、ポリエステルまたはポリエーテル）を含んでいる。フィラーは、中間層の熱係数を小さくしてそのコストを低減するとともに、エラストマーの物理的な特性を制御するため、必要に応じて設けられる。例えば、機械的な特性や他の特性（例えば、接着力、耐水性、耐油性）を変えるために、他の添加物および難燃剤を含有させても良い。
【００３１】
注入ポートのサイズおよび注入ポートの位置は、プラスチック材料要素を注入するために利用できる装置、および、空洞の方向性によって決まる。一般に、空洞毎に１つの注入ポートが設けられる。ポートは、補強層２０または金属パネル１０に配置されても良く、飛び散りを最小限に抑えられ或は排除できるように配置されなければならない。注入ポートは、理想的には、成形後に研磨されない、逆止弁をできれば有する急速継手ポート（ｑｕｉｃｋ  ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ  ｐｏｒｔｓ）である。また、注入ポートは、成形後に平らに研磨されるプラグでシールされても良い。
【００３２】
複数の各空洞には、空洞内の全ての空気を逃がして空きスペースを残さないようにすることができる通気孔が配置されている。通気孔は、充填後にプラグを挿入できるようにネジ切り穿孔されても良く、あるいは、弁や充填後に閉じる他の機械的な装置を有していても良い。通気孔および任意のプラグまたは弁は、プラスチック材料が硬化された後、平らに研磨されても良い。
【００３３】
注入ポートまたは通気孔に挿入されるプラグは、金属層２０に適合する電気特性を有する材料によって形成されていなければならない。金属層２０がスチールである場合、プラグは真鍮であっても良い。通気孔または注入ポート用の金属プラグは、必要に応じて温度制御される圧力逃がし弁としての役割を果たしても良い。
【００３４】
隆起を引き起こし且つプレート厚を不均一にする背圧を全く生じさせることなく、空洞に均一に充填でき、しかも、寸法精度（コアの厚さ）を特定の限界の範囲内に維持できるように、注入プロセスを監視しなければならない。
【００３５】
製造後であって補強寿命の間、エラストマーが金属層に対して正確に接着されたかを確かめる必要があるかもしれない。このような確認は、音響技術、超音波またはＸ線技術を使用して、あるいは、他の任意の適当な較正技術によって行なうことができる。
【００３６】
このようにすれば、既存の構造体の金属パネル１０を取り除くことなく、また、支持梁１２、パイプまたはケーブル１４、耐火材等の構成部品を裏面１８から取り外すことなく、既存の構造体の金属パネル１０を補強することができる。
【００３７】
補強金属層２０がスペーサ３０に取り付けられる前に、平坦平行端面を有する任意の所定形状の金属またはエラストマー支持部材５０が、スペーサ３０間における金属パネル１０の内面１８上に配置され、または内面１８に対して取り付けられても良い。これらの支持部材５０は、補強金属層２０を支持して、寸法精度（エラストマーの厚さ及び補強金属層の平面度）を確保する。
【００３８】
図２は、本発明において使用できる一般的なスペーサ３０および支持部材５０の平面図を示している。スペーサ３０は、互いに簡単に接合でき且つエラストマーの注入に適した寸法を有する空洞を形成できるように、断面が矩形であることが最も好ましい。スペーサ３０の平坦面３２は、補強金属層２０のための理想的な載置面および突合わせ溶接部すなわちプレート継ぎ目３６を形成するための理想的な載置面を与える。
【００３９】
補強金属層２０の厚さＢは、１ｍｍよりも大きいことが好ましいが、必要な構造的特性を与えることができ且つ組み立て、取り扱い、溶接が容易であれば、任意の厚さ、例えば６ｍｍであっても良い。厚さが３ｍｍであると、更に１０年使用しても、それ単独で、既存の金属パネル１０と構造的に同等もしくはそれよりも良好にデッキプレートを維持することができる。プラスチック材料の厚さＣは、１０ｍｍから２５ｍｍが最適であるが、用途や構造的な要件に応じてこれより厚くても良い。例えば、ばら積み貨物船のタンクトップ（ｔａｎｋ  ｔｏｐ）の場合、平均的なコア厚さが１００ｍｍ厚であっても良い。
