CN107856819A - 浮动船厂及浮动式舰船维修和建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海洋工程装备技术，公开一种浮动船厂及浮动式舰船维修和建造方法。该浮动船厂及作业方式可以在海上对多艘舰船进行整体维修或建造。该浮动船厂采用一种扁平式的浮体结构，以开放式缺口形成的港池，在港池两侧设立多吊点联合提升装置，提升装置配有兜底式吊具，可实现将舰船整体快速提升出水至上甲板或降下入水作业，分布式联合提升可消除整体起吊对船体的破坏性载荷。在甲板上铺设移动轨道和起吊设备，可使上甲板具备类似陆地船台的功能。浮动船厂可以在外部海域，实现对多艘舰船进行整体出水的维修或修造。

Description

浮动船厂及浮动式舰船维修和建造方法

技术领域

本发明涉及海洋工程装备技术，尤其涉及一种可以在海上进行船舶维修和建造的浮动船厂及浮动式舰船维修和建造方法。

背景技术

目前舰船维修的方式主要有以下几种：

1、码头维修，故障、损伤的船舶停靠在船厂码头，依托船厂的人力和物资资源，对故障受损船舶进行维修作业。以靠泊码头维修的方式，可进行水线以上船体缺陷的修复工作，可对船体内部和甲板上的机器设备和系统进行维护和修理，缺点是对水下部分的设备及船体结构无法维修作业。

2、干船坞维修，干船坞是一种三面接陆一面临水的地面建筑，其基本组成有坞口、坞室和坞首。坞室用于维修、建造船舶，在坞室的底板上设有支承船舶的龙骨墩和边墩。舰船进入船坞之后，将船坞内的水排干后，舰船坐落在坞墩上开展维修作业。在干船坞内可以对舰船进行全面的维修作业。其缺点是，干船坞是一种固定的地面建筑，只能在固定的地点，无法移动作业。

3、浮船坞维修，浮船坞是一种用于维修、建造船舶的工程船舶，它不仅可用于维修、建造船舶，还可用于打捞沉船，运送深水船舶通过浅水的航道等。浮船坞两侧的坞墙和船坞底均为箱形结构，设有若干个封闭的水舱和庞大的压载水系统，通过水舱的注水和排水，使船坞沉浮，实现把舰船托举离开水面或放回水面的功能。浮船坞具有巨大的托举能力和甲板承载能力，可以把大、中型船舶整体托举出水面，有利于舰船进行水下部分的检查、保养和维修，有利于推进器、舵以及其他水下装备的检修和更换，非常适合大、中型船舶的维修和建造作业。然而，浮船坞也有自身的缺点，其对水深、风和浪有一定的要求，只适合在近岸和封闭海域使用；因为压载水舱数量大，控制系统复杂，在浮、沉作业过程中一旦系统故障或者操作失误，浮船坞自身安全存在很大风险；上浮、下沉的作业时间长，且一个作业周期只能沉、浮一次，无法进行多条舰船交叉维修、建造作业；浮船坞航行能力较差，因其湿表面积很大、航行阻力很大、航向稳定性差，航速较小，且对作业海域的海况要求较高，不适合开赴深、远海域作业。

4、半潜船的工作原理与浮船坞类似，利用自身储备浮力变化产生巨大的托举力，将大、中型船舶托举出水面并运送至目的地。半潜船是一种单纯运输功能大型船舶，不适合舰船的维修、建造作业。

以现有技术和装备，在海上对舰船进行临时维修和抢救性维修，目前能力是有限的，尚无较好的维修平台和维修方式，海洋工程领域一直致力于寻找一种能在外海进行工厂级维修的快捷有效的解决方案，至今尚无突破性进展。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的是为舰船在海上进行综合性维修、建造，特别是可为多艘舰船在远海进行快速工厂级的维修、建造提供一种解决方案和基础平台。

本发明一方面提供一种浮动船厂，用于实现对舰船进行整体出水维修作业、建造作业以及/或者靠帮作业，所述浮动船厂包括浮体平台及船舶升降装置；所述浮体平台整体呈扁平形态，所述浮体平台具有缺口形港池，所述浮体平台上甲板为船台作业面；所述船舶升降装置安装于所述港池的两侧。

以上所述浮体平台可选择为航岛式水上浮体平台或驳船式水上浮体平台等扁平式浮体结构形式。本领域技术人员应该理解的是，浮体形式在本领域中还有多种选择，并不以此为限，若浮体平台符合扁平状外形并以大水线面为承载原则，皆应属于本发明创意下对“浮体平台”的所定义的范围内。应该理解的是，“所述浮体平台上甲板”也有可能被上部建筑物覆盖，因此，这里所指并非特指整个平台的最顶部甲板，正常理解应该是，这是该平台高于水面的一主甲板，且该甲板可以承重，能用于重载施工。

