CN115217077A - 一种高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施。它包括拦阻装置与消能装置；所述拦阻装置包括若干个线性排列在水面的浮基，每个浮基整体呈三角形，浮基上连接有支撑架，相邻两个支撑架之间连接有拦阻网，拦阻网两端与浮基相连，拦阻网垂直布置于水面上；所述消能装置包括若干置于海床或河床的系泊兼消能锚及消能锚，系泊兼消能锚与消能锚均通过锚链与浮基连接。本发明耐久性好，可靠性高，结构简洁巧妙，稳定性好，海上长期生存能力强，安装、定位方便，经济适用，适于在船舶拦阻技术领域推广及应用。
Description
技术领域
本发明涉及船舶拦阻设施技术领域，具体涉及一种高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施。
背景技术
随着我国交通运输业的快速发展，大型跨江、跨海桥梁越来越多，内河及海运日益繁忙，且通航船舶具有载重吨位增大、航行速度加快的趋势，桥梁防撞已经成为一个重要的安全问题。船舶通航安全不仅受限于天气、水况、船舶自身状况等客观因素，也受到船员操作及判断等人为因素的影响。由于船舶质量较大，对桥梁的撞击力也较大，事故一旦发生将会造成不同程度桥梁使用寿命、安全性及耐久性等的损失，严重的更会造成桥毁人亡等灾难性后果，因此桥梁有必要设置防船撞设施。
目前，桥梁防船舶撞击措施主要分为两类：
一类防撞设施为直接设置于桥墩周边，一般有橡胶护舷、混凝土套箱、钢套箱、防撞墩等，通过防撞材料的变形或破坏来吸收船舶动能。这类方式一般造价较高，对桥梁保护有限，无法防止超高船舶对桥梁上部结构的碰撞。同时，对船舶也有一定损伤。
另外一类防撞设施为设置于离桥墩一定距离处，通过消能锚与河(海)床的摩擦力对船舶做负功，消耗船舶动能，降低船舶速度直至停止。这类方式保护范围广，整个过程为柔性撞击，既保护桥梁同时也能保护船舶。
如中国发明专利201410125535.1所公开的防撞系统由悬于水中的重力块(锚)和浮于水面的浮基、立于水面的拦阻索(网)等组成。其中，浮基由表面涂防腐材料的空心钢箱组成。若船舶与拦阻索(网)发生碰撞，将触发破断装置，使悬于水中的重力锚落入海床面，经由拦截索(网)拖拽船舶，从而消能。
如中国发明专利201210130126.1所公开的防撞系统由安装在桥梁护栏外侧的监控系统识别偏航船舶，将指令传送给控制系统，控制系统启动拦截网立于水面，从而拦截偏航船舶，船舶带动拦阻网一起运动并与支撑杆分离，同时拉动与之相连的铁链，铁链拉动水底沉块在淤泥中移动，通过沉块与淤泥的摩擦来耗能，实现对来撞船舶的拦截。
目前，船舶拦阻设施存在以下缺点：
1、现有船舶拦阻设施浮基采用空心钢箱双体船结构，遭受船舶撞击后容易变形甚至破漏，致使海水倒灌，钢箱锈蚀，整体耐久性较差。
2、现有船舶拦阻设施浮基采用空心钢箱双体船结构，此浮基结构在海洋环境下受水流、波浪作用，系泊锚锚链张力过高，加速锚链及连接环磨损，不利于海上长期系泊。
3、现有船舶拦阻设施的破断装置及锚链处于浪溅区，与海水、空气长时间接触，加快金属锈蚀，整体耐久性及可靠性较差。
4、现有船舶拦阻设施浮基体积过大，受波浪、水流影响大，在海上台风工况下生存能力及稳定性较差，系泊难度高，容易发生走锚，造成浮基移位或侧翻。
5、现有浮基形式水上安装工序繁琐，水上精准定位难度大，施工成本及营运期维护、更换成本较高。
6、现有船舶拦阻设施将混凝土消能锚悬于水中，在水流、波浪作用下会发生相互碰撞，造成消能锚混凝土破坏、脱落，质量减小，失去消能拦阻能力。
7、现有船舶拦阻设施的监控系统结构复杂，受天气环境影响较大，如在大雾、雨雪天气下，系统识别正确率将降低，且需要电力能源供应，可靠性较差，使用维护成本较高。
发明内容
为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施，该船舶拦阻设施耐久性好，可靠性高，结构巧妙简洁，稳定性好，海上长期生存能力强，安装、定位方便，经济适用，适于在船舶拦阻技术领域推广及应用。
为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施，包括拦阻装置与消能装置；所述拦阻装置包括若干个线性排列在水面的浮基，每个浮基整体呈三角形，浮基上连接有支撑架，相邻两个支撑架之间连接有拦阻网，拦阻网两端与浮基相连，拦阻网垂直布置于水面上；所述消能装置包括若干置于海床或河床的系泊兼消能锚及消能锚，系泊兼消能锚与消能锚均通过锚链与浮基连接。
进一步地，所述拦阻网悬挂连接于钢丝绳上，钢丝绳两端固定在两相邻所述支撑架上；所述拦阻网包括横向设置的主拦阻索与竖向设置的辅助索，辅助索为主拦阻索平面内设置的相对较短的拦阻索，主拦阻索与辅助索相交连接，主拦阻索的两端均通过连接索与所述浮基连接。
