(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023131803
(43)【公開日】2023-09-22
(54)【発明の名称】半潜水浮体式基礎および半潜水浮体式基礎の構築方法
(51)【国際特許分類】
E02D 27/52 20060101AFI20230914BHJP
F03D 13/25 20160101ALI20230914BHJP
【ＦＩ】
E02D27/52 Z
F03D13/25
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022036763
(22)【出願日】2022-03-10
(71)【出願人】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】白谷 宏司
(72)【発明者】
【氏名】石河 亮
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 貴紀
【テーマコード（参考）】
2D046
3H178
【Ｆターム（参考）】
2D046DA61
3H178AA03
3H178AA26
3H178AA43
3H178BB73
3H178BB77
3H178CC22
3H178DD61X
3H178DD67X
(57)【要約】
【課題】比較的簡易に構築することが可能な半潜水浮体式基礎と、この半潜水浮体式基礎の構築方法を提案する。
【解決手段】風車１１の支柱１２を支持するセンターカラム３と、センターカラム３の四方に間隔をあけて配設された４本のサイドカラム４，４，…と、センターカラム３とサイドカラム４，４，…とを接続する４本のビーム５，５，…とを備える洋上風力発電施設１の半潜水浮体式基礎２である。センターカラム３およびサイドカラム４は、複数の円筒状プレキャスト部材を上下に連結することにより形成されている。ビーム５は、複数の角筒状プレキャスト部材５４，５４，…を横方向に連結することにより頂版５１、底版５２および左右の側壁５３，５３を有して形成されている。
【選択図】図１
【解決手段】風車１１の支柱１２を支持するセンターカラム３と、センターカラム３の四方に間隔をあけて配設された４本のサイドカラム４，４，…と、センターカラム３とサイドカラム４，４，…とを接続する４本のビーム５，５，…とを備える洋上風力発電施設１の半潜水浮体式基礎２である。センターカラム３およびサイドカラム４は、複数の円筒状プレキャスト部材を上下に連結することにより形成されている。ビーム５は、複数の角筒状プレキャスト部材５４，５４，…を横方向に連結することにより頂版５１、底版５２および左右の側壁５３，５３を有して形成されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
風車の支柱を支持するセンターカラムと、
前記センターカラムの四方に間隔をあけて配設された４本のサイドカラムと、
前記センターカラムと前記サイドカラムとを接続する４本のビームと、を備える風力発電施設の半潜水浮体式基礎であって、
前記センターカラムおよび前記サイドカラムは、複数の円筒状プレキャスト部材を上下に連結することにより形成されており、
前記ビームは、頂版、底版および左右の側壁を有して角筒状に形成されていることを特徴とする半潜水浮体式基礎。
前記センターカラムの四方に間隔をあけて配設された４本のサイドカラムと、
前記センターカラムと前記サイドカラムとを接続する４本のビームと、を備える風力発電施設の半潜水浮体式基礎であって、
前記センターカラムおよび前記サイドカラムは、複数の円筒状プレキャスト部材を上下に連結することにより形成されており、
前記ビームは、頂版、底版および左右の側壁を有して角筒状に形成されていることを特徴とする半潜水浮体式基礎。
【請求項2】
風車の支柱を支持するセンターカラムと、
前記センターカラムの四方に間隔をあけて配設された４本のサイドカラムと、
前記センターカラムと前記サイドカラムとを接続する４本のビームと、を備える風力発電施設の半潜水浮体式基礎であって、
前記ビームは、複数の角筒状プレキャスト部材を横方向に連結することにより頂版、底版および左右の側壁を有して形成されていることを特徴とする半潜水浮体式基礎。
前記センターカラムの四方に間隔をあけて配設された４本のサイドカラムと、
前記センターカラムと前記サイドカラムとを接続する４本のビームと、を備える風力発電施設の半潜水浮体式基礎であって、
前記ビームは、複数の角筒状プレキャスト部材を横方向に連結することにより頂版、底版および左右の側壁を有して形成されていることを特徴とする半潜水浮体式基礎。
【請求項3】
前記センターカラムおよび前記サイドカラムには、前記複数の円筒状プレキャスト部材に配設されたカラム用緊張材により、前記センターカラムおよび前記サイドカラムの軸方向に沿った緊張力が導入されており、
前記ビームには、前記頂版および前記底版に配設されたビーム用緊張材により、前記ビームの軸方向に沿った緊張力が導入されていることを特徴とする、請求項１に記載の半潜水浮体式基礎。
前記ビームには、前記頂版および前記底版に配設されたビーム用緊張材により、前記ビームの軸方向に沿った緊張力が導入されていることを特徴とする、請求項１に記載の半潜水浮体式基礎。
【請求項4】
前記センターカラムを挟んで対向する一対の前記ビームは、前記頂版および前記底版が前記センターカラムを介して連続していることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の半潜水浮体式基礎。
【請求項5】
前記センターカラムを挟んで対向する一対の前記ビームには、前記頂版および前記底版に挿通され且つ前記センターカラムを貫通したビーム用緊張材により緊張力が導入されていることを特徴とする、請求項４に記載の半潜水浮体式基礎。
【請求項6】
センターカラムと、前記センターカラムの四方に間隔をあけて配設された４本のサイドカラムと、前記センターカラムと前記サイドカラムとを接続する４本のビームと、を備える半潜水浮体式基礎の構築方法であって、
前記センターカラムのスラブを構成するセンターカラムスラブ用プレキャスト部材を配設する工程と、
前記センターカラムスラブ用プレキャスト部材の側面から四方に向けてビーム用プレキャスト部材を連設して前記ビームを形成する工程と、
前記ビームの端部に前記サイドカラムのスラブを構成するサイドカラムスラブ用プレキャスト部材を配設する工程と、
