JP5074345B2 - 起伏ゲート式防波堤及びその起立、倒伏・係留、係留方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば津波や高潮対策として港湾に設置される起伏ゲート式の防波堤、及びこの防波堤を起立、倒伏・係留、係留する方法に関するものである。

前記の起伏ゲート式防波堤として、浮力によって扉体の起伏を行うものがある（例えば特許文献１）。この起伏ゲート式防波堤は、扉体１の空気室１ａに給気しつつ、空気室１ａ内の海水を排水することで、扉体１を浮上させるので、図７に示すように、空気室１ａに給気・排水を行うための給気装置２（蓄圧タンク２ａとコンプレッサ２ｂ）が必要である。なお、図７中の２ｃは給気弁、２ｄは排気弁を示す。
特開２００３−２２７１２５号公報

しかしながら、前記起伏ゲート式防波堤の場合、停電時も必要な圧縮空気を供給できるよう、常に蓄圧タンクに圧縮空気を蓄えておく必要がある。また、扉体の空気室には海水が充満しており、扉体の重量により格納位置に着床しているので、蓄圧タンクの圧力、扉体の転倒モーメント（扉体先端部の重量）及び傾斜角を常時監視しておく必要がある。但し、この場合も、腐食等により空気室に孔が開いてしまうような異常については検出できない。さらに、堆積物等により扉体の重量が増加した場合は、浮上操作または浚渫等のメンテナンスを行う必要がある等、維持管理の負担が大きい。

また、例えば地震発生時に津波警報が発令されて防波堤を起立させる場合には、浮上指令に基づいて給気弁を開操作して空気室の排水・給気を行うので、防波堤の起立に時間がかかり、津波の侵入の遮断が間に合わない場合もある。

本発明が解決しようとする問題点は、扉体の浮力室に給気しつつ、浮力室内の水を排水することで、扉体を浮上させる起伏ゲート式防波堤の場合、起立に要する時間が長くなるという点である。

本発明の起伏ゲート式防波堤は、
短い時間での起立を可能にするために、
空気室の浮力により扉体が起立する起伏ゲート式防波堤において、
幅方向に複数組の扉体ブロックを並設した扉体と、
この扉体を水中で格納する収納部における、格納状態にある扉体の裏面と相対する部分に設置された転向ガイドと、
前記収納部における、前記扉体の裏面に取り付けたゲート係留部と相対する位置に設置された、中間部分に回動支点を有するフックと、
一端側が前記フックの下部に取り付けられ、他端側は前記転向ガイドを介して水面上に引き出される係留ロープと、
この係留ロープの他端側に設けられ、水面上に引き出された係留ロープを固定する固定装置と、を備え、
前記フックは、上部側に前記ゲート係留部に係合する２つの爪状突起を有すると共に、下部には錘を設けたことを最も主要な特徴としている。

本発明の起伏ゲート式防波堤は、空気室に空気を溜め、浮力によって起立可能とした扉体を、扉体の裏面に取り付けたゲート係留部に、フックに形成した爪状突起を係合させて扉体が起立しないように拘束するので、前記係合を解除するだけで、扉体を起立できる。

すなわち、本発明の起伏ゲート式防波堤では、フックに形成した上側の爪状突起をゲート係留部に設けた貫通孔部に係合させ、かつ空気室内に空気を溜めて扉体が浮力を得た状態を保持したまま、係留ロープに張力をかけて扉体を格納させた状態から、係留ロープの前記張力を開放する。

係留ロープの張力が開放されると、錘の重力によりフックが回転して上側の爪状突起の貫通孔部への係合が解除され、扉体が起立する。これが本発明の起伏ゲート式防波堤の起立方法である。

