CN104802942A - 一种起重驳船 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种起重驳船，包括：浮体，其设有压载单元及多个第一压载水舱，第一压载水舱位于浮体的一端，压载单元控制第一压载水舱进行注水及排水；及起重机包括吊机吊臂，吊机吊臂位于浮体的另一端；其中，浮体的漂心偏离水线面长度方向的中心线，且靠近吊机吊臂，起吊重物时，通过压载单元控制第一压载水舱，使得第一压载水舱内的水量相对于漂心的力矩和起吊重物相对于漂心的力矩平衡。

Description

一种起重驳船

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，特别涉及一种主要适用于沿海遮蔽水域，用于水上重物起吊、大型水面装备合拢的起重驳船。

背景技术

目前，国内以及国外使用的起重驳船在构造上主要由两部分组成：

①供浮力的浮体(有推进能力或无推进能力)，浮体中设有多个压载水舱；

②提升重物的起重机(固定式A字型架起重机或可回转的座底式起重机)，其设置于浮体上。

如图1、2所示的传统起重驳船，其水线面呈矩形截面，漂心O1(水线面的形心)处于矩形的水线面的中心，即处于水线面的长度方向中心线C1和宽度方向中心线的交点，中心线C1即为旋转轴线。压载水舱1和起重机2分别位于船艉和船艏。在水面上提升重物G的时候，为了使船舶在起吊作业完成后不产生大的倾角(≤3°)，则必须平衡重物G产生的力矩M1’＝G*L1’，因此需要向驳船艉部的压载水舱1注入压载水W1，使其产生相应的力矩为M2’＝W1*L2’)。为达到相对于转轴，即漂心O1的力矩平衡，使得M1’＝M2’。

如何提高起重驳船的起吊压载性能是此领域长期研究的课题，现有技术普遍以起重机的技术创新为重点，例如使用大吨位起重机。但是大吨位起重机的自重大，需要设计更多的压载水舱以产生较大的浮力，由此增加了制造成本，并且由于压载水舱的注水、排水过程较长，增加起吊作业时间，使得海上起吊作业的风险概率增大。

发明内容

本发明的目的是提供一种起重驳船，通过对驳船的浮体结构进行改进，提高起吊压载性能、缩短起吊作业时间。

一种起重驳船，包括：浮体，其设有压载单元及多个第一压载水舱，第一压载水舱位于浮体的一端，压载单元控制第一压载水舱进行注水及排水；及起重机包括吊机吊臂，吊机吊臂位于浮体的另一端；其中，浮体的漂心偏离水线面长度方向的中心线，且靠近吊机吊臂，起吊重物时，通过压载单元控制第一压载水舱，使得第一压载水舱内的水量相对于漂心的力矩和起吊重物相对于漂心的力矩平衡。

本发明相较于现有技术的有益效果在于：综上所述，本发明利用杠杆原理，采用漂心偏离的设计理念，达到减少压载水量，进而缩短起吊作业时间的方案。针对相同重量的重物，与现有技术相比，本发明所需的压载水量减小，故起吊压载性能提升，降低起吊作业风险，因此在压载水的输送速度相同的情况下，本实施例的输送压载水的时间缩短，从而节省了起吊作业时间。

附图说明

图1为现有的起重驳船的示意图。

图2为现有的起重驳船的水线面的示意图。

图3为本发明的起重驳船的示意图。

图4为本发明的起重驳船的水线面的示意图。

图5为示出本发明的起重驳船的内部结构示意图。

图6为示出本发明的起重驳船的主甲板的示意图。

图7为示出本发明的起重驳船的侧面的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的主要技术创意。

如图3-7所示的起重驳船示意图，本发明提供一种起重驳船，具有船艏和船艉，如图5所示，右端为船艏，左端为船艉，起重驳船包括浮体3和起重机4，浮体3设有压载单元33及多个第一压载水舱31，第一压载水舱31位于浮体3的一端，即图中的船艉，压载单元33控制第一压载水舱31进行注水及排水；起重机4包括吊机吊臂41和吊机支架42，例如为吊机变幅导缆支架，吊机吊臂41位于浮体3的另一端，即图中的船艏，吊机支架42位于浮体3的一端。浮体3的漂心O2偏离浮体长度方向的中心线C2，且靠近吊机吊臂41，例如，漂心O2至船艏距离与漂心O2至船艉距离的比值在0.25～0.7之间。起吊重物时，为了使船舶在起吊作业完成后不产生大的倾角(≤3°)，通过压载单元33控制第一压载水舱31，使得第一压载水舱31内的水量相对于漂心O2的力矩M2和起吊重物G相对于漂心O2的力矩M1平衡。具体为：

