JP4043286B2 - 浮体式ゲート装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浮体式ゲート装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、河川の増水や高潮を防ぐための水門や河川堰は、水門柱を構築し、水門柱に鉛直方向に移動自在に設けられた水門扉を移動させる構造が主流であった。しかし、この構造の水門は、水門柱の構築を必要としているため、水門を構築する際に大規模な工事となることから経済性が良くなかった。そこで、最近では、水門柱の構築を不要としたフラップゲート方式の水門が提案されている。
フラップゲート方式の水門は、ゲート内部へ空気を注入する一方、ゲート内部の水を排出し、ゲートの見かけの比重を軽くしてゲートを立て起こし、水門としての機能を果たすものである。また、ゲートを使用しない時は、ゲート内部の空気を排出し、水を流入させることでゲートを水底に寝かせて収納するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなフラップゲート方式の水門は水底に基礎が構築され、その基礎にゲートが回動自在に取り付けられており、しかも、ゲートは基礎から外れないように強固に取り付けられているので、メンテナンスは水中作業となり、その作業が困難であることから、作業能率の低下を招く。
また、フラップゲート方式の水門は、ゲートを収納するための大型の収納部を水底に構築する必要があり、施工コストの高騰を招く。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、ゲートを取り外して陸上でメンテナンスができる浮体式ゲート装置を提供することである。また、他の課題は、ゲートを収納する水底の収納部を小さくして施工コストの低減を図った浮体式ゲート装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば、図１〜図８に示すように、水底に設置され、水流又は波のせき止め用の浮体式ゲート装置１であって、水底に設置される基礎部５と、一部が前記基礎部５に固定され、膨張時に水上に突出する膨縮可能な袋状の浮体２と、この浮体２内に空気を給排気する給排気手段２８と、前記浮体２を収納可能な収納部５１と、収縮時に前記浮体２を前記収納部５１へ回収する引き込み手段４と、前記浮体２の外面に設けられ、可撓性を有するとともに格子状に形成されて前記浮体２を補強する補強材２３と、前記補強材２３のそれぞれの格子により囲まれる空間を覆うように設けられ、前記補強材２３に回動可能に接続された複数の防護材２４と、を備えていることを特徴とする。
【０００６】
ここで、一例として、浮体式ゲート装置を沿岸部の海底に設置した場合で説明する。 上記のように、請求項１記載の発明によれば、高波が発生するおそれのある場合に、給排気手段から浮体内に空気を送り込むと、浮体は膨張し、浮力によって収納部から起き上がって水上に突出する。これにより、押し寄せてきた波を浮体が抑えることができる。
逆に、波が静穏になれば、給排気手段から浮体内の空気を排出すると、浮体は収縮して浮力がなくなるので浮体は基礎部に沈降する。この時、引き込み手段が浮体を収納部へ回収する。
また、浮体の外面に補強材を設けることにより、その内側の浮体を保護できる。
また、補強材は可撓性を有するため、浮体の膨張収縮にともなって変形し、浮体と補強材とが離れることがない。また、補強材は格子状部材であるため、軽量化が図られ、浮体を円滑に浮上させることができる。
また、補強材を介して防護材を設けることにより、水中や水面付近の浮遊物等は、耐摩耗層に直接接触しない。よって、耐摩耗層が破損するのを防止でき、浮体の耐用年数を延ばすことができる。また、耐摩耗層を覆う複数の防護材を備えていることから、防護材が破損すれば、破損した部分だけ交換できる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、例えば、図１〜図８に示すように、請求項１記載の浮体式ゲート装置１であって、前記浮体２を前記基礎部５に対して着脱自在とする連結手段３を備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、浮体は基礎部に対して着脱自在とする連結手段を備えているため、浮体のメンテナンスを行う際には、基礎部から連結手段により浮体を外すことができ、作業の容易な場所、例えば、陸上のドック等に運搬してメンテナンスが行うことができる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、例えば、図１１〜図１９に示すように、請求項１または２記載の浮体式ゲート装置１であって、前記浮体２には、隣接する他の浮体式ゲート装置１の浮体２を連結するための継手部２７が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、複数の浮体を継手部によって連結することにより、所望の幅及び大きさの浮体式ゲート装置が構築できる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、例えば、図１１〜図１９に示すように、水底に設置され、水流又は波のせき止め用の浮体式ゲート装置１０であって、水底に設置される基礎部９と、この基礎部９に連結され、起倒可能な水流せき止め用の止水部材１１と、この止水部材１１の自由端に連結され、膨張時に水上に突出する膨縮可能な袋状の浮体６と、この浮体６内に空気を給排気する給排気手段１３と、前記浮体６を収納可能な収納部９１と、前記浮体６の外面に設けられ、格子状に形成されて前記浮体６を補強する補強材６３と、前記補強材６３のそれぞれの格子により囲まれる空間を覆うように前記補強材６３に設けられた複数の防護材６４と、前記防護材６４間の継ぎ目に設けられ、弾性を有するシール部材１２と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
ここで、一例として、浮体式ゲート装置を沿岸部の海底に設置した場合で説明する。 上記のように、請求項４記載の発明によれば、高波が発生するおそれのある場合に、給排気手段によって浮体内に空気を送り込むと、浮体は膨張し、浮力によって収納部から起き上がって水上に突出する。同時に、浮体に連結された止水部材も浮体の浮力によって基礎部から起き上がる。これにより、押し寄せてきた波を浮体が抑えることができる。
逆に、波が静穏になれば、給排気手段によって浮体内の空気を排出すると、浮体は収縮して浮力がなくなるので止水部材は自重で基礎部に沈降し、止水部材に連結された浮体も収納部に沈降する。
【００１３】
請求項５記載の発明は、例えば、図１１〜図１９に示すように、請求項４記載の浮体式ゲート装置１０であって、前記止水部材１１を前記基礎部９に対して着脱自在とする連結手段７を備えていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明によれば、止水部材は着脱可能な連結手段を介して連結されているため、浮体や止水部材のメンテナンスを行う際には、基礎部から連結手段により浮体や止水部材を取り外すことができ、作業の容易な場所、例えば、陸上のドック等に運搬してメンテナンスが行うことができる。
【００１５】
請求項６記載の発明は、例えば、図１１〜図１９，図２４に示すように、請求項４記載の浮体式ゲート装置１０であって、前記止水部材１１の歪を測定する歪測定手段１３ｆと、この歪測定手段１３ｆにより得られた前記浮体６の歪が所定の値より大きい場合に、浮体６内から空気を排気するように前記給排気手段１３を制御する空気量制御手段１７とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明によれば、歪測定手段により得られた止水部材の歪が所定の値より大きい場合には、空気量制御手段が給排気手段を制御して浮体内から空気を排気するので、浮体が常に適正な浮力を維持することができる。
