一种首尾浮箱式船舶修造平台的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种首尾浮箱式船舶修造平台，包括：呈长方体状的箱型结构的主船体，其甲板上沿船长方向设立若干龙骨墩，该主船体内形成若干由舱壁界定的压载舱；首浮箱及尾浮箱，对应设立在所述主船体的艏艉位置以保证主船体的浮沉稳定性，所述首浮箱及尾浮箱与所述主船体固接为一体，且二者中的至少一个上设置有船舶修造设备；用于对所述压载舱、首浮箱和尾浮箱压载或排水的压载系统。其优点是：仅在船体首尾设置浮箱，舷侧无约束，被修船或建造分段进出平台时宽度不受限制，且进出平台行程短，方便操作。有效地满足了修/造船作业地点的要求，能让码头现有设施充分被利用，并方便了修/造船的吊装及移船工作，能明显提高修造船施工作业效率。
【专利说明】一种首尾浮箱式船舶修造平台
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程船舶【技术领域】，尤其涉及一种首尾浮箱式船舶修造平台。
【背景技术】
[0002]目前，国内外浮船坞无论大小，结构都大致相同，具有一个凹字形横端面，两侧有坞墙，前后端敞开。两侧的坞墙和坞底均为箱形结构，沿纵向和横向分隔为若干封闭的舱格，有的舱格称为压载舱，用来灌水和排水，使船坞沉浮。坞墙的作用是保证船坞具有必要的刚度和浮沉稳定性，并提供生产所需的空间。1974年建成的中国第一艘“黄山号”浮船坞、2006年投产的“大连号”浮船坞、2006年建成的“中海九华山”浮船坞以及2008年建造的“中海蛾眉山”浮船坞都具备以上特点。
[0003]但是，在实际应用中，由于坞墙高出船体甲板面很多，当浮船坞舷侧靠码头作业时坞墙会干扰码头 施工设备的作业。例如振华长兴岛基地，码头岸线较长，水域宽度有限，生产厂房及吊装设备都沿岸设置，此时就需要一艘能舷侧靠码头，并可以沉浮的工程船舶，用于造船和修船，方便分段、设备及其他物件的吊装，及方便被修船舶的进坞和出坞。但是目前尚无适用于此种作业环境下的浮船坞或者其它工程船舶。
实用新型内容
[0004]本实用新型实施例的目的是针对现有技术结构上的缺点，提出一种首尾浮箱式船舶修造平台，由首尾浮箱和主船体组成，由极强抓力的锚和系泊件泊于进行修造船作业的水域中(靠码头作业)，并配有必要的修船设备。该船舶修造平台可用于修船，也可用于造船。
[0005]为了达到上述实用新型目的，本实用新型实施例提出的一种首尾浮箱式船舶修造平台是通过以下技术方案实现的:
[0006]一种首尾浮箱式船舶修造平台，其特征在于，所述修造平台包括:
[0007]呈长方体状的箱型结构的主船体，其甲板上沿船长方向设立若干龙骨墩，该主船体内形成若干由水密舱壁界定的压载舱；
[0008]设立在主船体船首处的首浮箱及设立在主船体船尾处的尾浮箱，所述首浮箱及尾浮箱与所述主船体同宽并固接为一体，且所述首浮箱和/或尾浮箱上设置有船舶修造设备；所述首浮箱及尾浮箱的左右舷各设置有一台用于锚泊的定位绞车；
[0009]用于对所述压载舱、首浮箱和尾浮箱压载或排水的压载系统。
[0010]所述船舶修造平台还包括装载仪系统、两个用于检测主船体沿船长的最大垂向挠度的扰度仪，以及用于控制船舶沉浮，显示船舶挠度、浮态及报警信号等的中央控制台?’另外，所述主船体的四角各设有吃水传感器，该些吃水传感器连接至所述中央控制台。
