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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410822958.9 (22)申请日 2014.12.25 E02C 1/00(2006.01) (71)申请人 河海大学 地址 211100 江苏省南京市江宁开发区佛城 西路 8 号 (72)发明人 宋锦焘 苏怀智 顾昊 黄潇菲 杨孟 沈寿亮 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 张惠忠 (54) 发明名称 一种底板运输式过桥船闸 (57) 摘要 一种底板运输式过桥船闸， 该船闸设置在桥 梁下方的河道中， 包括上游闸门、 中游闸门、 下游 闸门、 上游闸室、 下游闸室和抽水装置 ； 两道闸室 。
2、边墙的顶部分别设置有运输轨道， 每个运输轨道 内均设置有两台启闭机， 每台启闭机的底部均设 置有运输滚轮， 启闭机通过运输滚轮在运输轨道 中移动， 每台启闭机朝向船闸室的侧面均设置有 垂入水中的吊绳， 吊绳固定连接运输底板 ； 本发 明减少了船舶通航需要抽吸的水量， 减少抽吸水 消耗的电量， 和抽吸水的时间， 提高船舶通航的效 率， 缩短通航时间。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 (10)申请公布号 CN 104452719 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104452719 A 1/。
3、1 页 2 1. 一种底板运输式过桥船闸， 该船闸设置在桥梁下方的河道中， 其特征是包括两道相 互平行的闸室边墙、 上游闸门、 中游闸门、 下游闸门、 启闭机、 运输底板、 和抽水装置 ； 其中， 所述上游闸门、 下游闸门和两道相互平行的闸室边墙围成船闸室， 中游闸门位于 船闸室内， 中游闸门的两侧分别与对应的闸室边密封固定， 中游闸门将船闸室分为上游闸 室和下游闸室 ； 所述两道闸室边墙的顶部分别设置有运输轨道， 每个运输轨道内均设置有两台启闭 机， 每台启闭机的底部均设置有运输滚轮， 启闭机通过运输滚轮在运输轨道中移动， 每台启 闭机朝向船闸室的侧面均设置有垂入水中的吊绳 ； 所述运输底板。
4、水平设置在闸室中， 运输底板呈矩形形状， 运输底板的四个拐角分别与 吊绳固定连接。 2. 根据权利要求 1 所述的一种底板运输式过桥船闸， 其特征是所述闸室边墙、 上游闸 门、 中游闸门和下游闸门的底部均固定建筑在河底， 闸室边墙与水流方向平行。 3. 根据权利要求 2 所述的一种底板运输式过桥船闸， 其特征是所述上游闸门和下游闸 门均为两扇对称的能够围绕闸室边墙旋转打开的闸门， 所述上游闸门和下游闸门的高度均 超过河道的水位高度， 所述中游闸门为固定建筑在河底的一道墙体， 所述中游闸门的高度 低于河道中的水位高度， 且高于船舶的吃水深度。 4. 根据权利要求 3 所述的一种底板运输式过桥船闸。
5、， 其特征是所述吊绳的上端盘绕在 设置在启闭机中的吊绳盘中， 所述吊绳盘能够旋转盘绕或松开吊绳， 对应控制运输底板垂 直上升或下降。 5. 根据权利要求 4 所述的一种底板运输式过桥船闸， 其特征是所述上游闸室位于桥梁 垂直下方的河道的上游， 下游闸室从桥梁垂直下方的河道的上游延伸到下游， 所述抽水装 置设置在下游闸室。 6. 根据权利要求 4 所述的一种底板运输式过桥船闸， 其特征是所述上游闸室位于桥梁 垂直下方的河道的下游， 下游闸室从桥梁垂直下方的河道的下游延伸到上游， 所述抽水装 置设置在上游闸室。 权 利 要 求 书 CN 104452719 A 2 1/5 页 3 一种底板运输式过。
