JP4060463B2

JP4060463B2 - 可撓性膜堰

Info

Publication number: JP4060463B2
Application number: JP29835498A
Authority: JP
Inventors: 建夫村松
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2018-10-20
Also published as: JP2000129658A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水底に設置されて、堰、消波堤等として用いられる可撓性膜堰に関し、特に、起立時の集中応力を抑えることのできる可撓性膜堰に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可撓性膜堰の本体を構成する可撓性膜は通常帆布等の補強芯体層をゴム等の弾性体と一体に加硫成形し平面状にかつ長尺シート状に製造されている。
【０００３】
一方、河川に敷設される可撓性膜は、川底のほぼ水平な河床面に加えて、川岸や堤防等に設けられる法面という傾斜を伴う基礎上に立体的に取付けられ、その形状は三次元を曲面を有する立体形状に膨張した状態で機能するものである。
【０００４】
図１１及び図１２（Ａ）に示すように、従来、平面状の河床面１０２及び法面１０４に、下押え金具１０６を平行に配置し、可撓性膜１０８の外周端縁付近を下押え金具１０６と上押え金具１１０との間で挟持固定している可撓性膜堰１００がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１２（Ａ）に示すように、法面１０４においては可撓性膜１０８の外周縁付近が法面１０４と平行な状態で挟持固定されている。このため、倒伏している状態では、可撓性膜１０８は法面１０４に対して略平行な状態であり、可撓性膜１０８に張力等は殆ど作用しない。
【０００６】
次に、内部に流体を供給して図１１の想像線で示すように起立させると、図１２（Ｂ）に示すように下押え金具１０６及び上押え金具１１０で挟持されていない可撓性膜１０８に内圧（矢印Ｐ）が作用し、内面側には矢印Ａ方向に沿った張力が作用して内面が非常につっぱった状態（緊張した状態）となる反面、外面には矢印Ａ方向に沿った圧縮力が作用して外面は弛んだ状態（皺が寄った状態）となる。
【０００７】
ここで、図１３に示すように、法面１０４に配置された下押え金具１０６及び上押え金具１１０の挟持面が可撓性膜１０８の外周縁の長手方向に沿って凹凸形状となっていると、起立したときに凹部付近の可撓性膜１０８が引きつり、引きつった箇所に集中応力が発生するという問題がある。
【０００８】
なお、他の従来例として、図１４（Ａ）に示すように厚い下押え金具１０６と薄い上押え金具１１０とによって可撓性膜１０８を挟持固定するものもあるが、図１４（Ｂ）に示すように、下押え金具１０６及び上押え金具１１０で挟持されていない可撓性膜１０８に内圧（矢印Ｐ）が作用し、内面側には矢印Ａ方向に沿った張力が作用して内面が非常につっぱった状態（緊張した状態）となる反面、外面には矢印Ａ方向に沿った圧縮力が作用して外面は弛んだ状態（皺が寄った状態）となり、前述した従来例と同様に法面１０４に配置された下押え金具１０６及び上押え金具１１０の挟持面が可撓性膜１０８の外周縁の長手方向に沿って凹凸形状となっていると、起立したときに凹部付近の可撓性膜１０８が引きつり、引きつった箇所に集中応力が発生するという問題がある。
【０００９】
