CN111608067A - 一种浮箱及其使用方法、浮桥 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浮箱及其使用方法、浮桥,涉及浮桥技术领域,该浮箱包括:多个沿桥梁活动连接的浮箱单元,每个所述浮箱单元内均配设有吸排水组件,所述吸排水组件被配置为:当所述浮箱单元外水位上升时,所述吸排水组件向对应的浮箱单元内吸水以使浮箱单元保持在预设的高程;当所述浮箱单元外水位下降时,所述吸排水组件将对应的浮箱单元内的水排出以使浮箱单元保持在预设的高程。本发明能使与浮箱相连的系泊装置和伸缩装置受力稳定,不易产生疲劳损伤,有利于浮桥的长期安全运营。
Description
技术领域
本发明涉及浮桥技术领域,特别涉及一种浮箱及其使用方法、浮桥。
背景技术
浮式桥梁是一种古老的桥型,浮桥运行时没有一般桥梁方便,目前浮桥多用于抢险救灾、军事设施紧急通过或季节性通载需要而临时搭建。但是对于特殊的场地条件,如水深较深(一般大于60m),或者覆盖层较厚的场地条件,一般桥梁结构不具备修建条件,就必须修建永久性浮桥。
相关技术中,永久性浮桥为了克服潮汐变化引起的主桥体升高或降低,将整个浮桥分为浮体段、岸边固定段、连接段。在浮体段的两侧布置系泊装置,连接段与岸边固定段之间铰接,同时连接段与浮体段之间还设置伸缩装置。利用伸缩装置的伸缩运动以及连接段与岸边固定段之间上下摆动以适应水位变化引起的浮体段高程变化。
但是,潮汐一般分为半日潮、全日潮、混合潮等,水位变化大,周期短,浮体段长期周期性的上下大位移移动,导致系泊装置和伸缩装置长期受到较大的往复力作用,极易产生疲劳损伤,不利于浮桥的长期安全运营。
发明内容
本发明实施例提供一种浮箱及其使用方法、浮桥,其能解决相关技术中在潮汐作用下,与浮箱连接的系泊装置和伸缩装置易疲劳损伤的技术问题。
第一方面,提供了一种浮箱,包括:
多个沿桥梁纵向连接的浮箱单元,每个所述浮箱单元内均配设有吸排水组件,所述吸排水组件被配置为:
当所述浮箱单元外水位上升时,所述吸排水组件向对应的浮箱单元内吸水以使浮箱单元保持在预设的高程;
当所述浮箱单元外水位下降时,所述吸排水组件将对应的浮箱单元内的水排出以使浮箱单元保持在预设的高程。
一些实施例中,每个所述浮箱单元均包括多个沿桥梁横向连接的浮箱子单元,所述吸排水组件包括两个水泵、两个第一水位仪、第二水位仪和控制器,两个所述水泵和两个所述第一水位仪分别设于每个所述浮箱单元两侧的浮箱子单元内,所述第二水位仪设于所述浮箱单元的外侧;
所述第二水位仪用于采集所述浮箱单元外水位的数值并传输至所述控制器,每个所述第一水位仪用于采集对应的浮箱单元内水位的数值传输至所述控制器;
当所述浮箱单元外水位上升或下降时,所述控制器控制每个水泵向对应的浮箱单元内吸水或排水,并计算对应的浮箱单元内吸水或排水后水位的理论数值,当每个第一水位仪采集对应的浮箱单元内水位的数值与计算水位的理论数值相等时,所述控制器控制每个所述水泵停止吸水或排水。
一些实施例中,每个所述浮箱子单元上端均设有通气孔。
一些实施例中,每个所述浮箱子单元的尺寸均相等。
第二方面,提供了一种浮箱的使用方法,包括以下步骤:
当浮箱单元外水位上升时,吸排水组件向对应的浮箱单元内吸水使浮箱单元保持在预设的高程;
当浮箱单元外水位下降时,吸排水组件将对应的浮箱单元内的水排出使浮箱单元保持在预设的高程。
一些实施例中,每个浮箱单元均包括多个沿桥梁横向固定连接的浮箱子单元,吸排水组件包括两个水泵、两个第一水位仪和第二水位仪和控制器;将两个水泵和两个第一水位仪分别设于每个浮箱单元两侧的浮箱子单元内,并将第二水位仪设于浮箱单元的外侧;
当浮箱单元外水位上升或下降时,第二水位仪采集浮箱单元外水位的数值并传输至控制器,控制器控制每个水泵向对应的浮箱单元内吸水或排水,并计算对应的浮箱单元内吸水或排水后水位的理论数值,每个第一水位仪采集对应的浮箱单元内水位的数值传输至控制器,当每个第一水位仪采集对应的浮箱单元内水位的数值与计算水位的理论数值相等时,控制器控制每个水泵停止吸水或排水。
一些实施例中,在每个浮箱子单元上端均开设通气孔。
一些实施例中,使用尺寸相等的浮箱子单元形成浮箱单元。
第三方面,提供了一种浮桥,包括上述实施例的浮箱。
本发明实施例提供了一种浮箱及其使用方法、浮桥,浮箱的每个浮箱单元通过设置吸排水组件,在涨潮和落潮过程中,浮箱单元外部水位上升或下降导致浮箱单元排除水的质量与浮箱单元内吸水或排水的质量相等,浮箱总体保持在预设的高程,自适应潮位变化,使得与浮箱相连的系泊装置和伸缩装置受力稳定,不易产生疲劳损伤,有利于浮箱的长期安全运营。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的浮箱单元的横截面图;
