1701_56车780客客滚船的主尺度确定和总布置设计
1701_56车780客客滚船的主尺度确定和总布置设计,_56,客客滚船,尺度,确定,肯定,以及,布置,设计
网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文题 目:56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总布置设计学习中心:浙江台州奥鹏学习中心(1)VIP 层 次: 专科起点本科 专 业: 船舶与海洋工程 年 级: 2009 年 秋 季 学 号: 091324410001 学 生: 李丽平 指导教师: 邵昊燕 完成日期: 2011 年 09 月 05 日 56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计I内容摘要设计内容为 56 车 780 客客滚船主尺度确定及总布置设计。通过对客滚船的发展情况和特点的了解,掌握客滚船在市场上的前景和需求,根据船东的使用要求和所靠泊的码头的形式和航行路线确定船东需求的相关船型,设计过程中综合考虑船舶自身性能及经济性等因素。总布置设计是船舶设计中一项非常重要的任务。总布置的结果对船的使用效能、航行性能、安全性能以及结构工艺性能有直接的影响。总布置是后续设计和计算(结构、稳性等)的主要依据。因此,方案构思、排水量及主尺度确定和型线设计时就要对总布置有所设想,为后续设计总布置图是做好铺垫。设计过程主要包括以下几个部分:主尺度确定,从而对干舷的设计再进行审核。总布置设计,按照规范要求进行总布置设计,区划船舶主体和上层建筑,布置船舶舱室和设备。关键词:客滚船;主尺度;总布置56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计II目 录内容摘要 .I引 言 .11 客滚船的概述 .21.1 客滚船的发展情况 .21.2 客滚船船型的特点 .21.3 码头形式 .31.3.1 斜坡式码头 .31.3.2 阶梯式码头 .31.3.3 趸船式码头 .31.3.4 吊桥式码头 .31.4 客滚船的分类 .41.4.1 按车辆数量分 .41.4.2 按汽车上下渡船方式分 .41.4.3 按封闭形式分 .51.4.4 按推进方向分 .52 56 车 780 客客滚船的设计 .62.1 规范、公约及规则 .62.2 航区 .62.3 主尺度 .62.3.1 船长的选择 .62.3.2 型宽的选择 .62.3.3 吃水的确定 .72.3.4 型深(干舷)的确定 .72.4 性能 .82.4.1 航速 .82.4.2 续航力 .82.4.3 稳性及浮态 .82.4.4 分舱和破舱稳性 .856 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计III2.4.5 操纵性 .82.4.6 干舷 .82.4.7 总吨位 .92.4.8 螺旋桨 .92.4.9 舵设备 .92.5 船型 .102.6 跳板门 .102.7 侧推器 .113 56 车 780 客客滚船的总体布置 .123.1 底部设计 .123.2 通道设计 .123.3 载汽车甲板的平面布置 .123.4 旅客甲板的布置 .123.5 驾驶甲板的布置 .133.6 罗经甲板的布置 .143.7 绘制总布置图 .14参考文献 .1956 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计1引 言56 车 780 客客滚船主要用于在琼州海峡进行车客运输,适用于载运在油箱中备有自用燃油的机动车辆(含车载物) 和载客运输, 不适合载运装载危险品的机动车辆。通过主尺度的确定,掌握设计要素和要点。总布置是决定船舶设计全局的工作,客滚船最大的特点是既要具备滚装船的功能运动车辆,同时还要具备客船的功能运送客人,因此客滚船的的设计要全面化,多角度出发和考虑,优化船舶在航行和靠泊常遇到的隐患,设计出保证安全、降低成本、提高效益、满足使用者需求的经济又实用的船型。56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计21 客滚船的概述1.1 客滚船的发展情况客滚船是一种兼载汽车跟旅客的船舶。在我国,自本世纪 80 年代中期以来,客滚船的发展十分迅速,在渤海湾,胶州湾,长江口,杭州湾,舟山群岛海域,福建,广东沿海,珠江口,琼州海峡,北部湾等沿海地区已有几十条客滚船航线通航。客滚船运输有着其他运输方式无法替代的优越性,它可以充分利用天然条件,取水路捷径,大大缩短运距,缩短运输时间,见路程比较表:航线 陆路里程/km. 水路里程/km 缩短里程/km 比差上海-宁波 375 125 250 3:1大连-烟台 1772 165 1607 10.7:1青岛-黄岛 85.5 7.5 78 11.4:1珠海-深圳 400 45 355 9:1表一路程比较表欧洲的汽车渡船已向豪华型发展,渡船上除了一层(或数层)载汽车甲板外,旅客舱室及娱乐场所等占据了大部分甲板面积,且装潢豪华,设备先进。我们主要阐述琼州海峡客滚船的情况,随着海南省经济上的持续发展,以及交通部对客滚船需求不断扩大且要求不断提高的情况下,还将陆续有新的船舶投入营运。客滚船的需求量不断的扩大,在竞争激烈的运输市场,市场需要的船型是保证安全、降低成本、提高效益的经济又实惠的船型。我们先了解一下客滚船船型的特点。1.2 客滚船船型的特点客滚船的一个非常突出的特点是渡船与码头的密切相关。应根据码头水域的不同自然、地理条件,选择不同的客滚船船型。在设计客滚船时,第一要考虑的因素是船舶与码头间的连接问题,要使船舶在各种不同的潮位和海况条件下,汽车和旅客能安全,方便,迅速的上下渡船。船舶与码头的连接大致有两种形式。一种是渡船上设有跳板(有时船上艏,尾跳板兼艏,尾门) ,靠泊时,渡船的跳板搁置于码头上。一种是渡船上设置搁斗,岸上的吊桥搁置于渡船的搁斗上。亦有混合形式,渡船上设置跳板和搁斗,岸上又设吊桥,船上跳板可搁置于岸上的吊桥上,也可以将海岸上吊桥搁置于船上。第二,短途航线的客滚船的靠离码头是相当频繁的,它要求渡船靠泊性能56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计3必须特别好,客滚船往往还存在一种顺水靠泊问题。从营运角度考虑往往要求客滚船为双通型,渡船的首尾都能靠泊。汽车上下船不需倒驶,也不再船上掉头首进尾出或尾进首出。如果码头仅设有一座吊桥,这就必然产生顺水靠泊的问题,上海至崇明的“沪航十一”号客滚船就是采用倒车舵的措施来适应靠泊需要的。第三,为了增加渡船的装载能力,在有限的主尺度条件下,尽量增设装载汽车的数量,其载车甲板面积特别大,渡船的型线设计和总体布置有其自身特点。第四,为了安全,旅客和汽车的出入通道应该分开,做到车客分流,大多数的情况是汽车纵向进出渡船,旅客横向进出渡船。1.3 码头形式1.3.1 斜坡式码头该码头形式大多数为内河汽车渡船所采用,码头坡度一般为 ( ) ,1082一直延伸至水下,船舶底部也做成 的斜坡,它通过斜坡道来适应潮位差。10这种码头的优点是简单,投资少,码头区域小,可适应的潮差大,但船型限制大,只适用于吃水浅的中小船舶。1.3.2 阶梯式码头该码头形式通过不同标高(不同水位高)的码头来适应潮差。码头前沿为直壁式,有几个不同高标的阶梯码头,一般以 0.8m1.0m 作为一个阶梯,船舶纵向停靠码头。当不同潮位时船舶停靠在不同标高的码头上,汽车通过渡船上放下的跳板上,下渡船。目前海口秀英港内的汽车码头即为这种形式,它分为高,中,低 3 个泊位。它的优点是码头投资很少,适宜普通船型靠泊。但较难克服横向流对船舶的影响,船很难做到车客分流。不太适应潮差太大的港口。1.3.3 趸船式码头渡船与岸通过趸船相连,以趸船来适应潮差,汽车通过码头的优点是在不同潮位下,汽车上下渡船都比较平稳,安全,比较适合简单的船型,通用性强,码头投资亦比吊桥式节省许多。但采用这种形式的码头前提是码头水域要有良好的泊稳条件,即各种气候下没有波浪,否则无法使汽车安全通过。1.3.4 吊桥式码头渡船与岸通过码头吊桥相连,以吊桥来适应潮差。码头上吊桥与渡船首端或56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计4尾端相连,当水位变化时,吊桥可以升降,使汽车平稳安全上下码头。吊桥有两个支撑端,一个固定在码头根部,另一个搁置在船上。或者另一个支撑有码头上的液压缸承担,渡船上再设跳板搁置于吊桥上。石洞口,青岛,金山客滚船即是这种形式,其优点是适应潮差大,并适应于不同自然条件,在滩涂比较长的海域和风浪大泊稳条件较差的海域,不适宜设置阶梯式和趸船码头时,则可采用此形式。