集装箱船舶总体设计设计

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3

摘要............................................................................. I 第一章前言.. (1)

第二章船体说明书 (2)

1.1船舶总体 (2)

1.2船体结构及布置 (6)

第三章主尺度确定 (13)

2.1主尺度初步估算 (13)

第四章结构计算 (19)

结构计算 (19)

3.3纵骨架式船底骨架 (22)

3.4舷侧骨架 (26)

3.5甲板骨架 (29)

3.6支柱 (31)

3.7非水密支承舱壁 (32)

3.8水密舱壁 (33)

3.9深舱 (34)

3.10首尾柱 (35)

3.11船端加强 (36)

3.12机炉座和轴隧 (37)

3.13上层建筑 (38)

3.14机舱棚 (39)

3.15舷墙及栏杆 (39)

3.16舱口 (40)

第五章螺旋桨设计计算说明书 (41)

第六章总结 (47)

致谢 (48)

参考文献 (49)

附录一文献综述 (50)

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

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。

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

Ⅱ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。

1.1.4 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575mm

0#肋位距尾垂线300mm

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

0.873

1.1.6 尺度比

长宽比L/B 6.71

宽度吃水比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 1.209

1.1.7 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:

750

r.p

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：

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

(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：Ф34mm

型号：AM2有档首锚链

长度：412.5m

3) 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150m 3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1.0m

1.2.4 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

机舱配备两套二氧化碳灭火系统；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。

1.2.8 舱面配件

(1) 门:

下甲板上首部各类舱室及二氧化碳室、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ф250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.

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：

2437

470.160.725100.13510Lpp Nc Nc Nc --=+-?+?

其中：20英尺集装箱数量Nc=380

代入方程得 Lpp=98.1m 初取Lpp=98.1m

2.1.3型宽

根据经验公式：

()1c D D C

B b r r

C ≥?+-

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 B ≥9.866m ，初取B=10m

2.1.4型深

根据统计资料D/d 在1.4～2.0之间

初取 D=6m

2.1.5方形系数

根据亚历山大公式：

1.68B n C C F =-

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C b=0.70

3.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Lpp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 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=7.773m

f（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=7.86m

4.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*D0.2825=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