JP2022033554A - Reinforcement device for cylindrical type precast concrete member and concrete floating structure in floating type wind power generation facility on ocean using the same - Google Patents
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Abstract
【課題】全周方向に亘って均等に補強できること、及び少なくとも設置後に取り外しが可能であるなどの利点を備えたプレキャスト筒状体の補強装置を提供する。【解決手段】プレキャスト筒状体15の内側において、内接する正多角形状線に沿って緊張ケーブル30、30…が張設されている構造とする。内接する正多角形状線の各頂点位置に定着金具31、31…を固定し、隣接する定着金具31、31間に緊張力を導入可能に緊張ケーブル30を架け渡す。また、内接する正多角形状線に沿って緊張ケーブル30を張設した補強装置2を一組としてプレキャスト筒状体15の軸芯方向に所定の間隔で複数設けるようにする。【選択図】図6PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reinforcing device for a precast cylindrical body having advantages such as being able to be uniformly reinforced over the entire circumferential direction and being removable at least after installation. SOLUTION: The structure is such that tension cables 30, 30 ... Are stretched along an inscribed regular polygonal shape line inside a precast tubular body 15. Fixing metal fittings 31, 31 ... Are fixed at the positions of the vertices of the inscribed regular polygonal lines, and the tensioning cable 30 is bridged between the adjacent fixing metal fittings 31, 31 so that tension force can be introduced. Further, a plurality of reinforcing devices 2 in which tension cables 30 are stretched along inscribed regular polygonal lines are provided as a set in the axial core direction of the precast cylindrical body 15 at predetermined intervals. [Selection diagram] FIG. 6
Description
本発明は、円筒型プレキャストコンクリート部材のための補強装置及びこれを用いた浮体式洋上風力発電設備におけるコンクリート製浮体構造に関する。 The present invention relates to a reinforcing device for a cylindrical precast concrete member and a concrete floating structure in a floating offshore wind power generation facility using the same.
従来より、主として水力、火力及び原子力発電等の発電方式が専ら採用されてきたが、近年は環境や自然エネルギーの有効活用の点から自然風を利用して発電を行う風力発電が注目されている。この風力発電設備には、陸上設置式と水上(主として海上)設置式とがあるが、沿岸域から後背に山岳地形をかかえる我が国の場合、沿岸域に安定した風が見込める平野が少ない状況にある。一方、日本は四方を海で囲まれており、海上は発電に適した風が容易に得られるとともに、設置の制約が少ないなどの利点を有する。そのため近年は、浮体式洋上風力発電設備やそのための浮体構造が多く提案されている。 Conventionally, power generation methods such as hydropower, thermal power, and nuclear power generation have been mainly adopted, but in recent years, wind power generation that uses natural wind to generate power has attracted attention from the viewpoint of effective utilization of the environment and natural energy. .. There are two types of this wind power generation facility, one is a land-based type and the other is a water-mounted type (mainly on the sea). .. On the other hand, Japan is surrounded on all sides by the sea, and has the advantages of being able to easily obtain wind suitable for power generation and having few restrictions on installation. Therefore, in recent years, many floating offshore wind turbines and floating structures for that purpose have been proposed.
前記浮体構造としては、浮体を水面に浮かばせるポンツーン型浮体、浮体を水面下に沈めた状態で浮かばせるセミサブ型、釣り浮きのように起立状態で浮かせるスパー型とに大別される。 The floating body structure is roughly classified into a pontoon type floating body in which the floating body is floated on the water surface, a semi-sub type in which the floating body is floated in a state of being submerged under the water surface, and a spar type in which the floating body is floated in an upright state like a fishing float.
