‑べ/
2 J iifS
一 肩 所耐E 十 実m 集中 荷泣 一一lao‑.
図3 . 2 3.2‑ 52
2 8
SBO
6
撹み最U 11
D . 9
s ． s B . 7 0 .
ら a . s 0 . J 0
． 3 3 . 2 0 . 1 9
皿 J一一一JJ一ｙ一翻
応に乃にｑ／口平万
冷3 e
応刀QOノロ平万 ︒J皿J 一 一
‑400
‑5ca
J一匹翻
一 一 一
陥 ふ 墨i 点 荷 重
2 2 j Sgm
・一 丿 布荷重 十 頂sr.読み ニ底郡読み ー一 場甲 荷ま ‥iSJ:;
0 e ．2
図3 . 2 −29
AW 断面応力 ‥ 卯n2 点荷塑
G ．J 0 ．6 0.3
9
ii/E
一 分布荷S + 'Mm ‥果中も疸 ‑＼ご.
図3 . 2 −3 0
Mm 而応力・ ・ 印 反2 ぶ荷堕
0.2 0.4 e.6 0.0 区a
一 分石荷& ＋ 実m ‥集中 荷tD ‑‑ IC3;
図3. 2 −313.2‑
53
1 蛍 辺・千
ら
1 血 位・千
応力㎏／㎝平万晒刀DO／J平方陥みlU 作一翻｀ J
9
JJ一J一
一 ﹃ −
‑:500
四 500 A 幻wJ100
︒JJ″
一 一﹃ I a §
一 ・ 一
4
3
2
Q 0
AW 断 面応力・ り 酎戸2 吻 荷重
￡≪? ja3 ど≪) 位置
一 肩 布荷重 + 実験m ‥ 集中 荷塑 一‑ I3ff.
図3. 2 −3 2
r 断面 の応力 分 布（ 扉版が正 ■m板か 負)2a 荷重
｀ ≒ニ………. バシ ^ti、、. ：
ンジ゛ ｀こぐ.ご．
／ ぺ‑
．ノJ・キ ・． ^'ヾ l
／ 1 1 へ ：
｀＼、 /ダ ・ ヘペ ゛ ／／ 1
^^ l ／／： ：
： !≒^ ： * ／゛ ： l
ヽ、、 ● 十 ●．
｀^χ 〃元 ． へ心．＿＿．− ̲一̲〃／゛ ・
0 2 j
泣誼
‑ 句布荷m ＋ 重 恥il 集 中荷m 一一I Off.
図3 . 2 −3 3
}A、;a^
慨荷B
ら
ご´/ ￣ ￣ へ
／ 大 1 ｀、
／／ ・
／' ￣￣ぺ
｀｀・、∧ 卜 ．
／ こ／ 。ご ぺ 、、 ｀八 ． ｀ヽ ノ ノノz ／ ｀（ ・、｀ 、｀ 、 ト ノ ダy ‥ …… ヽ二 ，t
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｀゛咬 e 2 J
口雲rn
一 句布両S + ] ぶtぞみ ‑ 巳 邸謡ふ 一一斗中 高ロl ‑ −ほr;
図3 . 2 −34
3.2‑ 54
F
模型 の端末支持条件が弾性支持 であること を示し ている。応力及び挑みの算出に当たっ て は、この点 を修正 する為に、モ ーメント 及び挑 み形 状について次の算式 を用い た。端末の 支持条件はバネ常 数の替わりにa 01 及びa 02 を用い て表 現さ れ ている。これ らは図3. 2
−35 に示 す様に、1 点荷 重及び2 点 荷重 の曲げ応力分布 図で、応力 がO となる点 のa 座
モ ー メ ン ト
工点 荷 重 Ml ＝2M 。ax （a −a oi）
（a −a 02）
2 点 荷 重 M2 ＝2M 。ax
挑み
工点荷重 y 1
一
一 Mmax （1
ニy
2 点 荷 重 y 2 ＝
a 01:
ぐ ・・＞
y 2一一
0
← a
（1 − b ）2a 02 ）
1 O≦a ≦
2 点 荷 重
a 02 で ‥で＞
1 0
荷 重
図3 . 2−353.2‑ 55
a
1 a ≧
−b
‑ 2
−b
‑ 2
1
1
≧
−
‑ b‑2‑
b
‑
く ・ b
………≧ 曲 げ 応 力
荷 重 荷 重
1
1 − b
但し、M 。ax＝P 全1 ÷4 、1 は 支持点 間の距離、P 全は図3. 2 −24 、 a、 b
、a 01、a 02 は図o ≪ ^ −o o に示す。
ma X a ( （3 −4a 2） −12a 02 （1 − a ）)
y 。x2a { （3 −4a2 −3b2 ）−12ao2 （1 − a）} O≦a ≦
匹−{12a （1 −a ）（1 −b −2ao2 ） −（1 −b ）‑) a
但し、y m。 ＝P 仝1 3÷（48E 工全）、 工全は式（P ）。 い よ支持点間の距離、p 全 は図3. 2 −2 4 ． a、 b．a 01 、a 02 は図3. 2 −35 に示す。
1 点 荷 重 ………
／曲 げ 応 力
／ 恍ム
標 で あ り 。 実 測 値 と し て 与 え ら れ る 。 し か し ヽ 同 じ 弾 性 支 持 条 件 を 表 し て い る の でヽ 両者 に はa 02 ― （1 −b 2）a 01な る 関 係 が あ る 。 a 01 ＝0.035 に 対 し 、a 02 ＝0. ）332と な る、a01
