摘 要

本文简要介绍了开体泥驳及其设计特点，并详细说明了700方开体泥驳总体设计的过程。文章以设计总长为53.1m的开体泥驳为核心，从船体主要要素确定、船体型线设计、静水力计算、总布置设计、舱容计算、稳性衡准、螺旋桨设计、舵设计等几个方面对总体设计的方法及计算过程作出详细说明。

整个设计的依据是《国内航行海船建造规范》（2015）及《国内航行海船法定检验技术规则》2014 综合文本两部法规，采用母型船改造设计法，逐步推进，最终形成总体设计方案。

关键词：开体泥驳总体设计 母型改造设计法

Abstract

This article has briefly introduced split hopper barge and the design features of them. Also，the paper has explained the whole process of overall design of a split hopper barge in more detail. The explaination takes the overall design of 53.1-meter split hopper barge as core explaining the methods of overall design and the procedures of calculation at length in following aspects: the determination of ship's principal dimensions, ship lines design, the calculations of hydrostatic performances, arrangement design, the calculations of volume of liquid tanks and hold capacity, stability criterion, the design of propeller and the design of rudder.

The whole design is based on the following two regulations: The rules for the construction of sea going steel ships (2015) and The sea going ships statutory inspection technical rules (2014).The design adoptingthe mother ship reform designmethod has been conducted step by step to obtain the overall design results finally.

Key Words: Split hopper barge, overall design,the mother ship reform design method

