CN106436657B

CN106436657B - 浮体式铰链闸门

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Publication number: CN106436657B
Application number: CN201610645065.0A
Authority: CN
Inventors: 吉识龙太; 板垣畅; 佐山真一
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2016-08-09
Publication date: 2020-05-22
Anticipated expiration: 2036-08-09
Also published as: KR20170018764A; US9903081B2; JP2017036595A; KR102466645B1; CN106436657A; JP6434874B2; US20170044731A1

Abstract

技术问题：即使在需要配重等助力且设置场所的跨度较大时，门体顶端部也不会发生挠曲。解决手段：一种浮体式铰链闸门(1)，其在涨水时，门体(2)的顶端侧(2c)能够以基端侧为支点旋转上浮。具备安装于门体(2)的顶端侧(2c)的上部横梁(2d)和内包于上部横梁(2d)且两端部分别与钢缆(4)的一端连接的门体吊用梁(3)。钢缆(4)的另一端侧与作为拉伸装置的配重(5)连接。具有螺栓(6b)，其作为平时用于使对于作用在门体吊用梁(3)上的因配重(5)所产生的钢缆(4)的张力的反作用力等分地作用于上部横梁(2d)的调节部件，插入设置在上部横梁(2d)的上表面的螺栓孔(6a)从而介于上部横梁(2d)与门体吊用梁(3)之间。

Description

浮体式铰链闸门

技术领域

本发明涉及一种浮体式铰链闸门，其例如作为防波堤的一部分或者设置于防波堤的开口部，在海啸或涨潮时使门体上浮，使得海水不会流入陆地侧。本发明尤其涉及一种需要配重等的助力，且适用于设置场所的跨度较大的情况的浮体式铰链闸门。

背景技术

存在一种浮体式铰链闸门，该浮体式铰链闸门在发生海啸或涨潮时，在海水流入初期不会出现门体的上浮动作迟缓而使海水溢流至陆地侧的情况，另外，在水位下降时不会出现容易倒伏的情况且急剧倒伏的危险举动（例如专利文献1）。

图5所示的现有的浮体式铰链闸门101，在其门体102的顶端部的宽度方向的整个区域安装有例如一根杆103，具有支撑水压负荷和安装钢缆104的一端的功能。

钢缆104的另一端经由定滑轮106和定滑轮107安装在配重120上，其中，所述定滑轮106在倒伏时的门体102的顶端侧102b的上方设置于门挡105上；所述定滑轮107设置在门体102的基端侧102a的上方。因此，在平时配重120的重量始终作用于门体102的顶端部。此外，图5中rs为开口部的路面，121为门挡（收纳部）。

现有的浮体式铰链闸门101在海水开始流入的初期阶段，配重120下降，由此向立起方向牵拉门体102，辅助该门体立起（参照图6中的（a）~（b）的动作）。

在这种将绳索的张力作用于门体的顶端部的两端而用作立起的辅助力这种类型的浮体式铰链闸门中，门体的宽度越长，平时由绳索张力产生的门体顶端部的挠曲越大。并且，门体顶端部的挠曲在平时形成为路面突起，有可能会妨碍人或车辆的安全通行。

此外，为了将挠曲量收敛于容许值以下，考虑增大门体的厚度，提高刚性，但此时，门体的重量必然会增加。门体的重量增加关系到设备整体重量增加，从而导致成本上升。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2012-241449号公报

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题在于，在将需要配重等助力的浮体式铰链闸门设置于跨度较大的场所时，在抑制门体的挠曲时，会使门体的厚度增大而使重量增加，导致设备整体的重量增加。

（二）技术方案

本发明是基于如下目的而完成的，即，即使是例如需要配重等助力的大跨度类型的浮体式铰链闸门，也不会使门体的厚度增大，并防止由绳索的张力产生的门体顶端部的挠曲（在平时从路面突起）。

本发明为一种浮体式铰链闸门，

其在由海啸或涨潮引起的涨水时，沿海水流入的方向在高度方向的平面内，门体的顶端侧以基端侧为支点可旋转上浮，所述浮体式铰链闸门的最主要的特征在于，具备：

上部横梁，其安装在所述门体的顶端侧；

门体吊用梁，其内包于所述上部横梁，且两端部分别与绳索的一端连接；

拉伸装置，其与所述绳索的另一端侧连接；

调节部件，其在平时用于使对于作用在所述门体吊用梁上的因所述拉伸装置所产生的所述绳索张力的反作用力等分地作用于所述上部横梁。

在上述本发明中，在安装于门体的顶端侧的上部横梁中内包门体吊用梁，在该门体吊用梁的两端部连接绳索的一端，该绳索的另一端侧与例如配重、压缩螺旋弹簧、拉伸螺旋弹簧等拉伸装置连接。

