专利名称：一种用于过江施工的箱式浮船及其施工工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程浮运平台领域，具体是指ー种用于过江施工的箱式浮船及其施工ェ艺。
背景技术：
浮运平台领域适应勘探、施工、维修等水上作业。现有的活动平台分为坐底式、自升式、半潜式和船式四种，具体如下(I)坐底式平台(亦称沉浮式平台)多用于水深较浅的水域，其上部为工作甲板，下部为兼作沉垫的浮箱，中间用立柱或桁架支撑。作业时，往浮箱内注水使之坐落海底；作业后，把箱内水抽出，平台依靠自身的浮力升起。(2)自升式平台适应水深范围较大，在漂浮状态时为一艘驳船，它的四侧装有若干根圆柱式或桁架式桩腿，用齿轮、齿条或液压机构控制升降。作业时，放下桩腿并插入海底一定深度，从而将船底托出水面，成为工作甲板；作业后，降下船体，拔起桩腿，即可拖航至新地点。桩腿底部带箱形 沉垫的称沉垫自升式平台，不带沉垫的称插桩自升式平台。(3)半潜式平台多用于水深较大的海域，也是由上层工作甲板、下层浮体结构、中间立柱或桁架三部分组成。下层浮体结构又分下船体式和浮箱式两种，下船体式更利于航行，故新建造的自航半潜式平台多采用双下船体式。这种平台作业时处于半潜状态，采用锚泊定位或动カ定位；作业后，排出压载舱内的水，上浮至拖航吃水线，即可收锚移位。过去建造的少数半潜式平台兼有坐底式的功能，也可以在浅水区坐落海底进行作业。(4)船式平台(即钻井船)是在普通的船舶上加一个作业平台，船舶有単体和双体之分，一般可以自航，作业时采用锚泊定位或动カ定位。目前可迁移的浮式平台在海底石油及天然气勘探中应用得最多。上述四种浮式平台应用范围不同，但对于江道施工来说均具有以下几个缺陷结构复杂，制造安装需要耗费较多时间，成本高，消耗能量过大，不够节能环保。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供ー种用于过江施工的箱式浮船，其采用缆索与浮箱相结合的方式实现，结构简单、易安装，仅通过简单的施工即可完成，更适合于江道施エ，成本低廉，节能高效。本发明所要解决的另ー技术问题是提供箱式浮船的施工エ艺，其施工要求条件不高，エ艺流程简单易操作，适用于江道等水上过江施工，安全环保。本发明的目的通过下述技术方案实现ー种用于过江施工的箱式浮船，为了节能减排，该箱式浮船包括由浮箱组装成的渡江船，在江的左岸或右岸设置有牵引渡江船通过的机械设备，渡江船本身不具有动カ机构，牵引渡江船的机械设备采用卷扬机。为了更好的实现本发明，在渡江船所处过江点的上游位置还设有防止渡江船顺水划行的过江缆，所述的过江缆与水流方向垂直。一般情况下，所述的过江缆位于渡江船所处过江点的上游位置15m 25m处。进ー步的，所述的渡江船由4条浮船依次连接组成，且每条浮船由两个浮箱前后或左右拼装而成，其结构简单易安装，需要时间短，方便快捷，加快了准备工作的进行，提高工作效率。箱式浮船的施工エ艺，包括下列步骤
Ca)组装渡江船；
(b)选择过江点；
(C)左右岸过江平台砌筑；
(d)过江缆施工；
Ce)将渡江船连接于过江缆上；
(f)开动在江左岸或右岸设置的机械设备牵引渡江船通过。在步骤(a)或步骤(b)之前根据江道两岸的实际情况可选择是否需要进行便道清理及场地准备。所述的步骤(a)进ー步包括
(al)将浮箱两两焊接为单艘浮船，并焊接附属设施；
(a2)将单艘浮船依次焊接形成整体稳定的渡江船；
(a3)焊接渡江船所需要的附属设施，并采用エ字钢加固渡江船以提高渡江船自身的强度。所述步骤(b)中的过江点位于通往施工作业面便道容易形成、江两岸基岩情况良好适宜架设缆索的位置，且过江点处的水深均大于2. 5m。所述步骤(c)中过江平台砌筑采用钢筋石笼填筑，过江平台宽度为I. 5m、平行水流方向长度为12. Om,高度高于水面高度2. Om ;在过江平台内测采用细渣回填、压实与过江平台顶面平齐。所述步骤(d)中的过江缆由过江主缆及牵引缆组成，在江两岸的岩体设置采用钢筋混凝土浇筑的锚地桩并在锚地桩上设置定滑轮，将过江主缆拉紧后在锚地桩上绕圈固定并采用扣件锁扣；所述牵引缆绕过设置在两岸锚地桩上的定滑轮后与江左岸或右岸设置的机械设备相连。所述步骤(e)中渡江船与过江缆的连接方式为
