一种适用于岛礁、码头的动态浮桥

1.本发明涉及码头浮桥建造技术领域，尤其是一种适用于岛礁、码头的动态浮桥。


背景技术：

2.世界经济已经步入全球化时代，各国海运贸易频繁。远洋巨轮具有吨位大、吃水大等特点，其难以停泊于岛礁或浅水码头附近，进而导致货物的装卸成为一大难题。在此背景下，岸边附属建造物应用而生，以在岛礁或浅水码头和远洋巨轮之间建立一条物流通道。
3.在现有技术中，岸边附属建造物主要分为两类，一类为栈桥，一类为动态浮桥。栈桥为建造于岛礁或码头浅水域内的固定建筑物，在实际建设中，挖建工作量巨大，导致其建造成本居高不下，且受到涨潮影响其极易被海水所淹没，进而会影响到货物的正常装、卸。针对于动态浮桥而言，业内出现了大量设计方案。例如，中国发明专利cn205934690u公开一种新型浮桥，包括：浮桥单元一，浮桥单元二，弹性连接块以及螺栓组件；其中，所述浮桥单元一的尽头端侧面设有连接槽一，垂直于所述连接槽一外壁还设有安装通孔组一；所述浮桥单元二的尽头端侧面设有连接槽二，垂直于所述连接槽二外壁还设有安装通孔组二；弹性连接块还设有安装通孔组三和安装通孔组四；浮桥单元一与浮桥单元二可通过相应的连接槽和孔与弹性连接块连接；通过弹性连接块作为过渡连接件连接浮桥单元一和浮桥单元二。再如，中国发明专利cn217324943u公开了一种方便拼接的浮桥，其包括多个浮桥板本体，所述浮桥板本体上设有连接结构，所述连接结构包括转动杆、第一齿轮、第二齿轮、螺纹杆、螺纹槽和驱动杆，所述浮桥板本体的内壁转动连接有所述转动杆，所述转动杆上固定有两个所述第一齿轮，所述浮桥板本体的内壁转动套接有两个所述第二齿轮，两个所述第一齿轮分别与两个所述第二齿轮啮合，所述浮桥板本体的内壁开设有两个所述螺纹槽，相邻的两个所述浮桥板本体上的两个所述螺纹杆分别与两个所述螺纹槽之间螺纹连接，所述转动杆上滑动连接有所述驱动杆，所述驱动杆能延伸至所述浮桥板本体的外侧。虽说应用上述两种技术方案均可方便、快捷在岛礁、码头与远洋巨轮之间建立一条物流通道，然而，浮桥单元或浮桥板本体受到浪冲击作用而势必会发生浪涌浮动，从而导致装卸工不能稳定站立，最终会影响到货物的装卸效率，且工作安全风险居高不下。因而，亟待技术人员解决上述问题。


技术实现要素：

4.故，本发明课题组鉴于上述现有的问题以及缺陷，乃搜集相关资料，经由多方的评估及考量，并经过课题组人员不断实验以及修改， 最终导致该适用于岛礁、码头的动态浮桥的出现。
5.为了解决上述技术问题，本发明涉及了一种适用于岛礁、码头的动态浮桥，用来辅助于远洋巨轮执行货物装卸操作，其包括有浮桥模组和连系单元。多组浮桥模组借由连系单元以进行首尾相连，且伴随地在岛礁、码头与远洋巨轮之间架起一货物流通通道。浮桥模组包括有承载基台、浮座以及牵拉单元。承载基台用来负担行人或货物。浮座用来为承载基
台提供支撑，且漂浮于海水中。牵拉单元作为浮座和海床之间的连接过渡。在海水涨潮、落潮时间阶段，牵拉单元向着浮座所施加的拉力自适应性地发生变化，承载基台和海平面之间的距离值d得以保持于恒定值。
6.作为本发明所公开技术方案的进一步改进，牵拉单元由多组相协同作用以对浮座执行牵拉操作的牵拉子单元构成。牵拉子单元包括有锚座、锚绳以及卷扬动力部。锚座用来绑扎锚绳，其深埋、且固定于海床。用来收卷锚绳的卷扬动力部安装于浮座内。在海水涨潮、落潮时间阶段，卷扬动力部启动，锚绳施加于浮座上的牵拉力发生改变。
7.作为本发明所公开技术方案的更进一步改进，卷扬动力部包括有旋转电机、力传动机构、第一卷筒以及第二卷筒。旋转电机与浮座固定为一体，且辅以力传动机构作用以同步地驱动第一卷筒、第二卷筒执行周向旋转运动，分别绕卷于第一卷筒、第二卷筒上的所述锚绳得以收紧或放松对浮座的牵拉。
