一种跨海悬浮隧道用防水弹性联结装置

本发明涉及海底悬浮隧道，尤其涉及一种跨海悬浮隧道用防水弹性联结装置。

背景技术：

1、把路建在地下，叫隧道；建在水上，叫做桥。建在水下的浮桥——是阿基米德桥，又称水中悬浮隧道。与一般的海底隧道不同，悬浮隧道不埋置在海床底下，而是通过自身重力、浮力和锚固力悬浮在水中的管状隧道，悬浮隧道的优势在于，它不受跨度和水深的限制。当水深超过1公里或宽度超过5公里时，人类掌握的现有工程方案将很难跨越，而悬浮隧道可建在长跨度、水位深、陡峭的地方。悬浮隧道还不受极端天气影响；对两岸地貌影响小；一旦技术成熟，具有造价优势，单位长度的造价不随跨度的增加而增加，跨海悬浮隧道用于连接两个相距较远的陆地或岛屿。它是一种重要的海底交通基础设施，可以提供海底通道，方便人们和货物的跨海运输，从施工角度考虑，跨海悬浮隧道管体显然无法整体预制，必须通过多个弹性连接装置来将若干管体拼接，来形成一个整体。

2、现有的两组跨海悬浮隧道管体在进行对接时，需要将两组相邻的隧道管体点对点找准位置进行对接，而在找准位置对接时，对接管头处在海底内容易发生晃动飘动，进而影响对接效率，且在晃动时，两组隧道管体之间容易相互碰撞。为解决上述问题，本申请中提出一种跨海悬浮隧道用防水弹性联结装置。

技术实现思路

1、本发明提出一种跨海悬浮隧道用防水弹性联结装置，以解决背景技术中存在的技术问题。

2、为解决上述问题，本发明提出了一种跨海悬浮隧道用防水弹性联结装置，包括第一隧道管体、第一拖船、联结结构、辅助安装结构、升降结构和辅助对接结构，其特征在于，所述第一隧道管体一侧设置有第二隧道管体，第一隧道管体与第二隧道管体之间设置有联结结构，联结结构外侧设置有辅助安装结构，第一拖船一端设置有钢索，第一拖船通过钢索连接有第二拖船，第一拖船与第二拖船下端均设置有升降结构，升降结构下侧设置有辅助对接结构，且第一隧道管体与第二隧道管体置于两组辅助对接结构内部。

3、优选的，联结结构包括锥形管、连接套管、活动槽、活动球、螺纹槽、挡块、密封环、安装槽、对接管、环形凹槽、环形密封垫圈、环形卡接槽、抵接凹槽和固定螺栓，所述第一隧道管体靠近第二隧道管体一端设置有锥形管，锥形管靠近第二隧道管体一端设置有连接套管，连接套管侧壁处开设有若干活动槽，活动槽内壁活动连接有活动球，连接套管靠近第二隧道管体一端环形阵列开设有若干螺纹槽，连接套管内壁处对称设置有两个挡块。

4、优选的，所述第二隧道管体靠近第一隧道管体一端设置有密封环，密封环内部环形阵列开设有若干安装槽，密封环靠近第一隧道管体一端设置有对接管，对接管外侧壁上开设有环形卡接槽，对接管外侧壁上且位于环形卡接槽两侧均设置有环形凹槽，环形凹槽内部设置有环形密封垫圈，对接管外侧壁且靠近第一隧道管体一侧上开设有抵接凹槽，安装槽内部设置有固定螺栓，且固定螺栓与螺纹槽螺纹连接。

5、优选的，辅助安装结构包括弹簧、活动套管、环形挤压块和突出拨杆，所述锥形管远离第一隧道管体一端环形阵列设置有若干弹簧，且若干弹簧位于连接套管外侧，第一隧道管体外侧壁上滑动连接有活动套管，且活动套管内侧壁上设置有环形挤压块，且若干弹簧均与环形挤压块相连接，活动套管外侧壁上环形阵列设置有若干突出拨杆。

6、优选的，升降结构包括调节套、螺纹杆、第一锥齿轮、转杆、第二锥齿轮、第二转盘、第二螺纹套和延伸套，所述第一隧道管体与第二隧道管体下端均设置有调节套，调节套内部顶端设置有螺纹杆，螺纹杆外部上侧设置有第一锥齿轮，调节套内侧壁上设置有转杆。

7、优选的，所述转杆靠近螺纹杆一端设置有第二锥齿轮，且第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合连接，且转杆远离螺纹杆一端贯穿调节套侧壁设置有第二转盘，螺纹杆上螺纹连接有第二螺纹套，第二螺纹套下端设置有延伸套。

8、优选的，辅助对接结构包括连接板、正反丝杆、第一转盘、辅助杆、第一螺纹套、弧形块和滚珠，所述延伸套下端设置有连接板，连接板下端一侧设置有正反丝杆，正反丝杆上端贯穿连接板设置有第一转盘，连接板下端远离正反丝杆一侧设置有辅助杆，正反丝杆上下两侧均螺纹连接有第一螺纹套，且两个第一螺纹套相靠近一端均设置有弧形块，且两个弧形块相靠近一端面上均设置有耐磨块。