前記センターカラムスラブ用プレキャスト部材上に複数の円筒状プレキャスト部材を連設する工程と、
前記サイドカラムスラブ用プレキャスト部材上に複数の円筒状プレキャスト部材を連設する工程と、を備えていることを特徴とする、半潜水浮体式基礎の構築方法。
前記センターカラムのスラブを構成するセンターカラムスラブ用プレキャスト部材を配設する工程と、
前記センターカラムスラブ用プレキャスト部材の側面から四方に向けてビーム用プレキャスト部材を連設して前記ビームを形成する工程と、
前記ビームの端部に前記サイドカラムのスラブを構成するサイドカラムスラブ用プレキャスト部材を配設する工程と、
前記センターカラムスラブ用プレキャスト部材上に複数の円筒状プレキャスト部材を連設する工程と、
前記サイドカラムスラブ用プレキャスト部材上に複数の円筒状プレキャスト部材を連設する工程と、を備えていることを特徴とする、半潜水浮体式基礎の構築方法。
【請求項7】
前記サイドカラムスラブ用プレキャスト部材から、前記センターカラムを挟んで対向する位置に配設された他の前記サイドカラムスラブ用プレキャスト部材に至る緊張材により、前記センターカラムスラブ用プレキャスト部材を挟んで対向する一対の前記ビームに緊張力を導入する工程を備えていることを特徴とする、請求項６に記載の半潜水浮体式基礎の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水上風力発電施設の半潜水浮体式基礎および半潜水浮体式基礎の構築方法に関する。
【背景技術】
【0002】
温室効果ガスの排出量削減を目的として、再生可能エネルギーの需要が高まっている。再生可能エネルギーには、例えば、太陽光発電、風力発電、水力発電、地熱発電、バイオマス等がある。風力発電施設は、風車による騒音や振動が生活環境に影響を及ぼす場合があり、居住空間等への影響を十分に考慮する必要があることから、居住区域から離れた山間部などに設置されることが多い。しかしながら、大型の風車を設置する用地を山間部に確保することは難しく、また、風力発電施設までの交通路の確保や、送電線等の設置等も困難であった。そのため、風力発電施設を海上（水上）に設置することが検討されている。
水上に構造物を構築する場合において、基礎構造として浮体構造物を採用する場合がある。浮体基礎構造としては、セミサブマージブル型、スパー型、パージ型、ＴＬＰ型等がある。このうち、セミサブマージブル型基礎（半潜水浮体式基礎）は、風車の支柱を支持するセンターカラムと、センターカラムの周囲に間隔をあけて配設された複数本のサイドカラムと、センターカラムとサイドカラムとを連結するアームとを備えてなり、波や風に対して優れた安定性能を有していることから、比較的実績が多い。
半潜水浮体式基礎は、鋼製部材を主体に構成されることが多い。一方、半潜水浮体式基礎をコンクリートにより構築すれば、コストダウンを図ることができる。例えば、特許文献１には、主な構造上の構成要素をコンクリート製とした半潜水浮体式基礎が開示されている。
ところが、半潜水浮体式基礎を場所打ちコンクリートで構築すると、コンクリート量が多くなるため、施工に手間がかかる。
水上に構造物を構築する場合において、基礎構造として浮体構造物を採用する場合がある。浮体基礎構造としては、セミサブマージブル型、スパー型、パージ型、ＴＬＰ型等がある。このうち、セミサブマージブル型基礎（半潜水浮体式基礎）は、風車の支柱を支持するセンターカラムと、センターカラムの周囲に間隔をあけて配設された複数本のサイドカラムと、センターカラムとサイドカラムとを連結するアームとを備えてなり、波や風に対して優れた安定性能を有していることから、比較的実績が多い。
半潜水浮体式基礎は、鋼製部材を主体に構成されることが多い。一方、半潜水浮体式基礎をコンクリートにより構築すれば、コストダウンを図ることができる。例えば、特許文献１には、主な構造上の構成要素をコンクリート製とした半潜水浮体式基礎が開示されている。
ところが、半潜水浮体式基礎を場所打ちコンクリートで構築すると、コンクリート量が多くなるため、施工に手間がかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表２０１５－５１３０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、比較的簡易に構築することが可能な半潜水浮体式基礎と、この半潜水浮体式基礎の構築方法を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するための本発明の半潜水浮体式基礎は、風車の支柱を支持するセンターカラムと、前記センターカラムの四方に間隔をあけて配設された４本のサイドカラムと、前記センターカラムと前記サイドカラムとを接続する４本のビームとを備えている。前記センターカラムおよび前記サイドカラムは、複数の円筒状プレキャスト部材を上下に連結することにより形成されている。また、前記ビームは、複数の角筒状プレキャスト部材を横方向に連結することにより頂版、底版および左右の側壁を有して形成されている。
前記半潜水浮体式基礎の構築方法は、前記センターカラムのスラブを構成するセンターカラムスラブ用プレキャスト部材を配設する工程と、前記センターカラムスラブ用プレキャスト部材の側面から四方に向けてビーム用プレキャスト部材を連設して前記ビームを形成する工程、前記ビームの端部に前記サイドカラムのスラブを構成するサイドカラムスラブ用プレキャスト部材を配設する工程と、前記センターカラムスラブ用プレキャスト部材上に複数の円筒状プレキャスト部材を連設する工程と、前記サイドカラムスラブ用プレキャスト部材上に複数の円筒状プレキャスト部材を連設する工程とを備えている。
前記半潜水浮体式基礎の構築方法は、前記センターカラムのスラブを構成するセンターカラムスラブ用プレキャスト部材を配設する工程と、前記センターカラムスラブ用プレキャスト部材の側面から四方に向けてビーム用プレキャスト部材を連設して前記ビームを形成する工程、前記ビームの端部に前記サイドカラムのスラブを構成するサイドカラムスラブ用プレキャスト部材を配設する工程と、前記センターカラムスラブ用プレキャスト部材上に複数の円筒状プレキャスト部材を連設する工程と、前記サイドカラムスラブ用プレキャスト部材上に複数の円筒状プレキャスト部材を連設する工程とを備えている。
【0006】
