船用夹芯结构跳板的制作方法

1.本实用新型涉及一种船用跳板，尤其是一种船用夹芯结构跳板。


背景技术：

2.船舶使用过程中船与岸、船与船，船与海洋结构物平台等之间搭乘跳板，以供船与外界交换物资人员等作业。特别的对一些公务船或特殊用途的船舶，需从母船向码头、靠帮船、海洋结构物等主动放出跳板，受船舶自身重量中心控制、水手作业人员数量有限，跳板存放使用在船舶上层建筑区域等因素限制，需要重量轻、承载力相对较大、结构紧凑的跳板来实现人员搬运和搭乘作业。cb*3116-1982《铝质跳板》结构较复杂，重量重、空间体积大，最小长度尺寸较大，不适宜有限空间保存使用。cb/t4218-2013《钢质带滚轮跳板》结构较复杂，自重量大，不适宜有限空间水手少的区域保存使用。“cn 210882526 u”给出一种防滑的上船跳板，此跳板为液压驱动金属材质跳板，适用于船舶与码头之间的连接，需借助起吊工具才可移动，一般存放于码头，不适用于随船配置。中国专利公开号“cn 214985929 u、cn 212022913 u、cn 210101935 u、cn 207295409u，所述跳板需电力驱动、液压驱动且固定在某一位置，无法由人员搬动，适配船与船之间的连接。中国专利公开号“cn 208868261 u、cn20341692u”给出一种登船跳板和滚装码头车用岸基登船跳板，跳板的移动实在码头区域，难以适用出海时两船并靠或由船上向码头布置跳板的方式。中国专利公开号“cn106458299b”给出用于船跳板的控制方法及用于实现所述控制方法的装置，该装置固定于船体结构舷侧或尾部，为船体属具一类，无法实现人员搬动和小空间储存。中国专利公开号“cn102858626b”给出一种用于折叠船跳板的设备，安装与固定的位置折叠船跳板，不适用与人员移动船跳板的折叠与使用。中国专利公开号“cn 111674511 b、cn 215971990 u、cn 213057418 u、cn 112319707a、cn 113200125 a、cn 215971990 u、cn 215752909 u、cn 215553952 u、cn113650736a、cn 113562125 a、cn 113650735 a、cn 215851746 u、cn 215944819u、cn 215622561 u、cn 216189457 u、cn 114084290 a、cn 114056493 a”等已公告的舷梯或类舷梯的跳板均相对于码头或船体结构是固定的，安装与移动需多人同时配合或借助起吊设备或机械设备，无法实现单人移动安装作业。中国专利公开号“cn 211167284 u”给出一种舰用复合材料隔振铺板，所述复合材料结构尺寸相对较小且为四周固定，未实现大长宽比和相对运动使用。中国专利公开号“cn 107749293 a”给出一种具有夹芯结构的宽频吸声胶合板及其制备方法，该复合板为非金属材质，未实现板与板之间的连接，且无高强度金属框架连接，不适用与强受力环境。中国专利公开号“cn103770907”给出一种太阳能观光旅游船驾驶室结构及其制作工艺，所示夹芯结构是在玻璃钢结构内脚胶金属构件，且夹芯结构构成空间结构，自重较大且无法实现独立的夹芯结构和运动。


技术实现要素：

3.为实现单人或尽可能少人员移动搭乘跳板，控制跳板自重、提高跳板单位面积承载载荷，缩小空间跳板空间尺寸，使跳板适宜船舶相对晃动条件下使用，本实用新型提出一
种船用夹芯结构跳板。
