專利名稱：高船通過低橋的渡輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型的名稱為高船通過低橋的渡輪，特別是一種能使萬噸海輪駛?cè)攵奢喆搩?nèi)，再從大橋下通過的渡輪。
我國的南京長江大橋等橋梁，由于凈空過低，較大一些的輪船即被大橋所阻，使長江這條黃金水道不能充分利用。南京以上各港口的進(jìn)出口貨物被迫在南京以下轉(zhuǎn)口，費(fèi)時多，費(fèi)用高，對進(jìn)出口和利用外資不利。近十年來，一些專家提出了數(shù)種改造大橋的方案，均因投資過大等原因而沒有實施。
本實用新型的目的是提供一種造價低、使用方便，在大橋原封不動的條件下能使萬噸海輪從大橋下順利通過的渡輪。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型對海輪通過大橋所需的橋下高度，不是從水面向上延伸，即增加大橋的凈空；而是從水面向下延伸，即降低海輪的相對高度，具體是讓載有海輪的渡輪下沉至20多米的深水處，使海輪在高度接近30米的船艙內(nèi)通過大橋。如果水深達(dá)不到20多米，則要深挖渡輪航行所經(jīng)過的江底。以大橋凈空24米計算，水深為20米，大橋至江底的距離為44米。假定渡輪航行時船底距江底的距離為0．5米～0．8米，渡輪船底的厚度按1．2米計算，海輪船底按高出渡輪艙底0．2米計算，則海輪桅桿至江底的距離為40+0．2+1．2+0．8=42．2(米)，44-42．2=1．8(米)，尚有1．8米的安全余量，裝載40米高海輪的渡輪可以從大橋下順利通過。
本實用新型高船通過低橋的渡輪是對現(xiàn)行輪船加以改造而成?，F(xiàn)行輪船的駕駛設(shè)備、動力設(shè)備、推進(jìn)設(shè)備以及船舵等均可基本保持不變，但對船艙要進(jìn)行徹底改造。改造后的船艙包括駕駛艙、兩個動力艙、七處平衡艙、四個加重艙以及平衡艙加重艙頂部的貯水槽等構(gòu)成。各個船艙均完全隔開，互不相通。
本實用新型高船通過低橋的渡輪要在船艙內(nèi)裝載萬噸海輪，是一個龐然大物，而這個龐然大物又必須吃水20多米才能在大橋下順利通過。這龐然大物能否下沉至20多米的深水處，是本實用新型成敗的關(guān)鍵。要達(dá)到這一目的，對渡輪的設(shè)計要采取以下措施一要盡可能縮小載重艙和動力艙的體積，減少排水量。二在設(shè)計時除關(guān)鍵部位外盡可能選用價格低廉的等外品鋼材，用加厚鋼板或多層鋼板、加重鋼材或多根鋼材來達(dá)到設(shè)計要求，總之，鋼材越笨重就越好。三是為渡輪添加重物，這是最主要的首先為船底添加重物，即建造一個有一定厚度的鋼鐵重量占大部分混凝土重量占小部分的鋼鐵混凝土船底，做法是用鋼梁鋼材焊接成船底的框架，將各個船艙的船幫鋼板鑲嵌在框架內(nèi)并焊接牢固，然后用廢舊鋼鐵填塞框架內(nèi)，并盡可能塞滿，最后才用混凝土澆筑。其次是建造加重艙。加重艙內(nèi)并無艙，是在艙內(nèi)填塞一層廢鋼鐵，澆筑一層混凝土，填塞一層，澆筑一層，直至頂部。加重艙高度和兩層平衡艙的高度相等。第三，在載重艙內(nèi)建造加重層。載重艙是長方形，裝載的海輪是長圓形，兩者之間特別是邊角處有一定的空間，在邊角處填塞廢舊鋼鐵再澆筑混凝土并抹平?？傊寡b載海輪的渡輪在平衡艙吞吐江水調(diào)節(jié)之下，能下沉至20多米的深水處并能隨意上浮，才算達(dá)到了設(shè)計要求。
