一种集装箱船舶燃料舱环段过驳至浮船坞的方法与流程

1.本发明涉及船舶技术领域，特别是涉及一种集装箱船舶燃料舱环段过驳至浮船坞的方法。


背景技术：

2.为了克服设备和场地的不足，在不增加船台和船坞等造船设施前提下，迅速地提高建造效率、缩短建造周期、提高承接新船舶及海洋工程产品订单数量，一些造船企业探索了新的建造方式。其中，新建造方式包括巨型总段建造法、浮船坞造船法、平地造船法和超大型主船体分段建造法等。随着平地造船的兴起，浮船坞水平接驳下水成为新的趋势，为了能缩短建造周期，大箱船开始采用坞内艉半船+异地环段建造的双地联动建造模式，燃料舱环段总组后完整性下水，入坞与艉半船对接。
3.但是，如图1所示，由于浮船坞除去首部或者尾部的塔楼净宽小于大箱船的燃料舱环段型宽，现有技术中所采用的将燃料舱环段由首尾方向过驳到浮船坞的方法(也就是纵向下水方法)，需要首先对现有的浮船坞进行改造，进而导致能源、人力、船坞等资源浪费，延长了集装箱船舶的建造周期。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种集装箱船舶燃料舱环段过驳至浮船坞的方法。
5.本发明提供一种集装箱船舶燃料舱环段过驳至浮船坞的方法，包括如下步骤：调整浮船坞与燃料舱环段相对位置：调整燃料舱环段舷侧与所述浮船坞舷侧平行，且所述燃料舱靠近所述浮船坞；横向过驳：布置用于运输所述燃料舱环段的模块车，通过所述模块车将燃料舱环段沿着垂直与所述浮船坞舷侧的方向运至所述浮船坞上；落墩：所述燃料舱环段过驳至所述浮船坞的预定位置后，将所述燃料舱环段落墩至所述浮船坞上，并撤离所述模块车。
6.优选地，在所述横向过驳过程中，所述浮船坞的举升甲板与水平船台持平；随着所述燃料舱环段不断进入所述浮船坞上，依据当前潮位，调整浮船坞压载舱进排水量和过驳速度，确保所述浮船坞的横倾小于所述浮船坞宽度0.25％，纵倾小于所述浮船坞长度0.5％。
7.优选地，所述燃料舱环段落墩至所述浮船坞并撤离所述模块车后，将所述浮船坞拖至满足水深要求的港池或锚地。
8.优选地，所述浮船坞承载所述燃料舱环段被拖动至预定港池或锚地后进行沉浮操作；所述浮船坞下沉时，经自由液面修正后的初稳性高不小于1m，当所述浮船坞下潜至最大沉深时，经自由液面修正后的初稳性高度不小于0.5m；调配载时，应确保所述浮船坞平浮状态，且控制弯矩不能出现中垂。
9.优选地，所述浮船坞承载所述燃料舱环段下潜至预设吃水，燃料舱环段起浮脱离
浮船坞至完全自浮，且燃料舱环段底部与坞墩顶部的距离有大于或等于3米安全距离时，所述浮船坞停止下沉。
10.如上所述，本发明涉及的一种集装箱船舶燃料舱环段过驳至浮船坞的方法，通过在横向过驳前，将燃料舱环段舷侧与浮船坞舷侧平行，通过模块车将燃料舱环段垂直于浮船坞舷侧方向运输，直接避开了浮船坞上的塔楼，将燃料舱环段过驳至浮船坞的预定位置，避免了由于实现燃料舱环段过驳而需要对原有浮船坞进行改造，节约大量能源、人力、船坞等资源，产生巨大经济效益，同时缩短大箱船建造周期，更好实现大箱船“844”节拍化建造；适应船舶建造模式的转变，为船舶建造方案提供多样化选择。
附图说明
11.图1为本发明中集装箱船舶燃料舱环段位于浮船坞的结构示意图。
12.图2为本发明中集装箱船舶燃料舱环段位于浮船坞的另一结构示意图。
13.图3为本发明中一种集装箱船舶燃料舱环段过驳至浮船坞过程的示意图。
14.图4为本发明中一种集装箱船舶燃料舱环段过驳至浮船坞过程的另一示意图。
15.图5为本发明中一种集装箱船舶燃料舱环段过驳至浮船坞过程的另一示意图。
16.图6为本发明中一种集装箱船舶燃料舱环段过驳至浮船坞过程的俯视图。
17.附图标记说明：
18.100、燃料舱环段；110、燃料舱；200、浮船坞；210、举升甲板；220、压载舱；230、船坞；240、塔楼；300、坞墩；400、模块车；410、模块小车；500、水平船台。
