200TEU集装箱船体生产设计（第七部分）

前 言 5070 年代，我国船舶设计阶段分为：方案设计、初步设计、技术设计、施工设 计四个阶段，70 年代后我国船舶设计阶段分为：初步设计、详细设计、生产设计三个 阶段。详细设计是船舶产品设计的第二阶段。通过各个具体技术专业项目的设计计算 和图纸的绘制，解决设计中基本的和关键的技术问题，最终确定船舶全部技术性能、 船体结构、重要材料、设备选型、订货要求、各项技术要求和标准。生产设计是船舶 产品设计的第三阶段。生产设计是在详细设计的基础上，按工艺阶段、施工区域和安 装单元绘制有工艺要求和生产管理数据的工作图表的设计。生产设计是解决“如何造 船”的问题。要根据船厂的具体生产能力、生产特点、生产组织方式、造船工艺等来 决定生产设计图纸和文件的内容和深度。船舶生产设计从广义上来说，就是从施工的 立场出发，通过设计得形式，考虑从高质量、高效率、短周期，并确保安全的解决怎 样造船与怎样合理组织造船生产的一种设计。通俗地讲，就是把工人在现场施工中需 要思考解决的问题，在设计阶段由技术人员来解决的一种设计。 一艘船的设计，依据设计任务书，经过大量而详细的设计计算和绘图，提供船舶 建造和使用所需的全部图纸和技术文件，工作量大，涉及面广。设计人员必须认真、 细致地做好每一步工作，才能保证整艘船的设计质量。 这次的毕业设计主要工作：船舶建造中的生产设计。 初步设计是按设计技术任务书进行的，是船舶设计的主要阶段。 在这个阶段里，要确定与船舶技术经济性能关系最大的一些项目，如船的主尺度 和排水量、船体型线、建筑型式及总布置、结构设计，主辅机及主要装置系统等等。 同时要进行船舶主要性能计算，绘制型线图、总布置图、中剖面图结构图等主要图纸， 编制出全船说明书和材料设备清单。 这个阶段所提供的各项技术文件应能表明船的总体性能，应能据此判断设计船在 技术上及经济上的合理性、可靠性及满足任务书各项要求的程度，并作为审批的依据。 这次设计的题目为航行宜宾、合川至上海，用于双层底集装箱船的生产设计，本 船航行于长江水系干流，内河船舶完整化多元化。长江黄金水道资源，提高单船生产 效率。 设计方法：在主尺度和船形系数确定的情况下，根据具体的船厂情况及技术情况， 对 200T 集装箱船进行一个详细的生产设计，并拟出设计过程。 设计目的:通过对内河 200T 集装箱船的设计，了解船舶设计的内容和步骤，并将 再熟悉在学校学习的有关设计方面的专业书籍，能够将这些参考书有机的联系结合起 来，加以综合运用，同时了解国内的船舶建造和法定检验规范，对船舶设计有进 一步更深刻的认识，掌握船舶设计的任务，组成与设计要求；能够制定设计布置、设 计步骤，进行设计的相关计算；会编写船体说明书和计算书； 设计指导思想 （1）认真贯彻国家的技术政策； （2）熟悉并遵守各项规范和公约； （3）认真做好调查研究； （4）注重在前人生产技术上的借鉴与继承的基础上创新； （5）采用逐步近似的方法，逐步深化，最终使设计结果接近最佳组合。所生产的船应 达到以下基本要求：适用、经济、安全可靠、美观。 本次设计应解决的主要问题 （1）明确相关政策及设计规范 （2）熟悉原始资料及对客渡轮特点进行分析 （2）确定设计核心 （3）选择设计方案，绘制草图及成图 （4）最佳方案的选择 目 录 摘 要 . ABSTRACT 第 1 章 绪论 1 1.1 概述1 1.2 设计背景说明1 1.3 生产设计任务书1 1.3.1 航区,用途,船型与船级1 1.3.2 总体性能2 1.3.3 船体结构2 1.3.4 舱室设计2 1.3.5 主要设备2 1.4 任务书分析3 第 2 章 设计指导思想 4 第 3 章 产品和承建厂生产条件概况 5 3.1 概述5 3.2 承建厂生产条件东风船厂5 第 4 章 建造方案的论证和选择 7 4.1 概述7 4.1.1 对选择船体建造方案的一般要求7 4.1.2 考虑的因素7 4.2 建造法论述7 4.2.1 总段建造法 7 4.2.2 岛式建造法 8 4.2.3 串联建造法 8 4.2.4 塔式建造法 8 4.3 建造法选择9 第 5 章 船体分段划分论证和分段建造方法论证 .10 5.1 船体分段划分论证.10 