CN104032718B - 一种轻型、具有自浮功能、并可人力架设的高架结构 - Google Patents
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Abstract
轻型、具有自浮功能、并可人力架设的高架结构是一种适用于远海无动力供应条件浅水地带的新型装备器材。使用时利用船舶等运载工具将器材运输到架设地带附近海域，先把密闭箱体泛水，将密闭箱体连同桩腿等拖运至架设地带，安装或连接桩腿和础板，下放桩腿，安装导向滑轮和手动葫芦，并连接链条和擎链器，然后靠人力拉手动葫芦提升密闭箱体，并控制各手动葫芦的提升速度(或安装手动液压装置，并连接油缸，然后靠人力操作手动油泵，以提升箱体)。其特征是结构轻，可以通过船舶运输到远海泛水自浮，并在无电力等动力供应的浅水地带实现人力架设。
Description
技术领域
本发明涉及一种高架结构(或高架平台，下同)，尤其是突出高架结构的构筑单元同时具备轻型、自浮和可人力架设等特点。
背景技术
水上构筑和拼组浮式结构相对方便和快速，但浮式结构的波浪适应能力有限。水上高架结构离开水面有一定高度，上部结构不再受波浪荷载作用，可有效提高其抗波浪能力，但构筑的工程量相对较大，特别是在浅水地带，由于大型施工船舶无法进入，施工相对困难，而在无电力等动力供应的远海环境下更是无法实现高架结构的快速构筑。
通常的水上高架结构包括自升式海洋平台、风电安装船和高架栈桥等，自升式海洋平台和风电安装船的吃水深度较大，无法在浅水水域构筑、其构筑成本也较高。现有的高架栈桥结构的自重较大，一般依靠拖航等方式实现海上运输，无法实现远海船舶运输，其桩腿升降机构一般为液压或齿条转动机构等，架设和撤收过程均需要相应的动力设备配合，不适宜在远海条件下应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种轻型、具备自浮功能、并可人力架设的高架结构，适用于大型施工船舶无法到达的浅水地带，尤其适用于无电力等动力条件的远海浅水地带。该高架结构器材包括上部密闭箱体、桩腿等主体结构，栏杆、起吊装置等附属结构和手动葫芦等架设辅助工具。
所述的高架结构器材，是指组成高架结构的上部密闭箱体和桩腿等主体结构，栏杆和起吊装置等附属结构，手动葫芦等架设辅助工具等的全称。
所述的上部密闭箱体，在架设运输过程中是浮运工具，架设完成后是上部承力结构，其长度和宽度尺寸根据运输、装卸条件确定，在工厂制造，箱体上设有箱体间连接件，础板收起空隙，桩腿安装座，起吊装置和栏杆等上部结构安装座和多个吊环等。
所述的桩腿，由础板(或桩靴)、桩腿下段、桩腿中段和桩腿上段组成，础板(或桩靴)和桩腿下段安装在箱体底部，桩腿上段的顶部设有可挂手动葫芦等的挂钩、索环或滑轮。础板(或桩靴)、桩腿下段、桩腿中段和桩腿上段也可以是一个整体，或础板(或桩靴)和桩腿下段是一个整体，或不含桩腿中段等。
所述的础板(或桩靴)，是安装于桩腿底部，提高桩腿和水底接触面积的板状(础板)或箱型(桩靴)结构。
所述的础板收起空隙，是在箱体底部对应位置预留的一个空间，在桩腿收起时使得础板不露出于箱体以外。
所述的桩腿安装座，是固定于箱体上，用于固定桩腿和限制桩腿运动方向的基座。
所述的起吊装置，是用于架设过程起吊桩腿、架设完成后可用于施工作业的简易起吊装置，可快速安装于箱体上的上部结构安装座。
所述的上部结构安装座，是根据架设、撤收和使用功能需要，在箱体上预先设定的，可用于起吊装置和栏杆等安装定位的连接座。
所述的手动葫芦，是用于提升和放下箱体的架设辅助工具。
所述的手动液压机构，是另一种提升和放下箱体的架设辅助工具。