とa 02の 実 測 値 も 同 様 の 関 係 を 示 し て い る の で 、 こ の 修 正 方 法 が 妥 当 であ っ た 一 つ の証 し が 得 ら れ た 。 検 証 の 結 果 は 次 の 様 に 要 約 で き る 。
1 点荷重試 験
① 横断面の曲げ応力分布（ 図2 5 〜2 7 ） につい ては、 計算値は実測値 の傾向 を良 く表し ている。実測値 の大きさは集 中荷重 及び一様分布荷重 に対する有効 巾から算出し た値の 中間にあ る。
②縦断面 の曲げ応力分布（ 図2 8 ）につ いても。 計算値は 実測値の傾向を良 く表している、
実測値 の大きさ は一様分 布荷重に対す る有効 巾から算出し た値に近い。
⑤擁み（ 図2 9 ） についても、 実測値の 大きさ は集中荷重と 一様分布荷重に対する有効巾 か ら算出し た値の中 間にあ るが、集中荷重の 側に若干近い。
2 点荷重試験
①横断面の曲げ応力分布（図30 〜3 2 ）については、計算値は実測値の傾向を良く表し ている。実測値の大きさは集中荷重及び一様分布荷重に対する有効巾から算出した値の 間にあるが、分布荷重の側に近い。
②縦断面の曲げ応力分布（図3 3 ）についても、計算値は実測値の傾向を良く表しているO 実測値の大きさは一様分布荷重に対する有効巾から算出した値とほぼ一致している。
⑤挑み（図34 ）はについても、実測値の大きさは集中荷重と一様分布荷重に対する有効 巾から算出した値の中間にあるが、分布荷重の側に若干近い。
有 効 巾 の 算 出 式 に 関 る
①有効巾は集中荷重及び一様分 布荷重 のニ ケー スについ て算 出し たが、一点 荷重の試験結 果も、実測値は一様分布荷重 の値に近 いものが多かっ た。 有効巾の算式にお ける集中荷 重は、理論上、ピン ポイントに作用す るものとし て扱われ ている のに対し 、実験に於け る1 点 荷重はあ る面 積を 持っ た治具を介し て作 用するので、 実測値 はむしろ 分布荷重の
3.2‑ 56
計算値 に近くなるも のと考えられる＊≒
⑤扉 板及び 背板の計算有効率は、 集中荷重に対し てそれぞれ47 ％及び58 ％、一様分布荷重 に対し てそれぞれ75 ％及び88 ％であっ た。実 機の設計 では一様に75 ％を適用し た。
両端弾性支持 の修正に関する考察
①弾性支持の影響は計算応力及び挑みの分布形状と値の大きさ に現れるが、縦断面 の応 力 分布（ 図2 8 及び3 3 ）の計算値及び実 験値の特徴が一致し ていること、及び、応力及 び擁みの計算値が全体的に実験値に近い値を示していること からし て、こ の修正方法が 妥当であった可能性が高いと考えられる。
応 力 分 布 の 仮 定 に 関 す る 考 察
①扉板及び背板内の応力分布を直線と仮定したが、 計算値と実測値 の良い一致が見られ た ので。荷重分割法による有効断面剛性の算出方 法を検証する目的は達成されたと 考えら れる。
⑤し かし 応力分布の実測値は細部に於いて直線 から外 れている。Pii 及びP 中のそれぞれ に対する計算応力分布を仮定し、個々の応力を 算出し た後に、重畳法を適用し て、P 蛍に 対する応 力を算 出するこ とにより、実測値の傾向 を更 に細かい部分迄再現できる可能性 がある。
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文 蔵f i.コ い こty^ し て も こ の キiな 見i;:か ￡ へ そ=11て. ・ i
3.2‑ 57
3. 2 こ ）− ま と め
①河口に設け られ るシェ ル構造二段ゲ ート は波圧力 を受け るこ とがあ るが、逆二 段ゲート、
及び、ト ラス底板 を持っ た正二段ゲ ートは、波圧力を 減少す る手 段として、有望 である、
②逆二段ゲ ートは その形状 が波 圧力の発生を避ける のに適 し ている 。大きな下降力 が発生 する可能性 があ るが、底板形 状の工 夫で減らすこと が可 能 である 。
③正二段 ゲート が受け る波圧力 は上下 向力及び衝撃力 であ る が、ト ラス底板と背板 及び頂 板上の空気孔の 組み合わせより、二つ の力は大巾 に減少 できる 。
［ ト ラス底板 の水理的有効度］
④ト ラス底板 の本質的なメリット は空気孔 からのエネル ギー放出にあ る。