かかる半潜水浮体式基礎および半潜水浮体式基礎の構築方法によれば、プレキャスト部材を組み合わせることにより形成するため、場所打ちコンクリートにより半潜水浮体式基礎を構築する場合に比べて、施工性に優れている。
また、半潜水浮体式基礎のような大規模な構造物をプレキャスト部材により構築する場合は、経済的にも有利に働く。
また、構造体をプレキャスト部材により構成することで、部材厚を小さくすることができ、ひいては、半潜水浮体式基礎の全体的な寸法を小さくすることも可能となる。半潜水浮体式基礎を小さくすることで、施工ヤードを小さくすることができ、また、半潜水浮体式基礎の運搬に要する手間も低減できる。
さらに、浮体としてのサイドカラムを４本にすることで、サイドカラムを３本にする場合に比べてサイドカラムの小断面化が可能となり、施工性の向上による経済化が期待できる。
また、半潜水浮体式基礎のような大規模な構造物をプレキャスト部材により構築する場合は、経済的にも有利に働く。
また、構造体をプレキャスト部材により構成することで、部材厚を小さくすることができ、ひいては、半潜水浮体式基礎の全体的な寸法を小さくすることも可能となる。半潜水浮体式基礎を小さくすることで、施工ヤードを小さくすることができ、また、半潜水浮体式基礎の運搬に要する手間も低減できる。
さらに、浮体としてのサイドカラムを４本にすることで、サイドカラムを３本にする場合に比べてサイドカラムの小断面化が可能となり、施工性の向上による経済化が期待できる。
【0007】
前記センターカラムおよび前記サイドカラムを構成する円筒状プレキャスト部材は、前記複数の円筒状プレキャスト部材に配設されたカラム用緊張材により、前記センターカラムおよび前記サイドカラムの軸方向に沿った緊張力を導入することで連結するのが望ましい。
また、前記ビームは、前記頂版および前記底版に配設されたビーム用緊張材により、前記ビームの軸方向に沿った緊張力を導入することで、複数の角筒状プレキャスト部材を連結するのが望ましい。
また、前記センターカラムを挟んで対向する一対の前記ビームは、前記頂版および前記底版が前記センターカラムを介して連続しているのがさらに望ましい。このとき、前記センターカラムを挟んで対向する一対のビームには、前記頂版および前記底版に配設され且つ前記センターカラムを貫通した前記ビーム用緊張材により緊張力を導入すればよい。こうすることで、緊張材の本数と、定着具の数を減らすことが可能となり、コストダウンを図ることができる。
また、前記ビームは、前記頂版および前記底版に配設されたビーム用緊張材により、前記ビームの軸方向に沿った緊張力を導入することで、複数の角筒状プレキャスト部材を連結するのが望ましい。
また、前記センターカラムを挟んで対向する一対の前記ビームは、前記頂版および前記底版が前記センターカラムを介して連続しているのがさらに望ましい。このとき、前記センターカラムを挟んで対向する一対のビームには、前記頂版および前記底版に配設され且つ前記センターカラムを貫通した前記ビーム用緊張材により緊張力を導入すればよい。こうすることで、緊張材の本数と、定着具の数を減らすことが可能となり、コストダウンを図ることができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明の半潜水浮体式基礎とこの半潜水浮体式基礎の構築方法によれば、比較的簡易に構築することができ、ひいては、工期短縮化および費用の低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の実施形態に係る洋上風力発電施設を示す斜視図である。
【図2】本発明の実施形態に係る半潜水浮体式基礎を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図3】センターカラムスラブ用プレキャスト部材を示す断面図である。
【図4】ビームを示す斜視図である。
【図5】ビーム用緊張材の配置を示す平面図である。
【図6】サイドカラムの断面図である。
【図7】半潜水浮体式基礎の構築方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本実施形態では、洋上風力発電施設（水上施設）１の基礎構造（半潜水浮体式基礎２）について説明する。図１は、洋上風力発電施設１の斜視図である。図１に示すように、洋上風力発電施設１は、風車１１と、風車１１を支持する支柱１２とを有していて、半潜水浮体式基礎２を介して水面よりも高い位置に設けられている。風車１１は、支柱１２の上端部に回転可能に設けられている。支柱１２は、半潜水浮体式基礎２上に立設されている。
半潜水浮体式基礎２は、コンクリートを主体とした浮体構造物である。半潜水浮体式基礎２は、風車１１の支柱１２を支持するセンターカラム３と、センターカラム３の四方に間隔をあけて配設された４本のサイドカラム４，４，…と、センターカラム３とサイドカラム４とを接続する４本のビーム５，５，…とを備えている。
半潜水浮体式基礎２は、コンクリートを主体とした浮体構造物である。半潜水浮体式基礎２は、風車１１の支柱１２を支持するセンターカラム３と、センターカラム３の四方に間隔をあけて配設された４本のサイドカラム４，４，…と、センターカラム３とサイドカラム４とを接続する４本のビーム５，５，…とを備えている。
【0011】
センターカラム３は、図１に示すように、円柱状を呈している。センターカラム３は、コンクリート製である。センターカラム３は、上載される風車１１から荷重を受けるため、曲げモーメントが大きくなる。そのため、本実施形態のセンターカラム３は、設計基準高度が８０Ｎ／ｍｍ２以上のコンクリートまたは設計基準強度が１８０Ｎ／ｍｍ２以上の超高強度繊維補強コンクリートにより構成する。なお、センターカラム３を構成するコンクリートの種類や強度は、想定される曲げモーメントや上載される風車の荷重等に応じて、適宜決定すればよい。
図２に半潜水浮体式基礎２を示す。センターカラム３は、図２（ａ）に示すように、センターカラム３の基部を構成するセンターカラムスラブ用プレキャスト部材３１と、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１の上に配設された複数のセンターカラム用円筒状プレキャスト部材３２，３２，…とを備えている。すなわち、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１は上下に連結された複数のセンターカラム用円筒状プレキャスト部材３２，３２，…の集合体をセンターカラムスラブ用プレキャスト部材３１の上に立設することにより形成されている。
