CN111889921A - 一种沉管隧道的钢壳管节划分方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶技术领域，具体公开一种沉管隧道的钢壳管节划分方法，包括：将沉管隧道的钢壳管节划分成多个钢壳节段，并将钢壳管节的行车道孔设置在钢壳节段内；将钢壳节段划分成一个折角块体和多个平面块体，折角块体上包括多个折角区域，将结构部件焊接在折角区域上。本发明的沉管隧道的钢壳管节能够划分成多个钢壳节段，并且结构部件安装位置明确，通过模块化的划分方式，可以直接以其中一个钢壳节段为主体钢壳节段，再将剩余的钢壳节段逐个焊接在主体钢壳节段上，可以减少布置脚手架和脚手码，降低了焊接成本，提高了加工效率。

Description

一种沉管隧道的钢壳管节划分方法

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种沉管隧道的钢壳管节划分方法。

背景技术

分段造船方法的出现是造船工艺的一个里程碑，船体分段如何划分将直接影响到船舶的整个建造过程，对船舶的建造周期、建造质量以及建造成本都将产生重大影响。在船舶建造过程中，在技术准备阶段以及详细设计阶段初期就需要同时进行分段划分的设计工作，并将分段划分的结果带入详细设计图中。

目前，体积庞大的沉管隧道钢壳管节设计出来后，需要将钢壳管节整体拆分成多个单元来单独制造，以便将多个单元组合成沉管隧道钢壳管节。由于沉管隧道钢壳上需要安装多个船舶结构部件，目前的分段划分方法会带来结构部件安装位置不明确、安装繁琐的问题。并且，将多个单元焊接成整体时，需要多个单元分别焊接成小整体，然后再组合成大整体，焊接成小整体时需要多布置脚手架和脚手码，存在焊接成本高和效率低下的问题。

发明内容

本发明实施例的一个目的在于，提供一种沉管隧道的钢壳管节划分方法，其能够划分成多个钢壳节段，并且结构部件安装位置明确，可以减少布置脚手架和脚手码，降低了焊接成本，提高了加工效率。

