数值计算，有限元分析及实验测试手段完成对结构优化，并且按船体修造需 要实现合理优化布局。 船舶修造业专用脚手架快速安装技术实现在轻型化与单元模块研究 基础上，设计单元模块连接专用接口，可实现人工快速拼装模块，提高模块联接 强度，增加模块联接稳定性。 四项目预期目标 预期达到的目标 课题可为现在国内的造船行业提供种船舶专用的脚手架，使得现在的国内 造船行业可以不用在造船时使用不合适的建筑用的脚手架，提供具有轻型快装 安全的新代船舶专用脚手架。 课题完成后预期达到如下项目标 结合造船环境的综合考虑以及结构的优化设计，使得船舶专用的脚手 架能比原来采用的用于建筑的脚手架在重量上轻以上,同时又要保证脚手架 的强度不受到影响。 传统的建筑用的脚手架的组装大多都是用套筒和螺栓连接的，而且 般都是以地面为基础组装成的造型 脚手架般选用的材料有竹木钢铝合金以及其他合成材料。船用脚手 架以钢最为常见。本课题将选用种经热处理达到高强度要求的轻型脚手架材 料，为此课题组将对各备选材料进行相关的力学试验，并且通过对应用轻型高强 度材料的脚手架进行结构优化，对比其与应用其它如钢材的结构力学与性能情 况，力求其结果相近或更好。 船舶修造业专用脚手架单元模块结构优化措施研究 选取几种最为常用的脚手架结构形式，通过有限元软件建立目标函数，力求 通过本课题的研究，获取种材料优化，几何形状优化的，并具有相同承载力能 力与结构可靠性稳定性能力。 模块总体搭接形式优化 通过有限元分析的优化，适当地调整脚手架钢管的尺寸和材料，使得加大搭 接的纵距和横距，以达到最优的配置。方面为脚手架结构稳定性所必需的高承 载力，结构稳定性，另方面考虑到脚手架安装拆卸的快速轻便性。 船舶修造业专用脚手架快速安装技术研究 单元搭接结构连接形式研究 脚手架以单元为基础，本课题将基于搭积木的原理，实现快装要求，需对最 基本的脚手架单元进行结构形式的研究。要求该单元与其它单元装配可靠性安全 性，还要考虑总体承载力与稳定性，减少对船体的二次破坏。 快速安装方法实现研究 对比现有安装拆卸方式，尽量避免螺栓操作带来的不便与效率低下。多利用 船壳本身的特点，直接以船壳为基础，通过设计合适的夹具使得脚手架能够固定在任何地方，增大灵活性。结合船坞特点，辅助设计专用可折叠或伸展臂。 总体结构稳定性可靠性评价 根据实际来加载载荷，看最终脚手架的安全系数是否足够，从造船的般情 况出发，看新型的脚手架的强度和拼装结构是否能达到要求。 轻型快装船舶专用脚手架市场推广示范应用 加强与船舶企业的交流与合作，通过企业局部合作应用，对新研制专用脚手 架进行现场验证，各项指标完成后，进行研究成果市场推广示范应用。 技术路线 船舶修造业专用脚 手架技术调研 资料消化与吸收 受力情况有限元计算分析 船舶修造业专用脚手架 快速安装技术研究 市场示范推广应用 适合船舶修造业专用脚手 架轻型高强度材料的造型 结构有限元优化 失稳形式研究 船舶修造业专用脚手架 单元模块研究 船舶修造业专用脚手架 轻型化研究 申报发明专利撰写论文总结验收 检测合作单位应用 船舶修造业专用脚手架单 元模块结构优化措施研究 模块总体搭接形式优化 单元搭接结构连接形式研 究 快速安装方法实现研究 总体结构稳定性可靠性 评价 组织方式与课题分解 项目组织方式 本项目研究实行项目主持人负责制，并由浙江省科技厅项目主持人和项目 主持单位统管理与协调。 本项目采取地方企业合作攻关的方式。建立项目技术领导小组，根据合作单位的各自擅长和条件基础开展工作。项目实行项目组长负责制度。加强管理监 督检查和实施。合理确定技术开发分工，组建技术攻关研究工作协调小组，对 关键技术与设施进行研发，确保项目按时成功完成。 课题分解 项目的承担单位主要负责项目总体规划和总体设计，制定实施计划，制定技 术方案，组织项目相关技术难点重点技术攻关，负责新研制的船舶专用脚手架轻 型化研究，单元模块高强度轻便快捷连接结构设计，脚手架总装结构优化布局， 负责企业标准和产品说明书的制定，提供项目技术实施条件，进行项目验收鉴定， 并与协作方起进行项目推广示范应用。 项目协作单位主要负责新研制的船舶专用脚手架的结构力学分析，并进行 结构优化工作，提出可行的单元模块形式，并设计出相应机械结构，完成相应的 试验工作包括第三方检测报告。 项目协作单位主要负责新研制的船舶专用脚手架现场试验与技术指导，制 定相关工艺参数，制定相关技术与操作规范，并配合项目承担单位进行企业标准 制定与市场推广示范应用等。 