JP2006225900A - 空圧式起伏ゲート - Google Patents

Abstract

【課題】空圧式起伏ゲートにおいては、水路底に起伏自在に取り付けた鋼板製扉体をその下流側の根元部に設けた枕状の空気袋の膨張によって起立させ、収縮によって倒伏させるのであるが、扉体を所定の起立姿勢で停止させるために扉体と基礎コンクリートの間に設けた引留帯が必要であり、この引留帯に作用する張力が大きい値であるために扉体の鋼板を徹底した薄板とすることが不可能で、経済性の改良が困難であった。
【解決手段】扉体の斜長方向の曲げ強度を強化するために、扉体の上流面において鋼板面に直角な姿勢で水の流れに平行な方向に適当な幅と厚さの細長い鋼板を適当な間隔で溶接取付けしてなる縦リブの内、必要な本数の中心位置を引留帯を扉体に固定するボルトの中心位置に一致させることにより、引留帯に作用する大きい値の張力を縦リブによって扉体の広い範囲に拡散させるようにした。
【選択図】 図３

Description

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。

空圧式起伏ゲートの扉体の起立と倒伏を駆動する空気袋は、３辺が閉じ１辺が開いた平らな長方形に製作され、開いた辺をアンカーボルトと主押え板とで水路底に押し付けることにより、開いた辺を密閉しつつ、水路底に固定したものであるから、空気袋に圧縮空気を送入すれば、空気袋は扉体を押し起しつつ膨張するのであるが、無制限にこれを継続すれば、空気袋の断面は円形に近くなり、扉体は上流側に転倒してしまうことになる。

したがって、空圧式起伏ゲートにおいては、扉体の下流側の面で空気袋が接触する位置より上方に一端を固定したゴム引布製の引留帯の他端を、空気袋より下流側の基礎コンクリートに固定して扉体が所定の姿勢まで起立した時には、これに作用する張力によって扉体を停止させる。
この扉体の所定の起立姿勢は、水平に対する起立角を６０°程度とするのが通常である。
特にありません。

ところで、この引留帯の設置数は１個の扉体につき１個または２個とするのが通例である。したがって、扉体を所定の起立姿勢で停止させる時に引留帯に作用する張力は大きな値となる。
さらに１本の引留帯を扉体に固定するためには、２本のボルトを使用するのが通例であるから、ボルトに作用する張力も大きな値となり、扉体のボルト取付部はこれに対応しての強度が要求される。

空圧式起伏ゲートにおいては、扉体に作用する自重や水圧力は堰幅全体に分布する空気袋によって支持される結果、荷重が集中せず、扉体の構造が簡単なものとなり、経済性に優れる特性を有するのであるが、この引留帯の取付部に作用する荷重が集中することに対応するために扉体の鋼板を厚くすることを要求されて扉体の軽量化に障害となっていた。

そこで、この発明の空圧式起伏ゲートにおいては、扉体の斜長方向の曲げ強度を強化するために、扉体の上流面において上流面に直角な姿勢で、水の流れの方向に平行な方向に適当な間隔で幅と厚さを適当に定めて溶接取付けする細長い鋼板による縦リブと引留帯を扉体に固定するボルトの位置を一致させることにした。
すなわち、扉体の堰幅方向に縦リブを配置するに際して、引留帯を扉体に固定するボルトの中心位置に板厚の中心を一致させた縦リブを優先配置し、他の縦リブを残りの空間に配置することにすれば、縦リブによって扉体の斜長方向の曲げ強度を強化する効果を得ると同時に、引留帯を扉体に固定するボルトに作用する張力を、縦リブによって広く拡散させることが可能となる。
このとき、縦リブの長さ方向の適正な位置において、縦リブの板厚の中心にねじの中心線を一致させて、引留帯を扉体に固定するボルトをねじ込む雌ねじを設置し、縦リブを強固に溶接固定する工法を採用すれば、施工性も良好である。

