一种适用于高架栈桥的复合靠泊装置的制作方法

本发明涉及船舶技术领域，尤其是一种适用于高架栈桥的复合靠泊装置。

背景技术

随着我国对海洋岛礁的不断开发建设，需要在岛礁周边建设一定长度的高架栈桥，以供人员和货物从驳船到岛礁之间进行运输过渡。高架栈桥的桥节箱体通过桩腿支撑高于水面以上，一端通过跳板连接岸上，另一端栈桥箱体舷侧则需要设置合适的靠泊装置，以供各种类型船艇进行安全靠泊与转运。为了保障船艇能够安全靠泊栈桥，其靠泊装置应能提供合适的弹性刚度，从而有效吸收碰撞能量。

当前船舶靠泊码头的技术已经较为成熟，目前常用的码头靠泊装置通常由橡胶材料制成，具体形式包括汽车橡胶轮胎、外表绑扎若干轮胎的大型橡胶球、截面为马鞍形或d型的橡胶碰垫等，需要根据靠泊船只型式的不同而采用不同的形状和数量，从而保障船艇靠泊安全。但是采用当前的码头靠泊装置直接应用于高架栈桥则存在以下几点突出缺陷：(1)、在高架栈桥舷侧有限空间内很难提供足够的缓冲效能，由于高架栈桥箱体高度很小，如果直接采用码头靠泊装置，则橡胶球由于尺度过大而无法使用、橡胶轮胎或橡胶碰垫等由于尺度受到限制而能提供的缓冲效能十分有限，即在有限空间内采用单一橡胶材料靠泊装置很难保障船舶靠泊安全；(2)、点接触集中力容易造成栈桥损坏，由于各型船艇靠泊时通常都是某个局部区域先与栈桥箱体发生碰撞，而局部橡胶材料本身由于尺度限制无法将此点接触集中力分散到更大范围内，因此容易对栈桥箱体结构造成破坏；(3)、靠泊船艇的类型受到较大限制，由于栈桥箱体高度较小，单一常规橡胶材料也仅局限于该高度内，从而导致干舷较小的船艇无法靠泊，干舷较大的船艇靠泊时由于深入栈桥甲板区域过大而影响靠泊安全性。

技术实现要素：

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种适用于高架栈桥的复合靠泊装置，该复合靠泊装置能够形成三级复合靠泊吸能结构，有效分散多种船舶靠泊时的碰撞力，充分满足有限靠泊空间内的高架栈桥安全靠泊要求。

本发明的技术方案如下：

一种适用于高架栈桥的复合靠泊装置，该复合靠泊装置设置在高架栈桥的栈桥箱体的舷侧，该复合靠泊装置包括：n个立柱、横梁以及缓冲垫，n≥2且n为正整数，每个立柱外侧分别包覆有缓冲层，n个立柱平行设置，横梁垂直横跨在n个立柱的一侧并分别与n个立柱连接形成排架结构，缓冲垫设置在横梁相对于n个立柱的另一侧，缓冲垫设置在每两个立柱之间并与横梁连接，n个立柱插入至高架栈桥的栈桥箱体的舷侧的海床中，n个立柱露出海面的高度高于栈桥箱体露出海面的高度，缓冲垫分别与横梁和栈桥箱体接触。

其进一步的技术方案为，复合靠泊装置还包括限位链条，每个立柱通过限位链条与栈桥箱体松散连接，限位链条连接立柱的位置低于横梁。

其进一步的技术方案为，缓冲垫为圆筒形结构，圆筒形结构的缓冲垫轴向平行于横梁设置，圆筒的直径不大于栈桥箱体的高度、长度不大于两个立柱之间的间距。

其进一步的技术方案为，立柱采用具有耐海水腐蚀的木材制成。

其进一步的技术方案为，横梁采用木材制成，且横梁的截面为方形。

本发明的有益技术效果是：

1、本申请公开了一种适用于高架栈桥的复合靠泊装置，该装置采用单根横梁将单排数根立柱相连成为一个整体，并在横梁和栈桥箱体之间设置小型分布式缓冲垫；本发明改变了传统靠泊装置采用橡胶为主单一材料的直接吸能形式，并考虑栈桥箱体高度有限，当船艇靠泊木桩时，木桩可发生弹性变形，从而吸收大部分的碰撞能量，当竖向木桩变形过量时，防碰垫也发生变形，从而进一步吸收碰撞能量；而在竖向木桩上端设置橡胶等软包覆材料，也可在一定程度上增加防碰效果。由上形成了三级复合靠泊吸能结构，能够充分满足有限靠泊空间内的高架栈桥安全靠泊要求，大大提高高架栈桥靠泊缓冲效能。

2、船舶在靠泊时通常为局部区域首先与靠泊装置接触，从而产生较大的集中碰撞力，采用传统的橡胶靠泊装置，由于尺度受到限制而无法将此集中力进行有效分散，而采用本发明的结构时，局部区域靠泊碰撞单根立柱时，整个横梁发生位移，带动其他立柱发生变形、同时数个小型缓冲垫同时发生变形，因此能将较大的集中碰撞力进行有效的传递与分散，提高靠泊的安全可靠性。

3、本发明利用竖向木桩作为主要的吸能缓冲装置，船舶只要能与木桩进行接触就可进行靠泊，极大地拓展了船舶靠泊空间，同时也可满足不同干舷和吃水条件的船舶靠泊要求，改变了传统的只能与栈桥舷侧橡胶垫接触才能靠泊的局限性。同时竖向木桩可以根据需要进行增加，从而提升了靠泊船艇尺度与同时靠泊船艇的数量，有效扩展了靠泊适用性与灵活性，同时对于不同吃水不同尺度的船艇靠泊具有较强的适用能力，且便于制作和现场安装。