汽车上船,下船方便,较容易做到车客分流,唯独投资较大,保养维修工作量大。一般来说,适应于潮位差 5m 以下的,吊桥长度控制在 30m 以内的。欧洲较多的是采用此码头形式,且有上下两层吊桥,供汽车上下两层上下船。1.4 客滚船的分类在不同的汽车渡船航线上,其码头本身条件,码头水域自然条件,航线距离,航线上风浪情况等均不相同,且汽车和旅客流量亦有较大的差异,决定了汽车渡船船型亦有较大差异。目前对汽车渡船尚没有确切的分类方法,大致可以从以下几个方面进行分类:1.4.1 按车位数量分衡准客滚船装载能力大小一般以装载汽车数量的多少来区分。因为汽车的种类非常多,各种汽车的尺度和重量相差很大,在国内习惯上是以装载 5T 标准载重汽车的数量来衡准(国外较多的是以轿车的数量多少来横准) 。20 车渡船指的是船舶装载 20 辆 5T 标准载重汽车。在实际营运时,是大小汽车兼载的,一艘 20 车渡船一次往往可运载 25 辆至 26 辆汽车。1.4.2 按汽车上下渡船方式分1 双通道(贯通型)客滚船该船型载汽车甲板首尾贯通,船舶可以首端靠泊,可以尾端靠泊,使汽车能首进尾出或者尾进首出,汽车不需要在船上调头也不需要倒车上下,因此汽车上,下渡船非常方便,上下渡船时间较短,缩短了渡船在码头上的滞留时间,从而加快了渡船在航线上的周转,特别适合于短航线上营运。 单通道(端头型)客滚船该船型船舶只能靠一端靠泊(或首端或尾端) ,汽车仅仅从渡船一端上下船舶,即首进首出尾进尾出。汽车存在着倒车上船或倒车下船的可能性(大型的单通道客滚船,汽车可以在船上掉头,使其不倒车上船或者倒车下船,但总存在一56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计5部分汽车要倒车上船) 。该船型汽车上下船的时间较长,即码头作业时间较长,短航线上不适宜采用该船型,对于长航线,则由于靠泊作业时间在一个航次中所占时间的比例较小,这个缺点并不突出,但是对拖挂车来说,汽车倒车上下是非常困难的。 横通道客滚船渡船横向靠泊码头,汽车从舷侧横向上,下渡船。对于航线两侧的码头位于港区或河道内(例如上海的吴淞客滚船) ,为节约码头沿岸长度,要求船舶横向靠泊,其连接通道要予以注意,要求渡船的干舷与码头的干舷相适应。横通道客滚船其同样的载车甲板面积所装载的车位数量略小于纵通道客滚船。1.4.3 按封闭形式分客滚船上的载汽车空间分封闭和开敞型两种,开敞型客滚船中较多的渡船为了防止甲板上浪和船舶的安全性,其首部是封闭,但尾部和两舷侧是敞开的。该船型防火结构及消防通风系统设施简单,是我国目前普遍采用的船型,非常适合担任短途航线的车客运输。1.4.4 按推进方向分客滚船按推进方向可以分为单头推进和双头推进,双向推进的客滚船首端,尾端均设置推进器,甚至首尾两端均设置驾驶室,其优点是船舶能双向航行,靠泊码头迅速,汽车及船舶在整个营运过程中都不需要掉头及倒车,所以靠泊时间的作业短,周期短,特别适用于对江渡航线。该船型的缺点是船型阻力特别大,同样航速下主机功率要大幅度增加,不适宜在长航线上营运。客滚船除了采用常规的螺旋桨推进外,为了获得较佳的操纵性:小的回转直径,短的制动距离,好的航向稳定性,能横移及顺水靠泊码头,常采用特种推进装置,如 360全回转桨舵装置,直翼推进器,亦有采用倒车舵装置的客滚船。56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计62 56 车 780 客客滚船设计56 车 780 客客滚船主要用于在琼州海峡进行车客运输,适用于载运在油箱中备有自用燃油的机动车辆(含车载物) 和载客运输, 不适合载运装载危险品的机动车辆。我们根据琼州海峡的特点和船东的要求进行设计。2.1 规范、公约及规则本船按中华人民共和国船舶检验局颁发的现行规范,规则进行设计。本船设计遵照下列规范和规则:1)CCS国内航行海船建造规范 (2006)及其修改通报,以下简称“海钢规” ;2)CCS国内航行海船入级规则(2006) 及其修改通报。3)CMSA船舶与海上设施法定检验规则 国内航行海船法定检验技术规则(2004)及其修改通报,以下简称“海法规” 。4) 材料与焊接规范(2009) 及其修改通报。2.2 航区本船航行于琼州海峡的海安至海口航线,属沿海航区,稳性及结构按远海航区设计,并设置一对6m 2减摇鳍,船舶抗风等级为蒲福 8 级。本船航行时间不大于 4 小时,属于“海法规”所规定的第 3 类客船。2.3 主尺度客滚船的船长和型宽主要根据载车数而定,即主要根据载车甲板的车位布置而定,载车数是设计技术任务书中的最主要技术指标。2.3.1 船长的选择本船设置双通道: L OA=M lM+(M-1)C+l0式中 l M-车辆长度,取 9mM-载车行数,11 行;C-汽车之间的纵向间隙,取 0.3m;l0-首,尾预留长度,取 6m.56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计7LOA=119+(11-1)+6=108mLPP= KOA式中 : K 取 1.08LPP=100m2.3.2 型宽的选择B=1 bN1+2bO 式中 b-车道宽度,取 3.0m;N1-舷侧通道范围内的车道数,6 道;b0-舷侧的通道宽度,0.9m。B=36+20.9=19.8m2.3.3 吃水的确定琼州海峡用于客滚船靠泊的码头对船舶的长度都有一定的限制,确定船长时主要根据船舶掉头允许长度、航道宽度和泊位长度,同时考虑装车甲板的最佳长度决定;船舶吃水根据码头前沿水深和航道最浅处水深确定;而船宽根据装车行数确定。吃水受客滚船码头前沿水深限制,T=4m。一般来说,吃水由设计任务书而定。因渡船一般有富余干舷,可增加一个结构吃水,在大风浪航行中,可以增加压载水,以改善船舶的稳性。2.3.4 型深(干舷)的确定客滚船型深主要由干舷(主要是指首端和尾端干舷甲板至水线的距离而定) 。客滚船的干舷必须适应码头情况,当船舶空载和满载时,都能使汽车顺利上下船舶。一般来说应将船舶空载校核设计高水位,船舶满载校核设计低水位。型深的选取除了上述因素外,还应注意机舱的净空高。因车客渡船的机舱一般为封闭型,一般适宜选择中速机作为主机,若选低速机,型深过高,难与码头匹配。本船船的主要尺度要素:总 长 108.00 m水线间长 104.00 m垂线间长 100.00 m56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计8型 宽 19.80 m型 深 5.95 m设计吃水 4.00 m肋 距 0.60 m车辆甲板间高 5.55 m(净高: 5.0m )旅客甲板间高 2.45 m驾驶甲板间高 2.45 m载车重量 1600 t2.4 性能2.4.1 航速适当的航速意味着既要船舶周转快,又要考虑建造投资的合理性,以及营运中的经济性。本船主机采用淄博柴油机总公司 LC8250ZLC-11 (右机)、LC8250ZLCZ-11 (左机)型柴油机各一台,每台额定功率 1470kW,额定转速 750r/min,配 GWC45.49- 2CY7.5-2.5D 型减速齿轮箱,速比为 2.8947,在主机额定功率及额定转速工况和风力不大于蒲氏三级、海浪不大于二级、海潮平稳、深广水域的条件下,设计吃水状态的试航速度不小于 13 节。2.4.2 续航力设计状态下配备燃油 85 t,淡水 120 t。2.4.3 稳性及浮态本船稳性满足 CMSA“海法规”对航行于远海航区客船的要求,浮态可通过压载水进行调节并使各装载情况下均能达到所要求的状态。2.4.4 分舱和破舱稳性经计算,本船分舱和各装载情况下破舱稳性均满足“海法规” (2004)对于两舱不沉要求。2.4.5 操纵性本船设两只流线型平衡舵,全速回转直径约 2.5 倍船长。2.4.6 干舷 本船为客滚船,按近海航区设计。本船干舷按中华人民共和国船舶检验局船舶与海上设施法定检验规则之国内航行海船法定检验技术规则(2001)第 3 篇载重线“B 型船舶”的要求进行计算。