一种超长船体浮态制造方法与流程

本发明涉及海洋工程装备技术领域，特别涉及一种超长船体浮态制造方法。

背景技术：
随着对海洋资源的开采越来越丰富，各国对资源需求的逐渐加大以及各国贸易的愈加频繁，为节约成本，海上进行运输的船舶尺寸变的越来越大，而对于超大型船舶的建造，需要巨大的船坞、船台，而建造这些专用船坞、船台的投入成本高，建造周期长，占用场地大，且适应性差，利用率低。另外，超大型船舶的安全下水也是其建造过程中最为重要的工序之一，超大型船舶自身重量大，采用传统的下水方法不仅会破坏船坞地基，也会对船体造成一定程度的机械损伤，这将对其服役寿命造成难以估量的影响。因此，如何改善超大型船舶的制造工艺，使其能够降低制造成本、缩短建造周期，减小对于场地的需求，增强适应性，避免下水给船体带来的机械损伤，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种超长船体浮态制造方法，以达到使其能够降低制造成本、缩短建造周期，减小对于场地的需求，增强适应性，避免下水给船体带来的机械损伤的目的。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案：一种超长船体浮态制造方法，包括步骤：1)将船体按型深高度方向由下至上划分为三部分：下船体、上船体及上层建筑，其中，所述下船体又按长度方向划分为船尾总段和船首总段；2)在第一驳船甲板上按照对称原则由内到外从船尾到船首的方向将所述船尾总段的各分段拼接起来，在第二驳船甲板上按照对称原则由内到外从船首到船尾的方向将所述船首总段的各分段拼接起来；3)当所述船尾总段的完成部分的长度与所述第一驳船长度相同时，所述第一驳船下潜与所述船尾总段的完成部分分离并向船首方向平移一段距离，然后所述第一驳船上浮，托起所述船尾总段的完成部分，继续建造所述船尾总段直至完成；当所述船首总段的完成部分的长度与所述第二驳船长度相同时，所述第二驳船下潜与所述船首总段的完成部分分离并向船尾方向平移一段距离，然后所述第二驳船上浮，托起所述船首总段的完成部分，继续建造所述船首总段直至完成；4)将所述船尾总段与所述船首总段焊接合拢；5)所述第一驳船以及所述第二驳船下潜撤出，所述下船体漂浮于水面；6)在所述下船体上完成上船体和上层建筑的制造。优选地，所述步骤1)中所述下船体的分段划分方法，包括：根据方程L＝x+y1+y2计算每个驳船能够搭载的下船体分段的长度，其中，L为单个驳船上能够搭载的下船体分段总长度，x为驳船的长度，y1为外移分段露出驳船外的长度，即下船体分段外移距离，所述外移分段为所述步骤3)中驳船移动后位于驳船外的分段，y1根据所述外移分段的重量而定，以使所述外移分段不发生焊缝拉裂、变形，下船体分段不产生翘曲，y2为外凸分段的外凸距离且所述外凸分段的重心在垂直于驳船甲板方向上的投影位于驳船甲板上，所述外凸分段为下船体分段的最后一个拼接分段；根据y1和y2设计好外移分段以及外凸分段的尺寸，下船体分段的其余部分均等划分为若干个分段。优选地，所述步骤4)具体包括：41)将所述第一驳船与所述第二驳船拖航至待合拢码头，调整所述第一驳船以及所述第二驳船与所述码头的相对位置，使所述第一驳船与所述第二驳船均平行于所述码头，且所述第一驳船与所述第二驳船在纵向上对齐；42)调节所述第一驳船与所述第二驳船的高度，使所述船首总段和所述船尾总段在垂直方向上对齐；43)利用所述第一驳船以及所述第二驳船上的四角塔楼上的绞车及缆绳实现所述第一驳船以及所述第二驳船的靠拢，并夹紧所述第一驳船与所述第二驳船间的浮式胎架以保持两艘驳船间的距离，留出焊接空隙，确保所述船首总段与所述船尾总段平行；44)在所述第一驳船与所述第二驳船的四角及中心垂直下锚，并拉紧锚链，限制所述第一驳船与所述第二驳船的纵向移动，实施所述船首总段与所述船尾总段的合拢。