CN104452719B - 一种底板运输式过桥船闸 - Google Patents

Abstract

一种底板运输式过桥船闸，该船闸设置在桥梁下方的河道中，包括上游闸门、中游闸门、下游闸门、上游闸室、下游闸室和抽水装置；两道闸室边墙的顶部分别设置有运输轨道，每个运输轨道内均设置有两台启闭机，每台启闭机的底部均设置有运输滚轮，启闭机通过运输滚轮在运输轨道中移动，每台启闭机朝向船闸室的侧面均设置有垂入水中的吊绳，吊绳固定连接运输底板；本发明减少了船舶通航需要抽吸的水量，减少抽吸水消耗的电量，和抽吸水的时间，提高船舶通航的效率，缩短通航时间。

Description

一种底板运输式过桥船闸

技术领域

本发明涉及一种底板运输式过桥船闸，它是一种用来辅助大型船舶通过净空高度不足桥梁的土建，属于水面交通辅助土建领域。

背景技术

目前，长江黄河等流域船舶通航量大，但受制于桥梁建造时净空高度不足，以南京长江大桥为例，丰水期仅能通过3000吨级船舶，万吨级外轮根本不可能通过，限制了长江作用的发挥。长江的水量是欧洲第一大河莱茵河的6倍，但运输量却仅为莱茵河的1/6。由于南京长江大桥等诸桥净空高度不够，万吨级轮船不能驶往中上游，据有关部门统计，2001年进入长江的国际航行船舶虽然超过1万艘次，但99％的船舶均在南京以下港口。生产要素无法向中上游省市聚集，工业制成品又无法本地出口，只得到南京或下游来出口。据统计，每年由此造成经济损失超过100多亿人民币，严重阻碍了中上游省市的发展。由于不能确保万吨级货船直达重庆港，从而没有充分发挥三峡水利枢纽的通航效应。后建的南京二桥，三桥净空也只有36米，随着造船技术的发展，以后也将面临与南京长江大桥同样的问题。大桥净空高度为24m，3万吨级货轮桅杆到江面高度一般为45m，吃水11m，所以当南京长江大桥遇到3万吨及以上船舶通航问题时，净空高度不足至少9m。国内传统的解决方法有：

(1)炸掉现有大桥：花费约一千万元人民币。然后再建造一座符合净空要求的大桥。这一方案的再建费用不仅巨大，而且在工程期间对铁路、公路交通的影响很大，而且大桥重要的历史意义也将随之消失，推广到长江上游其它大桥也是不现实的。大桥铁路日均通行客车33对，下行方向每年运送货物8310万吨，公路汽车日交通量约4万辆，如果中断运输，损失巨大。

(2)改造现有大桥：分为两种，一种是将原桥升高，达到符合要求的净空高度，要花费数十亿元人民币。另一种是将原桥主航道桥孔段的桥梁改造成，过船时可沿桥纵轴转动升起而形成完全无空间障碍的过船通道，过完船后桥梁转动下降，恢复至通车状态。此方案存在严重影响铁路、公路交通效率的问题。

(3)在桥下设置过桥船闸，当船进入船闸后，关闭上下游闸门，利用闸室抽水装置抽排闸室内水体降低闸室水位从而间接增加桥梁的净空高度，实现船舶的通航。传统的过桥船闸由围堰、上下游闸门、闸室抽水装置、闸门启闭装置构成，但是利用水泵抽排掉闸室内9m高的水时间较长，并且抽排掉的大量水体易造成下游水面波动，影响船舶安全通行。

表1为不同万吨级船舶吃水深度、桅杆据江面高度、大桥底面至江水面净空高度统计表，由下表可以看出，在洪水期，1万吨级船舶净空高度不足达5m,3万吨级船舶净空高度不足达21m。

表1 万吨级船舶及南京长江大桥相关调查数据

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种底板运输式过桥船闸，本底板运输式过桥船闸能够实现大型船舶在净高不够的桥梁底下安全通航，不受河流中水流和水位的影响，提高河道的运输价值。

一种底板运输式过桥船闸，该船闸设置在桥梁下方的河道中，其特征是包括两道相互平行的闸室边墙、上游闸门、中游闸门、下游闸门、启闭机、运输底板、和抽水装置；

其中，所述上游闸门、下游闸门和两道相互平行的闸室边墙围成船闸室，中游闸门位于船闸室内，中游闸门的两侧分别与对应的闸室边密封固定，中游闸门将船闸室分为上游闸室和下游闸室；

所述两道闸室边墙的顶部分别设置有运输轨道，每个运输轨道内均设置有两台启闭机，每台启闭机的底部均设置有运输滚轮，启闭机通过运输滚轮在运输轨道中移动，每台启闭机朝向船闸室的侧面均设置有垂入水中的吊绳；

