CN100552138C - 顶推半潜式跨海登陆浮桥 - Google Patents

Abstract

顶推半潜式跨海登陆浮桥，属于船舶海洋工程技术领域。本发明浮桥由受推浮箱、基本浮箱和滩头浮箱组合后通过推手挡块与推手间的扣合与拖轮连接。浮箱间通过水下横向接头部件和水下纵向接头部件连接。浮箱内均布置有可充气室和固定气室。可充气室的顶端设置电控放气阀，在其左斜下方设置充气阀。拖轮上布置有压气机和电控单元。启动压气机可以通过充气阀给可充气室充气，使浮桥上浮，便于登陆运输。电控单元发出信号则可打开电控放气阀，让可充气室放气，使浮桥淹没。本浮桥具有长度和宽度可变的灵活性，以及可以潜下水面的隐蔽性；可以在水平方向任意移动、迁徙；可以在任意地点选择登陆点，应用范围广泛，造价低廉，成本节省，组合快捷方便。

Description

顶推半潜式跨海登陆浮桥

技术领域：

本发明涉及一种跨海登陆浮桥，尤其是一种顶推半潜式跨海登陆浮桥，属于船舶海洋工程技术领域。

背景技术：

海上运输作业经常需要连接海中船只与海岸的通道，以发挥接岸卸载的功能；更需要一种可以灵活移动的、自行登陆接岸的浮桥。现有的各种浮桥都不具备水平位置灵活移动、自行登陆接岸的功能。已有技术中，申请号为02268130.2、名称为“潜水浮桥”的实用新型专利，其结构是由浮箱、重力块连接器和重力块构成，浮箱通过销栓连接成浮桥，重力块通过重力块连接器与浮箱相接，重力块按浮箱的长宽度等距沉放在河床上将浮桥牵拉定位在水面以下，它是不能移动水平位置的装置，不能灵活应用；申请号为03225689.2、名称为“一种潜浮桥”的实用新型专利，其桥面架设在桥墩上，桥墩固定设置在潜浮子上，潜浮子通过拉索或刚性连接与定子连接，该专利可以减少水中修建桥墩的工程，但也在水平位置上相对固定，难以迁移，桥面本身始终浮在水面，缺少隐蔽性；申请号为200310116211.3、名称为“便航式跨海浮桥”的发明专利，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，浮桥上的浮节通过水中衔桥与便航管道相连接，便航管道有多个通道，它的纵向中部沉入、悬浮在水面以下，两端都露出水面与浮桥相连接，使车辆可以通过浮桥、便航管道到达彼岸，该发明是固定于海域两岸的方案，不能发挥海中船只与海岸的登陆连接作用。

发明内容：

为了克服现有技术的缺陷和不足，以构成连接海中船只与海岸的登陆通道，使该通道可以在半潜的状态下隐蔽地任意移动位置，并发挥自行登陆接岸的功能，本发明提供一种顶推半潜式跨海登陆浮桥。

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明包括：拖轮，受推浮箱，基本浮箱，滩头浮箱，推手挡块，推手，压气机，电控单元，气电连接管，可充气室，固定气室，电控放气阀，充气阀，水下纵向接头，水下纵向接头母，水下横向接头，水下横向接头母，铰链，橡胶垫，固位板。

本发明由受推浮箱、基本浮箱和滩头浮箱组合而成后与拖轮连接。直接受拖轮推动的浮箱单元是受推浮箱；浮桥最前端、准备冲滩登陆的单元是一排滩头浮箱；其余是基本浮箱。

基本浮箱和受推浮箱都是中空的长方形立方体，立方体以角钢为骨架，除底面外其余各面都焊接钢板，在立方体内焊接有平隔板。立方体底面是由钢板条焊接而成的平隔栅。允许海水自由流通。三个可充气室和两个固定气室按纵向依次置于每个浮箱的平隔板和平隔栅之间，两者一一相隔，相互平行布置。滩头浮箱也以角钢为骨架，其底面的前部是由钢板制成的向上倾斜的钢质斜底板，便于冲滩登陆时与滩头的斜坡贴合。滩头浮箱的底面的其余部分，由钢板条焊接而成连接格栅，与斜底板焊接成一体。滩头浮箱的隔板采用钢质弯隔板，它的前部，是向上倾斜的斜板，后部是水平板。斜板与斜底板互相平行。可充气室、固定气室的放置与基本浮箱完全相同。两台压气机和两个电控单元分别置放于两艘拖轮上，其中一艘拖轮上的压气机和电控单元备用。

