摘 要

本文概述了150米散货船主船体的生产设计。工作重点是在理解了生产设计是船舶设计的一个阶段的基础上，学习“怎样造船”和“怎样合理组织造船生产”。结合船舶生产设计的指导思想和产品特点以及承造厂生产条件，提出了建造150米散货船主船体的一套方案。内容包括主船体理论重量计算、外板展开绘制，分段划分方案、主船体分段安装工时计算，底边舱802分段建造方案等。

关键词：散货船；船体生产设计；分段划分；建造方案

Abstract

This paper summarizes the production design of 150 - meter bulk cargo owner's hull. The key point is to learn "how to build a ship" and "how to organize shipbuilding production reasonably" on the basis of understanding that production design is a stage of ship design. According to the guiding ideology and product characteristics of ship production design and the production conditions of the carrier factory, a set of schemes for building the hull of 150 - meter bulk cargo owners are put forward. The contents include the theoretical weight calculation of main hull, the expansion drawing of outer plate, the segmentation scheme, the calculation of the installation working hours of main hull segments, and the segmentation construction scheme of bottom cabin 802, etc.

Key words: bulk carrier; hull production design; sub-division; construction

目 录

第1章 绪论 1

1.1 本次毕业设计的主要目的及意义 1

第2章 产品及承造厂基本条件概述 3

2.1 产品概述 3

2.1.1 本船主尺度 3

2.1.2 散货船现状 3

2.2 承造厂生产条件概述 3

2.2.1 公司简介 3

2.2.2 生产背景 4

第3章 毕业设计指导思想 6

第4章 船舶建造方案 7

4.1 船舶建造方案的选择依据 7

4.1.1 根据船舶产品的特点 7

4.1.2 根据船厂的生产条件 7

4.2 确定船舶总装方案 8

第5章 船体分段划分方案 9

5.1 分段划分图 9

5.1.1 分段重量和尺寸的选择 9

5.1.2 船体结构强度的合理性 9

5.1.3 施工工艺的合理性 9

5.2 本船船体分段划分方案说明 10

5.2.1 艏、艉总段 10

5.2.2 货舱区域分段 11

第6章 典型分段建造方法 13

6.1 分段建造方法 13

6.2 装焊顺序 13

6.3 施工技术要求 14

第7章 船舶总装 15

7.1 船舶总装的准备工作 15

7.2 分段临时加强 16

7.3 船台吊装定位线 17

7.4 定位方法及接头形式 18

7.4.1 定位方法 18

7.4.2 接头形式 18

7.5 船台周期计算说明 18

7.5.1 工时定额的作用 18

7.5.2 计算公式 18

7.6船台吊装方法 20

结 论 21

参考文献 22

致 谢 23

第1章 绪论

本次选题为150米散货船的生产设计，在本次生产设计中，我了解到生产设计是船舶设计的一个阶段，并学习到怎样造船以及根据相关的条件和情况“合理地组织造船生产”。

造船生产设计就是在船舶设计过程中，在船舶总的建造方针已确定的情况下，以详细设计为基础，根据船厂的具体条件，按工艺阶段，施工区域和单元绘制记入各种工艺指示和各种管理数据的工作图表，以及提供生产信息文件的一个设计过程。

造船生产活动的实践表明，在船舶设计中增加以造船施工为对象的生产设计，虽然增加了一些工作设计量，由于它可以科学合理地指导施工，使生产工艺和管理合法化，最终因提高效率和降低成本而获得更高的效益，生产设计是实施现代造船模式的核心工作内容，所以生产设计是十分重要的。

现阶段生产设计是应用统筹协调理论和成组技术的基本原理在图纸上“模拟造船”的过程，所以，学习成组技术来“造船”和应用统筹协调理论“合理组织造船”也是本次毕设最大的目的所在。而成组技术正在向信息技术和智能技术发展，工程状态也正在从区域建造向壳舾涂一体化以及全面模块化和数字化的虚拟仿真造船一步步迈进，可见世界范围内的造船技术正在不断向前发展，我们作为下一代造船人，也应该不断的学习吸收新的知识，创造出一个适合国内船厂的造船模式。

1.1 本次毕业设计的主要目的及意义

（1）在进行毕业设计任务分析、资料检索、调研的基础上完成开题报告。

（2）在比较及论证的基础上，制定主船体建造及分段建造方案，进行主船体分段划分；绘制主船体外板展开图，编制主船体分段重量计算书，绘制主船体分段划分及余量布置图。

（3）设计船台安装程序，绘制主船体分段船台安装程序图和安装定位线图。

（4）计算船台安装工时，编制主船体分段船台安装工时计算书和安装进度日程表。

（5）进行指定分段的生产设计，绘制该分段生产设计图表。

（6）编制毕业设计报告书，字数要求不低于10000字；所涉及参考文献不低于10 篇，其中外文文献不少于2篇，并作200-300 汉字/篇的摘要；毕业设计报告书应符合“武汉理工大学本科生毕业设计（论文）撰写规范（理工类）”的要求。

