実用テンタゲートの動的安全対策用特殊ばね装置の開発

国内外の多くのダムの洪水調節のためにテンタゲート式水門がよく用いられている。研究代表者らのこれまでの研究により、テンタゲート式水門が本質的に動的不安定性を具備していることが明らかにされている。ゲートの持つ2つの固有振動の振動数比を調節することでゲートを動的安全に導けるが、特に、ゲートの巻き上げワイヤーの剛性を低下させる方法が有用であることが明らかになっている。しかしながら、剛性を低下させると放水時にゲートを巻き上げるという巻上げワイヤー本来の役割を果たせなくなる。そこで、本課題では、ワイヤーの剛性を低下させる実現性のある方法として、巻上げワイヤー中間に特殊なばね装置を設置する方法により、テンタゲート式水門の長期的な安全性を確保の検討を進めている。ゲート高さ、スパン長さ、スキンプレート円弧半径がいずれも約1mの大型三次元モデルゲートを用いて実験的な検討を行った。さらばねとショックアブソーバーを円筒容器内に設置し、ワイヤーの剛性を低く保ちつつ微小開度を避けてゲート本体を巻き上げる方法である。モデルゲートの巻き上げワイヤーの調整により、ゲートの不安定の状態を変化させて実験を行った。それぞれの場合について、さらばねの必要寸法、枚数を調節し、効果的な特殊ばね付き巻上げ機構を設計した。ゲートの動的不安定の状態を複数設定し、ゲートを安定に保ったまま巻き上げられることを確認した。実機への適用を考えた場合、いかなる条件下においてもゲートを安定に保ったまま巻き上げられることがぜひとも必要である。この点について、さらに条件を変えた実験を行い、引き続き慎重に検討していく必要がある。最終的な目標である実機のいかなる運転状況においても動的安定性を確保できるような特殊ばね機構を設計するための基礎データを得た。

国内外の多くのダムの洪水調節のためにテンタゲート式水門がよく用いられている。研究代表者らのこれまでの研究により、テンタゲート式水門が本質的に動的不安定性を具備していることが明らかにされている。ゲートの持つ2つの固有振動の振動数比を調節することでゲートを動的安全に導けるが、特に、ゲートの巻き上げワイヤーの剛性を低下させる方法が有用であることが明らかになっている。しかしながら、剛性を低下させると放水時にゲートを巻き上げるという巻上げワイヤー本来の役割を果たせなくなる。そこで、本課題では、ワイヤーの剛性を低下させる実現性のある方法として、巻上げワイヤー中間に特殊なばね装置を設置する方法により、テンタゲート式水門の長期的な安全性を確保の検討を進めている。ゲート高さ、スパン長さ、スキンプレート円弧半径がいずれも約1mの大型三次元モデルゲートを用いて実験的な検討を行った。さらばねとショックアブソーバーを円筒容器内に設置し、ワイヤーの剛性を低く保ちつつ微小開度を避けてゲート本体を巻き上げる方法である。モデルゲートの巻き上げワイヤーの調整により、ゲートの不安定の状態を変化させて実験を行った。それぞれの場合について、さらばねの必要寸法、枚数を調節し、効果的な特殊ばね付き巻上げ機構を設計した。ゲートの動的不安定の状態を複数設定し、ゲートを安定に保ったまま巻き上げられることを確認した。実機への適用を考えた場合、いかなる条件下においてもゲートを安定に保ったまま巻き上げられることがぜひとも必要である。この点について、さらに条件を変えた実験を行い、引き続き慎重に検討していく必要がある。最終的な目標である実機のいかなる運転状況においても動的安定性を確保できるような特殊ばね機構を設計するための基礎データを得た。