前記スパー型浮体構造に関して、下記特許文献1には、浮体と、係留索と、タワーと、タワーの頂部に設備されるナセル及び複数の風車ブレードとからなる洋上風力発電設備であって、前記浮体は、コンクリート製のプレキャスト筒状体を高さ方向に複数段積み上げ、各プレキャスト筒状体をPC鋼材により緊結し一体化を図った下側コンクリート製浮体構造部と、この下側コンクリート浮体構造部の上側に連設された上側鋼製浮体構造部とからなるスパー型の浮体構造とした洋上風力発電設備(以下、スパー型浮体式洋上風力発電設備という。)が提案されている。
Regarding the spar type floating structure, the following
また、下記特許文献2には、上下の蓋体と、これらの間に連続的に設置された筒状のプレキャストコンクリートブロックとがPC鋼材で一体接合されてなる下部浮体と、該下部浮体にPC鋼材で一体接合された、上記プレキャストコンクリートブロックよりも小径なプレキャストコンクリートブロックと上蓋とからなる上部浮体とから構成され、下部浮体の下部内側に隔壁によって複数のバラストタンクが形成され、上部浮体の内側には隔壁によって複数の水密区画部が形成された洋上風力発電の浮体構造が提案されている。
Further, in
前記特許文献1、2のように、コンクリート製のプレキャスト筒状体を高さ方向に複数段積み上げて一体化を図るコンクリート浮体構造部を備えた洋上風力発電設備の場合、前記コンクリート浮体構造部の組立てや運搬の際及び洋上風力発電設備の建て起こしの際などに、コンクリート浮体構造部に大きな曲げ応力が作用する。ここで、コンクリート浮体構造部は、設置後は両端がほぼ自由端とされた支持構造であるため、主に軸力が作用し、大きな曲げ応力は作用しない構造となっている。特に、プレキャスト筒状体として周方向に複数に分割された分割プレキャスト筒状体を接合した構造の場合、曲げに対する強度が弱く、組立てや運搬中及び建て起こし時に変形や破損が生じる危険性があった。
In the case of an offshore wind power generation facility provided with a concrete floating structure portion for integrating a plurality of concrete precast tubular bodies in the height direction as in
従って、前記プレキャスト筒状体を補強するために、コンクリート製のプレキャスト筒状体内部に、例えば下記特許文献3に開示されるような補強用支保工(真円保持装置)を設けたり、下記特許文献4に開示されるように、プレキャスト筒状体の外周に、緊張力が導入されたアウターケーブルを周方向に沿って巻回することによって補強を行っていた。
Therefore, in order to reinforce the precast tubular body, for example, a reinforcing support (round shape holding device) as disclosed in Patent Document 3 below may be provided inside the precast tubular body made of concrete, or the following patent. As disclosed in
しかしながら、前記補強用支保工による方法の場合は、供用後に外部から水圧を受けた際、補強されている部位とそうでない部位とが同等の水圧を受けることになるが、補強されている部位は変形が拘束されているため、真円が保持できなくなるようないびつな応力集中が発生する可能性があった。また、海上での建て起し時に軸芯回りに回転した場合、作用方向が変化するためプレキャスト筒状体の変形を防止できなくなってしまうという問題(補強の方向が限定的)があるとともに、設置後に補強用支保工を取り外すことが困難であるなどの問題があった。 However, in the case of the method using the reinforcing support work, when water pressure is received from the outside after operation, the reinforced part and the non-reinforced part receive the same water pressure, but the reinforced part is Since the deformation is constrained, there is a possibility that a distorted stress concentration may occur so that the perfect circle cannot be maintained. In addition, there is a problem that deformation of the precast cylinder cannot be prevented because the direction of action changes when it rotates around the axis when it is built up at sea (the direction of reinforcement is limited), and it is installed. There was a problem that it was difficult to remove the reinforcing support later.