M1＝G*L1(L1为起吊重物G至漂心O2所在的旋转轴线S2的垂直距离，即G的旋转力臂)，

M2＝W2*L2(W2为吊机吊起起吊重物G需要向压载舱内注入的压载水量)，(L2为压载水量W2至漂心O2所在的旋转轴线S2的垂直距离，即W2的旋转力臂)，且M1＝M2。

为了清楚的体现本技术方案获得的起重驳船的起吊压载性能优于现有技术，现将二者在浮体条件相同的情况下进行对比，其中相同条件是指：起重机性能、起吊重物重量、起吊高度、范围、T形浮体的综合尺度(长度、排水量、吃水)相同。

现有技术：

W1*L2’＝G*L1’，W1＝G*L1’/L2’

本实施例的技术方案：

∵W2*L2＝G*L1，其中，L2＝L2’+x，L1＝L1’-x，x为漂心相对于浮体长度方向的中心线C的偏移量。

∴W2*(L2’+x)＝G*(L1’-x)，W2＝G*(L1’-x)/(L2’+x)

∴W2＜W1

可见，上述形式的浮体的漂心位置偏离水线面长度方向的中心线，向靠近吊机吊臂的方向移动，相应的力矩旋转轴线S也向该方向移动，并非在船中位置，所以这时重物G的力臂减小；浮体另一端的压载水的力臂增大。由于提升的重物不变，所以W2<W1。

因此，针对相同重量的重物，与现有技术相比，本实施例所需的压载水量减小，故起吊压载性能提升，降低起吊作业风险，并且，在压载水的输送速度相同的情况下，本实施例的输送压载水的时间缩短，从而节省了起吊作业时间。

经过实际操作，该发明与传统起重驳船在浮体条件相同的状况下进行的起吊作业对比情况如下：

可见起重驳船在浮体综合尺度、压载方法、起吊重物重量、起吊半径、压载泵参数相同的情况下，采用本发明上述形式的浮体的起重驳船能够较传统的起重驳船节省三分之一时间，有效地降低了海上作业的风险、节约了驳船使用费用。

本实施例中，起重驳船可以设计为具有推进能力的起重驳船，使其具有自航能力或者可以协助驳船进行水上起吊作业。其也可以设计为不具有推进能力的起重驳船，在起吊作业时利用其他拖轮来协助完成起吊作业。

该发明配备的起重机可以为固定式起重机，亦可为可回转的座底式起重机。本实施例以固定式A字形吊机(shearleg crane)为例进行说明。

以下，参照图5、6、7对起重驳船的具体结构进行说明。

起重机4的吊机吊臂41位于起重驳船的船艏(图5中右侧)，吊机支架42布置在船艉(图5中左侧)，图7示出了吊机支架42下部的四个支脚位置。第一压载水舱31位于起重驳船的船艉。船艏的宽度大于船艉的宽度，漂心靠近船艏。本实施例的吊机起吊能力为3200吨，最大起吊半径为40米。

浮体3优选为相对于浮体的长度方向的中心线对称的形状。本实施例中，浮体3为矩形与梯形组合的形式，大致呈T形，然而其形状不限于此，也可为梯形。本实施例的浮体总长度为95.16米，船艏宽度为70米，船艉宽度为30.6米，船体型深为6.4米。应当理解，该发明的浮体具体尺寸和吊机起吊能力可以根据具体需要进行设计。