9、优选的，位于所述第一隧道管体上侧的连接板一端设置有两个滑杆，且位于第二隧道管体上侧的连接板与滑杆滑动连接。

10、本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：本装置通过联结结构的设置来将两个隧道管体连接在一起，通过控制第二隧道管体向第一隧道管体处移动，使得对接管移动至连接套管内部，在对接管的抵接凹槽移动至挡块时，将若干固定螺栓安装在若干安装槽和螺纹槽内部，来完成对密封环的紧固安装，防止对接管和连接套管在长时间的使用状态下出现松动产生缝隙的现象，进而提高装置的密封效果，且通过两组环形密封垫圈的设置，来提高对接管和连接套管的密封和防水效果。

11、本装置通过辅助安装结构的设置来提高两个隧道管体连接的紧密性，在将对接管移动至连接套管内部前，由工作人员通过若干突出拨杆拉动活动套管向第一隧道管体处移动，此时环形挤压块对弹簧进行挤压，若干弹簧受到挤压发生形变，在对接管与连接套管对接完毕后，松开对活动套管的限位，在若干弹簧弹性势能的带动下，活动套管会向第二隧道管体处移动，进而带动环形挤压块向若干活动球处移动，并对活动球进行挤压，带动若干活动球向对接管的环形卡接槽内移动，若干弹簧带动环形挤压块隔档在若干活动槽内部，来完成对活动球的限位与隔挡，来完成连接套管和对接管的紧密连接，进而完成对两个隧道管体的弹性联结。

12、本装置通过升降结构的设置来对若干弧形块在水下的深度进行调节，通过两组拖船来带动若干调节套移动至第一隧道管体处，且两组拖船通过钢索紧固的连接在一起，然后转动两个第二转盘来带动转杆和第二锥齿轮进行转动，借助第一锥齿轮和第二锥齿轮的啮合连接，来带动螺纹杆进行转动，进而带动第二螺纹套和延伸套向下移动，从而对两个连接板和弧形块的拉伸长度进行调节，将两个弧形块移动至活动套管一侧，通过对两组连接板深度的调节，来提高后续第二隧道管体对接时的精准度，然后控制第一拖船，使其下侧的两个弧形块从活动套管处穿过，然后转动第一转盘来带动正反丝杆进行转动，进而带动两个第一螺纹套和弧形块相互靠近，使得两个弧形块与第一隧道管体相贴紧，来使第一拖船和第一隧道管体相互连接在一起。

13、本装置通过辅助对接结构的设置来提高两组隧道管体连接时的稳定性，将需要进行对接的对接管从第二拖船下方的两个弧形块之间穿过，使得弧形块移动至第二隧道管体处，通过转动第二隧道管体处的第一转盘来带动两个弧形块对第二隧道管体进行夹持定位，然后通过控制第二隧道管体向第一隧道管体处移动，此时第二隧道管体上侧的连接板在滑杆上滑动，在两个滑杆和连接板的作用下，防止第二隧道管体在对接的过程中剧烈晃动而影响对接的精准度，同时减少两组悬浮隧道管道相互碰撞的风险，使得第二隧道管体平稳的向第一隧道管体处进行联结，来提高隧道进行对接时的精准度。

技术特征：

1.一种跨海悬浮隧道用防水弹性联结装置，包括第一隧道管体(1)、第一拖船(21)、联结结构、辅助安装结构、升降结构和辅助对接结构，其特征在于，所述第一隧道管体(1)一侧设置有第二隧道管体(2)，第一隧道管体(1)与第二隧道管体(2)之间设置有联结结构，联结结构外侧设置有辅助安装结构，第一拖船(21)一端设置有钢索(32)，第一拖船(21)通过钢索(32)连接有第二拖船(31)，第一拖船(21)与第二拖船(31)下端均设置有升降结构，升降结构下侧设置有辅助对接结构，且第一隧道管体(1)与第二隧道管体(2)置于两组辅助对接结构内部。

2.根据权利要求1所述的一种跨海悬浮隧道用防水弹性联结装置，其特征在于，联结结构包括锥形管(3)、连接套管(4)、活动槽(5)、活动球(6)、螺纹槽(7)、挡块(8)、密封环(13)、安装槽(14)、对接管(15)、环形凹槽(16)、环形密封垫圈(17)、环形卡接槽(18)、抵接凹槽(19)和固定螺栓(20)，所述第一隧道管体(1)靠近第二隧道管体(2)一端设置有锥形管(3)，锥形管(3)靠近第二隧道管体(2)一端设置有连接套管(4)，连接套管(4)侧壁处开设有若干活动槽(5)，活动槽(5)内壁活动连接有活动球(6)，连接套管(4)靠近第二隧道管体(2)一端环形阵列开设有若干螺纹槽(7)，连接套管(4)内壁处对称设置有两个挡块(8)。

