柱状構造物の動揺防止構造、柱状構造物の設置システム及び柱状構造物の設置方法
【課題】簡単な構造によって柱状構造物の動揺を防止できる柱状構造物の動揺防止構造を提供する。
【解決手段】柱状構造物１を設置する際に、流れによってこの柱状構造物１に生じる動揺を防ぐ柱状構造物の動揺防止構造Ｃである。
そして、この柱状構造物１は小判型断面を有するとともに、この柱状構造物１の軸方向に沿って、小判型断面の半円弧部１１において、小判型断面の長径について線対称な位置に、一対の突出翼２，２が取付けられている。
【解決手段】柱状構造物１を設置する際に、流れによってこの柱状構造物１に生じる動揺を防ぐ柱状構造物の動揺防止構造Ｃである。
そして、この柱状構造物１は小判型断面を有するとともに、この柱状構造物１の軸方向に沿って、小判型断面の半円弧部１１において、小判型断面の長径について線対称な位置に、一対の突出翼２，２が取付けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流れの中において柱状構造物に生じる動揺を防止する柱状構造物の動揺防止構造と、この柱状構造物の動揺防止構造を備える柱状構造物の設置システムと、この柱状構造物の動揺防止構造を備える柱状構造物の設置方法と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、海や川などにおいて、柱状構造物を曳航したり、流れの中で設置したりする場合、柱状構造物の左右で交互にカルマン渦が発生して、柱状構造物が左右に動揺することが問題となっている。
【０００３】
このように柱状構造物が動揺すると、曳航の際に抵抗が大きくなることや正確に設置できなくなることなどが問題となる。
【０００４】
この動揺を防止する方法として、例えば特許文献１に示す工法が知られている。この方法によれば、渦が発生する箇所にシートを取付けることで、渦が消去されるため、曳航の際の抵抗を軽減することができる。
【０００５】
また、特許文献２には、構造物に回転自在に設置された少なくとも２枚１組のブレードの角度を制御することで、ブレードに加わる風力を構造物の制振力として利用する構造物の振動制御方法が開示されている。
【特許文献１】特開昭５８−１５２６９２号公報
【特許文献２】特開平２−１２０４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した特許文献１，２の方法では、構造物の規模と比較して対策工の規模が大きくなってしまうという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、簡単な構造によって柱状構造物の動揺を防止できる柱状構造物の動揺防止構造と、柱状構造物の設置システムと、柱状構造物の設置方法と、を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の柱状構造物の動揺防止構造は、柱状構造物を設置する際に、流れによって前記柱状構造物に生じる動揺を防ぐ柱状構造物の動揺防止構造であって、前記柱状構造物の側面に、前記柱状構造物の軸方向に沿って、一対の突出翼が取付けられることを特徴とする。
【０００９】
また、前記柱状構造物は小判型断面を有するとともに、該小判型断面の半円弧部において、該小判型断面の長径について線対称な位置に、前記一対の突出翼を取付けることができる。
【００１０】
さらに、前記一対の突出翼は、前記半円弧部の頂点から円周方向に３０度〜６０度の位置に取付けられることが好ましい。
【００１１】
そして、前記一対の突出翼の突出長は、前記小判型断面の短径の０．１倍〜０．２倍に形成されることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の柱状構造物の設置システムは、上記したいずれかの柱状構造物の動揺防止構造をクレーン船によって水中に設置する柱状構造物の設置システムであって、前記柱状構造物の軸方向の上端を吊下げる吊下げワイヤと、前記柱状構造物の側面を交差するように逆方向に引っ張る一対の位置制御ワイヤと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の柱状構造物の設置方法は、上記したいずれかの柱状構造物の動揺防止構造をクレーン船によって水中に設置する柱状構造物の設置方法であって、前記柱状構造物の軸方向の上端を吊下げワイヤによって吊下げ、前記柱状構造物の側面を一対の位置制御ワイヤによって交差するように逆方向に引っ張ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明の柱状構造物の動揺防止構造は、流れによって柱状構造物に生じる動揺を防ぐ柱状構造物の動揺防止構造であって、前記柱状構造物の側面に、前記柱状構造物の軸方向に沿って、一対の突出翼が取付けられている。
【００１５】
そして、この一対の突出翼によってカルマン渦が分散して発生するようになるため、柱状構造物の動揺を防止することができる。
【００１６】
また、前記柱状構造物は小判型断面を有するとともに、該小判型断面の半円弧部において、該小判型断面の長径について線対称な位置に、前記一対の突出翼を取付けることで、流れによって柱状構造物に発生する抵抗を抑制しつつ、効率よく動揺を防止できる。
【００１７】
さらに、前記一対の突出翼は、前記半円弧部の頂点から円周方向に３０度〜６０度の位置に取付けられることで、高い動揺防止効果を得ることができる。
【００１８】
同様に、前記一対の突出翼の突出長は、前記小判型断面の短径の０．１倍〜０．２倍に形成されることで、高い動揺防止効果を得ることができる。
【００１９】
また、本発明の柱状構造物の設置システムは、上記したいずれかの柱状構造物の動揺防止構造をクレーン船によって水中に設置する柱状構造物の設置システムであって、前記柱状構造物の軸方向の上端を吊下げる吊下げワイヤと、前記柱状構造物の側面を交差するように逆方向に引っ張る一対の位置制御ワイヤと、を備えている。
【００２０】
したがって、柱状構造物に発生する動揺を防止しつつ、位置制御ワイヤによって位置を制御できるため、柱状構造物を正確に設置することができる。
【００２１】
さらに、本発明の柱状構造物の設置方法は、上記したいずれかの柱状構造物の動揺防止構造をクレーン船によって水中に設置する柱状構造物の設置方法であって、前記柱状構造物の軸方向の上端を吊下げワイヤによって吊下げ、前記柱状構造物の側面を一対の位置制御ワイヤによって交差するように逆方向に引っ張ることを特徴とする。
【００２２】
したがって、柱状構造物に発生する動揺を防止しつつ、位置制御ワイヤによって位置を制御できるため、柱状構造物を正確に設置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
まず、図２を用いて本実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造Ｃを設置する柱状構造物の設置システムＳの全体的な構成を説明する。
【００２５】
本実施の形態の柱状構造物の設置システムＳは、流れＶのある海６に浮かべられたクレーン船３と、このクレーン船３によって吊下げられる柱状構造物の動揺防止構造Ｃと、を備えている。
【００２６】
そして、この柱状構造物の設置システムＳによって、流れＶを受けながら、柱状構造物の動揺防止構造Ｃを受架台４に設置する。
