摘 要

承造船厂是武汉某船厂，设计对象是23000吨江海联运散货船，任务是进行生产设计。我们先搜集有关船舶生产设计的论文，写文献阅读报告，并对外文文献进行翻译。之后进行船体结构分析，分组合作，共同完成主船体理论重量计算。计算完成后，我们制定船体分段划分方案和总段划分方案，并绘制相关图纸。

关键词：散货船；船体生产设计；建造方案；分段划分。

Abstract

The shipyard is a shipyard in Wuhan. The design target is 23,000 tons of Jianghai Intermodal Bulk Carrier. The task is to carry out production design. We first collect papers on ship production design, write a literature reading report, and translate foreign literature. After that, the hull structure analysis is carried out, and the cooperation is carried out in groups to jointly calculate the theoretical weight of the main hull. After the calculation is completed, we formulate the hull segmentation plan and the total segmentation plan, and draw the relevant drawings.

Key Words：Bulk carrier；Hull production design；Sub-division；Construction

武汉理工大学本科生毕业设计论文开题报告

1.目的及意义

本课题是23000DWT江海联运散货船船体生产设计。船舶生产的现代设计可分为三个部分：初步设计，详细设计和生产设计。生产设计将设计、工艺、管理融合在一起，关联多个部门，贯穿了整个船舶设计过程的始终。生产设计可以将其看成在纸上模拟造船的过程。生产设计的图表是现场生产的唯一依据。过去设计和建造长期脱离，而使得设计起到组织生产和指导生产作用的，正是生产设计。现阶段生产设计的主要方向有怎样采用新的建造方法、使用什么样的新设备、怎样提高施工精度、如何使图纸错误率降低等。1978年我国从日本引入生产设计理念，但与国外先进水平相比还有差距。

2.生产设计的基本内容

1.主船体结构特性分析和理论重量估算

2．主船体生产设计

（1）主船体分段重量计算

（2）主船体总体建造方案

（3）主船体全船分段划分方案

（4）主船体分段船台安装顺序

（5）主船体分段船台吊装定位线

（6）主船体分段船台工艺进度

（7）甲板分段生产设计工作图纸

3．生产设计工作图、表绘制

需要绘制和编制的图表有：外板展开图、分段划分图、吊装定位线图、分段吊装顺序图、船台工艺进度表、甲板分段工作图。

4．工作进度

第一周进行准备工作，主要搜索关于船舶生产设计的相关资料，在学校图书馆下载文献进行阅读，并且写10篇阅读报告。对英文文献进行翻译。第二周到第四周我们分组合作，共同完成船体理论重量估算，我完成#102-#159肋位船体重量估算。第五周到第七周我们探讨设计船体建造方案和划分方案。第八周到第九周制定分段吊装顺序，并画出分段吊装定位线图和船台工艺进度表。第十周到第十一周对课题所选区域的分段进行研究，绘制相关工作图纸。第十二周编写设计报告书。

