CN1101880C

CN1101880C - 潜浮力活动桥梁

Info

Publication number: CN1101880C
Application number: CN 97106513
Authority: CN
Inventors: 刘守祥
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 2003-02-19
Anticipated expiration: 2017-07-11
Also published as: CN1205379A

Abstract

本发明公开了一种潜浮力活动桥梁。它主要包括桥墩，与桥墩连建成一体的引桥，正桥与桥柱固定连接，桥柱分别固设在潜艇上，引桥的二端分别与正桥的二端为可活动的衔接，潜艇在二等容间舱间均对称地设置长短不一的联通管道，进出压载水，以控制潜艇的沉浮和潜浮力的大小。本活动桥梁具有开合定时和设计高度大为降低的特点，能省时、节油，有利于环保。既不影响两岸的客流，又不妨碍水上交通运输的便利。各种轻重机动车和非机动车辆及行人，均可借桥通过。当有大轮船通过时，又可依规启桥，充分地发挥了桥的功能。本活动桥梁所依助的特殊力-潜浮力，能具备巨大的承载能力，所以本桥的使用安全可靠，不仅可用于公路桥，还可适用于铁路桥。

Description

潜浮力活动桥梁

一、技术领域：

本发明涉及桥梁与船、艇的技术领域，它是一种适合于跨越江、河或海峡的潜浮力活动桥梁，它通过潜艇特设的管道和舱位排出(或吸进)压载水，来调节活动桥梁的承载能力。它既能降低现有桥梁的高度，又能按时开启活动桥梁让大型轮船等安全通行。

二、背景技术：

通过对现有发明专利的检索，查到了对比文献1，该专利技术是有关浮桥通道斜坡的设计，此通道斜坡是以其建立在可移动的浮游物基础上为特征的，是作为岸与一种处于其临近处的交通工具之间的连接通道，勿庸置疑，正如该文献中所说，为解决岸与浮桥等物的连接，或者水灾地区，根据地形而要灵活架设的通道来说，该技术的确能起到相当的作用，但其所使用的范围相对局限。例如：第一，该技术不能解决岸与岸之间的连接；第二，该浮桥不可能具备较大的承载能力；第三，该技术不能克服因涨潮、退潮而引起的水位差异，需随时进行坡道高度的调节所带来的不便等等。诸如此类的缺陷，使得该通道斜坡不能被广泛的应用。

三、发明内容：

纵观现有的桥梁建造。可以发现一些问题，例如：

1、所架桥梁的高度如偏低，就不利于高大型轮船的通过，出现一桥锁江，影响了水上的交通运输；

2、所架桥梁的高度如果太高，虽能满足所有型号的轮船通过，但对桥上通行的车辆来说，既费油、费时，又不利于环保；

3、对需辅设轨道通行火车的桥梁来说，其建造高度还要再低一些(因为火车轨道的坡度一般为3‰左右)，但在某些地区，由于地形条件的限制，无法延长引桥来降低这一坡度，却同时又要考虑桥下较大轮船的通行，这三方面难以同时兼顾。

本发明的技术方案是这样实现的：该活动桥梁主要包括桥墩5，与桥墩5连建成一体的引桥7，与引桥7活动衔接的正桥1，正桥1与桥柱2固定连接，桥柱2分别固设在潜艇3上，正桥1的二端分别与引桥端为可活动的衔接。其特征在于：经过改进的潜艇除了用现有的由二层壳体构成的水密内舱和设在艇端的万向驱动装置19外，还备设人员、物资进出的可密封的通道18等，它区别于现在技术的特征在于：在潜艇的两端设置有平衡舱9，潜艇中的水密内舱按中心线用强横梁14对称地进行等容间隔形成间舱10，在间舱内又以强龙骨13进行对称地分隔，形成分舱8，在二等容间舱间均对称地设置长短不一的联通管道11进出压载水，以控制潜艇的沉浮，在间舱内的分舱8之间的龙筋、龙骨隔板的下部设有流水孔12，以控制潜艇的左右及前后各舱压载水的平衡，防止活动桥梁的两条对角线的端部桥面，因持续性的受力不均而发生扭曲性的损坏。

