一种适用于薄板分段正态搁置的承载托架及其设计方法与流程

1.本发明涉及船舶建造技术领域，特别是涉及一种适用于薄板分段正态搁置的承载托架及其设计方法。


背景技术：

2.船体零件按照组立划分进行装配、焊接完工后形成一个个分段，在焊接后吊运前需要在胎架上放置这些分段，称为搁置。船体分段根据结构形式特点选取最优的建造方式，一般分为正态、反态与卧态三种。通常大部分分段以内底为基面反态建造，这种建造工艺需要吊机配合吊马进行分段多次翻身，后续翻身吊马及加强的拆除工作也加重了施工人员的劳动强度，且薄板分段翻身后焊接极易产生变形，从而无法满足精度要求，需要返工，极大地影响生产效率，且分段反态搁置在雨季容易积水，影响分段建造。
3.船舶产品分段多为薄板半立体分段(薄板分段)，板厚均在8mm以下，大部分甲板区域为5-6mm，轻次舱壁区域为3-4mm，极易产生结构变形。而大部分分段脱胎后为反态搁置，需要多次翻身，不利于薄板分段的变形控制，影响船舶建造精度控制。
4.为减少翻身次数，控制薄板分段的变形，推行薄板分段的正态搁置方案，如图1所示。但有的分段结构其横纵隔舱板很薄，强度较弱，艏艉方向带有一定坡度，正态搁置冲砂时无承重点，需要在薄板分段100的下方放置合适的可支撑托架结构200。
5.因此，需要结合薄板分段正态搁置的特点，设计出一种适用的承载托架。


技术实现要素：

6.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于薄板分段的正态搁置通用型托架及其设计方法，根据薄板分段、总段的结构尺寸设计出与之结构区间相对应的通用型托架，并采用有限元计算软件对通用型托架进行结构强度校核并进行优化，保证托架符合强度要求。正态搁置通用型托架的应用可以有效控制薄板变形，达到提高船舶建造精度控制，降本增效的目的。
7.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种适用于薄板分段正态搁置的承载托架，所述承载托架包括一类框架、二类框架及用于支撑一类框架或二类框架的支撑立柱，所述一类框架与支撑立柱组成一类托架，所述二类框架与支撑立柱组成二类托架；
8.所述一类框架包括矩形的第一围框，所述第一围框包括两条第一横边及两条第一纵边；
9.从上方俯视所述一类框架，在第一围框的内部设有纵向设置的纵梁，3根所述纵梁沿横向排布并将围框均匀4等分；在第一围框的内部还设有3根沿纵向排布的横梁，第一横梁与第三横梁将所述第一围框沿纵向均匀3等分，第二横梁位于所述第一围框的对称轴位置；
10.第一横梁与两条所述第一纵边形成两个对称的第一交点，第三横梁也与两条所述第一纵边形成两个对称的第一交点，各个所述第一交点分别与其最邻近的所述第一横边的
中点通过斜梁连接，共形成4根斜梁。
11.优选地，所述第一横边、第一纵边、横梁、纵梁、斜梁均为工字梁，工字梁包括上面板、下面板、以及垂直连接上面板与下面板的垂直腹板。
12.优选地，所述第一交点与其最邻近的第一围框的角隅点之间的第一纵边为加强段，第一横梁、第三横梁分别与最邻近的所述第一横边之间的第二纵梁也为加强段，在加强段的中点处设有加强肘板，所述加强肘板位于所述上面板与下面板之间，并与所述垂直腹板垂直固定连接，整个一类框架共设有6处加强肘板。
13.优选地，所述加强肘板处及第一围框四个角隅点处的下面板下方还固定有u型支撑槽，所述u型支撑槽包括竖直设置的三块侧板，三块侧板首尾垂直连接形成三面围挡及对应的侧部开口；侧板的上边缘与所述下面板固定连接，侧板内部设有椭圆形的固定孔，以连接所述支撑立柱。
14.优选地，所述支撑立柱包括底板以及与底板垂直的柱体，所述柱体下部的四周设置有与底板连接的加强立板，以起到加固作用；所述柱体的顶部形成有水平的贯穿孔，所述支撑立柱插入所述u型支撑槽内，所述固定孔与贯穿孔相贯通，以通过螺栓或焊接实现固定。
15.优选地，所述第二围框包括两条第二横边及两条第二纵边；从上方俯视所述二类框架，在第二围框的内部设有纵向设置的纵撑，6根所述纵撑沿横向排布并将第二围框均匀7等分；在第二围框的内部还设有3根沿纵向排布的横撑，3根所述横撑将所述第一围框沿纵向均匀4等分；
