CN118289170A - 一种船舶主承力着陆垫结构及装焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种船舶主承力着陆垫结构及装焊方法，在结构设计方面，将底板整板优化设置若干加厚垫块并与底板对接焊，对横向肋板进行加强以保证结构强度，后期建造、等级修理等工程中若出现结构变形，可通过垫板加工的方式满足整体水平度要求。在工艺设计方面，优化了着陆垫处的主船体外板分段划分以及着陆垫制造安装技术方案，将这一重要结构提前至总段建造阶段安装，提升了总段结构完整性，减少了船台建造周期。本发明总体流程合理，制作方法、顺序选择恰当，装配方法和顺序得当，易于操作，便于掌握，满足了主承力着陆垫结构装焊的技术及精度要求，能够广泛运用到相关船舶相似结构的制造及实船装焊。

Description

一种船舶主承力着陆垫结构及装焊方法

技术领域

本发明涉及船体结构设计及建造工艺技术领域，特别是涉及一种船舶主承力着陆垫结构及装焊方法。

背景技术

着陆垫是位于垫升船舶基线下方，在船体搁置、坐墩修理时主要受力的一组箱型结构。

目前国内类似着陆垫箱型结构底板均为整板下料成型，在全船结构合拢后，重新划线、从地面向上抬举安装，船台周期长、且易与其它舾装安装作业干涉，同时因为着陆垫底板为整块零件发刚性设计，后期长期使用及承载若产生塑性变形，缺少有效的整体水平度的控制手段。

着陆垫结构既需承受全船重量、保证船体结构安全，又需满足四个着陆垫整体水平度≤5mm的精度要求，保证总体性能，因此对其结构设计、制造、安装都提出极高的要求。为了达到设计技术要求及装焊要求，本发明尝试提供一种实用的适合于船舶着陆垫结构的设计、制造及总段安装技术，首先保证该结构本身的质量及强度可靠、满足精度要求，进而保证实船的合理安装，并进一步能保证船体搁置、坐墩修理时等特殊操作。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种船舶主承力着陆垫结构，包括：

着陆垫，着陆垫为箱型结构，四只箱型结构对称分布于四角处；

着陆垫的底板嵌入有若干垫块，垫块均为嵌入式并与原有底板对接焊，垫块下表面凸出于底板下表面，垫块四周与底板的连接处设置过渡斜面，若干垫块沿长度方向排布，通过对垫块加工处理能够对着陆垫的水平度进行调整；

箱型结构内部沿长度方向的中轴线处设置有竖直的纵隔板，位于箱型结构内部的多块横向肋板相互平行并沿长度方向排布，纵隔板与横向肋板相互垂直；首封板及尾封板分别位于箱型结构的首部及尾部，两块侧封板位于两侧。

优选地，纵隔板与侧封板之间设有平行于纵隔板的纵骨，垫块的中心线与纵隔板重合，且单个垫块沿长度方向跨过两块横向肋板，被单个垫块覆盖的两块横向肋板之间还设有加强横筋。

本发明还提供一种船舶主承力着陆垫结构的装焊方法，包括如下步骤：

S1：垫块设计及加强；着陆垫为箱型结构，四只箱型结构对称分布于四角处；每只箱型结构由底板、纵骨、塞焊垫板、纵隔板、横向肋板、首封板、尾封板、侧封板构成；

其中着陆垫的底板嵌入有若干垫块，垫块均为嵌入式并与原有底板对接焊，垫块表面凸出于底板表面，垫块四周与底板的连接处设置过渡斜面；若干垫块沿长度方向排布；

箱型结构内部沿长度方向的中轴线处设置有竖直的纵隔板，位于箱型结构内部的多块横向肋板相互平行并沿长度方向排布，纵隔板与横向肋板相互垂直；首封板及尾封板分别位于箱型结构的首部及尾部，两块侧封板位于两侧；