【００２７】
クレーン船３は、図２（ｂ）の平面図に示すように、略長方形状の平面形状に形成された台船３０に、クレーン船３の舵を操るための操舵室３４と、クレーン部３３と、が設置されている。
【００２８】
そして、この操舵室３４とクレーン部３３との間の台船３０上には、広い平面スペースとして、重量物を載置することができるように作業台３５が設けられている。
【００２９】
また、クレーン部３３は、重量物を吊下げることができるように形成されたもので、作業員がクレーン部３３を操作する操作室３３２と、アーム部３３１と、を備えている。
【００３０】
このアーム部３３１は、鋼材をトラス状に組み立てて形成されたもので、先端に吊下げワイヤ３１が架け渡され、重量物を吊下げた際にはトラス構造によって荷重を支持することができる。
【００３１】
そして、クレーン船３の台船３０には、クレーン部３３の脇に、位置制御ワイヤ３２，３２を張ることができる位置制御ワイヤ掛止部３６，３６が形成されている。
【００３２】
この位置制御ワイヤ掛止部３６，３６は、台船３０の隅角部近傍に設けられることによって、吊下げられた柱状構造物１に対して横方向に引っ張るための角度を大きくとることができるように形成される。
【００３３】
そして、クレーン部３３のアーム部３３１の先端から垂下した吊下げワイヤ３１は、柱状構造物１の上端１４に取付けた掛止部（不図示）に掛けられて、柱状構造物１の重量を支えている。
【００３４】
さらに、左舷側の位置制御ワイヤ掛止部３６に掛けられた位置制御ワイヤ３２によって柱状構造物１の右舷側を引っ張り、右舷側の位置制御ワイヤ３６に掛けられた位置制御ワイヤ３２によって柱状構造物１の左舷側を引っ張ることで、柱状構造物１を左右に固定している。
【００３５】
そして、本実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造Ｃは、図１に示すように、柱状構造物１と、この柱状構造物１の側面１３に取付けられる一対の突出翼２，２と、を備えている。
【００３６】
この柱状構造物１は、金属板などによって中空の小判型断面に形成されるもので、中空の内部には支保工（不図示）などを備えているとともに、その側面１３は半円弧部１１と直線部１２とに分けられている。
【００３７】
また、半円弧部１１は、設置地点において流れＶが卓越する方向に頂点１１ａ（図３参照）を向けられ、中央の直線部１２を挟んだ両側に対称に形成されている。
【００３８】
さらに、流れＶの方向に対して下流側に形成される半円弧部１１には、この柱状構造物１の軸方向に沿って、後述する一対の突出翼２，２が取付けられている。
【００３９】
なお、上記したような小判型断面の柱状構造物１として、例えば、沈埋函などの水中を横断する構造物のアクセスシャフトや、橋脚基礎などに用いるケーソンなどがある。
【００４０】
そして、本実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造Ｃが備える一対の突出翼２，２は、金属や樹脂などによって長尺の略Ｌ字断面の部材として形成され、Ｌ字の短辺側の取付部２１と、Ｌ字の長辺側の翼部２２と、を備えている。
【００４１】
この取付部２１は、図３に示すように、小判型断面の柱状構造物１の下流側の半円弧部１１において、この小判型断面の長径１８を対称軸として線対称な位置に、ボルト（不図示）などによって取付けられている。
【００４２】
なお、突出翼２，２は、取付部２１を有しないものであっても、あらかじめ柱状構造物１に埋め込まれるものなど、どのように取付けられるものであってもよい。
【００４３】
また、翼部２２は、半円弧部１１から略垂直に突出するように、取付部２１に対して略垂直に形成される。
【００４４】
そして、本実施の形態の突出翼２，２は、図３に示すように、半円弧部１１の頂点１１ａから円周方向に４５度の位置に取付けられている。
【００４５】
この突出翼２と半円弧部１１の円弧中心と頂点１１ａとを線分によって結ぶことで形成される設置角θは、後述する模型実験によって、３０度〜６０度であれば、どのような角度であってもよいことが確認されている。
【００４６】
さらに、本実施の形態の突出翼２，２は、図３に示すように、半円弧部１１からの突出長Ｗが、短径１９の長さの０．２倍となるように調整されている。
【００４７】
この突出長Ｗは、後述する模型実験によって、小判型断面の短径１９の０．１倍〜０．２倍であれば動揺防止効果を有することが確認されている。
【００４８】
次に、本実施の形態の柱状構造物の設置システムＳを用いた柱状構造物１を、流れＶのある海６において設置する方法について、図２を用いて説明する。
【００４９】
まず、陸上の製作ヤードにおいて、柱状構造物１を製作する。さらに、この柱状構造物１に、突出翼２，２を取付けておく。
【００５０】
そして、製作された柱状構造物１は、クレーン船３の作業台３５に積み込まれ、作業台３５に載置された状態で設置地点まで運搬される。
【００５１】
設置地点まで運搬された柱状構造物１は、上縁１４の掛止部（不図示）にクレーン部３３に架けられた吊下げワイヤ３１が取付けられて、海６の中に吊下げられる。
【００５２】
同時に、柱状構造物１の流れＶに沿った両側面には、位置制御ワイヤ３２，３２が掛けられて、流れＶに対して左右に動揺しないように、それぞれが逆方向に引っ張られている。
【００５３】
次に、吊下げワイヤ３１を伸ばして、柱状構造物１をさらに沈降させていく。この際、吊下げワイヤ３１に合わせて、位置制御ワイヤ３２，３２も伸ばしながら沈降させていく。
【００５４】
ここにおいて、流れＶに逆らうように海６の中に吊下げられた柱状構造物１には、下流側にカルマン渦が発生することが知られている。
【００５５】
このカルマン渦とは、流れＶが柱状構造物１によって堰きとめられることで、柱状構造物１の後方の中央部で流れが遅くなり、両側で速くなるために発生する速度差によって２列の渦列が形成されるものである。
【００５６】
そして、この２列の渦列の周波数と柱状構造物１の固有振動数とがほぼ一致すれば、柱状構造物１の下流側で左右交互に発生する渦と共振して、流れと直交方向に大きな振動が発生することとなる。
【００５７】
しかしながら、本実施の形態では、後述する模型実験によって示したように、突出翼２，２によって２列の渦列が相互に離れて発生するようになるため、渦列と柱状構造物１とが共振して振動することはない。
【００５８】
このように、カルマン渦などによる動揺を防止しつつ、慎重に沈降させられた柱状構造物１の下端が、受架台４の上端に合わせられて固定されることで設置が完了する。
【００５９】
次に、本実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造Ｃの突出翼２，２の設置角θと突出長Ｗとを求めた模型実験について、図４，５，６を用いて説明する。
【００６０】
まず、実験条件から説明する。この実験は、大成建設株式会社の技術センターの水理実験棟に設置された２次元長水槽で行われた。この２次元長水槽は、幅0.8(m)で長さが47.0(m)のものである。実験縮尺は、全て1/50とし、水深45.0(cm)(実機換算22.5(m))とした。
【００６１】