(el)在过江主缆与牵引缆上设置开ロ滑轮；
(e2)所述渡江船的附属设施包括分别位于首、尾单艘浮船靠近过江缆ー侧中心位置的船环；
(e3)过江主缆及牵引缆与渡江船之间采用钢丝绳连接，钢丝绳一端通过船环固定于渡江船上；另一端与开ロ滑轮连接。本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果
(I)本发明箱式浮船结构简单，由八个浮箱焊接而成，再由机械设备及过江缆的辅助即可完成整个箱式浮船的过江施工，不需要通过专门的厂家来生产，施工単位即可自行安装形成，成本低廉。(2)本发明箱式浮船的施工エ艺简单，主要包括渡江船的焊接安装及过江缆的施エ，安装方便快捷，可減少准备工作的耗费时间，提高工作效率。(3)本发明的动カ机构仅为设置与江道左岸或右岸的机械设备，而渡江船本身并不需要动力，节能高效。
(4)本发明由于结构简单，对在类似条件下施工的工程具有很好的借鉴价值，应用范围广，安全环保。
图I为本发明实施例的整体结构示意图。图2为本发明锚地桩的整体结构示意图。图3为图2中A-A向剖面结构示意图。图4为本发明过江缆与渡江船连接的整体结构示意图。图5为本发明过江主缆与牵引缆之间的连接结构局部示意图。
图6为本发明过江缆施工完成后左岸锚地桩与过江缆之间连接的局部结构示意图。其中，图中附图标记对应的零部件名称为
I 一渡江船，2 —过江缆，3 —锚地桩，4 ー开ロ滑轮，5 —过江平台，6 —细渣回填，7 —过江设备停放点，8 —右岸便道，9 一挖掘机过江后机械找平，10 —人エ找平，11 一施工便道，12 —雅砻江，13 一地面线，14 ー扣件，15 ー过江主缆，16 ー牵引缆。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进ー步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。实施例本发明主要应用于水电、桥梁等由于山高路险，前期施工便道(桥)难以形成或需跨江施工的工程项目。其所要解决的主要问题是因前期施工便道(桥)难以形成而导致前期所需人员、设备、材料无法运至江对岸施工作业面的技术问题。该实施例以本单位将要实施的雅砻江12的过江施工为例进行说明，本装置能够在保证安全及进度的前提下，尽早打开工程项目关键线路的施工作业面，对在类似条件下施工的工程具有很好的借鉴价值。雅砻江12的过江施工是需要将前期所需要的机械设备从江右岸运至左岸，故牵引渡江船I的机械设备位于江右岸，图I所示为本发明用于过江施エ的箱式浮船的整体结构示意图，由图I可看出，该技术方案主要由渡江船I及设置在上游与水流方向垂直的过江缆2组成，渡江船I与过江缆2之间采用钢丝绳连接，钢丝绳的一端通过设置在渡江船I上的船环与渡江船I固定，另一端通过设置在过江缆2上的开ロ滑轮4与过江缆2连接。在江右岸设有牵引渡江船I划行的机械设备，本实施例中采用卷扬机牵弓丨，通过卷扬机正反方向运行，实现牵引物体在两岸间往返，故该机械设备位于左岸或右岸均能实现牵引渡江船I的往返，根据具体施工条件确定即可。如上，设备便准备齐全，可开始进行箱式浮船的施工，施工的总体思路是计划在江右岸拼装连体钢板浮箱，浮箱共8个，每2个浮箱组成I条浮船，将4条浮船连接组成渡江船，将设备停放在渡江船I上，在过江点上游约20m位置制作过江缆2，借助过江缆2在平行水流方向牵引住渡江船1，垂直水流方向右岸采用机械牵引渡江船1，实现设备过江。具体施工方案如下
(I)过江点选择过江点应具备以下条件①经计算本箱式浮船最大荷载时经过河道水深均大于2. 5米深；②选取地点通往施工作业面便道容易形成；③江两岸的基岩情况较好，适宜架设缆索。附图I所示为本单位所选取过江点的实际情况，根据现场勘察，施工便道11、右岸便道8及人工找平10是所选取过江点的实际地形。( 2 )便道清理及场地准备