前記起立状態から空気室内の空気を排気しつつ海水を給水すれば扉体は倒伏する。この扉体の倒伏によりゲート係留部の下端が下側の爪状突起を押してフックを回転させ、上側の爪状突起をゲート係留部の貫通孔部に係合させる。その後は、係留ロープに張力をかけた後に空気室内の海水を排水しつつ空気を供給して扉体の格納状態を保持する。これが本発明の起伏ゲート式防波堤の倒伏・係留方法である。この本発明によれば、確実に扉体の倒伏状態を保持できるので、潜水士が水中で保持状態の確認を行う必要がない。

本発明の起伏ゲート式防波堤に、係留ロープに作用する張力測定用のロードセルと、空気室に空気を供給する給気装置をさらに設けた場合、係留ロープに作用する張力が一定となるように空気室内の空気量を調整すれば、扉体の起立準備が完了した係留状態を維持できる。

本発明において、フックの上部側及び下部とは、回動支点でフックを回転が自在なように支持した状態で、鉛直方向の上方側を上部側と、鉛直方向の下方側を下部という。

本発明では、空気室に空気を溜めた状態で、扉体の裏面に取り付けたゲート係留部に、フックに形成した爪状突起を係合させて扉体が起立しないようにするので、前記係合を解除するだけで、扉体を起立させることができる。特に、地震発生時には、浮力によって通常水位まで浮上した扉体は、津波の押し波の力によって扉体を垂直に起立させることが出来、津波の侵入を効果的に遮断できる。

また、ロードセルと給気装置をさらに設けた場合は、格納状態の係留ロープに作用する張力をロードセルにより測定し、当該測定張力が一定となるように空気室内の空気量を調整すれば、扉体の起立準備が完了した状態を維持できる。従って、給排気に緊急性を必要としなくなって、給気装置の二重化やバックアップ機能を省略でき、装置を簡素化でき、維持管理の負担が減少する。

以下、本発明を実施するための各種の形態と共に最良の形態を、添付図面を用いて詳細に説明する。
図１及び図２は本発明の起伏ゲート式防波堤の各種の状態を説明する概略図、図３は本発明の起伏ゲート式防波堤の平面図、図４〜図６は本発明の起伏ゲート式防波堤のフックの動作を説明する概略図である。

図１〜図３において、１１は起伏ゲート式防波堤であり、例えば、扉体１２と、この扉体１２の起立時に扉体１２が転倒しないように、港湾Ｒの外側に設けられた複数のテンションロッド１３を備えた構成である。

これら図１〜図３に示した例では、前記扉体１２は、複数組の扉体ブロックＢを幅方向に並設したもので、隣接した扉体ブロックＢ同士をロープで連結している。前記扉体１２は、基端側の回転軸１２ａを、例えば港湾Ｒの底部に設けた収納部１４の基台１４ａに、軸受１５によって回転自在に枢支することで、前記回転軸１２ａを支点として扉体１２が起伏するものを示している。

また、前記テンションロッド１３は、例えばその中間の連結部１３ａで二つに折れ曲がるように形成されている。そして、扉体１２の起立時に上端側に位置する一方端部１３ｂは前記扉体１２の上部に、前記起立時に下端側に位置する他方端部１３ｃは、扉体１２が倒伏する側の前記回転軸１２ａから所定の距離だけ離れた位置に、それぞれ回転が自在なように枢支されている。

前記扉体１２の例えば頂部側には空気室１２ｂが設けられ、給気装置１６であるレシーバタンク１６ａとコンプレッサ１６ｂにより、前記空気室１２ｂに給気することによって、扉体１２の浮上に必要な浮力を得るように構成されている。なお、１６ｃは給気管を示す。

本発明は、例えば上記構成の起伏ゲート式防波堤１１の、前記扉体１２の裏面に、貫通孔部１７ａを設けたゲート係留部１７を取り付けている。このゲート係留部１７は、必ずしも全ての扉体ブロックＢに取り付ける必要はない。

一方、前記扉体１２を水中で格納する収納部１４における、図２（ｂ）に示す格納状態にある扉体１２の裏面１２ｃと相対する部分には、図４（ｂ）及び図６に示すように、転向ガイドとしての例えば転向滑車１８を設置している。

