JP6625911B2 - Flap gate and gate equipment - Google Patents
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- E02B7/20—Movable barrages; Lock or dry-dock gates
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Description
本発明は、上流側水位の上昇時には水路を開放して流水を下流側に流す一方、下流側水位の上昇時には流水が上流側に流れない状態を維持するフラップゲート、及びこのフラップゲートを所定の場所や位置に設置したゲート設備に関するものである。 The present invention provides a flap gate that opens a water channel and allows flowing water to flow downstream when the upstream water level rises, and maintains a state where flowing water does not flow to the upstream side when the downstream water level rises. It relates to gate facilities installed at places and locations.
例えば、河川敷に津波・高潮防潮堤を設置する場合、高潮や津波発生時の寄せ波を河川の上流側に疎通させないようにする一方、洪水時などには河川の下流側に疎通させることが必要である。 For example, when installing a tsunami / storm surge breakwater on a riverbed, it is necessary to prevent the surge waves during a storm surge or tsunami from flowing to the upstream side of the river, but to communicate to the downstream side of the river during floods. It is.
そのため、設置する津波・高潮防潮堤は可動式とすることが望ましい。しかしながら、高潮や洪水による漂砂や流砂が堆積したり、津波時に流されてきた漂砂・流砂や流木、瓦礫等が堆積するような河川敷に設置する場合、これらの堆積物が津波・高潮防潮堤の動作を阻害する要因となる。 Therefore, it is desirable that the tsunami and storm surge breakwater to be installed be movable. However, when installed on a riverbed where sedimentation and / or sediment transport due to storm surges and floods accumulate, or where sediment / sand, driftwood, rubble, etc., which have been washed away during the tsunami, are deposited, these deposits may cause tsunami / storm surge breakwaters. It becomes a factor that hinders the operation.
例えば、自重による落下式ゲートでは、ゲートが前記堆積物の上部に落下することになる。従って、ゲートに想定外の外力が作用するだけでなく、堆積物によって河川敷を閉鎖できなくなる場合もある。 For example, in a falling gate by its own weight, the gate will fall on top of the deposit. Therefore, not only an unexpected external force acts on the gate, but also the riverbed may not be able to be closed due to the sediment.
また、特許文献1で開示されたような、基端側を支点として先端側が起立搖動するフラップゲートでは、倒伏状態の平常時に、ゲート本体上に漂砂・流砂や流木、瓦礫等が堆積する。
Further, in a flap gate in which the distal end side stands up and swings with the base end side as a fulcrum as disclosed in
これらの堆積物は、例えば、設置する地域によっては2m以上の厚さになる。従って、津波の寄せ波が押し寄せてきた時に前記堆積物によってゲート本体が起立できない場合、寄せ波が河川の上流側に疎通するのを阻止することができなくなる。 These deposits have a thickness of, for example, 2 m or more depending on the area where they are installed. Therefore, if the gate body cannot be erected due to the sediment when the tsunami wave comes, it is impossible to prevent the wave from flowing to the upstream side of the river.
この問題に対処するため、ゲート本体の起立機構を設置することも考えられる。しかしながら、漂砂・流砂や流木、瓦礫等が堆積した状態のゲート本体を起立するには大規模な起立機構が必要になる。その上、常時、堆積した漂砂・流砂や流木、瓦礫等が起立機構に入り込まないようするための維持管理が必要になる。 In order to cope with this problem, it is conceivable to provide an upright mechanism for the gate body. However, a large-scale erecting mechanism is required to erect a gate body in a state where drift sand, quicksand, driftwood, rubble, and the like are accumulated. In addition, it is necessary to maintain and maintain the accumulated drifting sand, drift sand, driftwood, rubble, etc., from entering the standing mechanism.
