CN106012984A - 一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的方法及柔性坝 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的方法及柔性坝，该方法包括如下步骤：S1、根据当前水域梯级落差的大小，设置柔性坝代替现有船闸。柔性坝包括坝体，坝体与船舶外壁相接触，坝体上与船舶相接触的表面由柔性材料制成，该表面上设有辊轮；S2、当前船舶驶向坝体，船舶在水流推进、或配合船舶自身推进发动机组作用下前行，船舶在通过柔性坝时，船舶外壁与辊轮滚动接触。本发明以柔性坝代替现有船闸，船舶在通过柔性坝时，船舶外壁与辊轮接触。船舶依靠水流推进、或配合船舶自身发动机组、或在外部牵引下通过柔性坝，采用这种结构设计，船队在通过时无需停航等待，提高了通航能力，还避免了对水域的污染，降低了对船员身体的伤害。

Description

一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的方法及柔性坝

技术领域

本发明涉及一种水利工程建造中用于通航的过船方法，具体地说是一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的方法及柔性坝。

背景技术

京杭大运河曾号称黄金水道，但今天却很少为人关注。原因就在于相对于铁路、公路两大系统，水上运输速度太慢，过船闸又太麻烦，有时一天的航程，过闸却需要等三、四天。于是，对于时限稍微敏感的货物都不愿选择水运，水运只能承接煤炭、砂、石等一些时限不敏感的散装货。这些货物在装卸、堆放过程中极易造成污染，加上船机所用机油、柴油、润滑油对水面的污染，油烟对空气的污染，所以，船运码头往往给人乌烟瘴气的感觉。船员则日夜与发动机共处一体，噪音对身体也是一大危害。

发明内容

本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的方法及柔性坝。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

1、本发明提供一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的方法，包括如下步骤：

S1、根据当前水域梯级落差的大小，设置一级或多级柔性坝，代替现有船闸，其中，柔性坝包括至少两个坝墩和连接设在各坝墩上的坝体，坝体具有上游高、下游低的倾斜面，坝体与船舶外壁相接触，坝体上与船舶相接触的表面由柔性材料制成，该表面上设有辊轮；

S2、当前船舶驶向坝体，船舶在水流推进、或配合船舶自身推进发动机组作用下前行，船舶通过柔性坝时，该辊轮与船舶外壁滚动接触。

进一步的，在步骤S1之后，步骤S2之前，在梯级落差水域上方、沿河道长度方向布置船舶牵引轨道，牵引轨道上至少设有一个牵引车，牵引车由动力机构牵引；

在步骤S2中，当前船舶驶向坝体，牵引车经牵引绳连接船舶，牵引车在动力机构带动下、或配合水流推进、或配合水流推进和船舶自身发动机组，沿牵引轨道滑动，用于牵引船舶前行，船舶在通过柔性坝时，船舶外壁与辊轮滚动接触。

进一步的，所述坝体呈中空密闭的腔体结构，坝体内腔配合设有支撑骨架。

进一步的，所述支撑骨架将坝体内腔分隔为多个相连通的空间，坝体上设有与所述空间相连通的注水阀或充气阀。

进一步的，所述牵引车通过牵引轮设在牵引轨道上。

进一步的，所述船舶经牵引绳连接上一级船舶，该船舶的牵引力由上一级船舶、或配合水流推进、或配合水流推进和该船舶自身发动机组提供。

2、本发明还提供一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的柔性坝，包括至少两个坝墩和连接设在各坝墩上的坝体，坝体具有上游高、下游低的倾斜面，坝体与船舶外壁相接触，坝体上与船舶相接触的表面由柔性材料制成，该表面上设有辊轮，船舶通过柔性坝时，该辊轮与船舶外壁滚动接触。

进一步的，所述坝体与坝墩连接处为褶皱伸缩式结构。

进一步的，所述坝体位于相邻两坝墩之间、或位于各坝墩的同一侧，坝体沿下游坝面布置，辊轮水平安装于坝体的上表面，船舶通过柔性坝时，该辊轮与船舶底壁滚动接触。

进一步的，所述坝体包括两扇朝向迎水面、用于拦截水道的坝闸门，坝闸门相对于坝墩倾斜布置，坝闸门一端通过铰接密封件连接在坝墩上，两扇坝闸门对向布置并形成一锐角，辊轮基本呈安装于坝闸门的侧表面，船舶通过柔性坝时，该辊轮与船舶侧壁滚动接触。

本发明的一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的方法及柔性坝，与现有技术相比所产生的有益效果是：

