專利名稱：夾層板坡道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及坡道，特別是用于車輛渡船中的可動(dòng)坡道，其例如使得車輛可以被裝載和卸載并且在甲板之間通過。
RoRo和RoPax渡船在全世界得到了廣泛的應(yīng)用，用于將機(jī)動(dòng)車輛例如轎車、大蓬車和卡車等運(yùn)輸通過水體。這樣的渡船具有機(jī)動(dòng)車輛承載在其上的一個(gè)或多個(gè)車輛甲板并且設(shè)置有可動(dòng)坡道，該可動(dòng)坡道使吊橋型體下降到碼頭上以使機(jī)動(dòng)車輛可以行駛上甲板和行駛離開甲板。通常，可動(dòng)坡道將設(shè)置在船舶的船頭和船尾，使得車輛可以向前行駛上甲板和行駛離開甲板，因此避免了車輛轉(zhuǎn)向或者倒車時(shí)的延遲。在多個(gè)甲板的船舶上，可以設(shè)置可動(dòng)坡道以使車輛在甲板之間通過，并且在某些情況下，這樣的可動(dòng)坡道可以布置成升起的并保持在升起的位置，同時(shí)車輛在坡道上。
這種類型的可動(dòng)坡道必須具有足夠的強(qiáng)度以便承載預(yù)期的車輛載荷，包括來自叉車、轎車、卡車、拖拉機(jī)、拖車等的集中的輪載荷，在多個(gè)重型拖車的情況下該載荷可能達(dá)到150噸，并且該可動(dòng)坡道必須是經(jīng)久耐用的。具體地說，機(jī)動(dòng)車輛在其上行駛的上表面優(yōu)選是防滑的，該上表面經(jīng)受了大的磨損，并且必須能在合理長的時(shí)期內(nèi)承受這種磨損而不損失坡道的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。同時(shí)，坡道的重量和它所占據(jù)的空間必須被減到最小，以便使船舶的有用載貨空間和噸位最大化。
到目前為止，這樣的坡道已經(jīng)由加固的鋼結(jié)構(gòu)制成，但是這些結(jié)構(gòu)是相當(dāng)復(fù)雜和重的結(jié)構(gòu)，其需要很多焊點(diǎn)，很難保護(hù)這些焊點(diǎn)以免腐蝕性的海洋空氣的影響，并且在抗磨板中和在加固件上，在坡道末端或者坡道末端的附近經(jīng)常會發(fā)生疲勞斷裂。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的坡道結(jié)構(gòu)，例如該坡道結(jié)構(gòu)較輕、構(gòu)造較為簡單和/或更易于進(jìn)行保護(hù)以防腐蝕，并且消除了傾向于產(chǎn)生疲勞的元件。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種可動(dòng)坡道，其包括可以在一端安裝到可轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈上的承載甲板，其中所述承載甲板包括一夾層結(jié)構(gòu)，該夾層結(jié)構(gòu)具有上部和下部金屬板以及塑料材料的中間層，該中間層結(jié)合在所述金屬板上以便在其間傳遞剪切力。
與可比厚度的鋼板相比較，用于形成承載甲板的夾層結(jié)構(gòu)板具有增大的剛度，并且避免或減少了對提供加固元件的要求。結(jié)果這就產(chǎn)生了具有較少焊點(diǎn)的相當(dāng)簡單的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致了簡化的制造過程，并且減少了易于發(fā)生腐蝕和疲勞的元件和區(qū)域。適用于本發(fā)明中的夾層板結(jié)構(gòu)的另外的元件可以在美國專利5,778,813和英國專利申請GB-A-2337 022中找到。中間層也可以是國際專利申請No.WO 01/32414中所述的復(fù)合芯部。這些文獻(xiàn)結(jié)合在此作為參考。
