一种全宽甲板模块的吊装确定方法与流程

1.本技术涉及船舶建造技术领域，具体地，涉及一种全宽甲板模块的吊装确定方法。


背景技术：

2.带有c型独立液罐的液化气船是一种高附加值船舶，其具有广阔的市场发展前景。带有c型独立液罐的液化气船的主甲板是由舷侧甲板和气室甲板组成的全宽型甲板，全宽型甲板上布置有液货管架单元，全宽型甲板与液货管架单元的组合称之为全宽甲板模块。
3.传统带有c型独立液罐的液化气船的全宽甲板模块吊装通常采用的方法是基于液罐吊装完成进舱后，在总组平台将舷侧甲板分段和气室甲板分段完成总组形成全宽甲板总段后再吊装上船，然后待液货管架单元整体完成后再吊装到全宽甲板总段上开展焊接作业。但是，采用上述吊装方法将全宽甲板模块吊装至船台上后，容易出现该全宽甲板总段、液货管架单元与船台上相邻总段对位不精准的问题。此外，上述吊装方法的液货管架单元制作周期在全宽甲板总段合拢之后，建造周期较长，不能适用于现代高速有效的船舶建造节奏。


技术实现要素：

4.本技术的目的是提供一种全宽甲板模块的吊装确定方法，根据上述吊装确定方法进行实际全宽甲板模块的吊装过程，能够改善全宽甲板模块吊装时的安装定位精度及全宽甲板模块吊装周期较长的技术问题。
5.为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
6.一种全宽甲板模块的吊装确定方法，所述全宽甲板模块包括全宽甲板总段和布置在所述全宽甲板总段上的液货管架单元，包括以下步骤：
7.根据所述全宽甲板模块的参数，构建吊装所述全宽甲板模块的有限元分析模型；在所述有限元分析模型中，根据吊装工艺设置吊装所述全宽甲板模块的吊装参数；利用所述有限元分析模型分析模拟吊装所述全宽甲板模块时，所述全宽甲板总段的变形量是否在建造精度范围内；若所述全宽甲板总段的变形量不在建造精度范围内，则调节所述吊装参数。
8.在一些实施方式中，所述吊装参数包括吊装部件的布置参数，所述吊装部件包括吊马和绳索，所述吊装部件的布置参数包括：所述吊马的安全载荷、所述吊马在所述全宽甲板总段的布置位置及布置数量和所述吊马与所述绳索的夹角。
9.在一些实施方式中，所述吊马在所述全宽甲板总段的布置位置包括：所述吊马沿所述全宽甲板总段的长度方向在所述全宽甲板总段的两侧对称分布。
10.在一些实施方式中，所述吊装参数包括第一加强构件的布置参数，所述第一加强构件用于提高所述吊马在所述全宽甲板总段的布置位置处的结构强度，所述第一加强构件的设置参数包括所述第一加强构件的安装位置和安装数量。
11.在一些实施方式中，所述吊装参数包括第二加强构件的布置参数，所述第二加强
构件用于控制所述全宽甲板总段变形，所述第二加强构件的布置参数包括所述第二加强构件的安装位置和安装数量。
12.在一些实施方式中，所述吊装参数包括第三加强构件的布置参数，所述第三加强构件用于防止艏艉外板外扩变形，所述第三加强构件的布置参数包括所述第三加强构件的安装位置和安装数量。
13.在一些实施方式中，所述根据所述全宽甲板模块的参数，构建吊装所述全宽甲板模块的有限元分析模型的步骤，包括：获取所述全宽甲板模块的参数，所述全宽甲板模块的信息包括所述全宽甲板模块的重量、重心位置、所述全宽甲板总段的长度和宽度。
14.与现有技术相比，本技术的有益效果：