図２に半潜水浮体式基礎２を示す。センターカラム３は、図２（ａ）に示すように、センターカラム３の基部を構成するセンターカラムスラブ用プレキャスト部材３１と、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１の上に配設された複数のセンターカラム用円筒状プレキャスト部材３２，３２，…とを備えている。すなわち、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１は上下に連結された複数のセンターカラム用円筒状プレキャスト部材３２，３２，…の集合体をセンターカラムスラブ用プレキャスト部材３１の上に立設することにより形成されている。
【0012】
図３にセンターカラムスラブ用プレキャスト部材３１の断面図を示す。センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１は、図３に示すように、頂版３３と、底版３４と、側壁３５と、接合部材３６を備えている。
センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１の側面（側壁３５）には、図２（ｂ）に示すように、４本のビーム５，５，…が、十字状に接続されている。すなわち、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１には、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１を挟んで対向する一対のビーム５，５が２組接続されている。側壁３５のセンターカラムスラブ用プレキャスト部材３１のビーム５との接続部（継目）には、接着剤を塗布することにより止水性を確保する。
センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１の側面（側壁３５）には、図２（ｂ）に示すように、４本のビーム５，５，…が、十字状に接続されている。すなわち、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１には、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１を挟んで対向する一対のビーム５，５が２組接続されている。側壁３５のセンターカラムスラブ用プレキャスト部材３１のビーム５との接続部（継目）には、接着剤を塗布することにより止水性を確保する。
【0013】
図４にビーム５示す。図４に示すように、ビーム５は、頂版５１、底版５２および左右の側壁５３，５３を有した角筒状を呈している。ビーム５は、複数の角筒状プレキャスト部材５４，５４，…を横方向に連結することにより形成されている。角筒状プレキャスト部材５４は、コンクリート製のプレキャスト部材である。角筒状プレキャスト部材５４の端面（継目）には、接着剤を塗布することにより止水性を確保する。
【0014】
センターカラム３を挟んで対向する一対のビーム５，５は、図３に示すように、センターカラム３を介して連続している。すなわち、一対のビーム５，５のそれぞれの頂版５１および底版５２が、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１の頂版３３または底版３４に連結されていることで、一対のビーム５，５が同軸上に配置されている。センターカラム３を挟んで対向する一対のビーム５，５の頂版５１および底版５２には、図５に示すように、ビーム用緊張材５５がセンターカラム３（頂版３３および底版３４）を貫通して配設されていて、当該ビーム用緊張材５５（マルチストランドあるいはシングルストランド）によりビーム５の軸方向に沿った緊張力が導入されている。図５は、ビーム用緊張材５５の配置を示す平面図である。本実施形態のビーム用緊張材５５は、図５に示すように、サイドカラム４の外側壁部（センターカラム３に対向する壁部の反対側の壁部）に定着している。
【0015】
センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１の底版３４は、図３に示すようにビーム５の底版５２と同じ高さ位置に形成されていて、センターカラム３を挟んで対向するビーム５の底版５２同士を連結している。底版３４には、貫通孔が平面視格子状に形成されていて、ビーム５の底版５２に配設されるビーム用緊張材５５が挿通されている。底版３４に接続される一方の一対のビーム５，５に挿通されたビーム用緊張材５５の高さ位置は、他方の一対のビーム５，５に挿通されたビーム用緊張材５５と高さ位置が異なっている。こうすることで、異なる方向に配設されるビーム用緊張材５５同士を接触させることなく交差させることができる。
【0016】
また、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１の頂版３３は、図３に示すように、ビーム５の頂版５１と同じ高さ位置に形成されている。頂版３３は、センターカラム３を挟んで対向するビーム５の頂版５１同士を連結している。頂版３３には、貫通孔が平面視格子状に形成されていて、ビーム５の頂版５１に配設されるビーム用緊張材５５が挿通されている。頂版３３に接続された一方の一対のビーム５，５に挿通されたビーム用緊張材５５の高さ位置は、他方の一対のビーム５，５に挿通されたビーム用緊張材５５の高さ位置と異なっている。こうすることで、異なる方向に配設されるビーム用緊張材５５同士を接触させることなく交差させることができる。
【0017】
接合部材３６は、図３に示すように、頂版５１の上面に形成されている。接合部材３６には、センターカラム用円筒状プレキャスト部材３２が接合される。接合部材３６は、少なくとも上端の平面形状が、センターカラム用円筒状プレキャスト部材３２と同じ形状を有している。接合部材３６の上面には、図２（ｂ）に示すように、センターカラム用円筒状プレキャスト部材３２が上載されている。
複数のセンターカラム用円筒状プレキャスト部材３２が上下に連設されることで、筒状の柱が形成される。最上段に配設されたセンターカラム用円筒状プレキャスト部材３２は、風車１１を支持する支柱１２と連結可能に構成されている。センターカラム３を構成するプレキャスト部材（センターカラム用プレキャスト部材３１，センターカラム用円筒状プレキャスト部材３２）同士の継目（当接面）には、接着剤が塗布することにより止水性を確保するものとし、必要に応じて止水板やガスケットなどを介設する。