该步骤根据具体情况选择是否需要，若现场地形有可直接利用的过江设备停放点7，便不用重新修建。本实施例中首先对右岸江边码头进行停车场地及码头便道处理，并在右岸便道8旁边新建一个足以停放设备的过江设备停放点7，该过江设备停放点7是长为300m的便道。(3)左右岸过江平台5的砌筑
大型设备下到江边后，江右岸过江点河滩位置采用挖掘机进行过江平台5的基础开挖，设备的过江平台5采用钢筋石笼填筑，其宽度为I. 5m，平行水流方向长度为12. 0m，填筑高度高出水面高度2. Om0钢筋石笼内侧采用细渣回填6，压实与墙顶面平齐，形成设备上船过江的平台。江左岸过江点河滩位置在将前期所需人员、设备、材料运至江对岸施工作业面后，采用同样方式形成过江平台5，并在过江平台5旁边利用挖掘机过江后机械找平9用以放置设备及材料等。(4)过江缆2的施工
过江缆2的主要作用是在平行水流方向牵引住渡江船，本身受カ不是很大。过江缆2由过江主缆15及牵引缆16组成，过江主缆15采用Φ40钢丝绳，两岸江边岩体上设置锚地桩3。根据现场实测江两岸宽度为110m，锚地桩3采用钢筋混凝土浇筑，见附图2，锚地桩3深入基岩LOm，外露O. 3m，即总高度为I. 3m，位于地面线13上方O. 3m、下方L Om ;过江主缆15拉紧后在锚地桩3上绕三圈后用扣件14锁扣；图3所示为图2中A-A向剖面结构示意图，锚地桩3直径I. Om，竖直方向圆形设计，竖直方向主筋采用21根Φ25螺纹钢绕圆心均匀布置，箍筋采用Φ8钢筋，间距10cm，锚地桩3采用C30混凝土浇筑，总高度I. 3m,根据现场地质勘查情況，该高度可调。图4所示为过江缆2与渡江船连接的整体结构示意图。过江主缆15为Φ40的钢丝绳，自重较大，小型设备无法一次性运送主缆索过江，我部将分下列几步将过江主缆15架设完成第一歩，将安全绳系一端在右岸锚地桩3上，另一端由人工小船运输至左岸锚地桩3，并将安全绳系在左岸锚地桩3上。本实施例中，江宽为110m，安全绳长度为160 m时足够。第二歩，将Φ8钢丝绳一端围右岸锚地桩3绕三圈并用三道扣件14锁紧，另一端与安全绳右岸端牢靠连接并用扣件14锁紧，然后采用人工小船到左岸，将Φ8钢丝绳牵引至左岸并绕过固定在左岸锚地桩3上的定滑轮，然后再通过人工小船，将Φ8钢丝绳运至右岸并穿过右岸锚地桩3的定滑轮与Φ8钢丝绳固定在右岸端安全绳上的另一端连接牢固，同时撤除第一步架设的安全绳，以减少对Φ8钢丝绳运行的干扰；Φ8钢丝绳由于要来回绕制，选择长度为300m左右即可。第三歩，将Φ8钢丝绳作为安全绳，用与第二步同样的方法将Φ8钢丝绳替换为Φ22钢丝绳，把Φ22钢丝绳与右岸卷扬机连接，形成牵引缆16，通过卷扬机正反方向运行，实现牵引物体在两岸间往返。牵引缆16长度为320m。第四步，将过江主缆15 ( Φ40钢丝绳)于右岸锚地桩3绕三圈，并用四道扣件14锁紧，保留合适预留段。、利用牵引缆16将主缆运送至左岸锚地桩3 —端，保持主缆合理松弛度的情况下，连接牢固。过江主缆15与牵引缆16之间用开ロ滑轮4连接，图5所示为过江主缆15与牵引缆16之间的连接结构局部示意图。图6所示即为过江缆2施工完成后左岸锚地桩3与过江缆2之间连接的局部结构示意图。( 5 )过江缆2与渡 江船I的连接
牵引缆16与渡江船I之间采用Φ 18钢丝绳连接，钢丝绳主要作用是通过过江缆2牵引住渡江船1，使渡江船I在江面位置相对固定。过江主缆15上设置IOT开ロ滑轮4，钢丝绳与船体之间采用固定连接，Φ 18钢丝绳布置于渡江船I左右两只船的船头中心位置。施工完成后，便可实现箱式浮船的过江，包括以下步骤①将运至场地的浮箱两两焊接为单艘浮船，并焊接船环等附属设施。②将后到的单艘浮船与先到的单艘浮船用I 20焊接，保证浮船整体稳定。③焊接渡江船I所需要的附属设施，并采用エ字钢等加固渡江船1，提高渡江船I自身的強度。④过江主缆15与牵引缆16上分别设置两个开ロ滑轮4，钢丝绳与船体之间采用固定连接，Φ 18钢丝绳布置于渡江船I左右两只船的船头中心位置。⑤全面检查浮船、码头以及缆索存在的安全隐患，准备渡江。⑥现场相关人员到位，救生设施全部准备完好，开动卷扬机牵引浮船缓慢进行空载试验航行。本次箱式浮船过江在确保人员、材料及机械设备安全的情况下总共用时20天，其中施工准备用时3天，左右岸平台砌筑、浮船组装及缆索安装用时15天，设备过江条件准备用时2天。