CN115341506A - 一种减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统及方法，该系统包括至少一排钢管桩，在施工水域波浪迎来方向插打形成，每根所述钢管桩的顶端固定有固定轮胎，所述钢管桩上套设有多个活动轮胎，且位于所述固定轮胎装置的下方，相邻钢管桩之间的活动轮胎通过多个连接轮胎连接，每个所述连接轮胎上设置高频振动棒。本发明，模拟礁石过对波浪进行破碎，消耗波浪能量，干扰波浪频率从而减小波浪力与浪高，使施工局部水域水面平稳，减小了高大波浪对浮运施工船舶平稳停泊的影响，方便施工，且提高了施工精度。

Description

一种减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统及方法

技术领域

本发明涉及水上施工技术领域，具体涉及一种减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统及方法。

背景技术

目前，桥梁施工过程中不可避免会涉及水上施工。水上施工通常有以下两种方式：

第一、固定平台施工，如筑岛、修建围堰或锚固钢管桩等。这种工法适用于离岸较近或较浅的河滩，如果应用于较深的湖泊、河流，则技术要求很难达到且工程成本太高。

第二、采用船舶浮运施工。这种方式用于桥梁深水桩基础施工的成本也较高，且存在工程定位精度不够，且稳定性较差、受风浪影响较大的问题。特别是遇到风大浪高的情况下，需等波浪平静后方可作业。

有鉴于此，需要提供一种减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统和方法，以减弱波浪对浮运施工船舶的影响，方便浮运施工船舶施工且提高施工精度。

发明内容

针对上述缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提供一种减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统和方法，以解决现有技术采用船舶浮运施工，受风浪影响较大，工程定位精度不高，稳定性较差的问题。

为此，本发明提供的减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统，包括：

至少一排钢管桩，在施工水域波浪迎来方向插打形成，所述钢管桩的顶部高出近五年最高水位至少1m；

固定轮胎装置，固定在每根所述钢管桩的顶端；

活动轮胎，套设在所述钢管桩上，且位于所述固定轮胎装置的下方；每根所述钢管桩上套设多个所述活动轮胎；且相邻钢管桩之间的活动轮胎通过多个连接轮胎连接，所述连接轮胎之间以及所述连接轮胎与所述活动轮胎分别用防水钢丝绳绑定；

高频振动棒，设置在每个所述连接轮胎上，多个所述高频振动棒通过防水电缆串联连接。

在上述系统中，优选地，还包括：

防水电箱，设置在布置有高频振动棒的一排钢管桩上中的任意一个钢管桩上；

波浪能发电器，用于向防水电箱供电。

在上述技术方案中，优选地，所述钢管桩设置多排，所述高频振动棒设置在后排的所述钢管桩之间的所述连接轮胎上。

在上述技术方案中，优选地，所述固定轮胎装置包括圆形钢板和固定轮胎，所述圆形钢板的直径大于所述钢管桩的外径，所述圆形钢板焊接在所述钢管桩的顶面上，且与所述钢管桩同轴设置，所述固定轮胎套设在所述圆形钢板上。

在上述技术方案中，优选地，每根所述钢管桩上套设五个以上的所述活动轮胎，根据所述活动轮胎在所述钢管桩上的高度位置，划分为顶部活动轮胎、中部活动轮胎和下部活动轮胎；同一排中，相邻钢管桩之间的顶部活动轮胎、中部活动轮胎和下部活动轮胎之间分别通过多个连接轮胎连接。

