CN110205987B - 柔性停船栏 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种柔性停船栏，属于码头设施技术领域，其能够有效防止或降低船舶停靠时与码头的撞击，同时，当其垂直于码头布置时，能够导向船舶进行舰艉停靠，降低了船舶舰艉停靠的难度，有利于提高码头水域停船容量。该柔性停船栏，包括沿纵向成排设置的多个基座，基座埋设于水底；基座上安装有立柱，立柱之间安装有平行设置的多根筋梁，筋梁具有弹性，筋梁沿纵向延伸并依次贯穿多根立柱；柔性停船栏还包括转动连接于相邻两根筋梁之间的转筒，转筒在横向上的长度大于立柱在横向上的长度。
Description
技术领域
本发明属于码头设施技术领域，尤其涉及一种柔性停船栏。
背景技术
码头是海边、江河边专供轮船或渡船停泊，以便于让乘客上下或进行货物装卸的建筑物。为了缓冲船舶停靠时与码头之间的撞击力，通常在码头侧壁加装有橡胶防撞设施，例如废旧轮胎等。然而，现有的防撞设施设置于码头侧壁，当防撞设施无法完全缓冲船舶停靠时的撞击力时，船舶与码头相撞风险极高，一旦发生碰撞将造成码头和船舶的严重损毁，尤其是较大吨位船舶停靠时，由于大船的惯性大，采用自行停靠的方式时，极易与码头相撞，因而，大船多采用拖船顶推的方式停靠，通常需要消耗较长时间。此外，船舶停靠角度一般采用侧舷停靠和舰艉停靠，在相同岸线长度情况下，舰艉停靠可以停靠更多的船只，但停靠难度大，操作技术要求高，极大的限制了码头水域停船容量。因而，如何降低船舶停靠时与码头的撞击风险，如何提高船舶停靠效率和码头水域停船容量，均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，提出一种独立于码头的柔性停船栏，能够有效防止或降低船舶停靠时与码头的撞击，同时，当其垂直于码头布置时，能够导向船舶进行舰艉停靠，降低了船舶舰艉停靠的难度，有利于提高码头水域停船容量。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
柔性停船栏，包括沿纵向成排设置的多个基座，所述基座埋设于水底；所述基座上安装有立柱，所述立柱之间安装有平行设置的多根筋梁，所述筋梁具有弹性，所述筋梁沿纵向延伸并依次贯穿多根所述立柱；所述柔性停船栏还包括转动连接于相邻两根所述筋梁之间的转筒，所述转筒在横向上的长度大于所述立柱在横向上的长度。
作为优选，所述筋梁由拉伸弹簧和弹性基材一体成型，所述弹性基材包裹于所述拉伸弹簧的外周，所述拉伸弹簧可沿纵向伸长。
作为优选，所述立柱内设有弹性组件，所述弹性组件包括填充于所述立柱内的弹性体和穿设于所述弹性体的连接件，所述连接件固定连接于所述筋梁位于所述立柱内的部分，所述弹性体可在所述连接件的施力作用下做弹性形变。
作为优选，所述弹性体包括对称夹设于所述筋梁两侧的弹性块，所述连接件为贯穿所述筋梁和两个所述弹性块的连接螺栓。
作为优选，所述转筒具有弹性，所述转筒内部中空，所述转筒内装有水。
作为优选，所述转筒的外表面设有多条凸棱，多条所述凸棱相对于所述转筒的轴线对称分布。
作为优选，所述转筒呈圆柱形或圆台形。
作为优选，所述立柱开设有沿竖向延伸的滑道，以及与所述滑道相连通的通孔；所述筋梁穿设于所述通孔内，并滑动连接于所述滑道。
作为优选，位于竖向最顶层的筋梁上连接有浮漂，位于竖向最底层的筋梁上连接有配重。
作为优选，所述浮漂包括浮漂本体，用于连接所述筋梁的吊绳，用于收紧或松放所述吊绳的卷扬组件，以及用于向所述卷扬组件供电的电源；所述浮漂本体内具有空腔，所述浮漂本体的底部设有与所述空腔相连通的吊绳孔；所述卷扬组件设置于所述空腔内；所述吊绳连接于所述卷扬组件，并从所述吊绳孔穿出；所述吊绳孔内套设有用于密封所述吊绳孔与吊绳之间间隙的密封圈。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
1、本发明提供的柔性停船栏，利用埋设于水底的基座，实现了离岸设置，通过多跨的基座、立柱、筋梁和转筒共同分担撞击力，能够有效防止或降低船舶停靠时与码头的撞击；
