JP2019019670A - Floating body type flap gate - Google Patents
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Abstract
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ある。本発明は、特に、カウンタウエイトなどの助力を必要とし、設置場所の径間が広い場合に適した浮体式フラップゲートに関する。 The present invention relates to a floating flap gate that is installed, for example, as a part of a tide embankment or in an opening of a tide embankment and floats a door so that seawater does not flow into the land during a tsunami or storm surge. In particular, the present invention relates to a floating flap gate suitable for a case where an assisting force such as a counterweight is required and the installation space is wide.
津波や高潮の時、海水の流入初期に、扉体の浮上動作が遅れて海水が陸側に越流することがなく、また、水位低下時には容易に倒伏し、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)。 At the time of tsunami or storm surge, seawater does not overflow to the land side in the early stage of inflow of seawater, and seawater does not overflow to the land side. There is a floating flap gate that does not behave (for example, Patent Document 1).
図5に示す従来の浮体式フラップゲート101は、扉体102の先端部の幅方向全域に例えば1本のロッド103が取付けられ、水圧荷重の支持とワイヤロープ104の一端を取付ける機能を有している。
The conventional floating-
ワイヤロープ104の他端は、倒伏時の扉体102の先端側102bの上方で戸当り105に設置された定滑車106と、扉体102の基端側102aの上方で設置された定滑車107を介してカウンタウエイト120に取付けられている。よって、平常時、カウンタウエイト120の重量は常に扉体102の先端部に作用するようになっている。なお、図5においてrsは開口部の路面、121は戸当り(格納部)である。
The other end of the
従来の浮体式フラップゲート101は、海水が流入し始めた初期の段階で、カウンタウエイト120が降下し、それによって扉体102は起立方向に引っ張られ、起立を補助される(図6(a)〜(b)の動作を参照)。
In the conventional floating-
このような、扉体の先端部の両端にロープの張力を作用させて起立の補助力として利用するタイプの浮体式フラップゲートでは、扉体の幅が長くなるほど、平常時においてロープの張力によって生じる扉体先端部のたわみが大きくなる。そして、扉体先端部のたわみは、平常時、路面からの浮き上がりとなって、人や車両の安全な走行に支障をきたすおそれがある。 In such a floating-type flap gate that is used as an auxiliary force for standing by applying rope tension to both ends of the front end portion of the door body, the longer the width of the door body, the more normally the rope tension is generated. The deflection of the door body tip is increased. And the deflection | deviation of a door body front-end | tip part becomes a lift from a road surface at normal times, and there exists a possibility of causing the trouble of safe driving | running | working of a person or a vehicle.
なお、たわみ量を許容値以下に収めるために、扉体の厚さを大きくし、剛性を高めることが考えられるが、その場合は扉体の重量が必然的に増加する。扉体の重量増加は、設備全体の重量増加につながり、コストアップとなってしまう。 In order to keep the amount of deflection below the allowable value, it is conceivable to increase the thickness of the door body and increase the rigidity, but in this case, the weight of the door body inevitably increases. An increase in the weight of the door body leads to an increase in the weight of the entire facility, resulting in an increase in cost.
本発明が解決しようとする課題は、カウンタウエイトなどの助力を必要とする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、扉体のたわみを抑えるには、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。 The problem to be solved by the present invention is to increase the thickness of the door body in order to suppress the deflection of the door body when installing a floating flap gate that requires assistance such as a counterweight in a wide space. This increases the weight and leads to an increase in the weight of the entire facility.
本発明は、例えばカウンタウエイトなどの助力を必要とする長径間タイプの浮体式フラップゲートであっても、扉体の厚さを大きくすることなく、ロープの張力によって生じる扉体先端部のたわみ(平常時における路面からの浮き上がり)を防止することを目的としてなされたものである。 The present invention, for example, is a long-span floating-type flap gate that requires the assistance of a counterweight or the like, and does not increase the thickness of the door body, and the deflection of the distal end of the door body caused by the rope tension ( It was made for the purpose of preventing the lift from the road surface during normal times.