6、桥船闸 技术领域 0001 本发明涉及一种底板运输式过桥船闸， 它是一种用来辅助大型船舶通过净空高度 不足桥梁的土建， 属于水面交通辅助土建领域。 背景技术 0002 目前， 长江黄河等流域船舶通航量大， 但受制于桥梁建造时净空高度不足， 以南京 长江大桥为例， 丰水期仅能通过 3000 吨级船舶， 万吨级外轮根本不可能通过， 限制了长江 作用的发挥。长江的水量是欧洲第一大河莱茵河的 6 倍， 但运输量却仅为莱茵河的 1/6。由 于南京长江大桥等诸桥净空高度不够， 万吨级轮船不能驶往中上游， 据有关部门统计， 2001 年进入长江的国际航行船舶虽然超过 1 万艘次， 但 99的船舶均在南京以下。
7、港口。生产要 素无法向中上游省市聚集， 工业制成品又无法本地出口， 只得到南京或下游来出口。据统 计， 每年由此造成经济损失超过 100 多亿人民币， 严重阻碍了中上游省市的发展。由于不能 确保万吨级货船直达重庆港， 从而没有充分发挥三峡水利枢纽的通航效应。后建的南京二 桥， 三桥净空也只有 36 米， 随着造船技术的发展， 以后也将面临与南京长江大桥同样的问 题。大桥净空高度为 24m， 3 万吨级货轮桅杆到江面高度一般为 45m， 吃水 11m， 所以当南京 长江大桥遇到 3 万吨及以上船舶通航问题时， 净空高度不足至少 9m。国内传统的解决方法 有 ： 0003 (1) 炸掉现有大桥 ：。
8、 花费约一千万元人民币。然后再建造一座符合净空要求的大 桥。这一方案的再建费用不仅巨大， 而且在工程期间对铁路、 公路交通的影响很大， 而且大 桥重要的历史意义也将随之消失， 推广到长江上游其它大桥也是不现实的。大桥铁路日均 通行客车 33 对， 下行方向每年运送货物 8310 万吨， 公路汽车日交通量约 4 万辆， 如果中断 运输， 损失巨大。 0004 (2) 改造现有大桥 ： 分为两种， 一种是将原桥升高， 达到符合要求的净空高度， 要 花费数十亿元人民币。另一种是将原桥主航道桥孔段的桥梁改造成， 过船时可沿桥纵轴转 动升起而形成完全无空间障碍的过船通道， 过完船后桥梁转动下降， 恢复至。
9、通车状态。 此方 案存在严重影响铁路、 公路交通效率的问题。 0005 (3) 在桥下设置过桥船闸， 当船进入船闸后， 关闭上下游闸门， 利用闸室抽水装置 抽排闸室内水体降低闸室水位从而间接增加桥梁的净空高度， 实现船舶的通航。传统的过 桥船闸由围堰、 上下游闸门、 闸室抽水装置、 闸门启闭装置构成， 但是利用水泵抽排掉闸室 内 9m 高的水时间较长， 并且抽排掉的大量水体易造成下游水面波动， 影响船舶安全通行。 0006 表 1 为不同万吨级船舶吃水深度、 桅杆据江面高度、 大桥底面至江水面净空高度 统计表， 由下表可以看出， 在洪水期， 1 万吨级船舶净空高度不足达 5m,3 万吨级船舶净。
10、空高 度不足达 21m。 0007 说 明 书 CN 104452719 A 3 2/5 页 4 0008 表 1 万吨级船舶及南京长江大桥相关调查数据 发明内容 0009 为了解决上述存在的问题， 本发明公开了一种底板运输式过桥船闸， 本底板运输 式过桥船闸能够实现大型船舶在净高不够的桥梁底下安全通航， 不受河流中水流和水位的 影响， 提高河道的运输价值。 0010 一种底板运输式过桥船闸， 该船闸设置在桥梁下方的河道中， 其特征是包括两道 相互平行的闸室边墙、 上游闸门、 中游闸门、 下游闸门、 启闭机、 运输底板、 和抽水装置 ； 0011 其中， 所述上游闸门、 下游闸门和两道相互平行。
