一种海上浮式人工岛竖向波动幅度减缓装置的制作方法

1.本发明属于海上浮式人工岛技术领域，具体的说，是涉及一种用于海上浮式人工岛的竖向波动幅度减缓装置。


背景技术：

2.随着世界经济的发展，建设海上浮式人工岛将成为许多沿海国家和城市陆域扩充的重要选择。目前尚无海上大型浮式人工岛建成实例，美国、日本、中国等很多国家提出了若干海上浮式人工岛构想，构想中的海上人工岛一般用于酒店、旅游等，人们能够在人工岛上居住、生活。
3.海上人工岛地处外海，遭受复杂的风、浪、流荷载作用而处于横摇、纵摇和上、下起伏运动之中。在风浪流作用下若海上浮式人工岛上、下起伏运动剧烈，严重影响浮式人工岛的宜居性和用途。为减缓海上浮式人工岛的上下起伏运动剧烈程度，在正常风浪流作用下，人工岛的水平和竖向运动应控制在一定范围内，这对于人工岛的推广应用具有重要意义。因此，研究能够降低风浪流荷载作用下浮式人工岛运动位移幅值的装置，对于海上浮式人工岛建设具有重要工程价值。


技术实现要素：

4.本发明旨在降低风浪流荷载作用下浮式人工岛竖向运动位移幅值，提供一种海上浮式人工岛竖向波动幅度减缓装置，有助于控制浮岛在风浪流荷载作用下的波动颠簸程度，提高海上浮式人工岛的生活舒适性。
5.为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：
6.本发明提供了一种海上浮式人工岛竖向波动幅度减缓装置，包括浮岛模块，所述浮岛模块通过横隔板分为上部格室和下部格室，上部格室和下部格室之间水密隔离；
7.所述上部格室内部设置有恒水位水罐，所述恒水位水罐设置有溢流孔，所述溢流孔连接有排水管，所述溢流孔和所述排水管用于保证所述恒水位水罐内水位不超过设计水位；
8.所述下部格室内部设置有橡胶水囊，所述橡胶水囊内部充水；所述橡胶水囊通过连通管与所述恒水位水罐相连通，所述连通管穿接于所述横隔板；
9.所述恒水位水罐设置有液位计，所述液位计用于实时测量所述恒水位水罐内水位；所述液位计与第一plc控制器信号连接，所述第一plc控制器与水泵信号连接；所述第一plc控制器用于在所述恒水位水罐内水位低于设计水位情况下，控制所述水泵对所述恒水位水罐抽水。
10.进一步地，所述橡胶水囊顶部设置有气压测试仪，所述气压测试仪用于实时监测所述橡胶水囊内部是否存在空气；所述气压测试仪与第二plc控制器信号连接，所述第二plc控制器与真空泵信号连接；所述plc控制器用于在所述橡胶水囊内部存在空气情况下，控制所述真空泵对所述橡胶水囊抽气。
11.进一步地，所述下部格室底部安装有格栅板。
12.本发明的有益效果是：
13.本发明提供的竖向波动幅度减缓装置，将浮岛模块划分为上部格室和下部格室，上部格室设置恒水位水罐，下部格室内置充满水的橡胶水囊；利用橡胶水囊的弹性变形消耗浪流荷载作用于装置底部的竖向压力和波流能量，从而有效减小波浪荷载的竖向冲击作用，有效减缓装置竖向运动位移。基于该竖向波动幅度减缓装置建造浮岛，能够减小风浪流荷载作用下浮岛竖向运动幅度，增强浮岛居住感受的舒适性，防止浮岛产生较大波动颠簸，促进海上浮式人工岛工程实施。
附图说明
14.图1为本发明所提供的竖向波动幅度减缓装置的结构示意图；
15.图2为海上人工岛的平面布置图。
16.上述图中：1-浮岛模块，2-恒水位水罐，3-橡胶水囊，4-连通管，5-格栅板，6-排水管，7-液位计，8-第一plc控制器，9-水泵，10-气压测试仪，11-第二plc控制器，12-真空泵，13-装修填充物。
具体实施方式
17.为能进一步了解本发明的发明内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
