一种基于多向限位连接机构的深水库区浮式导航设施制造技术

本发明专利技术公开了一种基于多向限位连接机构的深水库区浮式导航设施，包括钢管桩和钢趸船，钢管桩连接钢趸船限位行走机构，钢趸船通过该机构限位在两根钢管桩之间。钢趸船上部由机构框架、限位行走轴承及滚轮组成，其中框架基础为4根端柱及两根斜撑柱，并通过端柱上设置的联系梁与滚轮台车梁连接，趸船每侧限位行走机构设置8个滚轮；其中钢管桩由三角外形的竖向行走轨道踏面构成，该结构按照行走结构设置部位，布置在钢管桩外侧，采用连续焊接方式与钢管桩连接。本发明专利技术通过限位行走机构即可满足浮趸船在洪水及船舶桩基下的承载力要求，也实现了趸船上下浮动的竖向行走功能、水平限位功能、侧向限卡及防垃圾卡阻等功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多向限位连接机构的深水库区浮式导航设施
本专利技术属于水运工程
，具体涉及一种基于多向限位连接机构的深水库区浮式导航设施。
技术介绍
随着我国经济的高速发展，水运的运输量也高速增长，我国水路运输货运量、货物周转量年均增长6.7％、6.6％。2005年，水路运输货运量和货物周转量占各种运输方式总运量的比重分别达到11.8％和61.9％。为了满足货物运量的增加，需要在提高原来通航设施通过能力的基础上，扩建新的通航建筑物。在我国，限于当时的技术和经济水平，有相当一部分工程和枢纽没有留下建设二线通航设施的位置(有些甚至就是碍航闸坝)，对于这一类工程和枢纽是不能通过采用建设二线通航设施来提高其通过能力的，目前做的是对老船闸进行扩建改造。按照船闸布置要求，船闸要避开泄水建筑物泄水时对船闸引航道进出口水流条件的干扰。当船闸与溢流坝、泄水闸、电站、水轮泵站等建筑物旁靠时，其间必须有足够长度的导航隔流堤隔开，保证船舶能顺利地进出船闸引航道。但早期建设的枢纽船闸，特别一些中高水头船闸，从当时的投资及枢纽综合效益考虑，在船闸与大坝泄水孔之间的导航隔流设施过短甚至没有。考虑该类船闸改造扩建后，库区内上、下行船舶将大大增加，为避免船舶在横流作用下偏航误入船闸临近的溢洪道水域，威胁大坝及船舶安全，同时也可引导船舶能够安全通畅地从水域宽阔的库区引航道进入相对较窄的船闸，在船闸扩建改造时对于上游库区导航隔流设施进行同步改造扩建也是必要的，其中增设浮式导航结构是最常见的做法，另外，在新建枢纽船闸中，从投资及防洪、发电等综合水资源利用角度考虑，亦有在船闸与泄水建筑物之间设置浮式导航隔流结构的。在枢纽船闸中，库区中建设的浮式导航结构一般均由墩体或桩基+浮趸船构成，其中趸船与两侧桩、墩的连接结构对于设施正常运行起着至关重要的作用，首先，在桩墩及趸船均按照结构承受荷载设计之后，其连接环节成为一个承载的薄弱环节；其次，根据目前我国水库库区调查，其漂浮物及垃圾还是存在很大比例，特别是汛期，两岸垃圾随着洪水汇集在大坝前沿，其中一部由泄洪孔随着洪水泄到下游，但是在船闸前沿，因汛期多为关闸停运，漂浮物汇集较多，很容易造成浮式结构在连接部位造成卡阻；另外，因在库区浮趸船尺度较大，受到水流作用极易产生不平衡的浮动及摇摆，若连接机构设置不当，也容易造成卡阻，甚至趸船沉没及损坏桩墩结构等事故。经调查研究表明，目前常规连接方式及问题如下：①采用轨道槽与趸船上的滑块或滚轮榫接，该方式会引起库区漂浮物等垃圾填塞轨道槽，经常卡死轨道槽与趸船上的滑块或滚轮，出现趸船无法浮动，或单侧卡死现象；②采用锚链与桩墩连接，该方式同样会引起库区漂浮物等垃圾卡阻浮动结构，出现趸船无法浮动，还会出现在洪水下趸船漂移纵摇和横摇幅度大，影响结构安全；③采用环形抱桩器与桩连接，该结构一般用于游艇码头浮桥设施的锚固，而对于受大洪水及船舶冲击荷载较大，库区垃圾较多的导航结构，同样会出现卡阻现象。
