特許 7113159 ジャケット構造体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-27

(45)【発行日】2022-08-04

(54)【発明の名称】ジャケット構造体

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/52 20060101AFI20220728BHJP

【ＦＩ】

E02D27/52 A

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2022067615

(22)【出願日】2022-04-15

【審査請求日】2022-04-20

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】306022513

【氏名又は名称】日鉄エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(74)【代理人】

【識別番号】100134359

【弁理士】

【氏名又は名称】勝俣 智夫

(74)【代理人】

【識別番号】100188592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100217249

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 耕一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100221279

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 健吾

(74)【代理人】

【識別番号】100207686

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 恭宏

(74)【代理人】

【識別番号】100224812

【弁理士】

【氏名又は名称】井口 翔太

(72)【発明者】

【氏名】大嶽 敦郎

(72)【発明者】

【氏名】加賀美 暢一

(72)【発明者】

【氏名】舟竹 祥太郎

【審査官】石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１１／０６８１５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－００７７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０５００４８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－０４７６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５０９１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１２２２８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ２７／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

洋上風車を支持するトランジションピースと、
前記トランジションピースを支持する複数のレグと、
前記複数のレグのそれぞれに接続される複数の杭と、
前記複数のレグのうちの１つと、前記複数の杭のうち前記１つに対応する杭が挿入されるスリーブと、を接続する接続部材と、
を備えるジャケット構造体であって、
前記接続部材は、上フランジと、下フランジと、ウェブと、を含み、
前記上フランジには、前記１つと前記上フランジとを接続するリブが設けられる、
ことを特徴とするジャケット構造体。

【請求項2】

前記リブは、前記１つと前記上フランジの上面とを接続する、
ことを特徴とする請求項１に記載のジャケット構造体。

【請求項3】

前記上フランジは、前記１つと前記１つに対応する杭が挿入されるスリーブとを接続し、
前記上フランジは、前記上フランジの端部であって前記１つに対応する杭の側の端部よりも、前記上フランジの端部であって前記１つの側の端部が、鉛直方向の下側に位置するよう、傾斜している、
ことを特徴とする請求項２に記載のジャケット構造体。

【請求項4】

前記１つは、前記上フランジに設けられた貫通孔に挿通される、
ことを特徴とする請求項３に記載のジャケット構造体。

【請求項5】

前記１つは、前記上フランジにより、分断される、
ことを特徴とする請求項３に記載のジャケット構造体。

【請求項6】

前記上フランジにより分断される前記１つのそれぞれは、前記上フランジに溶接される、
ことを特徴とする請求項５に記載のジャケット構造体。

【請求項7】

前記上フランジにより分断される前記１つのそれぞれは、前記上フランジに両側溶接される、
ことを特徴とする請求項６に記載のジャケット構造体。

【請求項8】

前記上フランジにより分断される前記１つのうち前記トランジションピースの側の前記１つの長手方向は、前記上フランジと略垂直に交わる、
ことを特徴とする請求項７に記載のジャケット構造体。

【請求項9】

前記１つの側面視において、前記上フランジの上面と、前記上フランジにより分断される前記１つのうち前記トランジションピースの側の前記１つの管軸と、のなす角度と、前記上フランジの下面と、前記上フランジにより分断される前記１つのうち海底地盤の側の前記１つの管軸と、のなす角度とが、等しい、
ことを特徴とする請求項８に記載のジャケット構造体。

【請求項10】

前記上フランジにより分断される前記１つのうち海底地盤の側の前記１つの長手方向は、鉛直方向と平行である、
ことを特徴とする請求項９に記載のジャケット構造体。

【請求項11】

前記１つに対応する杭は、前記上フランジ及び前記下フランジのそれぞれに設けられたスリーブに挿通される、
ことを特徴とする請求項１０に記載のジャケット構造体。

【請求項12】

前記下フランジは、水平である、
ことを特徴とする請求項１１に記載のジャケット構造体。

【請求項13】

前記ウェブの上側の辺は、傾斜しており、
前記ウェブの下側の辺は、水平である、
ことを特徴とする請求項１２に記載のジャケット構造体。

【請求項14】

前記下フランジは、傾斜している、
ことを特徴とする請求項１１に記載のジャケット構造体。

【請求項15】

前記下フランジは、前記下フランジの端部であって前記１つに対応する杭の側の端部よりも、前記下フランジの端部であって前記１つの側の端部が、鉛直方向の上側に位置するよう、傾斜している、
ことを特徴とする請求項１４に記載のジャケット構造体。

【請求項16】

前記１つに対応する杭は、複数の杭である、
ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載のジャケット構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ジャケット構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

風力発電に用いられる風車等を洋上に配置（洋上風車）するために、海底等に打ち込まれた基礎杭に基礎構造を接続することがある（ジャケット構造体）。
特許文献１では、水中構造体における共振の発生を回避する技術が開示されている。具体的には、固有周期を自由に決定するために、支持部材に充填材を充填した水中構造体が開示されている。
特許文献２では、杭式構造物の撤去作業を容易化するために、鋼管杭と外挿鋼管との間におけるグラウトの充填位置を限定した接合構造物が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１１／０６８１５２号

