CN113844601A - 一种模块化水面移动工作平台 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种模块化水面移动工作平台，其特征在于：包括固定桩、水面浮台和设置于水面浮台上的工作小屋；所述固定桩固定于水下地面，所述水面浮台的四角分别通过连接缆与一根所述固定桩连接，所述连接缆上设置有滑动载重。用以解决传统水质监测方法存在的无法实时监测、测点无法固定的问题。

Description

一种模块化水面移动工作平台
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体而言，尤其涉及一种模块化水面移动工作平台。
背景技术
水质监测是环境监测工作中的主要工作之一,是准确、及时、全面地反映水质现状及发展趋势,为水环境管理,污染源控制,环境规划等提供科学依据,对整个水环境保护,水污染控制以及维护水环境健康方面起着至关重要的作用。
目前我国主要采用的水质监测方式为在对调查研究结果和有关资料进行综合分析的基础上，布设具有代表性的监测断面；根据监测目的和监测项目，并考虑人力、物力等因素确定监测断面和采样点，即定时定点采样监测。
但是，传统水质监测方法受人力物力影响较大，故监测点设置数量与监测频率有限，不能完整反应该测点实时的水体变化，对于突发的水体变化无法做到及时反应。同时目前市面应用的浮标型水质监测台，虽然可以实时监测，但受风力影响较大，易被移位或丢失。根据以上缺点，本发明提供一个相对位置固定的可全时工作的模块化水面移动工作平台及其使用方法。
发明内容
本发明提供了一种模块化水面移动工作平台，用以解决传统水质监测方法存在的无法实时监测、测点无法固定的问题。
为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：
一种模块化水面移动工作平台，包括固定桩、水面浮台和设置于水面浮台上的工作小屋；所述固定桩固定于水下地面，所述水面浮台的四角分别通过连接缆与一根所述固定桩连接，所述连接缆上设置有滑动载重。
本发明所述水面浮台由多个单位浮体相互拼接而成。
本发明所述工作小屋的屋顶设置有太阳能板。
本发明所述滑动载重两端的连接缆上均安装有一个限位块。
本发明所述连接缆长度的计算方法：
设定水面浮台连接点与滑动载重的初始高度差为H1，固定桩连接点与滑动载重的初始高度差为H2；水面浮台的初始位置位于固定桩矩阵的中心，水面浮台与固定桩之间的初始距离为L1，滑动载重与固定桩连接点的初始距离为L3，滑动载重与水面浮台连接点的初始距离为L4，连接缆长度L＝L3+L4；
Figure BDA0003280743890000021
本发明所述滑动载重两端的连接缆上均安装有一个限位块。
优选地，所述连接缆上两个限位块的间距为最高历史水位与最低自然水位的差值。
优选地，滑动载重的重力计算方法：设定横风压强为P；水面浮台迎风面的最大面积为S；水面浮台偏移后的左右两端与滑动载重的间距分别为LA和LB：滑动载重的重力为G：
Figure BDA0003280743890000022
进一步优选地，取横风压强为10级风压强，LA和LB根据固定桩范围取极值，使水面浮台不会移出固定桩范围。
本发明的有益效果在于：
1、本发明在水面浮台与固定桩的连接缆上设置滑动载重，通过滑动载重与连接缆的相互作用，以达到移动自归位，水位变化自适应的功能，从而实现全时定点监测；此外，已布置于水上的工作平台方便移动至其他固定桩处固定，操作方便易行。
2、水面浮台采用可拆卸的模块化构件，可快速组装、拼接及拆卸，并可在水面上进行组装及拆分；同时，便于将一个或多个模块化的水面浮台连为一体进行使用，方便快速安装布置。
3、本发明的连接缆长度和限位块定位可根据应用水体水位高低限值计算得出，保证浮台在最低至最高水位间能自由浮动，保证滑动载重不陷入湖底淤泥；滑动载重也可由风力数据计算得出，从而保证水面浮台能抗10级风，在10级风力条件下，浮台不会移出基桩范围。
附图说明
图1为本模块化水面移动工作平台的结构示意图；
图2为本模块化水面移动工作平台水面浮台的结构示意图；
图3为本模块化水面移动工作平台的水上部分结构示意图；
图4为连接缆长度计算的示意图；
图5为本模块化水面移动工作平台在最低水位状态下的示意图；
图6为本模块化水面移动工作平台在最高水位状态下的示意图；
