CN1926024A - 使地面上建造的船只横向下水的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种使地面上建造的船只横向下水的方法和设备。该方法包括在地面上造船的造船步骤；通过多个滑靴和液压千斤顶提升建造的船只的预顶起步骤；用牵引设备使在滑梁上支撑船只的滑靴和液压千斤顶滑行，从而使船只朝驳船横向移动的移船步骤；将移动的船只装载到驳船上的载船步骤；以及通过使载有船只的驳船潜水而使船只漂浮的使船只下水步骤。

Description

使地面上建造的船只横向下水的方法和设备

技术领域

一般地，本发明涉及一种使地面上建造的船只横向下水的方法和设备，更具体地，涉及一种无须使用船坞，将地面上建造的船只横向装载到驳船上，然后驳船潜入水中以使船只下水的横向下水方法和设备。

背景技术

通常，在传统的造船方法中，需要制作几个构成船只的单元块，并通过在干船坞中使用龙门起重机将这些单元块组装起来。然后，在干船坞中引入海水以使船只纵向下水。由于闸门的尺寸和起重机的纵向位移有限，分布在全世界的所有干船坞都是沿着纵向延伸，因此只能使船只沿纵向下水(在使船只横向下水的情况下，必须安装巨型闸门)。目前，遍及世界各地的干船坞数量有限而不能满足船只需要，然而，由于要建造一个干船坞，需要庞大的建造成本和保养维修费用，所以建造一个干船坞是很困难的。因此，由于干船坞数量有限，所以接收船只订单的限制必然存在。

发明内容

因此，考虑到现有技术中存在的上述问题而提出本发明，且本发明的目的之一是提供一种使地面上建造的船只横向下水的方法和设备，由于在地面上建造的船只能够下水入海，所以不存在由于船只需要而产生的船坞短缺现象，节省了船坞建造成本和保养维修费用，并且通过减少建造船坞所需空间而使空间利用率最大化。

本发明的另外一个目的是通过在地面上造船而提高船只的生产率。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种使地面上建造的船只横向下水的方法，该方法包括：在地面上造船的造船步骤；通过多个滑靴(skid shoe)和液压千斤顶提升建造的船只的预顶起步骤；通过牵引设备使在滑梁上支撑船只的滑靴和液压千斤顶滑行，从而使船只朝驳船横向移动的移船步骤；将移动的船只装载到驳船上的载船步骤；以及通过使载有船只的驳船潜水而使船只漂浮的使船只下水步骤。

根据本发明的另一个方面，提供了一种使地面上建造的船只横向下水的装置，该装置包括：从在地面上建造的船只的底面延伸到安装桩帽的位置的多个混凝土垫；安装在混凝土垫上端表面的滑梁；与滑梁上表面和船只底面接触的多个滑靴；位于滑靴底面下以沿着滑梁滑动的液压千斤顶；在与安装在混凝土垫上端表面的滑梁相同高度处，连续连接在桩帽和码头之间的连接桥；以及与连接桥具有相同高度，并在其两端通过销钉连接到码头和驳船的连接梁。

