一種高穩定性橋跨垂向摺疊式浮橋的製作方法
2023-06-27 23:09:02
本發明涉及浮橋技術領域，具體涉及一種可快速開放和關閉航道的摺疊式浮橋。
背景技術：
浮橋具有架設速度快、克服江河障礙能力大、受河底土壤影響小、可隨水位變化、便於撤收等優點，但其橋面離水面近，架設後就會中斷船舶通航，限制航行。現有開放橋門方法有：帶式門橋移出法、伸縮門橋移出法、局部桁架分解法、搭接門橋移出法等。上述這些浮橋架設方法操作使用複雜、人員數量多、作業時間長。此外，由於浮橋漂浮在水面上，一旦出現水流湍急以及風浪變化劇烈等惡劣的自然條件，浮橋的穩定性就不容易得到保障。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明提供了一種高穩定性橋跨垂向摺疊式浮橋，該浮橋遇有船舶通行時能夠迅速由浮橋中心向兩岸方向摺疊收攏，開放航道，船舶通行後浮橋可快速展開恢復原樣，同時浮橋具有良好的穩定性。
一種高穩定性橋跨垂向摺疊式浮橋，該浮橋包括兩個以上的模塊化浮橋單元、連岸跳板、錨定系統及電氣控制系統；
所述模塊化浮橋單元內部安裝穩定裝置，模塊化浮橋單元與穩定裝置能夠共同沿河流的寬度方向合攏和展開，模塊化浮橋單元順序固定連接，位於河流寬度中間位置的模塊化浮橋單元之間通過鎖定裝置進行固定；固定模塊化浮橋單元完全展開後形成浮橋主體橫跨河流，岸邊的模塊化浮橋單元搭接連岸跳板後形成完整的浮橋供人員車輛通行，浮橋主體從安裝鎖定裝置的模塊化浮橋單元開始依次合攏，合攏時即可開放航道供船舶通行；每個模塊化浮橋單元對應連接一套錨定系統，錨定系統保持模塊化浮橋單元不受水體流動的影響；所述電氣控制系統與模塊化浮橋單元中的動力部分相連，電氣控制系統控制模塊化浮橋單元的合攏和展開動作以及動作時序。
進一步地，所述模塊化浮橋單元包括舟體、橋跨、橋跨間搭板、橋跨起吊裝置、單元間連接部和起錨絞車，所述穩定裝置為伸縮架；
所述舟體的數量為奇數個；
所述橋跨為長方形平面板材，該板材同一平面長度方向的兩端加工有下凹結構，兩端的端面上固定有四個帶銷孔的連接座，四個連接座分布在板材的頂角位置；
所述橋跨間搭板為矩形平面板材，橋跨間搭板的寬度為橋跨寬度的一半，橋跨間搭板的厚度等於橋跨上凹陷結構的深度；所述橋跨的兩端分別連接一個橋跨間搭板，兩端的橋跨間搭板位於橋跨的對角位置；橋跨間搭板活動連接在橋跨下凹結構的垂直端面上，橋跨間搭板相對橋跨具有180°的轉動自由度，分別由下凹結構的水平表面和橋跨間搭板的表面進行限位；
所述舟體之間通過伸縮架連接在一起，所述起錨絞車固定安裝在偶數位置的舟體上，相鄰的舟體之間並列連接兩塊橋跨，同一連接點處同側橋跨間搭板形成的空缺由相鄰舟體上橋跨的橋跨間搭板進行填充；橋跨一端的連接座與奇數位置的舟體上的鉸接點實現轉動連接，橋跨另一端的連接座與相鄰橋跨上的連接座在偶數位置的舟體上活動連接形成能垂直上下移動的橋跨鉸點，起錨絞車與橋跨鉸點連接並帶動橋跨沿垂直方向進行提升和下降，橋跨上的橋跨間搭板跟隨橋跨運動，當航道需要開放時，橋跨起吊裝置向上提升橋跨，橋跨圍繞鉸接點旋轉並垂直向上摺疊，橋跨間搭板亦隨橋跨向上摺疊，起錨絞車與之同步放鬆錨鏈；當航道需要關閉時，模塊化浮橋單元需要展開，橋跨起吊裝置放鬆，橋跨依靠自身重力圍繞鉸接點和橋跨鉸點旋轉自行展開，橋跨間搭板亦隨橋跨自行展開，起錨絞車與之同時收緊錨鏈，可幫助橋跨更快展開；
所述模塊化浮橋單元首尾兩端的舟體上設置有單元間連接部，單元間連接部的作用為連接兩個模塊化浮橋單元。
進一步地，為了增強浮橋的穩定性，模塊化浮橋單元中的舟體之間連接有伸縮架，伸縮架能夠跟隨相鄰舟體間的靠近和分離，使得浮橋能夠抵抗河流流速對浮橋造成的不利影響。
進一步地，所述橋跨起吊裝置包括門型吊架、滑輪、鋼絲繩和卷揚機；門型吊架固定連接在偶數位置的舟體上，所述滑輪安裝在門型吊架上，所述鋼絲繩的自由端穿過滑輪後與橋跨鉸點固定連接。