具体实施方式
19.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士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及功效。
20.须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
21.如图1-6所示，本发明提出一种集装箱船舶燃料舱环段100过驳至浮船坞200的方法，包括如下步骤：调整浮船坞200与燃料舱环段100相对位置：调整燃料舱环段100舷侧与浮船坞200舷侧平行，且燃料舱110靠近浮船坞200；横向过驳：布置用于运输燃料舱环段100的模块车400，通过模块车400将燃料舱环段100沿着垂直与浮船坞200舷侧的方向运至浮船坞200上；落墩：燃料舱环段100过驳至浮船坞200的预定位置后，将燃料舱环段100落墩至浮船坞200上，并撤离模块车400。
22.通过在横向过驳前，将燃料舱环段100舷侧与浮船坞200舷侧平行，通过模块车400将燃料舱环段100垂直于浮船坞200舷侧方向运输，直接避开了浮船坞200上的塔楼240，将燃料舱环段100过驳至浮船坞200的预定位置，避免了由于实现燃料舱环段100过驳而需要
对原有浮船坞200进行改造，节约大量能源、人力、船坞等资源，产生巨大经济效益，同时缩短大箱船建造周期，更好实现大箱船“844”节拍化建造；适应船舶建造模式的转变，为船舶建造方案提供多样化选择。
23.在本实施例中，采用的模块车400具有自动均载功能，可以保证了运输过驳过程中模块车400各部分共同分担因路况变化导致的载荷变化，有效避免小车局部因载荷出现大幅变化，燃料舱环段100因受力不均导致变形的情况，更好地满足例如mark iii型lng舱等特定燃料舱环段的安装精度
24.具体的，在对模块车400的选择时，可以根据相应的燃料舱环段100的重量分布，选用相应型号的模块车400。当然，也可以根据统计的燃料舱环段100重量分布，采用多组不同规格的模块小车410拼接形成模块车400。即重量较大的区域使用较大规格的小车，重量较轻的区域采用较小规格的模块小车410，每组模块小车410多轴线串联，并通过程序控制使其载荷相同、且在运输过程中载荷不变，可以将模块小车410的资源利用率最大化，从而实现均载功能。
25.优选地，在过驳过程中，浮船坞200的举升甲板210与水平船台500持平；随着燃料舱环段100不断进入浮船坞200上，依据当前潮位，调整浮船坞200的压载舱220进排水量和过驳速度，确保浮船坞200的横倾小于浮船坞200宽度0.25％，纵倾小于浮船坞200长度0.5％。
26.在过驳过程中，需要选用合适的潮汐高度。可将潮高变化的影响直接反映在浮船坞200的要求吃水中，即若给定浮船坞200在零潮位时与岸边保持齐平的吃水，则在任意潮高时，只需将这个吃水与潮高相加就是浮船坞200的要求吃水。通过该要求吃水可计算得到该时刻考虑潮位高度的浮船坞200的浮力和浮心的大小。横向过驳时，需选择在低平潮期开始，并控制在一个涨潮期完成过驳，即利用过驳的重量抵消涨潮时需要的压载，达到减少压载水的调配工作。
27.浮船坞200相邻的压载舱220液位差不宜过大：根据实际产品下水经验，相邻的压载舱220液位差一般不超过80％。如图2所示，本实施例中浮船坞200包括四个相邻的浮船坞200压载舱220。
28.在横向过驳过程中，要考虑燃料舱环段100上坞部分的重量、潮位、浮船坞200压载泵的进排水能力及连续性、浮态等因素，利用力矩平衡，动态调整横向过驳的速度、浮船坞200压载水、尽可能保持平浮状态，确保横向过驳的安全性。
