专利名称：椭圆沉箱悬挂舵装置的制作方法
技术领域：
椭圆沉箱悬挂舵装置
一、 技术领域
本实用新型涉及水运工程施工设备，特别是沉箱拖运用设备。
二、 背景技术-
在水工工程施工中，不可避免要进行沉箱拖运。由于沉箱大小与形 状的相同，其拖运工艺也有所不同。椭圆沉箱就是其中的一种。由于沉箱 呈椭圆形状，拖航时沉箱受流体的环流作用而做旋转运动，当沉箱的旋转 运动产生的惯性力克服被拖力时，则沉箱出现周期性自转，航迹呈"之" 字形左右摆动，航速缓慢。在远距离拖航中，由沉箱旋转所产生的惯性力 必然导致拖缆受力过大而随时具有断缆的危险，因此，椭圆沉箱拖运成为 水工施工工程中的一大障碍，也是横在水工施工中的一道难题。
三、 发明内容
本实用新型的目的是克服上述不足问题，提供一种椭圆沉箱悬挂舵 装置，消除沉箱被拖时的自转和摆动，提高航速。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是椭圆沉箱悬挂舵 装置，骨架由立柱和横梁固定接成三角形框架结构舵体，舵体上端固定有 支撑臂，舵体上通过耳环装有固定索。
所述舵体为三角形，前端部夹角为45° 。
所述骨架的立柱为槽钢对口焊接而成，横梁为工字钢桁架而成。
所述固定索为钢丝绳。
所述舵体与沉箱接触面装有橡胶垫块。
本实用新型从沉箱被拖航时的自转和摆动的机理分析椭圆沉箱作为椭圆物体在流体中运动，势必产生流体沿物体表面运动的流线轨迹。由 于流体流动的不对称性导致压差力——升力的产生，致使物体的运动轨迹 发生偏移。作为椭圆沉箱被拖航时，当压差力达到一定值时，克服被拖力 而使沉箱航迹偏移，沉箱航速减小。随航速的减小，压差力减小。当被拖 力克服压差力而使航速增大时，沉箱运动的速度所产生的惯性力导致沉箱 运动轨迹改变，向相反方向偏移，之字形左右摆动的现象产生。因此，当 航速设定后，压差力的大小则取决于中部环流，作为椭圆物体在流体中运 动，流体流动的不对称性则是由沉箱的椭圆形状引起的，主要出现在流体 中物体的后部。由于流体沿界层离体形成一连串集中的旋涡——涡街，物 体后部的流体出现不稳定，导致压差力的产生，物体后部摆动。作为椭圆 形沉箱摆动的惯性力与被拖力迭加，在达到一定值时沉箱开始出现周期性 的旋转。
本实用新型根据以上分析设计出沉箱舵装置，改变绕物体的势流可 以改变流体绕物体流动的离体点，从而改变涡街形成的位置与运行的方向
(如图3所示)。而绕物体的势流又与物体的形状，尤其是物体后部的形 状有关。采用流线型后部则压力变化率小，边界层外部流体的动能能够通 过粘性传递给边界层内部的流体，在压力抵抗较小时可以帮助流体顺利地 抵达尾部，中途不致于停止和堆积，从而避免了离体。物体采用流线型后 虽然增加了浸湿面积，增加了摩擦阻力，但防止了边界层的离体，大大降 低了形状阻力，且流线型物体的长宽比愈大，则形状阻力愈小。本实用新 型三角形沉箱舵装置，形成近似流线型形状的设想。为沉箱设置本实用新 型装置后有效控制平衡，改善沉箱后部流体的稳定性，控制沉箱运行方向。
经模型舵效实验以l: 30的比例制作了椭圆沉箱模型，并依照预计尺寸 安装了沉箱舵，并对加舵前、后进行了比较，证明在椭圆沉箱上增设一个 三角形沉箱舵，自转得以消除，之字形摆动减轻，解决了椭圆沉箱长途拖 运的难题，开创了沉箱悬挂舵拖航的先例。四、
图l为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型俯视图。
图3为装上本实用新型后沉箱的环流示意图。
五具体实施方式
如图l、 2所示的椭圆沉箱悬挂舵装置，骨架的立柱为18#槽钢对口 焊接而成，横梁为18#工字钢桁架组成三角形框架结构舵体1，舵体前端 部夹角为45° ，舵体1上端横梁上固定有支撑臂2，通过支撑臂使沉箱舵 装置悬挂在沉箱上沿内壁。舵体与沉箱接触面装有橡胶垫块5，以保护沉 箱不受损，舵体上通过耳环3装有固定索4，固定索为4)28钢丝绳，通过 固定索与沉箱8、拖环6、吊环7等连接锁紧，以便于形成整体拖运。拖 运后拆除本装置，留作下一次拖运使用。
权利要求1、椭圆沉箱悬挂舵装置，其特征是骨架由立柱和横梁固定接成三角形框架结构的舵体(1)，舵体上端固定有支撑臂(2)，舵体上通过耳环(3)装有固定索(4)。
2、 根据权利要求1所述的椭圆沉箱悬挂舵装置，其特征是舵体(1)为三角形，前端部夹角为45° 。
3、 根据权利要求1所述的椭圆沉箱悬挂舵装置，其特征是骨架的立柱为槽钢对口焊接而成，横梁为工字钢桁架而成。
4、 根据权利要求1所述的椭圆沉箱悬挂舵装置，其特征是固定索(4) 为钢丝绳。
5、 根据权利要求1所述的椭圆沉箱悬挂舵装置，其特征是舵体(1) 与沉箱(8)接触面装有橡胶垫块(5)。
专利摘要本实用新型涉及水运工程施工设备。椭圆沉箱悬挂舵装置，骨架由立柱和横梁固定接成三角形框架结构舵体，舵体上端固定有支撑臂，舵体上通过耳环装有固定索。本实用新型沉箱舵装置，改变绕物体的势流可以改变流体绕物体流动的离体点，从而改变涡街形成的位置与运行的方向。为沉箱设置本实用新型装置后有效控制平衡，改善沉箱后部流体的稳定性，控制沉箱运行方向。经模型舵效实验以1∶30的比例制作了椭圆沉箱模型，并依照预计尺寸安装了沉箱舵，并对加舵前、后进行了比较，证明在椭圆沉箱上增设一个三角形沉箱舵，自转得以消除，之字形摆动减轻，解决了椭圆沉箱长途拖运的难题，开创了沉箱悬挂舵拖航的先例。
文档编号E02D23/00GK201250409SQ20082001541
公开日2009年6月3日 申请日期2008年9月2日 优先权日2008年9月2日
发明者丁建新, 朱国春, 伟 潘 申请人:中交第一航务工程局有限公司;中交一航局第三工程有限公司