大工15春《船舶设计原理课程设计》模板及要求答案Word文档下载推荐.docx
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集装箱船的大小通常是以装载20ft标准箱作为单位(TEU)的多少来表示的。
集装箱船在技术上具有如下的特点:
(1)追求高的载箱量,在舱内和甲板上装载尽可能多的集装箱。
(2)在追求载箱量的同时,追求高的平均箱重指标或在一定平均箱里(如14t/TEU)下追求高的载箱率。
(3)集装箱船的主尺度如船长、船宽和型深等主要由船舶的载箱量来决定。
(4)货舱开口大,货舱和货舱口尺度规格化,货舱口宽度一般为船宽80%左右,最大有达89%、甚至更大。
货舱口长度通常以能吊装40ft(或2只20ft)集装箱为好。
(5)稳性问题十分突出。
由于甲板上堆装大量集装箱,引起货物重心升高及受风面积增大。
在装卸舱内集装箱时,船舶横倾角不能大于5°
,以免集装箱被导轨卡住。
(6)航速高,主机功率大。
为了保证定期班轮的准点率,新建的大型集装箱船的服务航速达22kn以上,3500TEU以上的第四代集装箱船的服务航速多数达24kn以上,且其主机的储备功率也较大。
新建中型集装箱船的服务航速均在18kn以上,有的还达到20kn—21kn。
新建300TEU以上的小型集装箱船的服务航速也在15kn以上。
因此,船舶的方形系数Cb相应较小。
1.2集装箱船的发展历程
第一艘集装箱船是美国于1957年用一艘货船改装而成的。
它的装卸效率比常规杂货船大10倍,停港时间大为缩短,并减少了运货装卸中的货损量。
从此,集装箱船得到迅速发展,到70年代已成熟定型。
按照集装箱船的发展情况,可分为第一、二、三、四、五代集装箱船:
第一代出现于20世纪60年代,横穿太平洋、大西洋的17000-20000总吨集装箱船可装载700-1000TEU。
第二代出现于20世纪70年代,40000-50000总吨集装箱船的集装箱装载数增加到1800-2000TEU,航速也由第一代的23节提高到26-27节。
第三代出现于1973年石油危机以来,这代船的航速降低至20-22节,但由于增大了船体尺寸,提高了运输效率,致使集装箱的装载数达到了3000TEU,因此,第三代船是高效节能型船。
第四代出现于20世纪80年代后期,集装箱船的航速进一步提高,集装箱船大型化的限度则以能通过巴拿马运河为准绳,集装箱装载总数增加到4400个。
由于采用了高强度钢,船舶重量减轻了25%;
大功率柴油机的研制,大大降低了燃料费,又由于船舶自动化程度的提高,减少了船员人数,集装箱船经济性进一步提高。
第五代作为集装箱船的先锋,德国船厂建造的5艘APLC-10型集装箱可装载4800TEU,这种集装箱船的船长/船宽比为7~8,使船舶的复原力增大,被称为第五代集装箱船。
第六代是1996年春季竣工的Rehina Maersk号集装箱船,最多可装载8000TEU,该型船已建造了6艘,人们说这个级别的集装箱船拉开了第六代集装箱船的序幕。
据有关方面预测,不久的将来,可装载10000个集装箱的巨轮将会在欧洲问世。
现代集装箱船正向着大型化、高速化,多用途方向发展。
我国集装箱船研制虽然起步较晚,发展速度却很快。
我国建造了许多集装箱船,大力发展集装箱运输,光是上海港就开辟了29条国际集装箱班轮航线,上海港集装箱月吞吐量超过一百万标准箱。
上海港已经是世界上集装箱吞吐量最大的港口之一。
中国上海生产的集装箱装卸机械也已经达到国际先进水平,在世界各大港口被广泛采用。
近几年来,我国还出口集装箱船,在世界各地海洋上可以见到我国建造集装箱船的身影。
总之,我国在包括集装箱、集装箱装卸机械、集装箱船舶的制造和出口,到大吨位集装箱码头的建造,集装箱远洋船队的建立以及国际集装箱枢纽港的建设,标志着我国的集装箱运输系统已经进入世界先进行列。
1.3现有集装箱船主尺度资料搜集
本课程设计选择的集装箱船的参数为4000TEU,运输20fts的标准箱的集装箱。
表1集装箱船主尺度资料
单位