複数のセンターカラム用円筒状プレキャスト部材３２が上下に連設されることで、筒状の柱が形成される。最上段に配設されたセンターカラム用円筒状プレキャスト部材３２は、風車１１を支持する支柱１２と連結可能に構成されている。センターカラム３を構成するプレキャスト部材（センターカラム用プレキャスト部材３１，センターカラム用円筒状プレキャスト部材３２）同士の継目（当接面）には、接着剤が塗布することにより止水性を確保するものとし、必要に応じて止水板やガスケットなどを介設する。
【0018】
センターカラム３には、複数のセンターカラム用円筒状プレキャスト部材３２，３２，…に配設されたセンターカラム用緊張材（マルチストランドあるいはシングルストランド）により、センターカラム３の軸方向に沿った緊張力が導入されている（図示せず）。センターカラム用緊張材の一端は、最上段に設けられたセンターカラム用円筒状プレキャスト部材３２に定着されており、センターカラム用緊張材の他端は、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１に定着されている。センターカラム用緊張材は、ビーム用緊張材５５と接触しないよう、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１に格子状に配設されたビーム用緊張材５５同士の間に挿通される。
【0019】
サイドカラム４は、図１に示すように、センターカラム３の周囲に間隔をあけて４本配設されている。隣り合うサイドカラム４同士の間隔は同一である。サイドカラム４は、ビーム５を介してセンターカラム３に連結されている。
サイドカラム４は、円柱状を呈している。図６にサイドカラム４を示す。サイドカラム４は、図６に示すように、外筒４１と内筒４２とを備えた２重構造の構造体である。サイドカラム４の上端は、天盤４ａにより遮蔽されている。サイドカラム４は、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３と、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３の上に上載された複数の外筒用円筒状プレキャスト部材４４，４４，…と、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３および外筒４１内に配設された複数の内筒用円筒状プレキャスト部材４５，４５，…とにより形成されている。
サイドカラム４は、円柱状を呈している。図６にサイドカラム４を示す。サイドカラム４は、図６に示すように、外筒４１と内筒４２とを備えた２重構造の構造体である。サイドカラム４の上端は、天盤４ａにより遮蔽されている。サイドカラム４は、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３と、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３の上に上載された複数の外筒用円筒状プレキャスト部材４４，４４，…と、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３および外筒４１内に配設された複数の内筒用円筒状プレキャスト部材４５，４５，…とにより形成されている。
【0020】
サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３は、コンクリート製部材であり、頂版４７と、底版４８と、側壁４９とを備えている。
側壁４９は、サイドカラム４の基端部の外壁を構成している。側壁４９の下端は、底版４８により遮蔽されている。また、側壁４９のセンターカラム３側の外面のうち、ビーム５（頂版５１、底版５２、側壁５３，５３）との当接箇所（継目）には、接着剤が塗布することにより止水性を確保する。
側壁４９は、サイドカラム４の基端部の外壁を構成している。側壁４９の下端は、底版４８により遮蔽されている。また、側壁４９のセンターカラム３側の外面のうち、ビーム５（頂版５１、底版５２、側壁５３，５３）との当接箇所（継目）には、接着剤が塗布することにより止水性を確保する。
【0021】
サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３の底版４８は、ビーム５の底版５２と同じ高さ位置に形成されている。底版４８にはビーム５の底版５２が接続されている。底版４８には、ビーム５の軸方向の延長線に沿った貫通孔が形成されている。この貫通孔には、ビーム５の底版５２に配設されるビーム用緊張材５５（図３参照）が挿通されている。
サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３の頂版４７は、ビーム５の頂版５１と同じ高さ位置に形成されている。頂版４７は、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３の上端において、側壁４９と内筒４２との隙間を遮蔽している。頂版４７には、ビーム５の頂版５１が連結されている。頂版４７には、ビーム５の軸方向の延長線に沿った貫通孔が形成されている。この貫通孔には、ビーム５の頂版５１に配設されるビーム用緊張材５５が挿通されている。
サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３の頂版４７は、ビーム５の頂版５１と同じ高さ位置に形成されている。頂版４７は、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３の上端において、側壁４９と内筒４２との隙間を遮蔽している。頂版４７には、ビーム５の頂版５１が連結されている。頂版４７には、ビーム５の軸方向の延長線に沿った貫通孔が形成されている。この貫通孔には、ビーム５の頂版５１に配設されるビーム用緊張材５５が挿通されている。
【0022】
