(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無筋コンクリートパネルと、該無筋コンクリートパネルの一方の面側を接着層を介して格子状又は横縞状に被覆する第１繊維強化樹脂複合体層と、該無筋コンクリートパネルの他方の面側を接着層を介して格子状又は横縞状に被覆する第２繊維強化樹脂複合体層とを有する止水扉。
【請求項２】
前記第１繊維強化樹脂複合体層及び／又は前記第２繊維強化樹脂複合体層がＣＦＲＰ（Carbon fiber reinforced plastics）からなる、請求項１に記載の止水扉。
【請求項３】
前記第１繊維強化樹脂複合体層及び／又は前記第２繊維強化樹脂複合体層に含まれる熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である、請求項１または２に記載の止水扉。
【請求項４】
前記接着層に含まれる接着剤がエポキシ樹脂からなるペースト状の接着剤である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の止水扉。
【請求項５】
表面が塗装層により覆われている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の止水扉。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の止水扉を備えた制水構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、止水扉、並びに該止水扉を備えた樋門、樋管、及び水門に関する。
【背景技術】
【０００２】
河川水を利用するために設けられる用水路や堤内地の雨水や水田の水などを河川まで流すために設けられる排水路には、該河川との合流部に樋門や樋管が設けられる。樋門及び樋管は、一つの河川や水路から他の河川や水路に水が行き来できるように設けられる制水施設である。樋門や樋管は、河川の堤防内に設けられた暗渠に備えられる。通常時、すなわち堤内地の支川を流れる水や、雨水や水田の水などを河川（本川）に排水する場合は、該本川と堤内地とを結ぶ水路を介して堤内地から本川へと水が流されている。しかしながら、本川の水位が高くなったときには、本川の水が当該水路を介して堤内地側に流入し、堤内地側で水が溢れる虞がある。そのため、当該水路には樋門又は樋管が設置され、その門扉（止水扉）は通常時には開放されており、本川が増水した場合などには速やかに閉鎖できるようになっている。
【０００３】
このような止水扉に関する技術が、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１には、河川堤防を横断して設けられた樋門又は樋管の河川側出入口側に設けられる扉体を昇降式にすると共に、扉体の左右を昇降ガイドし上方が開放された一対の側柱を河川堤防の法面に設け、側柱側に扉体の昇降機構を設けたことを特徴とするゲート装置に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−５５７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の止水扉は、鋼製やステンレス鋼製のものが主流であった。中でも設置費用が安い鋼製のものが好んで用いられ、現存する止水扉の大部分は鋼製である。しかしながら、鋼製の止水扉には、耐久性（耐食性）に問題がある。鋼製の止水扉には防食塗装がなされてはいるが、経年で塗装は劣化するため、その劣化の程度に応じて補修が必要となる。すなわち、鋼製の止水扉は初期費用が安く済むが、耐久性（耐食性）に問題があるため、補修費用や寿命を考慮すると、安いものではない。現存する鋼製の止水扉の多くは老朽化が進行しており、全ての止水扉を補修するには、莫大な費用を要する。また、それらを補修したとしても、近い将来に経年によって再度補修する必要が生じる。
【０００６】
そこで、本発明は、耐久性（耐候性、耐食性）に優れた止水扉、並びに、該止水扉を備えた樋門、樋管、及び水門を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図面の形態に限定されるものではない。
【０００８】
第１の本発明は、コンクリートパネル（１）と、該コンクリートパネルの一方の面側の少なくとも一部を被覆する第１繊維強化樹脂複合体層（２ａ）と、該コンクリートパネルの他方の面側の少なくとも一部を被覆する第２繊維強化樹脂複合体層（２ｂ）とを有する止水扉（１０）を提供することにより、前記課題を解決する。
【０００９】
本発明において「止水扉」とは、河川や水路を流れる水の流れを適宜調整または遮断できる門扉を意味する。すなわち、「止水扉」とは、樋門や樋管に設けられる門扉や水門に設けられる門扉を含む概念である。
【００１０】
また、第１の本発明の止水扉（１０）において、第１繊維強化樹脂複合体層（２ａ）及び／又は第２繊維強化樹脂複合体層（２ｂ）がＣＦＲＰ（Carbon fiber reinforced plastics）からなることが好ましい。ＣＦＲＰは耐候性、耐疲労特性、耐熱性及び耐薬品性等に優れているからである。