本發(fā)明的可動(dòng)坡道優(yōu)選地使車輛在其上行駛的上部板厚于下部板。上部板的上表面可以被提供有表面加工、成型表面或涂層，以便改善在該上表面上通過的車輛的牽引。
上部板優(yōu)選的厚度為4-20mm，下部板的厚度為3-20mm，以及中間層的厚度為20-200mm。
另外優(yōu)選的是，承載甲板的遠(yuǎn)端部(最遠(yuǎn)離鉸鏈)在厚度上是漸縮的。優(yōu)選的是，這個(gè)漸縮部分容納在中間層中，外部金屬層具有恒定的厚度。下部金屬層實(shí)際上可以在這個(gè)區(qū)域中具有增大的厚度，以便耐受碼頭區(qū)的磨損。
根據(jù)本發(fā)明的坡道也可以用于非海運(yùn)的應(yīng)用場合中，例如建筑和土木工程。
參考以下對示例性實(shí)施例的說明和附圖，將對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明，其中

圖1表示車輛渡船中的根據(jù)本發(fā)明的可動(dòng)坡道；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的可動(dòng)坡道的下側(cè)的平面圖；圖3是圖2的可動(dòng)坡道的側(cè)視圖；圖4是沿著線A-A的圖2的可動(dòng)坡道的垂直剖視圖；圖5是沿著線B-B的圖2的可動(dòng)坡道的垂直剖視圖；圖6是沿著線C-C的圖2的可動(dòng)坡道的垂直剖視圖；圖7是圖2的可動(dòng)坡道的鉸鏈端部的放大側(cè)視圖；圖8是沿著圖7中的線D-D的圖2的可動(dòng)坡道的鉸鏈端部的水平剖視圖；圖9是沿著圖8中的線E-E的圖2的可動(dòng)坡道的鉸鏈端部的垂直剖視圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的可動(dòng)坡道的下側(cè)的平面圖11是沿著圖10的可動(dòng)坡道的線F-F的剖視圖；以及圖12是沿著圖10的可動(dòng)坡道的線G-G的剖視圖。
在各圖中，相同的部件由相同的參考標(biāo)記來表示。
圖1表示了車輛渡船1，其可以是RoRo或者RoPax渡船，該渡船在其船首具有可動(dòng)坡道2以使機(jī)動(dòng)車輛3可以從車輛甲板4上直接行駛到碼頭區(qū)5。坡道2在其船內(nèi)(近)端部鉸接并且可以設(shè)置有纜繩和絞盤或者液壓缸(未示出)以使其上升和下降。該坡道可以由幾個(gè)獨(dú)立地鉸接的鄰近部段形成，以便在碼頭區(qū)并不齊平的情況下將側(cè)向應(yīng)力減到最小并且適應(yīng)于船舶在錨固點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。一些這樣的結(jié)構(gòu)有時(shí)被稱為船首指狀結(jié)構(gòu)。類似的坡道可以設(shè)置在船舶的船尾處以便進(jìn)行機(jī)動(dòng)車輛直通的裝載和卸載。當(dāng)船舶在航行中時(shí)，車輛入口和出口一般將通過船首和船尾的門(未示出)封閉，但是在被掩護(hù)的水域中的小型敞開式甲板渡船的情況下，這可不是必需的。本發(fā)明的坡道在升起時(shí)可以形成防水門。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的可動(dòng)坡道2的下側(cè)的平面圖，在平面中其是大致方形或矩形的，例如大約3-4m長，0.5-1m寬。在船內(nèi)(近)端部設(shè)置有側(cè)部凸緣6以便安裝到船舶上的鉸鏈上，并且在船外(遠(yuǎn))端部，坡道具有斜削部分7以便減少坡道端部在碼頭區(qū)的跳離。這些細(xì)節(jié)也可以在圖3和4中看到，圖3和4分別是側(cè)視圖和圖2中的線A-A上的垂直剖視圖。