15.本技术提供了一种全宽甲板模块的吊装确定方法，该全宽甲板模块包括全宽甲板总段和液货管架单元。该吊装确定方法通过获取全宽甲板模块的参数，构建关于全宽甲板模块的吊装的有限元分析模型，在有限元分析模型中设置吊装全宽甲板模块的吊装参数，利用上述有限元分析模型分析模拟吊装全宽甲板模块时，全宽甲板总段的变形量是否在建造精度范围内，若全宽甲板总段的变形量不在建造精度范围内，则优化吊装方案，改进吊装参数。若全宽甲板总段的变形量在建造精度内，则根据有限元分析模型中吊装参数进行实际吊装。采用该吊装确定方法确定的一体化吊装方案，将全宽甲板总段和液货管架单元作为一个整体全宽甲板模块，一方面采用一体化吊装的方式能够有效控制变形量，实现与船台上相邻总段的精准对位，有效降低了将全宽甲板总段和液货管架单元分步建造时与船台上相邻总段的对位精度不高问题。另一方面，一体化吊装的方式可以将全宽甲板总段与液货管架单元同步构建，提高了船舶建造效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
17.图1为本技术一个实施例的全宽甲板模块的吊装确定方法流程示意图；
18.图2为本技术一个实施例中全宽甲板模块的结构示意图；
19.图3为本技术如图2所示实施例的全宽甲板模块中全宽甲板总段上吊马的布置示意图；
20.图4为本技术如图3所示的全宽甲板模块中a处放大图；
21.图5为本技术如图3所示的全宽甲板模块中b处放大图；
22.图6为本技术如图2所示实施例的全宽甲板模块中吊装用钢丝绳的夹角示意图；
23.图7为本技术如图2所示实施例的全宽甲板模块中全宽甲板总段上加强构件的结构示意图；
24.图8为本技术如图7所示加强构件的仰视图；
25.图9为本技术的另一个实施例的全宽甲板模块中全宽甲板总段上增设保距梁的结构示意图；
26.图10为本技术又一个实施例的全宽甲板模块中全宽甲板总段舷侧上增设导向板
的横剖面示意图；
27.图11为本技术如图10所示实施例的a型导向板、b型导向板的结构示意图。
28.附图标记说明：
29.1、全宽甲板总段；2、液货管架单元；3、吊马；4、甲板预留孔；5、纵向构件；6、钢丝绳；7、龙门吊；8、第一加强构件；9、保距梁；10、a型导向板；11、b型导向板。
具体实施方式
30.下面结合附图对本技术具体实施方式的技术方案作进一步详细说明，这些实施方式仅用于说明本技术，而非对本技术的限制。
31.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
33.本技术涉及一种全宽甲板模块的吊装确定方法，全宽甲板模块包括全宽甲板总段和布置在全宽甲板总段上的液货管架单元。在一个实施方式中，如图1所示，该吊装确定方法100包括以下步骤：步骤s110中，根据全宽甲板模块的参数，构建吊装全宽甲板模块的有限元分析模型。在一个具体的应用场景中，根据全宽甲板模块的参数，构建吊装全宽甲板模块的有限元分析模型的步骤可以包括：获取全宽甲板模块的参数，前述全宽甲板模块的参数可以包括实际需要吊装的全宽甲板模块的重量、重心位置、全宽甲板总段的长度和宽度。其中，在前述有限元分析模型中涉及的参数与实际需要吊装的全宽甲板模块的信息一致。
34.图2为本技术一个实施例中全宽甲板模块的结构示意图。如图2所示，本技术实施例中全宽甲板模块包括全宽甲板总段1和布置在全宽甲板总段上的液货管架单元2。本技术实施例将全宽甲板总段和布置在全宽甲板总段1上的液货管架单元2作为一个全宽甲板模块进行吊装，一方面，将全宽甲板总段1和液货管架单元2作为一个整体单元吊装至船台上，能够有效避免全宽甲板模块与船台上相邻总段结构对位精度不够的问题。另一方面，由于传统的液货管架单元的制作计划安排在全宽甲板总段合拢以后，带有c型独立管的液化气船的建造周期较长。本技术的吊装确定方法实施实际全宽甲板模块的吊装，可以在两个不同的建造场地上同时进行全宽甲板分段组装成全宽甲板总段1以及液货管架单元2的组装，缩短了建造周期，提升了精度对位，减少现场修割，同步提升搭载的施工效果，节约了大量的人力物力，缩短了打磨涂装周期，增加了船舶的建造效率。
