一种抛石整平船中整平架的升降、搁置和锚定装置
技术领域
本实用新型涉及抛石整平船,具体涉及抛石整平船中整平架的升降、搁置和锚定装置。
背景技术
随着基建技术的发展,现在远距离跨海通道的建设一般采用桥梁与隧道相结合的方式,常用的建设海底通道的方式有两种,一种是用盾构机在海床的下方开出隧道形成海底通道,另一种是在海床上铺设多个沉管,再将多个沉管连通形成海底通道。其中沉管隧道对地基要求较低,特别适用于软基、河床或海床较浅易于用水上疏浚设施进行基槽开挖的工程地点。由于其埋深小,包括连接段在内的隧道线路总长较采用矿山法和盾构法修建的隧道显著缩短。沉管断面形状可圆可方,选择灵活。基槽开挖、管段预制、浮运沉放和内部铺装等各工序可平行作业,彼此干扰较少,管段预制质量易于控制,因此越来越被重视。
沉管隧道的施工步骤包括基槽开挖、基础施工和沉管安装及接头处理等,基槽开挖是选用戽斗式挖泥机、带切泥头的吸泥机或挖泥机、带爪斗的起重机等设备开辟出基槽;基础施工包括先铺粗石、再铺细石;沉管安装包括吊装沉管并在沉管的两侧回填碎石等。
在申请号为201310009177.3,公告日为2016.02.10的专利文件中公开了一种平台式抛石整平船及其施工方法,整平船包括:船体、分别设于船体上的第一GPS 定位系统和操作室、设于船体中央的月池、横跨月池的整平导向机构、安装在整平导向机构上的抛石整平装置、以及石料输送机构。该船体稳定,施工效率和安全性较高,施工后的基床平面度高。且通过四根桩腿将整平船抬升离开海面/ 河面并进行超荷压载,保证整平船在施工过程中船体的稳定,在抛石整平过程中受波浪、水流、风等自然条件影响较小。通过抛石管顶部的第二GPS 定位系统接收三维坐标数据并结合抛石管长度、抛石管倾斜角度及底部液压缸的行程进行碎石基床的标高控制,其测量精度控制精确。
该方案的抛石整平船上的抛石整平装置虽然可以上升下架,以实现抛石整平装置不同高度的调节以及抛石整平装置的收放,但当抛石整平船不作业时,将抛石整平装置搁置到船体上后,抛石整平装置因重量重等原因能以可靠的实现搁置,且由于海上不同于陆地,海浪等原因会引起搁置的抛石整平装置晃动。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种抛石整平船中整平架的升降、搁置和锚定装置,利用本实用新型的结构,抛石整平船在未进行抛石整平作业时,整平架上升并通过搁置机构搁置,便于移动抛石整平船,当需要进行抛石整平作业时,通过搁置机构释放整平架,便于作业。利用搁置机构能可靠的将整平架搁置在主甲板上,并利用锚定机构对整平架进行限位,让整平架的搁置更加的平稳。
为达到上述目的,一种抛石整平船中整平架的升降、搁置和锚定装置,包括设在抛石整平船的主甲板上用来升降整平架的升降机构、设在抛石整平船主甲板的月池内侧用来搁置整平架的搁置机构和设在抛石整平船的主甲板上用来锚定整平架的锚定机构;
升降机构包括相对月池的横向和纵向中心面对称布置在主甲板上的四个以上的升降装置,升降装置包括设在主甲板上的升降起升绞车,升降起升绞车上缠绕有第一钢丝绳,沿第一钢丝绳设有动滑车,绕过动滑车的第一钢丝绳与船体相连;在船体上设有转向滑轮组,在动滑车上连接有第二钢丝绳,第二钢丝绳绕过转向滑轮组与整平架相连;
搁置机构包括设在月池相对的两个面上的两个以上的搁置装置,搁置装置包括设在月池内侧的搁置座,在搁置座上铰接有搁置架,在月池内侧还设有推拉搁置架的搁置驱动装置;
锚定机构包括以月池中心为圆心均布在主甲板上的四个以上的锚定装置,锚定装置包括设在主甲板上的第一铰接座和设在整平架上的第二铰接座,锚定装置还包括正反牙螺杆,在正反牙螺杆的两端分别设有正牙螺母和反牙螺母,在正牙螺母上设有可拆卸连接的第一连杆,在反牙螺母上设有可拆卸连接的第二连杆,第一连杆与第一铰接座相铰接,第二连杆与第二铰接座铰接。