坡道2的上部板8可以由例如8mm的鋼板形成，該鋼板設(shè)置有適當(dāng)?shù)姆栏繉?。車輛將在其上行駛的上表面基本上是平的并且可以被提供有表面處理以便改善對車輛輪胎的牽引。例如，上表面可以設(shè)置有由均勻分布的凸起柱狀物形成的自排式防滑凸起圖案，例如由Corus Group plc制造的那種，其商標(biāo)為“Durbar”。
下部板9形成為兩部分，由例如4mm的鋼板制成在坡道2的大部分長度上延伸的主要部分9a，而由例如8mm的較厚的鋼板形成最遠(yuǎn)離鉸鏈的遠(yuǎn)端部分9b。當(dāng)坡道下降時(shí)，坡道的這一部分將與碼頭區(qū)接觸，并且較厚的板用于適應(yīng)所產(chǎn)生的磨損。遠(yuǎn)端部分的長度可以大約為0.3-1m，坡道還在該遠(yuǎn)端部分中被斜削。
例如10mm鋼板的側(cè)壁12將上部板和下部板8、9相連接，并且可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)縱向分隔器，例如也是10mm的板。上部板和下部板8、9以及側(cè)壁10因此形成了盒狀的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中可以填有中間層12，該中間層是結(jié)合到上部板和下部板8、9上的塑料或彈性體材料以便在它們之間傳遞剪切力。在坡道的主要部分中，上部板和下部板間隔開60mm，在端部部分中逐漸縮減為大約25-30mm。圖5和6更清楚地表示了盒狀結(jié)構(gòu)和斜削部分，圖5和6分別是沿著圖2中的線B-B和C-C的垂直剖視圖。如圖5和6中所示，側(cè)壁10可以從上部板和下部板8、9的邊緣輕微地插入，因此這形成了小的唇部。
在坡道的鉸鏈端部，盒狀結(jié)構(gòu)由例如12mm鋼板的端板13封閉，該端板延伸到下部板9的下方并且跨在側(cè)部凸緣6之間以便增強(qiáng)它們。在遠(yuǎn)端部，盒狀結(jié)構(gòu)由固體金屬例如鋼的末端桿14封閉，該末端桿具有例如40mm的直徑。這是因?yàn)?，車輛行駛在坡道上以便登上船舶1，所以坡道的端部將會受到非常大的磨損。
凸臺15可以設(shè)置成在適當(dāng)?shù)奈恢脧钠碌赖膫?cè)面突出來，以便與鄰近的坡道接合，使得一組坡道可以作為一個(gè)整體上升和下降。
坡道的鉸鏈結(jié)構(gòu)和船內(nèi)端部的細(xì)節(jié)表示在圖7、8和9中。如這些圖中可以看出，側(cè)部凸緣6延伸到下部板9的下方并且具有主要部分6a，該主要部分6a為相對較厚的板，例如25mm，其中設(shè)置有通孔16以便安裝在鉸鏈銷(未示出)上。例如銅的襯套設(shè)置在通孔16中。主要部分6a接近于端板13延伸，該端板可以在其下邊緣上設(shè)置有水平凸緣以便進(jìn)行附加的增強(qiáng)。遠(yuǎn)離端板13延伸的是附加的板6b，該附加的板6b例如比側(cè)部凸緣6的主板6a薄10mm并且深度減小，從端板13起終止于大約0.3-1m處。形狀類似于板6b的另外的增強(qiáng)板17可以設(shè)置成在端板的中間部分遠(yuǎn)離該端板13延伸。
制造本發(fā)明的坡道的目前優(yōu)選的方法是將側(cè)壁10和分隔器11焊接到上部板8的內(nèi)側(cè)上。然后焊接下部板9的兩個(gè)部分9a、9b以形成盒狀結(jié)構(gòu)，然后通過將端壁13和末端桿16焊接就位來封閉該盒狀結(jié)構(gòu)。然后通過注入口18(圖2和3中所示)注入未固化的塑料，以及通風(fēng)孔19(圖2和3中所示)使得空氣可以逸出，由此形成了中間層12。然后可以根據(jù)需要使得塑料固化或者熱固化。在固化之后，注入口可以與通風(fēng)孔一起被磨掉并且進(jìn)行密封。隨便，在彈性體的注入和固化之前或之后，可以焊接上側(cè)部凸緣6和其他的配裝件。優(yōu)選的是，在注入彈性體之前完成所有的焊接以便將其熱損傷減到最小。