8.作为本发明所公开技术方案的更进一步改进，力传动机构包括有第一链轮、第二链轮、第三链轮、链条、第一竖置传动轴、第二竖置传动轴、第一平放传动轴、第二平放传动轴、第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、第三锥形齿轮以及第四锥形齿轮。第一链轮由旋转电机进行驱动。第一竖置传动轴、第二竖置传动轴对称地布置于旋转电机的两侧，且一一对应地被第二链轮、第三链轮所套设、且固定。链条同时与第一链轮、第二链轮以及第三链轮相啮合。第一锥形齿轮套设、且固定于第一平放传动轴上，而与第一锥形齿轮相配对啮合的第二锥形齿轮固定于第一竖置传动轴的下端部。第三锥形齿轮套设、且固定于第二平放传动轴上，而与第三锥形齿轮相配对啮合的第四锥形齿轮固定于所述第二竖置传动轴的下端部。
9.作为本发明所公开技术方案的进一步改进，牵拉子单元还包括有拉力传感器。拉力传感器安装于锚座上，且其直接受到来自于锚绳的拉力作用。
10.作为本发明所公开技术方案的进一步改进，连系单元由多个同时连接于两相邻承载基台之间的编织网构成。
11.作为本发明所公开技术方案的进一步改进，适用于岛礁、码头的动态浮桥还包括有缓冲单元。缓冲单元由多件夹设于浮座之间的、且随着所受到压力不同而发生自适应性弹性形变的弹性体构成。
12.作为本发明所公开技术方案的进一步改进，浮桥模组还包括有安全防护单元。安全防护单元包括有支撑座、挡脚板。多件挡脚板相协同以实现对承载基台的侧向围挡，且借由支撑座以实现与浮座的固定。
13.作为本发明所公开技术方案的进一步改进，浮桥模组还包括有支撑组件和浮力板。浮座借助于支撑组件以实现对承载基台的支撑。支撑组件包括有第一滑移杆、第二滑移杆、第三滑移杆、第四滑移杆、第一线性轴承、第二线性轴承、第三线性轴承以及第四线性轴承。第一滑移杆、第二滑移杆、第三滑移杆和第四滑移杆均可自由滑动地竖插于浮座内。与第一滑移杆相适配的第一线性轴承、与第二滑移杆相适配的第二线性轴承、与第三滑移杆相适配的第三线性轴承以及与第四滑移杆相适配的第四线性轴承均嵌设、且固定于浮座内。浮力板贴放、且固定于承载基台的底壁上。在海水涨潮时间阶段，浮力板因受到海水浸没而产生上浮力，承载基台得以定向地执行上浮运动。
14.作为本发明所公开技术方案的进一步改进，浮桥模组还包括有阻尼单元。阻尼单元同时连接承载基台和浮座。在海水涨潮时间阶段，承载基台在执行上浮运动的进程中始
终受到来自于阻尼单元的阻尼力作用。
15.作为本发明所公开技术方案的更进一步改进，阻尼单元由至少1件连接于浮座和承载基台之间的液压阻尼器构成。
16.相较于传统设计结构的动态浮桥，浮桥模组配套有牵拉单元。在实际应用中，牵拉单元始终向着浮座施予牵拉力，如此，一方面，杜绝了其因受到浪冲击作用时偏离原设计位置而不能准确对接远洋巨轮现象的发生，确保动态浮桥在实际应用中始终保持有良好的位置稳定性；另一方面，有效地降低了浮桥模组受到浪冲击作用时其自身的浪涌浮动幅度，从而利于装卸工人得以在其上稳定地站立。综合以上两点，新设计形式的动态浮桥不但确保了装卸工人的工作安全性，而且还大幅度地提升了货物的装卸效率。
17.更为重要是，随着所处海水涨潮、落潮时间阶段的不同，牵拉单元向着浮座所施加的拉力自适应性地发生变化，承载基台得以与远洋巨轮的沉浮运动保持一致，进一步地确保了其在实际应用中始终与远洋巨轮保持于准确对接状态，利于货物以及人员进行流通。
18.附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本发明中适用于岛礁、码头的动态浮桥第一种实施方式的结构示意图。
21.图2是图1的俯视图。
22.图3是本发明适用于岛礁、码头的动态浮桥第一种实施方式中浮桥模组的结构示意图。
23.图4是本发明适用于岛礁、码头的动态浮桥第一种实施方式中卷扬动力部的结构示意图。
24.图5是图1的i局部放大图。
25.图6是本发明中适用于岛礁、码头的动态浮桥第二种实施方式中浮桥模组的结构示意图。
