CN109277710B - 一种大型集装箱船箱脚补强结构及工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型集装箱船箱脚补强结构及工艺方法，包括船体平台板、船体纵壁板、上下两层垫板、补强肘板和面板，所述下层垫板通过角焊固定在集装箱船平台板上，所述上层垫板通过角焊固定在下层垫板上，所述上层垫板下方设有带面板的补强肘板支撑。具体焊接工艺是先将面板对接焊，将面板与上层垫板角焊接，将上层垫板与补强肘板角焊接，将补强肘板与面板角焊接，将下层垫板与平台板角焊接，然后将上层垫板与下层垫板角焊接，将补强肘板与纵壁角焊接。本发明对平台板角隅的过渡形式进行优化，有效降低了平台板角隅处应力集中，改善了平台角隅处的疲劳寿命。面板补强采用相对补强肘板板厚中心线不对称的方法改善了焊接空间，保证了焊接质量。

Description

一种大型集装箱船箱脚补强结构及工艺方法

技术领域

本发明涉及船舶制造技术领域，具体为一种大型集装箱船箱脚补强结构及工艺方法。

背景技术

集装箱船是专门运输货柜的船舶。集装箱又名货柜，因此货柜船又名集装箱货船。集装箱运输在航运业出现于20世纪60年代1960年代。之前，运输同类货物只有用散货船，货物上载及下载十分费时，而集装箱运输船舶的出现，开始了水路运输的一个新时代：集装箱运输令物流速度更快，安全性更高；集装箱轮完全是一种新型的船。它没有内部甲板，机舱设在船尾，船体其实就是一座庞大的仓库，可达300米长，再用垂直导轨分为小舱。当集装箱下舱时，这些集装箱装置起着定位作用，船在海上遇到恶劣天气时，它们又可以牢牢地固定住集装箱。因为集装箱都是金属制成，而且是密封的，里面的货物不会受雨水或海水的侵蚀。集装箱船一般停靠专用的货运码头，用码头上专门的大型吊车装卸，其效率可达每小时1000—2400吨，比普通杂货船高30—70倍，因此为现代船运业所普遍采用。集装箱船是当今社会主要的运输工具之一，而大型集装箱船是当前国际集装箱航运市场的主力船型。在大型集装箱船布置设计时，应考虑货舱布置合理、紧凑。为了提高集装箱船的装箱数，集装箱船通常设计成大开口和狭长的舷侧结构，这样的设计导致船体的水平弯曲、横向强度和扭转效应在整体强度校核中所占的比例明显上升。当前集装箱船的设计惯例是货舱内同时装载ISO标准40英尺集装箱和ISO标准20英尺集装箱。在集装箱船首尾型线收缩位置，为增大装箱量，通常将平台板设计成阶梯形状构造，集装箱与平台板之间的间隙较小，阶梯形状平台构造如图4所示。

现有技术中常规箱脚结构如图5所示，是将平台板分为两个圆弧过渡，将复板直接焊接在平台板上，为了防止圆弧过渡与集装箱干涉，圆弧半径一般比较小，导致平台板角隅处出现严重的应力集中，且平台角隅位置复板和平台板直接焊接的形式对结构疲劳寿命是不利的。采用常规箱脚结构的船舶在运营过程中难免会出现结构变形甚至产生结构裂纹，这无形中增大了船东的后期营运成本，因此有必要提出一种改进的箱脚补强结构及工艺方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型集装箱船箱脚补强结构及工艺方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大型集装箱船箱脚补强结构,包括船体平台板、船体纵壁板、上层垫板、下层垫板、补强肘板和第一面板、第二面板，所述下层垫板通过角焊固定在集装箱船体平台板上，所述上层垫板通过角焊固定在下层垫板上，所述上层垫板下方设有带第一面板、第二面板的补强肘板支撑。

优选的，所述船体平台板在上层垫板下方角隅处设置圆弧过渡。

优选的，所述下层垫板角隅侧圆弧与平台板圆弧平行，且所述下层垫板圆弧与平台板圆弧之间的间隙为20mm-25mm。

优选的，所述下层垫板厚度为25-30mm。

优选的，所述补强肘板板厚为15-25mm。

优选的，所述第一面板、第二面板相对补强肘板板厚中心线不对称。

优选的，所述补强肘板和第一面板、第二面板均采用高强度钢，高强度钢的屈服强度为355MPa。

优选的，一种大型集装箱船箱脚补强结构的焊接工艺，包括以下步骤：

A、先将第一面板和第二面板对接焊，将第一面板与上层垫板角焊接，将补强肘板与上层垫板角焊接，将补强肘板分别与第一面板和第二面板角焊接；

B、然后将下层垫板与船体平台板角焊接；

C、最后将上层垫板与下层垫板角焊接，将补强肘板与纵壁角焊接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明改善了集装箱船首尾型线收缩处平台板的过渡形式，能有效降低平台板角隅位置的应力集中，面板补强采用相对补强肘板板厚中心线不对称的方法改善了焊接空间，保证了焊接质量。