优选地，所述浮式胎架包括固定桁架、可调支撑及浮托，所述固定桁架与所述浮托固连，所述浮托能够通过调节其内部的压载水调节自身的高度。所述可调支撑安装在所述固定桁架上。优选地，所述步骤42)中，通过调节压仓物和压载水实现所述第一驳船以及所述第二驳船高度的调节。优选地，所述第一驳船与所述第二驳船之间设置有至少两条缆绳，且至少两条所述缆绳对称地分布在所述船首总段与所述船尾总段的上下两侧。优选地，所述船首总段靠近船尾的一端设置有定位件，所述船尾总段靠近船首的一端设置有配合件，所述定位件与所述配合件配合使所述船尾总段与所述船首总段对齐。优选地，所述定位件与所述配合件中的一个为定位锥，另一个为具有能够与所述定位锥配合的配合孔的定位座。从上述技术方案可以看出，本发明提供了一种超长船体浮态制造方法，包括步骤：1)将船体按型深高度方向由下至上划分为三部分：下船体、上船体及上层建筑，其中，下船体又按长度方向划分为船尾总段和船首总段；2)在第一驳船甲板上按照对称原则由内到外从船尾到船首的方向将船尾总段的各分段拼接起来，在第二驳船甲板上按照对称原则由内到外从船首到船尾的方向将船首总段的各分段拼接起来；3)当船尾总段的完成部分的长度与第一驳船长度相同时，第一驳船下潜与船尾总段的完成部分分离并向船首方向平移一段距离，然后第一驳船上浮，托起船尾总段的完成部分，继续建造船尾总段直至完成；当船首总段的完成部分的长度与第二驳船长度相同时，第二驳船下潜与船首总段的完成部分分离并向船尾方向平移一段距离，然后第二驳船上浮，托起船首总段的完成部分，继续建造船首总段直至完成；4)将船尾总段与船首总段焊接合拢；5)第一驳船以及第二驳船下潜撤出，下船体漂浮于水面；6)在下船体上完成上船体和上层建筑的制造；通过上述方法，在建造超大型船舶时，无需建造专用的船坞、船台，可在厂房中完成各分段的建造后，吊运到驳船上在海面上实现合拢，从而能够降低制造成本，缩短建造周期，对于场地的需求小，适应性强，且船体合拢完成后，通过驳船的下潜即可实现船体的下水，不会对船体造成机械损伤，从而保证船体的服役寿命。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的超长船体分层结构示意图；图2为本发明实施例提供的船尾总段建造过程中的示意图；图3为本发明实施例提供的船尾总段完成后的示意图；图4为本发明实施例提供的船首总段建造过程中的示意图；图5为本发明实施例提供的船首总段完成后的示意图；图6为本发明实施例提供的驳船系泊在码头上的结构示意图；图7为本发明实施例提供的船首总段与船尾总段对接时的结构示意图；图8为本发明实施例提供的船首总段与船尾总段对接时的俯视图；图9为本发明实施例提供的船首总段与船尾总段完成对接时的结构示意图；图10为本发明实施例提供的浮式胎架折叠状态下的结构示意图；图11为本发明实施例提供的浮式胎架展开状态下的结构示意图。具体实施方式本发明提供了一种超长船体浮态制造方法，以达到使其能够降低制造成本、缩短建造周期，减小对于场地的需求，增强适应性，避免下水给船体带来的机械损伤的目的。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供的一种超长船体浮态制造方法，包括步骤：S1：将船体按型深高度方向由下至上划分为三部分：下船体1、上船体2及上层建筑3，其中，下船体1又按长度方向划分为船尾总段11和船首总段12；S2：在第一驳船4甲板上按照对称原则由内到外从船尾到船首的方向将船尾总段11的各分段拼接起来，在第二驳船5甲板上按照对称原则由内到外从船首到船尾的方向将船首总段12的各分段拼接起来；S3：当船尾总段11的完成部分的长度与第一驳船4长度相同时，第一驳船4下