外筒４１は、図６に示すように、複数のコンクリート製の外筒用円筒状プレキャスト部材４４，４４，…を頂版４７の上において上下に積み上げることにより円筒状に形成されている。外筒４１を構成するプレキャスト部材（サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３および外筒用円筒状プレキャスト部材４４）同士の継目（当接面）には、接着剤が塗布されており、必要に応じて止水板やガスケット等を介設する。外筒４１は、複数の外筒用円筒状プレキャスト部材４４，４４，…に配設された外筒用緊張材（図示せず）により、サイドカラム４の軸方向に沿った緊張力が導入されている。外筒用緊張材の一端は、最上段に設けられた外筒用円筒状プレキャスト部材４４に定着されており、外筒用緊張材の他端は、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３に定着されている。外筒用緊張材（例えばＰＣ鋼棒等）は、ビーム用緊張材５５と接触しないように、ビーム用緊張材５５同士の間において、ビーム用緊張材５５と交差している。
【0023】
内筒４２は、図６に示すように、複数の内筒用円筒状プレキャスト部材４５，４５，…を上下に連設することにより円筒状に形成されている。内筒４２は、外筒４１およびサイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３の内部空間に形成されている。内筒４２には、複数の内筒用円筒状プレキャスト部材４５，４５，…に配設された内筒用緊張材（図示せず）により、サイドカラム４の軸方向に沿った緊張力が導入されている。内筒用緊張材の一端は、最上段に設けられた内筒用円筒状プレキャスト部材４５に定着されており、内筒用緊張材の他端は、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３の底版４８に定着されている。内筒用緊張材は、ビーム用緊張材５５と接触しないように、ビーム用緊張材５５同士の間において、ビーム用緊張材５５と交差している。
【0024】
内筒用円筒状プレキャスト部材４５は、コンクリート（例えば、超高強度繊維補強コンクリート）または鋼材により構成されている。内筒用円筒状プレキャスト部材４５の外面と外筒用円筒状プレキャスト部材４４の内面との間には、鋼材からなる複数（本実施形態では４枚）の仕切り材４６，４６，…が、周方向に等間隔で配設されている。すなわち、外筒４１と内筒４２との間の空間は、仕切り材４６，４６，…により複数に分割されている。仕切り材４６は、少なくとも浸水範囲（例えば、吃水の上方５ｍから吃水の下方３ｍの範囲）に配設する。なお、サイドカラム４には、浸水範囲の下端に対応する高さ位置に、外筒４１と内筒４２との隙間を遮蔽する中間スラブ４ｂが形成されていて、外筒４１と内筒４２との間の空間を上下に分割している。
また、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３内において、内筒用円筒状プレキャスト部材４５の外面とサイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３の側壁４９の内面との間にも鋼材からなる複数（本実施形態では４枚）の仕切り材４６，４６，…が、周方向に等間隔で配設されている。すなわち、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３の頂版４７、底版４８、側壁４９および内筒４２に囲まれた空間が、仕切り材４６，４６，…により複数に分割されている。
また、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３内において、内筒用円筒状プレキャスト部材４５の外面とサイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３の側壁４９の内面との間にも鋼材からなる複数（本実施形態では４枚）の仕切り材４６，４６，…が、周方向に等間隔で配設されている。すなわち、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３の頂版４７、底版４８、側壁４９および内筒４２に囲まれた空間が、仕切り材４６，４６，…により複数に分割されている。
【0025】
次に、本実施形態の半潜水浮体式基礎２の構築方法について説明する。図７に半潜水浮体式基礎２の構築方法の手順を示す。半潜水浮体式基礎２の構築方法は、センタースラブ形成工程Ｓ１と、ビーム形成工程Ｓ２と、サイドスラブ形成工程Ｓ３と、スラブ緊張工程Ｓ４と、センターカラム形成工程Ｓ５と、センターカラム緊張工程Ｓ６と、サイドカラム形成工程Ｓ７と、サイドカラム緊張工程Ｓ８とを備えている。
センタースラブ形成工程Ｓ１は、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１を配設する工程である。
ビーム形成工程Ｓ２は、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１の側面から四方に向けて角筒状プレキャスト部材５４，５４，…を連設してビーム５を形成する工程である。角筒状プレキャスト部材５４同士の間には、止水材を介設する。このとき、角筒状プレキャスト部材５４，５４，…は、ＰＣ鋼棒により圧縮力を導入して仮接合する。
センタースラブ形成工程Ｓ１は、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１を配設する工程である。
ビーム形成工程Ｓ２は、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１の側面から四方に向けて角筒状プレキャスト部材５４，５４，…を連設してビーム５を形成する工程である。角筒状プレキャスト部材５４同士の間には、止水材を介設する。このとき、角筒状プレキャスト部材５４，５４，…は、ＰＣ鋼棒により圧縮力を導入して仮接合する。
【0026】
サイドスラブ形成工程Ｓ３は、ビーム５のセンターカラム３と反対側の端部にサイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３を配設する工程である。
スラブ緊張工程Ｓ４は、ポストテンション方式によりビーム５に緊張力を導入する工程である。まず、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３から、センターカラム３を挟んで対向する位置に配設された他のサイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３に至るビーム用緊張材５５（マルチストランドあるいはシングルストランド）を配設する。次に、ビーム用緊張材５５を利用して、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１を挟んで対向する一対のビーム５，５に緊張力を導入する。