2、本发明提供的柔性停船栏中，通过转筒的转动，可使小角度撞击到停船栏上的船舶逐渐转向，直至船舶与停船栏平行，实现对停靠船舶的调向，在停船过程不需要拖船辅助，停船时间可以缩短至几分钟，甚至是一分钟以内；
3、本发明提供的柔性停船栏，其布置方式灵活，有利于提高码头水域停船容量；
4、本发明提供的柔性停船栏，还可以作为船只隔离体系，在停靠和离港时防止船只之间发生碰撞。
附图说明
图1为本发明实施例提供的柔性停船栏的主视图；
图2为本发明实施例提供的柔性停船栏的俯视图；
图3为图2中A处的局部放大图；
图4为图2中B处的局部放大图；
图5为沿图2中C-C线的剖视图；
图6为利用本发明实施例提供的柔性停船栏进行船舶停靠的停靠过程示意图；
图7为本发明实施例提供的以水平截面从转筒中部剖开转筒的剖视图；
图8为本发明实施例提供的另一种转筒的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的浮漂的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的柔性停船栏沿码头延伸方向布置的示意图；
图11为利用本发明实施例提供的柔性停船栏进行船舶舰艉停靠时的示意图；
图12为利用本发明实施例提供的柔性停船栏进行船舶矩阵停靠时的示意图；
以上各图中：1、基座；2、立柱；21、滑道；3、筋梁；31、子筋梁；4、转筒；41、凸棱；5、浮漂；51、电源；52、浮漂本体；53、卷扬组件；531、电机；532、传动皮带；533、卷扬机；534、滑轮；54、吊绳；55、密封圈；6、配重；7、弹性组件；71、弹性体；711、弹性块；72、连接件；8、船舶；9、转轴；10、码头；11、停船栏；12、补给船。
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，纵向为柔性停船栏安装后的长度方向，即图1中的水平方向；横向为柔性停船栏安装后的宽度方向，即图2中的竖直方向；竖向为柔性停船栏安装后的高度方向，即图1中的竖直方向；术语“内”、“外”、“上”、“下”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。
如图1-图5所示，本发明涉及一种柔性停船栏，包括沿纵向成排设置的多个基座1，基座1埋设于水底；基座1上安装有立柱2，立柱2之间安装有平行设置的多根筋梁3，筋梁3具有弹性，筋梁3沿纵向延伸并依次贯穿多根立柱2；上述柔性停船栏还包括转动连接于相邻两根筋梁3之间的转筒4，转筒4在横向上的长度大于立柱2在横向上的长度。
利用上述柔性停船栏进行船舶停靠的过程如图6所示，在船舶8撞击停船栏时，由于转筒4在横向上的长度大于立柱2在横向上的长度，能够尽可能使船舶8在停靠时撞击在转筒4上，转筒4对远离船舶8重心的位置对船舶8施加纵向推力，同时转筒4的转动促使船舶8产生绕重心转动的运动趋势，船舶8轴线与停船栏延伸方向之间的夹角逐渐变小，直至船舶8轴线与停船栏相平行。同时，在船舶8撞击停船栏时，由于筋梁3具有弹性，筋梁3会拉伸并产生轻度的弯曲变形，缓冲部分撞击力，同时筋梁3将撞击力向两侧传递，可使多跨甚至全部筋梁3产生拉伸形变，当筋梁3的反力与船舶8施予的压力平衡后，筋梁3开始弹性恢复。需要说明的是，船舶8采用舰艉向后停靠时的停靠过程与上述相类似，在此不做赘述。
上述柔性停船栏中，弹性的筋梁3通过弹性拉伸和弯曲变形，起到一定的缓冲消能作用，为了使筋梁3能够产生较大的弹性伸长，作为一种优选，筋梁3由拉伸弹簧和弹性基材一体成型，弹性基材包裹于拉伸弹簧的外周，拉伸弹簧可沿纵向伸长。需要说明的是，本实施例中采用的弹性基材为橡胶，本领域技术人员也可以采用其他具有弹性的材料作为弹性基材。还需要说明的是，当停船栏长度较长时，如图4所示，筋梁3可由多段子筋梁31依次连接构成，相邻两段子筋梁31的连接处位于立柱2内，相邻两段子筋梁31采用对接形式连接，可以理解的是，相邻两段子筋梁31也可以采用插接的形式连接。