4.为了解决以上问题，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种船用夹芯结构跳板，包括夹芯层、h型材、槽型材，所述槽型材组成槽型框架，所述槽型框架两端之间连接有h型材，所述槽型框架内固定连接多块连续的夹芯层组成跳板主体，跳板主体上面沿长度方向设置多个防滑条，背面沿长度方向设有多个弧形垫板。
6.进一步，所述船用夹芯结构跳板总长l为300mm～700mm，宽度b能容纳一个人步行，厚度t满足单人脚印大小区域范围受集中载荷的刚度，且夹芯层结构满足“cb*3116-1982，铝质跳板”载荷试验要求或降低载荷下的可允许变形范围。
7.进一步，所述夹芯层由左夹芯层和右夹芯层组成，单块夹芯层宽度b在150mm～350mm之间，所述夹芯层长边有加工凸槽，以适配槽型材和h型材凹槽；所述夹芯层凸槽涂抹柔性胶水后嵌入在h型材凹槽内。
8.进一步，所述槽型材组成的槽型框架由左槽型材，右槽型材，上槽型材，下槽型材组成，所述夹芯层凸槽涂抹柔性胶水后嵌入在槽型材凹槽内，左槽型材，右槽型材，上槽型材，下槽型材嵌套在夹芯层的四周。
9.进一步，所述h型材为高强度轻质金属，在保证强度的同时降低重量和h型材整体高度；所述槽型材为高强度轻质金属，在保证强度的同时降低重量和槽型材整体高度。
10.进一步，所述防滑条由空心金属四周设置若干突出条组成，所述防滑条间距l1为接近人员迈一步长度；所述防滑条材质与h型材、槽型材材质相同，以实现焊接连接。
11.进一步，所述h型材、槽型材端部拼接处采用焊接方式连接，所述防滑条与h型材、槽型材连接处采用焊接方式连接，且防滑条底面与夹芯层、h型材、槽型材上端面在一个平面。
12.进一步，所述弧形垫板焊接在h型材和槽型材上，所述弧形垫板采用同h型材和槽型材材质以实现焊接。
13.本实用新型的有益效果：
14.(1)该夹芯结构跳板在达到相同受力载荷变形的条件下相对仅夹芯层材质的跳板或仅金属跳板整体重量大幅降低，利于人员搬运搭载。
15.(2)夹芯结构跳板四周设置的槽型材和中间设置的h型材有效约束跳板夹芯层形变和尺寸稳定性，提供连续强受力结构，跳板具有更好的使用稳定性和可靠性。
附图说明
16.图1为跳板正视图；
17.图2为跳板a-a视图；
18.图3为跳板a向视图；
19.图4为跳板后向视图；
20.图5为夹芯层尺寸和型材尺寸示意图；
21.图6为跳板受力示意图；
22.图7为重量控制流程示意图；
23.图8为跳板使用时示意图一；
24.图9为跳板使用时示意图二；
25.标号说明:1：夹芯层，1-1：右夹芯层，1-2：左夹芯层，2：h型材，3：槽型材，3-1：左槽型材，3-11:左槽型材面，3-12:左槽型材底，3-13:左槽型材侧，3-2：右槽型材，3-3：上槽型材，3-4：下槽型材，4：防滑条，6：弧形垫板，b:跳板宽度，h1:防滑条高度，t:跳板总厚度、夹芯层一厚度，q：总均布载荷，q1：夹芯层所受均布载荷，q2：型材所受均布载荷，w1：设计承重载荷，w2：跳板自重，w21：夹芯层自重，w22：金属型材自重，e1：夹芯层弹性模量，e2：型材弹性模量，i1：夹芯层惯性矩，i2：型材惯性矩，i21：h型材的惯性矩，i22：槽型材的惯性矩，a：型材厚度，b：槽型材翼板宽度，ω：跳板长度l受规定负荷时接受的最大挠度变形。
具体实施方式
26.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
