JP2006257716A

JP2006257716A - Gate and sluice

Info

Publication number: JP2006257716A
Application number: JP2005075293A
Authority: JP
Inventors: Yoshiteru Dobashi; 吉輝土橋; Hiroaki Takamura; 浩彰高村
Original assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Current assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2006-09-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gate reduced in manufacturing cost and weight, having a prescribed strength, and eliminating maintenance and a sluice having the gate. <P>SOLUTION: This gate is used for the sluice installed at a harbor entrance and an estuary, and formed in an arch shape to be projected facing the inflow direction of seawater. The gate is formed of a reinforced concrete structure reduced in stress at the longitudinal center portion thereof. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、津波による港への大量の海水の流入および河川への海水の逆流を防止するためのゲートおよび水門に関する。 The present invention relates to a gate and a sluice for preventing inflow of a large amount of seawater into a port and backflow of seawater into a river due to a tsunami.

地球表面は、大小数十個のプレートがモザイク状に敷き詰められた構造をしており、そのプレートの移動により、歪みを生じ、プレートがはね上がるなどして地震が発生する。このプレートのはね上がりによって高波が発生し、その波が四方に伝わり、それが沿岸に押し寄せることにより津波が発生する。この津波は、住宅やビルを浸水させ、また、損壊させるなどの災害をもたらす。津波は、地震に限らず、台風や低気圧などによっても発生し、海水面が異常に上昇して高潮である風津波となり、同様の災害をもたらす。 The earth's surface has a structure in which dozens of large and small plates are spread in a mosaic pattern, and the movement of the plate causes distortion, causing an earthquake to occur. High waves are generated by the splashing of this plate, and the waves are transmitted to all directions, and tsunamis are generated by pushing them to the coast. This tsunami causes disasters such as flooding and damage of houses and buildings. Tsunamis are generated not only by earthquakes, but also by typhoons and low pressures, and the sea level rises abnormally and turns into wind tsunamis that are storm surges, causing similar disasters.

津波による害を防ぐために、防波堤や防潮堤が設けられ、港への大量の海水の流入や、河川への海水の逆流を防止するため、港口および河口には水門が設けられている。水門には、直接水圧を受ける扉であるゲートの種類によって、通常の河川の上流から下流への流れの水圧により自動開閉するフラップゲート方式、ゲートとそのゲートを移動可能にするレールの役割を果たす戸当りとを備え、ゲートをスライドさせて開閉するスライドゲート方式、ゲートにローラーが設けられ、ワイヤで釣り上げ、下降させるローラーゲート方式の水門がある。 In order to prevent damage from tsunamis, breakwaters and seawalls are provided, and sluices are provided at the port and estuary to prevent the inflow of a large amount of seawater into the port and the reverse flow of seawater into the river. The sluice gate is a flap gate system that automatically opens and closes by the water pressure of the flow from the upstream to the downstream of the normal river, depending on the type of gate that is directly subjected to water pressure, and serves as a rail that makes the gate movable There is a sliding gate type that has a door stop and a gate that slides to open and close, and a roller gate type sluice gate that is provided with a roller and is lifted and lowered by a wire.

スライドゲート方式の水門としては、例えば、鋼製の扉体を有し、外海からの津波や高潮の外力（水圧、波圧）に対して抵抗するアーチ型防潮水門が提案されている（特許文献１参照）。このアーチ型防潮水門は、水路の両側から２つのアーチ扉体をスライドさせ、水路中央でこの２つのアーチ扉体を連結し、水路を閉鎖するものである。２つの連結したアーチ扉体は、外海側に突出するように湾曲した形状であるため、全体にほぼ均一にかかる荷重に対して強いという利点を有している。アーチは、圧縮の力を受け、例えば、棒部材に圧縮力をかけると、つぶれる前に曲がる座屈と呼ばれる状態を生じる。このアーチは、全体に均一にかかる荷重には座屈しにくいものの、１点に集中してかかる荷重には弱いという欠点を有する。このことから、この水門では、各アーチ扉体を支持するためのアーチ扉体支持トラスが設けられている。なお、スライドゲート方式の水門は、ゲートと戸当りとが直接接触して荷重を伝達し、開閉荷重が大きくなることから、大型水門にはあまり使用されず、規模の小さいものに採用される。 As a sluice gate of the sliding gate method, for example, an arch type tide sluice gate that has a steel door body and resists tsunami from the open sea and external force (water pressure, wave pressure) of storm surge has been proposed (Patent Literature) 1). This arch-type tide sluice gate slides two arch door bodies from both sides of the water channel, connects the two arch door bodies at the center of the water channel, and closes the water channel. Since the two connected arch door bodies have a curved shape so as to protrude to the open sea side, the arch door bodies have an advantage of being strong against a load applied almost uniformly on the whole. The arch receives a compressive force. For example, when a compressive force is applied to the bar member, a state called buckling that bends before collapsing occurs. This arch has a defect that it is difficult to buckle to a load uniformly applied to the whole, but is weak to a load concentrated on one point. For this reason, the sluice gate is provided with an arch door support truss for supporting each arch door. In addition, the sluice gate type of sluice is used not for large sluices but for small scales because the gate and door contact directly contact each other to transmit the load and increase the opening / closing load.

