JP2004124448A

JP2004124448A - 空圧式起伏ゲート

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Publication number: JP2004124448A
Application number: JP2002288271A
Authority: JP
Inventors: Akio Iida; 飯田　章雄; Yoshio Iida; 飯田　祥雄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-10-01
Also published as: JP3988078B2

Abstract

【課題】空圧式起伏ゲートの下部水密を完全なものとし、長期間漏水の発生しない空圧式起伏ゲートを確実に建設できて、維持管理が容易で経済的で、空圧式起伏ゲートの景観を向上させる。
【解決手段】鋼板製の扉体１７の上流面の下端部付近の下部水密ゴム取付部分の縦リブ４２を取外し、縦リブの下端には流水の障害とならない程度の高さの横リブ４１を設けると同時に、扉体下端から横リブ取付部より上方の適当な位置までの間においては鋼板の厚さを他の部分より相当量厚くすることによって補強する構造とする。
【選択図】　　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、水路の底部に設けた回転中心によって扉体が自在に起立または倒伏を行なうことにより、水路の流水を堰上げまたは放流する目的で使用される起伏ゲートの一種で、鋼板製の扉体の下流側根元部に位置する平らな長方形に製作した３辺が閉じ１辺が開いたゴム引布製の空気袋に陸上の空気操作装置から空気管を接続して圧縮空気を送入すれば、空気袋が膨張して扉体を起立させ、逆に空気袋から圧力を有する空気を排出すれば、空気袋が平らに収縮して扉体が倒伏するようにした空圧式起伏ゲートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の空圧式起伏ゲートにおいては、鋼板製の扉体の曲げ剛性は鋼板の厚さに依存するのが基本である。そして、扉体の有効高さが大きくなり、扉体の水圧荷重に対抗する曲げ剛性が鋼板の厚さだけに依存していては扉体が非常に重いものとなり不経済となる場合は縦リブを使用する。すなわち、鋼板製扉体の上流面に適当な幅の細長い鋼板（縦リブ）を当該面に直角の姿勢で水の流れに平行な方向に適当な間隔で溶接取付けして、扉体が水圧荷重に対抗する曲げ剛性の強化を行なうのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この縦リブが扉体の曲げ剛性を補う効果は非常に優れており、また根元部分を空気袋で支持された扉体の下端付近の曲げモーメントは相当に大きな値となるので、従来は縦リブは高さ（鋼板の幅）を減少させつつ曲げモーメントが零となる扉体下端まで延長したのであるが、その結果、下部水密ゴムの縦リブの下端付近に当る部分を切除することになり、漏水が発生する不具合があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこでこの発明の空圧式起伏ゲートにおいては、鋼板製の扉体の上流面の下端部付近の下部水密ゴム取付部分には縦リブを取付けないこととした。その結果、下部水密ゴムは鋼板製扉体の上流面の下端部に連続して取付けられることになり、漏水が発生しない。
【０００５】しかし、水圧荷重により扉体に作用する曲げモーメントが大きな値となる位置で、縦リブによる補強を失った鋼板製扉体には、縦リブ下端付近で大きな応力が発生し破断の原因となるので、縦リブ下端には下部水密ゴムと押え板の厚さの和程度の幅の細長い鋼板を横リブとして鋼板製扉体の面に直角の姿勢で縦リブに直交する方向で溶接して応力の分散を図ると同時に、鋼板製扉体の下端から横リブ取付位置より上方の適当な位置までの間においては、鋼板の厚さを他の部分より相当量厚くして（一般に２倍から６倍程度）縦リブ下端付近の鋼板の応力を許容値に納めるようにした。
