一种带裙板的沉箱及其在气浮拖航时的调节方法

一种带裙板的沉箱及其在气浮拖航时的调节方法
【专利摘要】一种带裙板的沉箱，由截面形状相同的矩形混凝土沉箱和钢制裙板箱组成，混凝土沉箱设有钢制沉箱底板并与钢制裙板箱固定连接，混凝土沉箱的中部为储仓，储仓内设有陀螺仪并安装在沉箱的重心处以监测沉箱的倾斜度；钢制裙板箱由横向裙板和纵向裙板纵横排列形成多个舱室，各舱室内分别设有阀门、气压计和液位计，气压计监测各舱室的气压，液位计通过气水交界面监测各舱室的液位，气压计安装在各舱室阀门的出口处，液位计安装在各舱室侧壁。本发明的优点是：该带裙板的沉箱可有效减少运输机械设备的数量及由于起吊等作业设计或操作不当引起的事故；该带裙板的沉箱可快速调节沉箱在拖航过程中的浮运姿态，提高拖航过程中的稳性，保证了沉箱的安全。
【专利说明】一种带裙板的沉箱及其在气浮拖航时的调节方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及海洋工程中重力式沉箱的拖航技术，特别是一种带裙板的沉箱及其在气浮拖航时的调节方法。

【背景技术】
[0002]海洋工程中的大型重力式沉箱重量已高达1000_3000t，且体形较大，已不适合船只承载运输。拖航技术的发展使得海洋工程结构的运输更为简单，但是由于沉箱像是一个有底无盖的箱子，其在拖航过程中的稳性难以保证。半潜驳和高压气囊被用到沉箱拖航过程中，但是由于沉箱要吊运到半潜驳上，在起重船起吊的过程中，吊点的设计及起吊作业需要非常精确，如果有吊环埋置位置不精确或者吊绳配置不当，极有可能发生事故；在沉箱底部布置高压气囊虽然能够省去起吊作业并且可以用于拖航过程，但是由于高压气囊是一个整体，并不能调节沉箱在拖航过程中的浮运姿态，不利于拖航的稳性及沉箱的安全性。


【发明内容】

[0003]本发明的目的在于针对上述存在问题，提供一种带裙板的沉箱及其在气浮拖航时的调节方法，该方法能够快速调节沉箱在拖航过程中的浮运姿态，提高拖航过程中的稳性，保证沉箱的安全。
[0004]本发明的技术方案:
一种带裙板的沉箱，由截面形状相同的矩形混凝土沉箱和钢制裙板箱组成，混凝土沉箱设有钢制沉箱底板并通过钢制沉箱底板与钢制裙板箱固定连接，混凝土沉箱的中部为储仓，储仓内设有陀螺仪并安装在沉箱的重心处以监测沉箱的倾斜度，储仓的两侧为设有钢筋的混凝土箱体；钢制裙板箱由横向裙板和纵向裙板纵横排列形成多个舱室，各舱室在与沉箱底板对应处设有阀门，各舱室内分别设有气压计和液位计，气压计监测各舱室的气压，液位计通过气水交界面监测各舱室的液位，气压计安装在各舱室阀门的出口处，液位计安装在各舱室侧壁。
[0005]一种所述带裙板的沉箱在气浮拖航时的调节方法，步骤如下:
1)在对带裙板的沉箱的钢制裙板箱的舱室内初始充气顶升的过程中，通过布置在沉箱重心处的陀螺仪监测沉箱的倾斜度，通过布置在各阀门处的气压计监测各个分舱的气压，增加气泵的对舱室的充气量，通过布置在舱室侧壁的液位计监测舱室内的液位高度，在达到气浮所需的水封高度停止充气，使沉箱平稳漂浮起来；
2)在用拖船将沉箱拖至沉放点的过程中，通过监测沉箱的倾斜度及各个分舱的气压，调节气泵对各个舱室的充气量，保持拖航的稳性，同时监测各舱室内的液位高度，保持气浮所需的水封高度；
3)如果在充气和拖航过程中发现沉箱倾斜，此时应增加对位置较低的舱室的充气量，减小对位置较高的舱室的充气量，最终使各舱室的气压保持一定，沉箱平稳；
4)在拖航至沉放点下沉时，监测沉箱的倾斜度，控制气泵对各个舱室的充气量，使沉箱平稳下沉至海底。
[0006]本发明的优点是:该带裙板的沉箱可有效减少运输机械设备的数量及由于起吊等作业设计或操作不当弓I起的事故；与高压气囊相比，该带裙板的沉箱可快速调节沉箱在拖航过程中的浮运姿态，提高了拖航过程中的稳性，保证了沉箱的安全。

【专利附图】

【附图说明】
[0007]图1是该带裙板的沉箱立体结构示意图。
[0008]图2是该带裙板的沉箱拖航过程中平稳状态的纵剖面示意图。
[0009]图3是该带裙板的沉箱拖航过程中倾斜状态的纵剖面示意图。
[0010]图中:1.沉箱 2.储仓 3.横向裙板 4.纵向裙板 5.沉箱底板6.阀门 7.陀螺仪 8.气压计 9.液位计 10.气水交界面。