[0011]所述首浮箱及尾浮箱均包括位于下部的水密箱体以及位于上部的至少一层作业甲板；所述水密箱体内设有至少一层平台甲板；所述作业甲板上至少设有中央控制室、应急发电机室、充放电板室和纟父车液压单兀室，所述中央控制台设于所述中央控制室中。[0012]所述首浮箱及尾浮箱上均设有两层作业甲板，所述的两层作业甲板由上至下依次为顶甲板和安全甲板，所述安全甲板构成所述水密箱体的顶壁；所述尾浮箱的顶甲板上布置所述的中央控制室和应急发电机室，所述尾浮箱和首浮箱的安全甲板上均布置所述绞车液压单元室。
[0013]所述主船体内设立六道水密横舱壁和三道水密纵舱壁，并由该些水密横舱壁和水密纵舱壁分隔出前后左右对称分布的14个压载边舱和14个压载中舱；其中,位于艏艉处4个压载边舱为纵倾调节水舱，位于船中部2个压载边舱为横倾调节水舱。
[0014]所述首浮箱和尾浮箱的箱体空间被分隔为四个独立的水舱，该些水舱中位于左右两舷的四个水舱各连通一纵倾调节水舱，所述首浮箱上位于中部的两个水舱各连通位于船首处的一压载中舱，所述尾浮箱上位于中部的两个水舱各连通位于船尾处的一压载中舱。
[0015]所述主船体的船底、舷侧及水密纵舱壁均采用纵骨架式结构，所述水密横舱壁设有垂向的扶强材；所述首浮箱及尾浮箱的平台甲板采用横骨架式结构，其围壁设有垂向的扶强材。
[0016]所述的四个纵倾调节水舱内各形成一个由第一平台甲板及水密舱壁所界定的泵舱，所述泵舱内设有连通至各压载舱的压载泵。
[0017]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型所提供的首尾浮箱式船舶修造平台是一种新的用于船舶修造的基础设施，由于仅在船体首尾设置浮箱，舷侧无约束，被修船或建造分段进出平台时宽度不受限制，且进出平台行程短，方便操作。有效地满足了修/造船作业地点的要求，能让码头现有设施充分被利用，并方便了修/造船的吊装及移船工作，能明显提高修造船施工作业效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本实用新型上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。
[0019]图1为本实用新型实施例修造平台的断面结构示意图1 ;
[0020]图2为本实用新型实施例修造平台的断面结构示意图1I ；
[0021]图3为本实用新型实施例主船体的俯视图；
[0022]图4A为尾浮箱的顶甲板结构示意图；
[0023]图4B为尾浮箱的安全甲板结构示意图；
[0024]图4C为尾浮箱的第三甲板结构示意图；
[0025]图4D为尾浮箱的第二甲板结构示意图；
[0026]图5A为首浮箱的顶甲板结构示意图；
[0027]图5B为首浮箱的安全甲板结构示意图；
[0028]图5C为首浮箱的第三甲板结构示意图；
[0029]图为首浮箱的第二甲板结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解:[0031]如图HD所示，标号分别表示:
[0032]主船体1、首浮箱2、尾浮箱3、中龙骨墩4、边龙骨墩5、顶甲板6、安全甲板7、第三平台甲板8、第二平台甲板9、浮箱甲板10、主甲板11、尾泵舱12、首泵舱13、第七压载中舱
14、纵倾调节水舱15、第六压载中舱16、第六压载边舱17、第五压载中舱18、第五压载边舱19、第四压载中舱20、横倾调节水舱21、第三压载中舱22、第三压载边舱23、第二压载中舱24、第二压载边舱25、第一压载中舱26、绞车液压单元室27、主配电板室28、中央控制室29、盥洗室30、楼梯31、辅配电板室32、备品备件室33、水密横舱壁34、水密纵舱壁35、第一平台甲板36、应急发电机室37、值班室38、定位绞车39、休息室40、机舱41、淡水舱42、储藏间43、充放电板室44、蓄电池室45。
