JPS594717A - 水中構造物の防護方法 - Google Patents
水中構造物の防護方法Info
- Publication number
- JPS594717A JPS594717A JP58107592A JP10759283A JPS594717A JP S594717 A JPS594717 A JP S594717A JP 58107592 A JP58107592 A JP 58107592A JP 10759283 A JP10759283 A JP 10759283A JP S594717 A JPS594717 A JP S594717A
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- JP
- Japan
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- water
- ice
- protective structure
- fixed structure
- protective
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
- E02B17/0017—Means for protecting offshore constructions
- E02B17/0021—Means for protecting offshore constructions against ice-loads
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水中に位置し且つ水に囲まれた固定構造物を水
面上に浮動する流水封からのひずみに対し防護する方法
に関する。この明細書中、「固定構造物」という用語は
例えば投錨浮動構造物その他のような水中にほぼ固定し
たままであるいかなる構造物を意味する。
面上に浮動する流水封からのひずみに対し防護する方法
に関する。この明細書中、「固定構造物」という用語は
例えば投錨浮動構造物その他のような水中にほぼ固定し
たままであるいかなる構造物を意味する。
水中に位置し、水に囲まれた固定構造物は具体的に橋の
支持柱、ドリル作業台の支持柱、水中基台上に立てられ
た燈台塔、風力観測所のマスト等である。この種の構造
は今日では水の氷結や流水封が生ずる領域でしばしば使
用されている。氷の負荷によって生ずる問題は勿論はじ
めから全体構造を氷の圧力に耐えるように設計すれば最
もよく解決される。然しながら、氷結しない水の状態用
に設計された構造物を氷のひずみが存在しうる地域に移
送する場合、それは不可能である。大きな且つ複雑な構
造物を氷の圧力に耐えるように再設計するのは複雑で費
用のかかる処置である。
支持柱、ドリル作業台の支持柱、水中基台上に立てられ
た燈台塔、風力観測所のマスト等である。この種の構造
は今日では水の氷結や流水封が生ずる領域でしばしば使
用されている。氷の負荷によって生ずる問題は勿論はじ
めから全体構造を氷の圧力に耐えるように設計すれば最
もよく解決される。然しながら、氷結しない水の状態用
に設計された構造物を氷のひずみが存在しうる地域に移
送する場合、それは不可能である。大きな且つ複雑な構
造物を氷の圧力に耐えるように再設計するのは複雑で費
用のかかる処置である。
本発明の目的は現存の構造物を氷の負荷に対し容易に防
護できるようにする方法を提供J−る事である。本発明
は公知のような流水封にさって生じた負荷が該水封にお
ける固定構造物の砕氷横断面一面積に比例して増大して
も、事実固定構造物全体の横断面積が増大する換言すれ
ば砕かれる水封の幅が増大する釦もかかわらず、尚氷に
よって生じた水平負荷を減少する補助構造物を備える裏
がijJ能であるとい5篇くべき観察に基いている。
護できるようにする方法を提供J−る事である。本発明
は公知のような流水封にさって生じた負荷が該水封にお
ける固定構造物の砕氷横断面一面積に比例して増大して
も、事実固定構造物全体の横断面積が増大する換言すれ
ば砕かれる水封の幅が増大する釦もかかわらず、尚氷に
よって生じた水平負荷を減少する補助構造物を備える裏
がijJ能であるとい5篇くべき観察に基いている。
本発明の特徴は特許請求の範囲第1項に述べられている
。そこに述べたような種類の防護構成体を固定構造物に
備える事によって、固定構造物自身には何の変更もなく
、氷のひずみを篤くべき程度に減少するのが可能である
。
。そこに述べたような種類の防護構成体を固定構造物に
備える事によって、固定構造物自身には何の変更もなく