本発明は上記事実を考慮し、可撓性膜に作用する集中応力を抑えることのできる可撓性膜堰を提供することが目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、設置面に設けられた取付部位に可撓性膜の外周部分を取り付け、流体の供給、排出により起立、倒伏する可撓性膜堰であって、前記可撓性膜の外周縁に対して直角な断面で見た時に、前記取付部位には、前記可撓性膜の倒伏、及び起立を行う内側部分から前記外周縁に向かって下るように、前記設置面に対して角度を持つ下り斜面を備えた突部が形成されている、ことを特徴としている。
【００１１】
請求項１に記載の可撓性膜堰の作用を説明する。
【００１２】
内部より流体の排出された可撓性膜堰においては、可撓性膜は自重によって設置面に沿って略密着状態となる。ここで、可撓性膜の外周縁が可撓性膜の外周縁に向かって下る下り斜面に取り付けられているため、可撓性膜は、取付部位の内周側端部から内側部分（実際に倒伏・起立する部分）の取付部位近傍において、内面（設置面側の下面）がやや弛み、外面（上面）にやや張力が作用してつっぱった状態となる。
【００１３】
内部に流体を供給して内圧を高め可撓性膜堰を起立させると、可撓性膜は外周付近を設置面の取付部位に取り付けられた状態で設置面から離れるため、取付部位の内周側端部から内側部分は設置面に対してある角度をもつことになる。
【００１４】
可撓性膜堰が起立し、前述したように可撓性膜が設置面に対してある角度をもつと可撓性膜の内面側に張力が作用するが、本発明では、倒伏した状態において内面がやや弛んでいるので、可撓性膜堰が起立したときの内面側の張力の上昇が抑えられる。また、このように内面側の張力の上昇が抑えられると、可撓性膜の取付部位が外周縁に沿って凹凸形状の場合に発生しやすい集中応力を抑えることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の可撓性膜堰において、前記可撓性膜の外周縁に対して直角な断面で見たときの前記下り斜面の傾斜角度は、前記設置面に対して３０°〜９０°であることを特徴としている。
【００１６】
請求項２に記載の可撓性膜堰の作用を説明する。
【００１７】
下り斜面の傾斜角度が３０°未満になると、起立させたときの可撓性膜に生じる集中応力を十分に抑えることが出来なくなる。このため、可撓性膜の取付部位が外周縁に沿って凹凸形状の場合に発生しやすい集中応力を抑えることも出来なくなる。
【００１８】
一方、下り斜面の傾斜角度が９０°を越えると、倒伏したときに可撓性膜の外面側に張力が発生して集中応力を生じる虞れがある。
【００１９】
したがって、下り斜面の傾斜角度を設置面に対して３０°〜９０°とすることが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る可撓性膜堰の一実施形態を図１乃至図６にしたがって説明する。
【００２１】
図１には、本実施形態の可撓性膜堰１４が斜視図にて示されている。
【００２２】
図１において、１はコンクリート等により形成された取付けベースを、２は取付けベース１に設けられた可撓性膜３の据付面を示す。
【００２３】
図２（Ａ）には、据付面２及び可撓性膜３の展開図が示されている。
【００２４】
図２（Ａ）に示すように、この可撓性膜３は、展開時の形状が２次元の平面シート形状であり、長手方向中間部分３Ｂが一定幅Ｌとされ、長手方向両端部分３Ｆが各々先細りの台形形状に形成されている。
【００２５】
図１及び図２（Ｂ）に示すように、この可撓性膜３を据え付ける据付面２は、可撓性膜３の長手方向中間部分３Ｂを固定する略水平（又は下流側へ若干傾斜している場合もある）な河床面部４と、その河床面部４に連続して可撓性膜３の長手方向両端部分３Ｆを固定する傾斜した法面部５とからなる。
【００２６】
図２（Ｂ）に示すように、法面部５は、全体として水平線ＨＬに対して角度θ１で傾斜している。