ローラーゲート方式の水門は、ゲートにローラーが取り付けられていることから、上下移動時の摩擦抵抗が小さく、開閉荷重が、上記スライドゲート方式の水門に比べ、小さくできるという特徴を有している。このことから、大型水門に多く採用されている。ゲートは、上下移動させるため、平板とされる。このローラーゲート方式の水門を建造する場合、ゲートは鋼製となる。これは、津波などの発生時に、ゲートを移動させなければならず、また、地震を受けることを考慮すれば、軽量で、かつ充分な強度を有する必要があり、さらには、コスト的に有利でなければならないからである。ゲートが平板である場合、長手方向の中央部分の応力が大きくなる。例えば、径間が２０ｍで、津波による水圧８ｔ／ｍ^２を受けた場合の、ゲートに作用する曲げモーメントは、高さ１ｍあたり、最大で４００ｔｍ／ｍとなる。鉄筋コンクリートでこの強度を確保するためには、ゲートの厚さを約１．６ｍとし、ゲートの自重を約７００ｔにする必要がある。これに対し、鋼製のゲートでは、その自重が約１００ｔで対応可能である。鉄筋コンクリートは、鋼より安価であるにしても、上記の自重のゲートを支持するための基礎や門柱が高価となるため、結果的に、鉄筋コンクリート製のゲートを有する水門は、鋼製のゲートを有する水門より高価になる。このことから、軽量で、かつコスト的に有利な鋼製のゲートが使用されている。 Since the roller gate type sluice has a roller attached to the gate, the frictional resistance when moving up and down is small, and the opening / closing load can be made smaller than that of the slide gate type sluice. For this reason, it is widely used for large sluice gates. The gate is a flat plate for moving up and down. When constructing this roller gate type sluice, the gate is made of steel. This is because it is necessary to move the gate when a tsunami occurs, and it is necessary to have a light weight and sufficient strength in consideration of earthquakes. Because it must be. When the gate is a flat plate, the stress in the central portion in the longitudinal direction increases. For example, when the span is 20 m and the water pressure is 8 t / m ² due to the tsunami, the bending moment acting on the gate is 400 tm / m at the maximum per 1 m height. In order to ensure this strength with reinforced concrete, the thickness of the gate needs to be about 1.6 m and the weight of the gate needs to be about 700 t. In contrast, a steel gate can cope with its own weight of about 100 t. Reinforced concrete is cheaper than steel, but the foundation and gate pillar for supporting the above-mentioned gate of the own weight is expensive. As a result, a sluice having a reinforced concrete gate has a steel gate. More expensive than sluice. For this reason, a steel gate that is lightweight and advantageous in terms of cost is used.

しかしながら、鋼製のゲートは、メンテナンスが必要で、腐蝕するため、交換しなければならないといった問題があった。また、既存の水門において、ゲートのみを交換する場合、ゲート自重を考慮し、同程度の強度を確保するためには、同じ鋼製のゲートに交換しなければならなかった。
特開２００３−２５３６５４号公報 However, the steel gate requires maintenance and has a problem that it must be replaced because it corrodes. In addition, when only the gate was replaced in the existing sluice gate, it was necessary to replace it with the same steel gate in order to ensure the same strength in consideration of the gate's own weight.
JP 2003-253654 A

本発明は、ローラーゲート方式の水門において、安価で、軽量で、かつ所定強度を有し、メンテナンスを不要とするゲートおよび水門を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a gate and a sluice that are inexpensive, lightweight, have a predetermined strength and do not require maintenance in a sluice gate of a roller gate type.

本発明者らは、鋼製のゲートに代えて、安価な鉄筋コンクリート製のゲートにするために鋭意検討した結果、アーチ状に形成することで、津波発生時において最も荷重がかかる長手方向の中央部分における応力を低減させることができ、これにより、ゲート厚さを薄くしても所定強度を確保することができ、ゲート自重を軽減できることを見出した。上記課題は、本発明のゲートおよび水門を提供することにより達成される。 As a result of intensive studies to make an inexpensive reinforced concrete gate instead of a steel gate, the present inventors have formed an arch shape, so that the central portion in the longitudinal direction where the load is most applied when a tsunami occurs It has been found that the stress in the gate can be reduced, whereby a predetermined strength can be secured even if the gate thickness is reduced, and the gate weight can be reduced. The above objects are achieved by providing the gate and sluice of the present invention.

本発明の請求項１の発明によれば、港口または河口に設けられる水門に用いられるゲートであって、海水の流入方向に対向して突出するようにアーチ状に形成し、長手方向の中央部分の応力を低減させた鉄筋コンクリート構造物からなる扉体を備える、ゲートが提供される。 According to the invention of claim 1 of the present invention, it is a gate used for a sluice provided at a port or river mouth, and is formed in an arch shape so as to protrude opposite to the inflow direction of seawater, and a central portion in the longitudinal direction. A gate including a door body made of a reinforced concrete structure with reduced stress is provided.