本发明由于在引桥与正桥内均设置有桁梁15，在桁梁端部相应在配置榫槽21与榫头22进行配套的活动连接，在榫槽与榫头内配置销孔，通过销23进行固定连接，销的直径应大于10cm，为了方便并确保销的安全进出，在引桥端还设置有专门供销插入或拔出的螺杆机。

为了保证桥的稳定连接与安全性，与正桥相衔接的一截引桥的桥墩为“门式桥墩”，在“门式桥墩”和固定在潜艇上的桥柱间，均设置有撑拉杆4进行连接，以保证固装有正桥的两艘潜艇(或两艘以上)的泊位固定。在正桥与引桥的连接处设置有弹性体的防撞装置6。

潜艇与固设的桥柱可视为现有技术，与桥柱固定连接的正桥亦视为现有技术，可采用桁拱箱形梁16与若干孤形张力杆17固定连接组成。

当正桥1与引桥7以销连接时，潜浮力为零。随着潜艇内压载水继续外排时，活动桥梁理应不断上升，但在两座巨大而坚固的固定桥墩的压制下，便产生了潜浮力、并不断增大。当潜艇排出了额定的压载水时，活动桥梁就产生了巨大的可达几千吨的作用力——潜浮力(方向向上)。

有益效果：鉴于潜浮力活动桥梁具有能开能合的特点，又能克服现有桥梁因架设过低而造成的不便，既不影响两岸的客流，又不妨碍水上的交通运输。活动桥梁的高度要比现有的桥梁大为降低，既能省时，又能节约燃料，从而有利于环保，在那些河道航运繁忙的地区，既要保证水上交通运输的流畅性，又要发展沿途两岸的交通经济，还要不断适应飞速发展的航运事业，如能建造潜浮力活动桥梁，将会使这些问题得到很好的解决。

由于潜浮力活动桥梁借助了潜浮力这一特殊的力，使其所能承受的荷载量，要比现有的桥梁大得多，稳重得多，故绝不会使桥上行驶的车辆受到限速、限量的控制。

总之，只要科学的安排潜浮力活动桥梁的使用和开启的时间，就能使它发挥最大的经济效益。

四、附图说明：

图1，为本发明的结构示意图；

图2，为图1中正桥的主视图；

图3，为图1中正桥的俯视图；

图4，为图2中的A-A剖视图；

图5，为图1中引桥桥墩的结构侧视图；

图6，为图1中潜艇的主视图(带有局部剖)；

图7，为图1中潜艇的俯视图(带有局部剖)；

图8，为正桥与引桥桥墩的撑拉杆结构示意图；

图9，为图8的侧视图；

图10，为正桥与引桥间用销衔接固定示意图。

五、具体实施方式：

(一)冲击流动荷载与安全性

潜浮力也是运用了阿基米德定律，即任何浸在液体内的物体的浮力，等于物体所排开的液体的重量。

作为水面上的一段可以与引桥衔接成连续性大桥的活动桥梁，只要其承载能力远远地大于通行其上的全部饱和流动荷载的最大值，——冲击流动荷载，就是安全和可靠的，那么在该活动桥梁上通行的所有车辆和行人，均不会有与固定桥梁有何异样的感觉。

(二)潜浮力活动桥梁的举例说明：

1、假设的水域条件：黄浦江中段的水面宽约500m，主航道略偏于浦东，宽约200m左右，一般水深约9m。

2、活动桥梁及潜艇的设想：

两艘潜艇间(桥柱)的净跨度为130m，桥梁开启后的跨度为两“门式桥墩”的间距220m，与“门式桥墩“连建成一体且与正桥相衔接的一截引桥的长度为10m(至桥墩边延线)。所以现设活动桥梁的总长度为200m，桥宽28m，分二快二慢四车道，两边各设非机动车和行人道各一，桥梁自重约7126T。

设潜艇采用钢质双壳水密结构，整体呈对称流线型，长96m，宽25.5m，高6m(甲板弧高1m，底弧高0.5m)，根据计算：每艘潜艇的自重约3755T，设计其排水量为12340T，潜艇端部的平衡舱重约30T，所以每艘潜艇的实际排水量为12340T+30T×2＝12400T。