この模型実験では、図４に示すように、クレーン船３としてのクレーン船模型３Ａによって吊下げられた柱状構造物１としてのアクセスシャフト模型１Ａについて、突出翼２Ａ，２Ａを取付けた状態で動揺を計測した。
【００６２】
アクセスシャフト模型１Ａは、実機に合わせて、厚さ0.4(mm)のステンレス製のものを用い、重量は1.568(kg)で重心位置が上端から32.0(cm)である。
【００６３】
また、アクセスシャフト模型１Ａの軸方向の長さは52.0(cm)で、小判型断面の長径が17.2(cm)、短径が63.0(cm)である。したがって、半円弧の半径は31.5(cm)となり、直線部の長さは10.9(cm)となる。
【００６４】
さらに、クレーン船模型３Ａには、吊下ウインチ５４と位置制御ウインチ５３，５３とが取付けられて、それぞれ吊下げワイヤ３１と位置制御ワイヤ３２，３２とが架け渡されている。
【００６５】
この吊下げワイヤ３１はアクセスシャフト模型１Ａを吊下げ、位置制御ワイヤ３２，３２は、アクセスシャフト模型１Ａを横方向に引っ張って固定している。
【００６６】
そして、上記したクレーン船模型３Ａに吊下げられたアクセスシャフト模型１Ａに対して、流速29.1(cm/s)(実機換算4.0(kt))の流れＶを作用させて、アクセスシャフト模型１Ａの下端の動揺量を計測した。
【００６７】
なお、この他、細部の寸法（単位(mm)）などは、図４に示したとおりであるから説明は省略する。
【００６８】
次に、実験結果について説明する。まず、突出翼２の設置角θを求めた実験結果について、図５を用いて説明する。
【００６９】
この実験では、上述した実験条件において、突出翼２の突出長Ｗを短径１９の長さＤ（図３参照）で無次元化した無次元突出長Ｗ／ＤをW/D=0.08，0.16，0.24，0.32の４通りに固定したうえで、設置角θを変化させて、アクセスシャフト模型１Ａの下端の動揺量dを計測した。
【００７０】
図５に示すように、突出長Ｗが短い無次元突出長W/D=0.08のケースでは、設置角θ=45°〜52.5°の範囲で無次元動揺量d/D=0.1以下の高い動揺防止効果が得られた。
【００７１】
また、ある程度、突出長が長い無次元突出長W/D=0.16以上のケースでは、動揺防止効果の得られる設置角の範囲が設置角θ=30°〜60°に拡大することが確認された。
【００７２】
次に、突出翼２の突出長Ｗを求めた実験結果について、図６を用いて説明する。
【００７３】
この実験では、上述した突出長Ｗを求めた実験において、４通りの無次元突出長Ｗ／Ｄのすべてにおいて高い動揺防止効果が得られた設置角θ=45°に固定したうえで、無次元突出長Ｗ／Ｄを変化させて、アクセスシャフト模型１Ａの下端の動揺量dと発生する流体力Ｆｘとを計測した。
【００７４】
図６に示すように、無次元突出長W/D=0.08以上で無次元動揺量がd/D=0.05程度に収束し、これ以上無次元突出長W/Dが大きくなっても動揺防止効果がなくなることはない。
【００７５】
ただし、無次元突出長W/D=0.20以上では、アクセスシャフト模型１Ａの流下方向に作用する流体力Ｆｘが急激に増大する。
【００７６】
以上のように、柱状構造物の動揺防止構造Ｃの突出長Ｗと設置角θについて、高い動揺低減効果が得られる有効範囲は、無次元突出長W/D=0.1〜0.2、設置角θ=30°〜60°であることが明らかとなった。
【００７７】
次に、本実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造Ｃ及び柱状構造物の設置システムＳの作用について説明する。
【００７８】
本実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造Ｃは、図１に示すように、柱状構造物１の側面１３に、柱状構造物の軸方向に沿って、一対の突出翼２，２が取付けられている。
【００７９】
したがって、この一対の突出翼２，２によってカルマン渦が分散して発生するようになるため、柱状構造物１の動揺を防止できる。
【００８０】
つまり、一般に、カルマン渦の周波数と柱状構造物１の固有振動数とがほぼ一致すれば、柱状構造物１の下流側で左右交互に発生する渦と共振して、流れＶと直交する方向に大きな振動が発生することとなる。
【００８１】
しかし、本実施の形態では、突出翼２，２によって２列の渦列が相互に離れて発生するようになるため、渦列と柱状構造物１とが共振して振動することはない。
【００８２】
すなわち、突出翼２，２は、柱状構造物１の側面１３に略垂直に突設されているため、この柱状構造物１に沿って流れる水を柱状構造物１の外側に離すように作用する。
【００８３】
そうすると、突出翼２，２の先端を離れた水は、柱状構造物１から外側に離れた状態で周囲の流れＶによって下流側に流されるため、カルマン渦が発生した場合でも、２列の渦列は相互に離れて発生することとなる。
【００８４】
そして、このように２列の渦列が離れて発生した場合には、柱状構造物１の下流側の圧力変動が小さくなるため、柱状構造物１が交互に発生する渦に引っ張られるようにして振動することもなくなる。
【００８５】
また、柱状構造物１は小判型断面を有するとともに、この小判型断面の半円弧部１１において、小判型断面の長径１８について線対称な位置に、一対の突出翼２，２を取付けることで、流れＶによって柱状構造物１に発生する抵抗を抑制しつつ、効率よく動揺を防止できる。
【００８６】
すなわち、小判型断面は、直線部１２の両側に半円弧部１１，１１を備えているため、この半円弧部１１，１１によって流れＶに対する抵抗を低減することができる。
【００８７】
つまり、半円弧部１１を流れＶに正対させた場合、正面の半円弧部１１に沿って水が流れることで形状抵抗が小さくなることに加えて、反対側の半円弧部１１に沿って水が流れることで下流側の流れＶの乱れが少なくなるため、流れＶに対する抵抗が減少することとなる。
【００８８】
さらに、一対の突出翼２，２は、半円弧部１１の頂点１１ａから円周方向に設置角θ=30°〜60°の位置に取付けられることで、高い動揺防止効果を得ることができる。
【００８９】
このことは、模型実験における無次元突出長W/D=0.08のケースにおいて設置角θ=45°〜52.5°の範囲で無次元動揺量d/D=0.1以下となり、無次元突出長W/D=0.16以上の各ケースにおいて設置角θの範囲が設置角θ=30°〜60°に拡大することによって明らかである。
【００９０】
つまり、図５の無次元突出長W/D=0.08以外の各ケースにおいて、無次元動揺量ｄ／Ｄはいずれもほぼ同じ変化傾向を示していることや、図６において無次元突出長W/D=0.08付近に無次元動揺量d／Ｄの変曲点があることから考えて、無次元突出長W/D=0.08のケースは特異なケースであると考えられる。
【００９１】
そうすると、図５において仮に無次元突出長W/D=0.10のケースがあったとすれば、無次元突出長W/D=0.16のケースとほぼ同等の傾向を示すと考えられる。したがって、無次元突出長がW/D=0.10〜0.20の範囲にあったとすれば、θ=30°〜60°で動揺低減効果が大きいといえる。
【００９２】
ただし、無次元突出長W/D=0.08の場合などの突出長Ｗが短い場合にも対応することができるように、θ=45°〜52.5°とすることがより好ましい。
【００９３】
同様に、一対の突出翼２，２の突出長Ｗは、小判型断面の短径１９の長さＤの０．１倍〜０．２倍に形成されることで、高い動揺防止効果を得ることができる。