所述运输底板水平设置在闸室中，运输底板呈矩形形状，运输底板的四个拐角分别与吊绳固定连接。

所述闸室边墙、上游闸门、中游闸门和下游闸门的底部均固定建筑在河底，闸室边墙与水流方向平行。

所述上游闸门和下游闸门均为两扇对称的能够围绕闸室边墙旋转打开的闸门，所述上游闸门和下游闸门的高度均超过河道的水位高度，所述中游闸门为固定建筑在河底的一道墙体，所述中游闸门的高度低于河道中的水位高度，且高于船舶的吃水深度。

所述吊绳的上端盘绕在设置在启闭机中的吊绳盘中，所述吊绳盘能够旋转盘绕或松开吊绳，对应控制运输底板垂直上升或下降。

所述上游闸室位于桥梁垂直下方的河道的上游，下游闸室从桥梁垂直下方的河道的上游延伸到下游，所述抽水装置设置在下游闸室。

所述上游闸室位于桥梁垂直下方的河道的下游，下游闸室从桥梁垂直下方的河道的下游延伸到上游，所述抽水装置设置在上游闸室。

本发明的工作原理是：

当待通航的船舶从河流的上游顺流驶向桥梁，打开上游闸门，船舶进入上游闸室，关闭上游闸门，启闭机启动，吊绳围绕吊绳盘盘绕，吊绳拉着位于上游闸室底部的运输底板上升，直至运输地板的高度高于中游闸门，船舶的底部与运输底板接触，船舶压在运输底板上，启闭机在运输轨道中前进，驶向下游闸室，运输底板带着船舶一起进入下游闸室，调控启闭机，让吊绳盘旋转松开吊绳，吊绳连接运输底板的末端下降，运输底板下降，直至与船舶底部分离，启动抽水装置，将闸室内的水向着河道中抽吸排放，降低闸室内的水位，直到船舶能够通过桥梁，船舶在下游闸室内驶过桥梁，达到桥梁的下游，然后，打开上游闸门，河道中的水流进闸室内，当闸室内的水位和河道中水位相同时，打开下游闸门，船舶驶出闸室，进入河道中，继续前进。

同样，当河流中有逆流行驶的船舶时，船舶首先驶入下游闸室，上游闸室从桥梁的下游延伸到上游，运输底板停留在下游闸室中，运输底板将船舶抬高，进入上游闸室，上游闸门和下游闸门均关闭，通过抽水装置抽上游吸闸室内的水，直到船舶能够通过桥梁，船舶驶过桥梁后，打开下游闸门，待闸室内与河流中的水位相同时，打开上游闸门，船舶继续行驶。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过在闸室内设置中游闸门，将闸室分隔成上游闸室和下游闸室。当船舶在河道中顺着水流需要通过桥梁时，在抽吸闸室内的水，降低闸室内的水位时，上游闸室内的水位达到中游闸门高度时，水位停止降低，抽水装置只将下游闸室内的水位降低到让船舶能够通过桥梁即可，减少了船舶通航需要抽吸的水量，减少抽吸水消耗的电量，和抽吸水的时间，提高船舶通航的效率，缩短通航时间。

同样，当船舶逆流行驶，需要通过桥梁时，抽吸水量减少，减少抽吸水消耗的电量，和抽吸水的时间，提高船舶通航的效率，缩短通航时间。

(2)本发明装置采用运输底板带动船舶在闸室内进行水平和垂直运动实现过桥功能并可对过桥速度物理参数进行控制，进而安全快速实现通过净空高度不足的大桥，装置结构简单，启闭机、运输底板可以根据需要装卸，使用方便，全程机械自动化控制，节约人力和财力，提高整体利用效率。

(3)本发明中将船闸技术应用到过桥当中，不对原大桥桥梁系统结构做任何改变，也不影响大桥的公路铁路交通，无任何负面的社会影响的前提下解决南京长江大桥等诸多大桥由于净空不够而阻碍万吨级船舶进入长江或其他河流上游或下游的问题。

(4)改造方便，如果以后需要加大净空，只需在船闸运输底板垂直移动范围上作一点改进，成本小。

(5)本过桥船闸设置中游闸门，上游闸室和下游闸室水位不同，下游闸室利用闸室抽水装置保持较低水位，从而实现在船舶遇到净空高度不足过桥问题时，达到安全快速的通过的目的。

附图说明

图1是本发明的俯视结构示意图，

图2是图1的A-A向视图，

图3是图1的B-B向视图，

图4是船舶位于上游闸室的示意图，

图5是船舶位于下游闸室的示意图，

图6是启闭机与运输底板的连接状态图，

附图标记列表：1—桥梁，2—抽水装置，3—运输轨道，4—中游闸门，5—上游闸门，6—下游闸门，7—启闭机，8—吊绳，9—运输底板，10—闸室边墙，11—运输滚轮，12—船舶，13—吊绳盘，14—上游闸室，15—下游闸室。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1：

结合附图可见，本底板运输式过桥船闸设置在桥梁1下方的河道中，该过桥船闸包括两道相互平行的闸室边墙10、上游闸门5、中游闸门4、下游闸门6、启闭机7、运输底板9、和抽水装置2；

其中，所述上游闸门5、下游闸门6和两道相互平行的闸室边墙10围成船闸室，中游闸门4位于船闸室内，中游闸门4的两侧分别与对应的闸室边密封固定，中游闸门4将船闸室分为上游闸室14和下游闸室15；

