CN108945298B - 船用水下检测支架结构及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船用水下检测支架结构及其操作方法，该支架结构包括甲板、船舱、起重机、竖向桁架、检测设备和多根检测杆；起重机和竖向桁架设置在甲板上，甲板在起重机的吊装范围内还设置有多个置杆鼠洞和一个安装鼠洞；起重机配备有吊装夹头；竖向桁架上设置有升降轨道、升降装置和液压大夹；液压大夹用于夹持检测杆，其上部与升降装置相连，后侧通过滚轮滑动连接在升降轨道上；安装鼠洞位于液压大夹正下方，检测杆被液压大夹夹住后可向下穿过安装鼠洞；船舱内设置有操作平台。该支架结构操作简便，适于各种水深，配合本发明操作方法能够提高检测稳定性。

Description

船用水下检测支架结构及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种水下检测支架，特别是指一种船用水下检测支架结构及其操作方法。

背景技术

水下检测作为一门新兴工程学科，集成了现代海洋工程技术、无损检测技术、潜水技术、潜水医学以及结构力学、断裂力学等学科。随着我国“黄金水道”工程的不断的深入，对航道整治、航道护底以及码头的建设开发项目呈现爆炸式的增长，这对工程结构物的水下定量检测与安全性评估提出了更高要求。目前，工程中所使用的船用水下检测支架一般较为简陋，其施工操作也较为复杂，更重要的是由于长江流域的水流速度较大，对于检测支架的稳定性要求极高。同时，对于三峡库区的大水深水下检测，目前还没有合适的检测支架。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简便、适用于各类水深的船用水下检测支架结构及其操作方法。

为实现上述目的，本发明所设计的船用水下检测支架结构，包括甲板、船舱、起重机、竖向桁架、检测设备和多根检测杆；所述起重机和竖向桁架设置在甲板上，所述甲板在起重机的吊装范围内还设置有多个用于放置检测杆的置杆鼠洞和一个用于安装检测杆的安装鼠洞，置杆鼠洞、安装鼠洞的横截面最好是圆形，必要时也可以选择正八边形、正方形等形状；各所述检测杆在使用前竖立地放置在置杆鼠洞内，其上端伸出鼠洞以方便吊装；一根所述检测杆的上端可与另一根所述检测杆的下端固定相连从而将两根检测杆拼接成一体；所述起重机配备有用于吊装检测杆的吊装夹头；所述竖向桁架上设置有升降轨道、升降装置和液压大夹；所述液压大夹用于夹持检测杆，其上部与升降装置相连，后侧通过滚轮滑动连接在升降轨道上，可在升降装置的作用下沿升降轨道上下滑动；所述安装鼠洞位于液压大夹正下方，所述检测杆被液压大夹夹住后可向下穿过安装鼠洞；所述船舱内设置有操作平台，操作人员可站立在其上将检测设备安装到从安装鼠洞中伸入的检测杆上。

优选地，所述液压大夹包括支撑框架、液压缸、对称地设置在支撑框架上的第一夹头连杆机构与第二夹头连杆机构，以及连接液压缸与第一夹头连杆机构、第二夹头连杆机构的连杆联接件；

优选地，所述第一夹头连杆机构包括铰接相连的第一连杆与第一夹头，所述第二夹头连杆机构包括铰接相连的第二连杆与第二夹头；所述第一夹头、第二夹头均包括夹持段和连杆段，所述夹持段与连杆段之间设置为一定角度的转角；所述第一夹头、第二夹头的转角分别与支撑框架前侧铰接相连，所述第一夹头的连杆段的端部与第一连杆的前端铰接相连，所述第二夹头的连杆段的端部与第二连杆的前端铰接相连；所述液压缸的缸体安装在支撑框架后侧中部；所述连杆联接件的后端与液压缸的活塞杆端部相连，所述连杆联接件的前端通过两个铰链结构分别与第一连杆的后端、第二连杆的后端铰接相连。

