一种用于半潜驳运输大型构件的橡胶支墩系统的制作方法

本实用新型涉及支撑系统，尤其涉及大型构件运输过程的支撑系统技术领域。

背景技术：

沉管或其它大型混凝土构件体积大、重量重，无论是静止还是承运过程对支撑体系的要求都很高，要求平稳，减少波动，否则会容易波动或颠箥落差等导致构件变形开裂，影响构件的质量和寿命，更会带来安全事故。而海上或水上承运如果距离远，则过程中会有较大风险。

因此，需要一种能适用于大型混凝土构件水上转运等非平稳工况下的支撑系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种适用于大型混凝土构件水上运输用的支撑系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种用于半潜驳运输大型构件的橡胶支墩系统，所述橡胶支墩支撑系统包括沿半潜驳船体纵向布置的若干列橡胶支墩，每列橡胶支墩包括排列成一直线的多个独立的橡胶支墩，每个弹性支墩包括底部钢支架、位于钢支架上的液压拉合无源支撑、位于液压拉合无源支撑上方的下钢垫板、橡胶垫块、上钢垫板，上钢垫板和下钢垫板分别位于橡胶垫块的上表面及下表面，上钢垫板承托沉管，液压拉合无源支撑包括液压穿心千斤顶、一对对称设置的楔形块及贯穿楔形块的螺杆，螺杆的末端固定于其中一块楔形块的外侧端，螺杆的自由端与液压穿心千斤顶活塞杆同步移动时，拖动楔形块向中间或两侧移动而升起或降低橡胶垫块，锁紧螺母套于螺杆并旋紧固定于楔形块外侧而限定橡胶垫块与钢垫板的高度。

具体来说，橡胶支墩有7列，位于中轴线上的橡胶支墩前后间隔1.5米，对称位于两侧的6列橡胶支墩前后间隔2米。

进一步地，所述橡胶支墩还包括连接杆，连接杆将上钢垫板和下钢垫板串连在一起，起到将上下钢垫板和橡胶垫连为一体同时又能保证自由压缩、回弹的作用。

作为优选方式，所述橡胶支墩支撑系统还包括液压控制系统，液压穿心千斤顶通过液压供应管连接至液压源并由液压控制系统控制。

本实用新型采用液压拉合无源支撑与橡胶垫块结合的方式对沉管进行支撑，通过液压控制系统可以对支撑高度准确调控，保持高度一致，通过橡胶垫块的弹性保持沉管受力均匀，还可以通过对弹性变形量的计算、预估和锁定，控制形变量及避免受力改变时出现的反拱现象等，无论是沉管的上驳、半潜驳海运过程及下潜均可保持沉管的平稳，从而满足大型混凝土构件长途运输及海上运输的要求。

附图说明

图1是沉管在半潜驳上由橡胶支墩系统支撑的示意图。

图2是液压移运台车与橡胶支墩的布置立面图。

图3是橡胶支墩的侧向示意图。

图4是橡胶支墩的正向示意图。

图5是橡胶垫块弹性受力变形曲线示意图。

图中，码头100，轨道面101，港池坐底基础102，半潜驳200，举升甲板201，安全甲板202，顶甲板203，泵舱204，沉管300，液压移运台车400，橡胶支墩500，钢支架501，穿心千斤顶502，下钢垫板503、橡胶垫块504、上钢垫板505，连接杆506，螺杆507，楔形块508.

具体实施方式

如图1～4所示，可见本实用新型的一种用于半潜驳运输大型构件的橡胶支墩系统。所述橡胶支墩支撑系统包括沿半潜驳船体纵向布置的若干列橡胶支墩，每列橡胶支墩包括排列成一直线的多个独立的橡胶支墩。如图3及图4所示，每个弹性支墩包括底部钢支架501、位于钢支架上的液压拉合无源支撑、位于液压拉合无源支撑上方的下钢垫板503、橡胶垫块504、上钢垫板505。上钢垫板505和下钢垫板503分别位于橡胶垫块504的上表面及下表面，上钢垫板承托沉管300。

液压拉合无源支撑包括液压穿心千斤顶502、一对对称设置的楔形块508及贯穿楔形块的螺杆507。楔形块的高度外高内低，螺杆507的末端固定于其中一块(图中左侧)楔形块的外侧端，螺杆的自由端穿出右侧楔形块与液压穿心千斤顶活塞杆同步移动。当活塞杆向右移动时，螺杆右移，拖动左侧楔形块向中间移动，与左侧楔形块对称的右侧楔形块也同步向中间移动，从而顶起位于它们上方的橡胶垫块504。此时，将锁紧螺母套于螺杆并旋紧固定于右侧楔形块的外侧，通过限定楔形块的水平移动而限定了液压拉合无源支撑，即限定了橡胶垫块与钢垫板的高度。所述橡胶支墩还包括连接杆，连接杆将上钢垫板和下钢垫板串连在一起，起到将上下钢垫板和橡胶垫连为一体同时又能保证自由压缩、回弹的作用。

