CN107651120A - 船管连接装置及连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种船管连接装置及连接方法，能够有效防止沉管管节在水平和竖直方向上的移动，避免沉管管节与沉放驳发生碰撞。该船管连接装置用于连接沉放驳与沉管管节，包括固定连接于所述沉放驳底部的支墩，固定连接于所述沉管管节顶部的连接板，所述支墩的底部与所述连接板的顶部相抵；所述支墩的四周设有用于限制所述沉管管节与沉放驳在竖直方向上相对移动的绑扎拉杆，所述绑扎拉杆的一端连接于所述沉放驳的底部，其另一端连接于所述连接板；所述连接板的顶部设有若干抗剪块，若干所述抗剪块围成可容纳所述支墩底部的凹槽，所述凹槽与所述支墩底部相匹配，以限制所述沉管管节与沉放驳在水平方向上的相对移动。

Description

船管连接装置及连接方法

技术领域

本发明属于沉管隧道施工技术领域，尤其涉及一种用于连接沉放驳船体与沉管管节的船管连接装置及连接方法。

背景技术

在沉管隧道施工中，通常需要采用专用的船舶将沉管管节从预制厂运输至沉放基槽上方，为了便于运输，通常将沉管管节连接在沉放驳的船体底部进行运输。

由于管节在运输过程中会遇到横流、管节转向等多种情况，容易造成管节和沉放驳的碰撞，因而，在管节运输过程中，管节和沉放驳之间通常需采用船管连接装置进行连接，以确保连接紧密。例如：专利CN203159060U公开了一种用于沉放驳和管节的连接装置，其采用沉放驳底部设置的支墩作为支撑，通过缆索升降机构拉紧缆索，将沉管管节紧密连接于沉放驳的船体底部。然而，采用这种结构的船管连接装置连接沉放驳和沉管管节，由于缆索属于柔性连接，在运输过程中，沉管管节受水流的冲击作用，在水平和竖直方向上，仍会产生一定幅度的位移，导致沉管管节与沉放驳发生碰撞造成一定的损坏。

因此，如何改进船管连接装置以避免沉管管节与沉放驳发生碰撞，是当前急需解决的一项技术问题。

发明内容

本发明针对上述的技术问题，提出一种船管连接装置及连接方法，能够有效防止沉管管节在水平和竖直方向上的移动，避免沉管管节与沉放驳发生碰撞。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提出一种船管连接装置，用于连接沉放驳与沉管管节，包括固定连接于所述沉放驳底部的支墩，固定连接于所述沉管管节顶部的连接板，所述支墩的底部与所述连接板的顶部相抵；所述支墩的四周设有用于限制所述沉管管节与沉放驳在竖直方向上相对移动的绑扎拉杆，所述绑扎拉杆的一端连接于所述沉放驳的底部，其另一端连接于所述连接板；所述连接板的顶部设有若干抗剪块，若干所述抗剪块围成可容纳所述支墩底部的凹槽，所述凹槽与所述支墩底部相匹配，以限制所述沉管管节与沉放驳在水平方向上的相对移动。

作为优选，所述绑扎拉杆为柔性绑扎拉杆或刚性绑扎拉杆。

作为优选，所述柔性绑扎拉杆选自钢丝绳、钢绞线或起重链条中的一种。

作为优选，所述刚性绑扎拉杆包括与所述沉放驳底部相连接的第一连接杆，与所述连接板相连接的第二连接杆，以及连接于所述第一连接杆和第二连接杆之间的第三连接杆，所述第三连接杆的两端分别与所述第一连接杆和第二连接杆螺纹连接。

作为优选，所述绑扎拉杆设有测力传感器，以实时检测所述绑扎拉杆的拉力。

作为优选，所述抗剪块面对所述支墩的侧面为倾斜面，所述抗剪块的倾斜面与所述支墩的侧面之间设有可拆卸的楔块。

作为优选，所述抗剪块围成的所述凹槽内设有橡胶垫，所述橡胶垫位于所述连接板的顶部与所述支墩的底部之间。

本发明还提出一种利用上述任一项技术方案所述的船管连接装置连接沉放驳与沉管管节的连接方法，包括如下步骤：

向沉放驳的船体内加水压载，使船管连接装置中的支墩与连接板接触，并使所述支墩的底部置于船管连接装置中抗剪块围成的凹槽内，直至所述支墩与所述连接板之间的压力大于运输时的水流阻力为止；

