JP2018013033A

JP2018013033A - 浮体式フラップゲート

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Publication number: JP2018013033A
Application number: JP2017206730A
Authority: JP
Inventors: 幸治白山; Koji Shiroyama; 竜太吉識; Ryuta Yoshiki; 真一佐山; Shinichi Sayama
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2018-01-25
Anticipated expiration: 2034-04-28
Also published as: JP6438555B2

Abstract

【課題】径間の広い場所に設置する場合でも、扉体の厚さを大きくせずに、動作確認の点検時における扉体のたわみを水圧作用時のたわみに抑える。
【解決手段】扉体２が基端側を支点として回転浮上可能な浮体式フラップゲートである。初期状態では長手方向中央部が最大の反り量となるアーチ状のキャンバーを設けた吊りビーム４を備える。扉体２の先端部に、前記吊りビーム４を、倒伏状態の扉体２を先端側から見た場合にキャンバーが扉体２の浮上方向の上側に位置するように配置する。扉体２あるいは吊りビーム４の先端側にカウンタウエイト７を接続し、扉体２の浮上を補助する。動作確認の点検時は、引き上げられた前記吊りビーム４が、扉体２の起立時に作用する重量を負担する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば防潮堤の一部として或いは防潮堤の開口部に設置され、津波や高潮の時に海水が陸側に流れ込まないように、扉体を浮上させる浮体式フラップゲートに関するもので、特に設置場所の径間が広い場合に適したものである。

津波や高潮の時、押し寄せてくる海水が陸側へ流れ込まず、また、水位低下時にも容易に倒伏しかつ急激に倒伏するという危険な挙動もない浮体式フラップゲートがある（例えば特許文献１）。

このような浮体式フラップゲートを径間の広い場所に設置する場合、動作確認の点検時には水の無い状態で扉体を強制的に起立させるので、自重による扉体のたわみが大きくなる。扉体のたわみが大きくなると、側部水密ゴムと側部戸当りの接触量（側部水密ゴムのつぶれ量）が扉体の起立前後で変化し、適切な動作確認の点検ができなくなる。

一般的な防潮扉は、水圧の作用時に少なくとも１／６００以下のたわみに抑える必要があり、動作確認の点検時にもその状態を再現する必要がある。

しかしながら、浮体式フラップゲートを径間の広い場所に設置する場合、たわみ量を許容値以下に収めるには、扉体の厚さを大きくする必要があり、扉体の重量が増加する。扉体の重量増加は設備全体の重量増加につながり、コストがアップする。

特開２０１３−２４５４７３号公報

本発明が解決しようとする問題点は、浮体式フラップゲートを径間の広い場所に設置する場合、動作確認の点検時における扉体のたわみが過大とならないように抑えるには、扉体の厚さが大きくなって重量が増加し、設備全体の重量増加につながるという点である。

本発明は、浮体式フラップゲートを径間の広い場所に設置する場合であっても、扉体の厚さを大きくすることなく、動作確認の点検時における扉体のたわみが過大とならないように抑えることを目的としてなされたものである。

本発明は、
扉体が基端側を支点として回転浮上可能な浮体式フラップゲートであって、
初期状態では長手方向中央部が最大の反り量となるアーチ状のキャンバーを設けた吊りビームと、
先端部に、前記吊りビームを倒伏状態の扉体を先端側から見た場合に前記キャンバーが扉体の浮上方向の上側に位置するように配置した扉体と、
前記扉体或いは前記吊りビームの先端側に接続された前記扉体の浮上を補助するカウンタウエイトと、
を備え、
動作確認の点検時に、引き上げられた前記吊りビームが、前記扉体の起立時に作用する重量を負担することを最も主要な特徴としている。

上記の本発明では、扉体の先端部に、初期状態では長手方向中央部が最大の反り量となるアーチ状のキャンバーを設けた吊りビームを、倒伏状態の扉体を先端側から見た場合にキャンバーが扉体の浮上方向の上側に位置するように配置している。

そして、動作確認の点検時には、海水の流入による浮上時とは別に、第２のロープの一端を吊りビームに取付けて引っ張って扉体を起立させることで、起立時に作用する重量は吊りビームが負担することになって、扉体に過度なたわみを生じさせることがない。

本発明では、吊りビームは、必ずしも扉体と一体に構成しなくてもよい。扉体と一体に構成しない場合は、海水の流入時、吊りビームは扉体と分離されて扉体のみ浮上するようにしておけば、カウンタウエイトの重量を軽くすることができる。