在每个可充气室的顶端设置电控放气阀，在每个可充气室的左斜下方设置充气阀。在平隔板和弯隔板上对应每个电控放气阀位置开有孔洞，以便电控放气阀穿过隔板。每个电控放气阀的控制端均与电控单元的输出端电连接。每个充气阀的进口均通过充气管与压气机出口连接。

基本浮箱前、后侧面分别布置由水下纵向接头和水下纵向接头母构成的水下纵向接头部件；左、右侧面分别布置由水下横向接头和水下横向接头母构成的水下横向接头部件。滩头浮箱的后端面和左右两侧面以及受推浮箱的前端面和左右两侧面也布置水下接头部件。

各浮箱顶面的四个角，都加工有连接作业孔，便于人工将相邻浮箱的角钢用螺栓固接，连成一体。

推手是一钢质柱面块体，通过支承固定在拖轮艏部水下。在每个受推浮箱2的后端水下以铰链方式安装推手挡块5，拖轮通过推手和推手挡块与受推浮箱连接。

气电连接管是从拖轮进入浮箱前的一段中空橡胶管，柔软、可弯曲，连接导线和充气管从气电连接管中穿过，以便拖轮的气路和电路与浮桥各单元妥善连接，又可在拖轮与浮桥间发生微小相对位移时可靠连接而不破坏。

水下纵向接头部件的组合，是由一只浮箱的水下纵向接头和另一只浮箱的水下纵向接头母互相连接而成；水下横向接头部件的组合由一只浮箱的水下横向接头和另一只浮箱的水下横向接头母相互连接而成。

开始连接前，所有可充气室和固定气室都充满空气，浮箱的上表面连带一部分箱体浮于水面上。当两浮箱需要纵向连接时，由1-2人站立于一个浮箱的边沿，使该浮箱略有倾斜，形成一只浮箱的水下纵向接头和另一只浮箱的水下纵向接头母在垂直方向上的落差，以便一只浮箱的水下纵向接头嵌入另一只浮箱的水下纵向接头母。然后人员离开浮箱边沿，再通过连接作业孔将浮箱对应角钢部分用螺栓紧固，保证浮箱间的纵向可靠连接。

当两浮箱或浮箱组需要横向连接时，由1-2名人员站立于一个浮箱或浮箱组的边沿，使之略有倾斜，形成一只浮箱的水下横向接头和另一只浮箱的水下横向接头母在垂直方向上的落差，以便一只浮箱的水下横向接头母扣住另一只浮箱的水下横向接头，然后人员离开边沿，使浮箱恢复水平状态，再通过连接作业孔将浮箱对应角钢部分用螺栓紧固，保证浮箱的横向可靠连接。

当所有浮箱全部连接完毕，两条拖轮分别靠近两个左右布置的受推浮箱，打开推手挡块，使推手得以与浮箱近距离贴合；扣紧推手挡块；拖轮1与浮箱组成完整的顶推半潜式跨海登陆浮桥。电控单元发出信号，使可充气室的电控放气阀全部放开。可充气室全部放空，整个浮桥下沉，为水面淹没，顶面距水面为50-100mm，达到隐蔽和水中行走阻力减小的目的。

拖轮除依靠推手与推手挡快同浮桥连接外，还可依赖绳索、钢缆加强相互连接，以确保在海风海浪的作用下，顺利航行迁移。

当浮桥运行到指定水面位置时，启动压气机，向每个浮箱单元运送一定压力的空气，使可充气室急剧充气。各浮箱的浮力提高，同步浮出水面。然后，两拖轮同步向前运行，使滩头浮箱顺利冲上海岸滩头，并稳固贴合在滩头上，构成便于人员、车辆、辎重运输通行的浮桥。随后，拖轮可脱离浮桥，需要卸载的舰船即可靠帮浮桥的受推浮箱，开始卸载登陆作业。