【００４０】
寸法Ｂが３ｍｍで、寸法Ｃが１５ｍｍで、平面寸法が１４０ｍ×１９ｍであるデッキのオーバーレイ全体（一般的なローローフェリーのデッキ）は、重量的には、ほぼ１台の大型トラックに相当する。このようなデッキであれば、最低でも、あと１０年フェリーを使用することができる。このように補強されたデッキは、死荷重が２．２ｋＮ／ｍ２である１２．５ｍｍ厚のオリジナルデッキと比べて、約２．５ｋＮ／ｍ２の死荷重を有する。
【００４１】
図４は、ラッシングポットを取り囲むデッキに対する本発明の方法の適用形態を示している。このようなケースでは（および、例えばハッチカバーで、既存のパネル１０が金属部材と直角に或は直角に近い角度で当接していない状況においては）、スペーサ３０を使用して、空洞４０と補強された構造体の外側との間に側壁を形成しても良い。その後、隅肉溶接３５を使用して、スペーサ３０を既存のパネル１０およびラッシングポットに対して取り付けるとともに、補強層２０をスペーサ３０に取り付けることができる。
【００４２】
図５は、既存のパネルに対する補強層２０の他の配置形態を示している。図示の方法において、補強層は、既存の支持部材１２（例えば、縦桁および横梁）および補強部材１７と同じ側において、既存の補強されるプレートパネルに対して離間して取り付けられている。この実施形態によれば、補強される船体と、外板表面が流体（海水、油など）に隣接する側面構造部とを補強することができる。これと同じ補強方法を、他の内側の補強されるプレートに適用できれば適用して、耐用年数を延ばしたり、積載量および衝撃耐性を大きくしても良い。
【００４３】
図６に示される例において、補強パネルは、突合わせ溶接３６を使用して、既存の補強部材１７の隣接する下端１９上に直接に溶接される。このような構成においては、空洞の深さが大きいため、空洞内に発泡体６０を配置して、補強材の全重量を軽くすることが有益である。図６には明確に示されていないが、空間すなわちパネル１０と補強層２０との間の空洞には、英国特許出願第９９２６３３３．７に開示されているように供給施設（配管やケーブル）が収容されても良い。
【００４４】
図７ａは、既存の構造体に対する補強金属層２０の他の配置形態を示している。図示の実施形態において、補強金属層２０は、既存の支持構造体１７と同じ側において、既存の補強されるプレートパネルに対して離間して取り付けられる。補強層２０は、既存の金属パネル１０と補強金属層２０との間に球平形鋼が位置されるように、球平形鋼の周囲で折り曲げられている。図７ａに示される実施形態において、補強金属層２０はスペーサ３１に溶接されており、スペーサ３１は、金属パネル１０に取り付けられる球平形鋼１７の表面と反対側の球平形鋼１７の表面に対して溶接されている。スペーサは、未硬化のプラスチック材料を球平形鋼１７の周囲に自由に流すことができるように、あるいは、１または複数の球平形鋼を含む限られた容積の空洞を形成するために、途切れていても良く、あるいは、連続していても良い。図７ｂは、補強金属パネル２０を球平形鋼１７に対して取り付けるためにスペーサ３１を使用しない実施形態を示している。図７ｂの実施形態にも示されるように、補強金属層２０を接合するプレート継ぎ目は、球平形鋼１７のフランジの長さに沿って、各球平形鋼に形成されている。図７ｃに示される実施形態は、図７ａおよび図７ｂに示される補強金属層２０と球平形鋼１７との取付け方法と同じ方法で、アングル補強材に取り付けられた、あるいは、極端な場合には、横梁または縦桁１２に取り付けられた金属層２０を示している。図７に示される全ての実施形態において、補強金属層２０は、金属層２０が他の位置にある金属パネル１０からの距離よりも梁１２や球平形鋼１７の付近にある金属パネル１０からの距離が遠くなるように、曲げられている。金属層２０は、任意の形状（例えば、曲面、平面など）で折り曲げられても良く、また、例えば各球平形鋼１７間に１枚ずつある複数のパネルであっても良く、あるいは、連続シートであっても良い。図７に示される実施形態の利点は、補強金属層２０によって内面が単純化されて、良質のコーティングを施すことが容易になるとともに、補強金属層２０によって補強材とプレートとの溶接接続部での局所的なプレートの曲げが少なくなり、接合溶接部が疲労亀裂する可能性を低減でき、また、補強金属層２０によって更なる補強が成され、損傷する可能性がある既存の補強材を安定化させたり補強したりすることができるという点である。