以上结构,船体始终漂浮在海面上,用来抛石的整平架由升降机构悬吊着,当整平架不作业时,首先通过搁置驱动装置带动搁置架向月池的侧边摆动,给整平架在月池的位置留出空间,然后,启动升降起升绞车,第一钢丝绳不断的卷绕到升降起升绞车上,通过第一钢丝绳带动动滑车运动,动滑车带动第二钢丝绳在转向滑轮组上运动,通过第二钢丝绳将整平架提升起到,当整平架被提升到月池且位于搁置架的上方的位置时,启动搁置驱动装置,让搁置架旋转到整平架的下方,然后松开升降起升绞车,通过搁置架对整平架进行承载。最后将正牙螺母通过螺纹连接到第一连杆上,将反牙螺母通过螺纹连接到第二连杆上,利用锚定机构对整平架进行侧向限位。
如需要整平架作业,先松开正牙螺母与第一连杆的连接,松开反牙螺母与第二连杆的连接;然后启动升降起升绞车,通过第一钢丝绳和第二钢丝绳带动整平架略微上升,然后启动搁置驱动装置,通过搁置驱动装置带动搁置架摆动脱离整平架,然后让升降起升绞车反向旋转,通过第一钢丝绳和第二钢丝绳带动整平架下降到指定的位置。
因此,抛石整平船在未进行抛石整平作业时,整平架上升并通过搁置机构搁置,便于移动抛石整平船,当需要进行抛石整平作业时,通过搁置机构释放整平架,便于作业。利用搁置机构能可靠的将整平架搁置在主甲板上,并利用锚定机构对整平架进行限位,让整平架的搁置更加的平稳。
进一步的,升降装置还包括设在主甲板上的第一定滑轮,从升降起升绞车发出的第一钢丝绳绕过动滑车后再绕过第一定滑轮,绕过第一定滑轮的钢丝绳再次绕过动滑车后与主甲板相连;转向滑轮组包括第一水平转向滑轮、第二水平转向滑轮和竖向转向滑轮,第一水平转向滑轮、第二水平转向滑轮设在主甲板上,竖向转向滑轮设在月池内侧,与动滑车连接的第二钢丝绳穿过第一水平转向滑轮、第二水平转向滑轮和竖向转向滑轮后与整平架相连。以上第一钢丝绳与动滑车、第一定滑轮形成了四倍率的绕绳结构,能有效减小升降起升绞车的输出功率,即可以选用小功率的升降起升绞车,节约成本,当需要提升整平架时,同时启动四台升降起升绞车,第一钢丝绳即缠绕在升降起升绞车上,拉动动滑车往升降起升绞车移动,动滑车从水平方向拉扯第二钢丝绳,经过第一水平转向滑轮和第二水平转向滑轮的水平转向,第二钢丝绳两次改变施力方向,再经过竖向转向滑轮的竖向转向,原本水平布置的第二钢丝绳转变成了竖直方向布置,即可以从垂直方向拉扯整平架。
进一步的,升降装置的数量为四个,两个布置在主甲板的左舷;两个布置在主甲板的右舷。这样,让整平架的受理均匀。
进一步的,搁置装置的数量为六个,其中三个布置在抛石整平船船艏的月池内侧;另外三个布置在抛石整平船船艉的月池内侧。这样,对整平架起到横向的限制和牵引作用,对整平架的作用力均匀,让整平架更加的平稳。
进一步的,搁置座包括上、下两个搁置座,在搁置座上沿竖直方向设有铰接孔,在搁置座上横向设有铰耳避位槽;在搁置架与搁置座铰接的一侧设有与铰耳避位槽配合的铰耳,在铰耳上设有轴承,铰耳插入铰耳避位槽内,在铰接孔内设有铰接轴,铰接轴的顶端设有限位凸台,铰接轴从上往下贯穿铰接孔和轴承的内孔,在铰接轴的底端设有防脱片和防脱螺栓,防脱螺栓穿过防脱片旋入铰接轴的底部。
上述结构,利用凸台、防脱片和防脱螺栓,能有效的避免铰接轴脱落,提高可靠性。
进一步的,搁置驱动装置包括搁置驱动油缸,搁置驱动油缸的缸体与搁置架相铰接,搁置驱动油缸的活塞杆铰接在月池内侧。
进一步的,所述的搁置架包括搁置架本体、搁置架框架和搁置支撑架;在搁置架本体的自由端上表面设有安装槽,搁置框架安装在安装槽内,搁置支撑架安装在搁置框架上,搁置支撑架凸出于搁置架本体。在实际的使用过程中,搁置支撑架直接与整平架作用,当时间长了后,搁置支撑架容易磨损,当采用上述结构后,一旦搁置支撑架被磨损或损坏,直接置换搁置支撑架即可,可减少成本,维修方便。
进一步的,所述的搁置支撑架包括支撑底板和自支撑底板两侧向上且向外延伸的抵挡板,支撑底板与抵挡板之间形成搁置槽。该结构,通过抵挡板能限制整平架的侧边移动,提高对整平架的搁置稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的俯视图。