本發(fā)明的第二實(shí)施例表示在圖10、11和12中。在這個(gè)實(shí)施例中，可動(dòng)坡道是例如大約16m×16m的單個(gè)結(jié)構(gòu)，而不是如第一實(shí)施例中那樣被分段成較小的坡道。
根據(jù)第二實(shí)施例的坡道20包括由橫向梁22和縱向支架23加固的主坡道板21。主坡道板21是包括上部板24、中間板或芯部25和下部板26的夾層結(jié)構(gòu)。設(shè)置有鉸鏈元件27以便將坡道與船舶相連接。芯部25包括泡沫成形體和彈性肋，，該泡沫成形體占據(jù)上部板和下部板24、26之間的空腔的例如50％體積，該彈性肋占據(jù)剩余的體積。作為實(shí)例，上部板的厚度可以為6mm，芯部為75mm，以及下部板為7mm。在結(jié)構(gòu)方面，泡沫提供了可以忽略的強(qiáng)度，但是彈性肋附著在上部板和下部板24、26上以便在其間傳遞剪切力。
坡道20還可以形成船舶的主門并且可以在其遠(yuǎn)端(圖10中的左側(cè)端部)設(shè)置有獨(dú)立的較小的坡道。這些獨(dú)立的較小的坡道可以是與第一實(shí)施例的坡道相類似的結(jié)構(gòu)。可以設(shè)置有基部和其他的元件來承受集中載荷，例如與閂鎖件、鎖、纜繩的附接件或其他的致動(dòng)器等相關(guān)聯(lián)的那些載荷。
為了構(gòu)制坡道20，下部板26倒置地定位，并且橫向梁22和縱向支架焊接到下部板26的下表面上。然后將局部結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)，并且隔離桿和側(cè)壁焊接到下部板26的上表面上。接下來，放置泡沫成形體(塊)以便蓋住板的50％的面積。然后，將上部板24焊接到隔離桿和側(cè)壁上以形成氣密的空腔。然后可以將防滑桿和其他的元件焊接就位。最后，氣密的空腔被注入彈性體，該彈性體固化以完全制成芯部25。
常規(guī)設(shè)計(jì)的等效的全鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用了通過縱向球形板加固的13mm鋼的上部板。它還需要附加的橫向梁。與此相比較，根據(jù)本發(fā)明的坡道具有適中的重量，同時(shí)不需要球形板，并且一些梁大大減少了所需的焊接量，以及總體上簡化了結(jié)構(gòu)。還大大減少了必須涂漆的鋼的面積，并且消除了濕氣可能聚集在其上很多點(diǎn)。
本發(fā)明的坡道的上部和下部金屬板以及其他的金屬部分優(yōu)選是結(jié)構(gòu)鋼，如上所述，但是在要求輕重量、耐腐蝕性或其他特殊性質(zhì)的應(yīng)用場合中，它們也可以是鋁、不銹鋼或其他結(jié)構(gòu)合金。金屬應(yīng)該優(yōu)選的最小屈服強(qiáng)度為240MPa，并且伸長率為至少10％。
在部件將被應(yīng)用的環(huán)境中，在最大的預(yù)期溫度下，中間層應(yīng)有的彈性模量E為至少250MPa，優(yōu)選為275MPa。在造船的應(yīng)用場合中該溫度可以是100℃。
在最低操作溫度下的彈性體的延展性必須大于金屬層的延展性，該金屬層的延展性約為20％。在最低操作溫度下的彈性體的延展性的優(yōu)選值是50％。彈性體的導(dǎo)熱系數(shù)也必須足夠接近鋼的導(dǎo)熱系數(shù)，使得通過預(yù)期的操作范圍和在焊接期間的溫度變化不會導(dǎo)致分層。兩種材料的導(dǎo)熱系數(shù)可以不同的程度將部分地取決于彈性體的彈性，但是我們相信，彈性體的熱膨脹系數(shù)可以是金屬層的熱膨脹系數(shù)的大約10倍。通過向彈性體中添加填料，可以控制熱膨脹系數(shù)。
在整個(gè)操作范圍中，彈性體和金屬層之間的結(jié)合強(qiáng)度必須至少為0.5MPa，優(yōu)選為6MPa。這優(yōu)選地通過彈性體與金屬的固有粘合性來實(shí)現(xiàn)，但是也可以提供附加的結(jié)合劑。
