一种复合型舷侧耐撞夹层板结构和快速安装方法与流程

1.本发明属于船舶防护冲击性能技术领域，特别涉及一种复合型舷侧耐撞 夹层板结构和快速安装方法。


背景技术：

2.随着航运市场的不断扩大，海上船舶数量越来越多，船舶开始向大型化、 高速化、大吨位化发展，这必然导致船舶时常发生碰撞、刮蹭事故，这些事 故的多发要求船舶的舷侧和船首两侧具有较强的耐撞能力，并且在事故发生 之后能快速修复；对于此种需求，急需一种复合型舷侧耐撞夹层板结构设计。
3.对于船体结构来说，受到冲击作用后难免会发生变形破坏，船艏的耐撞 性体现在结构受到强冲击载荷作用下，部分结构发生塑性变形吸收能量，降 低重要结构受到的冲击作用，对于高风险船舶急需专业防护结构。目前在部 分船舶上已经使用防护结构的，往往采用增加普通结构尺寸，或是采用双层 加筋板结构，或是将原始普通船舶结构换为新型吸能结构，从而来提供船舶 结构抗冲击性能。这些防护结构均需要在船舶建造时进行加装或在维修时进 行改装，如果在船舶建成之后直接加装，需更换原有的结构，则会有工期长， 工程费用高，建成后隐患较多等后果。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，为了能够对已有船只进行快速改装，以提高某些已 建成船只的耐撞性能，并且在碰撞损坏后能够进行快速修复，本发明提供一 种复合型舷侧耐撞夹层板结构设计
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
6.本发明提供了一种复合型舷侧耐撞夹层板结构设计，主体支架，所述主 体支架由支架连接关节与圆筒型直杆件组成，支架连接关节由万向节和支架 关节与船体的连接机构组成，支架关节与船体的连接机构包括耳轴和销，本 发明主要通过销连接固定在船体上。
7.u型夹层板，所述u型夹层板主要由两块面板与折叠式夹芯层，以及填 充吸能材料泡沫硅橡胶组成，折叠式夹芯层由一块板折叠而成，呈u字型， 既可以减轻结构的重量，也可以在收到冲击时起到很好的吸能效果。u型夹 层板整体有着半模块化设计，大部分夹层板均为规整的四边形，在收到损坏 时可以进行快速更换，从而达到快速修复的效果。
8.u型夹层板与主体支架嵌入式连接装置，所述连接装置主要是为了连接 圆筒型直杆件与u型夹层板。由小型v型夹层板，l型材与加强连接套筒组 成，其中加强连接套筒负责将圆筒型直杆件与小型v型夹层板连接，正反面 两组四个l型材负责将小型v型夹层板与u型夹层板连接，此种连接机构不 同于普通的直接将板铺设与支架上方的设计，此种连接机构可以很好的将夹 层板嵌于支架之间，小型v型夹层板作为主要连接部件，很好的将夹层板固 定在主体支架上，在受到冲击时不容易变形，可以更好的传递载荷，充分发 挥夹层板
的吸能效果。
9.本发明的有益效果在于，通过在船体外表面铺装采用非金属吸能泡沫硅 橡胶的u型夹层板结构，从而在船只受到外部冲击载荷时起到很好的吸能作 用，减少冲击能量对船体主体结构的损坏；另一方面，通过设计合理的主体 安装支架构件间的连接以及安装支架与夹层板之间的连接实现了船体外部大 部分安装区域的模块化，在受到损坏时可以快速更换，降低维护工期与维护 难度；最后，本发明在安装时由于安装支架与船体的连接机构简单可靠，可 以实现快速安装，对现有船只改装工期短，改装难度低。适用多种舰船艏部 形状。
附图说明
10.图1为本发明结构示意图；
11.图2为主体支架结构示意图；
12.图3为主体支架连接关节示意图；
13.图4为u型夹层板结构示意图；
14.图5为u型夹层板与主体支架嵌入式连接示意图；
15.图6为本发明在某型船舶双舷侧结构和舰艏结构中的应用示意图。
具体实施方式
16.本发明提供了一种复合型舷侧耐撞夹层板结构设计，可在已建造完成的 船只上直接安装，工程难度较低，施工周期短，在主体支架与u型夹层板的 配合下，当船只受到外部冲击载荷时，u型夹层板自身和填充材料的吸能特 点可以很好的吸收外部载荷，来降低主船体受到的损坏，同时主船体结构的 大部分安装区域可以实现模块化，受到较小的冲击损坏时可快速更换损坏区 域的部件，实现快速维修的功能。
17.以下结合说明书附图和具体实施例对本发明的具体实施方式进行进一步 阐述。