图7为本模块化水面移动工作平台在风力作用下的示意图。
附图标记：1-固定桩；2-水面浮台；3-工作小屋；4-连接缆；5-滑动载重；6-限位块；7-太阳能板；8-连接件；9-护栏；21-单元浮体；22-连接帽。
具体实施方式
为了更加清楚、详细地说明本发明的目的技术方案，下面通过相关实施例对本发明进行进一步描述。以下实施例仅为具体说明本发明的实施方法，并不限定本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示，一种模块化水面移动工作平台，包括固定桩1、水面浮台2和设置于水面浮台2上的工作小屋3；所述固定桩1固定于水下地面，所述水面浮台2的四角分别通过连接缆4与一根所述固定桩1连接，所述连接缆4上设置有滑动载重5。
将4根固定桩1预先固定于设计的位置，将工作小屋3安装在水面浮台2上，将水平浮台2牵引至固定桩1所围成的范围内，先在连接缆4上穿设可滑动的载重块5，再通过连接缆4将水平浮台2与固定桩1连接，通过连接缆4长度和滑动载重5的预设置，可实现定点监测。
当风力与水流速较大时，水面浮台2会在水面上有明显的晃动，通过滑动载重5与连接缆4的相互作用，水面浮台2的晃动会自动停止在预告设置的初始位置，以达到移动自归位，水位变化自适应的功能，从而实现全时定点监测。同时，可将水面浮台2方便从连接缆4上解开，牵引至其他位置预先固定好的固定桩阵列，并通过调整连接缆4长度和滑动载重5，即可投入新场所的使用。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上：
如图2所示，所述水面浮台2由多个单位浮体21相互拼接而成。采用可拆卸的模块化构件，可快速组装、拼接及拆卸，并可根据使用场所在水面上进行组装及拆分；同时，便于将一个或多个模块化的水面浮台连为一体进行使用。
水面浮台2可由若干所述单位浮体21通过连接帽22拼接而成，且单位浮体21具有多种形状。
实施例3
本实施例在实施例1的基础上：
所述滑动载重5两端的连接缆4上均安装有一个限位块6。水面浮台2会随水位上下浮动，设定限位块后，能将其上下浮动限定在一定范围内。
所述连接缆4上两个限位块6的间距为最高历史水位与最低自然水位的差值，即水平浮台的上下浮动范围就是水体最低至最高水位间的涨落距离，使其能自由上下浮动。
实施例4
本实施例在实施例1的基础上：
所述工作小屋3的屋顶设置有太阳能板7。
所述工作小屋3的四周设置有护杆9。
所述工作小屋3由多个预制板件侧壁与屋顶组装而成。
实施例5
本实施例在实施例1的基础上：
所述连接缆的长度根据应用水体水位高低限值计算得出，
连接缆长度配置：应保证水面浮台在最低至最高水位间能自由浮动。在最低水位时，钢索长度应保证配重不陷入湖底淤泥；最高水位时，钢索长度应保证配重不滑向单侧固定点。
限位块的配置点：“高水位限位点”和“低水位限位点”间距离(两个限位块的间距)即为水体最低至最高水位间的涨落距离。
最低水位SA：是指水面浮台在枯水期的最低自然水位，见图5。
最高水位SB：是指水面浮台在丰水期或行洪阶段的最高历史水位，见图6。
所述连接缆上两个限位块的距离为最高历史水位与最低自然水位的差值。
如图4所示，所述连接缆长度的计算方法：
设定水面浮台连接点与滑动载重的初始高度差为H1，固定桩连接点与滑动载重的初始高度差为H2；水面浮台的初始位置位于固定桩距阵的中心，水面浮台与固定桩之间的初始距离为L1，滑动载重与固定桩连接点的初始距离为L3，滑动载重与水面浮台连接点的初始距离为L4，连接缆长度L＝L3+L4；
Figure BDA0003280743890000041
实施例6
所述滑动载重质量与移动范围，即限位块定位由应用水体水位高低限值、风力数据计算得出。
所述滑动载重的计算相关因素包括：“水面最大风速、浮台最大立面积、浮台偏移距离、滑动载重重力”等。
滑动载重配置：滑动载重应保证浮台受风力作用时，产生阻尼作用，从而减轻水面浮台的摇摆；发生偏移后，能迅速自动复位，确保浮台定位准确。
滑动载重的计算方法：
设定
横风压力F：浮台受横风影响发生水平偏移的外力；
横风压强P：环境风速产生的单位面积压力，按空气密度1.25Kg/M3计算，10级风压≈504.1Pa；
受力面积S：浮台迎风面最大面积；
则，横风压力F＝P×S。
扶正力矩M：浮台发生偏移后，受滑动载重牵拉产生的扶正力矩；
滑动载重重力G：滑动载重的重力；
