专利名称：便航式跨海浮桥的制作方法
技术领域：
本发明属于交通运输领域里的桥梁结构布置。
背景技术：
在现有技术中，浮桥已经有很多种，最常见的是“浮体连接式浮桥”，它是把具有一定浮力的浮体一节一节的连接起来，并架设在水面上，把两岸接通，让车辆和行人从桥面上通过，以实现两岸的直接往来。实践证明，这种浮桥由于结构简单、造价低廉、工期又短，因此，在实际中得到了广泛的应用。不过这种浮桥也存在着一些缺点，首先，由于浮桥的设计都比较窄小，稳定性较差，因此一般也只适用于在风浪很小的内陆河流中使用，不适合在风浪较大的海峡和海洋中使用。再有，由于这种浮桥是用浮体一节一节的水平连续连接起来的，因此，正常行驶的船只就无法通过浮桥，水上交通受到了极大的限制，所以，这种浮桥也具有很大的局限性；另一种是中国专利所公布的申请号为87103359的“马形桥”，这种马形桥是在两岸的附近分别开凿一个与水面相通的围堰形的河道，这样，开凿的河道两边就分别是陆地和人工岛，再在陆地和人工岛之间架设一个桥梁，而人工岛的另一边是通向彼岸的普通浮桥，这样，两岸的车辆就可以通过桥梁、人工岛、浮桥使向彼岸，而船只则可以从深水处绕行到开凿的河道上使过桥梁，而不受浮桥的限制。这种马形桥由于既能通车，同时又能通船，所以，它和普通的浮桥相比已经有了很大的进步，可以说是一个不可多得的好方案，确实具有很多优点。不过，在这里也不得不指出，这种马形桥还是有一些不尽人意的地方，首先，开凿一条河道就要占用很多土地，这是应该尽量避免的，再有，开凿一条深水河道并不是很容易的事，一般的海岸附近都有岩石，遇到这种情况实施将会变得相当艰难，再有，海上的船只不管多远都要绕行到岸边河道上通过，这给船只的正常航行也带来了一些不便。另外，美国专利US4335981号，公布了一种江河岸边的货物处理系统，它包括“安装在河或河湾的近岸处的固定柱子；将上述河或河湾的河岸与固定柱子连接起来的固定桥梁(并配有货物运输装置)；与固定柱子连接的可以摆动的活动桥梁(并配有另一套货物运输装置)；与活动桥梁的自由端可分可合的浮体，具备可垂直移动的腿，能伸到河或河湾的底部。”由于该技术在岸边设有一个能够伸到水里并且能水平左右活动的桥梁，当大船不能靠岸时，就把活动桥梁的活动端摆动到深水的地方，借助与之相连接的趸船来装卸船上的货物。其实，它的发明目的也仅仅是为装卸船上的货物提供方便，起不到跨江河或海洋交通的作用，更具体的说它是一个方便装卸货物的活动码头。
跨海交通是一个古老的问题，目前人类已经有了许多办法来实现两岸的直接和间接的往来，修建海底隧道和建造跨海大桥以及海峡摆渡等就是一些好办法，目前采用这些办法已经能够满足现实的各种需要，不过实施和使用这些办法一般都会受到一些条件的限制，比如海底隧道的造价昂贵，跨海大桥受地质条件的制约，而摆渡的效率较低等等。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种既能通车又能通船，结构更加合理可行的浮桥。
本发明的目的是通过下述方案实现的。
本发明的便航式跨海浮桥，包括漂浮在水面上依次相连接的浮节和沉在水底的许多用锚定绳与浮节相连接的锚定块，所述浮桥(1)上的浮节(7)通过水中衔桥(6)与便航管道(2)或浮力式桥梁(67)或桥梁(70)相连接，而浮节的另一端则通过岸边衔桥(14)与栈桥(13)相连接，这样，汽车(5)、火车(22)便可以通过浮桥、便航管道，或浮力式桥梁、桥梁到达彼岸，而船只(4)则可以从便航管道的上方水域和浮力式桥梁、桥梁的下方水域通过，车辆和船只可以同时通过，互相不受影响。