纵隔板与侧封板之间设有平行于纵隔板的纵骨，垫块的中心线与纵隔板重合，且单个垫块沿长度方向跨过两块横向肋板，被单个垫块覆盖的两块横向肋板之间还设有加强横筋。

优选地，还包括如下步骤：

S2：主船体外板分段划分；将舯部定位分段的主船体外板在着陆垫范围内分别向艏、艉延伸，覆盖并超出着陆垫四周约100～200mm，使得船体外板与着陆垫充分接触，确保着陆垫对船体承载的稳定性。

优选地，还包括如下步骤：

S3：着陆垫制作；包括：

(1)下料加工；按相关图样进行零件切割下料，单只箱型结构上口增加装配余量，板材、型材下料时按相关图样增加一定的焊接收缩补偿量。

(2)小组件制作；完成横向肋板小组件的装焊，包括T型材腹板与面板、腹板与塞焊垫板，焊接后进行火工校正；

(3)中组件制作；以单只箱型结构的底板为基准，在地面或铁平台上正态进行分段装配，将底板四角与地面或铁平台进行紧固，中间增加压载铁块，提高结构刚性约束；

检查无误后在底板上依次安装纵骨、纵隔板、横向肋板，尾封板也在平台阶段预先安装；按船体焊接工艺规程、规范，先焊接纵隔板、纵骨与底板的角焊缝，纵骨与底板的焊接为双面交错间断焊；然后再焊接横向肋板与底板的角焊缝；

单个着陆垫成型后，在底板下表面划出着陆垫中心十字线。

优选地，还包括如下步骤：

S4：实船总段内安装定位；

着陆垫在主船体总段上船台前定位，在四个着陆垫区域增设船台坞墩，安装前在地面上预先划出船体中心线及坞墩位置线；着陆垫处坞墩定位后，其上表面划出着陆垫中心十字线，调整四个着陆垫处坞墩上表面整体水平度≤2.0mm；

着陆垫正态吊装定位，定位时控制结构底板与坞墩上表面的中心十字线偏差≤1.0mm，定位后辅助测量四个着陆垫结构上表面整体水平度≤3.0mm、着陆垫结构中心至船体中心线距离偏差≤3.0mm，若产生局部超差局部修割隔板或调整位置；

主船体舯部总段定位时，除保证相应精度要求外，还应兼顾保证着陆垫各箱型结构中心处骨架板与主船体水密舱壁板上下对正，两者沿水平方向的相对偏移量不大于t/4，t为骨架板厚度，骨架板包括纵隔板、横向肋板；若定位时有超差则对主船体筋板局部校正。

优选地，还包括如下步骤：

S5：实船总段内焊接；将着陆垫与主船体舯部总段外板进行焊接；内部骨架与船底板双面连续焊接，先焊接纵隔板、纵骨与船体外板的角焊缝，再焊接横向肋板与外板角焊缝；对接焊缝应焊透，尽量采用对称焊；关注结构变形情况，必要时矫正；

主船体艏、艉总段合拢焊接及后续建造中，定期复测四个着陆垫整体水平度，采用加工或拂磨垫块平面度方式，化解焊接及总装过程中的结构变形风险，满足整体水平度≤5.0mm要求。

优选地，还包括如下步骤：

S6：涂装；按照涂装工艺文件要求，在封板装焊前预先在着陆垫内部涂装，外侧涂装在密性试验后进行；

S7：封板装焊；依次安装两侧侧封板和首封板，首封板与船底板部分单面连续焊接；

S8：密性试验；着陆垫矫正之后，按照密性试验规程的规定，依次对着陆垫各单只箱型结构进行密性试验；

S9：补涂；在密性试验后，对整个外露结构进行补涂装。

如上所述，本发明提供一种船舶主承力着陆垫结构及装焊方法，具有以下有益效果：

一是在结构设计方面，将底板整板优化设置若干加厚垫块并与底板对接焊，对横向肋板进行加强以保证结构强度，后期建造、等级修理等工程中若出现结构变形，可通过垫板加工的方式满足整体水平度要求；二是在工艺设计方面，优化了着陆垫处的主船体外板分段划分以及着陆垫制造安装技术方案，将这一重要结构提前至总段建造阶段安装，提升了总段结构完整性，减少了船台建造周期。

