專利名稱：一種管節(jié)沉放的壓載水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種管節(jié)沉放的壓載水系統(tǒng)，尤其涉及一種通過控制壓載水箱蓄水量實現(xiàn)管節(jié)平穩(wěn)、快速沉放的壓載水系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，供車輛行走的水下隧道是由多根沉管連接而成，沉管的體積和重量較大，其長度大約為100-200米，沉管安裝到預(yù)先鋪設(shè)好的基床上。在安裝沉管時多采用安裝船吊裝法，安裝船通過垂直設(shè)置的吊索纜垂吊管節(jié)兩端；系統(tǒng)控制電路通過控制吊索纜的升降，實現(xiàn)待安管節(jié)的沉放；但是，該種方法對管節(jié)沉降精度要求很高，相應(yīng)的控制沉降的難度很大，不僅要減小海水浮力對管節(jié)沉放的影響，還要最大程度減輕吊索纜的負(fù)重；在管節(jié)安裝結(jié)束至覆蓋回填的階段內(nèi)，需要增加管節(jié)的自重，抵抗海底潮流對管節(jié)穩(wěn)定性的影響；目前，對于管節(jié)沉放施工來說，該問題還沒有得到很好地解決。因此，針對上述問題急需提供一種新的管節(jié)沉放的壓載水系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種管節(jié)沉放的壓載水系統(tǒng)，該壓載水系統(tǒng)通過向壓載水箱內(nèi)注水或者排水來控制管節(jié)的自重，從而實現(xiàn)管節(jié)快速、平穩(wěn)沉放的目的。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種管節(jié)沉放的壓載水系統(tǒng)，所述壓載水系統(tǒng)包括管節(jié)控制電路、壓載水箱以及壓載泵；所述壓載泵通過管路與所述壓載水箱連接。所述管路上設(shè)有遙控閥門和閥門驅(qū)動器。所述管路包括主管、支管和壓載排水管；所述主管兩端與所述待沉放管節(jié)兩端對應(yīng)連接；所述支管一端與主管連接，另一端與所述壓載水箱連接；所述壓載排水管兩端均與所述主管連接，在該壓載排水管上連接壓載泵。所述管節(jié)控制電路包括管節(jié)PLC和管節(jié)UPS ;所述管節(jié)PLC通過電線與所述管節(jié)UPS連接。所述遙控閥門通過電線與所述管節(jié)PLC連接。在所述 壓載水箱內(nèi)安裝有水箱液位傳感器。在所述管節(jié)PLC上還連接有浸水報警傳感器、海水密度傳感器、端封門壓力傳感器、管路壓力傳感器和攝像頭。所述壓載水箱內(nèi)壁設(shè)有防水布。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的優(yōu)點:1、本實用新型采用壓載水箱的設(shè)計；根據(jù)浮力原理，通過向壓載水箱內(nèi)注水或者排水來控制管節(jié)的自重，最大程度減小海水浮力對管節(jié)沉放速度的影響，在整個沉放的過程中，管節(jié)內(nèi)壓載水的重量始終保持為管節(jié)浮力的1.59T2% ;從而實現(xiàn)管節(jié)平穩(wěn)的沉放；使管節(jié)沉放速度與吊索纜的下放和提升相配合；減輕吊索纜的負(fù)重；提高了沉放施工精度，加快了沉放施工進(jìn)度，提高了沉放施工效率。2、本實用新型采用壓載管路的設(shè)計，當(dāng)管節(jié)需要下沉?xí)r，打開主管上的主路閥，海水自動灌進(jìn)主管，通過支管進(jìn)入壓載水箱，借以加大管節(jié)自重，使其下沉；當(dāng)需要提升管節(jié)時，打開壓載排水閥，開啟壓載泵，使壓載水排出，從而減小管節(jié)自重，使吊索纜更加輕松吊起管節(jié)；當(dāng)需要在管節(jié)內(nèi)施工時，則注水加大管節(jié)自重，使管節(jié)可以穩(wěn)定的停在基床上面；以此實現(xiàn)壓載水箱快速注水和排水；提高了沉放施工精度，加快了沉放施工進(jìn)度，提高了沉放施工效率。