【００２７】
図３に示すように、据付面２には、可撓性膜３が取り付けられる部分に下押え金具８Ａが敷設されている。
【００２８】
下押え金具８Ａは、取付けベース１に埋設されたアンカーボルト７に固定されている。
【００２９】
可撓性膜３の長手方向中間部分３Ｂは、外周縁の一定幅部分が、この下押え金具８Ａと、上押え金具９Ａとに挟持されている。
【００３０】
取付けベース１には、下押え金具８Ａに沿ってアンカーボルト７が埋設されている。このアンカーボルト７の一部は下押え金具８Ａ、可撓性膜３及び上押え金具９Ａを貫通しており、アンカーボルト７にナット１０を螺合させて締めつけることにより上押え金具９Ａと下押え金具８Ａとの間に可撓性膜３の外周縁の一定幅部分を固定している。
【００３１】
図１，５（Ａ）に示すように、法面部５には、可撓性膜３の長手方向両端部分３Ｆが取り付けられる部分に傾斜面１２を備えた突部１３が形成されており、この傾斜面１２に一定幅の下押金具８Ｂが敷設されている。
【００３２】
図４，６に示すように、下押え金具８Ｂの上面には可撓性膜３の外周縁に沿って凸部１６と一対の凹部１８とが形成されており、凹部１８は隣接する下押え金具８Ｂの凹部１８と連結するようになっている。
【００３３】
下押え金具８Ｂの上面が本発明の下り斜面に相当しており、図５（Ａ）に示すように本発明の設置面に相当する法面部５に対する下押え金具８Ｂの上面がなす傾斜角度θ1 は、３０°〜９０°の範囲内に設定されている。
【００３４】
凸部１６の中央からは、Ｍ３９のアンカーボルト７の螺子部分が突出している。
【００３５】
また、可撓性膜３には、アンカーボルト７を挿通するボルト孔２０が外周縁に沿って複数形成されている。
【００３６】
図４，５（Ａ），６に示すように、可撓性膜３は、長手方向両端部分３Ｆの両側部（図２（Ａ）のＢ1 〜Ａ1 及びＢ4 〜Ａ3 ）の外周縁の一定幅部分が、この下押え金具８Ｂと、下押え金具８Ｂに形成された凸部１６及び凹部１８に対応する凹部２２及び凸部２４を有する上押え金具９Ｂとに挟持されている。
【００３７】
上押え金具９Ｂには、アンカーボルト７の挿通するボルト孔２６が形成されている。
【００３８】
この長手方向両端部分３Ｆの両側部の外周縁の一定幅部分は、可撓性膜３のボルト孔２０及び上押え金具９Ｂのボルト孔２６を挿通したアンカーボルト７にナット１０を螺合させて締め付けることにより上押え金具９Ｂと下押え金具８Ｂとの間に挟持固定されている。
【００３９】
ここで、下押え金具８Ｂには可撓性膜３の外周縁付近に沿って延びる断面が矩形の２本のリブ２８が形成され、上押え金具９Ｂにはリブ２８と対向する位置に断面が矩形の溝３０が形成されており、これによって可撓性膜３は複数回屈曲され、摩擦力が増大された状態で挟持固定されている。
【００４０】
図４及び図６に示すように、本実施形態の上押え金具９Ｂはアンカーボルト７毎に分割されているが、複数個を一体化した形状のものであっても良い。
【００４１】
なお、長手方向両端部分３Ｆの端部３Ｄは、図４で示した取付方法と同様にして上押え金具９Ｂと下押え金具８Ｂとの間に挟まれて法面部５に固定されている。
【００４２】
次に、本実施形態の可撓性膜堰１４の施工方法及び作用を説明する。
【００４３】
可撓性膜３の側部３Ｃを上押え金具９Ａ，９Ｂによって据付面２に取り付ける場合、可撓性膜３の膨張起立時の立体的な袋体を形成するためには、それぞれの側部３Ｃを中心線ＣＬに近接させて可撓性膜３の周長を構成する展張時の幅Ｌが、可撓性膜３の周長Ｌを形成するようにすることができる。
【００４４】