1、采用本发明的技术方案，仅省略过船闸一项即可提升3-4倍的运输效率，另外，采用牵引方式亦可将运输效率提升近一倍，所以，本发明是一种3W（即无船闸、无污染、无噪音）的高速水运系统，其对内陆水道的功能提升与改变将是革命性的。另外在以下两方面将产生两大影响：

一是经济环境，随着旧水道的改造，新水道的开发利用，应用柔性坝技术可改造多数江河成为运输干线，我国的运输格局将发生巨大变化，其影响或可以与高铁技术相媲美，甚至会超过高铁的影响。除此之外，随着纵横交错的内陆水道的开发利用，除运能、效率会得到提升以外，格局也会发生变化——铁路、公路的货运将会大大分流到船运，短途或夜行乘客也可能选择船行，减轻铁路、公路的货运压力，更好地服务于乘客出行，春运困境或许一招解决。

二是自然环境，由于船运对河道的污染，有些河道的水质已出现一定的恶化趋势。采用本发明的3W高速水运系统可一举解决这诸多难题，而取消螺旋桨后对鱼类等水生动物的伤害和搅扰也不再发生，河道不仅能还原为清澈的，而且是安静的。

2、现有柔性坝均为中空结构，强度低，通过在坝体内腔内配合设置支撑骨架，提高了柔性坝的强度，优选在坝体上设有注水阀或充气阀，通过注水或充气的方式，进一步提升了柔性坝的强度和使用寿命；还可以通过调节注水量或充气量，实现柔性坝强度的调节。

3、本发明所涉及的牵引轨道具体是索道原理与铁轨分叉调度技术的结合，因此，在工程实施中并没有难以克服的困难。

4、坝体与坝墩连接处为褶皱伸缩式结构，船舶通过柔性坝时，对柔性坝施加一定的压力，船舶从上游往下游行驶时，坝体在压力作用下有向下运动的趋势，由于设计有褶皱伸缩式结构，使坝体具有一定的伸缩余量，坝体自然下倾，船舶经过柔性坝后，压力消失，坝体自然处于翘起状态，起到拦截水道，保持水域梯级落差的目的。

5、坝体包括两扇朝向迎水面、用于拦截水道的坝闸门，坝闸门相对于坝墩倾斜布置，坝闸门一端通过铰接密封件连接在坝墩上，两扇坝闸门对向布置并形成一锐角，辊轮基本呈安装于坝闸门的侧表面，船舶通过柔性坝时，该辊轮与船舶侧壁滚动接触；从结构形式上来看，该柔性坝与船闸的工作原理相同，相当于半个船闸，现有船闸是包括两级闸门，船舶从上游驶向下游时，需先开一级闸门，关二级闸门，上游水被截留在二级闸门处，然后关闭一级闸门，开二级闸门，进行放水，需要经过两级闸门结构，采用该方式，上游的放水量比较多。该技术方案中设计为半船闸结构，且两扇坝闸门对向布置并形成一锐角（现有两级闸门中，每级闸门对向布置并形成平角180°），船舶在通过柔性坝时，采用本发明的技术方案，相对于两级闸门结构来讲，坝闸门开启的角度较小，上游放水量较少，只需设计为半船闸结构，即可保持水域的梯级落差，而且不会影响船舶的连续通行。

本发明以柔性坝代替现有船闸，船舶在通过柔性坝时，船舶底壁与辊轮接触。船舶依靠外部牵引通过柔性坝，采用这种结构设计，船队在通过时无需停航等待，提高了通航能力，同时，还避免了对水域和船员的污染，降低了噪音对船员身体的伤害。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是图1中A部分的放大结构示意图；

附图3是本发明实施例一所涉及的柔性坝的结构示意图；

附图4是本发明实施例二所涉及的柔性坝的结构示意图；

附图5是本发明实施例三所涉及的柔性坝的结构示意图；

附图6是本发明实施例四所涉及的柔性坝的结构示意图；

附图7是图6中A部分的放大结构示意图；

附图8是本发明实施例五所涉及的柔性坝的结构示意图；

附图9是图8中A部分的放大结构示意图。

图中，1、下游，2、坝墩，3、柔性坝，4、牵引车，5、牵引支架，6、牵引轨道，7、牵引绳，8、船舶，9、辊轮，10、注水口，11、坝体，12、横杆，13、竖杆，14、支撑骨架，15、竖隔板，16、横隔板，17、连通孔，18、上游，19、褶皱伸缩式结构，20、坝闸门。

具体实施方式

下面结合附图1-9，对本发明的一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的方法及柔性坝作以下详细说明。