附图说明

图1显示为本发明装焊方法的工艺流程示意图。

图2显示为本发明着陆垫的排布示意图。

图3显示为本发明单个着陆垫的俯视结构示意图。

图4显示为垫块表面凸出于底板表面的截面示意图。

图5显示为中组件的组装示意图。

图6显示为骨架板与舱壁板的对正示意图。

元件标号说明

100、箱型结构；10、底板；11、纵隔板；12、垫块；13、横向肋板；14、纵骨；15、尾封板；16、首封板；17、侧封板；131、加强横筋；21、骨架板；22、水密舱壁板。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。本文使用的“介于……之间”表示包括两端点值。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，本发明提供一种船舶主承力着陆垫结构的装焊方法，该方法过程主要划分为：垫块设计及加强、主船体外板分段划分、制造工艺流程、下料加工、小组件制作、中组件制作、总段内定位、总段内装焊、涂装、封板装焊、密性、补涂等。装焊方法包括如下步骤：

S1：垫块设计及加强。

如图2、图3所示，着陆垫为箱型结构100，四只箱型结构100对称分布于四角处；每只箱型结构100由底板、纵骨、塞焊垫板、纵隔板、横向肋板、首封板、尾封板、侧封板构成。

其中着陆垫的底板10嵌入有若干垫块12，垫块12均为嵌入式并与原有底板10对接焊，垫块12下表面凸出于底板10下表面，如图4所示，垫块12四周与底板10的连接处设置过渡斜面；若干垫块12沿长度方向排布。

箱型结构内部沿长度方向的中轴线处设置有竖直的纵隔板11，位于箱型结构内部的多块横向肋板13相互平行并沿长度方向排布，纵隔板11与横向肋板13相互垂直；首封板16及尾封板15分别位于箱型结构100的首部及尾部，两块侧封板17位于两侧。纵隔板11与侧封板17之间设有平行于纵隔板11的纵骨14，垫块12的中心线与纵隔板11重合，且单个垫块12沿长度方向跨过两块横向肋板13，被单个垫块12覆盖的两块横向肋板13之间还设有加强横筋131。

S2：主船体外板分段划分。

将舯部定位分段的主船体外板(含纵骨、纵桁及横梁)在着陆垫范围内分别向艏、艉延伸，覆盖并超出着陆垫四周约100～200mm，使得船体外板与着陆垫充分接触，确保着陆垫对船体承载的稳定性。

S3：着陆垫制作。

(1)下料加工。按相关图样进行零件切割下料，单只箱型结构上口增加装配余量，板材、型材下料时按相关图样增加一定的焊接收缩补偿量。

单只箱型结构封板(包括尾封板15、首封板16、侧封板17)为特殊“球形”结构，也就是封板与底板接触的边缘为自下而上的弧形形状，需制作专门样板、样箱进行加工，加工后用标准样板检验。

(2)小组件制作。完成横向肋板13小组件的装焊，包括T型材腹板与面板、腹板与塞焊垫板，焊接后进行火工校正。

(3)中组件制作。如图5所示，以单只箱型结构的底板10为基准，在地面或铁平台上正态进行分段装配，将底板四角与地面或铁平台进行紧固，中间增加压载铁块，提高结构刚性约束。

