特開 2024-13973 塔状構造物の制震構造及び制震構造付き塔状構造物の構築方法

(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】P2024013973

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】塔状構造物の制震構造及び制震構造付き塔状構造物の構築方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/34 20060101AFI20240125BHJP

   E02D 27/42 20060101ALI20240125BHJP

   E02D 27/52 20060101ALI20240125BHJP

【ＦＩ】

E02D27/34 A

E02D27/42 Z

E02D27/52 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022116468

(22)【出願日】2022-07-21

(71)【出願人】

【識別番号】000166627

【氏名又は名称】五洋建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504132272

【氏名又は名称】国立大学法人京都大学

(74)【代理人】

【識別番号】100172096

【弁理士】

【氏名又は名称】石井 理太

(74)【代理人】

【識別番号】100088719

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 博史

(72)【発明者】

【氏名】ヌラディ アユ プトリ

(72)【発明者】

【氏名】アテイア アハメド

(72)【発明者】

【氏名】三浦 成久

(72)【発明者】

【氏名】黒坂 明善

(72)【発明者】

【氏名】木村 亮

(72)【発明者】

【氏名】肥後 陽介

(72)【発明者】

【氏名】音田 慎一郎

(72)【発明者】

【氏名】澤村 康生

【テーマコード（参考）】

2D046

【Ｆターム（参考）】

2D046DA11

2D046DA31

2D046DA61

(57)【要約】

【課題】洋上風力発電設備等の塔状構造物全体の制震性を高め、地震動等による洋上風力発電設備等の基礎である基礎用筒状体への負担を軽減することができる塔状構造物の制震構造及び制震構造付き塔状構造物の構築方法の提供。
【解決手段】この塔状構造物の制震構造７は、マウンド１０の中央部に形成された基礎用筒状体４が貫通する縁切り孔１２の内周面と基礎用筒状体４の外周面との間に縁切り用間隙１３が形成され、貫通孔１８の内周面と基礎用筒状体４の外周面との間に小振動吸収用間隙１９が形成され、制震用重量体１１がマウンド１０上に摺動可能に載置されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤に貫入された状態で前記地盤に立設されてなる基礎用筒状体を有する塔状構造物の制震構造において、
前記基礎用筒状体の周囲の地盤上に形成されたマウンドと、中央部に前記基礎用筒状体が貫通される貫通孔を有する制震用重量体とを備え、
前記マウンドの中央部に形成された前記基礎用筒状体が貫通する縁切り孔の内周面と前記基礎用筒状体の外周面との間に縁切り用間隙が形成され、
前記貫通孔の内周面と前記基礎用筒状体の外周面との間に小振動吸収用間隙が形成され、前記制震用重量体が前記マウンド上に摺動可能に載置されていることを特徴とする塔状構造物の制震構造。

