CN108560595A - 一种沉管系泊安装锚系预张拉***及沉管沉放对接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沉管系泊安装锚系预张拉***及沉管沉放对接方法，其中预张拉***包括安装船，还包括：系泊锚系，包括连接在安装船上的至少三条系泊线；张拉装置，包括设于安装船且与系泊线数量相同的绞车，每个绞车上缆绳连接一个系泊线；调节装置，分别设于每个绞车的缆绳上，用于检测并调节缆绳的预拉角度、受力大小、缆绳长度和放缆速度参数；显示装置以及用于控制调节装置工作的控制装置。该预张拉***能够精确调节该安装船的位置，使其与待安管节相应的位置，结构简单、安装方便，精度较高；沉管沉放对接方法自动化程度高，大幅减少了沉管隧道的整体作业时间及作业人员，尤其适用于外海沉管隧道超大型管节沉放对接施工。
Description
技术领域
本发明涉及隧道工程技术领域，特别涉及一种沉管系泊安装锚系预张拉***及沉管沉放对接方法。
背景技术
现有的沉管隧道水下安装施工，尤其涉及外海沉管隧道管节的安装施工过程中，需要使用系泊安装锚系来控制管节的沉放对接。
现有的锚系，一般是直接利用安装船的系泊锚系，在安装时，该系泊锚系的布设方法一般是先通过测量船定位锚点，然后进行抛锚，抛锚完毕后再采用大马力拖轮对系泊锚系进行预拉并张紧，使安装船保持稳定后，下放待安管节，再与已安装管节进行对接。
该方法带来的问题是，仅仅利用系泊锚系进行预拉并张紧，其会带来预拉结果存在的不确定性，该不确定性包括锚系预拉力大小偏差过大、锚系预拉后位置偏差过大、锚系预拉后角度偏差过大，直接导致沉管沉放对接的精度的偏大过大，影响沉管沉放对接的安装效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的现有沉管隧道管节施工时，利用系泊锚系进行预拉并张紧，带来预拉结果存在的不确定性，包括锚系预拉力大小偏差过大、锚系预拉后位置偏差过大、锚系预拉后角度偏差过大，直接导致沉管沉放对接的精度的偏大过大的上述不足，提供一种沉管系泊安装锚系预张拉***，同时还提供一种沉管沉放对接方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种沉管系泊安装锚系预张拉***，包括用于连接待安管节的安装船，还包括：
系泊锚系，包括连接在所述安装船上的至少三条系泊线；
张拉装置，包括设于所述安装船且与所述系泊线数量相同的绞车，每个所述绞车上缆绳连接一个所述系泊线；
调节装置，分别设于每个所述绞车的缆绳上，用于检测并调节缆绳的预拉角度、受力大小、缆绳长度和放缆速度参数；
显示装置，用于显示所述检测装置检测的每个所述绞车缆绳的预拉角度、受力大小、缆绳长度和放缆速度参数；
控制装置，用于控制调节装置工作。
该沉管系泊安装锚系预张拉***除了采用安装船上设置的系泊锚系之外，还采用了系泊锚系即至少三条系泊线，配合张拉装置、检测装置和显示装置，对安装船进行预张拉，由于能够精确控制安装船上系泊线的预张拉力、预拉角度和预拉位置，因此，可以精确的调节该安装船的位置，使其与待安管节相应的位置，结构简单、安装方便，精度较高，尤其适用于在外海沉管隧道超大型管节锚系预拉。
优选地，该沉管系泊安装锚系预张拉***包括连接于所述待安管节两端的两个安装船。
优选地，每个所述安装船上的系泊锚系包括四条系泊线，分别连接在所述安装船的四角。
优选地，所述待安管节连接有安装锚系，所述安装锚系包括设于待安管节周围的至少三个系泊锚点。
优选地，每个所述系泊线对应设有锚艇，用于每条所述系泊线的起锚和抛锚。
优选地，该沉管系泊安装锚系预张拉***还包括通讯装置，所述通讯装置与所述显示装置通讯连接，所述通讯装置用于检测所述锚艇的坐标信息、锚系预拉状态信息发送到所述显示装置并进行显示。