【０００６】このときの縦リブの下端付近の応力状態については、有限要素法により細部に及ぶ検討が必要となるが、電子計算機の応用により計算可能である。
【０００７】また、横リブの高さは必要以上に水と砂礫の流下を妨げることのないよう下部水密ゴムとその押え板の厚さの和程度としたものであるが、横リブの存在は下部水密ゴムとその押え板を流下する石や砂礫から保護する効果があるから、横リブにはその意味における存在理由もある。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係る起伏ゲートの実施の形態を、図面に基いて詳細に説明する。
図１、図２、図３、図４ならびに図５は、この発明の空圧式起伏ゲートの１実施例を示すものであり、図１は起伏ゲートの背面図、図２は起伏ゲートの断面図でともに起立状態を示し、図３は起伏ゲートの断面図で倒伏状態を示し、図４は扉体の説明図であり、図５は空気袋の説明図である。
【０００９】図１、図２および図３において、断面が長方形の水路の底のコンクリートの上面１に、水路を横断して１列に設置した鉛直のアンカーボルト２が主押し付け板３によって、３辺が閉じ１辺が開いた平らな長方形に製作したゴム引布製の空気袋４の開いた辺の縁５を、水路の底のコンクリートの上面１に押え付けることによって、空気袋４の開いた辺を密閉すると同時に、空気袋４を水路の底のコンクリートの上面１に固定する。
【００１０】この空気袋４の開いた辺の縁５の端には、樹脂製のロッド６によって補強繊維の折曲半径が過小とならないように保護した補強繊維の折返し部７があり、主押し付け板３の上流の角８ならびにコンクリートの上面１の上流の角９に掛かって、空気袋４の開いた辺の縁５が空気袋４に作用する張力によって引抜かれないように機能する。
【００１１】次に、主押し付け板３に沿って上流側の基礎コンクリート１０に設けた止水金物１１の上面に充分な強度を有するゴム引布製の繋ぎ板兼用水密ゴム１２の１辺をボルト１３と押え板１４によって強固に固定し、主押し付け板の上面にもボルト１５と押え板１６によって強固に固定し、加えて下流側の他の辺を鋼板製の扉体１７の下部の増厚部１８の上流面に、ボルト１９と押え板２０とにより強固に固定することによって、基礎コンクリート１０に設けた止水金物１１と主押し付け板３と扉体１７の下部の増厚部１８の間の漏水を防止する。
【００１２】この繋ぎ板兼用水密ゴム１２の端部には樹脂製のロッド２１によって補強繊維の折曲半径が過小とならないように保護した補強繊維の折返し部２２があり、押え板１４の上流の角２３ならびに押え板１９の下流の角２４に掛かって、繋ぎ板兼用水密ゴム１２が所定の位置から引抜かれないように機能する。
【００１３】加えて、水路の底の空気袋４より下流側の適当な位置のコンクリートの上面２５に設置したアンカーボルト２６と押え板２７で一端をコンクリートの上面２５に固定した十分な強度を有するゴム引布製の帯２８の他端を扉体１７の下流側の面の空気袋４の接触する位置より上の適当な位置にボルト２９と押え板３０で固定することにより、扉体１７が所定位置まで起立したときには、この帯２８に作用する張力により扉体１７が停止するようにする。
【００１４】この帯２８においても、その端部には樹脂製のロッド３１によって補強繊維の折曲半径が過小とならないように保護した補強繊維の折返し部３２があり、押え板２７の角３３ならびに押え板３０の角３４に掛かって、作用する張力によって帯２８が所定の位置から引抜かれないように機能する。
【００１５】次に扉体１７の頭部の曲げ加工部３５は、起立時には扉体１７を越流する水を下流側に導くことにより、越流する水や一緒に流下する流木等が空気袋４や帯２８等を打たないよう保護する。