左右水面浮台受风偏移量LA、LB：水面浮台偏移后的左右两端与滑动载重的间距，见图7。
则，扶正力矩计算式：M＝G LA-G LB。
由于，扶正力矩M＝横风压力F；
滑动载重G的计算公式：
Figure BDA0003280743890000051
水面浮台要求能抗10级风，滑动载重应保障10级风条件下，扶正力矩能保障浮台不会移出基桩范围。
实施例7
选取四根DN100的不锈钢管作为固定桩1，将四根固定桩1布置在工作位置处边长为8m×8m的矩形的四角，并打入水下土层固定。将四个连接件8焊接于固定桩1上端部。选取若干50mm×50mm的方形单位浮体21，与配套的若干连接帽22。在岸上将单位浮体21按12×10组装为6m×5m的水面浮台2。选取合适尺寸的预制板件侧壁与屋顶组装为所述工作小屋3，将工作小屋3及护栏9安装在浮台上。
连接缆4的长度根据应用水体水位高低限值计算得出为5m，滑动载重5质量由应用水体水位高低限值及风力数据计算得出为30kg，限位块6位置由计算得出为0.5m与4.5m(从与浮台连接处起算)。将若干连接缆4、滑动载重5与限位器6组装为四套稳定系统，分别固定于水面浮台四角。
将水面浮台牵引至所述固定桩1所围成的范围内，将连接缆4与连接件8固定，从而将该模块化工作平台固定于预定位置。
实施例8
选取八根DN100的不锈钢管作为固定桩1，将四根固定桩1布置在工作位置处边长为8m×8m的矩形的四角，并打入水下土层固定。将剩余四根固定桩1同样方法固定于后续使用位置。将八个连接件8焊接于固定桩1上端部。选取若干50mm×50mm的方形单位浮体21，与配套的若干连接帽22。在岸上将单位浮体21按12×10组装为6m×5m的水面浮台2。选取合适尺寸的预制板件侧壁与屋顶组装为所述工作小屋3，将工作小屋3及护栏9安装在水面浮台2上。
连接缆4的长度根据应用水体水位高低限值计算得出为5m，滑动载重5质量由应用水体水位高低限值及风力数据计算得出为30kg，限位块6位置由计算得出为0.5m与4.5m(从与浮台连接处起算)。将若干连接缆4、滑动载重5与限位块6组装为四套稳定系统，分别固定于水面浮台四角。
将水面浮台2牵引至所述固定桩1所围成的范围内，将连接缆4与连接件8固定，从而将本工作平台固定于预定位置。待工作完成后，将固定桩1上的连接件8与连接缆4分开，收回水面浮台，并牵引至预先设定的后续使用位置，同样方法固定后投入新的使用场所。
需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种模块化水面移动工作平台，其特征在于，包括固定桩、水面浮台和设置于水面浮台上的工作小屋；所述固定桩固定于水下地面，所述水面浮台的四角分别通过连接缆与一根所述固定桩连接，所述连接缆上设置有滑动载重。
2.根据权利要求1所述的模块化水面移动平台，其特征在于，所述水面浮台由多个单位浮体相互拼接而成。
3.根据权利要求1所述的模块化水面移动平台，其特征在于，所述工作小屋的屋顶设置有太阳能板。
4.根据权利要求1所述的模块化水面移动平台，其特征在于，所述连接缆长度的计算方法：设定水面浮台连接点与滑动载重的初始高度差为H1，固定桩连接点与滑动载重的初始高度差为H2；水面浮台的初始位置位于固定桩矩阵的中心，水面浮台与固定桩之间的初始距离为L1，滑动载重与固定桩连接点的初始距离为L3，滑动载重与水面浮台连接点的初始距离为L4，连接缆长度L＝L3+L4；
Figure FDA0003280743880000011
5.根据权利要求1所述的模块化水面移动平台，其特征在于，所述滑动载重两端的连接缆上均安装有一个限位块。
6.根据权利要求5所述的模块化水面移动平台，其特征在于，所述连接缆上两个限位块的间距为最高历史水位与最低自然水位的差值。
7.根据权利要求1所述的模块化水面移动平台，其特征在于，所述滑动载重的重力计算方法：设定横风压强为P；水面浮台迎风面的最大面积为S；水面浮台偏移后的左右两端与滑动载重的间距分别为LA和LB：滑动载重的重力为G：
Figure FDA0003280743880000012
8.根据权利要求7所述的模块化水面移动平台，其特征在于，取横风压强为10级风压强，LA和LB根据固定桩范围取极值，使水面浮台不会移出固定桩范围。
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