CN115946823A - 下水工作船及其使用和船体高度范围计算的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶设计领域，尤其涉及一种下水工作船及其使用和船体高度范围计算的方法，包括船体、码头和基座，船体上可拆卸设置尾部浮箱，所述码头的停泊处呈L形，基座设于码头一侧；包括作为运输的船舶使用时和作为过驳平台使用；包括根据不同场景分别计算船体高度范围，最终综合形成同时满足多个场景使用的船体高度范围。通过对码头和基座的设置以及船体浮箱的设计，使得下水工作船能够满足多种使用需要，如运输的船舶使用时和作为过驳平台使用；同时在使用过程中能减少对压载水的复杂控制，保证船体平稳；通过上述的计算方法能够快速确定船体的高度范围，为后续船体尺寸计算提供一个准确的参考范围。

Description

下水工作船及其使用和船体高度范围计算的方法

技术领域

本发明涉及船舶设计领域，尤其涉及一种下水工作船及其使用和船体高度范围计算的方法。

背景技术

现有的下水工作船是在船厂和/或港区水域内，专用于船舶、海上设施或海工平台模块从岸上平移下水作业的工作船。当被移物通过布置在下水工作船及岸上的纵、横轨道移至本船后，在拖船的作用下，将本船连同被移物一起拖离码头至下潜深水区(具有足够被移物吃水要求的水深)处。在满足作业条件后，将下水工作船压载舱注水，本船连同被移物缓慢下沉至被移物处于完全自浮状态后，即可拖离下水工作船，进而完成被移物下水过程。

被移物从岸上到下水工作船移动的整个过程中，被移物重力作用下对下水工作船产生极大的力矩作用，需进行下水工作船压载舱内的压载水调拨。假设被移物从下水工作船尾部开始登船移动，下水工作船会受到船长逆时针方向的力矩，此时需相应的将船尾压载舱的压载水往船首压载舱调拨，使之产生相应适当大小的船长顺时针方向的力矩相抵消。当被移物全部上到工作船继续往船首移动时，下水工作船会受到船长顺时针方向的力矩，此时需相应的将船首压载舱的压载水往船尾压载舱调拨，使之产生相应适当大小的船长逆时针方向的力矩相抵消。这样才能保证整个过程下水工作船保持几乎平浮的状态，使被移物安全放置到下水工作船上。

而上述的压载水调拨需要复杂的系统设计，整个操作过程十分复杂且具有危险性。

同时现有的下水工作船不具备过驳平台的功能，在水深较浅的区域，运输驳船无法靠近码头进行被移物的装载，则需要额外的过驳平台设计来满足过驳需求。如此一来下水工作船无法保持停靠，在码头空间有限的情况下，只能驶离以预留足够的过驳平台空间供运输驳船使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能满足运输及过驳功能的下水工作船及其使用和船体高度范围计算的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种下水工作船，包括船体、码头和基座，所述船体包括甲板、底板和浮箱，所述甲板四个边角均设有浮箱，所述浮箱包括两个尾部浮箱和两个艏部浮箱，所述尾部浮箱与甲板可拆卸连接；所述码头的停泊处呈L形，包括竖直部分和垂直于竖直部分的水平部分，所述基座设于停泊处的水平部分且低于码头高度；所述船体底板与基座相抵，所述甲板与码头平面等高。

一种下水工作船的使用方法，包括以下步骤：

步骤1.组装船体并将船体转移至码头停泊处；

步骤2.将船体停靠于基座上，随后通过轴线车将待下水船舶转移至船体甲板上；此后将船体驶入指定海域并通过对压载水的控制使船体下沉，使待下水船舶起浮。

一种下水工作船的使用方法，包括以下步骤：

步骤1.组装船体并将船体转移至码头停泊处；

步骤2.将船体停靠于基座上，而后解除尾部浮箱与甲板的连接，通过轴线车进入运输通孔内将尾部浮箱顶升转移，此后运输驳船驶入码头停泊处并与码头停泊处的竖直部分和船体的尾部顶靠后，系上泊缆绳固定；之后通过轴线车将所需过驳的物体经过船体尾部运输至运输驳船上。