26.1-浮桥模组；11-承载基台；12-浮座；13-牵拉单元；131-牵拉子单元；1311-锚座；1312-锚绳；1313-卷扬动力部；13131-旋转电机；13132-力传动机构；131321-第一链轮；131322-第二链轮；131323-第三链轮；131324-链条；131325-第一竖置传动轴；131326-第二竖置传动轴；131327-第一平放传动轴；131328-第二平放传动轴；131329-第一锥形齿轮；1313210-第二锥形齿轮；1313211-第三锥形齿轮；1313212-第四锥形齿轮；131313-第一卷筒；131314-第二卷筒；1314-拉力传感器；14-支撑组件；141-第一滑移杆；142-第二滑移杆；143-第三滑移杆；144-第四滑移杆；145-第一线性轴承；146-第二线性轴承；147-第三线性轴承；148-第四线性轴承；15-浮力板；16-安全防护单元；161-支撑座；162-挡脚板；17-阻尼单元；171-液压阻尼器；2-连系单元；21-编织网；3-缓冲单元；31-弹性体。
27.具体实施方式
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为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，因此不能理解为对本发明的限制。
29.动态浮桥建造于岛礁、码头的浅水区域，以用来辅助远洋巨轮执行货物装卸操作。
30.下面结合具体实施例，对本发明所公开的内容作进一步详细说明，图1、图2共同示出了本发明中适用于岛礁、码头的动态浮桥第一种实施方式的结构示意图，可知，其主要由浮桥模组1和连系单元2等几部分构成。其中，多组浮桥模组1以线性方式进行排布，且借由连系单元2以首尾相连，伴随地在岛礁、码头与远洋巨轮之间架起一货物流通通道。连系单元2由多个同时连接于两相邻承载基台之间的编织网21构成。如图3中所示，浮桥模组1包括有承载基台11、浮座12以及牵拉单元13。承载基台11用来负担行人或货物。浮座12用来为承载基台11提供支撑，且漂浮于海水中。牵拉单元13作为浮座12和海床之间的连接过渡。在海水涨潮、落潮时间阶段，牵拉单元13向着浮座12所施加的拉力自适应性地发生变化，承载基台11和海平面之间的距离值d得以保持于恒定值，确保承载基台11相对于远洋巨轮出货口始终保持于齐平状态。
31.在实际应用中，适用于岛礁、码头的动态浮桥直至取得了以下几方面的有益技术效果：1）浮桥模组1配套有牵拉单元13。在实际应用中，牵拉单元13始终向着浮座12施予牵拉力，如此，一方面，杜绝了其因受到浪冲击作用时偏离原设计位置而不能准确对接远洋巨轮现象的发生，确保动态浮桥在实际应用中始终保持有良好的位置稳定性；2）有效地降低了浮桥模组1受到浪冲击作用时其自身的浪涌浮动幅度，从而利于装卸工人得以在其上稳定地站立，进而不但确保了装卸工人的工作安全性，而且还大幅度地提升了货物的装卸效率。
32.3）随着所处海水涨潮、落潮时间阶段的不同，牵拉单元13向着浮座12所施加的拉力自适应性地发生变化，承载基台11得以与远洋巨轮的沉浮运动保持一致，进一步地确保了其在实际应用中始终与远洋巨轮保持于准确对接状态，利于货物以及人员进行流通。
33.已知，根据设计常识，牵拉单元13可以采取多种设计结构以实现对浮座12的牵拉操作，不过，在此推荐一种设计结构简单，易于施工，且可确保浮座12受到稳定牵拉的实施方案，具体如下：结合附图1、3中所示可知，针对于单组浮桥模组1来说，牵拉单元13由两组相协同作用、以对向地对浮座12进行斜拉操作的牵拉子单元131构成。如图3中所示，牵拉子单元131主要由锚座1311、锚绳1312以及卷扬动力部1313等几部分构成。其中，锚座1311用来绑扎锚绳1312，其深埋、且固定于海床。用来收卷锚绳1312的卷扬动力部1313安装于浮座12内。实际应用中，在涨潮阶段，且区域浪高超过1.25m，远洋巨轮发生上浮运动，与此同时，浮座12所受到海水浮力随之增加，卷扬动力部1313启动，两锚绳1312同时放松，浮座12因所受到的牵拉力减小而上浮；在落潮阶段，远洋巨轮发生下降运动，与此同时，浮座12所受到海水浮力随之减小，卷扬动力部1313反向启动，两锚绳1312同时收紧，浮座12因所受到的牵
