クレーン船

クレーン船、クレーン船、クレーンバージ、または浮きクレーンは、現代の船では通常1,500 t（1,476長トン、1,653短トン）を超える重量物を持ち上げることに特化したクレーンを備えた船です。最大のクレーン船は、オフショア建設に使用されます。^[1]

クレーンは従来の単胴船やはしけに取り付けられているが、最も大きなクレーン船は双胴船や半潜水型であることが多く、安定性が向上し、プラットフォームの動きが少なくなっている。多くのクレーン船には1台以上の回転式クレーンが取り付けられている。最も大きなクレーン船の中には、代わりに固定式のシアレッグを使用しているものもある。これらの設計では、クレーンは船に対して回転することができず、船を操縦して荷物を置く必要がある。他の船は大型のガントリークレーンを使用し、荷物をまたいで移動する。^[1]

クレーン船にはいくつかの主要な構成があり、通常は機能範囲が重複していますが、状況によってはそれぞれが他の構成よりも少なくとも1つの大きな利点を持っているため、これらの構成はすべて共存しています。^[1]

重量物用クレーン装置を備えた従来の航洋自走式単胴船。 ^[1]

シアーレッグバージとは、片端にシアーレッグが取り付けられたバージのことで、荷物を持ち上げたり、シアーレッグをラフさせてリーチを調整したりできますが、船体の向きとは関係なく荷物を旋回させることはできません。典型的な配置では、船尾にヒンジで取り付けられた頑丈なA フレームが船首のステーで支えられています。荷物を持ち上げたら、バージは船上のスラスターまたはタグで荷物を下ろす位置まで移動し、荷物を下ろします。シアーレッグ バージは、常に荷物を最大静的安定ラインに保ち、船首にバラストを使用して縦方向の復原モーメントを増やして荷物を補うことができます。シアーレッグ配置は、旋回クレーンよりも製造と保守が経済的ですが、持ち上げたり下ろしたりするために船全体を正確な位置に移動する必要があるため、不便な場合があります。荷物を載せた状態でのラフィングは一般的に遅く、その必要もほとんどないため、荷物の持ち上げと設置の両方に適した位置まで持ち上げる前に、シアーレッグをラフィングするのが一般的です。^[1]

重量物運搬用ハンマーヘッドクレーン船には固定式のハンマーヘッドクレーンがあり、旋回もラッフもできないが、到達距離は一定である。これらはシアレッグ船と同様の方法で操作される。この配置は双胴船に搭載され、橋脚をまたいでプレハブ部分を降ろすことができる。^[1]

2 隻のバージをガントリークレーンで上部で連結した双胴船型重量物運搬バージは、港や河川などの保護された水域で使用されています。バージの傾斜モーメントを軽減するために、ガントリーを両端のピンジョイントで船体に取り付け、ある程度の独立したロールを可能にする場合があります。ガントリートラスは通常バージの両端に取り付けられ、長い荷物を持ち上げることができます。^[1]

半潜水型クレーンプラットフォームは、水深が深すぎる場合や、底部の構成がジャッキアップに適していない場合、また、従来の船体を効率的に使用するには水の状態が荒すぎる場合に有利です。半潜水型船体の形状は、水面面積が小さいため、波やうねりに対する反応が少なく、反応が遅く、安定性と復元モーメントは、荷重に合わせてバラストを積むことで調整できます。また、柱間の隙間により、波がその間を通過できるため、船体への影響はほとんどありません。欠点は、固有の安定性が低く、コストと複雑さが大幅に増加することです。^[1]

低水面領域は低い浮上応答を引き起こし、垂直係留索を使用して海底に杭や塊の重りを固定し、その海況下での浮上を防ぐのに十分な張力脚プラットフォームとして機能するように利用できます。この構成では、浮上の影響を受けやすい操作を正確かつ制御して行うことができます。^[1]

回転式デリック船は、船体に取り付けられた旋回クレーンで、荷物を積んでいるときに船体から独立して回転することができます。これらは非常に汎用性が高いですが、高価で複雑であり、特に安全に操作できる海況ではいくつかの制限があります。これらは通常、固定位置から操作され、デリックの旋回およびラッフィング機能を使用してクレーンの先端を位置決めし、荷物をピックアップして設定します^[1]