技术实现思路
鉴于上述，本专利技术提供了一种基于多向限位连接机构的深水库区浮式导航设施，解决了在洪水及船舶撞击下连接结构的承载力要求，也实现了趸船上下浮动的竖向行走功能、水平限位功能、侧向限卡及防垃圾卡阻等功能，大大增加了结构的安全性和运行的平稳性，充分发挥了浮式导航设施的效果，降低了运行期障碍清除成本。一种基于多向限位连接机构的深水库区浮式导航设施，包括多根钢管桩，相邻钢管桩之间通过钢趸船连接，所述钢趸船两端安装有限位行走机构，所述钢管桩两侧焊接有轨道踏面结构，所述限位行走机构利用滚轮与轨道踏面结构接触配合使得钢趸船随着水面的高低变化在竖直方向自由浮降且在相邻钢管桩之间实现水平横向和纵向的限位及限制其绕水平轴的摇摆。进一步地，所述限位行走机构采用上举式设计安装在钢趸船上表面，使得滚轮离开水面一定距离，能够有效避免库区垃圾、漂浮物等对结构卡阻。进一步地，所述限位行走机构包括钢结构支架以及安装在钢结构支架上的8个滚轮组件，所述钢结构支架包括固定在钢趸船上的4根端柱和2根斜撑柱，所述滚轮组件包括滚轮和台车梁，滚轮通过轴承安装在台车梁上；每根端柱的上部和中部通过两层延伸梁分别与两个滚轮对应的台车梁连接，外侧的2根端柱上部通过斜撑柱支撑，相邻端柱以及相邻延伸梁之间通过联系梁支撑；通过在竖向布置两个滚轮，可以确保钢趸船浮动过程中不产生大的摇摆，避免了滚轮卡死现象。进一步地，所述轨道踏面结构采样截面为三角形的钢结构支撑块，其具有两个相互垂直的踏面且内侧与钢管桩焊接，所述踏面供限位行走机构的滚轮在其表面上下行走。进一步地，所述钢结构支撑块内衬加劲板且与钢管桩焊接后内部灌填细石混凝土，增强结构的承载力。进一步地，所述限位行走机构中的滚轮采用半包围方式布置，即安装在外侧端柱上的滚轮横向架设在轨道踏面结构的其中一个踏面上，安装在内侧端柱上的滚轮纵向架设在轨道踏面结构的另一个踏面上；通过该踏面能将钢趸船在两根钢管桩之间实现水平横向和纵向限位，同时也满足了滚轮的行走要求，能够在竖向上随着船体浮降在踏面上自由上下行走。进一步地，所述限位行走机构与钢趸船通过焊接或螺栓连接，其框架结构及整体均可抵御较大横向冲击荷载。进一步地，所述轨道踏面结构采取后期焊接即在钢趸船及限位行走机构布置安装完成后再焊接，按照限位行走机构设置部位，布置在钢管桩外侧，可以实现多个钢趸船体与钢管桩按照折线形布置。本专利技术基于深水库区大直径钢管桩及浮趸船结构方案基础，有设置该浮式导航设施的条件；本专利技术在深水库区大直径钢管桩及浮趸船结构方案成立的基础上，采用半包围的连接浮趸船限位行走机构替代常规的桩基趸船连接方式。由此，本专利技术具有以下有益技术效果：(1)本专利技术通过充分利用了行走结构上举式设计，有效避免库区垃圾、漂浮物等对于结构卡阻，运行期障碍清除成本。(2)本专利技术通过水平向及纵横轴向等多向限位，不会出现脱轨，纵横摇幅度可控，确保了趸船可安全平稳的在桩间浮动。