【００１７】
請求項７記載の発明は、例えば、図１１〜図１９に示すように、請求項４または５記載の浮体式ゲート装置１０であって、前記止水部材１１の自由端を前記浮体６が収納される方向に引き込む引き込み手段８が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の発明によれば、引き込み手段が止水部材の自由端を浮体が収納される方向に引き込むと、止水部材はその基端部を回動軸として回動し、基礎部上に伏せた状態となる。この過程において、引き込み手段が所定の回動方向に止水部材を引き込むことにより、浮体が収納される方向と反対側へ止水部材が回動することを防止して、止水部材を正しい位置に確実に沈降させることができる。
【００１９】
請求項８記載の発明は、例えば、図１１〜図１９に示すように、請求項７記載の浮体式ゲート装置１０であって、前記引き込み手段８は、前記止水部材１１の自由端に接続されたワイヤ８２と、このワイヤ８２を前記浮体が収納される方向に巻きとるウインチ８１とを備えていることを特徴とする。
【００２０】
請求項８記載の発明によれば、ワイヤの一端部を止水部材の自由端に接続し、このワイヤをウインチによって巻きとることにより、簡単な装置で止水部材を正しい位置に確実に沈降させる引き込み手段としての役割を果たすことができる。
【００２１】
請求項９記載の発明は、例えば、図１１〜図１９に示すように、請求項１〜５のいずれかに記載の浮体式ゲート装置１，１０であって、前記浮体２，６内に水を注排水する注排水手段１４，２０を備えていることを特徴とする。
【００２２】
請求項９記載の発明によれば、注排水手段から浮体内に水を注入することにより、浮体内に注水された水は浮体の下方に溜まるため、浮体内の水が浮体のおもりとなって浮体の安定感を増すことができる。
【００２３】
請求項１０記載の発明は、例えば、図１〜図１９に示すように、請求項１〜９のいずれかに記載の浮体式ゲート装置１，１０であって、前記浮体２，６は、気密性を有する気密層２１，６１と、この気密層２１，６１の外面に設けられ、耐摩耗性を有する耐摩耗層２２，６２とを備えていることを特徴とする。
【００２４】
請求項１０記載の発明によれば、浮体を膨張させて水流をせき止めるゲートとして使用している場合に、気密層は浮体内部の空気量を安定して維持することができる。また、耐摩耗層は水流による衝撃等に耐え、気密層の劣化や損傷を防止する。
【００２５】
請求項１１記載の発明は、例えば、図１１〜図１９に示すように、請求項４，５，７，８のいずれかに記載の浮体式ゲート装置１０であって、前記浮体６の側端部の一方には、膨縮可能な補助浮体６６が設けられていることを特徴とする。
【００２６】
請求項１１記載の発明によれば、例えば、浮体式ゲート装置を複数並べて既設の防波堤間に設置する場合には、補助浮体を膨張させることにより、補助浮体が浮体同士あるいは浮体と防波堤との隙間を埋めることができる。
【００２７】
請求項１２記載の発明は、例えば、図１１〜図１９，図２４に示すように、請求項１〜１１のいずれかに記載の浮体式ゲート装置１，１０であって、前記浮体２，６の内圧を測定する内圧測定手段１３ｅと、この内圧測定手段１３ｅにより得られた浮体２，６の内圧が所定の値より低い場合に、浮体２，６内に空気を給気するように前記給排気手段１３を制御する空気量制御手段１７と、を備えたことを特徴とする。
【００２８】
請求項１２記載の発明によれば、内圧測定手段により得られた浮体の内圧が所定の値より低い場合には、空気量制御手段が給排気手段を制御して浮体内に空気を給気するので、浮体が常に適正な浮力を維持することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態の浮体式ゲート装置について詳細に説明する。
〔第１の実施の形態〕
最初に、浮体式ゲート装置の構成について説明する。
図１及び図２に示すように、浮体式ゲート装置１は、河川や、沿岸の構造物の一部に設けられ、増水した河川の流水や高潮をせき止めるものであり、浮体２、連結手段としての連結装置３、引き込み手段としての引き込み装置４、基礎部５等を備えている。
【００３６】
浮体２は、袋状に形成されており、図１に示すように、内部に空気を注入することによって膨張して水底から下端部を支点として起き上がり、増水した河川の流水や高潮をせき止める。浮体２は、膨張した状態において下端部の方がすぼまる形状となっており、上端部は側断面視円弧状になっており、さらに、平面視においては図４に示すように長円状になっている。また、図２に示すように、浮体２は、内部から空気を排出することによって収縮して水底に沈降し、水底に収納される。
浮体２は、図３〜図１０に示すように、気密層２１、耐摩耗層２２、補強材２３、防護材２４、係止軸２５、回動部２６、継手部２７、給排気手段としての空気注入排出部２８、補助板２９とを備えている。
【００３７】
気密層２１は、図５に示すように、柔軟性を有し、かつ、浮体２内部と外部との間の空気や水の通過を防止する層であり、例えば、柔軟性及び気密性に優れたナイロン等の繊維から構成されるのが好ましい。
耐摩耗層２２は、図５に示すように、気密層２１の外面に接着されており、柔軟性を有し、かつ、浮体２外部からの波力による気密層２１の劣化や損傷を防止する層である。耐摩耗層２２は、例えば、柔軟性及び耐摩耗性に優れた塩化ビニル樹脂等の樹脂から構成されるのが好ましい。
なお、連結装置３に連結された浮体２の下端部において、気密層２１及び耐摩耗層２２の一部は切り欠かれて注排水手段としての注排水部２０を形成しており、浮体２外部から内部への多少の水の流入を可能としている。これにより、過剰な空気圧の作用による浮体２の破損を防止できる。
【００３８】
補強材２３は、図３〜図５に示すように、耐摩耗層２２の外面に配置されており、気密層２１及び耐摩耗層２２の補強ができる程度の強度を有するとともに、気密層２１及び耐摩耗層２２の変形に追随して変形可能な、例えば、径の小さいワイヤを用いるのが好ましい。補強材２３となるワイヤは、耐摩耗層２２の外面に格子状に配置されており、図３に示すように、耐摩耗層２２上のほぼ鉛直方向に鉛直ワイヤ２３ａが所定間隔おきに配置され、その鉛直ワイヤ２３ａと交差するように耐摩耗層２２上のほぼ水平方向に水平ワイヤ２３ｂが所定間隔おきに配置されている。また、鉛直ワイヤ２３ａは、耐摩耗層２２の外面に沿って、浮体２の下端部から上端部を跨いで周回するように配置され、その両端は後述する回動部２６に係止されている。また、水平ワイヤ２３ｂは耐摩耗層２２の外面上の水平方向に配置され、鉛直ワイヤ２３ａと交差する部分で鉛直ワイヤ２３ａと接合されている。なお、鉛直ワイヤ２３ａと水平ワイヤ２３ｂの配置は逆でもよい。
【００３９】
防護材２４は、図５に示すように、流木等の浮遊物が耐摩耗層２２に接触するのを防護するものであり、高い剛性を有する鋼板等から構成されている。防護材２４は、隣接する２本の鉛直ワイヤ２３ａと隣接する２本の水平ワイヤ２３ｂとによって囲まれてできた四角形とほぼ同じ大きさに形成されている。また、防護材２４は、水平ワイヤ２３ｂにヒンジ（図示しない）を介して回動可能に接続されており、耐摩耗層２２の膨張及び収縮に伴って防護材２４が回動するようになっている。
【００４０】
係止軸２５は、図３、図６、図７、図９、図１０に示すように、回動部２６を回動可能に支持するものであり、例えば、鋼管等から構成されている。また、係止軸２５は、図６、図７に示すように、連結装置３に着脱自在に連結されている。
回動部２６は、図３、図９、図１０に示すように、鉛直ワイヤ２３ａを支持するとともに、浮体２が回動する際の支点となる部分である。回動部２６は、略輪形状の金具等から形成され、鉛直ワイヤ２３ａの両端部が回動部２６内に埋設されている。また、回動部２６のほぼ中心には、係止軸２５の径より少し大きな径の孔が形成されており、係止軸２５を挿通可能としている。