この配置は、構造と安定性の要件と、到達範囲の汎用性、荷重容量、コストのバランスを取った妥協案である。旋回式デリックの利点の 1 つは、船自体のデッキに積載された荷重に到達できることである。陸上クレーンと比較すると、海上での追加の動的荷重と動きにより、操作と安全性が複雑になる。ブームの先端の位置と動きは、6 つの自由度すべてによって影響を受け、船舶の運動中心からの距離によって拡大され、先端の位置が船舶に対して移動するにつれて、持ち上げ操作中に変化する。^[1]

ジャッキアップ建設バージは、4 本から 8 本の脚が取り付けられたバージです。各脚にはジャッキ システムがあり、脚をつかんで船体に対して上下に動かし、所定の位置に固定し、脚に沿って戻って再度つかんでジャッキアップ操作を行うことができます。作業位置では船体が波頭から持ち上げられ、バージの質量と追加の荷重は脚のベースで支えられます。脚のベースは、荷重をできるだけ均等に分散させるのが望ましいです。ジャッキアップ操作中、バージは、ピンと張ったアンカーの広がりによって所定の位置に固定されます。作業高さに達すると、脚を 1 本ずつ解放し、杭打ちハンマーでさらに深く打ち込んで安定性を高めることができます。取り外しは基本的に同様の手順を逆に実行し、船体が浮いた後に脚を 1 本ずつ底から引き抜きます。その間、アンカーの広がりによって波による横方向の力が制限されます。しっかりと埋め込まれた脚を解放するには、脚のベースでウォーター ジェット、持続張力、および/または低圧水注入を使用することができます。これらのリグは海況に反応して動きませんが、移動するには時折穏やかな状態が必要です。性能は海底の特性に大きく依存します。^[1]

容量を測る主な基準は、荷重、リーチ、揚高の3つです。その他の重要な要素としては、船体の喫水、フックを下ろせる深さ（沖合作業の場合）、航行および揚重の海況制限などがあります。^[1]

船舶の6 つの自由度、海況と風への反応、およびクレーンの形状と操作動作による上部ブロックの位置と動きの相互作用により、上部ブロックは空間内で複雑な 3 次元経路を描くことがあります。荷重経路はさらに複雑で、船舶、クレーン、および荷重のさまざまな共振が発生する可能性があり、通常はこれらの条件を合理的に実行可能な限り早く通過させることによって管理する必要がありますが、動き補正システムが役立つ場合もあります。加速度、急激な荷重、および荷重と周囲との間の衝撃は最小限に抑え、許容できない損傷を引き起こさないレベルに制限する必要があります。これらの応答の一部は、船舶、クレーン、および荷重の組み合わせに固有のものであり、その他は海況と風力に依存します。持ち上げと下ろしは、衝撃荷重の重要な段階です。持ち上げる際には、荷重が立っているサポートとフックの間に相対的な動きが生じる可能性があり、隙間が閉じる前に荷重を完全に持ち上げることができない場合は、衝撃が発生します。同様に、荷物を下ろすときも、できるだけスムーズに行う必要があり、接触したらできるだけ早く落ち着かせて、再び持ち上げたり基礎構造に衝撃を与えたりしないようにする必要があります。^[1]

• 海岸工学
• 海洋建設
• 海難救助

中世ヨーロッパでは、港湾全域に柔軟に展開できるクレーン船が14世紀にはすでに導入されていました。^[2]

帆船時代、重いものを持ち上げる作業には、浮きクレーンとしてシアーハルクが広く使用されていました。当時、船の最も重い部品はメインマストであり、シアーハルクはそれらの取り外しや交換に不可欠でしたが、他の目的にも使用されていました。一部のクレーン船には推進用のエンジンが搭載されていましたが、タグボートで牽引する必要のあるものもありました。

1898年に建造された戦艦 USS キアサージは、1920年に250トンのクレーンが設置され、クレーン船に改造されました。後にクレーン船1号と改名されました。^[3]この船は、建造中の他の戦艦に銃やその他の重量物を載せるために使用されました。もう1つの注目すべき功績は、1939年に 潜水艦 USS スクアラスを引き揚げたことです。

1942年、クレーン船、別名「重量物運搬船」のSSエンパイア・エルガー（PQ 16）、SSエンパイア・バード（PQ 15）、SSエンパイア・パーセル（PQ 16）がロシア北極圏の港、アルハンゲリスク、ムルマンスク、モロトフスク（その後セレロドヴィンスクに改名）に派遣された。その役割は、港湾施設がドイツ軍の爆撃機によって破壊されたか、あるいは存在しない（アルハンゲリスクのバカリッツァ埠頭など）北極圏の船団の荷降ろしを可能にすることだった。^{[4] [5] [6]}