本発明の請求項２の発明によれば、前記扉体は、一定曲率を有する表面および裏面を備える複数のセグメントを連結して前記アーチ状に形成される、ゲートが提供される。 According to invention of Claim 2 of this invention, the said door body provides the gate formed by connecting the some segment provided with the surface and back surface which have a fixed curvature in the said arch shape.

本発明の請求項３の発明によれば、前記扉体は、平板からなる複数の鉄筋コンクリート構造物を、前記アーチ状に連結して形成される、ゲートが提供される。 According to invention of Claim 3 of this invention, the said door body provides the gate formed by connecting the several reinforced concrete structure which consists of flat plates in the said arch shape.

本発明の請求項４の発明によれば、前記水門の門柱に設けられる戸溝内で回動し、前記扉体の昇降を容易にする回動手段と、前記戸溝に密接する水密部材とを備える、ゲートが提供される。 According to invention of Claim 4 of this invention, the rotation means which rotates in the door groove provided in the gate pillar of the said sluice gate, and makes it easy to raise / lower the said door body, The watertight member closely_contact | adhered to the said door groove, A gate is provided.

本発明の請求項５の発明によれば、港口または河口に設けられる水門であって、
海水の流入方向に対向して突出するようにアーチ状に形成し、長手方向の中央部分の応力を低減させた鉄筋コンクリート構造物からなる扉体を備えるゲートと、
前記ゲートを昇降させ、前記港口または河口を開閉する開閉装置とを含む、水門が提供される。 According to the invention of claim 5 of the present invention, it is a sluice provided at a port or river mouth,
A gate provided with a door made of a reinforced concrete structure which is formed in an arch shape so as to protrude opposite to the inflow direction of seawater, and in which the stress in the central portion in the longitudinal direction is reduced;
There is provided a sluice gate that includes an opening and closing device that raises and lowers the gate and opens and closes the port or river mouth.

本発明の請求項６の発明によれば、前記扉体は、一定曲率を有する表面および裏面を備える複数のセグメントを連結して前記アーチ状に形成される、水門が提供される。 According to invention of Claim 6 of this invention, the said gate body provides the sluice which connects the some segment provided with the surface and back surface which have a fixed curvature, and is formed in the said arch shape.

本発明の請求項７の発明によれば、前記扉体は、平板からなる複数の鉄筋コンクリート構造物を、前記アーチ状に連結して形成される、水門が提供される。 According to the invention of claim 7 of the present invention, there is provided a sluice, wherein the door body is formed by connecting a plurality of reinforced concrete structures made of flat plates in the arch shape.

本発明の請求項８の発明によれば、前記水門の門柱に設けられる戸溝内で回動し、前記扉体の昇降を容易にする回動手段と、前記戸溝に密接する水密部材とを備える、水門が提供される。 According to invention of Claim 8 of this invention, the rotation means which rotates in the door groove provided in the gate pillar of the said sluice gate, and makes it easy to raise / lower the said door body, The watertight member closely_contact | adhered to the said door groove, A sluice gate is provided.

本発明のゲートを提供することにより、同じ鉄筋コンクリート製の平板からなるゲートに比較し、所定の強度を確保しつつ、軽量化を図ることができ、安価で提供することができる。また、既存の水門において鋼製のゲートのみが損傷した場合、ゲートのみの交換が可能となる。本発明のゲートおよび水門を提供することにより、鉄筋コンクリート製であるため、メンテナンスが不要で、交換も不要となる。 By providing the gate of the present invention, it is possible to reduce the weight while ensuring a predetermined strength as compared with a gate made of the same reinforced concrete flat plate, and it can be provided at a low cost. Moreover, when only the steel gate is damaged in the existing sluice gate, only the gate can be replaced. By providing the gate and sluice according to the present invention, because it is made of reinforced concrete, no maintenance is required and no replacement is required.

本発明を、図面を参照して説明するが、本発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。まず、本発明のゲートについて、図１を参照して説明する。本発明のゲート１０は、図１に示すように、所定方向に突出するようにアーチ状に形成し、長手方向の中央部分の応力を低減させた鉄筋コンクリート構造物からなる扉体を備えるものである。このゲートは、港口や河口に設けられる水門に用いられるものであり、矢線Ａに示す海水の流入方向に対向して突出するように設置される。なお、図１では、扉体のみが示されている。 The present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments described below. First, the gate of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the gate 10 of the present invention is provided with a door made of a reinforced concrete structure which is formed in an arch shape so as to protrude in a predetermined direction and in which the stress in the central portion in the longitudinal direction is reduced. . This gate is used for a sluice provided at a port or river mouth, and is installed so as to protrude in the seawater inflow direction indicated by arrow A. In FIG. 1, only the door is shown.

