高浮力浮台及深水清淤用吊装平台的制作方法

1.本实用新型涉及高浮力浮台及采用这种高浮力浮台的深水清淤用吊装平台。


背景技术：

2.现有浮台多采用平台（平台主体）和浮体独立设置的构造，将制成一定形状的一个或多个独立浮体分别固定安装在平台的两侧或下方，依靠浮体的浮力使平台漂浮在水面。例如，中国专利文献cn218662286u公开了一种用于水质检测的浮台装置，包括水质检测浮台主体和水质检测筒，所述水质检测浮台主体的底端外沿通过固定箍套设安装有浮圈，所述浮圈的四周设有凹槽，所述凹槽的内部中心处设有牵引板。中国专利文献cn217533181u公开了一种水上浮体及浮台，浮台包括金属框架和若干用于支撑金属框架的浮体，所述浮体包括浮筒，所述浮筒的顶部相对两侧设有凸起，所述凸起上设有供连杆穿过的第一穿孔；所述浮筒底部相对两侧边缘设有凹槽，所述凹槽处设有角钢包边，所述角钢与凸起相互垂直；所述金属框架包括横梁和纵梁，所述横梁与凸起平行，所述横梁上设有供连杆穿过的第二穿孔，所述凸起与横梁通过连杆连接，相互拼接的浮体的顶部和底部均通过金属杆件进行连接。这些现有浮台技术各有特色，分别适应于各自的应用场合。然而，依然存在一定的缺陷，主要是结构不够紧凑，相对于一定的水平（投影）面积或一定的体积，浮体的有效占比小，不利于获得更大的浮力或承载更重的物体。
3.另一方面，目前清淤采用大型挖泥船、抓扬式挖泥船或绞吸式挖泥船等大型设备作业，在具有足够作业场地且适宜的通航条件的情形下，这类挖泥船具有较大的优势。然而，在因作业场地受限无法采用挖泥船作业，或者因缺乏通航或陆路输运条件而难以使挖泥船达到现场的情形下，则难以采用挖泥船清淤，在此情形下，现有解决方案主要是放空疏浚，将水排空后用挖掘机挖泥。然而，在部分场合下，例如，在较深的水库（例如，水深45米），特别是近大坝区域，由于环保要求高、坝顶坝下高差大、淤积物组成复杂等特点，现有技术均存在一定的实施障碍。例如，由于水库不能排空，不具备挖掘机陆上开挖的条件；由于库区无通航条件，大型挖泥船不能进场；由于水深大，抓扬式、绞吸式挖泥船不能疏浚；由于进场道路普遍狭窄，坝后坝顶高差大（例如，坝顶距地面高差61m），增加了从地面进入坝前水面的难度，各种大型设备进场均存在很大的难度。


技术实现要素：

4.本实用新型的第一个目的是提供一种高浮力浮台，以有利提高浮体的体积占比，进而提高浮力。
5.本实用新型的第二个目的是提供一种深水清淤用吊装平台，其所用浮台的水平面积和体积小，浮力大，以实现在水面上进行吸泥系统的吸泥头吊装。
6.本实用新型实现上述目的的技术方案是：高浮力浮台，包括浮台框架和浮体，浮台框架呈长方体状，浮体固定设置在浮台框架内。
7.优选地，浮体充满浮台框架内的全部或大部分空间（例如，90%以上的空间）。
8.优选地，浮台框架采用条形型材连接而成，例如，角钢。
9.进一步地，浮体由码放在一起的若干长方体状的浮体块构成，浮体的各侧面分别与相应侧的浮台框架贴合/相互接触。
10.优选地，浮体块的材质为发泡塑料。
11.优选地，浮台框架的长度和宽度相等，高度不大于长度的五分之一。
12.进一步地，浮台框架的上面固定安装有浮台顶板。
13.优选地，浮台框架上安装有围栏，围栏的下端固定连接在浮台框架的顶部边框上，围栏上设门或可启闭的栏杆。