その他の方法として、ゲート本体の下部が河川の上流方向や下流方向への搖動自在に吊下げたフラップゲートがある。このフラップゲートは、図7に示すように、上端部に取付けた搖動軸1aでゲート本体1をカーテンウオール2に回転自在に支持させた構造である。
As another method, there is a flap gate in which the lower part of the gate body is swingably suspended in the upstream and downstream directions of the river. As shown in FIG. 7, the flap gate has a structure in which a
このフラップゲートの場合、例えば津波の寄せ波が押し寄せてきた時には、ゲート本体1の上流方向への搖動を阻止して、寄せ波4や砂等の堆積物5の上流側への疎通を阻止できる。このゲート本体1の上流方向への搖動の阻止は、図7(a)に示すように、ゲート本体1の上流側に設置したストッパ3により行われる。
In the case of the flap gate, for example, when a tsunami wave is approaching, the upstream sway of the
しかしながら、ゲート本体1は、図7(b)に示すように、砂等の堆積物5によって下流方向に搖動できない。従って、津波の引き波時やゲリラ豪雨の発生時等の上流側から下流側に向かう洪水6は下流側に疎通できない。
However, as shown in FIG. 7B, the
本発明が解決しようとする問題点は、漂砂・流砂や流木、瓦礫等が堆積する場所や水路にフラップゲートを設置した場合、上流側から下流側に向かう流水を疎通できないという点である。 The problem to be solved by the present invention is that when a flap gate is installed in a place where drift sand, quicksand, driftwood, rubble, etc. are deposited or in a waterway, flowing water from the upstream side to the downstream side cannot be communicated.
本発明は、漂砂・流砂や流木、瓦礫等が堆積する場所や水路にフラップゲートを設置しても、流水や前記堆積物の上流側への疎通を防止し、かつ、上流側から下流側に向かう流水の疎通を可能にすることを目的としてなされたものである。 The present invention, even if a flap gate is installed in a place or a waterway where drift sand, drift sand, driftwood, rubble, etc. are deposited, it prevents flowing water and the sediment from flowing to the upstream side, and from the upstream side to the downstream side. The purpose is to enable the flow of flowing water.
本発明のフラップゲートは、
水路の横断面方向が長手方向となるように配置した揺動軸に上端部を回転自在に支持させて、下部を水路の上流方向及び下流方向に搖動自在となし、上流側水位の上昇時には前記下部が下流側に搖動して閉鎖状態の水路を開放する一方、下流側水位の上昇時には上流側に設けたストッパにより前記水路の閉鎖状態を維持するゲート本体と、
前記ゲート本体の下流側の面に、下流側に突出状に設けた箱体と、を具備し、
前記箱体は、底面を、前記水路の縦断面方向から見て、前記ゲート本体の下端部から、前記搖動軸側を中心とする凸湾曲面に形成し、前記搖動軸から前記底面の凸湾曲面までの距離が、前記ゲート本体の下流側の面から下流側に離れるほど漸次長くなるように、底面を形成したことを最も主要な特徴としている。
The flap gate of the present invention
The upper end is rotatably supported by a swing shaft arranged so that the cross-sectional direction of the waterway is the longitudinal direction, and the lower part is free to swing in the upstream and downstream directions of the waterway. A gate body that lowers swings downstream to open a closed water channel, and maintains a closed state of the water channel by a stopper provided on the upstream side when the downstream water level rises;
A box provided on the downstream surface of the gate body so as to protrude downstream,
The box body has a bottom surface formed in a convex curved surface centered on the swing axis side from a lower end portion of the gate main body when viewed from a longitudinal sectional direction of the water channel, and a convex curved surface of the bottom surface from the swing axis. The most main feature is that the bottom surface is formed such that the distance to the surface gradually increases as the distance from the downstream surface of the gate body to the downstream side increases .
上記本発明のフラップゲートでは、下流側の水位が上昇して下流側から上流側に水が流れてきた時、ゲート本体は上流方向への搖動を阻止されて水路の閉鎖状態を維持する。従って、下流側からの流水や下流側に堆積した砂等の堆積物の上流側への疎通を防ぐことができる。 In the flap gate of the present invention, when the water level on the downstream side rises and water flows from the downstream side to the upstream side, the gate body is prevented from swinging in the upstream direction, and the closed state of the water channel is maintained. Therefore, it is possible to prevent the flow of water from the downstream side or the accumulation of deposits such as sand deposited on the downstream side to the upstream side.