本發明的橋跨垂向摺疊式浮橋進行收攏和展開的方法如下：
第一步：對河流寬度中間位置的模塊化浮橋單元之間的鎖定裝置解除鎖定；
第二步：電氣控制系統根據航道需要的寬度計算模塊化浮橋單元需要收攏的個數；
第三步：模塊化浮橋單元的收攏順序首先從解除鎖定的模塊化浮橋單元開始，電氣控制系統對解除鎖定的模塊化浮橋單元中的第一個橋跨起吊裝置中的卷揚機發出啟動指令，卷揚機啟動後通過鋼絲將橋跨通過橋跨鉸點垂直向上提升，橋跨鉸點兩側的橋跨由水平狀態開始向銳角狀態轉變，同時使得奇數位置的舟體向安裝橋跨起吊裝置的偶數位置的舟體完全靠攏，提升過程中，橋跨鉸點上的橋跨間搭板始終保持與橋跨處於同一平面，位於奇數舟體上的橋跨間搭板的自由端與對應搭接的橋跨表面產生相對移動，使得橋跨間搭板跟隨橋跨的角度產生轉動而不發生幹涉；電氣控制系統順序控制模塊化浮橋單元中的橋跨起吊裝置啟動直至模塊化浮橋單元中的舟體完全靠攏。
第四步：後續的模塊化浮橋單元依次逐個進行收攏，直至航道打開的寬度達到所需寬度。
第五步：橋跨垂向摺疊式浮橋進行展開的過程與收攏的過程相反。
進一步地，所述航道兩側的模塊化浮橋單元上安裝有測距傳感器，測距傳感器將航道寬度信息實時傳遞給電氣控制系統，當航道寬度大於打開航道所需寬度時，電氣控制系統向模塊化浮橋單元中橋跨起吊裝置中的卷揚機發出停止指令，實現智能化操作。
有益效果：
1.本發明採用模塊化的浮橋單元實現橋跨垂向摺疊，能夠快速開放航道，滿足了搶險救災等緊急情況時的應急需求，模塊化浮橋單元中的舟體之間連接有伸縮架，舟體之間的距離發生變化時伸縮架跟隨運動，使得舟體之間形成一個有機的整體，能夠有效的抵抗風浪等惡劣條件對浮橋穩定性的影響。
2.本發明通過模塊化浮橋單元中的橋跨及橋跨搭板的配合實現了整個橋體表面的無縫拼接，充分滿足了高質量的通行要求，橋跨及橋跨搭板在收攏時不產生運動幹涉，能夠達到模塊化浮橋單元的最大收攏距離，提高了作業效率。
3.本發明通過電氣控制系統能夠實現智能化操作，管理人員少，便於快速作業。
附圖說明
圖1為浮橋展開狀態平面布置圖；
圖2為浮橋航道開放狀態平面布置圖；
圖3位模塊化浮橋單元展開狀態示意圖；
圖4為模塊化浮橋單元收攏狀態示意圖；
圖5為圖4的局部放大圖；
圖6為模塊化浮橋單元中單個橋跨與橋跨間搭板的連接示意圖；
圖7為浮橋橫截面示意圖；
圖8為模塊化浮橋單元的軸測圖。
其中，1-模塊化浮橋單元、2-連岸跳板、3-錨定系統、4-電氣控制系統、5-舟體、6-橋跨、7-橋跨間搭板、8-鉸接點、9-橋跨起吊裝置、10-單元間連接部、11-起錨絞車、12-門型吊架、13-滑輪、14-鋼絲繩、15-卷揚機、16-伸縮架。
具體實施方式
下面結合附圖並舉實施例，對本發明進行詳細描述。
如附圖1和2所示，本發明提供了一種高穩定性橋跨垂向摺疊式浮橋，該浮橋包括四個模塊化浮橋單元1、兩個連岸跳板2、錨定系統3及電氣控制系統4；
圖1和圖2分別為浮橋展開和航道開放狀態示意圖，該圖均分為主視圖和俯視圖兩個部分；
模塊化浮橋單元1能夠沿河流的寬度方向合攏和展開，四個模塊化浮橋單元1順序固定連接，位於河流寬度中間位置的模塊化浮橋單元1之間通過鎖定裝置進行固定；固定模塊化浮橋單元1完全展開後形成浮橋主體橫跨河流，岸邊的模塊化浮橋單元1搭接連岸跳板2後形成完整的浮橋供人員車輛通行，浮橋主體從安裝鎖定裝置的模塊化浮橋單元1開始依次合攏，合攏時即可開放航道供船舶通行；每個模塊化浮橋單元1對應連接一套錨定系統3，錨定系統3保持模塊化浮橋單元1不受水體流動的影響；所述電氣控制系統4與模塊化浮橋單元1中的動力部分相連，電氣控制系統4控制模塊化浮橋單元1的合攏和展開動作以及動作時序。