根据以上方案，本着安全快速的方针，将机械设备、材料从雅砻江12右岸运送到左岸，为前期工作面的开展和总体エ期目标的实现起到了关键性的作用。该方案不仅可应用于过江施工，也适用于河道等类似条件下的施工，应用范围广泛，且具有简单易作、成本低廉、エ艺简单、安全环保、节能高效等优点。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于过江施工的箱式浮船，其特征在于，包括由浮箱组装成的渡江船(1)，在江的左岸或右岸设置有牵引渡江船(I)通过的机械设备。
2.根据权利要求I所述的一种用于过江施工的箱式浮船，其特征在于，在渡江船(I)所处过江点的上游位置还设有防止渡江船(I)顺水划行的过江缆(2)，所述的过江缆(2)与水流方向垂直。
3.根据权利要求2所述的一种用于过江施工的箱式浮船，其特征在于，所述的过江缆(2)位于渡江船(I)所处过江点的上游位置15m 25m处。
4.根据权利要求3所述的一种用于过江施工的箱式浮船，其特征在于，所述的渡江船(O由4条浮船依次连接组成，且每条浮船由两个浮箱前后或左右拼装而成。
5.如权利要求I 4所述箱式浮船的施工工艺，其特征在于，包括下列步骤 Ca)组装渡江船； (b)选择过江点； (C)左右岸过江平台砌筑； (d)过江缆施工； Ce)将渡江船连接于过江缆上； (f)开动在江左岸或右岸设置的机械设备牵引渡江船通过。
6.根据权利要求5所述的箱式浮船的施工工艺，其特征在于，所述的步骤(a)进一步包括 (al)将浮箱两两焊接为单艘浮船，并焊接附属设施； (a2)将单艘浮船依次焊接形成整体稳定的渡江船； (a3)焊接渡江船所需要的附属设施，并采用工字钢加固渡江船以提高渡江船自身的强度。
7.根据权利要求6所述的箱式浮船的施工工艺，其特征在于，所述步骤(b)中的过江点位于通往施工作业面便道容易形成、江两岸基岩情况良好适宜架设缆索的位置，且过江点处的水深均大于2. 5m。
8.根据权利要求7所述的箱式浮船的施工工艺，其特征在于，所述步骤(c)中过江平台砌筑采用钢筋石笼填筑，过江平台宽度为I. 5m、平行水流方向长度为12. Om，高度高于水面高度2. Om ;在过江平台内测采用细渣回填、压实与过江平台顶面平齐。
9.根据权利要求8所述的箱式浮船的施工工艺，其特征在于，所述步骤(d)中的过江缆由过江主缆及牵引缆组成，在江两岸的岩体设置采用钢筋混凝土浇筑的锚地桩并在锚地桩上设置定滑轮，将过江主缆拉紧后在锚地桩上绕圈固定并采用扣件锁扣；所述牵引缆绕过设置在两岸锚地桩上的定滑轮后与江左岸或右岸设置的机械设备相连。
10.根据权利要求9所述的箱式浮船的施工工艺，其特征在于，所述步骤(e)中渡江船与过江缆的连接方式为 (el)在过江主缆与牵弓I缆上设置开口滑轮； (e2)所述渡江船的附属设施包括分别位于首、尾单艘浮船靠近过江缆一侧中心位置的船环； (e3)过江主缆及牵引缆与渡江船之间采用钢丝绳连接，钢丝绳一端通过船环固定于渡江船上；另一端与开口滑轮连接。
全文摘要
本发明公开了一种用于过江施工的箱式浮船，包括由浮箱组装成的渡江船(1)，在江的左岸或右岸设置有牵引渡江船(1)通过的机械设备；在渡江船(1)所处过江点的上游位置还设有防止渡江船(1)顺水划行的过江缆(2)，所述的过江缆(2)与水流方向垂直。所述箱式浮船的施工工艺，包括下列步骤(a)组装渡江船；(b)选择过江点；(c)左右岸过江平台砌筑；(d)过江缆施工；(e)将渡江船连接于过江缆上；(f)开动在江左岸或右岸设置的机械设备牵引渡江船通过。本发明具有简单易作、成本低廉、工艺简单、安全环保、节能高效等优点。
文档编号B63B35/00GK102700686SQ20121016396
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月24日 优先权日2012年5月24日
发明者何恒, 吕春雷, 朱勇霞, 李少博, 李文跃, 田俊义, 石先火, 苏春生, 郭建玲 申请人:中铁十三局集团第五工程有限公司