本発明は、
先端側が基端側を支点として回転浮上可能に構成した浮体式フラップゲートであって、
扉体の先端側に取り付けられた上部桁と、
両端部がそれぞれロープの一端と連結される扉体吊用梁と、
前記ロープの他端側に接続された引張手段と、
前記上部桁と前記扉体吊用梁との間に介在し、扉体倒伏時、前記扉体吊用梁にかかる前記引張手段による前記ロープの張力に対する反力を前記上部桁に等分に作用させるための調整部材と、
を備えたことを最も主要な特徴としている。
The present invention
A floating-type flap gate configured such that the distal end side can rotate and float with the base end side as a fulcrum,
An upper girder attached to the front end of the door body;
A door suspension beam with both ends connected to one end of the rope;
Tension means connected to the other end of the rope;
It is interposed between the upper beam and the door suspension beam, and when the door body falls down, the reaction force against the tension of the rope by the tension means applied to the door suspension beam is equally applied to the upper beam. An adjustment member for causing
The main feature is that it has
上記本発明では、上部桁と扉体吊用梁との間に調整部材を介在させ、扉体吊用梁の両端部に、他端側が例えばカウンタウエイト、圧縮コイルばね、引張りコイルばね等の引張手段と接続されたロープの一端を連結する。 In the present invention, an adjusting member is interposed between the upper girder and the door suspension beam, and the other end of the door suspension beam is tensioned by, for example, a counterweight, a compression coil spring, or a tension coil spring. Connect one end of the rope connected to the means.
本発明の構成によると、扉体吊用梁の両端部にかかるカウンタウエイトの重量は扉体の自重により作用する力より小さいため、浮力の作用しない平常時においては、釣り合って静止している。この時、扉体吊用梁にかかるカウンタウエイトの重量によるロープの張力に対する反力を調整部材によって上部桁に等分に作用(均等に分布して作用)させることになって、扉体の先端側に取り付けた上部桁の部分にたわみを生じさせることがない。 According to the configuration of the present invention, the weight of the counterweight applied to both ends of the door-suspending beam is smaller than the force acting on the door body due to its own weight. At this time, the reaction force against the tension of the rope due to the weight of the counter weight applied to the beam for hanging the door body is caused to act equally on the upper girders (acts evenly distributed) by the adjusting member. The upper girder attached to the side will not bend.
本発明では、扉体の先端部を構成する上部桁に扉体吊用梁を仕込み、カウンタウエイトの重量によってたわんだ梁から調整部材を介して上部桁に等分布の力(等分布荷重)を伝達させ、たわんだ梁の上に上部桁が平坦に載るように調整可能な構造を採用した。よって、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も、扉体先端部のたわみを抑制できるので、人や車両が安全に走行できる。 In the present invention, a beam for hanging the door body is prepared in the upper girder constituting the front end portion of the door body, and an evenly distributed force (equally distributed load) is applied to the upper girder via the adjusting member from the beam bent by the weight of the counterweight. Adopted an adjustable structure so that the upper girder rests flat on the deflected beam. Therefore, even when the floating-type flap gate is installed in a wide space, the deflection of the front end portion of the door body can be suppressed, so that people and vehicles can travel safely.
本発明は、例えばカウンタウエイトなどの助力を必要とする長径間タイプの浮体式フラップゲートであっても、扉体の厚さを大きくすることなく、扉体先端部のたわみを防止するという目的を、扉体吊用梁にかかるカウンタウエイトの重量によるロープの張力に対する反力を調整部材によって上部桁に等分に作用(均等に分布して作用)させることによって実現した。 The object of the present invention is to prevent the deflection of the front end portion of the door body without increasing the thickness of the door body even in the case of a long span type floating flap gate that requires assistance such as a counterweight. The reaction force against the tension of the rope due to the weight of the counterweight applied to the beam for hanging the door body is applied to the upper girder equally by the adjusting member (acts evenly distributed).
以下、本発明の実施例を、図1〜図4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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a floating flap gate of the present invention.
