悬浮隧道波流冲击减缓装置的制作方法

1.本发明涉及海底隧道技术领域，具体公开了悬浮隧道波流冲击减缓装置。


背景技术：

2.水下悬浮隧道是建设悬浮于水中的一种大型跨海交通构筑物，主要解决的是人类未来实现深水、宽水域跨越问题，对于水域跨度太大或有环境保护要求地区，水中悬浮隧道是跨越水域连接的优选方式，从动力稳定性考虑，水中悬浮隧道的浮力大于重力和交通载荷之和，剩余浮力(即浮力减去重力和交通载荷)由连接于隧道和水底基础的缆索来承担。
3.水中常常有波浪，这将导致悬浮隧道在水中产生晃动，若悬浮隧道晃动幅度过大，则可能导致悬浮隧道中行使的车辆发生晃动，车辆发生晃动可能会导致车辆侧翻，车辆行使将存在危险，并且悬浮隧道晃动也可能导致用于固定悬浮隧道的索链断裂导致悬浮隧道与浮岛在波浪的作用下飘动，导致悬浮隧道断裂。
4.公开号为cn205035824u的中国专利记载了一种吸力式悬浮隧道固定装置，它是由拉力壳、缆索和吸力锚基础组成；所述的拉力壳为半管形，设于悬浮隧道上部并覆盖其周长的一半，拉力壳下部有缆索孔；所述的吸力锚基础锚固于水底岩土层，其顶部设有缆索孔；所述的缆索为高强度钢绞线，包括下缆索和侧缆索，下缆索位于悬浮隧道下部，通过拉力壳左右相对的缆索孔将悬浮隧道与拉力壳固定在一起，侧缆索通过缆索孔将拉力壳与吸力锚基础连接。该装置原理简单，施工方便，环境扰动小，可大大提高水中悬浮隧道的施工效率和施工质量。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供悬浮隧道波流冲击减缓装置，以解决波浪对悬浮隧道冲击的影响的技术问题。
6.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.悬浮隧道波流冲击减缓装置，包括隧道、连杆组件、减震组件、伸缩组件和收放结构，所述隧道下侧设有基座，所述基座与隧道通过连杆组件连接，所述减震组件、伸缩组件和收放结构均设于基座内，所述减震组件、伸缩组件和收放结构与连杆组件连接。
8.优选的，所述内层与外层通过反复结构活动连接，所述路板设于内层且与内层固定连接；所述内齿圈与外层内壁固定连接，所述外齿圈与内层外壁固定连接，所述内齿圈与外齿圈通过往复齿轮连接。当隧道受到波浪冲击，隧道不光会摇摆还会旋转，当外层旋转内齿圈同向旋转，则通过往复齿轮使得外齿圈反方向旋转，内齿圈旋转会带动内层旋转，使得路板一直处于一个水平状态，通过双层隧道、内外齿圈和齿轮来使得隧道的内层不会因为波浪发生的旋转影响隧道内过往的车辆，保证里面过往的车辆不会因为隧道旋转而发生方向偏移。
9.优选的，所述连杆组件包括连接链、固定管、伸缩管、管口锁定结构和阻尼器，所述管口锁定结构包括锁体，所述锁体上设有滑槽和锁孔，所述滑槽设于锁体的上表面，所述锁
孔设于锁体的侧面，所述锁体上还设有若干螺孔，所述滑槽上连接有卡子，所述卡子上设有横向齿条和锁定滑轨，所述横向齿条设于锁定滑轨下侧且与锁定滑轨固定连接，所述锁定滑轨设于卡子底面，所述滑槽和卡子均设有三个，所述锁孔内设有锁定螺丝，锁定螺丝上设有斜齿轮，所述斜齿轮与横向齿条啮合，通过三个卡子的滑动，使得斜齿轮转动，使得三个锁定螺丝移动，再通过螺丝对卡子和锁定螺丝固定，使得卡子和锁定螺丝位置固定进而使得固定管和伸缩管固定，伸缩管下侧还设有两根横管，横管一端连接于伸缩管，横管另一端连接于两个连接块，通过伸缩管晃动，使得两根横管左右移动，并通过减震组件来减缓两根横管的晃动幅度，进而减小伸缩管和固定管的晃动幅度，实现减缓隧道的晃动幅度，并且连接链上设有波浪检测器，波浪检测器用于检测波浪的大小，并通过波浪检测器来传递波浪大小进而控制整个装置的开关。
10.优选的，当隧道晃动时，固定管一端也会晃动，单靠减震组件来完全消除晃动不现实，在隧道端，通过设置阻尼器的方式来使得隧道端也会减小隧道的晃动，因为隧道晃动时，会通过固定管和伸缩管来传递动能，那么固定管也会晃动，通过两端减小晃动的方式，使得最快的时间内减小海浪对隧道晃动的影响。
