1、 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 甲板运输船船体结构设计 学 院： 学生姓名： 专 业： 船舶与海洋工程 班 级： 指导教师： 起 止 日期： 东海科学技术学院本科毕业论文 目录 目 录 摘 要 . II Abstract . III 绪 论 . 2 1 初步设计 . 2 1.1 设计要求和母型资料 . 2 1.1.1 设计任务书 . 2 1.1.2 母型船主尺度 . 2 1.2 重量、重心计算 . 3 1.2.1 主尺度的初步估计 . 3 1.2.2 空船重量估计 . 3 1.2.3 重力与浮力的平衡校核 . 4 1.2.4 载重量估算 . 4 1.2.5 设计船重心估算 . 5 1.
2、3 型线生成 . 7 1.4 总布置设计 . 7 1.4.1 主要舾装设备 . 7 1.4.2 信号设备 . 8 1.4.3 救生设备 . 8 1.4.4 消防设备 . 8 1.4.5 蓄电池 . 9 1.4.6 干舷及稳性 . 9 1.4.7 总布置图的绘制 . 9 1.5 浮态及初稳性 . 9 1.5.1 静水力计算 . 9 1.5.2 初稳性与浮态计算 . 20 2 结构设计 . 23 2.1 规范要求及结构规范设计计算 . 23 2.1.1 外板 . 23 2.1.2 甲板 . 27 2.1.3 单层底 . 29 2.1.4 舷侧骨架 . 31 2.1.5 甲板骨架 . 36 2.1.
3、6 船端加强 . 40 2.1.7 水密舱壁 . 41 2.2 总纵强度 . 45 2.3 主要构件汇总 . 48 2.4 基本结构图 . 49 2.5 横剖面和舱壁图 . 50 2.6 典型节点图 . 50 总结与讨论 . 51 致谢词 . 52 参考文献 . 53 东海科学技术学院本科毕业论文 摘要 II 甲板运输船船体结构设计 摘 要 本次毕业设计是对近海甲板驳的结构强度设 计，主要分以下几个方面来进行设计：一、通过母型船的资料和新船的任务书来确定设计新船的型线图。由于新船任务书除了载货量以外，其他都不知道，所以根据文献 13用重量重心和舱容来确定主尺度。然后再根据母型改造法通过型线比例
4、的变换来改变型值，最后利用新的型值表来绘制新的型线图，并进行了光顺与协调；二、利用新的型线图和母型船的一些资料来做结构计算。结构计算主要是利用规范的计算选取外板、甲板、型材以及其他构件的规格；三、通过型线图和结构计算书以及母型资料来绘制基本结构图、典型横剖面图和横舱壁图。以横舱壁图为例，利用型 线图在量取该肋位上的高度和半宽值来确定该横舱壁的外轮廓，再利用结构计算关于舱壁的板厚和型材规格来绘制骨架，绘制过程中参考母型船资料。其他图也基本类似，不一一列举；四、总结设计过程中的一些经验和遇到的困难，以及解决这些问题的方法，为后续结构设计的提供经验。 本次设计的新船满足任务书的要求，结构强度的校核也
5、满足文献 1的要求。 关键词 近海甲板驳 规范设计 强度计算 尺度确定 东海科学技术学院本科毕业论文 摘要 III Structural strength design of Deck carrier Abstract The graduation design is a structure design of deck carrier, which is mainly divided into the following several aspects in design:First, confirm to design the lines plan of the new ship acco
6、rding to the parent ships data and new ships TOR. Because of the new task in addition to ship cargo capacity, other do not know, so according to the document 13 by weight and center of gravity and tank capacity to deternine the principal dimension. Then according to the parent type reconstruction me
7、thod through the proportion of type line to change the type of value, finally draw lines plan using new offsets table;Second, use new lines plan and some information of parent ship to do structural calculation. Structural calculation mainly takes advantages of standard calculation to select shell pl