实施例一

如附图1、2、3所示，本发明的一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的柔性坝，包括两个坝墩2和连接设在两坝墩2之间的坝体11，坝体11具有上游18高、下游1低的倾斜面，坝体11沿下游1坝面布置。坝体11呈中空密闭的腔体结构，坝体11内腔配合设有支撑骨架14。坝体11与船舶8底壁相接触，坝体11上与船舶8相接触的表面由柔性材料制成，该表面上水平安装有辊轮9，船舶8通过柔性坝3时，该辊轮9与船舶8底壁滚动接触。

所涉及的支撑骨架14为多根用于纵向支撑的竖杆13，优选还包括多根用于横向支撑的横杆12，多根用于纵向支撑的竖杆13与多根用于横向支撑的横杆12连接而成的栅格状框架结构。

在上述结构的基础上，坝体11上设有注水口10，注水口10上设有注水阀，通过注水来增加坝体11的强度。

需要说明的是，本发明中所涉及的坝体11由具有一定强度的柔性材料（如橡胶）制成。所涉及的辊轮9的强度大于坝体11的强度，小于船舶8的强度。所涉及的辊轮9可以为如电动辊轮9，当然也可以为无动力从动辊轮9。辊轮9内部为刚性结构，外表面为橡胶柔性材料层。所涉及的注水口10也可根据需要替换为充气口，并在充气口上设置充气阀，通过充气的方式来增加坝体11的强度。本发明中，船舶8在通过柔性坝3时，其动力源于船舶8自身的推进发动机组，当然也可以通过在坝体11上方布置牵引轨道6的方式，实现牵引。

在上述结构的基础上，坝体11上设有注水口10，注水口10上设有注水阀，通过注水来增加坝体11的强度。

如附图1、2、3所示，本发明的一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的方法，包括如下步骤：

S1、根据当前水域梯级落差的大小，在坝墩2之间设置一级或多级柔性坝3，代替现有船闸。

S2、在梯级落差水域上方、沿河道长度方向布置船舶8牵引轨道6，牵引轨道6由牵引支架5支撑固定，牵引轨道6上至少设有一个牵引车4，牵引车4通过牵引轮设在牵引轨道6上，牵引车4由动力机构牵引，为简便起见，图1中省略了动力机构；

S3、当前船舶8驶向坝体11，牵引车4经牵引绳7连接船舶8，牵引车4在动力机构带动下沿牵引轨道6滑动，用于牵引船舶8前行；船舶8在通过柔性坝3时，船舶8底壁与辊轮9滚动接触。

本发明的所涉及的船舶8还可经牵引绳7进一步连接上一级船舶8，该船舶8的牵引力由上一级船舶8提供。本实施例适用于船舶8从上游18驶向下游1，或从下游1驶向上游18。

实施例二

如附图4所示，实施例二所涉及的支撑骨架14包括多块平行设置用于纵向支撑的竖隔板15，竖隔板15将坝体11内腔分隔为多个相连通的独立空间。优选，还包括用于横向支撑的横杆12，横杆12与竖隔板15相交叉且连接固定在一起。

实施例三

实施例三同实施例一，所不同的是：如附图5所示，实施例三所涉及的支撑骨架14包括多块平行设置用于纵向支撑的竖隔板15，竖隔板15将坝体11内腔分隔为多个独立的空间，每个独立的空间开设连通孔17与其他独立的空间相连通。优选，还包括用于横向支撑的横隔板16，横隔板16与竖隔板15相交叉且连接固定在一起，横隔板16和竖隔板15将坝体11内腔分隔为多个独立的空间，每个独立的空间开设连通孔17与其他独立的空间相连通。

实施例四

如附图6、7所示，本发明的一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的柔性坝，包括两个坝墩2和连接设在两坝墩2同一侧的坝体11，坝体11与坝墩2连接处为褶皱伸缩式结构19，也即坝体11一端固定端，另一端为自由端。坝体11具有上游18高、下游1低的倾斜面，坝体11沿下游1坝面布置。坝体11与船舶8底壁相接触，坝体11上与船舶8相接触的表面由柔性材料制成，该表面上水平安装有辊轮9，船舶8通过柔性坝3时，该辊轮9与船舶8底壁滚动接触。

