船舶专业 毕业设计.docx

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船舶专业毕业设计

江苏省无锡交通高等职业技术学校

毕业（设计）论文

55.4米钢质舱口驳船结构规范设计

姓名杜新宇

所在系部船舶工程系

专业班级091112

学号090311085

指导教师朱黄兵

二0一四年一月二十一日

摘要

与海上运输相比，内河航道的特点是狭窄、弯曲、水浅、风浪小；有船闸、桥梁等碍航设施；洪枯水位差大；不同航道水深、宽窄、曲率半径和流速均不同。

驳船队运输就是为了适应内河航道的特点而发展起来的。

与机动货船运输相比，驳船队运输具有其独特的经济特征，非常适宜在内河运输，是内河货运的主要形式。

本文主要针对55.4m内河驳船进行船体结构规范设计，本船按照《钢质内河船舶建造规范》（2009年）按A级航区的有关要求进行计算与强度校核。

本船为钢质，在货舱区域设有双舷、单底的驳船，采用横骨架式结构。

本文的主要内容包括：

1.内河驳船的发展概况、结构特点，规范设计方法及设计过程中应注意的问题。

2.55.4m内河驳船结构规范设计计算，及船中货舱区横剖面的弯曲强度校核。

3.典型横剖面图和基本结构图的绘制。

关键词：

驳船；规范设计；横剖面图；基本结构图；型线图

第一章绪论

1.1驳船的发展概况

驳船，是运河、长江干线上运载客货的一种大型平底船，主要用于内河、沿海货运，具有运量大、投资少、成本低，其设备简单、吃水浅，在调动组织上机动灵活，即适于运送大宗货物，也适于运送批量小、货种多、港站作业分散的货物等优点。

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，适合内河各港口之间的货物运输。

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。

我国水路运输市场不断的增长，特别是内河运输在近年取得了很大的发展，以长江为例，长江运输几乎全部是散货运输，但随着内地经济增长，集装箱运输明显增加。

估计有80﹪的铁矿石，72﹪的原油和83﹪的煤炭的生产都是通过驳船运往长江沿线的制造企业。

在所有可以选择的运输方式中，驳船服务是今天中国大陆长距离运输中最安全、最具成本效益的方式。

随着我国驳船行业的发展，我国驳船的总数量将继续呈现下降的趋势，而驳船的载重量将逐步上涨，在1985时的增长速度最快，达到45.68﹪，这也说明我国驳船的吨位逐步向大吨位市场发展。

未来几年，我国将完善内河船型标准化的政策措施，加强标准船型的研发，现有船型比选及落后船型淘汰等工作。

加快推进长江、

京杭运河、西江等内河船型标准化工作，优化运力结构，促进船舶大型化，提高船闸通过能力，提升内河航运竞争力。

1.2驳船的分类

驳船种类很多。

1.2.1.按用途分

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，按所运货物可分为干货驳、矿砂驳、煤驳、油驳、甲板驳等。

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。

1.2.2.按结构形式分

敞舱驳，又名敞口驳船，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。

1.2.3.按材料分

有钢驳、木驳、水泥驳。

1.2.4.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。

1.3结构设计的概述

1.3.1结构设计的依据

船体结构设计通常是在船体总体设计基本完成以后，根据已定的主尺度，型线图，总布置图以及任务书（对船舶用途，航区，建筑形式，甲板层数，主要设备，使用要求等）的要求进行的。

1.3.2结构设计的目的

结构设计的任务是选择合适的结构材料和结构形式，决定全部构件的尺寸和连接方式，在保证足够的强度和安全性等要求下，使结构具有最佳的技术经济性能。

1.3.3结构设计的方法

、母型船设计法：

就是按照母型船的结构形式，结果尺寸和航区等，经分析处理设计出新的同类船舶。

、规范设计法：

目前民船主要采用这种方法进行结构设计，即主要按船舶建造规范进行，辅以必要的强度计算。

这种方法设计简便，一般强度能保证，但规范只能包括一般的运输船舶和通用的结构形式，而对特种尺度的船，特种船舶与特殊形式的结构，仍要按照船舶结构力学的方法进行强度校核。

、直接设计法：

对规范规定以外的船舶，只有采用直接设计的方法来决定设计船的构件尺寸，目前这种方法还不够完善。

、近几年来，结构设计由确定性设计逐渐向概率性设计原理过度。

概率设计原理就是将结构寿命期内影响结构安全和性能的各参数作为随机变量，用概率和数理统计方法分析结构在使用期内基本满足要求的概率。

1.3.4规范设计的步骤

、根据型线图，总布置图以及任务书的要求，通过调查研究，总体分析同类船舶在结构上的优缺点，确定结构形式，肋骨间距以及改进措施。

、船体中部剖面结构设计。

、根据传统中部剖面与总布置图进行全船结构布置，即绘制基本结构图。

同时完成主要构件计算书。

、完成其它所有的图纸和文件。

船体中剖面图与基本结构图是全部结构的全局性构想，它集中反映了设计船的结构形式，主要构件尺寸，连接方式与构件布置，是其它结构图的原则依据，但随着设计阶段的深入与发展，结果图的绘制与计算都要不断修改和完善，直至达到最佳。