【００９４】
このことは、模型実験における無次元突出長W/D=0.08以上では無次元動揺量がd/D=0.05程度に収束することや、無次元突出長W/D=0.20以上ではアクセスシャフト模型１Ａの流下方向に作用する流体力Ｆｘが急激に増大することによって明らかである。
【００９５】
すなわち、無次元動揺量ｄ／Ｄのみに着目すれば、無次元突出長W/D=0.08以上で効果が大きいといえるが、流体力ＦｘがW/D=0.20以上で急激に増大するため、位置制御ワイヤ３２，３２の耐力を考慮すると、無次元突出長W/D=0.08〜0.20が適切な範囲と考えられる。
【００９６】
加えて、上記したように、無次元突出長W/D=0.08のケースが特異なケースである可能性を考慮すると、無次元突出長W/D=0.10〜0.20が高い動揺防止効果を得ることができる範囲であると考えられる。
【００９７】
また、本発明の柱状構造物の設置システムＳは、上記したいずれかの柱状構造物の動揺防止構造Ｃを、クレーン船３によって設置する柱状構造物の設置システムＳであって、柱状構造物１の軸方向の上縁１４を吊下げワイヤ３１によって吊下げるとともに、柱状構造物１の流れＶに沿う側面１２を一対の位置制御ワイヤ３２，３２によって交差するように逆方向に引っ張っている。
【００９８】
したがって、柱状構造物１に発生する動揺を防止しつつ、位置制御ワイヤ３２，３２によって柱状構造物１の水平方向の位置を制御できるため、柱状構造物１を正確に設置することができる。
【００９９】
つまり、上記したような突出翼２，２を備えることによって、柱状構造物１の流れＶに直交する方向の動揺を防止したうえで、位置制御ワイヤ３２，３２によって柱状構造物１を流れＶと直交する方向に固定すれば、柱状構造物１の流れＶに直交する方向の動揺を、ほぼ完全に防止することができる。
【０１００】
ここにおいて、この位置制御ワイヤ３２，３２は、クレーン船３の隅角部近傍に設置された位置制御ワイヤ掛止部３６，３６に掛けられたうえで、クロスされて柱状構造物１の反対側の側面１３を引っ張っている。
【０１０１】
したがって、流れＶに直交する方向の角度を大きくとった状態で、柱状構造物１を引っ張ることができるため、流れＶに直交する方向に位置制御ワイヤ３２，３２の張力を効率よく伝達することができる。
【０１０２】
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【０１０３】
例えば、本実施の形態では、柱状構造物１が小判型断面を有する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、円形断面や楕円形断面や長方形断面など、どのような断面の柱状構造物にも適用することができる。
【０１０４】
また、本実施の形態では、突出翼を半円弧部の頂点から円周方向に設置角θ=45°の位置に取付ける場合について説明したが、これに限定されるものではなく、設置角θ=30°〜60°の範囲であれば、どのような設置角に取付けるものであってもよい。
【０１０５】
さらに、本実施の形態では、柱状構造物１をクレーン船３によって設置する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、陸地に近い場合などにおいて、陸上のクレーンを用いて設置するものであってもよい。
【０１０６】
そして、本実施の形態では、柱状構造物１として、沈埋函のアクセスシャフトを流れＶの中で設置する場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、流れのない水域において柱状構造物１を曳航する場合など、柱状構造物１をこれと相対的に移動する流体中におく場合であれば、どのような場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の最良の実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造の構成を説明する斜視図である。
【図２】本発明の最良の実施の形態の柱状構造物の設置システムの全体構成を説明する説明図である。（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図３】本発明の最良の実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造の突出翼の設置角と突出長とを説明する断面図である。
【図４】本発明の最良の実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造の突出翼の設置角と突出長とを求める実験の条件を説明する説明図である。（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図５】本発明の最良の実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造の突出翼の設置角を求める実験の結果を説明するグラフである。
【図６】本発明の最良の実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造の突出翼の突出長を求める実験の結果を説明するグラフである。
【符号の説明】
【０１０８】
Ｓ 柱状構造物の設置システム
Ｃ 柱状構造物の動揺防止構造
θ 設置角
Ｗ 突出長
Ｄ 短径の長さ
ｄ 動揺量
１ 柱状構造物
１１ 半円弧部
１１ａ 頂点
１３ 側面
１４ 上縁
１８ 長径
１９ 短径
２ 突出翼
３ クレーン船
３１ 吊下げワイヤ
３２ 位置制御ワイヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流れの中において柱状構造物に生じる動揺を防止する柱状構造物の動揺防止構造と、この柱状構造物の動揺防止構造を備える柱状構造物の設置システムと、この柱状構造物の動揺防止構造を備える柱状構造物の設置方法と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、海や川などにおいて、柱状構造物を曳航したり、流れの中で設置したりする場合、柱状構造物の左右で交互にカルマン渦が発生して、柱状構造物が左右に動揺することが問題となっている。
【０００３】
このように柱状構造物が動揺すると、曳航の際に抵抗が大きくなることや正確に設置できなくなることなどが問題となる。
【０００４】
この動揺を防止する方法として、例えば特許文献１に示す工法が知られている。この方法によれば、渦が発生する箇所にシートを取付けることで、渦が消去されるため、曳航の際の抵抗を軽減することができる。
【０００５】
また、特許文献２には、構造物に回転自在に設置された少なくとも２枚１組のブレードの角度を制御することで、ブレードに加わる風力を構造物の制振力として利用する構造物の振動制御方法が開示されている。
【特許文献１】特開昭５８−１５２６９２号公報