8、ating, deck, bar and other construction elements specification. Since the length of this ship is longer than 65 meters,longitudinal strengths calculation is necessary;Third, design basic construction plan, model body plan and transverse bulkhead plan, by using lines plan, structure calculations and
9、some parent ship data. Now, take drawing transverse bulkhead plan as an example, it uses lines plan on the height and width of lifting this rib bit to ensure the periphery of transverse bulkhead. Then it uses structural calculation about thickness of plating of bulkhead and bar standard to draw skel
10、eton, with the reference of parent ship during this time. Other plans are similar and they will not be list here one by one;Fourth, summarize some experience and difficulties met during the design process, and methods to solve these problems, in order to rise experience in structural design. The des
11、ign of a new ship meet commitments requirements, and profiles checking intensity and also satisfies with the document 1 requirements. Keywords Coastal deck barges Standard design Strength calculation Size determine东海科学技术学院本科毕业论文 绪论 2 绪 论 驳船，装载人或货物的小船。清林则徐会谕义律饬交凶夷并遵式具结：“既验之后，驳船装载入口，一般至少亦须两人押送，一大船分为驳船
12、五六十只，则押送约须百人。”恨海第七回：“伯和解下两片金叶，代了船价，叫了驳船，载了行李，起岸，入了 客栈。”蔡东藩许廑父民国通俗演义第二九回：“他由闸北河道，坐驳船到沪。”一般指非自航的货船，它们可单只使用或编列成队后由拖船拖行或顶推船推行。内河中自航的驳船叫机动驳。碧野江汉行九曲回肠：“长江拖轮顶托一艘艘千吨驳船，日夜运来钢材和水泥。”即为，运河、河流上运载客货的大型平底船，没有动力推进装置，无自航能力，靠机动船带动的船。主要用于客货运输。驳船可以单只或编列成队由拖船拖带或由推船顶推航行。 按用途分：主要有客驳和货驳。客驳，专运旅客，设有生活设施，一般用于小河客运。货驳，用于载运货物，按所
13、运货 物可分为干货驳、矿砂驳、煤驳、油驳等。货驳一般不设起重设备，靠码头上的装卸机械装卸货物。货驳也可在港口用于货物的中转。 按货驳结构形式分：敞舱驳，有设有几个货舱口的舱口驳 ;只设一个货舱、货舱上方全敞开的；甲板驳，不设货舱、在甲板上堆装货物、甲板四周设有挡货围板；半舱驳甲板上堆装货物、甲板四周设有舱口围板；罐驳，在甲板上设置罐等密闭容器以装运油、液化气体等液体货物的罐驳等。 按材料分：有钢驳、木驳、水泥驳。按船型分，主要有普通驳和分节驳。普通驳首尾两端斜削呈流线型，备有锚和舵。分节驳两端呈箱形（全分节驳），或 一端斜削、另一端呈箱形 (半分节驳 )。中国古代的对槽船（又称两节船）可以看作
14、是现代半分节驳组成的船队的雏形。它由两节相同长度的船组成，前节船首端斜削，尾端呈方箱形，后节船首端为方箱形，尾端斜削，两节船的方箱形一端相互对拢，用缆绳联接。舵设在后节船上。现代分节驳上一般不设舵，美国的分节驳上也不设锚，中国和西欧一些国家的分节驳上设锚。分节驳结构简单，施工方便，造价低，用分节驳组成船队，可降低航行阻力，提高载货量，因此分节驳得到广泛应用。美国常用的分节驳有 3 种，它们的载重量和尺度是根据内河航道的标准尺度确定的。其特 点为设备简单、吃水浅、载货量大。驳船一般为非机动船，与拖船或顶推船组成驳船船队，可航行于狭窄水道和浅水航道，并可根据货物运输要求而随时编组，适合内河各港口之
15、间货物运输。少数增设了推进装置的驳船称为机动驳船。机动驳船具有一定的自航能力。 长江是我国内河水运主通道，是国家综合运输体系的重要组成部分和东西向的运输大通道，对沿江及周边地区的经济发展起着举足轻重的作用。在今后较长的一段时间内，能源、原材料、产品和半成品的大运量、长距离、高密度流动仍是长江流域交通运输的基本格局。东海科学技术学院本科毕业论文 绪论 3 长江货运以大宗散货为主，船队运输是大宗散 货（煤炭、矿石）等的最佳运输方式之一。没有哪种船型既能满足大吨位的航运效益指标，又能满足长江干流狭窄航道中的操纵性要求，还能适应不同区段不同季节（枯水、洪水季节），其发展使内河水运每吨公里成本下降到仅为
