JP5805564B2 - Inundation prevention wall - Google Patents
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Description
本発明は、津波や高潮などによる浸水を抑止する浸水抑止壁に関する。 The present invention relates to an inundation prevention wall that inhibits inundation due to a tsunami or storm surge.
津波による浸水を抑止するため、例えば特許文献1には、蝶番を中心として回転可能な蓋部材が水中に沈むと、その蓋部材が浮力によって立ち上がるように回転し、浸水を防ぐ壁として機能する仕組みが開示されている。
In order to suppress flooding due to a tsunami, for example, in
特許文献1のように、浸水を防ぐ役割を果たす壁を浮力によって立ち上がらせるという構成の場合には、その壁材を水よりも密度が小さい材料で構成しなければならない。一般に物質の密度と強度には相関関係があるから、特許文献1のように蓋部材の密度を小さくして浮力を生じさせるような仕組みでは、壁に向かって進行してくる水の力に対抗するのに十分な強度を確保するのが難しいという問題がある。
In the case of a configuration in which a wall that plays a role of preventing flooding is raised by buoyancy as in
そこで、本発明は、浮力を用いずに浸水を抑止する浸水抑止壁を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a flooding suppression wall that suppresses flooding without using buoyancy.
本発明は、予め想定される水の進行方向に交差する方向に延びる回転軸と、前記回転軸を中心にして回転可能な壁部であって、当該回転軸の位置で2つに区切られた、水の進行方向下流側にある第1の部分および水の進行方向上流側にある第2の部分からなる壁部と、前記壁部の姿勢を水の進行を抑止するような姿勢に維持する維持手段とを備え、前記第1の部分の質量は、前記第2の部分の質量よりも小さく、前記壁部が回転する前において、前記第1の部分が水没したときに水に接する面の水平方向の面積が、前記第2の部分が水没したときに水に接する面の水平方向の面積よりも大きく、前記壁部が回転したときに前記第1の部分の通過する空間が、当該第1の部分の下方に設けられていることを特徴とする浸水抑止壁を提供する。
The present invention is a rotating shaft extending in a direction intersecting a water traveling direction assumed in advance and a wall portion rotatable around the rotating shaft, and is divided into two at the position of the rotating shaft. A wall portion comprising a first portion downstream of the water traveling direction and a second portion upstream of the water traveling direction, and maintaining the posture of the wall portion in such a posture as to inhibit the water from proceeding. Maintaining means, wherein the mass of the first part is smaller than the mass of the second part, and the surface of the surface that comes into contact with water when the first part is submerged before the wall rotates. The horizontal area is larger than the horizontal area of the surface in contact with water when the second part is submerged, and the space through which the first part passes when the wall part rotates is the first area. An inundation suppression wall is provided below the
上記構成において、前記第1の部分の密度と前記第2の部分の密度とが同じで、前記第1の部分の厚さが前記第2の部分の厚さよりも小さくてもよい。また、上記構成において、前記維持手段は、前記壁部が水の進行を抑止するような姿勢になったときに前記第1の部分に沿うように設けられた、前記空間の外縁を形成する面であってもよい。また、この浸水抑止壁は、水の進行を妨げる妨害手段が途切れた箇所であって、人又は車両が通行する箇所に設けられていてもよい。 In the above configuration, the density of the first portion and the density of the second portion may be the same, and the thickness of the first portion may be smaller than the thickness of the second portion. Further, in the above configuration, the maintaining means is a surface that forms an outer edge of the space provided along the first portion when the wall portion is in a posture to suppress the progress of water. It may be. In addition, the infiltration prevention wall may be provided at a location where the obstructing means that hinders the progress of water is interrupted and where a person or a vehicle passes.
本発明によれば、浮力を用いずに浸水を抑止する浸水抑止壁を提供することを目的とする。 According to the present invention, an object of the present invention is to provide a flooding suppression wall that suppresses flooding without using buoyancy.
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。図1は、浸水抑止壁が設置されている平常時の状態を示す斜視図である。ここでいう平常時とは、津波や高潮(以下、津波等という)が陸上に到来していないときを指す。図2の上段は、この平常時の状態を上方から鉛直方向に見たときの平面図であり、下段はこの状態を水平方向から見たときの立面図である。これらの図において、直交座標系であるXYZ座標系を想定している。Y軸の正方向は、津波等が陸上に到来したときに水が進行する方向として予め想定されている方向であり、例えば、海岸線に直交し、内陸に向かう方向である。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a normal state in which a flooding suppression wall is installed. The term “normal” as used herein refers to a time when a tsunami or storm surge (hereinafter referred to as a tsunami) has not arrived on land. The upper stage of FIG. 2 is a plan view when the normal state is viewed from above in the vertical direction, and the lower stage is an elevational view when this state is viewed from the horizontal direction. In these drawings, an XYZ coordinate system which is an orthogonal coordinate system is assumed. The positive direction of the Y axis is a direction that is assumed in advance as a direction in which water travels when a tsunami or the like arrives on land, and is, for example, a direction that is orthogonal to the coastline and heads inland.