一种下水工作船的船体高度范围计算的方法，包括以下步骤：

步骤1.预设船体高度为H，船体高度为船体底板至船体甲板的距离；

步骤2.预设船体船宽、船体船长、水密度、船体空船重量、待下水船舶重量和基座枕木上平面到操作水位高度，基于在第一涨潮达到操作水位且船体位于基座上进行起浮作业的条件下的上述参数关系，计算得到H的第一高度范围；

步骤3.预设海底泥面顶到操作水位高度、船体甲板上方平面到操作水位的水面高度、海底泥面顶到船体底板高度，基于在第二涨潮达到操作水位且船体位于指定海域下沉，上方待下水船舶起浮的条件下上述参数的关系，计算得到H的第二高度范围；

步骤4.预设船体船宽、船体船长、水密度、船体空船重量、基座枕木上平面到码头平面的高度、基座枕木上平面到潮汐最高水位的高度和船体压载舱体积占比，基于在涨潮达到最高水位且船体位于基座上的条件下上述参数的关系，计算得到H的第三高度范围；

步骤5.基于步骤2得到的H的第一高度范围、步骤3得到的H的第二高度范围和步骤4得到的H的第三高度范围，结合得到H的高度范围。

本发明的有益效果在于：通过对码头和基座的设置以及船体浮箱的设计，使得下水工作船能够满足多种使用需要；在作为运输的船舶使用时，船体停靠在基座上，基座高于海底，使得船体无需对压载水进行调整来满足货物运输时的船体平衡需求，船体能够在基座上保持平稳；在作为过驳平台使用时，船体停靠在基座上，保持平稳同时解除尾部浮箱来满足货物通过的需求，结合码头停泊处的L形设计，能够使得运输船舶分别与码头和船体尾部顶靠，有效避免运输船舶在货物转运时的移位转向；通过上述的计算方法能够快速确定船体的高度范围，为后续根据使用需求如压载水体积、甲板面积等的船体尺寸计算提供一个准确的参考范围。

附图说明

图1为本发明实施例一的下水工作船的船体的结构示意图；

图2为本发明实施例一的下水工作船的船体的尾部浮箱、挡块、楔块和螺杆配合结构的剖视图；

图3为本发明实施例一的下水工作船的船体的挡块、楔块和螺杆配合的结构示意图；

图4为本发明实施例一的下水工作船的船体、基座和码头配合的结构示意图；

图5为本发明实施例一的下水工作船的尾部浮箱正视方向的稳定角的示意图；

图6为本发明实施例一的下水工作船的尾部浮箱侧视方向的稳定角的示意图；

图7为本发明实施例二的下水工作船的使用方法的示意图；

图8为本发明实施例三的下水工作船的使用方法的示意图；

图9为本发明实施例四的下水工作船船体高度范围计算的方法的船体分别搁置于基座上和下潜深水区的结构示意图。

标号说明：

1、船体；11、甲板；12、底板；13、浮箱；131、尾部浮箱；1311、运输通孔；132、艏部浮箱；

2、码头；3、基座；31、枕木；4、螺旋扣；5、挡块；6、楔块；7、螺杆；

8、肋板；

9、待下水船舶；10、运输驳船。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图6所示，一种下水工作船，包括船体1、码头2和基座3，所述船体1包括甲板11、底板12和浮箱13，所述甲板11四个边角均设有浮箱13，所述浮箱13包括两个尾部浮箱131和两个艏部浮箱132，所述尾部浮箱131与甲板11可拆卸连接；所述码头2的停泊处呈L形，包括竖直部分和垂直于竖直部分的水平部分，所述基座3设于停泊处的水平部分且低于码头2高度；所述船体1底板12与基座3相抵，所述甲板11与码头2平面等高。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过对码头2和基座3的设置以及船体1浮箱13的设计，使得下水工作船能够满足多种使用需要；在作为运输的船舶使用时，船体1停靠在基座3上，基座3高于海底，使得船体1无需对压载水进行调整来满足货物运输时的船体1平衡需求，船体1能够在基座3上保持平稳；在作为过驳平台使用时，船体1停靠在基座3上，保持平稳同时解除尾部浮箱131来满足货物通过的需求，结合码头2停泊处的L形设计，能够使得运输船舶分别与码头2和船体1尾部顶靠，有效避免运输船舶在货物转运时的移位转向。