【文献】特開２０２０－７７２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

スカートスリーブ及びその周辺は複雑な構造であり、応力集中しやすい。特に、ジャケット構造体のレグと、レグと地盤に打設される杭とを接続する接続部材と、の間においては特に応力が集中しやすい。このため、レグと接続部材との間における荷重の伝達経路の確保に課題がある。

【0005】

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、レグと、レグと杭とを接続する接続部材との間における荷重伝達をスムーズにすることができるジャケット構造体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
＜１＞本発明の態様１に係るジャケット構造体は、洋上風車を支持するトランジションピースと、前記トランジションピースを支持する複数のレグと、前記複数のレグのそれぞれに接続される複数の杭と、前記複数のレグのうちの１つと、前記複数の杭のうち前記１つに対応する杭が挿入されるスリーブと、を接続する接続部材と、を備えるジャケット構造体であって、前記接続部材は、上フランジと、下フランジと、ウェブと、を含み、前記上フランジには、前記１つと前記上フランジとを接続するリブが設けられることを特徴とする。

【0007】

この発明によれば、上フランジには、複数のレグの１つと上フランジとを接続するリブが設けられる。これにより、レグの１つと上フランジとの接続を補強し、レグの１つから上フランジへの荷重伝達をスムーズにすることができる。

【0008】

＜２＞本発明の態様２に係るジャケット構造体は、態様１に係るジャケット構造体において、前記リブは、前記１つと前記上フランジの上面とを接続することを特徴とする。

【0009】

この発明によれば、リブは、レグの１つと上フランジの上面とを接続する。ここで、レグの下端は、接続部材に接続される。レグは、接続部材から上側に延びる。このため、レグと接続部材との間における応力集中は、特にレグにおける接続部材より上側に位置する部位と、接続部材の上フランジとの間で発生しやすい。したがって、リブによって、レグの１つと上フランジの上面とを接続することで、よりリブによる補強の効果を顕著にもたらすことができる。

【0010】

＜３＞本発明の態様３に係るジャケット構造体は、態様１又は態様２に係るジャケット構造体において、前記上フランジは、前記１つと前記１つに対応する杭が挿入されるスリーブとを接続し、前記上フランジは、前記上フランジの端部であって前記１つに対応する杭の側の端部よりも、前記上フランジの端部であって前記１つの側の端部が、鉛直方向の下側に位置するよう、傾斜していることを特徴とする。

【0011】

この発明によれば、上フランジは、上フランジの端部であってレグの１つに対応する杭の側の端部よりも、上フランジの端部であってレグの１つの側の端部が、鉛直方向の下側に位置するよう、傾斜している。ここで、レグには、接続部材の上側における、特に上フランジの付近に屈曲点が設けられることがある。このとき、接続部材とレグの１つとを接続するリブを、レグの１つの屈曲点に干渉させると、構造設計を行う際の条件が複雑となる。このため、屈曲点とリブとは、離れた位置にあることが好ましい。これに対し、上フランジを、上フランジの端部であってレグの１つの側の端部の位置が低くなるように傾斜させる。これにより、上フランジの上面とレグの１つとの間の距離を大きくすることができる。よって、レグの屈曲点が接続部材の付近にある場合であっても、リブとレグの１つの屈曲点とを干渉させることなく、よりリブを大きくすることができる。よって、構造設計を行う際の条件が複雑となることを避けることができる。

【0012】

＜４＞本発明の態様４に係るジャケット構造体は、態様１から態様３のいずれか１つに係るジャケット構造体において、前記１つは、前記上フランジに設けられた貫通孔に挿通されることを特徴とする。

【0013】

この発明によれば、レグの１つは、上フランジに設けられた貫通孔に挿通される。これにより、レグの１つと上フランジとの位置合わせを容易に行うことができる。この様式は、例えば、レグの屈曲点が接続部材よりも上側に位置し、屈曲点と接続部材とが干渉しない場合において特に好適である。

【0014】

＜５＞本発明の態様５に係るジャケット構造体は、態様１から態様３のいずれか１つに係るジャケット構造体において、前記１つは、前記上フランジにより、分断されることを特徴とする。

【0015】

この発明によれば、レグの１つは、上フランジにより、分断される。つまり、上フランジにはレグの１つを挿通する貫通孔が設けられておらず、分断されたレグはそれぞれ上フランジの上面と下面にそれぞれ配置される。これにより、上フランジによってレグが分断された部位を、レグの屈曲点とすることができる。よって、レグの屈曲点をリブの下方に位置するようにすることができる。したがって、レグをより大きくすることができる。この様式は、例えば、ジャケット構造体の設置場所の条件によって、レグの１つの屈曲点を可能な限り低い位置に設定する必要がある場合に特に好適である。

【0016】

＜６＞本発明の態様６に係るジャケット構造体は、態様５に係るジャケット構造体において、前記上フランジにより分断される前記１つのそれぞれは、前記上フランジに溶接されることを特徴とする。