また、前記収納部１４における、前記扉体１２の裏面に取り付けられたゲート係留部１７と相対する位置には、フック１９を設置している。このフック１９は、中央部に回動支点１９ａを、上部側には前記ゲート係留部１７に係合する２つの爪状突起１９ｂ，１９ｃを有すると共に、下部側には錘１９ｄを設けている。図示しないが、転向滑車１８及びフック１９はそれぞれ収納部に設けられた取付部材に回転が自在なように支持されている。

そして、一端側を前記フック１９の下部に取り付けた係留ロープ２０の他端側を、前記転向滑車１８を介して水面上に引き出し、固定装置２１で固定している。

図１〜図３の例では、引き波時に、図２（ａ）に示す浮上状態にある扉体１２が所定の角度まで倒伏した場合に、扉体１２を支持するストッパ装置２２を設けている。このストッパ装置２２は、前記テンションロッド１３の他方端部１３ｃより扉体１２の若干回転軸１２ａ側で、基端側が回転自在に枢支され、先端側はこの基端を中心として自身の浮力によって起立揺動する支持ロッド２２ａを有している。

そして、支持ロッド２２ａがガイド２２ｂによって位置決めされる位置まで起立する際は、起立するのに従って、支持ロッド２２ａの中間に先端が枢支された固定ロッド２２ｃの基端が支持ロッド２２ａの基端側に移動してくる。

支持ロッド２２ａがガイド２２ｂによる位置決め位置まで起立すると、固定ロッド２２ｃの基端は、支持ロッド２２ａの起立と共に、起立状態から倒伏してくる固定フック２２ｄに係合して、支持ロッド２２ａの倒伏を防止する。

なお、この固定フック２２ｄは、支持ロッド２２ａの倒伏時には、起立して固定ロッド２２ｃの基端の係合を解除するようになっている。この固定フック２２ｄの起立動作と前記倒伏動作は、例えば一端側を支持ロッド２２ａに固定し、中間部を固定フック２２ｄの基端側に捲き回した係留ロープ２３ａの他端を固定した動滑車に巻き回した係留ロープ２３ｂを、支持ロッド２２ａの起伏動作に追従してウインチ２４により繰り出しや巻き取りすることにより行われる。

上記構成を有する本発明の起伏ゲート式防波堤１１は、例えば地震が発生して津波警報が発令されたときには、次に述べるように操作することによって、津波が港湾Ｒの内側に侵入するのを防止する。

〔格納（係留）時〕
扉体１２が収納部１４の格納位置に着床した、図２（ｂ）の状態では、図４に示すように、上側の前記爪状突起１９ｂが前記ゲート係留部１７の貫通孔部１７ａに係合している。短時間での起立を可能とするために、この状態で、扉体１２の浮上に必要な浮力を得るまで、扉体１２の空気室１２ｂに空気を供給しておく。なお、空気室１２ｂへの圧縮空気の供給は、例えば空気室１２ｂの開口部の直下に給気口がくるように配置された給気管１６ｃを介して行う。

また、前記係合状態が外れないように、係留ロープ２０に張力をかけ、前記爪状突起１９ｂが前記貫通孔部１７ａに係合する方向に回転力を付与する。この際、フック１９の回動支点１９ａから扉体１２の係留支持点までの距離ａより、前記回動支点１９ａから係留ロープ２０の支持点までの距離ｂを長くしておけば、係留ロープ２０に作用する張力を低減することができる。この張力の低減により、使用する係留ロープ２０や転向滑車１８の小径化が可能になり、大幅なコストダウンが望める。

このとき、係留ロープ２０に作用する張力を測定するロードセルをさらに設け、日常、前記張力を測定する。そして、堆積物等により扉体１２の浮力が減少し、張力が減少した場合は、空気室１２ｂに必要量の空気補給を行い、当該測定張力が一定となるように調整すれば、常に扉体１２の起立準備が完了した状態を維持できる。この際、空気補給だけでは係留ロープ２０の張力が回復しない場合は、浮上操作または浚渫などのメンテナンスを行う。