14.深水清淤用吊装平台，设有浮台，浮台采用本实用新型公开的任一种高浮力浮台，浮台上安装有吊机。
15.优选地，浮台上设有竖直贯穿的吊绳孔，吊机的重物侧吊绳竖直向下延伸，穿过吊绳孔。
16.吊机可以包括吊架和吊机卷扬机，吊架和吊机卷扬机均固定安装在吊装平台上，两者之间有间距。
17.吊机也可以为旋转吊机，吊架上设有旋转吊臂，起升机构的卷筒和卷筒的驱动机构设置在吊架上。
18.进一步地，吊绳的重物连接端固定连接有吸泥系统的吸泥头。
19.本实用新型的有益效果是：由于浮台/浮台框架呈长方体形，特别是呈长宽相等的长方体形，便于在相对狭小的水面区域作业；由于浮体采用长方体形且码放（规则排列）在浮台框架内，各侧面均与浮台框架相接或者说贴合，不留间隙，有利于充分利用框架内空间，增大浮力，在用于本实用新型公开的深水清淤用吊装平台的情形下，浮体相对于浮台外形轮廓的体积比可大于90%；由于浮体设置在浮台框架内，使用时不易受到其他物体的碰撞等导致的损坏，可以采用低成本且高浮力（低比重）的发泡塑料制备，材料成本和制备成本都较低，且装配方便，允许同用于组装成浮台框架的型材一同在进行浮台现场组装，对运输条件的要求低，能够适应于运输条件较差的场合；由于在浮台上设置吊机组成吊装平台，能够与其他设备配合在无法使用挖泥船的较为狭小的水面作业场合进行吸泥作业，满足水库近水坝区域或类似场合下的深水清淤需求。
附图说明
20.图1是浮台框架的立面（主视）示意图；
21.图2是浮台框架的平面（俯视）示意图；
22.图3是浮台框架的平面（仰视）示意图；
23.图4是一种吊机布设方式的立面（主视）示意图；
24.图5是吊装平台及其使用方式的立面（主视）示意图。
具体实施方式
25.参见图1-图5，这种浮台的框架（浮体框架）的外形呈长方体状，内部是空的，用于放置浮体。除留出其他功能/其他结构所需占用的空间外，浮体应最大限度地充满浮台框架所围成的空间。可以将浮体制成与浮台框架内可占用空间相适应的块状，以利于浮体的固
定和稳定。基于浮体制备和储运上的便利，可以将浮体制成若干长方体状的较小的浮体块，码放在浮台框架内，依靠框架本身的约束实现浮体的固定，必要时还应设置其他固定连接方式，例如，采用绑带捆绑固定，或者采用粘接剂将各浮体块粘结在一起（例如，码放过程中在相邻表面涂覆粘接剂进行粘结），还可以在由码放在一起的若干浮体块构成的整个浮体的外表面包裹一层或多层布，形成整体的固定/保护层，固定/保护层与浮体表面之间优选采用粘结剂粘结，固定/保护层的各层布（如果采用多层布的话）之间亦优选采用粘结剂粘结，以提高浮体的整体性及防护强度。
26.浮体块的材料可以采用发泡塑料，由此形成的浮体块可称为发泡塑料块。
27.基于发泡塑料的特性，实践中允许各发泡塑料块适度挤在一起，浮体（发泡塑料块组合）的各侧面也与浮台框架的相应侧（框边、杆等）适度挤在一起，以提高码放的密实程度及发泡塑料块的稳定性。但，依据实际需要，也可以留有适度的装配间隙及用于设置其他功能的空间，例如，用于穿过吊绳的竖向通孔，该竖向通孔的孔径应适应于吊机吊绳工作过程中的活动需求。
28.浮台框架可以采用条形型材固定连接而成，例如，角钢和/或其他形状的钢质型材，亦可以采用其他适应材质和形状的型材。
29.浮台框架应设置对应于其所呈长方体形的各棱的框边11，由此在各侧面上形成矩形的框边。
