自適應(yīng)固定式高架攔阻船舶設(shè)施的制作方法
【專利摘要】一種自適應(yīng)固定式高架攔阻船舶設(shè)施，由若干個(gè)攔阻設(shè)施單元排列組成，每個(gè)攔阻設(shè)施單元由端部支撐架、輔助支撐、攔阻網(wǎng)、端部連接機(jī)構(gòu)、跨中連接裝置、重力錨、系錨索等構(gòu)成。通過懸掛重力錨、設(shè)置可自動(dòng)分離的端部連接機(jī)構(gòu)和跨中連接裝置，一方面使高分子材質(zhì)的上攔阻索能自動(dòng)適應(yīng)溫度變化等引起的索長變化，更加方便安裝和恢復(fù)；另一方面，在小型失控船舶撞擊后，由攔阻網(wǎng)的彈性變形和懸掛重力錨的提升來消耗船舶動(dòng)能，在小船移開后懸掛重力錨帶動(dòng)上攔阻索復(fù)位，從而具有了抗小船干擾能力，大型失控船舶撞擊后，端部可自動(dòng)分離的連接機(jī)構(gòu)和跨中可分離的連接裝置均分離，釋放攔阻網(wǎng)，通過攔阻網(wǎng)帶動(dòng)重力錨走錨消能，最終攔阻失控船舶。
【專利說明】自適應(yīng)固定式高架攔阻船舶設(shè)施

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種橋梁非通航孔攔阻船舶設(shè)施，尤其是一種固定式攔阻船舶設(shè)施。

【背景技術(shù)】
[0002]大型橋梁的非通航孔通攔阻船舶設(shè)施主要有三類:系泊浮式、固定式和混合式，其中固定式的工程造價(jià)較低。
[0003]實(shí)用新型專利ZL2011202937896公開了一種固定式高架走錨消能式攔阻船舶系統(tǒng)，利用固定式支撐架支撐攔阻網(wǎng)，使攔阻網(wǎng)的高度高于船艏，在攔阻網(wǎng)的兩端系有重力錨，船撞后將通過攔阻網(wǎng)帶動(dòng)重力錨走錨，在走錨的過程中消耗船舶動(dòng)能，直至最終攔阻船舶。當(dāng)攔阻網(wǎng)的上攔阻索采用高分子索體時(shí)，由于溫度變化等因素引起的變形量大，上攔阻索矢高的變化更大，需提高攔阻網(wǎng)的初始高度，才能適應(yīng)溫差變化。由于鋼質(zhì)索體的溫度變形相對小些，便于控制攔阻網(wǎng)的高度。但鋼質(zhì)索體重，上攔阻索的張力大，一方面對支撐架承載力要求高，另一方面安裝要求相對高。此外，由于小型船舶的數(shù)量多，特別是200噸級及以下的船舶，操縱性能差，常常不按規(guī)則航行，易撞到攔阻網(wǎng)，如果在小船撞后未能及時(shí)恢復(fù)，攔阻設(shè)施將無法攔阻大型船舶。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]由于大型船舶撞橋?yàn)樾「怕适录?，?00噸級及以下的小型船舶操縱性能差、又不易管理，常常不按規(guī)則航行，易撞到攔阻設(shè)施，因此要求攔阻設(shè)施具有抗小船干擾能力和易安裝、船撞后易恢復(fù)的特性，本發(fā)明提供這樣一種自適應(yīng)固定式高架攔阻船舶設(shè)施。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:攔阻設(shè)施由若干個(gè)攔阻設(shè)施單元排列組成，每個(gè)攔阻設(shè)施單元由端部支撐架、輔助支撐、攔阻網(wǎng)、端部連接機(jī)構(gòu)、跨中連接裝置、重力錨、系錨索等構(gòu)成。輔助支撐設(shè)置于攔阻設(shè)施單元的跨中，與端部支撐架共同支撐攔阻網(wǎng)達(dá)到設(shè)計(jì)高度，如果攔阻設(shè)施單元長，輔助支撐的數(shù)量多，如果攔阻設(shè)施單元短，可以減少輔助支撐的數(shù)量，甚至不設(shè)輔助支撐。攔阻網(wǎng)的兩端與端部支撐架間由端部連接機(jī)構(gòu)連接?？缰羞B接裝置設(shè)在輔助支撐的頂部，主要承受跨中攔阻網(wǎng)的重力和風(fēng)、流等引起的垂直于攔阻網(wǎng)的水平力。
