专利名称：滑动收放式拱形船闸桥的制作方法
技术领域：
滑动收放式拱形船闸桥技术领域：
本实用新型涉及一种船闸桥。背景技术：
新港船闸是我国第一座海河船闸，至今使用60年。随着滨海新区经 济快速发展，新港船闸已不能满足人民群众生产、生活及出行的需要。为缓解船舶过闸频繁，对陆路交通造成拥堵的影响，2007年天津港投资3000万 元，在近四个月时间建成船闸东西两侧两座钢结构单臂开启桥。该桥采用单叶式立转桥，由 钢丝绳机构驱动其俯仰动作，仰起时可保证船舶通行，它的提升和落下是通过一套变幅传 动装置，配置了相应的交通管理控制、供电设施。这种平板吊起式船间桥的设计思路虽然非常独特，然而，据长期观察发现，其存在 不少潜在的问题1、车船不能和谐通行，由于桥面是平板式的，受高度限制，不论大小船只通过，船 闸桥都必须起吊，颇为繁琐。2、船闸桥起吊时需要耗费很大的电能，这样桥的运行费用会很高。3、每条船通过船闸时，至少需要10分钟时间，也就是说两个船闸桥加起来的起降 时间至少10分钟。这样就要阻断陆上交通至少10分钟，严重影响了陆上交通。尤其是在 上下班的通行高峰期，这一路段的交通堵塞问题十分严重，直接影响了当地居民的生活、出 行和工作以及港区的贸易活动。据当地出租车司机朋友反映，这一时段通过船闸平均要等 40-60分钟。
实用新型内容本实用新型目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种滑 动收放式拱形船闸桥。本实用新型提供的滑动收放式拱形船间桥，包括一个能够滑动收放的圆弧形桥体 和圆弧形桥体两侧的引桥，圆弧形桥体一侧的河岸至河道下面设置有一个圆弧形滑槽，与 圆弧形滑槽对应的圆弧形桥体的一端固定有一段活塞式导向桥体并插入圆弧形滑槽内，在 设置有圆弧形滑槽一侧的引桥下面为地下控制室，地下控制室内安装有由电机驱动的滚 筒，滚筒上按正反向盘绕有前缆绳和后缆绳，前缆绳设置一根且盘绕在滚筒中部，其一端固 定在滚筒上，另一端通过缆绳滑轮固定在圆弧形桥体的悬臂端，滚筒上设置有两根后缆绳， 分别盘绕在滚筒的两端，后缆绳的一端同样固定在滚筒上，另一端通过缆绳滑轮固定在圆 弧形桥体的活塞式导向桥体的端部。在与圆弧形桥体合拢时的活塞式导向桥体的端部对应位置的圆弧形滑槽上安装 有一个制动卡。所述的制动卡包括一个卡槽，卡槽底部为控制装置，该控制装置通过弹簧连 接卡槽前端的卡子。该控制装置可以是一个电磁阀或者其他能够将卡子收回的装置。本实用新型的优点和积极效果本实用新型的创新之处在于把单叶式立转船闸桥改为滑动收放式拱形船闸桥，当 有大船通过船闸时，利用缆绳将桥体收入滑槽，此时船可顺利进出闸室。当有小船通过时， 大可不用收回桥体，拱形桥体的高度足以满足小船通过的需求。这样不仅方便了水上交通， 而且大大方便了陆上交通。该桥结构简单，施工容易，不仅能较好地解决现有技术存在的以 上三个问题，而且样式新颖美观，建成后可为城市增添一景。[0013]这种滑动收放式拱形船闸桥具有如下优点1.拱形的桥体能使中小型船只直接通行，而无需断开道路，不仅缩短船只通过船 闸的时间，而且其设计荷载也较前有显著提高，让港区的水上和陆上贸易更加快捷方便。2.桥体利用缆绳的收放动作滑入滑道后可使大型船只通过，这样运行起来不但轻 巧灵活，还节约电能，节省大量运行开支。3.众所周知，拱桥要比平板桥更加坚固耐用，而且美观对于一座现代化的城市来 说，是相当重要的一点。这种新式拱形船闸桥节省了单叶立转式的新港船闸桥通行中小型船只所花费的 时间，降低了阻断陆上交通的频率。而且新式拱形船闸桥节约了大量电能，降低了运行费 用，提高了桥梁的安全系数，方便了水上和陆上的交通。是一款集众多优点于一身的创新发 明。特别适合在地形环境不允许修建大型高桥的地区修建，如河岸较低的河口、港区等水陆 交通较发达的地区。