检查无误后在底板10上依次安装纵骨14、纵隔板11、横向肋板13等，尾封板15也在平台阶段预先安装。

按船体焊接工艺规程、规范，先焊接纵隔板11、纵骨14与底板10的角焊缝，纵骨14与底板10的焊接为双面交错间断焊；然后再焊接横向肋板13与底板10的角焊缝。

在焊接施工前应按要求对焊缝区域进行清洁、去除氧化膜，并清除表面油污，必要时进行化学清洗。多道焊接时，应采用机械方法彻底清除前一层表面氧化膜后，进行下一道焊接。

应按照相关参数焊接，做好施工场地的环境保护措施，对每一段焊缝的焊接情况进行跟踪记录，控制焊接变形，避免焊脚过大，减少气孔的生成。

焊后进行水火校正，保证箱型结构座板平整度及线型。

单个着陆垫成型后，应在的底板10下表面划出着陆垫中心十字线。

相关焊接参数见表1。

表1中组件焊接推荐参数

S4：实船总段内安装定位。

着陆垫应在主船体总段上船台前定位，在四个着陆垫区域增设船台坞墩，安装前应在地面上预先划出船体中心线及坞墩位置线；着陆垫处坞墩定位后，其上表面需划出着陆垫中心十字线，调整四个着陆垫处坞墩上表面整体水平度≤2.0mm。

着陆垫正态吊装定位，定位时控制结构底板与坞墩上表面的中心十字线偏差≤1.0mm，定位后辅助测量四个着陆垫结构上表面整体水平度≤3.0mm、着陆垫结构中心至船体中心线距离偏差≤3.0mm。若产生局部超差局部修割隔板或调整位置。

主船体舯部总段定位时，除保证相应精度要求外，还应兼顾保证着陆垫各箱型结构中心处骨架板21(包括纵隔板11、横向肋板13)与主船体水密舱壁板22的十字错边量应不大于t/4mm(沿板厚方向，t为壁板厚度)，也就是保证水密舱壁板22与骨架板21在水平方向的相对偏移量在一定范围内，保证舱壁板22与骨架板21上下对正，使骨架板21作为受力主体，如图6所示。若定位时有超差允许对主船体筋板局部校正。

由于着陆垫区域主船体外板局部外飘，需采用斜撑拉马的方式进行局部加强。

S5：实船总段内焊接。

着陆垫与主船体舯部总段外板焊接时，应按照船体焊接工艺规程、规范施焊，同时满足下列要求：内部骨架与船底板应双面连续焊接，先焊接纵隔板、纵骨与船体外板的角焊缝，再焊接横向肋板与外板角焊缝；对接焊缝应焊透，尽量采用对称焊；关注结构变形情况，必要时矫正。

主船体艏、艉总段合拢焊接及后续建造中，应定期复测四个着陆垫整体水平度，采用加工或拂磨垫块平面度方式，化解焊接及总装过程中的结构变形风险，满足整体水平度≤5.0mm要求。

相关焊接参数见表2。

表2总段内接焊推荐参数

S6：涂装。

按照涂装工艺文件要求，在封板装焊前预先在着陆垫内部涂装(封板焊缝保留)，外侧涂装在密性试验后进行。

S7：封板装焊。

依次安装两侧侧封板和首封板(单面衬垫焊接及长孔塞焊)，首封板与船底板部分单面连续焊接，焊脚增加不超过10％，最小值为1mm。。

S8：密性试验。着陆垫矫正之后，按照密性试验规程的规定，依次对着陆垫各单只箱型结构进行密性试验。

S9：补涂。在密性试验后，对整个外露结构进行补涂装。

基于上述装焊方法，本申请还提供一种船舶主承力着陆垫结构，包括：

着陆垫，着陆垫为箱型结构100，四只箱型结构100对称分布于四角处；每只箱型结构100由底板、纵骨、塞焊垫板、纵隔板、横向肋板、首封板、尾封板、侧封板构成。

其中着陆垫的底板10嵌入有若干垫块12，垫块12均为嵌入式并与原有底板10对接焊，垫块12表面凸出于底板10表面，如图4所示，垫块12四周与底板10的连接处设置过渡斜面；若干垫块12沿长度方向排布。