津波によって与えられる水平荷重は、ほぼ等分布荷重である。ゲートは、その両端のみが門柱によって支持されるものであるため、等分布荷重であるにしても、長手方向の中央部分の応力が最も大きくなる。本発明のゲートのように、アーチ状に形成すると、最も突出する中央部分の流体から受ける抵抗が小さくなる。このため、この中央部分の応力を低減させることができる。これにより、所定の強度を確保するために必要とされるゲート厚さを、鉄筋コンクリート製の平板からなるゲートに比較して薄くすることができ、ゲート自重を小さくでき、軽量化を図ることが可能となる。 The horizontal load given by the tsunami is almost equally distributed. Since only the both ends of the gate are supported by the gate pillar, the stress at the central portion in the longitudinal direction is the largest even with an evenly distributed load. When it is formed in an arch shape like the gate of the present invention, the resistance received from the fluid at the most protruding central portion is reduced. For this reason, the stress of this center part can be reduced. This makes it possible to reduce the gate thickness required to ensure a predetermined strength compared to a gate made of reinforced concrete, reducing the weight of the gate and reducing the weight. It becomes.

アーチ状に形成した場合、上述したように、全体にほぼ均一にかかる荷重については強いという利点を有するものの、１点に集中してかかる荷重については座屈し、損壊するおそれがある。津波発生時に、ゲートの１点に集中して荷重がかかるということはないが、本発明では、荷重に対して強度を持たせるべく、鉄筋コンクリートから製造する。鉄筋コンクリートは、圧縮力に強いコンクリートに、引張力に強い鉄筋１１を補強として埋め込んで一体としたもので、耐久性、耐火性、耐震性のある建造物を構築するために用いられるものである。鉄筋１１は、コンクリート内部に埋設されるため、海水に浸漬させても、腐蝕されることはない。本発明のゲートは、所定形状の型枠にコンクリートを流し込み、鉄筋１１を所定位置に埋め込み、コンクリートを硬化させることにより製造することができる。図１では、鉛直方向に向けて埋設されているのが示されているが、アーチ状に形成された扉体に対応し、水平方向に延びるようにアーチ状に湾曲した棒鋼を埋設することもできる。また、高い強度を持たせる場合、間隔を狭くしてより多くの鉄筋を網目状に配置し、コンクリート内部に埋設させることができる。 When it is formed in an arch shape, as described above, there is an advantage that the load applied almost uniformly on the whole is strong, but the load applied concentrated on one point may be buckled and damaged. When a tsunami occurs, the load is not concentrated on one point of the gate, but in the present invention, it is manufactured from reinforced concrete in order to give strength to the load. Reinforced concrete is made by embedding reinforcing steel 11 that is strong against compressive force and reinforcing it into concrete, and is used to construct a building having durability, fire resistance, and earthquake resistance. Since the reinforcing bars 11 are embedded in the concrete, they are not corroded even when immersed in seawater. The gate of the present invention can be manufactured by pouring concrete into a mold having a predetermined shape, embedding the reinforcing bars 11 in a predetermined position, and hardening the concrete. In FIG. 1, it is shown that it is embedded in the vertical direction, but it is also possible to embed a steel bar that is curved in an arch shape so as to extend in the horizontal direction, corresponding to the door body formed in an arch shape. it can. Moreover, when giving high intensity | strength, a space | interval can be narrowed and more reinforcing bars can be arrange | positioned at mesh shape, and it can be embed | buried under the inside of concrete.

本発明では、図２に示すように、複数のセグメント２０から構成することもでき、複数のセグメント２０を互いに連結して、ゲートに一定曲率を与え、アーチ状に形成することもできる。複数のセグメント２０から構成する場合、セグメント間の強度が低くなるおそれがあり、また、破損しやすくなるといった欠点はあるものの、以下に説明する金具を用いて連結することで、強度を高めることができ、また、運搬が容易で、安価で製造することができる点から、複数のセグメント２０から構成することが好ましい。このセグメント２０には、一方の連結面に雄金具２１が、他方の連結面に図示しない雌金具が設けられ、セグメント２０同士を互いの連結面にて突き合わせ、雄金具２１を雌金具に挿嵌させることにより連結させることができる。なお、雄金具２１と雌金具による連結のみでは、隙間を生じ、金属から製造されるこれら金具を腐蝕させるため、この隙間は、モルタルなどによって埋めることができる。本発明では、この雄金具２１および雌金具は、これまで知られたいかなる形状および構造であってもよい。また、これら金具を使用せず、単にモルタルなどで接合したものであってもよい。 In the present invention, as shown in FIG. 2, it can also be composed of a plurality of segments 20, and the plurality of segments 20 can be connected to each other to give a constant curvature to the gate and form an arch shape. When composed of a plurality of segments 20, the strength between the segments may be lowered, and although there is a drawback that the segments are easily damaged, the strength can be increased by connecting with the metal fittings described below. It is preferable to use a plurality of segments 20 because they can be transported easily and can be manufactured at low cost. The segment 20 is provided with a male fitting 21 on one connecting surface and a female fitting (not shown) on the other connecting surface. The segments 20 are butted together at the connecting surfaces, and the male fitting 21 is inserted into the female fitting. Can be connected. Note that only the connection between the male fitting 21 and the female fitting creates a gap and corrodes these fittings manufactured from metal, so that the gap can be filled with mortar or the like. In the present invention, the male fitting 21 and the female fitting may have any shape and structure known so far. In addition, these metal fittings may be used and simply joined with mortar or the like.