【００１１】
さらに、第１の本発明の止水扉（１０）において、表面が塗装層（３）により覆われていることが好ましい。かかる形態とすることによって、止水扉の景観性を向上させるとともに、止水扉の表面を保護することができる。
【００１２】
第２の本発明は、上記第１の本発明の止水扉（１０）を備えた制水構造物を提供することにより、前記課題を解決する。なお、本発明において「制水構造物」とは、水の流れの制御に供する構造物を意味する。制水構造物の具体例としては、樋門、樋管、及び水門等を挙げることができる。
【発明の効果】
【００１３】
第１の本発明によれば、耐久性（耐候性、耐食性）に優れた止水扉を提供することができる。また、第２の本発明によれば、耐久性（耐候性、耐食性）に優れた止水扉を備えた樋門、樋管、及び水門を提供することができる。特に第１繊維強化樹脂複合体層及び第２繊維強化樹脂複合体層がＣＦＲＰからなる場合には、耐候性、耐疲労特性、耐熱性及び耐薬品性等に優れた止水扉、樋門、樋管及び水門を提供することができる。また、表面を塗装層で覆った場合には、上記耐候性等のほか、止水扉の景観性も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は、一つの実施形態にかかる本発明の止水扉が樋門に設けられた例を概略的に示した図である。（ｂ）は、（ａ）に示した止水扉及びその周辺部を本川側から見た概略図である。（ｃ）は、（ｂ）に示したＩｃ−Ｉｃでの断面の一部を概略的に示した図である。
【図２】図１に示した止水扉の水平断面を概略的に示した図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ本発明の止水扉に備えられる第１繊維強化樹脂複合体層及び第２繊維強化樹脂複合体層の形態例を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の上記した作用及び効果は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。
【００１６】
図１（ａ）は、一つの実施形態にかかる本発明の止水扉１０が樋門２０に設けられた例を概略的に示した図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した止水扉１０及びその周辺部を本川４０側から見た概略図である。図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示したＩｃ−Ｉｃでの断面の一部を概略的に示した図である。図１（ｃ）において、紙面上側が本川４０側、紙面下側が支川３０側である。図２は、図１に示した止水扉１０の水平断面を概略的に示した図である。
【００１７】
図１に示すように、樋門２０は堤防５０内に設けられたコンクリート製の函体を繋げてなる流路２１と、該流路２１の両端に設けられたコンクリート製の胸壁２２、２２および翼壁２３、２３とを有している。樋門２０は堤内水路（支川）３０と堤外地側の河川（本川）４０とを渡すようにして設けられており、流路２１の本川４０側の出入り口に、本発明の止水扉１０が設けられている。止水扉１０は通常時は開放されており、本川４０が増水した場合等に、本川４０から支川３０への逆流を防止するために閉鎖される。
【００１８】
止水扉１０は、一対の戸当り１１ａ、１１ａによって支えられており、水平方向の移動は抑制されるとともに、上下方向には移動可能となっている。戸当り１１ａ、１１ａは、対向する面に溝を有しており、図１（ｃ）に示したような略コの字状の断面を有している。この溝に止水扉１０の側部が嵌め込まれていることによって、止水扉１０は水平方向の移動が抑制され、上下方向には移動可能となっている。止水扉１０は本川４０側から水圧荷重を受けながらでも摺動（上下方向に移動）可能である。
【００１９】
止水扉１０の側部（溝に嵌め込まれた部分）の支川３０側の面には水密ゴム１２、１２が備えられ、戸当り１１ａ、１１ａの水密ゴム１２、１２と当接する部分にはステンレス鋼製の戸当たり金物１３、１３が備えられている。水密ゴム１２、１２及び戸当たり金物１３、１３は、図１（ｃ）の奥／手前方向に延在している。止水扉１０の閉鎖姿勢において、止水扉１０が本川４０側から圧力を受けた際に、水密ゴム１２、１２と戸当たり金物１３、１３とが密着することによって、本川４０から支川３０への漏水を防止できる。また、水密ゴム１２、１２と戸当り金物１３、１３とが離れて水密性が失われるのを防ぐため、止水扉１０の側部の本川４０側の面と戸当り１１ａ、１１ａとの間に水密保持金物１２ａ、１２ａが備えられていることが好ましい。
【００２０】