六计划进度安排 时间研究内容 资料收集与消化，对船用脚手架作理论分析，对现有脚手架 建立有限元分析模型，进行结构稳定性与可靠性评价 对比国外船舶专用脚手架结构形式，对现有国内脚手架进行 结构优化，并试制船舶专用脚手架进行相关力学试验，确定 实验方案，进行实验测试 建立船舶修造业专用脚手架快装接口有限元计算模型，进行 承载力计算，结构可靠性计算，对比现在脚手架接口安装形 式，优化选用安装工艺，并对套专用脚手架单元结构进行 组合，用新设计的接口连接方式，进行实验测试。 全面完成项目合同计划要求，撰写鉴定验收报告，通过科技 厅组织的鉴定或验收，并进行项目推广示范应用。 项目可行性报告 立项的背景和意义 随着造船行业的发展，现在世界年造船量已经达到亿载重吨，而且中国 在国际造船市场中的地位也越来越重，年造船量占世界总造船量以上，名列 全球前名。因此，造船厂都急于缩短造船的时间，提高造船效率。其中，又要 数船坞中的造船时间最有必要缩短，因为般的造船厂就只有个船坞，但 同时要进行上艘船的建造，缩短船在船坞中的时间可以大大地提高造船的效 率。现在国内造船时用到的脚手架都是建筑上用的脚手架，较为笨重，拆装很不 方便，组装的时候由于笨重和组合麻烦而使得组装过程慢，工人劳动强度大，使 得造船的效率低下，拆装的时候由于笨重，拆分时脚手架经常直接掉在地上，很 容易造成破坏和人员伤亡，用起来不太符合造船的环境，不太安全。为此，专门 为造船业设计的轻便快装安全的脚手架的研究很有必要，可以提高造船的效 率，保证造船过程中工人的安全性，促进浙江乃至全国的船舶修造业快速健康发 展。 二国内外研究现状和发展趋势 研究现状和发展趋势 国内船舶建造所使用的脚手架，般都是沿用建筑上所用的，基本上就是由 普通钢管通过套筒和螺栓组装而成，笨重且麻烦。结合近几年脚手架的发展，归 纳出下表 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传,表国内脚手架种类优缺点及适应性 序号种类优点缺点适应性 扣件式钢管脚手架 承载力较大。 装拆方便，搭设灵活。 比较经济，加工简单，次投资费用较低 扣件特别是它的螺杆容易丢失 节点处的杆件为偏心连接，靠抗滑力传递 荷载和内力，因而降低了其承载能力 扣件节点的连接质量受扣件本身质量和工 人操作的影响显著。 构筑各种形式的脚手架模板和其它支撑架 组装井字架 搭设坡道工棚看台及其它临时构筑物 作其它种脚手架的辅助，加强杆件 门式钢管脚手架 门式钢管脚手架几何尺寸标准化。 结构合理，受力性能好，充分利用利用钢材 强度，承载能力高。 施工中装拆容易架设效率高，省工省时 安全可靠经济适用。 构架尺寸无任何灵活性，构架尺寸的任何 改变都要换用另种型号的门架及其配件 交叉支撑易在中铰点处折断 定型脚手板较重 价格较贵 构造定型脚手架 作粱板构架的支撑架承受竖向荷载 构造活动工作台 碗扣式钢管脚手架 多功能，拼拆快速省力，通用性强，承载力大， 安全可靠，制造工艺简单，成本适中，可直接对 现有扣件式脚手架进行加工改造不需要复杂的 加工设备，无零散易丢失扣件，不需特殊养护 维修，便于现场材料管理，便于搬运和运输。 横杆为几种尺寸的定型杆，立杆上碗扣节 点按间距设置，使构架尺寸受到限制 形连接销易丢 阶格较贵 构筑各种形式的脚手架模板和其它支撑架 组装井字架 搭设坡道工棚看台及其它临时构筑物 构造强力组合支撑柱 构筑承受横向力作用的支撑架 扣盘式脚手架 轻松快捷搭建轻松快速，并具有很强的机 动性，可满足大范围的作业要求 灵活安全可靠可根据不同的实际需要，搭 建多种规格多排移动的脚手架，各种完善安全 配件，在作业中提供牢固安全的支持 储运方便拆卸储存占地小，并可推动方便 转移，部件能通过各种窄小通道。 国外研究现状和发展趋势 法国安德固脚手架 法国公司的系列脚手架，有两个系列系列和系列， 系列规格，系列，此钢管尺寸为国际标准，均为钢 材质。此脚手架在国内奥运工程中应用在水立方区顶板卸荷。优点质量轻 易于安装拆卸承载力高，缺点杆件尺寸固定，搭设尺寸收到限制。 使用低碳合金结构强度高于传统脚手架普遍采用的普碳钢管，使架体重量降 低约，安装工效提高，劳动强度降低。配件全部采用低碳合金结构钢冲压成 型，在保证强度的同时，提高了韧性，增强了整架支撑能力和整体性。脚手 架支撑系统的杆件焊成体，横杆用型自锁锲形扣件装置与立杆的型卡钩 搭接，当受到重力时，锲形铁就会自动旋转并与型卡钩锁定，施工便捷安全。 瑞典船用设备有限公司新型脚手架系统 瑞典船用设备有限公司推出了款新型脚手架系统，具有重量轻安 全可靠效率高和装备精良等特点。适合于船舶工业和船舶建造，现已广泛用于 欧洲和阿拉伯的众多著名船厂。由于