用于绞吸式挖泥船桥架整体移运的工装件及其移运方法与流程

本发明涉及海洋疏浚工程装备及大型船舶建造领域，更具体地涉及一种用于绞吸式挖泥船桥架整体移运的工装件及其桥架移运方法。

背景技术：

桥架作为绞吸式挖泥船的一种常见挖泥设备，设置在船体尾部开槽内，上甲板后部左右各设一台电动起桥绞车，通过桥架波浪补偿系统和滑轮组升降桥架，桥架绕耳轴转动。桥架上设备包括：绞刀和驱动装置；水下泵和驱动装置；起升滑轮组；横移滑轮；桥架耳轴锁固装置；吸排管系；油、水、电拖链；拆绞刀止挡器；绞刀拆松装置等。

桥架自身结构重量很大，加之桥架上的设备，以天鲲号绞吸式挖泥船为例，重量达到1600多吨，一般船厂的起重设备无法吊运如此大重量的设备，

如果受船厂起重能力的限制，那么在分段划分时只能将桥架分段划分为多个小分段，再各个小分段逐一合拢，这样桥架上设备就不能提前安装，影响施工周期。

桥架的安装精度要求很高，因桥架结构上的倾倒轴及下绞点在合拢后必须精确对准主船体结构上相应的耳轴孔位置，并且桥架外板与船体外板之间的距离非常小，如果安装好耳轴及轴承后，桥架耳轴距主船体轴承之间的距离仅有十几毫米，如果受船厂起重能力的限制，那么在分段划分时只能将桥架分段划分为多个小分段，各个小分段逐一合拢,合拢后再烧焊会发生变形也会影响到安装精度。

因此需要一种新的移运技术方案将桥架整体精确地移运至挖泥船尾部开槽内。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于绞吸式挖泥船桥架整体移运的工装件及其桥架整体移运方法。本发明采用400t临时台车，以卷扬机牵引方式，将桥架整体移运至船体尾部开槽内安装，由此保证了桥架内部设备提前安装以及桥架整体安装精度，提高生产效率，缩短了施工周期。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供一种用于绞吸式挖泥船桥架整体移运的工装件，该工装件包括支撑工装件和连接工装件。

支撑工装件用于支撑所述桥架，包括多个立柱、多个纵向支撑件、多个横向支撑件、多个斜向支撑件、多个加强肘板、支撑横梁。其中：每个立柱通过加强肘板焊接在所述支撑横梁上；所述多个立柱包括第一至第五对立柱，每一对立柱的高度依次递降形成坡度，该坡度与桥架底部线型坡度对应；第一对立柱与第二对立柱之间通过纵向支撑件和斜向支撑件焊接连接；第二对立柱与第三对立柱之间通过纵向支撑件焊接连接；第三对立柱与第四对立柱之间通过斜向支撑件焊接连接；第四对立柱与第五对立柱之间通过纵向支撑件焊接连接；第一对立柱之间通过横向支撑件和斜向支撑件焊接连接。

连接工装件用于连接并紧固所述支撑工装件与台车，包括连接座顶板、连接座底板、连接座内部纵向隔板、连接座外部纵向隔板、以及连接座横向隔板。其中：所述连接座顶板和连接座底板通过连接座内部纵向隔板、连接座外部纵向隔板、连接座横向隔板通过焊接连接而成所述连接工装件；所述连接座底板上开有螺栓孔；所述连接工装件的所述连接座底板通过螺栓以及连接座底板上的螺栓孔与台车连接；所述连接工装件的连接座顶板通过焊接方式与所述桥架支撑工装件连接。

根据本发明上述方面的用于绞吸式挖泥船桥架整体移运的工装件中，第一对立柱与第二对立柱之间的斜向支撑件与立柱成61°；第三对立柱与第四对立柱之间的斜向支撑件与立柱成108°；第一对立柱之间的斜向支撑件与立柱成43°。

根据本发明上述方面的用于绞吸式挖泥船桥架整体移运的工装件中，第二对立柱之间通过横向支撑件和斜向支撑件焊接连接；第三对立柱之间通过横向支撑件和斜向支撑件焊接连接；第四对立柱之间通过横向支撑件焊接连接；第二对立柱之间的斜向支撑件与立柱成43°；以及第三对立柱之间的斜向支撑件与立柱成43°。