为了将作用力从筋梁3传递至立柱，如图2-图4所示，立柱2内设有弹性组件7，弹性组件7包括填充于立柱2内的弹性体71和穿设于弹性体71的连接件72，连接件72固定连接于筋梁3位于立柱2内的部分，弹性体71可在连接件72的施力作用下做弹性形变。本实施例中设置的弹性组件7在筋梁3与立柱2之间起到传递受力的作用，当筋梁3伸长时，筋梁3对连接件72施予拉力，由于连接件72穿设于弹性体71，因而，连接件72对弹性体71施予压力，弹性体71在连接件72的施力作用下产生足够的压缩变形量，从而使筋梁3可沿筋梁3的延伸方向相对于立柱2移动，通过筋梁3的移动使撞击力由撞击点处向两侧传递至远方，同时，弹性体71可将筋梁3的受力传递至立柱2，进而传递至水底的基座1。需要说明的是，本实施例中，连接件72垂直于筋梁3设置，以便于在受筋梁3拉力作用时对弹性体71施予压力。
进一步的，如图3和图4所示，本实施例中，弹性体71包括对称夹设于筋梁3两侧的弹性块711，连接件72为贯穿筋梁3和两个弹性块711的连接螺栓。采用这样设置的弹性组件7，其弹性体71受力更均匀，且更有利于传递作用力。
上述柔性停船栏中，转筒4为首先承受撞击力的受力部件，为了利用转筒4消除部分撞击能量，作为一种优选，转筒4具有弹性，通过转筒4的弹性形变，可消耗一定的撞击能量。本实施例中，转筒4采用橡胶材料制作，本领域技术人员也可以采用其他弹性材料制作转筒4。需要说明的是，为了防止转筒4发生弹性形变时影响转筒4的转动，本实施例中，如图1和图7所示，转筒4通过转轴9转动连接于相邻两根筋梁3之间，转筒4套接于转轴9外周，转轴9为刚性材料，例如塑钢等，转轴9在船舶撞击停船栏时不发生弯曲变形，不会影响转筒4的转动。
为了进一步提高转筒4的消能作用，如图7所示，转筒4内部中空，转筒4内装有水，通过水产生的动能、势能、热能等能量，起到消耗撞击能量的作用，同时，水的重量计入转筒4的转动惯量，使转筒4的转动惯量增大，同样起到消耗能量的作用。
进一步的，如图7所示，转筒4的外表面设有多条凸棱41，多条凸棱41相对于转筒4的轴线对称分布。通过设置的凸棱41使转筒4的外表面凹凸不平，随着转筒4的转动，转筒4凹凸不平的外表面可对船舶产生一定阻力，起到一定的消能作用。
为了增大撞击时船舷与转筒4的接触面积，以降低撞击力，针对于呈竖直的船舷，转筒4可以设置为圆柱形。如图8所示，针对于呈倾斜的船舷，转筒4可以设置为圆台形。
为了适应于潮水的涨落，如图5所示，立柱2开设有沿竖向延伸的滑道21，立柱2还开设有与滑道21相连通的通孔；筋梁3穿设于通孔内，并滑动连接于滑道21。本实施例中，筋梁3通过弹性体71滑动连接于滑道21，通过弹性体71沿滑道21的滑动，可调整筋梁3和转筒4在竖直方向上的位置，以适应于潮水的涨落。为了随潮水涨落自动调整筋梁3和转筒4在竖直方向上的位置，如图1所示，位于竖向最顶层的筋梁3上连接有浮漂5，位于竖向最底层的筋梁3上连接有配重6。浮漂5随潮水涨落而自动升降，进而可带动弹性体71沿滑道21滑动，实现了随潮水涨落自动调整筋梁3和转筒4在竖直方向上的位置。需要说明的是，本实施例中，弹性体71嵌于滑道21内，且弹性体71与滑道21之间存在一定间隙，以避免弹性体71与滑道21之间产生较大摩擦而影响弹性体71沿滑道21的自由滑动。可以理解的是，本领域技术人员也可以采用其他连接件将筋梁3滑动连接于滑道21。
为了调整筋梁3和转筒4距离水面的高度，以适用于不同吃水量的船舶，如图9所示，浮漂5包括浮漂本体52，用于连接筋梁3的吊绳54，用于收紧或松放吊绳54的卷扬组件53，以及用于向卷扬组件53供电的电源51；浮漂本体52内具有空腔，浮漂本体52的底部设有与空腔相连通的吊绳孔；卷扬组件53设置于空腔内；吊绳54连接于卷扬组件53，并从吊绳孔穿出；吊绳孔内套设有用于密封吊绳孔与吊绳54之间间隙的密封圈55。通过电源51向卷扬组件53供电，通过卷扬组件53收放吊绳54，可调整筋梁3与浮漂本体52之间的距离，能够适用于不同吃水量的船舶。需要说明的是，本实施例中，卷扬组件53具体包括对称设置于浮漂本体52相对两侧内壁的卷扬机533和电机531，卷扬机533与电机531之间连接有传动皮带532；卷扬组件53还包括设置于浮漂本体52底部内壁的滑轮534，吊绳54缠绕于卷扬机533，并绕过滑轮534。本实施例中采用的电源51具体为设置于浮漂本体52顶部的太阳能发电板，充分利用太阳能发电。
