[发明专利]超大型自升式碎石铺设整平船

说明书

本发明提供一种超大型自升式碎石铺设整平船，包括一船体、六桩腿、一碎石传送机构和一抛石机构；所述桩腿分别通过一抬升塔机构连接于所述船体的两端的两侧和中部的两侧；所述船体包括依次层叠设置的一顶甲板、一中间甲板和一主甲板；所述主甲板形成一月池；所述顶甲板和所述中间甲板在对应所述月池处镂空；所述抛石机构设置于所述顶甲板；所述碎石传送机构设置于所述船体并延伸至所述抛石机构。本发明的一种超大型自升式碎石铺设整平船，在满足船体强度和刚度的基础上，该船体中部的月池宽度和长度都大大增加，从而显著增大了其海底碎石铺设和整平面积，最大可增大约一倍，极大提升了海底沉管隧道建造的能力和施工效率。

技术领域

本发明涉及碎石铺设整平船领域，尤其涉及一种超大型自升式碎石铺设整平船。

背景技术

海底隧道一般由沉管连接而成，铺石船正是为海底地基铺平服务，有助于沉管着床。在海底隧道施工建设中，沉管基础整平是必不可少的施工工艺，因此碎石的铺设整平船舶是海底隧道基础整平不可或缺的核心装备。

自上世纪90年代起，我国港口建设逐步向深水化、大型化方向迈进。作为关键工序的抛石基床整平，一直是困扰作业的关键难题。随着超级工程“港珠澳大桥”的建设成功以及“深中”通道的开工，我国的碎石整平船的技术已经发展到第五代。

随着沉管式隧道的应用日益广泛，对大型沉管的需求更加强烈，更宽、更深的超大型海底隧道的施工建造会使得未来尺寸更大的沉管安装将日益增多。

然而对于海底碎石铺设和整平更大面积的建设需求，现有碎石铺设整平船的尺度和能力都将无法满足，因此需要开发出铺设和整平能力更强、效率更高的新型装备。

目前最先进的自升式碎石铺设整平船的船体结构通常为“回”字型，船体中部设有较大的月池用于碎石的铺设。通常月池的大小决定了其铺设和整平的最大面积。月池的四个角隅设有4根桩腿。

自升式碎石铺设整平船主要由抛石整平系统和抬升系统两部分组成。

抛石整平系统负责石料的输送、抛洒和整平。石料经补料船投入料斗再通过石料输送设备、多级皮带机输送到抛石管中。抛石管安装在行车上，可随大车和小车移动，完成规定行程，将石料铺设至海底槽床上。抛石整平设备主要由抛石管头部、抛石管总成、抛石管升降机构、行走大车、行走小车、抛石管及其控制系统与测量系统组成。

抬升系统负责将船体抬离水面，使船体在抛石整平过程中不受风、浪、流的影响，保证抛石的定位准确。抬升系统主要由抬升框架结构、桩腿和抬升设备组成。

现有技术存在以下缺点：

1)受限于现有的船体结构形式和桩腿布置方案，月池面积无法再进行较大的提升，因此无法满足未来海底隧道工程中对海底碎石铺设面积有较大增加的需求。

现有同类型船最大长度约98m，宽度约66m。若在此基础上进一步加大月池的长度和宽度，船体结构的跨距以及其所受到的载荷均会增加，为满足船体结构的强度要求和刚度要求，势必会大大增加船体结构重量。同时为满足较大的抛石能力需求，抛石系统的重量也将大大增加。对于现有船体结构形式和4条桩腿的布置方案，其抬升系统的能力是有上限的，无法满足显著增大的船体结构重量和抛石设备的重量。

2)船体结构纵向跨距大，抛石行车轨道的支撑结构刚度较弱，导致轨道垂向变形大而影响碎石整平精度。

3)单个桩腿和抬升系统的负荷较大，桩腿的疲劳寿命和抬升系统的使用寿命有限。

4)甲板面积小，各种设备布置紧张。

5)纵向皮带输送机靠桩腿外侧布置，使得顶甲板在船体中心线两侧的宽度不相等，即在布置纵向皮带输送机的一舷的顶甲板宽度超出主甲板的宽度较多，导致该侧无法靠岸停泊，船舶只能利用另一侧靠岸停泊，影响船舶使用。

发明内容