380teu集装箱船舶总体设计-毕业论文.doc

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1、大连水产学院专科毕业设计 目录毕业论文（设计）380TEU集装箱船舶总体设计学 生 姓 名： 指 导 教 师： 合 作 指 导 教 师： 专 业 名 称： 船舶工程技术 所 在 学 院： 航海与船舶工程学院 2013 年 6 月2目录摘要I第一章 前言1第二章 船体说明书21.1船舶总体21.2船体结构及布置5第三章 主尺度确定122.1主尺度初步估算12第四章 结构计算16结构计算163.3纵骨架式船底骨架183.4舷侧骨架203.5甲板骨架223.6支柱233.7非水密支承舱壁243.8水密舱壁243.9深舱253.10首尾柱253.11船端加强263.12机炉座和轴隧263.13上层建筑

2、273.14机舱棚283.15舷墙及栏杆283.16舱口28第五章 螺旋桨设计计算说明书29第六章 总结35致谢36参考文献37附录一 文献综述387大连海洋大学专科毕业设计 摘要摘要正文： 本文从目前集装箱船舶的发展趋势，对文中涉及到的国际标准集装箱船舶的用途分类做出了界定，进而指出了集装箱船舶的主要特点。接着介绍了集装箱码头物流运营通用性仿真系统，为其建造奠定了基础。关键词：集装箱船舶 发展趋势 用途分类 主要特点 码头大连海洋大学专科毕业设计 第一章 前言第一章 前言 集装箱运输是以集装箱为运输单元的运输方式，它的发展带来运输业的革命，其发展极为迅速。随着适箱货越来越多，使传统的杂货 输

3、效率，降低了成本，带来了航速的大幅度提高；服务的网络化，使货物运输形成了一个完整的体系。这些在杂货运输年代是无法比拟的。集装箱船今天已司空见惯，是一种主体船型。但在以杂货船运输为主的年代，它是作为专门运输集装箱船的特种船。在集装箱运输的初期，对它的效率和优点无可争议，但船舶和箱子巨大的初期投资，与其配套的码头设备，还有公路、桥梁和广泛的服务网络没有形成的情况下，又使很多人裹足不前，望而止步。在这方面，当年的“上远”是很有眼光的，在“中远”集团的支持下，顶住了压力，坚持了正确的发展方向而发展壮大起来，达到了今天的发展规模，从而在世界集装箱运输领域能够占有一席之地。大连海洋大学专科毕业设计 船体计

4、算说明书 第二章 船体说明书1.1船舶总体1.1.1 用途及航区本船用于运载集装箱，载箱量为380TEU。本船主要航行于我国沿海主要港口，稳性满足类航区要求。1.1.2 船型本船为单甲板、混合骨架船，由柴油机通过减速齿轮箱驱的集装箱船，本船不设起货设备，设有首楼和尾楼，尾楼甲板以上设有四层甲板室。1.1.3 规范和规则主要参照规范、规则如下：(1)钢质海船入级与建造规范（2001年）(2) 船舶与海上设施法定检验规则（非国际航行海船法定检验技术规则（1999）(3) 国际海上避碰规则（1972）及1982年修订本同时应符合建造合同签署生效日之前所生效的中国船检、船级社的规则及修改通报的要求。1

5、.1.4 主要尺度总长Loa 118m垂线间长Lbp 107.3m型宽 B 16m型深D 7.86m最小干舷F 4.35m设计吃水T 6.55m排水量 7877.524T甲板间高：上甲板首楼甲板 2.5m上甲板尾楼甲板 2.4m尾楼甲板艇甲板 2.4m艇甲板船长甲板 2.4m船长甲板驾驶甲板 2.4m驾驶甲板罗经甲板 2.4m梁拱 0.35m全船肋距 575mm0#肋位距尾垂线 300mm大连海洋大学专科毕业设计 船体计算说明书 1.1.5 船型系数方形系数 0.700棱形系数Cp 0.738舯剖面系数厘米 0.980水线面系数Cw 0.8731.1.6 尺度比长宽比L/B 6.71宽度吃水比