根据本发明上述方面的用于绞吸式挖泥船桥架整体移运的工装件中，第一、第三、第五对立柱为φ630×25圆管；第二、第四对立柱为φ508×13圆管；纵向支撑件和横向支撑件为φ219×8圆管；第一对立柱与第二对立柱之间的斜向支撑件为φ325×8圆管；第三对立柱与第四对立柱之间的斜向支撑件为φ219×8圆管。

根据本发明上述方面的用于绞吸式挖泥船桥架整体移运的工装件中，支撑结构采用屈服强度为235mpa的钢材材料；桥架结构采用屈服强度为255mpa的钢材材料。

根据本发明上述方面的用于绞吸式挖泥船桥架整体移运的工装件中，桥架支撑件左右舷对称。

根据本发明上述方面的用于绞吸式挖泥船桥架整体移运的工装件中，桥架长度为46m，宽度8m，高度在8-11m之间，重量为1408吨。

根据本发明上述方面的用于绞吸式挖泥船桥架整体移运的工装件中，桥架和支撑工装件的总重量为1600吨。

根据本发明的另一个方面，提供一种对绞吸式挖泥船桥架进行整体移运的方法，该方法包括以下步骤：

s1：制备绞吸式挖泥船桥架进行整体移运用的工装件，其包括支撑工装件和连接工装件；

支撑工装件用于支撑所述桥架，包括多个立柱、多个纵向支撑件、多个横向支撑件、多个斜向支撑件、多个加强肘板、支撑横梁。其中：每个立柱通过加强肘板焊接在所述支撑横梁上；所述多个立柱包括第一至第五对立柱，每一对立柱的高度依次递降形成坡度，该坡度与桥架底部线型坡度对应；第一对立柱与第二对立柱之间通过纵向支撑件和斜向支撑件焊接连接；第二对立柱与第三对立柱之间通过纵向支撑件焊接连接；第三对立柱与第四对立柱之间通过斜向支撑件焊接连接；第四对立柱与第五对立柱之间通过纵向支撑件焊接连接；第一对立柱之间通过横向支撑件和斜向支撑件焊接连接。

连接工装件用于连接并紧固所述支撑工装件与台车，包括连接座顶板、连接座底板、连接座内部纵向隔板、连接座外部纵向隔板、以及连接座横向隔板。其中：所述连接座顶板和连接座底板通过连接座内部纵向隔板、连接座外部纵向隔板、连接座横向隔板通过焊接连接而成所述连接工装件；所述连接座底板上开有螺栓孔；所述连接工装件的所述连接座底板通过螺栓以及连接座底板上的螺栓孔与台车连接；所述连接工装件的连接座顶板通过焊接方式与所述桥架支撑工装件连接；

s2：将工装件、轨道、待装桥架运输至船坞内，并清理移位通道；

s3：在移位通道中执行划线、铺设和固定轨道，通过对轨道进行垫平使轨道的上表面处在同一水平面；

s4：将卷扬机、配重压块放在船坞底部，将牵引总根吊耳焊接在主船体上；

s5：放置台车，将台车马达拆除并放置到桥架支撑结构上；

s6：安装卸扣、滑车、穿牵引钢丝绳和保险侧钢丝绳；

s7：移运操作前对桥架进行试顶作业，以检查桥架移运中是否造成桥架结构破坏或工装件失稳；

s8：台车顶起，并放置保险块，开始滑移；

s9：通过卷扬机的牵引力，使台车以及台车上的支撑结构和桥架滑移到主船体的桥架安装位置；

s10：在桥架安装位置，撤除台车保险块，对桥架执行上下、左右微调，直至桥架安装到位。

根据本发明另一方面的对绞吸式挖泥船桥架进行整体移运的方法中，步骤s3包括：采用激光莱卡进行划线和测高，轨道直线度和台车垫板厚度，轨道的平整度在±5mm，轨道的对角线误差在±10mm，轨道长度70.00m，每条轨道距中心线的间距为2.95m。

根据本发明另一方面的对绞吸式挖泥船桥架进行整体移运的方法中，步骤s4包括：在牵引侧设置2台卷扬机、在保险侧设置2台卷扬机，牵引侧卷扬机和保险侧卷扬机均焊接在放置有配重压块的钢板上，钢板摆放在船坞底部；其中：将牵引总根吊耳焊接在主船体上，牵引吊耳焊接在桥架上，保险总根吊耳焊接在放置有配重压块的钢板上，保险吊耳焊接在桥架支撑结构上。

根据本发明另一方面的对绞吸式挖泥船桥架进行整体移运的方法中，牵引侧卷扬机和保险侧卷扬机为12t卷扬机，牵引侧卷扬机和保险侧卷扬机的配重压块重量大于等于50吨；保险总根吊耳的配重压块重量大于等于150吨。