【具体实施方式】
[0011]下面将结合【专利附图】

【附图说明】本发明。
[0012]实施例:
一种带裙板的沉箱，如图1-2所示，由截面形状相同的矩形混凝土沉箱1和钢制裙板箱组成，混凝土沉箱1设有钢制沉箱底板5并通过钢制沉箱底板5与钢制裙板箱固定连接，混凝土沉箱的中部为储仓2，储仓2内装有液化天然气，储仓2内设有陀螺仪7并安装在沉箱1的重心处以监测沉箱1的倾斜度，储仓2的两侧为设有钢筋的混凝土箱体；钢制裙板箱由横向裙板3和纵向裙板4纵横排列形成多个舱室,各舱室在与沉箱底板5对应处设有阀门6，各舱室内分别设有气压计8和液位计9，气压计8监测各舱室的气压，液位计9通过气水交界面10监测各舱室的液位，气压计8安装在各舱室阀门6的出口处，液位计9安装在各舱室侧壁。
[0013]该实施例中，带裙板的沉箱，长度为79.6m、宽45m、高40m ;钢制裙板箱高5m，钢制裙板箱内的纵向裙板为5道，横向裙板为10道，共形成36个舱室，其中横向的9舱室设为#1-#9，如图3所述，每个舱室顶部与沉箱底板连接处布置有阀门，阀门通过管道与气泵相连，在拖航过程中使用气泵通入空气控制舱室内气压。
[0014]该带裙板的沉箱在气浮拖航时的调节方法，步骤如下:
1)在对带裙板的沉箱的钢制裙板箱的舱室内初始充气顶升的过程中，通过布置在沉箱重心处的陀螺仪监测沉箱的倾斜度，通过布置在各阀门处的气压计监测各个分舱的气压，增加气泵的对舱室的充气量，通过布置在舱室侧壁的液位计监测舱室内的液位高度，在达到气浮所需的水封高度停止充气，使沉箱平稳漂浮起来；
2)在用拖船将沉箱拖至沉放点的过程中，通过监测沉箱的倾斜度及各个分舱的气压，调节气泵对各个舱室的充气量，保持拖航的稳性，同时监测各舱室内的液位高度，保持气浮所需的水封高度；
3)如果在充气和拖航过程中发现沉箱倾斜，如图3，此时应增加对#1-#4位置较低的舱室的充气量，减小对位置较高的#6-#9舱室的充气量，最终使各舱室的气压保持一定，沉箱平稳；
4)在拖航至沉放点下沉时，监测沉箱的倾斜度，控制气泵对各个舱室的充气量，使沉箱平稳下沉至海底。
[0015]本发明可以用于港口、码头、LNG基础的沉箱的气浮拖航过程中，可以有效快速调节沉箱在拖航过程中的浮运姿态，显著提高沉箱拖航的稳性。
【权利要求】
1.一种带裙板的沉箱，其特征在于:由截面形状相同的矩形混凝土沉箱和钢制裙板箱组成，混凝土沉箱设有钢制沉箱底板并通过钢制沉箱底板与钢制裙板箱固定连接，混凝土沉箱的中部为储仓，储仓内设有陀螺仪并安装在沉箱的重心处以监测沉箱的倾斜度，储仓的两侧为设有钢筋的混凝土箱体；钢制裙板箱由横向裙板和纵向裙板纵横排列形成多个舱室，各舱室在与沉箱底板对应处设有阀门，各舱室内分别设有气压计和液位计，气压计监测各舱室的气压，液位计通过气水交界面监测各舱室的液位，气压计安装在各舱室阀门的出口处，液位计安装在各舱室侧壁。
2.一种如权利要求1所述带裙板的沉箱在气浮拖航时的调节方法，其特征在于步骤如下: 1)在对带裙板的沉箱的钢制裙板箱的舱室内初始充气顶升的过程中，通过布置在沉箱重心处的陀螺仪监测沉箱的倾斜度，通过布置在各阀门处的气压计监测各个分舱的气压，增加气泵的对舱室的充气量，通过布置在舱室侧壁的液位计监测舱室内的液位高度，在达到气浮所需的水封高度停止充气，使沉箱平稳漂浮起来； 2)在用拖船将沉箱拖至沉放点的过程中，通过监测沉箱的倾斜度及各个分舱的气压，调节气泵对各个舱室的充气量，保持拖航的稳性，同时监测各舱室内的液位高度，保持气浮所需的水封高度； 3)如果在充气和拖航过程中发现沉箱倾斜，此时应增加对位置较低的舱室的充气量，减小对位置较高的舱室的充气量，最终使各舱室的气压保持一定，沉箱平稳； 4)在拖航至沉放点下沉时，监测沉箱的倾斜度，控制气泵对各个舱室的充气量，使沉箱平稳下沉至海底。
【文档编号】E02D23/10GK104452790SQ201410535174
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】丁红岩, 韩彦青, 张浦阳 申请人:天津大学前沿技术研究院有限公司