CN108725702A - 一种集装箱船绑扎桥止振结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集装箱船绑扎桥止振结构，属于船舶与海洋工程建造技术领域，解决了传统绑扎桥易与螺旋桨及主机产生共振现象、易给航运工程及乘员造成种种危害的问题。本发明主要包括设置相邻绑扎桥上的对称的两个方管斜撑支架，方管斜撑支架根部落于主甲板或者落于与甲板固定连接的工字梁上。本发明构思巧妙，结构设计简单、制造容易、制造成本低、施工方便，大幅度降低绑扎失效事件发生概率，安全性极高，所产生的隐形经济价值、社会价值极高；大幅度改善了船员的绑扎作业环境，有效提高了船舶航行安全性和船员舒适性，能广泛应用于船舶与海洋工程建造技术领域。
Description
技术领域
本发明属于船舶与海洋工程建造技术领域，具体地说，尤其涉及一种具有止振功能、高航运安全性能以及能提高绑扎桥使用寿命的集装箱船绑扎桥止振结构。
背景技术
在船舶与海洋工程建造领域中，集装箱船作为三大主力船型之一，其区别于散货船的最大特点便是通过复杂的绑扎系固系统和舱内导轨架，来限制运载集装箱在实船运行阶段受船舶横摇和纵倾产生的位移，进而实现货物单元化、标准化运输的目的。绑扎桥作为绑扎系固系统的重要组成部分，主要作用是通过其上的绑扎眼板，配合花篮螺丝、接长杆等绑扎松散件，将集装箱有效束缚住，并将力传递、分解到本体剪力板和其下方舱口围加强上。
船舶作为一种复杂的弹性结构，在海上航行时，船体结构不可避免地会产生变形和振动。集装箱船作为一种特殊船型，货舱大开口的特点直接影响其结构刚度，现阶段，集装箱船越来越趋于大型化，鉴于此，甲板上需要堆放多层、甚至十几层集装箱，这直接导致绑扎桥的高度越来越高，已由原来的2层、3层高，普遍变为4层高；受视线影响，驾驶室也必须做相应抬高，故上层建筑高度也因此增加；在艏艉方向尺寸不变的情况下，高度抬升带来的后果就是结构刚度的降低、抵抗艏艉方向振动能力的减弱。
绑扎桥结构一般由方管和钢板组成。船舶在海上航行时，当绑扎桥固有频率和螺旋桨及主机产生的激励频率一致或接近时，就会产生共振现象；振动剧烈不仅会导致绑扎松散件紧固程度降低，从而绑扎失效，货物落入海中，还会对绑扎桥根部焊缝造成疲劳破坏，从而对结构安全性造成很大威胁。此外，该共振现象还严重影响乘员舒适性，危害乘员身心健康。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种具有止振功能、高航运安全性以及能提高绑扎桥使用寿命的集装箱船绑扎桥止振结构。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种集装箱船绑扎桥止振结构，相邻绑扎桥之间分别设有与之固定连接、并相互对称的两个方管斜撑支架，所述方管斜撑支架根部落于主甲板或者落于与甲板固定连接的工字梁上。
优选地，所述方管斜撑支架与所述绑扎桥、所述主甲板构成三角式稳定结构，所述方管斜撑支架采用焊接方式与所述绑扎桥、所述主甲板固定连接。
优选地，所述工字梁横跨于所述相邻绑扎桥之间，其与所述甲板焊接固定连接，且所述工字梁上平面与所述甲板上平面在同一水平面上；所述方管斜撑支架与所述绑扎桥、所述工字梁构成三角式稳定结构，所述方管斜撑支架采用焊接方式与所述绑扎桥、所述工字梁固定连接。
优选地，所述方管斜撑支架外设有与之固定连接的防撞导轨装置。
优选地，所述方管斜撑支架与所述绑扎桥之间固定设有至少一根加强方管，所述加强方管为横向加强方管和/或斜面加强方管。
优选地，所述方管斜撑支架、所述加强方管、所述绑扎桥构成的镂空空间采用钢板进行铺设填充。
优选地，所述防撞导轨装置包括分别设置在所述方管斜撑支架两侧的、呈竖直方向设置的两个扁钢，两所述扁钢顶端采用矩形金属片固定成一体，所述矩形金属片末端与所述绑扎桥固定连接，所述矩形金属片上固定设有两固定连接在一起的倾斜矩形金属片，两所述倾斜矩形金属片末端均还与所述绑扎桥固定连接。
优选地，两所述扁钢底端向内折弯呈圆弧过渡设计。
优选地，两所述扁钢与所述方管斜撑支架上的所述钢板之间设有加强筋板，所述加强筋板为横向筋板和/或竖向筋板。