スラブ緊張工程Ｓ４は、ポストテンション方式によりビーム５に緊張力を導入する工程である。まず、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３から、センターカラム３を挟んで対向する位置に配設された他のサイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３に至るビーム用緊張材５５（マルチストランドあるいはシングルストランド）を配設する。次に、ビーム用緊張材５５を利用して、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１を挟んで対向する一対のビーム５，５に緊張力を導入する。
【0027】
センターカラム形成工程Ｓ５は、センターカラムスラブ用プレキャスト部材３１上で、複数のセンターカラム用円筒状プレキャスト部材３２，３２，…を積み上げる工程である。このとき、複数のセンターカラム用円筒状プレキャスト部材３２，３２，…は、ＰＣ鋼棒により圧縮力を導入して仮接合する。
センターカラム緊張工程Ｓ６は、センターカラム３にポストテンション方式により緊張力を導入する工程である。まず、最上段に配設されたセンターカラム用円筒状プレキャスト部材３２からセンターカラムスラブ用プレキャスト部材３１に至るセンターカラム用緊張材（マルチストランドあるいはシングルストランド）を配設する。次に、センターカラム用緊張材に緊張力を導入する。
センターカラム緊張工程Ｓ６は、センターカラム３にポストテンション方式により緊張力を導入する工程である。まず、最上段に配設されたセンターカラム用円筒状プレキャスト部材３２からセンターカラムスラブ用プレキャスト部材３１に至るセンターカラム用緊張材（マルチストランドあるいはシングルストランド）を配設する。次に、センターカラム用緊張材に緊張力を導入する。
【0028】
サイドカラム形成工程Ｓ７は、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３上に外筒４１を形成するとともに、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３内および外筒４１内に内筒４２を形成する工程である。外筒４１は、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３上に複数の外筒用円筒状プレキャスト部材４４を積み上げることにより形成する。このとき、複数の外筒用円筒状プレキャスト部材４４，４４，…は、ＰＣ鋼棒により圧縮力を導入して仮接合する。内筒４２は、サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３内および外筒４１内において、複数の内筒用円筒状プレキャスト部材４５を積み上げることにより形成する。このとき、複数の内筒用円筒状プレキャスト部材４５，４５，…は、ＰＣ鋼棒により圧縮力を導入して仮接合する。
【0029】
サイドカラム緊張工程Ｓ８は、外筒４１および内筒４２にポストテンション方式により緊張力を導入する工程である。まず、最上段に配設された外筒用円筒状プレキャスト部材４４からサイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３に至る外筒用緊張材を配設するとともに、最上段に配設された内筒用円筒状プレキャスト部材４５からサイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３に至る内筒用緊張材を配設する。次に、外筒用緊張材および内筒用緊張材に緊張力を導入する。
【0030】
本実施形態の半潜水浮体式基礎２および半潜水浮体式基礎２の構築方法によれば、プレキャスト部材を組み合わせることにより形成するため、場所打ちコンクリートにより半潜水浮体式基礎２を構築する場合に比べて、施工性に優れている。
また、半潜水浮体式基礎２のような大規模な構造物をプレキャスト部材により構築する場合は、経済的にも有利に働く。
また、構造体をプレキャスト部材により構成することで、部材厚を小さくすることができ、ひいては、半潜水浮体式基礎２の全体的な寸法を小さくすることも可能となる。半潜水浮体式基礎２を小さくすることで、施工ヤードを小さくすることができ、また、半潜水浮体式基礎２の運搬に要する手間も低減できる。また、半潜水浮体式基礎２の輸送に使用する台船の寸法を小さくすることも可能となる。
また、プレキャスト部材の小断面化により、プレキャスト部材の運搬費用の低減化が可能となり、工事全体の費用を削減することができる。
また、半潜水浮体式基礎２のような大規模な構造物をプレキャスト部材により構築する場合は、経済的にも有利に働く。
また、構造体をプレキャスト部材により構成することで、部材厚を小さくすることができ、ひいては、半潜水浮体式基礎２の全体的な寸法を小さくすることも可能となる。半潜水浮体式基礎２を小さくすることで、施工ヤードを小さくすることができ、また、半潜水浮体式基礎２の運搬に要する手間も低減できる。また、半潜水浮体式基礎２の輸送に使用する台船の寸法を小さくすることも可能となる。
また、プレキャスト部材の小断面化により、プレキャスト部材の運搬費用の低減化が可能となり、工事全体の費用を削減することができる。
【0031】
また、浮体としてのサイドカラム４を４本にすることで、サイドカラム４を３本にする場合に比べて各サイドカラム４の小断面化が可能となり、経済的である。
また、サイドカラム４を４本として、ビーム５を十字状に設けることで、ビーム用緊張材５５を格子状に配設することが可能となり、設置作業が容易となる。また、センターカラム３を貫通するようにビーム用緊張材５５を配置することで、ビーム用緊張材５５の定着部の数を減らすことができ、構造の簡素化、ひいては、施工性の向上を図ることができる。
また、サイドカラム４を４本として、ビーム５を十字状に設けることで、ビーム用緊張材５５を格子状に配設することが可能となり、設置作業が容易となる。また、センターカラム３を貫通するようにビーム用緊張材５５を配置することで、ビーム用緊張材５５の定着部の数を減らすことができ、構造の簡素化、ひいては、施工性の向上を図ることができる。
【0032】