利用沉放驳上设置的提升绞车和吊缆，将所述沉管管节与所述沉放驳拉紧，将船管连接装置中绑扎拉杆的一端连接于所述沉放驳底部，另一端连接于所述连接板。

作为优选，向沉放驳的船体内加水压载前，还包括在所述抗剪块围成的凹槽内安装橡胶垫的步骤。

作为优选，在连接绑扎拉杆后，还包括在所述抗剪块的倾斜面与所述支墩的侧面之间楔入楔块的步骤。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：

1、本发明提供的船管连接装置，其通过设置的绑扎拉杆限制沉管管节在竖直方向上的移动，通过设置的抗剪块限制沉管管节在水平方向上的移动，使沉管管节与沉放驳连接牢固，该连接属于一种新型的半刚性连接，能够有效避免在运输过程中沉管管节与沉放驳发生碰撞，有利于保证运输安全；

2、本发明提供的连接沉放驳与沉管管节的连接方法，能够使沉管管节与沉放驳在水平和竖直方向上均连接牢固，能够有效避免在运输过程中沉管管节与沉放驳发生碰撞，而且，该连接方法操作简单，施工风险较低。

附图说明

图1为本发明实施例提供的船管连接装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的抗剪块的分布示意图；

以上各图中：1、沉放驳；2、沉管管节；3、支墩；4、连接板；5、绑扎拉杆；51、第一连接杆；52、第二连接杆；53、第三连接杆；6、抗剪块；7、楔块；8、测力传感器；9、橡胶垫。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“顶”、“底”、等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本发明涉及一种船管连接装置，用于连接沉放驳1与沉管管节2，包括固定连接于沉放驳1底部的支墩3，固定连接于沉管管节2顶部的连接板4，支墩3的底部与连接板4的顶部相抵；支墩3的四周设有用于限制沉管管节2与沉放驳1在竖直方向上相对移动的绑扎拉杆5，绑扎拉杆5的一端连接于沉放驳1的底部，其另一端连接于连接板4；连接板4的顶部设有若干抗剪块6，如图2所示，若干抗剪块6围成可容纳支墩3底部的凹槽，所述凹槽与支墩3底部相匹配，以限制沉管管节2与沉放驳1在水平方向上的相对移动。需要说明的是，该船管连接装置中的支墩3起支撑作用，其具体连接于沉放驳1船体横向跨梁的底部。

该船管连接装置中的绑扎拉杆5用于提供预紧拉力，使沉管管节2与沉放驳1在竖直方向上连接牢固，从而限制沉管管节2与沉放驳1在竖直方向上的相对移动。需要说明的是，绑扎拉杆5可以为柔性绑扎拉杆或刚性绑扎拉杆。其中，柔性绑扎拉杆具体可以为钢丝绳、钢绞线或起重链条等。在本发明的一具体实施例中，绑扎拉杆5采用刚性绑扎拉杆，如图1所示，刚性绑扎拉杆5包括与沉放驳1底部相连接的第一连接杆51，与连接板4相连接的第二连接杆52，以及连接于第一连接杆51和第二连接杆52之间的第三连接杆53，第三连接杆53的两端分别与第一连接杆51和第二连接杆52螺纹连接。可以理解的是，本领域技术人员也可以采用其他结构的刚性绑扎拉杆5，只要能够提供预紧拉力以使沉管管节2与沉放驳1在竖直方向上连接牢固即可。

进一步的，为了保证绑扎拉杆5能够提供足够的预紧拉力，作为一种优选，绑扎拉杆5的额定拉力大于1500kN，以保证沉管管节2与沉放驳1在竖直方向上连接牢固。可以理解的是，本领域技术人员可以根据沉管管节2的实际重量，选择合适额定拉力的绑扎拉杆5，只要能够保证沉管管节2与沉放驳1在竖直方向上连接牢固即可。