潜与船尾总段11的完成部分分离并向船首方向平移一段距离，然后第一驳船4上浮，托起船尾总段11的完成部分，继续建造船尾总段11直至完成；当船首总段12的完成部分的长度与第二驳船5长度相同时，第二驳船5下潜与船首总段12的完成部分分离并向船尾方向平移一段距离，然后第二驳船5上浮，托起船首总段12的完成部分，继续建造船首总段12直至完成；S4：将船尾总段11与船首总段12焊接合拢；S5：第一驳船4以及第二驳船5下潜撤出，下船体1漂浮于水面；S6：在下船体1上完成上船体2和上层建筑3的制造。与现有技术相比，本发明实施例提供的超长船体浮态制造方法，在建造超大型船舶时，无需建造专用的船坞、船台，可在厂房中完成各分段的建造后，吊运到驳船上在海面上实现合拢，从而能够降低制造成本，缩短建造周期，对于场地的需求小，适应性强，且船体合拢完成后，通过驳船的下潜即可实现船体的下水，不会对船体造成机械损伤，从而保证船体的服役寿命。在本发明实施例的步骤S1中下船体1的分段划分方法如下，包括：根据方程L＝x+y1+y2计算每个驳船能够搭载的下船体1分段的长度，其中，L为单个驳船上能够搭载的下船体1分段总长度，x为驳船的长度，y1为外移分段露出驳船外的长度，即下船体1分段外移距离，外移分段为步骤S3中驳船移动后位于驳船外的分段，y1根据外移分段的重量而定，以使外移分段不发生焊缝拉裂、变形，下船体1分段不产生翘曲，y2为外凸分段的外凸距离且外凸分段的重心在垂直于驳船甲板方向上的投影位于驳船甲板上，外凸分段为下船体1分段的最后一个拼接分段；根据y1和y2设计好外移分段以及外凸分段的尺寸，下船体1分段的其余部分均等划分为若干个分段。以船长292米，船宽43.35米，型深26.35米的超大船舶为例，请参阅图1，图1为本发明实施例提供的超长船体分层结构示意图，首先将船体按型深方向由下至上划分为下船体1、上船体2和上层建筑3，然后，请参阅图2-图5，图2为本发明实施例提供的船尾总段建造过程中的示意图，图3为本发明实施例提供的船尾总段完成后的示意图，图4为本发明实施例提供的船首总段建造过程中的示意图，图5为本发明实施例提供的船首总段完成后的示意图，下船体1按长度方向划分为船尾总段11147米和船首总段12145米，船首总段12和船尾总段11分别在两艘船长139.5m，型宽48.7米的半潜驳船4和5上制造。将船尾总段11划分为A1-A6分段，其中A6分段长24米，A1分段长26米；将船首总段12划分为B1-B7分段，其中B7分段长20米，B1分段长25米。各分段均在厂房内制造，完成后统一运送至码头，通过吊机吊装到半潜驳船上进行合拢。如图2所示，在建造船尾总段11时，首先合拢A1-A5分段，按照对称原则由内到外从船尾到船首的方向进行建造，首先吊装A3分段，接着吊装A2、A4分段，最后吊装A1、A5分段并完成焊接，然后，第一驳船4下潜与上述合拢的A1-A5分段脱离并向船首方向平移6米，使A1分段的部分移出作为外移分段，第一驳船4上浮将合拢的A1-A5分段托起，最后进行A6分段，即外凸分段的合拢，完成图如图3所示。如图4所示，船首总段12在建造时方法与船尾总段11基本一致，首先按照对称原则由内到外从船首到船尾的方向进行建造，依次吊装B3、B4、B2、B5、B1、B6分段，完成后，第二驳船5下潜与上述合拢的B1-B6分段脱离并向船尾方向平移5米，使B1分段的部分移出作为外移分段，第二驳船5上浮将合拢的B1-B6分段托起，最后完成B7分段的合拢，完成图如图5所示。上述步骤完成后，下船体1的船首总段12以及船尾总段11就建造完成，接下来要将船首总段12与船尾总段11合拢以完成下船体1的建造。