（7）翻译与设计任务有关外文文献一篇，英文字符数不少于2 万印刷符（或翻译后的中文不少于5000个汉字）。

（8）设计图纸：折合不少于5张2#图纸设绘工作量。

第2章 产品及承造厂基本条件概述

2.1 产品概述

2.1.1 本船主尺度

（1）总长：149.98m

（2）垂线间长：140.20m

（3）型深：11.66m

（4）设计吃水：8.60m

（5）设计水线长：145.30m

（6）型宽：21.60m

2.1.2 散货船现状

散货船自20世纪50年代中期出现以来，总体上保持着非常强劲的增长势头。在国际航运业中，散货船运输占货物运输的30%以上。由于货运量大，货源充足，航线固定，装卸效率高等因素，散货船运输能获得良好的经济效益，散货船已成为运输船舶的主力军。随着世界经济的发展，散货船运输仍将保持较高的增长势头.

现如今，油船和散货船的尺寸越来越大,新的船型层出不穷,新材料和新的建造方法的采用,这就要求船舶更加安全可靠,同时又要有更高的效率和经济性。散货船的发展趋势主要体现在双壳化、大型化、快速性、多用途化、使同年限增长、环保和自动化程度提高等几个方面。目前世界散货船队中在航船舶的货舱结构大多为单壳体，然而近年来单壳体散货船频繁发生的海难事故越来越引起国际海事组织（IMO）和各船级社的关注，而双壳体船具有良好的安全、经济和运营优势，散货船的双壳化已是大势所趋^[10]。

2.2 承造厂生产条件概述

2.2.1 公司简介

武昌船舶重工有限责任公司，简称“武船”，隶属于中国船舶重工集团公司，始建于1934年原名武昌造船厂，2009年2月改制为武昌船舶重工有限责任公司，下有18个子公司，是我国重要的军工生产基地和以造船为主的大型现代化综合性企业^[1]。

武船总占地面积570万平方米，在武昌总部、阳逻经济开发区、庙山开发区及青岛海西湾设有大型制造基地。

武船始终按照中船重工集团公司“创建中国最强最大，国际一流船舶集团”的发展要求，以科技为支撑，不断创新超越，走品牌化、高端化、国际化发展之路，在高技术船舶、大型水利工程、航天设施、大型现代化桥梁、重型装备和多种成套设备领域实现了规模化发展，形成了军品、民船、非船舶产品三大主业协调发展的经营格局，主导产品在国内同行业内处于领先地位，并走向国际市场。

早在上世纪80年代，武船就开始建造服务于海上石油钻井平台的高端出口船舶。20多年来，武船在国际先进船型研究，先进制造技术、先进工艺研究与应用，国际各大船级社船舶入级标准和各类新规范上，建立起国际化的高端特种船舶研发与营销体系。武船建造的海洋工程船、小水线面双体船、穿浪船、挖泥船、科学考察船、海事船、深潜救生艇、水下探测打捞深潜器、浅海管线电缆维修装置、高速快艇等一系列高技术含量、高附加值船舶或装置，在国内处于领先地位或达到了国际先进水平，海洋工程船出口到希腊、挪威等西欧国家。

在坚定总部发展高技术含量、高附加值船舶的同时，武船突破地区限制，输出管理与技术，沿江发展中型船舶，成功建造了12400吨散货轮，实现了武船建造万吨轮的突破，并开始批量建造其它船型。

武船正在青岛海西湾建设海洋石油平台和大型船舶建造基地。建造FPSO、半潜式平台等海洋工程装备和大型民船，参与国际竞争。

武船始终注重以科技和创新引领发展，是国家船舶工业"创新能力十强"企业，拥有国家级的企业技术中心，拥有舰船设计所、舰船设计开发研究所、特种材料应用技术研究所、信息集成公司等多个研究机构，具有独立设计、联合设计、重大工艺技术攻关、核心工艺技术创新与应用的业绩和能力。武船拥有自主知识产权的"企业信息空间工程"和计算机全三维生产设计体系，在船舶行业内率先实现了设计、制造和管理信息化，在主导产品领域建立了一系列技术标准和工艺规范，始终处于行业主导地位；中国船舶工业武汉综合计量站和中国船舶工业武汉材料与结构试验检测中心，是武船重要的技术资源。