优选地，该沉管系泊安装锚系预张拉***还包括导航定位装置，所述导航定位装置包含浮运导航软件、深水测控***、艉端测量塔系法测控***，主界面实时显示待安管节与已安管节信息。
本发明还提供了一种沉管沉放对接方法，采用如上述的一种沉管系泊安装锚系预张拉***，其沉管沉放对接方法包括以下步骤；
步骤一、根据待安管节坐标位置信息，计算安装船系泊位置坐标信息，进而获得系泊锚系中每个所述系泊线的抛锚位置信息；
步骤二、将每个所述系泊线进行重新起锚，所述安装船根据步骤一中系泊位置坐标信息，对每个所述系泊线分别进行抛锚；
步骤三、连接每个所述系泊线和安装船上张紧装置中的绞车上缆绳，直到将所有系泊线与对应绞车连接完毕；
步骤四、待安管节移动至沉管位置后，安装船与待安管节相互连接；
步骤五、收紧每个所述绞车的缆绳；
步骤六、对所有所述绞车上的缆绳进行预张拉，根据显示装置上显示的每个绞车缆绳所在的预张拉力，控制装置控制调节装置，调节各个绞车上缆绳的预拉角度、受力大小、缆绳长度和放缆速度参数，直至安装船的坐标位置信息与所述步骤一中待安管节坐标位置信息匹配，此时所述待安管节调节至待沉放的坐标位置；
步骤七、启动待安管节沉放，完成待安管节沉放并与已安管节对接。
该沉管沉放对接方法，采用了沉管系泊安装锚系预张拉***来进行预张拉，能够实现沉管锚系预拉数字化，可精确控制锚系预拉力，预拉角度及预拉位置，提高了沉管沉放对接效率；本方法自动化程度高，大幅减少了沉管隧道的整体作业时间及作业人员，尤其适用于外海沉管隧道超大型管节沉放对接施工。
优选地，所述步骤一中采用两个安装船，每个所述安装船包括连接在其周围四个系泊线。
优选地，每个所述安装船包括的四个系泊线，分别两两设置在安装船的左右两侧。
优选地，所述步骤六中安装船上的所有所述绞车采用先后逐个对对应系泊线进行预拉角度、受力大小、缆绳长度和放缆速度参数的调节，当该系泊线的预张拉力达到要求时，再进行第二个系泊线的预张拉。
优选地，所述步骤六中安装船的坐标位置信息与所述步骤一中待安管节坐标位置信息匹配后，所述待安管节连接有安装锚系，所述系泊锚系包括四个系泊锚点，通过调节四个系泊锚点的位置，最终将待安管节调节至待沉放的坐标位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明所述一种沉管系泊安装锚系预张拉***，除了采用安装船上设置的系泊锚系之外，还采用了安装锚系即至少三条系泊线，配合张拉装置、检测装置和显示装置，对安装船进行预张拉，由于能够精确控制安装船上系泊线的预张拉力、预拉角度和预拉位置，因此，可以精确的调节该安装船的位置，使其与待安管节相应的位置，结构简单、安装方便，精度较高，尤其适用于在外海沉管隧道超大型管节锚系预拉；
2、本发明所述的一种沉管沉放对接方法，采用了沉管系泊安装锚系预张拉***来进行预张拉，能够实现沉管锚系预拉数字化，可精确控制锚系预拉力，预拉角度及预拉位置，提高了沉管沉放对接效率；本方法自动化程度高，大幅减少了沉管隧道的整体作业时间及作业人员，尤其适用于外海沉管隧道超大型管节沉放对接施工。
附图说明：
图1为本发明所述一种沉管系泊安装锚系预张拉***的结构组成图；
图2为本发明所述一种沉管系泊安装锚系预张拉***的锚系预拉待安管节的示意图；
图3为本发明所述一种沉管系泊安装锚系预张拉***的安装船的结构示意图。
图中标记：
1、已安管节，2、待安管节，3、安装船，4、系泊锚系，5、安装锚系，6、张拉装置，7、调节装置，8、显示装置，9、控制装置。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
如图1-3所示，一种沉管系泊安装锚系预张拉***，包括用于连接待安管节2的安装船3，还包括：
系泊锚系4，包括连接在所述安装船3上的至少三条系泊线；