船首总段12与船尾总段11合拢的具体步骤如下：S41：将第一驳船4与第二驳船5拖航至待合拢码头，调整第一驳船4以及第二驳船5与码头的相对位置，使第一驳船4与第二驳船5均平行于码头，且第一驳船4与第二驳船5在纵向上对齐；S42：调节第一驳船4与第二驳船5的高度，使船首总段12和船尾总段11在垂直方向上对齐；S43：利用第一驳船4以及第二驳船5上的四角塔楼上的绞车及缆绳实现第一驳船4以及第二驳船5的靠拢，并夹紧第一驳船4与第二驳船5间的浮式胎架8以保持两艘驳船间的距离，留出焊接空隙，确保船首总段12与船尾总段11平行；S44：在第一驳船4与第二驳船5的四角及中心垂直下锚，并拉紧锚链，限制第一驳船4与第二驳船5的纵向移动，实施船首总段12与船尾总段11的合拢。请参阅图6，图6为本发明实施例提供的驳船系泊在码头上的结构示意图，在步骤S41中，第一驳船4与第二驳船5通过码头上的系泊绞车调整其与码头的相对位置。进一步地，在步骤42中，通过调节压仓物和压载水实现第一驳船4以及第二驳船5高度的调节。请参阅图7，图7为本发明实施例提供的船首总段与船尾总段对接时的结构示意图，通过综合调整第一驳船4及第二驳船5的高度和水平位置，使A6分段和B7分段找正对齐。进一步优化上述技术方案，为了便于船首总段12与船尾总段11的找正对齐，在本发明实施例中，请参阅图8，图8为本发明实施例提供的船首总段与船尾总段对接时的俯视图，船首总段12靠近船尾的一端设置有定位件7，船尾总段11靠近船首的一端设置有配合件6，定位件7与配合件6配合使船尾总段11与船首总段12对齐。优选地，定位件7与配合件6中的一个为定位锥，另一个为具有能够与定位锥配合的配合孔的定位座。第一驳船4与第二驳船5靠拢时，为了保持一定的距离，防止两艘驳船相互撞击，且留出焊接空隙，请参阅图9，图9为本发明实施例提供的船首总段与船尾总段完成对接时的结构示意图，需要使用浮式胎架8置于两艘驳船之间，避免两艘驳船直接接触，本领域技术人员可以根据实际情况及需求的不同调整浮式胎架8的结构，在本发明实施例中，提供了一种浮式胎架8，请参阅图10和图11，图10为本发明实施例提供的浮式胎架折叠状态下的结构示意图，图11为本发明实施例提供的浮式胎架展开状态下的结构示意图，其包括固定桁架82、可调支撑83及浮托81，固定桁架82与浮托81固连，浮托81能够通过调节其内部的压载水调节自身的高度。可调支撑83安装在固定桁架82上。两艘驳船通过缆绳及绞车实现靠拢，为了保证靠拢时船首总段12与船尾总段11的接触面受力均匀，避免接触面只有一侧接触受力不均导致变形，影响对接，在本发明实施例中，第一驳船4与第二驳船5之间设置有至少两条缆绳，且至少两条缆绳对称地分布在船首总段12与船尾总段11的上下两侧，通过上述结构，由于船首总段12与船尾总段11的上下两侧均能够产生拉力，从而能够避免船首总段12与船尾总段11的接触面只有一侧接触受力，避免变形及焊缝不均，有助于提高建造质量。进一步优化上述技术方案，在本发明实施例中，如图7所示，第一驳船4的四角塔楼4a以及船身上分别设置有第一滑轮4d以及第一拉耳4c，第二驳船5的四角塔楼5a以及船身上分别设置有第二滑轮5d以及第二拉耳5c，其中第一滑轮4d与第二拉耳5c位于同一水平面上，第二滑轮5d与第一拉耳4c位于同一水平面上，一根缆绳的一端连接在第一驳船4四角塔楼4a顶部的绞车4b上，另一端绕过第一滑轮4d与第二拉耳5c连接，另一根缆绳的一端连接在第二驳船5四角塔楼5a顶部的绞车5b上，另一端绕过第二滑轮5d与第一拉耳4c连接，这样，两艘驳船之间设置有两根缆绳，且分别位于下船体1的上下两侧，通过两根缆绳拉近第一驳船4与第二驳船5使船首总段12与船尾总段11合拢时，船首总段12与船尾总段11接触面受力均匀，不容易发生变形。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。