【００４５】
全ての実施形態において、中間層４０は、空洞を完全に充填させるために必要な数の場所で、金属パネル１０または補強金属層２０のいずれかを通じて注入されても良い。
【００４６】
図７に示される実施形態は、理想的には、図１に示されるように金属層の適用を妨げるデッキ結合金具、配管、ハッチ等といった著しい数の障害物が金属パネル１０の外面上に存在する構造体に適している。また、この実施形態は、補強材が局所的に過負荷を受けて損傷する（座屈または曲げ）構造体に適用することもできる。
【００４７】
更に他の実施形態においては、既存の補強材が切断されてその長さが短くされるとともに、スタブ（ｓｔｕｂ）が残され、補強材の切り株から離間した状態で、補強層が既存のパネルに取り付けられる。このような構成では、中間層をより厚くして、必要な剛性を与えなければならない。この実施形態は、補強材が変形もしくは破損したり、あるいは、補強材とプレートとの間に存在する溶接部が破損したりした場合において有用である。
【００４８】
全ての実施形態においては、補強層を取り付ける前に、補強材の溶接割れを修理するとともに、他のメンテナンス作業を行なっても良い。
【００４９】
以上、ローローフェリーのデッキに関して本発明を説明してきたが、本発明は、他の用途、特に、高い面内負荷および横向き荷重、例えば桁違い（ｓｌａｍｍｉｎｇ）の負荷が予想されるような場合や、高い断裂強度、疲労強度、亀裂生長に対する高い耐性が望まれる場合にも有用である。そのような構造体の例は、トンネルライニング、垂直向性の船橋楼甲板、貨物倉、ばら積み貨物船のタンクトップ、船体、外側の船体構造、沖合い構造物、特にヘリコプター、スタジアムの屋根、格納容器である。
【００５０】
本発明の他の適用例が図８に概略的に示されている。図８は、本発明の方法を使用して補強され、あるいは、修復され、あるいは、再建された既存のメインパイプライン２１０の断面を示している。この特定の実施形態においては、外周端部すなわち中間リングスペーサ２３０がメインパイプライン２１０の外面とシール状態で接触して設けられており、また、補強層（パイプケーシング）２２０がパイプ２１０から離間した状態でリング２３０に取り付けられている。このようにすれば、補強層２２０と既存のパイプ２１０との間に、中間層２４０で満たすことができる空洞が形成される。補強層２２０を、複数の部分、例えば断面が半円の２つの部分から形成することができる。この場合、これらの２つの部分は、リング２３０の外面（パイプ２１０と接触する面と反対側の面）に対して溶接されるとともに、図１０に示されるような縦溶接２２１を使用して互いに溶接される。無論、任意の数の部分を使用して、補強層２２０を形成しても良い。
【００５１】
既存のメインパイプラインに対して直接に溶接することによって既存のパイプ壁が溶け落ちたり断裂したりすることがないように、補強層部分２２０とリング２３０との間、または、補強層部分２２０同士の間にだけ、完全貫通開先溶接２３６が形成される。
【００５２】
外周端部すなわち中間リングスペーサ２３０は、一般に、補強層部分２２０と同じ材料または溶接に適した材料から成る。本発明の一実施形態では、既にその対応する面に半円端リングスペーサ２３０が取り付けられた２つの半円の補強層部分２２０が、既存のパイプライン２１０の周囲で合わせられ（例えば、所定位置でクランプされ）、長手方向に延びる２つの溶接継ぎ目２２１が形成される。このようにすれば、補強層２２０と既存のパイプライン２１０との間にスペーサを介在させた状態で、既存のパイプライン２１０の周囲に補強層２２０全体が形成される。溶接継ぎ目２２１に沿った周方向の溶接の縮みにより、既存のパイプラインの周囲に補強層がしっかりと引き寄せられ、これにより、スペーサ２３０と既存のパイプライン２１０との間により密接な接続部（シール）が形成され、その結果、気密な環状の空洞が形成される。