所述橡胶支墩支撑系统还包括液压控制系统，液压穿心千斤顶通过液压供应管连接至液压源并由液压控制系统控制，使所有的橡胶支墩能达到高度一致。

如采用全刚性支撑，无法满足管节上驳、运输和下潜全过程控裂要求，而本实用新型采用的橡胶支墩可适应船舶在上驳、运输和下潜过程中的变形，并根据管节受力要求制定适应于本项目刚度曲线的橡胶支墩。

由于本实用新型中采用4列液压移运台车运送沉管，因此，相对应地在半潜驳的举升甲板上布置了7列橡胶支墩，每列台车的两侧左右对称地设置有两列橡胶支墩。如图2所示。位于中轴线上的橡胶支墩前后间隔1.5米，对称位于两侧的6列橡胶支墩前后间隔2米。

应用本实用新型弹性支墩的上驳长距离运送沉管的方法包括了以下基本步骤：

(1)沉管预制并舾装；

(2)沉管上驳，

(2.1)半潜驳坐底预压；

(2.2)半潜驳与码头搭接；

(2.3)液压移运台车将沉管从预制场移运、上驳，上驳过程中半潜驳同步排水，使半潜驳顶升甲板与码头台车轨道处于同一水平高度；

(2.4)沉管到位后半潜驳起浮；

(2.5)沉管在半潜驳上进行支撑体系转换，从液压移运台车转换至由橡胶支墩支撑；

(2.6)液压移运台车下驳，半潜驳接拖船；

(3)拖船拖运半潜驳至下潜坑后，半潜驳系泊在预选安装好的锚块上；

(4)沉管压水下潜进行水密性试验后下驳；

(5)浮运至沉放区。

具体地来说，步骤(2.1)是半潜驳先压水坐底于港池坐底基础上进行预压以控制上驳过程中的基床沉降，顶升甲板面与码头液压移动台车的轨道平面齐平。

半潜驳与液压移运台车在码头的轨道接驳处设有多道钢质过渡梁将半潜驳与码头刚性连接在一起。

步骤(2.3)液压移运台车车轮进入半潜驳甲板时，半潜驳开始排水，排水速度为保持上驳过程中半潜驳船底对港池坐底基础的压力恒定。

步骤(2.4)液压移运台全部行走到半潜驳船上的预定位置后，半潜驳通过调载压载水起浮，保持船底距离坐底基础1米。半潜驳起浮后，船舶与沉管协同发生变形，由液压移运台车进行调节将管节找平。

步骤(2.5)半潜驳起浮及液压移运台车顶起沉管并找平后，半潜驳的橡胶支墩抬升，将沉管顶住，沉管稳定支撑于橡胶支墩后液压移运台车的液压千斤顶下落脱离沉管，从而顺利转换支撑体系。

橡胶支墩在半潜驳上对沉管进行支撑的过程中，系统会发生如下形变：

(a)沉管上驳时，因沉管重量向船体施加压力，会造成船体向下的一个变形。船体变形由橡胶支墩的无源支撑找平，经初步验算，沉管的变形约为40mm。

(b)沉管运输过程中，因船舶摇摆，沉管随船体摇晃受力产生变化，应考虑支撑是否可快速的自适应这种受力变化，通过橡胶弹性性能保持沉管受力均匀。按静水状态叠加波浪影响，船体和沉管产生的形变约为2mm。

(c)沉管下驳时，因沉管逐渐起浮，向船体施加的压力减小，船体变形将逐步减小。但原来调平的橡胶无源支撑会产生反拱。初步考虑约42mm。

为减少半潜驳下潜期间，举升甲板反拱对沉管变形产生影响，在橡胶支墩设置预压和并利用自锁装置稳定形变。

根据初步的橡胶弹性受力变形曲线(如图5所示)，在沉管坐墩前，对橡胶支垫预压，使橡胶垫块提前达到42mm变形。然后通过插销锁扣对橡胶垫块进行自锁，再进行沉管落墩操作。运输至下潜坑，进行沉管下潜前，将自锁装置打开，来减少沉管反拱变形量。

沉管因重力作用在半潜驳上产生半潜驳变形，这已由半潜驳上的橡胶支墩支撑调平。但在步骤(4)下潜过程中，浮力增加，半潜驳变形开始反拱恢复原状。在此，半潜驳采用非均匀压载方式下潜以减少因下潜过程中浮力增加而导致的半潜驳反拱复原变形。

在半潜驳下潜过程中，半潜驳装载计算机可监测船舶变形情况，同时结合沉管变形测量控制系统，调控各舱室压载水的位置和速度，控制各压载舱室的压载水重量，有效地减缓半潜驳在下潜过程中的变形问题。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。