针对上述柔性停船栏在码头的布置方式，如图10-图12所示。其中，图10为柔性停船栏11沿码头10延伸方向的布置方式，通过设置的柔性停船栏11可导向船舶8侧舷停靠，便于人员上下船和装卸货物。图11为利用上述柔性停船栏11进行船舶8舰艉停靠时的示意图，停船栏11在沿码头10延伸方向和垂直于码头10方向布置，通过设置停船栏11可导向船舶8以舰艉停靠的方式停靠于码头10，降低了船舶8舰艉停靠的难度，提高了码头10水域停船容量。图12为利用上述柔性停船栏11进行船舶8矩阵停靠时的示意图，在补给船12的两侧分别设置垂直于码头10方向布置的一排停船栏11，并在沿码头10延伸方向设置一排停船栏11，船舶8可沿补给船12两侧的停船栏11停成两排，成倍提高了码头水域停船容量。
上述柔性停船栏利用埋设于水底的基座1，实现了离岸设置，通过多跨的基座1、立柱2、筋梁3和转筒4共同分担撞击力，能够有效防止或降低船舶停靠时与码头的撞击。同时，上述柔性停船栏中，通过转筒4的转动，可使小角度撞击到停船栏上的船舶逐渐转向，直至船舶与停船栏平行，实现对停靠船舶的调向，在停船过程不需要拖船辅助，停船时间可以缩短至几分钟，甚至是一分钟以内。进一步的，上述柔性停船栏的布置方式灵活，有利于提高码头水域停船容量。此外，上述柔性停船栏还可以作为船只隔离体系，在停靠和离港时防止船只之间发生碰撞。
Claims (6)
1.柔性停船栏，其特征在于：包括沿纵向成排设置的多个基座，所述基座埋设于水底；所述基座上安装有立柱，所述立柱之间安装有平行设置的多根筋梁，所述筋梁具有弹性，所述筋梁沿纵向延伸并依次贯穿多根所述立柱；所述柔性停船栏还包括转动连接于相邻两根所述筋梁之间的转筒，所述转筒在横向上的长度大于所述立柱在横向上的长度；
所述筋梁由拉伸弹簧和弹性基材一体成型，所述弹性基材包裹于所述拉伸弹簧的外周，所述拉伸弹簧可沿纵向伸长；所述立柱内设有弹性组件，所述弹性组件包括填充于所述立柱内的弹性体和穿设于所述弹性体的连接件，所述连接件固定连接于所述筋梁位于所述立柱内的部分，所述弹性体可在所述连接件的施力作用下做弹性形变；所述弹性体包括对称夹设于所述筋梁两侧的弹性块，所述连接件为贯穿所述筋梁和两个所述弹性块的连接螺栓；
所述转筒通过转轴转动连接于相邻两根所述筋梁之间，所述转筒套接于所述转轴外周，所述转轴为刚性材料；所述转筒具有弹性，所述转筒内部中空，所述转筒内装有水。
2.根据权利要求1所述的柔性停船栏，其特征在于：所述转筒的外表面设有多条凸棱，多条所述凸棱相对于所述转筒的轴线对称分布。
3.根据权利要求1或2所述的柔性停船栏，其特征在于：所述转筒呈圆柱形或圆台形。
4.根据权利要求1所述的柔性停船栏，其特征在于：所述立柱开设有沿竖向延伸的滑道，以及与所述滑道相连通的通孔；所述筋梁穿设于所述通孔内，并滑动连接于所述滑道。
5.根据权利要求4所述的柔性停船栏，其特征在于：位于竖向最顶层的筋梁上连接有浮漂，位于竖向最底层的筋梁上连接有配重。
6.根据权利要求5所述的柔性停船栏，其特征在于：所述浮漂包括浮漂本体，用于连接所述筋梁的吊绳，用于收紧或松放所述吊绳的卷扬组件，以及用于向所述卷扬组件供电的电源；所述浮漂本体内具有空腔，所述浮漂本体的底部设有与所述空腔相连通的吊绳孔；所述卷扬组件设置于所述空腔内；所述吊绳连接于所述卷扬组件，并从所述吊绳孔穿出；所述吊绳孔内套设有用于密封所述吊绳孔与吊绳之间间隙的密封圈。
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