11.优选的，在两个减震滑块之间设有缓冲结构，所述缓冲结构包括气缸、气缸调节器和弹簧，所述气缸、气缸调节器连接，所述弹簧套设于气缸上，所述气缸的气缸伸缩轴上设有挡板，挡板用于卡设住弹簧，在固定管和伸缩管固定晃动后，通过连接块使得转板的下侧向右移动，此时转板上侧向左运动，两个减震滑块向相反的方向运动，此时缓冲结构减缓两个减震滑块的相对反向运动，实现减缓固定管和伸缩管的晃动，进而减缓隧道的晃动，气缸调节器是用于调节气缸的伸缩系数，通过晃动的幅度来调节气缸的伸缩系数，使得气缸改变伸缩系数，进而使得减缓晃动效果达到最大。
12.优选的，所述电机的电机轴与联轴器固定连接，所述联轴器与丝杆下侧固定连接，所述滑动器与丝杆通过螺纹连接，所述固定座与电机固定连接。固定座后侧设有滑槽，所述滑槽后设有滑轨，滑轨和滑槽实现了伸缩组件的上下滑动，通过电机转动使得电机轴转动，电机轴通过联轴器使得丝杆转动，丝杆转动使得滑动器发生位移，进而使得伸缩管向上运动，管口锁定结构通过旋转套设在固定管上，继续旋转，使得管口锁定结构锁定，此时固定管与伸缩管连接，连接后，在滑轨和滑槽的作用下，伸缩组件向下运动，使得伸缩组件不会影响动能的传递。
13.优选的，所述收放电机与减速机通过轴连接，所述减速机与传动轮通过轴连接，所述传动轮设有两个，两个所述传动轮通过皮带连接，所述传动轮与传动器同轴连接，所述传动器与索链收放轮同轴连接，所述传动器和收放电机均固定于收放固定座上。索链收放轮中设有索链卡口，所述索链为连接链，连接链下侧固定在索链卡口上，通过收放电机工作，并通过减速机使得两个传动轮转动，又通过同轴使得索链收放轮转动，实现索链的收放，当固定管和伸缩管连接后，放索链，使得索链不会影响动能的传力，此时索链处于松弛状态，当固定管和伸缩管断开后，收紧索链，使得索链绷紧，此时索链拉住隧道，使得隧道不会飘走。
14.本方案的工作原理及有益效果在于：
15.本发明通过连接杆的方式把隧道晃动的动能传递至基座，在统通过基座内的减震结构实现隧道晃动的减缓，并且通过上下两个减缓晃动的结构来同时运行，增加减小晃动
的时间和效率，并且设有反复结构保证了隧道内的路板始终处于一个相对遂平状态避免了因隧道晃动而导致车辆侧翻的情况，装置内还设有索链收放结构，避免隧道晃动而导致索链断裂的情况，增加了装置的实用性。
附图说明
16.图1为本发明悬浮隧道波流冲击减缓装置实施例的立体结构示意图；
17.图2为本发明悬浮隧道波流冲击减缓装置实施例中部分组件的结构示意图；
18.图3为本发明悬浮隧道波流冲击减缓装置实施例中减震组件的结构示意图；
19.图4为本发明悬浮隧道波流冲击减缓装置实施例中减震组件的爆炸示意图；
20.图5为本发明悬浮隧道波流冲击减缓装置实施例中阻尼器的结构示意图；
21.图6为本发明悬浮隧道波流冲击减缓装置实施例中阻尼器的爆炸示意图；
22.图7为本发明悬浮隧道波流冲击减缓装置实施例中管口锁定结构的侧视图；
23.图8为图7a-a的剖视图；
24.图9为本发明悬浮隧道波流冲击减缓装置实施例中管口锁定结构的爆炸示意图。
25.附图中标记如下：
26.隧道1、内层101、外层102、路板103、反复结构104、内齿圈1041、外齿圈1042、往复齿轮1043；
27.连杆组件2、连接链201、固定管202、伸缩管203、管口锁定结构204、锁体2041、滑槽2042、锁孔2043、卡子2044、横向齿条2045、锁定滑轨2046、锁定螺丝2047、斜齿轮2048、阻尼器205、阻尼器底座2051、转轴固定板2052、固定板2053、轴承2054、阻尼器转轴2055、阻尼结构2056；
28.减震组件3、连接块301、减震滑块302、转板303、固定架304、底座305、缓冲结构306、气缸3061、气缸调节器3062、弹簧3063；
29.伸缩组件4、电机401、联轴器402、丝杆403、滑动器404、固定座405；
30.收放结构5、收放电机501、减速机502、传动轮503、传动器504、索链收放轮505、收放固定座506、基座6。
具体实施方式