根据本发明的结构，由于作用在门体吊用梁的两端部上的配重的重量小于由门体的自重所作用的力，因此，在不作用浮力的平时，平衡静止。此时，通过调节部件使对于作用在门体吊用梁上的因配重的重量所产生的绳索张力的反作用力等分地作用于（均匀分布地作用）上部横梁，从而不会使安装于门体的顶端侧的上部横梁的部分发生挠曲。

（三）有益效果

在本发明中，调节在构成门体顶端部的上部横梁内装入门体吊用梁，通过调节部件将等分布的力（等分布负荷）从因配重的重量而挠曲的梁传递至上部横梁，使得在挠曲的梁的上方，上部横梁平坦地载置。由此，即使将浮体式铰链闸门设置在跨度较大的场所的情况下，也能够抑制门体顶端部的挠曲，因此，人和车辆可安全通行。

附图说明

图1是本发明的浮体式铰链闸门的整体概要图，是从侧面侧观察的图。

图2是说明本发明的浮体式铰链闸门在门体倒伏时上部横梁和门体吊用梁的安装状态的图。

图3是说明本发明的浮体式铰链闸门中的上部横梁和门体吊用梁的安装状态的图，其中，（a）是图2的A-A位置的局部剖开截面图，（b）是作为调节部件使用的螺栓的局部放大图。

图4是说明本发明的浮体式铰链闸门在门体立起时门体吊用梁的状态及防脱落部件的作用的图，其中，（a）为图2的A-A位置的局部剖开截面图，（b）为设置有防脱落部件的部分的放大图。

图5是现有的浮体式铰链闸门的示意结构图，其中，（a）为从侧面观察的图，（b）为从正面观察的图，（c）为从俯视角度观察的图。

图6是说明将配重用作助力的现有浮体式铰链闸门的动作原理的图，其中，（a）表示流入初期，（b）表示立起中期，（c）表示立起后期。

附图标记说明

1—浮体式铰链闸门；2—门体；2a—旋转中心；2b—基端侧；2c—顶端侧；2d—上部横梁；3—门体吊用梁；3a—绳索连接轴；4—钢缆；5—配重（拉伸装置）；6—调节装置；6a—螺栓孔；6b—螺栓（调节部件）；7—第一定滑轮；8—第二定滑轮；9—侧部门挡；10—拉杆。

具体实施方式

在本发明中，通过利用调节部件使对于作用在门体吊用梁上的因配重的重量所产生的对绳索的张力的反作用力等分地作用于上部横梁（均匀分布地作用），实现了如下目的，即，即使是例如需要配重等的助力的大跨度类型的浮体式铰链闸门，也不增加门体的厚度而可防止门体顶端部的挠曲。

实施例

下面，利用图1~图4对本发明的实施例进行详细说明。图1是表示本发明的浮体式铰链闸门的概略结构的图。

在图1中，1是在例如防波堤开口部的路面rs上设置的本发明的浮体式铰链闸门。该浮体式铰链闸门1在因海啸或涨潮引起的涨水时，利用涌来的海水W的水压，沿海水流入的方向（图1中的箭头方向），在高度方向的平面内，以基端侧2b的旋转中心2a为支点使门体2的顶端侧2c上浮摇动，将防波堤的开口部隔绝成水密状态，防止海水流入陆地侧的生活空间。此外，在门体2的宽度方向的两侧安装有侧部水密橡胶（未图示）。

图1所示的本发明的浮体式铰链闸门1在门体2的顶端侧2c的最顶端的部分安装有上部横梁2d。如图2所示，上部横梁2d是在门体2处于倒伏状态时位于上方及侧方的三个面由钢板构成且下方呈开放状态的钢结构横梁。在此，参考图2，上部横梁2d的“位于上方的面”是在构成上部横梁2d的三个面中与门体2的上面连续设置的一个面2da。另外，上部横梁2d的“位于侧方的面”是从所述位于上方的面2da上的门体2高度方向的两侧端以门体2的厚度向下方延伸而得的两个面2db及2dc。