津波等に備えて、海岸線に沿って防潮堤や堤防(以下、防潮堤等という)のように、水の進行を妨げる妨害手段が設置されている地域がある。この防潮堤等は、人または車両が内陸と海岸線とを相互に通行できるように途切れた状態になっていることがある。本実施形態に係る浸水抑止壁20は、防潮堤等が途切れた箇所、つまり図1では防潮堤10aと防潮堤10bとの間に設けられている。防潮堤10aと防潮堤10bとの間は、防潮堤の上端よりも低い位置にある平面であり、例えばコンクリート製の通路である。矢印a方向(Y軸負方向)が海に向かう方向であり、矢印b方向(Y軸正方向)が内陸に向かう方向である。浸水抑止壁20は板状の部材であり、コンクリート製の通路に埋め込まれるようにして設けられている。浸水抑止壁20の上面とコンクリートの上面とは高さが揃っており、この浸水抑止壁20の上面を人や車両が通行する。浸水抑止壁20のX軸方向の長さはWであり、Y軸方向の長さはLである。
In preparation for tsunamis, there are areas where disturbing means such as seawalls and dikes (hereinafter referred to as seawalls) are installed along the coastline. The tide bank or the like may be in a state of being interrupted so that a person or vehicle can pass through the inland and the coastline. The
図3は、図2のA−A線で鉛直方向に切断したときの断面図である。図3における浸水抑止壁20は、水の進行を抑止する役割を果たす壁部21と、壁部21をコンクリートに対して回転可能に支持する回転軸22とを備えている。壁部21は、板状の第1の部分201と、板状の第2の部分202とを有する。第1の部分201は、水の進行方向の下流側にあり、第2の部分202は、水の進行方向の上流側にある。第1の部分201は、図3に示す状態でZ軸方向の長さ(厚さ)がd1で、Y軸方向の長さがL1である。第2の部分202は、Z軸方向の長さ(厚さ)がd2で、Y軸方向の長さがL2である。なお、
d1<d2
L1>L2
L2×W×d2(第2の部分202の体積)>L1×W×d1(第1の部分201の体積)
である。第1の部分201と第2の部分202はいずれも、例えば金属などのように、水から受ける力に耐えうる程度の剛性を持つ素材で形成されており、両者の密度は同じである。両者の体積は、L2×W×d2>L1×W×d1という関係にあるから、第2の部分202の質量は第1の部分201の質量よりも大きい。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2 in the vertical direction. The
d1 <d2
L1> L2
L2 × W × d2 (volume of the second portion 202)> L1 × W × d1 (volume of the first portion 201)
It is. Both the
第1の部分201と第2の部分202の境界には、X軸方向に平行な方向に延びる孔が設けられており、その孔に対して、両端がコンクリート30に固定された回転軸22が挿入されている。つまり、この回転軸22は、予め想定される水の進行方向(Y軸方向)に交差する方向(X軸方向)に延びており、壁部21は、Y軸方向において回転軸22の位置で第1の部分201および第2の部分202の2つに区切られていることになる。
A hole extending in a direction parallel to the X-axis direction is provided at the boundary between the
第1の部分201の下方には、X軸方向の長さがWである空間40が設けられている。空間40をX軸に垂直な平面で切ったときのその空間40の断面は、中心角90度で半径L1の扇形である。この空間40は、壁部21が回転したときに第1の部分201が通過する空間である。一方、第2の部分202の下方には空間は設けられていない。このため、壁部21は、図3の状態から、回転軸22を中心にして時計回りに90度回転可能である。壁部21が時計回りに90度回転すると、図3において第1の部分201の下方にある面が空間40の外縁を形成する面41に当たり、その以上の回転が阻止される。なお、コンクリート30において、第2の部分202のY軸負方向側には、壁部21が回転するときに第2の部分202が当たらないようにスペースが設けられており、平常時にはこのスペースに砂礫50が詰められている。
A space 40 having a length W in the X-axis direction is provided below the
前述したように第2の部分202の質量が第1の部分201の質量よりも大きいため、第2の部分202の反時計回りの回転モーメントM2sは、第1の部分201の時計回りの回転モーメントM1s よりも大きい。このような回転モーメントの差があるため、壁部21は平常時には回転せずに、図3のような状態で静止している。なお、このような静止状態を維持するための第1の部分201および第2の部分202の質量差は、壁部21の上を所定数の人や車両が通行することで第1の部分201および第2の部分202に作用する回転モーメントが変化したとしても、この静止状態を維持し得る程度の大きさである。
Since the mass of the
この図3の状態において海から矢印C方向に向かって水が進行してきたときの様子を図4に示す。このとき第1の部分201及び第2の部分202は水没して、それぞれの上方の領域G1,G2には、第1の部分201及び第2の部分202の面積比に応じた量の水がある。ここでいう面積比とは、第1の部分201の上方にあって水と接する面と、第2の部分202の上方にあって水に接する面との比である。
FIG. 4 shows a state in which water advances from the sea in the direction of arrow C in the state of FIG. At this time, the
