阅读说明：本技术 升船机船厢船舶靠泊与防护一体化装置及方法 (Ship berthing and protecting integrated device and method for ship lift chamber ) 是由 陈冬元 郑卫力 齐俊麟 闫晓青 李然 杨靖 龚国庆 向化雄 汤伟毕 张银婷 于 2020-04-24 设计创作，主要内容包括：升船机船厢船舶靠泊与防护一体化装置及方法,该装置包括多个组合型系船柱,多个第二单面挡檐系船柱；所述多个组合型系船柱,多个第二单面挡檐系船柱交替布置安装在升船机船厢两侧的主纵梁的顶面内腹板侧。每一侧主纵梁的顶面内腹板侧设有一个第三单面挡檐系船柱。所述组合型系船柱包括第一单面挡檐系船柱、安装支架,第一单面挡檐系船柱通过安装支架固定安装在主纵梁上。本发明提供升船机船厢船舶靠泊与防护一体化装置及方法,可适应通过不同干舷高度船舶的解系缆绳需要,有效防止通过升船机船舶与船厢甲板设备设施干扰与碰撞；且可以供失控船舶紧急制动,靠泊装置安装、检修方便。(The device comprises a plurality of combined mooring columns and a plurality of second single-side eave-blocking mooring columns; and the plurality of combined mooring columns and the plurality of second single-face fender eave mooring columns are alternately arranged and installed on the inner web side of the top surfaces of the main longitudinal beams on the two sides of the ship lift chamber. And a third single-face eave-blocking bollard is arranged on the inner web side of the top surface of each side main longitudinal beam. The combined bollard comprises a first single-face eave blocking bollard and a mounting bracket, wherein the first single-face eave blocking bollard is fixedly mounted on the main longitudinal beam through the mounting bracket. The invention provides a ship berthing and protecting integrated device and method for a ship lift chamber, which can meet the requirement of mooring release cables of ships with different freeboard heights and effectively prevent the interference and collision of the ship and chamber deck equipment facilities through the ship lift; and the emergency brake of the out-of-control ship can be realized, and the installation and the maintenance of the berthing device are convenient.)

升船机船厢船舶靠泊与防护一体化装置及方法

技术领域

本发明涉及升船机船厢靠泊与系缆技术领域，具体涉及升船机船厢船舶靠泊与防护一体化装置及方法。

背景技术

船舶通过升船机时，为了方便船舶靠泊及解系缆，防止通过升船机船舶与船厢甲板设备设施形成干涉，所以需要专门的靠泊及系缆装置，确保通航安全。升船机船厢为一个大型钢结构，进出船厢船舶撞击后会变形甚至发生严重事故，因此对船舶进出升船机船厢的靠泊和解系缆绳有着严格的要求，在船舶上行或者下行过程中，船舶型号、大小、载货和空载的干舷高度不同，因此所需的系船柱和护舷高度也不同。

目前船舶系缆装置主要有以下几种：方法①、浮式系船柱；方法②、普通系船柱；方法③：系船环；方法④：快速拖缆钩；方法⑤：绞缆机。

上述方法中，方法①由于其体积庞大，且必须布置于水体中，布置受限；方法②中系船柱高度不可变，使用范围受限；方法③、方法④、方法⑤使用与港口和码头高度不可变，检修繁琐，且影响通航效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供升船机船厢船舶靠泊与防护一体化装置及方法，可适应通过不同干舷高度船舶的解系缆绳需要，有效防止通过升船机船舶与船厢甲板设备设施干扰与碰撞；且可以供失控船舶紧急制动，靠泊装置安装、检修方便。

本发明采取的技术方案为：

升船机船厢船舶靠泊与防护一体化装置，该装置包括多个组合型系船柱，多个第二单面挡檐系船柱；所述多个组合型系船柱，多个第二单面挡檐系船柱交替布置安装在升船机船厢两侧的主纵梁的顶面内腹板侧。每一侧主纵梁的顶面内腹板侧设有一个第三单面挡檐系船柱。所述组合型系船柱包括第一单面挡檐系船柱、安装支架，第一单面挡檐系船柱通过安装支架固定安装在主纵梁上。

所述安装支架包括两个端柱、一个纵梁、多个横梁、多个隔板；所述纵梁固定连接多个横梁，任意两个横梁之间通过隔板固定连接，两个第一单面挡檐系船柱分别焊接在两个端柱上，多个钢质护舷均匀等间距焊接在横梁上。所述横梁上设有多个排水孔。