3、本實用新型采用管節(jié)控制電路的設(shè)計；通過管節(jié)控制電路接收和轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)控制電路的控制指令，依據(jù)控制指令綜合控制管節(jié) 內(nèi)各部件的動作，并將各部件反饋的信息匯總發(fā)送給系統(tǒng)控制電路，以便其編輯新的控制指令；實現(xiàn)了安裝船與管節(jié)間的快速通信，并以此實現(xiàn)系統(tǒng)控制電路自動控制管節(jié)內(nèi)各部件準(zhǔn)確、快速的進(jìn)行工作；并實現(xiàn)了壓載水系統(tǒng)的水下無人操作和監(jiān)控，提高了沉放施工精度，加快了沉放施工進(jìn)度，提高了沉放施工效率。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；(俯視圖)圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；(
圖1中A的局部放大圖)圖3是本實用新型壓載水系統(tǒng)的電路連接示意圖(框圖)。附圖中:1為壓載水箱、2為壓載泵、3為待沉放管節(jié)內(nèi)腔、4為隔離腔、5為防水布、6為用于連接主控PLC和管節(jié)PLC的電線、7為端封門、8為密封插接件、9為主管、10為支管、11為壓載排水管、12為密封管接孔、13為閥門驅(qū)動器、14為主路閥、15為支路閥、16為壓載排水閥、17為管節(jié)PLC、18為管節(jié)UPS、19為管節(jié)控制柜、20為管節(jié)電源柜、21為水箱液位傳感器、22為用于連接管節(jié)PLC和管節(jié)UPS的電線。
具體實施方式
參見
圖1、圖2、圖3所示，本實施例中管節(jié)沉放的壓載水系統(tǒng)，包括一個用于發(fā)布控制指令的系統(tǒng)控制電路、一個用于轉(zhuǎn)發(fā)控制指令的管節(jié)控制電路、六個用于儲存壓載水的壓載水箱I以及兩個用于排出壓載水的壓載泵2，其中一個常規(guī)使用，另一個壓載泵用做備用；本實施例中所述壓載水箱尺寸為20mX 14.5mX 5.0m。本實施例中所述系統(tǒng)控制電路設(shè)置在安裝船(屬現(xiàn)有技術(shù)，圖中未顯示)上，所述管節(jié)控制電路、壓載水箱和壓載泵設(shè)置在待沉放管節(jié)內(nèi)腔3。為了方便施工(GINA端需要和已安管節(jié)對接，不可以有線纜的存在)，故將本實施例中所述管節(jié)控制電路和壓載泵設(shè)置在待沉放管節(jié)的尾端。本實施例中所述的待沉放管節(jié)有兩個平行的管節(jié)內(nèi)腔，兩內(nèi)腔中隔有隔離腔4，在每個內(nèi)腔內(nèi)順序排列三個壓載水箱，兩內(nèi)腔內(nèi)的壓載水箱兩兩對應(yīng)設(shè)置；所述壓載水箱內(nèi)壁設(shè)有防水布5，采用防水布的設(shè)計，可有效防止因壓載水外溢所造成的設(shè)備侵水現(xiàn)象出現(xiàn)，保證了管節(jié)內(nèi)腔各設(shè)備的正常工作。本實用新型采用壓載水箱的設(shè)計；根據(jù)浮力原理，通過向壓載水箱內(nèi)注水或者排水來對管節(jié)進(jìn)行壓重控制，最大程度減小海水中海流對管節(jié)穩(wěn)定性的影響，保證在管節(jié)沉放和施工過程中的穩(wěn)定，使其適應(yīng)海下不同深度的浮力；從而實現(xiàn)管節(jié)快速、自如、平穩(wěn)的沉放；使管節(jié)沉放與吊索纜的下放和提升相配合；減輕吊索纜的負(fù)重；提高了沉放施工精度，加快了沉放施工進(jìn)度，提高了沉放施工效率。本實施例中所述系統(tǒng)控制電路與所述管節(jié)控制電路連接；所述壓載泵通過壓載管路與所述壓載水箱連接。本實施例中所用電線通過卷盤(屬現(xiàn)有技術(shù)，圖中未顯示)布放，以實現(xiàn)電線的快速自如的收放，以便使電線布放的長度隨管節(jié)沉放深度變化不斷自動調(diào)整，該卷盤外接卷揚機(jī)(屬現(xiàn)有技術(shù)，圖中未顯示)并通過系統(tǒng)控制電路加以控制；所述卷軸和卷揚機(jī)均安裝在安裝船上；所述電線一端與系統(tǒng)控制電路連接，另一端穿過端封門7上的密封插接件8進(jìn)入管節(jié)內(nèi)并與管節(jié)控制電路連接；所述密封插接件可防止海水沿端封門上的走線孔進(jìn)入管節(jié)內(nèi)。