本发明与现有技术相比，有如下优点1.由于在水面上浮桥的某处或某几处设置了方便通航的便航管道或浮力式桥梁、桥梁，所以，这种浮桥通车和通船能同时进行，因此就可以较好的解决跨海交通的问题。
2.由于这种浮桥的造价还不到海底隧道的十分之一，工期又短，因此具有很高的实用价值。
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的俯视图。
图3是本发明栈桥和岸边衔桥的主视图。
图4是本发明栈桥和岸边衔桥的俯视图。
图5是本发明漂浮式防波堤的主视图。
图6是本发明漂浮式防波堤的俯视图。
图7是本发明浮岛的主视图。
图8是本发明浮岛的俯视图。
图9是本发明浮节的主视图。
图10是本发明浮节的左视图。
图11是本发明浮体填充式浮节的主视图。
图12是本发明浮体填充式浮节的左视图。
图13是本发明便航管道的横向剖视图。
图14是本发明便航管道管壁(A-A)的纵向剖视图。
图15是本发明衔桥衔接处的俯视图。
图16是本发明衔桥衔接处(B-B)的剖视图。
图17是本发明衔桥衔接处(C-C)的剖视图。
图18是本发明衔桥衔接处(D-D)的剖视图。
图19是本发明锚定块的示意图。
图20是本发明锚定块框架的示意图。
图21是本发明浮节连接处的结构主视图。
图22是本发明浮节连接处的结构俯视图。
图23是本发明第2个实施例的主视图。
图24是本发明第2个实施例的俯视图。
图25是本发明第3个实施例的主视图。
图26是本发明第3个实施例的俯视图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
参阅图1，位于水面(3)上的浮桥(1)与潜入水中的便航管道(2)的端口相接，这个便航管道的两端都露出了水面，只是中部区域潜入了水下，并悬浮在水中，浮桥上的车辆(5)可以从这个端口进入便航管道内，经过V字形或U字形的便航管道，从另一个端口驶出，再驶上另一段浮桥，直至抵达彼岸。根据需要便航管道可以设置多个汽车通道和火车通道，并与浮桥上的车道相对应。水面上的船只(4)可以从便航管道的上方水域自由驶过，而不受浮桥的拦截，这样，在保证车辆可以自由通过海峡或海洋的同时，又能保证水面上的船只自由的航行而不受浮桥的限制。水面上的浮桥(1)是由具有一定长度和浮力的浮节(7)依次连接而成的，为了适应水位的变化的需要，在便航管道的端部和浮节之间可以增设一节水中衔桥(6)。为了增加便航管道和浮桥的稳定性，在便航管道和浮桥下面的海底(10)之间设置了许多具有一定质量的锚定块(9)，它是通过锚定绳(8)与便航管道和浮桥的底部相连接的。
参阅图2，从图2中可以看出在浮桥(1)上设置了多条汽车车道(11)和火车车道(12)。
参阅图3，为了使浮桥(1)与海岸较好的连接，在两岸的潜水区架设一段栈桥(13)，栈桥和浮桥是用一段岸边衔桥(14)连接起来的，也就是岸边衔桥起到了一个衔接的作用，靠近栈桥的一端高度是不变的，而与浮桥连接的一端高度是随潮起潮落而不断变化的，这个衔桥的两端与栈桥和浮桥的连接处都留有一定的伸缩量，它一方面可以适应潮汐造成的浮桥上下大幅度的浮动，另一方面也可以适应浮桥由于温度变化所引起的线膨胀等长度的变化。
参阅图4，从图4中可以看出，栈桥(13)、岸边衔桥(14)和浮桥(1)具有同样的宽度和相同数量的车道。
参阅图5，为了使浮桥在较大风浪的情况下也能正常使用，在深水水域浮桥(1)的两侧分别加装了一个漂浮式防波堤(15)，它是一个带有一定浮力的长条形的防波堤，它位于浮桥两侧的最外面，在它的下方用一个绳索(19)悬挂一个重物(20)，以保证漂浮式防波堤(15)能够基本保持上下垂直。漂浮式防波堤的内侧有一个短杆(16)，并通过一个转动轴(17)与一端连在浮桥上的臂杆(18)相接，这样在海浪到来时漂浮式防波堤(15)也能上下适当的活动，不会使其损坏。