、氷のひずみを篤くべき程度に減少するのが可能である
。
計算上及びモデルテストの結果、固定構造物が氷の厚さ
よりも広い時、本発明の方法は水平水負荷を本発明の方
法を用いなければ生ずる負荷の約10分の1まで減らす
事ができる事が認められる。
よりも広い時、本発明の方法は水平水負荷を本発明の方
法を用いなければ生ずる負荷の約10分の1まで減らす
事ができる事が認められる。
本発明を適用する最も簡単な方法は防護構成体を下方に
細まる円錐体として形成する事である。
細まる円錐体として形成する事である。
円錐体は好ましくは水面での直径が保護された固定構造
物の直径の0.8・・・1.15倍の(1−ma)の商
であるように作られてよい。なおaは水平面に対する円
錐外皮面の傾斜角度である。この傾斜角度の最適値は通
常35°・・・650、より正確に云えハ40°・・・
600の範囲にある。
物の直径の0.8・・・1.15倍の(1−ma)の商
であるように作られてよい。なおaは水平面に対する円
錐外皮面の傾斜角度である。この傾斜角度の最適値は通
常35°・・・650、より正確に云えハ40°・・・
600の範囲にある。
固定構造物における流水封により生じるひずみは氷と固
定構造体の間の摩擦に依存するので、本発明を適用する
時、防護構成体の外面を水面の高さとその丁で滑らかに
するのが有利である。好ましくは、相当長い量水中で清
らかに保つ材料を使用すべきである。一つの適当な材料
はステンレス鋼であり、それは高価にもかかわらず最も
経済的な方策である。本発明による防護方策により本発
明の適用による生ずる材料費と人件費を何部も上回る節
約がもたらされる。通常鋼の表面もそれにエポキシ塗料
のような特殊の塗料を被覆する事により滑らかにすると
共に、剛性、平滑性且つ耐水摩耗面を与える事ができる
。
定構造体の間の摩擦に依存するので、本発明を適用する
時、防護構成体の外面を水面の高さとその丁で滑らかに
するのが有利である。好ましくは、相当長い量水中で清
らかに保つ材料を使用すべきである。一つの適当な材料
はステンレス鋼であり、それは高価にもかかわらず最も
経済的な方策である。本発明による防護方策により本発
明の適用による生ずる材料費と人件費を何部も上回る節
約がもたらされる。通常鋼の表面もそれにエポキシ塗料
のような特殊の塗料を被覆する事により滑らかにすると
共に、剛性、平滑性且つ耐水摩耗面を与える事ができる
。
本発明による方法の効率は保護構成体の下端近く又は固
定構造物の下方高さに投げられた水中がス吹出口を通し
て加圧がスを吹出す事により更に改良できる。十分な量
のガス、たとえば空気が吹出されると、上昇ガス泡が防
護構成体の表面に沿って強い水の上方への流れを生じそ
れによって水は防護構成体と周囲水の間の摩擦減少潤滑
剤として作用する。この摩擦減少方法は米国特許第3,
580,204号明細書において船に応用して記載され
ており、参考文献として二二にあげる。
定構造物の下方高さに投げられた水中がス吹出口を通し
て加圧がスを吹出す事により更に改良できる。十分な量
のガス、たとえば空気が吹出されると、上昇ガス泡が防
護構成体の表面に沿って強い水の上方への流れを生じそ
れによって水は防護構成体と周囲水の間の摩擦減少潤滑
剤として作用する。この摩擦減少方法は米国特許第3,
580,204号明細書において船に応用して記載され
ており、参考文献として二二にあげる。
この方法は水面に位置した氷を溶かすため又は水の形成
を妨げるため上流に向う気泡により表面に暖かい底の水
をト昇するのに用いられる類似の公知の方法と異なって
いる。本発明によるガス吹出し法を用いる時、水に吹出
されるがスの量は発生した水の流れが防護構成体のすぐ
近くの水面で水***として明らかに観察できるほど大き
くなくてはならない。この水***は装置を波その他によ
って乱されない氷結していない水中で作動する時、最も
よく観察される。
を妨げるため上流に向う気泡により表面に暖かい底の水
をト昇するのに用いられる類似の公知の方法と異なって
いる。本発明によるガス吹出し法を用いる時、水に吹出
されるがスの量は発生した水の流れが防護構成体のすぐ
近くの水面で水***として明らかに観察できるほど大き
くなくてはならない。この水***は装置を波その他によ
って乱されない氷結していない水中で作動する時、最も
よく観察される。
防護構成体は水面高さから下方にその下方傾斜部分の垂
直延長部分がその面積に生ずる最も厚い高さの氷の厚さ
の少くとも2倍、好ましくはその厚さの約4倍の大きさ
に設げるとよいのがわかった。