18.如图1所示，本实施例提供了一种竖向波动幅度减缓装置，主要由浮岛模块1、恒水位水罐2、橡胶水囊3、连通管4、plc自动控制系统等组成。
19.浮岛一般由多个钢筋混凝土或钢制的浮岛模块1组成。浮岛模块1由横隔板分为上部格室和下部格室。上部格室和下部格室之间密封不透水，上部格室顶部封闭，下部格室底部敞口，并且下部格室底部安装格栅板5。
20.恒水位水罐2设置在上部格室内，恒水位水罐2设置有溢流孔，并通过溢流孔连接排水管6。恒水位水罐2内的液位恒定，当其内部存水超过恒定液位，将会由溢流孔通过排水管6排出。
21.恒水位水罐2内部还设置有液位计7，液位计7可固定安装在恒水位水罐2侧壁，用于实时测量恒水位水罐2内的水位。液位计7与第一plc控制器8信号连接，第一plc控制器8与水泵9信号连接。
22.橡胶水囊3设置在下部格室内，橡胶水囊3内部充水。橡胶水囊3通过连通管4与恒水位水罐2相连通，连通管4能够使橡胶水囊3内的水与恒水位水罐2内的水相互流通。橡胶水囊3为高弹性橡胶制成的囊袋结构，能够内部充水并具有较大弹性。
23.橡胶水囊3顶部还设置有气压测试仪10，气压测试仪10可固定安装在浮岛模块1的横隔板底部，用于实时监测橡胶水囊3顶部气压。气压测试仪10与第二plc控制器11信号连接，第二plc控制器11与真空泵12信号连接。
24.竖向波动幅度减缓装置的工作状态下：
25.橡胶水囊3充满水并且布设于下部格室内，当较大的浪流作用力作用于橡胶水囊3底部，橡胶水囊3受到水动力冲击而压缩，橡胶水囊3内的水受压由连通管4挤出，进入恒水
位水罐2内。恒水位水罐2内的水增加至恒水位，就从溢流孔流出，并由排水管6排走。当较小的浪流作用力作用于橡胶水囊3底部，水动力减小或消失，橡胶水囊3压缩变形恢复，恒水位水罐2内的水从连通管流入和补给橡胶囊内空间。
26.通过液位计7实时测量恒水位水罐2内的水位，第一plc控制器8实时接收液位计7传递的当前水位信号，并将当前水位信号转换为当前水位数值与设计水位数值p0进行比较。第一plc控制器8判断当前水位数值低于设计水位数值p0时，则第一plc控制器8向水泵9传递信号使水泵9启动。水泵9开启，通过外部水源向恒水位水罐2内部进行补水，直至第一plc控制器8判断当前水位数值达到设计水位数值p0时，第一plc控制器8向水泵9传递信号使水泵9关闭。
27.通过气压测试仪10实时监测橡胶水囊3内部气压，第二plc控制器11实时接收气压测试仪10传递的当前气压信号，并将当前气压信号转换为当前气压数值。第二plc控制器11判断当前气压数值大于0时，说明橡胶水囊3内部存在空气，则第二plc控制器11向真空泵12传递信号使真空泵12启动。真空泵12抽出橡胶水囊3内部存在的空气，直至第二plc控制器11判断当前数值为0时，说明抽气结束，由第二plc控制器11发出向真空泵12传递信号使真空泵12关闭。
28.如图2所示，拟建浮岛整体近似为正八边形，平面面积为1平方公里，浮岛由126个浮岛模块1组成，其余部分由装修填充物13进行填充。浮岛模块1之间采用刚性连接器连接，单个浮岛模块1尺寸为120
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60
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6m，吃水深度为3.0m。
29.可见，通过本发明的竖向波动幅度减缓装置，能够减小波浪荷载对浮岛的竖向冲击作用，减小浮岛竖向运动幅度，增强浮岛居住舒适性。
30.尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。