在上述技术方案中，优选地，所述波浪能发电器设置有感应元件，根据感应到的电流大小，接通或切断向所述防水电箱的供电线路。

在上述技术方案中，优选地，每排钢管桩中钢管桩的数量不少于5个，且间隔3m-5m设置；前后两排钢管桩距离3-5m。

在上述技术方案中，优选地，前后排的钢管桩相互错开。

本发明还提供了一种减弱波浪对浮运施工船舶影响的方法，包括以下步骤：

在施工水域波浪迎来方向，插打钢管桩形成至少一排钢管桩，钢管桩的顶部高出近五年最高水位至少1m；

在每根钢管桩的顶端分别固定设置固定轮胎；

在每根钢管桩上分别套设活动轮胎，同一排钢管桩中，相邻钢管桩之间的活动轮胎分别通过连接轮胎连接；

在连接轮胎上设置高频振动棒，高频振动棒之间用防水电缆串联连接。

在上述技术方法中，优选地，根据活动轮胎在钢管桩上的高度位置，划分为顶部活动轮胎、中部活动轮胎和下部活动轮胎，同一排钢管桩中，相邻钢管桩之间的顶部活动轮胎、中部活动轮胎和下部活动轮胎之间分别通过多个连接轮胎连接，连接轮胎之间以及连接轮胎与活动轮胎分别用防水钢丝绳绑定。

由上述技术方案可知，本发明提供的一种减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统及方法，解决了现有技术受风浪影响较大，工程定位精度不高，稳定性较差的问题。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

在施工水域波浪迎来方向，插打钢管桩形成至少一排钢管桩，在每根钢管桩上分别套设活动轮胎，同一排钢管桩中，相邻钢管桩之间的活动轮胎分别通过连接轮胎连接，在连接轮胎上设置高频振动棒。模拟礁石过对波浪进行破碎，消耗波浪能量，干扰波浪频率从而减小波浪力与浪高，使施工局部水域水面平稳，减小了高大波浪对浮运施工船舶平稳停泊的影响，方便施工，且提高了施工精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做出简单地介绍和说明。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，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为本发明提供的一种减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统俯视图；

图2为本发明中固定轮胎装置的示意图；

图3为本发明中活动轮胎和连接轮胎的安装示意图；

图4为本发明中高频振动棒安装的示意图；

图5为本发蝗提供的一种减弱波浪对浮运施工船舶影响的方法流程图。

图1-图5中，零部件的对应关系如下：

钢管桩1，圆形钢板2，固定轮胎3，活动轮胎4，连接轮胎5，防水钢丝绳6，高频振动棒8，防水电缆9，水电箱10，波浪能发电器11；

顶部活动轮胎41、中部活动轮胎42和下部活动轮胎43。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，以下所描述的实施例，仅仅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。

需要说明的是，本文中“内、外”、“前、后”及“左、右”等方位词是以产品使用状态为基准对象进行的表述，显然，相应方位词的使用对本方案的保护范围并非构成限制。

请参见图1，图1为本发明提供的一种减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统示意图。

如图1所示，本发明提供的一种减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统，包括至少一排钢管桩、固定轮胎装置、活动轮胎4、连接轮胎5和高频振动棒8。

在施工水域波浪迎来方向插打钢管桩1形成至少一排钢管桩，每排钢管桩中钢管桩1的数量不少于五个，且间隔3m-5m设置(各钢管桩的轴心间隔3m-5m)，钢管桩1的顶部高出近五年最高水位至少1m。钢管桩可设置多排，前后两排钢管桩距离3-5m，且前后排的钢管桩相互错开。钢管桩可选用直径为φ406.4mm，壁厚为10mm的常用钢管桩。

如图2所示，固定轮胎装置包括圆形钢板2和固定轮胎3，圆形钢板2的直径大于钢管桩1的外径，且略小于固定轮胎3的外径。圆形钢板2焊接在钢管桩1的顶面上，且与钢管桩1同轴设置。固定轮胎3的内径大于钢管桩1的外径，固定轮胎3套设在圆形钢板2上，从而固定在钢管桩1的顶部。固定轮胎3可选用红色轮胎，以起到警示作用。

如图3所示，活动轮胎4分别套设在每根钢管桩1上，且位于固定轮胎3的下方，活动轮胎4与固定轮胎3大小一致，每根钢管桩1上均套设五个以上的活动轮胎4。具体施工时，可在每根钢管桩1上先套装上活动轮胎4，最后再套装上固定轮胎3；或者先取下固定轮胎3，等该钢管桩全部的活动轮胎4套装完成后，再重装套装上固定轮胎3。