根据本发明实施例，所述浮体平台包括整体式大水线面浮体或者多个分散式大水线面浮体。

根据本发明实施例，所述缺口形港池是顶部以及/或者底部开放，内部无结构物，且一侧为一个开放面的三侧围成的空间；所述缺口形港池可整体位于所述浮体平台内，或者所述缺口形港池以及围成其的外围部分向外凸出一定距离。

根据本发明实施例，其中所述港池具有一个开放口、两个侧边以一个内边；所述船舶升降装置包括多个联合作业的卷扬装置，在所述港池的两个侧边设置，所述起吊装置包括兜底式吊具。

根据本发明实施例，其中多个所述起吊装置均安装有水平行走系统。

根据本发明实施例，其中还具有可移动托架，所述可移动托架有多个托底件以及移动机构。

根据本发明实施例，其中所述兜底式吊具包括柔性吊带。

根据本发明实施例，其中所述港池中线对齐其所处的所述浮体平台侧边的中线，所述港池宽度小于或等于其所处侧边整体宽度的1/2，所述港池长度小于或等于所述浮体平台长度的1/3。

根据本发明实施例，其中所述上部甲板船台作业面有可移动起吊装置及相应的轨道。

根据本发明实施例，其中所述浮体平台上甲板下方是车间及多个功能舱室区，所述区域上方有缺口，可移动起重装置位于所述水平缺口与所述作业面之间，以便于在所述功能舱室与所述作业面之间进行物件运输。

根据本发明实施例，另一方面提供一种浮动式舰船维修和建造方法，包括步骤：

配置一个整体呈扁平形态的浮体平台；

在所述浮体平台形成至少一个缺口形港池，以供舰船驶入；

在所述浮体平台形成高于水面的作业面；

在所述港池的水面与所述作业面之间安装船舶升降装置，在所述港池的水面与作业面之间进行舰船的升降；

在所述作业面对舰船进行维修和建造。

本发明提供一种综合性浮动工程平台，可供舰船在外海直接靠泊而进行维修，还可把舰船整体吊离水面放至主甲板，进行船台级维修作业，还可在外海形成一定舰船建造能力。

多个所述起吊装置均安装有水平行走系统，以便于带动多个所述起吊装置在所述作业面上进行水平移动。

根据本发明前述任一实施例，其中还具有托底式载船装置，所述载船装置具有多个托底件以及移动机构，多个所述托底件可拆装地连接于所述移动机构，以承载所述船舶升降装置中的船舶，以在所述作业面承载和移动船舶。

根据本发明前述任一实施例，其中所述兜底式吊具包括柔性吊带，以多个所述柔性吊带兜裹船舶底部。

根据本发明前述任一实施例，其中浮动船厂主体结构为一种呈扁平形态的浮体，其为浮动船厂提供浮力，为平台上面修造的舰船提供稳定的刚性支撑，可为多艘舰船同时进行修造提供作业场地和空间，具备同时开展多条舰船交叉作业的能力。

根据本发明前述任一实施例，其中浮动船厂有足够大的主尺度和承载能力，平台舷侧可供舰船直接靠泊，利用舷侧起吊装置形成舰船靠泊维修能力。

根据本发明前述任一实施例，其中浮动船厂具有开放缺口以形成港池形态，可容纳相应大小的各类舰船进入，为舰船(包括潜艇)提供封闭、稳定及双侧约束的靠泊条件，可以在港池内进行相关作业和维修。

根据本发明前述任一实施例，其中在港池的双侧设有对称的起吊装置，对称的起吊装置数量大于两个，起吊装置具有联动控制系统，采用同步联合作业，加上兜底式吊具，可大幅度减小起吊对船体的总体和局部载荷，将舰船从水面快速安全地提升至主甲板上，上层甲板即可发挥船台功能。

根据本发明前述任一实施例，其中在港池的上方架设有跨越港池缺口上方的可移动的托底装置，当舰船被吊至平台主甲板以上高度时，托底装置能移动至舰船底部，从下方承接住舰船，并可将舰船拖移至相应位置。

根据本发明前述任一实施例，其中港池两侧及主甲板上选择都铺设有轨道，为可移动式托底装置承载舰船的质量载荷提供支撑和移动条件。

根据本发明前述任一实施例，其中浮动船厂的主甲板上方可选择设立有可移动式作业起吊装置(龙门吊)，来配合完成舰船修造时的起重、吊物作业。

根据本发明前述任一实施例，其中浮动船厂主体结构主甲板下方设有维修/建造所需的各类功能舱室(包括厂房/车间)，主甲板上设有开放式舱口，通过主甲板起吊装置，形成下部功能舱室与上部甲板之间材料、设备、物品的起重转运能力。