【請求項2】

前記制震用重量体は、外周面にテーパ部を有する円錐台筒状に形成されている請求項１に記載の塔状構造物の制震構造。

【請求項3】

前記貫通孔の内周面及び／又は前記貫通孔の内周面と対向する前記基礎用筒状体の外周面に緩衝体を備えている請求項１又は２に記載の塔状構造物の制震構造。

【請求項4】

前記小振動吸収用間隙内に応力伝達用部材が充填されている請求項１又は２に記載の塔状構造物の制震構造。

【請求項5】

前記マウンドは、前記縁切り用間隙内に充填材が充填されている請求項４に記載の塔状構造物の制震構造。

【請求項6】

前記マウンドは、外周面が型枠兼用の鋼製枠体で囲まれている請求項１又は２に記載の塔状構造物の制震構造。

【請求項7】

前記マウンドは、外周面が型枠兼用の鋼製枠体で囲まれている請求項３に記載の塔状構造物の制震構造。

【請求項8】

前記マウンドは、外周面が型枠兼用の鋼製枠体で囲まれている請求項４に記載の塔状構造物の制震構造。

【請求項9】

前記マウンドは、外周面が型枠兼用の鋼製枠体で囲まれている請求項５に記載の塔状構造物の制震構造。

【請求項10】

地盤に貫入された状態で前記地盤に立設されてなる基礎用筒状体を有する制震構造付き塔状構造物の構築方法において、
地盤に貫入された状態に前記地盤に前記基礎用筒状体を立設する工程と、
前記地盤上に前記基礎用筒状体の外側に筒状の縁切り孔形成用型枠を該縁切り孔形成用型枠の内周面と前記基礎用筒状体の外周面との間に間隔をおいて載置するとともに、前記地盤上に該縁切り孔形成用型枠の外側にマウンド形成用型枠を載置する工程と、
該マウンド形成用型枠内にマウンド部材を充填し、前記基礎用筒状体の周囲の地盤上に前記基礎用筒状体が貫通する縁切り孔の内周面と前記基礎用筒状体の外周面との間に縁切り用間隙を有するマウンドを形成する工程と、
中央部に貫通孔を有する制震用重量体を該貫通孔の内周面と前記基礎用筒状体の外周面との間に小振動吸収用間隙を設けた状態で前記マウンド上に載置する工程とを有し、
前記制震用重量体を前記マウンド上に摺動可能に載置することを特徴とする制震構造付き塔状構造物の構築方法。

【請求項11】

前記縁切り孔形成用型枠と前記マウンド形成用型枠とを一体化した型枠ユニットを形成しておく請求項１０に記載の制震構造付き塔状構造物の構築方法。

【請求項12】

前記制震用重量体を前記マウンド上に載置した後、前記小振動吸収用間隙内に応力伝達用部材を充填する工程を有する請求項１０に記載の震構造付き塔状構造物の構築方法。

【請求項13】

前記制震用重量体を前記マウンド上に載置した後、前記小振動吸収用間隙内に応力伝達用部材を充填する工程を有する請求項１１に記載の震構造付き塔状構造物の構築方法。

【請求項14】

前記マウンドを形成した後、前記縁切り用間隙内に充填材を充填する工程を有する請求項１２又は１３に記載の制震構造付き塔状構造物の構築方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、洋上風力発電装置等の塔状構造物の制震構造及び制震構造付き塔状構造物の構築方法に関する。

【背景技術】

【0002】

洋上風力発電設備の一態様には、水底地盤に貫入させた基礎用筒状体からなるモノパイル式基礎と、基礎用筒状体に下端が支持された塔本体部とを備え、塔本体部の上端部に風車（ナセル・ロータ）等からなる風力発電用装置を支持させたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【0003】

地震が多発する日本においては、供給可能電力が１０ＭＷ以上の洋上風力発電設備になると、その基礎となるモノパイル式基礎への地震動の影響が大きく、特に大水深の水域に設置する場合、地震動によってモノパイル式基礎に大きな変形が生じるおそれがあることから、この種の塔状構造物の設計は厳格に行われている。

【0004】

即ち、この種の塔状構造物では、下部が地盤に貫入・支持されており、地震発生時等に大きな曲げモーメントやせん断力が作用することから、安全性を確保するため、当該曲げモーメントやせん断力に対抗できるように予め塔状構造物の基礎部分であるモノパイルの外径や肉厚を大きくする必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６－３７３９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述の如き従来の技術では、塔状構造物の基礎部分であるモノパイルの外径や肉厚が大きくなると、当該モノパイルの製造コスト及びその建設コストが増大するという問題がある。

【0007】

また、モノパイルが大型化すると、モノパイルの取り回しや打設に特殊な作業船を使用する必要があるとともに、モノパイルを打設する際に時間を要するため、モノパイル式基礎の施工におけるコストの増加、工期の長期化及び安全上のリスクが高まるという問題があった。

【0008】

よって、モノパイルの大型化に伴うモノパイル式基礎の施工に要するコスト増加、工期の長期化及び安全上のリスクを軽減するためには、地震動等による塔状構造物への負担を軽減し、モノパイルの外径や肉厚を小さくすることが望まれる。

【0009】

そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、洋上風力発電設備等の塔状構造物全体の制震性を高め、地震動等による洋上風力発電設備等のモノパイル式基礎等の基礎用筒状体への負担を軽減することができる塔状構造物の制震構造及び制震構造付き塔状構造物の構築方法の提供を目的としてなされたものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、地盤に貫入された状態で前記地盤に立設されてなる基礎用筒状体を有する塔状構造物の制震構造において、前記基礎用筒状体の周囲の地盤上に形成されたマウンドと、中央部に前記基礎用筒状体が貫通される貫通孔を有する制震用重量体とを備え、前記マウンドの中央部に形成された前記基礎用筒状体が貫通する縁切り孔の内周面と前記基礎用筒状体の外周面との間に縁切り用間隙が形成され、前記貫通孔の内周面と前記基礎用筒状体の外周面との間に小振動吸収用間隙が形成され、前記制震用重量体が前記マウンド上に摺動可能に載置されていることにある。