参阅图6，从图6中可以看出漂浮式防波堤(15)位于浮桥(1)的两侧，与浮桥平行，连续向前延伸。
参阅图7，为了方便快捷的维护浮桥，在浮桥的某处或某几处建一个或几个浮岛，用以放置维护浮桥的设备和居住管理维护浮桥的人员，它也可以在紧急情况下疏散车辆和人员，浮岛(23)与浮桥(1)横向连为一体，漂浮在水面上，(21)是一个立交桥，它横向跨过浮桥把浮桥两侧的浮岛连接起来，(22)是一个从立交桥下通过的火车。
参阅图8，从图8中可以看出，在浮桥上行驶的车辆在必要的情况下可以通过立交桥(21)调转方向，浮岛(23)上可以停放许多车辆和人员，(24)是一些浮岛上的建筑。
参阅图9，浮节的主体结构由浮节框架(29)、浮节支架(30)和浮节外壳(28)构成，浮节框架和浮节支架由具有相当强度的工字钢或角钢制成，浮体外壳是一个封闭体，由防腐钢板或其它硬质材料构成，海水无法进入其内，并能产生足够的浮力，浮体的设计长度是200米，宽度是32米，高度是3米，每个浮节可以有192000kn的浮力。为了防止浮节局部万一损坏进水导致浮节整体下沉，在浮节的内部每隔40米就设计成了一个独立的封闭体，也就是把一个浮节设计成了连续的4个腔室。浮节的上面，也就是浮桥的上面，设有4米宽的双向6车道，中部是一个6米宽的火车道，浮桥上可以同时行驶汽车(5)、火车(22)和行人(34)，在火车道的两侧分别设有一个火车道挡板(31)，以保证火车的独立行驶和安全。在浮桥的左右两侧还分别对称的设有挡水板(26)、挡水板支架(27)和路灯(25)，挡水板是用来遮挡和消除一部分剩余的风浪。为了防止台风对浮桥的袭击和破坏，在浮节(7)的甲板和底板上还分别装有充气管(71)和排水管(72)，在台风到来时把充气管的阀门打开，让海水从排水管进入浮节内，使浮节沉入到水中适当的位置，这样，就可以比较好的避免台风对浮节造成的袭击和破坏，当台风过去后，从充气管向浮节内充入气体，使浮节上浮，浮桥便可以正常使用。
参阅图10，挡水板(26)是一个金属框架，内部镶有长条形的玻璃(32)，它既能挡水挡风，又能透过它看到桥外的情景，(33)是一个浮节出入口，位于浮节上面的两侧，工作人员可以从这个口进入浮节内进行必要的作业。(27)是挡水板支架，它均匀的分布在挡水板的内侧，起到支撑和固定挡水板的作用。(34)是行人。
参阅图11，为了节省材料或根据实际需要，可以把原来的普通浮节改进成浮体填充式浮节，它的侧面和底部都没有设置外壳，只有框架(29)和网罩(38)，在浮体填充式浮节的内部放置了许多空心的浮块(35)和浮球(36)，许多这样的浮块、浮球同样可以产生巨大的浮力，它们可以是充气或不充气的硬质材料或软质材料。框架用来保证浮体填充式浮节的整体刚度，网罩用来限制浮块和浮球不至于漂走。
参阅图12，从图12中可以看出(37)和(38)分别是网罩栏杆和网罩。
参阅图13，为了让浮桥能够横向通过船只，就需要在浮桥的某段或某几段设置一个或几个便航管道，这个便航管道两端露出水面并与浮桥相接，中部潜入水中，便航管道呈V字形或U字形，汽车和火车都可以从便航管道内通过，船只则可以在它的正上方水域自由的航行。便航管道的横断面上的每一个管道和浮桥上的车道一一相对应，共有7个通道。