拉力增加而位置下降。如此一来，一方面，在执行货物装载进程中浮桥模组1始终保持于被压紧状态，避免其因受到高强度浪涌冲击而位置偏移现象的发生；另一方面，因承载基台11在不同阶段所受到的牵拉力亦不相同，其得以与远洋巨轮的卸货口始终保持于平齐状态，避免因高度差而引起的货物装卸不便或装卸工通行不便现象的发生。
34.如图4中所示，作为上述技术方案的进一步细化，卷扬动力部1313包括有旋转电机13131、力传动机构13132、第一卷筒13133以及第二卷筒13134。旋转电机13131可拆卸地与浮座12固定为一体，且辅以力传动机构13132作用以同步地驱动第一卷筒13133、第二卷筒13134执行周向旋转运动，分别绕卷于第一卷筒13133、第二卷筒13134上的两条锚绳1312得以收紧或放松对浮座12的牵拉。如图5中所示，力传动机构13132包括有第一链轮131321、第二链轮131322、第三链轮131323、链条131324、第一竖置传动轴131325、第二竖置传动轴131326、第一平放传动轴131327、第二平放传动轴131328、第一锥形齿轮131329、第二锥形齿轮1313210、第三锥形齿轮1313211以及第四锥形齿轮1313212。第一链轮131321由旋转电机13131进行驱动。第一竖置传动轴131325、第二竖置传动轴131326对称地布置于旋转电机13131的两侧，且一一对应地被第二链轮131322、第三链轮131323所套设、且固定。链条131324同时与第一链轮131321、第二链轮131322以及第三链轮131323相啮合。第一锥形齿轮131329套设、且固定于第一平放传动轴131327上，而与第一锥形齿轮131329相配对啮合的第二锥形齿轮1313210固定于第一竖置传动轴131325的下端部。第三锥形齿轮1313211套设、且固定于第二平放传动轴131328上，而与第三锥形齿轮1313211相配对啮合的第四锥形齿轮1313212固定于第二竖置传动轴131326的下端部。通过采用上述技术方案进行设置，一方面，借由力传动机构13132可将旋转电机13131的转动力矩同时分配于第一卷筒13133和第二卷筒13134，进而确保两锚绳1312的收紧进程以及放松进程始终保持同步，有效地杜绝了浮桥模组1因受到不平衡牵拉力作用而倾置现象的发生；另一方面，本实施例中所公开的力传动机构13132具有较高的传动效率以及传动平稳性，且所产生的工作噪音相对较小。
35.在实际运行阶段发现，当浮桥模组1被部分浸没后，旋转电机13131极易因受到海水侵润而发生“烧机”风险，且第一链轮131321、第二链轮131322、第三链轮131323以及链条131324因受到杂物或腐蚀影响而不能正确地啮合，鉴于此，作为上述技术方案的进一步优化，位于承载基台11的正下方，在浮座12上还配套地安装有防护罩，以同时实现对卷扬动力部1313的避水防护（图1、3中有所示意，不过并未用图号示出）。
36.再者，由附图1中所示还可以明确地看出，该款适用于岛礁、码头的动态浮桥还配套有缓冲单元3，以杜绝两相邻的浮座12之间因受到刚性冲击力而过早损坏现象的发生。如图6中所示，缓冲单元3优选由多件夹设于浮座12之间的、且随着所受到压力不同而发生自适应性弹性形变的弹性体31（如厚度大于8mm的橡胶垫以及厚度大于20mm的聚氨酯发泡体）构成。
