一种拼接式水上浮吊的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种拼接式水上浮吊，包括由两支货船并行组成的移动平台,且货船上对称设有支撑平台，支撑平台上固定有吊装装置,支撑平台包括间隔对称设置于各货船船舱底部的支撑柱,支撑柱的上端通过连接件固定有桁架结构,桁架结构的上端通过连接件固定有支撑板;支撑板上方沿船体横向间隔固定有至少两组扁担梁,扁担梁与紧固件将支撑平台及移动平台固连为一体。本实用新型总体租赁及施工成本较低，能够利用的社会资源也比较丰富，能够根据需要随时服务现场施工，而且在使用过程中还可以做到陆上和水上起吊设备随时调剂，不会造成设备浪费，且拆卸安装方便，重复利用率高。
【专利说明】一种拼接式水上浮吊
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种水上吊装作业的浮吊，尤其是一种拼接式的水上吊装作业的浮吊，属于航吊设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在国内跨越江河的大型桥梁施工中，当涉及大规模涉水作业时，在水上施工必须使用浮吊进行起吊作业。但是常规的大型成品浮吊在吊装小型构件时使用不灵活，不能够灵活的旋转和移动，且租金以及成本相对较高。所以在水上吊装小构件时常规浮吊难以发挥使用效率，这样不但会造成设备和人工浪费，成本增加，而且还对施工进度产生一定影响。因此，设计出一种灵活机动的拼接式的水上浮吊至关重要。专利号201020291495.5的实用新型专利虽然也提出了一种拼接式的水上浮吊，但其核心为:利用小型浮箱的拼接组合形成平台，并在平台上方焊接多个扒杆及控制装置，因此该实用新型的小构件繁多，组装复杂，起吊作业时使用不灵活，吊臂不能够旋转，需要移动浮箱，但是浮箱移动时可控性差，稳定性低且较难定位，同时该实用新型一旦组装完成便不可拆卸，因此重复利用率低。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种结构合理、灵活机动、拆装方便的拼接式水上浮吊。
[0004]本实用新型通过以下技术方案解决技术问题，一种拼接式水上浮吊，包括由两支货船并行组成的移动平台，且货船上对称设有支撑平台，支撑平台上固定有吊装装置，支撑平台包括间隔对称设置于各货船船舱底部的支撑柱，支撑柱的上端通过连接件固定有桁架结构，桁架结构的上端通过连接件固定有支撑板；且支撑板上方沿船体横向间隔固定有至少两组扁担梁，扁担梁与紧固件将支撑平台及移动平台固连为一体。
[0005]进一步的，前述的拼接式水上浮吊，支撑柱沿船体纵向等间距分布，且各货船船舱底部设有至少两列支撑柱，支撑柱上端焊接有沿船舱横向等间距分布的横梁；桁架结构由垂直固定于横梁上端的多排贝雷片组构成，每排贝雷片组由多块贝雷片并排设置且各贝雷片相邻段固定连接而构成；支撑板包括沿船体横向等间距分布的钢板，钢板的下端焊接固定有与钢板同向的加强筋。沿船体纵向等间距分布的支撑柱结构，不仅可以保证支撑平台的顶面平整，同时还可以使支撑柱受力均匀，保证整个支撑平台的稳定性。而横梁可以将各种负荷分配到支撑柱上同时受力，同时也增加了平台的承载强度。多排贝雷片组的设计使得支撑的宽度增大，更好的保证了支撑的稳定性。支撑板的结构可以保证支撑平台的平整度，从而保证吊装装置的稳定度，且钢板的下方增设加强筋，使得稳定性更加突出。
[0006]进一步地，前述的拼接式水上浮吊，连接件为U型螺栓。
[0007]进一步地，前述的拼接式水上浮吊，横梁为至少一根钢梁固定连接而成，钢梁为工字钢、槽钢或角钢。
[0008]进一步地，前述的拼接式水上浮吊，扁担梁为至少两根钢梁固定连接而成，连接方式为焊接、铰接或螺栓连接，钢梁为工字钢、槽钢或角钢。该种结构可以使货船之间固定更加牢固，且受力均匀。