⑤板張り底板に作用する上 下向力 は外部 水位の上下移動量 に比例する のに対 して、トラス 底板の上下向力 は空気孔 を通過する空気 の速 度に左右さ れる。
⑤衝撃力 はエ ネル ギーの空 中放出量が多け ればそれに応じ て弱 まるが、波面 が扉体に衝突 する際に扉体内に残っ た空 気による緩 和効果 も大きい。
⑦上下向力と 衝撃力を 同時 に低く押さ えるには放出エネル ギーのレベル をなるべく低く押 さ えながら、波動運 動1 サイ クルの間 に放出さ れるエネル ギーを極 大にす る必要があ る、
重要な 要素は空気孔 の大きさ とその配 置であ る。
⑤簡単な計算モデル による 試算によると、 工波 長の波がト ラ ス底板に作 用す る間に空気孔 から放出されるエネルギーの量は波が持 つエ ネル ギーの半 分前後に達 する 。
［ ト ラ ス底板の構造的有効度］
⑨ト ラ ス底板の構造的影響は扉体 の振り特 性と 曲げに対す る部材の有効 巾に強 く現れる。
⑩振 り特性は、ト ラ ス底面を剪断剛性が 等しい平 板に置き換 えて、薄肉閉断面 梁として解 析 でき ることが、 大型模型実 験により 検証でき た。
心ト ラス材と扉体の連結部の形状 は断面 全体の振り特性 に 大き な彫響を 及ぼ すこ とがある。
連 結材に 対する板厚換算の 修正式を作り、 その正しさ を大型 模型 実験により 検証するこ と ができ た。
會ト ラス底板 の採 用によりm 断 中心が 大きく移勁レ 全体 油げ に対 する加板 及び背板の有 効巾が著し く減少するこ と があ る= 減少し た有効「㈲こ対する断面 係数は、扉 板上の水圧 荷重を扉板の頂 部と 中間部に 分割す る方法により算出でき ること が、 大型 模型 試験で映 証 できた。
3.2‑ 58
添 付 資 料3.2 −1 水 理 実 験1
耐波浪性を高める為に底板をト ラス構造とした2 段式シェ ル構造 ゲートの波圧力減殺機 構の解明とそ の効果を把握する為に行っ た水理実験の内容と結果の要約を示 す。
（1 ） 直 接 目 的
（1 ）ト ラ ス底板と板張り底板を持つ正二段ゲート の波圧力 を比較する。
（2) 両 者のゲート につき波 圧力と波の周期、波 高、水位と の関係を明かにする、
（3 ）耐波浪 性の面か ら見た最良 構造を見いだす。
（2 ） 対 象 ゲ ー ト
図3 . 2 −5 ミ 5 2 及び5 3 は実験対象とするトラス底板及び板張り底板のゲート形 状を示す。底板角度（a ）と背板及び頂板の空気孔の径と個数を下表に示す。
底 板 の 種 類 底 板 角 度 α 背 板 空 気 孔/3in 頂 板 の 空 気 孔/3n ト ラ ス 0°及 び15 ° 300 φ0.1 、2.3 個 0.100.200 、325 φ 各1 個
板 0°及 び15 ° 300 φ1 個 200φi 個
（3 ） 実 験 方 法
2
相 似 則：フルードの相似則、縮尺比率はl/12．
実験装置：図3. 2−54 は装置の配置を示す。長さx 巾x 高さ＝42nxO.8nixO.9n の2 次元水槽である。 ピストン式造機を使用した。
（3 ）模 型： 図3. 2‑55 は模型 が試験装置にセットされた状態を示す。上 段扉の 肋 板間を3 スペース取り出したアル ミ製模型 で、全開位置に固定した。下段扉は平
3.2‑ 59
板で置き換えた。
（4）造波条件：図3. 2 −56 は実験水位を示す。波高は0.5〜2ni、 周期は5、6、8 秒 の3 ケースである。
（5）計測方法
上・下向力：ロードセル（全荷重として計測）
扉体内気圧：圧力計（上下向力と同時計測）
水路内波高：抵抗線式波高計（進入波高と直前波高）
扉体内水位:8mra 映写機で撮影
（4 ） 実 験 結 果
実験結果のうち、ト ラス底板 に関す るものを中心 に、 その要約を示す 。
（1 ）表3. 2 −51 は浮力 、下 降力 及び衝撃力の最大値 を示す。
波 高 底 板 傾 斜a 上 昇 カトン 下 降 カトン 衝 撃 カトン 2.On ト ラ ス 0 ° 208(3.0
） 100(1.0) 0 板張り 15 ° 288(0.7) 184
にO ） 1120(0.7) l.On ト ラ ス 00 °° 92(3.0)
92(3.0)
48(3.8)48(3.8)
00
15 °15° 100(3.0)
100(3.0) 52(3.8)
52(3.8) 00
板 張 り 0 ° 66(1.0) 116(2.0) 156(
←0.3)
15° 120(0.7) 104(2.7) 192(0.7)