なお、図１、図２に示したストッパ装置２２を設けている場合は、支持ロッド２２ａは扉体１２によって倒伏状態に押さえ込まれており、この状態で、係留ロープ２３ｂの巻き取り及び繰り出すウインチ２４のブレーキを開放する。

また、ストッパ装置２２を設けている場合は、支持ロッド２２ａの傾斜を確認し、確認時に扉体１２の裏面側のスペースを利用してストッパ装置２２の動作確認を行う。

〔扉体１２の浮上（起立）操作時〕
例えば地震の発生により津波警報が発令されて浮上指令が出た時には、固定装置２１を緩めて係留ロープ２０の前記張力を開放する。この張力の解放により、錘１９ｄの重力により、図５（ａ）の状態から図５（ｂ）〜（ｇ）の状態を経て図５（ｈ）の状態までフック１９が回転し、上側の爪状突起１９ｂの貫通孔部１７ａへの係合が解除される。上側の爪状突起１９ｂの貫通孔部１７ａへの係合が解除されると、予め供給されている圧縮空気による空気室１２ｂの浮力により、通常水位まで扉体１２が浮上する。

なお、図１、図２に示したストッパ装置２２を設けている場合は、扉体１２の浮上に連動して係留ロープ２３ｂが繰り出され、支持ロッド２２ａが浮上する。浮上した支持ロッド２２ａは、ガイド２２ｂによって位置決めされ、固定フック２２ｄによって倒れ込みが防止される。

浮力によって通常水位まで浮上した扉体１２は、港湾Ｒの外側から津波がきた場合には、津波の押波の力によって、図１に示すように、扉体１２は垂直に起立し、津波が港湾Ｒの内側に侵入するのを防止する。

一方、引き波がきて扉体１２が倒伏しようとしても、図１に示したストッパ装置２２を設けている場合は、扉体１２が所定の角度まで倒伏すると、図２（ａ）に示すように、支持ロッド２２ａによって支持される。

〔扉体１２の倒伏操作時〕
扉体１２の上端部に設けた排気弁（図示せず）を開放して、空気室１２ｂ内の空気を排気しつつ、空気室１２ｂ内に海水を入れて扉体１２を倒伏させる。なお、図１に示したストッパ装置２２を設けている場合は、この扉体１２の倒伏に連動してウインチ２４を作動して係留ロープ２３ｂを巻き取り、支持ロッド２２ａを倒伏させる。

この扉体１２の倒伏により、図６のようにゲート係留部１７の下端が下側の爪状突起１９ｃを押してフック１７を回転させ、上側の爪状突起１９ｂをゲート係留部１７の貫通孔部１７ａに係合させる（図４（ｂ）の状態）。

その後は、前記係留ロープ２０に張力をかけ、空気室１２ｂ内の海水を排水してから排気弁を閉める。続いて給気管及び給気口を介して空気室に空気を供給して、扉体１２の倒伏状態を保持する。作業完了後は、前記の格納時の作業に戻る。

以上、説明したように、本発明の起伏ゲート式防波堤１１では、ゲート係留部１７に係合させたフック１９の係合を解除するだけで、扉体１２を起立させることができるので、扉体１２を短時間で起立させることができる。

また、本発明例のように、係留ロープ２０の張力を監視するロードセルをさらに設けた場合は、給気の緊急性が不要になるので、給気装置１６の二重化やバックアップ機能を省略できて装置の簡素化が図れ、維持管理の負担が減少する。

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、上記の発明例では、給気装置１６とロードセルを設けているが、予め空気室１２ａに必要な浮力が得られるだけの空気が充てんされていれば、これら給気装置１６とロードセルはなくても良い。

本発明は、津波や高潮対策として港湾に設置するだけでなく、河川に設置することも可能である。また、船舶が航行する河川や港では、水深が浅くなるのを防止するためにピットを設け、このピットに基台を配置することも可能である。