16.将所述二类框架沿横向对称轴及纵向对称轴分为四个分区，四个分区内均包括第一斜撑及第二斜撑，相邻两个分区的第一斜撑及第二斜撑均关于横向对称轴或纵向对称轴对称分布；
17.在第一分区内，邻近第二横边的第一横撑与所述第二纵边形成第二交点，邻近第二纵边的第一纵撑与所述第二横边形成第三交点，第二交点与第三交点之间通过第一斜撑连接，邻近第二纵边的第一纵撑与位于所述二类框架横向对称轴的第二横撑形成第四交点，邻近所述二类框架纵向对称轴的第三纵撑与所述第二横边形成第五交点，第四交点与第五交点之间通过第二斜撑连接。
18.优选地，所述第二横边、第二纵边、横撑、纵撑、斜撑均为所述工字梁；所述第二斜撑与最邻近第二横边的横撑形成的第六交点处设有加强肘板。
19.优选地，所述第六交点处、第二交点处、第二围框四个角隅点处、第六交点所在纵撑与第二横边形成的第七交点处的下面板下方还固定有所述u型支撑槽，以连接所述支撑立柱。
20.优选地，所述第一横边、第一纵边均为12350mm；所述第二横边为21350mm、第二纵边为16350mm；所述工字梁的上面板、下面板、垂直腹板的板厚均为20mm，垂直腹板的高度260mm，上面板、下面板的宽度为350mm，加强肘板板厚为20mm。
21.本发明还提供一种所述的承载托架的设计方法，包括如下步骤：
22.s1：梳理薄板分段的规格尺寸、重量及结构特点，确定适用于正态搁置方案的薄板分段类型为：可拆板分段、全宽甲板分段、制造小总组总段；
23.s2：适用于正态搁置的薄板分段中第1、4、5、6字组中，薄板分段的宽度小于13m且
长度在15m以内，其中50％的分段长度小于10m；第2、3、7、8、9字组中，薄板分段的长度大多超过15m且宽度超过14m；
24.s3：根据按字组梳理的薄板分段的结构尺寸区间，将薄板分段分为两种尺寸规格：12m*10m的小尺寸薄板分段与20m*15m的大尺寸薄板分段，同时设计出与薄板分段、总段相对应的两种大小规格的托架结构：搁置运输小尺寸薄板分段的所述一类托架，与搁置运输大尺寸薄板分段的所述二类托架；
25.s4：采用frasttrack有限元计算软件对设计出的所述一类托架与二类托架进行有限元强度计算分析，分别校核两种类型通用型托架受分段、总段重力时托架本身的结构应力与变形，看是否满足建造要求；
26.根据统计的薄板分段最大重量，通过有限元软件计算分析，将重力转换成均布力加载在托架上，并乘以1.5的安全系数，通过计算分析：一类托架在承受最大均布载荷150t时，其变形量在4mm以内；二类托架在承受最大均布载荷240t时，变形量在5.7mm以内，则认为托架本身的结构应力与变形均符合要求。
27.s5：选取典型薄板分段，采用frasttrack有限元计算软件对薄板分段的正态搁置方案进行模拟计算，校核当薄板分段放在托架上时分段与托架的实际变形量，看是否满足建造精度要求。
28.如上所述，本发明提供一种适用于薄板分段正态搁置的承载托架及其设计方法，该设计方法根据薄板分段、总段的结构尺寸设计出与之结构区间相对应的两种类型通用型托架。采用有限元计算方法对两种类型的托架进行计算分析，托架满足结构强度要求。通过选取典型薄板分段进行正态搁置方案有限元计算分析，分段与托架的变形量均满足精度建造要求。托架结构简单可重复使用，通用性强，可适用于多种尺寸的薄板分段正态搁置方案，有效控制了薄板分段的结构变形，为船舶生产制造运输提供了有利条件。两种类型托架通过有限元计算得出，托架在最大承重荷载下最大应力满足结构强度要求，变形满足建造精度要求；典型薄板分段正态搁置方案计算分析得出，托架变形量在1mm以内，薄板分段变形量在3.4mm以内，且变形较大位置均靠近自由边区域；正态搁置通用型托架结构简单，拆卸方便，可适用于不同船型、不同规格的分段搁置；通用性强，可重复使用，适用范围广，此外，通用型托架在不使用期间可通过拆除支撑槽内支撑立柱来实现叠层搁置，拆卸方便，不占空间。
附图说明
29.图1显示为正态搁置方案的侧视示意图。
30.图2显示为本发明中一类框架的俯视结构示意图。
31.图3显示为图2中沿aa方向的剖面结构示意图。
32.图4显示为图2中沿bb方向的剖面结构示意图。
33.图5显示为支撑立柱的侧视结构示意图。
34.图6显示为图5中沿ee方向的剖面结构示意图。