【００５３】
断面が四分円または他の円分割形状を成す２つ以上の補強層部分２２０を使用して、補強層２２０全体を形成しても良い。補強層２２０は、既存のパイプラインの形状と正確に一致している必要はない。
【００５４】
図９ａには、リング２３０の内面上にＯリングガスケット２３５が図示されている。図９ｂには、リング２３５の内面上に平形ガスケット２３７が図示されている。スペーサリング２３０の内面上に設けられたＯリング２３５または平形ガスケット２３７は、所定の位置に配置されると、既存のパイプの外側とともに接触シールを形成する。また、ガスケット２３５、２３７は、既存のパイプラインの周囲をシールする接着材に取って代えられても良い。
【００５５】
この方法において、補強金属層２２０は、パイプ内の流体の内圧に必要なフープ強度を与えるとともに、有効なシールとして作用する中間層２４０、腐食保護層を既存のパイプラインに与える。
【００５６】
図１０は、本発明の方法を使用して補強されたスプールパイプライン２１５を有する既存のメインパイプライン２１０を示している。既存のパイプ２１０の外周には第１の補強金属層２２０が設けられ、スプールパイプライン２１５の周囲には第２の補強金属層２２５が設けられている。図１０に示される実施形態において、第１の補強金属層２２０および第２の補強金属層２２５は、完全貫通開先溶接を用いて溶接ライン２２１に沿って接合される断面が半円の２つの部分によって形成されている。メインパイプライン２１０およびスプールパイプライン２１５上の補強された部分の端部は、補強材２２０と既存のパイプ２１０、補強材２２５と既存のパイプ２１５との間にそれぞれ気密な空洞を形成する端部リングスペーサ２３０と嵌合される。シール形態は、図９ａおよび図９ｂで説明したシール形態と同様である。プラスチック材料（エラストマー）が空洞内に注入されて、複合パイプライン接続体が形成される。
【００５７】
スプールパイプライン２１５をメインパイプライン２１０に付設する方法の２つの実施形態が図１１および図１２に示されている。図１１において、半円端リングスペーサ２３０が取り付けられた、断面が半円の２つの部分から成る第１の補強金属層２２０は、図１０に示されるように、既存のメインパイプライン２１０の周囲に位置されて、長手方向の継ぎ目２２１に沿って溶接される。第１の補強層の壁に設けられた貫通孔（スプールパイプラインのための貫通孔）の周囲で且つ既存のパイプライン２１０と第１の補強層２２０との間には、円形のリングスペーサ２５０が配置されている。この円形のリングスペーサは、第１の補強層２２０および既存のメインパイプライン２１０と良好に接触できる湾曲した上面および下面を有している。周方向の溶接縮みによって、補強材がしっかりと引き寄せられ、これにより、全てのスペーサに沿ってシール性が高められる。
【００５８】
スプールパイプライン２１５は、その孔が前記貫通孔と位置合わせされて既存のパイプラインすなわちメインパイプライン２１０の軸と実質的に直交するように、第１の補強層２２０に対して溶接される。１つの端リングスペーサ２３０を有する断面が半円の２つの部分を含む第２の補強金属層２２５は、スプールパイプライン２１５の周囲に配置されるとともに、完全貫通開先溶接を用いて継ぎ目に沿って第１の補強層２２０に溶接される。第１の補強層２２０と既存のメインパイプライン２１０との間および第２の補強層２２５とスプールパイプライン２１５との間の気密な空洞には、硬化して複合パイプライン接続体を形成することができるプラスチック材料２４０が注入される。次に、スプールパイプラインの自由端に弁および接合・穿孔装置が取り付けられる。その後、既存の技術を使用して、オリジナルのメインパイプラインの壁が穿孔され、これにより、メインパイプラインの内容物を自由にスプールパイプライン内へと通過させることができる。すなわち、スプールパイプラインの孔とメインパイプラインの孔とが接触する状態となる。