56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计9 主尺度及核算干舷的计算尺度:计算船长 L=100.417m(最小型深 85%处水线总长的 96%,或沿该水线从艏柱前缘量至舵杆中心线的长度,取其大者)型宽 B=19.80m型深 D=5.95m计算型深 D 1=5.964m (干舷甲板边板板厚=14mm)最大吃水 d=4.00m计算吃水 d 1=5.0575m(最小型深的 85%)型排水体积 V=6739.45m3(计算吃水 d1处的型排水体积)方形系数 Cb= =0.6702057.X8947.063 夏季最小干舷计算: 基本干舷按法规 3.1.1 规定,本船基本干舷按下式计算:F0=KD1=1058.61mm式中:K=177.5(按“B”型船查附表得)D1=5.964m方形系数对干舷的修正按 3.2.1,方形系数对干舷的修正值按下式计算:f1=0.6f0(Cb-0.68)=0mm式中:Cb=0.68有效上层建筑和凸形甲板对干舷的修正按 3.2.2.3(5) ,非封闭上层建筑应当作无有效长度:f2=-C(80+4L)=48.167mm式中:E=0,e=0m,C=(1+ ) - =-0.1LELe7.0非标准舷弧对干舷的修正按 3.2.3.3,非标准舷弧面积对干舷的修正值按下式计算:f3=500( )(1.5- )=378.23mmLaAL1式中:A=54.2m 2,a=3.559m2,l=0m甲板线位置的修正56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计10按 3.2.4,本船甲板线上边缘勘划位置(实际型深)与计算型深相一致,故本项不需要修正。夏季干舷按 3.3.1,本船最小夏季干舷:F=F0+f1+f2+f3=1485.007mm又按 3.3.1.2,本船最小夏季干舷还应不小于下式计算值:F=190+3.5L+0.035L2=894.385mm夏季最小干舷的校核本船计算型深:D 1=5.95+0.014=5.964m=5964mm本船夏季载重线勘划在设计状态吃水上:d=4.00m=4000mm则本船夏季实际干舷:F=5964-4000=1964mm1485.007mm,故满足规范要求。2.4.7 总吨位本船吨位按“海法规”的要求进行计算。本船总吨 GT6844,净吨 NT3696。2.4.8 螺旋桨考虑到本船靠码头频繁,从安全的角度考虑,本船配镍铝青铜 AU-5 型螺外旋桨一对,双桨外旋。2.4.9 舵设备考虑到本船靠码头频繁,从安全的角度考虑,设流线型平衡舵两只,舵杆采用#35 锻钢;舵机采用 160kN.m 电动液压舵机 1 台。舵机舱设在尾尖舱内。2.5 船型琼州海峡客滚船的型线设计应在保证稳性的基础上,主要解决船舶快速性、耐波性和操纵性等技术性能。客滚船要求主甲板的面积较宽,为改善快速性,采用 v 型剖面可以减小阻力,增加伴流,但同时要考虑到这种船型上层建筑发达,重心较高,v 型剖面不能太尖瘦,应向 u 型靠近。艏部横剖面形状为尖 v 型,有点类似军舰的飘伸,首段下方底盘急剧收窄。并尽量使水流在船底和两侧畅顺过渡以降低阻力和波浪拍击。2.6 跳板门本船属于短途航线,靠离码头是相当频繁的,它要求渡船靠泊性能必须特别56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计11好,客滚船往往还存在一种顺水靠泊问题。从营运角度考虑往往要求客滚船为双通型,渡船的首尾都能靠泊。汽车上下船不需倒驶,也不再船上掉头首进尾出或尾进首出本船与码头的连接形式采用设跳板,两头设置跳板门可提高装卸车的效率,从而提高经济效益。跳板门宽度设计要适当,太窄不能放下两辆大型货车,造成车辆甲板的浪费,太宽则靠码头时不方便,也存在安全隐患,根据大型货车与码头的宽度首尾各设置 6.6 米宽的跳板。此类船靠码头时需利用跳板门与码头的摩擦力来减小船舶惯性,因此跳板门的门头一定要坚固,最好为整块的铸钢或铸铁件。2.7 侧推器本船靠泊的码头形式是阶梯式码头,它分为高、中、低 3 个泊位,码头存在码头窄、进出港船舶多的隐患,船舶进出港时相互间经常发生碰撞或磨擦事件。船长超过 90 米的船舶在港内很难调头和靠泊,较难克服横向流的影响,故本船设置侧推器,以利于转向。设电动艏侧推一套,艏侧推布置在艏侧推舱。自带电控制系统,能在驾驶室对艏侧推实行起动和控制。56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计123 42 车 780 客客滚船的总体布置3.1 底部设计本船主要是甲板装载汽车,为增加装车量,提高营运经济性,机舱布置应尽量靠后。且本船靠离码头频繁,从安全的角度考虑,必须采用双桨双舵。主甲板装载的货车在航行中可能出现倾斜,造成船舶倾斜,在底舱应设置一定数量的左右对称的压载舱,压载舱通过管路及泵能够相互泵水,以便在紧急情况时通过水压载调节船舶横倾状况。在空载航行状态下,压载水舱既可以使稳性满足要求。靠码头时还可以用来洗船,减少加水次数,降低靠泊费用。燃油舱的体积不宜过大,客滚船靠离码头频繁,加油方便,为方便资金周转,每次加油宜不超过 20吨,考虑到修理时航行时间较长,燃油舱的体积以不超过 60 米为宜。在吃水不能增大的情况下。减小燃油舱的容积等于增加了载货量。由于客滚船停泊待班的时间很长。如果用主发电机供电耗油大、成本高,因此除了配备两台主发电机组外,还在船员甲板增加一台应急发电机组,用于停泊时的供电。该发电机组的功率不应过大,综合考虑照明、空调等设备的用电,取 90kw 比较合适。3.2 通道设计以上甲板作为载车甲板,通道设在上甲板的首尾端,该船型载汽车甲板首尾贯通,船舶可以首端靠泊,可以尾端靠泊,使汽车能首进尾出或者尾进首出,汽车不需要在船上调头也不需要倒车上下,因此汽车上,下渡船非常方便,上下渡船时间较短,缩短了渡船在码头上的滞留时间,从而加快了渡船在航线上的周转,特别适合于短航线上营运。由于本船靠泊的码头是阶梯式,较难克服横向流对船舶的影响,船很难做到车客分流。由于首尾上甲板之上设单层旅客甲板。载车甲板净高较高,汽车甲板与旅客甲板之间在两舷设置平台,首尾端的平台布置系泊设备,如锚机,绞车,带缆桩56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计13等,所以首尾端锚泊平台要适当加宽,且通道的设计要使船员能比较迅速方便地到达锚泊平台。3.3 载汽车甲板的平面布置本船是以载集装箱拖车为标准进行平面设计的,本船的载重吨量约为 1600t,汽车的平面几何尺寸为 8000mm2500mm,按 6 车道布置。3.4 旅客甲板的布置在通常情况下旅客布置在汽车甲板之上一层甲板上,由于本船航行时间较短,船上以布置座位为主,不布置卧铺,主要有两间经济型的坐席大客舱和三间有独立卫生间的贵宾室,且在旅客甲板上布置了旅客服务处所,小卖部等公共场所及一定的游步甲板面积。为了防止船舶碰撞时损坏结构,特意在车辆甲板下、旅客甲板下、车辆甲板和旅客甲板中间设置护舷材。本船属于第三类客滚船。硬座椅面尺度宽度不小于 0.45m,深度不小于0.4m。椅子之间的对向距离不小于 0.5m,同向排列距离不小于 0.3m。座椅布置时要注意保障旅客脱险通道的畅通。坐席舱室内的固定座椅如沿船舶横向布置,同向或对向排列,舱室内须设置纵向通道。纵向通道的宽度,应不小于 0.7m。如通道一端不能走通,此宽度可向末端逐渐减少,但末端宽度应不小于 0.5m。纵向通道的布置数,应满足室内任一座位与通道的距离不大于 2.5m。通向舷边的横向通道宽度应不小于 0.7m,如两边或一边座椅面向通道,该通道宽度应不小于 1.0m。如座椅沿船舶纵向布置,纵向通道宽度应不小于 1.0m。厕所的布置,设置的大便器数 N 应不少于按峡式计算所得之值:N= K船 上 乘 客 总 人 数K 取 100,N 为 7.8,取 8 个。各层甲板上的厕所,应尽可能布置在同一垂直线上,在任何情况下,不应设置在居住舱室、餐厅、厨房、粮食舱和小卖部的上面。旅客甲板的两舷应有坚固的舷墙或栏杆或舷墙与栏杆的组合,以护栏乘客,其高度应不小于 0.9m,亦不高于 1.2m。栏杆的横杆净距离应不大于 0.23m,直杆距离应不大于 2.5m。3.5 驾驶甲板的布置驾驶室外形设计时注意视线。本船驾驶室设置在船首部,船在靠离码头时,56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计14应让驾驶员看到码头与船的连接处(跳板) ,尽量减少盲区。因此上层建筑首部的外形设计时要特别注意视线,不宜太丰满。船员居住舱室也布置在驾驶甲板上,合理布置与分配房间,按法规要求为每个船员提供一个独立的床位,由于本船有点首倾,因此床的床头布置均朝船首。且至少提供 2 条不是通往同一围闭处所的脱险通道。每个处所至集合站均设有脱险通道,把集合站布置在驾驶甲板,其甲板面积有保障,完全满足“法规”的要求。烟囱采用双烟囱设置在两舷。尾桅杆布置在两烟囱之间。3.6 罗经甲板的布置首桅杆布置在罗经甲板,艏艉桅杆的布置要按规范要求配备相关声光信号灯和雷达。3.7 绘制总布置图 总布置设计是船舶设计中一项非常重要的任务。总布置的结果对船的使用效能、航行性能、安全性能以及结构工艺性能有直接的影响。