图2为本发明实施例提供的浮箱的使用方法的流程图;
图中:1、浮箱单元;11、浮箱子单元;111、通气孔;2、吸排水组件;21、水泵;22、第一水位仪;23、第二水位仪。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,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的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。
本发明实施例提供了一种浮箱,其能解决相关技术中在潮汐作用下,与浮箱连接的系泊装置和伸缩装置易疲劳损伤的技术问题。
参见图1所示,一种浮箱,包括:多个沿桥梁纵向连接的浮箱单元1,每个浮箱单元1内均配设有吸排水组件2,吸排水组件2被配置为:当浮箱单元1外水位上升时,吸排水组件2向对应的浮箱单元1内吸水以使浮箱单元1保持在预设的高程;当浮箱单元1外水位下降时,吸排水组件2将对应的浮箱单元1内的水排出以使浮箱单元1保持在预设的高程。
具体地,参见图1所示,每个浮箱单元1均包括多个沿桥梁横向连接的浮箱子单元11,吸排水组件2包括两个水泵21、两个第一水位仪22、第二水位仪23和控制器,控制器与两个水泵21、两个第一水位仪22和第二水位仪23电连接,两个水泵21和两个第一水位仪22分别设于每个浮箱单元1两侧的浮箱子单元11内,两个水泵21均通过管道与对应的浮箱单元1外侧水连通,第二水位仪23设于浮箱单元1的外侧。
第二水位仪23用于采集浮箱单元1外水位的数值并传输至控制器,每个第一水位仪22用于采集对应的浮箱单元1内水位的数值传输至控制器。
当浮箱单元1外水位上升或下降时,控制器控制每个水泵21向对应的浮箱单元1内吸水或排水,并计算对应的浮箱单元1内吸水或排水后水位的理论数值,当每个第一水位仪22采集对应的浮箱单元1内水位的数值与计算水位的理论数值相等时,控制器控制每个水泵21停止吸水或排水。
本发明实施例的浮箱,其基本原理如下,以一个浮箱单元1为例说明:
假设浮箱单元1外部整体的底面积为S1,每个浮箱子单元11内部的底面积为S2,为保证浮箱单元1保持在预设的高程,浮箱单元1外部水位上升或下降导致浮箱单元1排除水的质量应该与浮箱单元1内吸水或排水的质量相等。因此,只需h1S1=2h2S2,浮箱单元1就保持在预设的高程,其中h1为浮箱单元1外部水位上升或下降的高度,h2为浮箱单元1内吸水或排水后水位上升或下降的理论数值。
与现有技术相比,本发明实施例的浮箱,浮箱的每个浮箱单元1通过设置吸排水组件2,在涨潮和落潮过程中,浮箱单元1外部水位上升或下降导致浮箱单元1排除水的质量与浮箱单元1内吸水或排水的质量相等,浮箱总体保持在预设的高程,自适应潮位变化,使得与浮箱相连的系泊装置和伸缩装置受力稳定,不易产生疲劳损伤,有利于浮箱的长期安全运营。
作为可选的实施方式,每个浮箱子单元11上端均设有通气孔111,通气孔111便于吸水或排水过程中浮箱子单元11内外气压相等,避免气压对吸水或排水的影响,加快浮箱子单元11的高程调整效率。
作为可选的实施方式,每个浮箱子单元11的尺寸均相等,便于浮箱子单元11快速更换和检修。优选地,每个浮箱子单元11均采用C50混凝土制成。
本发明实施例还提供了一种浮箱的使用方法,包括以下步骤:
当浮箱单元1外水位上升时,吸排水组件2向对应的浮箱单元1内吸水使浮箱单元1保持在预设的高程。
当浮箱单元1外水位下降时,吸排水组件2将对应的浮箱单元1内的水排出使浮箱单元1保持在预设的高程。
具体地,每个浮箱单元1均包括多个沿桥梁横向连接的浮箱子单元11,吸排水组件2包括两个水泵21、两个第一水位仪22和第二水位仪23和控制器;将两个水泵21和两个第一水位仪22分别设于每个浮箱单元1两侧的浮箱子单元11内,并将第二水位仪23设于浮箱单元1的外侧;
当浮箱单元1外水位上升或下降时,第二水位仪23采集浮箱单元1外水位的数值并传输至控制器,控制器控制每个水泵21向对应的浮箱单元1内吸水或排水,并计算浮箱单元1内吸水或排水后水位的理论数值,每个第一水位仪22采集对应的浮箱单元1内水位的数值传输至控制器,当每个第一水位仪22采集对应的浮箱单元1内水位的数值与计算水位的理论数值相等时,控制器控制每个水泵21停止吸水或排水。
本发明实施例浮箱的使用方法,浮箱的每个浮箱单元1设置吸排水组件2,在涨潮和落潮过程中,浮箱单元1外部水位上升或下降导致浮箱单元1排除水的质量与浮箱单元1内吸水或排水的质量相等,浮箱总体保持在预设的高程,自适应潮位变化,使得与浮箱相连的系泊装置和伸缩装置受力稳定,不易产生疲劳损伤,有利于浮桥的长期安全运营。