所述端柱、纵梁与升船机船厢的主纵梁的中间支架T型加强梁安装位进行固定安装。

所述第二单面挡檐系船柱固定在安装在第一基座上，所述第一基座与升船机船厢的主纵梁顶面固定安装，并用围板封堵。

所述第三单面挡檐系船柱固定安装在第二基座上，第二基座安装在主纵梁上，所述第二基座与升船机船厢的主纵梁的中间支架T型加强梁安装位进行固定安装，用围板封堵。

所述第一单面挡檐系船柱、第二单面挡檐系船柱为25T单面挡檐系船柱；第三单面挡檐系船柱为55T单面挡檐系船柱。

本发明升船机船厢船舶靠泊与防护一体化装置及方法，有益效果如下：

1)、该发明可适应通过不同干舷高度船舶的解系缆绳需要，位于安装支架上的钢质护舷可以有效防止通过升船机船舶与船厢甲板设备设施干扰与碰撞，55T单面挡檐系船柱可以供失控船舶紧急带缆制动。

2)、该装置在升船机船厢主纵梁顶面固定安装，可随不同干舷高度船舶通过升船机靠泊和系缆，解系缆绳方便快捷。

3)、本发明中钢质护舷可有效防止船舶对升船机甲板设备设施的干涉与碰撞，保证升船机设备安全运行。

4)、本发明中55T单面挡檐系船柱可供失控船舶紧急制动，保证船舶安全通过升船机。

5)、本发明中的组合系船柱由梁结构焊接而成，结构简单，安装方便，便于维护。

6)、本发明中的组合系船柱、25T单面挡檐系船柱、55T单面挡檐系船柱均固定安装在升船机船厢主纵梁的中间支架T型加强梁上，保证装置力学性能良好。

7)、本发明靠泊方法充分考虑可通过升船机船舶尺度、吃水、装载情况等，可适应所有通过升船机的船舶安全、便捷解系缆绳，提高了船舶通过升船机靠泊的可靠性。

8)、本发明装置实现了高、低干舷船舶系缆的要求，高干舷船舶护舷的功能和失控船舶带缆制动功能。

附图说明

图1为本发明靠泊装置的布置示意图。

图2(1)为本发明靠泊装置的组合系船柱俯视结构示意图；

图2(2)为本发明靠泊装置的组合系船柱正视结构示意图；

图2(3)为本发明靠泊装置的组合系船柱侧视结构示意图；

图3为本发明装置的第二单面挡檐系船柱安装示意图。

图4为本发明装置的第三单面挡檐系船柱安装示意图。

具体实施方式

如图1、图2(1)、图2(2)、图2(3)、图3、图4所示。升船机船厢船舶靠泊与防护一体化装置，该装置包括多个组合型系船柱1，多个第二单面挡檐系船柱2；所述多个组合型系船柱1，多个第二单面挡檐系船柱2交替布置安装在升船机船厢两侧的主纵梁 8的顶面内腹板侧；每一侧主纵梁8的顶面内腹板侧设有一个第三单面挡檐系船柱3。

该装置在升船机承船厢布置方法为：承船厢顺水流方向上、下游端布置较密，承船厢中间段布置较疏的原则，系船柱的高度采用高低搭配、交替布置安装在升船机船厢两侧的主纵梁8的顶面内腹板侧。

所述组合型系船柱1包括第一单面挡檐系船柱9、安装支架4，第一单面挡檐系船柱9 通过安装支架4固定安装在主纵梁8上。所述安装支架4包括两个端柱4.1、一个纵梁4.2、多个横梁4.3、多个隔板4.4；所述纵梁4.2固定连接多个横梁4.3，任意两个横梁4.3之间通过隔板4.4固定连接，两个第一单面挡檐系船柱9分别焊接在两个端柱4.1上，多个钢质护舷5均匀等间距焊接在横梁4.3上。

所述横梁4.3上设有多个排水孔，所述排水孔可将积于横梁4.3上雨水、船舶冷却水等排至船厢，防止组合系船柱长期在水中浸泡锈蚀，以提高系船柱使用寿命。

所述端柱4.1、纵梁4.2与升船机船厢的主纵梁8的中间支架T型加强梁安装位进行固定安装。

所述组合系船柱1由梁结构焊接而成，结构简单。

所述第二单面挡檐系船柱2固定在安装在第一基座6上，所述第一基座6与升船机船厢的主纵梁8顶面固定安装，并用围板封堵。

所述第三单面挡檐系船柱3固定安装在第二基座7上，第二基座7安装在主纵梁8上，所述第二基座7与升船机船厢的主纵梁8的中间支架T型加强梁安装位进行固定安装，用围板封堵。