为达此目的，本发明实施例采用以下技术方案：

提供一种沉管隧道的钢壳管节划分方法，包括：

将沉管隧道的钢壳管节划分成多个钢壳节段，并将所述钢壳管节的行车道孔设置在所述钢壳节段内；

将所述钢壳节段划分成一个折角块体和多个平面块体，所述折角块体上包括多个折角区域，将结构部件焊接在所述折角区域上。

作为沉管隧道的钢壳管节划分方法的一种优选方案，还包括：

将所述折角块体和所述平面块体分别划分成板单元片体，所述板单元片体上包括多个隔板单元和面板单元，将每个所述隔板单元设置在所述面板单元的同一侧。

作为沉管隧道的钢壳管节划分方法的一种优选方案，所述将每个所述隔板单元设置在所述面板单元的同一侧，包括：

将所述隔板单元通过角缝焊的方式焊接在所述面板单元的同一侧。

作为沉管隧道的钢壳管节划分方法的一种优选方案，还包括：

在所述折角块体与所述平面块体之间设置斜面接口，以使所述折角块体与所述平面块体连接时能够相互提供支撑。

作为沉管隧道的钢壳管节划分方法的一种优选方案，还包括：

将所述钢壳节段的长度设置在12米与18米之间。

作为沉管隧道的钢壳管节划分方法的一种优选方案，还包括：

将所述钢壳节段之间的划分线远离所述钢壳管节的人孔、进舱口、浇筑孔和角隅；

或，将所述折角块体与所述平面块体之间的划分线远离所述钢壳管节的人孔、进舱口、浇筑孔、角隅；

或，将多个所述平面块体之间的划分线远离所述钢壳管节的人孔、进舱口、浇筑孔、角隅。

作为沉管隧道的钢壳管节划分方法的一种优选方案，所述将所述钢壳节段划分成一个折角块体和多个平面块体，包括：

将每个所述钢壳节段用同一条中心线串连，再将每个所述钢壳节段偏离所述中心线设置块体划分线，以使每个所述钢壳节段上相邻的所述块体划分线分离；

依据所述块体划分线将所述钢壳节段划分成一个折角块体和多个平面块体。

作为沉管隧道的钢壳管节划分方法的一种优选方案，所述将每个所述钢壳节段偏离所述中心线设置块体划分线，包括：

将所述钢壳节段按连接顺序分类为奇数类钢壳节段和偶数类钢壳节段；

将所述奇数类钢壳节段向第一方向偏离所述中心线设置第一块体划分线，再将所述偶数类钢壳节段向第二方向偏离所述中心线设置第二块体划分线，所述第一方向和所述第二方向的朝向相反，以使所述奇数类钢壳节段的所述第一块体划分线与所述偶数类钢壳节段的第二块体划分线分离。

作为沉管隧道的钢壳管节划分方法的一种优选方案，还包括：

将所述第一块体划分线与所述中心线的距离设置在0.9米以上，将所述第二块体划分线与所述中心线的距离设置在0.9米以上。

作为沉管隧道的钢壳管节划分方法的一种优选方案，还包括：

将所述钢壳节段的重量设置在600吨以下。

本发明实施例的有益效果为：

通过将沉管隧道的钢壳管节划分成多个钢壳节段，并将钢壳管节的行车道孔设置在钢壳节段内，可以保证行车道孔的完整性，减少拼接焊缝的数量。而将钢壳节段划分成一个折角块体和多个平面块体，其中，折角块体上包括多个折角区域，再将结构部件焊接在折角区域上，从而将组装好沉管隧道后再焊接结构部件的焊接工序前移，还将复杂的焊接工艺集中在折角块体上，只有一个折角块体由人工集中焊接，而其他的多个平面块体能够直接采用流水线和焊接机器人加工，提高了沉管隧道的钢壳管节的加工效率。本发明实施例的沉管隧道的钢壳管节能够划分成多个钢壳节段，并且结构部件安装位置明确，通过模块化的划分方式，可以直接以其中一个钢壳节段为主体钢壳节段，再将剩余的钢壳节段逐个焊接在主体钢壳节段上，可以减少布置脚手架和脚手码，降低了焊接成本，提高了加工效率。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明一实施例提供的沉管隧道的钢壳管节划分方法的流程图。

图2为本发明另一实施例提供的沉管隧道的钢壳管节划分方法的流程图。

图3为本发明一实施例提供的沉管隧道的钢壳管节的结构示意图。

图4为本发明一实施例提供的钢壳节段的分解结构示意图。

图5为本发明一实施例提供的板单元片体的结构示意图。

图6为本发明一实施例提供的沉管隧道的钢壳管节运输时的结构示意图。

图7为本发明另一实施例提供的沉管隧道的钢壳管节上中心线和块体划分线的示意图。

图中：

1、钢壳管节；11、行车道孔；2、钢壳节段；3、折角块体；4、平面块体；5、板单元片体；51、隔板单元；52、面板单元；200、SPMT模块车。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参考图1，本发明实施例提供一种沉管隧道的钢壳管节1划分方法，包括：

S101、将沉管隧道的钢壳管节1划分成多个钢壳节段2，并将钢壳管节1的行车道孔11设置在钢壳节段2内；

S102、将钢壳节段2划分成一个折角块体3和多个平面块体4，折角块体3上包括多个折角区域，将结构部件焊接在折角区域上。

参考图1和图3，本发明实施例通过将沉管隧道的钢壳管节1划分成多个钢壳节段2，并将钢壳管节1的行车道孔11设置在钢壳节段2内，可以保证行车道孔11的完整性，减少拼接焊缝的数量。参考图4，将钢壳节段2划分成一个折角块体3和多个平面块体4，其中，折角块体3上包括多个折角区域，再将结构部件焊接在折角区域上，从而将组装好沉管隧道后再焊接结构部件的焊接工序前移，还将复杂的焊接工艺集中在折角块体3上，只有一个折角块体3由人工集中焊接，而其他的多个平面块体4能够直接采用流水线和焊接机器人加工，提高了沉管隧道的钢壳管节1的加工效率。本发明实施例的沉管隧道的钢壳管节1能够划分成多个钢壳节段2，并且结构部件安装位置明确，通过模块化的划分方式，可以减少车间的设计出图工作量，利于标准化生产，也可以直接以其中一个钢壳节段2为主体钢壳节段2，再将剩余的钢壳节段2逐个焊接在主体钢壳节段2上，可以减少布置脚手架和脚手码，降低了焊接成本，提高了加工效率。