【0011】

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記制震用重量体は、外周面にテーパ部を有する円錐台筒状に形成されていることにある。

【0012】

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、前記貫通孔の内周面及び／又は前記貫通孔の内周面と対向する前記基礎用筒状体の外周面に緩衝体を備えていることにある。

【0013】

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、前記小振動吸収用間隙内に応力伝達用部材が充填されていることにある。

【0014】

請求項５に記載の発明の特徴は、請求項４の構成に加え、前記マウンドは、前記縁切り用間隙内に充填材が充填されていることにある。

【0015】

請求項６に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、前記マウンドは、外周面が型枠兼用の鋼製枠体で囲まれていることにある。

【0016】

請求項７に記載の発明の特徴は、請求項３の構成に加え、前記マウンドは、外周面が型枠兼用の鋼製枠体で囲まれていることにある。

【0017】

請求項８に記載の発明の特徴は、請求項４の構成に加え、前記マウンドは、外周面が型枠兼用の鋼製枠体で囲まれていることにある。

【0018】

請求項９に記載の発明の特徴は、請求項５の構成に加え、前記マウンドは、外周面が型枠兼用の鋼製枠体で囲まれていることにある。

【0019】

請求項１０に記載の発明の特徴は、地盤に貫入された状態で前記地盤に立設されてなる基礎用筒状体を有する制震構造付き塔状構造物の構築方法において、地盤に貫入された状態に前記地盤に前記基礎用筒状体を立設する工程と、前記地盤上に前記基礎用筒状体の外側に筒状の縁切り孔形成用型枠を該縁切り孔形成用型枠の内周面と前記基礎用筒状体の外周面との間に間隔をおいて載置するとともに、前記地盤上に該縁切り孔形成用型枠の外側にマウンド形成用型枠を載置する工程と、該マウンド形成用型枠内にマウンド部材を充填し、前記基礎用筒状体の周囲の地盤上に前記基礎用筒状体が貫通する縁切り孔の内周面と前記基礎用筒状体の外周面との間に縁切り用間隙を有するマウンドを形成する工程と、中央部に貫通孔を有する制震用重量体を該貫通孔の内周面と前記基礎用筒状体の外周面との間に小振動吸収用間隙を設けた状態で前記マウンド上に載置する工程とを有し、前記制震用重量体を前記マウンド上に摺動可能に載置することにある。

【0020】

請求項１１に記載の発明の特徴は、請求項１０の構成に加え、前記縁切り孔形成用型枠と前記マウンド形成用型枠とを一体化した型枠ユニットを形成しておくことにある。

【0021】

請求項１２に記載の発明の特徴は、請求項１０の構成に加え、前記制震用重量体を前記マウンド上に載置した後、前記小振動吸収用間隙内に応力伝達用部材を充填する工程を有することにある。

【0022】

請求項１３に記載の発明の特徴は、請求項１１の構成に加え、前記制震用重量体を前記マウンド上に載置した後、前記小振動吸収用間隙内に応力伝達用部材を充填する工程を有することにある。

【0023】

請求項１４に記載の発明の特徴は、請求項１２又は１３の構成に加え、前記マウンドを形成した後、前記縁切り用間隙内に充填材を充填する工程を有することにある。

【発明の効果】

【0024】

本発明に係る塔状構造物の制震構造は、請求項１に記載の構成を具備することによって、日常的に生じる小さな振動の影響を受けず、極稀地震等の大きな外力が作用した場合に制震用重量体がマウンド上を摺動することにより、地震動によるエネルギを摩擦による熱エネルギに変換して吸収し、塔状構造物全体への負担を軽減することができる。また、塔状構造物全体への負担が軽減されることによって、地震時の塔状構造物へ作用する断面力を軽減することができ、その分、モノパイル等の基礎用筒状体の外径や肉厚を小さくすることができる。