11、的闸室边墙围成船闸室， 中游闸门 位于船闸室内， 中游闸门的两侧分别与对应的闸室边密封固定， 中游闸门将船闸室分为上 游闸室和下游闸室 ； 0012 所述两道闸室边墙的顶部分别设置有运输轨道， 每个运输轨道内均设置有两台启 闭机， 每台启闭机的底部均设置有运输滚轮， 启闭机通过运输滚轮在运输轨道中移动， 每台 启闭机朝向船闸室的侧面均设置有垂入水中的吊绳 ； 0013 所述运输底板水平设置在闸室中， 运输底板呈矩形形状， 运输底板的四个拐角分 别与吊绳固定连接。 0014 所述闸室边墙、 上游闸门、 中游闸门和下游闸门的底部均固定建筑在河底， 闸室边 墙与水流方向平行。 0015 所述上游闸门。
12、和下游闸门均为两扇对称的能够围绕闸室边墙旋转打开的闸门， 所 述上游闸门和下游闸门的高度均超过河道的水位高度， 所述中游闸门为固定建筑在河底的 一道墙体， 所述中游闸门的高度低于河道中的水位高度， 且高于船舶的吃水深度。 0016 所述吊绳的上端盘绕在设置在启闭机中的吊绳盘中， 所述吊绳盘能够旋转盘绕或 松开吊绳， 对应控制运输底板垂直上升或下降。 0017 所述上游闸室位于桥梁垂直下方的河道的上游， 下游闸室从桥梁垂直下方的河道 的上游延伸到下游， 所述抽水装置设置在下游闸室。 0018 所述上游闸室位于桥梁垂直下方的河道的下游， 下游闸室从桥梁垂直下方的河道 的下游延伸到上游， 所述抽水装。
13、置设置在上游闸室。 0019 本发明的工作原理是 ： 0020 当待通航的船舶从河流的上游顺流驶向桥梁， 打开上游闸门， 船舶进入上游闸室， 关闭上游闸门， 启闭机启动， 吊绳围绕吊绳盘盘绕， 吊绳拉着位于上游闸室底部的运输底板 上升， 直至运输地板的高度高于中游闸门， 船舶的底部与运输底板接触， 船舶压在运输底板 说 明 书 CN 104452719 A 4 3/5 页 5 上， 启闭机在运输轨道中前进， 驶向下游闸室， 运输底板带着船舶一起进入下游闸室， 调控 启闭机， 让吊绳盘旋转松开吊绳， 吊绳连接运输底板的末端下降， 运输底板下降， 直至与船 舶底部分离， 启动抽水装置， 将闸室内的。
14、水向着河道中抽吸排放， 降低闸室内的水位， 直到 船舶的能够通过桥梁， 船舶在下游闸室内驶过桥梁， 达到桥梁的下游， 然后， 打开上游闸门， 河道中的水流进闸室内， 当闸室内的水位和河道中水位相同时， 打开下游闸门， 船舶驶出闸 室， 进入河道中， 继续前进。 0021 同样， 当河流中有逆流行驶的船舶时， 船舶首先驶入下游闸室， 上游闸室从桥梁的 下游延伸到上游， 运输底板停留在下游闸室中， 运输底板将船舶抬高， 进入上游闸室， 上游 闸门和下游闸门均关闭， 通过抽水装置抽上游吸闸室内的水， 直到船舶能够通过桥梁， 船舶 驶过桥梁后， 打开下游闸门， 待闸室内与河流中的水位相同时， 打开上游。
15、闸门， 船舶继续行 驶。 0022 本发明的有益效果是 ： 0023 (1)本发明通过在闸室内设置中游闸门， 将闸室分隔成上游闸室和下游闸室。 当船 舶在河道中顺着水流需要通过桥梁时， 在抽吸闸室内的水， 降低闸室内的水位时， 上游闸室 内的水位达到中游闸门高度时， 水位停止降低， 抽水装置只将下游闸室内的水位降低到让 船舶能够通过桥梁即可， 减少了船舶通航需要抽吸的水量， 减少抽吸水消耗的电量， 和抽吸 水的时间， 提高船舶通航的效率， 缩短通航时间。 0024 同样， 当船舶逆流行驶， 需要通过桥梁时， 抽吸水量减少， 减少抽吸水消耗的电量， 和抽吸水的时间， 提高船舶通航的效率， 缩短通。