[0009]进一步地，前述的拼接式水上浮吊，紧固件为钢丝绳，钢丝绳沿船体横向将货船与货船上的支撑平台缠绕固连为一个整体。钢丝绳具有很高的强度及韧性，能够承载多种载荷及变载荷，且钢丝绳可以根据使用环境条件不同对表面进行处理，耐腐蚀性好。
[0010]进一步地，前述的拼接式水上浮吊，吊装装置为履带吊、汽车吊或扒杆吊，且吊装装置固定于移动平台的中心线上。本实用新型可以根据需要起吊构件的大小选择履带吊、汽车吊或扒杆吊，起吊过程中吊机可以实现360度旋转，实用性强。。
[0011]本实用新型的有益效果是:本实用新型提供的拼接式水上浮吊，由于采用了成品船舶拼接而成，能够保证在水上施工过程浮吊灵活机动，船舶能够在小沮围内调头和移动，且货船的位置可控，因此浮吊的位置稳定度较高；吊装装置直接选用履带吊或汽车吊，起吊过程中吊机可以实现360度旋转，实用性强。同时，移动平台和吊装装置之间增设了支撑平台，更加牢固稳定。且本实用新型的移动平台和支撑平台均为对称拼接而成，使用时仅需利用固定件将两部分组成即可，空闲时将固定件拆除，又可分解成单独的两部分，重复利用率闻。
[0012]这种拼装浮吊总体租赁及施工成本较低，能够利用的社会资源也比较丰富，能够根据需要随时服务现场施工，而且在使用过程中还可以做到陆上和水上起吊设备随时调齐U，不会造成设备浪费。本实用新型结构严谨、布局合理、使用方便且制作成本低，能够满足需要开展此项工作的市场需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0014]图1为本实用新型的结构示意图。
[0015]图2为本实用新型的俯视图。
[0016]图3为本实用新型的支撑平台的结构示意图。
[0017]图4为影响船体稳定性的最不利起吊状态图。
[0018]其中，LI为履带吊臂长=30m，L2为水平距离=26m，
[0019]L3、L4为货船的折算宽度=5m，箭头表示方向为起吊吨位5t
[0020]图5为扁担梁受力示意图。
[0021]图6为紧固件最不利起吊稳定性计算示意图。
[0022]其中，hi为最大吃水深度=2m。
【具体实施方式】
[0023]本实施例的结构如图1至图3所示，一种拼接式水上浮吊，包括移动平台1，该移动平台由两支承重200t的货船并行拼接而成，各货船上对称固定安装有支撑平台3，通过支撑平台固定吊装装置7。该支撑平台包括对称焊接于各货船船舱底部的支撑柱4，该支撑柱为直径50cm的钢管桩，每个货船船舱内各12个，且沿船体纵向等间距分布，每列4个，呈三列均布于货船船舱底部，由于船舱底部为弧形，为了保证平台顶面平整，钢管桩的平均高度为0.6m ;支撑柱的上端焊接有沿船舱横向等间距分布的横梁10，该横梁为长度6m的双拼36号工字钢，且横梁的上端通过U型螺栓固连有桁架结构5，该桁架结构由垂直固定于横梁上端的8排贝雷片组构成，每排贝雷片组由6块贝雷片并排设置且各贝雷片相邻段固定连接而构成；该桁架结构的上端通过U型螺栓固定有支撑板，该支撑板包括沿船体横向等间距分布的钢板6，钢板的下端焊接固定有与钢板同向的加强筋9，本实施例中选用的是长度为6m的10号工字钢，进一步加强两只货船的横向刚度。
[0024]支撑平台上方沿船体横向，在船舱的前后两端通过U型卡各焊接有一组扁担梁2，该扁担梁采用长度为12m的双拼36号工字钢制作而成。且本实施例中还选用2cm的钢丝绳作为紧固件8，该钢丝绳沿船体横向将货船与货船上的支撑平台缠绕捆扎，通过扁担梁及紧固件的运用将对称设置的支撑平台及移动平台固连为一体。
[0025]支撑平台的上方固定有吊装装置7，根据起吊构件的重量大小，吊装装置可以选用履带吊或汽车吊。
[0026]为了保证浮吊安全稳定， 申请人:对浮吊最大起吊状态的稳定性、最不利起吊状态的稳定性和船舶的紧固件进行验算，计算结果表明浮吊满足安全使用要求。具体计算过程如下:
