CN108286257B - 一种装沙箱体深水围堰系统 - Google Patents
一种装沙箱体深水围堰系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种装沙箱体深水围堰系统,它由箱体围堰子系统、承重架吊装子系统、电器控制子系统、深水围堰施工子系统四部分组成。箱体围堰子系统包括装沙箱体、吊装孔定位装置、引绳及牵引装置、进沙排沙排水孔、堆箱墙体拉绳装置。吊装子系统包括吊装承重架装置、电磁锁及吊盘装置、施工摄像装置。深水围堰施工子系统包括箱体装沙排沙方法、电磁锁定位吊装方法、导位引绳定位吊装堆箱方法、底层基础箱体堆放及堆箱墙体堆放方法、堆箱墙体缆绳牵引加固方法。本发明的深水围堰系统结构牢固,采用半自动化施工方便快捷,装沙箱体能拆除重复利用,用沙子和废旧集装箱能节约巨量的石料和钢材,具有节省资源、设备、劳力的优势,使工程造价极为低廉。
Description
技术领域
本发明属于深水围堰技术领域,尤其涉及一种装沙箱体深水围堰系统。
背景技术
深水围堰传统的技术使用铁猪笼围堰,就以中等水深60米的猪笼梯形围堰为例,其底宽为150米,顶宽6米,10千米围堰长度计算就需要9千3百60万立方米以上花岗岩和几十万吨钢筋,以及焊接、投放、开采、运输等其造价就是个几千亿元的巨额成本,对资源破坏和劳力及设备浪费巨大。同时传统的深水围堰速度慢,围堰所用的石料和钢材几乎不能重复使用,也很少采用智能化和自动化的施工技术,很多施工方案都需要人工水下操作,施工设备和人员的安全得不到保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装沙箱体深水围堰系统,以解决上述背景技术中提出的问题,为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种装沙箱体深水围堰系统,由箱体围堰子系统、承重架吊装子系统、电器控制子系统、深水围堰施工子系统四部分组成。所述箱体围堰子系统包括装沙箱体、吊装孔定位装置、引绳及牵引装置、进沙排沙排水孔、堆箱墙体拉绳装置;所述承重架吊装子系统包括吊装承重架装置、电磁锁及吊盘装置、施工摄像装置;所述电器控制子系统包括电脑控制器、吊装架上下升降机构、吊装架水平位移机构、传感器装置、施工视频显示器、施工信息显示器、施工分析记录器、施工语音提示器、声光警报器、操作控制按钮装置;所述深水围堰施工子系统包括箱体装沙排沙方法、电磁锁定位吊装方法、导位引绳定位吊装堆箱方法、底层基础箱体堆放及堆箱墙体堆放方法、堆箱墙体缆绳牵引加固方法。
1. 所述装沙箱体用于在围堰中形成深水墙体,它是标准尺寸的长方形集装箱体,包括扁孔角件、上部长边钢梁、下部长边钢梁、短边钢梁、箱体加固拉撑装置;所述的箱体加固拉撑装置是设置在装沙箱体内部的多根加固支撑体,用于加固装沙箱体提高承载能力;所述吊装孔定位装置设置在装沙箱体上部长边钢梁和下部长边钢梁两端扁孔角件的位置,用于装沙箱体的承重定位吊装,它包括下部加固板、下凸块螺栓、定位孔环、拉撑杆、上部吊装板、上凸块螺栓、吊装孔环、吊装承重杆、限位弯板;所述的引绳及牵引装置用于上下装沙箱体通过导位引绳进行吊装定位以及堆箱墙体通过拉绳钢缆进行整体加固,它包括定位弯板、引绳环孔、导位引绳、脱绳器具、重力脱钩孔套,所述定位弯板设置在装沙箱体两条上部长边钢梁的中部两侧,在定位弯板上设有两个引绳环孔,导位引绳通过脱绳器具固定在引绳环孔上,所述的定位弯板还具有上下装沙箱体定位吊装的限位功能;所述进沙排沙排水孔包括进沙排沙孔和排水滤网孔,所述进沙排沙孔为装沙箱体顶部的开口圆孔,通过进沙排沙孔内插入喷沙管或抽沙管能将沙子或沙浆装入或排出装沙箱体,所述的排水滤网孔为装沙箱体侧面下部的开口滤网孔,能将装沙箱体内沙子中的积水排出箱体;所述堆箱墙体拉绳装置包括堰外钢桩、堰内钢桩、外钢桩拉绳、顶端拉绳、内钢桩拉绳、堆箱墙体外拉绳、堆箱顶拉绳、堆箱墙体内拉绳、拉绳收紧器,通过堆箱墙体拉绳装置实现用拉绳钢缆对堆箱墙体的牵引加固。
2. 所述电磁锁及吊盘装置包括电动涡轮吊盘、吊装电磁锁、电磁锁分支电缆、电缆总线、电缆分线盒、牵引电磁锁、钢索电缆,所述吊装电磁锁有四个,分别固定在吊装承重架四角部位长边钢梁的两端,所述电缆分线盒固定在吊装承重架的中部位置,所述电缆总线的一端通过电缆分线盒分别连接出4根电磁锁分支电缆与吊装电磁锁电性连接,电缆总线的另一端与电脑控制器相连接;所述吊装承重架装置包括吊装承重架、吊装架钢缆,所述吊装承重架由两条长边钢梁和两条短边钢梁组成的长方形的钢梁框架,框架中部有多根加固钢梁,所述吊装架钢缆由固定在电动涡轮吊盘和吊装承重架之间的4根四角钢缆和一根中心钢缆组成;所述施工摄像装置包括强光摄像装置和监控摄像装置,所述强光摄像装置有4组,分别固定在4个吊装电磁锁的上部位置,它能监控吊装承重架和吊装电磁锁与装沙箱体之间的定位和移动,强光摄像装置包括防水摄像机、强光照射灯、摄像小电缆,所述电缆总线通过电缆分线盒分别连接出4根摄像小电缆与防水摄像机和强光照射灯电性连接;所述监控摄像装置包括环境摄像机、监控分支电缆、摄像分线盒、监控总线电缆,环境摄像机有多组,分别安装在电动涡轮吊盘上部的吊装臂架上或装沙箱体的吊装货舱部位,便于吊装施工的准确定位和监控;所述电动涡轮吊盘连接着电缆线,此电缆线通过电缆分线盒与电缆总线连接,电动涡轮吊盘的吊盘通电后能360度的微调转动并牵引着吊装承重架水平转动,用于调整吊装承重架在吊装施工中的准确位置。