附图说明

图1是本申请公开的适用于高架栈桥的复合靠泊装置的结构图。

图2是船舶未靠泊时，本申请的复合靠泊装置的一种应用场景图。

图3是船舶靠泊高架栈桥时，本申请的复合靠泊装置的一种应用场景图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

本申请公开了一种适用于高架栈桥的复合靠泊装置，请参考图1，该复合靠泊装置包括：n个立柱10、横梁20以及若干个缓冲垫30，n≥2且n为正整数，本申请以n＝4为例，n个立柱10的规格相同，n个立柱10平行设置，通常情况下，每两个立柱10之间的距离相等，立柱10之间的距离通常是经验值，本申请不做限定。横梁20垂直横跨在n个立柱10的一侧并分别与n个立柱10连接形成排架结构，整个排架结构的高度即为每个立柱的高度，整个排架结构的宽度即为n个立柱10均匀分布所形成的宽度，为了有更大的靠泊空间，该宽度大于栈桥箱体的宽度，排架结构的宽度与立柱10的直径、数量以及每两个立柱10之间的设置间距有关，立柱10的具体规格、数量以及立柱之间的间距可以根据高架栈桥的结构自行调整。在本申请中，立柱10和横梁20均采用木材制成，另外由于该复合靠泊装置在使用时，立柱10需要与海水接触，因此立柱10采用具有耐海水腐蚀的木材制成，而横梁20则没有这一特殊要求，使用木材可以充分利用其容易发生弹性变形的优点进行吸能，同时具有容易获取、方便安装和成本低廉等优点。立柱10的截面为圆形，横梁20的截面为方形以保障力的有效传递，且横梁20的截面尺寸能够满足立柱10变形带来的横梁20的弯曲。立柱10与横梁20可以采用木榫或螺栓等方式进行可靠连接，保证整个排架结构的整体稳定性。在使用时，将n个立柱10插入至高架栈桥的栈桥箱体的舷侧的海床中，立柱10插入海床的深度应在保证立柱10受到船舶靠泊撞击不会倒伏和安装成本之间的平衡，可以根据实际情况调整，但至少要保证立柱10露出海面的高度大于栈桥箱体与海面之间的距离。每个立柱10外侧分别包覆有缓冲层11，该缓冲层11采用橡胶或泡沫等软包覆材料结构，该缓冲层11可以仅包覆在立柱10的露出海面部分的区域。

缓冲垫30设置在横梁20相对于n个立柱10的另一侧，且缓冲垫30设置在每两个立柱10之间并与横梁20连接，因此本申请的复合靠泊装置中通常包括n-1个缓冲垫30，横梁20上对应于每两个立柱10之间的位置分别设置一个缓冲垫30，从而形成小型分布式缓冲结构，这种小型分布式缓冲结构相比于一体式的缓冲结构来说，对碰撞力的分散效果更好。可选的，本申请中的缓冲垫30采用橡胶制成，为圆筒形结构，圆筒形结构的缓冲垫30轴向平行于横梁20设置，圆筒的直径不大于栈桥箱体的高度，长度不大于两个立柱10之间的间距，使得圆筒形的缓冲垫30设置于两个立柱10之间时，不与立柱10的设置位置接触。缓冲垫30可以采用铁链31悬挂连接于横梁20上：铁链31穿过缓冲垫30内部，伸出的两端悬挂连接至横梁20上，连接点采用锚固于横梁20内的卸扣。当立柱10插入海床中时，缓冲垫30分别与横梁20和栈桥箱体接触。

可选的，该复合靠泊装置还包括限位链条40，本申请中的限位链条40采用无档钢质锚链，每个立柱10分别通过限位链条40与栈桥箱体松散连接，且限位链条40连接立柱10的位置低于横梁20，限位链条40的连接点采用锚固于立柱10与栈桥箱体内的卸扣。实际实现时，每个立柱10分别通过左右两根限位链条40与栈桥箱体松散连接，因此该复合靠泊装置中共包括2n根限位链条40。正常情况下，立柱10稳固插入海床中，限位链条40处于自由悬链状态，并不承担拉力；当立柱变形过大或船舶循环靠泊后引发立柱倒伏时，限位链条40承受拉力，进而可以对立柱10进行限位，保障整个复合靠泊装置处于安全稳定状态。

本申请公开的复合靠泊装置的应用场景如下：

将复合靠泊装置设置在高架栈桥的栈桥箱体的舷侧，复合靠泊装置中的立柱10插入海床数米深，从而形成“悬臂梁”形态(一端固定，另一端自由)，缓冲垫30位于横梁20和栈桥箱体50中间并与两者保持接触，并将限位链条40与栈桥箱体50相连进行固定，请参考图2示出的状态示意图。

请参考图3，当船舶60靠泊高架栈桥时，船舶60首先与立柱10接触，立柱10上包覆的缓冲层11提供第一步缓冲，可在一定程度上增加防碰效果，防止船舶60与立柱10外表面发生破损，并吸收少数能量。同时立柱10在碰撞力的作用下可发生弹性形变，提供第二步缓冲，从而吸收大部分的碰撞能量。当竖向立柱10变形过量时，横梁20与栈桥箱体50之间设置的若干小型分布式缓冲垫30也发生变形，从而将能量分散至整个栈桥箱体50舷侧、进一步吸收碰撞能量，提供第三步缓冲，从而保障高架栈桥的结构安全。由此形成三级复合靠泊吸能结构，能够充分满足有限靠泊空间内的高架栈桥安全靠泊要求。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。