根据活动轮胎4在钢管桩1上的高度位置，划分为顶部活动轮胎41、中部活动轮胎42和下部活动轮胎43。同一排中，相邻钢管桩之间的顶部活动轮胎41、中部活动轮胎42和下部活动轮胎43之间分别通过多个连接轮胎5连接，连接轮胎5之间以及连接轮胎5与活动轮胎分别用防水钢丝绳6绑定。

本发明方案，也可以仅将顶部活动轮胎41分别通过连接轮胎5连接，或者仅将顶部活动轮胎41和下部活动轮胎43分别通过连接轮胎5连接，显然稳定性要差于顶部活动轮胎41、中部活动轮胎42和下部活动轮胎43均连接的情况。

如图4所示，高频振动棒8设置在后排钢管桩之间的连接轮胎5上，对应的后排钢管桩上设置有防水电箱10，防水电箱10内配备有发电机和电池等设备，可通过波浪能发电器11为电箱内电池提供电能，波浪能发电器11设置有感应元件，当波浪能发电器提供的电流达到一定值时，启动防水电箱10内的发动机，高频振动棒开始工作，利用高频震动棒的高频震动破坏波浪频率，使其趋于振动棒的频率，各高频振动棒8之间用防水电缆9串联连接，请参见图1。

防水电箱10可设置在边缘处的钢管桩上，以方便进行修护。

如果仅设置一排钢管桩，则高频振动棒8设置在该排钢管桩之间的连接轮胎7上。

本发明还提供了一种减弱波浪对浮运施工船舶影响的方法，包括以下步骤：

步骤110，在施工水域波浪迎来方向，插打钢管桩1形成至少一排钢管桩，钢管桩中钢管桩1的数量不少于五个，且间隔3m-5m设置(各钢管桩的轴心间隔3m-5m)，钢管桩1的顶部高出近五年最高水位至少1m。钢管桩可选用直径为φ406.4mm，壁厚为10mm的常用钢管桩。

可以设置多排钢管桩，进一步减小波浪的破坏力。且，每排前后两排钢管桩距离3-5m，且前后排的钢管桩相互错开。

步骤120，利用通过圆形钢板2在每根钢管桩1的顶端分别固定设置固定轮胎3。

其中，圆形钢板2的直径大于钢管桩1的外径，且略小于固定轮胎3的外径。圆形钢板2焊接在钢管桩1的顶面上，且与钢管桩1同轴设置。固定轮胎3的内径大于钢管桩1的外径，固定轮胎3套设在圆形钢板2上，从而固定在钢管桩1的顶部。固定轮胎3可选用红色轮胎，以起到警示作用。

步骤130，在每根钢管桩1上分别套设活动轮胎4。活动轮胎4与固定轮胎3大小一致，每根钢管桩1上均套设五个以上的活动轮胎4。

步骤140，根据活动轮胎4在钢管桩1上的高度位置，划分为顶部活动轮胎41、中部活动轮胎42和下部活动轮胎43。同一排钢管桩中，相邻钢管桩之间的顶部活动轮胎41、中部活动轮胎42和下部活动轮胎43之间分别通过多个连接轮胎5连接，连接轮胎5之间以及连接轮胎5与活动轮胎分别用防水钢丝绳6绑定。

步骤150，在后排钢管桩之间的连接轮胎7上设置高频振动棒8，高频振动棒之间用防水电缆9串联连接，利用高频震动棒的高频震动破坏波浪频率，使其趋于高频振动棒的频率。

其中，在对应的后排钢管桩上设置有防水电箱10，防水电箱10内配备有发电机和电池等设备，可通过波浪能发电器11为电箱内电池提供电能，波浪能发电器11设置有感应元件，当波浪能发电器提供的电流达到一定值时，启动防水电箱10内的发动机，高频振动棒开始工作。

利用插打的钢管桩还可布置临时施工平台。

综合以上具体实施例的描述，本发明提供的一种减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统和方法，与现有技术相比，具有如下优点：

第一，本发明模拟礁石过对波浪进行破碎，消耗波浪能量，干扰波浪频率从而减小波浪力与浪高，使施工局部水域水面平稳，减小了高大波浪对浮运施工船舶平稳停泊的影响，解决了现有船舶浮运施工在波浪较大时无法施工以及施工精度差的问题。