【００４１】
継手部２７は、図３、図８に示すように、複数の浮体２を連結するものであり、浮体２の側面の下端部から上端部まで延在するようにして設けられており、支持材２７ａ、接続材２７ｂを備えている。
支持材２７ａは、強化プラスチック等の硬質材から構成されており、中空、かつ、略四角柱形状に形成されている。また、隣接する浮体２の支持材２７ａと対面する部分には、支持材２７ａ同士を接続する接続材２７ｂをはめ込むための孔が形成されている。
接続材２７ｂは、略Ｈ形状の硬質ゴム等から構成されており、支持材２７ａに形成された孔を介して隣接する浮体２のそれぞれの支持材２７ａにわたって接続材２７ｂをはめ込むことにより、隣接する浮体２を接続するものである。
【００４２】
空気注入排出部２８は、図１、図２に示すように、注入部２８ａ、排出部２８ｂを備えている。
注入部２８ａは、浮体２を起き上がらせる際に浮体２内に空気を注入する部分であり、注入ポンプ２８ｃ、注入管２８ｄ、取付部材２８ｅを備えている。
注入ポンプ２８ｃは、例えば、汎用のエアポンプが用いられ、基礎部５内の遮水された場所に設置されている。
【００４３】
注入管２８ｄは、注入ポンプ２８ｃから送り出される空気を浮体２内に導くものであり、例えば、柔軟性を有するゴム等の材料から形成されている。また、注入管２８ｄは、一端が注入ポンプ２８ｃに接続され、他端が浮体２の切り欠かれた部分を通って浮体２内に位置するように設置されている。なお、注入管２８ｄには、例えば、バルブ（図示しない）と内圧測定手段としての圧力センサ（図示しない）を設け、浮体２内の内圧が所定の値より低い場合に、浮体２内に空気を給気するように注入ポンプ２８ｃを空気量制御手段によって制御してもよい。ここで、空気量制御手段（図示しない）は、マイクロコンピュータが所定のプログラムを実行することで実現する。
取付部材２８ｅは、注入管２８ｄを浮体２の内面に取り付けるものであり、空気の注入時に注入管２８ｄが浮体２内部から外れないように注入管２８ｄを保持する役割を果たしている。
排出部２８ｂは、浮体２を収納する際に浮体２から空気を排出するものであり、例えば、開閉弁等で形成されており、浮体２の上端部に設けられている。
【００４４】
補助板２９は、図３、図４に示すように、内圧を受ける浮体２の上端部の丸みを帯びた部分の強度を補うためのものである。補助板２９は、強化プラスチックや樹脂等で構成されるとともに、浮体２の外面に合わせて形成され、一つの浮体に２枚ずつ設けられており、部分的に水流をせき止める役割を果たしている。
【００４５】
連結装置３は、図６、図７に示すように、浮体２を基礎部５に対して着脱自在に連結するものであり、固定部３１、可動部３２、駆動軸３３を備えている。
【００４６】
固定部３１は、浮体２の係止軸２５を支持するとともに、その一部が基礎部５に埋設されており、浮体２を取り付けた際のアンカーとなるものである。基礎部５から突出した固定部３１はフック形状に形成されており、その凹所３１ａは係止軸２５の外周のほぼ半分を支持するようになっている。なお、一つの連結装置３には、固定部３１が２つ並んで設けられている。
【００４７】
可動部３２は、２つの固定部３１の間に設けられ、固定部３１と同様、フック形状に形成されている。可動部３２の凹所３２ａは固定部３１の凹所３１ａが支持しきれない係止軸２５の外周のほぼ半分を支持するようになっている。また、可動部３２は、駆動軸３３に取り付けられ、駆動軸３３の回転に伴って回動するようになっており、可動部３２の凹所３２ａが固定部３１の凹所３１ａに対向する位置まで回動した際に、固定部３１と可動部３２が係止軸２５を両側から挟み込んで支持するようになっている。
【００４８】
駆動軸３３は、可動部３２を回動するものであり、その端部はモータ（図示しない）に接続されている。また、駆動軸３３は、固定部３１の側面のほぼ中央部分を貫通し、支持される係止軸２５とほぼ平行となるように設けられている。
【００４９】
引き込み装置４は、図１、図２に示すように、浮体２が起き上がった状態では、増水した河川の流水や高潮の流れ方向に対向して浮体２を安定させ、浮体２を収縮させて沈降させる際には、浮体２を後述する収納部５１に回収するものである。引き込み装置４は、ウインチ４１、安定案内ケーブル４２を備えている。
【００５０】
ウインチ４１は、浮体２の状態に合わせて安定案内ケーブル４２を巻いたり伸ばしたりするものである。浮体２が起き上がった状態、すなわち、ゲートとして機能しているときは、浮体２が水圧や波力によって傾倒しないよう、安定案内ケーブル４２に張力がかかる程度に安定案内ケーブル４２を巻いて浮体２を安定させる。一方、浮体２を収納する際には、ウインチ４１を巻いて浮体２が収納部５１に納まるように浮体２を案内する。
【００５１】
安定案内ケーブル４２は、上述のように浮体２を安定あるいは案内するものである。安定案内ケーブル４２は、径の大きなワイヤ等で構成され、一端はウインチ４１のドラムに取り付けられており、他端は、浮体２の上端部を乗り越えて係止軸２５に設けられた安定案内ケーブル４２専用の取付部（図示しない）に接続されている。
【００５２】
基礎部５は、水底に設置されており、浮体式ゲート装置１０を設置するための基盤となるものである。基礎部５は、コンクリートによって形成され、その上面には、浮体２を収納するための収納部５１が設けられている。
収納部５１は、収縮した浮体２が納まる程度に形成された基礎部５上の凹所である。
【００５３】
浮体式ゲート装置１を構築するには、最初に陸上のドック内で鉄筋及びコンクリートによって基礎部５を構築する。その際、基礎部５の上面には、浮体２を収納する収納部５１となる凹所を設けておく。また、連結装置３を基礎部５の収納部５１以外の場所に埋設し、収納部５１をはさんだ連結装置３に対向する位置にウインチ４１を設置する。その後、基礎部５を曳航し、所定位置の水底に沈設する。
次いで、陸上のドック等で製作された浮体２を曳航し、安定案内ケーブル４２専用の取付部に安定案内ケーブル４２を接続したのち、浮体２を水底に沈める。
次いで、連結装置３のモータ（図示しない）を駆動して駆動軸３３を回転させ、可動部３２の凹所３２ａを固定部３１の凹所３１ａから離すように回動させる。
次いで、係止軸２５を固定部３１の凹所３１ａにはめ込み、可動部３２が係止軸２５を挟むように可動部３２を回動させ、係止軸２５を連結装置３に取り付ける。
次いで、安定案内ケーブル４２をウインチ４１で巻いて浮体２を収納部５１へ収納させ、浮体式ゲート装置１の設置は完了する。
【００５４】
なお、浮体２を複数連結する際には、隣接する浮体２の両方の支持材２７ａにわたって接続材２７ｂを取り付ければよい。
また、浮体２は、最初に袋状の気密層２１の外面に耐摩耗層２２を接着する。次いで、耐摩耗層２２の外面に鉛直ワイヤ２３ａ、水平ワイヤ２３ｂを配置し、水平ワイヤ２３ｂに防護材２４を回動自在に取り付ける。最後に、浮体２の側面に支持材２７ａ、補助板２９を取り付けて浮体２が形成される。
【００５５】
次に、浮体式ゲート装置１の動作について説明する。
河川の増水や高潮が発生するおそれのあるときは、注入ポンプ２８ｃから注入管２８ｄを介して浮体２内部に空気が送り込まれて浮体２が膨張し、係止軸２５を中心に回動部２６が回動し、浮体２は徐々に起き上がる。その際、浮体２の起き上がりに合わせてウインチ４１により安定案内ケーブル４２を伸ばし、浮体２を安定させながら浮体２を起き上がらせる。浮体２が完全に起き上がると、ウインチ４１を止め、安定案内ケーブル４２はある程度の張力がかかった状態で浮体２を支持する。そして、河川の増水や高潮が浮体２に（図１においては右方向から）押し寄せると、波は起き上がった浮体２に衝突し、波の大部分のエネルギーが減衰される。