根据本发明另一方面的对绞吸式挖泥船桥架进行整体移运的方法中，步骤s5中所述的台车为400t台车。

根据本发明另一方面的对绞吸式挖泥船桥架进行整体移运的方法中，步骤s6中所述的牵引侧钢丝绳和保险侧钢丝绳为φ28钢丝绳，牵引侧钢丝绳长大于400m，保险侧钢丝绳长大于650m。

根据本发明另一方面的对绞吸式挖泥船桥架进行整体移运的方法中，步骤s9包括：所述桥架在轨道上的滑移距离为30.75m。

根据本发明另一方面的对绞吸式挖泥船桥架进行整体移运的方法中，步骤s10中，至主船体艉部开槽的桥架最终安装位置处，所述桥架的上下微调和左右微调在20mm之内。

本发明的用于绞吸式挖泥船桥架整体移运的工装件及其桥架整体移运方法能够通过卷扬机牵引方式配合台车将重达1600吨的桥架整体移运至绞吸式挖泥船主船体尾部开槽内安装，由此保证了桥架内部设备提前安装以及桥架整体安装精度，提高生产效率，缩短了施工周期。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是根据本发明的绞吸式挖泥船桥架整体移运技术方案的示意图，其中(a)为桥架移运前；(b)为移运之中；1(c)为桥架移运完成后；

图2是根据本发明的用于绞吸式挖泥船桥架移运的桥架结构图；

图3示出根据本发明的用于桥架整体移运的支撑结构的支撑横梁图；

图4-7为支撑结构中不同高度处的立柱与横向支撑和斜向支撑之间的连接关系图；

图8为根据本发明的桥架整体移运支撑结构强度分析的有限元模型图i；

图9为根据本发明的桥架整体移运支撑结构强度分析的有限元模型图ii；

图10是根据本发明的用于连接并紧固支撑工装件与台车的连接工装件的示意图，(a)示出连接工装件与桥架支撑件之间的中间一段不焊接，(b)示出连接工装件中的连接座顶板、连接座底板、连接座内部纵向隔板、连接座外部纵向隔板、以及连接座横向隔板；(c)示出连接工装件上开有螺栓孔；

图11是根据本发明的绞吸式挖泥船桥架整体移运的总体布置图；

图12是轨道铺设的布置图；

图13是卷扬机和吊耳的布置图；

图14是台车安装示意图。

图15示出牵引吊耳和牵引总跟吊耳在桥架和船体上的安装位置。

图16示出台车安装示意图，桥架支撑件安装在台车，支撑桥架安装在桥架支撑件上。

图17示出台车马达安装到桥架支撑件上。

图18是卷扬机设置图。

附图中：2-1为立柱；2-2为纵向支撑件；2-3为斜向支撑件；2-4为横向支撑件；2-5为加强肘板；2-6为支撑横梁；

10-1为顶板；10-2为内部纵向隔板；10-3为横向隔板；10-4为外部纵向隔板；10-5为底板；

11-1为配重块；11-2为钢板；11-3为保险总根吊耳；11-4为牵引总根吊耳焊接在主船体37#肋位处；11-5为80t四门滑车；11-6为85t卸扣；11-7为80t总根吊耳；11-8为船坞底；11-9为卷扬机；11-10为保险钢丝绳；11-11为船体；11-12为牵引钢丝绳；

18-1为松木；18-2为钢板；18-3为卷扬机；18-4为配重；18-5为卡板。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案进行具体说明。

以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

根据本发明的绞吸式挖泥船包括主船体、钢桩台车、桥架、以及上层建筑生活区。钢桩台车设置在主船体艏部，主船体艏部设有开槽。挖泥船在工作时，船艏的钢桩台车向海底(河底)伸出钢桩，由此固定船体。桥架整体插入主船体艉部的开槽中。桥架结构可绕连接轴相对于主船体转动。桥架端部设置绞刀头，通过绞刀头的旋转进行挖泥。

根据本发明的桥架设置有上下两个绞点，因此挖泥深度可达35米。合拢成型后的桥架长度为46米，宽度约8米，高度约8-11之间，重量约为1408吨。

桥架总重量达到1600多吨(包括自身结构重量和桥架上的设备)。一般船厂起重设备无法吊运如此大重量的设备。

本发明采用一种新的移运技术方案将桥架整体精确地移运至绞吸式挖泥船的主船体艉部开槽内。

图1(a)-1(c)示出根据本发明的绞吸式挖泥船桥架整体移运技术方案的示意图。

根据本发明的桥架移运方案采用专用支撑工装件和连接工装件将桥架设置在支撑工装件，通过连接工装件将支撑工装件安装在台车顶部，通过卷扬机的牵引使台车以及其上由支撑件支撑的桥架沿船坞内轨道平移至绞吸式挖泥船主船体艉部开槽的安装位置。