浮桥由三排浮箱组成，横向三个一组，纵向连接成长串。最前沿一组是三个滩头浮箱；最后一组的两侧是受推浮箱，中间是基本浮箱；最前沿和最后沿之外的所有浮箱都由基本浮箱3组成。浮桥的长度由基本浮箱的个数确定，并无限制，可根据待卸载的舰船吃水深度和海岸滩涂的倾斜陡峭度决定，浮箱的宽度可依靠增加浮箱个数来加宽，组合成横向五个一组，或七个一组，或更宽。

本发明的有益效果是：本发明采用可浮可半潜的浮箱连接组成浮桥，具有长度和宽度可变的灵活性，以及可以潜下水面的隐蔽性；由于设置了顶推拖轮的驱动，可以在水平方向任意移动、迁徙；本发明的滩头浮箱的底部与海岸滩头的斜面相贴合，可以在任意地点选择登陆点；本发明的宽度可以依靠增加浮箱组合而得以扩展，适于人员、车辆和其他辎重的运输，具有灵活的适用范围；本发明处于半潜状态仍可迁移，大幅度减少了水中行走的阻力；在投入登陆工作状态前，可以长期潜于水面以下，具有长期的潜伏功能和快速水平迁移到位的机动性，是一种灵活、机动、隐蔽、可靠的，应用范围广泛、适于军民两用的登陆浮桥装置。本发明造价低廉，成本节省，组合快捷方便；长度，宽度变化灵活。是一种具有巨大经济效益和应用价值的船舶海洋结构物，具有显著的社会效益。

附图说明：

图1是本发明跨海登陆浮桥的结构原理示意图；

图2是基本浮箱外形结构示意图；

图3是受推浮箱外形结构示意图；

图4是基本浮箱和受推浮箱的侧面透视图；

图5是滩头浮箱外形结构示意图；

图6是滩头浮箱的侧面透视图；

图7是推手与推手挡块连接示意图；

图中，1.拖轮，2.受推浮箱，3.基本浮箱，4.滩头浮箱，5.推手挡块，6.推手，7.压气机，8.电控单元，9.气电连接管，10.可充气室，11.固定气室，12.电控放气阀，13.充气阀，14.水下纵向接头，15.水下纵向接头母，16.水下横向接头，17.水下横向接头母，18.平隔栅，19.平隔板，20.弯隔板，21.连接格栅，22.铰链，23.橡胶垫，24.固位板，25.连接作业孔。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施作进一步描述。

如图1，图2，图3，图4，图5，图6，图7所示，本发明包括：拖轮1，受推浮箱2，基本浮箱3，滩头浮箱4，推手挡块5，推手6，压气机7，电控单元8，可充气室10，固定气室11，电控放气阀12，充气阀13，水下纵向接头14，水下纵向接头母15，水下横向接头16，水下横向接头母17，铰链22，橡胶垫23，固位板24。本发明由受推浮箱2、基本浮箱3和滩头浮箱4组合而成后与拖轮1连接。直接受拖轮1推动的浮箱单元是受推浮箱2；浮桥最前端、准备冲滩登陆的单元是一排滩头浮箱4；其余是基本浮箱3。

基本浮箱3和受推浮箱2都是中空的长方形立方体，立方体以角钢为骨架，除底面外其余各面都焊接钢板，在立方体的三分之二高度处焊接有平面钢板制作的平隔板19。立方体底面是由5毫米厚的钢板条焊接而成的平隔栅18。钢板条宽50毫米，格栅间距400毫米，允许海水自由流通。三个可充气室10和两个固定气室11按纵向依次置于每个浮箱的平隔板19和平隔栅18之间。可充气室10和固定气室11都是两层橡胶制成的密封气袋，两者一一相隔，相互平行布置。滩头浮箱4也是以角钢为骨架，其底面的前部，即前后方向五分之一长度，是由钢板制成的向上倾斜30°的钢质斜底板，便于冲滩登陆时与滩头的斜坡贴合。滩头浮箱4的底面的其余部分，由钢板条焊接而成连接格栅21，连接格栅21与斜底板焊接成一体。滩头浮箱4的隔板采用钢质弯隔板20，弯隔板20的后部，即前后方向的后五分之四长度，是水平板，它的前部，是向上倾斜30°的斜板，斜板与斜底板互相平行。它的可充气室10、固定气室11的放置，与基本浮箱3完全相同。各浮箱长25m，宽6m，在风速40节、横流速度3节和1.5m波高的条件下，允许乘载62吨的车辆通行。