【特許文献２】特開平２−１２０４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した特許文献１，２の方法では、構造物の規模と比較して対策工の規模が大きくなってしまうという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、簡単な構造によって柱状構造物の動揺を防止できる柱状構造物の動揺防止構造と、柱状構造物の設置システムと、柱状構造物の設置方法と、を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の柱状構造物の動揺防止構造は、柱状構造物を設置する際に、流れによって前記柱状構造物に生じる動揺を防ぐ柱状構造物の動揺防止構造であって、前記柱状構造物の側面に、前記柱状構造物の軸方向に沿って、一対の突出翼が取付けられることを特徴とする。
【０００９】
また、前記柱状構造物は小判型断面を有するとともに、該小判型断面の半円弧部において、該小判型断面の長径について線対称な位置に、前記一対の突出翼を取付けることができる。
【００１０】
さらに、前記一対の突出翼は、前記半円弧部の頂点から円周方向に３０度〜６０度の位置に取付けられることが好ましい。
【００１１】
そして、前記一対の突出翼の突出長は、前記小判型断面の短径の０．１倍〜０．２倍に形成されることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の柱状構造物の設置システムは、上記したいずれかの柱状構造物の動揺防止構造をクレーン船によって水中に設置する柱状構造物の設置システムであって、前記柱状構造物の軸方向の上端を吊下げる吊下げワイヤと、前記柱状構造物の側面を交差するように逆方向に引っ張る一対の位置制御ワイヤと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の柱状構造物の設置方法は、上記したいずれかの柱状構造物の動揺防止構造をクレーン船によって水中に設置する柱状構造物の設置方法であって、前記柱状構造物の軸方向の上端を吊下げワイヤによって吊下げ、前記柱状構造物の側面を一対の位置制御ワイヤによって交差するように逆方向に引っ張ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明の柱状構造物の動揺防止構造は、流れによって柱状構造物に生じる動揺を防ぐ柱状構造物の動揺防止構造であって、前記柱状構造物の側面に、前記柱状構造物の軸方向に沿って、一対の突出翼が取付けられている。
【００１５】
そして、この一対の突出翼によってカルマン渦が分散して発生するようになるため、柱状構造物の動揺を防止することができる。
【００１６】
また、前記柱状構造物は小判型断面を有するとともに、該小判型断面の半円弧部において、該小判型断面の長径について線対称な位置に、前記一対の突出翼を取付けることで、流れによって柱状構造物に発生する抵抗を抑制しつつ、効率よく動揺を防止できる。
【００１７】
さらに、前記一対の突出翼は、前記半円弧部の頂点から円周方向に３０度〜６０度の位置に取付けられることで、高い動揺防止効果を得ることができる。
【００１８】
同様に、前記一対の突出翼の突出長は、前記小判型断面の短径の０．１倍〜０．２倍に形成されることで、高い動揺防止効果を得ることができる。
【００１９】
また、本発明の柱状構造物の設置システムは、上記したいずれかの柱状構造物の動揺防止構造をクレーン船によって水中に設置する柱状構造物の設置システムであって、前記柱状構造物の軸方向の上端を吊下げる吊下げワイヤと、前記柱状構造物の側面を交差するように逆方向に引っ張る一対の位置制御ワイヤと、を備えている。
【００２０】
したがって、柱状構造物に発生する動揺を防止しつつ、位置制御ワイヤによって位置を制御できるため、柱状構造物を正確に設置することができる。
【００２１】
さらに、本発明の柱状構造物の設置方法は、上記したいずれかの柱状構造物の動揺防止構造をクレーン船によって水中に設置する柱状構造物の設置方法であって、前記柱状構造物の軸方向の上端を吊下げワイヤによって吊下げ、前記柱状構造物の側面を一対の位置制御ワイヤによって交差するように逆方向に引っ張ることを特徴とする。
【００２２】
したがって、柱状構造物に発生する動揺を防止しつつ、位置制御ワイヤによって位置を制御できるため、柱状構造物を正確に設置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
まず、図２を用いて本実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造Ｃを設置する柱状構造物の設置システムＳの全体的な構成を説明する。
【００２５】
本実施の形態の柱状構造物の設置システムＳは、流れＶのある海６に浮かべられたクレーン船３と、このクレーン船３によって吊下げられる柱状構造物の動揺防止構造Ｃと、を備えている。
【００２６】
そして、この柱状構造物の設置システムＳによって、流れＶを受けながら、柱状構造物の動揺防止構造Ｃを受架台４に設置する。
【００２７】
クレーン船３は、図２（ｂ）の平面図に示すように、略長方形状の平面形状に形成された台船３０に、クレーン船３の舵を操るための操舵室３４と、クレーン部３３と、が設置されている。
【００２８】
そして、この操舵室３４とクレーン部３３との間の台船３０上には、広い平面スペースとして、重量物を載置することができるように作業台３５が設けられている。
【００２９】
また、クレーン部３３は、重量物を吊下げることができるように形成されたもので、作業員がクレーン部３３を操作する操作室３３２と、アーム部３３１と、を備えている。
【００３０】
このアーム部３３１は、鋼材をトラス状に組み立てて形成されたもので、先端に吊下げワイヤ３１が架け渡され、重量物を吊下げた際にはトラス構造によって荷重を支持することができる。
【００３１】
そして、クレーン船３の台船３０には、クレーン部３３の脇に、位置制御ワイヤ３２，３２を張ることができる位置制御ワイヤ掛止部３６，３６が形成されている。
【００３２】
この位置制御ワイヤ掛止部３６，３６は、台船３０の隅角部近傍に設けられることによって、吊下げられた柱状構造物１に対して横方向に引っ張るための角度を大きくとることができるように形成される。
【００３３】
そして、クレーン部３３のアーム部３３１の先端から垂下した吊下げワイヤ３１は、柱状構造物１の上端１４に取付けた掛止部（不図示）に掛けられて、柱状構造物１の重量を支えている。
【００３４】
さらに、左舷側の位置制御ワイヤ掛止部３６に掛けられた位置制御ワイヤ３２によって柱状構造物１の右舷側を引っ張り、右舷側の位置制御ワイヤ３６に掛けられた位置制御ワイヤ３２によって柱状構造物１の左舷側を引っ張ることで、柱状構造物１を左右に固定している。
【００３５】
そして、本実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造Ｃは、図１に示すように、柱状構造物１と、この柱状構造物１の側面１３に取付けられる一対の突出翼２，２と、を備えている。
【００３６】
この柱状構造物１は、金属板などによって中空の小判型断面に形成されるもので、中空の内部には支保工（不図示）などを備えているとともに、その側面１３は半円弧部１１と直線部１２とに分けられている。
【００３７】
また、半円弧部１１は、設置地点において流れＶが卓越する方向に頂点１１ａ（図３参照）を向けられ、中央の直線部１２を挟んだ両側に対称に形成されている。
【００３８】
