一种用于集装箱船台阶处的B型燃料舱的垂向支撑方法与流程

本发明属于船舶建造，具体涉及一种应用于集装箱船台阶处的b型燃料舱的垂向支撑装置及安装方法。

背景技术：

独立型lng液货舱分为a型、b型、c型独立舱，其中b型舱具有舱容大，布置灵活等特点，因此b型舱的应用具有较大的市场前景。在当前环保压力趋严的大背景下，lng燃料作为清洁能源逐渐被航运及船舶设计公司所认可。

作为储藏lng燃料的集装箱船b型燃料舱，其特点是独立自持式全冷低温液货舱，在对于采用此方案的集装箱船，通常在靠近机舱附近设置b型燃料舱，燃料舱的主要载荷是自身重量以及液货重量产生的垂向载荷，燃料舱底部采用支座支撑。由于此类燃料舱呈倒“吕”字形，底部区域较小，普通的底部支撑装置承受的压力较大，其燃料舱的斜壁板与水平面的夹角一般为20°~50°，现阶段又无标准的用于支撑在斜壁板的支撑装置。

我们曾经开发了位于b型燃料舱底部的支撑装置，并据此申请了专利号为201711374806.7的发明专利《大型lng船b型围护系统支撑装置及其安装方法》。但该装置却无法应用在本发明的台阶位置处。对此，本发明提出一种新型的支撑装置布置方案，在集装箱的台阶处设置支撑装置，减轻底部支撑装置的压力。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有b型液货舱底部侧壁位置处无法进行有效支撑的问题，设计一种能有效支撑集装箱船的lng燃料舱垂向载荷，且结构简单、制造方便的多功能支撑装置。利用本发明的装置实现b型燃料舱的侧壁位置处的垂向支撑。

为了达到上述发明目的，本发明专利提供的技术方案如下：

一种用于集装箱船台阶处的b型燃料舱的垂向支撑方法，其特征在于，该方法中用到一种专用的垂向支撑装置，该垂向支撑装置上部支撑于b型燃料舱侧壁的斜面位置，下部设置于集装箱内的台阶处，所述的垂向支撑装置结构上包括有燃料舱支座、台阶底座、层压木方以及不锈钢板，所述的燃料舱支座的顶部通过焊接连接b型燃料舱的底板，燃料舱支座下部通过环氧树脂连接一个上方层压木，所述的台阶底座通过加强板连接于船体结构的台阶处，在台阶底座的顶部通过环氧树脂连接一个下方层压木，在所述的上方层压木底部与下方层压木顶部设有作为接触面的两层不锈钢板；该方法包括有如下步骤：

第一步，在安放垂向支撑装置的预制钢架平台上将燃料舱支座装配焊接完成；燃料舱支座做成两个片段，以缓冲板为界，缓冲板以下作为一个片段，缓冲板以上的板材和加强筋作为一个片段，两个片段的钢结构部件均在预制钢平台上装配、并焊接成型。

第二步，往燃料舱支座底部设置的的卡槽里浇注10mm厚的耐低温环氧基树脂，再将上方层压木安装进卡槽里，然后在上方层压木与卡槽板沿四周的空隙处全部浇注满耐低温环氧基树脂进行粘结固定，在燃料舱支座的上方层压木的下表面，采用低温环氧基树脂粘结安装一层不锈钢板；

第三步，将台阶底座以及台阶连接肘板进行正态安装，将台阶底座通过全熔透焊接在船体结构上；

第四步，往台阶底座顶部设置的卡槽板所形成的卡槽里浇注10mm厚的耐低温环氧基树脂，再将下方层压木安装进卡槽里，在下方层压木卡槽板边沿四周的空隙处全部浇注满耐低温环氧基树脂进行粘结固定，在台阶底座的下方层压木的上表面采用低温环氧基树脂粘结安装一层不锈钢板；