5.1.1 准备工组 .10 5.1.2 分段划分的一般原则 .10 5.2 具体论证.11 5.2.1 关于船台基准段的选取.11 5.2.2 货舱部分.11 5.2.3 艏部.11 5.2.4 重量计算书.11 5.3 分段建造方法部分注意.12 5.3.1 具体原则 .12 5.3.2 本船特点 .12 5.3.3 注意事项 .12 第 6 章 船台装焊工艺 .13 6.1 船台装焊顺序的确定.13 6.1.1 总段建造法的船台装焊顺序为.13 6.1.2 本船吊装时，还需注意.13 6.2 分段在船台上定位、余量切割和固定.13 6.3 分总段接头形式及余量规定.14 6.4 临时加强.15 6.4.1 基本要求.15 6.4.2 具体情况.15 6.4.3 吊装方法.15 6.4.4 装焊顺序.15 7.1 本段特点.16 7.2 胎架选择.16 7.3 定位要求.16 7.4 临时加强.16 7.5 装焊顺序.16 7.6 焊接施工要领.16 第 8 章 密性试验 .18 8.1 试验要求.18 8.2 密性试验合格标准.18 8.3 具体方法.18 第 9 章 产品设计工艺性评价及改进意见 .19 9.1 结论.19 9.1.1 毕业设计总结.19 9.1.2 小结.20 9.2 展望.21 致 谢 .23 参考文献 25 附录一 200TEU 集装箱船船体生产设计原则工艺说明书.27 1.概述 27 2.合同概要 27 3.主要技术参数和物量 27 4.基本方针 28 5.承造船厂条件 29 6.船体的分段划分 29 7.建造方案与工艺流程 30 7.1 建造方案的选择及说明 .30 7.2 总段建造法优点 .30 7.3 建造阶段的划分 .30 7.4 总段的吊装顺序 .30 7.5 生产网络图附表 .31 8.建造要领 32 8.1 建造程序 .32 8.3 建造新工艺、新技术的应用 .33 8.4 专用工艺装备和技术措施 .34 8.5 建造场地布置原则 .34 8.6 成本控制 .34 8.7 降低建造成本的主要技术措施 .34 8.8 建造质量 .35 9.部门方针 35 附录二 重量计算表 .37 1.重量计算说明 37 2.重量计算表格 37 3.重量汇总 120-129 肋位 42 4.船体总重量汇总 43 附录三 200T 集装箱船装配工时计算书.46 附录四 焊接工艺规程 .47 1.焊接材料 47 2.坡口设置 47 3.工件焊前要求 47 4.焊接程序 47 5 加强焊要求.48 附录五 附 图 .49 5-1 东风场地布置图.49 5-2 外板展开图.49 5-3 分段及余量布置图.49 5-4 装配定位线图.49 5-5 船台吊装顺序图.49 5-6 船台装配焊接顺序图.49 5-7 典型总段立体图.49 5-8 典型分段焊接流程图.49 5-9 焊接程序图.49 摘摘 要要 本文阐述了在刘顺强老师指导下的 200TEU 集装箱船生产设计。 本船为航行于内河航区水域，船体的结构型式主要为首部部分为横骨架式，舯部 为混合骨架式单底，全焊接船。承造厂为重庆东风船舶公司。设计时间以 2012 年 4 月 1 日至 2011 年 6 月 10 日。 设计内容包括:船体建造方案的选择及分段的划分；设计与绘制典型分段工作图； 具体为各分段船台工作程序、外文翻译、毕业设计报告书及设计过程中的各种图纸及 工艺说明书等。 设计船的主要数据如下： 总 长 89.90m 垂线间长 85.40m 型 宽 14.60m 型 深 4.80 m 设计吃水 3.20 m（装载集装箱时最大吃水） 结构吃水 3.40 m 航 速 20km/h（2.8m 吃水时） 船员铺位 18 人 肋 距 0.60 m 纵骨间距 0.615m 梁 拱 0.25 m 关键字：集装箱船，主要要素，典型分段，焊接顺序 200TEU 集装箱船体生产设计（第七部分） ABSTRACT In this paper, under the guidance of the teacher in Liu Shunqiang 200TEU container ship production design. The ship