18.如图1至图6所示，一种复合型舷侧耐撞夹层板结构设计，包括：
19.主体支架2，所述主体支架2由支架连接关节21与圆筒型直杆件22组成， 支架连接关节21由四个万向节和四个支架关节与船体的连接机构组成，每个 万向节分别连接一个连接机构。
20.万向节211包括万向节内叉2111十字轴2112与万向节外叉2113，万向 节内叉和万向节外叉通过十字轴连接。
21.支架关节与船体的连接机构212包括耳轴支座2121耳轴2122销2123以 及关节底座2124组成，本发明主要通过销连接固定在船体上。耳轴支座与万 向节内叉固连，并通过耳轴及销与关节底座连接。
22.u型夹层板3，所述u型夹层板3主要由外面板31折叠式夹芯层32，填 充吸能材料33以及内面板34组成。折叠式夹芯层通过焊接与外面板和内面 板形成整体结构，填充吸能材料预制成型后插入折叠式夹芯层空隙中。填充 吸能材料33采用泡沫硅橡胶。
23.折叠式夹芯层32由一块板折叠而成，呈u字型，既可以减轻结构的重量， 也可以在收到冲击时起到很好的吸能效果。u型夹层板3整体有着半模块化 设计，大部分夹层板均为规整的四边形，在收到损坏时可以进行快速更换， 从而达到快速修复的效果。
24.u型夹层板与主体支架嵌入式连接装置4，所述连接装置4主要是为了连 接圆筒型直杆件22与u型夹层板3。由小型v型夹层板41加强l型材42 与加强连接套筒43组成，其中连接套筒43负责将圆筒型直杆件22与小型v 型夹层板41连接，正反面两组四个l型材42负责将小型v型夹层板41与u 型夹层板3连接，此种连接机构不同于普通的直接将板铺设与支架上方的设 计，此种连接机构可以很好的将夹层板嵌于支架之间，小型v型夹层板41作 为主要连接部件，很好的将u型夹层板3固定在主体支架2上，在受到冲击 时不容易变形，可以更好的传递载荷，充分发挥夹层板的吸能效果。
25.本发明基于以下原理实现其耐撞性能和相较于其他结构的优势：
26.1、本发明采用了夹层板嵌入主体支架式的安装设计，主体支架2作为主 要的连接承载部件，可以有效的加强了总体设计的结构强度，使整个结构能 更加良好的固定在一起，提高结构的刚度与整体性。支架化的设计配合具有 一定的可调节区间的连接关节，可以更灵活的贴合船体曲线。主体支架2采 用网状设计，可以充分利用材料强度，既节约材料，又减轻自重，在受到冲 击时有效的分散载荷。并且，由于网架结构的构件，尺寸和形状大量相同， 所以其建设速度快，可批量生产，且质量好、效率高、同时不占用船坞场地， 因而现场工作量小，工期较短。
27.2、本发明提供了一种新型的支架连接关节21，该机构拥有多个可活动部 件，在实际工程中有着一定的可调节区间，可以更好的配合复杂的船体曲线， 支架关节为模块化设计，可以进行批量生产，在损坏时也可以快速更换，该 连接机构活动性好，可满足多种连接需求，通用性较强。
28.3、本发明提供了一种u型夹层板与主体支架嵌入式连接装置4，该连接 装置主体为小型v型夹层板41，圆筒型直杆件22通过加强连接套筒43与小 型v型夹层板41连接，小型v型夹层板41通过两组四个l型材42与夹层 板连接，小型v型夹层板41具有自重小，结构强度高，不易变形等优点，使 用小型v型夹层板41作为主要连接构件，可以更好的将载荷在支架与板材之 间传递，使板材也起到一定的承载作用。此种连接装置结构强度高，可靠性 强，总体性能较为优秀。
29.4、本发明包括一种快速安装方式，其主要包括以下步骤：
30.步骤一，在船体上焊接耳轴支座2121，使用销2123连接将主体支架关节 21连接在船体上，此时关节还未固定，需要注意防止操作不当磕伤船体。
31.步骤二，安装圆筒直杆件22，将主体支架安装完整。
32.步骤三，用小型v型夹层板41与加强l型材42，将u型夹层板3固定 在主体支架2上。
33.在紧急情况下，我们可以在船只不在现场的情况下，根据已有的船只数 据，先行搭建部分支架，并将部分板材拼接完成安装在支架上，做好前期准 备工作，在目标船只到港时，即可迅速将已部分组装完成的组件安装在船体 上，以缩短改装维护工期，提高工程效率。
34.需要说明的是，上文只是对本发明进行示意性说明和阐述，本领域的技 术人员应当明白，对本发明的任意修改和替换都属于本发明的保护范围。