总布置是后续设计和计算(结构、稳性等)的主要依据。因此,方案构思、排水量及主尺度确定和型线设计时候,就要对总布置有所设想,有时设置为配合有关的性能计算,事先绘制布置图草图。总布置设计是一项涉及面广,考虑因素比较多,实践性很强的工作。设计当中必须作调查研究,通过调查,弄清各项设备的使用特点和在布置上的要求;了解使用者的意见和要求;设计船在总布置上的特殊性以及同类型的现状和发展方向等。在调查研究的基础上,进行全面地分析比较后,做到合理恰当地取舍,创造性地完成总布置设计。总布置设计的主要工作包括:区划船舶主体和上层建筑,勾画船舶设计水线以上的外部造型;调整船舶的浮态(纵倾调整) ;布置船舶舱室和设备;协调各部位的通道和出入梯口。船舶类型不同,其使用要求也就不同,而总布置必然有其特殊性。如液货船的安全性,液面对结构和稳性之影响,具有专用压载舱的液货船,专用压载舱地位对结构强度和纵倾影响等;如矿砂船因载重货,布置时应防止运输过程中发生56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计15倒矿,必须注意解决稳性和适航航性间的矛盾;如散装谷物船,在布置上要注意解决横倾时,谷物移动对安全性的影响;客船要解决好安全性和舒适性;渔船要注意便利捕捞作业;拖船拖钩后移则不利于操纵性,欲将拖钩位置前移则往往和上层建筑的设置发生矛盾,况且拖钩位置越接近船中则越不利于急牵稳性等。在总布置工作中,除了注意各类船舶布置上的特殊要求以外,对各类船舶在布置上应遵循的一般原则如下:在布置时,应最大限度地提高船舶的使用性能。如对货船的布置应首先从保证货舱容积、提高装卸货效率、保证货物运输中不受损伤等方面着眼;对客船应以旅客的舒适安全、舱室布置的经济实用、交通方便为重点来提高其使用性能;对军船应把提高战斗性能放在首位。布置时,应注意对船舶航海性能、结构性能和安全性能的影响。如对重货船的货舱布置要注意解决好稳性和适航性间的矛盾,保证船舶在各种装载情况下有适宜的浮态和稳性;从降低受风面积和重心高度以及改变开口位置等方面解决好大角稳性;合理地布置水密舱壁以改善船之抗沉性和结构性能;良好的驾驶视线与航行和信号设备的布置等以减少航行事故。此外,在布置上还要注意当事故发生时便于船员的施救和逃生等措施。布置时,注意结构的合理性,以提高船舶强度。如应避免结构失去连续性和截面的突变;注意开口对强度的不利影响;上层建筑内的纵横隔壁和支柱应与甲板纵桁和甲板横梁相配合,起重柱(或桅)应置于主隔舱舱壁位置上等。布置时,注意便于建造、修理、检查、保养以及设备的更换。如布置各项设备时,除考虑设备自身占据的空间地位外,还要给予操纵、检查、维修等必要的空间地位;确定结构空间(如双层底高度)要注意焊接工艺和装配的方便;确定机舱开口时,要考虑到机器零件拆换时,吊出和吊入所需要的空间。在布置住舱和工作舱时,注意考虑工作需要,又力求缩小差别。对远洋船舶尚要考虑外交方面的需要等问题。在经济、实用的前提下,适当注意造型美观和大方。特别是对客船和游艇的设计应注意建筑艺术,应有平稳、轻快的特色,给人以亲切可信的感觉。总布置设计一般分草图设计和绘制正式的总布置图两步进行。在草图设计中先拟定一种能反应总布置大体轮廓和布局的草图。草图设计只解决总体布局,在该阶段往往绘制几种具有不同特点的总布置方案,供审查和船东选用。最后,根据选择的方案及型线图的型值,具体详细地布置各类舱室和设备,绘制出正式的56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计16总布置图。总布置图表达内容的深度和广度视不同设计阶段有所不同。在初步设计阶段绘制的总布置图,主体部分通常只表示出各种不同用途的船舱位置,上层建筑则根据舱室面积,驾驶视野,梯道和设备布置等的布置要求,表示其外形轮廓。在详细设计阶段,则要求详尽地表示全船舱室,设备,门,窗,扶梯等布置 情况。不同设计阶段,总布置图表达的内容的深度虽然不同,但画图步骤和方法还是基本一致的。通常绘制总布置图的步骤如下:一 、 选 取 比 例 和 布 置 图 面绘制总布置图所选的比例,应根据图样表达内容的深广度,船舶大小,设备繁简而定。通常初步设计阶段的总布置图的比例可选用小些,详细设计阶段的总布置图的比例可选用大些。船舶尺度大而设备简单的船舶,其总布置图的比例可选小些。一般采用与同一设计阶段中型线图的比例。通常的有 1:100,1:50,1:25等。根据所选用的比例,船体主尺度,甲板层数等因素选择图纸幅面,考虑到图样使用上的方便,图纸幅面不宜过大。当船舶甲板较多时,则视图可布置在两张或两张以上的图纸上。选好图纸幅面后,可画出边框线和标题栏,并合理布置图面。通常侧视图布置在图面上方,甲板,平台,舱底平面按自上而下的次序逐层对应布置在侧视图下方。为了减少图纸幅面,当上层建筑各甲板的长度较小时,它们的平面图可以不按照投影关系布置,而布置在侧视图下方的适当位置。主要量度栏一般布置在图纸右上方。二 绘 制 各 视 图 的 外 形 轮 廓1.作 基 线 和 船 体 中 线根据各视图的位置,作出侧面图的基线,甲板,平台及舱底平面图的船体中线。并在基线和船体中线上根据肋距定出肋位,轻轻的标注上肋位号。2.画 侧 面 图 外 形根据型线图给出的数据,画出首尾轮廓线,龙骨线,舷墙顶线,根据上层建筑形式,甲板层数,甲板间高度,画出上层建筑的外形。3.画 甲 板 , 舱 底 平 面 图 的 外 形主船体内各层甲板,平台,舱底及首尾楼甲板的平面图外形,可根据型线图给出的数据画出。上层建筑中的其它各甲板,平台平面的外形,可根据设计时确56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计17定的外形尺寸绘制。三 绘 制 与 船 体 分 舱 的 有 关 船 体 构 件为了表明舱室和通道等布置情况,总布置图中需要画出与分舱有关的船体构件,其基本内容如下:(1) 在甲板,平台平面中,根据舱室划分情况画出甲板上的舱壁,及舱室围壁。(2) 在舱底平面图中,根据舱室划分情况画出纵,横舱壁或舱室围壁,水密肋板,水密底纵桁(3) 在侧面图中,画出内底板,甲板,平台,并根据甲板,平台,舱底平面图中横舱壁,舱室围壁,水密肋板的位置画出横舱壁,舱室围壁,水密肋板。四 绘 制 门 , 窗 , 开 口 , 扶 梯 及 液 舱先在甲板,平台,舱底平面图中画出门,窗,开口和扶梯,然后投影到侧面图中相应的位置。在侧面图,舱底平面图中画出表示液舱的对角线。五 绘 制 舱 室 设 备 及 其 他 各 种 设 备先在甲板,平台平面图中画出舱室设备,船舶设备,通风装置,烟囱,机舱顶棚,栏杆,导航仪器,信号灯等,然后将它们投影到侧面图中相应的位置,画出舱室设备,船舶设备,通风装置,烟囱,机舱顶棚,栏杆,导航仪器,信号灯以及旗杆,舵,推进器等。六 检 查 , 加 深 和 在 图 中 注 字全图绘制结束后,仔细检查是否有遗漏和错误。检查时可逐层甲板,平台及舱底平面图对照侧面图和有关视图进行。检查无误后,按图线要求加深,并在图中注字,注字的基本内容是:( 1) 在 视 图 上 方 标 注 视 图 名 称 ; 在 视 图 中 标 注 各 舱 室 的 名 称 及 肋 位 号 。( 2) 在 图 纸 右 上 方 标 注 主 要 量 度( 3) 填 写 标 题 栏 及 反 向 图 号 栏由于船舶舱室及设备十分繁杂,图面尺寸不能过大,且布置图不属于施工图样,所以造船界一直以特殊的表达方法来绘制总布置图:56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计18以简化的图形符号表示设备和家具等;不标注具体尺寸,只给定位尺寸,长度方向以肋位号,高度方向按距基线,宽度方向按距中心线;按船舶制图规定的线条表达;视图中不可见设备规定不必绘制,等等。根据以上要求设计总布置图,请见附图;56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计19图一 56 车 780 客客滚船总布置图56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计20参考文献1 黄宏波,郭彦亮,季锡琪,俞宝均,陈祥富,周兴邦,杨葆和,沈奇心,蔡根源,王立祥,朱建行,周昭明,盛子寅,周良根,钱文豪,吴正廉,宋国华,唐云澜,邬城琪,宋德华,薛安国,张张润明,宋韵和,谭仲楷,金平仲。 船舶设计手册(总体分册).1998.北京:国防工业出版社,1998.8602船舶与海上设施法定检验规则.2004.人民交通出版社3船舶与海上设施法定检验规则.20044 丁岚 .1300 客位/1800m 车道客滚船总体布置优化设计.