was sailing in the river trade waters, the hull structure of the Ministry led by some of the main types of skeleton for the horizontal type, the Ministry of mixed matrix amidships single bottom, all-welded boat. Contractors plant in Chongqing Dongfeng Ship Company. Design time in April 1,2012 to June 2012, 10th. Hull design including the choice of the construction program and the division of sub- paragraph; design and drawing work of a typical sub-plans and the preparation of the management table; specific berth for the sub-procedures, foreign language translation, graduation project report and the design process of a variety of such as drawings and technical manuals. When conditions permit, the entire design process to energy conservation, increase the loading capacity of the Center to ensure that the design of the boat with the best value for money, so the design of a new type of practical standards The main dimensions of the designing ship are as follow: length overall Loa= 89.90m,the length between the perpendiculars LPP=85.40m, breadth molded B=14.60m,the depth D=4.80m, the draught T=3.20m KEY WORDS: container ship, the main elements, typical sub, welding sequence 1 第第 1 章章 绪论绪论 1.1 概述 本次毕业设计的课题是：内河航区 200TEU 集装箱船的生产设计。 设计分八个阶段进行：船体外板展开图，重量计算书， 船舶建造方针书 ，船体 分段划分及余量布置图，船台装配定位线图，船台装焊程序图，典型分段工作图。 1.2 设计背景说明 传统的运输方式具有装卸环节多、劳动强度大、装卸效率低、船舶周转慢等缺点。 而集装箱运输完全改变了这种状况。普通货船装卸，一般每小时为 35t 左右，而集装 箱装卸，每小时可达 400t 左右，装卸效率大幅度提高。同时，由于集装箱装卸机械 化程度很高，因而每班组所需装卸工人数很少，平均每个工人的劳动生产率大大提高。 由于集装箱装卸效率很高，受气候影响小，船舶在港停留时间大大缩短，因而船舶航 次时间缩短，船舶周转加快，航行率大大提高，船舶生产效率随之提高，从而，提高 了船舶运输能力，在不增加船舶艘数的情况，可完成更多的运量，增加船公司收入， 这样高效率导致高效益长江干线对外国籍船舶开放的一类口岸有 20 个，开放里程达 1356 公里，是世界上开放里程最长的港口群。长江港口外贸货物吞吐量超过了 1.18 亿吨，集装箱吞吐量超过了 696 万标箱。长江黄金水道已经成为我国东部、中部乃至 西部地区最便捷、最可靠的出海通道，是长江流域外向型经济发展的重要保障。 