(三)假设活动桥梁所承受的几种负载：

1、饱和流动荷载：1).行车时速每小时为5公里时，设想在双向快、慢四车道上共有大小轻重不同的各种机动车110辆，重约690T；2).在双向非机动车道上，设想有助动车、自行车和黄鱼车等各种非机动车若干辆，重约100T；3).在双向行人道上有手提、肩挑、身背和观光等各种行人若干，重约100T；4).其他重约10T。上述四项饱和流动荷载合计重约900T。

2、正常流动荷载：当行车时速增大到每小时45公里时，据经验估计最多车辆数约为饱和时的60～70％，即共重约600T左右。

3、冲击流动荷载：在正常流动荷载的情况下，再乘以2.5(标准安全系数)可得冲击流动荷载：600T×2.5＝1500T。

(四)活动桥梁有效的承载能力＝每艘潜艇的实际排水量×2-(活动桥梁的自重+每艘潜艇的自重×2)＝12400T×2-(7126T+3755T×2)＝24800-(7126T+7510T)＝24800T-14636T＝10164T。

(五)活动桥梁端部的有效潜浮力＞1/2活动桥梁的有效承载能力＞1/2×10164T＞5082T，这为正桥端部抗冲击的能力。

(六)实际安全系数：据以上计算，活动桥梁有效的承载能力是冲击流动荷载的6.78倍，即为实际安全系数。即使在枯水季节，因潜艇的型体有部分要露出水面，假设高约1m的甲板弧露出水面时，则活动桥梁的有效承载能力将有所降低，据计算仍有6912T。即桥梁在冲击流动荷载的作用下，其实际安全系数仍有4.6，还是大于2.5的标准安全系数，仍足够安全。

(七)如果要求主航道的宽度远大于220m时，可采用在流动桥梁的中间再增设一艘或二艘以上的潜艇，就能达到所需要的宽度。

(八)本发明的正桥与引桥间的衔接程序如下：

1、在操作区域内停止水面上的一切交通；

2、启动潜艇的万向驱动装置，使活动桥梁离开停泊的船坞，并绕其一端作适当角度的旋转，驶向衔接引桥的区域；

3、不断地校正其位置和航向，停在衔接区内，作好上升的准备；

4、同时启动多台水泵，由官道从相关的二等客间舱内迅速外排压载水(图7-11)；

5、使比固定的引桥端低1米左右的活动桥梁徐徐上升，进入对接的粗控和微控范围内；

6、只留少量水泵外排平衡压载水，使活动桥梁缓慢上升(以防上升速度过猛，而发生剧烈碰撞)至极限即进入桁梁的合榫衔接状态；

7、启动螺杆机，当活动桥梁对接好后，即将圆柱插销插入桁梁的榫槽与榫头相对接的销孔内，插足灯亮(图10)；

8、开出全部水泵，迅速排出可能排出的额定压载水，以便达到设计需要的有效承载能力(亦即最大的承载能力—潜浮力)；

9、同时放下两对设置在桥墩两侧的撑拉杆与潜艇上的撑拉杆衔接件紧扣，以固定锚位，增强抗碰撞的能力(图8)；

10、核查活动桥梁与引桥衔接的情况，确认正常无误后，即行恢复桥上桥下的一切交通(但超高船只除外)。

活动桥梁的脱离程序与衔接程序相反，先停止桥上、桥下的一切交通，其余则例序进行。

Claims

1、潜浮力活动桥梁，它主要包括桥墩，与桥墩连建成一体的引桥，正桥与桥柱固定连接，桥柱分别固设在潜艇上，引桥的二端分别与正桥的二端为可活动的衔接，其特征在于：在潜艇的两端设置有平衡舱，潜艇中的水密内舱按中心线用强横梁对称地进行等容间隔形成间舱，在间舱内以强龙骨进行分隔形成分舱，在二等容间舱间均对称地设置长短不一的联通管道进出压载水，以决定潜艇的沉浮，在间舱内的分舱间设置流水孔，以保持前后、左右各舱压载水的平衡。

2、按权利要求1所述的潜浮力活动桥梁，其特征在于：在固定的两引桥端和可活动的两正桥端均采用相关的桁梁进行榫槽与榫头的配套衔接，在榫槽与榫头内还设有销孔、用销进行固定连接。

3、按权利要求1所述的潜浮力活动桥梁，其特征在于：与正桥相衔接的一截引桥的桥墩为“门式桥墩”，在“门式桥墩”与固定在潜艇上的桥柱间均设置有撑拉杆进行连接。