河川の増水や高潮が静まり、浮体２内部の空気を排出部２８ｂから抜くと、浮体２は収縮しながら徐々に沈降していく。その際、ウインチ４１により安定案内ケーブル４２を巻くことで、係止軸２５を中心に回動部２６が回動し、浮体２は収納部５１へ案内される。
【００５６】
本実施の形態の浮体式ゲート装置１によれば、浮体２の内部に空気を注入することによって膨張して収納部５１から起き上がって河川の増水や高潮をせき止め、浮体２の内部から空気を排出することによって収縮して水底に沈降する膨縮可能な袋状の浮体２を用いているため、水底に設けられる収納部５１は、浮体２が収縮したときの大きさでよい。また、浮体２は、連結装置３に着脱自在に連結されているため、浮体２の係止軸２５を連結装置３から外し、浮体２を作業船上や陸上のドックに運搬してからメンテナンスをすることができ、水中でのメンテナンス作業が不要となり、作業能率を向上させることができる。
【００５７】
また、浮体２は、気密層２１を備えているため、浮体２を膨張させて水の流れをせき止めるゲートとして使用している際に、浮体２内部の空気が抜けて浮体２が収縮して沈むのを防止できる。また、浮体２は、気密層２１の外面に耐摩耗層２２を備えているため、気密層２１の劣化や損傷を防止できるほか、耐摩耗層２２自身は劣化や損傷がしにくいので、浮体式ゲート装置１の耐用年数を延ばすことができる。さらに、浮体２を補強する鉛直ワイヤ２３ａ及び水平ワイヤ２３ｂが耐摩耗層２２の外面に設けられているため、浮体２の耐用年数を延ばすことができる。また、耐摩耗層２２を保護する防護材２４が水平ワイヤ２３ｂに設けられているため、耐摩耗層２２が流木等の浮遊物によって損傷するのを防止できるほか、浮体２の耐用年数を延ばすことができる。
【００５８】
さらに、浮体２には、継手部２７が設けられているため、複数の浮体２を継手部２７によって連結することにより、所望の大きさの浮体式ゲート装置１を構築できる。また、浮体式ゲート装置１は一つの浮体２で構成するよりも、複数の浮体２を連結して構成した方が一つの浮体２の大きさは小さくなる。よって、浮体２のメンテナンスが容易になる。
【００５９】
なお、浮体式ゲート装置は、本実施の形態に限定されるものではない。例えば、浮体式ゲートの構築方法や浮体の構造は、発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば他の方法、材料を用いることも可能である。また、河川が増水していなくても、浮体を起き上がらせることでダムとしての機能を果たすことができる。
【００６０】
〔第２の実施の形態〕
最初に、浮体式ゲート装置の構成について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の機能を有する構成要素については簡潔に説明する。
図１１に示すように、浮体式ゲート装置１０は、浮体６、連結手段としての固定装置７、引き込み手段としての引き込み装置８、基礎部９、止水部材としての止水壁１１、シール部材１２、給排気手段としての給排気部１３、注排水手段としての注排水部１４等を備えている。
【００６１】
浮体６は、止水壁１１の自由端に連結され、膨張時に水上に突出する大きさに形成されている。また、図１１に示すように、浮体６は、膨張した状態において両側端部を閉塞された円筒状となっている。浮体６は、浮体２と同様、内部に空気を送り込むことによって水底から浮上し、内部から空気を排出することによって収縮して水底に沈降し、水底に収納される。
また、浮体６は、図１２〜図１７に示すように、気密層６１、耐摩耗層６２、補強材としての係留索６３、防護材６４、浮体係留部６５、補助浮体としてのエアバッグ６６とを備えている。
【００６２】
気密層６１は、図１２〜図１４に示すように、例えば、スーパー繊維層６１ａとゴム層６１ｂとから構成されている。気密層６１を作成するには、まず、格子状に編まれたスーパー繊維層６１ａを両面側からゴム層６１ｂによって挟み込み、一体化させて膜材料を作成する。この膜材料を、図１３に示すように、二層に積み重ね、さらにこの二層構造とされた膜材料を図１４に示すように、互いの端部をずらして接合することにより、気密層６１が形成される。すなわち、気密層６１は、作成した膜材料４枚分の厚みを有することになり、浮体６として十分な強度を発揮する。なお、膜材料どうしの接合は、自然加硫接着剤によって行うが、浮体６が小さければ、加硫釜に入れて強制加硫加工を施してもよい。
【００６３】
耐摩耗層６２は、図１４に示すように、第１の実施の形態と同様、気密層６１の外面に設けられており、例えば、細いワイヤによって編まれた網等が用いられる。なお、気密層６１及び耐摩耗層６２は、上記のものに限らず、必要な強度、耐摩耗性を発揮するものであれば材質を問わない。
【００６４】
係留索６３は、耐摩耗層６２の外面に設けられており、気密層６１及び耐摩耗層６２を補強するほか、浮体６を止水壁１１に係留する役割も担っている。係留索６３は、格子状に形成され、耐摩耗層６２の外面に沿って、浮体６の下端部から上端部を跨いで周回するように配置され、その複数の両端は図１６に示す止水壁１１の自由端の先端部に設けられた複数の浮体係留部６５に係留されている。なお、係留索６３は、軽量化を図るため、気密層６１に用いられるものと同様のスーパー繊維から形成されている。
【００６５】
防護材６４は、図１１，図１５，図１６に示すように、耐摩耗層６２を覆うように複数設けられており、例えば、軽量で高い剛性を有するＦＲＰ（繊維強化プラスチックス）から構成されている。防護材６４は、図１５に示すように、一定の大きさに形成されており、各側縁部が内側に折り返されている。この折り返された部分が図１６（ａ）に示すように、取付金物６４ａを介して係留索６３に取り付けられている。また、図１５（ｃ）に示すように、防護材６４間の継ぎ目には、弾性を有するシール部材１２が取り付けられている。
【００６６】
なお、シール部材１２は、防護材６４間の継ぎ目以外にも、図１８，図１９に示すように、浮体６と止水壁１１との間、止水壁１１と固定装置７との間、止水壁１１間に取り付けられて、水の通過を阻止するものであり、弾性を有する材料、例えば、ゴムから形成されている。このシール部材１２は、略Ω字状に形成されており、浮体６と止水壁１１との間に取り付けるときは、一端部が浮体６の下端部の防護材６４の表面にボルトにて取り付けられ、他端部が止水壁１１の上端部にボルトにて取り付けられる。なお、上記他の取り付け箇所においても取り付け方は同様である。
【００６７】
浮体係留部６５は、図１６に示すように、止水壁１１の自由端の先端部に設けられ、浮体６を係留する部分であって、ヒンジ構造とされている。また、浮体係留部６５は、係留索６３の端部に対応する位置に同数設けられ、係留索６３用の係留軸６５ａ、係留軸６５ａ用の回転部６５ｂ、支持板６５ｃ、止水壁１１用の係留軸６５ｄ、係留軸６５ｄ用の回転部６５ｅを備えている。
係留軸６５ａは、回転部６５ｂを回転自在に支持するものであり、両端部が２枚の支持板６５ｃの上部に嵌め込まれて固定されている。
回転部６５ｂは、係留索６３の両端部を支持するものであり、例えば、滑車等から形成され、係留軸６５ａに回転自在に支持されている。
支持板６５ｃは、係止軸６５ａを支持するとともに、係留索６３を交換する場合に、係止軸６５ａを着脱できるものとされている。なお、両支持板６５ｃはいずれも、わずかな隙間をあけて回転部６５ｂを軸支している。
係留軸６５ｄは、回転部６５ｅを回転自在に支持するものであり、両端部が２枚の支持板６５ｃの下部に嵌め込まれて固定されている。
回転部６５ｅは、止水壁１１と浮体６とを繋ぐためのものであり、例えば、滑車等から形成され、係留軸６５ｄに回転自在に支持されている。
なお、止水壁１１に設けられた連結索６５ｆは、回転部６５ｅの外周に形成された溝に沿って係止されており、浮体６と止水壁１１とを連結している。
【００６８】