进一步地，还包括螺旋扣4和螺栓，所述尾部浮箱131底部设有封板，所述封板与甲板11通过螺栓连接；所述尾部浮箱131下端周面设有多个第一耳板，所述甲板11上对应尾部浮箱131的第一耳板设有第二耳板，所述第一耳板与第二耳板之间通过螺旋扣4连接。

由上述描述可知，尾部浮箱131底部封板水密，通过螺栓结构与船体1连接。当船体1没入水中时，水对尾部浮箱131产生正浮力。螺栓结构可以很好地克服尾部浮箱131的正浮力。可当船体1产生一定倾斜时，或者尾部浮箱131上方定位绞车工作时，尾部浮箱131同时还受到水平方向的剪力和弯矩。对于克服水平方向的剪力和弯矩螺栓结构起到的作用较小，且容易造成损坏。

由此采用尾部浮箱131的第一耳板与船体1甲板11的第二耳板及螺旋扣4连接的形式，能够起到很好的抗剪切和抗弯矩的作用，以克服螺栓结构的缺点，且布置的受力形式良好，不容易造成损坏。

进一步地，所述尾部浮箱131上设有两个运输通孔1311，所述运输通孔1311用于轴线车驶入。

由上述描述可知，通过尾部浮箱131上设置的两个运输通孔1311，使得轴线车等装卸载具能够快速进入，而后在需要拆卸尾部浮箱131时，可由轴线车在运输通孔1311内将尾部浮箱131顶升并转移。

进一步地，还包括挡块5、楔块6和螺杆7，所述尾部浮箱131四个边角上均设有45度的缺口，所述挡块5与缺口相对，所述挡块5朝向缺口一侧设有第一倾斜面，所述楔块6设于挡块5与缺口之间，所述楔块6与挡块5相对一侧设有与第一倾斜面配合的第二倾斜面；所述挡块5和楔块6沿其长度方向均设有与螺杆7配合的螺孔。

由上述描述可知，通过挡块5、楔块6和螺杆7的设置，能够对尾部浮箱131的布置位置快速调整并提高尾部浮箱131的水平抗剪力。当尾部浮箱131的螺栓锁付的螺孔与甲板11上的螺孔出现偏差时，能够通过转动螺杆7使得楔块6与尾部浮箱131的缺口之间的距离改变以对其微调；而在尾部浮箱131四个边角的挡块5与楔块6的配合下，通过螺杆7转动使得楔块6顶紧缺口后能够起到良好的抵抗尾浮箱13水平剪力的作用。

请参照图7所示，一种下水工作船的使用方法，包括以下步骤：

步骤1.组装船体1并将船体1转移至码头2停泊处；

步骤2.将船体1停靠于基座3上，随后通过轴线车将待下水船舶9转移至船体1甲板11上；此后将船体1驶入指定海域并通过对压载水的控制使船体1下沉，使待下水船舶9起浮。

由上述描述可知，在作为运输的船舶使用时，船体1停靠在基座3上，基座3高于海底，使得船体1无需对压载水进行调整来满足货物运输时的船体1平衡需求，船体1能够在基座3上保持平稳。

请参照图8所示，一种下水工作船的使用方法，包括以下步骤：

步骤1.组装船体1并将船体1转移至码头2停泊处；

步骤2.将船体1停靠于基座3上，而后解除尾部浮箱131与甲板11的连接，通过轴线车进入运输通孔1311内将尾部浮箱131顶升转移，此后运输驳船10驶入码头2停泊处并与码头2停泊处的竖直部分和船体1的尾部顶靠后，系上泊缆绳固定；之后通过轴线车将所需过驳的物体经过船体1尾部运输至运输驳船10上。

由上述描述可知，在作为过驳平台使用时，船体1停靠在基座3上，保持平稳同时解除尾部浮箱131来满足货物通过的需求，结合码头2停泊处的L形设计，能够使得运输船舶分别与码头2和船体1尾部顶靠，有效避免运输船舶在货物转运时的移位转向。

请参照图9所示，一种下水工作船的船体1高度范围计算的方法，包括以下步骤：

步骤1.预设船体1高度为H，船体1高度为船体1底板12至船体1甲板11的距离；

步骤2.预设船体1船宽、船体1船长、水密度、船体1空船重量、待下水船舶9重量和基座3上平面到操作水位高度，基于在第一涨潮达到操作水位且船体1位于基座3上进行起浮作业的条件下的上述参数关系，计算得到H的第一高度范围；