科技与管理 ,2010 年,第一期 网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文题 目:56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总布置设计学习中心:浙江台州奥鹏学习中心(1)VIP 层 次: 专科起点本科 专 业: 船舶与海洋工程 年 级: 2009 年 秋 季 学 号: 091324410001 学 生: 李丽平 指导教师: 邵昊燕 完成日期: 2011 年 09 月 05 日 56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计I内容摘要设计内容为 56 车 780 客客滚船主尺度确定及总布置设计。通过对客滚船的发展情况和特点的了解,掌握客滚船在市场上的前景和需求,根据船东的使用要求和所靠泊的码头的形式和航行路线确定船东需求的相关船型,设计过程中综合考虑船舶自身性能及经济性等因素。总布置设计是船舶设计中一项非常重要的任务。总布置的结果对船的使用效能、航行性能、安全性能以及结构工艺性能有直接的影响。总布置是后续设计和计算(结构、稳性等)的主要依据。因此,方案构思、排水量及主尺度确定和型线设计时就要对总布置有所设想,为后续设计总布置图是做好铺垫。设计过程主要包括以下几个部分:主尺度确定,从而对干舷的设计再进行审核。总布置设计,按照规范要求进行总布置设计,区划船舶主体和上层建筑,布置船舶舱室和设备。关键词:客滚船;主尺度;总布置56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计II目 录内容摘要 .I引 言 .11 客滚船的概述 .21.1 客滚船的发展情况 .21.2 客滚船船型的特点 .21.3 码头形式 .31.3.1 斜坡式码头 .31.3.2 阶梯式码头 .31.3.3 趸船式码头 .31.3.4 吊桥式码头 .31.4 客滚船的分类 .41.4.1 按车辆数量分 .41.4.2 按汽车上下渡船方式分 .41.4.3 按封闭形式分 .51.4.4 按推进方向分 .52 56 车 780 客客滚船的设计 .62.1 规范、公约及规则 .62.2 航区 .62.3 主尺度 .62.3.1 船长的选择 .62.3.2 型宽的选择 .62.3.3 吃水的确定 .72.3.4 型深(干舷)的确定 .72.4 性能 .82.4.1 航速 .82.4.2 续航力 .82.4.3 稳性及浮态 .82.4.4 分舱和破舱稳性 .856 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计III2.4.5 操纵性 .82.4.6 干舷 .82.4.7 总吨位 .92.4.8 螺旋桨 .92.4.9 舵设备 .92.5 船型 .102.6 跳板门 .102.7 侧推器 .113 56 车 780 客客滚船的总体布置 .123.1 底部设计 .123.2 通道设计 .123.3 载汽车甲板的平面布置 .123.4 旅客甲板的布置 .123.5 驾驶甲板的布置 .133.6 罗经甲板的布置 .143.7 绘制总布置图 .14参考文献 .1956 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计1引 言56 车 780 客客滚船主要用于在琼州海峡进行车客运输,适用于载运在油箱中备有自用燃油的机动车辆(含车载物) 和载客运输, 不适合载运装载危险品的机动车辆。通过主尺度的确定,掌握设计要素和要点。总布置是决定船舶设计全局的工作,客滚船最大的特点是既要具备滚装船的功能运动车辆,同时还要具备客船的功能运送客人,因此客滚船的的设计要全面化,多角度出发和考虑,优化船舶在航行和靠泊常遇到的隐患,设计出保证安全、降低成本、提高效益、满足使用者需求的经济又实用的船型。56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计21 客滚船的概述1.1 客滚船的发展情况客滚船是一种兼载汽车跟旅客的船舶。在我国,自本世纪 80 年代中期以来,客滚船的发展十分迅速,在渤海湾,胶州湾,长江口,杭州湾,舟山群岛海域,福建,广东沿海,珠江口,琼州海峡,北部湾等沿海地区已有几十条客滚船航线通航。客滚船运输有着其他运输方式无法替代的优越性,它可以充分利用天然条件,取水路捷径,大大缩短运距,缩短运输时间,见路程比较表:航线 陆路里程/km. 水路里程/km 缩短里程/km 比差上海-宁波 375 125 250 3:1大连-烟台 1772 165 1607 10.7:1青岛-黄岛 85.5 7.5 78 11.4:1珠海-深圳 400 45 355 9:1表一路程比较表欧洲的汽车渡船已向豪华型发展,渡船上除了一层(或数层)载汽车甲板外,旅客舱室及娱乐场所等占据了大部分甲板面积,且装潢豪华,设备先进。我们主要阐述琼州海峡客滚船的情况,随着海南省经济上的持续发展,以及交通部对客滚船需求不断扩大且要求不断提高的情况下,还将陆续有新的船舶投入营运。客滚船的需求量不断的扩大,在竞争激烈的运输市场,市场需要的船型是保证安全、降低成本、提高效益的经济又实惠的船型。我们先了解一下客滚船船型的特点。1.2 客滚船船型的特点客滚船的一个非常突出的特点是渡船与码头的密切相关。应根据码头水域的不同自然、地理条件,选择不同的客滚船船型。在设计客滚船时,第一要考虑的因素是船舶与码头间的连接问题,要使船舶在各种不同的潮位和海况条件下,汽车和旅客能安全,方便,迅速的上下渡船。船舶与码头的连接大致有两种形式。一种是渡船上设有跳板(有时船上艏,尾跳板兼艏,尾门) ,靠泊时,渡船的跳板搁置于码头上。一种是渡船上设置搁斗,岸上的吊桥搁置于渡船的搁斗上。亦有混合形式,渡船上设置跳板和搁斗,岸上又设吊桥,船上跳板可搁置于岸上的吊桥上,也可以将海岸上吊桥搁置于船上。第二,短途航线的客滚船的靠离码头是相当频繁的,它要求渡船靠泊性能56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计3必须特别好,客滚船往往还存在一种顺水靠泊问题。从营运角度考虑往往要求客滚船为双通型,渡船的首尾都能靠泊。汽车上下船不需倒驶,也不再船上掉头首进尾出或尾进首出。如果码头仅设有一座吊桥,这就必然产生顺水靠泊的问题,上海至崇明的“沪航十一”号客滚船就是采用倒车舵的措施来适应靠泊需要的。第三,为了增加渡船的装载能力,在有限的主尺度条件下,尽量增设装载汽车的数量,其载车甲板面积特别大,渡船的型线设计和总体布置有其自身特点。第四,为了安全,旅客和汽车的出入通道应该分开,做到车客分流,大多数的情况是汽车纵向进出渡船,旅客横向进出渡船。1.3 码头形式1.3.1 斜坡式码头该码头形式大多数为内河汽车渡船所采用,码头坡度一般为 ( ) ,1082一直延伸至水下,船舶底部也做成 的斜坡,它通过斜坡道来适应潮位差。10这种码头的优点是简单,投资少,码头区域小,可适应的潮差大,但船型限制大,只适用于吃水浅的中小船舶。1.3.2 阶梯式码头该码头形式通过不同标高(不同水位高)的码头来适应潮差。码头前沿为直壁式,有几个不同高标的阶梯码头,一般以 0.8m1.0m 作为一个阶梯,船舶纵向停靠码头。当不同潮位时船舶停靠在不同标高的码头上,汽车通过渡船上放下的跳板上,下渡船。目前海口秀英港内的汽车码头即为这种形式,它分为高,中,低 3 个泊位。它的优点是码头投资很少,适宜普通船型靠泊。但较难克服横向流对船舶的影响,船很难做到车客分流。不太适应潮差太大的港口。1.3.3 趸船式码头渡船与岸通过趸船相连,以趸船来适应潮差,汽车通过码头的优点是在不同潮位下,汽车上下渡船都比较平稳,安全,比较适合简单的船型,通用性强,码头投资亦比吊桥式节省许多。但采用这种形式的码头前提是码头水域要有良好的泊稳条件,即各种气候下没有波浪,否则无法使汽车安全通过。1.3.4 吊桥式码头渡船与岸通过码头吊桥相连,以吊桥来适应潮差。码头上吊桥与渡船首端或56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计4尾端相连,当水位变化时,吊桥可以升降,使汽车平稳安全上下码头。吊桥有两个支撑端,一个固定在码头根部,另一个搁置在船上。或者另一个支撑有码头上的液压缸承担,渡船上再设跳板搁置于吊桥上。石洞口,青岛,金山客滚船即是这种形式,其优点是适应潮差大,并适应于不同自然条件,在滩涂比较长的海域和风浪大泊稳条件较差的海域,不适宜设置阶梯式和趸船码头时,则可采用此形式。汽车上船,下船方便,较容易做到车客分流,唯独投资较大,保养维修工作量大。