JP6382094B2 - 陸上型浮体式フラップゲート - Google Patents

Description

本発明は、例えば、高潮や津波対策として、防潮堤の堤体天端面などの径間の広い開口部に設置される陸上型の浮体式フラップゲートに関するものである。

例えば、防潮堤の開口部に設置され、増水時、増水した水が生活空間に流れ込まないように、流入しようとする水の浮力を利用して扉体を起立させ、前記開口部を遮断する浮体式フラップゲートがある（例えば特許文献１）。

前記浮体式フラップゲートでは、例えば図４に示すように、軸１を支点として起立搖動する扉体２の先端にワイヤロープ３の一端を取付け、当該ワイヤロープ３を固定滑車４ａ，４ｂを介して案内し、その他端にウエイト５を取付けている。

前記固定滑車４ａ，４ｂは、扉体２が起立途中又は倒伏途中（図４（ｂ）参照）でウエイト５が最下限位置となり、起立の開始時又は倒伏の完了前（図４（ａ）参照）には起立の補助又は倒伏の抵抗として作用する。一方、起立の完了前又は倒伏の開始時（図４（ｃ）参照）には起立の抵抗又は倒伏の補助として作用する位置に設置する。

このような浮体式フラップゲートを、防潮堤の堤体天端面に設置した場合、非常時のみ必要な高さが得られ、非常時以外は堤体の高さを低くできるので、陸側から海側の見晴らしがよくなって景観を阻害することがなくなる。

この防潮堤の堤体天端面に設置する陸上型浮体式フラップゲートは、複数の扉体を連続して配置し、全ての扉体をほぼ同時に起立させることで、連続した防潮壁を構成する。

この陸上型浮体式フラップゲートにおいて、隣接する扉体間はゴム膜により水密性を確保する一方、それぞれの扉体の先端を例えばワイヤロープで緩やかに連結することで、動作時における位相差を制限して動作時の各扉体の連動性を実現している。

ところで、前記陸上型浮体式フラップゲートにおいて、ウエイトからの補助力を除いて、各扉体への作用が想定される外力は、主として、津波による波力や両端の扉体に生じる側部戸当りとの摺動抵抗が考えられる。

前記陸上型浮体式フラップゲートに対して、図５に示すように、正面から津波が作用する場合、全ての扉体には、ほぼ同時に浮上力ＬＦが作用するため、浮上動作は均一に行われる。しかしながら、両端の扉体２ａについては、側部戸当り６との摺動抵抗ＦＲによって、浮上動作が中央の扉体２ｂに比べてやや遅れる可能性がある。この場合、両端の扉体２ａと、これら扉体２ａに隣接する扉体２ｂを連結するワイヤロープに負荷が生じる。

また、図６に示すように、斜めから津波が作用する場合、浸水の影響を先行して受ける扉体（図６では紙面上側の扉体２ａ）から順に浮上を開始するため、隣接する扉体に生じる動作開始時間の差によってワイヤロープに負荷が生じることが考えられる。
なお、図５，６中の２１は防潮堤である。

すなわち、前記陸上型浮体式フラップゲートでは、隣接する扉体に作用する外力に大きな差が生じた場合であっても、隣接する扉体はワイヤロープの張力によって連動することになるため、ワイヤロープには過剰な負荷が生じる可能性がある。

特開２０１２−２４１４４９号公報

本発明が解決しようとする問題点は、陸上型浮体式フラップゲートでは、隣接する扉体に作用する外力に大きな差が生じた場合、隣接する扉体の先端を連結するワイヤロープには過剰な負荷が生じる可能性があるという点である。

本発明は、上記問題を解決するために、隣接する扉体に作用する外力に大きな差が生じた場合であっても、隣接する扉体の先端を連結するワイヤロープには過剰な負荷が生じないようにすることを目的としてなされたものである。

ウエイトによる補助力が、主として、起立開始時の浮上に寄与するか、或いは起立完了時の制動に寄与するかは、扉体の後端部と隣接する位置に配置した固定滑車の高さ位置に依存する。

具体的には、図１に示すように、扉体２の後端部と隣接する位置に配置した固定滑車４ａの高さ位置を高くした場合は、浮上力ＬＦと比較して制動力ＢＦが作用する角度の範囲が増加する（図１（ｂ）参照）。

一方、図２に示すように、扉体２の後端部と隣接する位置に配置した固定滑車４ａの高さ位置を低くした場合は、制動力ＢＦと比較して浮上力ＬＦが作用する角度の範囲が増加する（図２（ｂ）参照）。

従って、扉体の後端部と隣接する位置に配置した固定滑車の高さ位置を変更することで、側部戸当りとの摺動抵抗の影響や津波作用時の起立時間差に対応し、扉体の先端を連結するワイヤロープに過剰な負荷が生じないようにすることができる。