[0033]参见图1-?所示，本实施例1中提供一种首尾浮箱式船舶修造平台，其结合一般船舶、浮船坞及半潜船的特点，即可用于修船，也可用于造船，由首尾浮箱和船体组成，由极强抓力的锚和系泊件泊于进行修造船作业的水域中(舷侧靠码头作业)，并配有必要的修船设备。
[0034]该首尾浮箱式船舶修造平台为单甲板、箱型结构单底船舶，由主船体1、首浮箱及尾浮箱组成。
[0035]一、主船体
[0036]主船体I呈长方体状的箱型结构，主船体I的长为221.6米、宽为60米、高为8.5米。主船体I的主甲板11上沿船长方向设立若干龙骨墩，包括一列位于中心线上的中龙骨墩4，和对称设于中龙骨墩4左右两侧的多列边龙骨墩5，该些龙骨墩的高度为1.2米(距甲板中心线)
[0037]主船体内设6道水密水密横舱壁34和3道水密水密纵舱壁35，将船体内部空间分割为28个压载舱。参见图2-3所示，这28个压载舱可分为前后左右对称分布的14个压载边舱和14个压载中舱。由船尾起，这28个压载舱依次为两个第七压载中舱14、两个第七压载边舱、两个第六压载中舱16、两个第六压载边舱17、两个第五压载中舱18、两个第五压载边舱19、两个第四压载中舱20、两个第四压载边舱、两个第三压载中舱22、两个第三压载边舱23、两个第二压载中舱24、两个第二压载边舱25、两个第一压载中舱26和两个第一压载边舱。其中，位于艏艉处的4个压载边舱(两个第七压载边舱和两个第一压载边)为纵倾调节水舱15，位于船中部的2个压载边舱(第四压载边舱)为横倾调节水舱21。上述的各压载边舱的宽度均为10米，各压载中舱的宽度均为20米。由船尾起，各压载中舱(或压载边舱)的长度依次为26.8米、36米、36米、24米、36米、36米、26.8米。具体的说，第七压载中舱14长为26.8米、第六压载中舱16长为36米、第五压载中舱18长为36米、第四压载中舱20长为24米、第三压载中舱22长为36米、第二压载中舱24长为36米、第一压载中舱26长为26.8米。
[0038]另外，所述主船体I艏艉的四个纵倾调节水舱15各独立分隔出一个封闭的泵舱，首泵舱13和尾泵舱12各2个，中间有安全通道连接。该些泵舱由第一平台甲板36及水密横舱壁所界定。第一平台甲板36的高度为4.5米。每一泵舱内设有2台压载泵。为了提高了修造平台的安全性，各泵舱内每组2台压载泵互为备用，在特殊情况下，可以在每组任意I台压载泵工作即全船4台压载泵同时工作下也能保证整个修造平台安全上浮。
[0039]二、首浮箱和尾浮箱[0040]首浮箱2和尾浮箱3对应设立在所述主船体I的艏艉位置，以保证主船体的浮沉稳定性。所述首浮箱2及尾浮箱3与所述主船体同宽并固接为一体。所述首浮箱2及尾浮箱3均包括位于下部的水密箱体以及位于上部的两层构成提供作业所需的空间以及安置各种修船用设备的作业甲板，所述水密箱体上内设有两层平台甲板。
[0041]参见图4A-4D以及图5A-?所示，由上至下,首浮箱2及尾浮箱3依次包括顶甲板6 (作业甲板)、安全甲板7 (作业甲板)、第三平台甲板8和第二平台甲板9。
[0042]尾浮箱3的顶甲板6上布置中央控制室29、值班室38、盥洗室30、应急发电机室37，储藏室43。
[0043]尾浮箱3的安全甲板7上布置主配电板室28、休息室40、盥洗室30、机舱41、绞车液压单元室27，蓄电池室45及充放电板室44。