一方、前記アウターケーブル方式の場合は、全周に亘って均等に補強ができているため、いびつな応力集中が起きないとともに、供用後に外水圧によってプレキャスト筒状体の外径が僅かに縮小することによって緊張力が弛緩するためプレキャスト筒状体に有害な応力が発生することはない。しかしながら、アウターケーブルはプレキャスト筒状体の外周に設置するものであるため、設置後は海中に位置することになるため、撤去することは実際上できないとともに、アウターケーブルの設置費用が高いなどの問題があった。 On the other hand, in the case of the outer cable method, since the reinforcement is evenly performed over the entire circumference, distorted stress concentration does not occur, and the outer diameter of the precast tubular body is slightly reduced by the external water pressure after the operation. As a result, the tension is relaxed and no harmful stress is generated on the precast tubular body. However, since the outer cable is installed on the outer circumference of the precast cylinder, it will be located in the sea after installation, so it cannot be removed practically and the installation cost of the outer cable is high. was there.
そこで本発明の主たる課題は、全周方向に亘って均等に補強できること、及び少なくとも設置後に取り外しが可能であるなどの利点を備えた円筒型プレキャスト部材の補強装置及びこれを用いた浮体式洋上風力発電設備におけるコンクリート製浮体構造を提供することにある。 Therefore, the main problem of the present invention is a reinforcing device for a cylindrical precast member having advantages such as being able to be reinforced evenly over the entire circumference and being removable at least after installation, and a floating offshore wind turbine using the same. The purpose is to provide a concrete floating structure in a power generation facility.
上記課題を解決するために請求項1に係る本発明として、円筒型プレキャストコンクリート部材の内側において、内空円に内接する正多角形状線に沿って緊張ケーブルが張設されていることを特徴とする円筒型プレキャストコンクリート部材の補強装置が提供される。
In order to solve the above problems, the present invention according to
上記請求項1記載の発明は、円筒型プレキャストコンクリート部材の内側において、内接する正多角形状線に沿って緊張ケーブルが張設されている構造としたものである。
The invention according to
各緊張ケーブルに緊張力を導入すると、正多角形の各頂点から2方向に緊張力が作用するが、これら緊張力の分力がプレキャストコンクリート部材に円周方向のプレスト力として導入されることになり全周方向に亘って均等に補強が成されるようになる。従って、プレスト力の導入によって曲げに対する強度が増し、組立て作業や運搬作業、建て起こしなどの際に、円筒型プレキャストコンクリート部材の変形や破損が防止できるようになる。 When tension force is introduced into each tension cable, tension force acts in two directions from each vertex of the regular polygon, and the component force of these tension forces is introduced into the precast concrete member as a presto force in the circumferential direction. Therefore, reinforcement is evenly performed over the entire circumference. Therefore, the introduction of the precast force increases the strength against bending, and it becomes possible to prevent the cylindrical precast concrete member from being deformed or damaged during assembly work, transportation work, building up, and the like.
また、前記補強装置は円筒型プレキャストコンクリート部材の内側に設けられるものであるため、浮体式洋上風力発電設備におけるコンクリート製浮体構造に適用した場合、洋上に浮かべた後でも取り外しが可能であり、再利用も可能となる。 Further, since the reinforcing device is provided inside the cylindrical precast concrete member, when applied to a concrete floating structure in a floating offshore wind power generation facility, it can be removed even after floating on the ocean, and can be removed again. It can also be used.
請求項2に係る本発明として、前記内接する正多角形状線の各頂点位置に定着金具を固定し、隣接する定着金具間に緊張力を導入可能に緊張ケーブルを架け渡してある請求項1記載の円筒型プレキャストコンクリート部材の補強装置が提供される。
The first aspect of the present invention according to
上記請求項2記載の発明は、緊張ケーブルの具体的な設置例を示したものである。内接する正多角形状線の各頂点位置に定着金具を固定し、隣接する定着金具間に緊張力を導入可能に緊張ケーブルを架け渡した構造とするのが望ましい。緊張力の導入は、例えばケーブルの定着部分にターンバックル機構を設けることにより軸芯回りに回転させることにより伸縮調整可能とし、ケーブルに緊張力を導入することが可能となる。
The invention according to
請求項3に係る本発明として、前記内接する正多角形状線は、正三角形状~正六角形の内のいずれかである請求項1、2いずれかに記載の円筒型プレキャストコンクリート部材の補強装置が提供される。
According to the third aspect of the present invention, the inscribed regular polygonal line is one of a regular triangle shape and a regular hexagon shape. The reinforcing device for a cylindrical precast concrete member according to any one of
上記請求項3記載の発明では、前記内接する正多角形状線の好適な範囲を示したものである。定着金具の設置数やケーブルの張設手間を考慮すると、前記内接する正多角形状線は、正三角形状~正六角形の内のいずれかとするのがバランス的に望ましい。 The invention according to claim 3 shows a suitable range of the inscribed regular polygonal line. Considering the number of fixing brackets to be installed and the time and effort required to stretch the cable, it is desirable that the inscribed regular polygonal line be one of a regular triangle shape and a regular hexagon shape in terms of balance.