35.图7显示为图5中沿ff方向的剖面结构示意图。
36.图8显示为本发明中二类框架的俯视结构示意图。
37.图9显示为图8中沿cc方向的剖面结构示意图。
38.图10显示为图8中沿dd方向的剖面结构示意图。
39.元件标号说明
[0040]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
一类框架
[0041]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
二类框架
[0042]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
加强肘板
[0043]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
u型支撑槽
[0044]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
上面板
[0045]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
下面板
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固定孔
[0047]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
垂直腹板
[0048]
11
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第一横边
[0049]
12
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第一纵边
[0050]
13
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纵梁
[0051]
14
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横梁
[0052]
15
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斜梁
[0053]
19
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柱体
[0054]
20
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加强立板
[0055]
21
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第二横边
[0056]
22
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第二纵边
[0057]
23
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纵撑
[0058]
24
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横撑
[0059]
25
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第一斜撑
[0060]
26
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第二斜撑
[0061]
100
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薄板分段
[0062]
200
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可支撑托架结构
[0063]
300
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第一分区
[0064]
202
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第二交点
[0065]
203
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第三交点
[0066]
204
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第四交点
[0067]
205
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第五交点
[0068]
206
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第六交点
[0069]
207
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第七交点
具体实施方式
[0070]
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。
[0071]
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。
[0072]
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。
[0073]
在本技术的上下文中，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。
[0074]
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。
[0075]
本发明中的承载托架主要分为上、下两部分结构。上部分结构设计主体为工字梁拼接成的框架结构，框架结构由横向、纵向以及斜向加强结构组成，在框架结下方设置支柱支撑，支柱即为下部分结构。上部分框架形成承载结构，主要用于承载分段正态搁置时分段的重量，下部分支柱是支撑结构，上下两部分间可灵活拆除与安装，采用焊接固定。并且上部分框架可以叠层搁置，降低堆放场地的占用情况。
[0076]
对于本发明中承载托架的设计方法包括如下步骤：
[0077]
s1：梳理薄板分段的规格尺寸、重量及结构特点(包括船型肋位间距与强力主要构件间距)，确定适用于正态搁置方案的薄板分段类型为：可拆板分段、全宽甲板分段、制造小总组总段；
[0078]
s2：适用于正态搁置的薄板分段中第1、4、5、6字组中，薄板分段的宽度小于13m且长度在15m以内，其中50％的分段长度小于10m；第2、3、7、8、9字组中，薄板分段的长度大多超过15m且宽度超过14m；
[0079]
s3：根据按字组梳理的薄板分段的结构尺寸区间，将薄板分段分为两种尺寸规格：12m*10m的小尺寸薄板分段与20m*15m的大尺寸薄板分段，同时设计出与薄板分段、总段相对应的两种大小规格的托架结构：搁置运输小尺寸薄板分段的一类托架，与搁置运输大尺寸薄板分段的二类托架；
[0080]
s4：采用frasttrack有限元计算软件对设计出的一类托架与二类托架进行有限元强度计算分析，分别校核两种类型通用型托架受分段、总段重力时托架本身的结构应力与变形，看是否满足建造要求；
[0081]
根据统计的薄板分段最大重量，通过有限元软件计算分析，将重力转换成均布力加载在托架上，并乘以1.5的安全系数，通过计算分析：一类托架在承受最大均布载荷150t时，其变形量在4mm以内。二类托架在承受最大均布载荷240t时，变形量在5.7mm以内，受重力作用托架本身的结构应力与变形均符合要求。
[0082]
s5：选取典型薄板分段，采用frasttrack有限元计算软件对薄板分段的正态搁置方案进行模拟计算，校核当薄板分段放在托架上时分段与托架的实际变形量，看是否满足
建造精度要求。
[0083]
下面详细介绍承载托架的具体结构：
[0084]
如图2至图10所示，本发明提供一种适用于薄板分段正态搁置的承载托架，所述承载托架包括一类框架1、二类框架2及用于支撑一类框架1或二类框架2的支撑立柱，所述一类框架1与支撑立柱组成一类托架，所述二类框架2与支撑立柱组成二类托架。
[0085]
所述一类框架1包括矩形的第一围框，如图2所示，所述第一围框包括两条第一横边11及两条第一纵边12；
[0086]