本発明では、動作確認の点検時は、海水の流入による浮上時とは別に、扉体の先端部に配置したキャンバー付の吊りビームに取付けた第２のロープを引っ張って扉体を起立させるので、扉体に過度なたわみを生じさせることがない。

本発明の浮体式フラップゲートの概略構成図で、（ａ）は水の流入による浮上機構を側面から見た断面図、（ｂ）は動作点検時の起立機構を側面から見た断面図、（ｃ）は正面側から見た（ａ）図のＡ−Ａ位置における断面図である。吊りビームを倒伏状態の扉体の正面側から見た図で、（ａ）は初期形状、（ｂ）は動作確認の点検時の形状、（ｃ）は扉体倒伏時の形状を示した図である。本発明の浮体式フラップゲートにおける床版及び側部戸当りの据付け状態を説明する図で、（ａ）は正面側から見た断面図、（ｂ）は側面側から見た断面図である。本発明の浮体式フラップゲートにおける吊りビームの設置状態を説明する図で、（ａ）は正面側から見た断面図、（ｂ）は側面側から見た断面図である。本発明の浮体式フラップゲートにおける扉体の据付け状態を説明する図で、（ａ）は正面側から見た断面図、（ｂ）は側面側から見た断面図である。本発明の浮体式フラップゲートにおける吊りビームと扉体との締結状態を説明する図で、（ａ）は正面側から見た断面図、（ｂ）は側面側から見た断面図である。本発明の浮体式フラップゲートにおけるカウンタウエイトの取付け状態を説明する図で、（ａ）は正面側から見た断面図、（ｂ）は側面側から見た断面図である。本発明の浮体式フラップゲートの動作確認の点検時に設置する第２のワイヤー、第２の定滑車、動滑車、レバーブロック（登録商標）を説明する図で、（ａ）は正面側から見た断面図、（ｂ）は側面側から見た断面図である。第２の本発明の浮体式フラップゲートの全体概要図で、（ａ）は平面側から見た図、（ｂ）は側面側から見た断面図である。第３の本発明の浮体式フラップゲートの図１と同様の図である。第４の本発明の浮体式フラップゲートの図１と同様の図である。

本発明は、浮体式フラップゲートを径間の広い場所に設置する場合であっても、扉体の厚さを大きくすることなく、動作確認の点検時における扉体のたわみを水圧作用時のたわみに抑えることを目的とするものである。

そして、その目的を、扉体の先端部に、初期状態では長手方向中央部が最大の反り量となるアーチ状のキャンバーを設けた吊りビームを、倒伏状態の扉体を先端側から見た場合にキャンバーが扉体の浮上方向の上側に位置するように配置し、動作確認の点検時には、海水の流入による浮上時とは別に、吊りビームに取付けた第２のロープを引っ張って扉体を起立させることで実現した。

以下、本発明の実施例を、図１〜図１１を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の浮体式フラップゲートの概略構成を示した図である。

図１において、１は、例えば防潮堤の一部として防潮堤の堤体天端面に設置される本発明の浮体式フラップゲートである。この浮体式フラップゲート１は、津波や高潮の発生時、押し寄せてくる海水の水圧を利用して、基端側の回転中心２ａを支点として扉体２の先端側２ｂを浮上揺動させて海水が陸側に流入するのを防ぐものである。

この浮体式フラップゲート１を構成する扉体２は、図１、図３〜図１１に示した例では幅方向に一体に形成したものを示している。この扉体２の両側には側部水密ゴムｇ（図９参照）が設けられている。しかしながら、複数の扉体２を幅方向に連結し、各扉体２の間を扉間水密ゴムによって連結したものでもよい。この場合、両側の扉体２の、外側に設けた側部戸当り３と相対する側に側部水密ゴムを設ける。

図１に示す本発明の浮体式フラップゲート１は、例えば扉体２の先端部を突出させた上部水平桁２ｃの、倒伏状態における下方に位置する部分の幅方向全域に、吊りビーム４を取付けている。そして、動作確認の点検時は、海水の流入による浮上時とは別に、吊りビーム４で扉体２を保持して起立させるようにしている。つまり、本発明では、動作確認の点検の際の起立時に作用する重量を吊りビーム４で負担するようにしている。

前記吊りビーム４は、初期状態では、図２（ａ）に示すように、長手方向中央部が最大反り量、例えばδとなるようなアーチ状のキャンバーを付けたものを使用する。このようにすることで、図２（ａ）の初期状態から、図２（ｂ）に示すような、初期状態と反対側にδ（合計で２δ）だけたわむまで荷重が付加されるのを許容できるようになる。この吊りビーム４は扉体２が倒伏状態にある場合は、扉体２の重量と吊りビーム４の自重によって、図２（ｃ）に示すように、吊りビーム４の下面全面で着床し、水平な状態となるように、前記反り量を決定する。