根据本发明前述任一实施例，其中浮动船厂配备有相应的航行推进装置，可具备较好的全向航行能力和动力定位能力，其航速能做到大于10节。

如需要浮动船厂具备抗损毁、抗打击、不翻沉特殊能力(军事应用)时，可将满载水线以下的舱室设为实芯舱，舱室破损对浮力和稳性几乎没有影响，可具备强大的生存能力。

浮动船厂可选择设有各类功能舱室，借此获取远海直接靠泊的快速综合保障补给能力。

根据本发明前述任一实施例，其中浮动船厂主体结构还可选择为桁架式结构，以此获得相应的结构强度优势。

由上述技术方案可知，本发明实施例提供的浮动船厂及浮动式舰船维修和建造方法的优点和积极效果在于：

其中的浮动船厂采用扁平式浮体结构，能够提供极大的浮力和甲板承载能力，具备很强的稳性(心)恢复能力。扁平式浮体结构具有宽大的甲板面积提供很大的作业空间，可同时承载多条舰船的维修、建造作业，大大提高作业效率。

本发明实施例提供的浮动船厂，主甲板之下可设置大量舱室，可同时满足工作人员生活、设备及零部件存储、生产加工车间、原材料仓库等功能的需要。

本发明实施例提供的浮动船厂，以缺口式港池，为舰船在港池靠泊，以及将舰船整体吊离水面提供有利条件。

本发明实施例提供的浮动船厂，船舶升降利用兜底式起吊方式进行，可以让舰船受力更均匀，起吊过程更平稳、更安全。

本发明实施例提供的浮动船厂，采用整船起吊方法，与沉浮托举法相比，系统更简单、操作更简便，对船员专业能力要求降低，且可实现多条舰船的轮流起吊和放下水面，相互作业周期不受影响。整船起吊法更易于控制和管理，可多艘舰船交叉作业，效率更高。

本发明实施例提供的浮动船厂，采用可移动的托底装置，加上铺设在主甲板上的轨道，可以将舰船从港池上方移动至主甲板的任意位置，大大提高甲板面积的使用效率，为多艘舰船同时维修、建造交叉作业提供保障。

本发明实施例提供的浮动船厂，在上甲板上选择设立的大型龙门吊车，使在平台上进行大型钢结构件作业和舰船大型设备吊装成为可能。

本发明实施例提供的浮动船厂，浮动船厂创造了一个类似于陆地船厂的作业环境和作业条件，并且可以自主航行至深、远海进行长期舰船维修、和建造作业。

本发明实施例提供的浮动船厂，其中的浮体平台在水平方向上的长度(L)和宽度(B)，均可达到等于或大于水上浮体平台空载时重心距离静水面高度(H)的4倍，整体是一种扁平状外形，保证水上浮体平台具有良好的“稳性”。

术语解释：

“航岛式水上浮体平台”，特指以公开号为：CN107097914A，名称为大型水上浮式结构中国专利，或者，公开号为：CN1657360A，名称为一种超大型桁架式海上浮动平台中国专利的结构型式构建的可航行的人工浮岛。

其中所谓“航”，是指其具有5节以上的自主航行能力。

其中所谓“岛”，包括至少3个基本要素：

1、有常规浮体不易实现的超大尺度。由于其整体结构型式可以用刚体来进行设计，因此主尺度有能力实现大于500米；

2、有常规浮体不易实现的高稳定性。其在6级海况环境下，80％浪向的摇摆运动响应小于1度。

3、有常规浮体不易实现的确定的安全性(主要针对海上人命安全)。在可预报的最严酷海况和有记录的严重事故条件下，具有确定性的不翻沉能力。

“条状浮体”指纵向方向尺寸远大于横向方向尺寸的水密壳体。其对水上浮式结构提供必要浮力，所谓必要浮力，是指能够使得浮式结构漂浮于水面上所需的浮力。

“满载状态”指水上浮式结构最大装载时的状态。

“上部结构”指为了形成水上浮式结构的整体结构所需设置的远离水面、在正常状态下大风浪中不允许被波浪触及的空间结构部件。上部结构可以为框架结构或者箱体结构。其上部可以是甲板，其内部可以是作业舱、居住舱、各种功能舱室等。

“最大波高”：不同的水域最大波高是不同的，相同水域的统计数据也不尽相同。本发明所说的最大波高是指，适用水域各设计参考文献中所示最大的最大波高。

“轻质不吸水材料”：是指比重轻于水并且吸水率很低的材料。当用其填满浮体后，浮体的任意破舱不会损失浮力，因此，破损稳性基本等于完整稳性。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂的俯视结构示意图。

图2是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂的升船及移船作业状态俯视结构示意图。

图3是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂的升船及移船作业状态侧视结构示意图。

图4是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂的准备升船状态的后视结构示意图。

图5是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂在升船状态中的后视结构示意图。

图6是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂完成升船后的后视结构示意图。

图7是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂的单侧起吊装置结构示意图。

图8是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂的载船装置一端结构放大示意图。

图9是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂的另一状态俯视结构示意图。

图10是根据一示例性实施方式示出的另一种浮动船厂的俯视结构示意图。

图11是根据一示例性实施方式示出的另一种浮动船厂的升船及移船作业状态俯视结构示意图。

图12是根据一示例性实施方式示出的另一种浮动船厂的移船作业状态一侧视结构示意图。

图13是根据一示例性实施方式示出的另一种浮动船厂的移船作业状态二侧视结构示意图。

图14是根据一示例性实施方式示出的另一种浮动船厂的准备降船状态的后视结构示意图。

图15是根据一示例性实施方式示出的另一种浮动船厂在降船状态中的后视结构示意图。

具体实施方式

现在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将全面和完整，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。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。