为了保证运输安全，作为优选，如图1所示，绑扎拉杆5设有测力传感器8，以实时检测绑扎拉杆5的拉力。通过设置的测力传感器8，能够实时检测绑扎拉杆5的拉力，当拉力超过绑扎拉杆5的额定拉力时，可调控沉管管节2的压载水系统以调节沉管管节2的浮力，进而使绑扎拉杆5的拉力小于额定拉力，保证运输安全。

进一步的，该船管连接装置中的抗剪块6用于消除沉管管节2在运输过程中受到的水平载荷，通过将支墩3限制在抗剪块6围成的凹槽内，进而限制沉管管节2与沉放驳1在水平方向上的相对移动。为了保证抗剪块6与支墩3侧面之间不存在缝隙，如图1所示，抗剪块6面对支墩3的侧面为倾斜面，抗剪块6的倾斜面与支墩3的侧面之间设有可拆卸的楔块7。随着长时间使用，抗剪块6围成的凹槽与支墩3底部可能存在不完全匹配的情况，使抗剪块6与支墩3侧面之间产生缝隙，通过将楔块7楔入抗剪块6的倾斜面与支墩3的侧面之间，能够消除抗剪块6与支墩3侧面之间的缝隙，从而保证沉管管节2与沉放驳1在水平方向上连接牢固。

此外，如图1所示，抗剪块6围成的凹槽内设有橡胶垫9，橡胶垫9位于连接板4的顶部与支墩3的底部之间。通过设置的橡胶垫9，能够有效补偿沉管管节2与沉放驳1在竖直方向上的微小相对位移，同时，通过设置的橡胶垫9，能够使连接板4的顶部与支墩3的底部之间的作用力均匀分布，还能够增加连接板4的顶部与支墩3的底部之间的摩擦力，有利于限制沉管管节2与沉放驳1在水平方向上的相对移动。

本发明提供的船管连接装置，其通过设置的绑扎拉杆5限制沉管管节2在竖直方向上的移动，通过设置的抗剪块6限制沉管管节2在水平方向上的移动，使沉管管节2与沉放驳1连接牢固，该连接属于一种新型的半刚性连接，能够有效避免在运输过程中沉管管节2与沉放驳1发生碰撞，有利于保证运输安全。

本发明还提供了一种利用上述任一项实施例的船管连接装置连接沉放驳与沉管管节的连接方法，包括如下步骤：

S1：向沉放驳1的船体内加水压载，使船管连接装置中的支墩3与连接板4接触，并使支墩3的底部置于船管连接装置中抗剪块6围成的凹槽内，直至支墩3与连接板4之间的压力大于运输时的水流阻力为止。

在本步骤中，需要说明的是，通过向船体内加水压载，能够使沉放驳1底部的支墩3逐渐向沉管管节2顶部的连接板4靠近，并使支墩3与连接板4之间产生一定的压力，在该压力作用下，能够使沉管管节2与沉放驳1在竖直方向上顶紧，以便于后续连接绑扎拉杆5。此外，还需要说明的是，使支墩3与连接板4之间的压力大于运输时的水流阻力，是为了保证支墩3与连接板4之间能够产生足够的摩擦力，以保证连接稳固。

S2：利用沉放驳1上设置的提升绞车和吊缆，将沉管管节2与沉放驳1拉紧，将船管连接装置中绑扎拉杆5的一端连接于沉放驳1底部，另一端连接于连接板4。

在本步骤中，需要说明的是，提升绞车提供的预紧拉力大于绑扎拉杆5的额定拉力，具体的，单台提升绞车提供的预紧拉力约为2500kN，以保证连接后的绑扎拉杆5能够提供足够的预紧拉力。

在一优选实施例中，向沉放驳1的船体内加水压载前，还包括在抗剪块6围成的凹槽内安装橡胶垫9的步骤。通过安装橡胶垫9，使支墩3的底部与橡胶垫9接触，能够有效补偿沉管管节2与沉放驳1在竖直方向上的微小相对位移。