本川４０から支川３０への漏水を防止する等観点からは、止水扉１０の許容たわみ度は１／８００以下であることが好ましい。「たわみ度」とは、水圧及びこれと同方向の荷重に対する止水扉のたわみ量を径間の長さで除したものをいい、社団法人ダム・堰施設技術協会「水門・樋門ゲート設計要領（案）  平成１３年１２月発行」に規定されている。たわみ度は、構造物として必要な剛性、動的安定性、操作時の安全性、水密性を考慮して制限される。止水扉１０が水圧を受けた際に止水扉１０のたわみ度が大きいと、止水扉１０の側部と戸当り１１ａ、１１ａとの間や止水扉１０の底部に隙間が発生し、必要な水密性が阻害される虞がある。また、止水扉１０のたわみ度が大きくなると、止水扉１０の操作時の安全性を確保できなくなる虞がある。そのため、止水扉１０が最低限度の剛性を確保するように「許容たわみ度」を規定することが好ましい。従来のダム、堰や水門、樋門等に備えられる止水扉については、通常、許容たわみ度は１／８００以下と規定されている。
【００２１】
止水扉１０にはラック棒１４の一端が連結されており、該ラック棒１４の他端は操作台１５上に設置された巻き上げ機１６に連結されている。止水扉１０の開閉操作は、巻き上げ機１６を操作することによって行うことができる。巻き上げ機１６は、防護柵１７が設けられた管理橋１８を堤防５０から渡って、人が直接操作するものであってもよく、遠隔操作できるものであってもよい。また、巻き上げ機１６は人力によって操作するものであってもよく、電動機で操作するものであってもよい。止水扉１０の扉面積（本川４０側又は支川３０側の面の面積）が２ｍ２以下程度であれば、通常、人力でも止水扉１０の開閉操作を行うことが可能であるが、それよりも大きい場合は電動機を利用することが好ましい。なお、本発明の止水扉の大きさは特に限定されないが、扉面積が５ｍ２以下となる樋門、樋管、又は水門に好適に用いることができる。
【００２２】
次に、図２を参照しつつ止水扉１０の構成について説明する。図２に示すように、止水扉１０は、コンクリートパネル１と、コンクリートパネル１の一方の面側の少なくとも一部を被覆する第１繊維強化樹脂複合体層２ａと、コンクリートパネル１の他方の面側の少なくとも一部を被覆する第２繊維強化樹脂複合体層２ｂとを有しており、塗装層３によって表面が覆われている。
【００２３】
コンクリートパネル１は、コンクリートで構成された板状の部材であって、無筋コンクリートによって構成されていることが好ましい。コンクリートパネル１を無筋コンクリートで構成することによって、鋼材の腐食による劣化がなくなる。コンクリートパネル１を構成するコンクリートの種類は特に限定されず、普通コンクリートや軽量コンクリート等を用いることができる。
【００２４】
本川４０から止水扉１０に水圧が作用した場合、コンクリートパネル１によってその圧力を負担し、戸当たり金物１３、１３へとその力を伝達することができる。また、止水扉１０には上記のようにラック棒１４が連結されているが、ラック棒１４が連結された部分の集中荷重に対してもコンクリートパネル１が負担することができる。
【００２５】
コンクリートパネル１の厚さは、止水扉１０が受けると想定される水圧等に応じて適宜決定される。コンクリートパネル１の厚さが薄くなると止水扉１０の強度が十分に発現しなくなり、逆に厚くなると止水扉１０の質量が増すとともに、コストが高くなる。
【００２６】
第１繊維強化樹脂複合体層２ａ及び第２繊維強化樹脂複合体層２ｂ（以下、「第１繊維強化樹脂複合体層２ａ及び第２繊維強化樹脂複合体層２ｂ」を「繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂ」と表記する場合がある。）は、それぞれコンクリートパネル１の少なくとも一部を被覆している。繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂは、それぞれコンクリートパネル１を直接被覆していてもよく、接着剤を含む接着層などの他の層を介してコンクリートパネル１を被覆していてもよい。繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂは、止水扉１０にかかる水圧による曲げ応力やたわみを負担することができる。
【００２７】
繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂは、繊維及び熱硬化性樹脂を含む繊維強化樹脂複合体によって構成されている。
【００２８】
上記繊維強化樹脂複合体に含まれる繊維の種類は特に限定されず、例えば、ポリアクリロニトリル系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、リグニン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭素繊維、カーボンナノチューブ、ガラス繊維、シリコンカーバイト繊維、シリコンナイトライド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維、アルミニウム繊維、黄銅繊維、ステンレス鋼繊維などの無機繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリアラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリエチレン繊維などの有機繊維が挙げられる。これらの中で、軽量で機械的強度が高いことから、炭素繊維が好ましい。これらの繊維は単独で用いても、２種以上併用しても良い。
【００２９】