两台压气机7和两个电控单元8分别置放于两艘拖轮1上，其中一艘拖轮上的压气机7和电控单元8备用。

在每个可充气室10的顶端设置电控放气阀12；左斜下方设置充气阀13。在平隔板19和弯隔板20上对应每个电控放气阀12位置开有直径为电控放气阀12口径十倍或十二倍的孔洞，以便电控放气阀穿过平隔板19或弯隔板20。每个电控放气阀12的控制端均与电控单元8的输出端电连接。每个充气阀13的进口均通过充气管与压气机7出口连接。

基本浮箱3以朝向滩头方向为前，以朝向拖轮1方向为后，由上而下俯视，从左下角开始逆时针环绕一圈，共经历四个侧面，前、后侧面分别布置由水下纵向接头14和水下纵向接头母15组成的水下纵向接头部件；左、右侧面分别布置由水下横向接头16和水下横向接头母17组成的水下横向接头部件。水下纵向接头14和水下纵向接头母15分别安装在距离左右两端1.5米处，水下横向接头16和水下横向接头母17分别安装在距离前后两端5.0米处。滩头浮箱4和受推浮箱2也按此规则布置水下接头部件。但是，受推浮箱2面向拖轮1的一侧，不布置水下接头部件；滩头浮箱4面向滩头的一侧，不布置水下接头部件。滩头浮箱4的水下横向接头16和水下横向接头母17距离后端分别为5.0米和15米。

各浮箱顶面的四个角，都加工有连接作业孔25，便于人工将相邻浮箱的角钢用螺栓固接，连成一体。在连接作业孔25的部位，作为浮箱骨架的角钢，两边钻有Φ24的圆孔，以便M20的螺栓连接件穿过，使相邻的浮箱牢固连接。角钢上还加工有两个Φ50的工艺孔，以便连接导线穿过。相邻浮箱的连接导线通过接线柱电连接；相邻浮箱的充气管15以卡套式接头和柔性气管连接。柔性气管是钢丝增强的耐油橡胶高压软管；充气管是15号冷拔无缝钢管；卡套式接头由卡套和接头体两部分组成，可以快速连接，以便于浮箱间的快速组合。

推手6是一钢质柱面块体，通过支承固定在拖轮艏部水下。推手挡块5通过铰链22固接在受推浮箱2水下受推面上。拖轮1通过推手6和推手挡块5与受推浮箱2连接。推手挡块5是两块“L”型截面的条形构件相对布置的挡板，当到达工作位置并固定后，可以松动方式限制推手6的横向位移。在两块档板间的受推浮箱2受推面上，贴有厚度为20毫米的橡胶垫23，以分散拖轮1的推力，达到推力的均匀分布。在推手挡块5的两块档板的内侧面分别焊接一块固位板24，固位板24是梯型板材，由钢板切割，中间钻孔制成。在受推浮箱2受推面上相应两块档板位置处也分别焊接两块固位板24，使得当推手挡块5合上时，固定在推手挡块5上的固位板24正好夹在固定在受推浮箱2受推面上的两块固位板24中间，以便于螺栓紧固，达到固位作用。

气电连接管9是从拖轮进入浮箱前的一段中空橡胶管，柔软、可弯曲，连接导线和充气管从气电连接管9中穿过，以便拖轮1的气路和电路与浮桥各单元妥善连接，又可在拖轮1与浮桥间发生微小相对位移时可靠连接而不破坏。

水下纵向接头部件的组合，由一只浮箱的水下纵向接头14和另一只浮箱的水下纵向接头母15连接而成。水下纵向接头14的横截面是“T”型，水下纵向接头母15的横截面是“C”型，水下纵向接头母和水下纵向接头厚度均为80mm，两者可松动套合，连接可靠。