【0017】

この発明によれば、上フランジにより分断される複数のレグの１つのそれぞれは、上フランジに溶接される。つまり、リブによって上フランジとレグの１つとを接続することに加えて、レグの１つと上フランジとを直接溶接（例えば、両側溶接）によって固定する。これにより、よりレグの１つと上フランジとの接続部の疲労強度を向上することができる。

【0018】

＜７＞本発明の態様７に係るジャケット構造体は、態様６に係るジャケット構造体において、前記上フランジにより分断される前記１つのそれぞれは、前記上フランジに両側溶接されることを特徴とする。

【0019】

この発明によれば、上フランジにより分断される複数のレグの１つのそれぞれは、上フランジに両側溶接される。これにより、レグの１つと上フランジとの接続部の疲労強度を更に向上することができる。

【0020】

＜８＞本発明の態様８に係るジャケット構造体は、態様５から態様７のいずれか１つに係るジャケット構造体において、前記上フランジにより分断される前記１つのうち前記トランジションピースの側の前記１つの長手方向は、前記上フランジと略垂直に交わることを特徴とする。

【0021】

この発明によれば、上フランジにより分断されるレグの１つのうちトランジションピースの側のレグの１つの長手方向は、上フランジと略垂直に交わる。これにより、レグの１つの端部から上フランジに荷重が伝達される際に、前記荷重がレグの１つと上フランジとの接続部においてせん断方向に作用することを防ぐことができる。

【0022】

＜９＞本発明の態様９に係るジャケット構造体は、態様５から態様８のいずれか１つに係るジャケット構造体において、前記１つの側面視において、前記上フランジの上面と、前記上フランジにより分断される前記１つのうち前記トランジションピースの側の前記１つの管軸と、のなす角度と、前記上フランジの下面と、前記上フランジにより分断される前記１つのうち海底地盤の側の前記１つの管軸と、のなす角度とが、等しいことを特徴とする。

【0023】

この発明によれば、上フランジの上面と、レグの１つのうちトランジションピースの側のレグの１つの管軸と、のなす角度と、上フランジの下面と、レグの１つのうち海底地盤の側のレグの１つの管軸と、のなす角度とが、等しい。これにより、上フランジによって分断されたレグの１つの断面形状について、トランジションピースの側のレグの１つの断面と海底地盤の側のレグの１つの断面形状とを合同とすることができる。したがって、上フランジの両面における、レグの管壁の位置を一致させることができる。よって、トランジションピースの側のレグの１つから海底地盤の側のレグの１つへの荷重伝達をスムーズにすることができる。

【0024】

＜１０＞本発明の態様１０に係るジャケット構造体は、態様５から態様９のいずれか１つに係るジャケット構造体において、前記上フランジにより分断される前記１つのうち海底地盤の側の前記１つの長手方向は、鉛直方向と平行であることを特徴とする。

【0025】

ここで、杭は、海底地盤に打設され、鉛直方向と平行に延びている。これに対し、上フランジにより分断されるレグの１つのうち海底地盤の側のレグの１つの長手方向は、鉛直方向と平行である。つまり、レグの１つのうち、鉛直方向において接続部材の内部に位置する部位が、鉛直方向と平行である。よって、接続部材によってレグの１つと杭とを接続する際、レグの１つと杭とが干渉することを防ぐことができる。

【0026】

＜１１＞本発明の態様１１に係るジャケット構造体は、態様１から態様１０のいずれか１つに係るジャケット構造体において、前記１つに対応する杭は、前記上フランジ及び前記下フランジのそれぞれに設けられたスリーブに挿通されることを特徴とする。

【0027】

この発明によれば、レグの１つに対応する杭は、上フランジ及び下フランジのそれぞれに設けられたスリーブに挿通される。これにより、杭と接続部材とを接続する際の位置合わせを容易に行うことができる。したがって、海底地盤に打設された杭と、上フランジ及び下フランジとを直接溶接等によって接続する場合と比較して、洋上での作業を容易に行うことができる。

【0028】

＜１２＞本発明の態様１２に係るジャケット構造体は、態様１から態様１１のいずれか１つに係るジャケット構造体において、前記下フランジは、水平であることを特徴とする。

【0029】

この発明によれば、下フランジは、水平である。これにより、例えば、ジャケット構造体の施工後において、下フランジと海面とが平行となっていることを目視することにより、接続部材が正しい角度で配置されていることを確認することができる。よって、施工後の管理を容易とすることができる。

【0030】

＜１３＞本発明の態様１３に係るジャケット構造体は、態様１から態様１２のいずれか１つに係るジャケット構造体において、前記ウェブの上側の辺は、傾斜しており、前記ウェブの下側の辺は、水平であることを特徴とする。

【0031】

この発明によれば、ウェブの上端の辺は、傾斜しており、ウェブの下端の辺は、水平である。ウェブの上端の辺が傾斜していることで、上フランジが傾斜している場合においてウェブと上フランジとを隙間なく接続することができる。ウェブの下端の辺が水平であることで、下フランジが水平である場合においてウェブと下フランジとを隙間なく接続することができる。

【0032】

＜１４＞本発明の態様１４に係るジャケット構造体は、態様１から態様１３のいずれか１つに係るジャケット構造体において、前記下フランジは、傾斜していることを特徴とする。