エアバッグ６６は、例えば、図１７に示すように、複数の浮体６を既設の防波堤９２間に並べて設置した際に、防波堤９２と接触する浮体６の側端部の一方に設けられている。エアバッグ６６は、浮体６と同じ膜材から形成され、内部に空気を送り込んだり排出したりすることで膨張及び収縮させることができる。
なお、エアバッグ６６への給排気は、後述する給排気ポンプ１３ａ、給排気管１３ｂを兼ねてもよいし、別系統で設けてもよい。また、エアバッグ６６のうち、防波堤９２と接触する部分には、鋼板や強化樹脂等、耐摩耗性に優れた材料を貼り付けておくことで、エアバッグ６６の保護を図っている。また、エアバッグ６６は、浮体６の両側端部に設けてもよい。
【００６９】
固定装置７は、図１８に示すように、基礎部９に対して着脱自在に設けられており、止水壁１１の下端部を回動自在に支持し、固定部７１、回動部７２、支持軸７３、基礎部９に設けられた穴部７４を備えている。
この固定装置７は、ヒンジ構造を備え、固定部７１に支持軸７３が取り付けられ、回動部７２がこの支持軸７３に回動自在に支持されているものである。そして、止水壁１１の下端部に取り付けられたワイヤ等が回動部７２の外周に形成された溝に嵌め込まれて固定装置７と止水壁１１とが連結されている。なお、上述のように、固定装置７の上端部と止水壁１１の下端部との間にはシール部材１２が取り付けられており、止水処理が施されている。また、固定装置７は、ピン（図示しない）を介して穴部７４に固定されており、ピンを外すことによって容易に穴部７４から取り外すことができ、これにより浮体６や止水壁１１、固定装置７のメンテナンスが可能となる。
【００７０】
引き込み装置８は、図１１及び図２４に示すように、基礎部９側から止水壁１１の自由端を浮体が収納される方向に引き込むものである。また、引き込み装置８は、浮体６が起き上がった状態では、止水壁１１を安定させ、浮体６を収縮した場合には、止水壁１１を所定の方向に倒すことにより浮体６を後述する収納部９１に案内するものである。引き込み装置８は、ウインチ８１、ワイヤで形成された安定案内ケーブル８２を備えている。
ウインチ８１は、図２４に示すように、付近の防波堤上に設置されている。一方、ウインチ８１から延びる安定案内ケーブル８２は、地中あるいは水中を通って基礎部９に到達し、図１１に示すように、基礎部９上の中継部８３で中継された後、止水壁１１の上端部に接続されている。
【００７１】
基礎部９は、水底に設置されており、浮体式ゲート装置１０を設置するための基盤となるものである。基礎部９は、コンクリートによって内部が中空に形成され、その内部には、給排気部１３及び注排水部１４の一部が設けられている。
収納部９１は、収縮した浮体６が納まるように海底を浚渫し、コンクリートを打設して形成された部分であり、基礎部９の岸側に隣接して設けられている。
【００７２】
止水壁１１は、図１１に示すように、上端部が上述のように浮体６に連結され、下端部が固定装置７を介して基礎部９に回動自在に連結されて起倒可能とされている。また、止水壁１１と浮体６とが連結されて、一つの水流せき止め用のゲートとして機能しており、例えば、鋼製の壁体から形成されている。止水壁１１は、図１９に示すように、複数のＨ形鋼を格子状に組み合わせて構築された複数の躯体１１ａと、各躯体１１ａの一方の面に取り付けられた鋼板１１ｂとを備えている。なお、止水壁１１には、電気防食処理が施され、長期間海中に設置しても錆びないように処理されている。また、止水壁１１は、一定の大きさに形成された壁体を複数連結することによって形成されている。
【００７３】
給排気部１３は、浮体６内に空気を送り込んだり、浮体６内の空気を排出するものであり、図２４に示すように、給排気ポンプ１３ａ、給排気管１３ｂ等を備えている。
給排気ポンプ１３ａは、浮体６の設置位置付近の構造物、例えば、防波堤上に設けられている。一方、給排気ポンプ１３ａから延びる給排気管１３ｂは、隣接する防波堤内部から基礎部９の内部の空間に導かれている。基礎部９内の給排気管１３ｂには、後述する電磁バルブ１３ｃ、流量計１３ｄ、圧力センサ１３ｅが取り付けられており、給排気管１３ｂはさらに基礎部９上に突出し、止水壁１１に沿って配置され、さらに、浮体６の下端部から浮体６内部へと挿入されて浮体６内に末端が配置されている。なお、浮体６内の空気の給気及び排気もこの給排気管１３ｂにより行われる。
【００７４】
注排水部１４は、浮体６内に水を注入したり、浮体６内の水を排出するものであり、図２４に示すように、注水ポンプ１４ａ、排水ポンプ１４ｂ、取水管１４ｃ、注水管１４ｄ、排水管１４ｅ等を備えている。
注水ポンプ１４ａは、海中から水を取り込み、浮体内へ注水するポンプであり、基礎部９の内部に設けられている。海中から水を取り込む取水管１４ｃは、注水ポンプ１４ａから延びて海中に開口しており、途中には後述する電磁バルブ１４ｇが設けられている。浮体６内へ注水する注水管１４ｄは、注水ポンプ１４ａから延びて基礎部９上に突出し、止水壁１１に沿って配置され、さらに、浮体６の下端部から浮体６内部へと挿入されて浮体６内の下方で末端が配置されており、途中には、電磁バルブ１４ｇ、後述する流量計１４ｈが２つずつ設けられている。
【００７５】
排水ポンプ１４ｂは、浮体６内の水を排出するポンプであり、基礎部９の内部に設けられている。浮体６内から水を排出する排水管１４ｅは、途中まで注水管１４ｄと兼ねており、一方の電磁バルブ１４ｇで分岐して排水ポンプ１４ｂに接続されている。さらに、排水ポンプ１４ｂから延びる排水管１４ｅは、基礎部９から防波堤上へと導かれ、海に向かって開口している。
なお、浮体６内へ注入される水や浮体６から排出される水の流れは、電磁バルブ１４ｇの切り替えによって制御される。
【００７６】
浮体式ゲート装置１０を海中に構築するには、まず、図２０に示すように、施工海域をグラブ式浚渫船Ａにより床掘りを行う。ここで、床掘りを行うのは浮体式ゲート装置１０を設置した際の水深を十分に確保するためである。なお、床掘りはポンプ式浚渫船を用いてもよい。床掘り後、後述する水中導枠２０２を敷設するための基準となる基準杭２０１を打ち込み、砂撒き船Ｂにより海底にほぼ一様に砂を撒く。
次に、クレーン台船Ｃを用いて、海底に打ち込む杭の位置の案内をする水中導枠２０２を基準杭２０１に沿って海底に敷設する。水中導枠２０２を敷設した後、基準杭２０１を海底面で切断し、杭打ち船Ｄにより水中導枠２０２にしたがって鋼管杭２０３を海底地盤に打ち込む。
【００７７】
次に、鋼管杭２０３の頭部の高さを揃えるため、コンクリートミキサ船Ｅにより、鋼管杭２０３の頭部にコンクリートを打設する。
次に、基礎部９となる中空のコンクリート製のブロックを吊下げ台船Ｆで海底に沈設する。なお、基礎部９が浮き上がらないよう、図２１に示すように、基礎部９の内部にバラストの役割を果たすコンクリートを打設する。
【００７８】
次に、ガット船及びトレミー台船Ｇを用いて基礎部９の周囲の埋め戻しを行う。なお、埋め戻しの際に、基礎部９の一方側の海底を基礎部９の天端とほぼ同じ高さにしておく。他方側は、基礎部９が埋まる程度まで埋め戻しを行う。そして、この一方側の海底にコンクリート用の型枠を設置し、コンクリートミキサ船Ｅにより、コンクリートを打設する。また、他方側には、潜水士により張石が施される。
【００７９】
次に、浮体６を基礎部９に設置する。ここで、浮体６を陸上のドックから設置場所まで運搬する方法について説明すると、図２２に示すように、浮体６に吊り枠２０４を取り付け、起重機船Ｊで吊り枠２０４と固定装置７を吊りながら海底に仮置きする。次に、浮体６を膨張させるとともに、吊下げ台船Ｆにて固定装置７を吊りながら、曳船Ｉによって設置場所まで曳航する。
そして、吊下げ台船Ｆの位置決めを行った後、曳船Ｉにて浮体６を牽引して浮体６に張力をかけながら固定装置７を基礎部９上に設置し、ピンにて固定する。この際、安定案内ケーブル８２、給排気部１３、注排水部１４等を設置して浮体式ゲート装置１０は構築される。