图2为本实用新型的主视图。
图3为本实用新型的右视图。
图4为本实用新型中主甲板的俯视图。
图5为本实用新型中二层甲板的俯视图。
图6为本实用新型中升降装置的布置图。
图7为本实用新型中第一钢丝绳的绕绳图。
图8为本实用新型中整平架的俯视图。
图9为本实用新型中整平架的主视图。
图10为本实用新型中整平架的右视图。
图11为图10中A处放大图。
图12为本发明中整平架大车驱动装置的结构示意图。
图13为图9中B处放大图。
图14为本实用新型中整平架小车驱动装置的结构示意图。
图15为本实用新型的示意图。
图16为图4中C的放大图。
图17为图15中D的放大图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。
如图1至图5所示,抛石整平船包括抛石整平船中整平架的升降、搁置和锚定装置,抛石整平船中整平架的升降、搁置和锚定装置包括船体1、升降机构、设在抛石整平船主甲板的月池内侧用来搁置整平架4的搁置机构和设在抛石整平船的主甲板上用来锚定整平架的锚定机构,当船体1处于图1所示的状态时,上方为船艏、下方为船艉、左侧为左舷、右侧为右舷,沿X轴方向为横向,沿Y轴方向为纵向,在船体1的中央设有月池100,船体1包括主甲板101和设在主甲板101上的二层甲板102,在主甲板101上通过升降机构设有可升降的整平架4。在说明书附图中,P为海平面。
在船体1上设有输料投料装置2,在输料投料装置2与整平架4之间设有升降溜石管装置5。在整平架4上设有连通升降溜石管装置5的料斗装置48
如图5和图6所示,升降机构包括设在船体1与整平架4之间的三个以上的升降装置3,本实施例中,升降装置3的数量为四个,四个升降装置3均设在主甲板101上,且沿着主甲板101的横向和纵向中心面对称布置,升降装置3包括设在船体1上的升降起升绞车30,升降起升绞车上缠绕有第一钢丝绳31,沿第一钢丝绳31设有动滑车32,在船体1上还设有第一定滑轮33,绕过动滑车32的第一钢丝绳31绕过第一定滑轮33,绕过第一定滑轮33的第一钢丝绳31再次绕过动滑车32后与船体1相连;在船体1上还设有转向滑轮组,转向滑轮组包括第一水平转向滑轮34、第二水平转向滑轮35和竖向转向滑轮36,在动滑车32上连接有第二钢丝绳37,一端与动滑车32连接的第二钢丝绳37穿过第一水平转向滑轮34、第二水平转向滑轮35和竖向转向滑轮后36与整平架4相连。
以上第一钢丝绳31与动滑车32、第一定滑轮33形成了四倍率的绕绳结构,能有效减小升降起升绞车30的输出功率,即可以选用小功率的升降起升绞车,节约成本,当需要提升整平架4时,同时启动四台升降起升绞车30,第一钢丝绳31即缠绕在升降起升绞车30上,拉动动滑车32往升降起升绞车30移动,动滑车32从水平方向拉扯第二钢丝绳37,经过第一水平转向滑轮34和第二水平转向滑轮35的水平转向,第二钢丝绳37两次改变施力方向,再经过竖向转向滑轮36的竖向转向,原本水平布置的第二钢丝绳37转变成了竖直方向布置,即可以从垂直方向拉扯整平架4。
如图8至图14所示,整平架4包括口字形基架40,本实施例中,口字形基架40由四根圆管形构件焊接成口字形,沿口字形基架40的横向方向滑动地设有横跨口字形基架40的整平架大车41,本实施例中,整平架大车41为双梁结构,在口字形基架40的顶部沿横向方向的两侧各设有一条整平架大车滑轨411,整平架大车滑轨411为十字形滑轨,整平架大车滑轨411的底部焊接在口字形基架40上,并在整平架大车滑轨411与口字形基架40之间焊接有加强筋板,在整平架大车41的底部设有沿整平架大车滑轨411滑动的两个以上的整平架大车滚轮412,整平架大车滑轨411包括整平架大车滑轨横板4111;在整平架大车41上还设有与整平架大车滑轨横板4111的侧面配合且限制整平架大车41位置的两组以上的整平架大车限位装置43,整平架大车限位装置43包括设在整平架大车滑轨横板4111两侧的整平架大车侧限位轮430,整平架大车侧限位轮430通过整平架大车侧限位轮支架431设在整平架大车41的底部;整平架大车限位装置43还包括设在整平架大车滑轨横板4111底部的整平架大车防翻轮432,整平架大车防翻轮432通过整平架大车防翻轮支架433设在整平架大车41的底部。
