一种牲畜运输船大型总段吊装方法及吊梁与流程

本发明涉及吊装技术领域，具体涉及一种牲畜运输船大型总段吊装用吊梁。

背景技术：

对于甲板板厚较薄，内部无强框架结构的船，采用常规船常用的吊装方法在总段吊装时的该船型的变形量将非常大，影响吊装安全，即使成功吊装上船，后期的火工校正工作也会非常巨大。因此针对特殊船型船体在建造过程中特意制作了一种新型的吊梁结构，专门用于吊装类似结构的总段，以解决吊装变形问题，减少现场工作量，缩短工程周期，从而降低公司成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种有效减少吊装形变量的吊装吊梁，减少火工矫正工作量，提高工作效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种牲畜运输船大型总段吊装用吊梁，包括至少2条纵向工字钢和至少5条横向工字钢，所述纵向工字钢之间焊接有横向工字钢；每个纵向工字钢上横面设有至少8个吊耳，所述吊耳包括焊接底座、圆形中心设有通孔的吊耳本体、与吊耳本体适配的ω型吊环和拉力传感器，所述吊环的两个底部设有圆形孔，所述圆形孔与吊耳本体通孔通过螺栓定位；吊梁设有吸盘，所述吸盘通过加固梁与两侧的横向工字钢焊接，加固梁与纵向工字钢平行设置，所述吸盘设有中心吊耳，所述中心吊耳中心设有气孔，所述气孔与抽真空装置连接，所述吊梁上还连接有重心校准器。

作为优选的技术方案，所述工字钢采用屈服强度为355mpa的高强度a级船用钢。

作为优选的技术方案，所述吊耳本体厚度为焊接底座壁厚的1～3倍。

作为优选的技术方案，所述纵向工字钢两端分别焊接有横向工字钢。

作为优选的技术方案，所述吊耳与水平面形成的最小夹角为45～60°

作为优选的技术方案，所述纵向工字钢设有吊耳处的钢体侧面设有加强板。

作为优选的技术方案，所述重心校准器为铁块，所述铁块设有焊接连接面。

一种牲畜运输船大型总段吊装方法，包括以下步骤：

s1：选取吊装总段进行有限元计算，对吊装过程中结构的应力和变形进行分析；

s2：构建有限元计算模型，模拟施加其自身重力模拟总段的起吊过程；

s3：参照劳氏规范，确定吊装过程中的弯曲应力和剪切应力；

s4:计算分析受力结果，判断吊装吊梁的受力状况。

一种牲畜运输船大型总段吊装用吊梁，采用工字钢20x355/20x200ah36；工字钢25x350/25x220ah36；60吨吊耳16支。

有限元计算利用msc/patran软件，对吊装过程中结构的应力和变形进行分析。船体最大的一个总段进行分析计算，吊装形式如图1，模型尺寸与结构实际尺寸比例为1:1。总长约36.44m，统计重量为681.119t(含设备40t)，有限元模型重量638.6t(不包含设备)，材料密度为7.85t/m3；因此通过调整模型材料密度使模型重量为681.119t，此时材料密度调整为8.37t/m3。吊装有限元模型如图2，对整个模型施加其自身重力模拟总段的起吊过程如图3。

在围栏总段起吊过程中，考虑到波浪、风以及起吊时结构出现超重现象等的影响。设定安全系数为2.5

参照劳氏规范，在吊装过正中结构许用应力规定如下：

许用弯曲应力0.67σ0/k/2.5

许用剪切应力0.42σ0/k/2.5

σ0--------钢材屈服强度

k----------材料系数(普通钢：k＝1；ah32:k＝0.78；ah36:k＝0.72)

各种钢材的许用应力列表如下所示：

吊梁结构在吊装中应力整体水平较低。最大弯曲应力为y方向75.1n/mm2，最大剪切应力为72.1n/mm2(仅有工字钢面板与吊耳相接处两个单元格，与周围的单元格平均应力为48.8n/mm2低于判定标准54.8n/mm2)。应力较大区域集中在吊耳附近吊梁纵向工字钢处和吊梁横向工字钢中部处，吊梁弯曲应力与剪切应力均在87.5n/mm2与54.8n/mm2以下。吊梁工字钢材料为ah36，结构应力水平满足评判标准。

吊装过程中，结构的变形对整个起吊过程影响比较大，易导致结构失稳以及破坏，因此应保证结构变形在可接收范围内。

吊梁结构的变形最大值以及最大值区域在吊梁内后方最后一根工字钢中部。因所承受载荷与结构型式的对称性，整体变形值基本等于z方向的变形大小，最大数值为28.9mm。结构变形在可接受范围内。

本发明的优点和有益效果在于：该吊梁能有效减小总段吊装过程中的变形量，避免不必要的校正工作量，从而提高施工效率，缩短工期；且该吊梁可重复利用，一次制作可用于3个总段的吊装工作，降低制作成本。

附图说明

图1是本发明的吊装示意图；

图2是本发明的吊装有限元模型示意图；

图3是本发明的模拟示意图；

图4是本发明牲畜运输船大型总段吊装吊梁的结构示意图

图5是工字钢的剖面图；

图6是吊耳侧视图；

图7是吊耳主视图；

图中：1、纵向工字钢；2、横向工字钢；3、吊耳；4、焊接底座；5、吊耳本体；6、吸盘。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种牲畜运输船大型总段吊装用吊梁，包括至少2条纵向工字钢1和至少5条横向工字钢2，所述纵向工字钢之间焊接有横向工字钢；每个纵向工字钢上横面设有至少8个吊耳3，所述吊耳包括焊接底座4、圆形中心设有通孔的吊耳本体5、与吊耳本体适配的ω型吊环和拉力传感器，所述吊环的两个底部设有圆形孔，所述圆形孔与吊耳本体通孔通过螺栓定位；吊梁设有吸盘6，所述吸盘通过加固梁与两侧的横向工字钢焊接，加固梁与纵向工字钢平行设置，所述吸盘设有中心吊耳，所述中心吊耳中心设有气孔，所述气孔与抽真空装置连接，所述吊梁上还连接有重心校准器。

将吊梁焊接在待吊装的甲板上，先进行预吊装，根据位于吊耳上的拉力传感器判断计算甲板的重心，判断好重心的位置后将重心校准器安装在吊梁上，使得吊梁的重心与甲板重心重合，实现吊装的平稳，防止甲板发生形变。安装抽真空的吸盘，进一步包装吊装的稳定性。

所述工字钢采用屈服强度为355mpa的高强度a级船用钢。

所述吊耳本体厚度为焊接底座壁厚的1～3倍。

所述纵向工字钢两端分别焊接有横向工字钢。

所述吊耳与水平面形成的最小夹角为45～60°

所述纵向工字钢设有吊耳处的钢体侧面设有加强肘板。

所述重心校准器为铁块，所述铁块设有焊接连接面。

一种牲畜运输船大型总段吊装方法，包括以下步骤：

s1：选取吊装总段进行有限元计算，对吊装过程中结构的应力和变形进行分析；

s2：构建有限元计算模型，模拟施加其自身重力模拟总段的起吊过程；

s3：参照劳氏规范，确定吊装过程中的弯曲应力和剪切应力；

s4:计算分析受力结果，判断吊装吊梁的受力状况。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。