また倒伏時には、扉体１７の頭部の曲げ加工部３５の先端が支持台３６に支持されて、コンクリートの上面１、下流のコンクリートの上面２５、ならびに扉体１７の下流面によって必要な空間を確保するから、空気袋４や帯２８は扉体１７に押し潰されることがない。
【００１６】図４に示すように、鋼板製の扉体１７は、堰幅より少し小さい幅方向の寸法と、起立時に必要な起立高を確保するために必要な長さを有するものであって、この鋼板製の扉体１７の頭部には曲げ加工部３５が形成され、その下部には主押し付け板３の厚さとほぼ等しい厚さの増厚部１８を設けてある。この増厚部１８の上部の扉体１７の一般部の板厚に溶接接合される部分は、技術基準にしたがって緩やかに板厚を減少させる。また増厚部１８の下端には半円形の部分３７を設けて扉体１７が起伏運動をするに際して、扉体１７の下部の増厚部１８の下端の半円形の部分３７が空気袋４の上面３８を滑りやすくする。
【００１７】また鋼板製の扉体１７の下部の増厚部１８の下端の半円形の部分３７に沿う部分には、繋ぎ板兼用水密ゴム１２を固定するボルト１９をねじ込む雌ねじ３９が１列に並んでおり、その上方には、帯２８を固定するボルト２９に合わせたボルト孔４０がある。
【００１８】さらに扉体１７の下部の増厚部１８の下端の上流面の繋ぎ板兼用水密ゴム１２の取付部に沿って横リブ４１を取付けする。横リブ４１は繋ぎ板兼用水密ゴム１２とその押え板２０の厚さの和程度の幅を有する細長い鋼板を扉体１７の下部の増厚部１８の上流の面に直角の姿勢で、増厚部１８の下端の半円形の部分３７に平行な方向で溶接される。
【００１９】また扉体１７と下部の増厚部１８の上流面の横リブ４１より上方の区域には、扉体１７の高さ方向の曲げ剛性を強化する目的で、適当な幅の細長い鋼板を当該面に直角の姿勢で横リブ４１に直交する方向に適当な間隔で溶接取付けして縦リブ４２としてある。縦リブ４２を取付けする方向は扉体１７の上を水が越流するときの流れの方向に平行であるから、縦リブ４２は水や砂礫等の流下を妨げることがない。
【００２０】他方横リブ４１は、縦リブ４２に直交する方向に取付けられるから、その方向は水や砂礫等の流下を妨げる方向であるけれど、横リブ４１の高さは繋ぎ板兼用水密ゴム１２と押え板２０の厚さの和程度であるから、起伏ゲートの機能を確保するのに必要な寸法の範囲に納まっている。
かえって、横リブ４１は押え板１４，１６，２０とともに繋ぎ板兼用水密ゴム１２が流下する石や岩によって損傷するのを防止する効果がある。
【００２１】図５に示すように、空気を排出したときには、平らな長方形となるよう製造された空気袋４の開いた辺の寸法は、ゲート幅より少し小さく、これと直角の方向には、膨張したときに扉体１７を押し起すのに十分な寸法を有している。
そして主押し付け板３で押えるべき開いた辺以外の３辺では、ゴム引布が連続して折れ曲り閉じている。また、開いた辺では、相対する２枚のゴム引布の縁５の端部に、樹脂製のロッド６によって補強繊維の折曲半径が過小とならないよう保護した補強繊維の折返し部７がある。さらに、この折返し部７に平行してアンカーボルト２が貫通するための孔４３が２枚のゴム引布の縁５を貫いている。また空気袋４の下側のゴム引布の中央付近には、口金４４が取付けられる。
【００２２】このように構成した上で、空気袋４の下部の口金４４に接続した空気管４５を水路のコンクリートに埋設するなどして陸上に導き、空気操作装置の排気用開閉弁４６、排気用流量調節弁４７、排気放出部４８、給気用開閉弁４９、給気用流量調節弁５０、空気圧縮機５１に、図１、図２および図３のように接続する。
【００２３】その上で空気圧縮機５１から給気用流量調節弁５０、給気用開閉弁４９、空気管４５、口金４４を経由して空気袋４の内部に空気を圧入した結果、扉体１７が起立した状態の断面図が図２であり、扉体１７の頭部の曲げ加工部３５が、越流する水を下流に導いて、空気袋４や帯２８を打たないよう機能している。