如图6、7所示，T形的浮体3包括相互垂直设置的第一区域A1和第二区域A2，吊机吊臂41位于第一区域A1，第一压载水舱31位于第二区域A2。其中，浮体3还可包括过渡区A3，其设置于第一区域A1与第二区域A2之间，过渡区A3的两侧朝向第二区域逐渐扩张，避免第一区域A1和第二区域A2的衔接处应力集中，造成对驳船船体的破坏。

如图6所示，浮体3还可包括第二压载水舱32，其位于起重驳船艏部位置(即吊机吊臂41下方)。通常情况下，在起吊作业时，浮体内压载舱的注入、排出压载水的方法为：在起吊重物的过程中向艉部的第一压载水舱31注入压载水，同时将艏部的第二压载水舱32内的水排出；或者在起吊重物的过程中向艉部的第一压载水舱31注入压载水；或者在起吊重物的过程中将艏部的第二压载水舱32内的压载水调拨至艉部的第一压载水舱31内。通过控制压载单元33，以达到第一压载水舱31内的水量相对于漂心的力矩和起吊重物相对于漂心的力矩平衡。

本实施例中，相当于将现有的矩形驳船中船艉两侧的压载水舱移至船艏两侧，从而构成大致呈T形的船身，第二压载水舱32的体积可大于、等于或小于第一压载水舱31的体积，因此，并未改变船身体积，未提高船身材料成本。

另外，本实施例中，浮体的内部还包含起吊驳船的主要电力机械部分、压载单元、辅机、配电单元等。特别的，也可以将驳船的电力机械部分布置在主甲板上面。浮体的压载单元可包括压载泵、压载管路、阀件、液位计、本地控制系统、远程控制系统等。起吊作业的时候通过压载单元来控制注入、排出船艏和船艉内部的压载舱水量来配合吊机的作业。

另外，浮体的表面(主甲板)可布置有供船员日常生活的生活区。也可以将生活区部分布置在主甲板下面，位于浮体内部。

综上所述，本发明利用杠杆原理，采用漂心偏离的设计理念，达到减少压载水量、缩短起吊作业时间的方案。针对相同重量的重物，与现有技术相比，本发明所需的压载水量减小，故起吊压载性能提升，降低起吊作业风险，并且，在压载水的输送速度相同的情况下，本实施例的输送压载水的时间缩短，从而节省了起吊作业时间。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种起重驳船，包括：

浮体，其设有压载单元及多个第一压载水舱，第一压载水舱位于浮体的一端，压载单元控制第一压载水舱进行注水及排水；及

起重机包括吊机吊臂，吊机吊臂位于浮体的另一端；

其中，浮体的漂心偏离水线面长度方向的中心线，且靠近吊机吊臂，起吊重物时，通过压载单元控制第一压载水舱，使得第一压载水舱内的水量相对于漂心的力矩和起吊重物相对于漂心的力矩平衡。

2.如权利要求1所述的起重驳船，其中，起重机还包括吊机支架，吊机支架位于起重驳船的船艉，吊机吊臂位于起重驳船的船艏，第一压载水舱位于重驳船的船艉，且船艏的宽度大于船艉的宽度，漂心靠近船艏。

3.如权利要求2所述的起重驳船，其中，浮体为相对于浮体的长度方向的中心线对称的形状。

4.如权利要求3所述的起重驳船，其中，浮体为T形，其包括相互垂直设置的第一区域和第二区域，吊机吊臂位于第一区域，第一压载水舱位于第二区域。

5.如权利要求4所述的起重驳船，其中，浮体还包括过渡区，其设置于第一区域与第二区域之间，过渡区的两侧朝向第二区域逐渐扩张。

6.如权利要求5所述的起重驳船，其中，漂心至船艏距离与漂心至船艉距离的比值在0.25～0.7之间。

7.如权利要求3所述的起重驳船，其中，浮体大致为梯形形状。

8.如权利要求1所述的起重驳船，其中，浮体还包括第二压载水舱，其位于吊机吊臂下方，通过控制压载单元，使得水在第一压载水舱与第二压载水舱之间输送，以达到第一压载水舱内的水量相对于漂心的力矩和起吊重物相对于漂心的力矩平衡。

9.如权利要求1所述的起重驳船，其中，起重机为固定式起重机或可回转的座底式起重机。