船舶下水垫木及采用预离空垫木辅助下水的船舶下水方法

技术领域

 本发明涉及船舶领域，特别是涉及一种船舶纵向重力式滑行下水时所用的预离空垫木，及采用该种预离空垫木辅助船舶下水的船舶下水方法。

背景技术

纵向重力式滑行下水是船舶建造完成后的一种下水方法，即船舶在重力作用下沿艏艉方向从岸上滑入水中，该种下水方法一般会在船舶的底部设置多块垫木，以辅助船舶缓慢而稳定地逐渐下水，特别是在船艏位置，因随着船舶逐渐进入水中，船艉慢慢浮起，导致绝大部分的重量都由船艏承受，此时则可以通过船艏下方垫木的弹性来缓解压力。而在大型船舶中，当艏部压力过大时，通常还需要特制一个首支架安装在艏部的下方，通过增加首支点处船体、滑道的受压面积来降低应力水平。

如图1所示，在船舶下水过程中，首支点垫木101是最主要的艏部压力承担者，当船舶的下水重量过大，或者船舶重心相对靠前，就会在首支点垫木处产生非常大的压力，需要做大量的加强工作来保证下水安全，导致其工作量和难度都十分巨大，甚至会出现无法满足要求的情况。而采用首支架辅助下水，其必须完全贴合船型，制作工艺复杂且精度要求极高，导致施工周期长、成本高却通用性极低，同时因其体积和重量均较大，又导致其搬运或装拆都十分困难。

另一方面，尾机型设计的船舶因机舱和设备都布置在船的尾部，远离船舯而重心靠尾，在船艏部产生的压力不如传统船型，在整船重量不是太大时还可以使用纵向滑道下水，但客船、工程船等非常规船型由于布置形式不同，重心相对居中，甚至靠首，纵向滑道下水则较难满足要求。且随着船舶建造的大型化，下水重量越来越大，但船台等基础设施的能力在设计之初就已经确定下来，难以更改，导致其难以满足工程需要。

发明内容

本发明旨在提供一种船舶纵向重力式滑行下水时所用的预离空垫木，及采用该种预离空垫木辅助船舶下水的船舶下水方法，以降低尾浮阶段中的艏部压力，进而降低对船体结构的要求，和降低下水工装、下水滑道和基建的强度要求。

本发明所述的船舶下水垫木，包括下水滑道，多块沿船舶艏艉方向布置并可沿下水滑道滑动的垫木，船艏方向最外侧的一块或以上的垫木与船体底部之间存在间隙，且越外侧的垫木与船体之间的间隙越大，其余垫木抵紧于船体底部。

本发明所述的采用预离空垫木辅助下水的船舶下水方法，包括以下步骤：

A. 将船舶放置在下水滑道上的垫木上，此时船艏方向最外侧的数块垫木与船体底部之间存在间隙，且越外侧的垫木与船体之间的间隙越大；

B. 垫木及其上的船舶沿船艉方向倾斜地进入水中；

C. 船艉在水体浮力的作用下逐渐浮起并离开下方的垫木，同时，船艏沿船艏方向逐渐压在下方的垫木之上；

D. 船艉继续浮起直至船艉和船体中部均离开下方的垫木，船艏压在船艏方向的最后一块垫木上；

E. 船体完全浮起，并离开下方的所有垫木，至此下水过程完成。

本发明所述的船舶下水垫木及采用预离空垫木辅助下水的船舶下水方法，船舶大部分的垫木与现有的垫木一致，但船艏方向最外侧的的垫木则采用预离空的方法，即通过计算预留垫木与船体之间的空隙，因船舶入水时是船艉先入水然后逐渐浮起，直至船艏最后离开所有的垫木，所以该处的垫木的预留空隙大小不一，为了配合实际的入水过程具体设计为越外侧的垫木与船体之间的间隙越大。入水工作时，船舶连同底下的垫木一并滑入水中，且由船艉先行入水，然后船艉在水体浮力的作用下逐渐浮起，船艉和船身中部逐渐离开下方的垫木，船艏则在重力作用下依次压在其下方的垫木上，直至船舶整体浮起。该种下水方法因船艏方向最外侧的垫木预留空隙依次增大，可以保证在船艉浮起的过程中的任一时间内均有多块垫木支撑船艏，可以有效降低艏部的压力，进而降低加强工作的工作量和难度；船艏的压力降低，其下方的基建所受的压强也相应地降低，可以扩大基建工程的适用性，同时满足多种结构船舶的使用需要；极大地降低了首支架的使用需要，有效提高其适用范围，降低成本和工作难度，提高工作效率。