【0025】

また、本発明において、請求項２に記載の構成を具備することによって、地震動によるエネルギを効率的に摩擦による熱エネルギに変換して吸収できるように一定の厚み（高さ）を確保した場合に、制震用重量体を円錐台筒状としたことで、制震用重量体が安定し、浮き上がりや転倒を防止し、マウンド上で摺動し易くすることができる。

【0026】

さらに、本発明において、請求項３に記載の構成を具備することによって、緩衝体によって日常的に生じる小さな振動を吸収できるとともに、極稀地震等の大きな外力が作用した場合における塔状構造物と制震用重量体との間に生ずる摺動に伴う衝撃を和らげ、塔状構造物及び制震用重量体の破損等を防止することができる。

【0027】

さらにまた、本発明において、請求項４に記載の構成を具備することによって、制震用重量体と基礎用筒状体とを一体化させ、地震動等による負担を制震用構造体に分散又は吸収させることができる。

【0028】

また、本発明において、請求項５に記載の構成を具備することによって、基礎用筒状体及び制震用重量体がマウンドと一体化しないようにし、極稀地震等の大きな外力が作用した場合の制震用重量体の摺動を阻害しないようにすることができる。

【0029】

さらに、本発明において、請求項６乃至９に記載の構成を具備することによって、型枠を撤去する工程を省略して工期の短縮を図ることができ、且つ、マウンドを構造的に補強することができる。

【0030】

さらに、本発明において、請求項１０乃至１１に記載の構成を具備することによって、地震動により制震用重量体がマウンド上を摺動することにより、地震動によるエネルギを摩擦力に変換して吸収し、基礎用筒状体への負担を軽減することができる制震構造付き塔状構造物を効率的に構築することができる。

【0031】

また、本発明において、請求項１２乃至１３に記載の構成を具備することによって、基礎用筒状体と制震用重量体との隙間を埋め、基礎用筒状体と制震用重量体とを一体化することができ、日常的に生じる小さな振動や小規模の地震動によって基礎用筒状体に作用する応力を制震用重量体に分散又は吸収させることができる。

【0032】

また、本発明において、請求項１４に記載の構成を具備することによって、マウンドと制震用重量体とが一体化することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明に係る塔状構造物の制震構造の実施態様を示す正面図である。

【図2】同上の制震構造部分を示す部分拡大断面図である。

【図3】同上の拡大平面図である。

【図4】同上の制震構造部分の他の一例を示す部分拡大断面図である。

【図5】同上の制震構造部分のさらに他の一例を示す部分拡大断面図である

【図6】本発明に係る制震構造付き塔状構造物の構築方法の基礎用筒状体立設工程の状態を示す部分拡大断面図である。

【図7】同上の型枠設置工程の状態を示す部分拡大断面図である。

【図8】同上のマウンド形成工程の状態を示す部分拡大断面図である。

【図9】同上の制震用重量体設置工程の状態を示す部分拡大断面図である。

【図10】同上の応力伝達用部材充填工程の状態を示す部分拡大断面図である。

【図11】図１０における平面図であって、（a）はマウンドに対し制震用重量体の位置が偏心している状態の図、（ｂ）は応力伝達用部材充填後の状態を示す図である。

【図12】本願発明に係る塔状構造物の制震構造の作用を説明するための図であって、日常的な外力を受けた場合の制震構造部分の部分拡大断面図である。

【図13】同上の極稀地震動等による大きな外力を受けた場合の制震構造部分の部分拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

次に、本発明に係る塔状構造物の制震構造の実施態様を図１～図５に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号１は岩盤等の地盤、符号２は水面である。また、本実施例は、塔状構造物としてモノパイル式洋上風力発電設備３を例に説明する。

【0035】

洋上風力発電設備３は、図１に示すように、水底地盤１に貫入された状態で水底地盤１に立設されてなる基礎用筒状体４（モノパイル式基礎）と、基礎用筒状体４に支持された中空筒状の塔本体部５と、塔本体部５の上端部に支持された風車設備６（ナセル・ロータ）とを備え、基礎用筒状体４と塔本体部５とで塔型を成している。

【0036】

基礎用筒状体４は、鋼管等によって構成され、上下端が開口した円筒状等の筒状に形成されている。尚、基礎用筒状体４の態様は、円筒状に限定されず、例えば、多角形筒状等であってもよい。