このような水没時において、第1の部分201と第2の部分202にそれぞれ作用する回転モーメントは、水深をdptとすると、次のような式で表される。
第1の部分201に作用する回転モーメントM1
=平常時の回転モーメントM1s+領域G1にある水の質量(L1×W×dpt)よる重力が第1の部分201に作用することで発生する回転モーメントMdpt1
第2の部分202に作用する回転モーメントM2
=平常時の回転モーメントM2s+領域G2にある水の質量(L2×W×dpt)よる重力が第2の部分202に作用することで発生する回転モーメントMdpt2
前述したように、平常時の回転モーメントM2s>平常時の回転モーメントM1sである。よって、水深dptが或る値dptLに至るまでは、第2の部分202に作用する回転モーメントM2>第1の部分201に作用する回転モーメントM1となる。回転モーメントM1,M2がこのような関係にある期間にわたっては、図4に示すように、壁21は水平方向に静止した状態が保たれている。
The rotational moments acting on the
Rotational moment M1 acting on the
= Rotational moment M dpt1 generated by the gravity acting on the
Rotational moment M2 acting on the
= Rotational moment M DPT2 that the water in the rotational moment M2 s + region G2 during normal mass (L2 × W × dpt) by gravity generated by acting on the
As described above, the normal rotational moment M2 s > the normal rotational moment M1 s . Therefore, until the water depth dpt reaches a certain value dpt L , the rotational moment M2 acting on the
この図4の状態からさらに浸水が進み、図5に示すように、水深がdptLを超えたとする。このとき、
[領域G1にある水の質量(L1×W×dpt)よる重力が第1の部分201に作用することで発生する回転モーメントMdpt1]−[領域G2にある水の質量(L2×W×dpt)よる重力が第2の部分202に作用することで発生する回転モーメントMdpt2]
>第2の部分202に作用する平常時の回転モーメントM2s−第1の部分201に作用する平常時の回転モーメントM1s
となり、回転モーメントM1>回転モーメントM2となる。つまり、壁部21を時計回りに回転させようとする回転モーメントが、壁部21を反時計回りに回転させようとする回転モーメントよりも大きくなり、この結果、壁部21は時計回りに回転し始める。このように、ある一定の水深以上で、壁部21は回転し始め、徐々に立ち上がることになる。
It is assumed that the water further advances from the state of FIG. 4 and the water depth exceeds dpt L as shown in FIG. At this time,
[Rotational moment M dpt1 generated by gravity acting on the
> Normal rotation moment M2 s acting on the second portion 202 -Normal rotation moment M1 s acting on the
Thus, the rotational moment M1> the rotational moment M2. That is, the rotational moment that attempts to rotate the
壁部21が時計回りに回転し始めると、この回転に伴って、第1の部分201の上方にある面(水に接する面)を水平面に対して正射影したときの面積が徐々に小さくなる。よって、{第2の部分202の上方にある水の質量(L2×W×dpt)よる重力が第2の部分202に作用することで発生する回転モーメントMdpt1}も徐々に小さくなる。従って、壁部21が完全に立ち上がった状態(つまり鉛直方向に屹立した状態)には至らずに、壁部21の回転が途中で停止することがある。しかし、壁部21が時計回りに回転し始めると、立ち上がり始めた第2の部分202の下面が矢印C方向に進行する水の力F(図6)を受ける。これにより発生する時計回りの回転モーメントの作用で、壁部21は、図6に示すように鉛直方向に屹立する。このように、壁部21の回転が始まった後は、水の進行するときの力を利用して、壁部21の回転が完了し、壁部21が鉛直方向に屹立することになる。壁部21が鉛直方向に屹立すると、第1の部分201が空間40の面に当たるので、それ以上の壁部21の回転は阻止される。図6、7の状態で、浸水抑止壁20は矢印C方向に進む浸水を抑止することができる。
When the
なお、上述した浸水抑止壁20は、海からの浸水を抑止する目的に限らず、湖沼や河川或いは水路等からの浸水を抑止する目的で利用されてもよい。
また、上記実施形態では、壁部21が水の進行を抑止するような姿勢になったときにその姿勢を維持する維持手段として、空間40の外縁を形成する面41を用いていた。維持手段はこれに限らず、例えば回転軸22が図3の状態から90度以上は回転しないような回転ロック機構を備え、これを維持手段としてもよい。また、回転軸22の回転角度の上限は90度に限らず、壁部21が水の進行を抑止する効果があるような角度であれば、どのような角度であってもよい。
また、壁部21の形状は実施形態の例に限らず、水没したときに第1の部分201と第2の部分202とにそれぞれ作用する水圧の合計値に差が生じるような形状であればよい。具体的には、壁部21が回転する前において、第1の部分201が水没したときに水に接する面の水平方向の面積が、第2の部分202が水没したときに水に接する面の水平方向の面積よりも大きくなるような形状であればよい。ここでいう、第1の部分201が水没したときに水に接する面の水平方向の面積とは、第1の部分201において水に接する面を水平面に対して正射影したときの面積のことである。同様に、第2の部分202が水没したときに水に接する面の水平方向の面積とは、第2の部分202において水に接する面を水平面に対して正射影したときの面積のことである。