29.根据浮船坞200的静水力表、浮船坞200的重量分布及重心位置、舱容表、压载水泵参数、弯矩和剪力的许用值；下水船舶的主尺度、重量分布及重心位置、小车的移动速度、潮位变化、码头的标高值等作为输入条件，采用以下数学模型得到初步的配载方案，可将其方案在napa软件里根据实际的过驳情况进行微调，优化后的配载方案更贴合实际过驳情况。
[0030][0031]
[0032][0033][0034]
min f(v)：各压载舱需调节水量的绝对值之和最小作为目标函数；z1(x)：力平衡约束条件；z2(v)、z3(v)：力矩平衡约束条件，即浮力与重力所形成的横倾力矩以及纵倾力矩的大小相等；vi为第i舱的调节水量；g：浮船坞所受的浮力；v
oi
：第i舱的调节前的水量；ws：过驳船舶加载在浮船坞上的重量；w0：浮船坞自身的重量；xgs、ygs：过驳船加载在浮船坞上的重量重心纵向坐标、横向坐标；ygi、ygi：浮船坞压载舱重心纵向坐标、横向坐标；xg0、yg0：浮船坞自身浮心；xb、yb：产品过驳后浮船坞的浮心。其中，过驳船指的是负载有燃料舱环段的模块车。
[0035]
浮船坞压载泵开关的控制：当配载方案确定以后，需要控制阀门开关时刻来保证调水过程中浮船坞处于最佳状态，且尽可能地减少阀门的开关次数。阀门开关时间的确定主要与驳船浮态特征确定、产品上驳速度、潮位变化以及阀门流量等有关，可通过以下模型进行计算：
[0036][0037][0038]
f2(ts)＝-tsi≤0
[0039]
tsi：第i调节水舱调节起始时刻；δwi：产品从位置a至位置b第压载舱调节水量；ri：第i压载舱阀门流量；t
max
：各压载舱可调节时间范围，即产品由位置a至位置b所需时间；h
imi
：开阀时刻为ts时浮船坞在ti时刻的横倾值；h
imimax
：横向过驳过程中浮船坞允许的最大横倾值；di：平均吃水；dq：浮船坞在ti时刻能与水平船台保持齐平的要求吃水；d0：过驳燃料舱环段在位置a时浮船坞的平均吃水
[0040]
模块车400的前进速度根据过驳当天的实时潮位、下水船舶的重量及浮船坞压载舱220的压载泵的进排水能力来预估。大箱船燃料舱环段100的重心从水平船台转移到浮船坞200上之后，整个大箱船燃料舱环段100就成为浮船坞上200的一个移动载荷，这时要求浮船坞200的举升甲板210与水平船台500持平，则浮船坞吃水＝潮位+2.2m。需要快速调整浮船坞200各组压载舱220的压载水，与动载荷形成平衡。
[0041]
可以根据下水当天潮位的实时变化、浮船坞200压载泵的工作能力及大箱船燃料舱环段100的重量分布，初步预估模块车400的行进速度，当潮位缓慢上涨时，模块车400的行进速度降低，当潮位上涨较快时，模块车400的行进速度加快，确保浮船坞200的横倾小于浮船坞200型宽0.25％，纵倾小于浮船坞200长度的0.5％。
[0042]
在落墩过程中，燃料舱环段100横向过驳到位后，燃料舱环段100落墩至浮船坞200。其中，坞墩300强度需要满足要求，坞墩300尽量布置在燃料舱环段100和浮船坞200的强结构上，在受力较大的地方可采用加强钢制方墩，在燃料舱环段100下方增加适量坞墩
300数量，尽量减小燃料舱110的挠度变形。
[0043]
燃料舱环段100落墩至浮船坞200并撤离模块车400后，将浮船坞200拖至满足水深要求的港池或锚地进行燃料舱环段100的起浮。具体的，可采用拖轮对浮船坞200进行拖动，在拖航的过程中，要求浮船坞200保持平浮状态。
[0044]
在进行沉浮操作过程时，当下沉至浮船坞200举升甲板210，将要入水时，浮船坞200的水线面降低，初稳性急剧下降，此时可通过增加移动浮箱来增加gm值，燃料舱环段100下沉到预设的吃水后，脱离浮船坞200起浮。具体地，所述浮船坞200下沉时，经自由液面修正后的初稳性高不小于1m，当浮船坞200下潜至最大沉深时，经自由液面修正后的初稳性高度不小于0.5m；调配载时，应确保浮船坞200平浮状态，且控制弯矩不能出现中垂。