第二，通过多排布置钢管桩，进一步减小波浪的破坏力。

第三，钢管桩顶部的圆形钢板与红色固定橡胶轮胎组合，限制了活动轮胎的移动范围，使其只能在钢管桩上上下活动，同时红色固定轮胎还起到了防撞与警示作用。

第四，活动轮胎以及起连接作用的连接轮胎，能通过上下浮动，抵消部分波浪的能量。同时起到类似水桶盖的作用，使得水面趋于平稳。

第五，通过高频震动棒破坏波浪的频率，进一步使波浪趋于稳定。

第六，配备波浪能发电器，能有效利用波浪能量，提供电能。

第七，波浪能发电器设置感应元件与自动开关，可根据波浪大小自动启动电路，使高频振动棒自动工作。

最后，还需要说明的是，在本文中使用的术语"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"包括一个…"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。

本发明并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统，其特征在于，包括：

至少一排钢管桩，在施工水域波浪迎来方向插打形成，所述钢管桩的顶部高出近五年最高水位至少1m；

固定轮胎装置，固定在每根所述钢管桩的顶端；

活动轮胎，套设在所述钢管桩上，且位于所述固定轮胎装置的下方；每根所述钢管桩上套设多个所述活动轮胎；且相邻钢管桩之间的活动轮胎通过多个连接轮胎连接，所述连接轮胎之间以及所述连接轮胎与所述活动轮胎分别用防水钢丝绳绑定；

高频振动棒，设置在每个所述连接轮胎上，多个所述高频振动棒通过防水电缆串联连接。

2.根据权利要求1所述的减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统，其特征在于，还包括：

防水电箱，设置在布置有高频振动棒的一排钢管桩上中的任意一个钢管桩上；

波浪能发电器，用于向防水电箱供电。

3.根据权利要求1所述的减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统，其特征在于，所述钢管桩设置多排，所述高频振动棒设置在后排的所述钢管桩之间的所述连接轮胎上。

4.根据权利要求1所述的减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统，其特征在于，所述固定轮胎装置包括圆形钢板和固定轮胎，所述圆形钢板的直径大于所述钢管桩的外径，所述圆形钢板焊接在所述钢管桩的顶面上，且与所述钢管桩同轴设置，所述固定轮胎套设在所述圆形钢板上。

5.根据权利要求1所述的减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统，其特征在于，每根所述钢管桩上套设五个以上的所述活动轮胎，根据所述活动轮胎在所述钢管桩上的高度位置，划分为顶部活动轮胎、中部活动轮胎和下部活动轮胎；同一排中，相邻钢管桩之间的顶部活动轮胎、中部活动轮胎和下部活动轮胎之间分别通过多个连接轮胎连接。

6.根据权利要求2所述的减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统，其特征在于，所述波浪能发电器设置有感应元件，根据感应到的电流大小，接通或切断向所述防水电箱的供电线路。

7.根据权利要求3所述的减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统，其特征在于，每排钢管桩中钢管桩的数量不少于5个，且间隔3m-5m设置；前后两排钢管桩距离3-5m。

8.根据权利要求3所述的减弱波浪对浮运施工船舶影响的系统，其特征在于，前后排的钢管桩相互错开。

9.一种减弱波浪对浮运施工船舶影响的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在施工水域波浪迎来方向，插打钢管桩形成至少一排钢管桩，钢管桩的顶部高出近五年最高水位至少1m；

在每根钢管桩的顶端分别固定设置固定轮胎；

在每根钢管桩上分别套设活动轮胎，同一排钢管桩中，相邻钢管桩之间的活动轮胎分别通过连接轮胎连接；

在连接轮胎上设置高频振动棒，高频振动棒之间用防水电缆串联连接。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据活动轮胎在钢管桩上的高度位置，划分为顶部活动轮胎、中部活动轮胎和下部活动轮胎，同一排钢管桩中，相邻钢管桩之间的顶部活动轮胎、中部活动轮胎和下部活动轮胎之间分别通过多个连接轮胎连接，连接轮胎之间以及连接轮胎与活动轮胎分别用防水钢丝绳绑定。

Images