6、B/T 2.44长深比L/D 13.65干舷宽度比f/B 0.27修长系数L/1/2 1.2091.1.7 主机及主发电机组1.1.8 主机 型 号： 8L32/44CR柴油机台 数： 1台 主机额定功率: 4480KW (6093HP) 主机额定转数: 750r.p.m 辅 机 类 型: 6160ZC柴油机三台 辅机额定功率: 136KW (185HP) 辅机额定转数: 750r.p.m 发 电 机: 120KW三台、由辅机带动1.1.9 航速、螺旋桨及续航力1.1.10 航速螺旋桨设计时考虑了主机功率储备15%。本船在设计吃水6.38m，船壳清洁无污底情况下，处于风力小于蒲氏风级三级的平静

7、深水水域条件下，主机达到额定功率时的试航速度为1.3海里/小时，服务航速为13海里/小时。1.1.11 螺旋桨（MAU型）螺旋桨直径: 1.98m 螺 距 比: 0.61盘 面 比: 0.60叶 数： 4叶旋 向: 右旋材 料: 铝镍青铜1.1.12 续航力本船燃油的装载量450t，满足船舶再满载状态时的续航力为6500海里。本船淡水装载量为19.42t，以及食品和粮食的贮备量满足22名船员20天的自持能力。1.1.13稳性本船稳性满足“法规”第4篇“船舶安全”中第7章“完整稳性”对近海航区油船的要求。(1)本船按“法规”规定核算如下工况的稳性：(2)满载出港、空载到港1.1.14 总布置概况

8、：上甲板前部设有首楼，首楼内布置有木工工作室、油漆间、锚链舱、锚机控制室和缆索舱。上甲板尾部设有尾楼，尾楼内布置有舵机舱，粮库，仓库，鱼肉库，贮藏室，carbon dioxide 二氧化碳室，空调机室，洗衣室，机舱棚，厕所，浴室，2人住室四间，走廊和通往上层甲板的梯道。尾楼甲板上设有五层甲板室。尾楼甲板甲板室内布置有电控室，储藏室，三管室（1人），水手长室（1人），二管室（1人），电讯员室（1人），三副室（1人），电控室，消防用品室，水手室（3人），厨工室（2人），浴室，餐厅，厨房，机舱棚，通往上、下甲板的梯道。尾楼甲板尾部设有带缆桩，导缆孔，导缆钳，系船索等系泊设备。艇甲板甲板室内布置有大管

9、室（1人），二副室（1人），政委室（1人），电控室，大付室（1人），风机室，贮物室（2间），药品室，海关贮室，被服库，浴室，厕所和通往上、下甲板的梯道。艇甲板尾部设有系船索卷车和小型起吊设备。艇甲板的右舷设有封闭式救助艇，两舷各设20人气胀式救生伐三只。船长甲板室内布置有蓄电池室，充电池室，轮机长室（1人），船长室（1人），电控室，报务员室（1人），贮藏室，厕所和通往上、下甲板的梯道。船长甲板后部设有烟囱。驾驶甲板甲板室布置有驾驶室，报务室，蓄电池室，海图室，厕所和梯道。罗经甲板上设有信号雷达桅，声光信号设备等。首楼甲板上设有锚链机,系泊设备,通往主甲板的梯道和前桅一根。1.2船体结构及布置本

10、船船体结构根据中华人民共和国船舶检验局钢质海船入级与建造规范(1998年)设计的。1.2.1 船体结构形式本船采用横骨架与纵骨架混合式结构，其双层底处为纵骨架式，其余为横骨架式；其货舱区域为双层壳结构；艏部采用加强结构。(1) 船构件连接全部采用焊接。(2) 船体部分全部采用钢质。1.2.2 舾装设备(1) 舵设备大连海洋大学专科毕业设计 船体计算说明书 (2) 锚设备1) 锚型式： 霍耳锚数量： 2锚重： 每只锚重1590kg备锚置放于上甲板前部右舷。2) 锚链链径： 34mm型号： AM2有档首锚链长度： 412.5m3) 弃锚器本船采用简易弃锚器一对，弃锚器设于首楼索具舱内，位置应方便操