优选地，所述方管斜撑支架根部在所述工字梁所对应的位置处设有加强筋。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明结构设计简单、制造容易、制造成本低、施工方便，其设计构思巧妙，通过对前后绑扎桥进行有效刚性束缚，通过改变其固有频率，使其固有频率大幅度偏离螺旋桨及主机产生的激励频率，从而达到止振目的；本发明大幅度降低绑扎失效事件发生概率，安全性极高，所产生的隐形经济价值、社会价值极高；本发明大幅度提高绑扎桥使用寿命；本发明大幅度改善了船员的绑扎作业环境，减少由于绑扎桥振动产生的方方面面的危害，提高了船舶航行安全性和船员舒适性，能广泛应用于船舶与海洋工程建造技术领域。
附图说明
图1是本发明结构示意图一(无工字钢型)；
图2是本发明图1局部放大图；
图3是本发明结构示意图二(有工字钢型)；
图4是本发明防撞导轨装置侧面结构示意图；
图5是本发明应用俯视结构示意图；
图6是本发明结构强度性能表。
图中：1.绑扎桥；2.方管斜撑支架；3.工字梁；4.横向加强方管；5.斜面加强方管；6.钢板；7.扁钢；8.矩形金属片；9.倾斜矩形金属片；10.横向筋板；11.竖向筋板；12.加强筋；13.集装箱；14.集装箱箱脚。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
一种集装箱船绑扎桥止振结构，相邻绑扎桥1之间分别设有与之固定连接、并相互对称的两个方管斜撑支架2，所述方管斜撑支架2根部落于主甲板或者落于与甲板固定连接的工字梁3上。
优选地，所述方管斜撑支架2与所述绑扎桥1、所述主甲板构成三角式稳定结构，所述方管斜撑支架2采用焊接方式与所述绑扎桥1、所述主甲板固定连接。利用三角形稳定性原理增强止振机构的稳定性能。
优选地，所述工字梁3横跨于所述相邻绑扎桥1之间，其与所述甲板焊接固定连接，且所述工字梁3上平面与所述甲板上平面在同一水平面上；所述方管斜撑支架2与所述绑扎桥1、所述工字梁3构成三角式稳定结构，所述方管斜撑支架2采用焊接方式与所述绑扎桥1、所述工字梁3固定连接。
优选地，所述方管斜撑支架2外设有与之固定连接的防撞导轨装置。防撞导轨装置可以有效对吊装的集装箱进行导向，防止其碰撞止振结构，避免因吊装集装箱影响本发明止振机构达到预期效果。
优选地，所述方管斜撑支架2与所述绑扎桥1之间固定设有至少一根加强方管，所述加强方管为横向加强方管4和/或斜面加强方管5。本设计主要为了增强止振机构的强度和刚性。
优选地，所述方管斜撑支架2、所述加强方管、所述绑扎桥1构成的镂空空间采用钢板6进行铺设填充。本设计同样主要为了增强止振机构的强度和刚性。
优选地，所述防撞导轨装置包括分别设置在所述方管斜撑支架2两侧的、呈竖直方向设置的两个扁钢7，两所述扁钢7顶端采用矩形金属片8固定成一体，所述矩形金属片8末端与所述绑扎桥1固定连接，所述矩形金属片8上固定设有两固定连接在一起的倾斜矩形金属片9，两所述倾斜矩形金属片9末端均还与所述绑扎桥1固定连接。本防撞导轨装置结构设计简单，制造容易，制造成本低，顶端采用尖端设计，很好地起到对集装箱的导向作用。
优选地，两所述扁钢7底端向内折弯呈圆弧过渡设计。底部采用圆弧设计进一步对集装箱起到很好的导向作用。
优选地，两所述扁钢7与所述方管斜撑支架2上的所述钢板6之间设有加强筋板，所述加强筋板为横向筋板10和/或竖向筋板11。筋板设计主要为了增强本发明防撞导轨装置的结构强度和刚性。
优选地，所述方管斜撑支架2根部在所述工字梁3所对应的位置处设有加强筋12。该加强筋的设计能够与其上方的方管斜撑支架的根部进行有效对位，从而保证自上而下的受力的良好传递。
为了改善船员的绑扎作业环境，减少由于绑扎桥振动产生的方方面面的危害，发明该绑扎桥止振结构，将前后两榀绑扎桥进行有效刚性束缚，改变其固有频率，从而大幅度减弱绑扎桥振动。
实施例1：