16、航时间。 0025 (2) 本发明装置采用运输底板带动船舶在闸室内进行水平和垂直运动实现过桥功 能并可对过桥速度物理参数进行控制， 进而安全快速实现通过净空高度不足的大桥， 装置 结构简单， 启闭机、 运输底板可以根据需要装卸， 使用方便， 全程机械自动化控制， 节约人力 和财力， 提高整体利用效率。 0026 (3) 本发明中将船闸技术应用到过桥当中， 不对原大桥桥梁系统结构做任何改变， 也不影响大桥的公路铁路交通， 无任何负面的社会影响的前提下解决南京长江大桥等诸多 大桥由于净空不够而阻碍万吨级船舶进入长江或其他河流上游或下游的问题。 0027 (4) 改造方便， 如果以后需要加大净空， 。
17、只需在船闸运输底板垂直移动范围上作一 点改进， 成本小。 0028 (5) 本过桥船闸设置中游闸门， 上游闸室和下游闸室水位不同， 下游闸室利用闸室 抽水装置保持较低水位， 从而实现在船舶遇到净空高度不足过桥问题时， 达到安全快速的 通过的目的。 附图说明 0029 图 1 是本发明的俯视结构示意图， 0030 图 2 是图 1 的 A-A 向视图， 0031 图 3 是图 1 的 B-B 向视图， 0032 图 4 是船舶位于上游闸室的示意图， 0033 图 5 是船舶位于下游闸室的示意图， 0034 图 6 是启闭机与运输底板的连接状态图， 说 明 书 CN 104452719 A 5 4。
18、/5 页 6 0035 附图标记列表 ： 1桥梁， 2抽水装置， 3运输轨道， 4中游闸门， 5上游闸门， 6下游闸门， 7启闭机， 8吊绳， 9运输底板， 10闸室边墙， 11运输滚轮， 12船舶， 13吊绳盘， 14上游闸室， 15下游闸室。 具体实施方式 0036 下面结合附图和具体实施方式， 进一步阐明本发明。应理解下述具体实施方式仅 用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。 需要说明的是， 这些附图均为简化的示意图， 仅以示意方式说明本发明的基本结构， 因此其仅显示与本发明有关的构成。 0037 实施例 1 ： 0038 结合附图可见， 本底板运输式过桥船闸设置在桥梁 1 下方的河道。
19、中， 该过桥船闸 包括两道相互平行的闸室边墙 10、 上游闸门 5、 中游闸门 4、 下游闸门 6、 启闭机 7、 运输底板 9、 和抽水装置 2 ； 0039 其中， 所述上游闸门 5、 下游闸门 6 和两道相互平行的闸室边墙 10 围成船闸室， 中 游闸门 4 位于船闸室内， 中游闸门 4 的两侧分别与对应的闸室边密封固定， 中游闸门 4 将船 闸室分为上游闸室 14 和下游闸室 15 ； 0040 所述两道闸室边墙 10 的顶部分别设置有运输轨道 3， 每个运输轨道 3 内均设置有 两台启闭机 7， 每台启闭机 7 的底部均设置有运输滚轮 11， 启闭机 7 通过运输滚轮 11 在运 输。
20、轨道 3 中移动， 每台启闭机 7 朝向船闸室的侧面均设置有垂入水中的吊绳 8 ； 0041 所述运输底板 9 水平设置在上游闸室 14 中， 运输底板 9 呈矩形形状， 运输底板 9 的四个拐角分别与吊绳 8 固定连接。 0042 所述闸室边墙 10、 上游闸门 5、 中游闸门 4 和下游闸门 6 的底部均固定建筑在河 底， 闸室边墙 10 与水流方向平行。 0043 所述上游闸门 5 和下游闸门 6 均为两扇对称的能够围绕闸室边墙 10 旋转打开的 闸门， 所述上游闸门 5 和下游闸门 6 的高度均超过河道的水位高度， 所述中游闸门 4 为固定 建筑在河底的一道墙体， 所述中游闸门 4 的。