在口字形基架40上设有驱动整平架大车41沿口字形基架40的横向方向滑动的整平架大车驱动装置44,本实施例中,在口字形基架沿横向方向的两侧各设有一个整平架大车驱动装置44,整平架大车驱动装置44包括沿口字形基架40的横向方向设在口字形基架40一侧的大车驱动轮装置441,大车驱动轮装置441包括大车驱动轮4411,在大车驱动轮装置441上设有驱动大车驱动轮4411旋转的大车驱动马达4410,在口字形基架40的另一侧设有大车从动轮装置442,大车从动轮装置442包括大车从动轮4421,在大车驱动轮4411与大车从动轮4421之间设有大车驱动链条443,大车驱动链条443与整平架大车41相连,本实施例中,大车驱动链条443选用无挡锚链,大车驱动链条443绕过大车驱动轮4411和大车从动轮4421,在大车驱动链条443的两端均设有螺栓拉杆4431,在整平架大车41两条梁上各设有一个连接耳4131,在连接耳4131上开设有通孔,大车驱动链条443两端的螺栓拉杆4431分别穿过通孔,最后在螺栓拉杆4431上拧上螺丝4432,将大车驱动链条443与整平架大车41相连。
以上设置,当需要移动整平架大车41时,启动大车驱动马达4410,通过大车驱动链条443,整平架大车41可沿整平架大车滑轨411运动;如果需要反向移动整平架大车41,只需要让大车驱动马达4410反转即可。
在整平架大车41的顶部沿纵向方向的两侧各设有一条整平架小车滑轨415,在整平架小车滑轨415上滑动地设有整平架小车42,本实施例中,整平架小车为双梁结构;整平架小车滑轨415为十字形滑轨,整平架小车滑轨415的底部焊接在整平架大车41上,并在整平架小车滑轨415与整平架大车41之间焊接有加强筋板,在整平架小车的底部设有沿整平架小车滑轨415滑动的两个以上的整平架小车滚轮425,整平架小车滑轨415包括整平架小车滑轨横板4151,在整平架小车的底部还设有与整平架小车滑轨415配合且限制整平架小车42位置的两组以上的的整平架小车限位装置44;整平架小车限位装置44包括设在整平架小车滑轨横板4151两侧的整平架小车侧限位轮440,整平架小车侧限位轮440通过整平架小车侧限位轮支架441设在整平架小车42的底部;整平架小车限位装置44还包括设在整平架小车滑轨横板4151底部的整平架小车防翻轮442,整平架小车防翻轮442通过整平架小车防翻轮支架443设在整平架小车42的底部。
在整平架大车41上和整平架小车42上设有驱动整平架小车42沿整平架大车41的长度方向滑动的整平架小车驱动装置47;在整平架小车42的双梁之间设有料斗装置48,料斗装置48包括出料斗480,整平架小车驱动装置47包括设在出料斗480上的小车驱动轮装置471和设在小车驱动轮装置下方的两个小车转向轮装置472,小车驱动轮装置471和两个小车转向轮装置472呈品字形排列,小车驱动轮装置471包括小车驱动轮4711,在小车驱动轮装置471上设有驱小车驱动轮4711旋转的小车驱动马达4712,小车转向轮装置472包括小车转向轮4721,在小车驱动轮4711上设有小车驱动链条473,本实施例中,小车驱动链条473选用无挡锚链,小车驱动链条473的一端绕过其中一个小车转向轮4721与整平架大车41的一端相连,小车驱动链条473的另一端绕过另一个小车转向轮4721与整平架大车41的另一端相连,小车驱动链条473与整平架大车41的连接方式跟大车驱动链条443与整平架大车41的连接方式相同。