本発明では、図３に示すように、平板からなる複数の鉄筋コンクリート構造物３０を製造し、それらをアーチ状に連結することにより形成することもできる。この場合、その鉄筋コンクリート構造物３０間を、モルタル３２などによって接合して連結することもができるし、上述したように、雄金具３１および図示しない雌金具を設け、これらによって連結することもできる。 In this invention, as shown in FIG. 3, it can also form by manufacturing the some reinforced concrete structure 30 which consists of flat plates, and connecting them in arch shape. In this case, the reinforced concrete structures 30 can be joined and connected by a mortar 32 or the like, or as described above, the male metal 31 and the female metal not shown can be provided and connected.

ここで、雄金具および雌金具の１つの実施例を図４に示す。図４（ａ）に雄金具を、図４（ｂ）に雌金具を示す。図４（ａ）に示す雄金具は、セグメントの連結面４０にボルトを埋め込んで、セグメントと一体成形されている。ボルトは、拡張した先端部４１と、それに連続する軸部４２とを備えている。図４（ｂ）に示す雌金具は、先端部４１が挿通可能な第１開口部５０と、第１開口部５０に連続し、軸部４２が挿通可能な第２開口部５１と、第１開口部５０および第２開口部５１に連続し、先端部４１を収容し、かつ先端部を嵌合する嵌合部５２とを備えている。セグメントの連結は、図４（ａ）に示す連結面４０と、図４（ｂ）に示す連結面５３とを突き合わせ、先端部４１を、第１開口部５０を通して挿入し、矢線Ｂに示す方向にスライドさせ、先端部４１を嵌合部５２に、軸部４２を第２開口部５１に挿入することにより行うことができる。 Here, FIG. 4 shows one embodiment of a male metal fitting and a female metal fitting. FIG. 4A shows a male fitting, and FIG. 4B shows a female fitting. The male metal fitting shown in FIG. 4A is integrally formed with the segment by embedding bolts in the connecting surface 40 of the segment. The bolt includes an extended tip portion 41 and a shaft portion 42 continuous therewith. The female fitting shown in FIG. 4B includes a first opening 50 through which the tip 41 can be inserted, a second opening 51 that is continuous with the first opening 50 and through which the shaft 42 can be inserted, An opening portion 50 and a second opening portion 51 are provided, and a fitting portion 52 that receives the tip portion 41 and fits the tip portion is provided. The segments are connected to each other by connecting the connecting surface 40 shown in FIG. 4A and the connecting surface 53 shown in FIG. 4B, and the tip 41 is inserted through the first opening 50 and is shown by an arrow B. This can be done by sliding in the direction and inserting the tip 41 into the fitting 52 and the shaft 42 into the second opening 51.

図５に示すように、本発明のゲートは、水門の門柱に設けられる戸溝内で回動し、扉体６０の昇降を容易にする回動手段６１と、戸溝に密接する水密部材６２とを備えることができる。回動手段６１としては、ローラーを挙げることができ、例えば、津波によって水圧を受ける面を、表面とすると、その裏側の裏面の両縁部に設けられる。図５に示す実施の形態では、門柱７０に戸溝７１が形成され、戸溝７１内に、扉体６０の縁部が収容される。縁部に設けられる回動手段６１も戸溝７１内に収容され、回動手段６１は、戸溝７１の１つの面である戸当り７２を回動し、ゲートの昇降を容易にする。また、水密部材６２は、表面の縁部に設けられ、回動手段６１が回動する戸溝７１の１つの面に対向する面の戸当り７３に密接し、水密性を保つ。 As shown in FIG. 5, the gate of the present invention is rotated in a door groove provided in the gate pillar of the sluice, and a rotating means 61 that makes it easy to lift and lower the door body 60 and a watertight member 62 that is in close contact with the door groove. Can be provided. An example of the rotating means 61 is a roller. For example, when a surface that receives water pressure due to a tsunami is a front surface, the rotating device 61 is provided on both edges of the back surface on the back side. In the embodiment shown in FIG. 5, a door groove 71 is formed in the gate pole 70, and the edge of the door body 60 is accommodated in the door groove 71. The rotation means 61 provided at the edge is also accommodated in the door groove 71, and the rotation means 61 rotates the door stop 72, which is one surface of the door groove 71, to facilitate the raising and lowering of the gate. Further, the watertight member 62 is provided at the edge of the surface and is in close contact with the door stop 73 on the surface facing the one surface of the door groove 71 on which the rotation means 61 rotates to maintain watertightness.