根据本发明的实施方式，提出了一种浮动船厂及在外海采用整体出水方式对舰船进行修造作业的方法，可实现将舰船整体快速提升出水至上甲板(及反向作业)，提出的起吊装置以及起吊方法可消除整体起吊对船体的破坏性载荷。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。

概述

现有的舰船维修设施，针对船舶或类似水上浮体，均不能在远海进行快速的工厂级维修、建造。目前看主要难点主要在于，一是缺少可适航的超大型浮动平台；二是在水上平台上无法配置针对船舶的大型起吊或运载设备；三是在水上平台上不能提供可供船舶维修和其他施工的离水作业面。目前没有平台可在满足适航条件下，并能配置船舶工厂级维修所需的大型起吊设备(千吨级甚至万吨级起吊能力)，同时没有平台可以提供适合的离开水面的作业船台。

目前的普通船舶或半潜式海上平台均不适合用做水上舰船维修设施的载体，主要原因在于普通船舶稳性冗余不足，而且尺度受限；半潜式海上平台由于对载荷变化很敏感，导致其承载性不好。

本发明人发现，可以选择以扁平形态大水线面浮体平台为载体，这种扁平形态大水线面浮体平台稳性冗余充足，对载荷变化不敏感，且承载性很好。该水上浮式平台在水平方向上的长度(L)和宽度(B)，均可选择为等于或大于水上浮体平台空载时重心距离静水面高度(H)的4倍，整体是一种扁平状外形，保证水上浮式平台具有良好的“稳性”。具体示例中，浮体平台可选择为航岛式水上浮体平台或驳船式水上浮体平台等扁平式浮体结构形式。

利用浮体平台上述特性，可以在扁平形态浮体平台形成缺口形港池，得以配套与港池配合的升降装置。扁平形态浮体平台上甲板还可以提供适宜作为作业船台的空间。同时，甲板下部可以具有加工车间及功能舱室，可以在甲板上形成开放空间或开口通向下侧加工车间及功能舱室，通过上部甲板的起吊设备可实现甲板上、下方作业区之间的重物转运。如此便可以在外海实现对多艘舰船进行整体出水式维修或修造。

本发明实施例还可以认为是提供了一种浮动船厂，扁平式浮动平台结构能够提供极大的浮力和甲板承载能力，具备很强的稳性(心)恢复能力。宽大的甲板面积提供很大的作业空间，可同时承载多条舰船的维修、建造作业，大大提高作业效率。主甲板之下可设置大量舱室，可同时满足工作人员生活、设备及零部件存储、生产加工车间、原材料仓库等功能需要。还可实施缺口式港池，为舰船在港池靠泊，以及将舰船整体吊离水面提供有利条件。

本发明以开创性思维，在扁平式浮动平台上开设缺口形港池，并配套船舶的整体起吊装置，以此能在海上平台上对大型船舶进行整体起吊，这在现有技术人员的惯常思维中是不可想象的，突破了一般船舶设计人员的惯性思维。以本发明提供的上述技术思路，可以在外海上实施舰船整体快速提升出水至上甲板或降下入水作业，可使浮动平台上甲板具备类似陆地船台的功能。多用途浮动船厂可以不受海况影响，在外部海域实现对多艘舰船进行整体出水的维修或修造。能在外海直接对事故船舶进行维修，可直接挽回巨额经济损失。并且，还能在外海开展船舶或海上平台的建造活动，是一种移动式船厂，可直接在有需求地点开展建造活动，避免船舶或海上平台的运输环节，能做到快速部署与使用。同样可大大节约成本投入，同入提高了产品的竞争力。

本发明实施例提供的浮动船厂创造了一种类似于陆地船厂的作业环境和作业条件，并且可以自主航行至深、远海进行长期舰船维修和建造作业。

上述所称大水线面浮体平台还可以选择是分散式大水线面浮体，例如分散式多浮体水上平台，代表型式例如航岛式水上浮体平台；也可以是整体式大水线面浮体，例如平底驳船。本领域技术人员应该理解的是，浮体形式在本领域中还有多种选择，并不以此为限，若浮体平台符合扁平状外形并以大水线面为承载原则，皆应属于本发明创意下对“浮体平台”的所定义的范围内。

在介绍了本发明的基用本原理之后，下面具体介绍本发明的各种非限制性实施方式。

示例性设备一

图1是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂的俯视结构示意图。图2是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂的升船及移船作业状态俯视结构示意图。图3是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂的升船及移船作业状态侧视结构示意图。