このようにすれば、引留帯から押え板と押えボルトを経由して雌ねじに伝達される張力は、縦リブの剛性によって扉体の上下方向に伝達され、さらに扉体全体に拡散するので、局部的な応力の上昇が抑制され、扉体の薄板化が徹底されて安価な扉体とすることができる。
また、縦リブの長さの中間位置に配置された固定ボルトの雌ねじは扉体の上流面にあり、扉体が倒伏した時には流下する水や砂礫に直接接触するのであるが、縦リブに保護されて破損しない。

従来、起伏ゲートは河川や水路に設けた回転中心によって扉体が自在に起立、倒伏を行なうことにより流水を堰上げまたは放流するゲートとして多くの形式が開発されて多数設置されてきた。

特に鋼板製の扉体を下流側根元部に設置した空気袋の膨張によって起立し、収縮によって倒伏する空圧式起伏ゲートは荷重をゲート幅全域に分散して支持する構造によって経済性に優れるため最近注目され設置を検討する機会が増加している。
ところが、一昨年頃からゲートに使用する鋼材の価格が高騰し製品価格が上昇したので、それまでの経済的な優位性を保つため扉体の軽量化を強く求められることになった。
この発明の空圧式起伏ゲートでは、引留帯に作用する大きい値の張力を扉体に伝達する押えボルトの張力を縦リブに直接伝達することが可能となったので、扉体の板厚を極限まで薄くすることが可能となり、扉体の軽量化が実現した。

以下、この発明の空圧式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はこの空圧式起伏ゲートの１実施例を示すものであり、図１は空圧式起伏ゲートの正面図、図２は背面図、図３は断面図でともに起立状態を示し、図４は断面図で倒伏状態を示し、図５は扉体の説明図である。

図１、図２、図３および図４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、水路を横断して並べて設置したアンカーボルト２が主押え板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５，６ならびにゴム引布製の繋留板７の上流の縁８の３枚を一緒に、水路底のコンクリートの上面１に押し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と繋留板７を水路底に固定する。

この空気袋４の開いた辺の下方のゴム引布９の縁５の端には、樹脂製のロッド１０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縁端の折返し定着部１１があり、水路底のコンクリートの上面１の上流側にある溝状部分の下流側の角１２に掛かって、ゴム引布９が作用する張力によって所定の位置から引抜かれないようにする。

また繋留板７の上流の縁８の端には、樹脂製のロッド１３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縁端の折返し定着部１４があり、主押え板３の上流側の下隅の凹部１５によって上にも横にも移動しないよう確保されるので、繋留板７が作用する張力によって所定の位置から引抜かれないようにする。

同時に、空気袋４の開いた辺の上方のゴム引布１６の縁６の端には、樹脂製のロッド１７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縁端の折返し定着部１８があり、繋留板７の上流側の縁８の端にある折返し定着部１４の上流側１９に掛かって、ゴム引布１６が作用する張力によって所定の位置から引抜かれないようにする。
すなわち、繋留板７と空気袋４の上方のゴム引布１６は、主押え板３とアンカーボルト２によって所定の位置から引抜かれないようになる。

このように構成した上で、アンカーボルト２にねじ込むナット２０によって主押え板３を繋留板７、空気袋４の開いた辺のゴム引布９ならびに１６の３枚のゴム引布を水路底のコンクリートの上面１に対して強く押し付けることにより、空気袋４の開いた辺を密閉しつつ、空気袋４と繋留板７を水路底に固定する。

次に、繋留板７の下流側の縁２１を鋼板製の扉体２２の上流面の下端２３に添う位置に押え板２４とボルト２５によって固定し、鋼板製の扉体２２を繋留板７によって水路底のコンクリートの上面１に起伏自在に繋留する。
この場合も繋留板７の下流の縁２１の縁端には、樹脂製のロッド２６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縁端の折返し定着部２７があり、繋留板７が作用する張力によって所定の位置から引抜かれないようにする。