3. 所述的箱体装沙排沙方法的具体技术是:对装沙箱体的箱体内进行装沙和对箱体内进行排沙的两种方法,第一种方法是用喷沙机管口对准进沙排沙孔向装沙箱体内喷入沙子或沙浆,直到装沙箱体内装满沙子,第二种方法是用抽沙机管口伸入进沙排沙孔内从装沙箱体内抽出沙子或沙浆,直到装沙箱体内的沙子被排空,排水滤网孔能将装沙箱体内多余的积水通过滤网排出箱体外;所述电磁锁定位吊装方法的具体技术是:在装沙箱体的上部四角位于上部长边钢梁的两端设有四个吊装孔环和吊装承重杆,在吊装承重架的两根长边钢梁的两端设有四个吊装电磁锁和施工摄像装置,由于四个吊装电磁锁位置与四个吊装孔环或吊装承重杆结构位置的设计保持一致,通过施工摄像装置的视频引导,当吊装承重架落在装沙箱体上部时,吊装电磁锁刚好准确的落在吊装孔环或吊装承重杆的位置,此时操作控制按钮装置使吊装电磁锁的承重锁杆锁定在吊装孔环内或吊装承重杆的内部,完成吊装承重架装置与装沙箱体之间的吊装电磁锁定位吊装的半自动化锁定,然后开始进行装沙箱体吊装的围堰施工,通过施工摄像装置的视频引导,当吊装的装沙箱体在水下准确的落在下层装沙箱体的堆箱墙体上部时,放松吊装架钢缆,操作控制按钮装置使吊装电磁锁的承重锁杆收缩并释放吊装孔环或吊装承重杆,完成吊装承重架装置与装沙箱体之间的分离,使吊装承重架装置脱离装沙箱体后再去做下一次的吊装沙箱体的工作;所述的导位引绳定位吊装堆箱方法的具体技术是:预先在下层装沙箱体)两侧的引绳环孔上固定两组脱绳器具,从两组脱绳器具上连接两根导位引绳拉出水面,在上层装沙箱体入水时将两根导位引绳穿在上层装沙箱体底边箱角位置的定位环孔中,两根导位引绳再穿过重力脱钩孔套在水面上牵引拉直,吊装施工使上层装沙箱体与底层装沙箱体距离很近时,继续拉直两根导位引绳,使上层装沙箱体箱角位置的定位环孔沿着两根导位引绳被整体导向,调正对齐了上层装沙箱体与下层装沙箱体之间的相对位置,此时,上层装沙箱体重压在下层两个装沙箱体的结合部位,完成了堆箱墙体上下装沙箱体的垂直堆箱的精确定位,最后使用脱绳器具将导位引绳从两侧的引绳环孔上分离,对导位引绳进行收回;所述底层基础箱体堆放及堆箱墙体堆放方法其具体操作是:首先将最底层装沙箱体与水底基础面进行调平堆放,底层基础箱体依次为4列+3列+2列结构各堆高两层的方式进行底层基础堆箱墙体的地基的摆放,然后进行单列堆箱墙体垂直错位式箱体堆高多层直至到水面高度,垂直错位式堆高就是每个上层箱体垂直重压在两个下层装沙箱体的中间部位依次砌墙方式摆放;所述的堆箱墙体缆绳牵引加固方法的具体技术是:当装沙箱体的堆箱墙体堆放到达水面高度后,使用两种缆绳加固堆箱墙体的措施,第一种措施是:从一底层基础箱体的中部两边的引绳环孔上分别牵引出堆箱墙体外拉绳、堆箱顶拉绳、堆箱墙体内拉绳的3条拉绳钢缆,然后从垂直高度方向上锁紧两个拉绳收紧器,将所有垂直高度方向上的堆箱墙体用3条拉绳钢缆通过引绳环孔进行整体牵引加固;第二种措施是:从堰外钢桩和堰内钢桩分别牵引出外钢桩拉绳、顶端拉绳、内钢桩拉绳的3条拉绳钢缆,然后从垂直高度方向上锁紧两个拉绳收紧器,将所有垂直高度方向上的堆箱墙体用3条拉绳钢缆通过引绳环孔进行整体牵引加固。
4. 所述的引绳及牵引装置的定位弯板和吊装孔定位装置的限位弯板主要用于上下装沙箱体在垂直堆放时的位置对齐限位,这两块弯板的弯曲角度是相同的,都是与箱体垂直方向对外弯曲20—45度之间的一个确定角度值,堆箱墙体在垂直堆放时,上边装沙箱体的底部将要落在下边装沙箱体的顶部处于两个弯板边沿范围的时候,虽然上下两个装沙箱体的底部与顶部之间对齐位置有很小的偏差,由于定位弯板和限位弯板的角度向内弯曲收缩,当上边装沙箱体边缘沿着弯板限位角度落下,使这种位置偏差被弯板与箱底的向内限位而消失,实现了上下两个装沙箱体垂直堆放位置被弯板导向限位,使上下箱体的堆箱位置对齐消除了偏差。
5. 所述的脱绳器具包括锁扣绑绳、锁扣绑绳环、脱绳锁扣套、中心拉杆、弹性双锁钩、脱钩斜板、弹簧、锁钩绑绳环、重力脱钩孔套、脱钩孔、牵引吊环;所述锁扣绑绳的一端固定在引绳环孔上,另一端固定在锁扣绑绳环上,弹性双锁钩、脱钩斜板、锁钩绑绳环是相连在一起的整体,弹性双锁钩由于弹簧的弹力使双锁钩张开后被锁定在脱绳锁扣套中;所述的钢索电缆是一种高强度抗拉力的柔性防水电缆,它一端与牵引电磁锁88相连接,另一端固定在吊装承重架上通过电缆分线盒与电缆总线连接,由于牵引吊环被牵引电磁锁88的锁杆锁定,使得与其相连接的重力脱钩孔套的位置保持在与吊装承重架一定距离位置上;导位引绳是通过水面穿过重力脱钩孔套和定位环孔与锁钩绑绳环固定相连接的,锁钩绑绳环和脱钩斜板通过弹性双锁钩锁定在脱绳锁扣套的内部;当导位引绳完成上下装沙箱体的引绳定位装沙箱体被位置对齐落定后,操作控制按钮装置使牵引电磁锁88释放牵引吊环,与其连接的重力脱钩孔套也被释放并依靠自身重力沿着导位引绳落在脱钩斜板上,此时脱钩孔套的脱钩孔压迫脱钩斜板收缩,使得弹性双锁钩同时向中心拉杆位置收缩,这时,脱绳锁扣套与弹性双锁钩之间的锁扣关联被解除,弹性双锁钩脱离脱绳锁扣套使导位引绳被自由释放,当吊装承重架完成吊装工作上升时,导位引绳被水上收回。
6.所述的吊装电磁锁设有电磁线圈体和双锁孔吊装板以及承重锁杆,平时承重锁杆穿过双锁孔吊装板的孔眼,呈锁定状态,在需要锁定装沙箱体进行起吊作业时,电磁线圈体通电使承重锁杆收缩也使双锁孔吊装板之间留出待锁空间,当装沙箱体的吊装孔环或吊装承重杆放入到双锁孔吊装板之间的待锁空间时,电磁线圈体释放承重锁杆重新返回锁定状态,此时承重锁杆将吊装孔环或吊装承重杆锁定在双锁孔吊装板之间,这样,装沙箱体与吊装承重架之间由四组吊装电磁锁锁定连接在一起,当起吊装沙箱体堆箱吊装结束时,吊装电磁线圈体再次通电使承重锁杆收缩,释放装沙箱体上的吊装孔环或吊装承重杆,完成一次吊装电磁锁的起吊锁定以及吊装电磁锁的释放分离装沙箱体的工作。
7. 所述电器控制子系统的电脑控制器连接并控制着吊装架上下升降机构、吊装架水平位移机构、传感器装置、施工视频显示器、施工信息显示器、施工分析记录器、施工语音提示器、声光警报器、操作控制按钮装置、电磁锁及吊盘装置、施工摄像装置;所述操作控制按钮装置为人机界面的操作装置,它包括摄像角度控制按钮、吊装架上下升降按钮、吊装水平位移按钮、强光照射灯亮度旋钮、吊装电磁锁控制按钮、牵引电磁锁控制按钮、涡轮吊盘转动按纽;所述传感器装置是吊装施工运作时对设备情况和环境情况的感知装置,它包括传感器分线盒、传感器总电缆、吊装缆绳长度传感器、吊装架水平位移传感器、环境温度传感器、海水温度传感器、环境风力传感器、海浪强度传感器、潮水流速传感器,传感器分线盒连接这些传感器并通过传感器总电缆与电脑控制器电性连接,施工信息显示器能显示这些传感器的运行数据参数,协助操作人员更好的完成吊装施工的操作;所述的施工视频显示器由吊装定位显示器和吊装环境显示器组成,吊装定位显示器能通过4个分屏的显示方法对分布在4个位置的防水摄像机拍摄的吊装电磁锁的吊装定位情况进行视频显示,吊装环境显示器能通过4个分屏的显示方法对分布在4个位置的环境摄像机拍摄的装沙箱体位置及吊装环境情况进行视频显示;强光照射灯为防水摄像机提供水下强光照明,由强光照射灯亮度旋钮调节亮度;吊装电磁锁的锁定与释放由吊装电磁锁控制按钮进行控制,牵引电磁锁的释放由牵引电磁锁控制按钮进行控制,吊装架上下升降机构和吊装架水平位移机构由吊装架上下升降按钮和吊装水平位移按钮进行控制,电动涡轮吊盘的微调转动由涡轮吊盘转动按纽进行左右转动控制;所述施工分析记录器能对吊装施工中的设备运行过程、操作运行过程、传感器数据进行记录并能展开分析工作,所述施工语音提示器能对吊装施工的关键操作时进行语音提示,所述声光警报器能在电脑控制器预判出现不安全状况时,预先发出声光警报确保安全施工。
