1.本发明涉及船舶建造技术领域，尤其涉及一种集装箱船的轻量化绑扎桥结构。


背景技术：

2.集装箱船舶大型化是必然的趋势，大型化所带来的单箱运营成本的下降，吸引着班轮公司不断订购超大型集装箱船以追求更高的经济效益。目前最大的集装箱船已经达到了24000teu级别，总船长接近400米。
3.集装箱船通常在随着集装箱船的大型化，甲板的堆重要求越来越高，绑扎桥的高度也越来越高，绑扎桥由原来的两层、三层箱高逐步发展到四层箱高，四层箱高的绑扎桥可以满足12层集装箱堆放，能有效提高集装箱最大堆重。但绑扎桥重量作为空船重量的重要组成部分，随着层数的增加导致绑扎桥的结构重量相应上升，从而影响空船重量。在保证安全且满足规范使用要求的前提下，应考虑如何对绑扎桥结构进行优化设计，形成绑扎桥结构的轻量化设计方案是亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种集装箱船的轻量化绑扎桥结构，该绑扎桥结构的重量轻、结构强度和刚度性能好，有效地解决了上述背景技术中存在的问题。
5.一种集装箱船的轻量化绑扎桥结构，包括水平平台、立柱、绑扎件、平台间横向围板、组合支撑件和栏杆。
6.所述水平平台沿着集装箱船的船宽方向设置在舱口围上方空间；
7.所述立柱设置有多个，多个立柱分别竖直设置在水平平台的艏、艉端面上，水平平台的艏、艉端面上的立柱前后一一对应，每个立柱上方均设置有绑扎件；
8.所述平台间横向围板设置有多个，多个平台间横向围板等距设置在水平平台的艉端面上并与其对应位置处的立柱相固定；
9.所述组合支撑件设置有多个，多个组合支撑件均设置于水平平台的艉端面上并与舱口围和立柱相固定；
10.所述栏杆设置在水平平台的艏、艉端面上并与各立柱的上端焊接固定。
11.优选地，所述水平平台包括从下往上依次设置的底层平台、第一中间平台、第二中间平台、中间顶层平台和顶层连续平台，上、下两层平台之间相距一个集装箱箱位层高，所述底层平台、第一中间平台、第二中间平台、中间顶层平台和顶层连续平台均为横亘整个船宽方向的连续平台，顶层连续平台上方的两舷侧分别设置有一个顶层舷侧平台。
12.优选地，立柱包括舱盖导向立柱和绑扎立柱，所述舱盖导向立柱的底部固定在舱口围的舱口围顶板上、顶部向上延伸至顶层连续平台，所述绑扎立柱的底部固定在底层平台上、顶部向上延伸至顶层连续平台，组合支撑件为以舱口导向立柱为对称轴的对称结构。
13.优选地，所述组合支撑件包括顶部连接肘板、底部连接肘板、连接顶部连接肘板和底部连接肘板的组合斜撑，所述顶部连接肘板固定在中间顶层平台的底部并与舱盖导向立
柱相固定，所述底部连接肘板固定在舱口围顶板的表面并与组合斜撑的端部相固定。
14.优选地，所述顶部连接肘板的与中间顶层平台相连的部位设置有第一过渡圆弧、与舱盖导向立柱相连的部位设置有第二过渡圆弧。
15.优选地，所述底部连接肘板的靠近船体舷侧的两侧边上设置有第三过渡圆弧。
16.优选地，位于水平平台的艏端面和艉端面上的两个相对齐的舱盖导向立柱之间还设置有纵向肘板，位于水平平台的艏端面和艉端面上的两个相对齐的绑扎立柱之间也设置有纵向肘板。
17.优选地，所述舱盖导向立柱的厚度至少为绑扎立柱厚度的两倍。
18.优选地，所述组合支撑件的沿船宽方向的宽度为二至三个集装箱箱位宽度。
19.优选地，所述舱口围包括集装箱船船体上原有的垂直桁结构、以及设置在垂直桁结构顶部的舱口围顶板。
20.本发明的有益效果是：
21.1、本发明的绑扎桥结构重量轻、结构强度和刚度性能好，在满足绑扎桥结构性能的前提下，采用组合斜撑替代了传统的大面积剪力墙结构，大大降低了绑扎桥结构的重量，相较于剪力墙式绑扎桥而言，绑扎桥结构重量降低了约8％，降低了建造成本。
22.2、通过将水平平台的各层平台设计成格栅形式，将绑扎立柱的柱体结构型式设计为从底部的圆管逐渐过渡至方管的形式，不仅满足了绑扎桥的结构强度，也进一步降低了绑扎桥的结构重量。
23.3、本技术的组合支撑件由顶部连接肘板、底部连接肘板和组合斜撑组成，通过在顶部连接肘板、底部连接肘板设置以及相应位置的过渡圆弧，能有效分散组合斜撑传递的载荷，避免应力集中，提升了绑扎桥结构强度，降低了结构重量；同时通过将组合斜撑布置于舱口围垂直桁处，提升了绑扎桥底部支撑的结构刚度，有效降低了舱口围处绑扎桥的结构加强重量。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
25.图1为本发明的绑扎桥艉端面结构示意图；
26.图2为本发明的绑扎桥艏端面结构示意图；