3.根据权利要求1所述的一种跨海悬浮隧道用防水弹性联结装置，其特征在于，所述第二隧道管体(2)靠近第一隧道管体(1)一端设置有密封环(13)，密封环(13)内部环形阵列开设有若干安装槽(14)，密封环(13)靠近第一隧道管体(1)一端设置有对接管(15)，对接管(15)外侧壁上开设有环形卡接槽(18)，对接管(15)外侧壁上且位于环形卡接槽(18)两侧均设置有环形凹槽(16)，环形凹槽(16)内部设置有环形密封垫圈(17)，对接管(15)外侧壁且靠近第一隧道管体(1)一侧上开设有抵接凹槽(19)，安装槽(14)内部设置有固定螺栓(20)，且固定螺栓(20)与螺纹槽(7)螺纹连接。

4.根据权利要求2所述的一种跨海悬浮隧道用防水弹性联结装置，其特征在于，辅助安装结构包括弹簧(9)、活动套管(10)、环形挤压块(11)和突出拨杆(12)，所述锥形管(3)远离第一隧道管体(1)一端环形阵列设置有若干弹簧(9)，且若干弹簧(9)位于连接套管(4)外侧，第一隧道管体(1)外侧壁上滑动连接有活动套管(10)，且活动套管(10)内侧壁上设置有环形挤压块(11)，且若干弹簧(9)均与环形挤压块(11)相连接，活动套管(10)外侧壁上环形阵列设置有若干突出拨杆(12)。

5.根据权利要求1所述的一种跨海悬浮隧道用防水弹性联结装置，其特征在于，升降结构包括调节套(22)、螺纹杆(33)、第一锥齿轮(34)、转杆(35)、第二锥齿轮(36)、第二转盘(37)、第二螺纹套(38)和延伸套(39)，所述第一隧道管体(1)与第二隧道管体(2)下端均设置有调节套(22)，调节套(22)内部顶端设置有螺纹杆(33)，螺纹杆(33)外部上侧设置有第一锥齿轮(34)，调节套(22)内侧壁上设置有转杆(35)。

6.根据权利要求5所述的一种跨海悬浮隧道用防水弹性联结装置，其特征在于，所述转杆(35)靠近螺纹杆(33)一端设置有第二锥齿轮(36)，且第一锥齿轮(34)与第二锥齿轮(36)啮合连接，且转杆(35)远离螺纹杆(33)一端贯穿调节套(22)侧壁设置有第二转盘(37)，螺纹杆(33)上螺纹连接有第二螺纹套(38)，第二螺纹套(38)下端设置有延伸套(39)。

7.根据权利要求6所述的一种跨海悬浮隧道用防水弹性联结装置，其特征在于，辅助对接结构包括连接板(23)、正反丝杆(24)、第一转盘(25)、辅助杆(26)、第一螺纹套(27)、弧形块(28)和滚珠(29)，所述延伸套(39)下端设置有连接板(23)，连接板(23)下端一侧设置有正反丝杆(24)，正反丝杆(24)上端贯穿连接板(23)设置有第一转盘(25)，连接板(23)下端远离正反丝杆(24)一侧设置有辅助杆(26)，正反丝杆(24)上下两侧均螺纹连接有第一螺纹套(27)，且两个第一螺纹套(27)相靠近一端均设置有弧形块(28)，且两个弧形块(28)相靠近一端面上均设置有耐磨块(29)。

8.根据权利要求1所述的一种跨海悬浮隧道用防水弹性联结装置，其特征在于，位于所述第一隧道管体(1)上侧的连接板(23)一端设置有两个滑杆(30)，且位于第二隧道管体(2)上侧的连接板(23)与滑杆(30)滑动连接。

技术总结
一种跨海悬浮隧道用防水弹性联结装置，包括第一隧道管体、第一拖船、联结结构、辅助安装结构、升降结构和辅助对接结构，本发明涉及海底悬浮隧道技术领域，所述第一隧道管体一侧设置有第二隧道管体，第一隧道管体与第二隧道管体之间设置有联结结构；本装置通过联结结构和辅助安装结构来将两个隧道管体紧密的连接在一起，将若干固定螺栓来完成对密封环的紧固安装，防止对接管和连接套管在长时间的使用状态下出现松动产生缝隙的现象，通过两组环形密封垫圈来提高对接管和连接套管的密封和防水效果；通过辅助对接结构来提高两组隧道管体连接时的稳定性，防止第二隧道管体在对接的过程中剧烈晃动而影响对接的精准度，降低两组管道相互碰撞的风险。

技术研发人员：毛鸿飞,周忠兵,马英超,曾锦汶,韩龙,杨媛婷,郑伟江,陈凯琳,蔡湘乔,陈安旭,滕俊贤
受保护的技术使用者：广东海洋大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17