优选地，所述转角的角度为钝角，更优选为≥120℃。

优选地，所述检测杆的一端设置有内螺纹，另一端设置有与所述内螺纹相匹配的外螺纹；两根所述检测杆通过内螺纹与外螺纹的配合实现相互拼接。

优选地，所述安装鼠洞的上方设置有与检测杆相匹配的卡瓦，可将检测杆固定在安装鼠洞内。

优选地，所述甲板在安装鼠洞的上部或下部设置有强化结构，以防止检测杆安装过程中对甲板的损坏。

优选地，各置杆鼠洞阵列地布置在起重机的一侧。

优选地，所述起重机采用门式起重机，包括门型框架、设置在门型框架下部的移动底座，以及设置在门型框架的主梁上的电葫芦；所述移动底座可，沿着设置在甲板上的轨道进行移动；所述电葫芦可沿着设置在主梁上的轨道进行移动；所述吊装夹头与电葫芦的缆绳相连，通过电葫芦实现升降作业。

本发明同时提供了前述船用水下检测支架结构的操作方法，包括如下步骤：

1)根据所需检测深度，选取合适数量的检测杆，竖立地放置在置杆鼠洞内；

2)通过起重机将一根检测杆从置杆鼠洞中吊出，移动到安装鼠洞正上方；

3)通过液压驱动位于初始位置的液压大夹，使其夹紧检测杆，再通过升降装置使液压大夹沿竖向桁架缓慢下移；

4)当检测杆下端穿过安装鼠洞并移动到距离操作平台一定高度处时，使用卡瓦使检测杆固定，人工将检测设备安装于检测杆上；

5)移开卡瓦，继续使用液压大夹带动检测杆缓慢下移至液压大夹行程最低端，使用卡瓦固定检测杆；

6)将液压大夹复位至初始位置，按照步骤2)将下一根检测杆移至安装鼠洞正上方，按步骤3)使其下移并与前一根检测杆接触，人工将两检测杆拼接成一体；

7)移开卡瓦，使用液压大夹带动检测杆缓慢下移至液压大夹行程最低端，使用卡瓦固定检测杆；

8)重复步骤6)、7)至完成全部检测杆的安装，此时检测设备到达预定的检测水深。

优选地，步骤8)中，可以通过调整最后一根检测杆的位置来微调检测设备在水下的位置，以达到最佳测量位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：该支架结构结构简单，易于施工操作，使用杆子拼接方式作为检测支架的主体，使本发明适用于各种水深下的检测作业，同时能够提高检测设备的稳定性及其工作效率。

附图说明

图1为本发明所设计的船用水下检测支架结构的俯视结构示意图。

图2为图1中船用水下检测支架的左视结构示意图。

图3为图1的A-A向剖视结构示意图。

图4为图1的B-B向剖视结构示意图。

图5为图1中液压大夹的放大结构示意图。

图6为图1中液压大夹的左视结构示意图。

图中，各编号对应的部件如下：

甲板1，包括：置杆鼠洞1.1，安装鼠洞1.2；

船舱2，包括：操作平台2.1；

起重机3，包括：缆绳3.1，吊装夹头3.2，门型框架3.3，电葫芦3.4，移动底座3.5；

检测杆4，包括：公端4.1，母端4.2；

竖向桁架5，包括：升降轨道5.1，升降装置5.2；

液压大夹6，包括：支撑框架6.1，液压缸6.2，连杆联接件6.3，第一夹头连杆机构6.4，第一连杆6.41，第一夹头6.42，第二夹头连杆机构6.5，第二连杆6.51，第二夹头6.52，夹持段6.6，连杆段6.7，滚轮6.8；

检测设备7，强化结构8，卡瓦9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1～4所示，本发明所设计的船用水下检测支架结构，包括甲板1、船舱2、起重机3、竖向桁架5、检测设备7和多根检测杆4。具体说明如下：