目录

毕业设计任务书 3

摘 要 I

第1章 绪论 1

1.1. 背景 1

1.2. 开体泥驳的特点 1

1.3. 设计任务书分析 2

1.3.1. 船型及作业方式 2

1.3.2. 设计中的关键问题 2

第2章船体说明书 3

2.1 概述 3

2.1.1. 船型 3

2.1.2. 设计依据 3

2.2. 总体性能 3

2.2.1. 主要量度 3

2.2.2. 主机型号 3

2.2.3. 主要性能 4

2.3. 总布置 4

2.3.1. 全船布置说明（详见总布置图） 4

第3章 船体主要要素确定 6

3.1. 概述 6

3.2. 主要要素确定 7

3.2.1. 绘制布置草图 7

3.2.2. 确定尺度参数 8

3.3. 排水量估算 10

3.4.重量估算 11

3.4.1. 初选主机 11

3.4.2. 空船重量LW估算 11

3.4.3. 载重量DW估算 12

3.5. 重力浮力平衡校核 14

3.6. 性能校核 14

3.6.1. 初稳性校核 14

满足规范对稳性的要求。 15

3.6.2. 横摇周期估算 15

第4章 型线设计 16

4.1. 概述 16

4.2. 型线设计的方法步骤 16

4.3. CAD绘制型线图作图步骤 17

4.4. 母型改造法设计型线 17

4.4.1. 型线主要参数选择 17

4.4.2. 绘制横剖面面积曲线 17

4.4.3. 根据横剖面面积曲线绘制型线 20

第5章 静水力计算 24

5.1. 概述 24

5.2. COMPASS静水力计算说明 24

5.3. COMPASS静水力计算过程简述 24

5.4. 静水力计算结果 29

第6章 总布置设计 31

6.1. 概述 31

6.2. 开体泥驳的布置特点 31

6.3. 总布置图构成和表达方法 31

6.4. 总体布置区划 32

6.4.1. 肋距 32

6.4.2. 双层底 32

6.4.3. 机舱部位及其长度 33

6.4.4. 泥舱及液舱布置 33

6.4.5. 上层建筑布置与内部划分 34

6.4.6浮态调整 34

第7章 稳性横截曲线计算 36

7.1. 概述 36

7.2. COMPASS横截曲线计算说明 36

7.3. 船舶进水点位置的确定 36

7.4. COMPASS稳性横截曲线计算结果 36

第8章 舱容计算 38

8.1. 概述 38

8.2. COMPASS舱室建模说明 38

8.3. COMPASS舱容计算结果 44

8.4. 舱容要素曲线 45

第9章 稳性计算 47

9.1. 概述 47

9.2. 受风面积计算 47

9.3. 泥驳应核算的基本载况说明 48

9.4. COMPASS稳性横准说明 49

9.5. COMPASS稳性衡准 49

9.5.1. 典型载况稳性衡准结果 49

第10章 干舷计算 52

10.1. 计算说明 52

10.2. 主要数据 52

10.3. 干舷计算过程 52

10.3.1. 最小夏季干舷 52

10.3.2. 基本干舷 53

10.3.3. 方形系数对干舷的修正 53

10.3.4. 有效的上层建筑和围蔽结构对干舷的修正 53

10.3.5. 非标准弦弧对干舷的修正 53

10.3.6. 最小船艏高度 54

10.3.7. 夏季干舷 54

10.3.8. 结论： 55

10.3.9. 热带干舷 55

10.3.10. 淡水干舷 55

第11章 吨位计算 56

11.1. 计算说明 56

11.2. 计算 56

11.2.1. 主要尺度 56

11.2.2. 总吨位计算（GT） 56

11.2.3. 净吨位（NT）计算 57

第12章 螺旋桨设计 58

12.1. 概述 58

12.2. 螺旋桨设计过程中应注意的问题 58

12.2.1. 螺旋桨相关因素的影响 58

12.3. 螺旋桨初步设计 59

12.3.1. 推力减额与伴流分数 59

12.3.2. 有效功率曲线 59

12.3.3. 已知设计参数 60

12.3.4. 初步设计步骤 61

12.3.5. 主机参数确定 62

12.4. 螺旋桨终结设计 62

12.4.1. 终结设计方法 62

12.4.2. 空泡校核 65

12.4.3 强度校核 67

12.4.4. 桨叶厚度分布 68

12.4.5. 螺距比修正 69

12.4.6. 确定设计桨的敞水性征曲线 69

12.4.7. 系住特性计算 70

12.4.8. 航行特性曲线 70

12.4.10. 螺旋桨主要参数总结 75

第13章 舵设计 76

13.1. 概述 76

13.2. 舵的设计方法 76

13.3. 舵类型及数目的选择 76

13.4. 舵面积 76

13.5. 舵高、舵宽、展舷比、平衡比 77

13.6. 设计舵的参数 78

13.7. 舵的布置 78

参考文献 80

附录 81

致谢 82

第1章 绪论

1.1. 背景

气候湿润的河海地区，是人类海上运输和贸易最活跃的地区之一，人们的经济和发展建设都离不开疏浚作业。我国要建设海洋大国，有漫长的海岸线的独特优势，江河湖泊丰富，有各类大小岛屿5000多个。据不完全统计，目前我国拥有着工程船舶近千艘，人员数万，年疏浚能力超过3亿立方米。自从21世纪以后，我国不断加大改革步伐，把几千公里海岸线的沿海经济当作重点来建设，大量深水港口需要疏浚，大量围海造地工程需要特定的工程船舶来完成建设，使得大型挖泥船逐渐受到广大用户的青睐。同时随着京杭运河整治、南水北调工程的提出，内河水利工程逐渐受到重视，疏浚施工项目绿色环保也越来越成为人们的共识，内河小型挖泥船同样拥有很好的应用前景。我国从20世纪50年相对落后，规模小，而之前水利清淤疏浚欠债较多，两者的矛盾致使入海口和河道水患频繁，淤塞严重，相较国外我国航道和港深标准偏低，水库面积和库容萎缩普遍。我浚施工量大是由以上实际情况决定的。因此中国有广大的疏浚市场和开体泥驳需求，这是中国开体泥驳及其疏浚业迅猛发展的最重要的前提条件。

反观欧洲的一些国家，它们的开体泥驳起步早，发展快，使用成本低，经济效应好。19世纪的工业革命，像一阵潮流大大地推进了世界的航运事业，海洋船舶的大型化预示了港口航道疏浚的重要地位。为了海上运输事业的发展，航道从未如此积极的整治过。譬如美国密西西比河，其河过150年的不懈努力，美国将河口航道水深加深到15米，极大地提高了航道的运输效率和运货吞吐量。这其中，开体泥驳发挥了不可替代的作用。同样的，开体泥驳也是填海造陆中不可或缺的工程船舶。荷兰是众所周知的低地之国，这个人口只有一千余万，国土只有四万平方公里的小国，大量国土面积由筑堤填海造成，其功劳源于对泥驳船型研究的重视和设计建造的大量的挖泥船。新加坡现有陆地面积的16%也来自填海造陆，该国本、荷兰、德国、韩国等公司亿多方建造码头。由此可见开体泥驳的重要作用。