1000TEU
1100TEU
1180TEU
1240TEU
1248TEU
1264TEU
总长
m
148
147.87
160.5
145.65
168.1
垂线间长
140.3
149.6
135
157
型宽
23.25
25
26
型深
12
15
11.5
13
设计吃水
7.3
8.5
8.1
9
结构吃水
8
9.5
续表1集装箱船主尺度资料
1270TEU
1294TEU
1300TEU
1400TEU
1436TEU
1700TEU
170
168.5
165.2
175
167
159.2
157.6
153
165
24.8
25.6
27.4
28.4
14.2
13.5
15.2
14
14.3
9.2
9.7
10.865
10
10.5
11
10.9
10.66
1702TEU
1732TEU
1800TEU
1858TEU
180
189
179.7
176.41
191
196.87
176.42
166.41
179
185.1
27.6
26.5
28.5
27.8
15.9
17
16.5
10.7
2010TEU
2400TEU
2546TEU
2578TEU
2800TEU
3500TEU
209.7
208.9
211.85
240.3
270.7
200
196.9
199.95
266
255
32.2
29.8
32.22
18.8
14.8/18.8
16.4
16.7
18.9
19.1
10.1
11.4
12.5
3534TEU
4250TEU
5668TEU
5688TEU
231
263.2
260
263
280
214.2
251.4
246
251.88
265.8
32.25
40.3
19.3
24.1
12.8
12.6
4800TEU
255.4
242
37.3
19.6
2船舶主尺度确定
船舶的排水量、主要尺度以及船型系数统称为船舶的主要要素,它们是描述船舶几何形状的一些最基本的特征性数据,这些要素对船舶的主要技术性能,诸如快速性、稳性、适航性、容量、总布置以及船舶的经济性等有重大的影响,对船舶质量的好坏有决定性的作用。
因此,恰当地确定这些要素,是船舶总体设计中的一项最基本最重要的工作。
船的设计通常是由确定这些要素开始。
2.1初始排水量及主要尺度确定
集装箱船属于典型的布置型船舶,所以船舶的主要尺度的论证时从总布置出发,在满足布置要求、排箱要求的前提下确定主要尺度。
箱的分布情况:
总箱NT=4000
表2-1舱内和甲板上装载集装箱的数量
舱内
行数X=24
列数Y=13
层数Z=7
折减后实际NH=1800
甲板上
行数X=30
列数Y=15
层数Z=5
折减后实际ND=2000
2.1.1船宽B的确定
集装箱船船宽的确定取决于甲板上或者=舱内装载集装箱的列数,即或,并需考虑船舶稳性的要求,视何者为大而定。
由甲板上集装箱列数确定船宽:
式中——集装箱宽度,通常取标准箱宽2.438m,有时还须考虑欧洲箱的宽度2.500m;
——甲板上集装箱的列数;
——集装箱列与列的间隙,考虑到紧固件的操作和标准,通常为0.025m,0.038m,0.080m。
由舱内集装箱列数确定船宽:
式中——舱内集装箱列数;
——集装箱宽度,通常取标准箱宽2.438m;
——货舱内甲板纵桁数;
——货舱内集装箱列与列的间隙,其间隙为了便于安装导轨,通常为0.10m~0.210m,个别船仅为0.05m;
——甲板纵桁的面板宽度,通常取为0.50m~0.80m;
——舱口开口系数,通常取为0.80~0.85。
表2-2集装箱船船宽的确定
集装箱宽度
=
2.438
甲板上集装箱的列数
集装箱列与列的间隙
0.038
舱内集装箱列数
货舱内甲板纵桁数
货舱内集装箱列与列的间隙
0.085
甲板纵桁的面板宽度
舱口开口系数
0.89
甲板上:
37.102m
舱内:
32.754m
最终:
B=37.
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