在本实施例中，在所述上部横梁2d的内侧内包由在两端具备绳索连接轴3a的钢体所构成的门体吊用梁3。在该门体吊用梁3与构成上部横梁2d的钢板的内侧面之间存在间隙。并且，使该门体吊用梁3的两端部的绳索连接轴3a贯穿设置于两侧的侧部门挡9的引导沟槽并向其收纳部内突出，在该突出的绳索连接轴3a上分别安装钢缆4的一端。

钢缆4的另一端，在各个侧部门挡9的收纳部内的、例如倒伏时的门体2的顶端上方及基端侧，如图1所示经由第一定滑轮7及第二定滑轮8与配重5连接。此外，本发明对设置第一定滑轮7及第二定滑轮8的位置及高度并没有限定。

因此，平时，配重5的重量经由钢缆4始终作用于门体吊用梁3。此外，在图1中，10是用于规定门体2的上浮上限位置的拉杆。

作为一例，第一定滑轮7以门体2立起时相对于水平面（与路面rs为同一平面）的倾斜角θ例如为45度时，使配重5处于最下点的方式设置。该倾斜角θ在10度-80度的范围内即可，可适当地设计成所需角度。

因此，在发生涨潮或海啸时，涌来的海水将要越过浮体式铰链闸门1流入陆地侧时，本发明的浮体式铰链闸门1通过涌来的海水作用于门体2而产生的浮力，门体2在无动力且无人为操作的状态下上浮。在门体2开始上浮时，配重5下降，由此辅助门体2上浮。并且，若门体2相对于水平面的倾斜角θ成为45度，则配重5处于最下点位置。若门体2相对于水平面的倾斜角θ超过45度，则由于门体2立起，配重5将上升，因此配重5成为阻力而使门体2的立起速度降低，缓和立起结束时的冲击力。

此外，该立起完成时，为了防止由于钢缆4的张力使门体吊用梁3从上部横梁2d的处于开放状态的下方侧脱落，在本实施例中，在上部横梁2d侧方的两端这两处设置防脱落部件2e。

在涨潮、海啸退去，水位下降时，在倒伏初期，配重5下降，门体2向倒伏方向被牵拉，其追随水位的降低而倒伏。并且，门体2相对于水平面的倾斜角θ为45度时，门体2和钢缆4呈一条直线，配重5处于最下端的位置。若门体2相对于水平面的倾斜角θ小于45度，则由于门体2的倒伏，配重5上升，因此，配重5成为阻力而使门体2的倒伏速度降低，缓和倒伏结束时的冲击力。

接着，参照图2~图4，对用于调节上部横梁2d与门体吊用梁3之间的距离的调节部件6b的构造进行说明。如图2所示，在上部横梁2d在门体倒伏时的上表面2da上，沿上部横梁2d的长度方向上以所需间隔设置有螺栓孔6a。

门体倒伏时，与配重5连接的钢缆4连接于门体吊用梁3的两端的绳索连接轴3a，并始终作用试图将门体吊用梁3向上抬起的力。因配重5的重量使得来自钢缆4作用的力小于因门体2的自重作用的力，因此在不作用浮力的平时，在该状态下平衡静止。

在本实施例中，将经由螺栓孔6a而介于上部横梁2d和门体吊用梁3之间的螺栓6b作为调节部件使用，使对于作用在门体吊用梁3的两端的因配重5的重量所产生的钢缆4的张力F的反作用力，如图3的多个箭头f所示，经由螺栓6b等分地作用于（均匀分布地作用）上部横梁2d。此外，螺栓6b并不是紧固连接上部横梁2d和门体吊用梁3的部件，而是通过插入螺栓孔6a而介于上部横梁2d和门体吊用梁3之间来调节其距离的部件。

在上述结构的本发明中，门体吊用梁3在上部横梁2d的内部处于挠曲的状态，上部横梁2d使对于因配重5的重量产生的钢缆4的张力F的反作用力从挠曲的门体吊用梁3经由螺栓6b在横跨跨度方向均匀分散，因此，不会产生弯曲，可以保持与路面rs之间的平滑。因此，本发明的浮体式铰链闸门1能够抑制平时的门体2的挠曲，可形成平滑的路面，有利于人和车的安全通行。