进一步地，所述浮基由三个浮块通过型钢骨架连接形成，型钢骨架部分置于浮块内，部分伸出浮块外；所述锚链包括主锚链与副锚链，所述浮基型钢骨架与所述系泊兼消能锚、所述浮基型钢骨架与所述消能锚、所述系泊兼消能锚与所述消能锚均通过主锚链连接，所述浮基型钢骨架与主锚链通过副锚链加强连接。
进一步地，所述消能锚设置于所述拦阻装置两侧的水底，所述系泊兼消能锚置于所述浮基的三个角点处。
进一步地，所述浮基均设置有三组所述消能锚和系泊兼消能锚，其中两组所述消能锚和系泊兼消能锚为相邻所述浮基共用。
进一步地，所述主锚链、副锚链与所述浮基型钢骨架连接处均处于水下。
进一步地，所述浮块为高分子复合材料层制成的块体，高分子复合材料层之间通过胶水粘合，高分子复合材料层的最内层包裹部分所述型钢骨架，高分子复合材料层最外层绑扎有棉涤帘线加强层，棉涤帘线加强层的表面喷涂有聚脲耐腐蚀层。
进一步地，所述型钢骨架伸出浮块外的部分，其表面喷涂有防腐漆。
进一步地，位于线性排列两端的所述浮基均还增设连接有一个所述系泊兼消能锚。
进一步地，所述高分子复合材料层采用EVA或者PE。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.采用EVA或者PE等高分子复合材料、聚脲等防水耐腐蚀材料包裹型钢骨架的浮基，由于EVA或者PE等高分子复合材料密度小、耐腐蚀，相同体积下的浮基可提供更大的浮力，利于提高系统耐久性、可靠性，且型钢骨架制造简单，后期维养成本低。
2.采用三角形浮基，可减小波浪、水流对浮基的作用力，提高浮基的稳定性，降低锚链张力，减小锚链的磨损量，提高拦阻设施的耐久性、可靠性。
3.浮基通过主锚链及副锚链与系泊兼消能锚、消能锚相连，在施工过程中可通过连接主锚链进行浮基初步定位，通过收紧副锚链进行浮基的精确定位。施工便利、定位准确。
4.消能锚直接放置于海床表面，无需消能锚破断装置，提高系统可靠性。
5.锚链与浮基的连接处设计在浮基型钢底面，常年处于水下环境，可避免锚链连接环与锚链处于浪溅区，提高拦阻设施耐久性。
6.利用多个质量较小的消能锚代替单一质量较大的消能锚，并以串联的方式连接于锚链，可减小消能锚拔出覆土的拉拔力，避免消能锚深陷于土中导致系统失效，同时，可适应不同吨位来撞船舶，实现走锚消能，减小发生撞击后系统复位的工作量。
7.采用被动式拦阻设施，无精密电子、机械元件，不受天气等因素影响，系统可靠性高，使用维护成本较低。
附图说明
图1是本发明实施例一种高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施的主视图；
图2是本发明实施例一种高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施的俯视图；
图3是本发明实施例一种高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施的浮基结构主视图；
图4是本发明实施例一种高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施的浮基结构俯视图；
图5是本发明实施例一种高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施的浮块剖面图。
图中：1、消能锚；2、系泊兼消能锚；3、主锚链；4、副锚链；5、支撑架；6、浮基；7、连接索；8、钢丝绳；9、主拦阻索；10、辅助索；11、浮块；12、型钢骨架；13、高分子复合材料层；14、复合材料粘合胶水层；15、棉涤帘线加强层；16、聚脲耐腐蚀层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步地详细说明。
如图1至图5所示，本发明一种高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施，包括拦阻装置与消能装置，所述拦阻装置包括若干个线性排列在水面的浮基6，浮基6上连接支撑架5，支撑架5通过连接索7和钢丝绳8与主拦阻索9连接；辅助索10为主拦阻索9平面内设置的相对较短的拦阻索，辅助索10可有效加强三根主拦阻索9的连接。当船舶撞上主拦阻索9时，主拦阻索9通过连接索7把撞击力传导给浮基6，再由浮基6传导给水下消能装置，从而起到阻拦船舶、带动水下消能装置移动的作用。
所述消能装置包括消能锚1、系泊兼消能锚2、主锚链3及副锚链4，消能锚1设置于所述拦阻装置两侧的水底，系泊兼消能锚2置于浮基6的角点处，在非船舶撞击状态下起到固定浮基6的作用，消能锚1与系泊兼消能锚2均通过主锚链3与浮基6连接，每个浮基6设置有3组消能锚1和系泊兼消能锚2，其中两组消能锚1和系泊兼消能锚2为相邻浮基6共用。主锚链3实现对浮基6的初步定位，再通过收紧副锚链4实现对浮基6的精准定位。每个消能锚1和系泊兼消能锚2通过主锚链3连接，实现走锚消能，在遇船撞时起到消能的作用。每个系泊兼消能锚2在非船舶撞击状态下起到固定浮基6的作用。