水密部材６２としては、水密ゴムや金属を用いることができ、これらをボルト止めなどすることにより配設することができる。水密ゴムとしては、クロロプレンゴムなどの合成ゴムや天然ゴムから作製されたＰ型ゴム、平型ゴムを用いることができる。金属としては、錆を生じにくい、銅合金、ステンレス鋼などを用いることができる。 As the watertight member 62, watertight rubber or metal can be used, and these can be arranged by bolting or the like. As the watertight rubber, synthetic rubber such as chloroprene rubber, P-type rubber and flat rubber made from natural rubber can be used. As the metal, a copper alloy, stainless steel, or the like that hardly causes rust can be used.

図６を参照して、本発明の水門を説明する。水門は、図１〜図３に示すゲートと、ゲートを昇降させ、港口または河口を開閉する開閉装置とを含んで構成される。図６（ａ）は、正面図を、図６（ｂ）は、切断線Ｃ−Ｃで切断した断面図を、図６（ｃ）は、切断線Ｄ−Ｄで切断した断面図をそれぞれに示す。ゲート８１は、図１〜図３に示すような、アーチ状に形成された鉄筋コンクリート構造物からなる扉体を備える。開閉装置は、例えば、ゲートに連結するワイヤロープと、ワイヤロープを巻き取るウィンチドラムから構成することができる。その他、ゲートに連結する、ねじ切りされている棒からなるスピンドルと、スピンドルを駆動するためのナットとから、また、ゲートに連結するラック棒と、それにかみ合うピニオンギアとから構成することもできる。また、油圧シリンダのみとし、ゲートを油圧シリンダに連結し、上下移動させることもできる。また、油圧シリンダとゲートとの間にワイヤロープを介在させ、ワイヤロープを介して上下移動させることもできる。さらに、油圧モータと、ウィンチドラムと、ワイヤロープとを用い、油圧モータから出力される回転力でウィンチドラムを回転させ、ワイヤロープを巻き取り、ゲートを上下移動させることもできる。 The sluice of the present invention will be described with reference to FIG. A sluice gate is comprised including the gate shown in FIGS. 1-3, and the opening / closing apparatus which raises / lowers a gate and opens and closes a port mouth or a river mouth. 6A is a front view, FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the cutting line CC, and FIG. 6C is a cross-sectional view taken along the cutting line DD. Show. The gate 81 includes a door made of a reinforced concrete structure formed in an arch shape as shown in FIGS. The opening / closing device can be composed of, for example, a wire rope connected to the gate and a winch drum that winds the wire rope. In addition, it is also possible to comprise a spindle made of a threaded rod connected to the gate, a nut for driving the spindle, a rack rod connected to the gate, and a pinion gear engaged therewith. Further, only the hydraulic cylinder can be used, and the gate can be connected to the hydraulic cylinder and moved up and down. It is also possible to interpose a wire rope between the hydraulic cylinder and the gate and move it up and down via the wire rope. Furthermore, using a hydraulic motor, a winch drum, and a wire rope, the winch drum can be rotated by the rotational force output from the hydraulic motor, the wire rope can be wound, and the gate can be moved up and down.

図６に示す水門８０は、ゲート８１、開閉装置のほか、水門８０を固定するための複数のアンカー８２を埋設させた基礎８３と、基礎８３上に構築され、ゲート８１を昇降可能に支持する門柱８４とさらに備える。門柱８４には、ゲート８１の端部を収容する図５に示すような戸溝が設けられ、戸溝の１つの面は、ゲートの縁部に設けられる水密部材と密接して閉鎖し、また、その１つの面に対向する面は、ゲートに設けられた回動手段を導いて昇降可能にさせる。また、門柱８４上には、開閉装置が設けられ、開閉装置を設置し、操作する管理室８５が設けられる。水門８０に用いるゲート８１は、１段に限らず、２段以上で構成し、１つのゲートをコンパクトにすることができる。なお、図６（ａ）に示す実施の形態では、２段に設けられている。２段以上設ける場合、海水面の高さに応じて、ゲートを降下させ、閉鎖することができる。例えば、高さ９ｍのゲートを２段設け、高潮時には１段のみで閉鎖し、津波が発生した場合には２段のゲートで高さ１８ｍの壁を形成して閉鎖することができる。 The sluice 80 shown in FIG. 6 is constructed on the foundation 83 in which a plurality of anchors 82 for fixing the sluice 80 are embedded, in addition to the gate 81 and the opening / closing device, and is supported on the foundation 83 so as to be movable up and down. A gate pole 84 and further provided. The gate pole 84 is provided with a door groove as shown in FIG. 5 for accommodating the end portion of the gate 81, and one surface of the door groove is closely closed with a watertight member provided at the edge of the gate. The surface opposite to the one surface guides the rotation means provided on the gate so that it can be raised and lowered. In addition, an opening / closing device is provided on the gate pole 84, and a management room 85 for installing and operating the opening / closing device is provided. The gate 81 used for the sluice 80 is not limited to a single stage, but may be composed of two or more stages, and one gate can be made compact. In the embodiment shown in FIG. 6A, two stages are provided. When two or more stages are provided, the gate can be lowered and closed according to the sea level. For example, two stages of gates with a height of 9 m can be provided, and only one stage can be closed during storm surges, and when a tsunami occurs, a two-stage gate can form a wall with a height of 18 m and can be closed.