一方、上流側水位の上昇時は、箱体の底面を凸湾曲面としたことにより、下流側に砂等の堆積物が存在してもゲート本体の下流方向への搖動が可能となる。従って、上流側からの流水を下流側に疎通させることができる。 On the other hand, when the water level on the upstream side rises, the bottom surface of the box body has a convex curved surface, so that the gate body can swing in the downstream direction even if there is a deposit such as sand on the downstream side. Therefore, flowing water from the upstream side can be communicated to the downstream side.
本発明のフラップゲートでは、前記搖動軸から箱体の底面の凸湾曲面までの距離が、ゲート本体の下流側の面から下流側に離れるほど漸次長くなるように形成することが望ましい。このような凸湾曲面とすれば、ゲート本体の下流方向への揺動時、搖動直後から箱体の底面が堆積物の表面から離れ、ゲート本体の下流方向への搖動が円滑に行える。 In the flap gate according to the present invention, it is preferable that the distance from the swing axis to the convex curved surface of the bottom surface of the box is gradually increased as the distance from the downstream surface of the gate body to the downstream increases. With such a convex curved surface, when the gate body swings in the downstream direction, the bottom surface of the box separates from the surface of the deposit immediately after swinging, and the gate body can smoothly swing in the downstream direction.
本発明のフラップゲートは、例えば、河川敷に設置したり、水路を遮断可能な親ゲートの本体開口部に子ゲートとして設置する。これが本発明のゲート設備である。 The flap gate of the present invention is installed, for example, on a riverbed or as a child gate in the main body opening of a parent gate capable of blocking a waterway. This is the gate equipment of the present invention.
本発明では、下流側の水位が上昇して下流側から上流側に水が流れてきた時、ゲート本体は上流方向への搖動を阻止されて水路の閉鎖状態を維持する。従って、下流側からの流水や下流側に堆積した砂等の堆積物の上流側への疎通を防ぐことができる。 According to the present invention, when the water level on the downstream side rises and water flows from the downstream side to the upstream side, the gate body is prevented from swinging in the upstream direction and the closed state of the water channel is maintained. Therefore, it is possible to prevent the flow of water from the downstream side and the accumulation of the deposits such as sand deposited on the downstream side to the upstream side.
また、箱体の底面を凸湾曲面としたことにより、上流側水位の上昇時、下流側に砂等の堆積物が存在してもゲート本体の下流方向への搖動が可能となる。従って、上流側からの流水を下流側に疎通させて流水面積を確保することができる。 In addition, by making the bottom surface of the box a convexly curved surface, when the upstream water level rises, the gate body can swing in the downstream direction even if there is a deposit such as sand on the downstream side. Therefore, the flowing water from the upstream side can be communicated to the downstream side to secure a flowing water area.
本発明は、フラップゲートを、漂砂・流砂や流木、瓦礫等が堆積する場所や水路に設置しても、上流側水位の上昇時には水路を開放する一方、下流側水位の上昇時には水路の閉鎖状態を維持することを目的としている。 Even if a flap gate is installed in a place or in a channel where drift sand, quicksand, driftwood, rubble, etc. are deposited, the channel is opened when the upstream water level rises, while the channel is closed when the downstream water level rises. The aim is to maintain.
上記目的を、ゲート本体の下流側の面に、箱体を下流側に突出状に設け、この箱体の底面を、ゲート本体の下端部から、ゲート本体の上端部を支持する揺動軸側を中心とする凸湾曲面に形成することで実現した。 To achieve the above object, a box is provided on the downstream surface of the gate body so as to protrude downstream, and the bottom surface of the box is moved from the lower end of the gate body to the swing shaft supporting the upper end of the gate body. This is realized by forming a convex curved surface centered on.