図1において、1は、例えば防波堤の開口部の路面rs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、津波や高潮の発生による増水時、押し寄せてくる海水Wの水圧を利用して、海水が流入する方向(図1中の矢印の方向)に高さ方向の平面内で、基端側2bの回転中心2aを支点として扉体2の先端側2cを浮上揺動させて防潮堤の開口部を水密状態に遮断し、海水が陸側の生活空間に流入するのを防ぐものである。なお、扉体2の幅方向の両側には側部水密ゴム(不図示)が取り付けられている。
In FIG. 1, 1 is a floating type flap gate of the present invention installed on a road surface rs of an opening of a breakwater, for example. This floating
図1に示す本発明の浮体式フラップゲート1は、扉体2の先端側2cの最も先端の部分に上部桁2dが取り付けられている。上部桁2dは、図2に示すように、扉体2が倒伏状態のときに、上方及び側方に位置する3つの面が鋼板で構成され、下方は開放状態となっている鋼構造の桁である。ここで、図2を参照すると、上部桁2dの「上方に位置する面」は、上部桁2dを構成する3つの面のうち、扉体2の上面と連続するように設けられた1つの面2daである。また、上部桁2dの「側方に位置する面」は、前記上方に位置する面2daにおける扉体2の高さ方向の両側端から下方へ扉体2の厚さ分だけ延ばした2つの面2db及び2dcである。
In the
本実施例では、前記上部桁2dの内側には、両端にロープ連結軸3aを備えた鋼体からなる扉体吊用梁3が内包されている。この扉体吊用梁3と上部桁2を構成する鋼板の内側面の間には隙間が存在している。そして、この扉体吊用梁3の両端部のロープ連結軸3aを、両側の側部戸当り9に設けた案内溝を貫通してその格納部内に突出させ、この突出させたロープ連結軸3aにそれぞれワイヤロープ4の一端を取付けている。
In the present embodiment, inside the
ワイヤロープ4の他端は、それぞれの側部戸当り9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に、図1に示すように第1の定滑車7及び第2定滑車8を介して、カウンタウエイト5に接続されている。なお、本発明は、第1の定滑車7及び第2定滑車8を設ける位置や高さについては限定しない。
As shown in FIG. 1, the other end of the
よって、平常時、カウンタウエイト5の重量はワイヤロープ4を介して扉体吊用梁3に常に作用している。なお、図1において、10は、扉体2の浮上限位置を規定するためのテンションロッドである。
Therefore, the weight of the counterweight 5 is always acting on the
第1の定滑車7は、一例として、扉体2が起立した時の水平面(路面rsと同一平面)に対する傾斜角θが例えば45度になった時にカウンタウエイト5が最下点となるように設置している。この傾斜角θは、10度〜80度の範囲であれば問題はなく、適宜所望の角度に設計できる。
For example, the first constant pulley 7 is configured so that the counterweight 5 becomes the lowest point when the inclination angle θ with respect to the horizontal plane (the same plane as the road surface rs) when the
よって、高潮や津波の発生時、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、本発明の浮体式フラップゲート1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、カウンタウエイト5が降下することで、扉体2の浮上を補助する。そして、水平面に対する扉体2の傾斜角θが45度になると、カウンタウエイト5は最下点の位置となる。水平面に対する扉体2の傾斜角θが45度を超えると、扉体2の起立により、カウンタウエイト5が上昇するので、カウンタウエイト5が抵抗となって扉体2の起立速度を減速し、起立完了時の衝撃力を緩和する。
Therefore, when the storm surge or tsunami occurs, when the seawater that has rushed is about to flow over the floating
なお、この起立完了時に、ワイヤロープ4の張力によって扉体吊用梁3が上部桁2dの開放状態となっている下方側から抜け出してしまうのを防止するために、本実施例では、上部桁2の側方の両端2か所に抜け防止材2eを設けている。
In this embodiment, in order to prevent the
高潮や津波が引いて水位が低下した場合、倒伏初期は、カウンタウエイト5が下降し、扉体2は倒伏方向に引っ張られて水位の低下に追従して倒伏する。そして、水平面に対する扉体2の傾斜角θが45度になると、扉体2とワイヤロープ4が一直線になり、カウンタウエイト5は最下端の位置となる。水平面に対する扉体2の傾斜角θが45度より小さくなると、扉体2の倒伏により、カウンタウエイト5が上昇するので、カウンタウエイト5が抵抗となって扉体2の倒伏速度を減速し、倒伏完了時の衝撃力を緩和する。
When the water level is lowered due to storm surge or tsunami, the counterweight 5 is lowered at the initial stage of lodging, and the