請求項4に係る本発明として、前記内接する正多角形状線に沿って緊張ケーブルを張設した補強装置を一組としてプレキャストコンクリート部材の軸芯方向に所定間隔で複数設けてある請求項1~3いずれかに記載の円筒型プレキャストコンクリート部材の補強装置が提供される。 According to the fourth aspect of the present invention, a plurality of reinforcing devices in which tension cables are stretched along the inscribed regular polygonal line are provided as a set in the axial core direction of the precast concrete member at predetermined intervals. 3. The reinforcing device for the cylindrical precast concrete member according to any one of 3 is provided.
上記請求項4記載の発明では、前記内接する正多角形状線に沿って緊張ケーブルを張設した補強装置を一組としてプレキャストコンクリート部材の軸芯方向に所定間隔で複数設けるようにしたものである。間隔は緊張ケーブルによる補強程度によって異ならせることが可能である。
In the invention according to
請求項5に係る本発明として、前記定着金具が隣接する2方向の緊張ケーブルの定着部毎に2分割されているとともに、前記円筒型プレキャストコンクリート部材が周方向に同位置で分割された構造とされ、これら分割されたプレキャストコンクリート部材が周方向に接合されることにより円筒型に閉合されている請求項2記載の円筒型プレキャストコンクリート部材の補強装置が提供される。
According to the present invention according to
上記請求項5記載の発明は、補強装置の変形例を示したものである。円筒型プレキャストコンクリート部材の寸法が大きく車両輸送が困難である場合、円筒型プレキャストコンクリート部材を周方向に複数に分割して製作し運搬を行う場合がある。このような場合は、前記定着金具が隣接する2方向の緊張ケーブルの定着部毎に2分割されているとともに、前記円筒型プレキャストコンクリート部材が周方向に同位置で分割された構造とし、これら分割されたプレキャストコンクリート部材が周方向に接合されることにより円筒型に閉合されている構造とすることができる。周方向に閉合する前の弧状プレキャストコンクリート部材の状態でも、丁度弓の弦のように張設された緊張ケーブルによって弧状プレキャストコンクリート部材の状態でも補強が成されるようになる。
The invention according to
請求項6に係る本発明として、浮体と、係留索と、タワーと、タワーの頂部に設備されるナセル及び複数のブレードからなる風車とから構成された浮体式洋上風力発電設備における前記浮体が、下部側がコンクリート製のプレキャスト筒状体を高さ方向に複数段積み上げたコンクリート製浮体構造とされるとともに、上部側が鋼部材からなる鋼製浮体構造とされ、前記下部側のコンクリート製のプレキャスト筒状体に対して、請求項1~5いずれかに記載の円筒型プレキャストコンクリート部材の補強装置が設けられていることを特徴とする浮体式洋上風力発電設備におけるコンクリート製浮体構造が提供される。
As the present invention according to
上記請求項6記載の発明は、本発明に係る円筒型プレキャストコンクリート部材の補強装置を浮体式洋上風力発電設備におけるコンクリート製浮体構造に適用した場合を示したものである。
The invention according to
以上詳説のとおり本発明によれば、全周方向に亘って均等に補強できること、及び少なくとも設置後に取り外しが可能であるなどの利点を備えた円筒型プレキャスト部材の補強装置及びこれを用いた浮体式洋上風力発電設備におけるコンクリート製浮体構造が提供できるようになる。 As described in detail above, according to the present invention, a reinforcing device for a cylindrical precast member having advantages such as being able to be reinforced evenly over the entire circumference and being removable at least after installation, and a floating type using the reinforcing device. It will be possible to provide concrete floating structures for offshore wind turbines.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔スパー型浮体式洋上風力発電設備1〕