与现有技术相比,本发明有益效果:
1.本发明的各种技术不仅用于装沙箱体深水围堰,其中大部分先进技术都可用于现代化港口吊装设备的自动化改造。
2.本发明的一种装沙箱体深水围堰系统的最大有益效果就是围堰速度快比一般围堰方式速度快数倍至数十倍以上。
3.本发明的装沙箱体使用旧的集装箱体节省了大量的钢材和制造成本,有着巨大的经济效益和资源节省效益。
4.本发明的装沙箱体在围堰填岛完成后能方便拆除,集装箱体可转移到新的围堰工程中重复使用。
5.本发明的沙箱体装沙排沙方法机械化程度好,效率高,节省劳力。
6.本发明的电磁锁定位吊装方法快速简便具有一定的自动化程度,施工效率高。
7.本发明的导位引绳定位吊装堆箱方法在深水作业中无需潜水人员协助,定位准确,定位速度快。
8.本发明的导位引绳连接与分离方法的脱绳器具结构简单,使用方便,导位引绳的分离自动化程度高,导位引绳能够重复使用。
9.本发明的底层基础箱体堆放及堆箱墙体堆放方法的底层基础牢固,堆箱墙体错位堆高结构稳定性好。
10.本发明的堆箱墙体缆绳牵引加固方法采用箱体墙内外拉绳钢缆牵引整体加固措施和围堰内外钢桩拉绳钢缆牵引整体加固两种措施,具有很高的结构稳定性,能抗17 级台风的海浪。
11.本发明的电动涡轮吊盘的微调转动带动吊装承重架水平360度左右转动是吊装技术的重大创新,为实现吊装自动化增添了创造性的吊装设备和技术。
12.本发明采用沙子装箱围堰代替石料围堰,就地取材,不破环环境,节约了运输和劳力成本。
13. 本发明的电器控制子系统采用了电脑智能管理,摄像装置和显示器实现了影像可视化操作;采用不同功能的传感器实现了智能化操作管理;连接电脑控制的升降和水平移动机构实现了吊装位置的精确控制;连接电脑控制的吊装电磁锁实现了装沙箱体的自动化吊装施工;牵引电磁锁和导位引绳实现了堆箱墙体的精确定位以及脱绳器具的导位引绳自动分离回收;施工记录分析器实现了对施工过程的机械、电子、传感器数据以及各种操作的全程记录,为各种分析提供施工运行资料;施工语音提示器17能对吊装施工的关键操作时进行语音提示;声光警报器18能在电脑控制器10预判出现不安全状况时,预先发出声光警报确保安全施工。
综上所述,本发明的装沙箱体深水围堰系统具有箱体围堰子系统、承重架吊装子系统、电器控制子系统、深水围堰施工子系统四个子系统部分,采用了智能化和自动化围堰施工技术,本深水围堰系统的堆箱墙体结构牢固稳定性好,围堰施工方便快捷,利用旧集装箱和沙子能节约巨量的石料和钢材,最主要的特点是节省资源、节省设备、节省劳力,相比其他深水围堰方案和技术其工程造价极为低廉。
附图说明
图1为两种围堰系统结构的比较实施例示意图;图2为深水围堰施工系统的吊装工程船吊装施工实施例示意图;图3为电器控制子系统的电脑控制系统实施例示意图;图4为本发明的装沙箱体各部件组成结构图实施例示意图;图5为箱体围堰子系统与承重架吊装子系统的部分结构的实施例示意图;图6为堆箱墙体的上下装沙箱体引绳导位与摄像引导施工的实施例示意图;图7为单列堆箱墙体垂直错位式箱体堆高的吊装施工实施例示意图;图8为本发明的堆箱墙体缆绳牵引加固和础箱体堆放技术实施例示意图;图9为本发明的吊装电磁锁结构以及工作过程的实施例示意图;图10为本发明的脱绳器具的结构以及工作过程的实施例示意图;图11为本发明的脱绳器具的脱绳过程详细结构的实施例示意图。
图中:2 .装沙箱体、3 .吊装孔定位装置、4 .引绳及牵引装置、5 .进沙排沙排水孔、6 .堆箱墙体拉绳装置、7 .吊装承重架装置、8 .电磁锁及吊盘装置、9 .施工摄像装置、10 .电脑控制器、11 .吊装架上下升降机构、12 .吊装架水平位移机构、13 .传感器装置、14 .施工视频显示器、15 .施工信息显示器、16 .施工分析记录器、17 .施工语音提示器、18 .声光警报器、19 . 操作控制按钮装置、21 .扁孔角件、22 .上部长边钢梁、23 .下部长边钢梁、24 .短边钢梁、25 . 箱体加固拉撑装置、31 .下部加固板、32 .下凸块螺栓、33 .定位孔环、34 .拉撑杆、35 .上部吊装板、36 .上凸块螺栓、37 .吊装孔环、38 .吊装承重杆、39 .限位弯板、41 .定位弯板、42 .引绳环孔、43 .导位引绳、44 .脱绳器具、51 .进沙排沙孔、52 .排水滤网孔、61 .堰外钢桩、62 .堰内钢桩、63 .外钢桩拉绳、64 .顶端拉绳、65 .内钢桩拉绳、66 .堆箱墙体外拉绳、67 .堆箱顶拉绳、 68 .堆箱墙体内拉绳、69 .拉绳收紧器、71 .吊装承重架、72 .吊装架钢缆、80 .电动涡轮吊盘、81 .吊装电磁锁、82 .电磁锁分支电缆、83 .电缆总线、84 .电缆分线盒、85 .电磁线圈体、86 .双锁孔吊装板、87 .承重锁杆、88 .牵引电磁锁、89 .钢索电缆、90 .强光摄像装置、91 .防水摄像机、92 .强光照射灯、93 .摄像小电缆、94 .监控摄像装置、95 .环境摄像机、96 .监控分支电缆、 97 .摄像分线盒、98 .监控总线电缆、131 .传感器分线盒、132 .传感器总电缆、133 .吊装缆绳长度传感器、134 .吊装架水平位移传感器、135 .环境温度传感器、136 .海水温度传感器、137 .环境风力传感器、138 .海浪强度传感器、139 .潮水流速传感器、191 .摄像角度控制按钮、192 . 吊装架上下升降按钮、193 .吊装水平位移按钮、194 .强光照射灯亮度旋钮、195 .吊装电磁锁控制按钮、196 .牵引电磁锁控制按钮、197 .涡轮吊盘转动按纽、.441 .锁扣绑绳、 442 .锁扣绑绳环、443 .脱绳锁扣套、444 .中心拉杆、445 .弹性双锁钩、446 .脱钩斜板、447 .锁钩弹簧、448 .锁钩绑绳环、450 .重力脱钩孔套、451 .脱钩孔、452 .牵引吊环。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种装沙箱体深水围堰系统,由箱体围堰子系统、承重架吊装子系统、电器控制子系统、深水围堰施工子系统四部分组成。见实施例示意图3-8所示,所述箱体围堰子系统包括装沙箱体2、吊装孔定位装置3、引绳及牵引装置4、进沙排沙排水孔5、堆箱墙体拉绳装置6、所述承重架吊装子系统包括吊装承重架装置7、电磁锁及吊盘装置8、施工摄像装置9。所述电器控制子系统包括电脑控制器10、吊装架上下升降机构11、吊装架水平位移机构12、传感器装置13、施工视频显示器14、施工信息显示器15、施工分析记录器16、施工语音提示器17、声光警报器18、操作控制按钮装置19。