目录

第1章 绪论 1

第2章 设计产品与承造厂生产条件 2

2.1 产品特点 2

2.2.1船舶概述 2

2.2.2主尺度 2

2.2.3载重量 2

2.2.4容积 2

2.2.5航速和续航力 2

2.2.6航区 3

2.2.7舱口盖及启动方式 3

2.2.8船级、规范、规则 3

2.2.9船体结构 3

2.2承造厂生产条件分析 4

第3章 生产设计指导思想 5

第4章 船体建造方案 6

4.1 影响本船建造方案的主要考虑因素 6

4.2 船体建造方案的综合评价 6

4.3 船台总装方式（建造法）的选取 6

第5章 船体分段划分方案 8

5.1 船体分段划分的总体思想 8

5.1.1 分段重量与尺寸的选择 8

5.1.2 生产负荷的均衡性 8

5.1.3 船体结构强度合理性 8

5.1.4 施工工艺的合理性 8

5.2 典型分段划分方案说明 9

5.2.1 艉部区域 9

5.2.2 船艏区域 11

5.2.3 货舱区域 13

5.2.4 甲板区域 13

5.3 全船分段划分方案 14

第6章 船体分段总组 15

第7章 典型分段建造方法 19

7.1 分段建造方法分类 19

7.2 甲板506分段建造 19

7.2.1 甲板506分段的结构特征 19

7.2.2 分段建造方案的选择 21

第8章 船台装焊工艺 22

8.1 船台总装准备工作 22

8.2 船台安装顺序 24

8.3 船台安装工时及工艺进度表 26

第九章 设计总结 27

参考文献 28

附录 29

致谢 30

第1章 绪论

水运通常划分为内河和海洋两个相对独立的运输体系。为了减少运输环节，缩短运输周期，同时节省人力物力，江海联运船舶很好满足了这些要求。我国江海联运船舶主要用于长江三角洲和珠江三角洲。根传统船舶相比，江海联运能很好适应快速化和物流化的现代运输。

本课题为23000T散货船生产设计，主要工作是学习生产设计的知识。

本次毕业设计的主要目的及意义：

（1）详细学习造船过程，设计出本课题散货船的生产设计方案。

（2）了解如何充分利用生产过程中的各种因素。

（3）学习怎样绘制生产过程要求的图纸文件。

（4）学习如何进行船舶进度管理，并满足安全性要求。

（5）深入了解设计过程，为以后实际工作积累经验。

（6）将大学所学习的理论知识运用到实践中来，跳出课本的束缚，提高实践能力。

第2章 设计产品与承造厂生产条件

2.1 产品特点

2.2.1船舶概述

承建船是国内江海联运散货船，主要用于装运钢材、谷物、煤炭和矿砂等。本船设有首楼、尾楼。机舱在尾部。承建船有 9 道水密横舱壁。分成 5 个货舱、首尾尖舱、机舱和应急消防泵舱。

艏部区域#187肋位设有水密舱壁，5.4米平台和7.9米平台跨#94-#208肋位，10.4m平台和12.4米平台跨#94-#203肋位。

货舱区域为双壳和双层底结构，底边舱和双层底舱设置为压载水舱。舷侧边舱设有压载水舱，在No5货舱两侧的顶边舱内设有燃油舱。

2.2.2主尺度

总 长是159.4 m

垂线间长是149.80m

型 宽是24.40 m

型 深是14.00 m

设计吃水是 9.80m

结构吃水是10.20m

2.2.3载重量

载重量（设计吃水）是 23000t

载重量 （结构吃水）是 24500t

2.2.4容积

货 舱 ……………………………………………… 约 28900m3

燃 油 舱 ………………………………………………… 约 450m3

柴 油 舱 ………………………………………………… 约 90m3

淡 水 舱 ………………………………………………… 约 298m3

压载水舱 ………………………………………………… 约 9430m3

滑 油 舱 ………………………………………………… 约 50 m3

2.2.5航速和续航力

服务航速：在设计吃水9.8m 时，主机发出90%最大持续功率（MCR）和15%海上风浪裕度，在蒲氏风力不超过3 级的平静海面下为13kn

续 航 力：按服务航速、燃油消耗量、燃油舱容积和淡水舱容积计算为 6000 n mile

2.2.6航区

本船航行于近海航区和 A 级航区。

2.2.7舱口盖及启动方式

本船设有 5 个货舱口，No1 货舱开口尺寸： 15000×1300，No2, No3，No4 货舱开口尺寸： 15000×15000 ，No5 货舱开口尺寸： 16500×15000。

货舱口设有折叠式舱口盖，每个舱盖有 4 片，共计 20 块。

2.2.8船级、规范、规则

本船是在中国船级社（CCS）验船师的监督之下建造的国内江海联运双舷侧散货船。

遵照下列规范和规则，包括合同签字日期之前生效的规范和规则的任何修改条款：

(1)中国船级社（CCS）“国内航行海船建造规范”（2006），简称“规范”；

(2)中国船级社（CCS）“国内航行海船入级规则”（2006）；

(3)中国海事局“国内航行海船法定检验技术规则”（2004）及修改通报，简称“法规”；

(4)“钢质内河船舶建造规范”（2009），简称“内河规范”；

(5)“内河船舶入级规则”；

(6)“内河船舶法定检验技术规则”（2004）及修改通报，简称“内河法规”；

(7)中国船级社“双舷侧散装货船船体结构指南”（2004）；

(8)中国船级社“材料与焊接规范”（2006）及其修改通报；

(9)MARPOL73/78。

2.2.9船体结构

2.2.9.1通则

本船的结构形式为混合骨架式，即货舱区双层底双壳和甲板均为纵骨架式结构， 机舱和首尾部均为横骨架式结构。#10-#187肋位的肋位间距为750mm，艉-#10肋位和#187肋位-艏的肋位间距为600mm。