16、铁路的 1 4 至 1 5。 驳船队在我国内河货物运输中占有举足轻重的作用。经过长期的运输实践，已形成标准系列。三峡大坝修建前由于川江及三峡库区航道的特殊性，在长江中下游使用非常广泛的分节驳顶推技术一直没能在上游推广应用，长期以来川江船队运输都采用梭顶或品字型顶的普通驳绑拖技术，其船队规模都很小，船队的运输优势并 没有充分发挥出来。三峡大坝的修建、三峡库区的形成，将为大型船队在川江及三峡库区的应用创造难得的机遇。 驳船的相对竞争力和它所面临的市场发展趋势直接关系到这种船舶的生存和发展。尽管市场货源受到其他船型的侵蚀，驳船仍有自己独特的优势。由此，决定了货物集散的主要任务，必须由驳船来担任。驳船
17、不仅具有运量大、周转快和运费省的特点，对于缩短轮船在港停泊时间，提高装卸效率，扩大港口通过能力，减轻陆上运输压力等方面的特点，驳船在沿海航区有比较强的生存竞争力。驳船具有较大的集装箱承载能力和较大的包装容积，能够装载大宗货物和工 程上所需的笨重货物，驳船市场具有无法替代的优势。 另外在船舶价格方面，对于相同吨位的集装箱船和驳船而言，后者的船价要低很多，并且由于设备简单，操作人员也比集装箱船少。 在航运费方面，这几年驳船的租金收益一直较为可观，可集装箱船航运费率去急速下滑。可见，较低的建造成本和较高的租金水平，使驳船受到船东的亲睐。在航运兴旺时，驳船能为航运公司创造较高的收益，而在世界贸易形势捉
18、摸不定，海运形势动荡多变之时，仅需小投资风险相对小的驳船为航运公司的生存赢得一席之地，相信在未来，将有更多的船东将目光投向这种具有较高经济性的 船舶，积极发展驳船队。 由此可见，对沿海甲板驳的研究设计有着非常重要的意义。东海科学技术学院本科毕业论文 正文 2 1 初步设计 1.1 设计要求和母型资料 1.1.1 设计任务书 根据母型船资料来设计一条载货量约 1500t 的近海甲板驳船，并根据船舶设计原理和钢质海船入级与建造规范 (2006)知识设计新船，完成以下设计 内容： 主尺度的确定：根据 母型船资料通过仿式变换法来确定新船的主尺度。 结构规范设计：根据规范计算外板、甲板、围板等板材的最小
19、厚度，确定各个板材的厚度；计算各个型材的最小剖面模数确定各种型 材的规格，以及各个部位的加强等。 相关图纸绘制：根据结构规范设计得到的板材的厚度和型材的规格，参考母型船来绘制型线图、基本结构图、横剖面及舱壁图、总布置图、典型节点图。 1.1.2 母型船主尺度 主要要素： 总长 L(m)： 72.00 垂线间长 LPP(m) 72.00 型宽 B（ m）： 14.00 型深 D（ m）： 3.60 设计吃水 d（ m）： 2.60 排水量（ t）： 2550.31 方形系数： 0.931 肋距（ m）： 0.6 载货量（ t）： 2300 船名： 72m 沿海甲板驳 航区： 类航区 船型： 本船
20、为单底、单甲板非自航钢质工程甲板驳。 用途： 主要适用于沿海海岸临时装载货物的甲板海驳。 船级与船籍： CCS 中国 母船为 非自航甲板驳 ，但配备发电机型号 T2H 160，额定功率 160kW，备用发电 机额定功率 5kW。 母型船 船体结构 (材料 结构形式等 )： 钢质焊接 、横骨架结构形式。 东海科学技术学院本科毕业论文 正文 3 1.2 重量、重心计算 1.2.1 主尺度的初步估计 根据仿式变换法，假设确定设计船的 主要参数： 垂线间长 LPP(m) 65.00 型宽 B（ m）： 12.00 设计吃水 d（ m）： 2.30 方形系数 CB： 0.931 且 BC LBd =0.
21、931 65 12 2.3 =1670.214cm3 =1670.214 1.03 =1720.32t 又因为002 3 9 9 .8 0 .9 4 12 5 5 0 .3 1DWDW DW 00DWDW =2399.8/2550.31 1720.32 =1618.82t 式中： 下标为“ O”者是母型船； DW 载重量； 排水量； 排水体积； 海水密度， 1.03t/m3 ； DW 载重量系数。 1.2.2 空船重量估计 已 知 母 型 船 的 载 重 量 和 排 水 量 ： 2399.8oDW t ， 2550.31o t ，且 / 3 . 1 9OOD D d d m， 由于 DW LW
22、 ，则 150.51oLW t 。 船舶设计原理表 3.2.3，取： / 0.41HW LW ， / 0.26OW LW 则 0 . 5 4 0 . 4 1 1 5 0 . 5 1 6 1 . 7 1H O oW L W t ； 0 . 2 3 0 . 2 6 1 5 0 . 5 1 3 9 . 1 3O O oW L W t ； 东海科学技术学院本科毕业论文 正文 4 1 5 0 . 5 1 6 1 . 7 1 3 9 . 1 3 4 9 . 6 7M O H O O OW L W W W t 。 船舶设计原理公式（ 3.2.3）：取 1.5, 1.5ab， 1 6 1 . 7 1 0 .