张拉装置6，包括设于所述安装船3且与所述系泊线数量相同的绞车，每个所述绞车上缆绳连接一个所述系泊线；
调节装置7，分别设于每个所述绞车的缆绳上，用于检测并调节缆绳的预拉角度、受力大小、缆绳长度和放缆速度参数；
显示装置8，用于显示所述检测装置检测的每个所述绞车缆绳的预拉角度、受力大小、缆绳长度和放缆速度参数；
控制装置9，用于控制调节装置7工作。
上述沉管系泊安装锚系5预张拉***包括连接于所述待安管节2两端的两个安装船3。每个所述安装船3上的安装锚系5包括四条系泊线，分别连接在所述安装船3的四角。另外，该待安管节2连接有安装锚系5，安装锚系5包括设于待安管节2周围的至少三个系泊锚点。每个所述系泊线对应设有锚艇，用于每条系泊线的起锚和抛锚。进一步的，该沉管系泊安装锚系5预张拉***还包括通讯装置，所述通讯装置与所述显示装置8通讯连接，所述通讯装置用于检测所述锚艇的坐标信息、锚系预拉状态信息发送到所述显示装置8并进行显示。沉管系泊安装锚系5预张拉***，还可以包括导航定位装置，所述导航定位装置包含浮运导航软件、深水测控***、艉端测量塔系法测控***，主界面实时显示待安管节2与已安管节1信息。
该沉管系泊安装锚系5预张拉***的工作过程为：锚艇起锚后，利用导航定位***的精确定位，对锚系进行重新抛锚；连接锚系与安装船3绞车缆绳，利用导航定位***的精确定位，调整安装船3至待安管节2相应位置，收紧绞车缆绳。利用安装船3锚机对各锚系进行逐个预拉，预拉时时刻观察绞车缆绳显示***，精确掌握锚系预拉力。
该沉管系泊安装锚系预张拉***除了采用安装船3上设置的系泊锚系4之外，还采用了设于待安管节2的安装锚系5，该安装锚系5采用至少三条系泊线，共同配合张拉装置6、检测装置和显示装置8，对安装船3进行预张拉，由于能够精确控制安装船3上系泊线的预张拉力、预拉角度和预拉位置，因此，可以精确的调节该安装船3的位置，使其与待安管节2相应的位置，结构简单、安装方便，精度较高，尤其适用于在外海沉管隧道超大型管节锚系预拉。
实施例2
如图2、3所示，本发明还提供了一种沉管沉放对接方法，采用如上述的一种沉管系泊安装锚系预张拉***，其沉管沉放对接方法包括以下步骤；
步骤一、根据待安管节2坐标位置信息，计算安装船3系泊位置坐标信息，进而获得系泊锚系4中每个所述系泊线的抛锚位置信息；
步骤二、将每个所述系泊线进行重新起锚，所述安装船3根据步骤一中系泊位置坐标信息，对每个所述系泊线分别进行抛锚；
步骤三、连接每个所述系泊线和安装船3上张紧装置中的绞车上缆绳，直到将所有系泊线与对应绞车连接完毕；
步骤四、待安管节2移动至沉管位置后，安装船3与待安管节2相互连接；
步骤五、收紧每个所述绞车的缆绳；
步骤六、对所有所述绞车上的缆绳进行预张拉，根据显示装置8上显示的每个绞车缆绳所在的预张拉力，控制装置9控制调节装置7，调节各个绞车上缆绳的预拉角度、受力大小、缆绳长度和放缆速度参数，直至安装船3的坐标位置信息与所述步骤一中待安管节2坐标位置信息匹配，此时所述待安管节2调节至待沉放的坐标位置；
步骤七、启动待安管节2沉放，完成待安管节2沉放并与已安管节1对接。
上述步骤一中包括连接在所述安装船3周围的四个系泊线。进一步的，将步骤一中所有系泊线对称分布在所述安装船3周围。另外，上述步骤六中安装船3上的所有所述绞车采用先后逐个对对应系泊线进行预拉角度、受力大小、缆绳长度和放缆速度参数的调节，当该系泊线的预张拉力达到要求时，再进行第二个系泊线的预张拉。同时，在步骤六中安装船3的坐标位置信息与所述步骤一中待安管节2坐标位置信息匹配后，所述待安管节2连接有安装锚系5，所述安装锚系5包括四个系泊锚点，通过调节四个系泊锚点的位置，最终将待安管节2调节至待沉放的坐标位置。