甲板1上设置有起重机3和竖向桁架5。

起重机3采用门式起重机，包括门型框架3.3、设置在门型框架3.3下部的移动底座3.5，以及设置在门型框架3.3的主梁上的电葫芦3.4。移动底座3.5可通过设置在其底部的轮子，沿着设置在甲板1上的轨道进行移动，电葫芦3.4可沿着设置在主梁上的轨道进行移动，电葫芦3.4的缆绳3.1前端设置有吊装夹头3.2。吊装夹头3.2呈圆形，可套在检测杆4上，通过电葫芦3.4实现检测杆4的吊装。

甲板1在起重机3的吊装范围内设置有多个置杆鼠洞1.1和一个安装鼠洞1.2。多个置杆鼠洞1.1阵列地设置在起重机3的一侧，其下部位于船舱2内，每个置杆鼠洞1.1中可放置一根检测杆4。

检测杆4两端加厚，一端设置有内螺纹，称为母端4.2，另一端设置有与内螺纹相匹配的外螺纹，称为公端4.1。两根检测杆4可通过公端4.1和母端4.2的配合实现相互拼接。检测杆4在置杆鼠洞1.1内时，其母端4.2伸出鼠洞一定长度以便吊装。

竖向桁架5上设置有升降轨道5.1、升降装置5.2和液压大夹6。升降装置5.2采用卷扬机，其缆绳下端与液压大夹6的上部相连。液压大夹6的后侧通过滚轮6.8滑动连接在升降轨道5.1上，可在升降装置5.2的作用下沿升降轨道5.1上下滑动，滑动时滚轮6.8不能脱离轨道。

如图5～6所示，液压大夹6包括支撑框架6.1、液压缸6.2、对称地设置在支撑框架6.1上的第一夹头连杆机构6.4与第二夹头连杆机构6.5，以及连接液压缸6.2与第一夹头连杆机构6.4、第二夹头连杆机构6.5的连杆联接件6.3。

第一夹头连杆机构6.4包括铰接相连的第一连杆6.41与第一夹头6.42，第二夹头连杆机构6.5包括铰接相连的第二连杆6.51与第二夹头6.52。第一夹头6.42、第二夹头6.52均包括夹持段6.6和连杆段6.7，夹持段6.6与连杆段6.7之间设置为150°的转角。第一夹头6.42、第二夹头6.52的转角分别与支撑框架6.1前侧(远离竖向桁架的一侧)铰接相连，第一夹头6.42的连杆段6.7的端部与第一连杆6.41的前端铰接相连，第二夹头6.52的连杆段6.7的端部与第二连杆6.51的前端铰接相连。液压缸6.2的缸体安装在支撑框架6.1后侧(靠近竖向桁架的一侧)中部。连杆联接件6.3的后端与液压缸6.2的活塞杆端部相连，连杆联接件6.3的前端通过两个铰链结构分别与第一连杆6.41的后端、第二连杆6.51的后端铰接相连。

安装鼠洞1.2位于液压大夹6正下方，并且贯穿船舱2，其下方为海水。安装鼠洞1.2的直径比检测杆4稍大，检测杆4被液压大夹6夹住后可向下穿过安装鼠洞1.2并将其下的检测设备送入海水中。安装鼠洞1.2的上方设置有与检测杆4相匹配的卡瓦9，可将检测杆4夹持固定在安装鼠洞1.2内。

船舱2内设置有操作平台2.1，操作人员可站立在其上将检测设备7安装到从安装鼠洞1.2中伸入的检测杆4的公端4.1。甲板1在安装鼠洞1.2的下部设置有强化结构8，以减少检测杆4安装过程中对甲板1的碰撞损坏。

该船用水下检测支架结构可安装于一般工程船舶上，其检测设备安装的具体操作步骤如下：

1)待工程船到达指定检测地点，抛锚稳定后，根据所需检测深度，选取合适数量的检测杆4。检测杆4竖立地存放于置杆鼠洞1.1内，其母端4.2朝上，且略高于甲板1。

2)将起重机3移动至置杆鼠洞1.1附近，其吊装夹头3.2下放，夹住检测杆4，上提检测杆4使其离甲板1一定高度，通过起重机3转移检测杆4至竖向桁架旁安装鼠洞1.2正上方。