さらに、流れＶの方向に対して下流側に形成される半円弧部１１には、この柱状構造物１の軸方向に沿って、後述する一対の突出翼２，２が取付けられている。
【００３９】
なお、上記したような小判型断面の柱状構造物１として、例えば、沈埋函などの水中を横断する構造物のアクセスシャフトや、橋脚基礎などに用いるケーソンなどがある。
【００４０】
そして、本実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造Ｃが備える一対の突出翼２，２は、金属や樹脂などによって長尺の略Ｌ字断面の部材として形成され、Ｌ字の短辺側の取付部２１と、Ｌ字の長辺側の翼部２２と、を備えている。
【００４１】
この取付部２１は、図３に示すように、小判型断面の柱状構造物１の下流側の半円弧部１１において、この小判型断面の長径１８を対称軸として線対称な位置に、ボルト（不図示）などによって取付けられている。
【００４２】
なお、突出翼２，２は、取付部２１を有しないものであっても、あらかじめ柱状構造物１に埋め込まれるものなど、どのように取付けられるものであってもよい。
【００４３】
また、翼部２２は、半円弧部１１から略垂直に突出するように、取付部２１に対して略垂直に形成される。
【００４４】
そして、本実施の形態の突出翼２，２は、図３に示すように、半円弧部１１の頂点１１ａから円周方向に４５度の位置に取付けられている。
【００４５】
この突出翼２と半円弧部１１の円弧中心と頂点１１ａとを線分によって結ぶことで形成される設置角θは、後述する模型実験によって、３０度〜６０度であれば、どのような角度であってもよいことが確認されている。
【００４６】
さらに、本実施の形態の突出翼２，２は、図３に示すように、半円弧部１１からの突出長Ｗが、短径１９の長さの０．２倍となるように調整されている。
【００４７】
この突出長Ｗは、後述する模型実験によって、小判型断面の短径１９の０．１倍〜０．２倍であれば動揺防止効果を有することが確認されている。
【００４８】
次に、本実施の形態の柱状構造物の設置システムＳを用いた柱状構造物１を、流れＶのある海６において設置する方法について、図２を用いて説明する。
【００４９】
まず、陸上の製作ヤードにおいて、柱状構造物１を製作する。さらに、この柱状構造物１に、突出翼２，２を取付けておく。
【００５０】
そして、製作された柱状構造物１は、クレーン船３の作業台３５に積み込まれ、作業台３５に載置された状態で設置地点まで運搬される。
【００５１】
設置地点まで運搬された柱状構造物１は、上縁１４の掛止部（不図示）にクレーン部３３に架けられた吊下げワイヤ３１が取付けられて、海６の中に吊下げられる。
【００５２】
同時に、柱状構造物１の流れＶに沿った両側面には、位置制御ワイヤ３２，３２が掛けられて、流れＶに対して左右に動揺しないように、それぞれが逆方向に引っ張られている。
【００５３】
次に、吊下げワイヤ３１を伸ばして、柱状構造物１をさらに沈降させていく。この際、吊下げワイヤ３１に合わせて、位置制御ワイヤ３２，３２も伸ばしながら沈降させていく。
【００５４】
ここにおいて、流れＶに逆らうように海６の中に吊下げられた柱状構造物１には、下流側にカルマン渦が発生することが知られている。
【００５５】
このカルマン渦とは、流れＶが柱状構造物１によって堰きとめられることで、柱状構造物１の後方の中央部で流れが遅くなり、両側で速くなるために発生する速度差によって２列の渦列が形成されるものである。
【００５６】
そして、この２列の渦列の周波数と柱状構造物１の固有振動数とがほぼ一致すれば、柱状構造物１の下流側で左右交互に発生する渦と共振して、流れと直交方向に大きな振動が発生することとなる。
【００５７】
しかしながら、本実施の形態では、後述する模型実験によって示したように、突出翼２，２によって２列の渦列が相互に離れて発生するようになるため、渦列と柱状構造物１とが共振して振動することはない。
【００５８】
このように、カルマン渦などによる動揺を防止しつつ、慎重に沈降させられた柱状構造物１の下端が、受架台４の上端に合わせられて固定されることで設置が完了する。
【００５９】
次に、本実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造Ｃの突出翼２，２の設置角θと突出長Ｗとを求めた模型実験について、図４，５，６を用いて説明する。
【００６０】
まず、実験条件から説明する。この実験は、大成建設株式会社の技術センターの水理実験棟に設置された２次元長水槽で行われた。この２次元長水槽は、幅0.8(m)で長さが47.0(m)のものである。実験縮尺は、全て1/50とし、水深45.0(cm)(実機換算22.5(m))とした。
【００６１】
この模型実験では、図４に示すように、クレーン船３としてのクレーン船模型３Ａによって吊下げられた柱状構造物１としてのアクセスシャフト模型１Ａについて、突出翼２Ａ，２Ａを取付けた状態で動揺を計測した。
【００６２】
アクセスシャフト模型１Ａは、実機に合わせて、厚さ0.4(mm)のステンレス製のものを用い、重量は1.568(kg)で重心位置が上端から32.0(cm)である。
【００６３】
また、アクセスシャフト模型１Ａの軸方向の長さは52.0(cm)で、小判型断面の長径が17.2(cm)、短径が63.0(cm)である。したがって、半円弧の半径は31.5(cm)となり、直線部の長さは10.9(cm)となる。
【００６４】
さらに、クレーン船模型３Ａには、吊下ウインチ５４と位置制御ウインチ５３，５３とが取付けられて、それぞれ吊下げワイヤ３１と位置制御ワイヤ３２，３２とが架け渡されている。
【００６５】
この吊下げワイヤ３１はアクセスシャフト模型１Ａを吊下げ、位置制御ワイヤ３２，３２は、アクセスシャフト模型１Ａを横方向に引っ張って固定している。
【００６６】
そして、上記したクレーン船模型３Ａに吊下げられたアクセスシャフト模型１Ａに対して、流速29.1(cm/s)(実機換算4.0(kt))の流れＶを作用させて、アクセスシャフト模型１Ａの下端の動揺量を計測した。
【００６７】
なお、この他、細部の寸法（単位(mm)）などは、図４に示したとおりであるから説明は省略する。
【００６８】
次に、実験結果について説明する。まず、突出翼２の設置角θを求めた実験結果について、図５を用いて説明する。
【００６９】
この実験では、上述した実験条件において、突出翼２の突出長Ｗを短径１９の長さＤ（図３参照）で無次元化した無次元突出長Ｗ／ＤをW/D=0.08，0.16，0.24，0.32の４通りに固定したうえで、設置角θを変化させて、アクセスシャフト模型１Ａの下端の動揺量dを計測した。
【００７０】
図５に示すように、突出長Ｗが短い無次元突出長W/D=0.08のケースでは、設置角θ=45°〜52.5°の範囲で無次元動揺量d/D=0.1以下の高い動揺防止効果が得られた。
【００７１】
また、ある程度、突出長が長い無次元突出長W/D=0.16以上のケースでは、動揺防止効果の得られる設置角の範囲が設置角θ=30°〜60°に拡大することが確認された。
【００７２】
次に、突出翼２の突出長Ｗを求めた実験結果について、図６を用いて説明する。
【００７３】
この実験では、上述した突出長Ｗを求めた実験において、４通りの無次元突出長Ｗ／Ｄのすべてにおいて高い動揺防止効果が得られた設置角θ=45°に固定したうえで、無次元突出長Ｗ／Ｄを変化させて、アクセスシャフト模型１Ａの下端の動揺量dと発生する流体力Ｆｘとを計測した。