本實用新型的主體是載重艙，由主艙和尾艙兩部分構(gòu)成。尾艙實際上是載重艙的一個巨大的可以隨意開關(guān)的艙門門扇，安裝這門扇的兩船幫和船底自然就是門框了。由于載重艙既無上蓋又無甲板，這是個沒有上梁的門框。當(dāng)尾艙打開之后，兩船幫之間沒有支撐物，這是否會使兩船幫之間的距離有所變動呢？一般說不會變動。如果確有問題，支撐物還是可以解決的。而且在建造載重艙的開始階段還是有支撐物的，即用數(shù)根巨大的鋼材焊接于兩船幫之間，但建成之后必須鋸掉。主艙與尾艙如何結(jié)合呢？方法是在尾艙一側(cè)裝可以轉(zhuǎn)動的軸(即門扇的軸)，在主艙一側(cè)的船幫上裝軸套，尾艙的軸裝進(jìn)軸套即成為可以開關(guān)的尾艙。在尾艙的另一側(cè)裝幾個巨大的撞鎖，另一側(cè)主艙船幫裝同等數(shù)的撞鎖鎖眼。關(guān)閉尾艙，撞鎖即將尾艙緊鎖在主艙船幫上，構(gòu)成一個完整的載重艙。這一側(cè)尾艙底部裝輪子，開關(guān)尾艙時輪子在載重艙艙底延伸的鋼板上運(yùn)行，鋼板延伸的長度略長于尾艙的寬度。主艙兩船幫和艙底與尾艙有三條結(jié)合部，關(guān)閉尾艙后難免從結(jié)合部向艙內(nèi)進(jìn)水。為此要在主艙的三條結(jié)合部各鑲嵌一條充氣堵縫防漏橡膠氣囊。每條橡膠氣囊各有一進(jìn)氣管和出氣管，各個進(jìn)氣管和出氣管均分別與一個大進(jìn)氣管和大出氣管連接。大進(jìn)氣管與裝在船幫高處的充氣機(jī)連接；大出氣管一端所裝閥門位于船幫高處。關(guān)閉尾艙并為防漏橡膠氣囊充氣后，三條結(jié)合部嚴(yán)密無縫，江水不能進(jìn)入。打開尾艙前，先要打開大出氣管閥門為防漏橡膠氣囊放氣。這種充氣堵縫防漏橡膠氣囊也適用于其他一些水中設(shè)備。當(dāng)海輪駛進(jìn)主艙并關(guān)閉尾艙后，載重艙內(nèi)水位與江水持平，海輪的相對高度沒有降低，無法通過大橋。因此要降低載重艙內(nèi)水位。方法是在載重艙底的前后左右共裝四個可折疊充氣排水橡膠氣囊，用繩編織的網(wǎng)套套住氣囊固定于艙底，充氣后網(wǎng)套可以伸長。每個橡膠氣囊有一個進(jìn)氣管和一個出氣管，各進(jìn)氣管和出氣管均分別與一大進(jìn)氣管和一個大出氣管連接。大進(jìn)氣管與裝在主艙船幫高處的中型充氣機(jī)連接，大出氣管閥門裝在主艙船幫高處，二者均由駕駛艙內(nèi)的電鈕操縱。當(dāng)海輪駛進(jìn)主艙，先為可折疊充氣排水橡膠氣囊充氣。充氣量取決于海輪的大小和吃水的深淺，具體掌握應(yīng)適當(dāng)多充點(diǎn)氣，艙內(nèi)水少點(diǎn)易于補(bǔ)充，如果水多了需要打開尾艙重新為排水氣囊充氣，關(guān)閉尾艙后再為防漏橡膠氣囊充氣，同時為排水橡膠氣囊放氣，受水的壓力排水橡膠氣囊迅速縮小并折疊壓縮在載重艙底。此時水位大大降低，如果海輪船底接近載重艙底即為適當(dāng)。如果水位太低，尾艙下部有一進(jìn)水口，可打開進(jìn)水口為艙內(nèi)放水。尾艙外部裝船舵，也可免去船舵，由兩推進(jìn)器的開停和速度的快慢來掌握渡輪的航向。載重艙底和船幫四周應(yīng)裝一層橡膠作為保護(hù)層。為防止海輪在船內(nèi)沖撞，在主艙兩船幫下部各裝一根粗大的繩索，一長一短，繩索末端各裝幾個能相互扣緊的環(huán)子。當(dāng)載重艙內(nèi)水位降低后，將長繩索拉緊繞海輪桅桿一周，再與另一繩索扣緊。此時繩索對海輪有一定的固定作用。當(dāng)洪水到來，水位升高，全部平衡艙功能用盡，渡輪仍不能降至安全線以下時，可打開尾艙進(jìn)水口向艙內(nèi)適當(dāng)放水，水位雖超過海輪吃水的深度，海輪也難于上浮。此繩索可作為渡輪臨時增重的措施。載重艙的高度應(yīng)略高于洪水期允許通航的最高水位至渡輪航道江底的距離，假定為28米。