本発明の係る補強装置2を説明する前に、これを適用し得るスパー型浮体式洋上風力発電設備1について図1~図5に基づいて詳述する。
[Spar type floating offshore wind power generation facility 1]
Before explaining the reinforcing
前記スパー型洋上風力発電設備1は、図1に示されるように、筒状形状の浮体4と、係留索5と、タワー6と、タワー6の頂部に設備されるナセル8及び複数のブレード9,9…からなる風車7とから構成されるものである。
As shown in FIG. 1, the spar-type offshore wind
前記浮体4は、図2に示されるように、コンクリート製のプレキャスト筒状体15、15…を高さ方向に複数段積み上げ、各プレキャスト筒状体15、15…をPC鋼材19により緊結し一体化を図った下側コンクリート製浮体構造部4Aと、この下側コンクリート浮体構造部4Aの上側に連設された上側鋼製浮体構造部4Bとからなる。
As shown in FIG. 2, the floating
前記浮体4の中空部内には、水、砂利、細骨材又は粗骨材、金属粒などのバラスト材が投入又は排出可能とされ、浮力(喫水)が調整可能とされる。バラスト材の投入/排出は、本出願人が先に、特開2012-201217号公報において提案した流体輸送方法を採用することによって可能である。
Ballast material such as water, gravel, fine aggregate or coarse aggregate, and metal grains can be put in or discharged from the hollow portion of the floating
前記下側コンクリート浮体構造部4Aは、コンクリート製のプレキャスト筒状体15、15…で構成されている。前記プレキャスト筒状体15は、図3に示されるように、軸方向に同一断面とされる円形筒状のプレキャスト部材であり、それぞれが同一の型枠を用いて製作されるか、遠心成形により製造された中空プレキャスト部材が用いられる。
The lower concrete floating
壁面内には鉄筋20の他、周方向に適宜の間隔でPC鋼棒19を挿通するためのシース21、21…が埋設されている。このシース21、21…の下端部にはPC鋼棒19同士を連結するためのカップラーを挿入可能とするためにシース拡径部21aが形成されているとともに、上部には定着用アンカープレートを嵌設するための箱抜き部22が形成されている。また、上面には吊り金具23が複数設けられている。
In addition to the reinforcing
プレキャスト筒状体15同士の緊結は、図4(A)に示されるように、下段側プレキャスト筒状体15から上方に延長されたPC鋼棒19、19…をシース21、21…に挿通させながらプレキャスト筒状体15,15を積み重ねたならば、アンカープレート24を箱抜き部22に嵌設し、ナット部材25によりPC鋼棒19に張力を導入し一体化を図る。また、グラウト注入孔27からグラウト材をシース21内に注入する。なお、前記アンカープレート24に形成された孔24aはグラウト注入確認孔であり、該確認孔からグラウト材が吐出されたことをもってグラウト材の充填を終了する。
As shown in FIG. 4A, the precast
次に、図4(B)に示されるように、PC鋼棒19の突出部に対してカップラー26を螺合し、上段側のPC鋼棒19、19…を連結したならば、上段となるプレキャスト筒状体15のシース21、21…に前記PC鋼棒19、19…を挿通させながら積み重ね、前記要領によりPC鋼棒19の定着を図る手順を順次繰り返すことにより高さ方向に積み上げられる。この際、下段側プレキャスト筒状体15と上段側プレキャスト筒状体15との接合面には止水性確保及び合わせ面の接合のためにエポキシ樹脂系などの接着剤28やシール材が塗布される。
Next, as shown in FIG. 4B, if the
