10000 t三峡航运新通道通航散货船方案设计文献综述
2020-04-21 16:22:44
三峡工程是世界上规模最大的水利枢纽工程,其双线船闸设计通过能力5000万t(单向),渠化河流长约700km,具有巨大的航运效益。在我国经济持续稳定发展,腹地经济快速增长、三峡库区深水航道诱导和长江上游航道整治、通航条件不断改善的背景下,三峡过坝货运量持续增长,已从2004年的4309万t到2011年突破1亿t,提前19年达到设计通过能力,2011—2014年连续4年单向货运量均大于船闸设计单向通过能力。尽管交通主管部门通过发布“标准船型主尺度系列及技术方案”,采取了多种科学调度管理方案,将三峡船闸通过能力提高至1.2亿t,超过船闸设计能力的20%,但仍无法从根本满足船舶过闸需求。
在长江经济带、长江黄金水道建设以及“一带一路”的战略性背景下,长江水运量将快速发展。为服务于国家经济发展战略,建设三峡新通道、从根本上解决三峡过坝船舶拥堵问题,成为长江黄金水道建设的当务之急。而随着三峡新通道的建设,势必将出现与此相适应的新船型。
三峡成库后,库区航道条件得到根本性改善,过闸船舶数量不断增多,货船平均载重吨位不断提高,一次过闸吨位不断增长,船舶大型化趋势明显。其中,2013年1000吨级以下船舶、1000~2000吨级船舶、2000~3000吨级船舶、3000吨级以上船舶分别占过闸船舶总艘次的9.7%、14.5%、19.6%、56.2%,而5000t以上过闸船舶占过闸总艘次的比重达到30.2%。单次过闸吨位已由建闸初期的8000t增加至目前的1.6万t以上,3000~5000t船型成为过闸的主力船型。
根据航道条件,从船舶的必要运费、社会效益指标和运输效率等指标确定经济船型,也需根据船闸通过能力和船闸调度运行来优化船型尺寸。在《交通运输部办公厅关于报送三峡枢纽水运新通道代表船型初步研究成果的函》中船舶主尺度系列,集装箱船、干散货船最大尺度均为110~135m×16.3m~25m×5.5m。未来随着国家“一带一路”和长江经济带战略的深入实施,川江船舶“江海直达”亦是发展必然趋势。建议将三峡新通道代表船型110~135m×16.3m~25m×5.5m作为船舶发展的主力船型,同时考虑船长为150m×24m×6m江海直达船型的过闸需求。
国内研究现状
截止到2011年,全国内河运力规模达到8700万载重吨,船舶平均吨位突破500吨,是2003年的3倍。其中长江水系达到700吨,长江干线突破1000吨,珠江水系达到987吨。川江及三峡库区共新建符合川江及三峡库区标准船型主尺度系列标准的船舶2705艘,新建船舶符合川江及三峡库区标准船型主尺度系列的比率达到了98.5%。运力结构的调整不仅体现在内河船舶的大型化、标准化水平上,还体现在船舶等专业化水平的不断提高。标准船型主尺度系列的颁布,促使船舶设计人员采用现代方法重新优化船舶主尺度和船型型线,减小了船舶阻力,提高了推进性能;标准船型技术方案的推广,促进了船舶优秀型线设计、总布置方案以及先进船舶设备、节能环保技术的应用。
国外研究现状
从船型研究开发来看,欧洲内河船型的研究广度既涉及船型技术经济论证,也涉及限制航道下船型优化的研究,且较为深入。为满足内河发展的环保要求,还考虑了船型对航道和护岸的影响。欧洲内河船型研究成果,注重技术经济性能的提高,具有推广和应用价值,而我国内河船型开发比较粗浅,缺少定量研究。欧洲内河典型货船长宽比较大,而干舷较小,舱口围接近1米,通过水密的舱口围板解决船板稳性难题,可以降低造价。这种低干舷船型适合渠化的运河航道,对我国内河船型具有借鉴性。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}本设计主要研究内容为10000 t三峡航运新通道通航散货船方案设计,主要航行于长江干线重庆以下航域,并适合于规划中的三峡新通道的散货船型,航线和设计航区经调研后确定,初步确定为宜昌至长江口河段,设计航区为A级和B级航区。本船为钢质,单甲板,双机,柴油机驱动的散货船。本船在静水中、风力不超过蒲氏3级时的满载试航速度不低于18km/h,续航力不小于3000km,或经调查后自行确定。其他参数如船员,主辅机,燃料,锚、系泊、起货、救生、消防及航行型号等设备根据设计规范或实际要求配置。
进行本次设计时,首先查阅国内外资料、文献等,并进行相关的调查,按照按”ccs”有关规范入级、设计和建造。本船初步确定以运煤炭为主,根据设计任务书,通过分析,根据长江干线航道规划表,长江干线桥梁,长江干线各大坝船闸,并结合三峡水运枢纽新通道设计代表船型主尺度系列,确定船舶主要要素的大致范围。本船主要以经济性为主,辅以绿色环保,并考虑快速性,主要解决经济性与快速性之间的矛盾。进行型线设计、绘制型线图,计算静水力特性,静水力曲线图及邦金曲线图。 进行总布置设计时,完成液体舱的舱容要素计算(典型舱〕、纵倾调整,完成设计船总布置图纸。之后进行稳性,快速性,最小干舷和吨位的性能计算和校核。最后,绘制相关设计图纸,撰写设计报告完成本次设计。