【0037】

この基礎用筒状体４は、図１、図２に示すように、下側が所定の深さまで水底地盤１に貫入され、上側が所定の高さ分だけ水面２より突出した状態で打設されている。尚、地盤１は、重量物が載置されても沈下が生じない岩盤等の強固な地盤となっている。

【0038】

また、この塔状構造物は、制震構造７を具備し、地震動等の外力による負担が軽減されるようになっている。

【0039】

この制震構造７は、塔状構造物（基礎用筒状体４）の周囲の地盤１上に形成されたマウンド１０と、マウンド１０上に摺動可能に載置された制震用重量体１１とを備え、制震用重量体１１が塔型構造物（基礎用筒状体４）と接触してマウンド１０上を摺動することにより地震動等による外力をマウンド１０と制震用重量体１１との間に生じる摩擦の熱エネルギに変換して吸収し、基礎用筒状体４への負担を軽減するようになっている。

【0040】

マウンド１０は、図２に示すように、水中コンクリート等のマウンド材によって一定の厚みを有する上面が平坦な矩形版状に構成され、水底地盤１上に強固に固着されている。

【0041】

このマウンド１０には、中央部に厚み方向に貫通した縁切り孔１２を有し、塔状構造物を構成する基礎用筒状体４の周囲の地盤１上に形成されたマウンド１０に対し縁切り孔１２を通して塔状構造物（基礎用筒状体４）が貫通している。

【0042】

縁切り孔１２は、塔状構造物（基礎用筒状体４）の外径よりも内径が大きく形成され、縁切り孔１２の内周面と塔状構造物（基礎用筒状体４）の外周面との間に全周に亘って一定幅の縁切り用間隙１３が形成されている。

【0043】

尚、縁切り用間隙１３内には、図５に示すように、必要に応じて砂等の一定の流動性を有する充填材１４を充填してもよい。

【0044】

このマウンド１０は、外周面がマウンド１０の形成時に使用する型枠（以下、マウンド形成用型枠１５という）と兼用の鋼製枠体で囲まれ、構造的に補強されている。尚、図中符号１６は縁切り孔形成用型枠である。

【0045】

制震用重量体１１は、コンクリートによって外周にテーパ部１７を有する円錐台筒状に形成され、下面にマウンド１０との一定の接触面を有する安定した形状となっている。 尚、制震用重量体１１の態様は、円錐台筒状に限定されず、例えば、円筒状、矩形枠状、多角形枠状等であってもよい。

【0046】

この制震用重量体１１は、中央部に貫通孔１８を有し、貫通孔１８を塔状構造物（基礎用筒状体４）が貫通した状態でマウンド１０上に載置されている。

【0047】

貫通孔１８は、塔状構造物（基礎用筒状体４）の外径よりも若干大きく、貫通孔１８の内周面と塔状構造物（基礎用筒状体４）の外周面との間に全周に亘って一定幅の小振動吸収用間隙１９が形成されている。

【0048】

尚、貫通孔１８は、塔状構造物（基礎用筒状体４）の外径よりもやや大きく形成し、貫通孔１８の内側（内周面）にゴム等からなる緩衝体２０を備え、日常で生じる振動や小規模な地震動等によって基礎用筒状体４に作用する応力を制震用重量体１１に分散又は吸収させるようにしてもよい。尚、緩衝体２０は、貫通孔１８と対向する基礎用筒状体４の外周面に備えてもよく、当該基礎用筒状体４の外周面及び貫通孔１８の内側の双方に備えてもよい。

【0049】

また、緩衝体２０は、強度に応じて緩衝効果以外の追加的な効果が変化する。

【0050】

例えば、スポンジ等のように強度が低い部材を用いた場合には、後述する小振動吸収用間隙１９の効果と同様に日常的に作用する小さな振動が制震用重量体１１に伝達されず、極稀地震動等によって大きな外力が作用した場合にのみ塔状構造物と制震用重量体１１とが接触するように機能し、ゴム等の強度が高い部材を用いた場合には、基礎用筒状体４に作用する応力を制震用重量体１１に伝達し、当該応力を制震用重量体１１に分散又は吸収（エネルギー消費）させることができる。

