專利名稱：深水拋石整平船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于港口、水工工程等構(gòu)(建)筑物的施工大型設(shè)備，特別涉 及一種水下拋石基礎(chǔ)的拋石和整平施工的深水拋石整平船。
背景技術(shù)：
構(gòu)(建)筑物水下拋石基礎(chǔ)的傳統(tǒng)施工方法是采取船舶運載和拋填石料、 潛水員水下人工整平。近年來拋石已經(jīng)實現(xiàn)機械化施工，整平也已經(jīng)實現(xiàn)了 機械化施工，但能夠集拋石和整平于一體的專用拋石整平船舶和機械設(shè)備目
前只能適用于淺水水域(水深小于等于14m)。
在世界航運業(yè)船舶大型化和港埠深水化發(fā)展的大趨勢下，港口建設(shè)逐漸 向外海深水海域發(fā)展。這給傳統(tǒng)的水下基礎(chǔ)施工帶來極大的困難整平料下 料困難，傳統(tǒng)施工方法不能滿足要求；受風浪因素影響加大，作業(yè)天數(shù)減少， 安全生產(chǎn)受到烕脅；潛水整平有效作業(yè)時間縮短，勞動強度增大。深水拋石 整平船的研究開發(fā)克服了外海深水港建設(shè)所面臨巨大障礙。
另一方面，外海大型碼頭項目建設(shè)投資巨大，建設(shè)周期的長短將直接影 響建設(shè)項目投資回收期，影響項目的投資效益。深水拋石整平船的研制成功， 解決了制約施工效率和建設(shè)速度的關(guān)鍵問題，無疑將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。 實現(xiàn)水下拋石基床整平機械化，降低勞動強度，減少施工生產(chǎn)中的不安全因 素，必將帶來顯著的社會效益。
水下拋石基床的拋石和整平是重力式碼頭等水中構(gòu)(建)筑物拋石基礎(chǔ) 施工的關(guān)鍵工序。國內(nèi)外多采取用船舶運載和拋填石料，由潛水員人工完成 水下整平作業(yè)的施工方法，不但其勞動強度大，而且作業(yè)效率較低。近年來, 深水建筑物與日俱增，工程項目也由近海向開闊海域發(fā)展，水深、水流和風 浪等自然條件對施工的影響程度也越來越大。因此，水下人工整平的方法在 深水或無遮掩水域受自然條件制約，已難以適應(yīng)。為此，特研制開發(fā)了集拋 石和整平于一體的水下拋石基礎(chǔ)機械化施工船舶和設(shè)備。 .
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種深水拋石整平船。既能適
用于較淺水域(水深小于等于14m),又能適用于較深水域(水深大于14m)，
集拋石和整平于一體的水下拋石基礎(chǔ)機械化施工船舶和設(shè)備。 本實用新型的技術(shù)方案是-
一種深水拋石整平船，其特征在于其主體由工作母船、整平機及兩者 之間的連接部分組成；工作母船為一條中部開有方孔的平板駁，在船體上中
部方孔的兩端部各有穿過船體向下延伸的升降鋼纜，升降鋼纜底端連接在整
平機的的導軌框架上；整平機的導軌框架有縱梁和端橫梁，框架的下部有調(diào)
節(jié)支腿，在框架的縱梁上裝有拋石整平臺車導軌，導軌上安裝有拋石整平臺
車；拋石整平臺車上有分料斗，在分料斗的下口有刮刀；在船體上有可移動 料斗，船體上的可移動料斗下端通過石料溜管連接在拋石整平臺車上的分料
斗的上端口。
船體上的可移動料斗下端有出料口的料門，出料口通過石料溜管連接在 拋石整平臺車上的分料斗的上端口，當料門開啟時，石料即通過石料溜管被 輸送到拋石整平臺車的分料斗內(nèi)，當料門關(guān)閉時即停止石料輸送。
分料斗安裝在拋石整平臺車上，可隨拋石整平臺車沿縱梁導軌移動，將 斗內(nèi)的石料分配到待整平的基面上。
整平機與工作母船之間采用懸吊連接，使我們可以利用鉛錘原理，通過 測量和調(diào)整工作母船的平面位置，實現(xiàn)整平機的平面位置的定位。