为了实施重量达1600吨桥架的整体移动，本发明设计和制作了桥架整体移运用的两个专用工装件，即(1)支撑工装件和(2)连接工装件，前者用于支撑桥架，后者用于连接并紧固支撑工装件与台车。

图2示出根据本发明的用于桥架整体移运的支撑结构的侧视图。

图3示出根据本发明的用于桥架整体移运的支撑结构的支撑横梁。

图4-7为支撑结构中不同立柱处的截面图。

根据本发明一实施例，支撑工装件包括多个立柱1、多个支撑座、多个纵向支撑件2、多个横向支撑件4、多个斜向支撑件3、多个加强肘板5、支撑横梁6。

每个立柱通过加强肘板焊接在所述支撑横梁上；立柱包括第一至第五对立柱，每一对立柱的高度依次递降形成坡度，该坡度与桥架底部线型坡度对应；第一对立柱与第二对立柱之间通过纵向支撑件和斜向支撑件焊接连接；第二对立柱与第三对立柱之间通过纵向支撑件焊接连接；第三对立柱与第四对立柱之间通过斜向支撑件焊接连接；第四对立柱与第五对立柱之间通过纵向支撑件焊接连接。第一对立柱之间通过横向支撑件和斜向支撑件焊接连接。每个支撑座通过焊接设置在每个立柱上。

根据本发明另一实施例，第二对立柱之间、第三对立柱之间均通过横向支撑件和斜向支撑件焊接连接；第四对立柱之间通过横向支撑件焊接连接。

根据本发明的一实施例，第一对立柱与第二对立柱之间的斜向支撑件与立柱成61°；第三对立柱与第四对立柱之间的斜向支撑件与立柱成108°；第一对立柱之间的斜向支撑件与立柱成43°。

根据本发明的另一实施例，第二对立柱之间、第三对立柱之间均通过横向支撑件和斜向支撑件焊接连接。第二对立柱之间的斜向支撑件与立柱、第三对立柱之间的斜向支撑件与立柱均成43°。

根据本发明的又一实施例，支撑工装件中的第一、第三、第五对立柱为φ630×25q235圆管；第二、第四对立柱为φ508×13q235圆管；纵向支撑件和横向支撑件为φ219×8q235圆管；第一对立柱与第二对立柱之间的斜向支撑件为φ325×8q235圆管；第三对立柱与第四对立柱之间的斜向支撑件为φ219×8q235圆管。

支撑工装件的材料均为q235材质。

图8为根据本发明的桥架整体移运支撑结构强度分析的有限元模型图i。

图9为根据本发明的桥架整体移运支撑结构强度分析的有限元模型图ii。

根据图8和图9所示的支撑结构的有限元模型，经过有限元计算分析，本发明的支撑工装件的结构形式牢固，组织形式简单。

在用6台台车支撑桥架转运时，a13/a7/a2横剖面位置下方承载力分别为294/216/355吨。

图10示出根据本发明的用于连接并紧固支撑工装件与台车的连接工装件的示意图。

根据本发明的一实施例，连接工装件包括连接座顶板、连接座底板、连接座内部纵向隔板、连接座外部纵向隔板、以及连接座横向隔板。

连接座顶板和连接座底板通过连接座内部纵向隔板、连接座外部纵向隔板、连接座横向隔板通过焊接连接而成。连接座底板上开有螺栓孔。

连接工装件的连接座底板通过螺栓以及连接座底板上的螺栓孔与台车连接。连接工装件的连接座顶板通过焊接方式与桥架支撑工装件连接。

图11示出根据本发明的绞吸式挖泥船桥架整体移运的总体布置图。

根据本发明的桥架整体移位方案以卷扬机牵引方式，配合安装临时台车，将桥架在轨道上整体移运至主船体艉部开槽内进行安装，由此实现桥架内部设备提前安装且保证桥架整体安装精度，提高生产效率，缩短施工周期。