本発明は、
上記考えに基づいて成されたものであり、
後端側を支点として先端側が起立搖動する扉体を、扉体の起立揺動の支点軸方向に複数の連続配置した陸上型浮体式フラップゲートであって、
ぞれぞれの扉体に対応するカウンタウエイトと、
一端が前記それぞれの扉体の後端部に取り付けられ、他端が前記カウンタウエイトに取り付けられたワイヤロープと、
前記それぞれの扉体の後端側の前記支点よりも下方に隣接し、前記それぞれの扉体が起立又は倒伏の途中で前記ウエイトが最下限位置となるように前記ワイヤロープを案内するべく配置された固定滑車とを備え、
前記固定滑車の高さ位置が変更可能であることを最も主要な特徴としている。

上記の本発明では、扉体ごとに扉体の後端部と隣接する位置に配置した固定滑車の高さ位置を調整することで、側部戸当りとの摺動抵抗の影響や、津波作用時の起立時間差に対応することができる。

本発明では、それぞれの扉体の後端部と隣接する位置に配置した固定滑車の高さ位置を調整可能に構成するだけで、ウエイトの重量を扉体ごとに変更する等の設計変更を個別に行うことなく、側部戸当りとの摺動抵抗の影響や、津波作用時の起立時間差に対応して、扉体の先端を連結するワイヤロープへの負荷を低減することができる。

本発明の陸上型浮体式フラップゲートの扉体の後端部と隣接する位置に配置した固定滑車の高さ位置を高くした場合の、起立途中の浮上力ＬＦと制動力ＢＦが作用する角度の範囲を説明する図であり、（ａ）は扉体の倒伏時、（ｂ）は扉体の起立途中時、（ｃ）は扉体の起立完了時である。 本発明の陸上型浮体式フラップゲートの扉体の後端部と隣接する位置に配置した固定滑車の高さ位置を低くした場合の、図１と同様の図である。 本発明の陸上型浮体式フラップゲートを示す概略構成図である。 特許文献１で開示された一般的な浮体式フラップゲートにおける、扉体の起立又は倒伏動作の補助、起立又は倒伏完了前の制動を行う構成を説明する図であり、（ａ）は扉体の倒伏時、（ｂ）は扉体の起立又は倒伏途中時、（ｃ）は扉体の起立完了時である。 陸上型浮体式フラップゲートの正面から津波が作用する場合の扉体に作用する浮上力と両端の扉体に作用する側部戸当りとの摺動抵抗について説明する図である。 陸上型浮体式フラップゲートの斜めから津波が作用する場合の図５と同様の図である。

本発明は、陸上型浮体式フラップゲートでは、隣接する扉体に作用する外力に大きな差が生じた場合、隣接する扉体の先端を連結する例えばワイヤロープには過剰な負荷が生じる可能性があるという課題を解決するものである。

そして、前記課題を、それぞれの扉体の後端側に配置した固定滑車のうち、扉体の後端部と隣接する位置に配置した固定滑車の高さ位置を変更可能に構成することで実現した。

以下、本発明の実施例を、図３を用いて詳細に説明する。
図３は本発明の陸上型浮体式フラップゲートを示す概略構成図である。

図３において、１１は例えば防潮堤１２の堤体天端面１２ａに設置する本発明の陸上型浮体式フラップゲートである。この陸上型浮体式フラップゲート１１は、高潮や津波の発生時、防潮堤１２を越えて押し寄せてきた海水により、陸側に位置する後端側に設けた軸１を支点として、海側に位置する先端側が起立して、防潮堤１２より陸側に海水が流れ込まないようにする。なお、図３では、紙面右側が海側、紙面左側が陸側である。

この陸上型浮体式フラップゲート１１は、一列に並べた複数の扉体間の水密性をゴム膜により確保する一方、それぞれの扉体２ａ，２ｂの先端をワイヤロープ（図示せず）で緩やかに連結することで、扉体２ａ，２ｂが起立搖動する時の各扉体２ａ，２ｂの連動性を実現している。

ここで、２ａは図５，６に示す両端の扉体を、また、２ｂは中央の扉体を指している。また、前記軸１はこれら扉体２ａ，２ｂの両側面に設けられ、防潮堤１２の陸側の側面にボルト８で固定したコ字状金物７の上側フランジ部に回転自在に支持されている。なお、軸１を回転可能に支持できるものであれば、図３に示したコ字状金物７に限らず、どのような金物であってもよい。

前記それぞれの扉体２ａ，２ｂの後端面の中央部にワイヤロープ３の一端を取付け、このワイヤロープ３の他端に、それぞれの扉体２ａ，２ｂの後端部の陸側に配置した、例えば２個の固定滑車４ａ，４ｂを介してウエイト５を取付けている。

前記２個の固定滑車４ａ，４ｂのうち、一方の固定滑車４ａはそれぞれの扉体２ａ，２ｂの後端部と隣接する位置に配置し、他方の固定滑車４ｂはウエイト５の直上で、かつ固定滑車４ａよりも高い位置に配置している。

このように固定滑車４ａ，４ｂを配置することで、それぞれの扉体２ａ，２ｂが起立又は倒伏の途中で、その上端部に他方の固定滑車４ｂを回転自在に設けたガイド１３に沿って昇降動するウエイト５が最下点となり、起立又は倒伏の開始時には起立又は倒伏を補助する一方、起立又は倒伏の完了前には起立又は倒伏の抵抗として作用する。