整平機與工作母船之間采用鋼纜或鋼鏈等柔性構(gòu)件連接，當整平機座底 工作時，工作母船所受到的風、浪、流等因素的作用不會被傳導到整平機上。
當工作結(jié)束需要轉(zhuǎn)場調(diào)遣時，可將整平機收入工作母船中部的方孔中并 進行封固，使兩者收為一體，便于拖航。
本實用新型效果是
本實用新型提供了一種既能適用于較淺水域(水深小于等于14m)，又能 適用于較深水域(水深大于14m)，集拋石和整平于一體的水下拋石基礎(chǔ)機械 化施工船舶和設(shè)備。
能夠達到一般工程通常需要適應(yīng)的預(yù)拋石料頂面高程偏差值為0 -l.Om條件的要求。能夠達到一般工程通常需要適應(yīng)的最大水深30m乃 至更大水深條件的要求。

圖1是深水拋石整平船總體示意圖
圖2是可移動料斗前視圖 圖3是可移動料斗側(cè)視圖 圖4是可移動料斗俯視圖 圖5是整平機側(cè)視圖 圖6整平機俯視圖
具體實施方式
如圖1所示的一種深水拋石整平船，其主體由工作母船1、整平機2及兩 者之間的連接部分3組成。工作母船1為一條中部開有方孔的平板駁，在船 體上中部方孔的兩端部各有穿過船體向下延伸的升降鋼纜4，升降鋼纜4底端 連接在整平機2的框架5上，可實現(xiàn)整平機2的升降。
圖5、圖6整平機2有由縱梁6和端橫梁7組成的框架5，框架5的下部 有調(diào)節(jié)支腿9，在框架5的縱梁6上裝有拋石整平臺車10導軌11，并安裝有 拋石整平臺車10;拋石整平臺車10上有分料斗12，在分料斗12的下口有刮 刀13;在船體上有可移動料斗14，船體上的可移動料斗14下端通過石料溜 管15連接在拋石整平臺車10上的分料斗12的上端口 。
圖2、 3中，船體上的可移動料斗14下端有出料口的料門16，出料口通 過石料溜管15連接在拋石整平臺車10上的分料斗12的上端口。當料門16 開啟時，石料即通過石料溜管15被輸送到拋石整平臺車10的分料斗12內(nèi)， 當料門16關(guān)閉時即停止石料輸送。
分料斗12安裝在拋石整平臺車10上，可隨拋石整平臺車10沿縱梁導軌 ll移動，將斗內(nèi)的石料分配到待整平的基面上。
圖2、圖3、圖4中的可移動料斗14的出料口和相應(yīng)的料門16的個數(shù)根 據(jù)可移動料斗14長度確定。
如圖5、6所示在整平機2的縱梁6導軌11上，安裝有拋石整平臺車IOS， 拋石整平臺車10上有分料斗12，在分料斗12下口有刮刀13。
如圖1所示在船體上有可移動料斗14，船體上的可移動料斗14下端通過 石料溜管15連接在拋石整平臺車10上的分料斗12的上端口 。
本發(fā)明提供了一種既能適用于較淺水域(水深小于等于14m),又能適用于較深水域(水深大于14m)，集拋石和整平于一體的水下拋石基礎(chǔ)機械化施
工船舶和設(shè)備。其工作原理和效能已經(jīng)經(jīng)過有關(guān)試驗的成功驗證。 設(shè)計方案包括拋石整平作業(yè)條件和深水拋石整平船總體方案及工作原理。
l拋石整平作業(yè)條件
U.深水拋石整平船所能適應(yīng)的作業(yè)水深根據(jù)需要確定，可通過 更換不同長度的石料溜管(采用萬向可伸縮物料輸送管)來適應(yīng)不同的 深度范圍，具體數(shù)字由詳細設(shè)計確定。所能適應(yīng)的最大深度受石料溜管 的結(jié)構(gòu)強度和水下機械水密件的密封耐壓等級制約。目前一般工程通常 需要適應(yīng)的最大深度不超過30m;
1.2. 拋石整平作業(yè)之前預(yù)拋石料的頂面高程允許偏差整平機作業(yè) 標高由液壓支腿調(diào)節(jié)。整平機所能適應(yīng)的預(yù)拋石料頂面高程偏差值，可 通過詳細設(shè)計由整平機液壓支腿的行程和調(diào)節(jié)范圍確定。目前一般工程 通常需要適應(yīng)的預(yù)拋石料頂面高程偏差值為0 -1.0m;