在便航管道的外壁(40)上设有加强圈(39)，它是一个工字形钢或T字形钢，连续的围绕整个便航管道的外壁，并且每隔一定的距离就设置一个这样的加强圈，以保证便航管道的整体具有一定的刚度，防止在水压的作用下管道失稳变形，便航管道的外壁(40)是由具有一定厚度的钢板制成的，它构成了便航管道的主体结构，也消耗了便航管道的大部分钢材，每一个通道之间都设有若干支梁(41)，以起到支撑作用，6个汽车通道的下面都铺有路面(42)，汽车通道(43)和火车通道(44)也可以并接在一起，只不过火车通道的横截面积较大，每一个通道的底部都铺有碎石(46)等填充物，一方面是为了抬高通道地面的高度，使可利用的地面具有一定的宽度，另一方面也是为了增加便航管道的自重，减小便航管道的浮力，增加稳定性，否则将便航管道悬浮在水中就需要使用更大的锚定块去锚定，为此在便航管道的上方也增加了一些碎石等配重物(45)，在便航管道的上部和下部都装有“管带”(47)，它是一个带形钢板，焊接在便航管道上，它可以把各个通道都连接起来，并且每隔一定距离就设置一条这样的管带，以增强便航管道的整体刚度，在便航管道的水下，设有足够多的锚定块(9)，并与便航管道下面的锚定环(48)相连。当然，为了降低造价，便航管道的管壁和支梁也可以采用钢筋混凝土结构等。
参阅图14，图14是图13中(A-A)位置的剖视图，便航管道的管壁(40)上焊有由工字钢制成的加强圈(39)，加强圈是按照一定的距离合理分布的。
参阅图15，衔桥衔接处的作用是在浮桥发生位移时也能保证汽车和火车在桥面上作正常行驶，汽车车道和铁路都不能断开。衔桥的前部接口设计成了许多插体(54)，后部设计成了许多插槽(55)，插体和插槽的中部插有一个宽度较窄的插板(56)，插体和插槽可以来回错动，但由于插板的限制而不能相互离开，这样汽车便可以从其上通过。轨枕(53)上的铁路(12)在衔桥衔接处也必须能来回错动，而不能断开，为了实现这一点，把钢钢轨纵向分成两半，一半为右错轨(49)，一半为左错轨(50)，右错轨固定在前侧，而左错轨固定在后侧，并由带有固定螺丝(52)的限位体或者叫护轨(51)限制它左右移动，只能前后错动，当衔桥接口处来回错动时，钢轨至少有一半的宽度是连续的，火车车轮便可以从其上通过，而另一侧的车轮同时是从另一侧的整轨上通过。
参阅图16，图16是图15中(B-B)位置的剖视图，在轨枕(53)上的固定螺丝(52)和限位体(51)固定在轨枕(53)上，右错轨(49)和左错轨(50)可以前后错动，而不能左右移动。
参阅图17，图17是图15中(C-C)位置的剖视图，许多插体(54)和插槽(55)相间均匀分布，可以前后错动，插板(56)从插体和插槽的中部穿过。
参阅图18，图18是图15中(D-D)位置的剖视图，轨枕(53)的上面是钢轨(12)，插体(54)和插槽(55)可以来回错动，中间插有一个插板(56)，这个插板的宽度明显的小于插体和插板错动的长度。
参阅图19，锚定块(9)的里面装有重物(59)，4个吊杆(58)与位于锚定块上方的锚定环(60)相连，锚定环的中心穿有钢丝绳，在锚定块的底部设有若干个锚定脚(61)，在锚定块的四周和底部装有钢网(57)。
参阅图20，锚定块(9)的主体结构是一个钢架(62)，这样可以节约很多钢材。根据实际需要锚碇块也可以换成钢轨锚或其它形式的锚。
参阅图21，浮节(7)和浮节之间是通过连接插体(64)连接插槽(65)和连接轴(63)相连接的，它可以有一定的活动量却不能断开。(66)是一个安装在浮节下面的锚碇环。
参阅图22，浮节(7)的端部上有许多相间分布的插体(64)和插槽(65)，这样能大大增加浮体的连接强度。