【0051】

この小振動吸収用間隙１９は、直径８．５ｍ級の基礎用筒状体４において１ｃｍ～３ｃｍ程度の間隔で形成され、日常的に作用する小さな振動が制震用重量体１１に伝達されず、極稀地震動等によって大きな外力が作用した場合にのみ塔状構造物と制震用重量体１１とが接触し、制震用重量体１１がマウンド１０上を摺動するようにしている。尚、小振動吸収用間隙１９は、縁切り用間隙１３よりも小さく、塔状構造物（基礎用筒状体４）が極稀地震動等の大きな外力を受けて揺動した際、塔状構造物（基礎用筒状体４）がマウンド１０より先に必ず制震用重量体１１と接触するようになっている。尚、小振動吸収用間隙１９の間隙幅は、対象とする基礎用筒状体４のサイズ、荷重による変位量と常時の変位量とを考慮し、設定する。

【0052】

また、小振動吸収用間隙１９に、図４に示すように、構造上必ずしも必要ではないが、グラウト等からなる応力伝達用部材２１を充填し、塔状構造物（基礎用筒状体４）と制震用重量体１１とを一体化するようにしてもよい。尚、小振動吸収用間隙１９内に緩衝材２０と応力伝達用部材２１とが併存していてもよい。

【0053】

次に、この制震構造付き塔型構造物の構築方法について図６～図１１に基づいて説明する。尚、上述の実施例と同様の構成には、同一符号を付して説明を省略する。

【0054】

先ず、既存の工法に基づいて基礎用筒状体４を地盤１に貫入させた状態で立設する。

【0055】

具体的には、特に図示しないが、先ず、陸上の工場や製作ヤードで製作されたモノパイル等の基礎用筒状体４を基地港に移送し、当該基地港において昇降式作業船（以下、ＳＥＰ船という）のクレーンを用いてＳＥＰ船上に積込む。

【0056】

次に、基礎用筒状体４を積み込んだＳＥＰ船で設置海域まで海上輸送した後、設置海域にてＳＥＰ船のレグを降下して着底させ、レグに支持されたＳＥＰ船本体を水上に上昇させ、ＳＥＰ船本体を波浪等に対し安定した状態とする。

【0057】

次に、ＳＥＰ船のクレーンを用いてＳＥＰ船上に積載された基礎用筒状体４を吊り上げて起立させ、その状態で水底地盤１まで吊り下ろし着底させる。

【0058】

そして、水底地盤１に着底させた基礎用筒状体４の頭部をハンマ等で打ち込み、図６に示すように、基礎用筒状体４を水底地盤１に貫入させて設置する（基礎用筒状体立設工程）。

【0059】

次に、図７に示すように、水底地盤１上に基礎用筒状体４の外周面から所定の間隔をおいて筒状の縁切り孔形成用型枠１６を載置するとともに、縁切り孔形成用型枠１６より外側の地盤１上にマウンド形成用型枠１５を載置する（型枠設置工程）。

【0060】

縁切り孔形成用型枠１６には、縁切り孔１２の形状に合わせて基礎用筒状体４の外径より内径の大きな鋼管等を使用し、基礎用筒状体４の上方より同心配置で基礎用筒状体４の外側に吊り下ろされるようになっている。

【0061】

マウンド形成用型枠１５は、図３に示すように、形成するマウンド１０の外周に合わせて四方に配置された型枠板１５ａ，１５ａ…によって構成され、周方向で隣り合う型枠板１５ａ，１５ａ…の側縁同士が接合され、矩形枠状を成している。

【0062】

尚、縁切り孔形成用型枠１６とマウンド形成用型枠１５とは、地上の製作ヤード又は作業台船上において型枠ユニット２２として一体化して製作しておくことが望ましい。

【0063】

この型枠ユニット２２は、図７、図８に示すように、中央部に縁切り孔形成用型枠１６を配置し、縁切り孔形成用型枠１６が支持部材２３，２３…を介してマウンド形成用型枠１５の内側に支持されている。尚、マウンド形成用型枠１５として鉄筋コンクリート壁材（ＲＣ壁材）を用いるようにしてもよい。

【0064】

そして、型枠ユニット２２を台船等によって施工水域に運搬し、図７に示すように、型枠ユニット２２をクレーンで吊り上げ、基礎用筒状体４の上方において、縁切り孔形成用型枠１６と基礎用筒状体４とが同心配置となるように位置調整するとともに、マウンド形成用型枠１５の水平方向（回転方向）の位置を調整した後、その位置で型枠ユニット２２を水底地盤１に着底するまで降下させる。尚、図中符号２４は吊りワイヤである。