1.3.5结构布置的一般原则

、结构的整体性原则

、受力均匀性和有效传递原则

、结构的连续性和减少应力集中原则

、局部加强原则

1.4设计成果及存在的问题

以上所做的论述，让我们初步了解了关于船舶结构设计的具体步骤，理清思路后便可以结合规范，参照相关专业书籍着手进行具体的结构设计。

本次设计主要是规范设计，由于尚未正式参加工作，对船体结构的了解皆是来自于相关书籍及实习单位工程师的指导，在船厂的施工方面缺乏必要的经验，因此在设计中还是会出现一些与具体建造施工相矛盾或未能考虑到的地方，设计本身就是一个将理论应用于实践的过程，相信随着经验的积累、对船体结构的深入了解、对该专业知识的不断汲取，一定会做出更加切合施工，更加完善的结构设计。

第二章55.4m结构强度规范设计计算书

2.1本船说明

2.1.1本船为单底双舷、单甲板、横骨架式钢质舱口船，本船船体结构强度按中国船级社《钢质内河船舶建造规范》（2009）及其《修改通报（2012）》对A级航区大舱口船的要求进行计算校核。

2.1.2主要量度及参数

总长Loa55.40m方形系数0.896

垂线间长L53.00m肋距s0.50m

型宽B9.70m长深比14.32

型深D3.70m宽深比2.62

吃水d3.05mb/B=0.74>0.7

舱口宽度b7.10m装载积载因数>0.45m3/t

以上尺度及比值符合规范对大舱口船的要求

2.2结构规格计算

2.2.1外板

2.2.1.1船底板

根据规范8.3.1.1：

大舱口船货舱区域的船底板厚度t应不小于按下式计算所得之值：

t=a（αL+βs+γ）

=1×（0.06×53.00+4.40×0.50+1.2）

=6.58mm

式中：

a=1.00（航区系数，A级航区船舶取a＝1，B级航区船舶取a＝0.85，C级航区船舶取a＝0.7）

L=53.00m（船长，本船有关船长的取值皆取垂线间长）

s=0.50m（肋骨或纵骨间距）

α、β、γ——系数，按船舶骨架形式，由下表查得：

表1

结构形式

α

β

γ

横骨架式

0.06

4.4

1.2

纵骨架式

0.05

3.9

1.0

根据规范2.2.1.2：

船底板厚度t也尚应不小于按下式计算所得之值：

t=4.8s

=4.8×0.50

=4.98mm

式中：

s=0.50m（肋骨或纵骨间距）

d=3.05m（吃水）

r=1.25m（半波高，按航区取下列值：

A级航区r＝1.25m；B级航区r＝0.75m；C级航区r＝0.25m）

本船实取：

t=7mm

2.2.1.2平板龙骨

根据规范2.3.1.1：

船中部平板龙骨厚度应按船中部底板厚度增加1mm，首、尾部平板龙骨厚度应不小于船中部船底板厚度。

平板龙骨的宽度应不小于0.1B，但应不小于0.75m也不必大于1.5m。

平底船的平板龙骨厚度可与船中部船底板厚度相同。

实取t=8mm，宽度为1100mm。

2.2.1.3舭列板

根据规范2.3.3.1：

舭列板厚度应按船中部船底板厚度增加0.5mm。

若船底板厚度大于8mm时，则舭列板厚度可与船底板相同。

t=6.58+0.5=7.08mm

实取t=8mm

2.2.1.4舷侧外板

根据规范8.3.2.1：

舷侧外板的厚度应与船底板厚度相同。

实取t=7mm

2.2.1.5舷侧顶列板

根据规范8.3.3.1：

货舱区域舷侧顶列板在强力甲板以下的宽度应不小于0.15D，其厚度不小于强力甲板边板厚度的0.85倍或舷侧外板厚度增加1mm，取其大者。

货舱区域外的舷侧顶列板厚度可逐渐减至首、尾部舷侧外板的厚度。

实取t=8mm

2.2.1.6内舷顶列板

根据规范8.3.4.2：

内舷板顶列板在货舱区域内的宽度应不小于0.15D，其厚度应不小于舷侧外板厚度加1mm或强力甲板厚度的0.85倍之大者。

实取t=8mm，高度为600mm。

2.2.1.7内舷板

根据规范8.3.4.1、8.3.4.3：

内舷板的厚度应不小于舷侧外板的厚度。

内舷板在舱底平面以上0.2D高度范围内的板厚，应不小于舷侧外板厚度加1mm。

内舷底列板t≥6.58+1=7.58mm，则取t=8mm，其高度为740mm。

其他内舷板取t=7mm

2.2.1.8尾封板

根据规范2.3.6.1：

尾封板厚度应与尾部平板龙骨厚度相同。

实取t=8mm

2.2.1.9首封板

根据规范2.13.1：

板型首柱的厚度，应较中部船底板增厚2mm（包括火加工余量在内）。

t≥6.58+2=8.58mm

实取t=10mm

2.2.2甲板

2.2.2.1首尾甲板

根据规范2.4.1.3：

船长大于或等于50m的船舶，首、尾部强力甲板的最小厚度应不小于按下式计算所得之值：

t≥0.9×aβ（3.89+0.038L）

≥0.9×1×1×（3.89+0.038×53.00）

≥5.31mm

式中：

a=1.00（航区系数，A级航区取a＝1，B级航区取a＝0.85，C级航区取a＝0.75）

β=1.00（系数，横骨架式取β=1，纵骨架式取β=0.83）

L=53.00m

本船为t=6mm，满足要求。

2.2.2.2中部强力甲板