[0006]攔阻網(wǎng)由上攔阻索、若干根中攔阻索、下攔阻索和數(shù)量眾多的連接索通過繩結(jié)方式組成，上攔阻索高于船艏，通常為攔阻網(wǎng)中承載能力最大的索體，在其兩端系有重力錨。下攔阻索工作于水面附近。中攔阻索的數(shù)量根據(jù)水位變化的幅度確定，通常需I至2根。攔阻網(wǎng)主要采用高分子索體制作，具有自重輕、便于安裝的特性。由于溫度變化等因素引起的高分子索體長度的變形大，引起上攔阻索矢高的變化更大，為消除這一不利影響，系于上攔阻索兩端的重力錨中至少有I只重力錨處于懸掛狀態(tài)，并通過系錨索將所懸掛重力錨的重力作用到上攔阻索上，使上攔阻索的張力近似恒定。由懸鏈線方程可知，如果上攔阻索松馳，跨中矢高增大，上攔阻索跨中部位的張力將減小，由于受到所懸掛重力錨的重力作用，懸掛重力錨的高度將下降，收緊跨中上攔阻索，跨中矢高減小，直至索張力與所懸掛重力錨重力等外力重新平衡；如果上攔阻索收縮，跨中矢高變小，將引起上攔阻索張力增大，從而提起所懸掛的重力錨，跨中矢高增大，直至索張力與所懸掛重力錨重力等外力重新平衡。
[0007]端部連接機(jī)構(gòu)由端部安裝座、連接環(huán)、端部限位銷和觸發(fā)索等構(gòu)件組成。端部安裝座系在或者安裝在端部支撐架的上部，允許端部安裝座與端部支撐架間有相對轉(zhuǎn)動(dòng)。連接環(huán)穿過端部安裝座的安裝孔后，一端由端部限位銷固定，另一端套在懸掛重力錨的系錨索上。觸發(fā)索的一端系在限位銷上，另一端系在上攔阻索上，并根據(jù)計(jì)算留有自由長度。如果小型失控船舶撞擊攔阻網(wǎng)，攔阻網(wǎng)的彈性變形將消耗部分船舶動(dòng)能，所懸掛的重力錨被提升也消耗部分船舶動(dòng)能，但不會(huì)拉出端部限位銷。在小型失控船舶移開后，被提升的重力錨在重力作用下帶動(dòng)上攔阻索自動(dòng)復(fù)位。如果大型失控船舶撞擊攔阻網(wǎng)，攔阻網(wǎng)的彈性變形和被懸掛重力錨的提升雖也消耗部分動(dòng)能，但由于大型失控船舶的動(dòng)能大，帶動(dòng)攔阻網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)幅度大，將通過觸發(fā)索拉出端部限位銷，導(dǎo)致連接環(huán)與端部安裝座分離，從而釋放攔阻網(wǎng)，使攔阻網(wǎng)能牽引重力錨走錨消能，最終攔阻大型失控船舶。
[0008]為了便于安裝攔阻網(wǎng)、懸掛重力錨和防止端部限位銷滑脫，在端部限位銷上鉆小孔，選擇耐海水腐蝕的不銹鋼絲利用該小孔將端部限位銷系在端部安裝座上，如選用直徑3mm左右的316L不銹鋼絲。
[0009]連接環(huán)可以采用剛性材料或柔性材料制作，也可以為柔性材料環(huán)與剛性材料環(huán)的組合環(huán)。為防止連接環(huán)卡在端部安裝座的安裝孔中出不來，穿過端部安裝座的安裝孔的部分宜采用柔性材料，可保證在端部限位銷拉出后，連接環(huán)不會(huì)卡在端部安裝座的安裝孔中。
[0010]跨中連接裝置，由固定在輔助支撐上的跨中安裝座和豎向安裝的輔助支撐限位銷等構(gòu)成。上攔阻索放置在跨中連接裝置上，或者通過索環(huán)懸掛輔助支撐限位銷上。上攔阻索可沿?cái)r阻網(wǎng)長度方向滑動(dòng)，并可相對于跨中連接裝置向上方運(yùn)動(dòng)，但垂直于攔阻網(wǎng)平面的橫向運(yùn)動(dòng)受到輔助支撐限位銷的限制。在大型船舶撞擊后，輔助支撐限位銷的受到的水平力將增大，引起彎曲應(yīng)力并導(dǎo)致輔助支撐限位銷破斷，使上攔阻索與輔助支撐分離。