根据桥架重量、尺寸等参数，在桥架支撑结构下方设一定数目台车。牵引侧设置2台卷扬机，保险侧设置2台卷扬机，卷扬机采用钢板压配重方式固定于码头上，牵引总根吊耳焊接在挖泥船主船体上，保险总根吊耳焊接在压配重的钢板上。移位时，2台卷扬机牵引，2台卷扬机保险，要求最低速，同步，快到达安装位置时点动操作。

如图11所示，根据本发明的一实施例，在桥架支撑结构下方设置6台400t台车，在牵引侧设置2台卷扬机，在保险侧设置2台卷扬机。4台卷扬机采用钢板压配重块的方式固定于码头上，每台卷扬机的配重块重量大于等于50吨。牵引总跟吊耳焊接在挖泥船主船体的37#肋位上，保险总跟吊耳焊接在压配重块的钢板上，配重块重量大于等于150吨。桥架实际移位距离为30.75米。桥架在主船体艉部开槽最终位置安装中的上下微调量和左右微调量在20mm之内。

使用本发明桥架移运技术方案进行移运的具体移运流程如下：

第一步：工装、轨道、设备运输至船坞内，并清理移位通道。

第二步：划线，铺设轨道，轨道固定，由于坞底不平，且台车受力要求比较严格，需要将轨道垫平，其上表面需在同一水平面。

第三步：卷扬机摆放到位，焊接总根吊耳，配重压块到位。

第四步：放置400t台车，台车马达拆除放置到桥架支撑结构上。

第五步：安装卸扣、滑车、穿牵引和保险侧钢丝绳。

第六步：移运前需对桥架进行试顶作业，以检查桥架移运中是否造成桥架结构破坏或工装失稳。

第七步：400t台车顶起，并放置保险块，开始滑移。

第八步：滑移到位。

第九步：前后微调，台车撤掉保险块上下微调，直至安装成功。

轨道铺设

在船坞内铺设轨道，轨道采用h316，轨道总长70米，轨道宽度600mm。轨道中心线距离两侧坞墩的最小间距不小于40mm。

为了减少桥架牵引移运时产生的阻力，在轨道铺设时需要对轨道的平整度、间隙和高度差进行控制。

使轨道保证处于同一水平面。轨道的平整度达到在±5mm。轨道的对角线误差在±10mm。

采用激光莱卡进行划线和测高，轨道直线度和台车垫板厚度满足要求。

图12示出轨道铺设示意图。

卷扬机和总根吊耳的放置

图13示出卷扬机和吊耳的布置图，图中1为卷扬机，2为保险总跟吊耳，3为牵引吊耳，4为牵引总跟吊耳。

4台卷扬机焊接在放置有配重块的钢板上，配重块重量大于等于50吨。

牵引吊耳焊接在桥架上；牵引总根吊耳焊接在船体37#肋位位置上。

保险吊耳焊接在桥架支撑结构上，保险总根吊耳焊接在放置有配重块的钢板上，配重块重量大于等于150吨。

400吨台车的安装

图14示出台车安装示意图。

根据本发明的较佳实施例，在桥架支撑结构下方设置6台400t台车。台车分2组分别从2条轨道滑移至指定位置。台车1和2位于桥架支撑结构的a13位置处，台车3和4位于桥架支撑结构的a7位置处，台车5和6位于桥架支撑结构的a2位置处。

为了避免台车的马达与桥架支撑的干涉，将马达从台车上拆卸下来并放置到桥架支撑位置上并增配满足长度要求的液压油管。

台车从轨道的尾部滑移至指定位置。通过台车连接件使台车与桥架支撑结构连接。台车通过螺栓与台车连接件的连接座底板连接在一起。台车连接件的连接座顶板通过焊接与桥架支撑结构焊接在一起。

桥架整体移位

图11示出根据本发明的绞吸式挖泥船桥架整体移运的总体布置图。

桥架整体移运时，采用2台12t卷扬机和2台12t卷扬机保险进行牵引。

钢丝绳穿滑车，将滑车连接于牵引吊耳、保险吊耳、牵引总跟吊耳和保险总跟吊耳上。

根据现场测量的桥架底面与轨道上表面之间的距离，安装台车连接座和连接板，400t台车同时抬起168mm，垫好保险块之后准备移位。

移位时，通过2台牵引卷扬机和2台保险卷扬机的牵引，使桥架沿轨道以最低速整体移位。在快到达安装位置时进行点动操作。

采用本发明的新型桥架移运技术方案能够将桥架整体精确地移运至挖泥船尾部开槽内，保证桥架内部设备提前安装以及桥架整体安装精度，提高生产效率，缩短了施工周期

最后，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，在不脱离本发明构思的前提下还可以作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。