CN201245235Y - 深水抛石整平船 - Google Patents

Abstract

一种深水抛石整平船，其主体由工作母船、整平机及两者之间的连接部分组成；工作母船为开有方孔的平板驳，船体上中部方孔的两端部各有向下延伸的升降钢缆，升降钢缆底端连接在整平机的导轨框架上；整平机的导轨框架有纵梁和端横梁，框架的下部有调节支腿，在框架的纵梁上装有抛石整平台车导轨，导轨上安装有抛石整平台车；抛石整平台车上有分料斗，在分料斗的下口有刮刀；在船体上有可移动料斗，船体上的可移动料斗下端通过石料溜管连接在抛石整平台车上的分料斗的上端口。本实用新型提供了一种既能适用于较浅水水域，又能适用于较深水水域，集抛石和整平于一体的水下抛石基础机械化施工船舶和设备。其工作原理和效能已经经过有关试验的成功验证。

Description

深水抛石整平船

技术领域

本实用新型属于港口、水工工程等构(建)筑物的施工大型设备，特别涉及一种水下抛石基础的抛石和整平施工的深水抛石整平船。

背景技术

构(建)筑物水下抛石基础的传统施工方法是采取船舶运载和抛填石料、潜水员水下人工整平。近年来抛石已经实现机械化施工，整平也已经实现了机械化施工，但能够集抛石和整平于一体的专用抛石整平船舶和机械设备目前只能适用于浅水水域(水深小于等于14m)。

在世界航运业船舶大型化和港埠深水化发展的大趋势下，港口建设逐渐向外海深水海域发展。这给传统的水下基础施工带来极大的困难：整平料下料困难，传统施工方法不能满足要求；受风浪因素影响加大，作业天数减少，安全生产受到威胁；潜水整平有效作业时间缩短，劳动强度增大。深水抛石整平船的研究开发克服了外海深水港建设所面临巨大障碍。

另一方面，外海大型码头项目建设投资巨大，建设周期的长短将直接影响建设项目投资回收期，影响项目的投资效益。深水抛石整平船的研制成功，解决了制约施工效率和建设速度的关键问题，无疑将产生巨大的经济效益。实现水下抛石基床整平机械化，降低劳动强度，减少施工生产中的不安全因素，必将带来显著的社会效益。

水下抛石基床的抛石和整平是重力式码头等水中构(建)筑物抛石基础施工的关键工序。国内外多采取用船舶运载和抛填石料，由潜水员人工完成水下整平作业的施工方法，不但其劳动强度大，而且作业效率较低。近年来，深水建筑物与日俱增，工程项目也由近海向开阔海域发展，水深、水流和风浪等自然条件对施工的影响程度也越来越大。因此，水下人工整平的方法在深水或无遮掩水域受自然条件制约，已难以适应。为此，特研制开发了集抛石和整平于一体的水下抛石基础机械化施工船舶和设备。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种深水抛石整平船。既能适用于较浅水域(水深小于等于14m)，又能适用于较深水域(水深大于14m)，集抛石和整平于一体的水下抛石基础机械化施工船舶和设备。

本实用新型的技术方案是：

一种深水抛石整平船，其特征在于：其主体由工作母船、整平机及两者之间的连接部分组成；工作母船为一条中部开有方孔的平板驳，在船体上中部方孔的两端部各有穿过船体向下延伸的升降钢缆，升降钢缆底端连接在整平机的的导轨框架上；整平机的导轨框架有纵梁和端横梁，框架的下部有调节支腿，在框架的纵梁上装有抛石整平台车导轨，导轨上安装有抛石整平台车；抛石整平台车上有分料斗，在分料斗的下口有刮刀；在船体上有可移动料斗，船体上的可移动料斗下端通过石料溜管连接在抛石整平台车上的分料斗的上端口。

船体上的可移动料斗下端有出料口的料门，出料口通过石料溜管连接在抛石整平台车上的分料斗的上端口，当料门开启时，石料即通过石料溜管被输送到抛石整平台车的分料斗内，当料门关闭时即停止石料输送。