30.浮台框架的顶面边框内和底面边框内均固定设置有若干交叉分布的若干横杆16和若干纵杆17，横杆和纵杆的两端分别固定连接在顶面边框和底面边框的相应框边上，相互交叉的横杆和纵杆亦优选在交叉点上固定连接。
31.浮台框架的侧面边框内固定设置有若干相间分布的竖杆14，还可以设有若干首尾相接的斜杆15，相邻斜杆的倾斜方向相反，各斜杆首尾相接，形成齿状结构，齿形结构的上下端分别固定连接在侧面边框的上框边和下框边上。
32.可以依据现有技术实现浮台框架上各边框/杆之间的连接，例如，焊接，螺栓紧固（必要时设置螺栓连接结构）等。
33.可以将用于组装浮台框架的型材（件）和用于构成浮体的浮体块运抵现场，在现场组装成浮台。也可以依据运输条件等，在工厂进行部分组装，形成若干适宜大小的构件，然后在现场进行浮台的整体组装。由此能够在因浮台体积较大不具有相应运输条件或运输成本过高的情形下有效地解决运输问题。
34.浮台框架的顶部设有平台顶板，以方便作业人员在平台上作业及设备安装。平台顶板可以是整块的，也可以是由多块板连接而成的，可以固定连接在浮台框架的顶部（顶部边框、横杆和纵杆等，具体依据实际条件）。
35.基于安全的考虑，浮台框架上可以设置边缘（周边）护栏，边缘护栏上应设门或开开启栏杆，以便于人员进出，边缘护栏的下端固定连接在浮台框架的顶部（例如，顶部边框）。
36.将这种浮台用于吊装平台时，根据吊装平台的实际设计或需要，可以浮台上设置用于穿过吊机吊绳的竖向通孔，可称为吊绳通孔。吊绳通孔竖向贯穿浮台，以便吊机的吊绳穿过，其孔径应适应于吊绳的工作需要。
37.在设置吊绳通孔的情形下，浮台上还应设置围在吊绳活动区域外侧的吊绳护栏，
吊绳护栏的下端可以设有环形底座，将环形底座固定连接在浮台框架的顶部（顶部边框、横杆和纵杆等，具体依据实际条件）。
38.通常，用于穿过吊绳的竖向通孔可位于横向和/或纵向上的中间位置，相应地，浮台框架顶面和底面上的纵杆或横杆在相应区域的间距应满足设置设置竖向通孔的需要。在其他区域的横杆或纵杆等间距分布且该间距过小的情形下，在该区域应适当增大间距。
39.将吊机安装在浮台上，形成吊装平台10，这种吊装平台可用于悬吊吸泥系统的吸泥头31，将吸泥头固定安装在吊机的吊绳21上（吊绳的重物连接端），通过吊机将吸泥头送入水下吸泥位置进行吸泥清淤作业，将淤泥39抽出。由于浮台及相应吸泥作业所需的水面作业面积小，且适应于深水吸泥作业，可用于水库特别是水库近水坝区域的吸泥清淤，也可以用于其他因水面作业区域狭小、水体过深、缺乏将大型设备运抵现场的运输条件等无法采用挖泥船或陆地挖掘机进行清淤作业的场合及其他任意适宜的场合。
40.吊机在吊装平台上的安装位置应利于吊装平台的稳定（包括工作时和不工作时），必要时，可以在吊装平台上设置配重。
41.可以依据实际条件和需要选择适宜形式的吊机。例如，以卷扬机（可称为吊机卷扬机）26和吊架27组成简易的吊机，吊架和吊机卷扬机均固定安装在吊装平台上，两者之间有一定间距，用作吊绳（或称吊索）的钢丝绳穿绕过吊架顶部设置的高位定滑轮（或滑轮组）25，一端（包含端部的一段）绕在卷扬机的卷筒上（端部固定在卷筒上），另一端垂直向下，端部用于连接/吊挂重物，为重物连接端，通过连接件（组件）将吸泥头固定安装在该端，吸泥头的姿态应适应于吸泥清淤要求。