步骤3.预设海底泥面顶到操作水位高度、船体1甲板11上方平面到操作水位的水面高度、海底泥面顶到船体1底板12高度，基于在第二涨潮达到操作水位且船体1位于指定海域下沉，上方待下水船舶9起浮的条件下上述参数的关系，计算得到H的第二高度范围；

步骤4.预设船体1船宽、船体1船长、水密度、船体1空船重量、基座3上平面到码头2平面的高度、基座3上平面到潮汐最高水位的高度和船体1压载舱体积占比，基于在涨潮达到最高水位且船体1位于基座3上的条件下上述参数的关系，计算得到H的第三高度范围；

步骤5.基于步骤2得到的H的第一高度范围、步骤3得到的H的第二高度范围和步骤4得到的H的第三高度范围，结合得到H的高度范围。

由上述描述可知，通过对不同场景下的H的高度范围进行计算，得到满足多场景下的H的高度范围，为后续根据使用需求如压载水体积、甲板11面积等的船体1尺寸计算提供一个准确的参考范围。

进一步地，在步骤2中将预设的数据采用以下公式计算得到H的第一高度范围：

ρ×B×L×H₁≥W+W₁，H>H₁，

则H>(W+W₁)÷(ρ×B×L)，

其中H-船体1底板12到甲板高度，B-船体1船宽，L-船体1船长，ρ-水密度，W-船体1空船重量，W₁-待下水船舶9重量，H₁-基座3上平面到操作水位高度。

由上述描述可知，在该场景下根据操作水位与船体1甲板11高度的关系以及基座3区域的船体1起浮时浮力与船体1重量的关系来确定该条件下的H的高度范围。具体地，位于基座3上的船体1高度需满足高于基座枕木31上平面到操作水位的高度，使得操作水位低于甲板11；同时该操作水位下的浮力需大于船体1重量及货物重量(待下水船舶9重量)以使船体1能够完全起浮，以待驶出基座3区域。

进一步地，在步骤3中将预设的数据采用以下公式计算得到H的第二高度范围：

H₂≥H₄+H+H₃,

则H满足：H≤H₂-H₄-H₃,

其中H-船体1底板12到甲板11高度，H₂-海底泥面顶到操作水位高度，H₃-船体1甲板11上方平面到操作水位的水面高度，H₄-海底泥面顶到船体1底板12高度。

由上述描述可知，在该场景下根据操作水位、海底泥面、船体1的高度及船体1甲板11与操作水位的高度之间的关系来确定该条件下的H的高度范围，最后综合该场景下的公式得到H的第一高度范围。

进一步地，在步骤4将预设的数据采用以下公式计算得到H的第三高度范围：

H＝H_码>H_潮，

当潮汐到达最高水位时，船体1所受的浮力为：ρ×B×L×H_潮，

需满足ρ×B×L×H_潮<W+ρ×B×L×H×α，

其中H-船体1底板12到甲板11高度，B-船体1船宽，L-船体1船长，ρ-水密度，W-船体1空船重量，H_码-基座3上平面到码头2平面的高度，H_潮-基座3上平面到潮汐最高水位的高度，α-船体1压载舱体积占比。

由上述描述可知，在该场景下根据潮水的最高水位、船体1高度以及此时潮水的浮力与船体1重量及压载水重量的关系来确定该条件下的H的第二高度范围；具体地，位于基座3上的船体1高度需满足高于潮水最高水位，使得水位低于甲板11；同时由于作为船体1作为过驳平台，其需要平稳地停靠于基座3上，则此时需要满足最高水位的潮水的浮力小于船体1重量及压载水重量。

本发明的应用场景：在传统的下水工作船的使用过程中，由于被移物登船时会对下水工作船产生的力矩，需要复杂的压载水调拨系统进行操控以抵消力矩，保证船体1平浮。而上述的压载水调拨需要复杂的系统设计，整个操作过程十分复杂且具有危险性。同时在运输驳船10装载时由于需要额外建设过驳平台，导致码头2空间占用，下水工作船只能驶离。