本實施例中所述壓載管路包括一個主管9、六個支管10和兩個壓載排水管11 ;所述主管兩端與所述待沉放管節(jié)兩端的端封門上的密封管接孔12對應(yīng)連通；并以此實現(xiàn)主管與管節(jié)外的海水連通；本實施例中所述的密封管接孔可防止海水沿端封門上的管路孔進(jìn)入管節(jié)內(nèi)。所述支管一端與主管連通，另一端與所述壓載水箱連通；所述壓載排水管兩端均與所述主管連通，在兩個壓載排水管上各串聯(lián)有一個壓載泵。本實施例中所述主管設(shè)置在所述隔離腔內(nèi)。本實施例中所述壓載水主管采用DN250鍍鋅管，支管和壓載排水管采用DN200鍍鋅管；本實用新型的壓載水系統(tǒng)利用管節(jié)內(nèi)外水頭差，使海水自流進(jìn)入壓載水箱。系統(tǒng)排水采用排量為495m/h的壓載水泵。本實施例中所述壓載管路上設(shè)有遙控閥門(采用蝶閥門)，該遙控閥門包括一個閥門驅(qū)動器13 ;所述閥門驅(qū)動器用于接收管節(jié)控制電路發(fā)出的閥門控制指令，并根據(jù)控制指令控制遙控閥門的開啟和關(guān)閉；所述遙控閥門包括主路閥14、支路閥15和壓載排水閥16，所述主路閥設(shè)置在所述主管兩端，所述支路閥設(shè)置在所述支管上，所述壓載排水閥設(shè)置在所述壓載泵兩端的壓 載排水管上。本實用新型采用壓載管路的設(shè)計，當(dāng)管節(jié)需要下沉?xí)r，打開主管上的主路閥，海水自動灌進(jìn)主管，并打開支管路控制閥門，使海水通過支管進(jìn)入壓載水箱，借以加大管節(jié)自重，使其下沉；當(dāng)需要提升管節(jié)時，打開壓載排水閥，開啟壓載泵，使壓載水排出，從而減小管節(jié)自重，使吊索纜更加輕松吊起管節(jié)；以此實現(xiàn)壓載水箱快速注水和排水；提高了沉放施工精度，加快了沉放施工進(jìn)度，提高了沉放施工效率。參見圖2、圖3所示，本實施例中所述系統(tǒng)控制電路包括主控PLC (可編程邏輯控制器)和主控UPS (不間斷電源)；所述管節(jié)控制電路包括管節(jié)PLC17和管節(jié)UPS18 ;所述主控PLC通過電線6與所述管節(jié)PLC連接，所述管節(jié)PLC通過電線22與所述管節(jié)UPS連接。所述管節(jié)PLC設(shè)置在管節(jié)控制柜19內(nèi)加以保護(hù)；管節(jié)UPS設(shè)置在管節(jié)電源柜20內(nèi)加以保護(hù)。本實施例中所述主控UPS用于為主控PLC提供電力；所述管節(jié)UPS用于為管節(jié)PLC及壓載泵提供電力；所述管節(jié)PLC通過控制管節(jié)UPS實現(xiàn)壓載泵的開啟和關(guān)閉。同理，也可以由所述主控UPS為主控PLC及壓載泵提供電力；所述管節(jié)UPS為管節(jié)PLC提供電力；所述主控PLC通過控制主控UPS實現(xiàn)壓載泵的開啟和關(guān)閉。本實施例中所述遙控閥門通過電線與所述管節(jié)PLC連接。在所述壓載水箱內(nèi)安裝有水箱液位傳感器21 ;該水箱液位傳感器也通過電線與所述管節(jié)PLC連接；該水箱液位傳感器實時監(jiān)控壓載水的液位狀態(tài)，并將狀態(tài)信息傳回管節(jié)PLC，管節(jié)PLC根據(jù)此信息作出數(shù)據(jù)，并回報數(shù)據(jù)給主控PLC，主控PLC綜合計算后作出控制指令。在所述管節(jié)PLC上還連接有設(shè)置在管節(jié)兩端底面上的浸水報警傳感器、設(shè)置在管節(jié)端封門上的海水密度傳感器、設(shè)置在端封門上的端封門壓力傳感器、設(shè)置在壓載管路上的管路壓力傳感器和用于監(jiān)視各傳感器、壓載水箱、壓載管路、端封門和遙控閥門工作狀態(tài)的攝像頭。本實施例中所述浸水報警傳感器、海水密度傳感器、端封門壓力傳感器、管路壓力傳感器和攝像頭分別將各自檢測到的工作狀態(tài)信息傳回管節(jié)PLC，管節(jié)PLC根據(jù)多個狀態(tài)信息作出匯總數(shù)據(jù)，并回報匯總數(shù)據(jù)給主控PLC，主控PLC綜合計算后作出總控制指令。本實用新型采用管節(jié)控制電路的設(shè)計；通過管節(jié)控制電路接收和轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)控制電路的控制指令，依據(jù)控制指令綜合控制管節(jié)內(nèi)各部件的動作，并將各部件反饋的信息匯總發(fā)送給系統(tǒng)控制電路，以便其編輯新的控制指令；實現(xiàn)了安裝船與管節(jié)間的快速通信，并以此實現(xiàn)系統(tǒng)控制電路自動控制管節(jié)內(nèi)各部件準(zhǔn)確、快速的進(jìn)行工作；提高了沉放施工精度，加快了沉放施工進(jìn)度，提高了沉放施工效率。`