42.也可以采用小型旋转吊机23，其吊臂是可以旋转的，在吊装平台位置不变的情形下，依靠吊臂旋转能够适当调整和增大吸泥头的吸泥区域，可以将其起升机构中的卷筒及卷筒的动力（驱动）装置视为卷扬装置，用于吊绳的钢丝绳缠绕在卷筒上。
43.通过吊机将吸泥头送入水下，依据吸泥进度控制和调整吸泥头高度，由上至下逐渐达到达到浚后泥面高程。
44.图5显示了一种上述应用的实例，采用气动式吸泥系统进行吸泥清淤，其吸泥头可称为气动吸泥头。这种吸泥系统以压力气（或者说高压空气）为动力吸泥，能够很好地适应于深水清淤，且允许淤泥中含有一定大小的石子等颗粒，其基本工作原理是：通过供气管32将空压机（压力气源）产生的压缩空气输送到吸泥头底部，吸泥头高压风出口断面以上水柱由静止状态开始加速运动，产生流速差，进而形成负压，淤泥进口（底部管口）附近的水携带泥沙等淤泥成分进入吸泥头，在吸泥头内，水和淤泥成分在高速气流带动下一同流动，形成气水固三相混合物（为便于表述，这些混合物亦称为淤泥），从吸泥头的淤泥出口进入输泥管33。
45.吸泥系统的吸泥头通过适宜的吊具（连接固定用组件）固定在吊绳的重物连接端，通过吊机的吊绳（例如，钢丝绳）放入水底的适宜位置抽吸淤泥，吸泥头的出泥口连接输泥管，通过输泥管将吸泥头吸入的淤泥（含泥混合物）送出，输泥管和钢丝绳的长度依据实际需要设置，能够实现深水清淤。
46.压力气源的设置位置可以依据实际需要。例如，可以设置在水坝顶面或岸边等。压力气源包括空压机及配套设备，通过供气管连接吸泥头，供气管的长度依据实际需要设置，其控制方式及配套控制设施依据现有技术。需要吸泥时，打开控制阀门，压力气经供气管进
入吸泥头以实现吸泥。
47.采用允许弯曲的输泥管，在工作时应位于水面的输泥管（吸泥管的相应部分）上捆绑上浮筒35，这部分输泥管得以依靠浮筒的作用浮在水面，浮筒的数量或设置密度依据实际需要。
48.临接吸泥头的输泥管（吸泥管的相应部分）上不设浮筒，工作时随吸泥头深入水中。不设浮筒的输泥管长度依据实际需要确定，通常可以为水深加一定的余量，使输泥管中深入水中的竖直部分和依靠浮筒形成的水平部分之间有一段适宜的弯曲过渡。
49.转运平台34亦采用这种浮台，主要用于承载增压泵36，同时也起到支撑输泥管的作用。增压泵主要依据淤泥输送的动力需求设置，串接在吸泥系统的输泥管上，以便为淤泥流增压。依据淤泥特性及增压需求，可以采用适应形式的排污泵作为增压泵。
50.可以将位于增压泵进口侧的输泥管称为吸泥管，将位于增压泵出口侧的输泥管称为排泥管。实践中，吸泥头与输泥管或部分输泥管可以是一体的。
51.浮台（吊装平台，或吊装平台和转运平台，如果设有转运平台的话）连接有多个分别向不同方向延伸的缆绳，缆绳的另一端（不与浮台连接的端）固定连接于固定基础，用于固定缆绳的固定基础依据实际情况选择，例如，水坝顶面、固定船台及硬质地面（岸边地面）岸边）等，可以通过适宜形式的连接件实现与固定基础的连接，例如，支架、钢钎或预埋连接件等。也可以在固定基础上的设置缆绳卷扬机，将缆绳的另一端缠绕在缆绳卷扬机的卷筒上，通过缆绳卷扬机实现缆绳的固定。
52.不同方向延伸的缆绳在浮台上的连接点可以分别位于浮台对应于各缆绳延伸方向的相应侧边（例如，位于相应侧的浮台框架边框），应适当设置缆绳的数量、各缆绳的方向及各缆绳在浮台上的连接部位，使各缆绳在拉紧状态下对浮台的拉力及浮台所受水流的作用力之和及作用力矩（相当于质心）之和均为零，以保持浮台的稳定。