参照图1至图6所示，本发明的实施例一为：

如图1至图6所示，本实施例的下水工作船，包括船体1、码头2、基座3、螺旋扣4、螺栓、挡块5、楔块6、肋板8、螺杆7和螺母。

所述船体1包括甲板11、底板12、浮箱13和设于甲板11、底板12之间的压载舱，所述甲板11四个边角均设有浮箱13，所述浮箱13包括两个尾部浮箱131和两个艏部浮箱132，所述尾部浮箱131与甲板11可拆卸连接，具体地，所述尾部浮箱131底部设有封板，所述封板与甲板11通过螺栓连接；所述尾部浮箱131下端周面设有多个第一耳板，所述甲板11上对应尾部浮箱131的第一耳板设有第二耳板，所述第一耳板与第二耳板之间通过螺旋扣4连接。

在尾部浮箱131的固定设置上，所述尾部浮箱131四个边角上均设有45度的缺口，所述挡块5与缺口相对，所述挡块5朝向缺口一侧设有第一倾斜面，所述楔块6设于挡块5与缺口之间，所述楔块6与挡块5相对一侧设有与第一倾斜面配合的第二倾斜面；所述挡块5和楔块6沿其长度方向均设有与螺杆7配合的螺孔；螺母设于螺杆7上用于保持或解除楔块6的移动限制。所述挡块5起到限制锲块背离尾部浮箱131活动的作用；所述楔块6起到调节和限制浮箱13运动的作用；所述挡块5远离楔块6一侧设有多个肋板8，所述肋板8起到加固挡块5的作用。

当尾部浮箱131放置在甲板11上时，此时尾部浮箱131的螺栓孔与主甲板11的螺栓孔不能完全对齐，螺栓结构不能将两者连接起来。可以通过锁紧和松开尾部浮箱131四个边角螺杆7上螺母，通过螺杆7的作用使得楔块6相对挡块5和尾部浮箱131滑动，对尾部浮箱131顶压来实现尾浮箱13往某侧微调的目的。

当尾浮箱13安装好后。四角止推块处于锁紧状态，起到抵抗尾浮箱13水平剪力的作用。

尾部浮箱131与船体1边沿之间设有间距，该间距形成维护通道，以方便后续对尾部浮箱131进行拆卸安装。

所述码头2的停泊处呈L形，包括竖直部分和垂直于竖直部分的水平部分，所述基座3设于停泊处的水平部分且低于码头2高度；所述船体1底板12与基座3相抵，所述甲板11与码头2平面等高。

所述基座3上间隔设有枕木31；所述船体1底板12与枕木31相抵，以确保船体1底板12的受力均匀以及避免淤泥吸附导致船体1无法起浮。通过基座3上的枕木31设计，可使船体1底板12均匀受力；同时间隔的枕木31能够防止船体1底板12与基座3接触面积过大，在淤泥的作用下被基座3吸附无法起浮。

所述船体1的船底舭部设计成圆弧形，可有效防止因传统的直角设计导致船舶横摇舭部直角刮擦基座，减少对船体1的剐蹭损伤。

所述尾部浮箱131上设有两个运输通孔1311，所述运输通孔1311用于轴线车驶入。一般的尾部浮箱131重量较大，约有500吨。如使用吊离的方法需用大吊力吊车将其吊离，操作十分复杂；而采用运输通孔1311的设计，可以根据使用场景将尾部浮箱131拆卸后，通过驶入的轴线车进行顶升进而快速转移；该运输通孔1311孔宽3m，高1.5m，可供轴线车进入和调整姿态。

如图5和图6所示，在尾部浮箱131的搬运设计中，尾部浮箱131的稳定角大于7°，使得轴线车在转移尾部浮箱131时尾部浮箱131不易倾倒。

参照图7，本发明的实施例二为：

如图7所示，本实施例的下水工作船的使用方法，包括以下步骤：

步骤1.组装船体1并将船体1转移至码头停泊处；

步骤2.将船体1停靠于基座3上，随后通过轴线车将待下水船舶9转移至船体1甲板11上；此后将船体1驶入指定海域并通过对压载水的控制使船体1下沉，使待下水船舶9起浮。