次に、図2〜図4を参照して、上部桁2と扉体吊用梁3の間の距離を調整するための調整部材6bの構造を説明する。図2に示すように、上部桁2dの扉体倒伏時における上面2daには、上部桁2dの長手方向に所要の間隔でボルト孔6aが設けられている。
Next, the structure of the
扉体倒伏時、カウンタウエイト5に連結されたワイヤロープ4は、扉体吊用梁3の両端のロープ連結軸3aに連結されて、扉体吊用梁3を上向きに持ち上げようとする力が常に作用している。カウンタウエイト5の重量によりワイヤロープ4から作用する力は、扉体2の自重により作用する力より小さいため、浮力の作用しない平常時においては、この状態で釣り合い静止している。
When the door body is lying down, the
本実施例では、ボルト孔6aを介して上部桁2dと扉体吊用梁3の間に介在させるボルト6bを調整部材として使用し、扉体吊用梁3の両端にかかるカウンタウエイト5の重量によるワイヤロープ4の張力Fに対する反力を、図3の複数の矢印fに示すように、ボルト6bを介して上部桁2dに等分に作用(均等に分布して作用)させる。なお、ボルト6bは、上部桁2dと扉体吊用梁3を締結するものではなく、ボルト孔6aに差し込むことで上部桁2dと扉体吊用梁3の間に介在させて、その距離を調整する部材である。
In this embodiment, the
上記構成の本発明では、扉体吊用梁3は上部桁2の内部でたわんだ状態となるが、上部桁2は、たわんだ扉体吊用梁3からボルト6bを介してカウンタウエイト5の重量によるワイヤロープ4の張力Fに対する反力が径間方向にわたって均等に分散されるので、たわみが生じず、路面rsとの間を平滑に保つことが可能となる。よって、本発明の浮体式フラップゲート1は、平常時における扉体2のたわみを抑制することができ、平滑な路面が形成されて、人や車の安全な走行に寄与できる。
なお、カウンタウエイト5の重量は、扉体2の自重により作用する力より小さくしており、扉体吊用梁3はカウンタウエイト5の重量によりたわんでいるが、それ以上にたわまない剛な梁としている。
In the present invention having the above-described configuration, the
The weight of the counterweight 5 is smaller than the force acting on the
以上の説明では、扉体倒伏時における扉体吊用梁3のたわみと調整部材として用いるボルト6bの作用について述べたが、扉体吊用梁3のたわみは、扉体倒伏時が最大であり、津波、高潮による増水時は、扉体2が回転浮上するにつれて扉体2の自重による扉体吊用梁3のたわみは徐々に小さくなる。そして、扉体2が起立完了したときには、図4に示すように、扉体吊用梁3のたわみは殆ど認められない状態になっている。
In the above description, the deflection of the
補足すると、起立完了時に扉体吊用梁3の撓みは完全に0になる訳ではなく、扉体中心位置のボルト6bと抜け防止材2eを支持点としてロープ連結軸3aを作用点とした撓みが僅かに生じているが、図4(a)に示すように、2eと3aの間は距離が短いために、起立完了時には、実用上問題にならない小さなレベルの撓みしか生じていない。よって、扉体2が起立完了した時点では、調整部材の機能は不要である。なお、起立完了時は、前述の抜け防止材2eが扉体吊用梁3の抜け出しを防止しており、この抜け防止材2eがカウンタウエイト5の重量を受けている。
Supplementally, the deflection of the
また、上部桁2dに設けたボルト孔6aとこのボルト孔6aに螺合されるボルト6bからなる調整手段6を用いた上記実施例の構成によれば、ボルト6bのねじ込み量を変更するだけで、上部桁2dと扉体吊用梁3の距離を自在に調整できるので好適である。
Further, according to the configuration of the above-described embodiment using the adjusting means 6 including the
すなわち、扉体先端部のたわみを防止する構成としては、あらかじめ逆向きに反るように製作されたアーチ状のキャンバーを利用することも考えられるが、本発明の場合は、扉体吊用梁3は自然に反る状態にまかせておけばよく、調整部材として設けたボルト6bにより上部桁2dと扉体吊用梁3の距離を最適なものに調整できる。よって、上部桁と扉体吊用梁を用いる本発明の構成は、キャンバーを製作する前記構成と比較すると、製作の手間が少なくて済み、コスト面においても有利である。
That is, as a configuration for preventing the deflection of the front end portion of the door body, it is conceivable to use an arched camber that has been manufactured so as to bend in the reverse direction in advance. 3 may be left in a naturally warped state, and the distance between the
本発明は、前記の実施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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that the embodiments may be changed as appropriate within the scope of the technical idea described in each claim.