【００７４】
図６に示すように、無次元突出長W/D=0.08以上で無次元動揺量がd/D=0.05程度に収束し、これ以上無次元突出長W/Dが大きくなっても動揺防止効果がなくなることはない。
【００７５】
ただし、無次元突出長W/D=0.20以上では、アクセスシャフト模型１Ａの流下方向に作用する流体力Ｆｘが急激に増大する。
【００７６】
以上のように、柱状構造物の動揺防止構造Ｃの突出長Ｗと設置角θについて、高い動揺低減効果が得られる有効範囲は、無次元突出長W/D=0.1〜0.2、設置角θ=30°〜60°であることが明らかとなった。
【００７７】
次に、本実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造Ｃ及び柱状構造物の設置システムＳの作用について説明する。
【００７８】
本実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造Ｃは、図１に示すように、柱状構造物１の側面１３に、柱状構造物の軸方向に沿って、一対の突出翼２，２が取付けられている。
【００７９】
したがって、この一対の突出翼２，２によってカルマン渦が分散して発生するようになるため、柱状構造物１の動揺を防止できる。
【００８０】
つまり、一般に、カルマン渦の周波数と柱状構造物１の固有振動数とがほぼ一致すれば、柱状構造物１の下流側で左右交互に発生する渦と共振して、流れＶと直交する方向に大きな振動が発生することとなる。
【００８１】
しかし、本実施の形態では、突出翼２，２によって２列の渦列が相互に離れて発生するようになるため、渦列と柱状構造物１とが共振して振動することはない。
【００８２】
すなわち、突出翼２，２は、柱状構造物１の側面１３に略垂直に突設されているため、この柱状構造物１に沿って流れる水を柱状構造物１の外側に離すように作用する。
【００８３】
そうすると、突出翼２，２の先端を離れた水は、柱状構造物１から外側に離れた状態で周囲の流れＶによって下流側に流されるため、カルマン渦が発生した場合でも、２列の渦列は相互に離れて発生することとなる。
【００８４】
そして、このように２列の渦列が離れて発生した場合には、柱状構造物１の下流側の圧力変動が小さくなるため、柱状構造物１が交互に発生する渦に引っ張られるようにして振動することもなくなる。
【００８５】
また、柱状構造物１は小判型断面を有するとともに、この小判型断面の半円弧部１１において、小判型断面の長径１８について線対称な位置に、一対の突出翼２，２を取付けることで、流れＶによって柱状構造物１に発生する抵抗を抑制しつつ、効率よく動揺を防止できる。
【００８６】
すなわち、小判型断面は、直線部１２の両側に半円弧部１１，１１を備えているため、この半円弧部１１，１１によって流れＶに対する抵抗を低減することができる。
【００８７】
つまり、半円弧部１１を流れＶに正対させた場合、正面の半円弧部１１に沿って水が流れることで形状抵抗が小さくなることに加えて、反対側の半円弧部１１に沿って水が流れることで下流側の流れＶの乱れが少なくなるため、流れＶに対する抵抗が減少することとなる。
【００８８】
さらに、一対の突出翼２，２は、半円弧部１１の頂点１１ａから円周方向に設置角θ=30°〜60°の位置に取付けられることで、高い動揺防止効果を得ることができる。
【００８９】
このことは、模型実験における無次元突出長W/D=0.08のケースにおいて設置角θ=45°〜52.5°の範囲で無次元動揺量d/D=0.1以下となり、無次元突出長W/D=0.16以上の各ケースにおいて設置角θの範囲が設置角θ=30°〜60°に拡大することによって明らかである。
【００９０】
つまり、図５の無次元突出長W/D=0.08以外の各ケースにおいて、無次元動揺量ｄ／Ｄはいずれもほぼ同じ変化傾向を示していることや、図６において無次元突出長W/D=0.08付近に無次元動揺量d／Ｄの変曲点があることから考えて、無次元突出長W/D=0.08のケースは特異なケースであると考えられる。
【００９１】
そうすると、図５において仮に無次元突出長W/D=0.10のケースがあったとすれば、無次元突出長W/D=0.16のケースとほぼ同等の傾向を示すと考えられる。したがって、無次元突出長がW/D=0.10〜0.20の範囲にあったとすれば、θ=30°〜60°で動揺低減効果が大きいといえる。
【００９２】
ただし、無次元突出長W/D=0.08の場合などの突出長Ｗが短い場合にも対応することができるように、θ=45°〜52.5°とすることがより好ましい。
【００９３】
同様に、一対の突出翼２，２の突出長Ｗは、小判型断面の短径１９の長さＤの０．１倍〜０．２倍に形成されることで、高い動揺防止効果を得ることができる。
【００９４】
このことは、模型実験における無次元突出長W/D=0.08以上では無次元動揺量がd/D=0.05程度に収束することや、無次元突出長W/D=0.20以上ではアクセスシャフト模型１Ａの流下方向に作用する流体力Ｆｘが急激に増大することによって明らかである。
【００９５】
すなわち、無次元動揺量ｄ／Ｄのみに着目すれば、無次元突出長W/D=0.08以上で効果が大きいといえるが、流体力ＦｘがW/D=0.20以上で急激に増大するため、位置制御ワイヤ３２，３２の耐力を考慮すると、無次元突出長W/D=0.08〜0.20が適切な範囲と考えられる。
【００９６】
加えて、上記したように、無次元突出長W/D=0.08のケースが特異なケースである可能性を考慮すると、無次元突出長W/D=0.10〜0.20が高い動揺防止効果を得ることができる範囲であると考えられる。
【００９７】
また、本発明の柱状構造物の設置システムＳは、上記したいずれかの柱状構造物の動揺防止構造Ｃを、クレーン船３によって設置する柱状構造物の設置システムＳであって、柱状構造物１の軸方向の上縁１４を吊下げワイヤ３１によって吊下げるとともに、柱状構造物１の流れＶに沿う側面１２を一対の位置制御ワイヤ３２，３２によって交差するように逆方向に引っ張っている。
【００９８】
したがって、柱状構造物１に発生する動揺を防止しつつ、位置制御ワイヤ３２，３２によって柱状構造物１の水平方向の位置を制御できるため、柱状構造物１を正確に設置することができる。
【００９９】
つまり、上記したような突出翼２，２を備えることによって、柱状構造物１の流れＶに直交する方向の動揺を防止したうえで、位置制御ワイヤ３２，３２によって柱状構造物１を流れＶと直交する方向に固定すれば、柱状構造物１の流れＶに直交する方向の動揺を、ほぼ完全に防止することができる。
【０１００】
ここにおいて、この位置制御ワイヤ３２，３２は、クレーン船３の隅角部近傍に設置された位置制御ワイヤ掛止部３６，３６に掛けられたうえで、クロスされて柱状構造物１の反対側の側面１３を引っ張っている。
【０１０１】
したがって、流れＶに直交する方向の角度を大きくとった状態で、柱状構造物１を引っ張ることができるため、流れＶに直交する方向に位置制御ワイヤ３２，３２の張力を効率よく伝達することができる。
【０１０２】
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【０１０３】