1.3. 拋石整平石料的粒徑可通過詳細設(shè)計確定。目前一般工程通 常采用的石料包括二片石(粒徑為20cm以下)和中塊石(石塊重量 10 100kg);
1.4. 一次有效拋石整平范圍的長寬尺寸可根據(jù)需要通過詳細設(shè)計 確定；
1.5. 拋石整平的高程精度，取決于水下高程測量技術(shù)的發(fā)展水平， 優(yōu)于傳統(tǒng)施工方法；'
1.6. 船體和水下整平機部分在調(diào)遣狀態(tài)時可收為一體，調(diào)遣、轉(zhuǎn)場、 就位、移位等作業(yè)不使用大型起重機或起重船輔助。
2深水拋石整平船總體方案及工作原理
2.1深水拋石整平船由三大部分組成(參見圖1):
2丄1工作母船為一條中部開口的平板駁，船體尺度應(yīng)滿足拋石整平作 業(yè)需要以尿適宜的氣象海況條件，經(jīng)計算和論證確定。其主要作用是作為整 平機、動力系統(tǒng)、測量與控制系統(tǒng)以及其他設(shè)備和工器具、施工人員和各種 材料的承載船和施工操作平臺，其錨系還起到調(diào)整控制整平機平面位置的作 用。開口上方可以設(shè)置可移動料斗(見右圖，參見圖2、 3)，用以儲存石料并
輸送給整平機。船甲板上可以設(shè)置克令吊，用以從石料運輸船卸載石料至可移動料斗。
2丄2整平機采用框架式結(jié)構(gòu)(參見圖5、 6)。主體為縱梁和端橫梁構(gòu)
成的方形框架，框架上安裝有拋石整平臺車，拋石整平臺車上設(shè)有分料斗， 分料斗的下緣設(shè)有刮刀?？v梁上設(shè)導軌用以控制分料斗和刮刀的運行，使之 能夠按照預(yù)定的范圍和高程進行拋石整平。拋石整平臺車由機械動力裝置采 用適當?shù)膫鲃臃绞?如鏈傳動)驅(qū)動，將分料斗中的石料拋填到指定位置并 推平。分料斗中的石料由工作母船上的可移動料斗通過石料溜管供給。
分料斗采用控制料位物料自流分配倉，以保證拋石整平的質(zhì)量，保證不 出現(xiàn)漏拋漏平現(xiàn)象。
整平機框架上設(shè)有調(diào)節(jié)支腿(可采用液壓支腿等各種不同的調(diào)節(jié)方式和 結(jié)構(gòu)形式)，用于調(diào)整整平刮刀的標高。調(diào)節(jié)支腿承受整平機自重和分料斗內(nèi) 石料重量，并提供整平推力的反作用力。
2丄3連接部分連接部分包括升降鋼纜(鏈)、液壓管路、動力電纜及控
制電纜等的線排收放架、石料溜管等。
整平機與工作母船之間采用繩索類柔性構(gòu)件(如鋼絲繩)懸吊連接并兼 作升降鋼纜(鏈)，并通過工作母船上的巻揚機或摩擦絞車等動力裝置實現(xiàn)拋 石整平機的升降。施工完畢可將整平機收入船體中部方孔中并進行剛性連接 固定，使工作母船和整平機收為一體，以便于拖帶調(diào)遣。整平機與工作母船 之間采用懸吊連接，使我們可以利用鉛錘原理，通過測量和調(diào)整工作母船的 平面位置，實現(xiàn)整平機的平面定位。
液壓管路連接母船上的液壓泵站和整平機上的液壓單元(如液壓支腿 等)，為其提供動力。動力電纜用于連接工作母船上的發(fā)電設(shè)備和整平機上的 用電設(shè)備?？刂齐娎|用于整平機的測量、操作和控制信號的傳輸。
石料溜管采用萬向可伸縮物料輸送管，以便適應(yīng)在風、浪、流、潮等 多種因素作用下工作母船同整平機之間的相對運動狀態(tài)下完成石料的準 確輸送，同時屏蔽掉工作母船的運動給整平機造成的影響，并最大限度 地減小水流力通過石料溜管對整平機產(chǎn)生的作用。
2.2深水整平船工作體系可分為五大功能系統(tǒng)
2.2.1母船及錨泊系統(tǒng)提供承載和操作平臺并實現(xiàn)移船定位。
2.2.2補料推平系統(tǒng)
將石料準確拋放到低洼處并推平，實現(xiàn)拋石整平功能。2.2.3測量定位系統(tǒng)
測定母船平面位置和整平機框架標高，并通過控制整平機框架四個角點 的標高來控制架體水平度。
