一種用于gps水上沉樁控制的振動(dòng)沉樁打樁船的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水上振動(dòng)沉放鋼粧的施工機(jī)械結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種可以采用GPS水上沉粧控制的起重、打粧多用途施工船舶。
【背景技術(shù)】
[0002]打粧船是用于水上打粧作業(yè)的專用船舶，船體為鋼箱型結(jié)構(gòu)，在甲板的端部裝有打粧架，可前俯后仰以適應(yīng)施打斜粧的需要，粧、錘依附在粧架前部?jī)筛叫械呢Q直導(dǎo)桿之間，通過粧架進(jìn)行吊起，粧架前有導(dǎo)向架，以控制方向。專業(yè)打粧船打粧工藝為錘擊沉粧，配備柴油打粧錘或液壓打粧錘。
[0003]為滿足現(xiàn)代工程建設(shè)需要，并根據(jù)遠(yuǎn)海工程離岸遠(yuǎn)、傳統(tǒng)測(cè)量定位實(shí)施困難大的特點(diǎn)，中交三航局有限公司2002年研制成功了 “海工工程GPS遠(yuǎn)距離打粧定位系統(tǒng)”，采用GPS RTK、無棱鏡測(cè)距儀、精密測(cè)傾儀等先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備，結(jié)合專門開發(fā)的打粧定位計(jì)算機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)、主動(dòng)的船身和粧身位置的精確計(jì)算。突破了傳統(tǒng)的經(jīng)瑋儀或全站儀定位方法必須要求通視的限制，使水上精密打粧定位的離岸距離達(dá)到20公里以上。大大提高了施工效率，最大限度地減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0004]海工工程GPS遠(yuǎn)距離打粧定位系統(tǒng)是以GPS作為基本定位儀器對(duì)打粧船進(jìn)行定位，在此基礎(chǔ)上，配合輔助測(cè)量設(shè)備對(duì)施打粧的粧位進(jìn)行精確定位，以提高系統(tǒng)的定位精度。前提是粧與船架緊貼在一起，通過控制船身狀態(tài)而控制粧的狀態(tài)。
[0005]水上振動(dòng)沉粧基本上均采用起重船配振動(dòng)錘進(jìn)行，起重船沒有打粧架，振動(dòng)錘和粧沒有可依附的架體，一直處于懸掛狀態(tài)，粧身飄蕩，控制船體狀態(tài)不能有效控制粧身狀態(tài)，沉粧定位一般采用傳統(tǒng)的經(jīng)瑋儀或全站儀定位方法，難以采用GPS沉粧定位。
[0006]因此，提供一種用于海上振動(dòng)沉粧且能夠方便遠(yuǎn)距離GPS定位的振動(dòng)沉粧打粧船是本領(lǐng)域亟需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)遠(yuǎn)海工程離岸遠(yuǎn)、傳統(tǒng)測(cè)量定位實(shí)施困難大的特點(diǎn)，用于GPS水上沉粧定位的打粧船一般為有龍口(導(dǎo)向架)的錘擊沉粧打粧船，粧身基本固定在龍口內(nèi)，控制船體狀態(tài)能夠有效控制粧身狀態(tài)。而振動(dòng)沉粧采用起重船配振動(dòng)錘進(jìn)行振動(dòng)沉粧，粧身飄蕩，與船體不能合一，控制船體狀態(tài)不能有效控制粧身狀態(tài)。據(jù)此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于GPS水上沉粧控制的振動(dòng)沉粧打粧船，以使水上振動(dòng)沉粧采用遠(yuǎn)距離GPS定位工藝能夠順利實(shí)施，確保沉粧定位精。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0009]—種用于GPS水上沉粧控制的振動(dòng)沉粧打粧船，所述振動(dòng)沉粧打粧船包括母船以及設(shè)置在母船上的起重裝置，所述母船為甲板駁船，所述起重裝置為履帶吊，并裝配在甲板駁船上；所述甲板駁船的船艏增加導(dǎo)向架與抱粧器。
[0010]本方案的一優(yōu)選實(shí)例中，所述導(dǎo)向架采用鋼管桁架結(jié)構(gòu)。
[0011]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)向架前沿中間立柱上下各設(shè)一個(gè)抱粧器。
[0012]再進(jìn)一步的，所述抱粧器為鋼箱結(jié)構(gòu)，由兩片半圓臂合抱而成，半圓臂后部為液壓伸縮桿，用于半圓臂的啟合。