本实施例提供的一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的方法，包括如下步骤：

S1、根据当前水域梯级落差的大小，在坝墩2之间设置一级或多级柔性坝3，代替现有船闸。

S2、当前船舶8驶向坝体11，船舶8在水流推进、或配合船舶自身推进发动机组作用下前行，船舶8在通过柔性坝3时，船舶8底壁与辊轮9滚动接触。

实施例五

如附图8、9所示，本发明的一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的柔性坝，包括两个坝墩2和连接设在两坝墩2上的坝体11，坝体11位于两坝墩2的同一侧，且坝体11与坝墩2连接处为褶皱伸缩式结构19。坝体11具有上游18高、下游1低的倾斜面，其包括两扇朝向迎水面、用于拦截水道的坝闸门20，坝闸门20相对于坝墩2倾斜布置，坝闸门20的一端为自由端，另一端通过铰接密封件连接在坝墩2上（所涉及的铰接密封件为本领域技术人员公知，如可以为具有变形特征的柔性密封件，为简便起见，图8中未图示），两扇坝闸门20对向布置并形成一锐角。坝闸门20与船舶8侧壁相接触，坝闸门20上与船舶8相接触的表面由柔性材料制成，辊轮9基本呈竖直安装于坝闸门20的该表面，船舶8通过柔性坝3时，该辊轮9与船舶8侧壁滚动接触。

本实施例适用于船舶8从上游18驶向下游1的情况，坝体11具有开启和关闭状态，当坝体11处于关闭状态时，两扇坝闸门20侧面密封接触，当船舶8通过柔性坝3时，两扇坝闸门20在受压或配合感应控制装置，斜向下方分开并处于开启状态，为船舶8让出水道，船舶8通过后，两扇坝闸门20自动处于关闭状态。

本实施例提供的一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的方法，包括如下步骤：

S1、根据当前水域梯级落差的大小，在坝墩2之间设置一级或多级柔性坝3，代替现有船闸。

S2、当前船舶8驶向坝体11，船舶8在水流推进、或配合船舶自身推进发动机组作用下前行，船舶8在通过柔性坝3时，船舶8侧壁与辊轮9滚动接触。

Claims (10)

1.一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据当前水域梯级落差的大小，设置一级或多级柔性坝，代替现有船闸，其中，柔性坝包括至少两个坝墩和连接设在各坝墩上的坝体，坝体具有上游高、下游低的倾斜面，坝体与船舶外壁相接触，坝体上与船舶相接触的表面由柔性材料制成，该表面上设有辊轮；

S2、当前船舶驶向坝体，船舶在水流推进、或配合船舶自身推进发动机组作用下前行，船舶通过柔性坝时，该辊轮与船舶外壁滚动接触。

2.根据权利要求1所述的一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的方法，其特征在于，

在步骤S1之后，步骤S2之前，在梯级落差水域上方、沿河道长度方向布置船舶牵引轨道，牵引轨道上至少设有一个牵引车，牵引车由动力机构牵引；

在步骤S2中，当前船舶驶向坝体，牵引车经牵引绳连接船舶，牵引车在动力机构带动下、或配合水流推进、或配合水流推进和船舶自身发动机组，沿牵引轨道滑动，用于牵引船舶前行，船舶在通过柔性坝时，船舶外壁与辊轮滚动接触。

3.根据权利要求1或2所述的一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的方法，其特征在于，所述坝体呈中空密闭的腔体结构，坝体内腔配合设有支撑骨架。

4.根据权利要求3所述的一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的方法，其特征在于，所述支撑骨架将坝体内腔分隔为多个相连通的空间，坝体上设有与所述空间相连通的注水阀或充气阀。

5.根据权利要求2或4所述的一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的方法，其特征在于，所述牵引车通过牵引轮设在牵引轨道上。

6.根据权利要求2或4所述的一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的方法，其特征在于，所述船舶经牵引绳连接上一级船舶，该船舶的牵引力由上一级船舶、或配合水流推进、或配合水流推进和该船舶自身发动机组提供。

7.一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的柔性坝，其特征在于，包括至少两个坝墩和连接设在各坝墩上的坝体，坝体具有上游高、下游低的倾斜面，坝体与船舶外壁相接触，坝体上与船舶相接触的表面由柔性材料制成，该表面上设有辊轮，船舶通过柔性坝时，该辊轮与船舶外壁滚动接触。

8.根据权利要求7所述的一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的柔性坝，其特征在于，所述坝体与坝墩连接处为褶皱伸缩式结构。

9.根据权利要求7或8所述的一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的柔性坝，其特征在于，所述坝体位于相邻两坝墩之间、或位于各坝墩的同一侧，坝体沿下游坝面布置，辊轮水平安装于坝体的上表面，船舶通过柔性坝时，该辊轮与船舶底壁滚动接触。

10.根据权利要求7或8所述的一种便于船舶在梯级落差水域即时通行的柔性坝，其特征在于，所述坝体包括两扇朝向迎水面、用于拦截水道的坝闸门，坝闸门相对于坝墩倾斜布置，坝闸门一端通过铰接密封件连接在坝墩上，两扇坝闸门对向布置并形成一锐角，辊轮基本呈安装于坝闸门的侧表面，船舶通过柔性坝时，该辊轮与船舶侧壁滚动接触。