図１に示す実施例では、前記吊りビーム４の両端側の軸部４ａを、両側の側部戸当り３に設けた案内溝３ａを貫通してその格納部内に突出させ、この突出させた両端側の軸部４ａに第１のワイヤロープ５の一端を取付けている。この第１のワイヤロープ５の他端は、それぞれの側部戸当り３の格納部内の、例えば、倒伏時の扉体２の先端上方及び基端側の同一高さ位置に設置した第１の定滑車６ａ，６ｂを介してカウンタウエイト７に取付けられている。

倒伏時の扉体２の先端上方に設置する前記第１の定滑車６ａは、海水の流入による扉体２の浮上途中や、水位の低下による倒伏途中に、前記カウンタウエイト７が最下点となるような位置に設置する。

また、吊りビーム４の前記軸部４ａの、前記第１のワイヤロープ５の一端を取付けた位置の外側に、第２のワイヤロープ８の一端を取付ける。この第２のワイヤロープ８の他端は、前記それぞれの側部戸当り３の格納部内の、扉体２の基端側の上方に設置した第２の定滑車９、及び動滑車１０を介して側部戸当り３の格納部内の天井に固定されている。

１１は、動作確認の点検時に前記動滑車１０に取付けるレバーブロック（登録商標）１１であり、このレバーブロック（登録商標）１１を用いて、前記動滑車１０を前記第２の定滑車９から離反する方向、例えば側部戸当り３の床方向に移動する。

次に、上記本発明の浮体式フラップゲート１の組み立て手順を図３〜図８を用いて説明する。

本発明の浮体式フラップゲート１を設置する躯体２１に床版２２を据付け、この床版２２の上の両側に側部戸当り３を据付ける（図３参照）。この時、両側の側部戸当り３の案内溝３ａが相対するように据付ける。

次に、前記側部戸当り３の案内溝３ａに両端側の軸部４ａを貫通させて吊りビーム４を設置する。この吊りビーム４の設置時、倒伏状態の扉体２を先端側から見た場合にアーチ状のキャンバーが扉体の浮上方向の上側に位置するようにする。この状態では、吊りビーム４の長手方向中央部に床版２２との間に隙間ｄができる（図４（ａ）の拡大部分参照）。

吊りビーム４を設置した後は、この吊りビーム４が扉体２の先端部下方に位置するように扉体２の据付けを行う。扉体２を据付けた状態では、扉体２の重量と、吊りビーム４の自重によって、吊りビーム４の長手方向中央部と床版２２との間の隙間はなくなる（図５（ａ）の拡大部分参照）。

扉体２の据付けが完了した後は、扉体２と吊りビーム４をボルト２３で締結し一体化する（図６参照）。

扉体２と吊りビーム４を一体化した後は、側部戸当り３の格納部の、倒伏状態の扉体２の先端上方及び基端側の同一高さ位置に第１の定滑車６ａ，６ｂを設置する。その後、吊りビーム４の両端側の軸部４ａに一端を取付けた第１のワイヤロープ５の他端を、前記第１の定滑車６ａ，６ｂを介してカウンタウエイト７に取付ける（図７参照）。

上記本発明の浮体式フラップゲート１では、高潮や津波の発生時に、押し寄せてきた海水が浮体式フラップゲート１を越えて陸側に流れ込もうとした時には、押し寄せてきた海水が扉体２に作用して発生する浮力により、扉体２は無動力かつ人の操作なしに浮上する。その浮上開始時、前記カウンタウエイト７が降下することで、扉体２の浮上を補助する。

水位の増加に伴って扉体２は浮上するが、扉体２の浮上途中でカウンタウエイト７が最下点の位置となった後は、カウンタウエイト７は上昇するので、カウンタウエイト７が抵抗となって扉体２の浮上速度を減速し、浮上完了時の衝撃を緩和する。

なお、高潮や津波が引いて水位が低下した場合は、カウンタウエイト７が下降し、扉体２を倒伏方向に引っ張って水位の低下に追従して倒伏するが、カウンタウエイト７が最下点の位置となった後は、カウンタウエイト７は上昇して抵抗となり、扉体２の降伏速度を減速して降伏完了時の衝撃を緩和する。

一方、動作確認の点検時に、扉体２を起立させる場合には、前記動滑車１０にレバーブロック（登録商標）１１を取付け、動滑車１０を側部戸当り３の床方向に移動させて扉体２を強制的に起立させる。この起立時に作用する重量は吊りビーム４が負担するので、扉体２には過度なたわみを生じることがない。動作確認の点検終了後はレバーブロック（登録商標）１１を取外す。