27.图3为本发明的纵向肘板结构示意图；
28.图4为本发明的组合支撑件的横向结构示意图；
29.图5为图4中a-a向剖视图。
30.图6为本发明的绑扎件结构示意图。
31.图中标号的含义为：
32.1水平平台；11底层平台；12第一中间平台；13第二中间平台；14中间顶层平台；15顶层连续平台；16顶层舷侧平台；
33.2平台间横向围板；
34.3立柱；31舱盖导向立柱；32绑扎立柱；33纵向肘板；
35.4组合支撑件；41顶部连接肘板；42底部连接肘板；43组合斜撑；431板材；432槽钢；
36.5绑扎件；
37.6舱口围；61舱口围顶板；62舱口围垂直桁；
38.7栏杆。
具体实施方式
39.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
40.在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
41.应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语,不能理解为指示或暗示相对重要性。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
42.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
43.在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
44.在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
45.为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述。
46.本发明给出一种集装箱船的轻量化绑扎桥结构，包括水平平台1、立柱3、绑扎件5、平台间横向围板2、组合支撑件4和栏杆7。
47.所述水平平台1沿着集装箱船的船宽方向设置在舱口围6上方空间。
48.所述立柱3设置有多个，多个立柱3分别竖直设置在水平平台1的艏、艉端面上，水平平台1的艏、艉端面上的立柱前后一一对应，每个立柱3上方均设置有绑扎件5。
49.所述平台间横向围板2设置有多个，多个平台间横向围板2等距设置在水平平台1的艉端面上并与其对应位置处的立柱3相固定。
50.所述组合支撑件4设置有多个，多个组合支撑件4均设置于水平平台1的艉端面上并与舱口围6和立柱3相固定。
51.所述栏杆7设置在水平平台1的艏、艉端面上并与各立柱3的上端焊接固定。
52.具体地，所述水平平台1包括从下往上依次设置的底层平台11、第一中间平台12、第二中间平台13、中间顶层平台14和顶层连续平台15，顶层连续平台15上方的两舷侧分别设置有一个顶层舷侧平台16。
53.所述底层平台11为绑扎桥最下面一层布满整个船宽方向的连续平台。底层平台11设置在舱口围6上，本发明实施中，舱口围6优化了舱口围处绑扎桥底部的加强结构，舱口围6由集装箱船船体上原有的垂直桁结构62和设置在垂直桁结构顶部的舱口围顶板组成61组成，垂直桁结构62作为绑扎桥结构的加强结构。优选的，对于绑扎桥结构未恰好落在垂直桁62上时，采用倾斜肘板的方式进行加强。
54.所述第一中间平台12平行设置于底层平台11的上方，为布满整个船宽方向的连续平台，中间平台12与底层平台11之间相距一个集装箱箱位层高。
55.所述第二中间平台13平行设置于第一中间平台12的上方，为布满整个船宽方向的连续平台，第二中间平台13与第一中间平台12之间相距一个集装箱箱位层高。
56.所述中间顶层平台14平行设置于第二中间平台13的上方，为布满整个船宽方向的连续平台，中间顶层平台14与第二中间平台13之间相距一个集装箱箱位层高。
57.所述顶层连续平台15平行设置于中间顶层平台14的上方，为绑扎桥最上面一层布满整个船宽方向的连续平台，顶层连续平台15与中间顶层平台14之间相距一个集装箱箱位层高。
58.所述顶层舷侧平台16为集装箱船上的设置于左舷和右舷的占据一个集装箱箱位宽度的平台。左、右两个顶层舷侧平台16相平行，均设置于顶层连续平台15的上方，顶层舷侧平台16与顶层连续平台15之间相距一个集装箱箱位层高。
59.本发明的较佳的实施例中，一个集装箱箱位高度取值范围为[2.6米，3.3米]。
[0060]
本发明的较佳的实施例中，一个集装箱箱位宽度取值范围为[2.475米，2.595米]。
[0061]