本實用新型的兩個動力艙分設(shè)在載重艙兩側(cè)中前部。動力艙下層不便使用，可建為加重層，即用廢舊鋼鐵填塞，再用混凝土澆筑?；炷林涎b特大功率的電動機(jī)。動力艙外側(cè)安裝推進(jìn)器。用電作動力可免去油箱，使動力艙體積大大縮小。動力艙高出載重艙2米，有上蓋，艙門朝前開，艙門門檻與載重艙的高度相等。安裝好電動機(jī)后，動力艙上部寬度應(yīng)大大縮小，能安裝供人出入的梯子即可。由于渡輪航程短，航道固定，又能選擇大橋一端，不一定選擇主航道，這些條件決定了渡輪用電作動力是可能的。用電作動力，如同無軌電車一樣要在航道上方低于大橋0．2～0．3米處架設(shè)兩根輸電線，還要裝兩根如同無軌電車一樣的輸電線桿，可裝在載重艙前船幫上。電線從此處分別引入兩動力艙和駕駛艙。
本實用新型共有七處平衡艙，占據(jù)渡輪相當(dāng)?shù)拿娣e，能吞吐2萬噸左右的江水。渡輪的升降全靠平衡艙吞吐江水來掌握。每處平衡艙又分為上下兩層，實際上有14個平衡艙。平衡艙的上下左右里外六面均為鋼板。下層各平衡艙在外側(cè)鋼板中部至頂部開一個長條形進(jìn)出水口，上層各平衡艙在外側(cè)鋼板底部至頂部開一個長條形進(jìn)出水口。14個平衡艙分為四個組4、9、10三處下層三個平衡艙為一組，上層三個平衡艙為二組；5～8處下層四個平衡艙為三組，上層四個平衡艙為四組。各平衡艙內(nèi)均裝一個六面體的可折疊充氣排水橡膠氣囊。橡膠氣囊里側(cè)固定在里面鋼板上，外側(cè)連接一塊略小于外側(cè)鋼板的鋼合金板。鋼合金板四角各鉆一圓孔，用四根鋼棍穿過四個圓孔，再將四根鋼棍分別焊接在平衡艙里外兩鋼板的近四個角處，使鋼合金板只能沿四根鋼棍往返運(yùn)行。每個平衡艙中的橡膠氣囊均有一進(jìn)氣管和出氣管，同組的各進(jìn)氣管和出氣管分別與一根大進(jìn)氣管和大出氣管連接。各大進(jìn)氣管中段裝截門，另一端均與一根總進(jìn)氣管連接，總進(jìn)氣管與大型充氣機(jī)連接。各大出氣管另一端裝閥門。充氣時先打開某大進(jìn)氣管截門，再開動充氣機(jī)充氣。當(dāng)為橡膠氣囊充氣時，氣囊澎漲推動鋼合金板往外運(yùn)行，平衡艙即吐出江水；當(dāng)為橡膠氣囊放氣時，受江水的壓力橡膠氣囊縮小并逐漸折疊壓縮在里面鋼板處，平衡艙則逐漸吞進(jìn)江水。因此，平衡艙也可稱為船舶用吞水吐水裝置。操縱大型充氣機(jī)和各大進(jìn)氣管中段截門的電鈕以及操縱各大出氣管閥門的電鈕均裝在駕駛艙內(nèi)。在一般情況下，只需動用一組和三組共七個平衡艙，就能維持渡輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其他兩組平衡艙充滿氣體備用。當(dāng)洪水到來，水位甚高，渡輪下沉的深度必須大大加深，就需要動用另外兩組平衡艙。如果裝載一艘空駛的萬噸海輪，渡輪的重量減少一萬數(shù)千噸，就得動用全部平衡艙。裝載空船比裝重船難得多，若收取過橋費(fèi)，空船收費(fèi)應(yīng)為重船的5倍以上。平衡艙不僅掌握渡輪的升降，而且決定渡輪前后左右的整體平衡。不論為平衡艙充氣或放氣，能始終保持渡輪的平衡才算達(dá)到了設(shè)計要求。上下兩層平衡艙高度之和低于載重艙，約20米高為宜。