所述深水围堰施工子系统包括箱体装沙排沙方法、电磁锁定位吊装方法、导位引绳定位吊装堆箱方法、底层基础箱体堆放及堆箱墙体堆放方法、堆箱墙体缆绳牵引加固方法。
一、箱体围堰子系统具体实施方式的实施例见实施例示意图4所示,所述装沙箱体2用于在围堰中形成深水墙体,它是标准尺寸的长方形集装箱体,包括扁孔角件21、上部长边钢梁22、下部长边钢梁23、短边钢梁24、箱体加固拉撑装置25;所述的箱体加固拉撑装置25是设置在装沙箱体内部的多根加固支撑体,用于加固装沙箱体2提高承载能力,由于装沙箱体2很大部分是废旧的集装箱,不牢固的位置不同,箱体加固拉撑装置25在箱体内的拉撑杆有不同位置的加固方法,通常有斜对角拉撑杆加固、上部和下部长边钢梁之间的加固,上部和下部短边钢梁之间的加固等等类似的结构加固。所述吊装孔定位装置3设置在装沙箱体2上部长边钢梁22和下部长边钢梁23两端扁孔角件21 的位置,用于装沙箱体的承重定位吊装,它包括下部加固板31、下凸块螺栓32、定位孔环33、拉撑杆34、上部吊装板35、上凸块螺栓36、吊装孔环37、吊装承重杆38、限位弯板39。下凸块螺栓32和上凸块螺栓36的扁凸块形状的螺帽分别安装在装沙箱体2上部和下部的扁孔角件 21的扁孔中,使扁凸块形状的螺帽和扁孔的孔位错位90度拧紧螺母,吊装孔定位装置3被紧固在装沙箱体2上部长边钢梁22和下部长边钢梁23两端扁孔角件21的位置,加强了装沙箱体2四角上下部位的承载能力。
见实施例示意图4-6和图10-11所示,所述的引绳及牵引装置4用于上下装沙箱体通过导位引绳进行吊装定位以及堆箱墙体通过拉绳钢缆进行整体加固,它包括定位弯板41、引绳环孔42、导位引绳43、脱绳器具44、脱钩孔套450,所述定位弯板41设置在装沙箱体两条上部长边钢梁22的中部两侧,在定位弯板41上设有两个引绳环孔42,导位引绳43通过脱绳器具44固定在引绳环孔42上,所述的定位弯板41还具有上下装沙箱体定位吊装的限位功能。
见实施例示意图4-6所示,所述进沙排沙排水孔5包括进沙排沙孔51和排水滤网孔52,所述进沙排沙孔51为装沙箱体顶部的开口圆孔,通过进沙排沙孔内插入喷沙管或抽沙管能将沙子或沙浆装入或排出装沙箱体,所述的排水滤网孔52为装沙箱体侧面下部的开口滤网孔,能将装沙箱体内沙子中的积水排出箱体。
见实施例示意图8所示,所述堆箱墙体拉绳装置6包括堰外钢桩61、堰内钢桩62、外钢桩拉绳63、顶端拉绳64、内钢桩拉绳65、堆箱墙体外拉绳66、堆箱顶拉绳67、堆箱墙体内拉绳68、拉绳收紧器69,通过堆箱墙体拉绳装置6实现用拉绳钢缆对堆箱墙体的牵引加固。
二、承重架吊装子系统具体实施方式的实施例见实施例示意图5所示,所述吊装承重架装置7包括吊装承重架71、吊装架钢缆72,所述吊装承重架71由两条长边钢梁和两条短边钢梁组成的长方形的钢梁框架,框架中部有多根加固钢梁,所述吊装架钢缆72由固定在电动涡轮吊盘80和吊装承重架71之间的4根四角钢缆和一根中心钢缆组成。
见实施例示意图5、图9所示,所述电磁锁及吊盘装置8包括电动涡轮吊盘80、吊装电磁锁81、电磁锁分支电缆82、电缆总线83、电缆分线盒84、牵引电磁锁88、钢索电缆89,所述吊装电磁锁81有四个,分别固定在吊装承重架71四角部位长边钢梁的两端,所述电缆分线盒84固定在吊装承重架71的中部位置,所述电缆总线83的一端通过电缆分线盒84分别连接出4根电磁锁分支电缆82与吊装电磁锁81电性连接,电缆总线83的另一端与电脑控制器10相连接。
见实施例示意图2-9所示,所述施工摄像装置9包括强光摄像装置90和监控摄像装置94,所述强光摄像装置90有4组,分别固定在4个吊装电磁锁的上部位置,它能监控吊装承重架71和吊装电磁锁81与装沙箱体2之间的定位和移动,强光摄像装置90包括防水摄像机91、强光照射灯92、摄像小电缆93,所述电缆总线83通过电缆分线盒84分别连接出4根摄像小电缆93与防水摄像机91和强光照射灯92电性连接。所述监控摄像装置94包括环境摄像机95、监控分支电缆96、摄像分线盒97、监控总线电缆98,环境摄像机95有多组,分别安装在电动涡轮吊盘80上部的吊装臂架上或装沙箱体2的吊装货舱部位,便于吊装施工的准确定位和监控。
见实施例示意图2-7所示,所述电动涡轮吊盘80连接着电缆线,此电缆线通过电缆分线盒84与电缆总线83连接,电动涡轮吊盘80的吊盘通电后能360度的微调转动并牵引着吊装承重架71水平转动,用于调整吊装承重架71在吊装施工中的准确位置。
三、深水围堰施工子系统具体实施方式的实施例见实施例示意图4所示,所述的箱体装沙排沙方法的具体技术是:对装沙箱体2的箱体内进行装沙和对箱体内进行排沙的两种方法,第一种方法是用喷沙机管口对准进沙排沙孔51向装沙箱体内喷入沙子或沙浆直到装沙箱体内装满沙子,第二种方法是用抽沙机管口伸入进沙排沙孔内从装沙箱体内抽出沙子或沙浆直到装沙箱体内的沙子被排空,排水滤网孔52能将装沙箱体内多余的积水通过滤网排出箱体外。
2、见实施例示意图3-7和图9所示,所述电磁锁定位吊装方法的具体技术是:在装沙箱体2的上部四角位于上部长边钢梁22的两端设有四个吊装孔环37和吊装承重杆38,在吊装承重架71的两根长边钢梁的两端设有四个吊装电磁锁81和施工摄像装置9,由于四个吊装电磁锁81位置与四个吊装孔环37或吊装承重杆38结构位置的设计保持一致,通过施工摄像装置9的视频引导,当吊装承重架71落在装沙箱体2上部时,吊装电磁锁81刚好准确的落在吊装孔环37或吊装承重杆38的位置,此时操作控制按钮装置19使吊装电磁锁81的承重锁杆锁定在吊装孔环37孔环内或吊装承重杆38的内部,完成吊装承重架装置7与装沙箱体2之间的吊装电磁锁定位吊装的半自动化锁定,然后开始进行装沙箱体吊装的围堰施工,通过施工摄像装置9的视频引导,当吊装的装沙箱体2在水下准确的落在下层装沙箱体2的堆箱墙体上部时,放松吊装架钢缆72,操作控制按钮装置19使吊装电磁锁81的承重锁杆收缩并释放吊装孔环37或吊装承重杆38,完成吊装承重架装置7与装沙箱体2之间的分离,使吊装承重架装置7脱离装沙箱体2后再去做下一次的吊装沙箱体2的工作。