[0044]尾浮箱3的第三平台甲板8中间设置机舱41，两边为纵倾调节水舱15。
[0045]尾浮箱3的第二平台甲板9中间设置为第七压载中舱14，两边为纵倾调节水舱15。
[0046]首浮箱2的顶甲板6上布置储藏室43、充放电板室44及蓄电池室45。
[0047]首浮箱2的安全甲板7上布置绞车液压单元室27、休息室40、盥洗室30、备品备件室33、辅配电板室32、淡水舱42及储藏间43。
[0048]首浮箱3的第二平台甲板9和第三平台甲板8的中部为第一压载中舱26，两边为纵倾调节水舱15。
[0049]另外，浮箱甲板10上设有墩木设备以及缆桩等系泊件；首浮箱2及尾浮箱3的顶甲板6上设有绞车等甲板机械以及缆桩等系泊件。首浮箱2及尾浮箱3的这些甲板上下通过楼梯31上下连通。
[0050]所述首浮箱2和尾浮箱3与主船体I同宽，其长度均为10米。所述首浮箱2和尾浮箱3的顶甲板6高度均为21.5米，安全甲板7高度均为18.5米；所述首浮箱2和尾浮箱3的水密箱体高度均为10米，所述第三平台甲板8的高度为14.5米，所述第二平台甲板9的高度为11.5米。
[0051]所述首浮箱2和尾浮箱3的水密箱体的内部空间被分隔为四个独立的水舱，位于两边的水舱宽度为10米,位于中部的两个水舱宽度为20米。该些水舱中位于左右两舷的四个水舱各连通一纵倾调节水舱15，所述首浮箱2上位于中部的两个水舱各连通一个第一压载中舱26，所述尾浮箱3上位于中部的两个水舱各连通一个第七压载中舱14。
[0052]三、机电设计
[0053]压载水舱进水设计为可通过自流进水或压载泵注水二种方式来完成，每种进水方式应打开相应电动控制蝶阀，每个压载水舱根据压载需要可通过电动蝶阀控制流量大小。修造平台起浮时，压载泵的功能变换为排水泵的功能，通过压载水管系将各压载舱的海水均匀向舷外排水来完成。船舶横倾调节时，可通过尾泵舱12内左右任一台压载泵对横倾调节水舱21内的压载水相互调驳来完成。船舶纵倾调节时，可通过首泵舱13和尾泵舱12内压载泵对纵倾调节水舱15内的压载水排水或注入来完成。
[0054]四、结构设计所克服的技术难点
[0055]由于本修造平台只设首尾浮箱，纵向强度比较弱，甲板入水时，水线面仅由首尾浮箱提供，水线面对纵向轴惯性矩很小，所以该修造平台的设计要点是平台的刚度、强度以及稳性问题，特别是设置首尾浮箱，下潜时，刚度及强度要特别考虑。主船体I的船底、浮箱甲板10 (固定浮箱的甲板部分)、舷侧及水密纵舱壁35都采用纵骨架式结构，水密横舱壁34设有垂向的扶强材。首浮箱2/尾浮箱3的第三平台甲板8和第二平台甲板9采用横骨架式结构，围壁设有垂向的扶强材。以上所描述的船体结构是在满足船级社规范所要求的局部强度要求的前提下，反复校核该船体的总纵强度和横向强度，经过相当长时间的研究后获得。在下列情况下该修造平台的横向强度经过详细的有限元计算:进坞船坐于龙骨墩上，船长中点与坞长中点处于同一垂直线上；进坞船长中点与坞长中点处于同一垂直线，浮船坞的吃水与中龙骨墩4高度正好平齐；进坞船重量全部由中龙骨墩4支持；进坞船重量由中龙骨墩4和边龙骨墩5共同支持。经分析该平台横向强度也满足相关要求。