在上述使用方法中，由于船体1停靠于基座3上，通过压载足够的压载水，使船体1坐底，船体1整体保持平稳，在待下水船舶9转运到船体1甲板11的过程中，船体1无需进行压载水调拨操作，也无倾覆风险。待下水船舶9运输到位后，将轴线车退出；同时将船体1内的部分压载水排出，以满足涨潮到一定水位时船体1可以起浮。船体1起浮后用拖船将其拖离基座3区域，转移到下潜深水区中间并将其旋转90°；然后用缆绳将浮箱13顶部的带缆桩和码头2的带缆桩连接；之后压载舱内注入压载水开始下潜，下潜到待下水船舶9可以安全起浮后将连接的缆绳拉紧系固。之后将待下水船舶9用拖船拖离船体1甲板11完成下水作业。

参照图8，本发明的实施例三为：

如图8所示，本实施例的下水工作船的使用方法，包括以下步骤：

步骤1.组装船体1并将船体1转移至码头2停泊处；

步骤2.将船体1停靠于基座3上，而后解除尾部浮箱131与甲板11的连接，通过轴线车进入运输通孔1311内将尾部浮箱131顶升转移，此后运输驳船10驶入码头2停泊处并与码头2停泊处的竖直部分和船体1的尾部顶靠后，系上泊缆绳固定；之后通过轴线车将所需过驳的物体经过船体1尾部运输至运输驳船10上。

在上述使用方法中，具体地，将尾部浮箱131拆除，压载舱内压载足够压载水水船体1坐底于基座3上，不会起浮。而后将运输驳船10艏部顶靠船体1尾部侧面并一侧紧靠码头2，之后系上泊缆绳固定，通过船体1和码头2顶靠作用和系泊缆绳的拉力作用将其固定位置。然后将海工平台模块用轴线车从码头2途径船体1尾部最终运输到运输驳船10上，完成海工平台模块装船作业。

此外在当下水工作船未使用时，将船体1停靠于基座3上并在压载舱内压载足够的压载水，以确保满朝最高水位时船体1浮力小于船体1重量，使得船体1搁置在基座3上方。

在台风来临时，现有的下水工作船由于是漂浮在水面上受到台风的风浪影响，船体1会剧烈摇晃，如果不在码头2区域系泊好足够数量和强度的缆绳，或者拖到锚地进行抛锚防台，可能会撞击码头2或者其他船舶造成巨大损失。而本下水工作船在未使用时的基座3坐底形式，由于自重产生的力矩远大于台风风浪力矩，不容易因台风来临而发生晃动。

参照图9，本发明的实施例四为：

如图9所示，本实施例的下水工作船的船体高度范围计算的方法，包括以下步骤：

步骤1.预设船体1高度为H，船体1高度为船体1底板12至船体1甲板11的距离；

步骤2.预设船体1船宽、船体1船长、水密度、船体1空船重量、待下水船舶9重量和基座3上平面到操作水位高度，基于在第一涨潮达到操作水位且船体1位于基座3上进行起浮作业的条件下的上述参数关系，计算得到H的第一高度范围；

在步骤2中将预设的数据采用以下公式计算得到H的第一高度范围：

ρ×B×L×H₁≥W+W₁，H>H₁，

则H>(W+W₁)÷(ρ×B×L)，

其中H-船体1底板12到甲板11高度，B-船体1船宽，L-船体1船长，ρ-水密度，W-船体1空船重量，W₁-待下水船舶9重量，H₁-基座3上平面到操作水位高度。

步骤3.预设海底泥面顶到操作水位高度、船体1甲板11上方平面到操作水位的水面高度、海底泥面顶到船体1底板12高度，基于在第二涨潮达到操作水位且船体1位于指定海域下沉，上方待下水船舶9起浮的条件下上述参数的关系，计算得到H的第二高度范围；

在步骤3中将预设的数据采用以下公式计算得到H的第二高度范围：

H₂≥H₄+H+H₃,

则H满足：H≤H₂-H₄-H₃,

其中H-船体1底板12到甲板11高度，H₂-海底泥面顶到操作水位高度，H₃-船体1甲板11上方平面到操作水位的水面高度，H₄-海底泥面顶到船体1底板12高度。

步骤4.预设船体1船宽、船体1船长、水密度、船体1空船重量、基座3上平面到码头2平面的高度、基座3上平面到潮汐最高水位的高度和船体1压载舱体积占比，基于在涨潮达到最高水位且船体1位于基座3上的条件下上述参数的关系，计算得到H的第三高度范围；