附图说明

图1是显示在地面上建造好的船只被载入驳船之前的状态的俯视图；

图2是显示在地面上建造好的船只被载入驳船之前的状态的侧视图；

图3是图2中“A”部分的放大图；

图4是显示在地面上建造好的船只被载入驳船之前的状态的正视图；

图5是显示被载入驳船后的船只的俯视图；

图6是图5中“B”部分的放大图；

图7是显示被载入驳船后的船只的侧视图；

图8是显示被载入驳船后的船只的正视图；

图9是显示使用驳船下水后的船只的侧视图；

图10是图9中“C”部分的放大图；

图11是显示根据本发明的滑靴和牵引装置的详图；

图12是显示根据本发明的驳船上端构造的视图；

图13是显示根据本发明的使船只横向下水的码头截面的详图；以及

图14是根据本发明的方块图。

具体实施方式

下面将以附图为参考，其中用在不同的图中的相同参考数字表示相同或相似部件。

图1是显示在地面上建造好的船只被载入驳船之前的状态的俯视图；图2是显示在地面上建造好的船只被载入驳船之前的状态的侧视图；图3是图2中“A”部分的放大图；图4是显示在地面上建造好的船只被载入驳船之前的状态的正视图；图5是显示被载入驳船后的船只的俯视图；图6是图5中“B”部分的放大图；图7是显示被载入驳船后的船只的侧视图；图8是显示被载入驳船后的船只的正视图；图9是显示使用驳船下水后的船只的侧视图；图10是图9中“C”部分的放大图；图11是显示根据本发明的滑靴和牵引装置的详图；图12是显示根据本发明的驳船上端构造的视图；图13是显示根据本发明的使船只横向下水的码头截面的详图；图14是根据本发明的方块图。

根据本发明的一种实施方式的使地面上建造的船只横向下水的方法包括在地面上造船的造船步骤(S100)；通过多个滑靴和液压千斤顶提升船只的预顶起步骤(S200)；通过牵引设备使在滑梁上支撑船只的滑靴和液压千斤顶滑行，从而使船只朝驳船横向移动的移船步骤(S300)；将移动的船只装载到驳船上的载船步骤(S400)；以及通过使载有船只的驳船潜水而使船只漂浮，从而使地面上建造的船只横向移动和下水的使船只下水步骤(S500)。

执行造船步骤(S100)是在地面上建造船只。在这个步骤中，安装混凝土垫1，并在混凝土垫1上建造船只100。此时，建造的船只由墩台(block)支撑，滑梁(skid beam)3安装在从船只延伸到桩帽(pile cap)2顶端的混凝土垫1的上表面上。

安装混凝土垫1是为了在移动船只时分散作用在地面上的集中载荷。当船只建造在地面上并移动时，由于在船尾部分的宽度方向上布置的用以支撑船只载荷的墩台的数量在某种程度上有限，该载荷将作用在小面积的地面上。因此，安装混凝土垫1以分散作用在没有用桩或类似的东西加固的该地面部分上的集中载荷。

滑梁3安装在用以分散作用在地面上的船只载荷的混凝土垫1的上表面上。同与船只底面相接触的滑靴4相连结的液压千斤顶6被安装成能够在滑梁3上滑行。滑梁3的位置和数量要适当确定以便船只能够安全并容易地载入驳船。

执行预顶起步骤(S200)是将建造在地面上并由墩台支撑的船只移动到下水位置。预顶起步骤(S200)包括子步骤：将滑靴4和液压千斤顶6定位在滑梁3上表面和建好的船只底面之间；以及启动液压千斤顶6以通过滑靴4支撑船只，从而使船只100从墩台上脱离。通过执行这些操作，当船只脱离了支撑船只的墩台时，就可以牵引船只。船只100位于滑靴4上，而液压千斤顶6则位于滑靴4的底面并位于滑梁3的上表面上。

由于如上所述安装在船只下面的滑靴4和液压千斤顶6的存在，在船只移动过程中以及间歇停顿过程中，因地面不均匀沉陷(unevensettlement)和驳船的起伏及颠簸而产生的集中载荷能够被均匀分布，从而能够可靠地支撑船只。

此外，在船只被液压千斤顶6提升的状态下，船只的船头和船尾部分可能因为船只的自然下沉(sagging)而未从墩台分离。为了避免这种情况，在船只的船头和船尾部分也另外安装了滑靴和液压千斤顶6，以便在提升船只的时候控制船头和船尾部分的下沉。

滑靴4直接与船只的底面接触并且安装在支船架(cradle)5上。液压千斤顶6连接到支船架5的底面。也就是说，搁置在多个滑靴4上的船只和位于滑靴4下面的液压千斤顶6沿着滑梁3移动。所述多个滑靴4连接成一个整体，而上面安装有液压千斤顶6的多个支船架5也连接成一个整体。

