摘 要

本文讲述了一条120TEU湖南干支直达型集装箱船的设计思想与详细设计步骤，该船航行于湖南湘江至上海港外高桥港区。

论文以优秀母型船为基础，通过母型船改造，进行型线设计；根据规范要求确定了主体舱室划分，并进行了总布置图的绘制；在此基础上,利用Stab软件进行静水力计算；以最新法规为依据，对新设计船的浮性、稳性、干舷等进行了校核，一步步设计出满足任务书要求的船舶。

作为集装箱船，设计过程中重点考虑了其总布置、载重量及经济性要求。研究结果表明：所设计船各项性能符合任务书要求，满足各种规范、法规的要求。其性能优良，结构完整。

本文特色：1. 在确定主尺度时，采用了C 编程，设定了变量、可行域、约束条件、并以其经济性为目标函数，进行优选。

2. 静水力计算时采用Stab软件，计算过程简单明了，计算结果准确可靠。

关键词：湘江；干支直达型；集装箱船；方案设计

Abstract

This paper is mainly talks about how to design a 120TEU Hunan Ganzhi direct type container ship and detailed design steps, the ship sailing in the Xiangjiang River in Hunan Province to Shanghai Port Waigaoqiao port area.

The excellent mother ship as the foundation, through the transformation of parent ship, type line design; according to the specifications to determine the main compartment, and the general layout of the drawing; on this basis, using Stab software for static hydraulic calculation; with the latest regulations as the basis, of new ships buoyancy, Stability and freeboard is checked, a step by step design that meet the requirements of the task book of inland river container ship.

As a container ship, the design process focuses on the general layout, weight and economic requirements. The results show that the performance of the designed ship meets the requirements of the task book, and meets the requirements of all kinds of rules and regulations. Its performance is good, the structure is complete.

The characteristics of this paper: 1 in the determination of the main scale, the use of C programming, set the variable, feasible domain, constraints, and its economy as the objective function, to optimize.

2 hydrostatic force calculation using Stab software, the calculation process is simple and clear, accurate and reliable calculation results.