[0027]1、计算数据
[0028]船长L=30m，船宽B=6.5m,船高Η=2.4m,船吃水深度为2.0m
[0029]船自重为:60t
[0030]平台自重:贝雷片96*0.15=14.4t，
[0031]钢管桩24*0.6*3.14*0.5*0.01*7.8=1.8t
[0032]10# 工字钢 110*6*11.25=7425kg=7.425t
[0033]钢板100*0.007*7.8=5.46t
[0034]36# 工字钢 4*12*65.66=3151kg=3.151t
[0035]履带吊自重:61 t
[0036]履带吊尺寸:长5m*宽4m*高4.5m
[0037]吊臂:6.4 t
[0038]臂长:30m
[0039]现场最大吊重:10t。
[0040]2、浮吊稳性计算
[0041]货船额定荷载200t，总荷载为400t，为了简化计算，并结合船体形状可以将两只船体简化成长方体，尺寸为20m* (2*5)m*2m。
[0042]由于船体结构船体纵向稳性远大于横向稳定性，因此在施工过程中只验算船体横向稳定性。
[0043]最大起重排水体积为:
[0044]2*60+14.4+1.8+7.425+5.46+3.151+67.4+10=230t
[0045]取水的比重为lt/m3
[0046]所以排水体积为A=230m3
[0047](I)、浮吊重心高出甲板高度
[0048][61*3.2/2+6.4*30/2+10*30-2*55*2/2- (24+2.2+7.425+5.46+3.151) *2/2】/230=1.5m
[0049](2)、浮心在甲板面下尺寸
[0050]2-0.5*230/ (20*10) =1.4m
[0051](3)浮心在重心竖向距离
[0052]1.5+1.4=2.9m
[0053](4)、船体横向稳心半径
[0054]10=l/12*20*103=1667m4
[0055]船体横向稳心半径为r=1667/230=7.3m
[0056]船体横向稳心半径7.3m>浮心到重心的竖向距离2.9m
[0057]所以浮吊稳性满足要求。
[0058]3、最不利起吊稳性验算
[0059]现场70t履带吊起吊臂长为30m,根据70t履带吊起吊的基本参数(附图4),
[0060]除臂架以及重物总重为:2*60+14.4+1.8+7.425+5.46+3.151+61=213t
[0061]在起吊时履带吊以及船体重心横向移动距离:
[0062]213*D=5* (26- D)+6.4* (26- D) /2
[0063]得出D=0.96m
[0064]最不利起重排水体积为:
[0065]2*55+24+2.2+7.425+5.46+3.151+67.4+5=225t
[0066]取水的比重为lt/m3
[0067]所以排水体积为A=225m3
[0068](I)、浮吊重心高出甲板高度
[0069][61*3.2/2+6.4*30/2+5* V (302-262) -2*55*2/2- (24+2.2+7.425
[0070]+5.46+3.151) *2/2】/230=0.5m
[0071](2)、浮心在甲板面下尺寸
[0072]2-0.5*225/ (20*10) =1.4m
[0073](3)浮心在重心竖向距离
[0074]0.5+1.4=1.9m
[0075](4)、船体横向稳心半径
[0076]10=l/12*20*103=1667m4
[0077]船体横向稳心半径为r=1667/225=7.4m
[0078]船体稳心到重心距离为h=7.4-1.9=5.5m
[0079]船体的倾斜角度为:Φ=tg-10.96/5.5=9.90
[0080]此时船体前侧吃水深度为D，后侧吃水深度为d
[0081](D+d) *10*20/2=213
[0082]Tg9.90= (D-d) /10