在口字形基架40上还设有三个以上的桩腿装置49;本实施例中,桩腿装置的数量为四个,其中两个设在口字形基架40沿纵向方向的一侧,另外两个设在口字形基架40沿纵向方向的另一侧,桩腿装置49包括固定套筒490、伸缩套筒491和桩腿油缸492,固定套筒490与口字形基架40通过法兰连接,桩腿油缸492的缸体设在固定套筒的顶部,伸缩套筒491可滑动地设在固定套筒490内,桩腿油缸492的活塞杆与伸缩套筒491的顶部相连,在伸缩套筒491的底部设有支撑板493,整平架4在由升降机构降下的过程中,桩腿油缸492启动,伸缩套筒491连同支撑板493伸出,在口字形基架40上设置有倾角仪,倾角仪能反馈口字形基架40的倾斜角度参数,桩腿油缸492配置有行程传感器和压力传感器,能够实时反馈桩腿油缸492的行程和桩腿装置在海底的深度参数,当整平架4完全落在海底后,依据倾角仪反馈的倾斜角度参数,各桩腿油缸单独动作,将口字形基架40调至水平位置。
在口字形基架40的四个角处竖直设有立柱401。
如图15至图17所示,所述的搁置机构包括设在月池100相对的两个面上的两个以上的搁置装置1000,搁置装置1000的数量为六个,其中三个布置在抛石整平船船艏的月池内侧;另外三个布置在抛石整平船船艉的月池内侧。搁置装置1000包括设在月池100内侧的搁置座1a,在搁置座1a上铰接有搁置架2a,在月池内侧还设有推拉搁置架的搁置驱动装置3a。
搁置座1a包括上、下两个搁置座,在搁置座1a上沿竖直方向设有铰接孔11a,在搁置座1a上横向设有铰耳避位槽12a;所述的搁置架2a包括搁置架本体21a、搁置架框架22a和搁置支撑架23a;搁置架本体21a与搁置座铰接的一侧设有与铰耳避位槽配合的铰耳24a,在铰耳上设有轴承25a,铰耳插入铰耳避位槽内,在铰接孔内设有铰接轴13a,铰接轴的顶端设有限位凸台131a,铰接轴从上往下贯穿铰接孔和轴承的内孔,在铰接轴的底端设有防脱片14a和防脱螺栓15a,防脱螺栓穿过防脱片旋入铰接轴的底部,这样,铰接轴的固定牢固。在搁置架本体21a的自由端上表面设有安装槽211a,搁置框架22a安装在安装槽211a内,搁置支撑架23a安装在搁置框架上,搁置支撑架凸出于搁置架本体;所述的搁置支撑架包括支撑底板231a和自支撑底板两侧向上且向外延伸的抵挡板232a,支撑底板与抵挡板之间形成搁置槽233a,该结构,通过抵挡板能限制整平架的侧边移动,提高对整平架的搁置稳定性。
搁置驱动装置包括搁置驱动油缸,搁置驱动油缸的缸体与搁置架相铰接,搁置驱动油缸的活塞杆铰接在月池内侧。如图16所示,E为搁置架靠近月池侧边位置的状态图,F为搁置架搁置整平架的状态图。
本实用新型结构,船体始终漂浮在海面上,用来抛石的整平架由升降机构悬吊着,当整平架不作业时,首先通过搁置驱动装置带动搁置架向月池的侧边摆动,给整平架在月池的位置留出空间,然后,启动升降起升绞车,第一钢丝绳不断的卷绕到升降起升绞车上,通过第一钢丝绳带动动滑车运动,动滑车带动第二钢丝绳在转向滑轮组上运动,通过第二钢丝绳将整平架提升起到,当整平架被提升到月池且位于搁置架的上方的位置时,启动搁置驱动装置,让搁置架旋转到整平架的下方,然后松开升降起升绞车,通过搁置架对整平架进行承载。最后将正牙螺母通过螺纹连接到第一连杆上,将反牙螺母通过螺纹连接到第二连杆上,利用锚定机构对整平架进行侧向限位。
如需要整平架作业,先松开正牙螺母与第一连杆的连接,松开反牙螺母与第二连杆的连接;然后启动升降起升绞车,通过第一钢丝绳和第二钢丝绳带动整平架略微上升,然后启动搁置驱动装置,通过搁置驱动装置带动搁置架摆动脱离整平架,然后让升降起升绞车反向旋转,通过第一钢丝绳和第二钢丝绳带动整平架下降到指定的位置。
因此,抛石整平船在未进行抛石整平作业时,整平架上升并通过搁置机构搁置,便于移动抛石整平船,当需要进行抛石整平作业时,通过搁置机构释放整平架,便于作业。利用搁置机构能可靠的将整平架搁置在主甲板上,并利用锚定机构对整平架进行限位,让整平架的搁置更加的平稳。