CN113581365A - 船体上层建筑翼桥及船舶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船体上层建筑翼桥及船舶，其中船体上层建筑翼桥包括水平横梁，沿船宽方向水平设置在上层建筑的侧壁上；第一支撑件，倾斜设置在所述水平横梁的底端与所述上层建筑的强框结构之间；第二支撑件，垂向设置在所述水平横梁与所述第一支撑件之间；其中，所述第一支撑件的顶端与所述水平横梁的自由端之间的距离为所述水平横梁长度的0.25倍至0.4倍。本发明通过去掉传统的翼桥立柱，增加斜向支撑结构，从而能够改善结构重量及载荷传递情况，增加结构的连续性，进而保证整体结构刚度，提高结构的固有频率，避免产生共振。

Description

船体上层建筑翼桥及船舶

技术领域

本发明涉及船舶及海洋工程装备的上层建筑技术领域，尤其涉及一种船体上层建筑翼桥及船舶。

背景技术

随着科学技术的不断发展，船舶载重吨位正逐步转向大型化、超大型化，而上层建筑作为船上主要工作场所，往往被设计得很高，但是沿船长方向的长度却很短，使得其整体的纵向刚度降低，大大增加了有害振动发生的可能性。

通常情况下，船上的各种不同导航和操纵设备单元独立的设置在桥楼区，因此船员必须在桥楼区走动以收集信息，并且必须站着操纵船舶。在翼桥上，狭窄的通道从驾驶室两侧向外延伸，便于船上驾驶人员能对船进行进出港、停泊和启航等操作。翼桥前端为悬空结构，与上建结构相比刚度更弱。因此在对上层建筑进行结构优化时，应着重关注翼桥的振动特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船体上层建筑翼桥及船舶，用以解决现有翼桥重量大、刚度弱及易共振的难题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供了一种船体上层建筑翼桥，包括：水平横梁，沿船宽方向水平设置在上层建筑的侧壁上；第一支撑件，倾斜设置在所述水平横梁的底端与所述上层建筑的强框结构之间；第二支撑件，垂向设置在所述水平横梁与所述第一支撑件之间；其中，所述第一支撑件的顶端与所述水平横梁的自由端之间的距离为所述水平横梁长度的0.25倍至0.4倍。

优选的，其中，所述第一支撑件与所述水平横梁之间的夹角为20°至45°。

优选的，其中，所述第一支撑件包括：两条支撑臂，每条所述支撑臂的两端分别与所述水平横梁的底端和所述上层建筑的强框结构固定连接，且两条所述支撑臂的顶端之间呈第一夹角设置；短横梁，支撑在两条所述支撑臂之间，所述短横梁的两端分别与对应的所述支撑臂固定连接，且所述短横梁的连接位置位于所述支撑臂的长度的1/3至2/3处。

优选的，其中，所述第一支撑件还包括设置在两条所述支撑臂的顶端的圆弧过渡板。

优选的，其中，所述第二支撑件包括呈第二夹角设置的两条短支撑，每条所述支撑臂与所述水平横梁之间分别垂向设置有一条所述短支撑，所述短支撑和所述支撑臂的两个连接点处通过所述短横梁连接。

优选的，其中，所述短横梁、每条所述支撑臂和每条所述短支撑中沿各自的长度方向均间隔设置有多块筋板，所述筋板为开有预设孔的板材。

优选的，其中，所述第一支撑件顶端的宽度为所述水平横梁宽度的80％至100％；和/或所述第二支撑件顶端的宽度为所述水平横梁宽度的80％至100％。

优选的，其中，所述水平横梁与所述上层建筑的侧壁连接处还设置有加强肘板；和/或所述第一支撑件与所述上层建筑的平台板的连接处设置有加强肘板。

优选的，其中，所述水平横梁包括：顶封板，在其下底面沿其宽度方向间隔设置有多根顶纵骨；底封板，在其上顶面沿其宽度方向间隔设置有多根底纵骨；多块侧封板，依次连接后围设在所述顶封板和所述底封板的四周以形成围壁，且在所述围壁的内壁面上设置有多根分别用于连接所述顶纵骨和与其对应的所述底纵骨的骨材。

本发明还提供了一种船舶，包括任一项前述的船体上层建筑翼桥。

本发明至少具有以下特点及优点：

本发明通过去掉传统的翼桥立柱，增加斜向支撑结构，从而能够改善结构重量及载荷传递情况，增加结构的连续性，进而保证整体结构刚度，提高结构的固有频率，避免产生共振。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明船体上层建筑翼桥的结构框图；

图2为本发明船体上层建筑翼桥的结构框图。

附图标记与说明：

100、船体上层建筑翼桥；1、水平横梁；11、顶封板；12、底封板；13、侧封板；2、第一支撑件；21、支撑臂；22、短横梁；23、圆弧过渡板；3、第二支撑件；31、短支撑；4、加强肘板；5、过渡衔接结构；L1、距离；L2、长度；B、宽度；α1、夹角；α2、第一夹角；α3、第二夹角。