直延長部分がその面積に生ずる最も厚い高さの氷の厚さ
の少くとも2倍、好ましくはその厚さの約4倍の大きさ
に設げるとよいのがわかった。
次に添付の図を参照して実施例により本発明を説明する
。
。
図において、符号1は固定垂直管状柱を示し、その下方
部分は水2中に位置し、矢印3の方向に流動する水封4
が水をおおっている。風又は潮流により流動するこの種
の水封は固定柱1に作用する水平負荷を生じ、この負荷
は極めて強く、柱の彎曲、破壊或いは移動を起す事があ
る。氷の負荷を最小にするのに好都合な形を柱に与える
事によってこの問題を解決する試みがなされた。これは
複雑で、通常その柱を部品とする装置に好ましくない影
響を与える。氷の負荷に耐えるように柱の大きさを定め
る事もできるが、そうするとその直径が相当増大し、そ
れが更に氷の負荷を増大させる事になる。第6の可能方
法は柱の付近の氷の形成を妨げる事で、それは大量のエ
ネルギーを必要とする。更に氷形成を妨げる公知の方法
は通常流水封に有効ではない。
部分は水2中に位置し、矢印3の方向に流動する水封4
が水をおおっている。風又は潮流により流動するこの種
の水封は固定柱1に作用する水平負荷を生じ、この負荷
は極めて強く、柱の彎曲、破壊或いは移動を起す事があ
る。氷の負荷を最小にするのに好都合な形を柱に与える
事によってこの問題を解決する試みがなされた。これは
複雑で、通常その柱を部品とする装置に好ましくない影
響を与える。氷の負荷に耐えるように柱の大きさを定め
る事もできるが、そうするとその直径が相当増大し、そ
れが更に氷の負荷を増大させる事になる。第6の可能方
法は柱の付近の氷の形成を妨げる事で、それは大量のエ
ネルギーを必要とする。更に氷形成を妨げる公知の方法
は通常流水封に有効ではない。
柱1は例えば円形断面の中空鋼円柱である。本発明によ
れば、防護構成体5が柱1の周囲に設げられる。それに
よって氷の負荷に作用された横断面は相当増大するが、
それにもかかわらず、水平水負荷の相当の減少が得られ
る。防護構造体5の最も単純な形は下方に細まる滑面円
錐体である。
れば、防護構成体5が柱1の周囲に設げられる。それに
よって氷の負荷に作用された横断面は相当増大するが、
それにもかかわらず、水平水負荷の相当の減少が得られ
る。防護構造体5の最も単純な形は下方に細まる滑面円
錐体である。
円錐体は氷片が柱1に直接衝突しないような大きさにし
である。円錐体5により破壊される氷片の最大直径は水
の高さでの円錐体の直径の半分であるので、水面の高さ
から円錐体の下縁6への巴錐側線の長さはそれが水面高
さでの円錐5の直径Sの半分であるように選択される。
である。円錐体5により破壊される氷片の最大直径は水
の高さでの円錐体の直径の半分であるので、水面の高さ
から円錐体の下縁6への巴錐側線の長さはそれが水面高
さでの円錐5の直径Sの半分であるように選択される。
以下、F記についての数量を参照する。
S=水面高さでの円錐体5の直径
P=柱1の直径
a=水平面に対する円錐体5の外面の傾斜角t=氷の曲
げ強さ、約500 KN / m2h≧氷の厚さのメー
トル n=曲げにより破壊した時、氷により生じた水平負荷 M−破砕により破壊した時、氷により生じた水平負荷 C−氷の破砕力、3000 7000 FGJ / m
”f=形成係数 n=氷浮力、約9KN/m5 防護構成体の目的はそれを下方に曲げる事により氷を破
壊する事である。氷により円錐体に作用する水平負荷は
カシテリャンの公知の対抗等式により大ざっばに計算で
きる。
げ強さ、約500 KN / m2h≧氷の厚さのメー
トル n=曲げにより破壊した時、氷により生じた水平負荷 M−破砕により破壊した時、氷により生じた水平負荷 C−氷の破砕力、3000 7000 FGJ / m
”f=形成係数 n=氷浮力、約9KN/m5 防護構成体の目的はそれを下方に曲げる事により氷を破
壊する事である。氷により円錐体に作用する水平負荷は
カシテリャンの公知の対抗等式により大ざっばに計算で
きる。
(1) n= 0.004 、 S、t、h、f +
3−6 、 n、s、h2.f円錐の総形係数はf=
1 + Q、5tanaである。
3−6 、 n、s、h2.f円錐の総形係数はf=
1 + Q、5tanaである。
本発明による防護構成体を使用しない揚重、氷4は柱1
と直接衝突し、それにより破砕による氷の破壊が生ずる
。氷により生じた負荷は次の等式に従って計算できる。
と直接衝突し、それにより破砕による氷の破壊が生ずる
。氷により生じた負荷は次の等式に従って計算できる。
