铁壳钢骨碳纤维水泥浇筑四步一体造船法

摘要

本发明专利申请涉及一种铁壳、钢骨、碳纤维、水泥整体浇筑的“四步一体”造船法，尤其适用建造巨型、超巨型船舶或海上可移动人工岛屿。该造船法采用外包铁壳工艺增强水泥浇筑船体的局部强度；采用钢筋龙骨工艺增强水泥浇筑船体的结构强度；采用碳纤维贴边接缝工艺增强水泥浇筑船体的接头接口强度；采用水泥浇筑工艺增强船舶从铁壳承压面到钢构龙骨及各局部连接之间的结构强度和总体系统性的一体化刚柔度。本发明不仅大幅度简化了巨型船舶的建造成本和焊接工艺难度，还使得建造超巨型船舶或海上可移动人工岛屿，变得像通常建造大型桥梁、河坝等建筑一样简单可行，具有广阔应用前景和巨大的社会效益。

说明书

技术领域

本发明涉及船舶制造领域，公开了一种基于铁壳、钢骨、碳纤维接缝、水泥整体浇筑的“四步一体”造船法。

背景技术

随着全球经济一体化的不断发展，世界范围内的海上客货运输量大幅增长，出于运输成本和经济效益的原因，各种巨型超巨型船舶(油轮、邮轮、游轮)等需求逐年增长，建造吨位也越来越大，使得现有船舶制造技术越来越力不从心，这都是因为现有的造船工艺技术和方法，一直在沿用传统的“船壳+龙骨”造船法，虽说因为造船吨位大小导致采用材料有所不同，但不论是木船、铁船、玻璃钢船、小型水泥船或其它材料的造船，几乎无一例外。

尽管传统造船法有简单易行、技术成熟的优点，也能够满足绝大多数日常的需求，但在制造巨型、超巨型船舶方面，尤其是在如何提高并满足这些巨型、超巨型船舶的整船抗外力、抗弯折力、抗局部撞击力等方面，就显得越来越力不从心，就暴露出了现有传统造船法先天不足的局限性，打个形象的比喻就是：这种“船壳+龙骨”的传统工艺技术造船法，就好比是一个“皮包骨”的人，若个子矮小一点，还能应付得了日常的风风雨雨；若一旦让其不断长高长大就麻烦了，即便再怎么增加骨骼筋络，也难以招架得住日常的风雨，毫无疑问，一个没有足够肌肉和强壮体魄的巨人，难免会被大风折腰或直接刮走。

本发明借助优化现有“船壳+龙骨”的成熟工艺技术，增加“钢筋水泥浇筑”的创新工艺技术，既简单又便捷地解决了制造巨型超巨型船舶需要强壮体魄的问题，正是因为采用了“船壳+龙骨+碳纤维+钢筋水泥浇筑”的“四步一体”全新工艺技术，才终于克服了现有“船壳+龙骨”造船法“有皮、有骨、没有肉”的先天不足及其一系列局限性，从而彻底突破了当下制造巨型、超巨型船舶以及海上可移动城堡甚至人工岛屿等的主要技术瓶颈及其结构性刚柔度问题，这就是本发明为什么应该是一种首创的全新造船工艺技术方法的重要根据。

发明内容

本发明所述的“四位一体”造船法，是采用“船壳+龙骨+碳纤维+钢筋水泥浇筑”的“四位一体”全新工艺技术，针对性地解决了现有“船壳+龙骨”造船法“有皮、有骨、没有肉”的先天不足，同时很好地解决了制造巨型、超巨型船舶时遇到的技术瓶颈和工艺局限性问题，以至于开创了一条制造巨型、超巨型船舶和海上可移动城堡甚至人工岛屿的全新途径的造船法。

本发明所述的“四步一体”造船法，是基于水泥整体浇筑的一体化工艺技术方法，统筹整合铁壳、钢骨、碳纤维接缝和整船一体化刚柔度优化布局的设计等，来达到目的的。

首先，因为“四步一体”造船法创造性地采用了“水泥整体浇筑”的创新工艺技术，不仅很好地克服了“船壳+龙骨”这种传统“皮包骨”造船法的先天不足，还使得“有皮、有骨、也有肉”地建造巨型超巨型船舶甚至海上可移动人工岛屿等成为可能。

其次，因为采用“由下往上、由外向里”的生产建造原则组织具体的现场生产施工，既能很好地落实并完成整体建造巨型超巨型船舶的一体化统筹优化布局设计的要求，还能让逐层甲板采用“由下往上”的分阶段一体化生产建造过程，变得简单可行，原则上只需要在船坞中完成所建造船舶标准吃水线以下的建造任务后，就可以脱离船坞自行漂浮，并继续完成剩余的建造工作了。

