船结构和船舶中的结构制造技术

诸如船、漂浮平台等的船舶，其整体或者部分包括层状结构，并且所述层状结构包括两个基本平行的金属板，在它们之间具有混凝土层，混凝土的密度明显小于普通混凝土的密度，最好小于１２００千克／立方米，所述层状结构的尺寸是这样设置的，即，该结构中的混凝土层基本上不承受张力但能够承受压缩力和支撑金属板。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及船舶、用于船舶中的层状结构、层状结构模块、用于获得层状结构模块的元件、制造层状结构的方法和用于提高现有加强板结构、波纹结构和通常用于船舶中的结构的强度和承载能力的方法。当代的大多数商船和军用船舶，除了快速行驶表面效应的船只以外，具有纯由钢板制成的船体。钢板具有两个主要功能，即用作对于海洋的水密封膜从而提供浮力，第二，提供装载环境荷载和货物荷载、其他功能荷载等所需的强度能力。结构钢可具有很高的强度；但，难以充分开发强度能力，这是由于薄钢板可遭受压缩翘曲。提高钢板的翘曲能力的传统方式是使得板与梁和框架相连并且在一个或者两个方向连接加强筋作为板域栅格加强。高应力角部和其他细节通常利用附加的加固或者支撑元件加强。对于在装载在船中的货物之间形成隔壁的舱壁，一种可替代的加强原理是，形成镀有沟道型波纹的壁，从而提高承载能力和对横向荷载的加强。但是，必须认识的是，即使对于横向荷载，波纹板也可表现出严重的翘曲形式。观察一种典型的钢船设计，人们容易受到船的复杂性和构成船的复杂性和许多不同的结构件的影响。事实上，对于大船，可能有多达100000块钢件焊接在一起形成船体结构。这种复杂性不仅是切割许多钢件和将它们装配在一起，而且更重要的是，这意味着必须进行特别大的昂贵的焊接工作。在板和加强件之间的焊缝也是疲劳和断裂的临界区域。这些焊缝，除了普通腐蚀以外，是决定船的使用寿命的主要因素。对于船体结构的另一个重要的设计考虑因素是它们承受极端和偶然荷载的能力。对于这方面，三个问题是特别重要的，即，从偶然荷载吸收能量的能力、通过结构冗余的荷载的重新分布的能力以及在受损状态下保持水和货物密封性的能力。近年来，为此已经引入了新的国家和国际规则。例如，双船体设计，在油箱和海之间的双隔层，对于新的油船是强制性的。当然，存在附加的与大多数这些新的船体要求相关的钢的使用和费用，但是，这是安全性和改善环境性能要求的代价。如上所述的那些新的手段也可具有解决将在第一位置处理的问题之外的暗示。在双船体中的表层之间的开口空间通常用于存储压舱水或者燃料。这些具有板域栅格强化的空间通常难以检查和清洁。这具有检测和修补损坏的暗示以及它可是污染压舱水的源。存在能够达到提高安全性和环境性能的可选择的多种方式，包括提高强度、耐腐蚀性能、减小可能引发断裂的应力集中、减小对暴露表面的腐蚀、更好地清洁舱室等。例如，已知的是，较轻和坚固的板结构或者结构件可通过复合或者“夹心”板构造来实现。复合板和壳体在航空领域大量使用，特别具有用于表层中的纤维加强塑料以及泡沫或“蜂巢”芯材料。复合船体和板格也已经用于船。例如，具有泡沫塑料芯或者弹性体的玻璃纤维强化塑料表层已经用于小型和中型高速轻型船舶的船体结构中。另外，已经开发了包括带有内置弹性体芯的钢表层的预制板格系统，其中板格可沿着由钢制成的特制边框被焊接在一起。复合板已经用作船内部中的隔壁、地板和车辆甲板。但是，目前的规则，诸如SOLAS，可能阻止诸如塑料的高燃烧性材料用于大型客轮中。另外，以这样的一种方式制造大船可能是相当昂贵的并且可表现出超出正常可接受的变形。另一个关于船体的塑料表层和泡沫设计的公知的问题是，在高强度表面加载的过程中，具有“分层”的趋势，即，表层和芯之间的分离。这可严重损害承载能力和船体的整体性。从上述内容中可以明显的看出，塑料表层-芯复合结构对于建造大型船体不是直接有吸引力的。但是，复合板设计在理论上和结构方面是很有效的。