このように構成すれば、鋼板製の扉体２２の下端２３は主押え板３の下流側の縁に添う位置において空気袋４の上に載った状態となるので、空気袋４が膨張すれば鋼板製の扉体２２が起立し、逆に空気袋４が平らに収縮すれば鋼板製の扉体２２が倒伏することになる。

さらに、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２８に設置したアンカーボルト２９と押え板３０で一端をコンクリートの上面２８に固定した十分な強度を有する引留帯３１の他端を、鋼板製の扉体２２の下流側の面の空気袋４の接触するより上の適当な位置にボルト３２と押え板３３で固定することにより、鋼板製の扉体２２が所定の姿勢まで起立した時には、この引留帯３１に作用する張力により停止するようにする。

この引留帯３１においても、その端部には樹脂製のロッド３４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定着部３５があって、引留帯３１が作用する張力によって所定の位置から引抜かれないようにする。

次に鋼板製の扉体２２の頭部の曲げ加工部３６は、起立時には越流する水を下流側に導くことにより、水や一緒に流下する流木等が空気袋４や引留帯３１等を打たないよう保護する。
また倒伏時には、鋼板製の扉体２２の頭部の曲げ加工部３６が支持台３７に支持されて、コンクリートの上面１、コンクリートの上面２８、ならびに鋼板製の扉体２２の下流面によって必要な空間を確保するから、空気袋４や引留帯３１は鋼板製の扉体２２に押し潰されることがない。

図５に示すように、鋼板製の扉体２２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、頭部には曲げ加工部３６を設けてある。
また扉体２２の上流面には、扉体の斜長方向の曲げ強度を強化するために、上流面に直角の姿勢で水の流れに平行な方向に、適当な幅と厚さの細長い鋼板を適当な間隔で溶接取付けして縦リブ３９とし、その下端は繋留板７の取付位置より上で止めるため横リブ４０を設けて補強する。
また横リブ４０と下端２３の間には繋留板７の下流の縁２１を固定するボルト２５をねじ込む雌ねじ３８が１列に並んでいる。

この実施例では９本の縦リブ３９によって扉体２２の斜長方向の曲げ強度を強化しているのであるが、その内４本の縦リブ３９は、引留帯３１を扉体２２に固定するボルト３２をねじ込むための雌ねじ４１がその中心線を縦リブ３９の板厚の中心に一致させて取り付けられており、ボルト３２に作用する張力を分散させる機能も有している。
この４本の縦リブ３９は２本が対になっているため、この２本の中心間隔はボルト３２の要求する中心間隔である。したがって、この２本の縦リブ３９の間隔は、扉体２２に他の縦リブ３９を配置する間隔とは異なることになる。

このように構成した上で、空気袋４の下方のゴム引布９の適当位置に設けた口金４２に接続した空気管４３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４４、排気用流量調節弁４５、排気放出部４６、給気用開閉弁４７、給気用流量調節弁４８、空気圧縮機４９に、図１、図２、図３および図４のように接続する。

その上で空気圧縮機４９から給気用流量調節弁４８、給気用開閉弁４７、空気管４３、口金４２を経由して空気袋４の内部に空気を圧入した結果、扉体２２が起立した状態の断面図が図３であり、扉体２２の頭部の曲げ加工部３６が、越流する水を下流に導いて、空気袋４や帯３１を打たないよう機能している。
この状態を上流から見たのが図１であり、扉体２２の上流面に９本の縦リブ３９が取り付けられており、その内４本には雌ねじ４１が取り付けられている。
この状態を下流から見たのが図２であり、扉体２２の背面側にあってほぼ全幅において扉体２２を支えている。

他方、空気圧縮機４９を停止し、給気用開閉弁４６を閉じ、排気用開閉弁４４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４５によって制御しつつ、排気放出部４６から大気中へ放出した結果、扉体２２が完全に倒伏した状態の断面図が図４である。

この発明の空圧式起伏ゲートは、河川また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、河川または水路の流水を堰上げまたは放流する目的で使用される空圧式起伏ゲートとして利用することができる。