この状態を下流から見たのが図１であり、空気袋４が扉体１７の背面側にあってほぼ全幅において扉体１７を支えている。
【００２４】他方、空気圧縮機５１を停止し、給気用開閉弁４９を閉じ、排気用開閉弁４６を開いて、空気袋４の内部の圧力を有する空気を、排気用流量調節弁４７によって制御しつつ、排気放出部４８から大気中へ放出した結果、扉体１７が完全に倒伏した状態の断面図が図３である。
この状態では、水路の底を土砂等が激しく流下することがあるので、主押し付け板３に沿って直上流の基礎コンクリート１０に設置した止水金物１１は基礎コンクリート１０の落差部の補強の機能をも有するようにする。
【００２５】図６、図７、図８および図９はこの発明に係る起伏ゲートの他の実施例を示すものであり、図６は起伏ゲートの断面図で起立状態を示し、図７は起伏ゲートの断面図で倒伏状態を示し、図８は扉体と軸受付主押し付け板の説明図であり、図９は空気袋の説明図である。
【００２６】図６および図７において、断面が長方形の水路の底に、水路を横断して設置したアンカー金物６１に設けた１列の鉛直の雌ねじ６２にねじ込むボルト６３が、軸受付主押し付け板６０の下流側の凸部６４によって空気袋４の開いた辺の縁５を、アンカー金物６１の下流側の凸部６５に押え付けることによって、空気袋４の開いた辺を密閉すると同時に、空気袋４をアンカー金物６１に固定する。
この空気袋４の開いた辺の縁５の端には、樹脂製のロッド６によって補強繊維の折曲半径が過小とならないように保護した補強繊維の折返し部７があり、軸受付主押し付け板６０の下流側の凸部６４の上流側の角６６とアンカー金物６１の下流側の凸部６５の上流側の角６７に当たって、空気袋４の開いた辺の縁５が空気袋４に作用する張力によって引抜かれないように機能する。
【００２７】また、ボルト６３によって軸受付主押し付け板６０を押え付けるときには、その上流端の凸部６８がアンカー金物６１の上流側の凸部６９によって支持され、ボルト６３をねじ込むほど、軸受付主押し付け板６０の下流側の凸部６４はより強く空気袋４の開いた辺の縁５を押し付けるので、空気袋４の開いた辺の密閉と固定が確実なものとなる。
さらに、軸受付主押し付け板６０の下流縁に突起した軸受７０が扉体１７の下部の増厚部１８の下端の凹部７１において回転軸７２と組合い、同時に扉体１７の下部の増厚部１８の下端に突起した軸受７３が軸受付主押し付け板６０の下流縁の凹部７４において回転軸７２と組合うから、扉体１７は軸受付主押し付け板６０に対し回転自由であり、自在に起立または倒伏することができる。
【００２８】一方、１枚の下部水密用のゴム板７５の１辺を押え板７６とボルト７７によってアンカー金物６１の止水部７８の上面に固定し、他の辺を押え板７９とボルト８０によって扉体１７の下部の増厚部１８の上流面の横リブ４１より下方に固定すると同時に、その中間において押え板８１とボルト８２によって軸受付主押し付け板６０の上面に固定することにより、水路の底に設置したアンカー金物６１と扉体１７の下部の増厚部１８の間の漏水を防止する。
加えて、水路底の空気袋４より下流側の適当な位置に設置したアンカーボルト２６と押え板２７で一端をコンクリートの上面２５に固定した、十分な強度を有するゴム引布製の帯２８の他の端を、扉体１７の下流面の空気袋４の接触する位置より上の適当な位置にボルト２９と押え板３０で固定することより、扉体１７が所定の姿勢まで起立したときには、この帯２８に作用する張力により扉体１７が停止するようにする。
【００２９】次に扉体１７の頭部の曲げ加工部３５が、起立時には扉体１７を越流する水を下流に導いてから落下させるので、越流する水や一緒に流下する流芥や流木等が空気袋４や帯２８等を直接打たないように保護する。また倒伏時には、扉体１７の頭部の曲げ加工部３５の先端が支持金物３６に支持されて、コンクリートの上面２５と扉体１７の間に必要な空間を確保するから、空気袋４や帯２８が扉体１７により押し潰されることがない。