参照图1至图3所示，本实施例提供一种浮动船厂，可用于在外海实现对舰船进行整体出水维修作业、建造作业以及/或者靠帮作业。浮动船厂主要包括浮体平台1、作业起吊装置2和船舶升降装置5，以便于能同时对多艘船舶3进行维修作业或建造作业。

如图所示，浮体平台1整体呈扁平形态，此例中浮体平台1为航岛式水上浮体平台结构，浮体平台1形成有缺口形港池10，浮体平台1的上甲板110可为船台作业面。上甲板110上方配置有可移动式作业起吊装置2(龙门吊)，以配合完成舰船修造时的起重、吊物作业。而船舶升降装置5选择安装于港池10的两侧。上甲板110还可布置有轨道7，以便于在船舶升降装置5或载船装置6在轨道上水平移动船舶3至相应的船台作业区。该浮动船厂可为多艘舰船同时进行修造提供作业场地和空间，具备同时开展多条舰船交叉作业的能力。

本发明实施例中，港池10选择形成在浮体平台1一侧边，形成从外侧向浮体平台1内凹入的结构，且具体实施例中，港池10配置形成在浮体平台1长度方向(外表尺度中更大的方向)的一端头，且港池10底部和顶部均留空。港池10长度方向与浮体平台1长度平行对齐。具体地，港池10中线可选择对齐其所处的浮体平台1侧边的中线，港池10宽度选择小于或等于其所处侧边整体宽度的1/2，港池10长度小于或等于浮体平台长度的1/3，以此避免港池10对于浮体平台1的结构造成实质影响。港池10可容纳相应大小的各类舰船进入，为舰船(包括潜艇)提供封闭、稳定及双侧约束的靠泊条件，可以在港池内进行相关作业和维修。

一种实施例中，港池10的开放口位置，还可以选择配置有一个或多个活动连接梁。比如在浮体平台1的底部、中部和上部均配置一个活动连接梁。活动连接梁的两端可拆装地固定连接在港池10两侧的结构梁上，还可以使用液压缸或其他动力装置对活动连接梁的收放动作进行驱动。活动连接梁可以连接港池10两侧的结构梁，避免港池10两侧的结构因为船舶升降作业的起重反向水平分作用力而向外侧变形。或者另一种实施例中，在船舶进入港池后，准备升船作业前，活动连接梁的两端在固定后，还可以将港池10两侧向内施加一定预紧力。

参照图3所示，本发明实施例中浮体平台1以航岛式水上浮体平台结构为例进行说明，浮体平台1主要包括上甲板11、中间连接结构12和下部多浮体13。该浮体平台1在水平方向上的长度(L)和宽度(B)，均可达到等于或大于浮体平台1空载时重心距离静水面高度(H)的4倍，整体是一种扁平状外形，保证浮体平台1具有良好的“稳性”。

应当理解的是，上部功能舱11也可选择由箱体结构与框架式结构两种搭配组合而成。比如在框架式结构中加入纵向或横向板梁，以进一步提高结构强度。当然也可以在箱体结构为主的结构中，加入各种立柱及横梁进行加强。再比如上部功能舱11中部采用框架式结构，而外周及或底层采用箱体结构。

本发明实施例的上部功能舱11内形成的多个舱室可作为生产车间，并且在生产车间舱室的至少一侧，还可以配置一个起吊转运区，这个转运区可位于上部功能舱11一端，在该转运区选择配置可移行的作业起吊装置等起吊转运装置，起吊转运区可与生产车间舱室位于同一水平面上，而作业起吊装置可配置在上甲板110上，或者起吊高度大于上甲板110。以此，可在生产车间舱室进行室内作业，为一些对环境要求高的精密设备提供运行环境，有利于本发明实施例的浮动船厂用途的综合扩展。

上部功能舱11可以是整体在使用水域的最大波高之上，上部功能舱11若为多层分区的舱室结构情形下，至少中部以下的舱室正常情况下是密封的，或者是可以密封的设计，也就是设计为可气密隔舱。可参照目前的船舱结构。这样，假如遇到极端情况，即使下部多浮体13失效时，上部功能舱11仍能保持自浮。

上部功能舱11通过中间连接结构12连接在多浮体13的各浮筒之上。中间连接结构12可选择为多个立柱，也可以选择为桁架式支撑柱；立柱形式可以提供一定储备浮力，且立柱形式更便于建造、维护以及使用。还可在中间连接结构12内安装电梯或楼梯等运输设备，以便向上部结构进行人员或物资的运输。

图3是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂的升船及移船作业状态侧视结构示意图。图4是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂的准备升船状态的后视结构示意图。图5是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂在升船状态中的后视结构示意图。图6是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂完成升船后的后视结构示意图。

如图3至图6所示，下部多浮体13的一实施方式中，下部多浮体13包括多个条状浮筒，进一步地，可包括至少四个或四个以上的条状浮筒，这些条状浮筒可以间隔一定距离的平行布置，在港池10两侧的浮筒数量相同。总体需求是，各浮体排水体积之和大于所述浮体平台1满载状态时的排水体积，以保证该浮体平台1在空载状态还是满载状态，吃水线总位于下部多浮体13的高度范围内。以此实现为对载荷变化不敏感的超大水线面浮式结构，提供较高的载重能力。