参阅图23，图23是本发明的第2个实施例的主视图，它的核心内容是浮桥的某处或某几处设有浮力式桥梁并与浮桥相连接。从图23中可以看出，浮力式桥梁的主视结构像一个菱形，水上部分是桥梁的桥面(67)，水下部分是一个与桥面相对应的桥梁浮体(69)，它通过桥面与浮体之间的支柱(68)支撑着桥面的重力，桥面、支柱和桥梁浮体是连接在一起的整体结构，在浮力式桥梁的两端，还设有比较宽大的浮墩(66)，它起到支撑桥梁和稳定桥梁的作用，防止桥梁的倾斜。车辆(5)和船只(4)可以分别从浮力式桥梁的桥面上通过和从桥面的下方水域通过，互不影响。
参阅图24，图24是本发明的第2个实施例的府视图，从图24中可以看出浮桥(1)与浮力式桥梁的连接情况以及桥面(67)、浮墩(66)和桥梁浮体(69)所在的位置。
参阅图25，图25是本发明的第3个实施例的主视图，它的核心内容是在浮桥的某处或某几处设置一个桥梁并与浮桥相连接。桥梁和浮桥都是“长时间公知”的现有技术，但它们的结合同样可以较好的解决“长时间未有解决的问题”，是一个比较典型的“老技术新组合”的方案。从图25中可以看出，栈桥(13)、桥梁(70)和衔桥(6)浮桥(1)依次相连接，桥梁(70)建在能够行船而又不太深的水域，根据实际需要桥梁也可以建在离栈桥较远的水域，车辆(5)和船只(4)可以分别从桥上通过和桥下的水域通过，互不影响。
参阅图26，图26是本发明的第3个实施例的府视图，从图26中可以看出，栈桥、桥梁、衔桥以及浮桥具有相同的车道并依次连接。桥梁(70)的下面可以通过船只(4)。
权利要求
1.一种便航式跨海浮桥，它包括漂浮在水面上依次相连接的浮节和沉在水底的许多用锚定绳与浮节相连接的锚定块，其特征是，浮桥(1)上的浮节(7)可以通过水中衔桥(6)与便航管道(2)或浮力式桥梁(67)或桥梁(70)相连接，而浮节的另一端则通过岸边衔桥(14)与栈桥(13)相连接，这样，汽车(5)、火车(22)便可以通过浮桥、便航管道，或浮力式桥梁、桥梁到达彼岸，而船只(4)则可以从便航管道的上方水域和浮力式桥梁、桥梁的下方水域同时通过，互相不受影响。
2.根据权利要求1所述的便航式跨海浮桥，其特征是，所述浮桥(1)的两侧分别装有与浮桥平行延伸且带有一定浮力的漂浮式防波堤(15)。
3.根据权利要求1所述的便航式跨海浮桥，其特征是，所述浮桥(1)的某处或某几处设有与浮桥相连的、其上还架有一个横跨浮桥立交桥(21)的浮岛(23)。
4.根据权利要求1所述的便航式跨海浮桥，其特征是，所述浮桥(1)的两侧桥面上分别装有挡水板(26)，浮节(7)的甲板和底板上还分别装有充气管(71)和排水管(72)。
5.根据权利要求1所述的便航式跨海浮桥，其特征是，浮节(7)可以是一个在浮节框架(29)、浮节支架(30)以及网罩(38)内填充许多充气或不充气的硬质或软质浮块和浮球的开放体。
6.根据权利要求1所述的便航式跨海浮桥，其特征是，所述便航管道(2)有多个通道，它的纵向中部沉入并悬浮在水面(3)以下，而两端都露出水面并与浮桥(1)相连接。
全文摘要
本发明涉及的是一种交通运输领域里的便航式跨海浮桥，它包括漂浮在水面上依次相连接的浮节和沉在水底的锚定块，所述浮桥(1)上的浮节(7)通过水中衔桥(6)与便航管道(2)相连接，便航管道(2)有多个通道，它的纵向中部沉入并悬浮在水面(3)以下，而两端都露出水面并与浮桥(1)相连接。这样，汽车(5)和火车便可以通过浮桥、便航管道，到达彼岸，而船只(4)则可以从便航管道的上方水域通过，互相不受影响。由于这种结构的浮桥的造价还不到海底隧道的十分之一，建造的工期又短，因此具有很高的实用价值。
文档编号E01D15/14GK1616768SQ20031011621
公开日2005年5月18日 申请日期2003年11月11日 优先权日2003年11月11日
发明者高阳特, 高大放 申请人:高大放