27.如图1至图6所示，本实用新型的一种船用夹芯结构跳板，包括夹芯层1、h型材2、槽型材3。槽型材3组成槽型框架，槽型框架两端用h型材2连接固定，槽型框架内固定连接多块连续的夹芯层1组成跳板主体，跳板主体上面沿长度方向设置多个防滑条4，背面沿长度方向设有多个弧形垫板6。该夹芯结构跳板在达到相同受力载荷变形的条件下相对仅夹芯层材质的跳板或仅金属跳板整体重量大幅降低，利于人员搬运搭载。
28.船用夹夹芯结构跳板总长为l，总宽为b，厚度为t，宽度b宜为可容纳一个人步行通过，一般的约300mm～700mm之间。总长l根据需求定，厚度t宜满足单人脚印大小区域范围受集中载荷的刚度，且夹芯层结构满足cb*3116-1982《铝质跳板》载荷试验要求或降低载荷下的可允许变形范围。
29.采用多块连续的夹芯层1，优选的夹芯层1由左夹芯层1-2和右夹芯层1-1组成，单块夹芯层宽度b，b宜在150mm～350mm之间，若夹芯层宽度采用单块近似于b的尺寸，则使夹芯层造价成本数倍增加且不利于布置中部h型材，若夹芯层宽度过窄，则过多的拼接缝影响夹芯结构跳板使用强度。夹芯层1两长边有加工凸槽，以适配槽型材3和h型材2如图2所示。
30.h型材2结构，如图2所示，夹芯层1凸出端涂抹柔性胶水后嵌入在h型材2凹槽内，柔性胶水在跳板受力后夹芯层1与h型材2相对错位后任然有粘结效果，提高整体强度。h型材2宜为高强度轻质金属，如钛合金、铝合金等，在保证强度的同时降低重量，h型材整体高度为t1。
31.槽型材3组成槽型框架结构，如图1，2所示，由左槽型材3-1，右槽型材3-2，上槽型材3-3，下槽型材3-4组成。夹芯层1凸出端涂抹柔性胶水后嵌入在槽型材3凹槽内，左槽型材3-1，右槽型材3-2，上槽型材3-3，下槽型材3-4嵌套在夹芯层1的四周。柔性胶水在跳板受力后夹芯层1与槽型材3相对错位后任然有粘结效果，提高整体刚度。槽型材3宜为高强度轻质金属，如钛合金、铝合金等，在保证强度的同时降低重量，槽型材整体高度为t1。
32.防滑条4结构，如图2，3所示，采用空心金属四周设有若干突出条，以增加防滑效果，防滑条4材质应与h型材2、槽型材3材质相同，以实现焊接连接。防滑条4间距l1，l1尺寸宜接近人员迈一步长度约500mm左右。
33.h型材2、槽型材3端部拼接处采用焊接方式连接，防滑条4与h型材2、槽型材3连接处采用焊接方式连接，且防滑条4底面与夹芯层1、h型材2、槽型材3上端面在一个平面。整体焊接金属框架结构可有效提高夹芯结构跳板整体刚度。夹芯层1四周槽型材3可有效限制夹芯层1后的受力变形，避免夹芯层受力后失稳变形。布置在跳板中间的h型材2使跳板受力变
形是非线性的，可保证在一定受力条件时跳板变形相对较小。
34.跳板两端背面设置一定厚度的弧形垫板6，弧形垫板6焊接在h型材2和槽型材3上。弧形垫板6宜采用同h型材2和槽型材3材质以实现焊接，弧形垫板6可将跳板与甲板面的相对运动由滑动摩擦变为滚动摩擦，减少接触面的损坏。突出的垫板6可避免两船晃动跳板跨度增加时跳板向外滑动脱离船舶本体结构的风险。
35.对需求的跳板初次设计尺寸校核跳板强度时，长、宽、材质、弹性模量、密度等均是已知的，且符合cb*3116-要求负荷压载和挠度变形。需选取合适的跳板材质、跳板厚度t、型材厚度a。工程应用和控制成本的，所需型材可由板材弯折或板材拼接焊接而成，板材厚度是均匀的，可取h型材2和槽型材腹板和翼板板厚同板材厚度，均为a。工程应用和常识的为保障夹芯层结构有足够的强度和抵御相对小面积载荷的刚度，夹芯层厚度t选取是一定范围值的，根据原材料的制备和和加工便宜程度一般为约20～60mm整数尺寸，在重量控制时可选取一个已知整数值，进行校核计算，此时h型材2和槽型材3的高度同夹芯层的厚度均为t。为保障夹芯层1四周收到约束均匀，优选的使夹芯层1嵌入型材的深度相同，优选的槽型材翼板宽度为b,h型材翼板宽度为2b,如图5所示根据标准要求和设计前提，跳板荷重分布如图6所示；梯架荷重公式如式(1)所示