n=0.5.a、h、p
カシテリャンの抵抗等式(f)は若干人を誤らせる結果
を与える。例えば、角度aに対し670の最適値を与え
る。より正確な且つ更に複雑な計算によれば角度aの真
の最適値は約50°である事及び実際上の角度は350
と65°の間、好ましくは40°と600の間でなけれ
ばならない事が示される。
を与える。例えば、角度aに対し670の最適値を与え
る。より正確な且つ更に複雑な計算によれば角度aの真
の最適値は約50°である事及び実際上の角度は350
と65°の間、好ましくは40°と600の間でなけれ
ばならない事が示される。
氷の厚さが1メートルで且つ柱の直径が8メートルの場
合において、氷の負荷は角度aに好ましい値が選択され
れば約110トンである。同様の状況において、防護構
成体5がないと、氷により生じ且つ柱1に作用する水平
負荷は2800)ンの価まで上昇しうる。従って本発明
によって抵抗ほそうでなければ柱1に作用する負荷のほ
んの約4優はどになるほど相当減少する。防護構成体が
最も好ましい方式で規格化され且つ形成されてない場合
でも、実際の氷の負荷は本発明による防護構成体を使用
しない場合に固定構造物に作用する負荷の10%の大き
さであると推定できる。
合において、氷の負荷は角度aに好ましい値が選択され
れば約110トンである。同様の状況において、防護構
成体5がないと、氷により生じ且つ柱1に作用する水平
負荷は2800)ンの価まで上昇しうる。従って本発明
によって抵抗ほそうでなければ柱1に作用する負荷のほ
んの約4優はどになるほど相当減少する。防護構成体が
最も好ましい方式で規格化され且つ形成されてない場合
でも、実際の氷の負荷は本発明による防護構成体を使用
しない場合に固定構造物に作用する負荷の10%の大き
さであると推定できる。
更に図において、いかにして氷によって生じた摩擦が上
記の空気吹出し方法によって減少する事ができるかが示
される。、・やや深い位置で多量の空気力開口16から
吹出される。このような空気は氷の摩擦には殆ど影響を
与えないが、上昇する気泡7により強い上方への水の流
れ8が生じ、円錐体5の直ぐ近くの水面に水***9を発
生する。***の高さは静かな自由水中で約20C#Iに
も、或いは更に相当それ以上になる事がある。空気吹出
し口の推奨される深さは約51で、推奨される吹出し圧
力は開口16の深さに存在する流体静力学的圧力をほん
の少し上回るものである。
記の空気吹出し方法によって減少する事ができるかが示
される。、・やや深い位置で多量の空気力開口16から
吹出される。このような空気は氷の摩擦には殆ど影響を
与えないが、上昇する気泡7により強い上方への水の流
れ8が生じ、円錐体5の直ぐ近くの水面に水***9を発
生する。***の高さは静かな自由水中で約20C#Iに
も、或いは更に相当それ以上になる事がある。空気吹出
し口の推奨される深さは約51で、推奨される吹出し圧
力は開口16の深さに存在する流体静力学的圧力をほん
の少し上回るものである。
非常に厳しい氷条汗では、垂直可動防護構成体が使用で
きる。その可動性は動力シリンダ10により得られる第
2図に示す如く、4つのこのようなシリンダを用いる事
ができる。適当な案内摺動面12を垂直可動保護溝成木
に設けなげればならない。氷の破壊は構成体5の下方運
動により行なわれる。柱1に作用する負荷を減らすため
この方法により氷***すら消散する事ができる。
きる。その可動性は動力シリンダ10により得られる第
2図に示す如く、4つのこのようなシリンダを用いる事
ができる。適当な案内摺動面12を垂直可動保護溝成木
に設けなげればならない。氷の破壊は構成体5の下方運
動により行なわれる。柱1に作用する負荷を減らすため
この方法により氷***すら消散する事ができる。
本発明は図示の実施例に限る事なく、幾つかの変形例が
特許請求の範囲の項に記載された範囲内で実施しうる。
特許請求の範囲の項に記載された範囲内で実施しうる。
第1図は固定垂直柱を防護する本発明による方法に適用
する装置の図式的側面図、第2図は第1図の装置の上面
図である。 1・・・柱(固定構造物) 2・・・水4・・、水封
5・・・防護構成体(円錐体)6・・・防護構
成体の下縁 10・・・シリンダ(運動手段) 代理人 浅 村 皓
する装置の図式的側面図、第2図は第1図の装置の上面
図である。 1・・・柱(固定構造物) 2・・・水4・・、水封
5・・・防護構成体(円錐体)6・・・防護構
成体の下縁 10・・・シリンダ(運動手段) 代理人 浅 村 皓