53.当需要调节吊装平台或转运平台的位置时，通过人工方式或缆绳卷扬机调节连接该平台的各缆绳的长度，将吊装平台或转运平台拖拽到并固在适当位置。
54.作业时，先进行平面定位，将吊装平台移至适宜的位置上，还可以调整吊机悬臂（如果设有的话），使吸泥头处于所需的平面位置，然后通过吊机逐渐放下吸泥头至接近泥面，打开供气管或压力气源的供气阀门，吸口附近的淤积物便在水头压力及压缩空气的共同作用下进入吸泥头，淤泥（混合物）经输泥管的水下部分提升至输泥管的水面部分，最终被输泥管送出。随着泥面的降低不断下放吸泥头，直至达到浚后泥面高程，然后移至下一个吸泥位置。如此循环前进，直至完成。
55.当需要清除的淤泥较深，可以分层清淤或者清淤时按照1:14放坡，避免一次开挖深度过大导致坍塌。
56.本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定时，均可以任意组合，形成若干不同的具体实施方式。

技术特征：
1.高浮力浮台，其特征在于包括浮台框架和浮体，浮台框架呈长方体状，浮体固定设置在浮台框架内。2.如权利要求1所述的高浮力浮台，其特征在于浮台框架采用条形型材连接而成。3.如权利要求1所述的高浮力浮台，其特征在于浮体由码放在一起的若干长方体状的浮体块构成，浮体的各侧面分别与相应侧的浮台框架贴合/相互接触。4.如权利要求1所述的高浮力浮台，其特征在于浮体块的材质为发泡塑料。5.如权利要求1所述的高浮力浮台，其特征在于浮台框架的长度和宽度相等，高度不大于长度的五分之一。6.如权利要求1所述的高浮力浮台，其特征在于浮台框架的上面固定安装有浮台顶板。7.如权利要求1所述的高浮力浮台，其特征在于浮台框架上安装有围栏，围栏的下端固定连接在浮台框架的顶部边框上，围栏上设门或可启闭的栏杆。8.深水清淤用吊装平台，设有浮台，其特征在于浮台采用权利要求1-7中任一项所述的高浮力浮台，浮台上安装有吊机。9.如权利要求8所述的深水清淤用吊装平台，其特征在于浮台上设有竖直贯穿的吊绳孔，吊机的重物侧吊绳竖直向下延伸，穿过吊绳孔。10.如权利要求8所述的深水清淤用吊装平台，其特征在于吊机包括吊架和吊机卷扬机，吊架和吊机卷扬机均固定安装在吊装平台上，两者之间有间距；或者，吊机为旋转吊机，吊架上设有旋转吊臂，起升机构的卷筒和卷筒的驱动机构设置在吊架上。

技术总结
本实用新型涉及高浮力浮台及深水清淤用吊装平台。高浮力浮台包括浮台框架和浮体，浮台框架呈长方体状，采用条形型材连接而成，浮体由码放在一起的若干长方体状的浮体块构成，固定设置在浮台框架内，充满浮台框架内的全部或大部分空间，浮体块的材质为发泡塑料。深水清淤用吊装平台，其浮台上述高浮力浮台，浮台上安装有吊机，并设有竖直贯穿的吊绳孔，吊绳的重物连接端固定连接有吸泥系统的吸泥头。本实用新型的浮台面积小，浮力大，本实用新型的深水清淤用吊装平台可用于吸泥系统的吸泥头吊装，以实现在水库近坝区域等水面作业面积狭小及深水场合的吸泥清淤作业。小及深水场合的吸泥清淤作业。小及深水场合的吸泥清淤作业。


技术研发人员：童小成 李旭 张喆 张俊杰 古如星 张森森 石燕云 陈强 陆海涛 王赛
受保护的技术使用者：北京金河水务建设集团有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/7/4