本实施例中，设置折角块体3和平面块体4组成的钢壳节段2，能够直接使用SPMT模块车200(Self-propelled modular transporter，中文名是自行式液压模块平板车)来对钢壳节段2进行承托和运输，能够减少钢壳节段2的运输次数，也减少脚手架的搭设，降低整体成本。

另外，参考图6，连接好后的钢壳节段2包括了一个折角块体3和多个平面块体4，可对一个折角块体3和多个平面块体4组成的钢壳节段2直接喷涂，能够直接减少对折角块体3和平面块体4涂装时的占用面积，从而提高涂装效率。直接使用SPMT模块车200来运输钢壳节段2，也可以避免使用门式起重机来运输折角块体3和平面块体4，减少使用门式起重机带来的定位工序。

此外，涂装棚一般是封闭的恒温恒湿室内环境，本实施例可以将折角块体3和平面块体4焊接成钢壳节段2后再来进行涂装工艺，能够保持涂装表面完整性，也提高涂装利用率，避免在涂装后再焊接而破坏涂装层。后续将钢壳节段2焊接成钢壳管节1时，也可以减少钢壳管节1上被破坏的涂装层。

在一个实施例中，参考图2和图5，本发明实施例的沉管隧道的钢壳管节1划分方法还包括：

将折角块体3和平面块体4分别划分成板单元片体5，板单元片体5上包括多个隔板单元51和面板单元52，将每个隔板单元51设置在面板单元52的同一侧。

本实施例将每个隔板单元51设置在面板单元52的同一侧，可以便于板单元片体5的焊接操作，如设置在生产流水线上直接由机器人加工，也不用翻转面板单元52，提高加工效率。

继续参考图2，本发明实施例的沉管隧道的钢壳管节1划分方法中，将每个隔板单元51设置在面板单元52的同一侧的步骤，包括：

将隔板单元51通过角缝焊的方式焊接在面板单元52的同一侧。

本实施例焊接方式为角缝焊，角缝焊是设置在在相互搭接或T形连接焊件的边缘而焊成的焊缝。特别地，焊件施焊的边缘不必开坡口，焊缝金属直接填充在由被连接板件形成的直角或斜角区域内，能够降低焊接难度和成本。

在另一个优选的实施例中，继续参考图2，本发明的沉管隧道的钢壳管节1划分方法还包括：

在折角块体3与平面块体4之间设置斜面接口，以使折角块体3与平面块体4连接时能够相互提供支撑，起到辅助定位的作用。本实施例也可以利用折角块体3与平面块体4之间的相互支撑来减少脚手架的布置，也提高沉管隧道的钢壳管节1组装后的结构强度。

特别的，参考图2，本发明的沉管隧道的钢壳管节1划分方法还包括：

将钢壳节段2的长度设置在12米与18米之间。

本实施例可以将钢壳节段2的长度设置为15米，恰好能将165米标准的钢壳管节1平均分为11段，其中，钢壳管节1的材料如钢板、型材等均可以以15米的长度向钢厂批量订货，降低采购成本，减少原材料浪费。