35.接着步骤s120，在有限元分析模型中，设置吊装全宽甲板模块的吊装参数。前述吊装参数可以包括吊装部件的布置参数，吊装部件可以包括吊马和绳索。其中，吊装部件的布
置参数可以包括调节吊马的安全载荷、吊马在全宽甲板总段的布置位置及布置数量和吊马与绳索的夹角。
36.接着步骤s130，利用有限元分析模型分析模拟吊装全宽甲板模块时，全宽甲板总段的变形量是否在建造精度范围内。调节上述吊装参数，利用有限元分析模型对前述全宽甲板模块的吊装过程是否满足施工作业的要求进行分析。在具体实施过程中，可以根据实际需要吊装的全宽甲板模块调节吊马的安全载荷、布置位置、布置数量和吊马与绳索的夹角，以满足安全有效的吊装要求。
37.图3为本技术如图2所示实施例的全宽甲板模块中全宽甲板总段上吊马的布置示意图。为了更清晰的展示吊马的布置，图4、图5分别为图3中a、b两个区域的放大图。由图3至图5所示，全宽甲板总段上设置有横向构件、甲板预留孔4和纵向构件5，该纵向构件5的延伸方向与全宽甲板总段1的长度方向一致。前述吊马3在全宽甲板总段的安装位置可以包括吊马沿全宽甲板总段的长度方向在全宽甲板总段的两侧对称分布，以使全宽甲板模块在吊装时受力均匀。进一步，吊马3的吊装部向上延伸方向与吊装时与该吊马3连接的绳索的拉力方向一致，想要吊马3上各绳索拉力基本保持均匀需要考虑绳索的角度来确定龙门吊上吊牌的高度。吊马3通过卸扣与绳索连接，以实现吊装装置通过绳索、吊马3将全宽甲板模块吊起。具体地，前述绳索可以是钢丝绳6。
38.进一步，吊马3在全宽甲板总段1的安装方位为：吊马3的吊装部在全宽甲板总段上的投影与全宽甲板总段1的纵向构件5的夹角为30-45度。吊马3布置在全宽甲板总段上有斜向一定角度，这里的夹角是指吊马3布置位置处踩脚与相邻纵向构件之间的夹角。由于一般施工情况是将吊马沿纵向或横向布置在甲板结构的强档肋位上，在一个优选地实施方式中，本技术基于全宽甲板模块整体结构的特殊性，吊马3的设置位置未按照常规沿横纵向布置，而是将每个吊马3的吊装部在全宽甲板总段上的投影与全宽甲板总段1的纵向构件5成30度或45度夹角布置。基于此，图6为本技术如图2所示实施例的全宽甲板模块中吊装用钢丝绳的夹角示意图。如图6所示，当使用吊装装置，如龙门吊7将全宽甲板模块吊起时，由于本技术将吊马3的吊装部延伸方向与吊装时钢丝绳6的拉力方向一致，能够使钢丝绳6对全宽甲板总段的向上拉力最大。在一个具体的实施方式中，根据实际需要吊装的全宽甲板模块的信息，可以在甲板左右舷各对称布置16个a-50型标准吊马，共32个吊马。
39.为了保证全宽甲板模块各吊点的起重重量大致相等及吊点关于重心位置总体上左右对称，本技术的有限元分析模型中采用三角稳定杆系原理模拟滑轮吊排，确保每个吊点上的受力一致。为了确保吊装过程中全宽甲板总段1上的吊马3安装位置不被拉起变形，进一步，本技术实施例中吊马3在全宽甲板总段1的安装位置的对应位置上还设置有第一加强构件8，用于保证吊马3在全宽甲板总段1的安装位置处的结构强度。具体地，该对应位置可以是吊马3的下方，也即吊马3与第一加强构件8相对于吊马3在全宽甲板总段安装位置所在的平面对称布置。在一个具体的实施方式中，如图7为本技术如图2所示实施例的全宽甲板模块中全宽甲板总段上加强构件的结构示意图，图8为该加强构件的仰视图。如图7、图8所示，该第一加强构件8可以是16mm t排加面板，在每个吊马3的下方设置16mm t排加面板，该16mm t排加面板吊马3相对于吊马3在全宽甲板总段安装位置所在的平面对称设置，以保证吊马3下方结构的强度。