[0013]本方案的另一優(yōu)選實(shí)例中，所述振動(dòng)沉粧打粧船上還設(shè)置有GPS測(cè)量設(shè)置，對(duì)粧身進(jìn)行定位和定向。
[0014]進(jìn)一步的，所述GPS測(cè)量設(shè)置包括3臺(tái)GPS測(cè)站、I臺(tái)測(cè)傾儀、2臺(tái)紅外測(cè)距儀及電腦監(jiān)控系統(tǒng)，所述電腦監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)3臺(tái)GPS測(cè)站的RTK數(shù)據(jù)計(jì)算測(cè)定船體傾斜數(shù)據(jù)，同時(shí)利用測(cè)傾儀測(cè)定船體傾斜數(shù)據(jù)，并將兩數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和檢核。
[0015]再進(jìn)一步的，所述電腦監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置在振動(dòng)沉粧打粧船駕駛室內(nèi)，所述3臺(tái)GPS測(cè)站中的第一 GPS測(cè)站和第二 GPS測(cè)站分布在振動(dòng)沉粧打粧船駕駛室的兩側(cè)，所述第三GPS測(cè)站相對(duì)于第二 GPS測(cè)站設(shè)置，所述2臺(tái)紅外測(cè)距儀對(duì)稱的設(shè)置在船頭甲板的中部，所述測(cè)傾儀設(shè)置2臺(tái)紅外測(cè)距儀中間。
[0016]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的專用振動(dòng)沉粧打粧船具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0017]I)專用振動(dòng)沉粧打粧船原則上還是起重船，可以進(jìn)行正常的起重作業(yè)；配備振動(dòng)錘可以進(jìn)行打粧作業(yè)；配備抓斗可以進(jìn)行水下挖泥作業(yè)；拆除起重設(shè)備，可以成為運(yùn)輸駁船。因此，比傳統(tǒng)的打粧船用途更廣。
[0018]2)專用振動(dòng)沉粧打粧船具有360°全回轉(zhuǎn)功能，沉粧時(shí)不需要移船，而一般的打粧船不具備回轉(zhuǎn)功能，沉粧需要移船。
[0019]3)專用振動(dòng)沉粧打粧船由平面駁船與履帶吊結(jié)合而成，可以根據(jù)起重物的重量與體積，靈活組合，噸位可大可小，而打粧船粧架與船體固定在一體，改動(dòng)不易。
[0020]4)專用振動(dòng)沉粧打粧船可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)限高的要求，通過拆裝臂架而適宜限高要求，適用性更廣，而打粧船改動(dòng)粧架非常不易。
[0021]5)專用振動(dòng)沉粧打粧船由平面駁船與履帶吊結(jié)合而成，而非船廠專門建造的專業(yè)船舶，造價(jià)相對(duì)較低。
[0022]6)本發(fā)明的專用振動(dòng)沉粧打粧船與傳統(tǒng)的起重船比較，則在振動(dòng)沉粧方面，可以采用遠(yuǎn)距離GPS定位工藝。
[0023]7)專用振動(dòng)沉粧打粧船可采用GPS定位可以使水上精密打粧定位的離岸距離可以達(dá)到20公里以上，根據(jù)理論估算，平面定位精度可達(dá)5厘米以內(nèi)，滿足《規(guī)范》對(duì)相應(yīng)條件下打粧定位允許偏位的要求。
【附圖說明】
[0024]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0025]圖1為本發(fā)明提供的專用振動(dòng)沉粧打粧船的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明提供的專用振動(dòng)沉粧打粧船甲板面布置圖；
[0027]圖3為本發(fā)明提供的專用振動(dòng)沉粧打粧船中導(dǎo)向架的正視示意圖；
[0028]圖3a為本發(fā)明提供的專用振動(dòng)沉粧打粧船中導(dǎo)向架的側(cè)視示意圖；
[0029]圖4為本發(fā)明提供的專用振動(dòng)沉粧打粧船中GPS測(cè)量設(shè)備布置示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明提供的專用振動(dòng)沉粧打粧船進(jìn)行支承粧沉設(shè)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0032]為使水上振動(dòng)沉粧采用遠(yuǎn)距離GPS定位工藝能夠順利實(shí)施，確保沉粧定位精度，本實(shí)例設(shè)計(jì)、加工改造專用振動(dòng)沉粧打粧船。