本発明は、固定滑車４ａ，４ｂのうち、それぞれの扉体２の後端部と隣接する位置に配置する一方の固定滑車４ａを、例えば図３に示すように、その高さ位置を変更可能なように構成している。

１４は前記ガイド１３の扉体側に隣接して設けたガイドであり、一方の固定滑車４ａを回転自在に支持する固定座１５を昇降動自在に設けている。１６は正逆回転が自在なように前記ガイド１４に取付けたねじ軸であり、このねじ軸１６を前記固定座１５にねじ嵌合することで、ねじ軸１６の正逆回転により固定座１５が前記ガイド１４に沿って昇降動して一方の固定滑車４ａの高さ位置を変更する。

上記構成の本発明の陸上型浮体式フラップゲート１１は、正面から津波が作用すると考えられる場合は、摺動抵抗ＦＲを受ける両端の扉体２ａのみ、一方の固定滑車４ａの高さ位置を低くして、浮上動作時の補助力を向上させ、起立完了前の制動力を減少させる。このようにすることで、中央の扉体４ｂとの連動性が向上する。

また、斜め方向から津波が作用すると考えられる場合は、先行して浮上する扉体の一方の固定滑車４ａの高さ位置を高くして、浮上補助力を減少させ、起立完了前の制動力を増加させる。一方、遅れて浮上する扉体の一方の固定滑車４ａの高さ位置を低くして、浮上補助力を向上させ、起立完了前の制動力を減少させる。このようにすることで、全体としての連動性が向上する。この場合、隣接する扉体の一方の固定滑車４ａの高さ位置を僅かずつ異ならせることで、隣接する扉体の補助力の効き方に急激な差が出ないようにする。

なお、津波の入射方向の予測は、数値シミュレーションによって行われる津波の伝搬の予測計算を基に推定すればよい。また、津波が斜め方向から来襲した場合であっても、津波が引く際は斜め方向ではなく扉体と平行と考えられるが、津波が引く水位低下時と比較して水位が増加する津波来襲時の方が扉体の応答が急激となる。従って、扉体の一方の固定滑車４ａの高さ位置は、水位が上昇する津波の来襲時を優先して決定する。

上記本発明の陸上型浮体式フラップゲート１１では、ウエイト５の重量を扉体ごとに変更するなどの個別に設計を変更することなく、津波の進入角度に応じた調整を容易に行うことができ、扉体２ａ，２ｂの先端を連結するワイヤロープへの負荷を軽減することができる。

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、一方の固定滑車４ａの高さ位置を変更する構成は、水没した際の影響がないものであれば、図３に示した構成に限らない。
また、以上に示した実施例は、
後端側を支点として先端側が起立搖動する複数の連続配置した扉体２ａ，２ｂを有する陸上型浮体式フラップゲート１１であって、
前記それぞれの扉体２ａ，２ｂの後端部に一端を取付けたワイヤロープ３の他端にウエイト５を取付ける一方、前記それぞれの扉体２ａ，２ｂが起立又は倒伏の途中で前記ウエイト５が最下限位置となり、起立又は倒伏の開始時には起立又は倒伏を補助する一方、起立又は倒伏の完了前には起立又は倒伏の抵抗として作用するように、前記それぞれの扉体２ａ，２ｂの後端側に前記ワイヤロープ３を案内する固定滑車４ａ，４ｂを配置した構成であり、
前記それぞれの扉体２ａ，２ｂの後端側に配置した固定滑車４ａ，４ｂのうち、扉体の後端部と隣接する位置に配置した固定滑車４ａの高さ位置を変更可能に構成した陸上型浮体式フラップゲート１１について説明している。

１ 軸
２ａ 両端の扉体
２ｂ 中央の扉体
３ ワイヤロープ
４ａ 一方の固定滑車
４ｂ 他方の固定滑車
５ ウエイト
６ 側部戸当り
１１ 陸上型浮体式フラップゲート
１４ ガイド
１５ 固定座
１６ ねじ軸

Claims (2)

1. 後端側を支点として先端側が起立搖動する扉体を、扉体の起立揺動の支点軸方向に複数の連続配置した陸上型浮体式フラップゲートであって、
   ぞれぞれの扉体に対応するカウンタウエイトと、
   一端が前記それぞれの扉体の後端部に取り付けられ、他端が前記カウンタウエイトに取り付けられたワイヤロープと、
   前記それぞれの扉体の後端側の前記支点よりも下方に隣接し、前記それぞれの扉体が起立又は倒伏の途中で前記ウエイトが最下限位置となるように前記ワイヤロープを案内するべく配置された固定滑車とを備え、
   前記固定滑車の高さ位置が変更可能であることを特徴とする陸上型浮体式フラップゲート。
2. それぞれの扉体の後端部と隣接する位置に配置した固定滑車の高さ位置の変更は、当該固定滑車を回転自在に支持する固定座にねじ嵌合させたねじ軸の正逆回転により行うものであることを特徴とする請求項１に記載の陸上型浮体式フラップゲート。

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