また、実施形態において、第1の部分201の厚さ(Z軸方向の長さ)は、第2の部分202の厚さ(Z軸方向の長さ)よりも小さく、且つ第1の部分201の全域にわたって一様な大きさである。また、第2の部分202の厚さ(Z軸方向の長さ)は、第1の部分201の厚さ(Z軸方向の長さ)よりも大きく、且つ第2の部分202の全域にわたって一様な大きさである。壁部21の形状はこの例に限らず、例えば第1の部分201の一部の厚さが、第2の部分202の厚さと同じであってもよいし、また、第2の部分202の一部の厚さが、第1の部分201の厚さと同じであってもよい。
In addition, the
Moreover, in the said embodiment, the
In addition, the shape of the
In the embodiment, the thickness (the length in the Z-axis direction) of the
10 防潮堤、20 浸水抑止壁、21 壁部、22 回転軸、201 第1の部分、202 第2の部分、30 コンクリート、40 空間
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記回転軸を中心にして回転可能な壁部であって、当該回転軸の位置で2つに区切られた、水の進行方向下流側にある第1の部分および水の進行方向上流側にある第2の部分からなる壁部と、
前記壁部の姿勢を水の進行を抑止するような姿勢に維持する維持手段と
を備え、
前記第1の部分の質量は、前記第2の部分の質量よりも小さく、
前記壁部が回転する前において、前記第1の部分が水没したときに水に接する面の水平方向の面積が、前記第2の部分が水没したときに水に接する面の水平方向の面積よりも大きく、
前記壁部が回転したときに前記第1の部分の通過する空間が、当該第1の部分の下方に設けられている
ことを特徴とする浸水抑止壁。 A rotation axis extending in a direction that intersects the direction of advance of water assumed in advance;
A wall that is rotatable about the rotation axis, and is divided into two at the position of the rotation axis, a first portion that is downstream of the water in the direction of travel and an upstream of the direction of travel of the water A wall portion comprising a second portion;
Maintenance means for maintaining the posture of the wall portion in a posture that inhibits the progress of water,
The mass of the first part is smaller than the mass of the second part,
Before the wall portion rotates, the horizontal area of the surface in contact with water when the first portion is submerged is larger than the horizontal area of the surface in contact with water when the second portion is submerged. Big
A water-inhibiting wall, wherein a space through which the first portion passes when the wall portion rotates is provided below the first portion.
ことを特徴とする請求項1記載の浸水抑止壁。 The inundation according to claim 1, wherein the density of the first part is the same as the density of the second part, and the thickness of the first part is smaller than the thickness of the second part. Deterrence wall.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の浸水抑止壁。 The maintaining means is a surface that forms an outer edge of the space provided along the first portion when the wall portion is in a posture to suppress the progress of water. The infiltration prevention wall according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の浸水抑止壁。 The infiltration prevention wall according to any one of claims 1 to 3, wherein the obstruction means that hinders the progress of water is provided at a place where a person or a vehicle passes.
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