【0033】

この発明によれば、下フランジは、傾斜している。これにより、例えば、海面において波が発生し、下フランジの下面に海水が衝突した場合において、下フランジの下面全体に同時に海水が衝突することを防ぐことができる。よって、海水の衝突による接続部材への衝撃を最小限に抑えることができる。

【0034】

＜１５＞本発明の態様１５に係るジャケット構造体は、態様１から態様１１のいずれか１つに係るジャケット構造体において、前記下フランジは、前記下フランジの端部であって前記１つに対応する杭の側の端部よりも、前記下フランジの端部であって前記１つの側の端部が、鉛直方向の上側に位置するよう、傾斜していることを特徴とする。

【0035】

ここで、下フランジが傾斜している場合において、一方の端部より上側に位置している他方の端部は、上フランジとの距離が近くなる。したがって、上フランジ及び下フランジのそれぞれにレグの１つ又は杭を接続する際、上フランジと下フランジとによって支持される部位同士の間隔が小さくなる。このとき、ジャケット構造体に付加される転倒モーメント等の入力に対して十分な強度とするためには、特に杭の側において上フランジと下フランジによって支持される部位同士の間隔を大きくすることが好ましい。

【0036】

これに対し、下フランジは、下フランジの端部であってレグの１つに対応する杭の側の端部よりも、下フランジの端部であってレグの１つの側の端部が、鉛直方向の上側に位置するよう、傾斜している。このような構造とすることで、杭の側において、上フランジと下フランジとの間の距離を大きくすることができる。よって、杭の側において、入力に対する強度を十分にすることができる。

【0037】

＜１６＞本発明の態様１６に係るジャケット構造体は、態様１から態様１５のいずれか１つに係るジャケット構造体において、前記１つに対応する杭は、複数の杭であることを特徴とする。

【0038】

この発明によれば、レグの１つに対応する杭は、複数の杭である。つまり、レグの１つに対して、接続部材を介して複数の杭が接続される。これにより、レグの１つと、杭を介した海底地盤との接続を強固にすることができる。よって、レグに対する転倒モーメント等の入力に対して、十分な強度を持たせることができる。

【発明の効果】

【0039】

本発明によれば、レグと、レグと杭とを接続する接続部材との間における荷重伝達をスムーズにすることができるジャケット構造体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】本発明に係るジャケット構造体である。

【図2】図１に示すジャケット構造体の斜視図である。

【図3】図２に示すＩＩＩ部の拡大図である。

【図4】接続部材とレグとの接続部の第１例の側面図である。

【図5】接続部材とレグとの接続部の第２例の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0041】

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係るジャケット構造体１００を説明する。
ジャケット構造体１００は、例えば、海をはじめとする洋上に配置される。ジャケット構造体１００は、例えば、図１に示すように、洋上において風車（洋上風車２００）を支持するために用いられる。
図１に示すように、ジャケット構造体１００は、トランジションピース１０と、レグ２０と、ブレース３０と、杭４０と、接続部材５０と、リブ６０と、を備える。

【0042】

トランジションピース１０は、図１に示すように洋上風車２００を支持する。具体的には、トランジションピース１０は、ジャケット構造体１００の上端に配置され、洋上風車２００の下端が接続される部位である。図２に示すように、トランジションピース１０は、十字状である。トランジションピース１０の十字状の各外端には、レグ２０が配置される。

【0043】

レグ２０は、トランジションピース１０を支持する。レグ２０は、ジャケット構造体１００の鉛直方向に亘って複数設けられる。本実施形態において、鉛直方向とは、洋上風車２００が設置される海面に直交する方向をいう。レグ２０には、例えば鋼管が用いられる。本実施形態において、レグ２０は４箇所設けられる。レグ２０の上端にはトランジションピース１０が接続される。レグ２０の下端には接続部材５０が接続される。レグ２０の詳細形状は、接続部材５０の構造と併せて後述する。

【0044】

ブレース３０は、トランジションピース１０において複数設けられたレグ２０同士の間を接続し、ジャケット構造体１００を補強する部材である。ブレース３０には、例えば鋼管が用いられる。本実施形態において、ブレース３０は、レグ２０とレグ２０との間においてＸ字状に構成される。図１及び図２に示すように、前記Ｘ字状はジャケット構造体１００の鉛直方向において２段設けられる。これに限らず、水深などの条件に応じて、前記Ｘ字状は、１段のみ設けられてもよいし、３段以上設けられてもよい。

【0045】

杭４０は、海底地盤に打設される。ジャケット構造体１００において、杭４０は複数設けられる。杭４０には、例えば、鋼管が好適に用いられる。杭４０は、接続部材５０を介して複数のレグ２０のそれぞれに接続される。レグ２０の１つに対して、接続部材５０を介して複数の杭４０が接続される。つまり、本実施形態において、レグ２０の１つに対応する杭４０は、複数の杭４０である。杭４０は、例えば、レグ２０の１つに対して２箇所設けられる。あるいは、杭４０は、レグ２０の１つに対して３箇所以上設けられてもよい。