前記上側鋼製浮体構造部4Bは、相対的には下段側に位置する鋼製筒状体17と、相対的に上段側に位置する鋼製筒状体18とで構成されている。下段側の鋼製筒状体17は、下側部分はプレキャスト筒状体15と同一の外径寸法とされ、プレキャスト筒状体15に対して、ボルト又は溶接等(図示例はボルト締結)によって連結される。鋼製筒状体17の上部は漸次直径を窄めた截頭円錐台形状を成している。
The upper steel floating
上段側の鋼製筒状体18は、前記下段側の鋼製筒状体17の上部外径に連続する外径寸法とされる筒状体とされ、下段側の鋼製筒状体17に対してボルト又は溶接等(図示例はボルト締結)によって連結される。これら鋼製筒状体17,18は、所定重量毎に分割した各鋼製リング10、10…によって構成され、各鋼製リング10、10…は周方向に溶接されることにより一体化されている。
The
一方、前記タワー6は、鋼材、コンクリート又はPRC(プレストレスト鉄筋コンクリート)から構成されるものが使用されるが、好ましいのは総重量が小さくなるように鋼材によって製作されたものを用いるのが望ましい。タワー6の外径と前記上段側鋼製筒状体18の外径とはほぼ一致しており、外形状は段差等が無く上下方向に連続している。図示例では、上段側鋼製筒状体18の上部に梯子13が設けられ、タワー6と上段側鋼製筒状体18とのほぼ境界部に周方向に歩廊足場14が設けられている。
On the other hand, the
前記係留索5の浮体4への係留点Kは、図1に示されるように、海面下であってかつ浮体4の重心Gよりも高い位置に設定してある。従って、船舶が係留索5に接触するのを防止できるようになる。また、浮体4の倒れ過ぎを抑えるように係留点に浮体4の重心Gを中心とする抵抗モーメントを発生させるため、タワー6の傾動姿勢状態を適性に保持し得るようになる。
As shown in FIG. 1, the mooring point K of the
一方、前記ナセル8は、風車7の回転を電気に変換する発電機やブレードの角度を自動的に変えることができる制御器などが搭載された装置である。
On the other hand, the
〔円筒型プレキャストコンクリート部材の補強装置2〕
次に、図6~図15に基づいて、本発明に係る円筒型プレキャストコンクリート部材の補強装置2について詳述する。ここで、「円筒型プレキャストコンクリート部材」は前記浮体4のプレキャスト筒状体15に対応する部材であるため、以下、「円筒型プレキャストコンクリート部材」を「プレキャスト筒状体15」に言い換えて説明を行う。
[Reinforcing
Next, the reinforcing
前記プレキャスト筒状体15の補強装置2は、前記プレキャスト筒状体15の内側において、同一の横断面内で、内接する正三角形状線に沿って緊張ケーブル30、30…が張設されている構造としたものである。なお、前記正三角形状線の各頂点はプレキャスト筒状体15の内空円(コンクリート厚の内側の面)に接するようにしているが、必ずしも前記内空円に接する必要はなく、その前後(半径方向)にずれていても良い。具体的には、内空円より内側に概ね100mm内の仮想円に接していても良く、内空円より外側にはプレキャスト筒状体15の厚み範囲内の仮想円に接していれば良い。
In the reinforcing
前記緊張ケーブル30を張設するには、内接する正三角形状線の各頂点位置に定着金具31、31…を固定し、隣接する定着金具31、31間に緊張力を導入可能に緊張ケーブル30を架け渡すようにすることが望ましい。
In order to stretch the
前記定着金具31は、詳細には図8(A)(B)に示されるように、底板32と、この底板32の上面中央部から立設するとともに、断面方向に沿って配向された定着板33と、前記底板32をボルト固定するためにプレキャスト筒状体15に埋設された4本のアンカーボルト34とから構成された金具である。なお、前記底板32の設置に当たっては、設置面を平面とするために調整モルタルが敷かれる。前記定着金具31は、前記内接する正多角形状線の各頂点位置に、前記定着板33をプレキャスト筒状体15の中心に向けるようにして配設される。
As shown in FIGS. 8A and 8B in detail, the fixing
一方、前記緊張ケーブル30は、詳細には図9に示されるように、緊張側定着具35と、固定側定着具36と、これら緊張側定着具35と固定側定着具36とを連結するように設けられたケーブル37からなる。前記緊張側定着具35は、先端に前記定着金具31の定着板33にボルト連結される連結定着具35Aとスリーブ35Bとの間に両者に螺入させたねじ棒35Cによって連結された定着具であり、前記ネジ棒35Cをレンチなどで軸芯回りに回転させることにより伸縮調整が可能であり、前記緊張ケーブル30を前記定着金具31、31間に掛け渡した後に、ケーブル36に緊張力を導入可能となっている。