作为可选的实施方式,在每个浮箱子单元11上端开设通气孔111,通气孔111便于吸水或排水过程中浮箱子单元11内外气压相等,避免气压对吸水或排水的影响,加快浮箱子单元11的高程调整效率。
作为可选的实施方式,使用尺寸相等的浮箱子单元11形成浮箱单元1,便于浮箱子单元11快速更换和检修。优选地,每个浮箱子单元11均采用C50混凝土制成。
本发明实施例还提供了一种浮桥,包括上述实施例中的浮箱,浮箱的每个浮箱单元1通过设置吸排水组件2,在涨潮和落潮过程中,浮箱单元1外部水位上升或下降导致浮箱单元1排除水的质量与浮箱单元1内吸水或排水的质量相等,浮箱总体保持在预设的高程,自适应潮位变化,使得与浮箱相连的系泊装置和伸缩装置受力稳定,不易产生疲劳损伤,有利于浮桥的长期安全运营。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,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。除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是,在本发明中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将实体或者操作与另实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种浮箱,其特征在于,包括:
多个沿桥梁纵向连接的浮箱单元(1),每个所述浮箱单元(1)内均配设有吸排水组件(2),所述吸排水组件(2)被配置为:
当所述浮箱单元(1)外水位上升时,所述吸排水组件(2)向对应的浮箱单元(1)内吸水以使浮箱单元(1)保持在预设的高程;
当所述浮箱单元(1)外水位下降时,所述吸排水组件(2)将对应的浮箱单元(1)内的水排出以使浮箱单元(1)保持在预设的高程。
2.如权利要求1所述的浮箱,其特征在于:
每个所述浮箱单元(1)均包括多个沿桥梁横向连接的浮箱子单元(11),所述吸排水组件(2)包括两个水泵(21)、两个第一水位仪(22)、第二水位仪(23)和控制器,两个所述水泵(21)和两个所述第一水位仪(22)分别设于每个所述浮箱单元(1)两侧的浮箱子单元(11)内,所述第二水位仪(23)设于所述浮箱单元(1)的外侧;
所述第二水位仪(23)用于采集所述浮箱单元(1)外水位的数值并传输至所述控制器,每个所述第一水位仪(22)用于采集对应的浮箱单元(1)内水位的数值传输至所述控制器;
当所述浮箱单元(1)外水位上升或下降时,所述控制器控制每个水泵(21)向对应的浮箱单元(1)内吸水或排水,并计算对应的浮箱单元(1)内吸水或排水后水位的理论数值,当每个第一水位仪(22)采集对应的浮箱单元(1)内水位的数值与计算水位的理论数值相等时,所述控制器控制每个所述水泵(21)停止吸水或排水。
3.如权利要求2所述的浮箱,其特征在于:每个所述浮箱子单元(11)上端均设有通气孔(111)。
4.如权利要求1所述的浮箱,其特征在于:每个所述浮箱子单元(11)的尺寸均相等。
5.一种如权利要求1所述的浮箱的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
当浮箱单元(1)外水位上升时,吸排水组件(2)向对应的浮箱单元(1)内吸水使浮箱单元(1)保持在预设的高程;
当浮箱单元(1)外水位下降时,吸排水组件(2)将对应的浮箱单元(1)内的水排出使浮箱单元(1)保持在预设的高程。
6.如权利要求5所述的使用方法,其特征在于:
每个浮箱单元(1)均包括多个沿桥梁横向连接的浮箱子单元(11),吸排水组件(2)包括两个水泵(21)、两个第一水位仪(22)和一个第二水位仪(23)和控制器;将两个水泵(21)和两个第一水位仪(22)分别设于每个浮箱单元(1)两侧的浮箱子单元(11)内,并将一个第二水位仪(23)设于浮箱单元(1)的外侧;
当浮箱单元(1)外水位上升或下降时,第二水位仪(23)采集浮箱单元(1)外水位的数值并传输至控制器,控制器控制每个水泵(21)向对应的浮箱单元(1)内吸水或排水,并计算浮箱单元(1)内吸水或排水后水位的理论数值,每个第一水位仪(22)采集对应的浮箱单元(1)内水位的数值传输至控制器,当每个第一水位仪(22)采集对应的浮箱单元(1)内水位的数值与计算水位的理论数值相等时,控制器控制每个水泵(21)停止吸水或排水。
7.如权利要求5所述的使用方法,其特征在于:在每个浮箱子单元(11)上端均开设通气孔(111)。
8.如权利要求5所述的使用方法,其特征在于:使用尺寸相等的浮箱子单元(11)形成浮箱单元(1)。
9.一种浮桥,其特征在于,包括如权利要求1-4任一项所述的浮箱。
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