【００３０】さらに、扉体１７の下部の増厚部１８の上流面の下端水密用のゴム板７５の取付部に沿って横リブ４１を溶接する。横リブ４１はゴム板７５とその押え板７９の厚さの和程度の幅を有する細長い鋼板で扉体１７の下部の増厚部１８の上流面に直角の姿勢で回転軸７２に平行な方向で設けてある。
また扉体１７と下部の増厚部１８の上流面の横リブ４１より上方の区域には扉体１７の高さ方向の曲げ剛性を強化する目的で適当な幅の細長い鋼板を当該面に直角の姿勢で横リブ４１に直交する方向に適当な間隔で溶接取付けして縦リブ４２としてある。
縦リブ４２を取付ける方向は扉体１７の上を越流する水の流れに平行であるから縦リブ４２は水や砂礫等の流下を妨げることがない。
【００３１】図８には扉体１７の増厚部１８、曲げ加工部３５、横リブ４１、縦リブ４２、軸受７３、凹部７１の配置関係を示すと同時に、回転軸７２で相互に回転自由であるよう結合された軸受付主押し付け板６０との関係、ならびに軸受付主押し付け板６０における軸受７０、凹部７４、上流の凸部６８、下流の凸部６４とその上流側の角６６の配置関係を示している。
さらに軸受付主押し付け板６０の上面の上流縁にはゴム板７５を固定するボルト８２に合わせた雌ねじ８３が並んでおり、その下流側にはボルト６３に合わせた座掘りつき孔８４が平行に並んでいる。
また扉体１７の下部の増厚部１８には横リブ４１に沿う位置にゴム板７５を固定するボルト８０に合わせた雌ねじ８５があり、扉体１７の上方には帯２８を固定するボルト２９に合わせたボルト孔８６がある。
図９にこの実施例における空気袋４の説明図を示す。この実施例では軸受付主押し付け板６０を押え付けるボルト６３が空気袋４を貫通しないから、開いた辺の縁５に孔を開ける必要がないので、密閉もより確実となり有利である。
【００３２】このように構成した上で、空気袋４の下部の口金４４に接続した空気管４５を水路のコンクリートに埋設するなどして陸上に導き、空気操作装置の排気用開閉弁４６、排気用流量調節弁４７、排気放出部４８、給気用開閉弁４９、給気用流量調節弁５０、空気圧縮機５１に、図６および図７のように接続する。
【００３３】その上で空気圧縮機５１から給気用流量調節弁５０、給気用開閉弁４９、空気管４５、口金４４を経由して空気袋４の内部に空気を圧入した結果、扉体１７が起立した状態の断面図が図６であり、扉体１７の頭部の曲げ加工部３５が、越流する水を下流に導いて、空気袋４や帯２８を打たないよう機能している。
【００３４】他方、空気圧縮機５１を停止し、給気用開閉弁４９を閉じ、排気用開閉弁４６を開いて、空気袋４の内部の圧力を有する空気を、排気用流量調節弁４７によって制御しつつ、排気放出部４８から大気中へ放出した結果、扉体１７が完全に倒伏した状態の断面図が図７である。
【００３５】
【発明の効果】この発明の空圧式起伏ゲートによれば、扉体１７の下部に増厚部１８ならびに横リブ４１を設けることにより、増厚部１８の下端から横リブ４１に至る間の上流面に縦リブ４２を設けることなく、扉体全体の高さ方向の曲げ剛性を有効に強化することができるから、起伏ゲートの下部水密を形成するゴム板を連続して扉体１７の下部の増厚部１８にボルトと押え板で固定することが可能となった。
その結果、空圧式起伏ゲートの下部水密は完全なものとなり、長期間漏水の発生しない空圧式起伏ゲートを確実に建設できて、維持管理の容易性、経済性、ならびに空圧式起伏ゲートの景観性の向上に大きな成果を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の起伏ゲートの一実施例を示し、起伏ゲートが起立した状態の背面図である。
【図２】起伏ゲートが起立した状態の断面図である。