另外的，参考图2，本发明的沉管隧道的钢壳管节1划分方法还包括：

将钢壳节段2之间的划分线远离钢壳管节1的人孔、进舱口、浇筑孔和角隅；

或，将折角块体3与平面块体4之间的划分线远离钢壳管节1的人孔、进舱口、浇筑孔、角隅；

或，将多个平面块体4之间的划分线远离钢壳管节1的人孔、进舱口、浇筑孔、角隅。

由于人孔、进舱口、浇筑孔和角隅等孔洞需要在完整的钢壳节段2、折角块体3或平面块体4上开设，避免设置在焊缝上，本实施例将钢壳节段2之间的划分线、折角块体3与平面块体4之间的划分线或多个平面块体4之间的划分线远离钢壳管节1的人孔、进舱口、浇筑孔、角隅等孔洞，可以减少破坏焊缝，增强钢壳节段2、折角块体3或平面块体4上的连接强度。

在另一个实施例中，参考图2和图7，将钢壳节段2划分成一个折角块体3和多个平面块体4的步骤，包括：

将每个钢壳节段2用同一条中心线串连，再将每个钢壳节段2偏离中心线设置块体划分线，以使每个钢壳节段2上相邻的块体划分线分离；

依据块体划分线将钢壳节段2划分成一个折角块体3和多个平面块体4。

本实施例将相邻的块体划分线分离，使得相邻钢壳节段2之间的焊缝不连续，避免焊缝连续而降低焊接连接强度的风险。

在一个优选的实施例中，本发明的沉管隧道的钢壳管节1划分方法可以继续参考图2，将每个钢壳节段2偏离中心线设置块体划分线的步骤，包括：

将钢壳节段2按连接顺序分类为奇数类钢壳节段2和偶数类钢壳节段2；

将奇数类钢壳节段2向第一方向偏离中心线设置第一块体划分线，再将偶数类钢壳节段2向第二方向偏离中心线设置第二块体划分线，第一方向和第二方向的朝向相反，以使奇数类钢壳节段2的第一块体划分线与偶数类钢壳节段2的第二块体划分线分离。

通过在中心线的两侧，如本实施例相反的第一方向和第二方向来分别设置第一块体划分线和第二块体划分线，按照奇数类钢壳节段2与第一方向绑定，偶数类钢壳节段2与第二方向绑定，可以将钢壳节段2设置成两类，既能够实现标准化设计来提高生产加工效率，也可以实现相邻钢壳节段2之间的焊缝不连续，避免焊缝连续而降低焊接连接强度的风险。

更进一步地，本发明实施例的沉管隧道的钢壳管节1划分方法，还包括：

将第一块体划分线与中心线的距离设置在0.9米以上，将第二块体划分线与中心线的距离设置在0.9米以上。

本实施例0.9米以上的跨距能够保证焊缝不连续的同时，也不会过度偏离中心线而增大加工难度。

特别地，本发明实施例的沉管隧道的钢壳管节1划分方法还包括：

将钢壳节段2的重量设置在600吨以下。由于国内大型船厂的最大运输能力一般在600吨左右，吊机最大吊装重量一般在600吨或以上，该重量能满足大部分的生产厂家运输和吊装设备要求。

参考图2，本发明实施例还提供另一种沉管隧道的钢壳管节1划分方法，包括：

S201、将沉管隧道的钢壳管节1划分成多个钢壳节段2，将钢壳节段2的长度设置在12米与18米之间，再将钢壳节段2的重量设置在600吨以下，并将钢壳管节1的行车道孔11设置在钢壳节段2内；

S202、将每个钢壳节段2用同一条中心线串连，再将钢壳节段2按连接顺序分类为奇数类钢壳节段2和偶数类钢壳节段2；将奇数类钢壳节段2向第一方向偏离中心线设置第一块体划分线，再将偶数类钢壳节段2向第二方向偏离中心线设置第二块体划分线，第一方向和第二方向的朝向相反，以使奇数类钢壳节段2的第一块体划分线与偶数类钢壳节段2的第二块体划分线分离；将第一块体划分线与中心线的距离设置在0.9米以上，将第二块体划分线与中心线的距离设置在0.9米以上；

S203、依据块体划分线将钢壳节段2划分成一个折角块体3和多个平面块体4；折角块体3上包括多个折角区域，将结构部件焊接在折角区域上；

S204、将折角块体3和平面块体4分别划分成板单元片体5，板单元片体5上包括多个隔板单元51和面板单元52，将每个隔板单元51通过角焊缝的方式焊接在面板单元52的同一侧；