[0056]同样由于本平台浮箱设在前后端，纵向强度较弱，因此有较大的挠度。对挠度的监测对本修造平台是至关重要的。为监测船体变形程度，该平台配备两套扰度仪，并进行了应力应变测试试验，确定装载允许的最大挠度值，经过理论计算，船长范围内船体最大垂向位移约为0.557m。全船设置的两套完全独立的挠度仪用于监测浮船坞沿坞长的最大垂向挠度，在挠度超过临界值时发出警报，提醒工作人员采取措施，确保结构的安全。另外，该修造平台还配有装载仪，该装载仪可以用于装载预案，根据压载状态计算总纵强度的弯矩应力和剪切应力，并可以计算相应装载状态下的挠度，在修造平台沉浮前，确定最佳装载方案。装载仪计算挠度和挠度仪实测挠度双重保险，以确保修造平台沉浮的安全。该修造平台是分段建造，水上分段合拢，在分段合拢前，通过装载仪计算，确定调载方案，为水上合拢做准备。需要合拢的分段根据调载预案配载，并结合现场激光检测系统校准，按照造船精度要求控制平台挠度，顺利地进行水上合拢工作。上述平台挠度监测、显示、报警信号均汇集在中央控制台上。且本修造平台的四角，设有吃水传感器。通过信号采集，软件计算后在显示屏上显示纵倾和横倾角。可以通过设定报警值，若超出报警值，即可自动报警，提醒值班人员采取措施。同时该修造平台在中间隧道走道下，前端、中部、后端三个位置设有测深仪舱。三台测深仅显不均在中央控制台上。电动阀丨]遥控除栗舱内设就地控制箱外，在中央控制台上设模拟板直观控制， 开度型的蝶阀还有开度指示。
[0057]该修造平台设置柴油发电机组二台。二台柴油发电机组并车使用能满足8台压载泵同时工作和二套液压绞车泵组轮流工作以及其它动力机械设备、全船空调、照明、生活设施等使用。
[0058]根据规范和平台实际使用需求，该修造平台的供电分为三个工况:在靠码头作业时，供电由码头变电所提供；在水域沉浮时，由两台主柴油发电机组并车供电；当岸电断电或船舶电站处于停机状态时，由一台应急发电机组供电，另外，平台还设有低压DC24V充放电板对蓄电池组浮充并同时对低压控制设备进行供电，失电时，蓄电池组自动投入供电。
[0059]本船坞采用四点锚泊定位，在首浮箱2及尾浮箱3的左右舷各设置由一台额定负载为50t的定位绞车39。在具体的实施方式中，修造平台作业水域为振华港机公司长兴岛基地水域，因此采用纵向顺流抛锚方式，抛锚角度与船体中心线夹角不大于45度，满足定位移船的条件为风≤7.9m/s (4级)，流≤1.54m/s (3节)。浪载荷和风、流载荷成一定比例关系，按风、浪、流同向组合，作为最恶劣的环境条件，并在此条件下校核锚泊系统的定位能力。该锚泊系统适用于本平台4.1m正常吃水时的定位，当平台下潜时，通过抛锚及与系缆组合方式定位，此时本船坞的绞车、缆桩等同时工作。下潜时，如遇落潮，水深较浅，应考虑浅水效应。由于本船坞作业地点靠码头较近，故不设临时锚泊设备。
[0060]结合上述的装置结构，以下对于该平台的使用方法进行简要说明:
[0061]船舶要修船时，先在平台压载舱内灌水，使平台下沉至其内水深满足被修理船只吃水要求时，用设在首尾浮箱顶上的绞车将待修船牵引进来。同时，将待修船舶对准中心轴线后，四面系缆固定。然后，抽去平台压载舱内的水。此时，使平台上浮，直至主甲板11露出水面。这样，待修船舶也随着主甲板11露出水面，并坐于平台设置的龙骨墩上。于是，便可开始船舶修理工作。船舶修理完毕，要出坞平台时，操作程序相反。让平台压载舱里灌满水，平台便沉下，修好的船舶自行驶出平台或拖出船体。
[0062]该修造平台纵向稳性不用考虑，其横向初稳性满足规范及相关作业条件的要求。
[0063]I)抬船时，工作水域的最大突风的风压作用于平台和船的联合体，此时的横稳性高度值应不小于lm，而且浮体甲板任何部分不浸水。