图1是滑动收放式拱形船闸桥整体结构示意图；图2是滑动收放式拱形船闸桥滑槽示意图，图2-1为滑槽侧视图，图2-2为滑槽前 壁示意图，图2-3为滑槽后壁示意图；图3是制动卡结构示意图；图4是滚筒示意图；图5是桥体悬臂梁时受力分析图；图6是简化后无铰拱桥的受力分析图；图7是“活塞”处于底部的受力分析图。图中，1圆弧形桥体、2引桥、3地下控制室、4制动卡、4. 1卡子、4. 2弹簧、4. 3卡槽、 4. 4控制装置、5滑槽、5. 1滑槽前壁也叫内滑道、5. 2滑槽后壁也叫外滑道、5. 3滚轴、6河 道、7滚筒、8后缆绳、9前缆绳、10缆绳滑轮。
具体实施方式实施例1 本实用新型提供的滑动收放式拱形船闸桥(见附图1)包括一个能够滑动收放的 圆弧形桥体1和圆弧形桥体两侧的引桥2，圆弧形桥体一侧的河岸至河道6下面设置有一 个圆弧形滑槽5，与圆弧形滑槽对应的圆弧形桥体的一端固定有一段活塞式导向桥体并插 入圆弧形滑槽内，在设置有圆弧形滑槽一侧的引桥下面为地下控制室3，地下控制室内安装 有由电机驱动的滚筒7，滚筒上按正反向盘绕有前缆绳9和后缆绳8 (见图4)，前缆绳设置 一根且盘绕在滚筒中部，其一端固定在滚筒上，另一端通过缆绳滑轮10 (滑轮固定在滑槽 上以减小拐角处缆绳与滑槽的摩擦)固定在圆弧形桥体的悬臂端，滚筒上设置有两根后缆 绳，分别盘绕在滚筒的两端，后缆绳的一端同样固定在滚筒上，另一端通过缆绳滑轮固定在 圆弧形桥体的活塞式导向桥体的端部。在与圆弧形桥体合拢时的活塞式导向桥体的端部对应位置的圆弧形滑槽上安装 有一个制动卡4，该制动卡包括一个卡槽4. 3，卡槽底部为控制装置4. 4，该控制装置通过弹
4簧4. 2连接卡槽前端的卡子4. 1。该控制装置可以是一个电磁阀。其中桥体1与滑槽5均是同心圆弧，以确保桥体在滑槽中滑动顺畅。桥体由桥面 和活塞式导向桥体两部分构成，然而，此“活塞”非彼活塞，其作用是使桥体的滑行轨迹与滑 道弧线严格重合，这样才能保证桥体滑到对岸时能准确的进入对岸滑槽。由于桥体1接近 地面的部分与地面夹角较大车辆不易上桥，因此，需用引桥2来引导车辆上桥。滑槽5 (设计详图参见附图2)由滑槽前壁5. 1 (也称内滑道)和后壁5. 2 (也称外 滑道)组成。前壁上方安装有被动滚轴5. 3可作为桥体的支点，前壁中部开口用于安装制 动卡；后壁上方同样安装有被动滚轴5. 3用于配合前壁滚轴和桥体活塞帮助桥体滑动，后 壁中部并列开三个口，用于安装缆绳滑轮10。制动卡4(设计详图参见附图3)由卡子4. 1、弹簧4. 2、卡槽4. 3和控制装置4. 4 构成。卡子的设计灵感来自于撞锁，前段做成平滑的斜面或弧形，这样桥体送出时可自动锁 定，既安全又方便。当桥体收回时，通过控制装置(如电磁阀)将卡子抽回。地下控制室3位于引桥2的正下方，其中安装盘绕有缆绳的滚筒7和电动机，为了 三根缆绳做到收放速度一致，只要使两根后缆绳和一根前缆绳的缠绕方向相反便可(见附 图4)。1.送出桥体地下船闸控制室3接到地面工作人员的信号，电动机带动滚筒顺时针转动(以图1 所示为例)，收两根后缆绳(提起)同时送一根前缆绳(收拢)，三根缆绳动作的幅度相同。 