[0033]參見圖1，本實(shí)例提供的專用振動(dòng)沉粧打粧船打破常規(guī)采用起重船配振動(dòng)錘的設(shè)計(jì)思維，而采用甲板駁船100固定履帶吊200，船艏增加導(dǎo)向架300與抱粧器400，并裝配GPS測(cè)量?jī)x器500而構(gòu)成。
[0034]其中，對(duì)于專用振動(dòng)沉粧打粧船的母船，本實(shí)例根據(jù)工程區(qū)域水深條件，選擇甲板駁船作專用起重船母船，具有吃水淺、適用范圍廣的特點(diǎn)；再者，根據(jù)船體穩(wěn)性要求等因素采用2000t級(jí)以上甲板駁船100作專用起重船母船。
[0035]對(duì)于專用振動(dòng)沉粧打粧船上配置的起重裝置，本實(shí)例根據(jù)工程區(qū)域航空限高等條件，選擇甲板駁船裝配履帶吊200構(gòu)成起重船，通過拆裝臂架而適宜限高要求，適用性更廣，而專業(yè)起重船、打粧船改動(dòng)粧架非常不易。據(jù)此設(shè)計(jì)可根據(jù)工程重物吊重和體積要求，可以自由選擇不同型號(hào)的履帶吊，靈活組合，噸位可大可小，而打粧船粧架與船體固定在一體，改動(dòng)不易。
[0036]對(duì)于專用振動(dòng)沉粧打粧船上配置的輔助裝置，本實(shí)例在船艏增加導(dǎo)向架300與抱粧器400，可以使粧身有可依附的架體，粧、船基本能夠合一，控制船身狀態(tài)基本可以控制粧身，因而滿足水上遠(yuǎn)距離GPS沉粧定位工藝的要求。
[0037]基于上述設(shè)計(jì)原理，本實(shí)例的具體方案如下:
[0038]本方案具體采用2000t級(jí)以上甲板駁船100作專用起重船母船，同時(shí)在其上配置履帶吊200作為起重裝置，同時(shí)在船艏增加導(dǎo)向架300與抱粧器400，并裝配GPS測(cè)量設(shè)備500(參見圖1) ο
[0039]本專用振動(dòng)沉粧打粧船在甲板駁船100上配置相應(yīng)的船舶舾裝(參見圖2)。
[0040]1.系泊設(shè)備，包括系泊索、帶纜粧和導(dǎo)纜孔、羊角單滾輪導(dǎo)纜器。
[0041]1.1.系泊索
[0042]本船配置4根Φ 26mm鍍鋅鋼絲繩，每根長(zhǎng)180m。
[0043]本船配置4根Φ 52mm高強(qiáng)丙綸繩，每根長(zhǎng)200m。
[0044]1.2.帶纜粧和導(dǎo)纜孔
[0045]全船設(shè)足夠數(shù)量的鋼質(zhì)焊接帶纜粧供本船系泊及海上作業(yè)需要。其在甲板上的定位應(yīng)滿足施工要求。
[0046]1.3.羊角單滾輪導(dǎo)纜器
[0047]全船設(shè)足夠數(shù)量的羊角單滾輪導(dǎo)纜器供系泊用。
[0048]2.錨設(shè)備，包括移船錨絞車、移船錨、拉錨索。
[0049]2.1.移船錨絞車
[0050]本船配置8臺(tái)移船錨絞車，這8臺(tái)移船錨絞車分別布置在本船主甲板的首尾兩舷，移船錨絞車為電動(dòng)變頻控制，其中4臺(tái)帶邊卷筒。
[0051]2.2.移船錨
[0052]本船設(shè)海軍錨8只，每只錨重10000kg。移船錨不設(shè)錨托架，不用時(shí)放置在甲板上的適當(dāng)位置。
[0053]2.3.拉錨索
[0054]本船設(shè)8根鍍鋅鋼索(鋼芯)，每根長(zhǎng)500米；規(guī)格為6x37 (a) IffR-48-1770 (MPa)。
[0055]本專用振動(dòng)沉粧打粧船設(shè)置的起重裝置為裝配的履帶吊200，該履帶吊具體的噸位和型號(hào)，可根據(jù)實(shí)際需求而定。
[0056]以250t履帶吊(日立SCX2500)為例，履帶前軸距船艏中心距為14m，吊機(jī)重量203t，吊機(jī)對(duì)甲板面的荷載壓力為109KPa < 1.1Ikgf/cm20
[0057]主要參數(shù)選擇:臂長(zhǎng)48.75m，配80t吊重鉤頭，吊重不超過40t。
[0058]本專用振動(dòng)沉粧打粧船設(shè)置的導(dǎo)向架300，在甲板駁船100的船艏增設(shè)導(dǎo)向架300。參見圖3及圖3a，導(dǎo)向架300采用鋼管桁架結(jié)構(gòu)，并固定在甲板駁船100船艏的甲板上。該導(dǎo)向架3