21、高度低于河道中的水位高度。 0044 所述吊绳 8 的上端盘绕在设置在启闭机 7 中的吊绳 8 盘 13 中， 所述吊绳 8 盘 13 能够旋转盘绕或松开吊绳 8， 对应控制运输底板 9 垂直上升或下降。 0045 所述上游闸室 14 位于桥梁 1 垂直下方的河道的上游， 下游闸室 15 从桥梁 1 垂直 下方的河道的上游延伸到下游， 所述抽水装置 2 设置在下游闸室 15。 0046 实施例 1 的工作过程为 ： 0047 船舶 12 在河流中顺流行驶， 需要从桥梁 1 下方河流的上游行驶到下游。上游闸门 5 和下游闸门 6 均打来， 船舶 12 驶进上游闸室 14， 运输底板 9 通过吊绳。
22、 8 升高， 将船舶 12 抬高， 启闭机 7 在运输轨道 3 中前进， 将船舶 12 运送到下游闸室 15， 运输底板 9 下降， 然后 关闭上游闸门 5 和下游闸门 6， 闸室的四周处于密封状态， 启动抽水装置 2， 抽水装置 2 将闸 室内的水向着河道中抽吸排放， 当上游闸室 14 内的水位降低到中间闸门高度后， 上游闸室 14 内的水不会流淌到下游闸室 15， 抽水装置 2 只需将下游闸室 15 内的水抽吸至水位降低 到船舶 12 能通过桥梁 1 下方， 减少了闸室内需要抽吸排放的水量， 减少电能动力的消耗和 抽吸排放水的时间， 提高传播通过的效率。当船舶 12 行驶到桥梁 1 的下游。
23、后， 打开上游闸 门5， 这样可以避免首先打开下游闸门6， 河水向着闸室内流淌对船舶12造成向上游闸室14 说 明 书 CN 104452719 A 6 5/5 页 7 的冲击力， 让闸室内的水位升高到与河流中的水位一致， 打开下游闸门 6， 让船舶 12 驶出闸 室， 继续行驶。 0048 实施例 2 ： 0049 所述上游闸室 14 位于桥梁 1 垂直下方的河道的下游， 下游闸室 15 从桥梁 1 垂直 下方的河道的下游延伸到上游， 所述抽水装置 2 设置在上游闸室 14。 0050 所述运输底板 9 水平设置在下游闸室 15 中， 0051 其他与实施例 1 相同。 0052 实施例 2。
24、 能够实现在河流中逆流行驶的船舶 12 也能通过本发明通过净高度不足 的桥梁 1。 0053 本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段， 还包括 由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。 0054 以上述依据本发明的理想实施例为启示， 通过上述的说明内容， 相关工作人员完 全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内， 进行多样的变更以及修改。本项发明的技术 性范围并不局限于说明书上的内容， 必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。 说 明 书 CN 104452719 A 7 1/4 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104452719 A 8 2/4 页 9 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 104452719 A 9 3/4 页 10 图 5 说 明 书 附 图 CN 104452719 A 10 4/4 页 11 图 6 说 明 书 附 图 CN 104452719 A 11 。