如图1至图6所示的实施方式中，多个条状浮筒均以纵向顺浮体平台1的纵向排布，间隔一定距离的平行布置。当然，下部多浮体13可由多个浮筒组合成各种形状各异的形式，也可由不同形状纵横相交的浮体组成一个下部多浮体13，只需各浮筒留出适当的间隔以消除波浪作用即可。

各浮筒可主要由多个纵横加强结构以及外壳板架组成水密壳体。结构需要保证水密性和强度。单个浮筒断面的最大高度尺寸可选择为小于适用水域最大波高尺寸的1/2，最大宽度尺寸可选择为不大于断面最大高度尺寸的2倍；下部多浮体13各相邻浮筒之间的净间距可选择为大于相邻两个浮体中宽度尺寸较大的浮筒的断面宽度尺寸的0.5倍。

浮体总体积小，并分散成较多相对于设计波高为小尺寸的浮体，有利于减小波浪对浮体平台1的作用载荷。进一步地，各浮筒排水体积之和选择等于或小于浮体平台1满载时全重的等量水体积的2倍。使得浮体平台1静吃水线大致位于各浮筒上半部分。一种选择是，浮体平台1的可变载荷对应的排水体积小于或等于各浮筒的总体积的1/4。在此范围内，能平铺尽量多的浮体，增加浮体平台1载重。

多浮体最外侧的若干个浮筒内较佳填充有轻质不吸水材料311，例如聚苯乙烯泡沫塑料，填充浮筒提供的总浮力为整个浮体平台1自重相当的排水量的约1.1倍。使得浮体平台1在碰撞、触礁造成浮体外壳破损的情况下，填充浮筒仍能不丧失浮力，使得浮体平台1结构不会因为浮体失去浮力而倾覆或沉没，具有很大实用价值。

另外，中间连接结构12的各个浮体也可填充有轻质不吸水材料，以确保其破损不进水，仍能提供复原力矩，可以选择全部填充有轻质不吸水材料，也可以对应于浮筒的情形，只是在外周侧的浮体式连接结构中填充有轻质不吸水材料，如此可以大大提高浮体平台1的安全性。

本发明实施例的大型浮体平台1，其中间连接结构12与下部多浮体13配合，形成相对于波浪的变水线面浮体结构，有效降低波浪载荷。本发明实施例的浮体平台1设置中间连接结构12，可在浮体之间形成大区域的无障碍水面作业空间。

本发明实施例中，浮体平台1还配备有驱动装置及方向控制装置，具体可在各浮筒上布置多个推进器，这些推进器可以是全回转推进器。在需要规避极限海况时，浮体平台1可进行转向与快速航行，航速可达到10节以上；多个全回转推进器联合作用，还可以实现动力定位功能。

本发明实施例中提供的大型浮体平台1，包括整体刚性的上部功能舱11，中间连接结构12以及下部多浮体13，总体上可以类比为一个工字形断面。上部结构可等效为工字形断面的上翼缘；下部多浮体13等效为工字形断面的下翼缘，中间连接结构12等效为工字形断面的腹板。通过合理的结构设计，比如，下部多浮体13断面面积以及上部功能舱11断面面积对浮体平台1中和轴的横断面惯性矩的贡献大致相当，下部多浮体13断面自身的惯性矩以及上部功能舱11断面自身的惯性矩大致相当，可以将本浮体平台1结构的中和轴设计在浮体平台1结构中部位置，使得上部功能舱11、下部多浮体13(钢材)均最大效率的发挥作用，以最小的钢材使用量获得最大的强度(包括抵抗拉、压、弯、剪、扭转等联合作用)，大大提高结构材料(钢材)的利用率。港池10虽配置在浮体平台1一端，但由于浮体平台1具备很强的稳性(心)恢复能力，稳性冗余充足，并且由于将下部多浮体13设计为散式大小线面结构，具有对载荷变化不敏感的优势，即使起吊或放下大吨位船舶或浮式物时，浮体平台1仍具备高于一般船舶的稳性(心)恢复能力。

如图1、图2所示，港池10具有一个向外的开放口、位于开放口两侧的两个侧边以一个内侧的内边。多个船舶升降装置5配置在港池10两侧的上甲板110上，图7是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂的单侧起吊装置结构示意图。如图7所示，船舶升降装置5包括多个联合作业的卷扬装置，起吊装置5均配有兜底式吊具，兜底式吊具包括柔性吊带。港池10两侧还可配置有向上甲板110内侧延伸的轨道7，以便于完成起吊后将船舶3移送至上甲板110的作业船台区。