分料斗安装在抛石整平台车上，可随抛石整平台车沿纵梁导轨移动，将斗内的石料分配到待整平的基面上。

整平机与工作母船之间采用悬吊连接，使我们可以利用铅锤原理，通过测量和调整工作母船的平面位置，实现整平机的平面位置的定位。

整平机与工作母船之间采用钢缆或钢链等柔性构件连接，当整平机座底工作时，工作母船所受到的风、浪、流等因素的作用不会被传导到整平机上。

当工作结束需要转场调遣时，可将整平机收入工作母船中部的方孔中并进行封固，使两者收为一体，便于拖航。

本实用新型效果是：

本实用新型提供了一种既能适用于较浅水域(水深小于等于14m)，又能适用于较深水域(水深大于14m)，集抛石和整平于一体的水下抛石基础机械化施工船舶和设备。

能够达到一般工程通常需要适应的预抛石料顶面高程偏差值为0～-1.0m条件的要求。能够达到一般工程通常需要适应的最大水深30m乃至更大水深条件的要求。

附图说明

图1是深水抛石整平船总体示意图

图2是可移动料斗前视图

图3是可移动料斗侧视图

图4是可移动料斗俯视图

图5是整平机侧视图

图6整平机俯视图

具体实施方式

如图1所示的一种深水抛石整平船，其主体由工作母船1、整平机2及两者之间的连接部分3组成。工作母船1为一条中部开有方孔的平板驳，在船体上中部方孔的两端部各有穿过船体向下延伸的升降钢缆4，升降钢缆4底端连接在整平机2的框架5上，可实现整平机2的升降。

图5、图6整平机2有由纵梁6和端横梁7组成的框架5，框架5的下部有调节支腿9，在框架5的纵梁6上装有抛石整平台车10导轨11，并安装有抛石整平台车10；抛石整平台车10上有分料斗12，在分料斗12的下口有刮刀13；在船体上有可移动料斗14，船体上的可移动料斗14下端通过石料溜管15连接在抛石整平台车10上的分料斗12的上端口。

图2、3中，船体上的可移动料斗14下端有出料口的料门16，出料口通过石料溜管15连接在抛石整平台车10上的分料斗12的上端口。当料门16开启时，石料即通过石料溜管15被输送到抛石整平台车10的分料斗12内，当料门16关闭时即停止石料输送。

分料斗12安装在抛石整平台车10上，可随抛石整平台车10沿纵梁导轨11移动，将斗内的石料分配到待整平的基面上。

图2、图3、图4中的可移动料斗14的出料口和相应的料门16的个数根据可移动料斗14长度确定。

如图5、6所示在整平机2的纵梁6导轨11上，安装有抛石整平台车105，抛石整平台车10上有分料斗12，在分料斗12下口有刮刀13。

如图1所示在船体上有可移动料斗14，船体上的可移动料斗14下端通过石料溜管15连接在抛石整平台车10上的分料斗12的上端口。

本发明提供了一种既能适用于较浅水域(水深小于等于14m)，又能适用于较深水域(水深大于14m)，集抛石和整平于一体的水下抛石基础机械化施工船舶和设备。其工作原理和效能已经经过有关试验的成功验证。

设计方案包括抛石整平作业条件和深水抛石整平船总体方案及工作原理。

1 抛石整平作业条件

1.1.深水抛石整平船所能适应的作业水深：根据需要确定，可通过更换不同长度的石料溜管(采用万向可伸缩物料输送管)来适应不同的深度范围，具体数字由详细设计确定。所能适应的最大深度受石料溜管的结构强度和水下机械水密件的密封耐压等级制约。目前一般工程通常需要适应的最大深度不超过30m；

1.2.抛石整平作业之前预抛石料的顶面高程允许偏差：整平机作业标高由液压支腿调节。整平机所能适应的预抛石料顶面高程偏差值，可通过详细设计由整平机液压支腿的行程和调节范围确定。目前一般工程通常需要适应的预抛石料顶面高程偏差值为0～-1.0m；

1.3.抛石整平石料的粒径：可通过详细设计确定。目前一般工程通常采用的石料包括二片石(粒径为20cm以下)和中块石(石块重量10～100kg)；

1.4.一次有效抛石整平范围的长宽尺寸：可根据需要通过详细设计确定；

1.5.抛石整平的高程精度，取决于水下高程测量技术的发展水平，优于传统施工方法；

1.6.船体和水下整平机部分在调遣状态时可收为一体，调遣、转场、就位、移位等作业不使用大型起重机或起重船辅助。

2 深水抛石整平船总体方案及工作原理

2.1 深水抛石整平船由三大部分组成(参见图1)：

2.1.1 工作母船：为一条中部开口的平板驳，船体尺度应满足抛石整平作业需要以及适宜的气象海况条件，经计算和论证确定。其主要作用是作为整平机、动力***、测量与控制***以及其他设备和工器具、施工人员和各种材料的承载船和施工操作平台，其锚系还起到调整控制整平机平面位置的作用。开口上方可以设置可移动料斗(见右图，参见图2、3)，用以储存石料并输送给整平机。船甲板上可以设置克令吊，用以从石料运输船卸载石料至可移动料斗。

2.1.2 整平机：采用框架式结构(参见图5、6)。主体为纵梁和端横梁构成的方形框架，框架上安装有抛石整平台车，抛石整平台车上设有分料斗，分料斗的下缘设有刮刀。纵梁上设导轨用以控制分料斗和刮刀的运行，使之能够按照预定的范围和高程进行抛石整平。抛石整平台车由机械动力装置采用适当的传动方式(如链传动)驱动，将分料斗中的石料抛填到指定位置并推平。分料斗中的石料由工作母船上的可移动料斗通过石料溜管供给。