1949 年、J. レイ マクダーモットは、150 トンを吊り上げることができる回転式クレーンを備えたバージ、デリック バージ フォーを建造しました。このタイプの船の登場により、オフショア建設業界の方向性が変わりました。石油プラットフォームをパーツごとに建設する代わりに、ジャケットとデッキをモジュールとして陸上で建設できるようになりました。オフショア産業の発祥地であるメキシコ湾の浅瀬で使用するには、これらのバージで十分でした。

1963年、ヘーレマ社はノルウェーのタンカー「スンナース」を300トン積載のクレーン船に改造しました。これはオフショア業界では初の船型クレーン船でした。この船は「グローバル アドベンチャー」と改名されました。このタイプのクレーン船は北海の厳しい環境によく適応していました。

1978年、ヘーレマ社は、それぞれ2,000トンと3,000トンのクレーンを1基ずつ備えた半潜水型クレーン船、ヘルモッドとバルダーを2隻建造した。後に両船とも、より高い能力にアップグレードされた。このタイプのクレーン船は海のうねりの影響を受けにくいため、冬の間は北海で運航することが可能だった。また、安定性が高いため、単胴船よりも重いものを吊り上げることができた。クレーンの能力が大きいため、プラットフォームの設置時間は1シーズンかかっていたが、数週間に短縮された。この成功に触発されて、同様の船が建造された。1985年には、マクダーモット社向けに、それぞれ6,000トンの能力を持つクレーン2基を搭載したDB-102が進水した。ミコペリ社は1986年に、それぞれ7,000トンのクレーン2基を備えた設計のM7000を発注した。

しかし、 1980年代半ばの石油供給過剰により、オフショア産業の好況は終わり、協力関係が生まれました。1988年、HeeremaとMcDermottの合弁会社HeereMacが設立されました。1990年、Micoperiは破産を申請せざるを得ませんでした。Saipemは、1970年代初頭には大規模な重量物運搬請負業者でしたが、1980年代末にはこの分野では小規模な企業に過ぎませんでしたが、1995年にMicoperiからM7000を買収し、後にSaipem 7000に改名しました。1997年、Heeremaは、合弁事業の廃止後、McDermottからDB-102を引き継ぎました。 ^{[7]この船は}Thialfに改名され、その後2000年に2倍の7,100トンの吊り上げ能力にアップグレードされました。

Thialfは両方のクレーンを連動させて、半径31.2メートル（102フィート）で14,200トン（14,000長トン、15,700ショートトン）を吊り上げることができます。比較すると、Saipem 7000は両方のクレーンを使用して、より広い半径41メートル（135フィート）で14,000トン（14,000長トン、15,000ショートトン）のより小さな荷物を吊り上げることができます。^[8]

最も重い単一リフト記録は、2000年にシェルのシアウォーター上部構造物11,883 t（11,695長トン、13,099ショートトン）を持ち上げたときにティアルフによって樹立されました。 ^{[9] [10]} サイペム7000は、2004年10月にサブラサデッキの12,150 t（11,960長トン、13,390ショートトン）を持ち上げ、新しい記録を樹立しました。^{[11] [12]}

サイペム7000は、ダイナミックポジショニング技術により、2010年に11,600トン（11,400長トン、12,800短トン）のBPヴァルホール生産型上部構造物を持ち上げ、新たな記録を樹立した。^[12]

完成後まもなく、スレイプニルは2019年9月にノーブル・エナジーのリヴァイアサン・プロジェクトの上部構造物として記録的な15,300トン（15,100長トン、16,900短トン）の揚重を完了した。^[13]

• パナマ運河で使用されるAjax (クレーン船) 250 トン^{[どれ? ]を持ち上げます}
• デリック
• ジャッキアップリグ
• 歴史的な港湾クレーンのリスト

ウィキメディア・コモンズには、クレーン船に関連するメディアがあります。

• 巨大な鋼鉄の筋肉: 港の底に沈んだタグボートを、床から 10 ポンドの重さを持ち上げるのと同じくらい簡単に持ち上げます。月刊ポピュラーサイエンス、1919 年 2 月、67 ページ、Google ブックスでスキャン