如图4至图6所示，在船舶升降作业中，采用分布式起吊，针对不同吨位的船舶3，可配置不同数量的船舶升降装置5。可以是，针对吨位越大的船舶3，配置的船舶升降装置5数量越多，船舶升降装置5间的间隔也可以设置为越小。多个船舶升降装置5共同起吊，便可以将最大万吨级船舶3从港池10底部的水面起吊到上甲板110高度。每个升降装置5的负荷要求不高，同时对底座结构承力要求较分散。

升降装置5可以具有联动控制系统，采用同步联合作业，加上兜底式吊具，可大幅度减小起吊对船体的总体和局部载荷，将舰船从水面快速安全地提升至上甲板110上，上甲板110即可发挥船台功能。

一种实施例中，多个起吊装置5可选择均安装有水平行走系统，在完成船舶3起吊后，可直接在轨道7上直接移动以将船舶3移送至上甲板110的作业船台区。

图8是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂的载船装置一端结构放大示意图。

另一种实施例中，如图2、图8所示，轨道7上还可选择配置有多个载船装置6，在本实施例中轨道7均配置于起吊装置5内侧，或者说起吊装置5配置在轨道7外侧。如图8所示，载船装置6主体可移动地横跨在两条轨道7上，两条轨道7分别位于港池10两侧上甲板110上。载船装置6主体可为高度较低的承力梁式结构。载船装置6底部具有多个轨道滚轮，以在轨道7上进行限位移动。至少一对轨道滚轮可设置为动力滚轮，可以配置动力装置61来驱动滚轮，以实现载船装置6可控移动。

如图8所示，载船装置6主体顶面的两侧还可以对称设置有至少一对支撑杆62，以便于在两侧对船舶3进行支撑，保持船舶3的稳定。支撑杆62主体可选择为一液压缸，或者可通过液压缸伸缩调节支撑力。支撑杆62自由端部配置一个垫板，垫板对应船体的一面可配置为橡胶这类软质材料，减少硬接触损伤的同时增加摩擦力。同时支撑杆62下端可枢转地连接在载船装置6，可通过另一液压缸或一组液压缸来控制其撑起角度。载船装置6可配置一个向下的凹槽，以便于支撑杆62可以向内收折。

如图6所示的状态，起吊装置5将船舶3提升到高于上甲板110一定高度后，港池10外侧的多个载船装置6可以顺轨道7移至船舶3底部，多个载船装置6可以在船舶3底部间隔布置，根据船舶3的重量分布进行均匀支撑。载船装置6上可以利用船墩等托底件来对船舶3底部进行支撑。起吊装置5便可以将船舶3完全放置在多个载船装置6上，多个载船装置6上的支撑杆62还可从外侧对船舶3进行固定。之后各个兜底式吊具便可以取出。

如图1至图3所示，多个载船装置6载着船舶3顺轨道7在上甲板110移动时，可利用船舶3移动方向前侧的牵引机4来对船舶3进行直接牵引，以克服超大自重的船舶3的巨大惯性。各载船装置6的动力装置61可以提供一定的助动驱动力，也可以选择以随动的方式进行移动；或者选择在多个载船装置6中仅启动部分动力装置61；当然，载船装置6还可以提供制动力，以便于船舶3最终停放在指定位置。

图9是根据一示例性实施方式示出的一种浮动船厂的另一状态俯视结构示意图。如图9所示，上甲板110还可以布置多组横向轨道7，以便于各载船装置6可以载着船舶3横向移动。对应横向轨道7，一种方式是，可以在轨道交接点将各载船装置6进行临时支撑，之后将各载船装置6的轨道滚轮转向到横向轨道；之后撤去临时支撑进行横向移动。或者，可以选择使多个设置有横向移动滚轮的载船装置6与原载船装置6在临近交接点的位置进行交接；交接方式可以是载船装置6主体可以主动支撑地或被动支撑地变换定位高度，可以利用相互之间的高度差转换进行移载。

如此，利用载船装置6与纵向轨道与横向轨道的配合，便可以将船舶转载至上甲板110的各个位置，或者从各个位置转载至港池10完成下水，以充分利用上甲板110的面积进行维修或建造作业。

本发明实施例提出了可以在海上对多艘舰船进行整体修造的浮动船厂及作业方式。该船厂是一种采用扁平式的浮体结构，浮体平台以航岛式水上浮体平台结构为例进行说明，以开放缺口形成港池，在港池两侧设立多吊点联合提升装置和配有兜底式吊具，可实现将舰船整体快速提升出水至上甲板(及反向作业)，可消除整体起吊对船体的破坏性载荷。在甲板上铺设移动轨道和起吊设备，可使上甲板具备类似陆地船台的功能。甲板下部具有加工车间及功能舱室，在甲板上具有开放空间或开口，通过上部甲板的起吊设备可实现甲板上、下方作业区之间的重物转运，可以在外部海域形成具备对多艘舰船进行整体出水修造能力的浮动式船厂。