此外，配重5的重量小于因门体2的自重而作用的力，门体吊用梁3由于配重5的重量而挠曲，但门体吊用梁3是不会进一步弯曲的刚性梁。

在以上说明中，对门体倒伏时的门体吊用梁3的挠曲和用作调节部件的螺栓6b的作用进行了叙述，但门体吊用梁3的挠曲在门体倒伏时为最大，在海啸、涨潮所引起涨水时，随着门体2旋转上浮，因门体2的自重所引起的门体吊用梁3的挠曲逐渐减小。进而，在门体2立起结束时，如图4所示，成为几乎确认不到门体吊用梁3挠曲的状态。

需要补充说明的是，立起结束时，并不是说门体吊用梁3的挠曲完全变为零，而是稍微产生以门体中心位置的螺栓6b和防脱落部件2e为支承点并以绳索连接轴3a为作用点的挠曲，如图4中的（a）所示，由于2e和3a之间距离短，因此，立起结束时，仅产生了实际使用上无关紧要的小级别的弯曲。由此，在门体2完成立起的时刻，不需要调节部件的功能。此外，立起结束时，上述防脱落部件2e防止门体吊用梁3脱落，该防脱落部件2e承受配重5的重量。

另外，上述实施例的结构使用了由设置于上部横梁2d的螺栓孔6a和与该螺栓孔6a螺合的螺栓6b构成的调节装置6，根据该结构，仅通过改变螺栓6b的螺入量便能够自由调节上部横梁2d和门体吊用梁3的距离，故优选。

即，作为防止门体顶端部弯曲的结构，也可以考虑利用预先制作为反翘曲的拱状的弧形件，但在本发明的情况下，依靠门体吊用梁3自然翘曲的状态即可，能够通过作为调节部件而设置的螺栓6b将上部横梁2d和门体吊用梁3的距离调节至最佳状态。因此，使用上部横梁和门体吊用梁的本发明的结构，相较于制作为弧形件的上述结构，制作方面省时省力，成本方面也有利。

毋庸多言，本发明并不限于上述实施例，只要在各权利要求所述的技术思想的范围内，也可以适当改变实施方式。

例如，侧部门挡9的收纳部上的第一定滑轮7、第二定滑轮8的设置方式并不限于图1所示的实施例。另外，根据需要，也可以使用动滑轮。

另外，在上述所示的实施例中，设置有用于规定门体2的上浮上限位置的拉杆10，但该拉杆10并不是必须的部件。

另外，在上述实施例中，使用了钢缆4，但与门体吊用梁3的绳索连接轴3a连接的绳索也可使用聚酰胺类、聚酯类、聚乙烯类、聚丙烯类、芳族聚酰胺类、聚芳酯类、以及超高密度聚乙烯等的纤维绳索。

另外，在上述实施例中，作为拉伸钢缆4的装置，示出了使用配重5的例子，但拉伸装置并不限于此。例如，也可以为使用了压缩螺旋弹簧、拉伸螺旋弹簧等弹簧机构的拉伸装置。

另外，在上述所示的实施例中，示出了使用在门体倒伏时仅下方处于开放状态的上部横梁2d的例子，但上部横梁2d的形状并不限于此。例如，也可以用横截面为L字状的钢体构成上部横梁2d。

另外，关于螺栓孔6a，示出了以等间隔设置在上部横梁2d的长度方向上的优选的一例，但并不一定需要设为等间隔。另外，螺栓孔6a的设置数量也不限于图3的例子。

Claims

1.一种浮体式铰链闸门，其在由海啸或涨潮引起的涨水时，沿海水流入的方向在高度方向的平面内，门体的顶端侧能够以基端侧为支点旋转上浮，其特征在于，具备：

上部横梁，其安装在所述门体的顶端侧；

拉伸装置，其与所述绳索的另一端侧连接；

调节部件，其介于所述上部横梁与所述门体吊用梁之间而设置，使得所述上部横梁与所述门体吊用梁以具有距离的方式配置，在平时，对于作用在所述门体吊用梁上的因所述拉伸装置所产生的所述绳索张力的反作用力等分地作用于所述上部横梁。

2.根据权利要求1所述的浮体式铰链闸门，其特征在于，所述调节部件是通过插入以所需间隔设置在所述上部横梁的长度方向上的螺栓孔从而介于所述上部横梁与所述门体吊用梁之间的螺栓。