第三，正因为采用了“由下往上、由外向里”的生产建造原则及组织生产施工，以及逐层甲板“由下往上”分阶段一体化的生产建造，才使得“由外向里”的具体生产建造工作变得规范有序，可操作性和程序化施工简便可行。

附图说明

为了更清楚地表述本发明实施例的技术设计方案，下面将对实施例中需要使用的附图作简单地说明，只不过，下面描述的附图仅仅是本发明的一个原理性实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不需付出创造性劳动的前提下，就很容易根据这些附图获得其它的思路或附图方案，不应该被视为本发现以外的新型发明。

图1是“四步一体”造船法第一步“铁包外壳”的局部预成型铁壳部件图。

图2是“四步一体”造船法第二步“钢构龙骨”的局部预成型钢骨部件图。

图3是“四步一体”造船法第三步“碳纤维贴边接缝”的局部预成型部件图。

图4是“四步一体”造船法第四步“水泥成型浇筑”的局部成型部件图。

1铁壳预成型局部构件之一，2铁壳预成型局部构件之二，3铁壳预成型局部构件之三，4铁壳预成型局部构件之四，5钢骨局部构件，6钢筋局部构件，7信号线套管，8动力线套管，9冷水管，10热水管，11包贴了碳纤维的铁壳钢骨，12铁壳外部焊缝碳纤维贴片，13铁壳外焊缝贴了碳纤维的船壳，14包贴了碳纤维的钢构龙骨，15浇筑成型的水泥船体。

实施方案

本发明所述铁壳、钢骨、碳纤维接缝、水泥整体浇筑“四步一体”造船法的具体实施方案说明如下。

第一步“铁包外壳”。所述“四步一体”造船法的第一步“铁包外壳”的生产制造过程，都是从所要建造船舶最底层的船底壳层开始，都是遵照“由下往上，由外向里”的生产建造原则组织生产，都是根据经过整体建造船舶事先统筹优化布局设计后确定的具体要求，将所建船舶底层船底壳预先分别切割并预加工成形的船底壳层的全部外壳部件(1、2、3……)等等，都按照生产制造装配图的统一编号和定位要求，借助生产制造所需的相应工装夹具，逐一就绪并实现精准就位、定位的过程。

第二步“钢构龙骨”。所述“四步一体”造船法的第二步“钢构龙骨”的生产制造过程，就是根据经过整体建造船舶事先统筹优化布局设计后确定的具体要求，将分别预加工成形的该层各部位的“钢构龙骨”部件(诸如5、6、7、8、9、10……)等等，都按照生产制造装配图的统一编号和定位要求，借助生产制造所需的相应工装夹具，逐一与“铁包外壳”的对应部件，一一对标就位并完成焊接装配作业及该层整体结构生产建造的过程。

第三步“碳纤维贴边接缝”。所述“四步一体”造船法的第三步“碳纤维贴边接缝”的生产制造过程，就是根据经过整体建造船舶事先统筹优化布局设计后确定的具体要求，将预加工完成的各种管路及接口接头以及水泥浇筑所需钢筋等，按照生产制造装配图的统编号和定位要求，借助生产制造所需的相应工装夹具，安装焊接到位，并完成碳纤维材料对所有需要强化加固的钢构管路、边缘接缝、接口接头、加强筋和承压面的衔接过度，以及所有水泥浇筑前所有预埋件的精准就位以及对标安装过程。

第四步“水泥整体浇筑”。所述“四步一体”造船法的第四步“水泥整体浇筑”的生产制造过程，就是根据经过整体建造船舶事先统筹优化布局设计后确定的具体要求，完成所有铁壳、钢骨的焊接以及所需碳纤维贴边接缝后，再将水泥浇筑所需的隔离护板安装就位并按需要设定并实施多点同时一体化水泥整体浇筑的过程，一旦这一水泥整体浇筑过程结束，则意味着已经完成了该层在舾装前几乎全部的基础性生产建造工作。

完成了上述这“四步”的生产制造工作，就完成了“四步一体”造船法一个轮次或一个循环的生产制造过程，也就完成了整船最底层船底壳甲板层的建造工作，接下去就是对该层的上一层(即整船第二甲板层)开始新一轮“四步一体”造船法的循环生产过程了。

以上描述的只是本发明比较广谱的一个实施例。需要说明的是：该实施例仅用以说明本发明整体优化设计的原理和思路，系本发明诸多实施例之一，并非对本发明合理涉及范围的自我限制。不难理解的是，本发明描述和公开的实施例及所述设计方案，完全可以启示相关领域的普通技术人员，借助调整、替换等简单变化和修改，就在完全没有付出创造性劳动的基础上，得到不同的所谓设计方案，也就是说，若相关领域出现根据本发明实施例的构思创意，在没有付出创造性劳动，仅仅很容易地作出某些修改变化而得到的类似技术方案，都应该属于本发明权利要求书所确定的保护范围。