如附圖3、4和5所示，模塊化浮橋單元1包括七個舟體5、伸縮架16、橋跨6、橋跨間搭板7、橋跨起吊裝置9、單元間連接部10和起錨絞車11；
如附圖6所示，橋跨6為長方形平面板材，該板材同一平面長度方向的兩端加工有下凹結構，兩端的端面上固定有四個帶銷孔的連接座，四個連接座分布在板材的頂角位置；
橋跨間搭板7為矩形平面板材，橋跨間搭板7的寬度為橋跨6寬度的一半，橋跨間搭板7的厚度等於橋跨6上凹陷結構的深度；所述橋跨6的兩端分別連接一個橋跨間搭板7，兩端的橋跨間搭板7位於橋跨6的對角位置；橋跨間搭板7活動連接在橋跨6下凹結構的垂直端面上，橋跨間搭板7相對橋跨6具有180°的轉動自由度，分別由下凹結構的水平表面和橋跨間搭板7的表面進行限位；
舟體1之間通過伸縮架16連接在一起，起錨絞車11固定安裝在二、四、六位置的舟體5上，相鄰的舟體5之間並列連接兩塊橋跨6，同一連接點處同側橋跨間搭板7形成的空缺由相鄰舟體上橋跨6的橋跨間搭板7進行填充；橋跨6一端的連接座與一、四、七位置的舟體5上的鉸接點8實現轉動連接，橋跨6另一端的連接座與相鄰橋跨6上的連接座在二、四、六位置的舟體5上活動連接形成能垂直上下移動的橋跨鉸點，起錨絞車11與橋跨鉸點連接並帶動橋跨6沿垂直方向進行提升和下降，橋跨6上的橋跨間搭板7跟隨橋跨6運動，當航道需要開放時，橋跨起吊裝置9向上提升橋跨6，橋跨6圍繞橋跨鉸點8旋轉並垂直向上摺疊，橋跨間搭板7亦隨橋跨6向上摺疊，舟體1之間互相靠近，伸縮架同時跟隨收縮，起錨絞車11與之同步放鬆錨鏈；當航道需要關閉時，模塊化浮橋單元1需要展開，橋跨起吊裝置9放鬆，橋跨6依靠自身重力圍繞橋跨鉸點8和鉸接點旋轉自行展開，橋跨間搭板7亦隨橋跨6自行展開並鋪平，起錨絞車11與之同時收緊錨鏈，可幫助橋跨更快展開。
如附圖8所示，模塊化浮橋單元1中最右側為第一個舟體，最左側的舟體與相鄰的舟體間的橋跨6和橋跨間搭板7在圖中未示出；第一、二、三個舟體1處於收攏狀態。
如附圖3所示，模塊化浮橋單元1首尾兩端的舟體5上設置有單元間連接部10，單元間連接部10的作用為連接兩個模塊化浮橋單元1。
如附圖7所示，橋跨起吊裝置9包括門型吊架12、滑輪13、鋼絲繩14和卷揚機15；門型吊架12固定連接在偶數位置的舟體5上，所述滑輪13安裝在門型吊架12上，所述鋼絲繩14的自由端穿過滑輪後與橋跨鉸點8固定連接。
本發明的橋跨垂向摺疊式浮橋進行收攏和展開的方法如下：
第一步：對河流寬度中間位置的模塊化浮橋單元之間的鎖定裝置解除鎖定；
第二步：電氣控制系統根據航道需要的寬度計算模塊化浮橋單元需要收攏的個數；
第三步：模塊化浮橋單元1的收攏順序首先從解除鎖定的模塊化浮橋單元1開始，電氣控制系統4對解除鎖定的模塊化浮橋單元中的第一個橋跨起吊裝置中的卷揚機發出啟動指令，卷揚機15啟動後通過鋼絲繩14將橋跨6通過橋跨鉸點垂直向上提升，橋跨鉸點兩側的橋跨由水平狀態開始向銳角狀態轉變，同時使得奇數位置的舟體5向安裝橋跨起吊裝置9的偶數位置的舟體完全靠攏，提升過程中，橋跨鉸點上的橋跨間搭板始終保持與橋跨處於同一平面，位於奇數舟體上的橋跨間搭板的自由端與對應搭接的橋跨6表面產生相對移動，使得橋跨間搭板7跟隨橋跨的角度產生轉動而不發生幹涉；電氣控制系統4順序控制模塊化浮橋單元1中的橋跨起吊裝置9啟動直至模塊化浮橋單元中的舟體5完全靠攏。
第四步：後續的模塊化浮橋單元1依次逐個進行收攏，直至航道打開的寬度達到所需寬度；
第五步：橋跨垂向摺疊式浮橋進行展開的過程與收攏的過程相反。
航道兩側的模塊化浮橋單元1上安裝有測距傳感器，測距傳感器將航道寬度信息實時傳遞給電氣控制系統4，當航道寬度大於打開航道所需寬度時，電氣控制系統4向模塊化浮橋單元中橋跨起吊裝置中的卷揚機發出停止指令，實現智能化操作。
綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。