港池可以利用兜底式起吊方式，可以让舰船受力更均匀，起吊过程更平稳、更安全。

本发明实施例提出的整船起吊方法与沉浮托举法相比，系统更简单、操作更简便，对船员专业能力要求降低，且可实现多条舰船的轮流起吊和放下水面，相互作业周期不受影响。整船起吊法更易于控制和管理，可多艘舰船交叉作业，效率更高。

本发明实施例以可移动的托底装置，加上铺设在主甲板上的轨道，可以将舰船从港池上方移动至主甲板的任意位置，大大提高甲板面积的使用效率，为多艘舰船同时维修、建造交叉作业提供保障。

本发明实施例的浮动船厂上设立的大型龙门吊车，使在平台上进行大型钢结构件作业和舰船大型设备吊装成为可能。

示例性设备二

图10是根据一示例性实施方式示出的另一种浮动船厂的俯视结构示意图。图11是根据一示例性实施方式示出的另一种浮动船厂的升船及移船作业状态俯视结构示意图。图12是根据一示例性实施方式示出的另一种浮动船厂的移船作业状态一侧视结构示意图。图13是根据一示例性实施方式示出的另一种浮动船厂的移船作业状态二侧视结构示意图。

如图10至图13所示，本实施例提供了另一种浮动船厂，用于在外海实现对舰船进行整体出水维修作业、建造作业以及/或者靠帮作业。浮动船厂主要包括浮体平台1、作业起吊装置2和船舶升降装置5，以便于能同时对多艘船舶3进行维修作业或建造作业。浮体平台1整体呈扁平形态，浮体平台1具有缺口形港池10，浮体平台1的上甲板110可为船台作业面；上甲板110上方的可移动式作业起吊装置2(龙门吊)，配合完成舰船修造时的起重、吊物作业。船舶升降装置5安装于港池10的两侧。上甲板110还可布置有轨道7，以便于在船舶升降装置5或载船装置6在轨道上水平移动船舶3至相应的船台作业区。该浮动船厂可为多艘舰船同时进行修造提供作业场地和空间，具备同时开展多条舰船交叉作业的能力。

本实施例与前述实施例的区别在于，本实施例中浮体平台1采用平板驳船结构，这种扁平形态驳船结构稳性冗余充足，对载荷变化不敏感，承载性很好。该水上浮式平台1在水平方向上的长度(L)和宽度(B)，均可选择为等于或大于水上浮体平台1空载时重心距离静水面高度(H)的4倍，整体是一种扁平状外形，保证水上浮式平台具有良好的“稳性”。

尽管已经参照某些实施例公开了本发明，但是在不背离本发明的范围和范畴的前提下，可以对所述的实施例进行多种变型和修改。因此，应该理解本发明并不局限于所阐述的实施例，其保护范围应当由所附权利要求的内容及其等价的结构和方案限定。

Claims (10)

1.一种浮动船厂，用于实现对舰船进行整体出水维修作业、建造作业以及/或者靠帮作业，其特征在于，所述浮动船厂包括浮体平台及船舶升降装置；

所述浮体平台整体呈扁平形态，所述浮体平台具有缺口形港池，所述浮体平台上甲板为船台作业面；

所述船舶升降装置安装于所述港池的两侧。

2.如权利要求1所述的浮动船厂，其特征在于，所述港池具有一个开放口、两个侧边以及一个内边；所述船舶升降装置包括多个联合作业的卷扬装置，在所述港池的两个侧边设置，所述起吊装置包括兜底式吊具。

3.如权利要求1所述的浮动船厂，其特征在于，多个所述起吊装置均安装有水平行走系统。

4.如权利要求1所述的浮动船厂，其特征在于，还具有可移动托架，所述可移动托架有多个托底件以及移动机构。

5.如权利要求1所述的浮动船厂，其特征在于，所述兜底式吊具包括柔性吊带。

6.如权利要求1所述的浮动船厂，其特征在于，所述港池中线对齐其所处的所述浮体平台侧边的中线，所述港池宽度小于或等于其所处侧边整体宽度的1/2，所述港池长度小于或等于所述浮体平台长度的1/3。

7.如权利要求1所述的浮动船厂，其特征在于，所述上部甲板船台作业面有可移动起吊装置及相应的轨道。

8.如权利要求1至7任一项所述的浮动船厂，其特征在于，所述浮体平台上甲板下方是车间及多个功能舱室区，所述区域上方有缺口，可移动起重装置位于所述水平缺口与所述作业面之间，以便于在所述功能舱室与所述作业面之间进行物件运输。

9.一种浮动式舰船维修和建造方法，包括步骤：

配置一个整体呈扁平形态的浮体平台；

在所述浮体平台形成至少一个缺口形港池，以供舰船驶入；

在所述浮体平台形成高于水面的作业面；

在所述港池的水面与所述作业面之间安装船舶升降装置，在所述港池的水面与作业面之间进行舰船的升降；

在所述作业面对舰船进行维修和建造。

10.如权利要求9所述的浮动式舰船维修和建造方法，其特征在于，在所述港池两个侧边分别设置有多个起吊装置，以所述起吊装置以兜底式吊具升降船舶。