【0065】

そして、必要に応じて、型枠ユニット２２の位置を最終調整し、具体的には、縁切り孔形成用型枠１６の内周と基礎用筒状体４の外周との間に全周に亘って所定の間隙ができるように位置調整し、水底地盤１上に縁切り孔形成用型枠１６及びマウンド形成用型枠１５を載置する。

【0066】

次に、図８に示すように、水上の作業船２５よりコンクリート投入管２６を通して縁切り孔形成用型枠１６とマウンド形成用型枠１５との間にマウンド材として水中コンクリート１０ａを打設し、基礎用筒状体４の周囲の水底地盤１上にマウンド１０を形成する（マウンド形成工程）。

【0067】

その際、マウンド形成用型枠１５の下面が開放された状態にあり、打設された水中コンクリート１０ａは、水底地盤１の上面に直接打設されるので、水中コンクリート１０ａが固化することによってマウンド１０と岩盤等の地盤である水底地盤１とが強固に固着される。

【0068】

尚、マウンド形成工程においては、マウンド形成用型枠１５の上面部まで打設されたら、固化する前に必要に応じて水中コンクリート１０ａの上面を均し、マウンド１０の上面に平坦な面を形成する。

【0069】

このように構築されたマウンド１０は、縁切り孔形成用型枠１６の内径が基礎用筒状体４の外径より大きいので、中央部に基礎用筒状体４が貫通する縁切り孔１２が形成されるとともに、縁切り孔１２の内周面と基礎用筒状体４の外周面との間に縁切り用間隙１３が形成される。

【0070】

次に、マウンド１０が形成されたら、図９に示すように、クレーンで制震用重量体１１を基礎用筒状体４の上方に移動させ、制震用重量体１１の中央部に形成された貫通孔１８と基礎用筒状体４とが同心配置となるように位置調整し、その位置で制震用重量体１１を吊り下ろし、制震用重量体１１をマウンド１０上に載置する。

【0071】

その際、貫通孔１８の内径が基礎用筒状体４の外径より大きい為、貫通孔１８の内周面と基礎用筒状体４の外周面との間に小振動吸収用間隙１９が形成される。なお、事前に制震用重量体１１の貫通孔１８内周面にスポンジ材やゴム材等からなる緩衝体２０を配置しておくようにしてもよい。

【0072】

次に、図１０、図１１に示すように、必要に応じて、小振動吸収用間隙１９の下端をグラウトシール（図示せず）で閉鎖し、水上の作業船２７よりグラウト投入管２８を通して小振動吸収用間隙１９内にグラウト等からなる応力伝達用部材２１を充填する（応力伝達用部材充填工程）。その際、グラウトシールと制震用重量体１１との間には、小振動吸収用間隙１９の代用となるスポンジ材等からなる緩衝体２０を設けるとよい。

【0073】

また、図１１（ａ）に示すように、基礎用筒状体４に対し偏心した状態で制震用重量体１１がマウンド１０上に載置された場合であっても、図１１（ｂ）に示すように、小振動吸収用間隙１９内に応力伝達用部材２１が充填されることにより、基礎用筒状体４と制震用重量体１１とを一体化させ、基礎用筒状体４に作用する応力を制震用重量体１１に伝達し、当該応力を制震用重量体１１に分散又は吸収（エネルギー消費）させることができる。

【0074】

尚、マウンド１０の形成後、図５に示すように、縁切り用間隙１３内に砂等の一定の流動性を有する充填材１４を充填しておけば、充填材１４によって小振動吸収用間隙１９の底側が閉鎖され、応力伝達部材２１が縁切り用間隙１３内に流入することを防止できるので、グラウトシールを用いずに応力伝達部材２１を充填することができる。

【0075】

そして、応力伝達部材２１を養生・固化させることにより制震構造７が構築される。

【0076】

尚、応力伝達用部材２１は、必ずしも設ける必要はなく、応力伝達用部材２１を設けない場合には、マウンド１０上に制震用重量体１１を載置した後、貫通孔１８の内周面と基礎用筒状体４の外周面との間の小振動吸収用間隙１９が全周に亘って所定の範囲幅（直径８．５ｍ級の基礎用筒状体４において１ｃｍ～３ｃｍ程度）となるよう位置を微調整する。

