一种船舶下水方法及其液压变坡系统与流程

本发明涉及船舶制造技术领域，具体为一种船舶下水方法及其液压变坡系统。

背景技术：

船舶下水是将船舶建造区域移向水域的工艺过程。船舶的建造区域是船台或者船坞，因此，船舶下水是泛指船舶由船台或船坞移向水域的工艺过程。船舶下水分重力式下水、漂浮式下水和机械化下水重力式下水适合绝大多数船舶。重力式下水按照姿态分为横向和纵向形式，其中纵向下水方式是：船舶下设置船台滑道，船舶在重力作用下顺着滑道向水中滑动，船尾首先入水，然后逐渐将整个船体进入水中，完成入水。下水滑道分为水平段和倾斜段，下水船舶由水平段向倾斜度滑行，最终滑向水面下水。水平段和倾斜段在纵断面上的相交点称为变坡点，船舶在通过边坡点时，如果变坡点角度过大或者船舶长度较长，变坡点所产生的滑道凸点有可能与船体底部发生摩擦碰撞，造成船体底部的损伤。因此变坡的倾斜度在船舶下水规范中都有严格要求。

在我国的广西、广东西江流域，某些河岸与河道落差较大，甚至达到20-30米。由于需要保证滑道变坡的倾斜角度，船舶制造厂需要将倾斜滑道设计得很长，占用大量河岸的土地，增加了建造场地和滑道的建设成本，甚至达到滑道长度长达数公里的情况，非常不符合实际情况，极大地限制了当地船舶制造业的进一步发展。另一方面，使用传统气囊滑道的方式将船舶向水中周转移动，需要花费大量时间和人力物力，效率及其低下。

查询到关于船舶下水变坡系统的公开文献如下：

1、多支承船舶自动变坡纵向滑道；申请号：cn94119414.0；申请人：中国船舶工业总公司第九设计研究院;摘要：一种多支承船舶自动变坡纵向滑道，其特点是在滑道变坡段于滑道轨内侧或外侧设置由直线段和曲线段相切而成的内或外辅助轨，且在同一断面内辅助轨顶高大于滑道轨顶高。船舶上墩或下水采用该滑道能自动变坡，操作简便，工作效率高，省去了使船舶变坡的专用装置，从而明显降低了船舶滑道工程的造价。

此类变坡系统结构繁琐，效率较低，操作不够简便。如何能实现高效便捷的船舶变坡下水成为本领域技术人员一直努力的目标。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种船舶下水方法及其液压变坡系统，应用在河岸与河道落差较大的船舶制造场地上，变坡滑道可通过液压系统的动作转动，变换成为水平平台或者倾斜滑道，从而减少了滑道占用过多场地，达到节约造船厂建设用地和提高船舶下水作业效率的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本系统的船舶下水方法，包括如下步骤：

（1）在船舶和船排小车固定在变坡滑道上时，液压缸顶升，变坡滑道为水平状态，液压插销插入固定；

（2）将缆索与卷扬机、船首、船排小车头部进行连接铆紧，缆索被定滑轮a和定滑轮b支撑；

（3）液压插销抽出，液压缸缓慢下降，直至变坡滑道自由端与倾斜滑道衔接，完成液压变坡操作；

（4）卷扬机缓慢放松缆索，船舶沿倾斜滑道向下滑动直至完全进入水面；

（5）解开船首的缆索，卷扬机将船排小车拉回到原位置，即完成船舶下水。

船舶下水液压变坡系统，船舶承载在船排小车上，船排小车停止固定在变坡滑道上，变坡滑道的一端铰接在地面基础轴座上，另一端为自由转动变幅端，自由转动端可衔接倾斜滑道；变坡滑道钢结构体下平面载荷点处与液压缸的活塞端部的球关节机构连接，液压缸另一端的缸体底端部铰接在下方的坑底面基础轴销座上。

当处于船舶停放在变坡滑道上时，液压缸顶升，变坡滑道为水平布置；当准备工作完毕，船舶需要下水时，液压缸下降，变坡滑道的自由端下降至与倾斜滑道衔接。变坡滑道即可转化为倾斜滑道的一部分，利用液压系统完成变坡过程。

所述船舶尾部朝向水面方，船舶头部和船排小车的头部通过缆索连接固定于地面的卷扬机。卷扬机牵引船舶，控制其下滑速度。

所述地面上设置若干定滑轮b支撑于缆索的水平段的下方。定滑轮b的作用在于支撑弯曲的缆索下部，使之在移动过程中不与地面擦碰。

所述地面上靠近变坡滑道的位置设置定滑轮a支撑于缆索的下方。定滑轮a的作用在于当变坡滑道转变为倾斜滑道后，定滑轮a形成缆索转角的一个滑动支点。

所述液压缸为多排多列布置，液压缸为多级液压缸或单级液压缸，液压缸通过设置在地坑的液压站驱动伸缩。布置在最靠近变坡滑道自由端的液压缸，由于行程较长，采用三级或四级液压缸；靠近变坡滑道铰接端的液压缸，由于行程较短采用单级液压缸；靠近中间的液压缸行程适中，采用二级液压缸。

所述变坡滑道下方的坑底还设置若干支撑墩柱，支撑墩柱布置在液压缸之间，支撑墩柱上端斜面与变坡滑道下降时的下底面位置匹配并起到支撑承载变坡滑道的作用。支撑墩柱为钢筋混凝土结构，与底坑地面基础同时浇筑完成。当变坡滑道完全下降时，完全承载其重量，此时液压缸可完全卸压停止。在船舶下水阶段，船排小车在变坡滑道上行走产生变载荷的时候，变坡滑道下方有足够的支撑点，防止变坡滑道刚度不足挠屈变形，亦可以减少变坡滑道的用钢量，降低建造成本。