如果坡道用于造船應(yīng)用中，那么另外的要求包括彈性體必須對海水和淡水都是水解穩(wěn)定的。
因此，彈性體基本上可以包括多羥基化合物(例如聚酯或聚醚)以及異氰酸酯或者二異氰酸酯、增鏈劑和填料。根據(jù)需要，提供填料以便減小中間層的導(dǎo)熱系數(shù)，降低其成本并且以其他方式控制彈性體的物理性質(zhì)。例如為了改變機(jī)械性能或其他的特性(例如粘合性和耐水性或耐油性)，還可以包括另外的添加劑和阻燃劑。
雖然以上描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是應(yīng)該理解，這是示例性的，意圖并不是限制本發(fā)明的范圍，該范圍由所附的權(quán)利要求書限定。具體地說，所給出的尺寸用于指導(dǎo)的目的，并不是規(guī)定的。
權(quán)利要求
1.一種可動(dòng)坡道，其包括可以在一端安裝到可轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈上的承載甲板，其中所述承載甲板包括一夾層結(jié)構(gòu)，該夾層結(jié)構(gòu)具有上部和下部金屬板以及塑料材料的中間層，該中間層結(jié)合在所述金屬板上以便在其間傳遞剪切力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可動(dòng)坡道，其特征在于，所述上部板厚于所述下部板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可動(dòng)坡道，其特征在于，所述上部板的上表面被提供有表面加工、成型表面或涂層，以便改善在該上表面上通過的車輛的牽引。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的可動(dòng)坡道，其特征在于，所述上部板的厚度為4-20mm，所述下部板的厚度為3-20mm，以及所述中間層的厚度為20-200mm。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的可動(dòng)坡道，其特征在于，承載甲板的遠(yuǎn)端部在厚度上是漸縮的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可動(dòng)坡道，其特征在于，所述漸縮部分容納在中間層中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可動(dòng)坡道，其特征在于，所述下部板在所述遠(yuǎn)端部中具有增大的厚度。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的可動(dòng)坡道，其特征在于，所述中間層包括緊湊的彈性體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的可動(dòng)坡道，其特征在于，所述中間層包括一成形體和所述塑料材料，該塑料材料位于所述上部和下部金屬板之間沒有被所述成形體占據(jù)的空間中。
10.一種基本上參照附圖如前所述地構(gòu)制的可動(dòng)坡道。
11.一種船舶，其具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的至少一個(gè)可動(dòng)坡道。
全文摘要
一種可動(dòng)坡道具有由夾層結(jié)構(gòu)形成的承載甲板，該夾層結(jié)構(gòu)包括上部和下部金屬板以及塑料的中間層，該中間層結(jié)合在金屬板上以便在其間傳遞剪切力。
文檔編號B63B27/14GK1639000SQ01818282
公開日2005年7月13日 申請日期2001年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月4日
發(fā)明者S·J·肯尼迪 申請人:智能工程(巴哈馬)有限公司