CN100519328C - 夹层板坡道 - Google Patents

Abstract

一种可动坡道具有由夹层结构形成的承载甲板，该夹层结构包括上部和下部金属板以及塑料的中间层，该中间层结合在金属板上以便在其间传递剪切力。

Description

夹层板坡道

技术领域

本发明涉及坡道，特别是用于车辆渡船中的可动坡道，其例如使得车辆可以被装载和卸载并且在甲板之间通过。

背景技术

RoRo和RoPax渡船在全世界得到了广泛的应用，用于将机动车辆例如轿车、大蓬车和卡车等运输通过水体。这样的渡船具有机动车辆承载在其上的一个或多个车辆甲板并且设置有可动坡道，该可动坡道使吊桥型体下降到码头上以使机动车辆可以行驶上甲板和行驶离开甲板。通常，可动坡道将设置在船舶的船头和船尾，使得车辆可以向前行驶上甲板和行驶离开甲板，因此避免了车辆转向或者倒车时的延迟。在多个甲板的船舶上，可以设置可动坡道以使车辆在甲板之间通过，并且在某些情况下，这样的可动坡道可以布置成升起的并保持在升起的位置，同时车辆在坡道上。

这种类型的可动坡道必须具有足够的强度以便承载预期的车辆载荷，包括来自叉车、轿车、卡车、拖拉机、拖车等的集中的轮载荷，在多个重型拖车的情况下该载荷可能达到150吨，并且该可动坡道必须是经久耐用的。具体地说，机动车辆在其上行驶的上表面优选是防滑的，该上表面经受了大的磨损，并且必须能在合理长的时期内承受这种磨损而不损失坡道的结构强度。同时，坡道的重量和它所占据的空间必须被减到最小，以便使船舶的有用载货空间和吨位最大化。

到目前为止，这样的坡道已经由加固的钢结构制成，但是这些结构是相当复杂和重的结构，其需要很多焊点，很难保护这些焊点以免腐蚀性的海洋空气的影响，并且在抗磨板中和在加固件上，在坡道末端或者坡道末端的附近经常会发生疲劳断裂。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种改进的坡道结构，例如该坡道结构较轻、构造较为简单和/或更易于进行保护以防腐蚀，并且消除了倾向于产生疲劳的元件。

根据本发明，提供了一种可动坡道，其包括可以在一端安装到可转动铰链上的承载甲板，其中所述承载甲板包括一夹层结构，该夹层结构具有上部和下部金属板以及塑料材料的中间层，该中间层结合在所述金属板上以便在其间传递剪切力，所述承载甲板的远端部在厚度上是渐缩的，所述渐缩部分容纳在中间层中，所述下部板在所述远端部中具有增大的厚度。

与可比厚度的钢板相比较，用于形成承载甲板的夹层结构板具有增大的刚度，并且避免或减少了对提供加固元件的要求。结果这就产生了具有较少焊点的相当简单的结构，导致了简化的制造过程，并且减少了易于发生腐蚀和疲劳的元件和区域。适用于本发明中的夹层板结构的另外的元件可以在美国专利5,778,813和英国专利申请GB-A-2337022中找到。中间层也可以是国际专利申请No.WO01/32414中所述的复合芯部。这些文献结合在此作为参考。

本发明的可动坡道优选地使车辆在其上行驶的上部板厚于下部板。上部板的上表面可以被提供有表面加工、成型表面或涂层，以便改善在该上表面上通过的车辆的牵引。

上部板优选的厚度为4-20mm，下部板的厚度为3-20mm，以及中间层的厚度为20-200mm。

根据本发明的坡道也可以用于非海运的应用场合中，例如建筑和土木工程。

附图说明

参考以下对示例性实施例的说明和附图，将对本发明进行进一步的说明，其中：

图1表示车辆渡船中的根据本发明的可动坡道；

图2是根据本发明的第一实施例的可动坡道的下侧的平面图；

图3是图2的可动坡道的侧视图；

图4是沿着线A-A的图2的可动坡道的垂直剖视图；

图5是沿着线B-B的图2的可动坡道的垂直剖视图；

图6是沿着线C-C的图2的可动坡道的垂直剖视图；

图7是图2的可动坡道的铰链端部的放大侧视图；

图8是沿着图7中的线D-D的图2的可动坡道的铰链端部的水平剖视图；

图9是沿着图8中的线E-E的图2的可动坡道的铰链端部的垂直剖视图；

图10是根据本发明的第一实施例的可动坡道的下侧的平面图；

图11是沿着图10的可动坡道的线F-F的剖视图；以及

图12是沿着图10的可动坡道的线G-G的剖视图。

在各图中，相同的部件由相同的参考标记来表示。

具体实施方式

图1表示了车辆渡船1，其可以是RoRo或者RoPax渡船，该渡船在其船首具有可动坡道2以使机动车辆3可以从车辆甲板4上直接行驶到码头区5。坡道2在其船内(近)端部铰接并且可以设置有缆绳和绞盘或者液压缸(未示出)以使其上升和下降。该坡道可以由几个独立地铰接的邻近部段形成，以便在码头区并不齐平的情况下将侧向应力减到最小并且适应于船舶在锚固点的运动。一些这样的结构有时被称为船首指状结构。类似的坡道可以设置在船舶的船尾处以便进行机动车辆直通的装载和卸载。当船舶在航行中时，车辆入口和出口一般将通过船首和船尾的门(未示出)封闭，但是在被掩护的水域中的小型敞开式甲板渡船的情况下，这可不是必需的。本发明的坡道在升起时可以形成防水门。