11、作，锚链末端直接与弃链器钩件相连，在操作手轮处设有弃锚操作方向标志4) 锚链管锚链管为钢板焊接结构，锚链管上端和下端焊接导链喇叭口，喇叭口上焊有圆钢，以保证锚链顺利进入锚链舱。5) 锚机机座锚机机座为重型钢板焊接结构，机座的安装应使锚机与船体基平面平行，基座的高度应在满足安装和锚链轮包角的要求下尽量低，基座的前后方向设有锚机止动块。(3) 系泊设备系泊设备的配置，属具的数量和规格应满足规范及船东的要求，系泊设备的布置应保证操作方便，各属具工作时不相互干扰。系船索为150m3根,并配置带缆桩、碰球、导缆孔，导缆滚轮等设备。1.2.3 舷墙及栏杆(1) 舷墙在舷墙的上缘设有角钢，符合GB标准.舷墙

12、的下端设有支撑肘板，支撑肘板有面板。舷墙在甲板处有排水口(2) 栏杆栏杆的高度为1.0m1.2.4 舱口和舱口盖(1) 舱口舱口的大小符合规范的要求(2) 舱口围板舱口围板的高度为1.5m围板上缘设有角钢，下设有设有支撑肘板，支撑肘板有面板。(3) 舱口盖舱口盖采用钢质风雨密式，以保证货舱内部不受风雨及甲板上浪的湿气。1.2.5 消防及通风设备(1) 根据钢制海洋渔船建造规范(2001年)规则，在艇甲板的左舷设有封闭式救助艇，在左右两舷设置能容纳15人的气帐救生筏各3个（8人1个），救生圈6个，救生衣50件。(2) 防设备大连海洋大学专科毕业设计 船体计算说明书 机舱配备两套二氧化碳灭火系统；

13、在机舱、餐厅、居住区、厨房、驾驶室、货舱等处设置可移式或手提式灭火器。配备两套探火、报警系统。配备两套消防工具，配置五套消防员装(3) 通风设备：货舱、工作间设有一进一出的通风机，厨房、厕所和浴室设排风机，在机舱棚上方设有排风口，仓库等处设自然通风装置。1.2.6 信号设备及其他(1) 根据：海上碰壁规则配各种引航、锚泊、桅灯、失控灯两套。(2) 配备3号国旗1面、4号国旗2面、3号国际信号旗1套及手旗1副。 (3) 雾钟一个。(4) 其他物品略（详见总布置图）。1.2.7 舱室布置(1) 航行处所 驾驶室设在驾驶甲板.(2) 公共场所 餐厅设在主甲板中部左舷.(3) 卫生处所 主甲板设置两个

14、公共厕所和一个浴室.(4) 炊事处所 厨房设于主甲板后部右舷.(5) 消防处所、公共场所 二氧化碳室设于主甲板上，配电间设于下甲板上机舱右舷，各类舱室参看布置总图。(6) 居住舱室 设在主甲板、驾驶甲板上，参看布置总图。(7) 舱室家具及设备:(8) 起居舱室:(9) 船长室:单人床、1个办公桌、1个台灯、1个沙发、1个扶手转椅、1个电冰箱、1个床上柜、1个单门衣柜、1个垃圾桶。(10) 船员室：二人室：折叠椅1个、办公桌1个、台灯1个、双人床1个、双门衣柜1 个、垃圾桶1个。轮机长室、大副室：扶手转椅1个、办公桌1个、台灯1个、沙发1个、单人床1个、单门衣柜1个、垃圾桶一个。监察员室：双人床

15、1个、扶手转椅1个、沙发1个、办公桌1个、台灯1个、双门衣柜1个、垃圾桶1个。(11) 厨房：气化燃油灶50人型1个、双斗洗桌1个、配餐桌1个、碗柜1组立式电冰柜1台、保温电饭锅3台。(12) 驾驶室：磁罗经一个、渔船电罗经一台、雷达一台、电磁记程仪一台、NNSS卫星接收机一台、气象传真接收机一台、电子扫描声纳一台；旗箱1个、固定台面1个、望远镜箱1个、驾驶高凳1个、海图桌1个、报务台1个、桌柜1个。(13) 卫生舱室：大连海洋大学专科毕业设计 第二章 船体说明书浴室一个：10个喷头。厕所一个：设白瓷马桶一个。厕所一个：设白瓷马桶一个。1.2.8 舱面配件(1) 门:下甲板上首部各类舱室及二氧