箱型结构内部沿长度方向的中轴线处设置有竖直的纵隔板11，位于箱型结构内部的多块横向肋板13相互平行并沿长度方向排布，纵隔板11与横向肋板13相互垂直；首封板16及尾封板15分别位于箱型结构100的首部及尾部，两块侧封板17位于两侧。纵隔板11与侧封板17之间设有平行于纵隔板11的纵骨14，垫块12的中心线与纵隔板11重合，且单个垫块12沿长度方向跨过两块横向肋板13，被单个垫块12覆盖的两块横向肋板13之间还设有加强横筋131。

综上所述，本发明提供一种船舶主承力着陆垫结构及装焊方法，一是在结构设计方面，将底板整板优化设置若干加厚垫块并与底板对接焊，对横向肋板进行加强以保证结构强度，后期建造、等级修理等工程中若出现结构变形，可通过垫板加工的方式满足整体水平度要求；二是在工艺设计方面，优化了着陆垫处的主船体外板分段划分以及着陆垫制造安装技术方案，将这一重要结构提前至总段建造阶段安装，提升了总段结构完整性，减少了船台建造周期。

本发明以主承力着陆垫底板垫块及加强结构设计、分段划分优化、工艺流程优化为主要手段，制订了着陆垫在总段阶段完整性安装的工艺方法，并辅助采用了精度指标的合理分配，焊接方法、顺序、工艺规范的合理选用等方法，从下料加工、部件制作、总段内安装、后期复测及加工等各环节有效控制了该结构的制造及安装精度要求，为船体搁置、坐墩修理时等特殊操作奠定了安全可靠的平台。本发明总体流程合理，制作方法、顺序选择恰当，装配方法和顺序得当，易于操作，便于掌握，满足了主承力着陆垫结构装焊的技术及精度要求，能够广泛运用到相关船舶相似结构的制造及实船装焊。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种船舶主承力着陆垫结构，其特征在于，包括：

着陆垫，着陆垫为箱型结构，四只箱型结构对称分布于四角处；

着陆垫的底板嵌入有若干垫块，垫块均为嵌入式并与原有底板对接焊，垫块下表面凸出于底板下表面，垫块四周与底板的连接处设置过渡斜面，若干垫块沿长度方向排布，通过对垫块加工处理能够对着陆垫的水平度进行调整；

箱型结构内部沿长度方向的中轴线处设置有竖直的纵隔板，位于箱型结构内部的多块横向肋板相互平行并沿长度方向排布，纵隔板与横向肋板相互垂直；首封板及尾封板分别位于箱型结构的首部及尾部，两块侧封板位于两侧。

2.根据权利要求1所述的船舶主承力着陆垫结构，其特征在于：纵隔板与侧封板之间设有平行于纵隔板的纵骨，垫块的中心线与纵隔板重合，且单个垫块沿长度方向跨过两块横向肋板，被单个垫块覆盖的两块横向肋板之间还设有加强横筋。

3.一种船舶主承力着陆垫结构的装焊方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：垫块设计及加强；着陆垫为箱型结构，四只箱型结构对称分布于四角处；每只箱型结构由底板、纵骨、塞焊垫板、纵隔板、横向肋板、首封板、尾封板、侧封板构成；

其中着陆垫的底板嵌入有若干垫块，垫块均为嵌入式并与原有底板对接焊，垫块表面凸出于底板表面，垫块四周与底板的连接处设置过渡斜面；若干垫块沿长度方向排布；

箱型结构内部沿长度方向的中轴线处设置有竖直的纵隔板，位于箱型结构内部的多块横向肋板相互平行并沿长度方向排布，纵隔板与横向肋板相互垂直；首封板及尾封板分别位于箱型结构的首部及尾部，两块侧封板位于两侧；