执行移船步骤(S300)是将由滑靴4支撑并且由液压千斤顶6提起的船只移动到驳船8上。移船步骤(S300)包括子步骤：将滑靴4连接到牵引设备9上；通过使用牵引设备9沿着滑梁3移动滑靴4、支船架5和液压千斤顶6，从而将船只移动到连接桥10上；通过使用牵引设备9沿着连接桥10移动滑靴4、支船架5和液压千斤顶6，从而将船只移动到连接梁(link beam section)11上；以及通过使用牵引设备9沿着连接梁11将船只移动到安装在驳船8的上表面上的滑梁12上，并将驳船8压舱。

牵引设备9通常采用推方法或拉方法，并且使用诸如缆式起重器(strand jack)、推拉设备、绞车等组件。

当装载船只到驳船上时，要考虑的重要因素是码头和驳船上的滑道要保持同一高度以确保船只能水平装载到驳船上而不倾斜。换句话说，考虑到由于潮汐引起的驳船的颠簸和摇摆而应该执行压舱。

驳船8的压舱过程如下所述。计算要装载到驳船上的船只的重量和要传递给滑靴的船只的单位长度载荷，确定船只的单位移动距离的压舱量。如果确定了船只的重量、要传递给滑靴的载荷以及压舱量，根据所确定的数值，船只被移动到驳船上，从而渐增的载荷从移动的船只传递给驳船。此时，通过使用驳船自带的泵排泄驳船内与船只加载部分重量相等的水来维持压舱。维持驳船的压舱的任务重复进行直到船只中心到达驳船中心。

此外，当船只移动时，在驳船的上表面上还另外安装了滑靴13以将因装载船只而产生的载荷分散到驳船的增加的面积上。

连接桥10安装在桩帽2和码头14之间，并将桩帽2和码头14相互连接，以防止船只在地面滑动的过程中因传递给码头的地面压力而造成码头损坏。抗剪键(shear key)15固定在连接桥10的底面。位于码头14上的连接桥10的末端与连接梁11相接触。来自连接梁11的压力(与因风浪而产生的传递给地面的驳船的惯性力相应)通过固定在连接桥10底面的抗剪键15传递给安装在地面上的桩，从而承受直接作用于码头的大的水平载荷。

连接梁11将地面和驳船8连接在一起。连接梁11的一端通过销钉连接在码头上，而连接梁11的另一端通过销钉连接在驳船上以吸收驳船的运动。连接梁11将因驳船的运动而产生的惯性力和压力传递给地面。由于连接梁11的两端通过销钉连接在码头和驳船上，所以可以补偿地面和驳船之间的高度差。

驳船8的使用方式使得船只从地面被装载到驳船8上并安全入海。多个具有支柱16的格排梁(grillage beam)17以规则间隔横向安装在驳船8的上表面上，滑梁12安装在格排梁17的上端上以定位于格排梁17的支柱16之间。滑梁12和格排梁17互相垂直地安装。也就是，多个格排梁17横向设置在纵向安装的滑梁12的底端上。滑梁12和格排梁17以这种方式安装是为了当船只被移动到驳船上时分散施加的载荷。

驳船8还安装了诸如系泊索、系泊绞车等的多个系泊件18，用于将驳船8保持在预定位置。

除了将船只从地面载入驳船的过程之外，在将载有船只的驳船向下水处移动以及使船只入海的过程中，风浪可能会使作用在驳船上的集中载荷增加。因此，为了分散集中载荷，在驳船上还另外安装了多个滑靴和液压千斤顶。通过对安装的液压千斤顶的高度进行调整，可以更有效地分散将船只从地面载入驳船之后产生的载荷并将船只的下沉现象限制在容许值范围内。

码头14被设计成在移动船只和使船只下海的过程中能保证支撑稳定性以及承受通过连接梁11和连接桥10传递的集中载荷。

执行载船步骤(S400)是使用牵引设备9将船只装载到驳船8上。载船步骤(S400)包括子步骤：将牵引设备9和滑靴4相互分离并移开牵引设备9；停止液压千斤顶6并将位于船只下面的滑靴4搁置在驳船8上的格排梁17的支柱16上；将位于船只下面的滑靴4焊接到格排梁17的支柱16上；通过使用安装在支船架5上的滚轮19将分离的液压千斤顶6移动到地面上。当提升船只时支船架5上的滚轮19与滑梁不接触，而当通过启动液压千斤顶6将船只搁置在滑靴上时才和滑梁接触。