On the other hand, as shown in detail in FIG. 9, the
前記ケーブル36としては、例えば亜鉛メッキなどの防錆処理を施したPC鋼より線を好適に使用することができるが、PC鋼線や異形PC鋼線、PC鋼棒なども使用することが可能である。
As the
図7に示されるように、前記内接する正三角形状線に沿って緊張ケーブル30、30…を張設した補強装置2を一組としてプレキャスト筒状体15の軸芯方向に所定の間隔Pで複数設けるようにする。本形態例では、1リング分のプレキャスト筒状体15に対して2組の補強装置2、2を設けるようにしている。この配置間隔については、補強の程度、すなわちプレキャスト筒状体15に導入するプレスト力によって異なり、設計によって決定することができる。
As shown in FIG. 7, a set of reinforcing
以上のように構成された補強装置2によれば、図10に示されるように、各緊張ケーブル30、30…に緊張力を導入すると、正三角形の各頂点から2方向に緊張力が作用するが、これら緊張力Tの分力(Tcosθ)がプレキャスト筒状体15に円周方向のプレスト力として導入されることになり全周方向に亘って均等に補強が成されることになる。従って、プレスト力の導入によって曲げに対する強度が増し、組立て作業や運搬作業、建て起こしなどの際に、プレキャスト筒状体15の変形や破損が防止できるようになる。
According to the reinforcing
また、海上に浮体4を浮かべた場合、プレキャスト筒状体15は、図11に示されるように、全外周から中心方向に向かって水圧を受けることになる。その結果、プレキャスト筒状体15の外径が弾性変形によって僅かに縮小することによって緊張力が弛緩するため、プレキャスト筒状体15に有害な応力が発生することはない。さらに、前記補強装置2はプレキャスト筒状体15の内側に設けられるものであるため、海上に浮かべた後でも内部側から取り外しが可能であり、再利用が可能となる。
Further, when the floating
ところで、上記形態例では、周方向に連続した1つのプレキャスト筒状体15を対象としたが、プレキャスト筒状体15の外径が大きい場合は、輸送上の理由から周方向に複数に分割された分割プレキャスト部材とされ、これら分割プレキャスト部材を別々に輸送した後、作業ヤードなどで周方向に接合して円形に閉合させる場合がある。このような場合は、図12に示されるように、前記定着金具31が隣接する2方向の緊張ケーブル30、30の定着部毎に2分割された半割定着金具31A,31Bとするとともに、前記プレキャスト筒状体15が周方向に同位置で分割された構造とすることができる。この場合は、図13に示されるように、周方向に閉合する前の弧状プレキャスト部材15A~15Cの状態でも、丁度弓の弦のように張設された緊張ケーブル30によって弧状プレキャスト部材15A~15Cの状態でも補強が成されるようになる。
By the way, in the above embodiment, one precast
前記弧状プレキャスト部材15A~15Cは、輸送された後、作業ヤードなどで周方向に接合されることによって円形に閉合されることになるが、その接合構造としては、公知の接合構造を使用することが可能である。例えば、特開2009-235850号公報に開示される「プレキャストコンクリート部材の接合構造」が好適である。かかるプレキャストコンクリート部材の接合構造は、一方のプレキャストコンクリート部材の接合端面には、上下方向に複数段で配置された各鉄筋に接合された定着用埋込部材が埋設され、前記定着用埋込部材には開口を外部に臨ませたポケット状の切欠き溝が形成されるとともに、前記切欠き溝の形状と同形状で上下方向に沿ってコンクリートに切欠き溝が形成されることによって上下方向に連続する縦溝が形成され、他方のプレキャストコンクリート部材の接合端面には、上下方向に複数段で配置された各鉄筋が外部まで突出して設けられるとともに、この突出した鉄筋の先端部に前記ポケット状切欠き溝に嵌合される定着部材が固定され、前記他方のプレキャストコンクリート部材の接合端面に突出して設けられた鉄筋の定着部材を、前記一方のプレキャストコンクリート部材の縦溝に沿って挿入してプレキャストコンクリート部材同士を連結するとともに、前記他方のプレキャストコンクリート部材の定着部材を、前記一方のプレキャストコンクリート部材の定着用埋込部材のポケット状切欠き溝部分に位置決めした状態で、隙間部分にグラウト材を充填することによって構成されるものである。この接合構造によれば、現場での溶接作業を不要とするとともに、使用するグラウト材の量を低減することにより、作業時間の短縮及び施工コストの削減ができ、かつ接合部の幅を小さくすることにより良好な外観とすることができる。