本発明を実施するための形態の一例を、図1〜図3を用いて詳細に説明する。
11は、本発明のフラップゲートである。本発明のフラップゲート11は、例えば、門柱13間に設けたカーテンウオール14に、ゲート本体12の上端部12aを回転自在に支持させ、下部12cが河川の上流方向及び下流方向に搖動自在としている。
An example of an embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
11 is a flap gate of the present invention. In the
このカーテンウオール14へのゲート本体12の支持は、例えば図2に示す例では、ゲート本体12の上端部12aの両側に取付けた搖動軸12bと、カーテンウオール14に取付けた支持軸14aを、リンク20で繋ぐことで行っている。このようにリンク20を介してゲート本体12を支持することで、精度の良い水密性能を確保することができる。
In the example shown in FIG. 2, the
図2中、15はカーテンウオール14に取付けた軸受ブラケットである。また、19aは前記軸受ブラケット15の支持軸14aの挿通部に設置したブッシュである。また、19bはゲート本体12の搖動軸12bの両端部に取付けるブッシュである。また、22aは前記支持軸14aの抜け止めのため、支持軸14aの両端に取付けたエンドプレートである。また、22bはゲート本体12の上端部12aに設けた挿入孔に前記ブッシュ19bを取付けた搖動軸12bの両端部を挿入した後、当該挿入孔を塞ぐプレートである。
In FIG. 2,
本発明のゲート設備10は、前記フラップゲート11を、ゲート本体12の下端が河川の平水位よりも上方に位置するように、河川敷に設置したものである。
In the
その際、ゲート本体12の下部12cの上流側にストッパ17を設置し、ゲート本体12の下部12cが河川の上流側に搖動するのを阻止して、下流側にのみ搖動自在となるようにする。
At that time, a
そして、本発明では、ゲート本体12の河川の下流側の面12dに、下流側に突出状に箱体16を取付けている。この箱体16は、例えば、河川が流れる方向と平行な直線上の位置から見た底面形状を、前記搖動軸12b側を中心とする凸湾曲面としている。
In the present invention, the
図1〜図3に示した実施例では、箱体16の底面形状を円弧とし、その底面16aの河川の上流側端部16dがゲート本体12の下流側の面12dの下端と一致するように取付けている。この箱体16の底面16aは、例えば図1(a)に示すように、前記底面16aの河川の下流側端部16bが堆積物5に埋没しないようにする。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the bottom shape of the
前記箱体16は、その内部に例えば浮力体が詰め込まれ、箱体16を取付けたゲート本体12に、洪水時、水圧によって下流方向に搖動する方向のモーメントが作用するようにしている。
The
ところで、ゲート本体12の回転半径r1は、防護しようとする津波や高潮の高さによって決定される。一方、箱体16の底面16aの半径r2は設計上、調節することが可能である。本実施例の場合、図1(a)に示すように、搖動軸12bの中心からゲート本体12の先端までの距離が前記回転半径r1となる。また、ゲート本体12の閉鎖状態時における、搖動軸12bと支持軸14aを通って上下方向に延びる線上の1点から箱体16の底面16aまでの距離が前記半径r2となる。
Incidentally, the turning radius r1 of the
図1〜図3に示す実施例では、前記回転半径r1より前記半径r2を大きくし、搖動軸12bから箱体16の底面16aまでの距離が、ゲート本体12の下流側の面12dから下流側に離れるほど漸次長くなるようにしている。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the radius r2 is larger than the rotation radius r1, and the distance from the
このようにすれば、ゲート本体12の河川の下流方向への揺動時には、図1(c)に示すように、搖動直後から箱体16の底面16aが堆積物5の表面から離れて土圧が減少し、ゲート本体12の搖動が円滑に行える。
In this way, when the
本発明では、ゲート本体12の下流側の面12dに箱体16を取付けるので、ゲート本体12の重心位置が箱体16側に寄る。従って、ゲート本体12には、常時、門柱13、カーテンウオール14、及びストッパ17に押し付ける方向のモーメントが作用し、ゲート本体12の水密性能がさらに良くなる。
In the present invention, since the
図1〜3中、18は、門柱13、カーテンウオール14、ストッパ17の下流側の面に配置された水密ゴムを示す。この水密ゴム18により前記ゲート本体12の上流側の面12eと、門柱13、カーテンウオール14、ストッパ17の下流側の面との間を水密状態に保つ。
In FIGS. 1 to 3,
上記構成の本発明のゲート設備10では、例えば津波が発生して寄せ波4が押し寄せてきた時には、図1(b)に示すように、ゲート本体12はストッパ17によって平常時の鉛直に保持された状態を維持する。従って、寄せ波4や堆積物5の上流側への疎通を防ぐことができる。
In the
一方、津波の引き波やゲリラ豪雨の発生等の上流側から下流側に向かう洪水6に対しては、箱体16の底面16aの凸湾曲面により、図1(c)に示すように、下流側に堆積物5が存在してもゲート本体12は下流方向への搖動が可能になる。従って、洪水6を下流側に疎通させて流水面積を確保することができる。
On the other hand, with respect to the
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。 The present invention is not limited to the above examples, and it goes without saying that the embodiments may be appropriately modified within the scope of the technical idea described in each claim.