武船建立了国际通行的质量管理体系、职业健康安全管理体系、环境管理体系；具有一二三类压力容器设计制造、桥式起重机制造、钢结构和水工金属结构制造安装一级专业承包等资质50多件，是国内船舶工业企业中拥有高等级专业承包资质最多的综合性企业。

2.2.2 生产背景

（1）建造艘数：年产量3艘

（2）建造船台：本船可选择在一下船台进行建造：

9号露天船台：该船台尺度为172m×22m，承载能力10000吨；设有60吨高架吊2 台，10吨高架吊1台；100吨和150吨液压船台小车各一台。

7号露天船台：该船台尺度为172m×22m，承压能力10000吨；设有60吨高架吊两台，10吨高架吊一台；100吨和150吨液压船台小车各一台。

6号露天船台：该船台尺度为172m×22m，承压能力5000吨；设有15吨高架吊一台，300吨龙门吊一台；100吨和150吨液压船台小车各一台。

（3）分段建造区：在船体车间建造，其建造区尺度为125m×27m×14.5m×2跨；东、西两跨各设30t/10t 和50/10t行车2台,各跨大门高10.6m，宽22m。

在露天分段建造区建造，有10t龙门吊16台，120t龙门吊2台。

（4）下水方式：梳式滑到横向牵引式下水。

（5）下水期：每年5至10月。

（6）建造材质：船体结构用钢材和型材为B级钢；主机座面板为E级钢；腹板为D级钢；其余均为A级钢。

（7）建造材料规格：δ≥8～22mm；1800 ㎜×6000mm；1600 ㎜×6000mm；1800 ㎜×8000；其余无特殊限制。

第3章 毕业设计指导思想

当前，我国已明确提出世界造船第一大国的发展战略目标，我国造船业正处于飞速发展的黄金时期，造船事业空前繁荣，各种先进的船舶制造技术和方法不断涌现，但造船买方市场状况仍将持续，造船生产竞争仍然十分的激烈，要在竞争中生存发展，就必须适应现代化造船模式转换的要求，采用先进造船管理方法和管理技术，以降低产品成本，提高产产品质量，提高综合生产力，提高技术效益、经济效益和社会效益为目标。通过实践先进的船体生产设计，推广造船新技术、新工艺，改进生产工艺流程，缩短中间产品的运输路线，大大缩短造船周期，减少单位产品工时和管理成本，降低材料和能源消耗，提高生产效率^[6]。

本次毕业设计，我们应结合船舶产品特点和承造厂的生产条件，参考国内外的生产技术发展的前沿，创造性地应用所学知识解决设计中遇到的问题。同时又要注重密切结合生产实际，充分考虑承造厂的具体情况，最有效地利用承造厂现有技术水平和设备能力，最大限度的改进施工条件。使本次毕业设计做到生产上可行，技术上先进，经济上合理。

（1）在船舶生产设计中我们应该注意以下几点：

（2）能适应具体生产条件，充分利用现有的设备和场地。

（3）能保证工厂建造此种船舶的年度计划的完成。

（4）能满足船舶结构和工艺上的合理性要求。

（5）能获得最好的技术经济指标，其中包括提高质量、降低成本、缩短建造周期、提高生产效率等等。

（6）能有利于合理的组织劳动力，注意生产节奏。能有效的改善施工条件、减轻劳动强度。

第4章 船舶建造方案

通常上来讲，船舶建造方案指的就是建造船体的方法，是根据产品的特点以及有关的制造要求，结合船厂生产条件制定的基本方案，其包括船体建造阶段的具体划分，船体分段和总段的建造方法，以及船体在船台上的建造方法。但是，随着现在造船技术的不断发展，作为整个船体建造的基础，船体建造的方法已经不能局限于上述几种方法之内了，我们必须要有新的方法，其中就包括船舶的壳、舾、涂一体化。因次，在建造时充分考虑到产品的特点以及船厂的生产条件是十分重要的，这也是制造出最佳方案的过程中必不可少的。总而言之，它不是一般生产工艺的罗列，而是选择船体建造的主要技术对施工中特殊问题的处理。

在选择建造方法时主要要考虑以下几点：

（1）充分考虑船厂生产条件，使之能够满足所选建造方案。

（2）尽可能提高船台利用率，缩短船台周期。

（3）采用较为简单的安装方法，以减少劳动强度并保证安全。

（4）尽量减少船台焊装工作量，减少在焊接过程中的变形，同时减少劳动强度。

（5）充分利用板材，提高利用率，减少浪费。

4.1 船舶建造方案的选择依据

4.1.1 根据船舶产品的特点

船舶主尺度和船型是影响船舶建造方案的重要因素。如果船舶的平行中体较短，船体则主要由曲面分段和各种立体分段组成，因次建造方案的重点应该放在优化曲面分段和立体分段的制造工艺上，并且要合理的分配装焊场地；如果船舶的平行中体较长，则船体的平面分段数量较多，因而建造方案的重点应当在优化平面分段制造工艺上，同时也要合理的分配装焊场地。