该沉管沉放对接方法，采用了沉管系泊安装锚系预张拉***来进行预张拉，能够实现沉管锚系预拉数字化，可精确控制锚系预拉力，预拉角度及预拉位置，提高了沉管沉放对接效率；本方法自动化程度高，大幅减少了沉管隧道的整体作业时间及作业人员，尤其适用于外海沉管隧道超大型管节沉放对接施工。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种沉管系泊安装锚系预张拉***，其特征在于，包括用于连接待安管节的安装船，还包括：
系泊锚系，包括连接在所述安装船上的至少三条系泊线；
张拉装置，包括设于所述安装船且与所述系泊线数量相同的绞车，每个所述绞车上缆绳连接一个所述系泊线；
调节装置，分别设于每个所述绞车的缆绳上，用于检测并调节缆绳的预拉角度、受力大小、缆绳长度和放缆速度参数；
显示装置，用于显示所述检测装置检测的每个所述绞车缆绳的预拉角度、受力大小、缆绳长度和放缆速度参数；
控制装置，用于控制调节装置工作。
2.根据权利要求1所述的一种沉管系泊安装锚系预张拉***，其特征在于，包括连接于所述待安管节两端的两个安装船。
3.根据权利要求1所述的一种沉管系泊安装锚系预张拉***，其特征在于，每个所述安装船上的系泊锚系包括四条系泊线，分别连接在所述安装船的四角。
4.根据权利要求1所述的一种沉管系泊安装锚系预张拉***，其特征在于，所述待安管节连接有安装锚系，所述安装锚系包括设于待安管节周围的至少三个系泊锚点。
5.根据权利要求1所述的一种沉管系泊安装锚系预张拉***，其特征在于，还包括通讯装置，所述通讯装置与所述显示装置通讯连接，所述通讯装置用于检测每条系泊线所对应锚艇的坐标信息、锚系预拉状态信息发送到所述显示装置并进行显示。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种沉管系泊安装锚系预张拉***，其特征在于，还包括导航定位装置，所述导航定位装置包含浮运导航软件、深水测控***、艉端测量塔系法测控***，主界面实时显示待安管节与已安管节信息。
7.一种沉管沉放对接方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一所述的一种沉管系泊安装锚系预张拉***，其沉管沉放对接方法包括以下步骤；
步骤一、根据待安管节坐标位置信息，计算安装船系泊位置坐标信息，进而获得系泊锚系中每个所述系泊线的抛锚位置信息；
步骤二、将每个所述系泊线进行重新起锚，所述安装船根据步骤一中系泊位置坐标信息，对每个所述系泊线分别进行抛锚；
步骤三、连接每个所述系泊线和安装船上张紧装置中的绞车上缆绳，直到将所有系泊线与对应绞车连接完毕；
步骤四、待安管节移动至沉管位置后，安装船与待安管节相互连接；
步骤五、收紧每个所述绞车的缆绳；
步骤六、对所有所述绞车上的缆绳进行预张拉，根据显示装置上显示的每个绞车缆绳所在的预张拉力，控制装置控制调节装置，调节各个绞车上缆绳的预拉角度、受力大小、缆绳长度和放缆速度参数，直至安装船的坐标位置信息与所述步骤一中待安管节坐标位置信息匹配，此时所述待安管节调节至待沉放的坐标位置；
步骤七、启动待安管节沉放，完成待安管节沉放并与已安管节对接。
8.根据权利要求7所述的一种沉管沉放对接方法，其特征在于，所述步骤一中采用两个安装船，每个所述安装船包括连接在其周围四个系泊线。
9.根据权利要求8所述的一种沉管沉放对接方法，其特征在于，每个所述安装船包括的四个系泊线，分别两两设置在安装船的左右两侧。
10.根据权利要求7所述的一种沉管沉放对接方法，其特征在于，所述步骤六中安装船上的所有所述绞车采用先后逐个对对应系泊线进行预拉角度、受力大小、缆绳长度和放缆速度参数的调节，当该系泊线的预张拉力达到要求时，再进行第二个系泊线的预张拉。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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