一种可水上施工的垂直升船机及其施工方法

摘要

本发明公开一种可水上施工的垂直升船机及其施工方法，包括：钢管桩，布置于升船机航道中心线两侧且嵌入地基内，作为升船机的基础支撑结构；冠梁平台，沿航道水流方向通长布置于两侧钢管桩顶部，作为上部结构的施工基础；主体结构，对称坐落于两侧冠梁平台顶部，作为升船机的支承导向结构；承船厢，设置于主体结构内，作为运输船舶的载体；以及驱动装置，坐落于主体结构顶部，用于驱动并连接承船厢能够竖向升降。本发明的升船机无需旱地施工，可在库区内进行施工，同时本升船机为入水式升船机，无需建造上闸首，船舶可直接通过引航道驶入承船厢内，本升船机的所有基础钢管的外壁上均添加有防腐蚀涂层，提高耐腐蚀性，延长基础使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及航运技术领域，具体涉及一种可水上施工的垂直升船机及其施工方法。

背景技术

升船机，是指为船舶通过航道上集中水位落差而设置的一种通航建筑物。通常由上、下闸首，承船厢(承船车)，支承导向结构和驱动装置等组成。其中垂直升船机承船厢沿垂直方向升降的升船机，主要有平衡重式、浮筒式和水压式。平衡重式垂直升船机可以大幅度地降低系统的升船功率，维修方便，所以应用最为广泛。升船机往往与航道内挡水建筑物同期进行施工建造，施工往往需要旱地施工。然而对于已建的水利枢纽，若需要恢复通航条件，则需要在挡水建筑物的上下游各建一座升船机，中间通过明渠或者渡槽连通。此时挡水建筑物上游侧升船机位于库区内，缺少旱地施工条件，升船机结构需在水上施工。采用何种可水上施工的垂直升船机成为设计工程师的一大难点。

基于上述情况，本发明提出了一种可水上施工的垂直升船机及其施工方法，可有效解决以上问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种可水上施工的垂直升船机及其施工方法。本发明安全可靠、结构简易、施工方便，可在水上施工，无需设置上闸首；该方法适用性强、效果较好，可为类似工程提供较好的实践参考。

为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：

一方面，本发明提供一种可水上施工的垂直升船机，包括：

钢管桩，布置于升船机航道中心线两侧且嵌入地基内，作为升船机的基础支撑结构；

冠梁平台，沿航道水流方向通长布置于两侧钢管桩顶部，作为上部结构的施工基础；

主体结构，对称坐落于两侧冠梁平台顶部，作为升船机的支承导向结构；

承船厢，设置于主体结构内，作为运输船舶的载体；以及

驱动装置，坐落于主体结构顶部，用于驱动并连接承船厢能够竖向升降。

作为本发明的一种优选技术方案，所述主体结构主要由塔楼提升段、塔楼平衡重段和下闸首组成，此三部分结构的基础均坐落在冠梁平台上，运输船舶的载体承船厢布置在塔楼提升段和塔楼平衡重段内侧的航道内。

作为本发明的一种优选技术方案，所述冠梁平台端部与浮式导航墙相连。

作为本发明的一种优选技术方案，所述主体结构无需设置上闸首。

作为本发明的一种优选技术方案，在升船机航道中心线的两侧各布置两排钢管桩，内侧钢管桩间距小，外侧钢管桩间距大。

作为本发明的一种优选技术方案，所述钢管桩外壁敷设有防腐蚀涂层。

作为本发明的一种优选技术方案，所述防腐蚀涂层由从内到外依次设置的矿脂防腐蚀膏、矿脂防腐蚀带以及混凝土涂层组成。

另一方面，本发明提供一种可水上施工的垂直升船机的施工方法，使用如前所述的钢管桩、冠梁平台、主体结构、承船厢以及驱动装置，所述施工方法包括如下步骤：

S1、首先根据地质勘察资料与设计资料，确定升船机基础钢管桩的施工作业位置，按照顺序对钢管桩的位置进行定位，由此确定后期精确位置；

S2、钢管桩完成防腐处理后，进行施工前质量检查，检查完毕后，由起重船将钢管桩吊至指定位置，施工船采用柴油打桩锤将钢管桩锤击至指定深度；

S3、钢管桩施工完成后，开始浇筑中心线两侧的冠梁平台，冠梁平台通长布置，钢管桩端部伸入平台内，平台上部预埋插筋；

S4、待冠梁平台混凝土达到设计强度后，开始浇筑主体结构，升船机的主体结构的基础均坐落在冠梁平台上，主体结构浇筑过程中逐步完成金属结构和机电设备的安装；

S5、待主体结构混凝土达到设计强度后，在主体结构顶部安装驱动装置，并与主体结构内的承船厢驱动连接。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