40.接着步骤s140，在上述有限元分析模型中，当全宽甲板模块被吊装时，若全宽甲板
总段的变形量不在设定范围内，则调节吊装全宽甲板模块的吊装参数。具体地，可以对吊马3的安全载荷、吊马3在全宽甲板总段1的安装位置及安装数量等参数进行调节。在包含第一加强构件的情况时，吊装参数还可以包括第一加强构件的布置参数，该布置参数包括第一加强构件的安装位置和安装数量。
41.在另一个实施方式中，有限元分析模型中设置的吊装参数还可以包括第二加强构件的布置参数，该布置参数包括第二加强构件的安装位置和安装数量。该第二加强构件设置于全宽甲板总段上，用于控制全宽甲板总段变形。该第二加强构件可以是保距梁9。根据有限元分析模型的分析结果，在全宽甲板模块被吊装时，若全宽甲板总段1的变形量不在设定范围内，则可以在全宽甲板总段1上设置保距梁，用于控制全宽甲板总段变形。图9为本技术另一个实施例的全宽甲板模块中全宽甲板总段上增设保距梁的结构示意图。如图9所示，在全宽甲板总段1上布置吊马3或进一步布置第一加强构件8后，经有限元分析模型计算得知，由于全宽甲板模块自重过大等原因导致全宽甲板总段1下凹严重，不能达到甲板建造的精度要求，则在气室甲板区域增设保距梁以加强控制全宽甲板总段的变形量。在一个具体地实施方式中，可以在甲板艏艉两侧对应位置各增设一个保距梁9规格为28a合抱槽钢，该保距梁9可以沿与全宽甲板总段的纵向构件5垂直的方向设置，以控制甲板变形。
42.在又一个实施方式中，根据有限元分析模型的分析结果，在全宽甲板模块被吊装时，若全宽甲板总段1的变形量不在建造精度范围内，则在全宽甲板总段1靠船舷两侧设置第三加强构件，即导向板，用于防止艏艉外板外扩变形。图10为本技术又一实施例的全宽甲板模块中全宽甲板总段舷侧上增设导向板的横剖面示意图，图11为本技术如图10所示实施例的a型导向板、b型导向板的结构示意图。如图10、图11所示，本技术实施例可以根据控制变形的不同位置设置不同类型的导向板，导向板位置布置在甲板或外板的分段大接头处。具体地，该导向板可以分为a型导向板和b型导向板。其中，a型导向板用于控制全宽甲板总段1的外扩变形，a型导向板的长度大于宽度。b型导向板用于控制舷侧外扩变形，b型导向板的宽度大于长度。在一个优选的实施方式中，若在全宽甲板总段1上布置吊马3及第一加强构件8后，或在全宽甲板总段1上布置吊马3、第一加强构件8和保距梁9后，经有限元分析模型计算得知全宽甲板总段1的艏艉外板外扩变形严重，可以在全宽甲板总段1的左右两侧各对称布置一个或多个a型导向板与b型导向板。在包含第三加强构件的情况时，吊装参数还可以包括第三加强构件的布置参数，该布置参数包括第三加强构件的安装位置和安装数量。
43.基于上述方法在有限元分析模型中重复进行有限元迭代计算，校核全宽甲板总段的变形量，通过调节吊装时吊装部件、保距梁和导向板的布置，本技术实施例可以得到优选的全宽甲板模块的吊装确定方法。作为一个优选的实施方式，本技术实施例在有限元分析模型中模拟吊装全宽甲板模块时，可以在全宽甲板总段上布置合适数量的吊马及对应的加强构件，进一步在甲板艏艉两侧各增设一个保距梁，甲板靠舷侧两边对称布置一个a型导向板和b型导向板。本领域技术人员可以理解，前述安装位置既包括了安装部位，也包括了安装方向。
44.经有限元分析模型计算可知，利用上述吊装方案对全宽甲板模块进行吊装时，全宽甲板总段中凹约20mm，左右扩张约20mm，能够满足实际吊装要求。采用本技术的全宽甲板模块的吊装确定方法进行吊装，将全宽甲板总段和液货管架单元作为一个整体全宽甲板模