分料斗采用控制料位物料自流分配仓，以保证抛石整平的质量，保证不出现漏抛漏平现象。

整平机框架上设有调节支腿(可采用液压支腿等各种不同的调节方式和结构形式)，用于调整整平刮刀的标高。调节支腿承受整平机自重和分料斗内石料重量，并提供整平推力的反作用力。

2.1.3 连接部分：连接部分包括升降钢缆(链)、液压管路、动力电缆及控制电缆等的线排收放架、石料溜管等。

整平机与工作母船之间采用绳索类柔性构件(如钢丝绳)悬吊连接并兼作升降钢缆(链)，并通过工作母船上的卷扬机或摩擦绞车等动力装置实现抛石整平机的升降。施工完毕可将整平机收入船体中部方孔中并进行刚性连接固定，使工作母船和整平机收为一体，以便于拖带调遣。整平机与工作母船之间采用悬吊连接，使我们可以利用铅锤原理，通过测量和调整工作母船的平面位置，实现整平机的平面定位。

液压管路连接母船上的液压泵站和整平机上的液压单元(如液压支腿等)，为其提供动力。动力电缆用于连接工作母船上的发电设备和整平机上的用电设备。控制电缆用于整平机的测量、操作和控制信号的传输。

石料溜管采用万向可伸缩物料输送管，以便适应在风、浪、流、潮等多种因素作用下工作母船同整平机之间的相对运动状态下完成石料的准确输送，同时屏蔽掉工作母船的运动给整平机造成的影响，并最大限度地减小水流力通过石料溜管对整平机产生的作用。

2.2 深水整平船工作体系可分为五大功能***：

2.2.1 母船及锚泊***：提供承载和操作平台并实现移船定位。

2.2.2 补料推平***：

将石料准确抛放到低洼处并推平，实现抛石整平功能。2.2.3测量定位***：

测定母船平面位置和整平机框架标高，并通过控制整平机框架四个角点的标高来控制架体水平度。

母船平面位置可采用GPS测定；整平机框架平面位置靠悬吊状态下自重铅锤来保证；框架标高测定可采用拉钢丝测深的方法。

2.2.4 自动化控制***：

(1)、工作母船开口上方可移动料斗和整平机上抛石整平台车之间的行走同步控制：

可利用石料溜管的倾斜角度变化，利用机械式传感器控制工作母船上可移动料斗行走的启停。

(2)、整平机升降卷扬同步控制：

主要作用是控制四角提升力和提升速度，使整平机框架在升降过程中受力均匀，并保持水平状态而不发生倾斜。

(3)、工作母船上可移动料斗出料口料门控制：

整平机上的分料斗采用控制料位物料自流分配仓，利用其料位监测信号控制工作母船上可移动料斗出料口料门的启闭，从而实现分料斗(控制料位物料自流分配仓)内的料位高低，避免刮刀前石料抛填过高，同时也保证刮刀前始终有料，从而保证基床面所有低点都得到补料，确保整平施工质量。

(4)、抛石整平台车推力过载控制：

尽管抛石基础整平前的预抛石顶面标高按负偏差控制，但万一出现高点，抛石整平台车将遇到很大阻力。单纯加大推力会使分料斗和刮刀变形。这种情况下必须对推力加以控制。

2.2.5 动力***：为全船提供动力。

Claims (5)

1、一种深水抛石整平船，其特征在于：其主体由工作母船、整平机及两者之间的连接部分组成；工作母船为一条中部开有方孔的平板驳，在船体上中部方孔的两端部各有穿过船体向下延伸的升降钢缆，升降钢缆底端连接在整平机的的导轨框架上；整平机的导轨框架有纵梁和端横梁，框架的下部有调节支腿，在框架的纵梁上装有抛石整平台车导轨，导轨上安装有抛石整平台车；抛石整平台车上有分料斗，在分料斗的下口有刮刀；在船体上有可移动料斗，船体上的可移动料斗下端通过石料溜管连接在抛石整平台车上的分料斗的上端口。

2、根据权利要求1所述的深水抛石整平船，其特征在于：船体上的可移动料斗下端有出料口的料门，出料口通过石料溜管连接在抛石整平台车上的分料斗的上端口。

3、根据权利要求1所述的深水抛石整平船，其特征在于：分料斗安装在抛石整平台车上。

4、根据权利要求1所述的深水抛石整平船，其特征在于：整平机与工作母船之间采用悬吊连接。

5、根据权利要求1所述的深水抛石整平船，其特征在于：整平机与工作母船之间采用钢缆或钢链等柔性构件连接。

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