權(quán)利要求1.一種管節(jié)沉放的壓載水系統(tǒng)，其特征在于:所述壓載水系統(tǒng)包括管節(jié)控制電路、壓載水箱以及壓載泵；所述壓載泵通過管路與所述壓載水箱連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述管節(jié)沉放的壓載水系統(tǒng)，其特征在于:所述管路上設(shè)有遙控閥門和閥門驅(qū)動器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述管節(jié)沉放的壓載水系統(tǒng)，其特征在于:所述管路包括主管、支管和壓載排水管；所述主管兩端與所述待沉放管節(jié)兩端對應(yīng)連接；所述支管一端與主管連接，另一端與所述壓載水箱連接；所述壓載排水管兩端均與所述主管連接，在該壓載排水管上連接壓載泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述管節(jié)沉放的壓載水系統(tǒng)，其特征在于:所述管節(jié)控制電路包括管節(jié)PLC和管節(jié)UPS ;所述管節(jié)PLC通過電線與所述管節(jié)UPS連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述管節(jié)沉放的壓載水系統(tǒng)，其特征在于:所述遙控閥門通過電線與所述管節(jié)PLC連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述管節(jié)沉放的壓載水系統(tǒng)，其特征在于:在所述壓載水箱內(nèi)安裝有水箱液位傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述管節(jié)沉放的壓載水系統(tǒng)，其特征在于:在所述管節(jié)PLC上還連接有浸水報警傳感器、海水密度傳感器、端封門壓力傳感器、管路壓力傳感器和攝像頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述管節(jié)沉放的壓載水系統(tǒng)，其特征在于:所述壓載水箱內(nèi)壁設(shè)有防水布 。
專利摘要本實用新型涉及一種管節(jié)沉放的壓載水系統(tǒng)，尤其涉及一種通過控制壓載水箱蓄水量實現(xiàn)管節(jié)平穩(wěn)、快速沉放的壓載水系統(tǒng)；所述壓載水系統(tǒng)包括管節(jié)控制電路、壓載水箱以及壓載泵；所述壓載泵通過管路與所述壓載水箱連接。本實用新型采用壓載水箱的設(shè)計；根據(jù)浮力原理，通過向壓載水箱內(nèi)注水或者排水來控制管節(jié)的自重，使其適應(yīng)海下不同深度的浮力；從而實現(xiàn)管節(jié)快速、自如、平穩(wěn)的沉放；使管節(jié)沉放速度與吊索纜的下放和提升相配合；減輕吊索纜的負(fù)重；提高了沉放施工精度，加快了沉放施工進(jìn)度，提高了沉放施工效率。
文檔編號E02D15/08GK203145023SQ20122074631
公開日2013年8月21日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者林鳴, 吳利科, 關(guān)秋楓, 何可耕, 尹海卿, 寧劍輝, 翟世鴻, 高紀(jì)兵, 國強(qiáng), 付院平, 李增軍, 劉德進(jìn), 宿發(fā)強(qiáng), 曲俐俐, 蘇長璽, 王強(qiáng), 岳遠(yuǎn)征, 周相榮, 湯慧馳, 赫亞峰 申請人:中交第一航務(wù)工程局有限公司, 中交一航局第二工程有限公司, 上海振華重工(集團(tuán))股份有限公司, 中交公路長大橋建設(shè)國家工程研究中心有限公司