[0036][0037]
其中：w2＝w
21
+w
22
。标准要求载荷均布载荷是一定的，对选定长度l和宽度b的跳板，根据经验和材料特性优选的满足局部载荷刚度要求的夹芯层厚度t，此时夹芯层重量w
21
可计算出为已知值，为实现单人或尽可能少的人员搬运，设计要求跳板可接受单位长度最大自重值为定值，例如跳板每米10kg,此时可得型材可接受最大自重w
22max
。
[0038]
由材料力学质跳板中央部位处最大挠度按式(2)计算
[0039][0040]
其中：
[0041]
q＝q1+q2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0042]
即夹芯层分但的均布载荷q1和型材分但的均布载荷q2各自产生的挠度ω相同，且q1与q2之和为跳板设计均布载荷。对已选取的夹芯层材质弹性模量e1为已知值，跳板宽度b和夹芯层厚度t为已选取已知值，且夹芯层1与h型材2槽型材3用粘性胶水连接的可视为一个整体，由式(2)可得q1值，由式(1)，(3)可得q2。
[0043]
由材料力学知跳板中央部位处最大挠度按式(4)计算
[0044][0045]
其中：
[0046]
i2＝i
21
+i
22
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0047]
即h型材2惯性矩i
21
与槽型材3的i
22
和惯性矩i2在，均布载荷q2使跳板产生最大挠度ω。
[0048]
对已选取的型材材质弹性模量e2为已知值，跳板宽度b、型材板厚a和夹芯层厚度t为已选取已知值。惯性矩i2有且仅与h型材2翼板宽度2b和槽型材翼板宽度为b有关，由式(4)和(5)可得宽度b的值。
[0049]
根据计算得出宽度b的值，优选的宽度b大于2/t以保证夹芯层1牢固固定在型材内，如宽度小于t/2,需减薄型材厚度a或减小夹芯层厚度b。优选的宽度b小于b/2，以保证h型材2和槽型材3的翼板不重叠。如得出的宽度b大于b/2，则需通过增加型材板厚a，以减小宽度b。由得出的宽度b进一部得跳板型材实际重量w
22
，与可接受最大自重w
22max
比较。若w
22
≤w
22max
，则各取值满足设计值的要求且此时型材横截面积相对极小，所对应重量最小；若w
22
＞w
22max
，可通过减小跳板宽度b以增大w
22max
，或采用强度高密度低的型材或夹芯层等方式已实现重量控制；
[0050]
如图8，9所示，本实用新型的跳板使用方法：
[0051]
s1.作业船舶距离目标船舶或结构物距离较近时，搬运跳板，跳板一端搭接在目标船舶舷侧结构物、使垫板6处于目标船舶甲板面内。
[0052]
s2.放下处于作业船一端的跳板，此时作业船与目标船之间搭接完成夹芯结构跳板。
[0053]
本实用新型的跳板重量控制方法,如图7的流程图所示：
[0054]
s1.确定设计要求跳板长度l、跳板接受自重w2，规范允许最大挠度ω；
[0055]
s2.根据材料特性和已有跳板大数据学习结果,初次选取夹芯层厚度t，跳板宽度b、型材厚度a,根据跳板长度l选取对应规范要求压载负荷w1；
[0056]
s3.由选取的t、b得出夹芯层自重w
21
，根据w2得出型材可接受最大重量w
22max
。
[0057]
由w1、w2得出q；
[0058]