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) 水中に位置し且つ水に囲まれた固定構造物を
該水中における流氷野により生ずるひずみに対して防護
する方法であって、該固定構造物の周囲に防護構成体を
設け、且つ該防護構成体に該固定構造物の横断面より相
当大きい横断面を与え、更にそれを水面の高さとその高
さの下で該固定構造物に向う方向へ下方に傾斜する外面
を有するように形成して、氷破壊面を形成し、該防護構
成体に向って移動する氷を下方に屈曲させるようにする
水中構造物の保護方法。 (2、特許請求の範囲第1項記載の方法において、該防
護構成体(5)が基本的に下方に細まる円錐体として形
成される方法。 (3)特許請求の範囲第2項記載の方法において、該防
護構成体の水面の高さでの直径を、該固定構造物の直径
を(1−(2)a)で割った商の0.8〜1.5倍とし
、この場合、aは水平面に対する該円錐面の傾斜角であ
る方法。 (4) 特許請求の範囲第1項記載の方法において、
該防aS成体は水平面に対するその外面の傾斜が35°
から65°、好ましくは40°から60°の間である方
法。 (5) 特許請求の範囲第1項記載の方法において、
該防護構成体の外面が水面の高さとこの高さの下で滑ら
かであり且つ好ましくは海水中で滑らかに保つ材料から
作られる方法。 (6) 特許請求の範囲第1項記載の方法において、
該防護構成体の下部付近に又は該固定構造物の下方部分
に、ガス吹出し開口を備え、それを加圧ガスを発生する
装置に接続し、それによってがスを吹出して上方へ向う
水の流れを生じ、この水の流れが該防護構成体と周囲水
との間の減摩潤滑剤として作用するようにした方法。 (7)特許請求の範囲第1項記載の方法において、該防
護構成体は水平の高さからド方への下方傾斜 。 部分の垂直延長部が該固定構造物が位1fする領域に発
生する最も厚い高さの氷の厚さの少くとも2倍であり、
好ましくは該氷の厚さの約4倍である方法。 (8) 水に囲まれた固定構造物周囲に設ゆられた防
護構成体であって該水中に発生する氷を下方の高さへ屈
曲させる寸法及び形状に作られた防護構成体。 (9) 特許請求の範囲第8項記載の防護構成体にお
いて、該防護構成体の非常に強い下方運動が得られ寸法
及び形状の運動手段を備えている防護構成体。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI822157A FI82112C (fi) | 1982-06-15 | 1982-06-15 | Skyddsfoerfarande och anordning. |
FI822157 | 1982-06-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS594717A true JPS594717A (ja) | 1984-01-11 |
Family
ID=8515705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58107592A Pending JPS594717A (ja) | 1982-06-15 | 1983-06-15 | 水中構造物の防護方法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4578000A (ja) |
JP (1) | JPS594717A (ja) |
CA (1) | CA1204603A (ja) |
DE (1) | DE3321670A1 (ja) |
FI (1) | FI82112C (ja) |
FR (1) | FR2528466B1 (ja) |
NO (1) | NO832155L (ja) |
SE (1) | SE453308B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61233785A (ja) * | 1986-04-12 | 1986-10-18 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器の自動演奏装置 |
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JPH0739756Y2 (ja) * | 1987-08-21 | 1995-09-13 | 石川島播磨重工業株式会社 | 浮遊構造物 |
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