现有船体结构存在的另一个问题是，来自于世界散装货船队的大量操作经验表明，波纹舱壁可能是散装船的总安全性能的弱的环节。已经具有许多较旧的船的损失的案例，其中已经怀疑，在水进入货舱后，舱壁塌陷导致舱壁快速断裂和船沉没。因此，能够提供强化现有的散装船以及其他类型的商船的有效和成本高效的方式是很重要的。早期，已经提出了许多方案来建造其中船体的主要部分包括混凝土和金属板的海洋船舶。US1240129中给出了这样的一个示例。在该示例中，具有外部、中间和内部金属板，混凝土被充填在内部金属板和中间金属板之间。使用混凝土的唯一技术要求是，它最好具有这样一种稠度，即，使其可被浇注到两个金属板之间的空间中。还由其他的关于混凝土用于海洋船舶中的应用。另一个示例是如在美国专利US5741571中描述的船用的双表层复合板。该双表层板包括被多个横向构件连接在一起的两个钢制面对的板。诸如混凝土的充填材料接着被引入到在面对的板之间的空间中。利用横向构件使得面对的板被预制紧固在一起并且在没有充填混凝土的情况下输送到建造地点。利用特定的机械装置使得这些板被放置在一起。在面对的板组装后将混凝土浇注到面对的板之间的间隙中。关于混凝土性能不设定任何要求。特别注意的是，建议该双表层板用于半潜式船的圆形支腿、抽水罩形锚桩或者潜管隧道。使用该系统的意见是面对的板在被运输到建造地点时的轻重量和它们为构造提供的强度。应该注意的是，这种概念所用的典型混凝土可是标准的或者是普通的混凝土或者在特定的情况下使用轻重量混凝土，诸如在北海近海使用，该混凝土的重量为1900千克/立方米。混凝土也已经用于关于海上结构的其他目的。一种应用涉及船体强化。在公开文献SU1646944中给出了这样一个示例，其中在金属船体上使用水泥粘接剂层，一螺旋钢丝网层被埋在充填混凝土层中，充填混凝土层是由另一层强化网限定的，在强化网顶部具有水泥涂层。US6009821给出了强化船体的另一个示例，其中油船的船体设有双船体，通过在油舱或者货舱底部分配和紧实砂子而基本上不需要内部的钢结构支撑件，在砂子上施加一层加强混凝土，将钢板放置在固化的混凝土的表面上并且将板的邻接边焊接到船体上。该示例仅可有效地用于船体的底部，并且没有给出关于舱壁或者侧壁和甲板结构的解决方案。这些工序还包括几个步骤，因此在执行时工作量很大。或多或少相当于这些的一种方法被描述在FR2478015中。它描述的是，混凝土被施加在金属板与水接触的区域应该被修补或者改善。混凝土最好具有小于1的比重并且被施加在5和45厘米之间的层中。混凝土层可加强并且除了混凝土以外可施加另一个密封层。除了混凝土以外的材料也已经用于强化现有的船结构。例如，已经利用加强筋系统使得内甲板被强化，其中由钢制成的上盖板的空隙空间中充填弹性体。这些已知的解决方案是用于修补和改善现有的船的结构，现有的船已经具有钢结构，所述钢结构可能根据船所遭受的作用力来设定尺寸。在这些解决方案中使用的钢板和混凝土的要求将与本专利技术的要求大不相同，在本专利技术中，整个船体或者船的部件是逐步建造的并且利用小和大结构模块组装的，并且具有层状结构甚至蜂窝状结构。本专利技术的主要目的是实现一种建造具有层状结构的船舶的整体或者部分、适用于船舶或者其他构造的层状结构以及这种复合结构的制造方法，这可与常规船舶设计竞争。本专利技术的另一个主要目的是提供一种船舶，其中例如船体的不同部分具有强度和硬度性能，与常规单和双表层船体设计相比，在诸如爆炸、碰撞和搁浅的偶然加载的情况下能够提高整体性和总体性能，并且提供一种比普通船只在抗破坏方面安全性更强的船。另一个目的是提供一种例如用于船的层状结构，所述船与普通的单船体船甚至普通双船体船相比已经提高了环境性能。这涉及完整性和防止受损货物或者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：P·G·伯甘，
申请(专利权)人：挪威船级社，
类型：发明
国别省市：