【0046】

接続部材５０は、複数のレグ２０のうちの１つと、レグ２０の１つに対応する複数の杭４０と、を接続する。本実施形態において、接続部材５０は、上述のように４箇所設けられたレグ２０のそれぞれに１つずつ設けられる。つまり、本実施形態において、接続部材５０は４箇所設けられる。図３に示すように、接続部材５０は、スリーブ５１と、上フランジ５２と、下フランジ５３と、ウェブ５４と、を含む。

【0047】

スリーブ５１は、筒状の部材である。スリーブ５１の上端は、上フランジ５２によって支持される。スリーブ５１の下端は、下フランジ５３によって支持される。上フランジ５２及び下フランジ５３のそれぞれに設けられたスリーブ５１には、杭４０が挿入される。つまり、レグ２０の１つに対応する杭４０は、スリーブ５１に挿通される。スリーブ５１は、例えば、図３に示すように、レグ２０の１つに対して２箇所設けられる。あるいは、スリーブ５１は、レグ２０の１つに対して３箇所以上設けられてもよい。

【0048】

上フランジ５２は、接続部材５０の上部に設けられている。上フランジ５２は、板状の部材である。上フランジ５２には、スリーブ５１の上端が接続される。上フランジ５２とスリーブ５１との接続部は、例えば、溶接によって固定されることが好ましい。上フランジ５２に設けられた穴の内部にスリーブ５１が配置された状態で、上フランジ５２とスリーブ５１とが固定されていてもよい。上フランジ５２の下面に、スリーブ５１の上端部が突き当てられた状態で、上フランジ５２とスリーブ５１とが固定されていてもよい。

【0049】

上フランジ５２には、レグ２０の１つが接続される。上フランジ５２は、レグ２０の１つと、スリーブ５１と、を接続する。
上フランジ５２は、水平方向に対して傾斜している。図４に示すように、上フランジ５２は、上第１端部５２ｕよりも上第２端部５２ｄが鉛直方向の下側に位置するよう、傾斜している。上第１端部５２ｕは、杭４０の側の端部である。上第２端部５２ｄは、レグ２０の側の端部である。

【0050】

ここで、レグ２０には、図４及び図５に示すように屈曲点２０Ｂが設けられている。ジャケット構造体１００において、周方向に隣り合う２つのレグ２０は、それぞれ上端同士の間隔と下端同士の間隔とが異なる。レグ２０の上端同士の間隔は、トランジションピース１０の大きさによって決定される。レグ２０の下端同士の間隔は、ジャケット構造体１００が、入力に対して十分に耐えることができる構造となるように適宜決定される。入力とは、例えば、洋上風車２００からトランジションピース１０を介してジャケット構造体１００に入力される転倒モーメント等である。レグ２０において、屈曲点２０Ｂの曲げ角を調整することで、上端同士の間隔と下端同士の間隔との大きさの差を調整する。

【0051】

本実施形態において、上フランジ５２とレグ２０の１つとの接続の様式は、上フランジ５２と上述の屈曲点２０Ｂとの位置関係によって、以下のように使い分けられる。
すなわち、図４に示すように、接続様式の第１例では、例えば、レグ２０の１つは、上フランジ５２に設けられた貫通孔５２ｈに挿通される。この様式は、例えば、レグ２０の屈曲点２０Ｂが接続部材５０よりも上側に位置し、屈曲点２０Ｂと接続部材５０とが干渉しない場合において特に好適に用いられる。

【0052】

あるいは、図５に示すように、接続様式の第２例では、レグ２０の１つは、上フランジ５２によって分断される。つまり、上フランジ５２に貫通孔５２ｈを設けず、分断されたレグ２０を、それぞれ上フランジ５２の上面と下面にそれぞれ配置する。この場合、上フランジ５２によってレグ２０が分断された部位を、レグ２０の屈曲点２０Ｂとする。この様式は、第１例に比べて、屈曲点２０Ｂの位置を低くすることができる。そのため、例えば、ジャケット構造体１００の設置場所の条件によって、レグ２０の１つの屈曲点２０Ｂを可能な限り低い位置に設定する必要がある場合に特に好適に用いられる。

【0053】

レグ２０の１つが上フランジ５２によって分断される接続様式である第２例を採用する場合、上フランジ５２により分断されるレグ２０のそれぞれは、上フランジ５２に溶接される。このとき、レグ２０と上フランジ５２とは、両側溶接されることがより好ましい。

【0054】

レグ２０の１つが上フランジ５２によって分断される接続様式である第２例を採用する場合、上フランジ５２により分断されるレグ２０のうちトランジションピース１０の側に位置するレグ２０の長手方向は、上フランジ５２と略垂直に交わるように配置する。ここで、レグ２０のバター角、すなわち、鉛直方向を基準としたレグ２０の曲げ角度は、１５°以下とすることが一般的である。この観点から、本実施形態において、略垂直とは、９０°±８°の範囲をいう。これにより、上フランジ５２により分断されるレグ２０の両方が上述の範囲の最大値又は最小値となった場合でも、上述のバター角を担保する。このような位置関係とすることで、レグ２０の１つの端部から上フランジ５２に荷重が伝達される際に、荷重がレグ２０の１つと上フランジ５２との接続部においてせん断方向に作用することを防ぐ。