一般来说,适应于潮位差 5m 以下的,吊桥长度控制在 30m 以内的。欧洲较多的是采用此码头形式,且有上下两层吊桥,供汽车上下两层上下船。1.4 客滚船的分类在不同的汽车渡船航线上,其码头本身条件,码头水域自然条件,航线距离,航线上风浪情况等均不相同,且汽车和旅客流量亦有较大的差异,决定了汽车渡船船型亦有较大差异。目前对汽车渡船尚没有确切的分类方法,大致可以从以下几个方面进行分类:1.4.1 按车位数量分衡准客滚船装载能力大小一般以装载汽车数量的多少来区分。因为汽车的种类非常多,各种汽车的尺度和重量相差很大,在国内习惯上是以装载 5T 标准载重汽车的数量来衡准(国外较多的是以轿车的数量多少来横准) 。20 车渡船指的是船舶装载 20 辆 5T 标准载重汽车。在实际营运时,是大小汽车兼载的,一艘 20 车渡船一次往往可运载 25 辆至 26 辆汽车。1.4.2 按汽车上下渡船方式分1 双通道(贯通型)客滚船该船型载汽车甲板首尾贯通,船舶可以首端靠泊,可以尾端靠泊,使汽车能首进尾出或者尾进首出,汽车不需要在船上调头也不需要倒车上下,因此汽车上,下渡船非常方便,上下渡船时间较短,缩短了渡船在码头上的滞留时间,从而加快了渡船在航线上的周转,特别适合于短航线上营运。 单通道(端头型)客滚船该船型船舶只能靠一端靠泊(或首端或尾端) ,汽车仅仅从渡船一端上下船舶,即首进首出尾进尾出。汽车存在着倒车上船或倒车下船的可能性(大型的单通道客滚船,汽车可以在船上掉头,使其不倒车上船或者倒车下船,但总存在一56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计5部分汽车要倒车上船) 。该船型汽车上下船的时间较长,即码头作业时间较长,短航线上不适宜采用该船型,对于长航线,则由于靠泊作业时间在一个航次中所占时间的比例较小,这个缺点并不突出,但是对拖挂车来说,汽车倒车上下是非常困难的。 横通道客滚船渡船横向靠泊码头,汽车从舷侧横向上,下渡船。对于航线两侧的码头位于港区或河道内(例如上海的吴淞客滚船) ,为节约码头沿岸长度,要求船舶横向靠泊,其连接通道要予以注意,要求渡船的干舷与码头的干舷相适应。横通道客滚船其同样的载车甲板面积所装载的车位数量略小于纵通道客滚船。1.4.3 按封闭形式分客滚船上的载汽车空间分封闭和开敞型两种,开敞型客滚船中较多的渡船为了防止甲板上浪和船舶的安全性,其首部是封闭,但尾部和两舷侧是敞开的。该船型防火结构及消防通风系统设施简单,是我国目前普遍采用的船型,非常适合担任短途航线的车客运输。1.4.4 按推进方向分客滚船按推进方向可以分为单头推进和双头推进,双向推进的客滚船首端,尾端均设置推进器,甚至首尾两端均设置驾驶室,其优点是船舶能双向航行,靠泊码头迅速,汽车及船舶在整个营运过程中都不需要掉头及倒车,所以靠泊时间的作业短,周期短,特别适用于对江渡航线。该船型的缺点是船型阻力特别大,同样航速下主机功率要大幅度增加,不适宜在长航线上营运。客滚船除了采用常规的螺旋桨推进外,为了获得较佳的操纵性:小的回转直径,短的制动距离,好的航向稳定性,能横移及顺水靠泊码头,常采用特种推进装置,如 360全回转桨舵装置,直翼推进器,亦有采用倒车舵装置的客滚船。56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计62 56 车 780 客客滚船设计56 车 780 客客滚船主要用于在琼州海峡进行车客运输,适用于载运在油箱中备有自用燃油的机动车辆(含车载物) 和载客运输, 不适合载运装载危险品的机动车辆。我们根据琼州海峡的特点和船东的要求进行设计。2.1 规范、公约及规则本船按中华人民共和国船舶检验局颁发的现行规范,规则进行设计。本船设计遵照下列规范和规则:1)CCS国内航行海船建造规范 (2006)及其修改通报,以下简称“海钢规” ;2)CCS国内航行海船入级规则(2006) 及其修改通报。3)CMSA船舶与海上设施法定检验规则 国内航行海船法定检验技术规则(2004)及其修改通报,以下简称“海法规” 。4) 材料与焊接规范(2009) 及其修改通报。2.2 航区本船航行于琼州海峡的海安至海口航线,属沿海航区,稳性及结构按远海航区设计,并设置一对6m 2减摇鳍,船舶抗风等级为蒲福 8 级。本船航行时间不大于 4 小时,属于“海法规”所规定的第 3 类客船。2.3 主尺度客滚船的船长和型宽主要根据载车数而定,即主要根据载车甲板的车位布置而定,载车数是设计技术任务书中的最主要技术指标。2.3.1 船长的选择本船设置双通道: L OA=M lM+(M-1)C+l0式中 l M-车辆长度,取 9mM-载车行数,11 行;C-汽车之间的纵向间隙,取 0.3m;l0-首,尾预留长度,取 6m.56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计7LOA=119+(11-1)+6=108mLPP= KOA式中 : K 取 1.08LPP=100m2.3.2 型宽的选择B=1 bN1+2bO 式中 b-车道宽度,取 3.0m;N1-舷侧通道范围内的车道数,6 道;b0-舷侧的通道宽度,0.9m。B=36+20.9=19.8m2.3.3 吃水的确定琼州海峡用于客滚船靠泊的码头对船舶的长度都有一定的限制,确定船长时主要根据船舶掉头允许长度、航道宽度和泊位长度,同时考虑装车甲板的最佳长度决定;船舶吃水根据码头前沿水深和航道最浅处水深确定;而船宽根据装车行数确定。吃水受客滚船码头前沿水深限制,T=4m。一般来说,吃水由设计任务书而定。因渡船一般有富余干舷,可增加一个结构吃水,在大风浪航行中,可以增加压载水,以改善船舶的稳性。2.3.4 型深(干舷)的确定客滚船型深主要由干舷(主要是指首端和尾端干舷甲板至水线的距离而定) 。客滚船的干舷必须适应码头情况,当船舶空载和满载时,都能使汽车顺利上下船舶。一般来说应将船舶空载校核设计高水位,船舶满载校核设计低水位。型深的选取除了上述因素外,还应注意机舱的净空高。因车客渡船的机舱一般为封闭型,一般适宜选择中速机作为主机,若选低速机,型深过高,难与码头匹配。本船船的主要尺度要素:总 长 108.00 m水线间长 104.00 m垂线间长 100.00 m56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计8型 宽 19.80 m型 深 5.95 m设计吃水 4.00 m肋 距 0.60 m车辆甲板间高 5.55 m(净高: 5.0m )旅客甲板间高 2.45 m驾驶甲板间高 2.45 m载车重量 1600 t2.4 性能2.4.1 航速适当的航速意味着既要船舶周转快,又要考虑建造投资的合理性,以及营运中的经济性。本船主机采用淄博柴油机总公司 LC8250ZLC-11 (右机)、LC8250ZLCZ-11 (左机)型柴油机各一台,每台额定功率 1470kW,额定转速 750r/min,配 GWC45.49- 2CY7.5-2.5D 型减速齿轮箱,速比为 2.8947,在主机额定功率及额定转速工况和风力不大于蒲氏三级、海浪不大于二级、海潮平稳、深广水域的条件下,设计吃水状态的试航速度不小于 13 节。2.4.2 续航力设计状态下配备燃油 85 t,淡水 120 t。2.4.3 稳性及浮态本船稳性满足 CMSA“海法规”对航行于远海航区客船的要求,浮态可通过压载水进行调节并使各装载情况下均能达到所要求的状态。2.4.4 分舱和破舱稳性经计算,本船分舱和各装载情况下破舱稳性均满足“海法规” (2004)对于两舱不沉要求。2.4.5 操纵性本船设两只流线型平衡舵,全速回转直径约 2.5 倍船长。2.4.6 干舷 本船为客滚船,按近海航区设计。本船干舷按中华人民共和国船舶检验局船舶与海上设施法定检验规则之国内航行海船法定检验技术规则(2001)第 3 篇载重线“B 型船舶”的要求进行计算。