【図３】起伏ゲートが倒伏した状態の断面図である。
【図４】起伏ゲートの扉体の説明図である。
【図５】この発明の空気袋の説明図である。
【図６】この発明の起伏ゲートの他の実施例を示し、起伏ゲートが起立した状態の断面図である。
【図７】起伏ゲートが倒伏した状態の断面図である。
【図８】起伏ゲートの扉体の説明図である。
【図９】空気袋の説明図である。
【符号の説明】
１　コンクリートの上面
２　アンカーボルト
３　主押し付け板
４　空気袋
５　開いた辺の縁
６　ロッド
７　折返し部
８，９角
１０　基礎コンクリート
１１　止水金物
１２　繋ぎ板兼用水密ゴム
１３　ボルト
１４　押え板
１５　ボルト
１６　押え板
１７　扉体
１８　増厚部
１９　ボルト
２０　押え板
２１　ロッド
２２　折返し部
２３，２４　角
２５　コンクリートの上面
２６　アンカーボルト
２７　押え板
２８　帯
２９　ボルト
３０　押え板
３１　ロッド
３２　折返し部
３３，３４　角
３５　曲げ加工部
３６　支持台
３７　半円形の部分
３８　上面
３９　雌ねじ
４０　ボルト孔
４１　横リブ
４２　縦リブ
４３　孔
４４　口金
４５　空気管
４６　排気用開閉弁
４７　排気用流量調節弁
４８　排気放出部
４９　給気用開閉弁
５０　給気用流量調節弁
５１　空気圧縮機
６０　軸受付主押し付け板
６１　アンカー金物
６２　雌ねじ
６３　ボルト
６４，６５　凸部
６６，６７　角
６８，６９　凸部
７０　軸受
７１　凹部
７２　回転軸
７３　軸受
７４　凹部
７５　ゴム板
７６　押え板
７７　ボルト
７８　止水部
７９　押え板
８０　ボルト
８１　押え板
８２　ボルト
８３　雌ねじ
８４　座掘りつき孔
８５　雌ねじ
８６　ボルト孔

Claims

断面が長方形の水路の底を横断して並べて設置した鉛直のアンカーボルトと主押し付け板とが、３辺が閉じ１辺が開いた平らな長方形に製作したゴム引布製の空気袋の開いた辺を水路の底に押し付けることによって、開いた辺を密閉しつつ、水路の底に空気袋を固定し、この空気袋の上の主押し付け板の下流側の縁に添う位置に鋼板製扉体の下端部の起伏時の回転中心を置くことによって、空気袋が鋼板製扉体の下流側の根元部分に位置し支持するようにする。
この空気袋に陸上の空気操作装置から空気管を接続して圧縮空気を送入すれば、空気袋が膨張して扉体を起立させ、逆に空気袋から圧力を有する空気を排出すれば、空気袋が平らに収縮して扉体が倒伏するようにした空圧式起伏ゲートにおいて、
扉体の高さ方向の曲げ剛性を強化する目的で、鋼板製扉体の上流面の下端部の下部水密ゴム取付部分を除く部分に適当な幅の細長い鋼板を扉体の上流面に直角の姿勢で水の流れに平行な方向に適当な間隔で溶接取付けして縦リブとなし、同時に縦リブの下端には、下部水密ゴムと押え板の厚さの和程度の幅の細長い鋼板を鋼板製扉体の上流面に直角の姿勢で、縦リブに直交する方向で溶接取付して横リブとする。
加えて鋼板製扉体の下端から横リブ取付け位置より上方の適当な位置までの間においては、鋼板の厚さを他の部分より相当量厚くして縦リブ下端付近の応力が極度に大きくならないようにしたことを特徴とする空圧式起伏ゲート。
請求項１の空圧式起伏ゲートにおいて、水路の底を横断して並べて設置した鉛直のアンカーボルトの代りの、水路の底を横断して設置したアンカー金物に並べて設けた鉛直の雌ねじにねじ込むボルトと主押し付け板とが、平らな長方形に製作した３辺が閉じ、１辺が開いたゴム引布製の空気袋の開いた辺を、アンカー金物に押し付けることによって、開いた辺を密閉しつつ、空気袋をアンカー金物に固定したことを特徴とする空圧式起伏ゲート。
請求項１または２の空圧式起伏ゲートにおいて、ゲート幅の小さい（６ｍ以下程度）空圧式起伏ゲートを、扉体の回転中心の延長方向に並べて設置することにより、幅の大きい水路の起伏ゲートとしたことを特徴とする空圧式起伏ゲート。