第五步，待b型燃料舱整体建造完成吊装到位后，直接坐落在对应的准确位置上，即建造吊装过程中，加强精度控制，以保证上下两个层压木方位置对齐，并通过不锈钢板有效接触。

在本发明的一种用于集装箱船台阶处的b型燃料舱的垂向支撑装置中，作为进一步设计，所述的燃料舱支座结构上包括有支撑底板、上加强板、上层压木卡槽板和缓冲板，所述的上加强板包括有一块横向加强板和多块纵向加强板，所述横向加强板的上边具有与燃料舱侧壁相同的倾斜角度，多块纵向加强板垂直焊接固定于横向加强板上以形成交叉支撑结构，交叉支撑结构的底部固定有所述的支撑底板，在横向加强板的中部垂直焊接固定有平行于所述支撑底板的缓冲板，该缓冲板下部的全部纵向加强板均与缓冲板垂直连接，缓冲板上部的部分纵向加强板与缓冲板垂直连接，部分纵向加强板与缓冲板呈锐角连接，缓冲板上部和下部的纵向加强板数量相同且位置相对，所述支撑底板的下表面固定有上层压木卡槽板以形成一个方形卡槽，方形卡槽内设有一根纵向加强筋，所述的上方层压木置于所述上层压木卡槽板的中间，所述上层压木卡槽板与上方层压木间预留空隙，空隙内浇注有环氧树脂。

在本发明的一种用于集装箱船台阶处的b型燃料舱的垂向支撑装置中，作为进一步设计，所述的台阶底座包括有支座顶板、下加强板、下层压木卡槽板和台阶连接肘板，多块纵向和横向交叉连接的下加强板组成垂向受力结构，交叉连接固定的下加强板底部与船体焊接固定，所述的台阶连接肘板垂直连接在垂直受力结构的一侧，台阶连接肘板的另一侧横向连接在船体结构的台阶上，在垂向受力结构上部为所述的支座顶板以组成为刚性基座结构，该支座顶板上部设有下层压木卡槽板以形成一个方形卡槽，方形卡槽内设有一根纵向加强筋，所述的下方层压木置于所述下层压木卡槽板的中间，所述下层压木卡槽板与下方层压木间预留空隙，空隙内浇注有环氧树脂。

在本发明的一种用于集装箱船台阶处的b型燃料舱的垂向支撑装置中，作为进一步设计，所述的上方层压木和下方层压木为垂向压缩强度达235mpa的层压木方。

在本发明的一种用于集装箱船台阶处的b型燃料舱的垂向支撑装置中，作为进一步设计，所述的不锈钢板为厚度为5mm的不锈钢垫板，其材质为404l不锈钢，采用耐低温的环氧树脂分别固定在上方层压木和下方层压木上。

基于上述技术方案，本发明用于集装箱船台阶处的b型燃料舱的垂向支撑装置实践应用中取得了如下技术效果：

1.本发明垂向支撑装置通过合理设计，使燃料舱垂向载荷有效传递到集装箱船台阶上，并且燃料舱支座的金属结构和台阶底座的金属结构不直接接触，载荷通过层压木方传递，避免了热量的传递，保证了低温lng舱的有效绝热，而且针对层压木方的受力特性，在垂向受力的层压木方之间，增加两块不锈钢板，避免层压木方承受剪切力。而且整个装置设置两块层压木，相较于常规设置一块层压木，在层压木总体高度相同的情况下，可以避免层压木方的蠕动变形。

2.有别于常规的b型舱底部支撑装置，在本发明的燃料舱支座中，在加强板中间位置设置有缓冲板，以避免燃料舱在未装满的情况下，本发明受力不均匀，给本发明带来不良的影响或破坏。