3、见实施例示意图5-7和图10-11所示,所述的导位引绳定位吊装堆箱方法的具体技术是:预先在下层装沙箱体2两侧的引绳环孔42上固定两组脱绳器具44,从两组脱绳器具44上连接两根导位引绳43拉出水面,在上层装沙箱体2入水时将两根导位引绳穿在上层装沙箱体2底边箱角位置的定位环孔33中,两根导位引绳43再穿过重力脱钩孔套450在水面上牵引拉直,吊装施工使上层装沙箱体与底层装沙箱体距离很近时,继续拉直两根导位引绳43,使上层装沙箱体2箱角位置的定位环孔33沿着两根导位引绳43被整体导向,调正对齐了上层装沙箱体2与下层装沙箱体2之间的相对位置,此时,上层装沙箱体重压在下层两个装沙箱体2的结合部位,完成了堆箱墙体上下装沙箱体2的垂直堆箱的精确定位,最后使用脱绳器具44将导位引绳43从两侧的引绳环孔42上分离,对导位引绳43进行收回。上层装沙箱体重压在下层两个装沙箱体2的结合部位就是指采用垂直错位式堆高方式,每个上层箱体垂直重压在两个下层装沙箱体的中间部位依次砌墙方式摆放。
4、见实施例示意图7和图8所示,所述底层基础箱体堆放及堆箱墙体堆放方法其具体操作是:首先将最底层装沙箱体与水底基础面进行调平堆放,底层基础箱体依次为4列+3列+2列结构各堆高两层的方式进行底层基础堆箱墙体的地基的摆放,然后进行单列堆箱墙体垂直错位式箱体堆高多层直至到水面高度,垂直错位式堆高就是每个上层箱体垂直重压在两个下层装沙箱体的中间部位依次砌墙方式摆放。见图8,所述底层基础箱体依次为4列+3列+2列结构各堆高两层的方式就是指:水底基础面的最底层箱体为四列堆高两层,在4列箱体基础上再堆高3列箱体两层,然后在3列箱体基础上再堆高2列箱体两层,依次完成底层基础箱体的堆放。在2列箱体基础上再堆高单列堆箱墙体,进行单列垂直错位式箱体堆高多层直至到水面高度为止。
5、见实施例示意图7和图8所示,所述的堆箱墙体缆绳牵引加固方法的具体技术是:当装沙箱体2的堆箱墙体堆放到达水面高度后,使用两种缆绳加固堆箱墙体的措施,第一种措施是:从一底层基础箱体的中部两边的引绳环孔42上分别牵引出堆箱墙体外拉绳66、堆箱顶拉绳67、堆箱墙体内拉绳68的3条拉绳钢缆,然后从垂直高度方向上锁紧两个拉绳收紧器69,将所有垂直高度方向上的堆箱墙体用3条拉绳钢缆通过引绳环孔42进行整体牵引加固;第二种措施是:从堰外钢桩61和堰内钢桩62分别牵引出外钢桩拉绳63、顶端拉绳64、内钢桩拉绳65的3条拉绳钢缆,然后从垂直高度方向上锁紧两个拉绳收紧器69,将所有垂直高度方向上的堆箱墙体用3条拉绳钢缆通过引绳环孔42进行整体牵引加固。
四、电器控制子系统的具体实施方式的实施例见实施例示意图2-3和图7所示,所述电器控制子系统的电脑控制器10连接并控制着吊装架上下升降机构11、吊装架水平位移机构12、传感器装置13、施工视频显示器14、施工信息显示器15、施工分析记录器16、施工语音提示器17、声光警报器18、操作控制按钮装置 19,电磁锁及吊盘装置8、施工摄像装置9;所述操作控制按钮装置19为人机界面的操作装置,它包括摄像角度控制按钮191、吊装架上下升降按钮192、吊装水平位移按钮193、强光照射灯亮度旋钮194、吊装电磁锁控制按钮195、牵引电磁锁控制按钮196;所述传感器装置13 是吊装施工运作时对设备情况和环境情况的感知装置,它包括传感器分线盒131、传感器总电缆132 、吊装缆绳长度传感器133、吊装架水平位移传感器134、环境温度传感器135、海水温度传感器136、环境风力传感器137、海浪强度传感器138、潮水流速传感器139,传感器分线盒131连接这些传感器并通过传感器总电缆132与电脑控制器10电性连接,施工信息显示器15能显示这些传感器的运行数据参数,电脑控制器10能自动协助操作人员更好的完成吊装施工的操作;所述的施工视频显示器14由吊装定位显示器和吊装环境显示器组成,吊装定位显示器能通过4 个分屏的显示方法对分布在4个位置的防水摄像机91拍摄的吊装电磁锁81的定位吊装情况进行视频显示,吊装环境显示器能通过4个分屏的显示方法对分布在4个位置的环境摄像机 95拍摄的装沙箱体位置及吊装环境情况进行视频显示;摄像角度控制按钮191能改变防水摄像机91的拍摄角度和范围,强光照射灯92为防水摄像机91提供水下强光照明,由强光照射灯亮度旋钮194调节亮度;吊装电磁锁81的锁定与释放由吊装电磁锁控制按钮195进行控制,牵引电磁锁88的释放由牵引电磁锁控制按钮196进行控制,吊装架上下升降机构11和吊装架水平位移机构12由吊装架上下升降按钮192和吊装水平位移按钮193进行控制,电动涡轮吊盘80的微调转动由涡轮吊盘转动按纽197进行左右转动控制;所述施工分析记录器16 能对吊装施工中的设备运行过程、操作运行过程、传感器数据进行记录并能展开分析工作;所述施工语音提示器17能对吊装施工的关键操作时进行语音提示,所述声光警报器18能在电脑控制器10预判出现不安全状况时,预先发出声光警报确保安全施工。
五、1.对于重要部件具体实施方式的实施例见实施例示意图4-7所示,所述的引绳及牵引装置4的定位弯板41和吊装孔定位装置3的限位弯板39主要用于上下装沙箱体2在垂直堆放时的位置对齐限位,这两块弯板的弯曲角度是相同的,都是与箱体垂直方向对外弯曲20—45度之间的一个确定角度值,堆箱墙体在垂直堆放时,上边装沙箱体2的底部将要落在下边装沙箱体2的顶部处于两个弯板边沿范围的时候,虽然上下两个装沙箱体的底部与顶部之间对齐位置有很小的偏差,由于定位弯板41和限位弯板39的角度向内弯曲收缩,当上边装沙箱体边缘沿着弯板限位角度落下,使这种位置偏差被弯板与箱底的向内限位而消失,实现了上下两个装沙箱体垂直堆放位置被弯板导向限位,使上下箱体的堆箱位置对齐消除了偏差。