从上方俯视所述一类框架1，在第一围框的内部设有纵向设置的纵梁13，3根所述纵梁13沿横向排布并将围框均匀4等分；在第一围框的内部还设有3根沿纵向排布的横梁14，第一横梁与第三横梁将所述第一围框沿纵向均匀3等分，第二横梁位于所述第一围框的对称轴位置；此处第一、第二、第三横梁为俯视时的从上至下顺序，第一、第二
…
纵梁为俯视时的从左至右顺序。
[0087]
第一横梁与两条所述第一纵边12形成两个对称的第一交点，第三横梁也与两条所述第一纵边12形成两个对称的第一交点，各个所述第一交点分别与其最邻近的所述第一横边11的中点通过斜梁15连接，共形成4根斜梁15。
[0088]
所述第一横边11、第一纵边12、横梁14、纵梁13、斜梁15均为工字梁，参阅图4，工字梁包括上面板5、下面板6、以及垂直连接上面板5与下面板6的垂直腹板8。
[0089]
所述第一交点与其最邻近的第一围框的角隅点之间的第一纵边为加强段，第一横梁、第三横梁分别与最邻近的所述第一横边之间的第二纵梁也为加强段，在加强段的中点处设有加强肘板3，所述加强肘板3位于所述上面板5与下面板6之间，并与所述垂直腹板8垂直固定连接。整个一类框架共设有6处加强肘板3。
[0090]
进一步地，参阅图3，所述加强肘板处及四个角隅点处的下面板下方还固定有u型支撑槽4，所述u型支撑槽4包括竖直设置的三块侧板，三块侧板首尾垂直连接形成三面围挡及对应的侧部开口；侧板的上边缘与所述下面板6固定连接，侧板内部设有椭圆形的固定孔7，以连接支撑立柱。
[0091]
参阅图5至图7，所述支撑立柱包括底板以及与底板垂直的柱体19，所述柱体19下部的四周设置有与底板连接的加强立板20，以起到加固作用；所述柱体19的顶部形成有水平的贯穿孔，所述支撑立柱插入所述u型支撑槽内，所述固定孔与贯穿孔相贯通，以通过螺栓或焊接实现固定。
[0092]
具体地，对于所述一类框架的各项尺寸为：第一横边11、第一纵边12均为12350mm，第一横梁与第三横梁的间距为4000mm，相邻两根纵梁的间距为3000mm，
[0093]
工字梁的上面板、下面板、垂直腹板的板厚均为20mm，垂直腹板的高度260mm，上面板、下面板的宽度为350mm。加强肘板板厚为20mm。通过对横梁、纵梁及斜梁的优化设计，使其满足承载要求的同时尽可能的减重，通过在薄弱处使用加强肘板代替横纵梁结构，即保证了强度又减少了工字梁的使用，整个框架结构布局合理；此外，还对u型支撑槽的布置做了优化设计，将其布置于工字梁的交叉点处，保证了其支撑强度。
[0094]
进一步地，所述二类框架2包括矩形的第二围框，如图8所示，第二围框包括两条第二横边21及两条第二纵边22；
[0095]
从上方俯视所述二类框架，在第二围框的内部设有纵向设置的纵撑23，6根所述纵
撑23沿横向排布并将第二围框均匀7等分；在第二围框的内部还设有3根沿纵向排布的横撑24，3根所述横撑24将所述第一围框沿纵向均匀4等分；
[0096]
将所述二类框架沿横向对称轴及纵向对称轴分为四个分区，四个分区内均包括第一斜撑25及第二斜撑26，相邻两个分区的第一斜撑25及第二斜撑26均关于横向对称轴或纵向对称轴对称分布；
[0097]
在第一分区300内，邻近第二横边21的第一横撑与所述第二纵边形成第二交点202，邻近第二纵边的第一纵撑与所述第二横边形成第三交点203，第二交点202与第三交点203之间通过第一斜撑25连接，邻近第二纵边的第一纵撑与位于所述二类框架横向对称轴的第二横撑形成第四交点204，邻近所述二类框架纵向对称轴的第三纵撑与所述第二横边形成第五交点205，第四交点204与第五交点205之间通过第二斜撑连接；此处第一、第二、第三横撑为俯视时的从上至下顺序，第一、第二
…
纵撑为俯视时的从左至右顺序。
[0098]
所述第二横边、第二纵边、横撑、纵撑、斜撑均为工字梁，工字梁包括上面板、下面板、以及垂直连接上面板与下面板的垂直腹板。
[0099]
所述第二斜撑与最邻近第二横边的横撑的第六交点206处设有加强肘板，与一类框架类似，所述加强肘板位于所述上面板与下面板之间，并与所述垂直腹板垂直固定连接。整个二类框架共设有4处加强肘板。
[0100]