2.2.9.2外板

船底板和船侧板用纵焊缝和横焊缝连接。球鼻首处的外板，首部锚链筒端部及锚和锚链可能撞击到的船壳外板，与尾柱连接的外板均应增厚。

2.2.9.3甲板板

甲板板以纵横焊缝相互连接,上甲板厚度从船舯向首尾两端过渡,货舱开口角隅为椭圆形，机舱开口角隅也为椭圆形。

2.2.9.4底部结构

货舱双层底为纵骨架式结构，机舱为横骨架式结构。

2.2.9.5舷侧双壳结构

货舱双壳为纵骨架式结构，每 3 档肋距设置一道强框结构。

2.2.9.6上甲板结构

货舱上甲板为纵骨架式结构，机舱、首尾部甲板为横骨架式结构。

2.2承造厂生产条件分析

承建船厂是中国长江航运集团骨干造船企业，有9 座泊试码头 ；万吨级水平船台 10 座，下水斜船架 17 座，总举力达 8500吨。

本课题23000t散货船将在#1或#2号船台建造，，船台长336米，有两台吊车，一台起重能力为100t，一台为300t。由于吊车起重重量最大只有300t，船体总段最重不可超过300t。

图2.1 承建厂船台布置图

第3章 生产设计指导思想

现代造船模式的设计方法与传统船舶设计方法不同之处在于，现代造船模式不仅要解决“造怎样的船”，还要解决“怎样造船”和“怎样组织造船生产”的问题。

如图3.1，初步设计、详细设计是解决的问题是：造什么样的船。初步设计、详细设计、生产设计既相互独立，又相互渗透。

图3.1 现代造船模式的设计

在船舶的生产我们应该注意以下几点：

1）对现有的设备和场地进行充分利用。

2）确保承建船舶年度计划完成。

3）船舶结构、工艺合理性要求。

4）降低成本、提高质量、提高生产效率、缩短建造周期等。

5）更好的组织劳动力。

6）改善施工条件、减轻劳动强度。

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第4章 船体建造方案

基本原则：

（1）全面考虑船厂生产条件，保证建造方案的需求得到满足。

（2）提高船台的利用效率，缩短船台建造周期。

（3）提高劳动效率。

（4）减少船台焊接的作业量，这样可以减少船体焊接总变形。

（5）充分利用板材，降低材料损耗。

4.1 影响本船建造方案的主要考虑因素

1）船厂的起重能力：船台起重能力大小和运输能力大小。本课题承建船厂船台有两台吊车，一台起重能力为300t，一台为100t，所以船体建造方案中总段重量不能超过300t。

2）船厂的生产场地：船台(船坞)的类型、大小。本课题承建船厂船台#1、#2号船台长度为336m，完全满足建造方案。

3）船厂劳动力负荷：选择建造方案时，还需要均衡劳动力负荷，协调不同工种。

4）所建船舶主尺度和船型特点：小型船舶：总段建造法；中型船舶：塔式建造法；大型船舶：不同条件采用不同方法。

4.2 船体建造方案的综合评价

1. 可行性

船厂生产条件是否能够满足该方案，是否能够保证该产品按照计划顺利完成，该方案的船体结构可靠性能否满足要求等。

1. 合理性

建造方案尽可能充分利用现有设备和场地，便于平行作业，以提高建造效率。

1. 先进性

尽可能保障良好的施工条件。

建造方案成立的基础是可行性和合理性；在满足方案可行性和合理性时，先进性则是选择最优方案的条件。

4.3 船台总装方式（建造法）的选取

 （1）总段建造法 

（2）塔式建造法 

（3）岛式建造法 

总段建造法是先将基准总段（船中或靠近船中）吊到船台上定位、固定，接着吊装相邻的总段。该方法的船台装焊作业量少，可以有效减小船体焊接总变形。但是因为总段的重量较大，常受到船台起重能力大小影响，一般用于中小型船舶。 本课题承建船总段重量不超过300t，小于吊车最大起重能力。可以采用总段建造法。