図６に示す水門８０には、ゲート８１と戸溝との間に、ゴミなどの浮遊物が挟まれ、ゲートの昇降を妨げ、開閉装置を故障させるため、スクリーンなどの防護柵を設けることもできる。また、必要によって、スクリーンで捕捉されたゴミなどを取り除く除塵機を設置することができる。 The sluice 80 shown in FIG. 6 may be provided with a protective fence such as a screen in order to prevent floating materials such as dust from being sandwiched between the gate 81 and the door groove, thereby preventing the gate from moving up and down and causing the switchgear to break down. it can. Further, if necessary, a dust remover that removes dust captured by the screen can be installed.

ここで、本発明のゲートに作用する曲げモーメントおよび剪断応力の分布を、図７に示す。ゲートを円弧として考え、横軸は、円弧によって形成される中心角（°）を示し、縦軸は、中心角によって定まる位置における曲げモーメント（ｔｍ／ｍ）および剪断応力（ｔｍ／ｍ）を示す。津波の水圧を８ｔ／ｍ^２とし、径間を２０ｍ、ゲート高さを９ｍ、ゲートが形成するアーチを円弧とみなした場合の円の半径を１１ｍ、中心角を１３０°とした。鉄筋コンクリートからなるゲートを、コンクリート強度が３０Ｎ／ｍｍ^２のコンクリートと、鉄筋としてＪＩＳＧ３１１２のＳＤ３４５−Ｄ３５を１ｍあたり４本用いて製造した。 Here, the distribution of bending moment and shear stress acting on the gate of the present invention is shown in FIG. Considering the gate as an arc, the horizontal axis indicates the central angle (°) formed by the arc, and the vertical axis indicates the bending moment (tm / m) and shear stress (tm / m) at a position determined by the central angle. . The water pressure of the tsunami was 8 t / m ² , the span was 20 m, the gate height was 9 m, the radius of the circle when the arch formed by the gate was regarded as an arc was 11 m, and the center angle was 130 °. A gate made of reinforced concrete was manufactured using concrete having a concrete strength of 30 N / mm ² and four JIS G3112 SD345-D35 per m as reinforcing bars.

図７に示すように、最大曲げモーメントが３０ｔｍ／ｍ未満となり、上述した平板の場合の最大曲げモーメント４００ｔｍ／ｍに比較して著しく減少する。また、同じ強度にした場合、平板では７００ｔのゲート重量であったものが、本発明のゲート構造にすることで、約２７０ｔに低減することができ、この場合のゲート厚さは、約０．５ｍとなった。 As shown in FIG. 7, the maximum bending moment is less than 30 tm / m, which is significantly reduced compared to the maximum bending moment of 400 tm / m in the case of the flat plate described above. When the same strength is used, the gate weight of 700 t on the flat plate can be reduced to about 270 t by using the gate structure of the present invention. In this case, the gate thickness is about 0.00 mm. It became 5m.

これまで、津波の水圧に基づいてゲート重量および厚さを決定してきたが、津波は地震によって生じる。そこで、ゲート重量および厚さは、地震時の慣性力からも評価しなければならない。地震により受ける力を水平方向への荷重として考慮する上で、その大きさをその自重に応じて受ける重力に対する比として表される、設計震度を使用する。上記の場合、設計震度が約０．２７である。ゲート厚さを約０．５ｍとすると、ゲートの体積が、約１１２ｍ^３となり、鉄筋コンクリートの密度が約２．２ｔ／ｍ^３であることから、ゲート重量は約２５０ｔとなる。 So far, the gate weight and thickness have been determined based on the water pressure of the tsunami, but the tsunami is caused by an earthquake. Therefore, the gate weight and thickness must be evaluated from the inertial force during the earthquake. In considering the force received by an earthquake as a load in the horizontal direction, the design seismic intensity expressed as the ratio of the magnitude to the gravity received according to its own weight is used. In the above case, the design seismic intensity is about 0.27. When the gate thickness is about 0.5 m, the gate volume is about 112 m ³ and the density of the reinforced concrete is about 2.2 t / m ³ , so the gate weight is about 250 t.