所述的栏杆，是可快速固定在箱体上的安全设施，可以是立柱和绳索的组合体，也可以是带有立柱的面板结构等。
箱体提升后的固定方法多种多样，可以采取拉索固定，插销固定，也可以采取其他机械方式固定。采用拉索固定时，拉索根数根据受力要求确定。采用插销固定时可在桩腿安装座和桩腿上预留插销孔，当桩腿不再下沉时将插销插入合适的插销孔固定。对于长期使用的高架结构，可以直接焊接桩腿和上部密闭箱体。
本发明的有益效果是，发明的高架结构能克服浅水区一般高架结构和施工船舶无法进入的小足，结构轻，可以通过船舶运输到远海泛水自浮，并在无电力等动力供应的浅水地带实现人力架设，为远海和近海浅水环境施工提供了一种可用高架结构和高架平台。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明上部密闭箱体的立面图。
图2是本发明上部密闭箱体的平面图。
图3是本发明利用手动葫芦提升上部密闭箱体的立面图。
图4是本发明利用手动液压装置提升上部密闭箱体的立面图。
图中：1.上部密闭箱体，2.上部结构安装座，3.吊环，4.桩腿，5.插销孔，6.绕索环，7.础板，8桩腿安装座，9.导向滑轮，10.链条，11.手动葫芦，12.擎链器，13.油缸，14.箱体支耳，15.手动油泵，16.插销，17.搭板，18.箱体间连接件，19.撑杆，20.拉索。
具体实施方式
高架结构器材的使用通常包括以下步骤：
①高架结构器材通过船运到拟架设地带附近海域；
②利用运输船的起吊设备或通过相关辅助滑动机构实施高架结构器材泛水，桩腿(4)和高架结构的附属结构和架设辅助工具均可捆扎于高架结构上部密闭箱体(1)上，箱体的浮性可保证高架结构器材漂浮于水面；
③利用小型舟或人力的方式将上部密闭箱体(1)(连同捆扎于其上的桩腿(4)、附属结构和架设辅助工具)拖运至架设地带；
④安装或连接桩腿(4)与础板(7)；
⑤放下桩腿(4)使础板(7)与水底接触；
⑥安装导向滑轮(9)、连接链条(10)、手动葫芦(11)和擎链器(12)【或安装油缸(13)和手动油泵(15)，并利用箱体支耳(14)及插销(16)固定油缸(13)】；
⑦拉手动葫芦(11)，并控制各手动葫芦(11)的提升速度，利用手动葫芦(11)提升上部密闭箱体(1)【或操作手动油泵(15)，并控制各手动油泵(15)的提升速度，利用油缸(13)提升上部密闭箱体(1)】；
⑧待上部密闭箱体(1)离开水面指定高度时用插销或其他方法固定上部密闭箱体(1)与桩腿(4)，防止上部密闭箱体(1)沿桩腿(4)下滑；
⑨安装撑杆(19)、拉索(20)等其他附属结构；
⑩安装锚碇系统，提高高架结构抗风能力。
图1中，上部密闭箱体(1)上设有吊环(3)和桩腿安装座(8)，桩腿(4)的下段和础板(7)预先安装在上部密闭箱体(1)上。在上部密闭箱体(1)泛水后，利用人力或起吊设备安装桩腿(4)上段，使桩腿(4)的下段和上段连接成整体(若桩腿为整体，则直接安装即可)。上部密闭箱体(1)的尺寸大小受运输条件限制，当需要较大面积高架结构或需要架设高架栈桥时，可如图3所示由多个本发明高架结构连接拼组而成。若运输条件不受限制时，上部密闭箱体(1)可以采用较大的尺寸，并适当增加桩腿数量。
图2中，仅显示了上部密闭箱体(1)、上部结构安装座(2)、吊环(3)和桩腿安装座(8)的相对位置，每个桩腿安装座(8)周围的吊环(3)有若干个，上部结构安装座(2)可根据实际需要调整位置，既可用作固定上部结构，也可以用于连接起吊装置、栏杆等。