3)竖向桁架上的液压大夹6移动到检测杆4的母端4.2下方，通过液压驱动位于初始位置的液压大夹6，使第一夹头6.42和第二夹头6.52夹紧检测杆4，再通过升降装置5.2使液压大夹6沿竖向桁架缓慢下移。

4)当检测杆4下端穿过安装鼠洞1.2并处于操作平台2.1一定高度处时，使用卡瓦9使检测杆4固定，由位于操作平台2.1上的操作人员将检测设备7安装于检测杆4上。

5)移开卡瓦9，继续使用液压大夹6带动检测杆4缓慢下移至液压大夹6行程最低端，再使用卡瓦9固定检测杆4，此时检测杆4母端4.2略高于甲板1。

6)同步骤2)将第二根检测杆4移动至第一根检测杆4正上方，此时液压大夹6箍住第二根检测杆4，第二根检测杆4公端4.1与第一根检测杆4母端4.2配合，稍微松开液压大夹6，人工旋转第二根检测杆4，将其螺纹连接到第一根检测杆4上，完成拼接，液压大夹6再次夹紧第二根检测杆4。

7)移开卡瓦9，继续使用液压大夹6带动拼接在一起的两根检测杆4缓慢下移至液压大夹6行程最低端，至此第二根检测杆4下放完成。

8)重复步骤6)、7)可将之后多根检测杆4下放，从而达到检测水深。在放置最后一根检测杆4时，液压大夹6不必下移至最低端，其终点位置以使检测设备7刚好达到检测水深为准。

9)检测设备7回收操作为下放过程的逆操作，回收后检测杆4竖立存放于置杆鼠洞1.1内。

Claims (8)

1.一种船用水下检测支架结构，其特征在于：包括甲板(1)、船舱(2)、起重机(3)、竖向桁架(5)、检测设备(7)和多根检测杆(4)；

所述起重机(3)和竖向桁架(5)设置在甲板(1)上，所述甲板(1)在起重机(3)的吊装范围内还设置有多个用于放置检测杆(4)的置杆鼠洞(1.1)和一个用于安装检测杆(4)的安装鼠洞(1.2)；

各所述检测杆(4)在使用前竖立地放置在置杆鼠洞(1.1)内，其上端伸出鼠洞以方便吊装；一根所述检测杆(4)的上端可与另一根所述检测杆(4)的下端固定相连从而将两根检测杆(4)拼接成一体；所述起重机(3)配备有用于吊装检测杆(4)的吊装夹头(3.2)；

所述竖向桁架(5)上设置有升降轨道(5.1)、升降装置(5.2)和液压大夹(6)；所述液压大夹(6)用于夹持检测杆(4)，其上部与升降装置(5.2)相连，后侧通过滚轮(6.8)滑动连接在升降轨道(5.1)上，可在升降装置(5.2)的作用下沿升降轨道(5.1)上下滑动；所述安装鼠洞(1.2)位于液压大夹(6)正下方，所述检测杆(4)被液压大夹(6)夹住后可向下穿过安装鼠洞(1.2)；