在步骤4将预设的数据采用以下公式计算得到H的第三高度范围：

H＝H_码>H_潮，

当潮汐到达最高水位时，船体1所受的浮力为：ρ×B×L×H_潮，

需满足ρ×B×L×H_潮<W+ρ×B×L×H×α，

其中H-船体1底板12到甲板11高度，B-船体1船宽，L-船体1船长，ρ-水密度，W-船体1空船重量，H_码-基座3上平面到码头2平面的高度，H_潮-基座3上平面到潮汐最高水位的高度，α-船体1压载舱体积占比。

步骤5.基于步骤2得到的H的第一高度范围、步骤3得到的H的第二高度范围和步骤4得到的H的第三高度范围，结合得到H的高度范围：

H>(W+W₁)÷(ρ×B×L)，H≤H₂-H₄-H₃，H＝H_码>H_潮，

在满足此H的高度范围的情况下，该船体1能够同时满足上述实施例二和实施例三的使用。

最终根据待下水船舶9的重量、潮汐高度、海底泥面到码头2的高度、基座3到码头2的高度等数据，在上述获取的H的高度范围内确定合适的H值。

本发明的工作原理：利用基座3的布置与码头2结构的设计，使得船体1能够平稳地坐底于基座3上，如此一来，船体1在作为运输船舶或者过驳平台使用时，无需通过负载的压载水调拨操作来对使用过程中因甲板11上的质量变化产生的船体1晃动进行控制。

在作为运输船舶使用时，由轴线车将待下水船舶9转运至船体1甲板11上，而后将船体1拖至下潜深水区，通过改变压载舱内的压载水来使得船体1下沉，待下水船舶9起浮。

在作为过驳平台使用时，可以将尾部浮箱131拆卸，而后通过轴线车驶入运输通孔1311进而将拆卸的尾部浮箱131顶升转移；在坐底基座3实现平稳固定的同时，码头2结构与船体1的布置使得运输驳船10能够多方向顶靠，并辅以泊缆绳固定，如此一来运输驳船10停靠非常牢固。

同时本申请公开的下水工作船船体1高度范围计算的方法，通过基于上述使用场景的船体1高度需求，结合多种参数包括操作水位与船体1甲板11高度的关系以及基座3区域的船体1起浮时浮力与船体1重量的关系；操作水位、海底泥面、船体1的高度及船体1甲板11与操作水位的高度之间的关系；潮水的最高水位、船体1高度以及此时潮水的浮力与船体1重量及压载水重量的关系，综合获取船体1高度范围。

综上所述，本发明提供的下水工作船及其使用和船体高度范围计算的方法，通过对码头和基座的设置以及船体浮箱的设计，使得下水工作船能够满足多种使用需要；在作为运输的船舶使用时，船体停靠在基座上，基座高于海底，使得船体无需对压载水进行调整来满足货物运输时的船体平衡需求，船体能够在基座上保持平稳；在作为过驳平台使用时，船体停靠在基座上，保持平稳同时解除尾部浮箱来满足货物通过的需求，结合码头停泊处的L形设计，能够使得运输船舶分别与码头和船体尾部顶靠，有效避免运输船舶在货物转运时的移位转向；通过上述的计算方法能够快速确定船体的高度范围，为后续根据使用需求如压载水体积、甲板面积等的船体尺寸计算提供一个准确的参考范围。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种下水工作船，其特征在于，包括船体、码头和基座，所述船体包括甲板、底板和浮箱，所述甲板四个边角均设有浮箱，所述浮箱包括两个尾部浮箱和两个艏部浮箱，所述尾部浮箱与甲板可拆卸连接；所述码头的停泊处呈L形，包括竖直部分和垂直于竖直部分的水平部分，所述基座设于停泊处的水平部分且低于码头高度；所述船体底板与基座相抵，所述甲板与码头平面等高。

2.根据权利要求1所述的下水工作船，其特征在于，还包括螺旋扣和螺栓，所述尾部浮箱底部设有封板，所述封板与甲板通过螺栓连接；所述尾部浮箱下端周面设有多个第一耳板，所述甲板上对应尾部浮箱的第一耳板设有第二耳板，所述第一耳板与第二耳板之间通过螺旋扣连接。