16、化碳室、工作间出入口为钢质风雨密门，机舱侧壁为特制防火密封门，甲板室侧壁、驾驶甲板为带窗铝质门。(2) 窗：驾驶室设方窗。主甲板上的舱室设250的钢质水密圆窗。机舱顶棚设有天窗。(3) 栏杆、扶梯、扶手。(4) 货舱大开口上设钢质水密舱口盖.37大连海洋大学专科毕业设计 主尺度确定第三章 主尺度确定2.1主尺度初步估算 2.1.1 行、列及层数选择 根据规范，要满足装载层数应不大于5层，驾驶盲区不大于2倍船长的要求本船载箱量380TEU，在货舱部位舱内分为12行X4列X4层，尾部4行X4列X3层，在尾部少放4箱。2.1.2船长L（垂线间长） 根据经验公式： 其中：20英尺集装箱数量Nc=380

17、 代入方程得 Lpp=98.1m 初取Lpp=98.1m2.1.3型宽 根据经验公式： 其中：集装箱宽度bc=2.438m，甲板上集装箱列数rd=4，集装箱列之间的间隙Cc=0.038m， 代入方程得 9.866m， 初取B=10m2.1.4型深 根据统计资料D/d在1.42.0之间 初取 D=6m2.1.5方形系数 根据亚历山大公式：其中：Fn按试航速度和垂线间长计算的傅氏数；C，系数，依船的用途和航速 而定，可取C-1.04-1.06 取C=10.5 V=25/h Fn=Vs/(gl)=0.2 则Cb=0.703. 集装箱布置地位的校核和主尺度调整 3.1 船长 根据布置要求，垂线间长Lp

18、p为： Lpp=Lc+La+Lf+Lm其中：尾尖舱长度La取5%Lpp 艏尖舱长度Lf取6%Lpp机舱长度Lm为主机长加10m，大致取为11.5 m 货舱长度Lc=7.7X-8(X为集装箱行数)=84.4 m,实取85 m列方程，解得 Lpp=107.291 m. 实取107.3m 3.2 船宽 根据舱内集装箱布置要求，船宽B为： B=Yo（w+a）+c(Yo-1)+2b+2d其中：Yo（列数）=4；w(箱宽)=8英尺=2.438 m ；a（箱与导轨之间的间隙）=0.025 m； c（导轨之间的间隙）=0.2 m ；b(导轨与纵隔壁的间距)=0.125 m；d（舱口围板到舷侧的距离）=2.44

19、 m. 代入数据得 B=15.582m 实取B=16m 3.3 型深 决定型深的主要因素是舱内集装箱层数，根据布置要求，型深D为： D=hd+t+hn+f-hc-c 其中：hd（双层底高）=B/16=1m； t（垫板厚度）=0.05 m；hn（舱内箱高）=2X2.591 m=7.773mf（集装箱顶与舱口盖下缘的间隙）=0.15 m；hc（舱口围板高）=0.8 m；c（梁拱高）=B/50=0.32m； 计算得 D=7.853m. 实取D=7.86m4. 估算空船重量和载重量 4.1 估算空船重量 4.1.1船体钢料重量 按下式计算Wh=0.04607*L1.659*B0.7777*D0.282

20、5=1665.70t 4.1.2木作舾装重量 按下式计算Wf=0.0912*L1.604*B0.4705*D0.0154=629.63t 4.1.3机电设备重量 按下式计算Wm=169.14(BHP/1000)0.5+370.3=725.1t 取主机额定功率BHP=4400Kw 4.1.4空船重量Lw=9（Wh+Wf+Wm）*1.045=3156.3t 其中系数1.045是考虑了4.5%的储备重量. 4.2 估算载重量 4.2.1载货量Wc=Nt*Wo=380*12=4560t 4.2.2人员及行李食品淡水重量 船员人数为22人，没人平均65千克，船员行李50千克每人， 食品消耗3.5千克每人

21、每天，淡水消耗40千克每人每天 储备系数K=1.1 取船航速25/h，续航力6500*1852=12038 4.2.2.1本船人员重量22*65/1000=1.43t 4.2.2.2食品重量1.1*3.5*2.2*（120382524）=1.7t 4.2.2.3 淡水重量1.1*40*22*（120382524）=19.42t 4.2.2.4这部分重量W1=1.43+1.7+19.42=22.55t 4.2.3燃油，滑油及炉水重量 4.2.3.1燃油重量W2=K（g01*P1*t1+g02*P2*t2)1000=6.84t 4.2.3.2滑油重量W3=Kg(P*t+0.5P)=8.6t 4.2