【００８０】
なお、船舶の往来が激しい航路に浮体式ゲート装置１０を構築するには、図２３（ａ）〜（ｃ）に示すように、航路を３つのブロックに分割し、１つのブロックごとに施工を行う。これにより、船舶の航行を妨害することなく浮体式ゲート装置１０を構築できる。また、各作業船を図２３（ｄ）〜（ｇ）に示すように配船することにより、上述のどの作業も１つのブロック内で行うことが可能である。なお、図２３（ｄ）は床掘り、図２３（ｅ）は管打ち込み、図２３（ｆ）は基礎据え付け、図２３（ｇ）はコンクリート打設時の配船である。
【００８１】
以上の手順で構築された浮体式ゲート装置１０は、図２４に示すように、制御システム１００によって管理されており、全体監視カメラ１５及び天端レベル監視カメラ１６、内圧測定手段としての圧力センサ１３ｅ、歪測定手段としての歪ゲージ１３ｆ、流量計１３ｄの検出結果に基づいて空気量制御手段１７が制御する電磁バルブ１３ｃ、流量計１４ｈの検出結果に基づいて水量制御手段１８が制御する電磁バルブ１４ｇを備えている。また、空気量制御手段１７及び水量制御手段１８は、マイクロコンピュータが所定のプログラムを実行することで実現する。
なお、この制御システム１００の各構成は、浮体式ゲート装置１０の制御手段として、当該浮体式ゲート装置１０の構成の一部として組み込んでもよい。
【００８２】
全体監視カメラ１５は、浮体６のとおりや浮体６全体の状態を監視するものであり、例えば、図２４に示すように、両岸の防波堤上に設置されている。全体監視カメラ１５が撮影した画像は、中央監視室１９に送られ、管理者が浮体式ゲート装置１０の近くにいなくても浮体６の状態を把握できるようになっている。
天端レベル監視カメラ１６は、浮体６の天端の高さを監視するものであり、全体監視カメラ１５と同様、両岸の防波堤上に設置されている。天端レベル監視カメラ１６が撮影した画像は、中央監視室１９に送られ、管理者は、浮体６の上端が防波堤の天端とほぼ同じ高さに位置するかどうかを判断する。
【００８３】
圧力センサ１３ｅは、浮体６内の内圧を測定するものであり、例えば、図２４に示すように、給排気管１３ｂの途中に取り付けられている。なお、浮体６内の内圧を測定するには、圧力センサ１３ｅより後方の給排気管１３ｂに取り付けた電磁バルブ１３ｃを閉鎖して測定する。
歪ゲージ１３ｆは、止水壁１１の歪を測定するものであり、止水壁１１の鋼板１１ｂに溶接にて取り付けられている。なお、この歪ゲージ１３ｆは溶接対応型のものが用いられ、溶接時の熱にも十分耐久性を発揮するものである。この歪ゲージ１３ｆが止水壁１１の歪を測定し、この歪から浮体６の係留張力を求める。
これらのデータは、リアルタイムで中央監視室１９に送られ、管理者が浮体６の状態を常に確認できるようになっている。
【００８４】
流量計１３ｄは、浮体６内への空気の注入量や浮体６からの空気の排出量を測定するものである。
流量計１４ｈは、浮体６内への水の注入量や浮体６からの水の排出量を測定するものである。
電磁バルブ１３ｃ，１４ｇは、流量計１３ｄや流量計１４ｈの付近に取り付けられており、中央監視室１９からの制御信号によって開閉を行うことができる。
中央監視室１９の空気量制御手段１７は流量計１３ｄのデータを取り込み、水量制御手段１８は水の流量計１４ｈのデータを取り込んで、浮体が適切な状態となるように給排気部１３、注排水部１４、電磁バルブ１３ｃ，１４ｇを制御する。
なお、浮体式ゲート装置１０の監視は、中央監視室１９からだけではなく、配管の監視室（図示しない）や、カメラの監視室（図示しない）からも行うことが可能である。
【００８５】
ここで、浮体６を起き上がらせる手順について説明する。
河川の増水や高潮が発生するおそれのある時は、図２５に示すように、給排気ポンプ１３ａを作動させ、浮体６内部に空気を注入する（Ｓ１，Ｓ２）。この時、給排気管１３ｂの途中に設けた流量計１３ｄにより、浮体６内に注入した空気量を計測し、所定の量に到達するまで空気を注入し、浮体６及び止水壁１１を浮上させる（Ｓ３）。
浮体６を浮上させるのと並行して、水量制御手段１８により排水ポンプ１４ｂを作動させ、以前の沈降時に給水した浮体６内部の水を排水する（Ｓ４，Ｓ５）。この時、排水管１４ｅの途中に設けた流量計１４ｈにより、排水量を計測し、所定の量に到達すれば排水ポンプ１４ｂを停止する（Ｓ６〜Ｓ８）。
【００８６】
以上のように、浮体６内部に空気を注入するとともに、浮体６内部の水を排水することで大きな浮力が発生し、浮体６及び止水壁１１が浮上する（Ｓ９）。なお、浮上する浮体６の挙動は、全体監視カメラ１５によって監視される（Ｓ１０）。なお、監視にあたっては、全体監視カメラ１５が撮影した画像によって行う。
次に、空気量制御手段１７が浮上後の浮体６内の空気量と内圧の測定を指示し、流量計１３ｄ及び圧力センサ１３ｅによって、浮体６内に注入した空気量から浮体６内の空気量を算出するとともに、給排気管１３ｂ内に設置した圧力センサ１３ｅにより、浮体６の内圧を測定する。ここで、浮体６の内圧が所定の値より低い場合には、空気量制御手段１７により給排気ポンプ１３ａを作動させ、浮体６内への給気を行う（Ｓ１２）。なお、内圧が高ければ、排気を行うことも可能である。
【００８７】
さらに、浮体６が浮上した後の浮体６の位置を確認する（Ｓ１３）。浮体６の位置は、現場の監視船と、全体監視カメラ１５及び天端レベル監視カメラ１６とによって行われる（Ｓ１４）。
浮体６内の空気量、内圧、浮体６の位置が所望の状態になれば給排気ポンプ１３ａを停止する（Ｓ１５）。なお、浮体６を浮上させた後も、浮体６の挙動、位置、内圧、空気量は監視を続ける。また、空気量制御手段１７は、止水壁１１に取り付けた歪ゲージ１３ｆにより、浮体６の歪を測定して係留張力を求め、適正値かどうかを判断する（Ｓ１６）。ここで、係留張力が適正値を大きく超えた場合には、空気量制御手段１７が給排気ポンプ１３ａを制御し、浮体６内部の空気を排気する。
【００８８】
次に、浮体６を収納部９１に収納する手順について説明する。
河川や海が静穏になれば、図２６に示すように、空気量制御手段１７が給排気ポンプ１３ａを作動させ、浮体６内部の空気を排出する（Ｓ１７，Ｓ１８）。この時、給排気管１３ｂの途中に設けた流量計１３ｄにより、浮体６内から排出される空気量を計測しながら行う。
浮体６がある程度収縮してきたところで、電磁バルブ１４ｇを作動させて取水管１４ｃ及び注入管１４ｄを開放し、浮体６内部に水を注入する（Ｓ１９，Ｓ２０）。この時、取水管１４ｃ及び注入管１４ｄ内の途中に設けた流量計１４ｈにより、注水量を計測し、浮体６内がほぼ満水になれば、電磁バルブ１４ｇを作動させて取水管１４ｃ及び注入管１４ｄを閉鎖する（Ｓ２１〜Ｓ２３）。
【００８９】
以上のように、浮体６内部から空気を排出するとともに、浮体６内部に水を注水することで浮力が失われ、浮体６及び止水壁１１は水中に漂った状態となる。ここで、ウインチ８１を起動し、安定案内ワイヤ８２によって浮体６を収納部９１側へ徐々に沈降させる（Ｓ２４，Ｓ２５）。なお、沈降する浮体６の挙動は、全体監視カメラ１５によって監視される（Ｓ２６）。
次に、浮体６が沈降した後の浮体６内の残存空気量を確認する（Ｓ２７）。空気量制御手段１７により、排出した空気量と注水した水量から浮体６内の残存空気量を算出する。ここで、浮体６の空気量が所定の値より多い場合には、空気量制御手段１７により給排気ポンプ１３ａを作動させ、浮体６内の排気を行う（Ｓ２８）。
【００９０】
さらに、浮体６が沈降した後の浮体６の位置を確認する（Ｓ２９）。浮体６の位置は、監視船に備え付けたソナーを用いて水深を測定と、全体監視カメラ１５及び天端レベル監視カメラ１６とによって確認される（Ｓ３０）。また、必要に応じてダイバーが潜って目視にて確認する。
浮体６内の空気量、浮体６の位置が所望の状態になれば給排気ポンプ１３ａを停止する（Ｓ３１）。なお、浮体６を沈降させた後は、止水壁１１の重量と安定案内ワイヤ８２の張力によって止水壁１１の伏せた状態を維持し、浮体６を収納部９１に維持できる。