水下横向接头部件的组合由一只浮箱的水下横向接头16和另一只浮箱的水下横向接头母17连接而成。水下横向接头16的纵剖面成“L”型，水下横向接头母17的纵剖面成“η”型，水下横向接头母和水下横向接头厚度均为80mm，两者可牢靠挂接。

开始连接前，所有可充气室10和固定气室11都充满空气，浮箱的上表面连带一部分箱体浮于水面上。当两浮箱需要纵向连接时，由1-2人站立于一个浮箱的边沿，使该浮箱略有倾斜，形成一只浮箱的水下纵向接头14和另一只浮箱的水下纵向接头母15在垂直方向上的落差，以便一只浮箱的水下纵向接头14嵌入另一只浮箱的水下纵向接头母15。然后人员离开浮箱边沿，再通过连接作业孔25将浮箱对应角钢部分用螺栓紧固，保证浮箱间的纵向可靠连接。

当两浮箱或浮箱组需要横向连接时，由1-2名人员站立于一个浮箱或浮箱组的边沿，使之略有倾斜，形成一只浮箱的水下横向接头16和另一只浮箱的水下横向接头母17在垂直方向上的落差，以便一只浮箱的水下横向接头母17扣住另一只浮箱的水下横向接头16，然后人员离开边沿，使浮箱恢复水平状态，再通过连接作业孔25将浮箱对应角钢部分用螺栓紧固，保证浮箱的横向可靠连接。

当所有浮箱全部连接完毕，两条拖轮1分别靠近两个左右布置的受推浮箱2，打开推手挡块5，使推手6得以与浮箱近距离贴合；扣紧推手挡块5；拖轮1与浮箱组成完整的顶推可潜式跨海登陆浮桥。电控单元8发出信号，使可充气室10的电控放气阀12全部放开。可充气室10全部放空，整个浮桥下沉，为水面淹没，顶面距水面为50-100mm，达到隐蔽和水中行走阻力减小的目的。

拖轮1除依靠推手6与推手挡块5同浮桥连接外，还可依赖绳索、钢缆加强相互连接，以确保在海风海浪的作用下，顺利航行迁移。

当浮桥运行到指定水面位置时，启动压气机7，向每个浮箱单元运送0.5MPa压力的空气，使可充气室10急剧充气。各浮箱的浮力提高，同步浮出水面。然后，两拖轮1同步向前运行，使滩头浮箱4顺利冲上海岸滩头，并稳固贴合在滩头上，构成便于人员、车辆、辎重运输通行的浮桥。随后，拖轮1可脱离浮桥，需要卸载的舰船即可靠帮浮桥的受推浮箱2，开始卸载登陆作业。

浮桥由三排浮箱组成，横向三个一组，纵向连接成长串。最前沿一组是三个滩头浮箱4；最后一组的两侧是受推浮箱2，中间是基本浮箱3；最前沿和最后沿之外的所有浮箱组都由基本浮箱3组成。浮桥的长度由基本浮箱3的个数决定，并无限制，可根据待卸载的舰船吃水深度和海岸滩涂的倾斜陡峭度决定，浮箱的宽度可依靠增加浮箱个数来加宽，组合成横向五个一组，或七个一组，或更宽。

Claims (6)