图2是根据本发明的第一实施例的可动坡道2的下侧的平面图，在平面中其是大致方形或矩形的，例如大约3-4m长，0.5-1m宽。在船内(近)端部设置有侧部凸缘6以便安装到船舶上的铰链上，并且在船外(远)端部，坡道具有斜削部分7以便减少坡道端部在码头区的跳离。这些细节也可以在图3和4中看到，图3和4分别是侧视图和图2中的线A-A上的垂直剖视图。

坡道2的上部板8可以由例如8mm的钢板形成，该钢板设置有适当的防腐涂层。车辆将在其上行驶的上表面基本上是平的并且可以被提供有表面处理以便改善对车辆轮胎的牵引。例如，上表面可以设置有由均匀分布的凸起柱状物形成的自排式防滑凸起图案，例如由Corus Group plc制造的那种，其商标为“Durbar”。

下部板9形成为两部分，由例如4mm的钢板制成在坡道2的大部分长度上延伸的主要部分9a，而由例如8mm的较厚的钢板形成最远离铰链的远端部分9b。当坡道下降时，坡道的这一部分将与码头区接触，并且较厚的板用于适应所产生的磨损。远端部分的长度可以大约为0.3-1m，坡道还在该远端部分中被斜削。

例如10mm钢板的侧壁12将上部板和下部板8、9相连接，并且可以设置一个或多个纵向分隔器，例如也是10mm的板。上部板和下部板8、9以及侧壁10因此形成了盒状的结构，该结构中可以填有中间层12，该中间层是结合到上部板和下部板8、9上的塑料或弹性体材料以便在它们之间传递剪切力。在坡道的主要部分中，上部板和下部板间隔开60mm，在端部部分中逐渐缩减为大约25-30mm。图5和6更清楚地表示了盒状结构和斜削部分，图5和6分别是沿着图2中的线B-B和C-C的垂直剖视图。如图5和6中所示，侧壁10可以从上部板和下部板8、9的边缘轻微地插入，因此这形成了小的唇部。

在坡道的铰链端部，盒状结构由例如12mm钢板的端板13封闭，该端板延伸到下部板9的下方并且跨在侧部凸缘6之间以便增强它们。在远端部，盒状结构由固体金属例如钢的末端杆14封闭，该末端杆具有例如40mm的直径。这是因为，车辆行驶在坡道上以便登上船舶1，所以坡道的端部将会受到非常大的磨损。

凸台15可以设置成在适当的位置从坡道的侧面突出来，以便与邻近的坡道接合，使得一组坡道可以作为一个整体上升和下降。

坡道的铰链结构和船内端部的细节表示在图7、8和9中。如这些图中可以看出，侧部凸缘6延伸到下部板9的下方并且具有主要部分6a，该主要部分6a为相对较厚的板，例如25mm，其中设置有通孔16以便安装在铰链销(未示出)上。例如铜的衬套设置在通孔16中。主要部分6a接近于端板13延伸，该端板可以在其下边缘上设置有水平凸缘以便进行附加的增强。远离端板13延伸的是附加的板6b，该附加的板6b例如比侧部凸缘6的主板6a薄10mm并且深度减小，从端板13起终止于大约0.3-1m处。形状类似于板6b的另外的增强板17可以设置成在端板的中间部分远离该端板13延伸。

制造本发明的坡道的目前优选的方法是将侧壁10和分隔器11焊接到上部板8的内侧上。然后焊接下部板9的两个部分9a、9b以形成盒状结构，然后通过将端壁13和末端杆16焊接就位来封闭该盒状结构。然后通过注入口18(图2和3中所示)注入未固化的塑料，以及通风孔19(图2和3中所示)使得空气可以逸出，由此形成了中间层12。然后可以根据需要使得塑料固化或者热固化。在固化之后，注入口可以与通风孔一起被磨掉并且进行密封。随便，在弹性体的注入和固化之前或之后，可以焊接上侧部凸缘6和其他的配装件。优选的是，在注入弹性体之前完成所有的焊接以便将其热损伤减到最小。