[0011]為攔阻大型失控船舶，攔阻網(wǎng)的兩端可能需系多個(gè)重力錨?？紤]到高分子索體蠕變特性，應(yīng)盡量降低上攔阻索的張力，僅懸掛部分重力錨，但至少有I只重力錨，使攔阻網(wǎng)的矢高滿足設(shè)計(jì)要求，還有部分重力錨放置在支撐架的承臺上，并通過系錨索系到上攔阻索上，在大型船舶撞擊前該系錨索是松馳的，在大型船舶撞擊后，將通過該系錨索牽引放置在承臺上的重力錨落水后走錨。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:通過懸掛重力錨、設(shè)置可自動(dòng)分離的端部連接機(jī)構(gòu)和跨中連接裝置，一方面使高分子材質(zhì)的上攔阻索能自動(dòng)適應(yīng)溫度變化等引起的索長變化，便于保持跨中攔阻網(wǎng)的高度，更加方便安裝和船撞后的恢復(fù)；另一方面，在小型失控船舶撞擊后，由攔阻網(wǎng)的彈性變形和懸掛重力錨的提升來消耗船舶動(dòng)能，在小船移開后被提升的懸掛重力錨將帶動(dòng)上攔阻索復(fù)位，從而攔阻設(shè)施具有了抗小船干擾能力，大型失控船舶撞擊后，端部連接機(jī)構(gòu)和跨中連接裝置均分離，釋放攔阻網(wǎng)，通過攔阻網(wǎng)帶動(dòng)重力錨走錨消能，最終攔阻失控船舶。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0014]圖1是本發(fā)明設(shè)置輔助支撐時(shí)的立面圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的端部可自動(dòng)分離的連接機(jī)構(gòu)的示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明的跨中可分離的連接裝置示意圖。
[0017]圖中:1.端部支撐架，2.輔助支撐，3.攔阻網(wǎng)，4.端部連接機(jī)構(gòu)，5.跨中連接裝置，6.重力錨，7.系錨索，8.上攔阻索，9.中攔阻索，10.下攔阻索，11.連接索，12.端部安裝座，13.連接環(huán)，14.端部限位銷，15.觸發(fā)索，16.跨中安裝座，17.輔助支撐限位銷。

【具體實(shí)施方式】
[0018]圖1中，攔阻設(shè)施單元由端部支撐架(1)、輔助支撐(2)、攔阻網(wǎng)(3)、端部連接機(jī)構(gòu)
(4)、跨中連接裝置(5)、重力錨(6)等構(gòu)成。端部支撐架(I)位于攔阻設(shè)施單元的兩端，通常由粧基、承臺和上部剛構(gòu)組成。輔助支撐(2)設(shè)置于攔阻設(shè)施單元的跨中，與端部支撐架
(I)共同支撐攔阻網(wǎng)(3)達(dá)到設(shè)計(jì)高度，如果攔阻設(shè)施單元長，輔助支撐(2)的數(shù)量多，如果攔阻設(shè)施單元短，可以減少輔助支撐(2)的數(shù)量，甚至不設(shè)輔助支撐(2)。攔阻網(wǎng)(3)的兩端與端部支撐架(I)間由端部接機(jī)構(gòu)(4)連接?？缰羞B接裝置(5)設(shè)在輔助支撐(2)的頂部，主要承受跨中攔阻網(wǎng)(3)的重力和風(fēng)、流等引起的垂直于攔阻網(wǎng)(3)的水平力。