图3中，放下全部桩腿(4)后安装导向滑轮(9)、连接链条(10)、手动葫芦(11)和擎链器(12)。链条(10)的一端系在吊环(3)上，绕过桩腿(4)顶部的导向滑轮(9)后，经过手动葫芦(11)后由擎链器(12)系于另一侧吊环(3)上。导向滑轮也可采用滑轮组的形式，链条(10)上也可另外安装滑轮。在拉手动葫芦(11)的过程中，上部密闭箱体(1)不断提升。在手动葫芦(11)的行程用尽时，可通过擎链器(12)调节链条(10)的长度。在上部密闭箱体(1)离开水面到预定高度后，固定上部密闭箱体(1)与桩腿(4)，防止上部密闭箱体(1)下滑。在提升过程中，通过调节各手动葫芦(11)的提升速度，尽量同步提升上部密闭箱体(1)。【或图4中，放下全部桩腿(4)，并安装油缸(13)和手动油泵(15)，利用箱体支耳(14)连接油缸(13)和上部密闭箱体(1)，用插销(16)连接油缸(13)和桩腿(4)。在操作手动油泵(15)的过程中，上部密闭箱体(1)不断提升。在油缸(13)的行程用尽时，调整插销(16)在桩腿(4)的位置再重新操作。在上部密闭箱体(1)离开水面后，确定上部密闭箱体(1)的架设位置，并标定上部密闭箱体(1)与桩腿(4)连接的插销孔(5)。在提升过程中，通过调节各手动油泵(15)的提升速度，尽量同步提升上部密闭箱体(1)。】
固定上部密闭箱体(1)与桩腿(4)的方法有多种，可在插销孔(5)中插入插销固定，也可采用拉索穿过吊环(3)和绕索环(6)，然后用索具固定。也可以采用其他固定方式。
如果需架设大面积或大长度的高架结构，可由多个高架结构单元或单元组合分别提升架设后，采用搭板(17)、箱体间连接件(18)、撑杆(19)、拉索(20)等其中的一种或多种组成的单元间连接系，连接各单元或单元组合。
在上部密闭箱体(1)与桩腿(4)固定好后，解开吊环(3)上的链条(10)，卸下导向滑轮(9)和手动葫芦(11)，然后安装其他附属结构或构筑其他设施。
在提升上部密闭箱体(1)的过程中，础板(7)下地基承受了上部密闭箱体(1)、桩腿(4)和提升装置等的总重力及其他外力作用，地基已有一定的下沉量。移去提升装置后，作用在地基上的合外力减小，通常不再发生较大的下沉。如果在使用一定时间后，发现地基有明显的非均匀下沉，可以再次安装提升机构并局部调整上部密闭箱体(1)的高度。
Claims (1)
1.一种轻型、具有自浮功能、并可人力架设的高架结构，其特征是：结构轻，能通过船舶运输到远海泛水自浮，并在无电力动力供应的浅水地带实现人力架设；
该高架结构由上部密闭箱体和桩腿构成的主体结构、栏杆和起吊装置构成的附属结构、手动葫芦构成的架设辅助工具组成；
该高架结构的使用包括以下步骤：
①高架结构通过船运到拟架设地带附近海域；
②利用运输船的起吊设备或通过相关辅助滑动机构实施高架结构泛水，桩腿(4)和高架结构的附属结构和架设辅助工具均捆扎于高架结构上部密闭箱体(1)上，箱体的浮性可保证高架结构漂浮于水面；
③利用小型舟或人力的方式将上部密闭箱体(1)，连同捆扎于其上的桩腿(4)、附属结构和架设辅助工具，拖运至架设地带；
④连接桩腿(4)与础板(7)；
⑤放下桩腿(4)使础板(7)与水底接触；
⑥安装导向滑轮(9)、链条(10)、手动葫芦(11)和擎链器(12)，或安装油缸(13)和手动油泵(15)，并利用箱体支耳(14)及插销(16)固定油缸(13)；
⑦拉手动葫芦(11)，并控制手动葫芦(11)的提升速度，利用手动葫芦(11)提升上部密闭箱体(1)，或操作手动油泵(15)，并控制手动油泵(15)的提升速度，利用油缸(13)提升上部密闭箱体(1)；
⑧待上部密闭箱体(1)离开水面指定高度时用插销或吊环固定上部密闭箱体(1)与桩腿(4)，防止上部密闭箱体(1)沿桩腿(4)下滑；
⑨安装撑杆(19)、拉索(20)；
⑩安装锚碇系统，提高高架结构抗风能力。
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