31.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
32.实施例
33.如图1-9所示,悬浮隧道波流冲击减缓装置，包括隧道1、连杆组件2、减震组件3、伸缩组件4和收放结构5，隧道1下侧设有基座6，基座6与隧道1通过连杆组件2连接，减震组件3、伸缩组件4和收放结构5均设于基座6内，减震组件3、伸缩组件4和收放结构5与连杆组件2连接，减缓装置主要是起到一个应对波浪冲击的作用，在隧道的两边还设有斜拉钢索，钢索下也设有基座。
34.内层101与外层102通过反复结构104活动连接，路板103设于内层101且与内层101固定连接；内齿圈1041与外层102内壁固定连接，外齿圈1042与内层101外壁固定连接，内齿圈1041与外齿圈1042通过往复齿轮1043连接。进一步说明，外层102是作为内层101的一个保护结构，外层102是受到波浪冲击的主体，而内层101处于一个相对稳定的情况，外层102
的壁厚为4.5米，斜拉钢索与内层101和外层102均连接，当隧道受到波浪冲击，隧道不光会摇摆还会旋转，当外层102旋转内齿圈1041同向旋转，则通过往复齿轮1043使得外齿圈1042反方向旋转，内齿圈旋转会带动内层101旋转，使得路板103一直处于一个水平状态，通过双层隧道、内外齿圈和齿轮来使得隧道的内层不会因为波浪发生的旋转影响隧道内过往的车辆，保证里面过往的车辆不会因为隧道旋转而发生方向偏移。
35.连接链201上侧连接于隧道1，固定管202上侧与阻尼器205连接，伸缩管203下侧与基座6连接，管口锁定结构204设于伸缩管203上侧，阻尼器205设于隧道1内。进一步说明，管口锁定结构204包括锁体2041，锁体2041上设有滑槽2042和锁孔2043，滑槽2042设于锁体2041的上表面，锁孔2043设于锁体2041的侧面，锁体2041上还设有若干螺孔，滑槽2042上连接有卡子2044，卡子2044上设有横向齿条2045和锁定滑轨2046，横向齿条2045设于锁定滑轨2046下侧且与锁定滑轨2046固定连接，锁定滑轨2046设于卡子2044底面，滑槽2042和卡子2044均设有三个，锁孔2043内设有锁定螺丝2047，锁定螺丝2047上设有斜齿轮2048，斜齿轮2048与横向齿条2045啮合，通过三个卡子2044的滑动，使得斜齿轮2048转动，使得三个锁定螺丝2047移动，再通过螺丝对卡子2044和锁定螺丝2047固定，使得卡子2044和锁定螺丝2047位置固定进而使得固定管202和伸缩管203固定，伸缩管203下侧还设有两根横管，横管一端连接于伸缩管203，横管另一端连接于两个连接块301，通过伸缩管203晃动，使得两根横管左右移动，并通过减震组件3来减缓两根横管的晃动幅度，进而减小伸缩管203和固定管202的晃动幅度，实现减缓隧道的晃动幅度，并且连接链201上设有波浪检测器，波浪检测器用于检测波浪的大小，并通过波浪检测器来传递波浪大小进而控制整个装置的开关。
36.阻尼器底座2051与转轴固定板2052通过螺丝固定连接，转轴固定板2052、固定板2053和轴承2054均设有两个，两个转轴固定板2052通过两个固定板2053连接，轴承2054设于转轴固定板2052上，阻尼器转轴2055设于设有两个轴承2054之间，阻尼结构2056套设于阻尼器转轴2055上。进一步说明，当隧道晃动时，固定管202一端也会晃动，单靠减震组件3来完全消除晃动不现实，在隧道端，通过设置阻尼器的方式来使得隧道端也会减小隧道的晃动，因为隧道晃动时，会通过固定管202和伸缩管203来传递动能，那么固定管202也会晃动，通过两端减小晃动的方式，使得最快的时间内减小海浪对隧道晃动的影响。