地震時の慣性力を評価する場合、水平荷重とモーメントを評価する。水平荷重は、ゲート自重と設計震度との掛算により得られる。今、ゲート自重が約２５０ｔであり、設計震度が約０．２７であることから、水平荷重は、約６７．５ｔと得られた。また、モーメントは、約１４９０ｔｍと得られた。津波の水圧を基に、水平荷重およびモーメントを求めると、約１４４０ｔ、約６４８０ｔｍと得られた。地震時の慣性力において算出される水平荷重およびモーメントは、津波の水圧に基づいて算出されるそれらの値に比較して小さくなるため、この結果から、津波の水圧に基づいて基礎構造を決定することができることを見出した。 When evaluating the inertial force during an earthquake, evaluate the horizontal load and moment. The horizontal load is obtained by multiplying the gate weight and the design seismic intensity. Since the weight of the gate is about 250 t and the design seismic intensity is about 0.27, the horizontal load is about 67.5 t. Moreover, the moment was obtained with about 1490 tm. Based on the water pressure of the tsunami, the horizontal load and moment were determined to be about 1440 t and about 6480 tm. Since the horizontal load and moment calculated in the inertial force at the time of earthquake are smaller than those calculated based on the tsunami water pressure, the foundation structure is determined from this result based on the tsunami water pressure. I found that I can do it.

以上に説明してきたように、ゲート構造を平板構造からアーチ構造にすることで、ゲート自重を大幅に減少させることができ、鋼製のゲートに近い自重にすることが可能となった。このことから、同じ基礎および門柱を使用することが可能になり、鋼製のゲートのメンテナンス時に、安価で、今後のメンテナンスが不要となる本発明のゲートに交換することが可能である。 As described above, by changing the gate structure from the flat structure to the arch structure, the gate weight can be significantly reduced, and the weight close to that of the steel gate can be achieved. From this, it becomes possible to use the same foundation and the gate pillar, and at the time of maintenance of the steel gate, it is possible to replace with the gate of the present invention which is inexpensive and does not require future maintenance.

本発明のゲートの第１実施形態を示した図。The figure which showed 1st Embodiment of the gate of this invention. 本発明のゲートの第２実施形態を示した図。The figure which showed 2nd Embodiment of the gate of this invention. 本発明のゲートの第３実施形態を示した図。The figure which showed 3rd Embodiment of the gate of this invention. 連結に使用する雄金具および雌金具を例示した図。The figure which illustrated the male metal fitting and female metal fitting used for a connection. 回動手段および水密部材を例示した図。The figure which illustrated the rotation means and the watertight member. 本発明の水門を例示した図。The figure which illustrated the sluice of this invention. 本発明のゲートに作用する剪断応力および曲げモーメントの変化を示した図。The figure which showed the change of the shear stress and bending moment which act on the gate of this invention.

Explanation of symbols

１０…ゲート
１１…鉄筋
２０…セグメント
２１…雄金具
３０…コンクリート構造物
３１…雄金具
３２…モルタル
４０…連結面
４１…先端部
４２…軸部
５０…第１開口部
５１…第２開口部
５２…嵌合部
５３…連結面
６０…扉体
６１…回動手段
６２…水密部材
７０…門柱
７１…戸溝
７２、７３…戸当り
８０…水門
８１…ゲート
８２…アンカー
８３…基礎
８４…門柱
８５…管理室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Gate 11 ... Rebar 20 ... Segment 21 ... Male metal fitting 30 ... Concrete structure 31 ... Male metal fitting 32 ... Mortar 40 ... Connecting surface 41 ... Tip part 42 ... Shaft part 50 ... 1st opening part 51 ... 2nd opening part 52 ... fitting part 53 ... connecting surface 60 ... door body 61 ... rotating means 62 ... watertight member 70 ... gate pillar 71 ... door groove 72, 73 ... door stop 80 ... water gate 81 ... gate 82 ... anchor 83 ... foundation 84 ... gate pillar 85 ... Management room

Claims

A gate made of a reinforced concrete structure that is used for sluices at the port and river mouths, and is formed in an arch shape so as to protrude opposite the inflow direction of seawater, and the stress in the central part in the longitudinal direction is reduced. A gate with a body.

The gate according to claim 1, wherein the door body is formed in the arch shape by connecting a plurality of segments each having a front surface and a back surface having a constant curvature.

The gate according to claim 1, wherein the door body is formed by connecting a plurality of reinforced concrete structures made of flat plates in the arch shape.

The rotating means which rotates within the door groove provided in the gate pillar of the said sluice gate, and makes it easy to raise / lower the said door body, and the watertight member closely_contact | adhered to the said door groove are provided, The any one of Claims 1-3 The gate described in the paragraph.

A sluice gate at the port and river mouth,
A gate provided with a door made of a reinforced concrete structure which is formed in an arch shape so as to protrude opposite to the inflow direction of seawater, and in which the stress in the central portion in the longitudinal direction is reduced;
A sluice comprising an opening and closing device for raising and lowering the gate and opening and closing the port entrance and the river mouth.

The sluice according to claim 5, wherein the door body is formed in the arch shape by connecting a plurality of segments including a front surface and a back surface having a constant curvature.

The sluice according to claim 5, wherein the door body is formed by connecting a plurality of reinforced concrete structures made of flat plates in the arch shape.

Any one of Claims 5-7 provided with the rotation means which rotates in the door groove provided in the gate pillar of the said sluice, and makes the raising / lowering of the said door body easy, and the watertight member closely_contact | adhered to the said door groove. The sluice described in the paragraph.