例えば、漂砂・流砂や瓦礫等の堆積物5の厚さは設置する河川によって変化する。堆積物5の厚さが数mにも及ぶ場合、図4(a)に示すように、ゲート本体12や箱体16の下流側側面16c上に堆積物5が堆積する。この場合、ゲート本体12の河川の下流方向への揺動に支障をきたすことが考えられる。
For example, the thickness of the
従って、堆積物5の厚さが数mにも及ぶ河川敷に設置する場合は、図4(b)に示すように、カーテンウオール2にゲート本体12や箱体16の下流側側面16cを覆うカバー体21を設置すればよい。
Therefore, when the
また、本発明のゲート設備10は、上記で説明した津波・高潮防潮堤として河川敷に設置する場合に限らず、砂等が堆積する水路に設置してもよい。
Further, the
この場合、図5に示すような、昇降機31によって昇降する親ゲート30の本体開口部に設ける子ゲートを本発明のフラップゲート11としたゲート設備10とする。或いは、図6に示すような、レール32上を移動する親ゲート30の本体開口部に設ける子ゲートを本発明のフラップゲート11としたゲート設備10とする。このようなゲート設備10の場合、堆積物により親ゲート30を作動できなくても本発明のフラップゲート11は作動することができる。
In this case, as shown in FIG. 5, the child gate provided at the opening of the main body of the
また、上記実施例では、カーテンウオール14にゲート本体12の上端部12aを回転自在に取付けているが、門柱13にゲート本体12の上端部12aを回転自在に取付けてもよい。
In the above embodiment, the
また、箱体16の底面16aの凸湾曲は、当該底面16aが堆積物5の上を円滑に滑ることができるのであれば、上記実施例で説明した円弧に限らず、楕円、インボリュート曲線、サインカーブの一部などであってもよい。
The convex curvature of the
また、図1〜4に示した実施例では、リンク20を介してゲート本体12を支持しているが、図6のように、リンクを介することなく直接に、カーテンウオール14又は門柱13にゲート本体12の上端部12aを回転自在に取付けてもよい。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the
5 堆積物
10 ゲート設備
11 フラップゲート
12 ゲート本体
12a 上端部
12b 揺動軸
12c 下部
13 門柱
14 カーテンウオール
14a 支持軸
16 箱体
16a 底面
16b 下流側端部
16c 下流側側面
17 ストッパ
20 リンク
21 カバー体
30 親ゲート
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ゲート本体の下流側の面に、下流側に突出状に設けた箱体と、を具備し、
前記箱体は、底面を、前記水路の縦断面方向から見て、前記ゲート本体の下端部から、前記搖動軸側を中心とする凸湾曲面に形成し、前記搖動軸から前記底面の凸湾曲面までの距離が、前記ゲート本体の下流側の面から下流側に離れるほど漸次長くなるように、底面を形成したことを特徴とするフラップゲート。 The upper end is rotatably supported by a swing shaft arranged so that the cross-sectional direction of the waterway is the longitudinal direction, and the lower part is free to swing in the upstream and downstream directions of the waterway. A gate body that lower part swings downstream to open a closed water channel, while the downstream water level rises, a stopper provided on the upstream side keeps the water channel closed by a stopper provided,
A box provided on the downstream surface of the gate body so as to protrude downstream,
The box body has a bottom surface formed in a convex curved surface centered on the swing axis side from a lower end portion of the gate main body when viewed from a longitudinal sectional direction of the water channel, and a convex curved surface of the bottom surface from the swing axis. A flap gate having a bottom surface formed so that the distance to the surface gradually increases as the distance from the downstream surface of the gate body to the downstream surface increases .
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