加快发展内河航运，不仅是提高内河运输质量和效益的内在需要，也是构建现 代综合运输体系的必然选择，更是发展低碳经济、促进区域经济协调发展的客观需要。 随着低碳经济的兴起，内河航运占地少、污染轻的比较优势日益凸显，大力发 展内河水运，将有利于加快降低能源资源消耗，发展低碳经济，减少污染物排放。 长江内河航道的特点是狭窄、弯曲、水浅、风浪小；有船闸、桥梁等碍航设施； 洪枯水位差大；不同航道水深、宽窄、曲率半径和流速均不同。所以长江航道的全面 建设和发展对内河运输带来了契机，本次设计集装箱船作为针对性较强的内河船舶就 有很好的发展。 1.3 生产设计任务书 1.3.1 航区,用途,船型与船级 本船主要航行于重庆至上海的 A、B、C、J2级航区； 200T 集装箱船体生产设计（第七部分） 2 本船货舱区域的船底、内底和舷侧、抗扭平台、主甲板采用纵骨架式结构，非货 舱区域船底、舷侧、甲板、舱壁和上层甲板及围壁采用横骨架式结构；货舱内仅考虑 装载集装箱；本船计算的结构吃水为 3.40m。 本船按中华人民共和国船舶检验局内河船舶法定检验技术规则 （2004） 、 钢 质内河船舶入级与建造规范 （2002）及有关规范对集装箱船的要求设计、建造并检 验。 1.3.2 总体性能 1.主要量度 总 长 89.90m 垂线间长 85.40m 型 宽 14.60m 型 深 4.80 m 设计吃水 3.20 m（装载集装箱时最大吃水） 结构吃水 3.40 m 航 速 20km/h（2.8m 吃水时） 船员铺位 18 人 肋 距 0.60 m 纵骨间距 0.615m 梁 拱 0.25 m 2.船级及稳性 本船航区为内河 A、B、C、J2 级航区。各种装载状态及抗风等级均满足中国海事 局 2004 年版船舶与海上设施法定检验规则内河船舶法定检验技术规则 A、B、C、J2 级航区要求。 3.装载能力 本船设计载重量为 2107.0t 1.3.3 船体结构 本船按中华人民共和国船舶检验局钢质内河船舶入级规范A、B、C、J2级航 区进行设计。 1.3.4 舱室设计 设驾驶室、船员室、货舱甲板、首尖舱、清水舱、艏泵舱、货舱、机舱、油水舱、 舵机舱重油舱、边压载水舱、及空舱等。 3 1.3.5 主要设备 1.锚泊设备 配霍尔锚 C450kg1；霍尔锚 C1800kg2; 锚链：36mm1，长度为 2200m； 22mm1，长度为 1100m。 2.舵设备 NACA 流线型襟翼舵 2 只 1.4 任务书分析 根据设计任务书要求，可知本船的设计特点： 对于 200TEU 集装箱船的生产设计，主要任务有承造船厂调研报告、分段划分及 余量布置图、船舶重量计算书、船舶焊接工艺规程、船台装配公式计算书。 根据船舶的具体要求，按生产设计的基本原则和规律，经分析和思考，自行设绘。 200T 集装箱船体生产设计（第七部分） 4 第第 2 章章 设计指导思想设计指导思想 2012 年，随着国际、国内经济复苏势头放缓，船舶市场有效需求将很难得到进一 步放大，但在总体低位徘徊中仍然存在增长性需求和结构调整带来的需求，同时，船 型差异化也带来了新的市场需求。总体来说，国际船舶市场复苏的基础还不牢固，船 价仍将在低位徘徊。现在只有使自己的产品物美价廉，才能在竞争中崭露头角。这就 要求船厂根据本厂的实际情况，根据本厂的设备和技术水平，充分调动本厂的人力物 力，使之达到最佳组合。 东风公司隶属中国长航集团重庆长江轮船公司，位于重庆江北唐家沱的港城工业 园区，占地面积 85.3 万平方米，固定资产 5 亿元，在册职工 2497 人，拥有工程技术 人员 500 余人，国家级专家 4 人，高中级工程技术人员 200 余人，公司进入重庆市百 强企业，是重庆市政府确定的船舶出口基地，是重庆市综合实力较强的国有大型修造 船骨干企业。但由于地理位置在内陆，其技术水平较落后，设备不发达，人力资源较 多在生产过程中，就要利用其有限的设备和场地充分发挥工厂的生产条件及技术水平， 改善施工条件，减少工人的劳动强度，充分利用材料，减少浪费，并尽可能的采取一 些新技术、新水平，充分调动工人的积极性，在保证产品质量的前提下，尽可能的节 省工时，缩小船台周期，从而降低成本，使产品物美价廉，获得较高的经济效益和良 好的市场信誉。