例えば、本実施の形態では、柱状構造物１が小判型断面を有する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、円形断面や楕円形断面や長方形断面など、どのような断面の柱状構造物にも適用することができる。
【０１０４】
また、本実施の形態では、突出翼を半円弧部の頂点から円周方向に設置角θ=45°の位置に取付ける場合について説明したが、これに限定されるものではなく、設置角θ=30°〜60°の範囲であれば、どのような設置角に取付けるものであってもよい。
【０１０５】
さらに、本実施の形態では、柱状構造物１をクレーン船３によって設置する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、陸地に近い場合などにおいて、陸上のクレーンを用いて設置するものであってもよい。
【０１０６】
そして、本実施の形態では、柱状構造物１として、沈埋函のアクセスシャフトを流れＶの中で設置する場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、流れのない水域において柱状構造物１を曳航する場合など、柱状構造物１をこれと相対的に移動する流体中におく場合であれば、どのような場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の最良の実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造の構成を説明する斜視図である。
【図２】本発明の最良の実施の形態の柱状構造物の設置システムの全体構成を説明する説明図である。（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図３】本発明の最良の実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造の突出翼の設置角と突出長とを説明する断面図である。
【図４】本発明の最良の実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造の突出翼の設置角と突出長とを求める実験の条件を説明する説明図である。（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図５】本発明の最良の実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造の突出翼の設置角を求める実験の結果を説明するグラフである。
【図６】本発明の最良の実施の形態の柱状構造物の動揺防止構造の突出翼の突出長を求める実験の結果を説明するグラフである。
【符号の説明】
【０１０８】
Ｓ 柱状構造物の設置システム
Ｃ 柱状構造物の動揺防止構造
θ 設置角
Ｗ 突出長
Ｄ 短径の長さ
ｄ 動揺量
１ 柱状構造物
１１ 半円弧部
１１ａ 頂点
１３ 側面
１４ 上縁
１８ 長径
１９ 短径
２ 突出翼
３ クレーン船
３１ 吊下げワイヤ
３２ 位置制御ワイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状構造物を設置する際に、流れによって前記柱状構造物に生じる動揺を防ぐ柱状構造物の動揺防止構造であって、
前記柱状構造物の側面に、前記柱状構造物の軸方向に沿って、一対の突出翼が取付けられることを特徴とする柱状構造物の動揺防止構造。
【請求項２】
前記柱状構造物は小判型断面を有するとともに、
該小判型断面の半円弧部において、該小判型断面の長径について線対称な位置に、前記一対の突出翼が取付けられることを特徴とする請求項１に記載の柱状構造物の動揺防止構造。
【請求項３】
前記一対の突出翼は、前記半円弧部の頂点から円周方向に３０度〜６０度の位置に取付けられることを特徴とする請求項２に記載の柱状構造物の動揺防止構造。
【請求項４】
前記一対の突出翼の突出長は、前記小判型断面の短径の０．１倍〜０．２倍に形成されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の柱状構造物の動揺防止構造。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の柱状構造物の動揺防止構造を、クレーン船によって水中に設置する柱状構造物の設置システムであって、
前記柱状構造物の軸方向の上端を吊下げる吊下げワイヤと、前記柱状構造物の側面を交差するように逆方向に引っ張る一対の位置制御ワイヤと、を備えることを特徴とする柱状構造物の設置システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の柱状構造物の動揺防止構造を、クレーン船によって水中に設置する柱状構造物の設置方法であって、
前記柱状構造物の軸方向の上端を吊下げワイヤによって吊下げ、前記柱状構造物の側面を一対の位置制御ワイヤによって交差するように逆方向に引っ張ることを特徴とする柱状構造物の設置方法。
【請求項１】
柱状構造物を設置する際に、流れによって前記柱状構造物に生じる動揺を防ぐ柱状構造物の動揺防止構造であって、
前記柱状構造物の側面に、前記柱状構造物の軸方向に沿って、一対の突出翼が取付けられることを特徴とする柱状構造物の動揺防止構造。
【請求項２】
前記柱状構造物は小判型断面を有するとともに、
該小判型断面の半円弧部において、該小判型断面の長径について線対称な位置に、前記一対の突出翼が取付けられることを特徴とする請求項１に記載の柱状構造物の動揺防止構造。
【請求項３】
前記一対の突出翼は、前記半円弧部の頂点から円周方向に３０度〜６０度の位置に取付けられることを特徴とする請求項２に記載の柱状構造物の動揺防止構造。
【請求項４】
前記一対の突出翼の突出長は、前記小判型断面の短径の０．１倍〜０．２倍に形成されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の柱状構造物の動揺防止構造。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の柱状構造物の動揺防止構造を、クレーン船によって水中に設置する柱状構造物の設置システムであって、
前記柱状構造物の軸方向の上端を吊下げる吊下げワイヤと、前記柱状構造物の側面を交差するように逆方向に引っ張る一対の位置制御ワイヤと、を備えることを特徴とする柱状構造物の設置システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の柱状構造物の動揺防止構造を、クレーン船によって水中に設置する柱状構造物の設置方法であって、
前記柱状構造物の軸方向の上端を吊下げワイヤによって吊下げ、前記柱状構造物の側面を一対の位置制御ワイヤによって交差するように逆方向に引っ張ることを特徴とする柱状構造物の設置方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−３５９４６（Ｐ２００９−３５９４６Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０１７３２（Ｐ２００７−２０１７３２）
【出願日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
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