与传统的可水上施工的垂直升船机相比，此升船机无需旱地施工，可在库区内进行施工。同时本升船机为入水式升船机，无需建造上闸首，船舶可直接通过引航道驶入承船厢内。本升船机的所有基础钢管的外壁上均添加有防腐蚀涂层，提高耐腐蚀性，延长基础使用寿命。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的典型剖面结构示意图。

附图标记：1-钢管桩；11-内侧钢管桩；12-外侧钢管桩；2-冠梁平台；3-主体结构；31-塔楼提升段；32-塔楼平衡重段；33-下闸首；4-承船厢；5-驱动装置。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

下面结合附图1和2以及实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

参照附图1和2，本发明提供一种可水上施工的垂直升船机，包括多排钢管桩1、航道中心线两侧的冠梁平台2、主体结构3、承船厢4和驱动装置5。

在本发明的实施例中：

所述钢管桩1为垂直升船机塔楼的基础结构，在升船机航道中心线的两侧各布置两排钢管桩1，内侧钢管桩11间距小，外侧钢管桩12间距大。间距较密的内侧钢管桩11可一定程度降低风浪对承船厢4的影响，钢管桩1采用施工船柴油打桩锤锤击的打桩工艺。钢管桩1外侧设有防腐蚀涂层，防腐蚀涂层由从内到外依次设置的矿脂防腐蚀膏，矿脂防腐蚀带以及混凝土涂层组成。

所述冠梁平台2同样布置在航道中心线两侧，平台通长布置，连接下部所有钢管桩1，平台上部预埋插筋。冠梁平台2的端部可与浮式导航墙(图中未示出)相连，为船舶驶入升船机的引航道。

所述主体结构3主要由塔楼提升段31，塔楼平衡重段32和下闸首33组成，此三部分结构的基础均坐落在冠梁平台2上。运输船舶的载体承船厢4布置在塔楼提升段31和塔楼平衡重段32内侧的航道内，所述驱动装置5可带动承船厢4竖向升降(驱动装置的具体结构以及与承船厢的驱动连接关系不需要在本发明中进行过分提及，采用常规选择即可)。考虑到此升船机在水上施工，钢管桩1之间存在间隙，无法彻底隔断基础内外来水，因此采用入水式升船机，与传统的垂直升船机相比，此主体结构无需设置上闸首，船舶可直接从引航道驶入承船厢4内。

基于上述结构，本实施例提供一种可水上施工的垂直升船机的施工方法，包括以下步骤：

a、首先根据地质勘察资料与设计资料，确定升船机基础钢管桩1的施工作业位置。按照顺序对钢管桩1的位置进行定位，由此确定后期精确位置；

b、钢管桩1完成防腐处理后，进行施工前质量检查，检查完毕后，由起重船将钢管桩1吊至指定位置，施工船采用柴油打桩锤将钢管桩1锤击至指定深度；

c、钢管桩1施工完成后，开始浇筑中心线两侧的冠梁平台2，冠梁平2台通长布置，钢管桩1端部伸入平台内，平台上部预埋插筋；

d、待冠梁平台2混凝土达到设计强度后，开始浇筑主体结构3，升船机的主体结构3的基础均坐落在冠梁平台2上，主体结构浇筑过程中逐步完成金属结构和机电设备的安装；

e、待主体结构混凝土达到设计强度后，在主体结构顶部安装驱动装置，并与主体结构内的承船厢驱动连接。

依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的一种可水上施工的垂直升船机及其施工方法，并且能够产生本发明所记载的积极效果。

如无特殊说明，本发明中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。