所述两道闸室边墙10的顶部分别设置有运输轨道3，每个运输轨道3内均设置有两台启闭机7，每台启闭机7的底部均设置有运输滚轮11，启闭机7通过运输滚轮11在运输轨道3中移动，每台启闭机7朝向船闸室的侧面均设置有垂入水中的吊绳8；

所述运输底板9水平设置在上游闸室14中，运输底板9呈矩形形状，运输底板9的四个拐角分别与吊绳8固定连接。

所述闸室边墙10、上游闸门5、中游闸门4和下游闸门6的底部均固定建筑在河底，闸室边墙10与水流方向平行。

所述上游闸门5和下游闸门6均为两扇对称的能够围绕闸室边墙10旋转打开的闸门，所述上游闸门5和下游闸门6的高度均超过河道的水位高度，所述中游闸门4为固定建筑在河底的一道墙体，所述中游闸门4的高度低于河道中的水位高度。

所述吊绳8的上端盘绕在设置在启闭机7中的吊绳8盘13中，所述吊绳8盘13能够旋转盘绕或松开吊绳8，对应控制运输底板9垂直上升或下降。

所述上游闸室14位于桥梁1垂直下方的河道的上游，下游闸室15从桥梁1垂直下方的河道的上游延伸到下游，所述抽水装置2设置在下游闸室15。

实施例1的工作过程为：

船舶12在河流中顺流行驶，需要从桥梁1下方河流的上游行驶到下游。上游闸门5和下游闸门6均打开，船舶12驶进上游闸室14，运输底板9通过吊绳8升高，将船舶12抬高，启闭机7在运输轨道3中前进，将船舶12运送到下游闸室15，运输底板9下降，然后关闭上游闸门5和下游闸门6，闸室的四周处于密封状态，启动抽水装置2，抽水装置2将闸室内的水向着河道中抽吸排放，当上游闸室14内的水位降低到中间闸门高度后，上游闸室14内的水不会流淌到下游闸室15，抽水装置2只需将下游闸室15内的水抽吸至水位降低到船舶12能通过桥梁1下方，减少了闸室内需要抽吸排放的水量，减少电能动力的消耗和抽吸排放水的时间，提高船舶通过的效率。当船舶12行驶到桥梁1的下游后，打开上游闸门5，这样可以避免首先打开下游闸门6，河水向着闸室内流淌对船舶12造成向上游闸室14的冲击力，让闸室内的水位升高到与河流中的水位一致，打开下游闸门6，让船舶12驶出闸室，继续行驶。

实施例2：

所述上游闸室14位于桥梁1垂直下方的河道的下游，下游闸室15从桥梁1垂直下方的河道的下游延伸到上游，所述抽水装置2设置在上游闸室14。

所述运输底板9水平设置在下游闸室15中，

其他与实施例1相同。

实施例2能够实现在河流中逆流行驶的船舶12也能通过本发明通过净高度不足的桥梁1。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种底板运输式过桥船闸，该船闸设置在桥梁下方的河道中，其特征是包括两道相互平行的闸室边墙、上游闸门、中游闸门、下游闸门、启闭机、运输底板和抽水装置；

其中，所述上游闸门、下游闸门和两道相互平行的闸室边墙围成船闸室，中游闸门位于船闸室内，中游闸门的两侧分别与对应的闸室边墙密封固定，中游闸门将船闸室分为上游闸室和下游闸室；

两道闸室边墙的顶部分别设置有运输轨道，每个运输轨道内均设置有两台启闭机，每台启闭机的底部均设置有运输滚轮，启闭机通过运输滚轮在运输轨道中移动，每台启闭机朝向船闸室的侧面均设置有垂入水中的吊绳 ；

所述运输底板水平设置在船闸室中，运输底板呈矩形形状，运输底板的四个拐角分别与吊绳固定连接，

所述中游闸门的高度低于河道中的水位高度，且高于船舶的吃水深度。

2.根据权利要求 1 所述的一种底板运输式过桥船闸，其特征是所述闸室边墙、上游闸门、中游闸门和下游闸门的底部均固定建筑在河底， 闸室边墙与水流方向平行。

3.根据权利要求 2 所述的一种底板运输式过桥船闸，其特征是所述上游闸门和下游闸门均为两扇对称的能够围绕闸室边墙旋转打开的闸门， 所述上游闸门和下游闸门的高度均超过河道的水位高度，所述中游闸门为固定建筑在河底的一道墙体。

4.根据权利要求 3 所述的一种底板运输式过桥船闸，其特征是所述吊绳的上端盘绕在启闭机中的吊绳盘中，所述吊绳盘能够旋转盘绕或松开吊绳，对应控制运输底板垂直上升或下降。

5.根据权利要求 4 所述的一种底板运输式过桥船闸，其特征是所述上游闸室位于桥梁垂直下方的河道的上游，下游闸室从桥梁垂直下方的河道的上游延伸到下游，所述抽水装置设置在下游闸室。