22、.3.3炉水重量 由于为小船可不计. 4.2.3.4这部分重量=6.84+8.6=15.44t 4.2.4 备品，供应品重量 取型船空船重的0.5%则这部分重量W4=15.7t 4.2.5载重量合计 DW=4560+22.55+15.44+15.7=4613.7t 4.2.6排水量欲度 W=4%*LW=0.04*3139.1=125.564t4.2船体总重量 W=LW+DW+W=7877.524t 5.根据重力和浮力平衡确定吃水和方形系数 由于Cb=0.70，根据W=Cb*Lpp*B*d得d=6.55m 6.主要性能的校核6.1航速校核 主机功率BHP=4400Kw,转数n=178r/min,

23、计算航速时取主机功率0.95MCR，即为4180Kw,初步估算航速 V=1.765*L0.2098*B-0.181*T-0.0911*Cb-0.4816*BHP0.1995=15.32kn 6.2 稳性校核 初稳性高度按下式计算GM=Zb+r-Zg A1=Cw/(Cw+Cb)=0.542 母型船 Zb=A1*d=3.520m A2=Cw/（11.4*Cb)=0.087 母型船 r=A2*B2/d=3.429m Zg=&*D=0.78*7.86=6.1308m &重心竖向高度系数，可参照母型船选定. GM=Zb+r-Zg=0.8182m 按船型资料该GM值符合规范要求. 7.主要尺度 垂线间长L

24、pp:107.3m 船宽B：16m 型 深 D:7.86m 吃水T:6.55m 排 水 量 ：7877.524t 方形系数Cb:0.70 载 重 量DW:4613.7t 航速Vs:15.32kn 初稳性高度h：0.8182m 总载箱数Nc:380第四章 结构计算结构计算 3.2.1计算船长 Lpp=70 m 96%Lwl=69.2m 97%Lwl=69.9 m L=69.5 m3.2.2肋骨间距按参考文献9中1.2.8.1规定应 s=0.0016L+0.5=0.001669.5+0.5=0.61 m （不必大于0.7 m） 取：s=600 mm.3.2.3船底板和舭列板（1）由参考文献9中2.

25、3.1.3船底为纵骨架时，船中0.4L区域船底板 厚度t应小于按下列计算所得之值： mm mm式中：S纵骨间距 取S=0.65mm d吃水 L船长 Fb,h1折减系数， 取Fb=1,h1=0.9 得；t1=8.37mm t2=8.61mm t=9mm(2) 按参考文献9中2.1.3.4离船端0.075区域内尾端和首端的船底板厚度t 应不小于按下式计算所得之值： =8.69 mm 式中：S肋骨间距， 取S=0.6m Sb肋骨的标准间距 取 Sb=0.575m t=9mm(3) 舭列板的厚度t按参考文献规定取t=8 mm t=8mm3.2.4平板龙骨（1）平板龙骨的厚度t按参考文献9中6.2.3.

26、1规定不小于8+2=10 mm t=12 mm（2）平板龙骨宽度b按参考文献9中5.2.3.1规定不小于下式计算之值：b=900+3.5L=900+3.569.5=1143 mm b=1143 mm沿整个船长不变。3.2.5舷侧外板 船中部0.4L区域内舷侧外板厚度t按参考文献9中6.2.4.1规定应符合下述要求：（1）距基线3D/4以上的舷侧外板厚度t应不小于按下列两式计算所得之值：t1=0.0750.5750.96(69.5+110) 10.5=7.43mm t2= =4.20.575(4.7+1.69)0.5=6.1 mm t=8 mm（2）距基线D/4以下的舷侧外板厚度t应不小于按下列

27、两式计算所得之值： t1=0.0750.5750.96(69.5+110) 10.5=7.43 mm t2= =6.30.575(4.7+1.69)0.5=9.16mm t=9 mm式中：s,d,L,h1,C见本节5.2.3（1）折减系数 Fb=1，Fd=1;h2=0.5C=0.56.86=3.43 但不大于0.36d=0.364.7=1.691取 h2=1.69（3）距基线D/4以上、3D/4以下区域的舷侧外板厚度t=8 mm t=8 mm3.2.6舷顶列板（1）舷顶列板宽度b按参考文献9中6.2.5.1规定不小于0.1D即0.58m. b=1000 mm（2）舷顶列板在船中部0.4L区域内