s4.由e1、b、t、ω得出q1,由q、q1得出q2；
[0059]
s5.由l、q2、e2、ω得出i2,由i2得出b；若t/2＞b则减薄型材厚度a或夹芯层厚度t，步骤流转到s2。如b/2＜b则增加型材厚度a或夹芯层厚度t，步骤流转到s2。
[0060]
s6.由l、a、b得出型材实际重量w
22
；若w
22
大于w
22max
，优选的减小宽度b或更换强度高密度低的型材或夹芯层。步骤流转到s2。
[0061]
s7.确定夹芯层、型材材质，尺寸b、a、b、t。至此，在满足设计要求的前提下控制了跳板的重量。

技术特征：
1.一种船用夹芯结构跳板，其特征在于：包括夹芯层、h型材、槽型材，所述槽型材组成槽型框架，所述槽型框架两端之间连接有h型材，所述槽型框架内固定连接多块连续的夹芯层组成跳板主体，跳板主体上面沿长度方向设置多个防滑条，背面沿长度方向设有多个弧形垫板。2.根据权利要求1所述的船用夹芯结构跳板，其特征在于：所述船用夹芯结构跳板总长l为300mm～700mm，宽度b能容纳一个人步行，厚度t满足单人脚印大小区域范围受集中载荷的刚度，且夹芯层结构满足“cb*3116-1982，铝质跳板”载荷试验要求或降低载荷下的可允许变形范围。3.根据权利要求1所述的船用夹芯结构跳板，其特征在于：所述夹芯层由左夹芯层和右夹芯层组成，单块夹芯层宽度b在150mm～350mm之间，所述夹芯层长边有加工凸槽，以适配槽型材和h型材凹槽；所述夹芯层凸槽涂抹柔性胶水后嵌入在h型材凹槽内。4.根据权利要求1所述的船用夹芯结构跳板，其特征在于：所述槽型材组成的槽型框架由左槽型材，右槽型材，上槽型材，下槽型材组成，所述夹芯层凸槽涂抹柔性胶水后嵌入在槽型材凹槽内，左槽型材，右槽型材，上槽型材，下槽型材嵌套在夹芯层的四周。5.根据权利要求1所述的船用夹芯结构跳板，其特征在于：所述h型材为高强度轻质金属，在保证强度的同时降低重量和h型材整体高度；所述槽型材为高强度轻质金属，在保证强度的同时降低重量和槽型材整体高度。6.根据权利要求1所述的船用夹芯结构跳板，其特征在于：所述防滑条由空心金属四周设置若干突出条组成，所述防滑条间距l1为接近人员迈一步长度；所述防滑条材质与h型材、槽型材材质相同，以实现焊接连接。7.根据权利要求1所述的船用夹芯结构跳板，其特征在于：所述h型材、槽型材端部拼接处采用焊接方式连接，所述防滑条与h型材、槽型材连接处采用焊接方式连接，且防滑条底面与夹芯层、h型材、槽型材上端面在一个平面。8.根据权利要求1所述的船用夹芯结构跳板，其特征在于：所述弧形垫板焊接在h型材和槽型材上，所述弧形垫板采用同h型材和槽型材材质以实现焊接。

技术总结
本实用新型涉及一种船用夹芯结构跳板，包括夹芯层、H型材、槽型材，所述槽型材组成槽型框架，所述槽型框架两端之间连接有H型材，所述槽型框架内固定连接多块连续的夹芯层组成跳板主体，跳板主体上面沿长度方向设置多个防滑条，背面沿长度方向设有多个弧形垫板。该跳板在达到相同受力载荷变形的条件下相对仅夹芯层材质的跳板或仅金属跳板整体重量大幅降低，利于人员搬运搭载；夹芯结构跳板四周设置的槽型材和中间设置的H型材有效约束跳板夹芯层形变和尺寸稳定性，提供连续强受力结构，跳板具有更好的使用稳定性和可靠性。有更好的使用稳定性和可靠性。有更好的使用稳定性和可靠性。


技术研发人员：李小旭 阳恒 师馨杰 金强 赵振振 曹卫 雷杜辉
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七
技术研发日：2022.11.08
技术公布日：2023/5/24