この発明の空圧式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正面図（視点上流側）である。 空圧式起伏ゲートが起立した状態の背面図（視点下流側）である。 空圧式起伏ゲートが起立した状態の断面図である。 空圧式起伏ゲートが倒伏した状態の断面図である。 空圧式起伏ゲートの扉体の説明図である。

符号の説明

１ コンクリートの上面
２ アンカーボルト
３ 主押え板
４ 空気袋
５ 縁
６ 縁
７ 繋留板
８ 上流の縁
９ ゴム引布
１０ ロッド
１１ 折返し定着部
１２ 角
１３ ロッド
１４ 折返し定着部
１５ 凹部
１６ ゴム引布
１７ ロッド
１８ 折返し定着部
１９ 上流側
２０ ナット
２１ 下流の縁
２２ 鋼板製の扉体
２３ 下端
２４ 押え板
２５ ボルト
２６ ロッド
２７ 折返し定着部
２８ コンクリートの上面
２９ アンカーボルト
３０ 押え板
３１ 引留帯
３２ ボルト
３３ 押え板
３４ ロッド
３５ 折返し定着部
３６ 曲げ加工部
３７ 支持台
３８ 雌ねじ
３９ 縦リブ
４０ 横リブ
４１ 雌ねじ
４２ 口金
４３ 空気管
４４ 排気用開閉弁
４５ 排気用流量調節弁
４６ 排気放出部
４７ 給気用開閉弁
４８ 給気用流量調節弁
４９ 空気圧縮機

Claims (4)

1. 断面が長方形の水路の底を横断して並べて設置したアンカーボルトと主押え板とが、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、ゴム引布製の扉体繋留板の上流側の縁を介して、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、水路の底に空気袋と扉体繋留板を固定し、
   加えて扉体繋留板の下流側の縁に、鋼板製扉体の上流面の下端部をボルトと押え板により取り付けることによって鋼板製扉体が水路の底に起伏自在に取り付けられると同時に、空気袋が鋼板製扉体の下流側の根元部分に位置し枕状に支持するようにする。
   このようにした上で陸上の空気操作装置から空気袋に空気管を接続し、空気袋の内部に空気操作装置から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、
   水路底の空気袋より下流の適当な位置のコンクリートに設置したアンカーボルトと押え板とで一端を固定した、十分な強度を有するゴム引布製の引留帯の他端を、扉体の下流側の空気袋が接触するより上側の適当な位置にボルトと押え板とで固定することにより、扉体が所定の姿勢まで起立したときには、この引留帯に作用する張力によって扉体が停止するようにするのと同時に、扉体の上流面に、適当な幅と厚み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して扉体の斜長方向の曲げ剛性を強化することとし、加えて、引留帯を扉体に固定するボルトの中心線に板厚の中心を一致させた縦リブを必ず配置することにより、引留帯を扉体に固定するボルトに作用する張力を、縦リブの剛性によって扉体の広い範囲に拡散させるようにしたことを特徴とする空圧式起伏ゲート。
2. 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雌ねじにねじ込むボルトと主押え板とが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、ゴム引布製の扉体繋留板の上流側の縁を介して、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、水路の底に空気袋と扉体繋留板を固定したことを特徴とする空圧式起伏ゲート。
3. 請求項１または２の空圧式起伏ゲートにおいて、
   扉体が所定の姿勢まで起立したときには、それに作用する張力によって扉体を停止させるゴム引布製の引留帯に代えて、両端に固定用ソケットを取り付けたワイヤロープあるいは、両端に固定用ピン孔を有し中間には折曲りのためのピン結合部を有する鋼製平鋼棒を使用したことを特徴とする空圧式起伏ゲート。
4. 請求項１、２または３の空圧式起伏ゲートにおいて、
   扉体を水路の底に起伏自在に取り付けるゴム引布製の扉体繋留板の代りに、主押え板の下流の縁から突出した軸受と扉体下端部の軸受とを回転軸で起伏自在に結合したことを特徴とする空圧式起伏ゲート。
   

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