また、上記繊維強化樹脂複合体に含まれる熱硬化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ、フェノール（レゾール型）、ユリア・メラミン、ポリイミド、ビスマレイミド、シアネートエステル等の樹脂や、これらの樹脂の共重合体、変性体、これらの樹脂を２種以上混合した樹脂が挙げられる。強度、硬度の点から好ましくはエポキシ樹脂が使用される。
【００３０】
繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂを構成する繊維強化樹脂複合体の好ましい例としては、ＣＦＲＰ（例えば、三菱樹脂株式会社製の高弾性ＣＦＲＰ（商品名：ｅプレート））が挙げられる。ＣＦＲＰは耐候性、耐疲労特性、耐熱性及び耐薬品性等に優れているからである。通常、高弾性ＣＦＲＰの重量は、１００ｇ／ｍ以上１１００ｇ／ｍ以下、好ましくは１５０ｇ／ｍ以上８００ｇ／ｍ以下、さらに好ましくは１８０ｇ／ｍ以上５００ｇ／ｍ以下、幅は５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下、長さは１００ｃｍ以上５００ｃｍ以下に設計される。また、高弾性ＣＦＲＰの引張強度は、通常、１０００Ｎ／ｍｍ２以上５０００Ｎ／ｍｍ２以下、好ましくは１２００Ｎ／ｍｍ２以上４０００Ｎ／ｍｍ2以下である。さらに、高弾性ＣＦＲＰのヤング率は、通常、２５０ｋＮ／ｍｍ2以上５００ｋＮ／ｍｍ2以下、好ましくは３００ｋＮ／ｍｍ2以上５００ｋＮ／ｍｍ2以下、さらに好ましくは３５０ｋＮ／ｍｍ2以上４５０ｋＮ／ｍｍ2以下である。
【００３１】
繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂは、同様の繊維強化樹脂複合体によって構成されていてもよく、異なる繊維強化樹脂複合体によって構成されていてもよい。
【００３２】
繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂの厚さは特に限定されない。繊維と熱硬化性樹脂とが複合一体化してなる繊維強化樹脂複合体から形成する場合には、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましく、２ｍｍ以上４ｍｍ以下がより好ましい。繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂの厚さが薄くなると止水扉１０の強度が十分に発現しなくなり、逆に厚くなると止水扉１０のコストが高くなる。
【００３３】
繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂがコンクリートパネル１を被覆する量（貼付け量）、すなわち、繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂがコンクリートパネル１を覆う面積及び繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂの厚さは、止水扉１０に作用する水圧荷重等に応じて適宜決定され、第１繊維強化樹脂複合体層２ａの貼付け量と第２繊維強化樹脂複合体層２ｂの貼付け量とは、異なっていてもよい。繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂの形態例を図３に示した。図３（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ止水扉１０に備えられる繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂの形態例を概略的に示した図である。図３（ａ）〜（ｅ）において、左側の図は本川４０側から見た止水扉１０であり、右側の図は支川３０側から見た止水扉１０である。なお、図３（ａ）〜（ｅ）では、塗装層３を省略している。
【００３４】
図３（ａ）は、コンクリートパネル１の両面全体が繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂによって覆われた形態を例示している。図３（ｂ）は、コンクリートパネル１の支川３０側の面は全面が第２繊維強化樹脂複合体層２ｂによって覆われており、本川４０側の面には第１繊維強化樹脂複合体層２ａが格子状に形成されている形態を例示している。図３（ｃ）は、コンクリートパネル１の両面に格子状の繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂが形成されている形態を例示している。図３（ｄ）は、コンクリートパネル１の支川３０側の面には第２繊維強化樹脂複合体層２ｂが格子状に形成されており、本川４０側の面には第１繊維強化樹脂複合体層２ａが横縞（水面に対して略平行な方向の縞）状に形成されている形態を例示している。図３（ｅ）は、コンクリートパネル１の両面に横縞状の繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂが形成されている形態を例示している。
【００３５】