本発明は、前記の例に限るものではなく、各請求項に記載の技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

例えば、側部戸当り３の格納部における第１の定滑車６ａ，６ｂの設置態様や、レバーブロック（登録商標）１１の設置態様は、図１に示した実施例に限らない。

例えば図９に示すように、第１の定滑車６ａを倒伏時の扉体２の先端上方にのみ配置したものでも良い。また、第３の定滑車１２を床版２２に設置し、動滑車１０に一端を取付けた第３のワイヤロープ１３の他端を、前記第３の定滑車１２を介して天井に取り付けたレバーブロック（登録商標）１１に取付けたものでも良い。

上記図１，９の実施例は、いずれも吊りビーム４は扉体２と一体的に構成しているが、図１０，１１に示す実施例のように、海水の流入によって浮上する場合には、吊りビーム４は扉体２と分離されて扉体２のみ浮上するものでも良い。

このように吊りビーム４を扉体２と一体的に構成しない場合は、海水の流入による浮上の際は、吊りビーム４は扉体２と一緒に浮上しないので、カウンタウエイト７の重量を軽くすることができる。

図１０は、扉体２の先端側両側にも軸部２ｄを突出させ、第１のワイヤロープ５の一端を扉体２の軸部２ｄに取付け、吊りビーム４の軸部４ａには第２のワイヤロープ８の一端のみを取付けるようにしたものである。

この図１０の実施例では、第１のワイヤロープ５の一端を取付ける扉体２の軸部２ｄは、第２のワイヤロープ８の一端を取付ける吊りビーム４の軸部４ａよりも扉体２の基端側になり、側部戸当り３に設ける案内溝３ａの幅が太くなる。また、第１のワイヤロープ５の一端の取付け位置が扉体２の回転中心２ａ側寄りになるので、カウンタウエイト７は若干重量の重たいものが必要になる。

一方、図１１の実施例は、図１０と同様、第１のワイヤロープ５の一端を扉体２の軸部２ｄに取付け、吊りビーム４の軸部４ａには第２のワイヤロープ８の一端のみを取付けるようにしたものであるが、扉体２の軸部２ｄの鉛直下方に吊りビーム４の軸部４ａを配置している。

この図１１に示す例では、図１０に比べて、カウンタウエイト７の重量を重たくする必要はないが、扉体２の格納部の掘り込み深さを深くする必要がある。

上記図９に示した実施例では、扉体２の浮上限位置を規定するテンションロッド２４を設置しているが、このテンションロッド２４は必ずしも必須の部材ではない。

また、上記の例では、動作確認の点検時における扉体２の起立を、レバーブロック（登録商標）１１を使用して行っているが、チェーンブロック、油圧シリンダ、ウインチを使用してもよい。

また、吊りビーム４の吊り位置は、上記実施例のように扉体２の両端でなくてもよい。

また、上記実施例では、第１、第２のロープ５，８ともワイヤロープを使用しているが、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、アラミド系、ポリアリレート系、超高密度ポリエチレンなどの繊維ロープを使用しても良い。

１浮体式フラップゲート
２扉体
２ａ回転中心
２ｂ先端側
２ｃ上部水平桁
２ｄ扉体軸部
３側部戸当り
３ａ案内溝
４吊りビーム
４ａ吊りビーム軸部
５第１のワイヤロープ
６ａ，６ｂ第１の定滑車
７カウンタウエイト
８第２のワイヤロープ
９第２の定滑車
１０動滑車
１１レバーブロック（登録商標）
１２第３の定滑車
１３第３のワイヤロープ
２１躯体
２２床版
２３ボルト
２４テンションロッド
ｇ側部水密ゴム
δ 反り量

Claims

扉体が基端側を支点として回転浮上可能な浮体式フラップゲートであって、
初期状態では長手方向中央部が最大の反り量となるアーチ状のキャンバーを設けた吊りビームと、
先端部に、前記吊りビームを倒伏状態の扉体を先端側から見た場合に前記キャンバーが扉体の浮上方向の上側に位置するように配置した扉体と、
前記扉体或いは前記吊りビームの先端側に接続された前記扉体の浮上を補助するカウンタウエイトと、
を備え、
動作確認の点検時に、引き上げられた前記吊りビームが、前記扉体の起立時に作用する重量を負担することを特徴とする浮体式フラップゲート。
前記吊りビームは、前記扉体と一体に構成されておらず、海水の流入によって浮上する場合には吊りビームは扉体と分離されて扉体のみ浮上することを特徴とする請求項１に記載の浮体式フラップゲート。