【0055】

ここで、図５に示すレグ２０の１つの側面視において、上フランジ５２の上面と、上フランジ５２により分断されるレグ２０のうちトランジションピース１０の側に位置するレグ２０の管軸と、のなす角度を第１角度Ａ１と呼称する。上フランジ５２の下面と、上フランジ５２により分断されるレグ２０のうち海底地盤の側に位置するレグ２０の管軸と、のなす角度を第２角度Ａ２と呼称する。

【0056】

このとき、第１角度Ａ１と第２角度Ａ２とが等しい。これにより、上フランジ５２によって分断されたレグ２０の１つの断面形状について、トランジションピース１０の側のレグ２０の１つの断面と海底地盤の側のレグ２０の１つの断面形状とが合同となるようにする。
また、上フランジ５２により分断されるレグ２０のうち海底地盤の側に位置するレグ２０の長手方向は、鉛直方向と平行となるように配置する。

【0057】

下フランジ５３は、接続部材５０の下部に設けられている。下フランジ５３は、板状の部材である。下フランジ５３には、スリーブ５１の下端が接続される。下フランジ５３とスリーブ５１との接続部は、例えば、溶接によって固定されることが好ましい。スリーブ５１の下端は、下フランジ５３に設けられた穴の内部に配置される。これにより、スリーブ５１の下端の開口から、杭４０を挿入可能とする。

【0058】

下フランジ５３には、レグ２０の１つが接続される。具体的には、下フランジ５３の上面に、レグ２０の下端が接続される。下フランジ５３は、レグ２０の１つと、スリーブ５１と、を接続する。レグ２０の１つ及びスリーブ５１は、上フランジ５２と下フランジ５３とにより、それぞれ２箇所ずつ支持される。これにより、接続部材５０は、レグ２０の１つと、複数の杭４０のうちレグ２０の１つに対応する杭４０が挿入されるスリーブ５１と、を接続する。

【0059】

図４及び図５に示すように、下フランジ５３は、水平である。下フランジ５３は、水面と平行である。あるいは、下フランジ５３は、水面に対して傾斜していてもよい。下フランジ５３が傾斜して配置される場合、下フランジ５３は、例えば、下第１端部５３ｕよりも下第２端部５３ｄが鉛直方向の上側に位置するよう、傾斜している。あるいは、下第１端部５３ｕよりも下第２端部５３ｄが鉛直方向の下側に位置するよう、傾斜していてもよい。下第１端部５３ｕは、杭４０の側の端部である。下第２端部５３ｄは、レグ２０の側の端部である。

【0060】

ウェブ５４は、上フランジ５２と下フランジ５３との間に設けられる板状の部材である。ウェブ５４は、鉛直方向に立てられた状態で配置される。図４及び図５に示すようにウェブ５４は、例えば、四角形状である。ウェブ５４の上側の辺は、上フランジ５２の下面に接する。ウェブ５４の下側の辺は、下フランジ５３の上面に接する。ウェブ５４の水平方向における一方の側面は、レグ２０の外周面に接する。ウェブ５４の水平方向における他方の側面は、スリーブ５１の外周面に接する。あるいは、図３に示すように、ウェブ５４の水平方向における両方の側面が、スリーブ５１の外周面に接していてもよい。

【0061】

図４及び図５に示すように、ウェブ５４の上側の辺は、上フランジ５２の傾斜に合わせて傾斜している。また、ウェブ５４の下側の辺は、下フランジ５３に合わせて水平である。あるいは、例えば、下フランジ５３が傾斜している場合には、ウェブ５４の下側の辺は、下フランジ５３の傾斜に合わせて傾斜していてもよい。

【0062】

ウェブ５４の上側の辺と上フランジ５２の下面、ウェブ５４の下側の辺と下フランジ５３の上面、及びウェブ５４の水平方向の両側面に位置する辺とレグ２０の１つ及びスリーブ５１の外周面とは、例えば、それぞれ溶接（例えば、両側溶接）により固定されることが好ましい。

【0063】

リブ６０は、レグ２０の１つと上フランジ５２とを接続する板状の部材である。リブ６０は、レグ２０の１つと上フランジ５２との接続を補強し、レグ２０の１つから上フランジ５２への荷重伝達をスムーズにする役割を有する。リブ６０は、例えば、三角形状である。前記三角形状のある一辺は、レグ２０の、上フランジ５２よりもトランジションピース１０の側に位置する外周面に配置される。前記三角形状の他の一辺は、上フランジ５２の上面に配置される。リブ６０と、レグ２０の１つ及び上フランジ５２とは、それぞれ溶接により固定されることが好ましい。リブ６０は、レグ２０の１つと上フランジ５２の上面とを接続する。