平衡艙掌握渡輪升降的能力是有限的。洪水期水位很高，仍允許航運(yùn)，這時平衡艙要全部放氣進(jìn)水，若仍不能使渡輪下沉至必要的深水處，就要及時為渡輪增加重量。方法是在平衡艙加重艙頂部建造一個與艙頂同寬高6～8米沿載重艙的半環(huán)狀貯水槽，水槽分多個格，格與格下部相通，有頂蓋，上面有進(jìn)水口，下面有出水口。這貯水槽只在水位很高、平衡艙功能用盡時才動用?？捎贸樗畽C(jī)為貯水槽注水。貯水槽注滿水，重心若偏高，就要降低貯水槽的高度。貯水槽注滿水后，若仍不能使渡輪下沉至必要的深水處，還可用其他方法(暫不寫進(jìn)說明書)為渡輪增重?？傊?，讓渡輪下沉至必要的深水處是完全可以做到的。
本實用新型的駕駛艙建造在渡輪前部最高處——貯水槽的頂部(前部貯水槽高度應(yīng)適當(dāng)降低)，高度與動力艙相等。駕駛艙是渡輪的中樞，渡輪的各個部位、各種設(shè)備均由駕駛艙操縱，如載重尾艙的開關(guān)，渡輪的升降、航行、?？亢秃较虻鹊染裳b在駕駛艙內(nèi)的電鈕等設(shè)備來操縱。在貯水槽頂部、駕駛艙與兩動力艙之間建造兩條人行通道。駕駛艙30米高，梯子是不可少的。梯子的起點(diǎn)是水面，在平衡艙外側(cè)要建半截斜梯，可登上平衡艙頂，另有斜梯，可進(jìn)入人行通道。為了保證安全，低于大橋一米是渡輪的安全線，在實際上這條線又較難建立。由于在航道上方、低于大橋0．2～0．3米處架有兩根輸電線，只要海輪桅桿低于輸電線0．8米，渡輪即在安全線以下。
本實用新型高船通過低橋的渡輪作為一種運(yùn)輸工具，需要有起點(diǎn)和終點(diǎn)?？空?。用相當(dāng)數(shù)量的鋼筋混凝土圓柱，分布均勻地打入?？空舅虻慕祝瑘A柱高出江底2米左右，各個圓柱的頂端要在同一水平面上，這就是水中停靠站。渡輪鋼鐵混凝土船底可以平穩(wěn)地停在眾多水泥柱頂端。
下面接合附圖
對本實用新型高船通過低橋的渡輪的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明附圖是本實用新型高船通過低橋的渡輪平面結(jié)構(gòu)圖。
參看附圖，本實用新型高船通過低橋的渡輪是包括由載重主艙1、載重尾艙2、駕駛艙3、平衡艙4、平衡艙5、平衡艙6、平衡艙7、平衡艙8、平衡艙9、平衡艙10、動力艙11、動力艙12、推進(jìn)器13、推進(jìn)器14、加重艙15、加重艙16、加重艙17、加重艙18以及斜梯19等構(gòu)成。
本實用新型高船通過低橋的渡輪在使用時先要?？吭谒峦？空旧?，此時二、四組備用平衡艙充滿氣體，一、三組平衡艙未充氣，載重尾艙是打開的，海輪可以駛進(jìn)載重主艙。第一步，海輪駛進(jìn)載重主艙后，先為載重主艙內(nèi)的可折疊充氣排水橡膠氣囊充氣，隨著氣囊的澎漲，載重主艙內(nèi)的江水逐漸排入大江。第二步，充完氣后，關(guān)閉載重尾艙，同時為充氣堵縫防漏橡膠氣囊充氣。第三步，為載重主艙內(nèi)可折疊充氣排水橡膠氣囊放氣，同時為一組和三組平衡輪橡膠氣囊充氣，隨著氣囊的澎漲，一組和三組平衡艙逐步吐出江水，渡輪開始上浮。第四步，待渡輪浮起，載重艙水位已下降，如果水位適中，即可開始航行，待渡輪駛出?？空舅?，立即為一組和三組平衡艙氣囊放氣，渡輪開始下沉。第五步，待渡輪下沉至安全線以下，一組和三組平衡艙氣囊停止放氣，渡輪停止下沉，此時即可開始通過大橋的航行。