[0045]
浮船坞200承载燃料舱环段100下潜至预设吃水，燃料舱环段100起浮脱离浮船坞200至完全自浮，且燃料舱环段100底部与坞墩300顶部的距离有大于或等于3米安全距离时，浮船坞200停止下沉。
[0046]
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：
1.一种集装箱船舶燃料舱环段过驳至浮船坞的方法，其特征在于，包括如下步骤：调整浮船坞(200)与燃料舱环段(100)相对位置：调整所述燃料舱环段(100)舷侧与所述浮船坞(200)舷侧平行，且所述燃料舱(110)靠近所述浮船坞(200)；横向过驳：布置用于运输所述燃料舱环段(100)的模块车(400)，通过所述模块车(400)将燃料舱环段(100)沿着垂直与所述浮船坞(200)舷侧的方向运至所述浮船坞(200)上；落墩：所述燃料舱环段(100)过驳至所述浮船坞(200)的预定位置后，将所述燃料舱环段(100)落墩至所述浮船坞(200)上，并撤离所述模块车(400)。2.根据权利要求1所述的一种集装箱船舶燃料舱环段过驳至浮船坞的方法，其特征在于，在所述横向过驳过程中，所述浮船坞(200)的举升甲板(210)与水平船台(500)持平；随着所述燃料舱环段(100)不断进入所述浮船坞(200)上，依据当前潮位，调整浮船坞的压载舱(220)进排水量和过驳速度，确保所述浮船坞(200)的横倾小于所述浮船坞(200)宽度0.25％，纵倾小于所述浮船坞(200)长度0.5％。3.根据权利要求1所述的一种集装箱船舶燃料舱环段过驳至浮船坞的方法，其特征在于，所述燃料舱环段(100)落墩至所述浮船坞(200)并撤离所述模块车(400)后，将所述浮船坞(200)拖至满足水深要求的港池或锚地。4.根据权利要求3所述的一种集装箱船舶燃料舱环段过驳至浮船坞的方法，其特征在于，所述浮船坞(200)承载所述燃料舱环段(100)被拖动至预定港池或锚地后进行沉浮操作；所述浮船坞(200)下沉时，经自由液面修正后的初稳性高不小于1m，当所述浮船坞(200)下潜至最大沉深时，经自由液面修正后的初稳性高度不小于0.5m；调配载时，应确保所述浮船坞(200)平浮状态，且控制弯矩不能出现中垂。5.根据权利要求4所述的一种集装箱船舶燃料舱环段过驳至浮船坞的方法，其特征在于，所述浮船坞(200)承载所述燃料舱环段(100)下潜至预设吃水，燃料舱环段(100)起浮脱离浮船坞(200)至完全自浮，且燃料舱环段(100)底部与坞墩(300)顶部的距离有大于或等于3米安全距离时，所述浮船坞(200)停止下沉。

技术总结
本发明提供一种集装箱船舶燃料舱环段过驳至浮船坞的方法，包括如下步骤：调整浮船坞与燃料舱环段相对位置：调整燃料舱环段舷侧与浮船坞舷侧平行，且燃料舱靠近浮船坞；横向过驳：布置用于运输燃料舱环段的模块车，通过模块车将燃料舱环段沿着垂直与浮船坞舷侧的方向运至浮船坞上；落墩：燃料舱环段过驳至浮船坞的预定位置后，将燃料舱环段落墩至浮船坞上，并撤离模块车；该横向过驳的方法，直接避开了浮船坞上的塔楼，将燃料舱环段过驳至浮船坞的预定位置，避免了由于实现燃料舱环段过驳而需要对原有浮船坞进行改造，节约大量能源、人力、船坞等资源，产生巨大经济效益，同时缩短大箱船建造周期。箱船建造周期。箱船建造周期。


技术研发人员：梁秋凤 朱岚劼 柳梦源 郑双燕 余洋 彭仕琪
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：2023.02.20
技术公布日：2023/4/17