サイドカラム４を外筒４１と内筒４２とを備えた２重構造としているので、サイドカラム４に船舶や浮遊物等が接触して外筒４１に破損が生じた場合であっても、内筒４２によって浮力を確保できる。さらに、サイドカラム４は、仕切り材４６により内部が複数に区画されているため、破損が生じた場合であっても、サイドカラム４全体に浸水することがなく、内部への浸水量を抑えることができる。
また、サイドカラム４内に仕切り材４６が配設されているため、水圧による曲げを小さくすることが可能となり、ひいては、プレキャスト部材（サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３、外筒用円筒状プレキャスト部材４４、内筒用円筒状プレキャスト部材４５）の部材厚を小さくできる。
また、サイドカラム４内に仕切り材４６が配設されているため、水圧による曲げを小さくすることが可能となり、ひいては、プレキャスト部材（サイドカラムスラブ用プレキャスト部材４３、外筒用円筒状プレキャスト部材４４、内筒用円筒状プレキャスト部材４５）の部材厚を小さくできる。
【0033】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、サイドカラム４を外筒４１と内筒４２とを備えた２重構造としたが、センターカラム３を２重構造にしてもよい。また、サイドカラム４は、必ずしも２重構造である必要はない。
前記実施形態では、センターカラム３を挟んで対向する一対のビーム５，５を連続した構造にする場合について説明したが、対応する一対のビーム５，５は必ずしも連続している必要はない。
例えば、前記実施形態では、サイドカラム４を外筒４１と内筒４２とを備えた２重構造としたが、センターカラム３を２重構造にしてもよい。また、サイドカラム４は、必ずしも２重構造である必要はない。
前記実施形態では、センターカラム３を挟んで対向する一対のビーム５，５を連続した構造にする場合について説明したが、対応する一対のビーム５，５は必ずしも連続している必要はない。
【0034】
また、センターカラム３を挟んで対向する一対のビーム５，５に対して、センターカラム３を貫通したビーム用緊張材５５を配置する場合について説明したが、ビーム５に配置するビーム用緊張材５５は、必ずしもセンターカラム３を貫通している必要はなく、センターカラム３に定着してもよい。
サイドカラム４において、ビーム５の頂版５１の高さ位置に対応してスラブを形成し、当該スラブにビーム用緊張材５５を定着してもよい。
サイドカラム４およびビーム５を構成するコンクリートの強度は、適宜決定すればよい。
サイドカラム緊張工程Ｓ８は、必要に応じて実施すればよく、軸方向の曲げモーメントが大きくない場合には、省略してもよい。
サイドカラム４において、ビーム５の頂版５１の高さ位置に対応してスラブを形成し、当該スラブにビーム用緊張材５５を定着してもよい。
サイドカラム４およびビーム５を構成するコンクリートの強度は、適宜決定すればよい。
サイドカラム緊張工程Ｓ８は、必要に応じて実施すればよく、軸方向の曲げモーメントが大きくない場合には、省略してもよい。
【0035】
前記実施形態では、センターカラム３，サイドカラム４およびビーム５がプレキャスト部材により形成されている場合について説明したが、センターカラム３，サイドカラム４およびビーム５は必ずしもすべてがプレキャスト部材により形成する必要はない。例えば、ビーム５をプレキャスト部材により形成し、センターカラム３およびサイドカラム４は従来工法により形成してもよい。また、センターカラム３およびサイドカラム４をプレキャスト部材により形成し、ビーム５は従来工法により形成してもよい。
【0036】
前記実施形態では、センターカラム３とビーム５との継目、サイドカラム４とビーム５との継目および角筒状プレキャスト部材５４同士の継目を接着剤により接着するものとしたが、センターカラム３とビーム５との継目、サイドカラム４とビーム５との継目および角筒状プレキャスト部材５４同士の継目の止水構造はこれに限定されるものではなく、適宜決定すればよい。例えば、センターカラム３とビーム５との継目（当接面）、サイドカラム４とビーム５との継目（当接面）、および角筒状プレキャスト部材５４同士の継目（当接面）に必要に応じてシール溝を形成しておき、このシール溝に、シール材やガスケット等の止水材を配設してもよい。すなわち、センターカラム３，サイドカラム４およびビーム５を構成する各プレキャスト部材同士は、必要に応じて介設されたシール材やガスケット等の止水材により水密性を確保した状態で接合してもよい。このようにすれば、接合部（継目）における剛性を緩和でき、ひいては、波動に追随するやわらかい構造の実現と、断面力緩和による構造の合理化が可能となる。
同様に、センターカラム３およびサイドカラム４を構成するプレキャスト部材同士の止水構造も前記実施形態で示した内容（接着剤による接着）に限定されるものではなく、要求される水密性や場所（水位に対する高さ位置等）などに応じて適宜決定すればよい。
同様に、センターカラム３およびサイドカラム４を構成するプレキャスト部材同士の止水構造も前記実施形態で示した内容（接着剤による接着）に限定されるものではなく、要求される水密性や場所（水位に対する高さ位置等）などに応じて適宜決定すればよい。
【符号の説明】
【0037】
１ 洋上風力発電施設
１１ 風車
１２ 支柱
２ 半潜水浮体式基礎
３ センターカラム
３１ センターカラムスラブ用プレキャスト部材
３２ センターカラム用円筒状プレキャスト部材
３３ 頂版
３４ 底版
３５ 側壁
４ サイドカラム
４１ 外筒
４２ 内筒
４３ サイドカラムスラブ用プレキャスト部材
４４ 外筒用円筒状プレキャスト部材
４５ 内筒用円筒状プレキャスト部材
４６ 仕切り材
４７ 頂版
４８ 底版
４９ 側壁
５ ビーム
５１ 頂版
５２ 底版
５３ 側壁
５４ 角筒状プレキャスト部材
５５ ビーム用緊張材
１１ 風車
１２ 支柱
２ 半潜水浮体式基礎
３ センターカラム
３１ センターカラムスラブ用プレキャスト部材
３２ センターカラム用円筒状プレキャスト部材
３３ 頂版
３４ 底版
３５ 側壁
４ サイドカラム
４１ 外筒
４２ 内筒
４３ サイドカラムスラブ用プレキャスト部材
４４ 外筒用円筒状プレキャスト部材
４５ 内筒用円筒状プレキャスト部材
４６ 仕切り材
４７ 頂版
４８ 底版
４９ 側壁
５ ビーム
５１ 頂版
５２ 底版
５３ 側壁
５４ 角筒状プレキャスト部材
５５ ビーム用緊張材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】