所述安装鼠洞(1.2)的上方设置有与检测杆(4)相匹配的卡瓦(9)，可将检测杆(4)固定在安装鼠洞(1.2)内；

所述船舱(2)内设置有操作平台(2.1)，操作人员可站立在其上将检测设备(7)安装到从安装鼠洞(1.2)中伸入的检测杆(4)上；

所述液压大夹(6)包括支撑框架(6.1)、液压缸(6.2)、对称地设置在支撑框架(6.1)上的第一夹头连杆机构(6.4)与第二夹头连杆机构(6.5)，以及连接液压缸(6.2)与第一夹头连杆机构(6.4)、第二夹头连杆机构(6.5)的连杆联接件(6.3)；所述第一夹头连杆机构(6.4)包括铰接相连的第一连杆(6.41)与第一夹头(6.42)，所述第二夹头连杆机构(6.5)包括铰接相连的第二连杆(6.51)与第二夹头(6.52)；所述第一夹头(6.42)、第二夹头(6.52)均包括夹持段(6.6)和连杆段(6.7)，所述夹持段(6.6)与连杆段(6.7)之间设置为一定角度的转角；所述第一夹头(6.42)、第二夹头(6.52)的转角分别与支撑框架(6.1)前侧铰接相连，所述第一夹头(6.42)的连杆段(6.7)的端部与第一连杆(6.41)的前端铰接相连，所述第二夹头(6.52)的连杆段(6.7)的端部与第二连杆(6.51)的前端铰接相连；所述液压缸(6.2)的缸体安装在支撑框架(6.1)后侧中部；所述连杆联接件(6.3)的后端与液压缸(6.2)的活塞杆端部相连，所述连杆联接件(6.3)的前端通过两个铰链结构分别与第一连杆(6.41)的后端、第二连杆(6.51)的后端铰接相连。

2.根据权利要求1所述的船用水下检测支架结构，其特征在于：所述转角的角度≥120℃。

3.根据权利要求1所述的船用水下检测支架结构，其特征在于：所述检测杆(4)的一端设置有内螺纹，另一端设置有与所述内螺纹相匹配的外螺纹；两根所述检测杆(4)通过内螺纹与外螺纹的配合实现相互拼接。

4.根据权利要求1所述的船用水下检测支架结构，其特征在于：所述甲板(1)在安装鼠洞(1.2)的上部或下部设置有强化结构(8)，以防止检测杆(4)安装过程中对甲板(1)的损坏。

5.根据权利要求1所述的船用水下检测支架结构，其特征在于：各置杆鼠洞(1.1)阵列地布置在起重机(3)的一侧。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的船用水下检测支架结构，其特征在于：所述起重机(3)采用门式起重机(3)，包括门型框架(3.3)、设置在门型框架(3.3)下部的移动底座(3.5)，以及设置在门型框架(3.3)的主梁上的电葫芦(3.4)；所述移动底座(3.5)可沿着设置在甲板(1)上的轨道进行移动；所述电葫芦(3.4)可沿着设置在主梁上的轨道进行移动；所述吊装夹头(3.2)与电葫芦(3.4)的缆绳(3.1)相连，通过电葫芦(3.4)实现升降作业。

7.一种如权利要求书1～6中任一项所述的船用水下检测支架结构的操作方法，包括如下步骤：

1)根据所需检测深度，选取合适数量的检测杆(4)，竖立地放置在置杆鼠洞(1.1)内；

2)通过起重机(3)将一根检测杆(4)从置杆鼠洞(1.1)中吊出，移动到安装鼠洞(1.2)正上方；

3)通过液压驱动位于初始位置的液压大夹(6)，使其夹紧检测杆(4)，再通过升降装置(5.2)使液压大夹(6)沿竖向桁架缓慢下移；

4)当检测杆(4)下端穿过安装鼠洞(1.2)并移动到距离操作平台(2.1)一定高度处时，使用卡瓦(9)使检测杆(4)固定，人工将检测设备(7)安装于检测杆(4)上；

5)移开卡瓦(9)，继续使用液压大夹(6)带动检测杆(4)缓慢下移至液压大夹(6)行程最低端，使用卡瓦(9)固定检测杆(4)；

6)将液压大夹(6)复位至初始位置，按照步骤2)将下一根检测杆(4)移至安装鼠洞(1.2)正上方，按步骤3)使其下移并与前一根检测杆(4)接触，人工将两检测杆(4)拼接成一体；

7)移开卡瓦(9)，使用液压大夹(6)带动检测杆(4)缓慢下移至液压大夹(6)行程最低端，使用卡瓦(9)固定检测杆(4)；

8)重复步骤6)、7)至完成全部检测杆(4)的安装，此时检测设备(7)到达预定的检测水深。

8.根据权利要求7所述的船用水下检测支架结构的操作方法，其特征在于：步骤8)中，通过调整最后一根检测杆(4)的位置来微调检测设备(7)在水下的位置。