【００５９】
本発明に係るスプールパイプラインの付設方法の第２の実施形態が図１２に示されている。この実施形態においては、先の実施形態で説明したように第１の補強金属層２２０およびその後に第２の補強金属層２２５が取り付けられる前に、スプールパイプライン２１５が既存のパイプライン２１０に対して直接に溶接（プラスチック材料を注入するためのシールを形成するための十分な量およびサイズの単純な隅肉溶接）される。この方法は、シール２５０が不要であるという利点を有している。既存のパイプラインに対して直接に溶接することは、溶接部が小さく且つ構造的に問題とはならないため、不都合であるとは考えられない。複合パイプライン接続体を完成させる残りの工程は、先に説明した通りである。
【００６０】
第１および第２の補強金属層２２０、２２５と中間層２４０は、優れた強度および剛性を有するＴ接合部を形成する。補強層および中間層の厚さは、所望の構造的特性を与えるように選択される。中間層２４０は、既存のパイプラインを腐食から効果的に保護するとともに、漏れの無いシールを形成する。複合パイプライン接続体は、丈夫で且つ延性がある。また、複合パイプライン接続体は、かなりの衝撃荷重および地盤沈下に伴う相対移動に耐えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る方法を使用して金属パネルの上側が補強された、既存の構造体の金属パネルの断面図である。
【図２】
本発明の方法を使用した補強中における既存の構造体の金属パネルの平面図である。
【図３】
本発明を適用できる典型的な船舶の横断面図である。
【図４】
本発明に係る方法を使用して補強され且つラッシングポットを取り囲む既存の構造体の金属パネルの断面図である。
【図５】
本発明に係る方法を使用して金属パネルの内側が補強された、既存の構造体の金属パネルの断面図である。
【図６】
本発明に係る方法を使用して金属パネルの内側が補強されることにより複合構造積層板が形成された、既存の構造体の金属パネルの断面図である。
【図７ａ】
本発明に係る方法を使用して補強され且つ金属パネルの支持部材（補強材）を補強金属層が取り囲んでいる、既存の構造体の金属パネルの断面図である。
【図７ｂ】
本発明に係る方法を使用して補強され且つ金属パネルの支持部材（補強材）を補強金属層が取り囲んでいる、既存の構造体の金属パネルの断面図である。
【図７ｃ】
本発明に係る方法を使用して補強され且つ金属パネルの支持部材（補強材）を補強金属層が取り囲んでいる、既存の構造体の金属パネルの断面図である。
【図８】
本発明に係る方法を使用して複数のケーシングを用いて補強された、既存のメインパイプラインの断面図である。
【図９ａ】
本発明に係る方法で使用できる様々なシールを用いた空洞外周端部スペーサリングの断面図である。
【図９ｂ】
本発明に係る方法で使用できる様々なシールを用いた空洞外周端部スペーサリングの断面図である。
【図１０】
本発明に係る方法を使用して補強された既存のメインパイプラインおよびスプールパイプラインの斜視図である。スプールパイプラインは既存のものであっても良く、あるいは、新たに取り付けられても良い。
【図１１】
本発明の方法にしたがって取り付けられたスプールパイプラインを有する既存のメインパイプラインの断面図である。
【図１２】
本発明に係る他の方法を使用して取り付けられたスプールパイプラインを有する既存のメインパイプラインの断面図である。
【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７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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