所述第一单面挡檐系船柱9、第二单面挡檐系船柱2为25T单面挡檐系船柱；

第三单面挡檐系船柱3为55T单面挡檐系船柱。

实施例：

所述系船拄和护舷选型、布置间距及数目根据船舶系泊安全评价方程确定，所述评价方程为：

E(l_x,l_y,θ)＝γ₁(F_x,e+∑F_x,r)²+γ₂(F_y,e+∑F_y,r+∑F_y,f)²+γ₃(M_e+∑M_r+∑M_f)²，式中：l_x为船舶横荡位移，l_y为船舶纵荡位移，θ为船舶艏摇转角，F_x,e、F_y,e、M_e为环境载荷(风、水流、波浪)在x、y方向上的分力和船舶艏摇力矩，∑F_y,r、∑F_y,r、∑M_r为所有缆绳的合力和合力矩，∑F_y,f、∑M_f为所有护舷的合力和合力矩，γ₁、γ₂、γ₃为 x、y方向总力、总力矩的加权系数，引入加权系数后力的变化与力矩变化对船舶系泊安全评价影响程度是相当的。

如图1所示，14个组合系船柱1反对称布置安装在升船机船厢两侧主纵梁顶面内腹板侧，可适应高干舷船舶靠泊与解系缆绳要求；

12个第二单面挡檐系船柱2反对称布置安装在升船机船厢两侧主纵梁顶面内腹板侧，可适应干舷较低船舶解系缆绳需要；

2个第三单面挡檐系船柱3反对称布置安装在升船机船厢两侧主纵梁顶面内腹板侧，船舶失控时可供船舶紧急制动使用。

该装置根据通过升船机船舶靠泊与解系缆绳需要，组合系船柱1与第二单面挡檐系船柱2交错反对称布置，这样保证了不同干舷船舶方便靠泊与快速解系缆绳需要。

该装置布置相邻两系船柱距离满足船舶带缆角度与船厢中心线不小于一定角度，船舶系缆时不与其它系船柱发生干涉，系船柱水平面占用船厢纵梁顶面走道板宽度最小，这样布置保证人员交通、疏散、逃生要求。

实施步骤：

以船舶下行通过三峡升船机为例：

步骤1)：升船机船厢处于上游对接位置，升船机集控室发下行船舶进厢令，上游进厢信号灯转绿灯；

步骤2)：升船机集控室下达船舶进厢令，停靠在上游靠船墩船舶解缆，开始以速度v 移泊进厢，移泊至上游导航墙调整船舶航向，船舶直线航行进入船厢，避免船舶进厢过程与升船机设备设施发生碰撞干涉；

步骤3)：升船机集控室根据船舶长度下达调度命令，船舶以速度v₁移泊，船首到达船厢指定停靠位置，船舶制动；

步骤4)：船首到达停靠位置后，船舶根据长度、停泊位置、干舷高度选择系船柱，干舷较大船舶系缆组合系船柱，干舷较小船舶系缆25T单面挡檐系船柱；

步骤5)：船首系缆完成后，调整船舶方向，船舶系船尾缆绳，最后系船舶中间腰部缆绳；

步骤6)：若船舶在进厢过程制动失控，进厢船舶可采用55T单面挡檐系船柱带缆制动；

步骤7)：待船舶系缆完毕后，船舶发动机停车，升船机集控室发上游解除对接令，船厢解除对接；

步骤8)：发升船机船厢上下行命令，待船厢运行至与下游航道水位齐平后，船厢与下游对接；

步骤9)：下闸首工作门与船厢门开到位后，升船机集控室发船舶出厢令；

步骤10)：下厢头信号灯变绿，准备出厢船舶先解开船舶中间腰部缆绳，再解开船舶首部缆绳，最后解开船舶尾部缆绳，船舶以速度v₁驶出船厢，船舶下行通过升船机流程结束，最后船舶驶向下游，反之上行亦然。

优选的，所述船舶选择系泊位置原则为船舶停靠位置，船首距系船柱纵向距离10m-15m 为宜，船舶干舷≥3m时，船舶系泊于组合系船柱1，2m≤船舶干舷＜3m，船舶就近选择组合系船柱1或25T单面挡檐系船柱系泊，当船舶干舷＜2m时，船舶系泊于25T单面挡檐系船柱，以保证船舶缆绳的水平角度和竖直角度最小，角度不大于20°为宜。

采用14个组合系船柱1、12个第二单面挡檐系船柱2反对称布置在升船机船厢两侧主纵梁顶面内腹板侧，系船柱沿船厢纵向布置间距遵循厢头侧密，中间段疏的原则。系船柱的高度采用高低搭配、交替布置安装升船机船厢厢两侧主纵梁顶面内腹板侧，这样就实现了高、低干舷船舶系缆的要求，高干舷船舶护舷的功能。根据船舶航行与靠泊要求，2 个第三单面挡檐系船柱3反对称布置在船厢上、下厢头，以实现失控船舶带缆制动功能。