塔式建造法的基准分段一般选取中间偏后的底部分段。塔式建造法的安装方法简便，可以缩短船台周期。缺点是不易控制焊接过程中的变形。虽然 承建船厂吊车起重能力完全满足要求，但如果运用塔式建造法，会造成起重能力的浪费，增大各类资源损耗，经济性不好，所以不采用塔式建造法。

岛式建造法是将船体划分成2～3个区域，每个区域单独建造，并且各自选一个基准分段，建造方法同塔式建造法类似。各区域之间连接着嵌补分段。岛式建造法对船厂的管理能力和处理嵌补分段的能力有较高要求，考虑到承建船厂的具体条件，难以高效管理人员和设备进行岛式建造，故不采用岛式建造法。 

综上所述，本船采用总段建造法。

第5章 船体分段划分方案

在进行本船的分段划分工作前，应首先进行空船重量的估算，并在承建船厂现有生产条件下，结合分段划分原则，选择合理的分段划分方案。

在进行空船重量计算时，以肋位为单位，计算每个肋位的船体重量。纵向构件计算按该肋位到下个肋位区域的重量统计。横向构件统计该肋位的构件即可。我们小组分工合作，我进行#102-#159肋位的空船重量计算。有横舱壁的肋位需要注意加入。详情请见附录 #102-#159肋位船体重量计算。当计算出每个肋位的空船重量，根据计算出的空船重量，并结合承建船厂具体条件，进行初步的分段划分。

5.1 船体分段划分的总体思想

船厂建造时，先了解船体结构特点和承建厂的具体条件，再将船体分段。分段在车间建造，小型分段可以组装成大型分段或总段，最后在船台上合拢。

5.1.1 分段重量与尺寸的选择

划分中我们希望尽量将分段重量和尺寸划大。但是必须结合实际，承建船厂的条件是否允许必须考虑。

5.1.2 生产负荷的均衡性

分段划分如果仅仅考虑船台工作量，增大分段尺寸。分段制造周期会增长，船台利用效率会降低，船台工作量会不平衡。

所以我们为了适应现代化造船，分段划分时应考虑如下几点：

1）分段长度大小要考虑车间的尺寸因素。

2）分割曲面分段、平面分段，这可以让作业负荷的更均衡。

3）尽可能高效率地利用场地。

5.1.3 船体结构强度合理性

对于在容易产生应力集中的区域，大接缝划分要避开。

5.1.4 施工工艺的合理性

 1） 增加平面分段的数量可以改善施工条件。

2）合理划分分段大接缝。 

（1）为了避免过多的切断内部连续骨架，横骨架式尽量作横向划分，纵骨架式尽可能作纵向划分。 

（2）横向大接缝尽量划分到一个横剖面内。

（3）首尾尖舱横向大接缝常在尖舱舱壁外面。

（4）有舱口的甲板要尽可能保持舱口的完整，一方面提高制造精度，一方面提高安全性。

5.2 典型分段划分方案说明

5.2.1 艉部区域

艉部按平台甲板划分，依照分段重量与尺寸原则，且避开平台，舱壁，肋位，划分如图5.1。纵缝与平台、甲板留有200mm余量，且因为施工建造方便，船台装焊时，工人能在平台上装焊，所以划分于平台、甲板上方200mm处。采用反造法，每个分段以平台为基面，一方面改善了施工条件，一方面节省了工时。为避免应力集中，横缝划分位于舱壁靠近船艉一侧200mm处。艏、艉尖舱的总段的横向大接缝划分在尖舱舱壁外，工人避免经由人孔进入狭小尖舱作业。机舱区域重量较大，为了满足分段重量原则，需要将机舱区域划分开。平台区域为了满足尺寸要求，也应该划分开。分段的横向大接缝布置：尽量在一个横剖面内。艉部主要划分有船底分段、艉部立体分段、机舱分段、6.5m平台分段、10.4m平台分段、甲板分段共38个分段。

图5.1 艉部分段划分图

5.2.2 船艏区域

艏部分段与艉部分段类似，但横缝划分位于舱壁靠近船艏一侧200mm处。船艏部区域还布置有球鼻艏，锚链等，所以艏部区域划分应要充分考虑到这些构件安装时的利弊。

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