所述变坡滑道两侧分别设置导轮，导轮接触侧壁对应部位设置预埋钢板。导轮所起到的作用在于：在变坡滑道运动过程中给予侧面支撑的的导向和支撑作用，提高变坡滑道动作时的可靠性和稳定性。

所述变坡滑道两侧均布若干水平均布插销孔，侧壁对应的位置设置液压插销，可伸出插入插销孔内。当变坡滑道运动到水平位置时，楔形插销伸出插入插销孔，将变坡滑道支撑，此时底部液压缸可保压停机，变坡滑道亦可在系统保压和液压插销组的固定下保持水平位置。

所述倾斜滑道下布置若干倾斜滑道桩基。防止倾斜滑道沉降，加强滑道下基础强度。

所述每个液压缸的底部布置液压缸桩基。防止液压缸下方基础沉降，液压缸位置偏移而导致整个液压升降系统失效。

本发明的优点：

（1）本发明应用在河岸与河道落差较大的船舶制造场地上，变坡滑道可通过液压系统的动作转动，变换成为水平平台或者倾斜滑道，从而减少了下水滑道过长占用过多场地，达到节约制造厂建设用地的效果；在没有船舶下水任务时，水平形态的变坡桥的功能与路面功能等同，实现变坡滑道的多用功能。

（2）本发明船舶下水过程安全稳定且船舶下水效率大大提高，避免了下水滑道水平段与倾斜段的过渡区，确保船舶船身底部与滑道凸点不会发生碰撞，保障船体安全。

（3）本发明整体构造紧凑，各部件布置合理，维护便捷。

附图说明：

图1为本发明整体结构示意图（变坡滑道为水平状态）；

图2为图1中a-a截面结构示意图；

图3为图1中b-b截面结构示意图；

图4为本发明整体结构示意图（变坡滑道为倾斜状态）；

图5为变坡系统在造船区域的平面布置图；

图中各部件标识为：1、船舶；2、船排小车；3、变坡滑道；31、导轮；32、预埋钢板；33、插销孔；34、液压插销；4、定滑轮a；5、定滑轮b；6、卷扬机；7、液压缸；8、倾斜滑道；9、倾斜滑道桩基；10、液压缸桩基。

具体实施方式

实施例1

一种船舶下水方法，包括以下步骤：

（1）在船舶和船排小车固定在变坡滑道上时，液压缸顶升，变坡滑道为水平状态；

（2）将缆索与卷扬机、船首、船排小车头部进行连接铆紧，缆索被定滑轮a和定滑轮b支撑；

（3）液压缸缓慢下降，直至变坡滑道自由端与倾斜滑道衔接，完成液压变坡操作；

（4）卷扬机缓慢放松缆索，船舶沿倾斜滑道向下滑动直至完全进入水面；

（5）解开船首的缆索，卷扬机将船排小车拉回到原位置，即完成船舶下水。

船舶下水液压变坡系统，船舶1承载在船排小车2上，船排小车2停止固定在变坡滑道3上，变坡滑道3的一端铰接在地面基础轴座上，另一端为自由转动变幅端，自由转动端可衔接倾斜滑道8；变坡滑道3钢结构体下平面载荷点处与液压缸7的活塞端部的球关节机构连接，液压缸7另一端的缸体底端部铰接在下方的坑底面基础轴销座上。

所述船舶1尾部朝向水面方，船舶1头部和船排小车2的头部通过缆索连接于地面的卷扬机6。

所述地面上设置若干定滑轮b5支撑于缆索的水平段的下方。

所述地面上靠近变坡滑道3的位置设置定滑轮a4支撑于缆索的下方。

所述液压缸7为七排三列布置，液压缸7为多级液压缸或单级液压缸，液压缸7通过设置在地坑的液压站驱动伸缩。

所述变坡滑道3下方的坑底还设置若干支撑墩柱71，支撑墩柱71布置在液压缸7之间，支撑墩柱71上端斜面与变坡滑道3下降时的下底面位置匹配并起到支撑承载变坡滑道3的作用。支撑墩柱71截面为矩形，矩形尺寸可为1200*1000mm或1000*800mm，长边与变坡滑道3长度相同方向。

所述变坡滑道3两侧分别设置导轮31，导轮31接触侧壁对应部位设置预埋钢板32。

所述变坡滑道3两侧各布置10个水平均布插销孔33，侧壁对应的位置设置液压插销34，可伸出插入插销孔33内。

所述倾斜滑道8下布置若干倾斜滑道桩基9。

所述每个液压缸7的底部布置液压缸桩基10。

应用实施例：

如图1所示的船舶下水液压变坡系统，位于广西西江地区某船舶建造公司，变坡系统设置于造船区域的移船区中部，与上下水倾斜滑道衔接。船舶涂装完成后，通过移船区的转移轨道设备将船舶整体转移至“变坡区”，船舶放置承载在船排小车上，此时变坡滑道为水平状态。

变坡滑道长70m，宽20m，可承载顶升重量约1000吨；底部液压缸共布置七排3列，第一、第二、第三排液压缸为三级缸，最大顶升高度为10m，第四排、第五排液压缸为二级缸，第六排、七排液压缸为单级缸。

本发明采用的下水液压变坡系统，取得的技术效果是：

1、原传统设计，按照坡度为1:80的设计，河岸与河道落差为30米，原变坡滑道需要设计长度约为2400m；更改为本发明变坡系统设计后，变坡滑道总长度仅需370米，变坡滑道坡度可变为1:13节省滑道长度2030米。

2、根据原传统气囊滑道设计，计算船舶下水约需要时长20小时，使用本发明变坡系统滑道，计算船舶下水时长仅需1小时以内即可完成，效率提高数十倍。