[0019]圖1中，攔阻網(wǎng)(3)由上攔阻索(7)、若干根中攔阻索(8)、下攔阻索(9)和數(shù)量較多的連接索(10)通過繩結(jié)方式組成，上攔阻索(7)高于船艏，通常為攔阻網(wǎng)(3)中承載能力最大的索體，在其兩端系有重力錨(6)。下攔阻索(9)工作于水面附近。中攔阻索(8)的數(shù)量根據(jù)水位變化的幅度確定，通常需I至2根。攔阻網(wǎng)(3)主要采用高分子索體制作，具有自重輕、便于安裝的特性。由于溫度變化等因素引起的高分子索體長度的變形大，將引起上攔阻索(7)矢高的變化更大，為消除這一不利影響，在上攔阻索(7)的兩端至少懸掛I只重力錨，并通過系錨索將所懸掛重力錨的重力作用到上攔阻索，使上攔阻索(7)的張力近似恒定。由懸鏈線方程可知，如果上攔阻索(7)松馳，跨中矢高增大，上攔阻索(7)跨中部位的張力將減小，由于受到所懸掛重力錨(6)的重力作用，懸掛重力錨(6)的高度將下降，收緊跨中上攔阻索(7)，跨中矢高減小，直至索張力與所懸掛重力錨(6)重力等外力重新平衡；如果上攔阻索(7)收縮，跨中矢高變小，將引起上攔阻索(7)張力增大，從而提起所懸掛的重力錨(6)，跨中矢高增大，直至索張力與所懸掛重力錨(6)重力等外力重新平衡。
[0020]圖2中，端部連接機(jī)構(gòu)(4)由帶有安裝孔的端部安裝座(12)、連接環(huán)(13)、端部限位銷(14)和觸發(fā)索(15)等構(gòu)件組成。端部安裝座(12)系在或者安裝在端部支撐架(I)的上部，允許端部安裝座(12 )與端部支撐架(I)間有相對轉(zhuǎn)動(dòng)。連接環(huán)(13 )穿過端部安裝座
(12)的安裝孔后，一端由端部限位銷(14)固定，另一端套在懸掛重力錨(6)的系錨索(7)上。觸發(fā)索(15)的一端系在端部限位銷(13)上，另一端系在上攔阻索(8)上，并根據(jù)計(jì)算留有自由長度。如果小型失控船舶撞擊攔阻網(wǎng)(3)，攔阻網(wǎng)(3)的彈性變形將消耗部分船舶動(dòng)能，所懸掛的重力錨(6)被提升也消耗部分船舶動(dòng)能，但不會(huì)拉出端部限位銷(14)。在小型失控船舶移開后，被提升的重力錨(6)在重力作用下帶動(dòng)上攔阻索(8)自動(dòng)復(fù)位。如果大型失控船舶撞擊攔阻網(wǎng)(3)，攔阻網(wǎng)(3)的彈性變形和懸掛重力錨(6)的提升雖也消耗部分動(dòng)能，但由于大型失控船舶的動(dòng)能大，帶動(dòng)攔阻網(wǎng)(3)的運(yùn)動(dòng)幅度大，將通過觸發(fā)索(15)拉出端部限位銷(14)，導(dǎo)致連接環(huán)(13)與端部安裝座(12)分離，從而釋放攔阻網(wǎng)(3)，使攔阻網(wǎng)(3)能牽引重力錨(6)走錨消能，最終攔阻大型失控船舶。
[0021]圖2中，為了便于安裝攔阻網(wǎng)(3)、懸掛重力錨(6)和防止端部限位銷(14)滑脫，在端部限位銷(14)上鉆小孔，選擇耐海水腐蝕的不銹鋼絲穿過該小孔將端部限位銷(14)固定在端部安裝座(12)上，如選用直徑3mm左右的316L不銹鋼絲。
[0022]圖2中，連接環(huán)(13)可以采用剛性材料或柔性材料制作，也可以為柔性材料環(huán)與剛性材料環(huán)的組合體。為防止連接環(huán)(13)卡在端部安裝座(12)的安裝孔中出不來，需穿過端部安裝座(12)安裝孔的連接環(huán)(13)部分宜采用柔性材料，可保證在端部限位銷(14)拉出后，連接環(huán)(13)能被從端部安裝座(12)的安裝孔中拉出。
[0023]圖3中，跨中連接裝置(5)由固定在輔助支撐(2)頂部的跨中安裝座(16)和輔助支撐限位銷(17)等構(gòu)成。上攔阻索(8)放置在跨中連接裝置(5)上，或者通過索環(huán)懸掛輔助支撐限位銷(17)上。上攔阻索(8)沿?cái)r阻網(wǎng)(3)長度方向可以滑動(dòng)，并可相對于跨中連接裝置(5)向上方運(yùn)動(dòng)，但垂直于攔阻網(wǎng)(3)平面的運(yùn)動(dòng)受到限制。在大型船舶撞擊后，輔助支撐限位銷(17)的受到的水平力將增大，引起彎曲應(yīng)力增大并導(dǎo)致輔助支撐限位銷(17)破斷，使上攔阻索(8 )與輔助支撐分離(2 )。