23、0 4( ) 7 2 ( 1 . 5 1 4 . 2 1 . 5 3 . 6 )HOH O O OWC L a B b D ， 1 ( ) 0 . 0 4 6 5 ( 1 . 5 1 2 1 . 5 3 . 1 9 ) 5 9 . 2 4 1HHW C L a B b D t ； 船舶设计原理公式（ 3.2.20）得： 2 4 9 .3 0 0 .0 1 37 2 1 4 .2 3 .6OOO O O OWC L B D ， 2 0 . 0 1 3 6 5 1 2 3 . 1 9 4 0 . 7 5oOW C L B D t ； 因此 ： 5 9 . 2 4 1 4 0 . 7 5 0 9 9
24、 . 9 9 1 1 0 0H O ML W W W W t t 。 式中： 下标为“ O”者是母型船； DW 载重量； 排水量； 排水体积； LW 空船重量； HW 船体钢料重量； OW 舾装重量； MOW 机电设备重量； ,ab 系数，根据船型特征决定，如双层连续甲板船，有人建议 a 取为 2，船侧为双壳体时建议 b 取 2； 1HC 系数，取自母型船； 2OC 系数，取自母型船； BC 方形系数； L 船长； B 船宽； d 设计吃水； 1.2.3 重力与浮力的平衡校核 本船舶的设计载重量是 1618.82t 船舶的 总重量为： 1 0 0 1 6 1 8 . 8 2 1 7 1 8 .
25、 8 2LW D W t 船舶设计排水量： 1720.32t 排水量裕度： 1718.82 1.5t 船舶排水量大于船体总重量，排水量有裕度，因此确定的主尺度基本符合要求。 1.2.4 载重量估算 备品、供应品重量： 0 .8 % 1 8 7.6 4 1 .5 0t （出港） 10% 1.5 0.15t （到港）； 其中 187.64t 为本船舾装数。 备品是指船上备用的零部件、设备与装置，包括 锚 、灯具、损管器材、油漆等。供应品是指零星用品，如生活用品、炊具、办公用品、医疗器材等。国外有时将这部分放在空船重东海科学技术学院本科毕业论文 正文 5 量内，我国一般将其放在载重量内，通常取为（
26、0.5%1%） LW。 通过总布置草图，计算空舱舱容，各舱舱容如下： 1 号空舱 356.388(m3)， 2 号空舱356.388(m3), 3 号空舱 362.387(m3)， 4 号空舱 356.388(m3), 5 号空舱 172.194(m3),即 得到 载货量为 1718.82CWt ，（取海水的密度为 31.03 /tm ，货舱折减系数 0.98） 1 7 1 8 . 8 2 1 . 5 1 7 2 0 . 3 2D W t ， 船舶的总重量为 1 0 0 1 7 2 0 . 3 2 1 8 2 0 . 3 2LW D W t 1.2.5 设计船重心估算 在船舶的各个设计阶段，重
27、量和重心的估算或计算都是一项必不可少的重要工作。它随着设计阶段的不断深入，逐步近似，由粗略到精确。 设计船的重心有多种情况：计算时取满载出港，满载到港，压载出港，压载到港四种典型状态。现列表 11,12,13,14 计算如下： （ 1） 载货满载 出 港 表 1 1 重心位置计算 (载货满载出港 ) 序号 项目 重量 (t) 垂向 纵向 距基线 距船中 (前 ) 距船中 (后 ) 力臂(m) 力矩(tm) 力臂(m) 力矩(tm) 力臂 (m) 力矩 (tm) 1 空船 100 2.20 220.00 0 0 2 滑油舱 19.31 0.5 9.655 18.041 348.372 3 燃油舱 110.09 0.78 85.87 17.333 1908.189 4 发电机 舱 90.92 1.8 163.656 21.121 1920.321 5 货物 1500 3.19 4785.00 0 0 1820.32 5264.181 4176.882 重心位置 :ZG=5264.181/1820.32=2.892m XG=-4176.882/1820.32=-2.295m 注：表中之力臂和力矩以船中为准，船中前为正，船中后为负