【0064】

上述のように、レグ２０には、上フランジ５２の付近に屈曲点２０Ｂが設けられることがある。このとき、接続部材５０とレグ２０の１つとを接続するリブ６０を、レグ２０の１つの屈曲点２０Ｂに干渉させると、構造設計を行う際の条件が複雑となる。このため、リブ６０の、レグ２０の外周面に接する辺は、屈曲点に干渉しない長さとすることが好ましい。このとき、上述のように上フランジ５２が傾斜していることで、上フランジ５２と屈曲点との距離を大きくすることで、リブ６０の外周面に接する辺を長くすることが好ましい。

【0065】

以上説明したように、本実施形態に係るジャケット構造体１００によれば、上フランジ５２には、複数のレグ２０の１つと上フランジ５２とを接続するリブ６０が設けられる。これにより、レグ２０の１つと上フランジ５２との接続を補強し、レグ２０の１つから上フランジ５２への荷重伝達をスムーズにすることができる。

【0066】

また、リブ６０は、レグ２０の１つと上フランジ５２の上面とを接続する。ここで、レグ２０の下端は、接続部材５０に接続される。レグ２０は、接続部材５０から上側に延びる。このため、レグ２０と接続部材５０との間における応力集中は、特にレグ２０における接続部材５０より上側に位置する部位と、接続部材５０の上フランジ５２との間で発生しやすい。したがって、リブ６０によって、レグ２０の１つと上フランジ５２の上面とを接続することで、よりリブ６０による補強の効果を顕著にもたらすことができる。

【0067】

また、上フランジ５２は、上フランジ５２の端部であってレグ２０の１つに対応する杭４０の側の端部よりも、上フランジ５２の端部であってレグ２０の１つの側の端部が、鉛直方向の下側に位置するよう、傾斜している。ここで、レグ２０には、接続部材５０の上側における、特に上フランジ５２の付近に屈曲点２０Ｂが設けられることがある。このとき、接続部材５０とレグ２０の１つとを接続するリブ６０を、レグ２０の１つの屈曲点２０Ｂに干渉させると、構造設計を行う際の条件が複雑となる。このため、屈曲点２０Ｂとリブ６０とは、離れた位置にあることが好ましい。これに対し、上フランジ５２を、上フランジ５２の端部であってレグ２０の１つの側の端部の位置が低くなるように傾斜させる。これにより、上フランジ５２の上面とレグ２０の１つとの間の距離を大きくすることができる。よって、レグ２０の屈曲点２０Ｂが接続部材５０の付近にある場合であっても、リブ６０とレグ２０の１つの屈曲点２０Ｂとを干渉させることなく、よりリブ６０を大きくすることができる。よって、レグ２０と上フランジ５２との接続をより強く補強することができる。

【0068】

また、レグ２０の１つは、上フランジ５２に設けられた貫通孔５２ｈに挿通される。これにより、レグ２０の１つと上フランジ５２との位置合わせを容易に行うことができる。この様式は、例えば、レグ２０の屈曲点２０Ｂが接続部材５０よりも上側に位置し、屈曲点２０Ｂと接続部材５０とが干渉しない場合において特に好適である。

【0069】

また、レグ２０の１つは、上フランジ５２により、分断される。つまり、上フランジ５２にはレグ２０の１つを挿通する貫通孔５２ｈが設けられておらず、分断されたレグ２０はそれぞれ上フランジ５２の上面と下面にそれぞれ配置される。これにより、上フランジ５２によってレグ２０が分断された部位を、レグ２０の屈曲点２０Ｂとすることができる。よって、レグ２０の屈曲点をリブ６０の下方に位置するようにすることができる。したがって、レグ２０をより大きくすることができる。この様式は、例えば、ジャケット構造体１００の設置場所の条件によって、レグ２０の１つの屈曲点２０Ｂを可能な限り低い位置に設定する必要がある場合に特に好適である。

【0070】

また、上フランジ５２により分断される複数のレグ２０の１つのそれぞれは、上フランジ５２に溶接される。つまり、リブ６０によって上フランジ５２とレグ２０の１つとを接続することに加えて、レグ２０の１つと上フランジ５２とを直接溶接（例えば、両側溶接）によって固定する。これにより、よりレグ２０の１つと上フランジ５２との接続部の疲労強度を向上することができる。

【0071】

また、上フランジ５２により分断される複数のレグ２０の１つのそれぞれは、上フランジ５２に両側溶接される。これにより、レグ２０の１つと上フランジ５２との接続部の疲労強度を更に向上することができる。

【0072】

また、上フランジ５２により分断されるレグ２０の１つのうちトランジションピース１０の側のレグ２０の１つの長手方向は、上フランジ５２と略垂直に交わる。これにより、レグ２０の１つの端部から上フランジ５２に荷重が伝達される際に、前記荷重がレグ２０の１つと上フランジ５２との接続部においてせん断方向に作用することを防ぐことができる。

【0073】

また、上フランジ５２の上面と、レグ２０の１つのうちトランジションピース１０の側のレグ２０の１つの管軸と、のなす角度と、上フランジ５２の下面と、レグ２０の１つのうち海底地盤の側のレグ２０の１つの管軸と、のなす角度とが、等しい。これにより、上フランジ５２によって分断されたレグ２０の１つの断面形状について、トランジションピース１０の側のレグ２０の１つの断面と海底地盤の側のレグ２０の１つの断面形状とを合同とすることができる。したがって、上フランジ５２の両面における、レグ２０の管壁の位置を一致させることができる。よって、トランジションピース１０の側のレグ２０の１つから海底地盤の側のレグ２０の１つへの荷重伝達をスムーズにすることができる。