本发明的较佳的实施例中，水平平台1的各层平台均采用格栅结构形式。
[0062]
所述立柱3设置有多个，立柱3沿船宽方向从左舷至右舷进行布置，水平平台1的船舷方向每个布置点的艏、艉端面上均布置有一个立柱3。各个立柱3的结构相同，均包括舱盖导向立柱31和绑扎立柱32。每个立柱3中的舱盖导向立柱31均布置于舱盖定位点，用于舱盖起吊时导向使用。
[0063]
所述舱盖导向立柱31的底部固定在舱口围的舱口围顶板61上，从舱口围顶板61延伸至顶层连续平台15，与顶层连续平台15相固定。舱盖导向立柱31竖直设置于绑扎桥的艏、艉端面上，同一位置处的前、后两个舱盖导向立柱31相对应。优选地，同一位置处的前、后两个舱盖导向立柱31之间还设置有纵向肘板33。
[0064]
所述绑扎立柱32沿船宽方向均匀设置，每间隔一个集装箱箱位布置一个绑扎立柱32。绑扎立柱32从底层平台11延伸至顶层连续平台15，即绑扎立柱32的底部固定在底层平台11上、顶部向上延伸至顶层连续平台15。绑扎立柱32竖直设置于绑扎桥的艏、艉端面上，同一位置处的前、后两个绑扎立柱32相对应。优选地，同一位置处的前、后两个绑扎立柱32之间还设置有纵向肘板33。
[0065]
进一步地，在本发明的较佳的实施例中，舱盖导向立柱31在船宽方向设置有四根，位于集装箱船上4块舱盖宽度方向的中点。实施例中，集装箱船上4块舱盖按照6-5-5-6的方式布置，即4块舱盖沿着船宽从左往右依次布置，位于最左边和最右边的舱盖上方可以布置6列集装箱，位于中间的两个舱盖上方可以布置5列集装箱。
[0066]
进一步地，在本发明的较佳的实施例中，绑扎立柱32的结构在设置有绑扎件的位置处进行一定形式的结构调整，其柱体从底部的圆管逐渐过渡至方管形式，便于绑扎件的安装。
[0067]
进一步地，本发明的较佳的实施例中，为了有效保证立柱的支撑强度，舱盖导向立柱31的厚度至少为绑扎立柱32厚度的两倍，绑扎立柱32的厚度通过力学计算确定，通常可设计为6mm左右。
[0068]
每个立柱上方均设置有绑扎件5，即绑扎件5也设置于绑扎桥的艏、艉端面上(前、后端面)。绑扎件5设置于舱盖导向立柱31和绑扎立柱32上，采用绑扎眼板结构，高度位于中间顶层平台14和顶层连续平台15的上方。
[0069]
所述平台间横向围板2设置有多个，多个平台间横向围板2沿船宽方向等距布置在绑扎桥的艉端面上。平台间横向围板2设置于中间顶层平台14和顶层连续平台15之间。平台间横向围板2以舱盖导向立柱31为中心向左、右舷侧分别扩展直至与相邻的绑扎立柱32焊接固定，即平台间横向围板2为以舱盖导向立柱31为对称轴的对称结构。
[0070]
本发明的较佳的实施例中，平台间横向围板2上设有观察孔和加强筋。
[0071]
本发明的较佳的实施例中，平台间横向围板2上观察孔的圆弧半径大于0.9米。
[0072]
所述组合支撑件4设置有多个，多个组合支撑件4沿船宽方向等距布置在绑扎桥的艉端面上，组合支撑件4以a字形的结构型式斜置于中间顶层平台14和舱口围顶板61之间。组合支撑件4对称于舱盖导向立柱31两侧布置，单个组合支撑件4沿船宽方向占据二至三个箱位宽度。
[0073]
各个组合支撑件4的结构相同，均包括顶部连接肘板41、底部连接肘板42和连接顶部连接肘板41和底部连接肘板42之间的组合斜撑43。
[0074]
所述顶部连接肘板41与中间顶层平台14、舱盖导向立柱31焊接固定，顶部连接肘板41的与中间顶层平台14相连的部位设置有第一过渡圆弧、与舱盖导向立柱31相连的部位设置有第二过渡圆弧。
[0075]
本发明的较佳的实施例中，顶部连接肘板41上的第一过渡圆弧的圆弧半径大于0.8米。
[0076]
本发明的较佳的实施例中，顶部连接肘板41上的第二过渡圆弧的圆弧半径大于1米。
[0077]
所述底部连接肘板42将组合斜撑43与舱口围顶板61焊接相连。底部连接肘板42的靠近船体舷侧的两侧边上设置有第三过渡圆弧。
[0078]
本发明的较佳的实施例中，底部连接肘板42上的第三过渡圆弧的圆弧半径大于0.8米。
[0079]
所述组合斜撑43由板材431和槽钢432焊接组成，组合斜撑43的截面呈等腰梯形，组合斜撑43用于连接顶部肘板41和底部肘板42。
[0080]
本发明的较佳的实施例中，组合斜撑43的宽度范围为[0.6米，0.8米]。
[0081]
所述栏杆7设置于水平平台1的艏、艉端面(前、后端面)上，与立柱3焊接相连。
[0082]
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。