本实施例包括在相邻绑扎桥1之间分别设有与之固定连接、并相互对称的两个方管斜撑支架2，方管斜撑支架2根部落于主甲板上。因为主甲板下方本来就有支承机构，所以在主甲板上无需另设计支承机构。方管斜撑支架2与所述绑扎桥1、所述主甲板构成三角式稳定结构，所述方管斜撑支架2采用焊接方式与所述绑扎桥1、所述主甲板固定连接。在方管斜撑支架2外设有与之固定连接的防撞导轨装置。方管斜撑支架2与所述绑扎桥1之间固定设有至少一根加强方管，加强方管为横向加强方管4和/或斜面加强方管5。方管斜撑支架2、所述加强方管、所述绑扎桥1构成的镂空空间采用钢板6进行铺设填充。其中，防撞导轨装置包括分别设置在方管斜撑支架2两侧的、呈竖直方向设置的两个扁钢7，两所述扁钢7顶端采用矩形金属片8固定成一体，矩形金属片8末端与所述绑扎桥1固定连接，矩形金属片8上固定设有两固定连接在一起的倾斜矩形金属片9，两倾斜矩形金属片9末端均还与绑扎桥1固定连接，并且两扁钢7底端向内折弯呈圆弧过渡设计。
本实施例一方面可以有效地对绑扎桥进行刚性束缚，达到止振的目的；另一方面，本实施例设计防撞导轨装置可以有效对吊装的集装箱进行导向，防止其碰撞止振结构。设计方管斜撑支架时应充分考虑到布置位置的空间，只有两个集装箱的相邻集装箱箱脚14边缘间距大于等于240mm时才能进行布置；而且方管斜撑支架高度不能高于绑扎桥的绑扎眼板所在平台，以防止其影响集装箱绑扎操作。本实施例刚性足够，能够有效大幅改变绑扎桥固有频率，使绑扎桥避开振动激励频率。对防撞导轨装置的设计，将其直接焊接在方管斜撑支架2或钢板上，上端为尖状，就是从侧面看上端为等腰三角形，下方结构向内折边圆弧过渡设计，确保集装箱起吊或下降的过程中，通过其对集装箱的导向作用，对止振结构不会产生碰撞伤害。
为进一步详细说明本实施例的实际应用效果，以某9400TEU级集装箱船为例。通过有限元分析后，从说明书附图图6可以看出，本实施例产生的最大应力都在许用应力范围之内。所以，本实施例不仅结构强度能够满足要求，而且能够改变绑扎桥固有频率。本实施例能够使绑扎桥的固有频率避开螺旋桨及主机产生的激励频率10％以上，有效达到止振目的。
本实施例结构设计简单、制造容易、制造成本低、施工方便，其设计构思巧妙，通过对前后绑扎桥进行有效刚性束缚，通过改变其固有频率，使其固有频率大幅度偏离螺旋桨及主机产生的激励频率，从而达到止振目的；本实施例大幅度降低绑扎失效事件发生概率，安全性极高，产生的隐形经济价值、社会价值极高；本实施例大幅度提高绑扎桥使用寿命；本实施例改善了船员的绑扎作业环境，减少由于绑扎桥振动产生的方方面面的危害，提高了船舶航行安全性和船员舒适性。
实施例2：
本实施例包括在相邻绑扎桥1之间分别设有与之固定连接、并相互对称的两个方管斜撑支架2，方管斜撑支架2根部落于落于与甲板固定连接的工字梁3上上。因为甲板下方为空，所以需要在甲板上设计工字梁作为支承机构。工字梁3横跨于所述相邻绑扎桥1之间，其与所述甲板焊接固定连接，且所述工字梁3上平面与所述甲板上平面在同一水平面上；所述方管斜撑支架2与所述绑扎桥1、所述工字梁3构成三角式稳定结构，所述方管斜撑支架2采用焊接方式与所述绑扎桥1、所述工字梁3固定连接。在方管斜撑支架2外设有与之固定连接的防撞导轨装置。方管斜撑支架2与所述绑扎桥1之间固定设有至少一根加强方管，加强方管为横向加强方管4和/或斜面加强方管5。方管斜撑支架2、所述加强方管、所述绑扎桥1构成的镂空空间采用钢板6进行铺设填充。其中，防撞导轨装置包括分别设置在方管斜撑支架2两侧的、呈竖直方向设置的两个扁钢7，两所述扁钢7顶端采用矩形金属片8固定成一体，矩形金属片8末端与绑扎桥1固定连接，矩形金属片8上固定设有两固定连接在一起的倾斜矩形金属片9，两倾斜矩形金属片9末端均还与绑扎桥1固定连接，并且两扁钢7底端向内折弯呈圆弧过渡设计。两扁钢7与方管斜撑支架2上的所述钢板6之间设有加强筋板，加强筋板为横向筋板10和/或竖向筋板11。本实施例在方管斜撑支架2根部在所述工字梁3所对应的位置处设有加强筋12。