【權(quán)利要求】
1.一種自適應(yīng)固定式高架攔阻船舶設(shè)施，其特征是:由若干個(gè)攔阻設(shè)施單元排列組成，每個(gè)攔阻設(shè)施單元由端部支撐架(1)、輔助支撐(2)、攔阻網(wǎng)(3)、端部連接機(jī)構(gòu)(4)、跨中連接裝置(5)、重力錨(6)和系錨索(7)等構(gòu)成；若干根輔助支撐(2)設(shè)置于攔阻單元的跨中，與端部支撐架(I)共同支撐攔阻網(wǎng)(3);攔阻網(wǎng)(3)的兩端與端部支撐架(I)間由端部連接機(jī)構(gòu)(4)連接，跨中連接裝置(5)設(shè)在輔助支撐(2)的頂部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)固定式高架攔阻船舶設(shè)施，其特征是:攔阻網(wǎng)(3)主要采用高分子索體制作，由上攔阻索(8)、若干根中攔阻索(9)、下攔阻索(10)和眾多的連接索(10)通過繩結(jié)方式構(gòu)成，上攔阻索(8)高于船艏，在上攔阻索(8)的兩端系有重力錨(6)，并且至少有I只重力錨(6)處于懸掛狀態(tài)，所懸掛重力錨(6)的重力通過系錨索(7)作用到上攔阻索(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)固定式高架攔阻船舶設(shè)施，其特征是:端部連接機(jī)構(gòu)(4)由端部安裝座(12)、連接環(huán)(13)、端部限位銷(14)和觸發(fā)索(15)等構(gòu)件組成；端部安裝座(12)系在或者安裝在端部支撐架(I)的上部，允許端部安裝座(12)與端部支撐架(I)間有相對轉(zhuǎn)動(dòng)；連接環(huán)(13)穿過端部安裝座(12)的安裝孔后，連接環(huán)(13)的一端由端部限位銷(14)固定，另一端套在懸掛重力錨(6)的系錨索(7)上；觸發(fā)索(15)的一端系在端部限位銷(14)上，另一端系在上攔阻索(8)上，并留有自由長度，小型失控船舶撞擊攔阻網(wǎng)(3)后，不會(huì)拉出端部限位銷(14)，大型失控船舶撞擊攔阻網(wǎng)(3)后，將通過觸發(fā)索(15)拉出端部限位銷(14)，導(dǎo)致連接環(huán)(13)與端部安裝座(12)分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)固定式高架攔阻船舶設(shè)施，其特征是:跨中連接裝置(5)，由固定在輔助支撐(2)頂部的跨中安裝座(16)和輔助支撐限位銷(17)等構(gòu)成，跨中安裝座(16)上有安裝輔助支撐限位銷(17)的孔和供輔助支撐限位銷(17)滑出的槽；上攔阻索(8)放置在跨中連接裝置(5)上，或者通過索環(huán)懸掛在輔助支撐限位銷(17)上，上攔阻索(8)沿?cái)r阻網(wǎng)(3)長度方向可以滑動(dòng)，相對于跨中連接裝置(5)可以向上方運(yùn)動(dòng)，但垂直于攔阻網(wǎng)(3)平面的運(yùn)動(dòng)受到輔助支撐限位銷(17)的限制，在大型船舶撞擊后，輔助支撐限位銷(17)的受到的水平力將增大，從而彎曲應(yīng)力增大并導(dǎo)致輔助支撐限位銷(17)破斷，使上攔阻索(8)與輔助支撐(2)分離。
【文檔編號】E02B3/26GK104452672SQ201410755401
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】吳廣懷, 陳云鶴, 陳徐均, 張怡, 朱進(jìn), 龐有師 申請人:南京廣博工程技術(shù)有限公司