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，下文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。

实施方式一

本发明提供了一种船体上层建筑翼桥100，请参见图1和图2，包括水平横梁1、第一支撑件2和第二支撑件3。具体的，水平横梁1沿船宽方向水平设置在上层建筑的侧壁上；第一支撑件2倾斜设置在水平横梁1的底端与上层建筑的强框结构之间；第二支撑件3垂向设置在水平横梁1与第一支撑件2之间；其中，第一支撑件2的顶端与水平横梁1的自由端之间的距离L1为水平横梁1长度L2的0.25倍至0.4倍。在一些优选实施例中，第一支撑件2的顶端与水平横梁1的自由端之间的距离L1为水平横梁1长度L2的三分之一。本发明通过去掉传统的翼桥立柱，增加斜向支撑结构，从而能够改善结构重量及载荷传递情况，增加结构的连续性，进而保证整体结构刚度，提高结构的固有频率，避免产生共振。

进一步的，请参见图1和图2，第一支撑件2与水平横梁1之间的夹角α1为20°至45°。在一些优选实施例中，第一支撑件2与水平横梁1之间的夹角α1为40°。

在一些实施例中，请参见图1和图2，第一支撑件2包括两条支撑臂21和短横梁22。具体的，每条支撑臂21的两端分别与水平横梁1的底端和上层建筑的强框结构固定连接，且两条支撑臂21的顶端之间呈第一夹角α2设置；短横梁22支撑在两条支撑臂21之间，短横梁22的两端分别与对应的支撑臂21固定连接，且短横梁22的连接位置位于支撑臂21的长度的1/3至2/3处。

本领域的技术人员应当明白，第一夹角α2的度数根据两条支撑臂21的设置位置决定，也即当两条支撑臂21的底端落在对应的强框结构上，支撑臂21的顶端设置在底封板12的对应位置处后，第一夹角α2便唯一确定，因此不对其具体范围值进行限制。

进一步的，请参见图1，第一支撑件2还包括设置在两条支撑臂21的顶端的圆弧过渡板23。本发明通过该种设计便于载荷的稳定传递，防止应力集中。

在一些实施例中，请参见图2，第一支撑件2顶端的宽度为水平横梁1宽度B的80％至100％，即沿水平横梁1宽度方向两条支撑臂21顶端处相远离的两个侧面之间的距离为水平横梁1宽度B的80％至100％，在一些优选实施例中，沿水平横梁1宽度方向两条支撑臂21顶端处相远离的两个侧面之间的距离与水平横梁1宽度B相等。

在一些实施例中，请参见图1，第二支撑件3包括呈第二夹角α3设置的两条短支撑31，每条支撑臂21与水平横梁1之间分别垂向设置有一条短支撑31，短支撑31和支撑臂21的两个连接点处通过短横梁22连接。

本领域的技术人员应当明白，第二夹角α3的度数根据两条短支撑31的设置位置及第二支撑件3顶端的宽度决定，也即当两条短支撑31的底端落在对应的支撑臂21上，短支撑31的顶端设置在底封板12的对应位置处后，第二夹角α3便唯一确定，因此不对其具体范围值进行限制。

更进一步的，短横梁22、每条支撑臂21和每条短支撑31中沿各自的长度方向均间隔设置有多块筋板，筋板为开有预设孔的板材。

在一些实施例中，请参见图2，第二支撑件3顶端的宽度为水平横梁1宽度B的80％至100％，即沿水平横梁1宽度方向两条短支撑31顶端处相远离的两个侧面之间的距离为水平横梁1宽度B的80％至100％，在一些优选实施例中，沿水平横梁1宽度方向两条短支撑31顶端处相远离的两个侧面之间的距离与水平横梁1宽度B相等。

在一些实施例中，请参见图1，水平横梁1与上层建筑的侧壁连接处还设置有加强肘板4；在另一些实施例中，第一支撑件2与上层建筑的平台板的连接处设置有加强肘板4。在一些优选实施例中，每个短支撑31及每个支撑臂21与底封板12的连接处也设置有加强肘板4。

在一些实施例中，请参见图1，水平横梁1包括顶封板11、底封板12及多块侧封板13。具体的，顶封板11在其下底面沿其宽度方向间隔设置有多根顶纵骨；底封板12在其上顶面沿其宽度方向间隔设置有多根底纵骨；多块侧封板13依次连接后围设在顶封板11和底封板12的四周以形成围壁，且在围壁的内壁面上设置有多根分别用于连接顶纵骨和与其对应的底纵骨的骨材。

本发明采用该种设计在保证固有频率不发生较大改变的前提下，大幅减轻了结构重量，与传统方案相比，重量减少了50％。同时简化了翼桥的结构形式，去掉垂向的支撑梁，增加斜向支撑结构，便于施工建造。本发明的结构固有频率为11Hz，大于常用船用主机的缸频、螺旋桨叶频等主要船上激励源，避开了共振频率范围，其中相对于主机工作频率留有45％冗余频率。