执行船只下水步骤(S500)是将载入驳船的船只下水入海。在船只下水步骤(S500)中，其上载有船只的驳船8被移动到下水位置，并通过驳船的连续的压舱使驳船潜入水中，从而船只漂浮在海上。潜入水中的驳船被拖船找到并拖回。下面简要描述使船只下水的压舱过程。

1，当载有船只的驳船被移到下水位置后，驳船水平下沉到海中距海面11.5米深的地方。

2，驳船的上甲板距海面的距离为12米，驳船上甲板和船只底部之间的距离大约为2.6-2.8米，驳船中只放有四个浮箱。为此，驳船的水平区域会陡然从12米处下降。

3，上述现象会对驳船的稳定性造成不利影响。因此，为了解决这个问题，主要对驳船的船尾部分进行压舱，使驳船的船尾部分倾斜，并使装载在驳船上的船只在驳船完全潜入海中之前能够与海水接触。

4，当通过连续压舱驳船的船尾部分以维持驳船的倾斜状态时，对驳船的中心部分进行压舱以使驳船完全潜入海中。

5，在船只重力与浮力相等的水位处，船只开始从驳船上漂浮。

6，在船只漂浮后，进一步对驳船进行1米的压舱以防止当使用拖船拖拉驳船时驳船和船只之间发生碰撞。

此外，在将地面上建造的船只横向装载到驳船上的情况下，存在的驳船稳定潜水箱可能会干扰船只。为了避免这种情况，可以将两个驳船牢牢连接在一起以作为一个整合的具有更大容量的驳船使用，并移开控制室使之不干扰船只。

在如上所述用两艘驳船装载船只的情况下，由于装载的初始阶段船只的全部载荷作用在第一艘驳船上，必须通过压舱来补偿这个载荷。通过将两艘驳船的压舱头连接在一起从而一艘驳船的自身的泵能够被用来增加另一艘驳船的压舱容量，从而缩短了压舱时间。

通常，为了将船只装载到一艘驳船上，船只被简化成一个空间梁模型(dimensional beam model)，计算出从船头到船尾的纵向重力分布和浮力分布，这两个分布值的差被计算出来作为剪切力，计算并监控作为纵向强度的剪切力的综合值。然而，在如上所述横向连接两艘驳船并将船只横向装载到合为一体的驳船上的情况下，必须同时计算并监控纵向强度和横向强度。

与纵向强度和横向强度相关的重要的监控因素如下所述。

—综合的横向强度

驳船由一个空间梁模型表示，计算横向重力分布和浮力分布，计算这两个分布值的差值作为剪切力，计算剪切力的综合值作为弯矩。

—局部横向强度(作用在各自的连接器上的强度)

为了进行局部检查，在计算机中引入用以表示各自带有五个连接器的驳船的三维框架模型，计算代表连接器的各个梁元件的力矩的和。

—变形检查

在驳船上设置16个目标点，当装载船只到驳船上时读取目标点的变形值。计算机计算连接器上的变形值以检查这个数值是否在容许的范围内。

在如上所述的实施方式中，推拉设备安装在滑靴的底端以将地面上建造的船只移动到驳船上。容易理解的是船只也能够通过其他方法移动。例如，能够想象得到，在使用液压千斤顶将船只提起之后，滑靴被插入滑梁和船只之间，停止液压千斤顶以将船只停靠在滑靴上，然后沿着滑梁滑动滑靴以将船只移到驳船上。

工业实用性

从上面的说明可以清楚地知道，根据本发明的使地面上建造的船只横向下水的方法和设备提供了以下优势：可以不考虑船坞的利用率和尺寸大小而建造船只，节省了船坞的建造成本和维修保养费用，并且能够使船只横向下水。

尽管为了说明的目的公开了本发明的优选实施方式，但是本领域技术人员可以理解，在不背离如附属权利要求所公开的本发明的范围和精神的前提下可以进行各种各样的修改、添加和替换。

Claims (13)