【0074】

ここで、杭４０は、海底地盤に打設され、鉛直方向と平行に延びている。これに対し、上フランジ５２により分断されるレグ２０の１つのうち海底地盤の側のレグ２０の１つの長手方向は、鉛直方向と平行である。つまり、レグ２０の１つのうち、鉛直方向において接続部材５０の内部に位置する部位が、鉛直方向と平行である。よって、接続部材５０によってレグ２０の１つと杭４０とを接続する際、レグ２０の１つと杭４０とが干渉することを防ぐことができる。

【0075】

また、レグ２０の１つに対応する杭４０は、上フランジ５２及び下フランジ５３のそれぞれに設けられたスリーブ５１に挿通される。これにより、杭４０と接続部材５０とを接続する際の位置合わせを容易に行うことができる。したがって、海底地盤に打設された杭４０と、上フランジ５２及び下フランジ５３とを直接溶接等によって接続する場合と比較して、洋上での作業を容易に行うことができる。

【0076】

また、下フランジ５３は、水平である。これにより、例えば、ジャケット構造体１００の施工後において、下フランジ５３と海面とが平行となっていることを目視することにより、接続部材５０が正しい角度で配置されていることを確認することができる。よって、施工後の管理を容易とすることができる。

【0077】

また、ウェブ５４の上端の辺は、傾斜しており、ウェブ５４の下端の辺は、水平である。ウェブ５４の上端の辺が傾斜していることで、上フランジ５２が傾斜している場合においてウェブ５４と上フランジ５２とを隙間なく接続することができる。ウェブ５４の下端の辺が水平であることで、下フランジ５３が水平である場合においてウェブ５４と下フランジ５３とを隙間なく接続することができる。

【0078】

また、下フランジ５３は、傾斜している。これにより、例えば、海面において波が発生し、下フランジ５３の下面に海水が衝突した場合において、下フランジ５３の下面全体に同時に海水が衝突することを防ぐことができる。よって、海水の衝突による接続部材５０への衝撃を最小限に抑えることができる。

【0079】

ここで、下フランジ５３が傾斜している場合において、一方の端部より上側に位置している他方の端部は、上フランジ５２との距離が近くなる。したがって、上フランジ５２及び下フランジ５３のそれぞれにレグ２０の１つ又は杭４０を接続する際、上フランジ５２と下フランジ５３とによって支持される部位同士の間隔が小さくなる。このとき、ジャケット構造体１００に付加される転倒モーメント等の入力に対して十分な強度とするためには、特に杭４０の側において上フランジ５２と下フランジ５３によって支持される部位同士の間隔を大きくすることが好ましい。

【0080】

これに対し、下フランジ５３は、下フランジ５３の端部であってレグ２０の１つに対応する杭４０の側の端部よりも、下フランジ５３の端部であってレグ２０の１つの側の端部が、鉛直方向の上側に位置するよう、傾斜している。このような構造とすることで、杭４０の側において、上フランジ５２と下フランジ５３との間の距離を大きくすることができる。よって、杭４０の側において、入力に対する強度を十分にすることができる。

【0081】

また、レグ２０の１つに対応する杭４０は、複数の杭４０である。つまり、レグ２０の１つに対して、接続部材５０を介して複数の杭４０が接続される。これにより、レグ２０の１つと、杭４０を介した海底地盤との接続を強固にすることができる。よって、レグ２０に対する転倒モーメント等の入力に対して、十分な強度を持たせることができる。

【0082】

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、下フランジ５３が傾斜して配置される場合において、下フランジ５３は、下フランジ５３の端部であって１つに対応する杭４０の側の端部よりも、下フランジ５３の端部であって１つの側の端部が、鉛直方向の下側に位置するよう、傾斜していてもよい。

【0083】

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0084】

１０ トランジションピース
２０ レグ
４０ 杭
５０ 接続部材
５１ スリーブ
５２ 上フランジ
５２ｈ 貫通孔
５３ 下フランジ
５４ ウェブ
６０ リブ
１００ ジャケット構造体
２００ 洋上風車

【要約】

【課題】レグと、レグと杭とを接続する接続部材と、の間における荷重伝達をスムーズにすることができるジャケット構造体を提供する。
【解決手段】洋上風車２００を支持するトランジションピース１０と、トランジションピース１０を支持する複数のレグ２０と、複数のレグ２０のそれぞれに接続される複数の杭４０と、複数のレグ２０のうちの１つと、複数の杭４０のうち１つに対応する杭４０が挿入されるスリーブ５１と、を接続する接続部材５０と、を備えるジャケット構造体１００であって、接続部材５０は、上フランジ５２と、下フランジ５３と、ウェブ５４と、を含み、上フランジ５２には、レグ２０の１つと上フランジ５２とを接続するリブ６０が設けられることを特徴とする。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】