深水拋填船實時測控驗收系統(tǒng)及施工方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種深水拋填船實時測控驗收系統(tǒng)及施工方法。
【背景技術】
[0002]航道整治工程中，施工拋填塊石施工時，船舶對水下拋石的厚度和平面位置確定具有一定的難度，需設計一種深水拋填船測控系統(tǒng)實現(xiàn)塊石拋填的厚度和位置實時顯示。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種在航道整治拋填塊石施工時，對水下拋石的厚度和平面位置能夠實現(xiàn)塊石拋填的厚度和位置實時顯示的系統(tǒng)，以及使用該系統(tǒng)的施工方法。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明的深水拋填船實時測控驗收系統(tǒng)，包括拋填船，所述拋填船上設置定點拋填裝置，所述定點拋填裝置包括用于約束拋石的溜槽，提拉溜槽的提升機構，拋填船側設置軌道，所述溜槽可沿軌道移動，所述溜槽可通過提升機構上下移動，所述溜槽上部設置GPS，所述溜槽下部設置水下測控裝置。通過GPS測得基床面與GPS的距離，測量GPS與水面之間的距離和水面與水下測控裝置的距離，以及水下測控裝置的度數(shù)，即可得出基床拋石面的高程。
[0005]優(yōu)選的，所述水下測控裝置為高度計。水下測控裝置可以是探測儀或高度計。高度計從精度上更加精確，易于維護，采用了高強度鋁合金外殼防水一體化設計，LCD數(shù)碼/鍵盤設置參數(shù)/操作簡便，水底自動跟蹤門技術，可適用于50m以上的工作水深，故選取高度計作為本系統(tǒng)設計的水下測控設備
作為一種的改進，所述拋填船上設置母船定位GPS。
[0006]作為一種的改進，所述拋填船上的母船定位GPS設置兩臺，在拋填船的艏端對稱設置。將數(shù)據(jù)線通過無線發(fā)射模塊傳送至總控制室，根據(jù)GPS平面坐標讀數(shù)以及位置關系，計算出船舶及水下拋填塊石的平面位置絕對坐標，系統(tǒng)誤差可實現(xiàn)5_?lppm。
[0007]作為一種的改進，所述拋填船上海設置傾斜儀。傾斜儀控制母船的姿態(tài)從而實現(xiàn)控制溜槽在水下的姿態(tài)控制換算修正。
[0008]作為一種的改進，所述定點拋填裝置還包括用于安裝溜槽的臺車，所述臺車可在船側的臺車軌道上行走。
[0009]作為一種的改進，所述拋填船上設置聲吶測控系統(tǒng)。通過聲吶測控系統(tǒng)對水下拋石厚度高程和平面位置進行發(fā)射聲波，待聲波接觸拋填塊石后會自動反射到接收器，測控系統(tǒng)通過發(fā)射和回收的時間自動計算出拋填塊石的高程。
[0010]本發(fā)明還涉及一種深水拋填船實時測控驗收施工方法，包括下列步驟，
(1)拋填船就位:拋填船通過錨泊系統(tǒng)實現(xiàn)初步定位，然后開啟GPS精確就位系統(tǒng)，通過纜系調整起拋填船精確就位，實現(xiàn)平面位置偏差不大于5cm;
(2)運料船靠泊:運料船采用平板駁，靠泊船舶航行速度不得大于0.3m/s，且靠泊船舶的噸位不大于3000噸級，靠泊后通過定位纜系綁定連接。
[0011](3)溜槽就位:啟動系統(tǒng)提升或下降溜槽系統(tǒng)至一定的高度后，開啟測控系統(tǒng)測量進行掃測水下原基床面的高程，進行一次記錄；
(4)拋填作業(yè):首先設定設計拋填高程后，通過送料系統(tǒng)向溜槽內送料，并開啟測控系統(tǒng)實時檢測拋填塊石厚度的變化情況，達到設計拋填高程后，停止送料作業(yè)，此時測控系統(tǒng)自動記錄拋填塊石的高程，并開啟溜槽橫向移動卷揚機，拉動系統(tǒng)延船舶縱向移動，移動至設計行程后，通過錨系絞纜移船至下一船位；
(5)掃測驗收:待整個船尾拋填完成后，提升拋填溜槽距離拋填面一定高度，開啟掃測驗收系統(tǒng)，進行拋填基床面的驗收比對作業(yè)，并行成驗收數(shù)據(jù)，完成該船位的塊石拋填、驗收作業(yè)；