另外，由于船台起重能力已经确定，船舶主尺度以及船型特点也是影响船舶总装方法的重要因素。大型船舶视具体情况可选用岛式建造法或是塔式建造法；中型船舶则适合选用塔式建造法；小型船舶则基本上选用总段建造法。总而言之，对于建造法的选用要根据具体条件选用最适合的，已达到良好的建造效果。

4.1.2 根据船厂的生产条件

船台起重能力：船台起重能力是影响船体建造方案的主要因素。其中包括船台和车间的其中运输能力、船体车间的加工能力、舾装车间的加工能力、装焊车间的生产面积等等。在实际生产过程中，如果船台起重能力不足，即使是尺度较小的船舶，也不能使用总段建造法。由此可见，船台的起重能力必须要达到一定的要求才能满足各种建造方法的使用。

（1）船厂所处的生产场地：在实际生产过程中，船台的类型、大小等因素都会直接影响到建造方案的选用。例如在使用水平船台时，水平平台方便车辆行驶，一般用作总段建造的船台。要充分利用船台较舾装码头有利的条件，尽量增加下水前的完工量，使得船舶建造总周期缩短。在其他条件允许时，扩大分段和总段的预装范围，能够提高分段和总段安装的完整性。

（2）船厂的劳动力：船厂的劳动力负荷也会影响建造方案的实施，因次也是要考虑到的因素。若船厂的劳动力足够，可以选用大范围的岛式建造法，这样周期会大大缩短；相反，若船厂的劳动力不足，则需要考虑其他的建造法，例如塔式建造法。

4.2 确定船舶总装方案

本船为钢制单甲板散货船，总长为149.98米，型宽为21.60米，型深为11.66米，平行中体长度109.4米，设有球鼻艏、首楼、尾楼，起居室、会议室、机舱等都在尾部，有四个货舱，期间用水密舱壁分隔，货舱区为双壳和双层底结构，船首和船尾部分为双层底结构。另外，本船是混合构架型式，部分双层底采用纵骨架式，大部分区域采用横骨架式结构。

如果采用塔式建造法，建造时以中间偏后的底部分段为基准分段，先吊上船台定位固定，然后向船尾和两弦，自下而上依次吊装各分段。这一种安装方法较为简便，有利于扩大施工面和缩短船台周期。但缺点是容易在焊接时产生变形且这种变形不易控制，在完工后首尾端上翘幅度较大。

如果采用岛式建造法，将船体划分为2到3个建造区，每个岛选择一个基准分段，按塔式建造法的施工方法同时进行建造，岛与岛之间用嵌补分段连接起来。这一种建造方法可以充分利用船台面积，扩大施工面并缩短船台周期，与塔式建造法不同的是，其建造区长度更短，船体刚性较大。因此，它的焊接总变形比塔式建造法小，不过在各岛进行嵌补时的作业量比较复杂，所以对船厂的要求较高，要求船厂有较强的统筹管理能力和先进的处理嵌补分段的能力，因承造厂为武昌造船厂，具备上述能力^[4]。

综上所述，本船采用塔式建造法或岛式建造法皆可，本次毕设采用塔式建造法。

第5章 船体分段划分方案

5.1 分段划分图

船体分段划分图是根据船厂的吊装能力对船舶进行分段划分的生产设计图样。分段划分图表达全船分段的数量，各分段的接缝位置和分段理论重量，以及船台装配余量的数量和加放位置。

5.1.1 分段重量和尺寸的选择

分段的重量和尺寸越大，分段的数量就越小，这样可以减少船台装焊工作量和高空作业量，提高功效和改善劳动条件。但是在分段时，应考虑到船厂生产条件以及船体结构刚性的限制，所以必须根据实际条件来决定分段的重量和尺寸的大小。

在划分船体的分段时，通常首先以分段重量不超过船厂起重运输能力为划分原则，但是这样划分是不一定合理，因为船体各部分结构的强弱不同，各单位面积重量相差很大，如果仅仅按照船厂的起重能力来分段，会导致某些分段的尺寸过大，结构刚性不足，不易吊装等问题。因次，根据船体结构特点，船底、船首、尾和某些上层建筑立体分段应该以船厂起重运输能力为主要因素来划分，而甲板、舷侧等则是应该以分段结构刚性和分段吊运翻身的可能性为分段划分的主要因素^[2]。

5.1.2 船体结构强度的合理性