[0083]得出D=L 9m, d=0.2m
[0084]船体倾斜的最不利状态为前侧甲板进水和后侧船底离开水面，此时船体倾角为Θ=tg-12/10=ll.30
[0085]根据倾斜角度以及两侧吃水深度，可知在最不利起吊状态船体稳定性也满足要求。
[0086]4、紧固件计算
[0087]计算紧固件主要包括36双拼工字钢承弯强度和钢丝绳强度，紧固件最不利受力状态是在船体出现最大倾斜角度时，即最不利起吊稳定性计算时，倾角为9.9度的情况。计算示意图见附图5、附图6 (单位:m):
[0088]由于船体倾斜两对36#双拼工字钢仅承受船I扣除浮力后的剩余重力，船I浮力F!=20*5* (0.2+0.2+5sin9.90) /2*10=630KN,
[0089]船I 重 G= [60+ (14.4+1.8+7.425+5.46+3.151) /2] *10=761.2 KN
[0090]每根36 工字钢承受力 F= (761.2-630) /4=32.8 KN
[0091]I36b=16574cm4
[0092]M=32.8*2.5*cos9.90=80.8KN.M
[0093]σ max=80.8*103*0.18/ (16574*10-8) =88MPa< [ σ ] =145 MPa
[0094]钢丝绳采用使用2cm直径,断面面积95.52mm2
[0095]钢丝绳公称抗拉强度1400MPa，安全系数按照3.5考虑
[0096]每根钢丝绳抗拉力F=1400*95.52/3.5=38.2KN
[0097]>每根36工字钢承受力F=32.8 KN
[0098]故36#工字钢以及钢丝绳均能满足使用要求。
[0099]因此，通过上述验算可以得知，本实用新型能够满足水上浮吊的稳定性安全性等各方面要求。
[0100]除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种拼接式水上浮吊，其特征在于:包括由两支货船并行组成的移动平台，且所述货船上对称设有支撑平台，所述支撑平台上固定有吊装装置，所述支撑平台包括间隔对称设置于各货船船舱底部的支撑柱，所述支撑柱的上端通过连接件固定有桁架结构，所述桁架结构的上端通过连接件固定有支撑板；所述支撑板上方沿船体横向间隔固定有至少两组扁担梁，所述扁担梁与紧固件将支撑平台及移动平台固连为一体。
2.根据权利要求1所述的拼接式水上浮吊，其特征在于:所述支撑柱沿船体纵向等间距分布，且各货船船舱底部设有至少两列支撑柱，所述支撑柱上端焊接有沿船舱横向等间距分布的横梁；所述桁架结构由垂直固定于横梁上端的多排贝雷片组构成，所述每排贝雷片组由多块贝雷片并排设置且各贝雷片相邻段固定连接而构成；所述支撑板包括沿船体横向等间距分布的钢板，所述钢板的下端焊接固定有与钢板同向的加强筋。
3.根据权利要求1所述的拼接式水上浮吊，其特征在于:所述连接件为U型螺栓。
4.根据权利要求2所述的拼接式水上浮吊，其特征在于:所述横梁为至少一根钢梁固定连接而成，所述钢梁为工字钢、槽钢或角钢。
5.根据权利要求1所述的拼接式水上浮吊，其特征在于:所述扁担梁为至少两根钢梁固定连接而成，所述连接方式为焊接、铰接或螺栓连接。
6.根据权利要求4所述的拼接式水上浮吊，其特征在于:所述钢梁为工字钢、槽钢或角钢。
7.根据权利要求1所述的拼接式水上浮吊，其特征在于:所述紧固件为钢丝绳，所述钢丝绳沿船体横向将货船与货船上的支撑平台缠绕固连为一个整体。
8.根据权利要求1所述的拼接式水上浮吊，其特征在于:所述吊装装置为履带吊、汽车吊或扒杆吊；所述吊装装置固定于移动平台的中心线上。
【文档编号】B66C23/62GK203998716SQ201420342286
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】曹小青 申请人:江苏省交通工程集团有限公司