37.由附图3中所示还可以明确地看出，浮桥模组1还同时增设有支撑组件14和浮力板15。浮座12借助于支撑组件14以实现对承载基台11的支撑。支撑组件14主要由第一滑移杆141、第二滑移杆142、第三滑移杆143、第四滑移杆144、第一线性轴承145、第二线性轴承146、第三线性轴承147以及第四线性轴承148等几部分构成。其中，第一滑移杆141、第二滑移杆142、第三滑移杆143和第四滑移杆144均可自由滑动地竖插于浮座12内。与第一滑移杆141相适配的第一线性轴承145、与第二滑移杆142相适配的第二线性轴承146、与第三滑移
杆143相适配的第三线性轴承147以及与第四滑移杆144相适配的第四线性轴承148均嵌设、且固定于浮座12内。浮力板15贴放、且固定于承载基台11的底壁上。在海水涨潮时间阶段，且区域浪高超过0.5m，浮力板15因受到海水浸没而产生上浮力，承载基台11得以定向地执行上浮运动，如此，不但有效地消除因小波浪涌动起伏所带来的水位差影响，确保动态浮桥相对于远洋巨轮始终保持于正确对接状态。
38.根据多次实验结果验证，一般将承载基台11的浮动幅度控制在15～30mm即可，且浮力板15宜选用由密度小，结构强度高，且耐腐蚀性较强的材料制成。
39.另外，由附图3中所示还可以明确地看出，牵拉子单元131还增设有拉力传感器1314，以用来实时地感应锚绳1312因受到微幅波浪涌动影响而向着浮桥模组1所施加的牵拉力值变动。拉力传感器1314安装于锚座1311上，且其直接受到来自于锚绳1312的拉力作用。在实际应用中，浮桥模组1同时受到浪涌力和来自于锚绳1312的牵拉力作用。在微幅波浪涌动情形下（区域浪高小于0.5m），浮桥模组1势必会因受到浪冲击力作用而微幅涌动（晃动），与此同时，拉力传感器1314所感应到的来自于锚绳1312的拉力亦同步地发生变化，并及时发出控制信号至旋转电机13131，旋转电机13131因而得以启动或工作功率发生改变，即意味浮桥模组1所受到的来自于锚绳1312的牵拉力发生变化以与因微幅波浪涌动而引发的浪涌力相平衡，最终确保浮桥模组1始终维持于平衡受力状态，使其浪涌浮动幅度维持于合理值范围内。
40.另外，出于尽可能地装卸工人因失误或受到外力冲撞而意外由承载基台11滑落风险的出现方面考虑，作为上述技术方案的进一步优化，如图1、2、3中所示，浮桥模组1还配套有安全防护单元16。安全防护单元16主要由支撑座161和挡脚板162构成。其中，针对于单组浮桥模组1来说，其同时配套有2件挡脚板162以及4件支撑座161。4件支撑座161均固定于承载基台11上，且均保持于竖放状。1件挡脚板162和2件支撑座161相协同以实现对承载基台11前侧的围挡；而剩余的1件挡脚板162和2件支撑座161相协同以实现对承载基台11后侧的围挡。
41.在实际应用中，浮座12因受到浪冲击力作用势必会出现微幅抖动，进而会带动承载基台11发生波动起伏，进而会在一定程度上影响装卸工人的站立稳定性。鉴于此，图6示出了本发明中适用于岛礁、码头的动态浮桥第二种实施方式中浮桥模组的结构示意图，可知，其相较于上述第一种实施方式的区别点在于：浮桥模组1还配套有阻尼单元17。阻尼单元17同时连接承载基台11和浮座12。在海水涨潮时间阶段，承载基台11在执行上浮运动的进程中始终受到来自于阻尼单元17的阻尼力作用。阻尼单元17由2件连接于浮座12和承载基台11之间的、且对称地布置于承载基台11前、后的液压阻尼器171构成。如此一来，在有浪涌冲击力作用的场景下，承载基台11因浪冲击作用而发生波动起伏，在此进程中，部分动能转化为液压阻尼器171的液压势能，并在两次浪涌间隔时间段内进行集中释放，从而有效地消除了浪涌冲击力对承载基台11所造成的波动起伏不良影响，确保装卸工和货物得以顺利、安全通过。
42.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。