本发明的第二实施例表示在图10、11和12中。在这个实施例中，可动坡道是例如大约16m x 16m的单个结构，而不是如第一实施例中那样被分段成较小的坡道。

根据第二实施例的坡道20包括由横向梁22和纵向支架23加固的主坡道板21。主坡道板21是包括上部板24、中间板或芯部25和下部板26的夹层结构。设置有铰链元件27以便将坡道与船舶相连接。芯部25包括泡沫成形体和弹性肋，，该泡沫成形体占据上部板和下部板24、26之间的空腔的例如50％体积，该弹性肋占据剩余的体积。作为实例，上部板的厚度可以为6mm，芯部为75mm，以及下部板为7mm。在结构方面，泡沫提供了可以忽略的强度，但是弹性肋附着在上部板和下部板24、26上以便在其间传递剪切力。

坡道20还可以形成船舶的主门并且可以在其远端(图10中的左侧端部)设置有独立的较小的坡道。这些独立的较小的坡道可以是与第一实施例的坡道相类似的结构。可以设置有基部和其他的元件来承受集中载荷，例如与闩锁件、锁、缆绳的附接件或其他的致动器等相关联的那些载荷。

为了构制坡道20，下部板26倒置地定位，并且横向梁22和纵向支架焊接到下部板26的下表面上。然后将局部结构翻转，并且隔离杆和侧壁焊接到下部板26的上表面上。接下来，放置泡沫成形体(块)以便盖住板的50％的面积。然后，将上部板24焊接到隔离杆和侧壁上以形成气密的空腔。然后可以将防滑杆和其他的元件焊接就位。最后，气密的空腔被注入弹性体，该弹性体固化以完全制成芯部25。

常规设计的等效的全钢结构应用了通过纵向球形板加固的13mm钢的上部板。它还需要附加的横向梁。与此相比较，根据本发明的坡道具有适中的重量，同时不需要球形板，并且一些梁大大减少了所需的焊接量，以及总体上简化了结构。还大大减少了必须涂漆的钢的面积，并且消除了湿气可能聚集在其上很多点。

本发明的坡道的上部和下部金属板以及其他的金属部分优选是结构钢，如上所述，但是在要求轻重量、耐腐蚀性或其他特殊性质的应用场合中，它们也可以是铝、不锈钢或其他结构合金。金属应该优选的最小屈服强度为240MPa，并且伸长率为至少10％。

在部件将被应用的环境中，在最大的预期温度下，中间层应有的弹性模量E为至少250MPa，优选为275MPa。在造船的应用场合中该温度可以是100℃。

在最低操作温度下的弹性体的延展性必须大于金属层的延展性，该金属层的延展性约为20％。在最低操作温度下的弹性体的延展性的优选值是50％。弹性体的导热系数也必须足够接近钢的导热系数，使得通过预期的操作范围和在焊接期间的温度变化不会导致分层。两种材料的导热系数可以不同的程度将部分地取决于弹性体的弹性，但是我们相信，弹性体的热膨胀系数可以是金属层的热膨胀系数的大约10倍。通过向弹性体中添加填料，可以控制热膨胀系数。

在整个操作范围中，弹性体和金属层之间的结合强度必须至少为0.5MPa，优选为6MPa。这优选地通过弹性体与金属的固有粘合性来实现，但是也可以提供附加的结合剂。

如果坡道用于造船应用中，那么另外的要求包括：弹性体必须对海水和淡水都是水解稳定的。

因此，弹性体基本上可以包括多羟基化合物(例如聚酯或聚醚)以及异氰酸酯或者二异氰酸酯、增链剂和填料。根据需要，提供填料以便减小中间层的导热系数，降低其成本并且以其他方式控制弹性体的物理性质。例如为了改变机械性能或其他的特性(例如粘合性和耐水性或耐油性)，还可以包括另外的添加剂和阻燃剂。

虽然以上描述了本发明的实施例，但是应该理解，这是示例性的，意图并不是限制本发明的范围，该范围由所附的权利要求书限定。具体地说，所给出的尺寸用于指导的目的，并不是规定的。

Claims (7)

1.一种可动坡道，其包括可以在一端安装到可转动铰链上的承载甲板，其中所述承载甲板包括一夹层结构，该夹层结构具有上部和下部金属板以及塑料材料的中间层，该中间层结合在所述金属板上以便在其间传递剪切力，所述承载甲板的远端部在厚度上是渐缩的，所述渐缩部分容纳在中间层中，所述下部板在所述远端部中具有增大的厚度。

2.根据权利要求1所述的可动坡道，其特征在于，所述上部板厚于所述下部板。

3.根据权利要求1或2所述的可动坡道，其特征在于，所述上部板的上表面被提供有表面加工、成型表面或涂层，以便改善在该上表面上通过的车辆的牵引。

4.根据权利要求1或2所述的可动坡道，其特征在于，所述上部板的厚度为4-20mm，所述下部板的厚度为3-20mm，以及所述中间层的厚度为20-200mm。

5.根据权利要求1所述的可动坡道，其特征在于，所述中间层包括紧凑的弹性体。

6.根据权利要求1所述的可动坡道，其特征在于，所述中间层包括一成形体和所述塑料材料，该塑料材料位于所述上部和下部金属板之间没有被所述成形体占据的空间中。

7.一种船舶，其具有根据前述权利要求中任一项所述的至少一个可动坡道。

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