3.根据权利要求1所述的下水工作船，其特征在于，所述尾部浮箱上设有两个运输通孔，所述运输通孔用于轴线车驶入。

4.根据权利要求1所述的下水工作船，其特征在于，还包括挡块、楔块和螺杆，所述尾部浮箱四个边角上均设有45度的缺口，所述挡块与缺口相对，所述挡块朝向缺口一侧设有第一倾斜面，所述楔块设于挡块与缺口之间，所述楔块与挡块相对一侧设有与第一倾斜面配合的第二倾斜面；所述挡块和楔块沿其长度方向均设有与螺杆配合的螺孔。

5.一种基于上述权利要求1-4的任一所述下水工作船的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.组装船体并将船体转移至码头停泊处；

步骤2.将船体停靠于基座上，随后通过轴线车将待下水船舶转移至船体甲板上；此后将船体驶入指定海域并通过对压载水的控制使船体下沉，使待下水船舶起浮。

6.一种基于上述权利要求1-4的任一所述下水工作船的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.组装船体并将船体转移至码头停泊处；

步骤2.将船体停靠于基座上，而后解除尾部浮箱与甲板的连接，通过轴线车进入运输通孔内将尾部浮箱顶升转移，此后运输驳船驶入码头停泊处并与码头停泊处的竖直部分和船体的尾部顶靠后，系上泊缆绳固定；之后通过轴线车将所需过驳的物体经过船体尾部运输至运输驳船上。

7.一种采用权利要求1-4的下水工作船的船体高度范围计算的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.预设船体高度为H，船体高度为船体底板至船体甲板的距离；

步骤2.预设船体船宽、船体船长、水密度、船体空船重量、待下水船舶重量和基座上平面到操作水位高度，基于在第一涨潮达到操作水位且船体位于基座上进行起浮作业的条件下的上述参数关系，计算得到H的第一高度范围；

步骤3.预设海底泥面顶到操作水位高度、船体甲板上方平面到操作水位的水面高度、海底泥面顶到船体底板高度，基于在第二涨潮达到操作水位且船体位于指定海域下沉，上方待下水船舶起浮的条件下上述参数的关系，计算得到H的第二高度范围；

步骤4.预设船体船宽、船体船长、水密度、船体空船重量、基座上平面到码头平面的高度、基座上平面到潮汐最高水位的高度和船体压载舱体积占比，基于在涨潮达到最高水位且船体位于基座上的条件下上述参数的关系，计算得到H的第三高度范围；

步骤5.基于步骤2得到的H的第一高度范围、步骤3得到的H的第二高度范围和步骤4得到的H的第三高度范围，结合得到H的高度范围。

8.根据权利要求7所述的下水工作船船体高度范围计算的方法，其特征在于，在步骤2中将预设的数据采用以下公式计算得到H的第一高度范围：

ρ×B×L×H₁≥W+W₁，H>H₁，

则H>(W+W₁)÷(ρ×B×L)，

其中H-船体底板到甲板高度，B-船体船宽，L-船体船长，ρ-水密度，W-船体空船重量，W₁-待下水船舶重量，H₁-基座上平面到操作水位高度。

9.根据权利要求7所述的下水工作船船体高度范围计算的方法，其特征在于，在步骤3中将预设的数据采用以下公式计算得到H的第二高度范围：

H₂≥H₄+H+H₃,

则H满足：H≤H₂-H₄-H₃,

其中H-船体底板到甲板高度，H₂-海底泥面顶到操作水位高度，H₃-船体甲板上方平面到操作水位的水面高度，H₄-海底泥面顶到船体底板高度。

10.根据权利要求7所述的下水工作船船体高度范围计算的方法，其特征在于，在步骤4将预设的数据采用以下公式计算得到H的第三高度范围：

H＝H_码>H_潮，

当潮汐到达最高水位时，船体所受的浮力为：ρ×B×L×H_潮，

需满足ρ×B×L×H_潮<W+ρ×B×L×H×α，

则

其中H-船体底板到甲板高度，B-船体船宽，L-船体船长，ρ-水密度，W-船体空船重量，H_码-基座上平面到码头平面的高度，H_潮-基座上平面到潮汐最高水位的高度，α-船体压载舱体积占比。

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