3.与常规b型舱底部的支撑装置不同的还有，缓冲板以上的加强筋不与水平面垂直，这是要考虑到加强筋和燃料舱内部的纵骨要“对中”，其中角度一般为60度到90度。

4.与常规b型舱底部的支撑装置不同，在燃料舱支座和台阶底座均有一根纵向加强筋深入到层压木中，以起到防止层压木移动的作用。

附图说明

图1是本发明一种用于集装箱船台阶处的b型燃料舱的垂向支撑装置的结构示意图。

图2是图1中的a-a向视图。

图3是图1中的b-b向视图。

图4是图1中的c-c向视图。

图5是本发明一种用于集装箱船台阶处的b型燃料舱的垂向支撑装置的安装位置示意图。

图6是本发明一种用于集装箱船台阶处的b型燃料舱的垂向支撑装置的安装实例示意图。

具体实施方式

下面我们结合附图和具体的实施例来对本发明用于集装箱船台阶处的b型燃料舱的垂向支撑装置做进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地理解其的结构组成和应用方式，但不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明是一种用于集装箱船台阶处的b型燃料舱的垂向支撑方法，该方法中用到一种专用的垂向支撑装置，该垂向支撑装置上部支撑于b型燃料舱侧壁的斜面位置，下部设置于集装箱内的台阶处，所述的垂向支撑装置结构上包括有燃料舱支座、台阶底座、层压木方以及不锈钢板，所述的燃料舱支座的顶部通过焊接连接b型燃料舱的底板，燃料舱支座下部通过环氧树脂连接一个上方层压木，所述的台阶底座通过加强板连接于船体结构的台阶处，在台阶底座的顶部通过环氧树脂连接一个下方层压木，在所述的上方层压木底部与下方层压木顶部设有作为接触面的两层不锈钢板。

上述垂向支撑法包括有如下步骤：

第一步，在安放垂向支撑装置的预制钢架平台上将燃料舱支座装配焊接完成；燃料舱支座做成两个片段，以缓冲板为界，缓冲板以下作为一个片段，缓冲板以上的板材和加强筋作为一个片段，两个片段的钢结构部件均在预制钢平台上装配、并焊接成型。

第二步，往燃料舱支座底部设置的的卡槽里浇注10mm厚的耐低温环氧基树脂，再将上方层压木安装进卡槽里，然后在上方层压木与卡槽板沿四周的空隙处全部浇注满耐低温环氧基树脂进行粘结固定，在燃料舱支座的上方层压木的下表面，采用低温环氧基树脂粘结安装一层不锈钢板；

第三步，将台阶底座以及台阶连接肘板进行正态安装，将台阶底座通过全熔透焊接在船体结构上；

第四步，往台阶底座顶部设置的卡槽板所形成的卡槽里浇注10mm厚的耐低温环氧基树脂，再将下方层压木安装进卡槽里，在下方层压木卡槽板边沿四周的空隙处全部浇注满耐低温环氧基树脂进行粘结固定，在台阶底座的下方层压木的上表面采用低温环氧基树脂粘结安装一层不锈钢板；

第五步，待b型燃料舱整体建造完成吊装到位后，直接坐落在对应的准确位置上，即建造吊装过程中，加强精度控制，以保证上下两个层压木方位置对齐，并通过不锈钢板有效接触。

上述的燃料舱支座在结构上包括有支撑底板5、上加强板6上层压木卡槽板7和缓冲板12，所述的上加强板6包括有一块横向加强板和多块纵向加强板，所述横向加强板的上边具有与燃料舱侧壁相同的倾斜角度，多块纵向加强板垂直焊接固定于横向加强板上以形成交叉支撑结构，交叉支撑结构的底部固定有所述的支撑底板5。在横向加强板的中部垂直焊接固定有平行于所述支撑底板5的缓冲板12，该缓冲板12下部的全部纵向加强板均与缓冲板12垂直连接，缓冲板12上部的部分纵向加强板与缓冲板12垂直连接，部分纵向加强板与缓冲板12呈锐角连接，缓冲板12上部和下部的纵向加强板数量相同且位置相对，图1和图2中的显示的k.l.为连接的折角线，k.p.为折角点。

所述支撑底板5的下表面固定有上层压木卡槽板7以形成一个方形卡槽，方形卡槽内设有一根纵向加强筋13，纵向加强筋13以起到稳固上方层压木的作用，所述的上方层压木1置于所述上层压木卡槽板7的中间，所述上层压木卡槽板7与上方层压木1间预留空隙，空隙内浇注有环氧树脂11。

