一种浮动平台锚固装置的制作方法

1.本实用新型涉及浮体拉锚装置，特别是一种浮动平台锚固装置。


背景技术：

2.在水电工程，尤其是大中型水电站，均采用人工筑坝的方式抬高坝前水位，以此方法获取发电水头，坝前水深从几十米到上几百米不等，使得水库上游形成大大小小的人造小岛和宽阔的水域，在不同的季节水库水位变化较大，水库水位消落带达几十米，固定锚索的长度不能根据水位变化自动调整锚索(固定锚索一端与浮动平台连接，另一端与河岸上的地锚固定连接，其拉伸长度不可调节)，导致用于监测水库水环境的监测浮动工作平台及设备无法安装及固定。当水位变高，超过固定锚索长度时，若不及时调整固定锚索长度，将导致浮动平台因锚索的牵引作业沉入水中，进而导致浮动平台上人员及设备有沉入水中的危险，易造成安全事故；当水位下降较多时超出锚索固定长度，因锚索未及时收紧，导致浮动平台因无锚索牵引随波逐流不受控制，偏离工作区域，锚索松弛相互缠绕，严重时会导致浮动平台与周边物体发生碰撞、搁浅倾覆。因此，常规做法是采用人工方法调整锚索长度，此法既耗时又费力，成本高，且水上作业无法保障人员安全，大变幅水位条件下锚固浮动平台成为了技术瓶颈。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种浮动平台锚固装置，可以自动调节锚索拉伸长度。
4.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种浮动平台锚固装置，包括至少一根锚索；所述锚索一端与浮动平台固定连接，另一端与锚固设备固定连接；所述锚固设备与所述浮动平台之间设置有用于调节所述锚索拉伸长度的调节机构。
5.本实用新型设置调节机构调节锚索拉伸长度，通过调节机构可以根据水位变化调节锚索拉伸长度，防止锚索拉伸长度固定，无法调节，导致浮动平台因水位上升而被淹没，或者水位下降导致锚索松弛相互缠绕。
6.可以理解的是，为了更好地实现本实用新型的调节目的，水位最高时，锚索拉直 (直线状态)，且浮动平台位于水面上，水位最低时，锚索为曲线。
7.具体地，所述调节机构包括浮体和配重体；所述锚索与所述浮体、配重体连接。水位上升时，浮动平台和浮体可以带动锚索拉伸，当水位最高时，锚索拉伸为直线，防止浮动平台上人员及设备有沉入水中；当水位降低时，锚索在配重块和自身重力的作用下回缩，且在配重块作用下收紧，防止浮动平台因无锚索牵引随波逐流不受控制而偏离工作区域，防止锚索松弛相互缠绕、浮动平台与周边物体发生碰撞、搁浅倾覆。浮体可以在浮力作用下自动上浮，在自身重力作用下自动下沉，从而达到了自动调节锚索拉伸长度的目的，无需人工调节锚索拉伸长度，节省了人工，且保障了人员安全。
8.为进一步保证水位上升和下降时锚索的拉伸长度与浮动平台的上升/下降距离匹
配，所述浮体设置于所述锚索长度1/2处。
9.所述配重体与所述浮体、浮动平台之间的锚索段连接。配重体设置于浮体与浮动平台之间的锚索段上，可以保证水位下降时，锚索及时收紧，进一步防止浮动平台因无锚索牵引不受控制。
10.所述配重体与所述锚索段长度的1/2处连接。保证水位下降时锚索及时收紧的同时，防止配重体落底(与河底接触)，进一步保证收紧效果。
11.所述锚索数量为两根以上；所述锚索一端连接浮动平台，另一端与河床的锚固设备相连；多个所述锚固设备分别布置于浮动平台两侧的河床上。进一步防止风向变化和水位变化时，浮动平台漂移过大。
12.所有配重体下沉时排开水体的重力不超过所述浮动平台的浮力。防止配重体质量过大，锚索无法拉伸。