【００９１】
なお、浮体式ゲート装置１０のメンテナンスは、図２７に示すように、まず、浮体式ゲート装置１０の設置海域を仮閉鎖し、水中作業にて固定装置７を基礎部９から取り外す（Ｓ３２，Ｓ３３）。
次に、吊下げ台船にて浮体６、固定装置７、止水壁１１を陸上のドックまで曳航する（Ｓ３４）。ドックに曳航後、浮体６等の点検及び補修を行う（Ｓ３５）。点検及び補修としては、例えば、気密層６１や耐摩耗層６２の補修や張り替え、係留索６３や防護材６４の交換、固定装置７や止水壁１１に取り付けられた電気防食用電極の交換等がある（Ｓ３６）。
点検及び補修後、吊下げ台船にて浮体６、固定装置７、止水壁１１を設置位置まで曳航し、水中作業にて固定装置７を基礎部９に取り付ける（Ｓ３７，Ｓ３８）。
【００９２】
本実施の形態の浮体式ゲート装置１０によれば、浮体６は止水壁１１を介して固定装置７に連結されているので、例えば水深の深い場所に浮体式ゲート装置１０を設置する際に、浮体６を巨大化せずに止水壁１１の長さを長くするだけでよく、水深の変化に合わせて浮体６の大きさを変える必要がない。また、浮体６を収納部９１に収納する際には、止水壁１１を水底に沈降させれば浮体６もつられて沈降するので、引き込み装置８の安定案内ワイヤ８２の先端を止水壁１１に取り付ければよく、破損しやすい浮体６に取り付ける必要がなくなる。
【００９３】
さらに、浮体６にはエアバッグ６６が設けられているので、例えば、浮体式ゲート装置１０を既設の防波堤９２間に設置する際に、エアバッグ６６が浮体６の両端と防波堤９２との隙間を埋めることができる。よって、浮体式ゲート装置１０の止水性を向上できる。
【００９４】
また、空気量制御手段１７が制御する給排気部１３によって浮体６内に空気を注入するとともに、水量制御手段１８が制御する注排水部１４によって浮体６内の水を排出することで、浮体６を起き上がらせることができる。浮上した浮体６は全体監視カメラ１５及び天端レベル監視カメラ１６によって監視でき、さらに、浮体６の状態は圧力センサ１３ｅや歪ゲージ１３ｆによって監視できる。同様に、給排気部１３によって浮体６内の空気を排出するとともに、注排水部１４によって浮体６内に水を注入することで、浮体６を収納部９１に収納できる。よって、浮体６の起伏に必要な動作を空気量制御手段１７及び水量制御手段１８によって制御できるので、常に適正な浮力が浮体６にかかるように、浮体６内の空気量及び水量を良好に維持できる。
【００９５】
なお、浮体式ゲート装置は、本実施の形態に限定されるものではない。例えば、浮体の材料はゴムやスーパー繊維に限らず、樹脂等でもよい。また、止水壁はＨ型鋼で形成するものに限らず、コンクリートや樹脂等を用いてもよい。
一方、浮体式ゲート装置は、河川が増水していなくても、浮体を起き上がらせることでダムとしての機能を果たすことができる。
【００９６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、浮体は非使用時に収縮させて収納できるので、収納部を小さくできる。
また、浮体の外面には補強材を備えているので、その内側の浮体を保護できる。 また、補強材は可撓性を有する格子状部材であるため、浮体の膨張収縮にともなって変形し、浮体と補強材とが離れることがない。
また、補強材は格子状部材であるため、軽量化が図られ、浮体を円滑に浮上させることができる。
また、補強材を介して防護材を設けることにより、水中や水面付近の浮遊物等は、耐摩耗層に直接接触しない。よって、耐摩耗層が破損するのを防止でき、浮体の耐用年数を延ばすことができる。また、耐摩耗層を覆う複数の防護材を備えていることから、防護材が破損すれば、破損した部分だけ交換できるため、交換作業が容易であり、経済性に優れている。
【００９７】
請求項２記載の発明によれば、浮体は基礎部に対して着脱自在とする連結手段を備えているため、浮体の水中でのメンテナンス作業は不要となり、作業効率を向上できる。
【００９８】
請求項３記載の発明によれば、複数の浮体を継手部によって連結することにより、所望の幅及び大きさの浮体式ゲート装置が構築できる。よって、種々の地域に設置可能な浮体式ゲート装置とすることができる。
【００９９】
請求項４記載の発明によれば、止水部材が自重で基礎部に沈降することにより、止水部材に連結された浮体を円滑に収納部に収納できる。また、浮体式ゲート装置を設置水深が深くなっても、浮体を大きくせずに止水部材を長くするだけでよいので、水深の変化に合わせて浮体の大きさを変える必要がない。
【０１００】
請求項５記載の発明によれば、止水部材は着脱可能な連結手段を介して連結されているため、浮体や止水部材、連結手段の水中でのメンテナンス作業は不要となり、作業効率を向上できる。
【０１０１】
請求項６記載の発明によれば、歪測定手段により得られた止水部材の歪が所定の値より大きい場合には、空気量制御手段が浮体内から空気の排気を行い、常に適正な浮力が維持できるので、装置各部の保護を図り、保守性が向上する。
【０１０２】
請求項７記載の発明によれば、引き込み手段が所定の回動方向に止水部材を引き込むことにより、浮体が収納される方向と反対側へ止水部材が回動することを防止して、止水部材を正しい位置に確実に沈降させることができる。
【０１０３】
請求項８記載の発明によれば、引き込み手段は、止水部材の自由端に接続されたワイヤと、このワイヤを浮体が収納される方向に巻きとるウインチとを備えているので、簡単な装置で止水部材を正しい位置に確実に沈降させる引き込み手段としての役割を果たすことができる。
【０１０４】
請求項９記載の発明によれば、注排水手段から浮体内に水を注入することにより、浮体内に注水された水は浮体の下方に溜まるため、浮体内の水が浮体のおもりとなって浮体の安定感を増すことができる。
【０１０５】
請求項１０記載の発明によれば、浮体は気密層と耐摩耗層とを備えているので、気密層は浮体内部の空気を安定して維持することができる。また、耐摩耗層は水流による衝撃に耐え、気密層の劣化や損傷を防止する。よって、浮体の長寿命化を図ることができる。
【０１０６】
請求項１１記載の発明によれば、浮体式ゲート装置を複数並べて既設の防波堤間に設置する場合には、補助浮体を膨張させることにより、補助浮体が浮体同士あるいは浮体と防波堤との隙間を埋めることができる。よって、浮体式ゲート装置の止水性を向上できる。
【０１０７】
請求項１２記載の発明によれば、内圧測定手段により得られた浮体の内圧が所定の値より低い場合には、空気量制御手段が浮体内に空気を給気するので、浮体が常に適正な浮力を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における浮体式ゲート装置の使用時の状態を説明するための側断面図である。
【図２】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の未使用時の状態を説明するための側断面図である。
【図３】上記実施の形態における浮体式ゲート装置を説明するための正面図である。
【図４】上記実施の形態における浮体式ゲート装置を説明するための平面図である。
【図５】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の浮体の構造を説明するための縦断面図である。
【図６】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の連結装置の構造を説明するための側面図である。
【図７】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の連結装置の構造を説明するための正面図である。
【図８】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の継手部の構造を説明するための横断面図である。