实践中，燃料舱支座由上加强板6交叉组成垂向受力结构，与支座底板5一起组成一个刚性基座结构，燃料舱支座通过上加强板6与液舱进行连接；为适应燃料舱在侧壁的斜度，上加强板中有一块设置成和燃料舱侧壁一样的斜度，同时加强筋要对准燃料舱内的骨材，所以上加强板上的加强筋设置成倾斜样式，同时保证两个端头的“对中”设计，在上加强板的中部，设置缓冲板的目的是在燃料舱未装满的情况下，下方载荷更大，避免对燃料舱支座产生应力过大的不良影响。

上述的台阶底座包括有支座顶板8、下加强板9、下层压木卡槽板10和台阶连接肘板15，多块纵向和横向交叉连接的下加强板9组成垂向受力结构，交叉连接固定的下加强板9底部与船体焊接固定，所述的台阶连接肘板15垂直连接在垂直受力结构的一侧，台阶连接肘板15的另一侧横向连接在船体结构的台阶上，在垂向受力结构上部为所述的支座顶板8以组成为刚性基座结构，该支座顶板8上部设有下层压木卡槽板10以形成一个方形卡槽，方形卡槽内设有一根纵向加强筋14，所述的下方层压木2置于所述下层压木卡槽板10的中间，所述下层压木卡槽板10与下方层压木2间预留空隙，空隙内浇注有环氧树脂11。

实践中，台阶底座由纵向和横向的下加强板9交叉组成垂向受力结构，同样与支座顶板8一起组成一个刚性基座结构。台阶底座由通过加强板9与船体结构进行连接。台阶底座的支座顶板8为方形的卡槽，下层压木2设置于卡槽中，下方层压木2与下层压木卡槽板10间预留空隙，空隙内浇注有耐低温环氧基树脂11，保证下方层压木2与台阶底座良好连接。台阶底座上粘结安装的下方层压木2和燃料舱支座上的上方层压木1共同作用，保证主动箱座传来的垂向力有效传递到船体结构上。台阶连接肘板15的作用是将整个装置的载荷除分布到正下方的船体结构上之外，也同样分布到旁边的船体结构上，燃料舱支座和台阶底座之间的两块层压木方之间设有两层5mm厚不锈钢板，分别通过耐低温环氧基树脂粘结在上、下两块层压木的接触面上。

本发明用于集装箱船台阶处的b型燃料舱的垂向支撑装置中，燃料舱支座金属材料为耐低温金属材料，如镍钢或锰钢，所述的台阶底座金属材料为碳钢材料，上方层压木1和下方层压木2为垂向压缩强度达235mpa的层压木方。不锈钢板为厚度为5mm的不锈钢垫板，其材质为404l不锈钢，采用耐低温的环氧树脂分别固定在上方层压木1和下方层压木2上。

如图5和图6所示，本实施例的应用于集装箱船台阶处的b型燃料舱的垂向支撑装置，该支撑装置至于lngb型燃料舱的底部，图6的位置d处。垂向支撑装置的燃料舱支座与lng燃料舱底板通过焊接连接，燃料舱支座使用的金属材料为耐低温金属材料9ni钢，使用的层压木为垂直压缩强度达到235mpa。

用本发明的lng燃料舱垂向支撑方法和专用装置，具有垂向支撑lng燃料舱的作用。层压木的垂直压缩力学性能良好，强度达到235mpa，与普通钢材的级别相当，但该类层压木方横向许用剪切应力为35至56mpa，因此需要保证层压木的受力沿层压木的垂直方向传递，由于不锈钢与不锈钢之间的静摩擦系数很小，通过在燃料舱支座和台阶底座层压木方之间设置的不锈钢板，保证层压方木只承受垂向力，避免横向受力。整个装置设置两块层压木，相较于常规设置一块层压木，在层压木总体高度相同的情况下，可以避免层压木方的蠕动变形。而且燃料舱支座与台阶底座间并不直接接触，而是通过层压木方进行载荷的传递，可以有效避免热量的传递，设计合理、制造方便、力学性能良好，绝热性能良好，具有很好的实用价值。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以做出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书应被认为是说明性的而非限制性的。