56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计9 主尺度及核算干舷的计算尺度:计算船长 L=100.417m(最小型深 85%处水线总长的 96%,或沿该水线从艏柱前缘量至舵杆中心线的长度,取其大者)型宽 B=19.80m型深 D=5.95m计算型深 D 1=5.964m (干舷甲板边板板厚=14mm)最大吃水 d=4.00m计算吃水 d 1=5.0575m(最小型深的 85%)型排水体积 V=6739.45m3(计算吃水 d1处的型排水体积)方形系数 Cb= =0.6702057.X8947.063 夏季最小干舷计算: 基本干舷按法规 3.1.1 规定,本船基本干舷按下式计算:F0=KD1=1058.61mm式中:K=177.5(按“B”型船查附表得)D1=5.964m方形系数对干舷的修正按 3.2.1,方形系数对干舷的修正值按下式计算:f1=0.6f0(Cb-0.68)=0mm式中:Cb=0.68有效上层建筑和凸形甲板对干舷的修正按 3.2.2.3(5) ,非封闭上层建筑应当作无有效长度:f2=-C(80+4L)=48.167mm式中:E=0,e=0m,C=(1+ ) - =-0.1LELe7.0非标准舷弧对干舷的修正按 3.2.3.3,非标准舷弧面积对干舷的修正值按下式计算:f3=500( )(1.5- )=378.23mmLaAL1式中:A=54.2m 2,a=3.559m2,l=0m甲板线位置的修正56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计10按 3.2.4,本船甲板线上边缘勘划位置(实际型深)与计算型深相一致,故本项不需要修正。夏季干舷按 3.3.1,本船最小夏季干舷:F=F0+f1+f2+f3=1485.007mm又按 3.3.1.2,本船最小夏季干舷还应不小于下式计算值:F=190+3.5L+0.035L2=894.385mm夏季最小干舷的校核本船计算型深:D 1=5.95+0.014=5.964m=5964mm本船夏季载重线勘划在设计状态吃水上:d=4.00m=4000mm则本船夏季实际干舷:F=5964-4000=1964mm1485.007mm,故满足规范要求。2.4.7 总吨位本船吨位按“海法规”的要求进行计算。本船总吨 GT6844,净吨 NT3696。2.4.8 螺旋桨考虑到本船靠码头频繁,从安全的角度考虑,本船配镍铝青铜 AU-5 型螺外旋桨一对,双桨外旋。2.4.9 舵设备考虑到本船靠码头频繁,从安全的角度考虑,设流线型平衡舵两只,舵杆采用#35 锻钢;舵机采用 160kN.m 电动液压舵机 1 台。舵机舱设在尾尖舱内。2.5 船型琼州海峡客滚船的型线设计应在保证稳性的基础上,主要解决船舶快速性、耐波性和操纵性等技术性能。客滚船要求主甲板的面积较宽,为改善快速性,采用 v 型剖面可以减小阻力,增加伴流,但同时要考虑到这种船型上层建筑发达,重心较高,v 型剖面不能太尖瘦,应向 u 型靠近。艏部横剖面形状为尖 v 型,有点类似军舰的飘伸,首段下方底盘急剧收窄。并尽量使水流在船底和两侧畅顺过渡以降低阻力和波浪拍击。2.6 跳板门本船属于短途航线,靠离码头是相当频繁的,它要求渡船靠泊性能必须特别56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计11好,客滚船往往还存在一种顺水靠泊问题。从营运角度考虑往往要求客滚船为双通型,渡船的首尾都能靠泊。汽车上下船不需倒驶,也不再船上掉头首进尾出或尾进首出本船与码头的连接形式采用设跳板,两头设置跳板门可提高装卸车的效率,从而提高经济效益。跳板门宽度设计要适当,太窄不能放下两辆大型货车,造成车辆甲板的浪费,太宽则靠码头时不方便,也存在安全隐患,根据大型货车与码头的宽度首尾各设置 6.6 米宽的跳板。此类船靠码头时需利用跳板门与码头的摩擦力来减小船舶惯性,因此跳板门的门头一定要坚固,最好为整块的铸钢或铸铁件。2.7 侧推器本船靠泊的码头形式是阶梯式码头,它分为高、中、低 3 个泊位,码头存在码头窄、进出港船舶多的隐患,船舶进出港时相互间经常发生碰撞或磨擦事件。船长超过 90 米的船舶在港内很难调头和靠泊,较难克服横向流的影响,故本船设置侧推器,以利于转向。设电动艏侧推一套,艏侧推布置在艏侧推舱。自带电控制系统,能在驾驶室对艏侧推实行起动和控制。56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计123 42 车 780 客客滚船的总体布置3.1 底部设计本船主要是甲板装载汽车,为增加装车量,提高营运经济性,机舱布置应尽量靠后。且本船靠离码头频繁,从安全的角度考虑,必须采用双桨双舵。主甲板装载的货车在航行中可能出现倾斜,造成船舶倾斜,在底舱应设置一定数量的左右对称的压载舱,压载舱通过管路及泵能够相互泵水,以便在紧急情况时通过水压载调节船舶横倾状况。在空载航行状态下,压载水舱既可以使稳性满足要求。靠码头时还可以用来洗船,减少加水次数,降低靠泊费用。燃油舱的体积不宜过大,客滚船靠离码头频繁,加油方便,为方便资金周转,每次加油宜不超过 20吨,考虑到修理时航行时间较长,燃油舱的体积以不超过 60 米为宜。在吃水不能增大的情况下。减小燃油舱的容积等于增加了载货量。由于客滚船停泊待班的时间很长。如果用主发电机供电耗油大、成本高,因此除了配备两台主发电机组外,还在船员甲板增加一台应急发电机组,用于停泊时的供电。该发电机组的功率不应过大,综合考虑照明、空调等设备的用电,取 90kw 比较合适。3.2 通道设计以上甲板作为载车甲板,通道设在上甲板的首尾端,该船型载汽车甲板首尾贯通,船舶可以首端靠泊,可以尾端靠泊,使汽车能首进尾出或者尾进首出,汽车不需要在船上调头也不需要倒车上下,因此汽车上,下渡船非常方便,上下渡船时间较短,缩短了渡船在码头上的滞留时间,从而加快了渡船在航线上的周转,特别适合于短航线上营运。由于本船靠泊的码头是阶梯式,较难克服横向流对船舶的影响,船很难做到车客分流。由于首尾上甲板之上设单层旅客甲板。载车甲板净高较高,汽车甲板与旅客甲板之间在两舷设置平台,首尾端的平台布置系泊设备,如锚机,绞车,带缆桩56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计13等,所以首尾端锚泊平台要适当加宽,且通道的设计要使船员能比较迅速方便地到达锚泊平台。3.3 载汽车甲板的平面布置本船是以载集装箱拖车为标准进行平面设计的,本船的载重吨量约为 1600t,汽车的平面几何尺寸为 8000mm2500mm,按 6 车道布置。3.4 旅客甲板的布置在通常情况下旅客布置在汽车甲板之上一层甲板上,由于本船航行时间较短,船上以布置座位为主,不布置卧铺,主要有两间经济型的坐席大客舱和三间有独立卫生间的贵宾室,且在旅客甲板上布置了旅客服务处所,小卖部等公共场所及一定的游步甲板面积。为了防止船舶碰撞时损坏结构,特意在车辆甲板下、旅客甲板下、车辆甲板和旅客甲板中间设置护舷材。本船属于第三类客滚船。硬座椅面尺度宽度不小于 0.45m,深度不小于0.4m。椅子之间的对向距离不小于 0.5m,同向排列距离不小于 0.3m。座椅布置时要注意保障旅客脱险通道的畅通。坐席舱室内的固定座椅如沿船舶横向布置,同向或对向排列,舱室内须设置纵向通道。纵向通道的宽度,应不小于 0.7m。如通道一端不能走通,此宽度可向末端逐渐减少,但末端宽度应不小于 0.5m。纵向通道的布置数,应满足室内任一座位与通道的距离不大于 2.5m。通向舷边的横向通道宽度应不小于 0.7m,如两边或一边座椅面向通道,该通道宽度应不小于 1.0m。如座椅沿船舶纵向布置,纵向通道宽度应不小于 1.0m。厕所的布置,设置的大便器数 N 应不少于按峡式计算所得之值:N= K船 上 乘 客 总 人 数K 取 100,N 为 7.8,取 8 个。各层甲板上的厕所,应尽可能布置在同一垂直线上,在任何情况下,不应设置在居住舱室、餐厅、厨房、粮食舱和小卖部的上面。旅客甲板的两舷应有坚固的舷墙或栏杆或舷墙与栏杆的组合,以护栏乘客,其高度应不小于 0.9m,亦不高于 1.2m。栏杆的横杆净距离应不大于 0.23m,直杆距离应不大于 2.5m。3.5 驾驶甲板的布置驾驶室外形设计时注意视线。本船驾驶室设置在船首部,船在靠离码头时,56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计14应让驾驶员看到码头与船的连接处(跳板) ,尽量减少盲区。因此上层建筑首部的外形设计时要特别注意视线,不宜太丰满。船员居住舱室也布置在驾驶甲板上,合理布置与分配房间,按法规要求为每个船员提供一个独立的床位,由于本船有点首倾,因此床的床头布置均朝船首。且至少提供 2 条不是通往同一围闭处所的脱险通道。每个处所至集合站均设有脱险通道,把集合站布置在驾驶甲板,其甲板面积有保障,完全满足“法规”的要求。烟囱采用双烟囱设置在两舷。尾桅杆布置在两烟囱之间。3.6 罗经甲板的布置首桅杆布置在罗经甲板,艏艉桅杆的布置要按规范要求配备相关声光信号灯和雷达。3.7 绘制总布置图 总布置设计是船舶设计中一项非常重要的任务。总布置的结果对船的使用效能、航行性能、安全性能以及结构工艺性能有直接的影响。总布置是后续设计和计算(结构、稳性等)的主要依据。因此,方案构思、排水量及主尺度确定和型线设计时候,就要对总布置有所设想,有时设置为配合有关的性能计算,事先绘制布置图草图。