【図９】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の回動部の構造を説明するための側面図である。
【図１０】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の回動部の構造を説明するための正面図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における浮体式ゲート装置の使用時及び未使用時の状態を説明するための側断面図である。
【図１２】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の気密層の構造を説明するための斜視図である。
【図１３】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の気密層の構造を説明するための縦断面図である。
【図１４】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の気密層及び耐摩耗層の構造を説明するための縦断面図である。
【図１５】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の防護材の構造を説明するための平面図及び側断面図である。
【図１６】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の浮体係留部の構造を説明するための側断面図である。
【図１７】上記実施の形態における浮体式ゲート装置のエアバッグの設置位置を説明するための平面図である。
【図１８】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の固定装置の構造を説明するための側断面図及び正面図である。
【図１９】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の止水壁の構造を説明するための側面図である。
【図２０】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の設置手順を説明するための概要図である。
【図２１】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の設置手順を説明するための概要図である。
【図２２】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の浮体の曳航手順を説明するための概要図である。
【図２３】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の施工手順を説明するための概要図である。
【図２４】上記実施の形態における浮体式ゲート装置の制御システムを説明するための概要図である。
【図２５】上記実施の形態における浮体を浮上させる際のフローチャートである。
【図２６】上記実施の形態における浮体を収納部に沈降する際のフローチャートである。
【図２７】上記実施の形態における浮体式ゲート装置のメンテナンスをする際のフローチャートである。
【符号の説明】
１，１０ 浮体式ゲート装置
２，６ 浮体
２１，６１ 気密層
２２，６２ 耐摩耗層
２３，６３ 補強材
２４，６４ 防護材
２７ 継手部
３ 連結装置
４，８ 引き込み装置
７ 固定装置
１１ 止水壁
１３ｄ，１４ｈ 流量計
１３ｃ，１４ｇ 電磁バルブ
１３ｅ 圧力センサ
１３ｆ 歪ゲージ
１５ 全体監視カメラ
１６ 天端レベル監視カメラ
１７ 空気量制御手段
５１，９１ 収納部
６６ エアバッグ

Claims (12)

1. 水底に設置され、水流又は波のせき止め用の浮体式ゲート装置であって、
   水底に設置される基礎部と、
   一部が前記基礎部に固定され、膨張時に水上に突出する膨縮可能な袋状の浮体と、
   この浮体内に空気を給排気する給排気手段と、
   前記浮体を収納可能な収納部と、
   収縮時に前記浮体を前記収納部へ回収する引き込み手段と、
   前記浮体の外面に設けられ、可撓性を有するとともに格子状に形成されて前記浮体を補強する補強材と、
   前記補強材のそれぞれの格子により囲まれる空間を覆うように設けられ、前記補強材に回動可能に接続された複数の防護材と、
   を備えていることを特徴とする浮体式ゲート装置。
2. 請求項１記載の浮体式ゲート装置であって、
   前記浮体を前記基礎部に対して着脱自在とする連結手段を備えていることを特徴とする浮体式ゲート装置。
3. 請求項１または２記載の浮体式ゲート装置であって、
   前記浮体には、隣接する他の浮体式ゲート装置の浮体を連結するための継手部が設けられていることを特徴とする浮体式ゲート装置。
4. 水底に設置され、水流又は波のせき止め用の浮体式ゲート装置であって、
   水底に設置される基礎部と、
   この基礎部に連結され、起倒可能な水流せき止め用の止水部材と、
   この止水部材の自由端に連結され、膨張時に水上に突出する膨縮可能な袋状の浮体と、
   この浮体内に空気を給排気する給排気手段と、
   前記浮体を収納可能な収納部と、
   前記浮体の外面に設けられ、格子状に形成されて前記浮体を補強する補強材と、
   前記補強材のそれぞれの格子により囲まれる空間を覆うように前記補強材に設けられた複数の防護材と、
   前記防護材間の継ぎ目に設けられ、弾性を有するシール部材と、
   を備えていることを特徴とする浮体式ゲート装置。
5. 請求項４記載の浮体式ゲート装置であって、
   前記止水部材を前記基礎部に対して着脱自在とする連結手段を備えていることを特徴とする浮体式ゲート装置。
6. 請求項４記載の浮体式ゲート装置であって、
   前記止水部材の歪を測定する歪測定手段と、
   この歪測定手段により得られた前記浮体の歪が所定の値より大きい場合に、浮体内から空気を排気するように前記給排気手段を制御する空気量制御手段と、
   を備えたことを特徴とする浮体式ゲート装置。
7. 請求項４または５記載の浮体式ゲート装置であって、
   前記止水部材の自由端を前記浮体が収納される方向に引き込む引き込み手段が設けられていることを特徴とする浮体式ゲート装置。
8. 請求項７記載の浮体式ゲート装置であって、
   前記引き込み手段は、前記止水部材の自由端に接続されたワイヤと、
   このワイヤを前記浮体が収納される方向に巻きとるウインチと、
   を備えていることを特徴とする浮体式ゲート装置。
9. 請求項１〜５のいずれかに記載の浮体式ゲート装置であって、
   前記浮体内に水を注排水する注排水手段を備えていることを特徴とする浮体式ゲート装置。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の浮体式ゲート装置であって、
    前記浮体は、気密性を有する気密層と、
    この気密層の外面に設けられ、耐摩耗性を有する耐摩耗層と、
    を備えていることを特徴とする浮体式ゲート装置。
11. 請求項４，５，７，８のいずれかに記載の浮体式ゲート装置であって、
    前記浮体の側端部の一方には、膨縮可能な補助浮体が設けられていることを特徴とする浮体式ゲート装置。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の浮体式ゲート装置であって、
    前記浮体の内圧を測定する内圧測定手段と、
    この内圧測定手段により得られた浮体の内圧が所定の値より低い場合に、浮体内に空気を給気するように前記給排気手段を制御する空気量制御手段と、
    を備えたことを特徴とする浮体式ゲート装置。

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