上記格子や横縞の間隔は特に限定されず、例えば、１０ｃｍ以上５０ｃｍ以下程度とすることができる。また、当該格子や横縞を構成する繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂの幅も特に限定されず、例えば、５ｃｍ以上５０ｃｍ以下程度とすることができる。なお、いずれの形態においても、止水扉１０は、本川４０側の面及び支川３０側の面以外は繊維強化樹脂複合体によって覆われていない。
【００３６】
繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂをコンクリートパネル１に積層する方法は特に限定されない。例えば、各種熱硬化性樹脂からなる接着剤を含む接着剤層を介して、繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂをコンクリートパネル１に積層することができる。繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂとして高弾性ＣＦＲＰを用いる場合は、該高弾性ＣＦＲＰのマトリックスと同様のエポキシ樹脂から成るペースト状の接着剤を使用することが好ましい。かかる接着剤を使用することにより、下地処理を低減でき且つ強力な接着力が得られる。さらに、液だれ等の問題がないため、施工性を高め養生の手間を省くことができる。
【００３７】
次に塗装層３について説明する。塗装層３は止水扉１０の表面に塗装された層である。塗装層３を設けることによって、止水扉１０の景観性を向上させるとともに、止水扉１０の表面を保護することができる。ただし、塗装層３が損傷してコンクリートパネル１や繊維強化樹脂複合体層２ａ、２ｂが露出したとしても止水扉１０の耐久性は損なわれない。
【００３８】
塗装層３を構成するものとしては、例えば、エポキシ樹脂、アクリルウレタン樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂等を挙げることができる。これらの樹脂を用いて、ローラー仕上げ、拭き付け塗装、刷毛塗り仕上げ等を行うことによって、塗装層３を形成することができる。
【００３９】
本発明の止水扉は、コンクリートや繊維強化樹脂複合体などによって構成されており、耐候性や耐食性に優れている。したがって、従来の鋼製の止水扉に比べてメンテナンスの頻度を少なくすることができるため、維持費を軽減することができる。また、本発明の止水扉は、鋼材を含まずに構成することが可能であり、従来の止水扉に比べて軽量化できる。止水扉の昇降操作は人力で行われる場合もあるため、止水扉の軽量化によって得られる利益は大きい。また、止水扉の昇降操作が機械で行われる場合であっても、止水扉が軽量化されることによって、止水扉を昇降させる機械を小型化することができるという利益を得られる。
【００４０】
これまでの本発明の説明では、本発明の止水扉が樋門に設けられたスライドゲートである形態を例示して説明したが、本発明はかかる形態に限定されない。例えば、本発明の止水扉は、樋門より規模が小さい樋管に設けることも可能であり、水路などに備えられる水門に設けることも可能である。また、本発明の止水扉の形式は、スライドゲートに限定されず、いかなる形態であってもよい。
【００４１】
樋門、樋管、水門に備えられる止水扉は、洪水時には全閉することで堤防の機能を有する。このため、止水扉は洪水時に「確実に閉まる」ことが重要である。また、平常時や洪水後の内水の排除を行うためには、止水扉は「確実に開く」ことも必要である。このような止水扉の操作の信頼性を確保するため、構造が簡単なスライドゲートの他、ローラーゲートにも本発明の止水扉を適用することができる。ローラーゲートは、止水扉の側面に取り付けられたローラーの回転により、止水扉の自重のみで閉鎖することができ、止水扉の全閉時に開閉装置の締切力が不要であるという特徴を有する。
【００４２】
以上、現時点において実践的で好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明した。しかしながら、本発明は本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う止水扉、樋門、樋管、及び水門もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【符号の説明】
【００４３】
１  コンクリートパネル
２ａ  第１繊維強化樹脂複合体層
２ｂ  第２繊維強化樹脂複合体層
３  塗装層
１０  止水扉
１１  門柱
１１ａ  戸当り
１２  水密ゴム
１２ａ  水密保持金物
１３  戸当たり金物
１４  ラック棒
１５  操作台
１６  巻き上げ機
１７  防護柵
１８  管理橋
２０  樋門
２１  水路
２２  胸壁
２３  翼壁
３０  支川
４０  本川
５０  堤防
【図１】
0005582965.tif 000002
【図２】
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【図３】
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