附图说明

图1为本发明结构俯视图；

图2为本发明侧视图；

图3为本发明主视图；

图4为集装箱船平台板阶梯构造示意图；

图5为集装箱船常规箱脚示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种大型集装箱船箱脚补强结构,包括船体平台板1、船体纵壁板2、上层垫板3、下层垫板4、补强肘板5和第一面板6、第二面板7，所述下层垫板4通过角焊固定在集装箱船体平台板1上，所述上层垫板3通过角焊固定在下层垫板4上，所述上层垫板3下方设有带第一面板6、第二面板7的补强肘板5支撑；其中，上层垫板3不直接与船体平台板焊接；船体平台板1在上层垫板3下方角隅处设置圆弧过渡；下层垫板4角隅侧圆弧与平台板圆弧平行，且所述下层垫板4圆弧与平台板圆弧之间的间隙为20mm-25mm。

本发明中，下层垫板4厚度为25-30mm，上层垫板厚度根据具体情况调整。

本发明中，补强肘板5板厚为15-25mm；第一面板6、第二面板7相对补强肘板5板厚中心线不对称。

本发明中，补强肘板5和第一面板6、第二面板7均采用高强度钢，高强度钢的屈服强度为355MPa。

本发明中，一种大型集装箱船箱脚补强结构的焊接工艺，包括以下步骤：

A、在内业阶段将上层垫板3、补强肘板5、第一面板6和第二面板7进行装配，将第一面板5和第二面板6进行对接焊，将第一面板6与上层垫板3角焊接，将补强肘板5与上层垫板角焊接，将补强肘板5与第一面板6角焊接，将补强肘板5与第二面板7角焊接，最终形成小组；

B、在外业定盘阶段将下层垫板4与船体平台板1通过角焊焊接；

C、小组移至外业定盘，将上层垫板3和下层垫板4通过角焊焊接，将补强肘板5与船体纵壁板2角焊接。

使用本发明后，平台板角隅圆弧半径可以适当增大，从而降低平台板角隅处的应力集中。为了预留足够的角焊空间，所述垫板4厚度取为25-30mm，所述第一面板6和第二面板7采用基于补强肘板5板厚中心线不对称的装配方法。承受箱堆载荷的补强肘板5、第一面板6和第二面板7采用高强度钢，高强度钢的屈服强度为355MPa。本发明能有效地改善焊接施工空间，保证焊接质量，并能有效降低平台板的应力集中，提高船体结构的疲劳寿命。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种大型集装箱船箱脚补强结构,其特征在于：包括船体平台板（1）、船体纵壁板（2）、上层垫板（3）、下层垫板（4）、补强肘板（5）和第一面板（6）、第二面板（7），所述下层垫板（4）通过角焊固定在集装箱船体平台板（1）上，所述上层垫板（3）通过角焊固定在下层垫板（4）上，所述上层垫板（3）下方设有带第一面板（6）、第二面板（7）的补强肘板（5）支撑；

所述船体平台板（1）在上层垫板（3）下方角隅处设置圆弧过渡；

所述第一面板（6）、第二面板（7）相对补强肘板（5）板厚中心线不对称；

所述下层垫板（4）角隅侧圆弧与平台板圆弧平行，且所述下层垫板（4）圆弧与平台板圆弧之间的间隙为20mm-25mm；

所述下层垫板（4）厚度为25-30mm；

所述补强肘板（5）板厚为15-25mm。

2.根据权利要求1所述的一种大型集装箱船箱脚补强结构，其特征在于：所述补强肘板（5）和第一面板（6）、第二面板（7）均采用高强度钢，高强度钢的屈服强度为355MPa。

3.实现权利要求1所述的一种大型集装箱船箱脚补强结构的焊接工艺，其特征在于：包括以下步骤：

A、先将第一面板和第二面板对接焊，将第一面板与上层垫板角焊接，将补强肘板与上层垫板角焊接，将补强肘板分别与第一面板和第二面板角焊接；

B、然后将下层垫板与船体平台板角焊接；

C、最后将上层垫板与下层垫板角焊接，将补强肘板与纵壁角焊接。