■事業の内容
(1) 箱型海洋構造物の運動特性及び係留システムに関する研究
[1] 運動特性の研究
箱型海洋構造物の動揺減衰係数、作用する潮流力、旋回時の流体力微係数、波浪中運動特性についての実験結果と理論解析結果との比較検討により検証。
[2] 係留システムの研究
a. 実状調査
索・鎖による多点及び一点係留ラインに対する海底傾斜や凹凸、中間ブイ・シンカーの有無等の影響及び変動張力について、海洋構造物の実状を調査。
ドルフィン係留方式に用いる大型・大容量ダンパーの形状・寸法・圧縮特性・経年変化・変動特性等を検討し、本方式の実状を調査。
b. 模型実験
(a) 多点係留方式の模型実験
○ 供試模型
長さ3.0m×幅2.5m×高さ0.75m 1隻
長さ3.872m×幅1.936m×高さ0.6m 1隻
○ 試験内容
多点係留時不規則波中水槽模型実験により、中間シンカー付き及び無しの場合の模型の動揺応答及び係留ラインに働く張力測定。
(b) 一点係留方式の模型実験
○ 供試模型
長さ3.872m×幅1.936m×高さ0.6m 1隻
○ 試験内容
中間ブイ方式及び接触ブイ方式についての不規則波中水槽模型実験により、動揺、振れ回り、ブイ係留力、係留ライン張力を測定。
(c) ドルフィン係留方式の模型実験
○ 供試模型
長さ0.976m×幅0.5m×高さ0.253m
○ ドルフィンダンパー模型
ゴムフェンダー近似型1種、空気フェンダ型1種
○ 試験内容
ドルフィンダンパー係留時不規則中水槽模型実験により、模型の動揺応答、係留力を測定。定常外力及び反射波による組合せ外力中の係留力を測定。地震応答試験により実際の地震動波形を用いた場合の模型震動応答及び係留力応答を測定。
c. シミュレーション計算
多点係留、一点係留、ドルフィン係留各方式の水槽模型実験状態(不規則波中及び組合せ外力中)に対応させて、電算機により数値シミュレーション計算解析。実験結果と比較検証し、各方式の実用上の適用範囲を設定。
[3] 設計基準の作成
a. 資料調査
既存の海洋構造物係留システムに関する内外の安全基準、設計基準、海洋構造物の実例、設計例を調査、内容要約、比較検討。
索及び鎖の既存資料、実験結果を詳細調査。
b. 最終設計基準の作成
前記の調査・研究成果に基づき、浮遊式箱型海洋構造物の挙動、係留システムに関する設計基準を作成。内容は第1編概論、第2編多点係留方式、第3編一点係留方式、第4編ドルフィン・ダンパー係留方式から成る。
(2) 海洋構造物の重防食に関する研究
[1] 重防食材料の調査
重防食材料の調査(防食材料の機械的強度や劣化と防食性)
非金属系の被覆防食材料の中から代表的な塗料及びライニング材料を数種選定し、それらの材料により長期耐久性が期待される防食仕様8種を設定。試験板を海岸暴露及び海水浸漬して、各種仕様皮膜の機械的強度特性や劣化度ならびに防食性能の経時変化を定期的に調査。
[2] 海洋環境下での構造物の防食性試験
a. 構造物試験体製作および塗装
横幅1,500×縦幅5,000×高さ4,000mmの浮体2基からなる双胴形試験体を製作し、塗装系およびライニング系5種の重防食塗装。
b. 実環境設置、初期調査
上記構造物試験体を三菱長崎造船所香焼工場西側海岸に設置。洋上大気部、飛沫部、海中部の防食性能の初期調査。
[3] 寿命推定法の検討
a. 促進試験法調査
塩水浸漬試験、促進耐久性試験、熱サイクル試験の試験条件を調査。
b. 塩水浸漬試験、促進耐久性試験、熱サイクル試験による塗膜劣化促進試験と塗膜劣化判定法の検討。
[4] 防食施行法の調査検討
a. ライニング施工におけるショッププライマ方式の適用性調査試験
各種ショッププライマ及びその上塗時の2次表面処理法とそのグレードに対するライニング材の適用性試験。
b. ライニング材料の付着性に及ぼす素地調整法の調査試験、素地調整法の処理グレード(防錆率や表面粗度)の相違が、ライニング材料の付着性に及ぼす影響について調査試験。
[5] メインテナンス方法の調査検討
a. 浮体構造物による重防食塗装系の耐食性評価とメインテナンスに関する調査試験
防食対象部分(海上大気部、飛沫帯、干満潮帯海中部)の塗膜欠陥部の調査方法の検討。
海中部の生物汚損と腐食の実態調査
補修材料の選択と補修方法の調査
b. 試験板による耐食性評価とメインテナンス試験
c. 上部構造物および試験板の暴露試験
(3) 海洋構造物の深海係留に関する調査研究
[1] 浮体の挙動及び係留力の推定法
a. 問題点の検討
基礎調査として、海洋構造物とその係留諸元、係留方式と係留装置、自然環境の設計条件及び荷重許容量の調査。
(a) 潮流による索鎖の大変形の調査
潮流による索鎖の大変形及び索鎖の静的・動的特性を調査・解析
(b) 緩係留におけるスロードリフト振動の調査
深海係留と長周期運動、風の構造と風外力に関する研究の現状、波標流力に関する研究の現状及び係留浮体の応答計算法を調査。
(c) 複合索鎖の構成、組合せ方法の検討調査及び構成の具体例調査
複合索鎖の特徴、係留時特性計算法、実施検討例及び問題点を調査。
b. 模型実験方案の作成
索鎖の要素に働く流体力、索の強度及び鎖の強度に関する模型実験方案を作成。
[2] 係留用要素機器の調査研究
a. 鋼索の構造及びコーティング
深海係留鋼索の構造、コーティングの基礎調査。
b. 鋼索の疲労及び腐食
深海係留用鋼索の疲労特性、海水中におけるワイヤロープの劣化及び合成繊維ロープについて調査。
c. チェーンの耐久性
深海係留用チェーンの種類、規格、静的強度及び疲労強度について基礎調査。
■事業の成果
本事業は、近年海洋開発の進展に伴い、各種の海洋構造物が建造・計画されているが、これに対する基礎的研究が不十分であることから、
(1) 浅海域における箱型海洋構造物の運動特性を解明し、その安全適切な係留システムの設計基準の確立の資料が得られた。
(2) 海洋構造物は定期的な入渠が不可能であるため、メンテナンスフリー指向の超重防法及び維持方法を研究し、資料を得た。
(3) 深海域における浮遊式海洋構造物の係留について、構造物の挙動、係留力の推定法及び係留機器について調査した。
以上の研究の結果、次年度以降の試験研究の上で大いに必要な基礎資料を得ることができたものである。
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