2.见实施例示意图3-7和图10-11所示,所述的脱绳器具44包括锁扣绑绳441、锁扣绑绳环442、脱绳锁扣套443、中心拉杆444、弹性双锁钩445、脱钩斜板446、弹簧447、锁钩绑绳环448、重力脱钩孔套450、脱钩孔451、牵引吊环452;所述锁扣绑绳441的一端固定在引绳环孔42上,另一端固定在锁扣绑绳环442上,弹性双锁钩445、脱钩斜板446、锁钩绑绳环448是相连在一起的整体,弹性双锁钩445由于弹簧447的弹力使双锁钩张开后被锁定在脱绳锁扣套443中;所述的钢索电缆89是一种高强度抗拉力的柔性电缆,它一端与牵引电磁锁88相连接,另一端固定在吊装承重架71上通过电缆分线盒84与电缆总线83连接,由于牵引吊环452被牵引电磁锁88的锁杆锁定,使得与其相连接的重力脱钩孔套450的位置保持在与吊装承重架71的一定距离位置上;导位引绳43是通过水面穿过重力脱钩孔套450和定位环孔 33与锁钩绑绳环448固定相连接的,锁钩绑绳环448和脱钩斜板446通过弹性双锁钩445锁定在脱绳锁扣套443的内部;当导位引绳43完成上下装沙箱体2的引绳定位装沙箱体2被位置对齐落定后,操作控制按钮装置19使牵引电磁锁88释放牵引吊环452,与其连接的重力脱钩孔套450也被释放并依靠自身重力沿着导位引绳43落在脱钩斜板446上,此时脱钩孔套450 的脱钩孔451压迫脱钩斜板446收缩,使得弹性双锁钩445同时向中心拉杆444位置收缩,这时,脱绳锁扣套443与弹性双锁钩445之间的锁扣关联被解除,弹性双锁钩445脱离脱绳锁扣套443使导位引绳43被自由释放,当吊装承重架71完成吊装工作上升时,导位引绳43被水上收回。
3. 见实施例示意图5、图6和图9所示,所述的吊装电磁锁81设有电磁线圈体85和双锁孔吊装板86以及承重锁杆87,平时承重锁杆87穿过双锁孔吊装板86的孔眼,呈锁定状态,在需要锁定装沙箱体进行起吊作业时,电磁线圈体85通电使承重锁杆87收缩也使双锁孔吊装板86之间留出待锁空间,当装沙箱体的吊装孔环37或吊装承重杆38放入到双锁孔吊装板86 之间的待锁空间时,电磁线圈体85释放承重锁杆87重新返回锁定状态,此时承重锁杆87将吊装孔环37或吊装承重杆38锁定在双锁孔吊装板86之间,这样,装沙箱体2与吊装承重架71 之间由四组吊装电磁锁81锁定连接在一起,当起吊装沙箱体堆箱吊装结束时,电磁线圈体85 再次通电使承重锁杆87收缩,释放装沙箱体上的吊装孔环37或吊装承重杆38,完成一次吊装电磁锁81的起吊锁定以及吊装电磁锁81的释放分离装沙箱体2的工作。
本发明的各种技术不仅用于装沙箱体深水围堰,其中大部分先进技术都可用于现代化港口吊装设备的自动化改造。例如:在集装箱上能够使用吊装孔定位装置的技术;在吊装钩上采用吊装承重架装置技术、电磁锁及吊盘装置技术、施工摄像装置技术;在吊装自动化智能化方面采用电脑控制器控制的吊装架上升下降机构技术、控制吊装架水平移动机构技术,重要的是采用了施工视频显示器技术和施工信息显示器技术实现了可视化的技术操作,尤其值得推广的是所采用的传感器自动感应控制技术保证了吊装作业的快速安全施工;用于现代化港口吊装设备的自动化改造方面还有本发明采用的施工分析记录器技术、施工语音提示器技术以及声光警报器技术。
见图1的两种围堰系统结构的比较实施例示意图所示,深水围堰传统的技术使用铁猪笼围堰,就以中等水深60米的猪笼梯形围堰为例,其底宽为150米,顶宽6米,10千米围堰长度计算就需要9千3百60万立方米以上花岗岩和几十万吨钢筋,以及焊接、投放、开采、运输等其造价就是个几千亿元的巨额成本,对资源破坏和劳力及设备浪费巨大。同时传统的深水围堰速度慢,围堰所用的石料和钢材几乎不能重复使用,也很少采用智能化和自动化的施工技术,很多施工方案都需要人工水下操作,施工设备和人员的安全得不到保证。
见图1-8所示,本发明的装沙箱体深水围堰系统具有箱体围堰子系统、承重架吊装子系统、电器控制子系统、深水围堰施工子系统四个子系统部分,具有一定程度的智能化和自动化围堰施工的先进技术,本围堰系统的堆箱墙体结构牢固稳定性好,围堰施工方便快捷,利用旧集装箱和沙子能节约巨量的石料和钢材,最主要的特点是节省资源、节省设备、节省劳力,相比其他深水围堰方案和技术其工程造价极为低廉。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种装沙箱体深水围堰系统,由箱体围堰子系统、承重架吊装子系统、电器控制子系统、深水围堰施工子系统四部分组成,其特征在于:所述箱体围堰子系统包括装沙箱体(2)、吊装孔定位装置(3)、引绳及牵引装置(4)、进沙排沙排水孔(5)、堆箱墙体拉绳装置(6);所述承重架吊装子系统包括吊装承重架装置(7)、电磁锁及吊盘装置(8)、施工摄像装置(9);所述电器控制子系统包括电脑控制器(10)、吊装架上下升降机构(11)、吊装架水平位移机构(12)、传感器装置(13)、施工视频显示器(14)、施工信息显示器(15)、施工分析记录器(16)、施工语音提示器(17)、声光警报器(18)、操作控制按钮装置(19);所述深水围堰施工子系统包括箱体装沙排沙方法、电磁锁定位吊装方法、导位引绳定位吊装堆箱方法、底层基础箱体堆放及堆箱墙体堆放方法、堆箱墙体缆绳牵引加固方法;
1)所述装沙箱体(2)用于在围堰中形成深水墙体,它是标准尺寸的长方形集装箱体,包括扁孔角件(21)、上部长边钢梁(22)、下部长边钢梁(23)、短边钢梁(24)、箱体加固拉撑装置(25);所述的箱体加固拉撑装置(25)是设置在装沙箱体内部的多根加固支撑体,用于加固装沙箱体(2)提高承载能力;所述吊装孔定位装置(3)设置在装沙箱体(2)上部长边钢梁(22)和下部长边钢梁(23)两端扁孔角件(21)的位置,用于装沙箱体的承重定位吊装,它包括下部加固板(31)、下凸块螺栓(32)、定位孔环(33)、拉撑杆(34)、上部吊装板(35)、上凸块螺栓(36)、吊装孔环(37)、吊装承重杆(38)、限位弯板(39); 所述的引绳及牵引装置(4)用于上下装沙箱体通过导位引绳进行吊装定位以及堆箱墙体通过拉绳钢缆进行整体加固,它包括定位弯板(41)、引绳环孔(42)、导位引绳(43)、脱绳器具(44)、重力脱钩孔套(450),所述定位弯板(41)设置在装沙箱体两条上部长边钢梁(22)的中部两侧,在定位弯板(41)上设有两个引绳环孔(42),导位引绳(43)通过脱绳器具(44)固定在引绳环孔(42)上,所述的定位弯板(41)还具有上下装沙箱体定位吊装的限位功能;所述进沙排沙排水孔(5)包括进沙排沙孔(51)和排水滤网孔(52),所述进沙排沙孔(51)为装沙箱体顶部的开口圆孔,通过进沙排沙孔内插入喷沙管或抽沙管能将沙子或沙浆装入或排出装沙箱体,所述的排水滤网孔(52)为装沙箱体侧面下部的开口滤网孔,能将装沙箱体内沙子中的积水排出箱体;所述堆箱墙体拉绳装置(6)包括堰外钢桩(61)、堰内钢桩(62)、外钢桩拉绳(63)、顶端拉绳(64)、内钢桩拉绳(65)、堆箱墙体外拉绳(66)、堆箱顶拉绳(67)、堆箱墙体内拉绳(68)、拉绳收紧器(69),通过堆箱墙体拉绳装置(6)实现用拉绳钢缆对堆箱墙体的牵引加固;