母船平面位置可采用GPS測定；整平機框架平面位置靠懸吊狀態(tài)下自重 鉛錘來保證；框架標高測定可采用拉鋼絲測深的方法。
2.2.4自動化控制系統(tǒng)
(1) 、工作母船開口上方可移動料斗和整平機上拋石整平臺車之間的行 走同步控制
可利用石料溜管的傾斜角度變化，利用機械式傳感器控制工作母船上可 移動料斗行走的啟停。
(2) 、整平機升降巻揚同步控制 主要作用是控制四角提升力和提升速度，使整平機框架在升降過程中受
力均勻，并保持水平狀態(tài)而不發(fā)生傾斜。
(3) 、工作母船上可移動料斗出料口料門控制 整平機上的分料斗采用控制料位物料自流分配倉，利用其料位監(jiān)測信號
控制工作母船上可移動料斗出料口料門的啟閉，從而實現(xiàn)分料斗(控制料位
物料自流分配倉)內(nèi)的料位高低，避免刮刀前石料拋填過高，同時也保證刮 刀前始終有料，從而保證基床面所有低點都得到補料，確保整平施工質(zhì)量。
(4) 、.拋石整平臺車推力過載控制 盡管拋石基礎(chǔ)整平前的預(yù)拋石頂面標高按負偏差控制，但萬一出現(xiàn)高點，
拋石整平臺車將遇到很大阻力。單純加大推力會使分料斗和刮刀變形。這種 情況下必須對推力加以控制。
2.2.5動力系統(tǒng)為全船提供動力。
權(quán)利要求1、一種深水拋石整平船，其特征在于其主體由工作母船、整平機及兩者之間的連接部分組成；工作母船為一條中部開有方孔的平板駁，在船體上中部方孔的兩端部各有穿過船體向下延伸的升降鋼纜，升降鋼纜底端連接在整平機的的導軌框架上；整平機的導軌框架有縱梁和端橫梁，框架的下部有調(diào)節(jié)支腿，在框架的縱梁上裝有拋石整平臺車導軌，導軌上安裝有拋石整平臺車；拋石整平臺車上有分料斗，在分料斗的下口有刮刀；在船體上有可移動料斗，船體上的可移動料斗下端通過石料溜管連接在拋石整平臺車上的分料斗的上端口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水拋石整平船，其特征在于船體上的可移動料 斗下端有出料口的料門，出料口通過石料溜管連接在拋石整平臺車上的分料 斗的上端口。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水拋石整平船，其特征在于分料斗安裝在拋石 整平臺車上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水拋石整平船，其特征在于整平機與工作母船 之間采用懸吊連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水拋石整平船，其特征在于整平機與工作母船 之間采用鋼纜或鋼鏈等柔性構(gòu)件連接。
專利摘要一種深水拋石整平船，其主體由工作母船、整平機及兩者之間的連接部分組成；工作母船為開有方孔的平板駁，船體上中部方孔的兩端部各有向下延伸的升降鋼纜，升降鋼纜底端連接在整平機的導軌框架上；整平機的導軌框架有縱梁和端橫梁，框架的下部有調(diào)節(jié)支腿，在框架的縱梁上裝有拋石整平臺車導軌，導軌上安裝有拋石整平臺車；拋石整平臺車上有分料斗，在分料斗的下口有刮刀；在船體上有可移動料斗，船體上的可移動料斗下端通過石料溜管連接在拋石整平臺車上的分料斗的上端口。本實用新型提供了一種既能適用于較淺水水域，又能適用于較深水水域，集拋石和整平于一體的水下拋石基礎(chǔ)機械化施工船舶和設(shè)備。其工作原理和效能已經(jīng)經(jīng)過有關(guān)試驗的成功驗證。
文檔編號B63B35/00GK201245235SQ20082007594
公開日2009年5月27日 申請日期2008年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月12日
發(fā)明者劉德進, 岳銘濱, 李一勇, 李增軍, 武崗松, 陸連洲 申請人:中交第一航務(wù)工程局有限公司;中交一航局第二工程有限公司;中交一航局第五工程有限公司