28、其厚度t按文献9中6.2.5.2规定不小于按下列两式计算所得之值：=0.0860.5750.96（69.5+110）10.5=8.5 mm =7.26 mm t=9 mm 式中：s,d,L,h1,Fb,E,S见本节5.2.3（1）。3.2.7强力甲板（1）强力甲板厚度t在船中部0.4L区域内按参考文献9中6.2.6.1规定不小于按下列两式计算所得之值：=0.0860.5750.96（69.5+110）10.5=8.5 mm =8.32mm t=9 mm 式中：s,L,Fd,E,D见本节6.2.3（1）。（2）其余区域强力甲板厚度按参考文献9中6.2.6.2规定取为9 mm。 t=9 mm3.3

29、纵骨架式船底骨架 3.3.1船底桁材（1）中桁材厚度按参考文献9中5.4.2.4规定在船中部0.4L区域内应不小于按下式计算所得之值： t=0.007h0+1.0=0.007900+1.0=7.3 mm t=8 mm按参考文献92.6.2.2规定在船中部0.075L区域内应不小于按下式计得值： t=0.0077h0+4=0.0077800+4=10.46mm t=11mm 在船端0.075L区域内其厚度可减少2 mm，即为8.46mm； t=9 mm在炉舱内其厚度可增加2.5 mm，即为10.97 mm； 炉舱内：t=9mm(2) 旁桁材的厚度按参考文献9中5.4.2.6规定应不小于按下式计算

30、所得之值： t=0.007h0+1.0=0.007800+1.0=6.88 mm按参考文献9中2.6.4.1规定其厚度可将中桁材的厚度减小3 mm，即为8 mm。 t=9mm 3.3.2纵骨架式肋板(1) 实肋板货油舱和机舱实肋板的厚度t按文献9中5.4.3.3规定不小于按下式计算所得之值，但不必大于14mm； t=0.007h0+1.0=0.007900+1.0=7.3mm t=8 mm炉舱内及污水井处的实肋板厚度取为 12 mm。每隔4个肋位设置实肋板，即实肋板间距为2.2 m；机舱锅炉座下每个肋位上均设置实肋板；横舱壁及支柱下设置实肋板。距首垂线以前0.2L区域每个肋位设置实肋板。(2)

31、 水密肋板（油密肋板）按参考文献9中2.6.11.2规定水（油）密肋板厚度取为t=10 mm。且在横向（油）密 t=10 mm舱壁下设置水（油）密肋板。3.3.3纵骨架式船底纵骨(1) 船底纵骨的间距按参考文献9中5.4.5.1规定取为650 mm。 s=650 mm（2）船底纵骨的剖面模数W按参考文献9中5.4.5.2规定应不小于按下式计算所得之值： =11.50.654.72.42=202.36cm3式中：纵骨间距 s=0.65 m 球扁钢: 纵骨跨距 l=2.4 m 吃水 d=4.7 m（3）内底纵骨的剖面模数W按参考文献9中5.4.6.3规定应不小于按下式计算所得之值： =8.40.6

32、5(4.5+1.2)2.2 =194.99 cm3式中：纵中剖面处内底板至舱顶的垂直距离 h, h=5m。 球扁钢: 3.3.4纵骨架式内底板及内底边板 （1）内底板的厚度t按参考文献9中2.6.13.1规定应不小于按下列各式计算所得之值：在船中部0.4区域内： t=0.04L+5s+2.1=0.0469.5+50.65+2.1=8.13mm t=8 mm在机舱区域内； t=0.055L+4.8=0.05569.5+4.8=8.622 mm t=9 mm船端部0.075区域内的厚度为： 0.98=7.2 mm t=7mm 式中：纵骨间距 s=0.65 m.（2）内底边板的厚度t按参考文献9中2.6.13.2规定取同于5.3.4（1）计算的内底板的厚度。其宽度为1200 mm。 b=1200 mm3.3.5舭肘板 按参考文献9中6.6.1.3的规定舭肘板与实肋板或舭肘板之间距离应不超过按下式计算所得之值；=120mm