本発明の起伏ゲート式防波堤の押波時に起立した状態を説明する概略図である。 （ａ）は本発明の起伏ゲート式防波堤の引波時の状態を説明する概略図、（ｂ）は同じく格納時の状態を説明する概略図である。 本発明の起伏ゲート式防波堤の平面図である。 本発明の起伏ゲート式防波堤が倒伏時のゲート係留部とフックの係合状態を説明する概略図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 （ａ）〜（ｈ）は本発明の起伏ゲート式防波堤が倒伏時から起立する際のゲート係留部とフックの係合状態を順を追って説明する概略図である。 本発明の起伏ゲート式防波堤が倒伏する直前のゲート係留部とフックの係合状態を説明する側面図である。 従来の起伏ゲート式防波堤の動作を説明する概略図で、（ａ）は格納時、（ｂ）は浮上操作時、（ｃ）は倒伏時を示す図である。

符号の説明

１１ 起伏ゲート式防波堤
１２ 扉体
１２ａ 回転軸
１２ｂ 空気室
１２ｃ 裏面
１４ 収納部
１５ 軸受
１６ 給気装置
１７ ゲート係留部
１７ａ 貫通孔部
１８ 転向滑車
１９ フック
１９ａ 回動支点
１９ｂ，１９ｃ 爪状突起
１９ｄ 錘
２０ 係留ロープ
２１ 固定装置

Claims (5)

1. 空気室の浮力により扉体が起立する起伏ゲート式防波堤において、
   幅方向に複数組の扉体ブロックを並設した扉体と、
   この扉体を水中で格納する収納部における、格納状態にある扉体の裏面と相対する部分に設置された転向ガイドと、
   前記収納部における、前記扉体の裏面に取り付けたゲート係留部と相対する位置に設置された、中間部分に回動支点を有するフックと、
   一端側が前記フックの下部に取り付けられ、他端側は前記転向ガイドを介して水面上に引き出される係留ロープと、
   この係留ロープの他端側に設けられ、水面上に引き出された係留ロープを固定する固定装置と、を備え、
   前記フックは、上部側に前記ゲート係留部に係合する２つの爪状突起を有すると共に、下部には錘を設けたことを特徴とする起伏ゲート式防波堤。
2. 前記係留ロープに作用する張力を測定するロードセルと、空気室に空気を供給する給気装置をさらに設けたことを特徴とする請求項１に記載の起伏ゲート式防波堤。
3. 上側の前記爪状突起を前記ゲート係留部に設けた貫通孔部に係合させ、かつ前記空気室内に空気を溜めて扉体が浮力を得た状態を保持したまま、前記係留ロープに張力をかけて前記扉体を格納させた状態から、係留ロープの前記張力を開放し、前記錘の重力により前記フックを回転させて前記爪状突起の前記貫通孔部への係合を解除し、前記扉体を起立させることを特徴とする請求項１に記載の起伏ゲート式防波堤の起立方法。
4. 空気室内の空気を排気しつつ海水を給水することで、起立状態から前記扉体を倒伏させ、この扉体の倒伏により前記ゲート係留部の下端が下側の前記爪状突起を押して前記フックを回転させ、上側の前記爪状突起を前記ゲート係留部の貫通孔部に係合させ、その後、前記係留ロープに張力をかけた後に空気室内の海水を排水しつつ空気を供給して前記扉体の格納状態を保持することを特徴とする請求項１に記載の起伏ゲート式防波堤の倒伏・係留方法。
5. 上側の前記爪状突起を前記ゲート係留部の貫通孔部に係合させ、かつ前記空気室に空気を溜めて扉体が浮力を得た状態を保持したまま、前記係留ロープに張力をかけて前記扉体を格納させた状態において、前記ロードセルにより前記係留ロープに作用する張力を測定し、当該測定張力が一定となるように前記給気装置から前記空気室内に供給する空気量を調整することを特徴とする請求項２に記載の起伏ゲート式防波堤の係留方法。

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