1、一种使地面上建造的船只横向下水的方法，该方法包括：

在地面上造船的造船步骤；

通过多个滑靴和液压千斤顶提升建造的船只的预顶起步骤；

通过牵引设备使在滑梁上支撑船只的滑靴和液压千斤顶滑行，从而使船只朝驳船横向移动的移船步骤；

将移动的船只装载到驳船上的载船步骤；以及

通过使载有船只的驳船潜水而使船只漂浮的使船只下水步骤。

2、根据权利要求1所述的方法，其中预顶起步骤包括以下子步骤：

将滑靴和液压千斤顶定位在建好的船只底部的滑梁上；以及

启动液压千斤顶以通过滑靴支撑船只，从而使船只从墩台上脱离。

3、根据权利要求2所述的方法，其中在造好的船只的船头和船尾下面还另外安装了液压千斤顶以在提升船只时控制船头和船尾的下沉。

4、根据权利要求1所述的方法，其中移船步骤包括以下子步骤：

将滑靴连接到牵引设备上；

通过使用牵引设备沿着滑梁移动滑靴、支船架和液压千斤顶，从而将船只移动到连接桥上；

通过使用牵引设备沿着连接桥移动滑靴、支船架和液压千斤顶，从而将船只移动到连接梁上；以及

通过使用牵引设备沿着连接梁将船只移动到安装在驳船上表面上的滑梁上，并根据船只移到驳船上的程度调整驳船的压舱。

5、根据权利要求4所述的方法，其中，当船只被移动时，在驳船上表面上还另外安装滑靴以将船只的载荷分散到驳船的更大面积上。

6、根据权利要求4所述的方法，其中驳船的压舱是通过执行以下步骤完成的：

计算要装载到驳船上的船只的重量和要传递给滑靴的船只的单位长度的载荷，并确定船只单位移动距离的压舱量；

在将船只装载到驳船上时，通过使用驳船自带的泵排泄驳船内与船只加载部分重量相等的水以维持压舱并使压舱量和确定的压舱量保持一致；以及

重复执行维持驳船压舱的任务直到船只中心到达驳船中心。

7、根据权利要求1所述的方法，其中载船步骤包括以下子步骤：

停止移动到驳船上表面的液压千斤顶并将支撑船只的滑靴搁置在驳船的格排梁的支柱上；

将位于船只下面的滑靴焊接到格排梁的支柱上；

将液压千斤顶和滑靴相互分离；以及

通过牵引设备将分离的液压千斤顶移动到地面上。

8、根据权利要求1所述的方法，其中船只下水步骤包括以下子步骤：

将载有船只的驳船移动到下水位置；

通过对驳船进行连续压舱使移到下水位置的驳船潜入水中；

通过将驳船潜入水中而使船只漂浮；以及

船只漂浮后通过对驳船进一步压舱而使驳船进一步潜入水中，并使用拖船寻找和拖回驳船。

9、根据权利要求8所述的方法，其中船只的下水方式为，对驳船的船尾压舱而使驳船倾斜，在通过对驳船的船尾连续压舱而维持驳船的倾斜状态时对驳船的中心部分压舱，从而使载有船只的驳船潜入水中。

10、根据权利要求1和4到9中任意一项所述的方法，其中载有船只的驳船是通过将两艘驳船整体地横向连接在一起而形成的。

11、一种用于使地面上建造的船只横向下水的装置，该装置包括：

安装的多个混凝土垫，这些混凝土垫从地面上建造的船只的底端延伸到安装桩帽的位置；

安装在混凝土垫上端表面的滑梁；

与滑梁上表面和船只底面接触的多个滑靴；

位于滑靴底面下并可沿着滑梁滑动的液压千斤顶；

在与安装在混凝土垫上端表面的滑梁相同高度处连续连接在桩帽和码头之间的连接桥；以及

与连接桥具有相同高度，并在其两端通过销钉连接到码头和驳船的连接梁。

12、根据权利要求11所述的装置，其中在驳船的上表面上以规则间隔横向安装了多个格排梁，并在格排梁上纵向安装了滑梁。

13、根据权利要求11所述的装置，其中通过地基型的桩或垫加强码头。

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