After being transported, the arc-shaped
〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、前記プレキャスト筒状体15の内側において、内接する正三角形状線に沿って緊張ケーブル30、30…が張設された補強装置2としたが、前記緊張ケーブル30は任意の正多角形状に沿って配置する構造とすることが可能である。しかし、現実的には内接する正多角形状線は、正三角形状~正六角形の内のいずれかとすることが望ましい。図14は内接する正四角形状線に沿って緊張ケーブル30を張設した例であり、図15は内接する正六角形状線に沿って緊張ケーブル30を張設した例である。正七角形以上とする場合は、定着金具31の設置数が増え過ぎるとともに、緊張ケーブル30の設置手間が多く掛かるようになり施工上も好ましくない。
[Examples of other forms]
(1) In the above embodiment, the
(2)上記形態例では、洋上風力発電設備の浮体に対して本発明を適用した場合について述べたが、本発明は前記浮体以外にも、プレキャストによる煙突やタワー状の構造物全般に対して適用が可能である。 (2) In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a floating body of an offshore wind power generation facility has been described, but the present invention is applied to a chimney by precasting and a tower-shaped structure in general, in addition to the floating body. Applicable.
1…スパー型浮体式洋上風力発電設備、2…補強装置、4…浮体、4A…下側コンクリート製浮体構造部、4B…上側鋼製浮体構造部、5…係留索、6…タワー、7…風車、8…ナセル、9…ブレード、15…プレキャスト筒状体(円形型プレキャストコンクリート部材)、17・18…鋼製筒状体、19…PC鋼棒、30…緊張ケーブル、31…定着金具、35…緊張側定着具、36…固定側定着具、37…ケーブル 1 ... Spar type floating offshore wind turbine, 2 ... Reinforcing device, 4 ... Floating body, 4A ... Lower concrete floating structure, 4B ... Upper steel floating structure, 5 ... Mooring line, 6 ... Tower, 7 ... Wind turbine, 8 ... nacelle, 9 ... blade, 15 ... precast tubular body (circular precast concrete member), 17/18 ... steel tubular body, 19 ... PC steel rod, 30 ... tension cable, 31 ... fixing bracket, 35 ... Tension side fixing tool, 36 ... Fixed side fixing tool, 37 ... Cable
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| JP2024032524A (en) * | 2022-08-29 | 2024-03-12 | 大成建設株式会社 | Floating foundation manufacturing method and manufacturing system, and offshore wind turbine manufacturing method |
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2020
- 2020-08-17 JP JP2020137520A patent/JP7453090B2/en active Active
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