S205、在折角块体3与平面块体4之间设置斜面接口，以使折角块体3与平面块体4连接时能够相互提供支撑；

S206、将钢壳节段2之间的划分线远离钢壳管节1的人孔、进舱口、浇筑孔和角隅；或，将折角块体3与平面块体4之间的划分线远离钢壳管节1的人孔、进舱口、浇筑孔、角隅；或，将多个平面块体4之间的划分线远离钢壳管节1的人孔、进舱口、浇筑孔、角隅。

本实施例的步骤与上述实施例的步骤类似，所达到的效果也类似，本实施例不再赘述。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种沉管隧道的钢壳管节划分方法，其特征在于，包括：

将沉管隧道的钢壳管节划分成多个钢壳节段，并将所述钢壳管节的行车道孔设置在所述钢壳节段内；

将所述钢壳节段划分成一个折角块体和多个平面块体，所述折角块体上包括多个折角区域，将结构部件焊接在所述折角区域上。

2.根据权利要求1所述的沉管隧道的钢壳管节划分方法，其特征在于，还包括：

将所述折角块体和所述平面块体分别划分成板单元片体，所述板单元片体上包括多个隔板单元和面板单元，将每个所述隔板单元设置在所述面板单元的同一侧。

3.根据权利要求2所述的沉管隧道的钢壳管节划分方法，其特征在于，所述将每个所述隔板单元设置在所述面板单元的同一侧，包括：

将所述隔板单元通过角缝焊的方式焊接在所述面板单元的同一侧。

4.根据权利要求2所述的沉管隧道的钢壳管节划分方法，其特征在于，还包括：

在所述折角块体与所述平面块体之间设置斜面接口，以使所述折角块体与所述平面块体连接时能够相互提供支撑。

5.根据权利要求1所述的沉管隧道的钢壳管节划分方法，其特征在于，还包括：

将所述钢壳节段的长度设置在12米与18米之间。

6.根据权利要求1所述的沉管隧道的钢壳管节划分方法，其特征在于，还包括：

将所述钢壳节段之间的划分线远离所述钢壳管节的人孔、进舱口、浇筑孔和角隅；

或，将所述折角块体与所述平面块体之间的划分线远离所述钢壳管节的人孔、进舱口、浇筑孔、角隅；

或，将多个所述平面块体之间的划分线远离所述钢壳管节的人孔、进舱口、浇筑孔、角隅。

7.根据权利要求1所述的沉管隧道的钢壳管节划分方法，其特征在于，所述将所述钢壳节段划分成一个折角块体和多个平面块体，包括：

将每个所述钢壳节段用同一条中心线串连，再将每个所述钢壳节段偏离所述中心线设置块体划分线，以使每个所述钢壳节段上相邻的所述块体划分线分离；

依据所述块体划分线将所述钢壳节段划分成一个折角块体和多个平面块体。

8.根据权利要求7所述的沉管隧道的钢壳管节划分方法，其特征在于，所述将每个所述钢壳节段偏离所述中心线设置块体划分线，包括：

将所述钢壳节段按连接顺序分类为奇数类钢壳节段和偶数类钢壳节段；

将所述奇数类钢壳节段向第一方向偏离所述中心线设置第一块体划分线，再将所述偶数类钢壳节段向第二方向偏离所述中心线设置第二块体划分线，所述第一方向和所述第二方向的朝向相反，以使所述奇数类钢壳节段的所述第一块体划分线与所述偶数类钢壳节段的第二块体划分线分离。

9.根据权利要求8所述的沉管隧道的钢壳管节划分方法，其特征在于，还包括：

将所述第一块体划分线与所述中心线的距离设置在0.9米以上，将所述第二块体划分线与所述中心线的距离设置在0.9米以上。

10.根据权利要求1所述的沉管隧道的钢壳管节划分方法，其特征在于，还包括：

将所述钢壳节段的重量设置在600吨以下。

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