Key Words：Xiangjiang; container ship; Ganzhi direct type ; scheme design

目 录

第1章 绪论 1

1.1 目的及意义 1

1.2 研究内容与预期目标 1

第2章 全船说明书 3

2.1 概述 3

2.1.1 用途 3

2.1.2 船型 3

2.1.3 航区、航线 3

2.1.4 规范、规则 3

2.2 总体性能 3

2.2.1 主尺度 3

2.2.2 各层甲板间层高（以甲板中心线处为准） 4

2.2.3 定员 4

2.2.4 性能 4

2.3 总体布置 5

2.3.1 概述 5

2.3.2 舱室划分 5

2.4 船体舾装 6

2.4.1 螺旋桨 6

2.4.2 舵设备 6

2.4.3 锚泊系泊设备 6

2.4.4 救生、消防 6

第3章 任务书分析 7

3.1 航区及用途 7

3.2 市场分析 7

3.3 船型、性能及总布置 7

3.3.1 船型 8

3.3.2 载箱量 8

3.3.3 航速 8

3.3.4 船员编制及配置 8

3.3.5 燃料及动力系统 8

3.3.6 吃水 8

3.4 设计船主要特点 9

3.5 采用的技术措施 9

3.6 主要矛盾 10

第4章 主要要素的确定 11

4.1 综述 11

4.1.1 主尺度系列 11

4.1.2 母型船资料 13

4.2 初步估算主要参数 14

4.2.1 船长L的确定 14

4.2.2 船宽B的确定 15

4.2.3 吃水T的确定 15

4.2.4 型深D的确定 16

4.2.5 方形系数Cb的初步确定 16

4.2.6 尺度比系列 16

4.2.7 小结 17

4.3 估算排水量 17

4.3.1 粗估主机功率 17

4.3.2 空船重量LW的估算 18

4.3.3 载重量DW的估算 18

4.3.4 根据重力浮力平衡重新确定方型系数 19

4.3.5 小结 20

4.4 主要性能的校核 20

4.4.1 稳性校核 20

4.4.2 横摇周期校核 21

4.4.3 快速性的校核 21

4.5 经济性的计算 23

4.5.1 建造成本 23

4.5.2 营运成本 24

4.5.3 最小货运费率RFR计算 25

4.6 EEDI指标计算 25

4.6.1 船舶设计能效要求 25

4.6.2 Required EEDI计算 26

4.6.3 小结 29

4.7 编程优化主尺度 30

4.8 最终确定主尺度 37

第5章 型线设计 38

5.1 综述 38

5.1.1 型线设计的要求 38

5.1.2 型线设计方法 38

5.2 主要型线要素的选择 39

5.2.1 棱形系数Cp和中剖面系数Cm的选择 39

5.2.2 浮心纵向位置Xb 39

5.2.3 平行中体长度和位置、最大横剖面位置 41

5.2.4 横剖面面积曲线的形状 41

5.2.5 设计水线 41

5.2.6 横剖线形状 42

5.2.7 中纵剖面线 43

5.3 母型船型线图的绘制 46

5.3.1 母型船主要要素 46

5.3.2 母型船型值表 47

5.3.3 根据型值表绘制母型船型线CAD图 47

5.3.4 绘制母型船横剖面面积曲线图 49

5.4 设计船型线图的绘制 50

5.4.1 设计船主要要素 50

5.4.2 主尺度不同所做的修改 50

5.4.3 构造横剖面面积曲线 50

5.4.4 作图法移动横剖线，绘制半宽水线图 53

5.4.5 绘制横剖线图 53

5.4.6 绘制纵剖线图 54

5.5 设计船静水力的计算 55

第6章 总布置设计 57

6.1 综述 57

6.1.1 主要工作 57

6.1.2 应遵循的基本原则 57

6.1.3 总体规划 57

6.2 总体布局区划 58

6.2.1 基本要素确定 58

6.2.2 主船体舱内的划分 59

6.2.3 液舱 60

6.2.4 上层建筑的舱室和通道布置 61

6.3 锚泊和系泊设备 65

6.3.1 舾装数计算 65

6.3.2 锚泊及系泊设备配置 66

6.4 救生设备 68

6.5 消防设备 68

6.6 信号设备 69

6.7 舵设备 69

第7章 螺旋桨设计 71

7.1 概述 71

7.1.1 螺旋桨的数目 71

7.1.2 螺旋桨的叶数 71

7.1.3 设计图谱的选择 72

7.1.4 已知条件 72

7.2 爱尔法计算有效功率曲线 73

7.3 MAU图谱设计 75

7.3.1 初步设计 75

7.3.2 终结设计 78

7.4 空泡校核 80

第8章 稳性计算书 82

8.1 概述 82

8.2 舱容要素曲线 82

8.2.1 规则液体舱的计算 82

8.2.2 不规则液体舱的计算 84

8.3 浮态调整 85

8.3.1 满载出港 85

8.3.2 满载到港 86

8.3.3 空载出港 86

8.3.4 空载到港 87

8.4 初稳性计算 88

8.4.1 静水力曲线 88

8.4.2 各载况初稳性计算 88

8.4.3 自由液面对初稳性的修正 89

8.5 大倾角稳性 90

8.5.1 稳性插值曲线 90

8.5.2 横摇角计算 91

8.5.3 进水角和极限静倾角 91

8.6 静稳性计算 93

8.6.1 自由液面横倾力矩 93

8.6.2 静稳性臂计算 94

8.7 动稳性计算 96

8.8 稳性曲线 97

8.9 最小倾覆力臂 99

8.10 风压倾侧力臂 99

8.11 全速回航倾侧力臂 99

8.12 稳性校核 100

第9章 吨位丈量估算书 102

9.1 概述 102

9.2 主要参数 102

9.3 总吨位 102

9.3.1.1 主甲板以下所有围蔽处所的型容积V1 102

9.3.1.2 主甲板以上所有围蔽处所的型容积 V2 103

9.3.1.3 主甲板以上应计入的固定载客的开敞处所的容积V₃ 103

9.3.1.4 主甲板以上应计入的固定载货的开敞处所容积V₄ 104

9.3.1.5 总吨位计算 104

9.4 净吨位 104

第10章 干舷计算书 106

10.1 概述 106

10.2 主要参数 106

10.3 干舷计算 106

10.3.1 基本干舷 106

10.3.2 型深对干舷的修正 106

10.3.3 舷弧对干舷的修正 106

10.3.4 舱口围板高度和舱室门槛高度对干舷的修正 108

10.3.5法规要求最小干舷 108

10.3.6 干舷衡准 109

第11章 舾装数计算书 110

第12章 总结 110

参考文献 111

附录 112

致谢 113

第1章 绪论

1.1 目的及意义

湖南省位于长江中游南部，是我国内河水运资源较丰富和内河水运较发达省区之一。目前，湖南省航道通航里程位列全国第三。因此航运是湖南交通运输的重要组成部分。湘江是长江的一级支流，随着湘江沿线地区国民经济持续快速增长和经济总量的不断扩大，湘江水运量将持续增加，预计将由2010年的1.2亿吨增加到2020年、2030年的1.8亿吨和2.6亿吨，其中集装箱运量将由2010的38万TEU，增加到2020年、2030年的95万TEU和200万TEU。

2011年国务院下发了《关于加快长江等内河水运发展的意见》（国发〔2011〕2号），明确提出了利用10年左右的时间，建成畅通、高效、平安、绿色的现代化内河水运体系，建成比较完备的现代化内河水运安全监管和救助体系，运输效率和节能减排能力显著提高，水运优势与潜力得到充分发挥，对经济发展的带动和促进作用显著增强。内河集装箱船必会向大型化、专业化、多元化发展。

内河运输船舶是内河水运体系的重要组成部分，内河船型标准化是构建现代化内河水运体系的必备要素，也是内河水运节能减排的重要内容。“十二五”期，船舶标准化被纳入国家规划。船型标准化工作是一个系统工程，其中船型主尺度系列的制定和实施是推进内河船型标准化工作的重要组成部分。

1.2 研究内容与预期目标

A．进行毕业设计相关资料检索及分析、毕业设计调查、毕业设计任务分析等工作。