即ち、側部Ｄ1 を据付固定点Ｄ2 へ、以下Ｃ1 をＣ2 へ、Ｂ1 をＢ2 へ、Ａ1 をＡ2 へそれぞれ中心線ＣＬ側に幅寄せし、また、同様に、反対側の可撓性膜３の側部Ｄ4 をＤ3 へ、Ｃ4 をＣ3 へ、Ｂ4 をＢ3 へ、Ａ3 をＡ4 へと幅寄せして取付け据え付ける。
【００４５】
ここで、図２（Ａ）に示すように、可撓性膜３の辺Ｂ1 Ａ1 をその長さより短い長さの据付面２の辺Ｂ2 Ａ2 に取り付けるため、辺Ｂ1 Ａ1 に余剰が生じるが、この余剰部分は、可撓性膜３のボルト孔２０とボルト孔２０との間の部分を、下押え金具８Ｂの凹部１８の壁面に沿わせることにより吸収される。
【００４６】
図１及び図５（Ａ）には、倒伏状態の可撓性膜堰１４が示されており、可撓性膜３は自重によって据付面２に略密着状態となる。
【００４７】
図５（Ａ）に示すように、法面部５においては、可撓性膜３の外周縁付近が可撓性膜３の外周縁に向かって下る下押え金具８Ｂの上面に沿って傾斜した状態で取り付けられているため、可撓性膜３は、上押え金具９Ｂ及び下押え金具８Ｂの内側部分（実際に倒伏・起立する部分）の上押え金具９Ｂ及び下押え金具８Ｂの近傍において、内面（法面５側の下面）がやや弛み、外面（上面）がやや張力が作用してつっぱった状態となる。即ち、厚肉のシートや板状の部材が曲げられると、曲率半径外側では張力が、曲率半径内側では圧縮力が作用する現象と同じ現象が可撓性膜３に生じる。
【００４８】
次に、可撓性膜３の内部に空気等の流体を供給して内圧を高めると、金具の内側部分が据付面２から離れ、金具付近の可撓性膜３は図５（Ｂ）に示すように、法面５に対してある角度をもつことになる。
【００４９】
可撓性膜３が法面５に対してある角度を持つように可撓性膜堰１４が起立すると、可撓性膜３の内面側に張力が作用するが、本実施形態では、図５（Ａ）に示すように倒伏した状態において内面側を予め弛ませているので、可撓性膜堰１４が起立したときの内面側の張力の上昇を抑えることができ、可撓性膜２の下押え金具８Ｂの凹部１８付近に生じる集中応力を抑えることができる。
【００５０】
ここで、傾斜角度θ1 が３０°未満になると、起立させたときの可撓性膜３の内面側に生じる張力の上昇を十分に抑えることが出来なくなり、したがって、集中応力を十分に抑えることが出来なくなる。
【００５１】
一方、傾斜角度θ1 が９０°を越えると、倒伏したときに可撓性膜３の外面側に張力が発生して集中応力を生じる虞れがある。
【００５２】
なお、起立した時の可撓性膜３の方向を、下押金具８Ｂ（傾斜面１２）の方向と一致させることにより、集中応力の発生を零にすることも可能である。
［他の実施形態］
前記実施形態では、下押え金具８Ｂにリブ２８が２本、上押え金具９Ｂに溝３０が２本形成されていたが、本発明はこれに限らず、図７に示すように、下押え金具８Ｂにリブ２８を３本、上押え金具９Ｂに溝３０を３本形成しても良く、リブ２８及び溝３０の数を更に増加しても良い。
【００５３】
また、前記実施形態では、リブ２８及び溝３０が可撓性膜３の外周縁に沿って途切れることなく連続した状態で形成されていたが、本発明はこれに限らず、図８に示すように、凹部１８のみに形成されていても良い。凹部１８にのみリブ２８を形成した場合、上押え金具９Ｂの溝３０は凸部２４にのみ形成する。
【００５４】
また、前記実施形態では、リブ２８及び溝３０の断面形状が矩形であったが、本発明はこれに限らず、図９に示すように、角部が滑らかな曲線で形成された略台形形状等の他の形状であっても良い。
【００５５】
図７乃至図９の何れの場合も、複数のリブ２８及び溝３０によって可撓性膜３との摩擦力を増大して可撓性膜３を確実に固定することができる。
【００５６】
なお、図１０（Ａ）に示すように、厚い下押え金具８Ｂと薄い上押え金具９Ｂとによって可撓性膜３を若干浮かすように固定しても良い。
【００５７】