37.连接块301与转板303固定连接，减震滑块302设有两个，两个减震滑块302左侧与转板303两端通过轴活动连接，两个减震滑块302右侧与固定架304通过轴活动连接，固定架304下侧与底座305固定连接。进一步说明，在两个减震滑块302之间设有缓冲结构306，缓冲结构306包括气缸3061、气缸调节器3062和弹簧3063，气缸3061、气缸调节器3062连接，弹簧3063套设于气缸3061上，气缸3061的气缸伸缩轴上设有挡板，挡板用于卡设住弹簧3063，在固定管202和伸缩管203固定晃动后，通过连接块301使得转板303的下侧向右移动，此时转板303上侧向左运动，两个减震滑块302向相反的方向运动，此时缓冲结构306减缓两个减震滑块302的相对反向运动，实现减缓固定管202和伸缩管203的晃动，进而减缓隧道的晃动，气缸调节器3062是用于调节气缸3061的伸缩系数，通过晃动的幅度来调节气缸的伸缩系数，使得气缸改变伸缩系数，进而使得减缓晃动效果达到最大。
38.电机401的电机轴与联轴器402固定连接，联轴器402与丝杆403下侧固定连接，滑动器404与丝杆403通过螺纹连接，固定座405与电机固定连接。进一步说明，固定座405后侧设有滑槽，滑槽后设有滑轨，滑轨和滑槽实现了伸缩组件4的上下滑动，通过电机401转动使
得电机轴转动，电机轴通过联轴器402使得丝杆403转动，丝杆403转动使得滑动器404发生位移，进而使得伸缩管203向上运动，管口锁定结构204通过旋转套设在固定管202上，继续旋转，使得管口锁定结构204锁定，此时固定管202与伸缩管203连接，连接后，在滑轨和滑槽的作用下，伸缩组件4向下运动，使得伸缩组件4不会影响动能的传递。
39.收放电机501与减速机502通过轴连接，减速机502与传动轮503通过轴连接，传动轮503设有两个，两个传动轮503通过皮带连接，传动轮503与传动器504同轴连接，传动器504与索链收放轮505同轴连接，传动器504和收放电机501均固定于收放固定座506上。进一步说明，索链收放轮505中设有索链卡口，索链为连接链201，连接链201下侧固定在索链卡口上，通过收放电机501工作，并通过减速机502使得两个传动轮503转动，又通过同轴使得索链收放轮505转动，实现索链的收放，当固定管202和伸缩管203连接后，放索链，使得索链不会影响动能的传力，此时索链处于松弛状态，当固定管202和伸缩管203断开后，收紧索链，使得索链绷紧，此时索链拉住隧道1，使得隧道不会飘走。
40.上述的悬浮隧道波流冲击减缓装置的使用方法，包括以下步骤：
41.s1,当水面产生波浪时，会带动水下一定范围内的水产生晃动，此时波浪检测器检测到波浪，通过信号传输至装置内，波浪冲击隧道不光会摇摆还会旋转，当外层102旋转内齿圈1041同向旋转，则通过往复齿轮1043使得外齿圈1042反方向旋转，内齿圈旋转会带动内层101旋转，使得路板103一直处于一个水平状态；
42.s2,此时，收放电机501工作，并通过减速机502使得两个传动轮503转动，又通过同轴使得索链收放轮505转动，实现索链的放长；
43.s3,索链放长后，通过电机401转动使得电机轴转动，电机轴通过联轴器402使得丝杆403转动，丝杆403转动使得滑动器404发生位移，进而使得伸缩管203向上运动，使得伸缩管203与固定管202连接，当伸缩管203与固定管202连接后，三个卡子2044向内滑动，使得斜齿轮2048转动，使得三个锁定螺丝2047移动，再通过螺丝对卡子2044和锁定螺丝2047固定，使得卡子2044和锁定螺丝2047位置固定进而使得固定管202和伸缩管203固定。
44.s4，隧道晃动的动能通过固定管202和伸缩管203传递至两根横管上，伸缩管203晃动，使得两根横管左右移动，并通过减震组件3来减缓两根横管的晃动幅度，进而减小伸缩管203和固定管202的晃动幅度，实现减缓隧道的晃动幅度，其中减震组件3内，横管晃动后，通过连接块301使得转板303的下侧向右移动，此时转板303上侧向左运动，两个减震滑块302向相反的方向运动，此时缓冲结构306减缓两个减震滑块302的相对反向运动，实现减缓固定管202和伸缩管203的晃动，进而减缓隧道的晃动。
45.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。