块进行吊装，通过一次精度控制，使得全宽甲板模块与船台上相邻总段的结构对位率高达93％，坡口保留率100％。在实际建造时对全宽甲板模块进行吊装，根据前述有限元分析模型中各布置参数进行设置，整体吊装过程无需再进一步调整。本技术的全宽甲板模型实现了精准定位，保证了全宽甲板模块吊装到船台上后与相邻总段的对位精度。也即，保证全宽甲板总段、液货管架单元与船台上相邻结果的对位精度。此外，本技术实施例将全宽甲板总段和液货管架单元组成全宽甲板模块，有利于实现c型独立液罐和全宽甲板模块连续吊装，缩短了船舶的建造周期。
45.以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本技术的保护范围。

技术特征：
1.一种全宽甲板模块的吊装确定方法，所述全宽甲板模块包括全宽甲板总段和液货管架单元，其特征在于，包括以下步骤：根据所述全宽甲板模块的参数，构建吊装所述全宽甲板模块的有限元分析模型；在所述有限元分析模型中，设置吊装所述全宽甲板模块的吊装参数；利用所述有限元分析模型分析模拟吊装所述全宽甲板模块时，所述全宽甲板总段的变形量是否在建造精度范围内；若所述全宽甲板总段的变形量不在建造精度范围内，则调节所述吊装参数。2.如权利要求1所述的吊装确定方法，其特征在于，所述吊装参数包括吊装部件的布置参数，所述吊装部件包括吊马和绳索，所述吊装部件的布置参数包括：所述吊马的安全载荷、所述吊马在所述全宽甲板总段的布置位置及布置数量和所述吊马与所述绳索的夹角。3.如权利要求2所述的吊装确定方法，其特征在于，所述吊马在所述全宽甲板总段的布置位置包括：所述吊马沿所述全宽甲板总段的长度方向在所述全宽甲板总段的两侧对称分布。4.如权利要求2所述的吊装确定方法，其特征在于，所述吊装参数包括第一加强构件的布置参数，所述第一加强构件用于提高所述吊马在所述全宽甲板总段的安装位置处的结构强度，所述第一加强构件的设置参数包括所述第一加强构件的安装位置和安装数量。5.如权利要求1所述的吊装确定方法，其特征在于，所述吊装参数包括第二加强构件的布置参数，所述第二加强构件用于控制所述全宽甲板总段变形，所述第二加强构件的布置参数包括所述第二加强构件的安装位置和安装数量。6.如权利要求1所述的吊装确定方法，其特征在于，所述吊装参数包括第三加强构件的布置参数，所述第三加强构件用于防止艏艉外板外扩变形，所述第三加强构件的布置参数包括所述第三加强构件的安装位置和安装数量。7.如权利要求1所述的吊装确定方法，其特征在于，所述根据所述全宽甲板模块的参数，构建吊装所述全宽甲板模块的有限元分析模型的步骤，包括：获取所述全宽甲板模块的参数，所述全宽甲板模块的参数包括所述全宽甲板模块的重量、重心位置、所述全宽甲板总段的长度和宽度。

技术总结
本申请公开了一种全宽甲板模块的吊装确定方法，全宽甲板模块包括全宽甲板总段和液货管架单元，其吊装确定方法包括以下步骤：根据全宽甲板模块的参数，构建吊装全宽甲板模块的有限元分析模型；在该模型中根据吊装工艺设置吊装全宽甲板模块的吊装参数；利用有限元分析模型分析模拟吊装时，全宽甲板总段的变形量是否在建造精度范围内；若全宽甲板总段的变形量不在建造精度范围内，则调节吊装参数。若全宽甲板总段的变形量在建造精度范围内，根据有限元分析模型中的吊装参数进行实际吊装。本申请的全宽甲板模块的吊装确定方法，实现了将全宽甲板总段和液货管架单元的同步建造，不仅提高了全宽甲板模块吊装时的安装定位精度，还提高了建造效率。了建造效率。了建造效率。


技术研发人员：刘荣梅 董三国 罗萍萍 曹新光 袁凯 盖成 王晓峰 薛勇 陶杰
受保护的技术使用者：江南造船（集团）有限责任公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/6/7