この場合においても、可撓性膜３の内部に空気等の流体を供給して内圧を高めると、可撓性膜堰１４は金具付近の可撓性膜３が図１０（Ｂ）に示すように法面５に対してある角度をもつように起立して可撓性膜３の内面側に張力が作用するが、図１０（Ａ）に示すように可撓性膜堰１４が倒伏した状態において可撓性膜３の内面側を予め弛ませているので、前述した実施形態と同様に可撓性膜堰１４が起立したときの内面側の張力の上昇を抑えることができ、可撓性膜２の下押え金具８Ｂの凹部１８付近に生じる集中応力を抑えることができる。
【００５８】
また、前記実施形態では、下押え金具８Ｂの上面が、傾斜面１２に平行であったが、本発明はこれに限らず、可撓性膜３を挟持している部分のうち少なくとも外周縁とは反対側の領域が法面５に対して傾斜していれば良い。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の可撓性膜堰は上記の構成としたので、起立時の集中応力を抑えることができ、耐久性を向上させることができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る可撓性膜堰の斜視図である。
【図２】（Ａ）は可撓性膜及び据付面の展開図であり、（Ｂ）は取付けベースの河の流れに直角な断面図である。
【図３】河床面部での可撓性膜の固定部分を示す断面図である。
【図４】法面部での可撓性膜の固定部分を示す外周縁に沿った断面図（図５（Ａ）の４−４線断面図）である。
【図５】（Ａ）は法面部での可撓性膜（倒伏時）の固定部分を示す外周縁に直角な断面図であり、（Ｂ）は法面部での可撓性膜（起立時）の固定部分を示す外周縁に直角な断面図である。
【図６】法面部での可撓性膜の固定部分を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る可撓性膜堰の法面部での可撓性膜の固定部分を示す分解斜視図である。
【図８】本発明の更に他の実施形態に係る可撓性膜堰の法面部での可撓性膜の固定部分を示す分解斜視図である。
【図９】本発明の更に他の実施形態に係る可撓性膜堰の法面部での可撓性膜の固定部分を示す分解斜視図である。
【図１０】（Ａ）は本発明の他の実施形態に係る可撓性膜堰の法面部での可撓性膜（倒伏時）の固定部分を示す外周縁に直角な断面図であり、（Ｂ）は法面部での可撓性膜（起立時）の固定部分を示す外周縁に直角な断面図である。
【図１１】従来の可撓性膜堰の斜視図である。
【図１２】（Ａ）は従来の可撓性膜堰の法面部での可撓性膜（倒伏時）の固定部分を示す外周縁に直角な断面図であり、（Ｂ）は従来の可撓性膜堰の法面部での可撓性膜（起立時）の固定部分を示す外周縁に直角な断面図である。
【図１３】従来の可撓性膜堰の法面部での可撓性膜の固定部分を示す外周縁に沿った断面図である。
【図１４】（Ａ）は他の従来例に係る可撓性膜堰の法面部での可撓性膜（倒伏時）の固定部分を示す外周縁に直角な断面図であり、（Ｂ）は法面部での可撓性膜（起立時）の固定部分を示す外周縁に直角な断面図である。
【符号の説明】
３可撓性膜
５法面部（設置面）
８Ｂ下押え金具（下り斜面）
１４可撓性膜堰

Claims

設置面に設けられた取付部位に可撓性膜の外周部分を取り付け、流体の供給、排出により起立、倒伏する可撓性膜堰であって、
前記可撓性膜の外周縁に対して直角な断面で見た時に、前記取付部位には、前記可撓性膜の倒伏、及び起立を行う内側部分から前記外周縁に向かって下るように、前記設置面に対して角度を持つ下り斜面を備えた突部が形成されている、ことを特徴とする可撓性膜堰。
前記可撓性膜の外周縁に対して直角な断面で見たときの前記下り斜面の傾斜角度は、前記設置面に対して３０°〜９０°であることを特徴とする請求項１に記載の可撓性膜堰。