[0064]2)沉浮时，龙骨墩顶面刚露出水面，沉浮时，龙骨墩顶面刚露出水面，当载荷小于13000吨时，工作水域的最大突风的风压作用于平台和船的联合体，此时的横稳性高度值不小于I米，当载荷在13000吨和18000吨之间时，六级突风的风压作用于平台和船的联合体，此时的横稳性高度值不小于0.15米。换而言之，该修造平台在载荷小于13000吨时，满足规范对浮船坞的稳性要求。在载荷为13000吨和18000吨之间时，满足规范对半潜船的稳性要求。
[0065]结合上述修造平台的结构和工作方法，以下为其典型工况稳性计算总结表:
[0066]
【权利要求】
1.一种首尾浮箱式船舶修造平台，其特征在于，所述修造平台包括: 呈长方体状的箱型结构的主船体，其甲板上沿船长方向设立若干龙骨墩，该主船体内形成若干由水密舱壁界定的压载舱； 设立在主船体船首处的首浮箱及设立在主船体船尾处的尾浮箱，所述首浮箱及尾浮箱与所述主船体同宽并固接为一体，且所述首浮箱和/或尾浮箱上设置有船舶修造设备；所述首浮箱及尾浮箱的左右舷各设置有一台用于锚泊的定位绞车； 用于对所述压载舱、首浮箱和尾浮箱压载或排水的压载系统。
2.根据权利要求1所述的一种首尾浮箱式船舶修造平台，其特征在于:所述船舶修造平台还包括装载仪系统、两个用于检测主船体沿船长的最大垂向挠度的扰度仪，以及用于控制船舶沉浮，显示船舶挠度、浮态及报警信号的中央控制台；另外，所述主船体的四角各设有吃水传感器，该些吃水传感器连接至所述中央控制台。
3.根据权利要求2所述的一种首尾浮箱式船舶修造平台，其特征在于:所述首浮箱及尾浮箱均包括位于下部的水密箱体以及位于上部的至少一层作业甲板；所述水密箱体内设有至少一层平台甲板；所述作业甲板上至少设有中央控制室、应急发电机室、充放电板室和绞车液压单元室，所述中央控制台设于所述中央控制室中。
4.根据权利要求3所述的一种首尾浮箱式船舶修造平台，其特征在于:所述首浮箱及尾浮箱上均设有两层作业甲板，所述的两层作业甲板由上至下依次为顶甲板和安全甲板，所述安全甲板构成所述水密箱体的顶壁；所述尾浮箱的顶甲板上布置所述的中央控制室和应急发电机室，所述尾浮箱和首浮箱的安全甲板上均布置所述绞车液压单元室。
5.根据权利要求4所述的一种首尾浮箱式船舶修造平台，其特征在于:所述主船体内设立六道水密横舱壁和三道水密纵舱壁，并由该些水密横舱壁和水密纵舱壁分隔出前后左右对称分布的14个压载边舱和14个压载中舱；其中，位于艏艉处4个压载边舱为纵倾调节水舱，位于船中部2个压载边舱为横倾调节水舱。
6.根据权利要求5所述的一种首尾浮箱式船舶修造平台，其特征在于:所述首浮箱和尾浮箱的箱体空间被分隔为四个独立的水舱，该些水舱中位于左右两舷的四个水舱各连通一纵倾调节水舱，所述首浮箱上位于中部的两个水舱各连通位于船首处的一压载中舱，所述尾浮箱上位于中部的两个水舱各连通位于船尾处的一压载中舱。
7.根据权利要求6所述的一种首尾浮箱式船舶修造平台，其特征在于:所述主船体的船底、舷侧及水密纵舱壁均采用纵骨架式结构，所述水密横舱壁设有垂向的扶强材；所述首浮箱及尾浮箱的平台甲板采用横骨架式结构，其围壁设有垂向的扶强材。
8.根据权利要求7所述的一种首尾浮箱式船舶修造平台，其特征在于:所述的四个纵倾调节水舱内各形成一个由第一平台甲板及水密舱壁所界定的泵舱，所述泵舱内设有连通至各压载舱的压载泵。
【文档编号】B63C1/00GK203497148SQ201320329449
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年6月8日 优先权日:2013年6月8日
【发明者】杨春勤, 王丹, 黄涛, 夏雪, 潘溜溜, 缪松财, 张凌云, 姜河蓉, 黄伟忠, 王文杰 申请人:上海船舶运输科学研究所