例えば、側部戸当り9の格納部における第1の定滑車7、第2の定滑車8の設置態様は図1に示した実施例に限らない。また、必要に応じて、動滑車を用いても良い。 For example, the installation aspect of the 1st fixed pulley 7 and the 2nd fixed pulley 8 in the storage part of 9 per side door is not restricted to the Example shown in FIG. Moreover, you may use a moving pulley as needed.
また、上記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10を設置しているが、このテンションロッド10は必ずしも必須の部材ではない。
Moreover, in the Example shown above, although the tension rod 10 which prescribes | regulates the floating upper limit position of the
また、上記実施例では、ワイヤロープ4を使用しているが、扉体吊用梁3のロープ連結軸3aに連結されるロープは、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。
Moreover, in the said Example, although the
また、上記実施例においては、ワイヤロープ4を引っ張る手段として、カウンタウエイト5を用いる例を示したが、引張手段はこれに限らない。例えば、圧縮コイルばね、引張りコイルばね等の、ばね機構を用いた引張手段でも良い。
Moreover, in the said Example, although the example using the counterweight 5 was shown as a means to pull the
また、上記に示した実施例では、扉体倒伏時に下方のみが開放状態となっている上部桁2dを用いる例を示したが、上部桁2の形状はこれに限らない。例えば、横断面がL字状の鋼体で上部桁2を構成しても良い。
Moreover, in the Example shown above, although the example using the
また、ボルト孔6aは、上部桁2dの長手方向に等間隔に設ける望ましい一例を示したが、間隔を等しくすることは必ずしも必要でない。また、ボルト孔6aを設ける数は、図3の例に限るものではない。
Moreover, although the desirable example which provides the
1 浮体式フラップゲート
2 扉体
2a 回転中心
2b 基端側
2c 先端側
2d 上部桁
3 扉体吊用梁
3a ロープ連結軸
4 ワイヤロープ
5 カウンタウエイト(引張手段)
6 調整手段
6a ボルト孔
6b ボルト(調整部材)
7 第1の定滑車
8 第2の定滑車
9 側部戸当り
10 テンションロッド
DESCRIPTION OF
6 Adjustment means
7 First constant pulley 8 Second constant pulley 9 Side door contact 10 Tension rod
Claims (2)
扉体の先端側に取り付けられた上部桁と、
両端部がそれぞれロープの一端と連結される扉体吊用梁と、
前記ロープの他端側に接続された引張手段と、
前記上部桁と前記扉体吊用梁との間に介在し、扉体倒伏時、前記扉体吊用梁にかかる前記引張手段による前記ロープの張力に対する反力を前記上部桁に等分に作用させるための調整部材と、
を備えたことを特徴とする浮体式フラップゲート。 A floating-type flap gate configured such that the distal end side can rotate and float with the base end side as a fulcrum,
An upper girder attached to the front end of the door body;
A door suspension beam with both ends connected to one end of the rope;
Tension means connected to the other end of the rope;
It is interposed between the upper beam and the door suspension beam, and when the door body falls down, the reaction force against the tension of the rope by the tension means applied to the door suspension beam is equally applied to the upper beam. An adjustment member for causing
A floating flap gate characterized by comprising
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