1.一种顶推半潜式跨海登陆浮桥，包括拖轮(1)、受推浮箱(2)、基本浮箱(3)、滩头浮箱(4)、推手(6)、推手挡块(5)、压气机(7)、电控单元(8)、可充气室(10)、固定气室(11)、电控放气阀(12)、充气阀(13)、水下纵向接头(14)、水下纵向接头母(15)、水下横向接头(16)、水下横向接头母(17)、铰链(22)、橡胶垫(23)、固位板(24)，其特征在于基本浮箱(3)和受推浮箱(2)都是中空的长方形立方体，立方体以角钢为骨架，除底面外其余各面都焊接钢板，立方体底面是由钢板条焊接而成的平隔栅(18)，在立方体内焊接钢质平隔板(19)；三个可充气室(10)和两个固定气室(11)按纵向依次置于每个浮箱的平隔板(19)和平隔栅(18)之间，两者一一相隔，相互平行布置；滩头浮箱(4)也是以角钢为骨架，其底面的前部是向上倾斜的钢质斜底板，底面的其余部分，由钢板条焊接而成连接格栅(21)，连接格栅(21)与斜底板焊接成一体；滩头浮箱(4)的隔板采用钢质弯隔板(20)，它的前部，是向上倾斜的斜板，后部是水平板，斜板与斜底板互相平行；可充气室(10)、固定气室(11)的放置与基本浮箱(3)完全相同，在每个可充气室(10)的顶端设置电控放气阀(12)，在每个可充气室(10)的左斜下方设置充气阀(13)；两台压气机(7)和两个电控单元(8)分别置放于两艘拖轮(1)上；在平隔板(19)和弯隔板(20)上对应每个电控放气阀(12)位置开有孔洞；每个电控放气阀(12)的控制端均与电控单元(8)的输出端电连接；每个充气阀(13)的进口均通过充气管与压气机(7)出口连接；基本浮箱(3)前、后侧面分别布置由水下纵向接头(14)和水下纵向接头母(15)组成的水下纵向接头部件；左、右侧面分别布置由水下横向接头(16)和水下横向接头母(17)组成的水下横向接头部件；滩头浮箱(4)的后端面和左右两侧面以及受推浮箱(2)的前端面和左右侧面也布置相同的水下接头部件；各浮箱顶面的四个角，都加工有连接作业孔(25)；推手(6)是一钢质柱面块体，通过支承固定在拖轮艏部水下；推手挡块(5)通过铰链(22)安装在受推浮箱(2)水下的受推面上，拖轮(1)通过推手(6)和推手挡块(5)与受推浮箱(2)连接；气电连接管(9)是从拖轮进入浮箱前的一段中空橡胶管，连接导线和充气管从气电连接管(9)中穿过。

2.根据权利要求1所说的顶推半潜式跨海登陆浮桥，其特征是所说的平隔板(19)是焊接在基本浮箱和受推浮箱从顶部开始的三分之二高度处，平隔栅(18)的钢板条宽50毫米，隔栅间距400毫米；斜底板位于滩头浮箱前端五分之一长度处，倾斜角度为30°。

3.根据权利要求1所说的顶推半潜式跨海登陆浮桥，其特征是所说的平隔板和弯隔板所开孔洞的直径为电控放气阀(12)口径的十倍或十二倍。

4.根据权利要求1所说的顶推半潜式跨海登陆浮桥，其特征是所说的基本浮箱，受推浮箱，滩头浮箱的长度均为25m，宽为6m；可充气室(10)和固定气室(11)都是两层橡胶制成的密封气袋。

5.根据权利要求1所说的顶推半潜式跨海登陆浮桥，其特征是所说的水下纵向接头(14)和水下纵向接头母(15)分别安装在距离左右两端1.5米处，水下纵向接头(14)的横截面是“T”型，水下纵向接头母(15)的横截面是“C”型，水下纵向接头和水下纵向接头母的厚度均为80mm；水下横向接头(16)和水下横向接头母(17)分别安装在距离前后两端5.0米处，水下横向接头(16)的纵剖面成“L”型，水下横向接头母(17)的纵剖面成“η”型，水下横向接头和水下横向接头母的厚度均为80mm。

6.根据权利要求1所说的顶推半潜式跨海登陆浮桥，其特征是所说橡胶垫(23)是贴在推手挡块(5)的两块档板间的受推浮箱(2)上，厚度为20毫米；推手挡块(5)是两块“L”型截面的条形构件相对布置的挡板，在两块档板的内侧面分别焊接一块固位板(24)，固位板(24)是梯型板材，由钢板切割，中间钻孔制成；在受推浮箱(2)受推面上相应两块档板位置处也分别焊接两块中间钻孔的固位板(24)，使得当推手挡块(5)合上时，固定在推手挡块(5)上的固位板(24)正好夹在固定在受推浮箱(2)受推面上的两块固位板(24)中间。

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