纵隔板与侧封板之间设有平行于纵隔板的纵骨，垫块的中心线与纵隔板重合，且单个垫块沿长度方向跨过两块横向肋板，被单个垫块覆盖的两块横向肋板之间还设有加强横筋。

4.根据权利要求3所述的船舶主承力着陆垫结构的装焊方法，其特征在于，还包括如下步骤：

S2：主船体外板分段划分；将舯部定位分段的主船体外板在着陆垫范围内分别向艏、艉延伸，覆盖并超出着陆垫四周约100～200mm，使得船体外板与着陆垫充分接触，确保着陆垫对船体承载的稳定性。

5.根据权利要求4所述的船舶主承力着陆垫结构的装焊方法，其特征在于，还包括如下步骤：

S3：着陆垫制作；包括：

(1)下料加工；按相关图样进行零件切割下料，单只箱型结构上口增加装配余量，板材、型材下料时按相关图样增加一定的焊接收缩补偿量。

(2)小组件制作；完成横向肋板小组件的装焊，包括T型材腹板与面板、腹板与塞焊垫板，焊接后进行火工校正；

(3)中组件制作；以单只箱型结构的底板为基准，在地面或铁平台上正态进行分段装配，将底板四角与地面或铁平台进行紧固，中间增加压载铁块，提高结构刚性约束；

检查无误后在底板上依次安装纵骨、纵隔板、横向肋板，尾封板也在平台阶段预先安装；按船体焊接工艺规程、规范，先焊接纵隔板、纵骨与底板的角焊缝，纵骨与底板的焊接为双面交错间断焊；然后再焊接横向肋板与底板的角焊缝；

单个着陆垫成型后，在底板下表面划出着陆垫中心十字线。

6.根据权利要求5所述的船舶主承力着陆垫结构的装焊方法，其特征在于，还包括如下步骤：

S4：实船总段内安装定位；

着陆垫在主船体总段上船台前定位，在四个着陆垫区域增设船台坞墩，安装前在地面上预先划出船体中心线及坞墩位置线；着陆垫处坞墩定位后，其上表面划出着陆垫中心十字线，调整四个着陆垫处坞墩上表面整体水平度≤2.0mm；

着陆垫正态吊装定位，定位时控制结构底板与坞墩上表面的中心十字线偏差≤1.0mm，定位后辅助测量四个着陆垫结构上表面整体水平度≤3.0mm、着陆垫结构中心至船体中心线距离偏差≤3.0mm，若产生局部超差局部修割隔板或调整位置；

主船体舯部总段定位时，除保证相应精度要求外，还应兼顾保证着陆垫各箱型结构中心处骨架板与主船体水密舱壁板上下对正，两者沿水平方向的相对偏移量不大于t/4，t为骨架板厚度，骨架板包括纵隔板、横向肋板；若定位时有超差则对主船体筋板局部校正。

7.根据权利要求6所述的船舶主承力着陆垫结构的装焊方法，其特征在于，还包括如下步骤：

S5：实船总段内焊接；将着陆垫与主船体舯部总段外板进行焊接；内部骨架与船底板双面连续焊接，先焊接纵隔板、纵骨与船体外板的角焊缝，再焊接横向肋板与外板角焊缝；

对接焊缝应焊透，尽量采用对称焊；关注结构变形情况，必要时矫正；

主船体艏、艉总段合拢焊接及后续建造中，定期复测四个着陆垫整体水平度，采用加工或拂磨垫块平面度方式，化解焊接及总装过程中的结构变形风险，满足整体水平度≤5.0mm要求。

8.根据权利要求7所述的船舶主承力着陆垫结构的装焊方法，其特征在于，还包括如下步骤：

S6：涂装；按照涂装工艺文件要求，在封板装焊前预先在着陆垫内部涂装，外侧涂装在密性试验后进行；

S7：封板装焊；依次安装两侧侧封板和首封板，首封板与船底板部分单面连续焊接；

S8：密性试验；着陆垫矫正之后，按照密性试验规程的规定，依次对着陆垫各单只箱型结构进行密性试验；

S9：补涂；在密性试验后，对整个外露结构进行补涂装。