本实施例一方面可以有效地对绑扎桥进行刚性束缚，达到止振的目的；另一方面，本实施例设计防撞导轨装置可以有效对吊装的集装箱进行导向，防止其碰撞止振结构。设计方管斜撑支架时应充分考虑到布置位置的空间，只有两个集装箱的相邻集装箱箱脚14边缘间距大于等于240mm时才能进行布置；而且方管斜撑支架高度不能高于绑扎桥的绑扎眼板所在平台，以防止其影响集装箱绑扎操作。本实施例刚性足够，能够有效大幅改变绑扎桥固有频率，使绑扎桥避开振动激励频率。对防撞导轨装置的设计，将其直接焊接在方管斜撑支架2或钢板上，上端为尖状，就是从侧面看上端为等腰三角形，下方结构向内折边圆弧过渡设计，确保集装箱起吊或下降的过程中，通过其对集装箱的导向作用，对止振结构不会产生碰撞伤害。
本实施例先对工字梁进行设计，保证其能够顺利与主船体甲板进行焊接，工字梁的上平面与甲板表面在同一水平面上。本实施例工字梁通过增设结构加强筋来增加工字梁强度，并且本实施例在方管斜撑支架2根部在工字梁3所对应的位置处重点设计加强筋12，以保证自上而下的力的良好传递。
为进一步详细说明本实施例的实际应用效果，以某9400TEU级集装箱船为例。通过有限元分析后，从说明书附图图6可以看出，本实施例产生的最大应力都在许用应力范围之内。所以，本实施例不仅结构强度能够满足要求，而且能够改变绑扎桥固有频率。本实施例能够使绑扎桥的固有频率避开螺旋桨及主机产生的激励频率10％以上，有效达到止振目的。
本实施例结构设计简单、制造容易、制造成本低、施工方便，其设计构思巧妙，通过对前后绑扎桥进行有效刚性束缚，通过改变其固有频率，使其固有频率大幅度偏离螺旋桨及主机产生的激励频率，从而达到止振目的；本实施例大幅度降低绑扎失效事件发生概率，安全性极高，产生的隐形经济价值、社会价值极高；本实施例大幅度提高绑扎桥使用寿命；本实施例改善了船员的绑扎作业环境，减少由于绑扎桥振动产生的方方面面的危害，提高了船舶航行安全性和船员舒适性。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种集装箱船绑扎桥止振结构，其特征在于：相邻绑扎桥之间分别设有与之固定连接、并相互对称的两个方管斜撑支架，所述方管斜撑支架根部落于主甲板或者落于与甲板固定连接的工字梁上。
2.根据权利要求1所述的一种集装箱船绑扎桥止振结构，其特征在于：所述方管斜撑支架与所述绑扎桥、所述主甲板构成三角式稳定结构，所述方管斜撑支架采用焊接方式与所述绑扎桥、所述主甲板固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种集装箱船绑扎桥止振结构，其特征在于：所述工字梁横跨于所述相邻绑扎桥之间，其与所述甲板焊接固定连接，且所述工字梁上平面与所述甲板上平面在同一水平面上；所述方管斜撑支架与所述绑扎桥、所述工字梁构成三角式稳定结构，所述方管斜撑支架采用焊接方式与所述绑扎桥、所述工字梁固定连接。
4.根据权利要求1至3所述的一种集装箱船绑扎桥止振结构，其特征在于：所述方管斜撑支架外设有与之固定连接的防撞导轨装置。
5.根据权利要求4所述的一种集装箱船绑扎桥止振结构，其特征在于：所述方管斜撑支架与所述绑扎桥之间固定设有至少一根加强方管，所述加强方管为横向加强方管和/或斜面加强方管。
6.根据权利要求5所述的一种集装箱船绑扎桥止振结构，其特征在于：所述方管斜撑支架、所述加强方管、所述绑扎桥构成的镂空空间采用钢板进行铺设填充。
7.根据权利要求6所述的一种集装箱船绑扎桥止振结构，其特征在于：所述防撞导轨装置包括分别设置在所述方管斜撑支架两侧的、呈竖直方向设置的两个扁钢，两所述扁钢顶端采用矩形金属片固定成一体，所述矩形金属片末端与所述绑扎桥固定连接，所述矩形金属片上固定设有两固定连接在一起的倾斜矩形金属片，两所述倾斜矩形金属片末端均还与所述绑扎桥固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种集装箱船绑扎桥止振结构，其特征在于：两所述扁钢底端向内折弯呈圆弧过渡设计。
9.根据权利要求8所述的一种集装箱船绑扎桥止振结构，其特征在于：两所述扁钢与所述方管斜撑支架上的所述钢板之间设有加强筋板，所述加强筋板为横向筋板和/或竖向筋板。
10.根据权利要求9所述的一种集装箱船绑扎桥止振结构，其特征在于：所述方管斜撑支架根部在所述工字梁所对应的位置处设有加强筋。
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