2)所述电磁锁及吊盘装置(8)包括电动涡轮吊盘(80)、吊装电磁锁(81)、电磁锁分支电缆(82)、电缆总线(83)、电缆分线盒(84)、牵引电磁锁(88)、钢索电缆(89),所述吊装电磁锁(81)有四个,分别固定在吊装承重架(71)四角部位长边钢梁的两端,所述电缆分线盒(84)固定在吊装承重架(71)的中部位置,所述电缆总线(83)的一端通过电缆分线盒(84)分别连接出4根电磁锁分支电缆(82)与吊装电磁锁(81)电性连接,电缆总线(83)的另一端与电脑控制器(10)相连接;所述吊装承重架装置(7)包括吊装承重架(71)、吊装架钢缆(72),所述吊装承重架(71)由两条长边钢梁和两条短边钢梁组成的长方形的钢梁框架,框架中部有多根加固钢梁,所述吊装架钢缆(72)由固定在电动涡轮吊盘(80)和吊装承重架(71)之间的4根四角钢缆和一根中心钢缆组成; 所述施工摄像装置(9)包括强光摄像装置(90)和监控摄像装置(94),所述强光摄像装置(90)有4组,分别固定在4个吊装电磁锁(81)的上部位置,它能监控吊装承重架(71)和吊装电磁锁(81)与装沙箱体(2)之间的定位和移动,强光摄像装置(90)包括防水摄像机(91)、强光照射灯(92)、摄像小电缆(93),所述电缆总线(83)通过电缆分线盒(84)分别连接出4根摄像小电缆(93)与防水摄像机(91)和强光照射灯(92)电性连接;所述监控摄像装置(94)包括环境摄像机(95)、监控分支电缆(96)、摄像分线盒(97)、监控总线电缆(98),环境摄像机(95)有多组,分别安装在电动涡轮吊盘(80)上部的吊装臂架上或装沙箱体(2)的吊装货舱部位,便于吊装施工的准确定位和监控;所述电动涡轮吊盘(80)连接着电缆线,此电缆线通过电缆分线盒(84)与电缆总线(83)连接,电动涡轮吊盘(80)的吊盘通电后能360度的微调转动并牵引着吊装承重架(71)水平转动,用于调整吊装承重架(71)在吊装施工中的准确位置;
3)所述的箱体装沙排沙方法的具体技术是:对装沙箱体(2)的箱体内进行装沙和对箱体内进行排沙的两种方法,第一种方法是用喷沙机管口对准进沙排沙孔(51)向装沙箱体内喷入沙子或沙浆直到装沙箱体内装满沙子,第二种方法是用抽沙机管口伸入进沙排沙孔内从装沙箱体内抽出沙子或沙浆直到装沙箱体内的沙子被排空,排水滤网孔(52)能将装沙箱体内多余的积水通过滤网排出箱体外;所述电磁锁定位吊装方法的具体技术是:在装沙箱体(2)的上部四角位于上部长边钢梁(22)的两端设有四个吊装孔环(37)和吊装承重杆(38),在吊装承重架(71)的两根长边钢梁的两端设有四个吊装电磁锁(81)和施工摄像装置(9),由于四个吊装电磁锁(81)位置与四个吊装孔环(37)或吊装承重杆(38)结构位置的设计保持一致,通过施工摄像装置(9)的视频引导,当吊装承重架(71)落在装沙箱体(2)上部时,吊装电磁锁(81)刚好准确的落在吊装孔环(37)或吊装承重杆(38)的位置,此时操作控制按钮装置(19)使吊装电磁锁(81)的承重锁杆锁定在吊装孔环(37)孔环内或吊装承重杆(38)的内部,完成吊装承重架装置(7)与装沙箱体(2)之间的电磁锁定位吊装的半自动化锁定,然后开始进行装沙箱体吊装的围堰施工,通过施工摄像装置(9)的视频引导,当吊装的装沙箱体(2)在水下准确的落在下层装沙箱体(2)的堆箱墙体上部时,放松吊装架钢缆(72),操作控制按钮装置(19)使吊装电磁锁(81)的承重锁杆收缩并释放吊装孔环(37)或吊装承重杆(38),完成吊装承重架装置(7)与装沙箱体(2)之间的分离,使吊装承重架装置(7)脱离装沙箱体(2)后再去做下一次的吊装沙箱体(2)的工作;所述的导位引绳定位吊装堆箱方法的具体技术是:预先在下层装沙箱体(2)两侧的引绳环孔(42)上固定两组脱绳器具(44),从两组脱绳器具(44)上连接两根导位引绳(43)拉出水面,在上层装沙箱体(2)入水时将两根导位引绳穿在上层装沙箱体(2)底边箱角位置的定位环孔(33)中,两根导位引绳(43)再穿过重力脱钩孔套(450)在水面上牵引拉直,吊装施工使上层装沙箱体与底层装沙箱体距离很近时,继续拉直两根导位引绳(43),使上层装沙箱体(2)箱角位置的定位环孔(33)沿着两根导位引绳(43)被整体导向,调正对齐了上层装沙箱体(2)与下层装沙箱体(2)之间的相对位置,此时,上层装沙箱体重压在下层两个装沙箱体(2)的结合部位,完成了堆箱墙体上下装沙箱体(2)的垂直堆箱的精确定位,最后使用脱绳器具(44)将导位引绳(43)从两侧的引绳环孔(42)上分离,对导位引绳(43)进行收回;所述底层基础箱体堆放及堆箱墙体堆放方法其具体操作是:首先将最底层装沙箱体与水底基础面进行调平堆放,底层基础箱体依次为4列+3列+2列结构各堆高两层的方式进行底层基础堆箱墙体的地基的摆放,然后进行单列堆箱墙体垂直错位式箱体堆高多层直至到水面高度,垂直错位式堆高就是每个上层箱体垂直重压在两个下层装沙箱体的中间部位依次砌墙方式摆放;所述的堆箱墙体缆绳牵引加固方法的具体技术是:当装沙箱体(2)的堆箱墙体堆放到达水面高度后,使用两种缆绳加固堆箱墙体的措施,第一种措施是:从一底层基础箱体的中部两边的引绳环孔(42)上分别牵引出堆箱墙体外拉绳(66)、堆箱顶拉绳(67)、堆箱墙体内拉绳(68)的3条拉绳钢缆,然后从垂直高度方向上锁紧两个拉绳收紧器(69),将所有垂直高度方向上的堆箱墙体用3条拉绳钢缆通过引绳环孔(42)进行整体牵引加固;第二种措施是:从堰外钢桩(61)和堰内钢桩(62)分别牵引出外钢桩拉绳(63)、顶端拉绳(64)、内钢桩拉绳(65)的3条拉绳钢缆,然后从垂直高度方向上锁紧两个拉绳收紧器(69),将所有垂直高度方向上的堆箱墙体用3条拉绳钢缆通过引绳环孔(42)进行整体牵引加固。