下面通过一个具体的实施例来对本发明做进一步的介绍，请参见图1至图2：

本发明提供了一种具有抗振能力的船舶上建翼桥，主要结构包括顶封板11、底封板12、侧封板13、过渡衔接结构5、支撑臂21、短横梁22、短支撑31、带有弧度的肘板。

具体的，底封板12与上层建筑结构(图中未示出)通过两个支撑臂21连接，支撑臂21顶部在翼桥的底封板12的前端三分之一处，支撑臂21的宽度边界接近底封板12的边缘，且支撑臂21与底封板12之间的夹角α1约为40°，两支撑臂21顶部连接处应用圆弧板过渡处理，从而便于载荷传递、避免应力集中。支撑臂21底部与上层建筑连接，采用带有弧度的肘板对支撑臂21根部进行补充加强，以免产生应力集中。两个支撑臂21之间设有短横梁22连接，并在此位置设有与底封板12垂向连接的短支撑31，顶封板11、底封板12上均布有纵骨，支撑臂21、短支撑31内部设有筋板。本发明采用该种设计能够改善结构重量及载荷传递情况，从而使结构连续、保证整体结构的刚度，提高结构的固有频率。

实施方式二

本发明还提供了一种船舶，包括实施方式一中任一项船体上层建筑翼桥100。在一些实施例中，翼桥对称设置在上层建筑的左侧及右侧。

本发明的船体上层建筑翼桥100适用于船舶及海洋工程装备的上层建筑，其有益效果是翼桥具有较强的刚度，固有频率高于船上主要设备的工作频率，在降低其结构重量的基础上，同时减少了共振的概率。

本领域的技术人员应当明白，该实施方式中船体上层建筑翼桥100与实施方式一中的翼桥具有相同的有益效果，在此不对其进行赘述。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种船体上层建筑翼桥，其特征在于，包括：

水平横梁，沿船宽方向水平设置在上层建筑的侧壁上；

第一支撑件，倾斜设置在所述水平横梁的底端与所述上层建筑的强框结构之间；

第二支撑件，垂向设置在所述水平横梁与所述第一支撑件之间；

其中，所述第一支撑件的顶端与所述水平横梁的自由端之间的距离为所述水平横梁长度的0.25倍至0.4倍。

2.根据权利要求1所述的船体上层建筑翼桥，其特征在于，所述第一支撑件与所述水平横梁之间的夹角为20°至45°。

3.根据权利要求2所述的船体上层建筑翼桥，其特征在于，所述第一支撑件包括：

两条支撑臂，每条所述支撑臂的两端分别与所述水平横梁的底端和所述上层建筑的强框结构固定连接，且两条所述支撑臂的顶端之间呈第一夹角设置；

短横梁，支撑在两条所述支撑臂之间，所述短横梁的两端分别与对应的所述支撑臂固定连接，且所述短横梁的连接位置位于所述支撑臂的长度的1/3至2/3处。

4.根据权利要求3所述的船体上层建筑翼桥，其特征在于，所述第一支撑件还包括设置在两条所述支撑臂的顶端的圆弧过渡板。

5.根据权利要求3所述的船体上层建筑翼桥，其特征在于，所述第二支撑件包括呈第二夹角设置的两条短支撑，每条所述支撑臂与所述水平横梁之间分别垂向设置有一条所述短支撑，所述短支撑和所述支撑臂的两个连接点处通过所述短横梁连接。

6.根据权利要求5所述的船体上层建筑翼桥，其特征在于，所述短横梁、每条所述支撑臂和每条所述短支撑中沿各自的长度方向均间隔设置有多块筋板，所述筋板为开有预设孔的板材。

7.根据权利要求1所述的船体上层建筑翼桥，其特征在于，

所述第一支撑件顶端的宽度为所述水平横梁宽度的80％至100％；和/或

所述第二支撑件顶端的宽度为所述水平横梁宽度的80％至100％。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的船体上层建筑翼桥，其特征在于，

所述水平横梁与所述上层建筑的侧壁连接处还设置有加强肘板；和/或

所述第一支撑件与所述上层建筑的平台板的连接处设置有加强肘板。

9.根据权利要求1所述的船体上层建筑翼桥，其特征在于，所述水平横梁包括：

顶封板，在其下底面沿其宽度方向间隔设置有多根顶纵骨；

底封板，在其上顶面沿其宽度方向间隔设置有多根底纵骨；

多块侧封板，依次连接后围设在所述顶封板和所述底封板的四周以形成围壁，且在所述围壁的内壁面上设置有多根分别用于连接所述顶纵骨和与其对应的所述底纵骨的骨材。

10.一种船舶，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的船体上层建筑翼桥。

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