(3)本专利技术通过加强型的框架结构及灌填水泥砂浆的行走踏面，确保了承载力不超标，安全可靠。综上所述，本专利技术具有施工方便，后期维护方便，有效解决了洪水及船舶撞击承载力不足问题，解决了趸船上下浮动的竖向行走功能、多向限位功能、侧向限卡及防垃圾卡阻等功能，大大增加了结构的安全性和运行的平稳性，充分发挥了浮式导航设施的效果，降低了运行期障碍清除成本。附图说明图1为本专利技术深水库区浮式导航设施的整体结构示意图。图2为本专利技术限位行走机构的立面图。图3为本专利技术限位行走机构的俯视图。图4为本专利技术竖向行走轨道踏面结构的布置图。具体实施方式为了更为具体地描述本专利技术，下面结合附图及具体实施方式对本专利技术的技术方案进行详细说明。本实施例展示了一种基于多向限位连接机构的深水库区浮式导航设施，如图1所示，包括钢管桩和钢趸船，钢趸船通过限位行走机构限位在两根钢管桩之间；钢趸船上部由机构框架、限位行走轴承及滚轮组成，其中框架基础为4根端柱及两根斜撑柱，并通过端柱上设置的联系梁与滚轮台车梁连接，趸船每侧限位行走机构设置8个滚轮。该设施具有导航和隔流作用，保证船舶能顺利地进出船闸引航道，避免船舶在横流作用下偏航误入船闸临近的溢洪道水域，威胁大坝及船舶安全，同时也可引导船舶能够安全通畅地从水域宽阔的库区引航道进入相对较窄的船闸。本实施方式通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多向限位连接机构的深水库区浮式导航设施，包括多根钢管桩，相邻钢管桩之间通过钢趸船连接，其特征在于：所述钢趸船两端安装有限位行走机构，所述钢管桩两侧焊接有轨道踏面结构，所述限位行走机构利用滚轮与轨道踏面结构接触配合使得钢趸船随着水面的高低变化在竖直方向自由浮降且在相邻钢管桩之间实现水平横向和纵向的限位及限制其绕水平轴的摇摆。

【技术特征摘要】
1.一种基于多向限位连接机构的深水库区浮式导航设施，包括多根钢管桩，相邻钢管桩之间通过钢趸船连接，其特征在于：所述钢趸船两端安装有限位行走机构，所述钢管桩两侧焊接有轨道踏面结构，所述限位行走机构利用滚轮与轨道踏面结构接触配合使得钢趸船随着水面的高低变化在竖直方向自由浮降且在相邻钢管桩之间实现水平横向和纵向的限位及限制其绕水平轴的摇摆。2.根据权利要求1所述的深水库区浮式导航设施，其特征在于：所述限位行走机构采用上举式设计安装在钢趸船上表面，使得滚轮离开水面一定距离，能够有效避免库区垃圾、漂浮物对结构卡阻。3.根据权利要求1所述的深水库区浮式导航设施，其特征在于：所述限位行走机构包括钢结构支架以及安装在钢结构支架上的8个滚轮组件，所述钢结构支架包括固定在钢趸船上的4根端柱和2根斜撑柱，所述滚轮组件包括滚轮和台车梁，滚轮通过轴承安装在台车梁上；每根端柱的上部和中部通过两层延伸梁分别与两个滚轮对应的台车梁连接，外侧的2根端柱上部通过斜撑柱支撑，相邻端柱以及相邻延伸梁之间通过联系梁支撑；通过在竖向布置两个滚轮，可以确保钢趸船浮动过程中不产生大的摇摆，避免了滚轮卡死现象。4.根据权利要求1所述的深水库区浮式导航...

【专利技术属性】
技术研发人员：张公略，王海炳，金国强，李浙江，
申请(专利权)人：浙江省交通规划设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33