在整個過程中，GPS實時顯示基床面拋填塊石的高程并記錄，該系統(tǒng)不受潮位的影響，并可以通過傾斜儀數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)軟件中實時修正拋填塊石的厚度和高程，實現(xiàn)自動化作業(yè)。
[0012]本發(fā)明的深水拋填船實時測控驗收系統(tǒng)及施工方法在深水拋填船中得到應用，并在后海基地進行了系統(tǒng)測試，通過分析研究證明該系統(tǒng)是先進的，在我國水運工程航道整治工程中，對大流速、深水惡劣工況的適應性更強，系統(tǒng)的應用得出塊石拋填高度偏差不超過lcm±0.1%所測深度，平面位置拋填偏差不大于10cm，該系統(tǒng)具有深度大、精度高、工效高、自動化等顯著，并有效的提高有效作業(yè)時間，可為類似工程測控系統(tǒng)的設計及使用借鑒應用。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0014]圖1是拋填裝置的結構示意圖。
[0015]圖2是臺車的結構示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明的深水拋填船的結構示意圖。
[0017]圖4是本發(fā)明的深水拋填船的俯視圖。
[0018]圖5是尚程換算不意圖。
[0019]圖6是測控系統(tǒng)原理圖。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明的深水拋填船實時測控驗收系統(tǒng)，包括拋填船8，拋填船8上設置定點拋填裝置，如圖1和圖2所示，定點拋填裝置包括用于約束拋石的溜槽1，用于安裝溜槽1的臺車2和安裝在船側的臺車軌道3，臺車2可沿臺車軌道3移動。臺車軌道包括設置在船舷上的船舷軌道31和懸挑軌道32，船側設置懸挑梁4，懸挑梁4上設置軌道梁5，軌道梁5上設置懸挑軌道32，臺車可以在船側自由且穩(wěn)固的行走。
[0021]使用溜槽1拋石，可以將拋石精確約束在設定的位置，防止拋石被流水沖走。將溜槽1約束在臺車2上，臺車2上設置小輪21，可沿軌道3行走，當一個位置拋石完畢后，可以移動臺車2，在下一個位置繼續(xù)拋石。
[0022]臺車2上設置提拉溜槽的提升機構，提升機構為克令吊和卷揚機。設置了提升機構，可以隨時改變溜槽1的高度，適應不同的環(huán)境;在組裝和拆卸時，可以使用提升機構提升和降下溜槽1。溜槽分節(jié)拆除，由于總重量大于船舶自帶克令吊提升能力，需要由卷揚機配合提升，拆除后放在船舷側或甲板上。
[0023]由于設置了軌道，一次移船駐位可實現(xiàn)延船縱軸方向移動20m，豎向可升降高度為30m ο
[0024]如圖3和圖4所示，溜槽1上部設置GPS1，溜槽1下部設置水下測控裝置。通過GPS測得基床面與GPS的距離，測量GPS與水面之間的距離和水面與水下測控裝置的距離，以及水下測控裝置的度數(shù)，即可得出基床拋石面的高程。
[0025]當溜槽固定在一定高程位置上時，通過GPS換算出下部高度計的端部高度，換算圖示見圖5。水面高程為0位高程，GPS1測出讀數(shù)為Η讀，GPS1與水面線之間的距離為H1，高度計距離水面線距離為Η2，高度計的讀數(shù)為Η3，設基床面的實時高程顯示為Η4，則基床面高程Η4=Η讀-Η1-Η2-Η3，即為基床拋石面的高程；
水下測控裝置為高度計6。水下測控裝置可以用探測儀，也可以用高度計。高度計從精度上更加精確，易于維護，采用了高強度鋁合金外殼防水一體化設計，LCD數(shù)碼/鍵盤設置參數(shù)/操作簡便，水底自動跟蹤門技術，可適用于50m以上的工作水深，故選取高度計作為本系統(tǒng)設計的水下測控設備
拋填船8上設置母船定位GPS，拋填船8上的母船定位GPS設置兩臺，分別是GPS2和GPS3，在拋填船8的艏端對稱設置，溜槽1上部為