进一步地，参阅图9至图10，所述第六交点206处、第二交点202处、四个角隅点处、第六交点206所在纵撑与第二横边形成的第七交点207处的下面板下方还固定有所述u型支撑槽4，以连接所述支撑立柱。关于u型支撑槽4及支撑立柱的结构可参阅一类框架中的描述，此处不再赘述。
[0101]
具体地，对于所述二类框架的各项尺寸为：第二横边21为21350mm、第二纵边22为16350mm。通过对二类框架的横撑、纵撑及斜撑的优化设计，使其满足承载要求的同时尽可能的减重，通过在薄弱处使用加强肘板代替横纵撑结构，即保证了强度又减少了工字梁的使用，整个框架结构布局合理；此外，还对u型支撑槽的布置做了优化设计，将其布置于工字梁的交叉点处，保证了其支撑强度。
[0102]
作为补充，分段、总段在采用托架正态搁置及运输时，可利用合抱槽钢顶升来增加甲板支撑，来保证分段搁置及运输时结构甲板面保持水平，如分段围壁较薄、结构较弱时，也可以在围壁下端齐口处增加薄板垫木。
[0103]
综上所述，本发明提供一种适用于薄板分段正态搁置的承载托架及其设计方法，该设计方法根据薄板分段、总段的结构尺寸设计出与之结构区间相对应的两种类型通用型托架。采用有限元计算方法对两种类型的托架进行计算分析，托架满足结构强度要求。通过选取典型薄板分段进行正态搁置方案有限元计算分析，分段与托架的变形量均满足精度建造要求。托架结构简单可重复使用，通用性强，可适用于多种尺寸的薄板分段正态搁置方案，有效控制了薄板分段的结构变形，为船舶生产制造运输提供了有利条件。两种类型托架通过有限元计算得出，托架在最大承重荷载下最大应力满足结构强度要求，变形满足建造精度要求；典型薄板分段正态搁置方案计算分析得出，托架变形量在1mm以内，薄板分段变形量在3.4mm以内，且变形较大位置均靠近自由边区域；正态搁置通用型托架结构简单，拆卸方便，可适用于不同船型、不同规格的分段搁置；通用性强，可重复使用，适用范围广，此外，通用型托架在不使用期间可通过拆除支撑槽内支撑立柱来实现叠层搁置，拆卸方便，不
占空间。
[0104]
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。

技术特征：
1.一种适用于薄板分段正态搁置的承载托架，其特征在于，所述承载托架包括一类框架、二类框架及用于支撑一类框架或二类框架的支撑立柱，所述一类框架与支撑立柱组成一类托架，所述二类框架与支撑立柱组成二类托架；所述一类框架包括矩形的第一围框，所述第一围框包括两条第一横边及两条第一纵边；从上方俯视所述一类框架，在第一围框的内部设有纵向设置的纵梁，3根所述纵梁沿横向排布并将围框均匀4等分；在第一围框的内部还设有3根沿纵向排布的横梁，第一横梁与第三横梁将所述第一围框沿纵向均匀3等分，第二横梁位于所述第一围框的对称轴位置；第一横梁与两条所述第一纵边形成两个对称的第一交点，第三横梁也与两条所述第一纵边形成两个对称的第一交点，各个所述第一交点分别与其最邻近的所述第一横边的中点通过斜梁连接，共形成4根斜梁。2.根据权利要求1所述的承载托架，其特征在于：所述第一横边、第一纵边、横梁、纵梁、斜梁均为工字梁，工字梁包括上面板、下面板、以及垂直连接上面板与下面板的垂直腹板。3.根据权利要求2所述的承载托架，其特征在于：所述第一交点与其最邻近的第一围框的角隅点之间的第一纵边为加强段，第一横梁、第三横梁分别与最邻近的所述第一横边之间的第二纵梁也为加强段，在加强段的中点处设有加强肘板，所述加强肘板位于所述上面板与下面板之间，并与所述垂直腹板垂直固定连接，整个一类框架共设有6处加强肘板。4.根据权利要求3所述的承载托架，其特征在于：所述加强肘板处及第一围框四个角隅点处的下面板下方还固定有u型支撑槽，所述u型支撑槽包括竖直设置的三块侧板，三块侧板首尾垂直连接形成三面围挡及对应的侧部开口；侧板的上边缘与所述下面板固定连接，侧板内部设有椭圆形的固定孔，以连接所述支撑立柱。5.根据权利要求4所述的承载托架，其特征在于：所述支撑立柱包括底板以及与底板垂直的柱体，所述柱体下部的四周设置有与底板连接的加强立板，以起到加固作用；所述柱体的顶部形成有水平的贯穿孔，所述支撑立柱插入所述u型支撑槽内，所述固定孔与贯穿孔相贯通，以通过螺栓或焊接实现固定。6.