【0077】

次に、制震構造７の構築が完了したら、上端部に風車設備６（ナセル・ロータ）が固定された塔本体部５を施工水域に移送し、上端部に風車設備６（ナセル・ロータ）が固定された塔本体部５を起重機船等によって吊り上げ、塔本体部５の下端を基礎用筒状体４に連結し、洋上風力発電設備３を構築する。

【0078】

このように構成された塔状構造物の制震構造７は、図１２に示すように、風や波浪等によって日常的に生じる比較的小さな外力が塔状構造物に作用し、塔状構造物が微小に揺動（振動）しても、小振動吸収用間隙１９又は緩衝体２０によって吸収され、制震用重量体１１が動作せず、塔状構造物と制震用重量体１１が互いに影響を与えないようになっている。

【0079】

一方、極稀地震等によって大きな外力が塔状構造物に作用し、大きく揺動しようとする場合には、図１３に示すように、大きく揺動する塔状構造物（基礎用筒状体４）の外周面が制震用重量体１１の貫通孔１８の内周面を押圧し、制震用重量体１１がマウンド１０上を摺動する。

【0080】

その際、縁切り用間隙１３の幅が小振動吸収用間隙１９の幅より大きいため、揺動した塔状構造物は、初めに制震用重量体１１と接触し、制震用重量体１１を押圧するので、制震用重量体１１がマウンド１０上を摺動できるようになっている。

【0081】

この制震用重量体１１の摺動によって、制震用重量体１１とマウンド１０との間に摩擦が生じ、塔状構造物に作用した外力による運動エネルギが摩擦による熱エネルギに変換されて吸収され、塔状構造物の揺動を抑制することができる。

【0082】

よって、この制震構造７を具備する塔状構造物では、塔状構造物への負担を軽減することができる。また、塔状構造物への負担が軽減されることによって、地震時の塔状構造物へ作用する断面力を軽減することができ、その分、塔状構造物の外径や肉厚を小さくすることができる。

【0083】

尚、この制震構造７では、制震用重量体１１を円錐台筒状としたことによって、制震用重量体１１がマウンド１０上を安定して摺動することができ、効率的に塔状構造物に作用した外力による運動エネルギを摩擦による熱エネルギに変換して吸収することができる。

【0084】

制震用重量体１１は、高さ（厚み）が高い程、基礎用筒状体４が揺動した際に制震用筒状体１１を押圧する位置が高くなり、それに伴い摺動量（ストローク）が大きくなり、効率的に摺動による運動エネルギを摩擦による熱エネルギに変換することができる。

【0085】

一方、制震用重量体１１が高くなると、重心が高くなり、転倒や浮き上がりが生じるおそれがあることから、制震用重量体１１を円錐台筒状とすることによって、必要な重量及び高さを確保しつつ、重心の位置を下げ、転倒や浮き上がりを防止し、安定してマウンド１０上を摺動できるようにしている。

【0086】

尚、本実施例は、当該制震構造７の作用を説明するために小振動吸収用間隙１９の幅、縁切り用間隙１３の幅及び塔状構造物の揺動を誇張して描画したものであり、実際には、小振動吸収用間隙１９の幅は、直径８．５ｍ級の基礎用筒状体４において１ｃｍ～３ｃｍ程度のものであり、縁切り用間隙１３の幅及び塔状構造物の揺動の振れ幅もそれと整合したものとなっている。

【0087】

尚、上述の実施例では、塔状構造物として洋上風力発電装置を例に挙げて説明したが、本願発明は、その他の塔状構造物、例えば、陸上に設置された風力発電装置に適用することもできる。

【符号の説明】

【0088】

１ 地盤
２ 水面
３ 洋上風力発電設備
４ 基礎用筒状体
５ 塔本体部
６ 風車設備
７ 制震構造
１０ マウンド
１１ 制震用重量体
１２ 縁切り孔
１３ 縁切り用間隙
１４ 充填材
１５ マウンド形成用型枠
１６ 縁切り孔形成用型枠
１７ テーパ部
１８ 貫通孔
１９ 小振動吸収用間隙
２０ 緩衝体
２１ 応力伝達用部材
２２ 型枠ユニット
２３ 支持部材
２４ 吊りワイヤ
２５ 作業船
２６ コンクリート投入管
２７ 作業船
２８ グラウト投入管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】