桥体准确滑入对岸的短滑道时，活塞式导向桥体的端部刚好通过自动卡，自动制动。2.收回船闸桥地下船闸控制室接到地面工作人员的信号，抽回自动卡，电动机带动卷筒逆时针 转动，前一根缆绳收回的同时后两根缆绳送出，原理同上所述。相关计算论证假设该桥的圆弧半径R = 15m,桥体截面为矩形，桥宽10米，厚度为0. 5米，钢材料 的密度为 P = 7. 88 (Kg/m3)。一、关于汽车的速度由于该桥是一个拱形的桥，因此在汽车过桥时会产生一个离心力F = mv2/r.要使得汽车不会由于离心力过大而飞离桥面，则必须保证桥面对汽车有支持力。 我们取极限情况考虑，即F = G，在此刻支持力刚刚恰好等于0。由F = G 得，mv2/r = mg, v = (gr) 1/2 = 12. 12 (m/s)，所以汽车的过桥速度不应 超过 12 (m/s)。二、受力分析1、当桥体抽出、桥体处于悬臂梁时的受力分析，见图5。2、简化后无铰拱桥的受力分析如图6所示。3、活塞式导向桥体处于底部的受力分析如图7所示。根据以上受力分析图，经过计算可以算出各受力点的受力大小(计算过程略)，再 根据受力大小可以确定各零部件的设计参数(此处略)。
权利要求一种滑动收放式拱形船闸桥，其特征在于该船闸桥包括一个能够滑动收放的圆弧形桥体和圆弧形桥体两侧的引桥，圆弧形桥体一侧的河岸至河道下面设置有一个圆弧形滑槽，与圆弧形滑槽对应的圆弧形桥体的一端固定有一段活塞式导向桥体并插入圆弧形滑槽内，在设置有圆弧形滑槽一侧的引桥下面为地下控制室，地下控制室内安装有由电机驱动的滚筒，滚筒上按正反向盘绕有前缆绳和后缆绳，前缆绳的一端固定在滚筒上，另一端通过缆绳滑轮固定在圆弧形桥体的悬臂端，后缆绳的一端同样固定在滚筒上，另一端通过缆绳滑轮固定在圆弧形桥体的活塞式导向桥体的端部。
2.根据权利要求1所述的滑动收放式拱形船间桥，其特征在于，与圆弧形桥体合拢时 的活塞式导向桥体的端部对应位置的圆弧形滑槽上安装有一个制动卡。
3.根据权利要求2所述的滑动收放式拱形船间桥，其特征在于所述的制动卡包括一个 卡槽，卡槽底部为控制装置，该控制装置通过弹簧连接卡槽前端的卡子。
4.根据权利要求3所述的滑动收放式拱形船间桥，其特征在于所述的控制装置为一个 电磁阀。
5.根据权利要求1至4任一项所述的滑动收放式拱形船间桥，其特征在于滚筒上设置 有两根后缆绳，分别盘绕在滚筒的两端，前缆绳为一根且盘绕在滚筒中部。
专利摘要一种滑动收放式拱形船闸桥，包括圆弧形桥体和引桥，在河岸至河道下面设置有一个圆弧形滑槽，桥体一端为活塞式导向桥体并插入滑槽内。引桥下面为地下控制室，室内安装有由电机驱动的滚筒，滚筒上按正反向盘绕有前缆绳和后缆绳，前缆绳一端固定在桥体的悬臂端，后缆绳一端固定在桥体的活塞式导向桥体的端部。本新型桥体设计成拱形，能使中小型船只直接通行，而无需断开道路，不仅缩短船只通过船闸的时间，而且其设计荷载也较前有显著提高，让港区的水上和陆上贸易更加快捷方便。桥体滑入滑槽后可使大型船只通过，这样运行起来不但轻巧灵活，还节约电能，节省大量运行开支。该桥特别适合在地形环境不允许修建大型高桥的地区修建。
文档编号E01D18/00GK201605524SQ20092025079
公开日2010年10月13日 申请日期2009年11月25日 优先权日2009年11月25日
发明者刘序, 叶辉辉, 渠元闯, 申青松, 石静涛 申请人:渠元闯;石静涛;刘序;叶辉辉;申青松