第六步，待海輪桅桿通過了大橋，立即為一組和三組平衡艙氣囊充氣，渡輪開始上浮，待渡輪上浮至船底超過水中?？空?．5米以上即停止為一組和三組平衡艙氣囊充氣，渡輪停止上浮。第七步，渡輪朝水中?？空舅蛐旭偅俣确怕?，進(jìn)入水中停靠站水域，速度再放慢。第八步，當(dāng)渡輪接近水中?？空局行乃?，立即關(guān)閉電動機(jī)，同時為一組和三組平衡艙氣囊放氣，渡輪開始下沉，當(dāng)渡輪鋼鐵混凝土船底接觸水下眾多鋼筋混凝土圓柱，如同剎車一樣，渡輪即刻停在水中?？空旧?。第九步，先為充氣堵縫防漏橡膠氣囊放氣，再打開載重尾艙，海輪即可駛出渡輪船艙，運(yùn)載海輪通過大橋的全過程就結(jié)束了。
權(quán)利要求1.一種高船通過低橋的渡輪，其特征在于渡輪的船艙包括駕駛艙、載重艙、兩個動力艙、七處平衡艙、四個加重艙，上述各艙均完全隔開，互不相通；另在平衡艙加重艙頂部建造繞載重艙的半環(huán)狀貯水槽；兩動力艙外側(cè)各裝一臺推進(jìn)器；渡輪船底大于渡輪，它是個有一定厚度的鋼鐵重量占大部分混土重量占小部分的鋼鐵混凝土船底，各個船艙的船幫鋼板均鑲嵌在船底鋼鐵框架內(nèi)渡輪一側(cè)有斜梯，頂部有人行通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高船通過低橋的渡輪，其特征在于渡輪的載重艙由載重主艙和載重尾艙兩部分構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的高船通過低橋的渡輪，其特征在于渡輪的兩個動力艙分設(shè)在載重艙中前部兩側(cè)，動力艙下層為鋼鐵混土加重層，中層安裝大功率電動機(jī)兩動力艙外側(cè)各安裝一臺推進(jìn)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的高船通過低橋的渡輪，其特征在于渡輪有前處平衡艙，兩側(cè)各有三處平衡艙，每處平衡艙又分為上下兩個平衡艙，共計十四個平衡艙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高船通過低橋的渡輪，其特征在于渡輪的四個加重艙處于渡輪的四個角處，是在艙內(nèi)填塞廢鋼鐵再用混凝土澆筑的實體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高船通過低橋的渡輪，其特征在于渡輪的駕駛艙建造在渡輪前部最高處。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高船通過低橋的渡輪，其特征在于渡輪一側(cè)沿平衡艙和加重艙外側(cè)有半截斜梯通往平衡艙頂，平衡艙頂有斜梯通往人行通道。
專利摘要一種高船通過低橋的渡輪,渡輪的船艙包括駕駛艙,載重艙,兩個動力艙,七處平衡艙,四個加重艙上述各艙完全隔開。能使萬噸海輪從凈空過低的大橋下通過。方法是讓海輪駛進(jìn)接近30米高的渡輪船艙內(nèi),然后降低艙內(nèi)水位,使海輪船底接近渡輪艙底。同時使渡輪下沉至20多米的深水處,使海輪的相對高度降低,當(dāng)渡輪中的海輪低于大橋一米以上,渡輪即可從大橋下通過了。
文檔編號B63B35/00GK2430354SQ99200368
公開日2001年5月16日 申請日期1999年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月18日
發(fā)明者劉毅 申請人:劉毅