根据权利要求5所述的承载托架，其特征在于：所述第二围框包括两条第二横边及两条第二纵边；从上方俯视所述二类框架，在第二围框的内部设有纵向设置的纵撑，6根所述纵撑沿横向排布并将第二围框均匀7等分；在第二围框的内部还设有3根沿纵向排布的横撑，3根所述横撑将所述第一围框沿纵向均匀4等分；将所述二类框架沿横向对称轴及纵向对称轴分为四个分区，四个分区内均包括第一斜撑及第二斜撑，相邻两个分区的第一斜撑及第二斜撑均关于横向对称轴或纵向对称轴对称分布；在第一分区内，邻近第二横边的第一横撑与所述第二纵边形成第二交点，邻近第二纵边的第一纵撑与所述第二横边形成第三交点，第二交点与第三交点之间通过第一斜撑连接，邻近第二纵边的第一纵撑与位于所述二类框架横向对称轴的第二横撑形成第四交点，邻近所述二类框架纵向对称轴的第三纵撑与所述第二横边形成第五交点，第四交点与第五交点之间通过第二斜撑连接。7.根据权利要求6所述的承载托架，其特征在于：所述第二横边、第二纵边、横撑、纵撑、斜撑均为所述工字梁；所述第二斜撑与最邻近第二横边的横撑形成的第六交点处设有加强
肘板。8.根据权利要求7所述的承载托架，其特征在于：所述第六交点处、第二交点处、第二围框四个角隅点处、第六交点所在纵撑与第二横边形成的第七交点处的下面板下方还固定有所述u型支撑槽，以连接所述支撑立柱。9.根据权利要求8所述的承载托架，其特征在于：所述第一横边、第一纵边均为12350mm；所述第二横边为21350mm、第二纵边为16350mm；所述工字梁的上面板、下面板、垂直腹板的板厚均为20mm，垂直腹板的高度260mm，上面板、下面板的宽度为350mm，加强肘板板厚为20mm。10.一种如权利要求1-9任一所述的承载托架的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：s1：梳理薄板分段的规格尺寸、重量及结构特点，确定适用于正态搁置方案的薄板分段类型为：可拆板分段、全宽甲板分段、制造小总组总段；s2：适用于正态搁置的薄板分段中第1、4、5、6字组中，薄板分段的宽度小于13m且长度在15m以内，其中50％的分段长度小于10m；第2、3、7、8、9字组中，薄板分段的长度大多超过15m且宽度超过14m；s3：根据按字组梳理的薄板分段的结构尺寸区间，将薄板分段分为两种尺寸规格：12m*10m的小尺寸薄板分段与20m*15m的大尺寸薄板分段，同时设计出与薄板分段、总段相对应的两种大小规格的托架结构：搁置运输小尺寸薄板分段的所述一类托架，与搁置运输大尺寸薄板分段的所述二类托架；s4：采用frasttrack有限元计算软件对设计出的所述一类托架与二类托架进行有限元强度计算分析，分别校核两种类型通用型托架受分段、总段重力时托架本身的结构应力与变形，看是否满足建造要求；根据统计的薄板分段最大重量，通过有限元软件计算分析，将重力转换成均布力加载在托架上，并乘以1.5的安全系数，通过计算分析：一类托架在承受最大均布载荷150t时，其变形量在4mm以内；二类托架在承受最大均布载荷240t时，变形量在5.7mm以内，则认为托架本身的结构应力与变形均符合要求。s5：选取典型薄板分段，采用frasttrack有限元计算软件对薄板分段的正态搁置方案进行模拟计算，校核当薄板分段放在托架上时分段与托架的实际变形量，看是否满足建造精度要求。

技术总结
本发明提供一种适用于薄板分段正态搁置的承载托架及其设计方法，该设计方法根据薄板分段、总段的结构尺寸设计出与之结构区间相对应的两种类型通用型托架。采用有限元计算方法对两种类型的托架进行计算分析，托架满足结构强度要求。通过选取典型薄板分段进行正态搁置方案有限元计算分析，分段与托架的变形量均满足精度建造要求。托架结构简单可重复使用，通用性强，可适用于多种尺寸的薄板分段正态搁置方案，有效控制了薄板分段的结构变形，为船舶生产制造运输提供了有利条件。生产制造运输提供了有利条件。生产制造运输提供了有利条件。


技术研发人员：罗萍萍 马振中 步林鑫 陈勇 张莉莉 万志敏 王淑颖 刘兰轩 张潇 张毅
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：2023.06.13
技术公布日：2023/8/9