附图说明

图1是现有船舶下水垫木的结构示意图和船舶下水示意图。

图2、3是本发明所述的船舶下水垫木的结构示意图。

图4-9是船舶利用如图2所示下水垫木进行下水的过程示意图。

具体实施方式

一种船舶下水垫木，包括下水滑道1，多块沿船舶艏艉方向布置并可沿下水滑道滑动的垫木2，船艏方向最外侧的一块或以上的垫木与船体底部之间存在间隙3，且越外侧的垫木与船体之间的间隙越大，其余垫木抵紧于船体底部。

如图2、3所示，船舶10的下方设有多块垫木，其中网面剖视的垫木抵紧于船体底部以承托船体；倾斜线剖视的垫木是位于船艏方向最外侧的预离空垫木，这些垫木与船底之间预留有空隙，且不同垫木的空隙大小朝船艏方向依次增大。

垫木2表面设有弧形凹槽，弧形凹槽的形状与其上方的船体底部的形状一致。通过计算确定不同垫木与船体的接触点的位置，按照该点的船体结构形状设置弧形凹槽的形状，可以增大垫木与船底的接触面积，进一步降低船体和地面所受的压强。

所有垫木2通过设置于垫木底部的滑板连接为一体，滑板放置于下水滑道1的表面并可沿其滑动。将所有垫木连接为一体，可保证所有垫木互相之间设定的位置和距离不变，有效保证船舶顺利下水；同时，离开船舶底部的垫木不会对船舶或者其它垫木造成影响；还有，整体的垫木有利于后期回收，降低回收难度。

一种采用预离空垫木辅助下水的船舶下水方法，包括以下步骤：

A. 将船舶放置在下水滑道上的垫木上，此时船艏方向最外侧的数块垫木与船体底部之间存在间隙，且越外侧的垫木与船体之间的间隙越大；

B. 垫木及其上的船舶沿船艉方向倾斜地进入水中；

C. 船艉在水体浮力的作用下逐渐浮起并离开下方的垫木，同时，船艏沿船艏方向逐渐压在下方的垫木之上；

D. 船艉继续浮起直至船艉和船体中部均离开下方的垫木，船艏压在船艏方向的最后一块垫木上；

E. 船体完全浮起，并离开下方的所有垫木，至此下水过程完成。

如图4所示，是船舶下水的第一阶段，虚线M是水线高度，船舶处于未入水到入水初期，艉部所受浮力小于艉部重力，正常的垫木受压而预离空垫木不承受压力。

如图5所示，是船舶下水的第二阶段，船舶继续下滑，艉部所受浮力开始大于艉部重力，艉部开始上浮，艉部下方的垫木不再受压，艏部压向其下方的垫木。

如图6所示，是船舶下水的第三阶段，船舶继续下滑，艉部大部分垫木不再受压，而艏部开始逐渐压在其下方的垫木之上。

如图7所示，是船舶下水的第四阶段，船舶继续下滑，船底基线与滑道面间夹角继续变大，后边的支撑点不断脱离船底，不再提供支撑，前端预设离空垫木的支撑点依次接触船底并提供支撑。

如图8所示，是船舶下水的第五阶段，船舶继续下滑，船艏吃水接近空船吃水，浮力接近重力大小，艏部有效支撑点的压力下降。

如图9所示，是船舶下水的第六阶段，船舶继续下滑，船艏达到空船吃水深度，浮力等于重力，所有支撑点不再受压，整船浮起。

由于尾浮过程中船底基线与滑道面间夹角变大，现有的下水方法只能在船艏提供1-2个有效的支撑点，且两个支撑点的受力并不均匀，最前端的支撑点将承受绝大部分的压力，这对于下水重量较大或是重心比较靠前的船舶来说非常危险。通过预离空垫木的设置，可以使船体得到多个额外的受力支撑点，使各支撑点受力更加均匀，大幅度降低单个支撑点的载荷；而预留间隙依次增大的设置，则使得有效支撑点数量保持在一定范围内，直到整船浮起或者总压力降到安全范围为止，确保在整个下水过程中不会出现单个支撑点压力过大的情况。