13.与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型造价低，稳定可靠，既可有效锚固浮动平台，又可适应大水位变化，同时无需增加任何动力装置，也无需消耗能源即可实现自适应调节牵引绳索(锚索)长度的功能，实现大水位变幅下的牵引绳索的调节，节约人力资源，降低人工调节的风险，提高工作效率，且系统安装维护方便、成本低，具有较高的推广价值。
附图说明
14.图1为本实用新型实施例侧视图；
15.图2为本实用新型实施例力学分析计算图；
16.图3为本实用新型实施例浮箱受力分析图；
17.图4为本实用新型水面宽与水深关系图。
具体实施方式
18.本实用新型包括锚定、钢丝绳、浮力球、配重体，设计水域深度为h，水位变幅为 h1，最低水位为h2，在满足下列条件下，总浮力f＝调节浮力f 浮箱浮力f1，调节浮力f≤浮箱浮力f1，配重体总质量≤总浮力，水深h＝h1 h2，h1≤h2，浮箱与锚索夹角关系为0
°
<
ɑ
≤90
°
夹角，长度满足最高水位时的伸展开长度布设，自调节锚索侧视图见图1，当水位下降时，牵引浮动平台的钢丝绳牵引力减小，安装在钢丝绳上的配重体下降，达到新的平衡力，将多余的钢丝绳收缩成w形折弯形状，同时确保拉力平衡。其特点是：结构简单，由水底锚定、钢丝绳、浮力球、配重体组成，系统安装方便、可靠、受力清晰，锚索牵引拉力可根据需求及水位变幅进行计算配置的特点。
19.根据不同时期的水位涨、落变幅及水库深度计算牵引钢丝绳长度，以平衡抛锚方式固定承载浮动平台，锚索3一端与浮动平台1(即浮箱)固定连接，另一端与地锚4 固定连接，锚索3(即钢丝绳)在约总长度二分之一处与浮力球2(即浮球)一端连接，浮球2与浮动平台1之间的锚索段中部安装配重体5。
20.上述实施例力学关系如图2所示。a点为浮动平台初始位置，b点为浮动平台测量位置， c点为浮球所在位置。线段ad为浮动平台到水底d点的直线距离，虚线boc为线段 ac在
重锤作用下形成的折线，e点为线段bc的中点，o点为折线boc的中点，∠α为ac与cb的夹角，∠β为cb与co的夹角，可推导出：
[0021][0022][0023][0024]
若要配重体不接触底，则oe的长度要小于h2，可得：
[0025][0026]
由于的最小取值无限趋近于0，可知当h1<2h2时，配重体不会落到底。
[0027]
如图3所示，当受到向前的力f时，浮动平台左、右两边的拉力f1、f2的合力f’应与力f相等。
[0028]
设力f1与f’的夹角为α，则：
[0029]
f1＝f2＝cosα
·
f。
[0030]
由于∠α的取值范围为(0
°
，90
°
)，因此分力f1与f2最大的取值无限接近于f。即浮动平台左、右两侧固定绳索所能承受的拉力不小于浮动平台受到向前的动力f时，浮动平台没有被水流冲走的危险。
[0031]
如图4所示，水位变幅需满足：h1≤h2；h1＝ac
·
sinα；h2＝cd
·
sinα；由h1≤h2可知：ac
·
sinα≤cd
·
sinα，ac≤cd，即：当ac的长度不大于ad时，重锤(即配重体) 不落底。df＝cosα
·
ad，dg＝2df＝2cosα
·
ad，由于∠α的取值为(0
°
,90
°
)，则：0<dg<2ad，由于ad＝ag，则：0<dg<ad ag，即：水面宽度dg应大于0，小于浮箱至固定点d、 g的线段总和。
[0032]
根据上述算式和力学分析及可得：
[0033]
(1)总浮力f＝调节浮力f 浮箱浮力f1；
[0034]
(2)调节浮力f≤浮箱浮力f1；
[0035]
(3)配重体下沉时排开水体的重力≤总浮力；
[0036]
(4)水深h＝h1 h2，h1≤h2；
[0037]
(5)浮箱与锚索夹角
ɑ
满足：0
°
<
ɑ
≤90
°
；
[0038]
(6)
[0039]
(7)锚索最大拉伸长度需满足最高水位长度进行布设；
[0040]
(8)若要配重体不接触底，则oe的长度要小于h。