2.根据权利要求1所述的一种装沙箱体深水围堰系统,其特征在于:所述的引绳及牵引装置(4)的定位弯板(41)和吊装孔定位装置(3)的限位弯板(39)主要用于上下装沙箱体(2)在垂直堆放时的位置对齐限位,这两块弯板的弯曲角度是相同的,都是与箱体垂直方向对外弯曲20—45度之间的一个确定角度值,堆箱墙体在垂直堆放时,上边装沙箱体(2)的底部将要落在下边装沙箱体(2)的顶部处于两个弯板边沿范围的时候,虽然上下两个装沙箱体的底部与顶部之间对齐位置有很小的偏差,由于定位弯板(41)和限位弯板(39)的角度向内弯曲收缩,当上边装沙箱体边缘沿着弯板限位角度落下,使这种位置偏差被弯板与箱底的向内限位而消失,实现了上下两个装沙箱体垂直堆放位置被弯板导向限位,使上下箱体的堆箱位置对齐消除了偏差。
3.根据权利要求1所述的一种装沙箱体深水围堰系统,其特征在于:所述的脱绳器具(44)包括锁扣绑绳(441)、锁扣绑绳环(442)、脱绳锁扣套(443)、中心拉杆(444)、弹性双锁钩(445)、脱钩斜板(446)、弹簧(447)、锁钩绑绳环(448)、重力脱钩孔套(450)、脱钩孔(451)、牵引吊环(452);所述锁扣绑绳(441)的一端固定在引绳环孔(42)上,另一端固定在锁扣绑绳环(442)上,弹性双锁钩(445)、脱钩斜板(446)、锁钩绑绳环(448)是相连在一起的整体,弹性双锁钩(445)由于弹簧(447)的弹力使双锁钩张开后被锁定在脱绳锁扣套(443)中;所述的钢索电缆(89)是一种高强度抗拉力的柔性防水电缆,它一端与牵引电磁锁(88)相连接,另一端固定在吊装承重架(71)上通过电缆分线盒(84)与电缆总线(83)连接,由于牵引吊环(452)被牵引电磁锁(88)的锁杆锁定,使得与其相连接的重力脱钩孔套(450)的位置保持在与吊装承重架(71)的一定距离位置上;导位引绳(43)是通过水面穿过重力脱钩孔套(450)和定位环孔(33)与锁钩绑绳环(448)固定相连接的,锁钩绑绳环(448)和脱钩斜板(446)通过弹性双锁钩(445)锁定在脱绳锁扣套(443)的内部;当导位引绳(43)完成上下装沙箱体(2)的引绳定位装沙箱体(2)被位置对齐落定后,操作控制按钮装置(19)使牵引电磁锁(88)释放牵引吊环(452),与其连接的重力脱钩孔套(450)也被释放并依靠自身重力沿着导位引绳(43)落在脱钩斜板(446)上,此时脱钩孔套(450)的脱钩孔(451)压迫脱钩斜板(446)收缩,使得弹性双锁钩(445)同时向中心拉杆(444)位置收缩,这时,脱绳锁扣套(443)与弹性双锁钩(445)之间的锁扣关联被解除,弹性双锁钩(445)脱离脱绳锁扣套(443)使导位引绳(43)被自由释放,当吊装承重架(71)完成吊装工作上升时,导位引绳(43)被水上收回。
4.根据权利要求1所述的一种装沙箱体深水围堰系统,其特征在于:所述的吊装电磁锁(81)设有电磁线圈体(85)和双锁孔吊装板(86)以及承重锁杆(87),平时承重锁杆(87)穿过双锁孔吊装板(86)的孔眼,呈锁定状态,在需要锁定装沙箱体进行起吊作业时,电磁线圈体(85)通电使承重锁杆(87)收缩也使双锁孔吊装板(86)之间留出待锁空间,当装沙箱体的吊装孔环(37)或吊装承重杆(38)放入到双锁孔吊装板(86)之间的待锁空间时,电磁线圈体(85)释放承重锁杆(87)重新返回锁定状态,此时承重锁杆(87)将吊装孔环(37)或吊装承重杆(38)锁定在双锁孔吊装板(86)之间,这样,装沙箱体(2)与吊装承重架(71)之间由四组吊装电磁锁(81)锁定连接在一起,当起吊装沙箱体堆箱吊装结束时,电磁线圈体(85)再次通电使承重锁杆(87)收缩,释放装沙箱体上的吊装孔环(37)或吊装承重杆(38),完成一次吊装电磁锁(81)的起吊锁定以及吊装电磁锁(81)的释放分离装沙箱体(2)的工作。
5.根据权利要求1所述的一种装沙箱体深水围堰系统,其特征在于:所述电器控制子系统的电脑控制器(10)连接并控制着吊装架上下升降机构(11)、吊装架水平位移机构(12)、传感器装置(13)、施工视频显示器(14)、施工信息显示器(15)、施工分析记录器(16)、施工语音提示器(17)、声光警报器(18)、操作控制按钮装置(19)、电磁锁及吊盘装置(8)、施工摄像装置(9); 所述操作控制按钮装置(19)为人机界面的操作装置,它包括摄像角度控制按钮(191)、吊装架上下升降按钮(192)、吊装水平位移按钮(193)、强光照射灯亮度旋钮(194)、吊装电磁锁控制按钮(195)、牵引电磁锁控制按钮(196)、涡轮吊盘转动按纽(197);所述传感器装置(13)是吊装施工运作时对设备情况和环境情况的感知装置,它包括传感器分线盒(131)、传感器总电缆(132) 、吊装缆绳长度传感器(133)、吊装架水平位移传感器(134)、环境温度传感器(135)、海水温度传感器(136)、环境风力传感器(137)、海浪强度传感器(138)、潮水流速传感器(139),传感器分线盒(131)连接这些传感器并通过传感器总电缆(132)与电脑控制器(10)电性连接,施工信息显示器(15)能显示这些传感器的运行数据参数,协助操作人员更好的完成吊装施工的操作;所述的施工视频显示器(14)由吊装定位显示器和吊装环境显示器组成,吊装定位显示器能通过4个分屏的显示方法对分布在4个位置的防水摄像机(91)拍摄的吊装电磁锁(81)的吊装定位情况进行视频显示,吊装环境显示器能通过4个分屏的显示方法对分布在4个位置的环境摄像机(95)拍摄的装沙箱体位置及吊装环境情况进行视频显示;强光照射灯(92)为防水摄像机(91)提供水下强光照明,由强光照射灯亮度旋钮(194)调节亮度;吊装电磁锁(81)的锁定与释放由吊装电磁锁控制按钮(195)进行控制,牵引电磁锁(88)的释放由牵引电磁锁控制按钮(196)进行控制,吊装架上下升降机构(11)和吊装架水平位移机构(12)由吊装架上下升降按钮(192)和吊装水平位移按钮(193)进行控制,电动涡轮吊盘(80)的微调转动由涡轮吊盘转动按纽(197)进行左右转动控制;所述施工分析记录器(16)能对吊装施工中的设备运行过程、操作运行过程、传感器数据进行记录并能展开分析工作,所述施工语音提示器(17)能对吊装施工的关键操作时进行语音提示,所述声光警报器(18)能在电脑控制器(10)预判出现不安全状况时,预先发出声光警报确保安全施工。
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