总布置设计是一项涉及面广,考虑因素比较多,实践性很强的工作。设计当中必须作调查研究,通过调查,弄清各项设备的使用特点和在布置上的要求;了解使用者的意见和要求;设计船在总布置上的特殊性以及同类型的现状和发展方向等。在调查研究的基础上,进行全面地分析比较后,做到合理恰当地取舍,创造性地完成总布置设计。总布置设计的主要工作包括:区划船舶主体和上层建筑,勾画船舶设计水线以上的外部造型;调整船舶的浮态(纵倾调整) ;布置船舶舱室和设备;协调各部位的通道和出入梯口。船舶类型不同,其使用要求也就不同,而总布置必然有其特殊性。如液货船的安全性,液面对结构和稳性之影响,具有专用压载舱的液货船,专用压载舱地位对结构强度和纵倾影响等;如矿砂船因载重货,布置时应防止运输过程中发生56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计15倒矿,必须注意解决稳性和适航航性间的矛盾;如散装谷物船,在布置上要注意解决横倾时,谷物移动对安全性的影响;客船要解决好安全性和舒适性;渔船要注意便利捕捞作业;拖船拖钩后移则不利于操纵性,欲将拖钩位置前移则往往和上层建筑的设置发生矛盾,况且拖钩位置越接近船中则越不利于急牵稳性等。在总布置工作中,除了注意各类船舶布置上的特殊要求以外,对各类船舶在布置上应遵循的一般原则如下:在布置时,应最大限度地提高船舶的使用性能。如对货船的布置应首先从保证货舱容积、提高装卸货效率、保证货物运输中不受损伤等方面着眼;对客船应以旅客的舒适安全、舱室布置的经济实用、交通方便为重点来提高其使用性能;对军船应把提高战斗性能放在首位。布置时,应注意对船舶航海性能、结构性能和安全性能的影响。如对重货船的货舱布置要注意解决好稳性和适航性间的矛盾,保证船舶在各种装载情况下有适宜的浮态和稳性;从降低受风面积和重心高度以及改变开口位置等方面解决好大角稳性;合理地布置水密舱壁以改善船之抗沉性和结构性能;良好的驾驶视线与航行和信号设备的布置等以减少航行事故。此外,在布置上还要注意当事故发生时便于船员的施救和逃生等措施。布置时,注意结构的合理性,以提高船舶强度。如应避免结构失去连续性和截面的突变;注意开口对强度的不利影响;上层建筑内的纵横隔壁和支柱应与甲板纵桁和甲板横梁相配合,起重柱(或桅)应置于主隔舱舱壁位置上等。布置时,注意便于建造、修理、检查、保养以及设备的更换。如布置各项设备时,除考虑设备自身占据的空间地位外,还要给予操纵、检查、维修等必要的空间地位;确定结构空间(如双层底高度)要注意焊接工艺和装配的方便;确定机舱开口时,要考虑到机器零件拆换时,吊出和吊入所需要的空间。在布置住舱和工作舱时,注意考虑工作需要,又力求缩小差别。对远洋船舶尚要考虑外交方面的需要等问题。在经济、实用的前提下,适当注意造型美观和大方。特别是对客船和游艇的设计应注意建筑艺术,应有平稳、轻快的特色,给人以亲切可信的感觉。总布置设计一般分草图设计和绘制正式的总布置图两步进行。在草图设计中先拟定一种能反应总布置大体轮廓和布局的草图。草图设计只解决总体布局,在该阶段往往绘制几种具有不同特点的总布置方案,供审查和船东选用。最后,根据选择的方案及型线图的型值,具体详细地布置各类舱室和设备,绘制出正式的56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计16总布置图。总布置图表达内容的深度和广度视不同设计阶段有所不同。在初步设计阶段绘制的总布置图,主体部分通常只表示出各种不同用途的船舱位置,上层建筑则根据舱室面积,驾驶视野,梯道和设备布置等的布置要求,表示其外形轮廓。在详细设计阶段,则要求详尽地表示全船舱室,设备,门,窗,扶梯等布置 情况。不同设计阶段,总布置图表达的内容的深度虽然不同,但画图步骤和方法还是基本一致的。通常绘制总布置图的步骤如下:一 、 选 取 比 例 和 布 置 图 面绘制总布置图所选的比例,应根据图样表达内容的深广度,船舶大小,设备繁简而定。通常初步设计阶段的总布置图的比例可选用小些,详细设计阶段的总布置图的比例可选用大些。船舶尺度大而设备简单的船舶,其总布置图的比例可选小些。一般采用与同一设计阶段中型线图的比例。通常的有 1:100,1:50,1:25等。根据所选用的比例,船体主尺度,甲板层数等因素选择图纸幅面,考虑到图样使用上的方便,图纸幅面不宜过大。当船舶甲板较多时,则视图可布置在两张或两张以上的图纸上。选好图纸幅面后,可画出边框线和标题栏,并合理布置图面。通常侧视图布置在图面上方,甲板,平台,舱底平面按自上而下的次序逐层对应布置在侧视图下方。为了减少图纸幅面,当上层建筑各甲板的长度较小时,它们的平面图可以不按照投影关系布置,而布置在侧视图下方的适当位置。主要量度栏一般布置在图纸右上方。二 绘 制 各 视 图 的 外 形 轮 廓1.作 基 线 和 船 体 中 线根据各视图的位置,作出侧面图的基线,甲板,平台及舱底平面图的船体中线。并在基线和船体中线上根据肋距定出肋位,轻轻的标注上肋位号。2.画 侧 面 图 外 形根据型线图给出的数据,画出首尾轮廓线,龙骨线,舷墙顶线,根据上层建筑形式,甲板层数,甲板间高度,画出上层建筑的外形。3.画 甲 板 , 舱 底 平 面 图 的 外 形主船体内各层甲板,平台,舱底及首尾楼甲板的平面图外形,可根据型线图给出的数据画出。上层建筑中的其它各甲板,平台平面的外形,可根据设计时确56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计17定的外形尺寸绘制。三 绘 制 与 船 体 分 舱 的 有 关 船 体 构 件为了表明舱室和通道等布置情况,总布置图中需要画出与分舱有关的船体构件,其基本内容如下:(1) 在甲板,平台平面中,根据舱室划分情况画出甲板上的舱壁,及舱室围壁。(2) 在舱底平面图中,根据舱室划分情况画出纵,横舱壁或舱室围壁,水密肋板,水密底纵桁(3) 在侧面图中,画出内底板,甲板,平台,并根据甲板,平台,舱底平面图中横舱壁,舱室围壁,水密肋板的位置画出横舱壁,舱室围壁,水密肋板。四 绘 制 门 , 窗 , 开 口 , 扶 梯 及 液 舱先在甲板,平台,舱底平面图中画出门,窗,开口和扶梯,然后投影到侧面图中相应的位置。在侧面图,舱底平面图中画出表示液舱的对角线。五 绘 制 舱 室 设 备 及 其 他 各 种 设 备先在甲板,平台平面图中画出舱室设备,船舶设备,通风装置,烟囱,机舱顶棚,栏杆,导航仪器,信号灯等,然后将它们投影到侧面图中相应的位置,画出舱室设备,船舶设备,通风装置,烟囱,机舱顶棚,栏杆,导航仪器,信号灯以及旗杆,舵,推进器等。六 检 查 , 加 深 和 在 图 中 注 字全图绘制结束后,仔细检查是否有遗漏和错误。检查时可逐层甲板,平台及舱底平面图对照侧面图和有关视图进行。检查无误后,按图线要求加深,并在图中注字,注字的基本内容是:( 1) 在 视 图 上 方 标 注 视 图 名 称 ; 在 视 图 中 标 注 各 舱 室 的 名 称 及 肋 位 号 。( 2) 在 图 纸 右 上 方 标 注 主 要 量 度( 3) 填 写 标 题 栏 及 反 向 图 号 栏由于船舶舱室及设备十分繁杂,图面尺寸不能过大,且布置图不属于施工图样,所以造船界一直以特殊的表达方法来绘制总布置图:56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计18以简化的图形符号表示设备和家具等;不标注具体尺寸,只给定位尺寸,长度方向以肋位号,高度方向按距基线,宽度方向按距中心线;按船舶制图规定的线条表达;视图中不可见设备规定不必绘制,等等。根据以上要求设计总布置图,请见附图;56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计19图一 56 车 780 客客滚船总布置图56 车 780 客客滚船的主尺度确定和总置设计20参考文献1 黄宏波,郭彦亮,季锡琪,俞宝均,陈祥富,周兴邦,杨葆和,沈奇心,蔡根源,王立祥,朱建行,周昭明,盛子寅,周良根,钱文豪,吴正廉,宋国华,唐云澜,邬城琪,宋德华,薛安国,张张润明,宋韵和,谭仲楷,金平仲。 船舶设计手册(总体分册).1998.北京:国防工业出版社,1998.8602船舶与海上设施法定检验规则.2004.人民交通出版社3船舶与海上设施法定检验规则.20044 丁岚 .1300 客位/1800m 车道客滚船总体布置优化设计.科技与管理 ,2010 年,第一期
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客客滚船
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