在一优选实施例中，在连接绑扎拉杆5后，还包括在抗剪块6的倾斜面与支墩3的侧面之间楔入楔块7的步骤。通过楔入楔块7消除抗剪块6与支墩3侧面之间的缝隙，从而保证沉管管节2与沉放驳1在水平方向上连接牢固。

本发明提供的连接沉放驳与沉管管节的连接方法，能够使沉管管节2与沉放驳1在水平和竖直方向上均连接牢固，能够有效避免在运输过程中沉管管节2与沉放驳1发生碰撞，而且，该连接方法操作简单，施工风险较低。

Claims (10)

1.船管连接装置，用于连接沉放驳(1)与沉管管节(2)，包括固定连接于所述沉放驳(1)底部的支墩(3)，固定连接于所述沉管管节(2)顶部的连接板(4)，所述支墩(3)的底部与所述连接板(4)的顶部相抵，其特征在于：

所述支墩(3)的四周设有用于限制所述沉管管节(2)与沉放驳(1)在竖直方向上相对移动的绑扎拉杆(5)，所述绑扎拉杆(5)的一端连接于所述沉放驳(1)的底部，其另一端连接于所述连接板(4)；

所述连接板(4)的顶部设有若干抗剪块(6)，若干所述抗剪块(6)围成可容纳所述支墩(3)底部的凹槽，所述凹槽与所述支墩(3)底部相匹配，以限制所述沉管管节(2)与沉放驳(1)在水平方向上的相对移动。

2.根据权利要求1所述的船管连接装置，其特征在于：所述绑扎拉杆(5)为柔性绑扎拉杆或刚性绑扎拉杆。

3.根据权利要求2所述的船管连接装置，其特征在于：所述柔性绑扎拉杆选自钢丝绳、钢绞线或起重链条中的一种。

4.根据权利要求2所述的船管连接装置，其特征在于：所述刚性绑扎拉杆包括与所述沉放驳(1)底部相连接的第一连接杆(51)，与所述连接板(4)相连接的第二连接杆(52)，以及连接于所述第一连接杆(51)和第二连接杆(52)之间的第三连接杆(53)，所述第三连接杆(53)的两端分别与所述第一连接杆(51)和第二连接杆(52)螺纹连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的船管连接装置，其特征在于：所述绑扎拉杆(5)设有测力传感器(8)，以实时检测所述绑扎拉杆(5)的拉力。

6.根据权利要求1所述的船管连接装置，其特征在于：所述抗剪块(6)面对所述支墩(3)的侧面为倾斜面，所述抗剪块(6)的倾斜面与所述支墩(3)的侧面之间设有可拆卸的楔块(7)。

7.根据权利要求1或6所述的船管连接装置，其特征在于：所述抗剪块(6)围成的所述凹槽内设有橡胶垫(9)，所述橡胶垫(9)位于所述连接板(4)的顶部与所述支墩(3)的底部之间。

8.一种利用如权利要求1-7任一项所述的船管连接装置连接沉放驳与沉管管节的连接方法，其特征在于，包括如下步骤：

向沉放驳(1)的船体内加水压载，使船管连接装置中的支墩(3)与连接板(4)接触，并使所述支墩(3)的底部置于船管连接装置中抗剪块(6)围成的凹槽内，直至所述支墩(3)与所述连接板(4)之间的压力大于运输时的水流阻力为止；

利用沉放驳(1)上设置的提升绞车和吊缆，将所述沉管管节(2)与所述沉放驳(1)拉紧，将船管连接装置中绑扎拉杆(5)的一端连接于所述沉放驳(1)底部，另一端连接于所述连接板(4)。

9.根据权利要求8所述的连接沉放驳与沉管管节的连接方法，其特征在于：向沉放驳(1)的船体内加水压载前，还包括在所述抗剪块(6)围成的凹槽内安装橡胶垫(9)的步骤。

10.根据权利要求8所述的连接沉放驳与沉管管节的连接方法，其特征在于：在连接绑扎拉杆(5)后，还包括在所述抗剪块(6)的倾斜面与所述支墩(3)的侧面之间楔入楔块(7)的步骤。