浮基6由三个浮块11通过型钢骨架12连接形成，型钢骨架12部分置于浮块11内，部分伸出浮块11外；型钢骨架12自重轻，施工容易且维养成本低。浮块11为高分子复合材料层13制成的块体，高分子复合材料层13之间通过复合材料粘合胶水层14粘合，高分子复合材料层13的最内层包裹部分型钢骨架12，高分子复合材料层13最外层绑扎有棉涤帘线加强层15，棉涤帘线加强层15的表面喷涂有聚脲耐腐蚀层16。高分子复合材料具有密度小、耐腐蚀、耐磨的特性，相同体积下的浮块11可以提供更大浮力；在复杂的海洋环境下具有高分子复合材料层13和聚脲耐腐蚀层16结构的浮块11具有更高的可靠性和耐久性，型钢骨架12不存在密闭空腔，制造方便简单，后期维养成本较低。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明技术方案，对这些实施例的多种修改对本领域的专业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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
尽管本文较多地使用了图中附图标记所示的术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施，其特征在于：它包括拦阻装置与消能装置；所述拦阻装置包括若干个线性排列在水面的浮基，每个浮基整体呈三角形，浮基上连接有支撑架，相邻两个支撑架之间连接有拦阻网，拦阻网两端与浮基相连，拦阻网垂直布置于水面上；所述消能装置包括若干置于海床或河床的系泊兼消能锚及消能锚，系泊兼消能锚与消能锚均通过锚链与浮基连接。
2.根据权利要求1所述的高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施，其特征在于：所述拦阻网悬挂连接于钢丝绳上，钢丝绳两端固定在两相邻所述支撑架上；所述拦阻网包括横向设置的主拦阻索与竖向设置的辅助索，辅助索为主拦阻索平面内设置的相对较短的拦阻索，主拦阻索与辅助索相交连接，主拦阻索的两端均通过连接索与所述浮基连接。
3.根据权利要求1所述的高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施，其特征在于：所述浮基由三个浮块通过型钢骨架连接形成，型钢骨架部分置于浮块内，部分伸出浮块外；所述锚链包括主锚链与副锚链，所述浮基型钢骨架与所述系泊兼消能锚、所述浮基型钢骨架与所述消能锚、所述系泊兼消能锚与所述消能锚均通过主锚链连接，所述浮基型钢骨架与主锚链通过副锚链加强连接。
4.根据权利要求1所述的高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施，其特征在于：所述消能锚设置于所述拦阻装置两侧的水底，所述系泊兼消能锚置于所述浮基的三个角点处。
5.根据权利要求1所述的高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施，其特征在于：所述浮基均设置有三组所述消能锚和系泊兼消能锚，其中两组所述消能锚和系泊兼消能锚为相邻所述浮基共用。
6.根据权利要求3所述的高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施，其特征在于：所述主锚链、副锚链与所述浮基型钢骨架连接处均处于水下。
7.根据权利要求3所述的高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施，其特征在于：所述浮块为高分子复合材料层制成的块体，高分子复合材料层之间通过胶水粘合，高分子复合材料层的最内层包裹部分所述型钢骨架，高分子复合材料层最外层绑扎有棉涤帘线加强层，棉涤帘线加强层的表面喷涂有聚脲耐腐蚀层。
8.根据权利要求3所述的高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施，其特征在于：所述型钢骨架伸出浮块外的部分，其表面喷涂有防腐漆。
9.根据权利要求5所述的高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施，其特征在于：位于线性排列两端的所述浮基均还增设连接有一个所述系泊兼消能锚。
10.根据权利要求7所述的高分子复合材料浮基走锚消能船舶拦阻设施，其特征在于：所述高分子复合材料层采用EVA或者PE。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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