本次设计以此为宗旨展开。 5 第第 3 章章 产品和承建厂生产条件概况产品和承建厂生产条件概况 3.1 概述 本次是 200TEU 集装箱船的生产设计，其航区为内河 A、B、C、J2级航区，本船 货舱区域的船底、内底和舷侧、抗扭平台、主甲板采用纵骨架式结构，非货舱区域船 底、舷侧、甲板、舱壁和上层甲板及围壁采用横骨架式结构。 主要量度 总 长 89.90m 垂线间长 85.40m 型 宽 14.60m 型 深 4.80 m 设计吃水 3.20 m（装载集装箱时最大吃水） 结构吃水 3.40 m 航 速 20km/h（2.8m 吃水时） 船员铺位 18 人 肋 距 0.60 m 纵骨间距 0.615m 梁 拱 0.25 m 3.2 承建厂生产条件东风船厂 东风公司隶属中国长航集团重庆长江轮船公司，位于重庆江北唐家沱的港城工业 园区，占地面积 85.3 万平方米，固定资产 5 亿元，在册职工 2497 人，拥有工程技术 人员 500 余人，国家级专家 4 人，高中级工程技术人员 200 余人，建有专门的局域网 和计算机中心，拥有船体、管系、电气等船舶专用软件以及 COMPASS 船舶性能计算软 件等设计制造开发平台。近年来设计完成了大量新产品，达到了国际先进水平。公司 进入重庆市百强企业，是重庆市政府确定的船舶出口基地，是重庆市综合实力较强的 国有大型修造船骨干企业。 东风公司造船技术实力雄厚，拥有西南地区最大的船台、举力最大的浮船坞、设计 手段最先进的船舶设计中心、外贸出口资质证书、甲级船舶设计建造资质、ISO9001 质量体系认证等完善的造船体系。公司以造船为主业，修船、钢结构、铸锻机加工为 支柱产业， “十一五”期末将形成年造船 30 万载重吨，销售收入 30 亿元，出口创汇 3 亿美元的规模能力。 200T 集装箱船体生产设计（第七部分） 6 东风公司造船产业主要集中在本部。公司为了与国际造船规范接轨，建立现代造 船的模式，多次实施了技改建设，形成了完善的分段预制、船台合拢总装的现代造船 模式。 东风公司本部建有长 497.1 米、宽 65 米、拥有 8 个万吨级船台位的西南地区最大的 船台；建有长 189.75 米、宽 142 米的西南地区最大的机械式下水滑道及设施；拥有 达 10 万平方米的分段预制场，配置有 10 吨至 200 吨的龙门式起重机、 “两喷三涂” 涂装房、分段装焊、管子加工、舾装件集配等造船配套设施，实现大型构件及船体分 段加工、装配、吊运及船台合拢流水线作业，实现万吨级船舶常年下水。 现有场地面积与设备: 一、船台滑道：船台尺度为 255m（长）58m（宽） 、125m（长）28m（宽） ，滑 道尺度为 320.3m（长，244m+76.3m）136m（宽） ，配置 200t-64m 门式起重机和 20t-58m 门式起重机各一台； 二、分段装焊平台 26170m2，场地标高 188m，配置 10t-22m 门式起重机、10t- 26m 门式起重机和 100t-58m 门式起重机各一台； 三、分段堆场及预舾装场地 47544m2、舾装件集配场 8000m2，场地标高 188m，配 置相应设备； 四、钢材堆场及预处理工厂 4716m2，场地标高 197.0m，配置 10t-40m 门式起重 机、10t-20m 门式起重机和相应设备； 五、分段涂装工厂 3321m2，场地标高 188m，配置相应设备； 六、船体加工及部件装焊车间 11044.84m2 ，标高 194.5m； 七、管子加工车间 5724m2； （船厂资料见附录 5-1 东风船厂布置图） 7 第第 4 章章 建造方案的论证和选择建造方案的论证和选择 4.1 概述 4.1.1 对选择船体建造方案的一般要求 1.能适应工厂的具体生产要求，充分利用现有设备和场地； 2.能保证工厂建造此种船舶的年度计划的完成； 3.能满足船舶结构及工艺上的要求； 4.能获得最好的技术经济指标； 5.能有利于合理组织劳动力和均衡生产节拍； 6.能有利于改善施工条件，减轻劳动强度； 7.能有利于扩大机械化、自动化生产； 8.能合理采用造船新工艺、新技术和现代管理方法，促进造船水平的提高； 4.1.2 考虑的因素 1.船厂生产能力； 2船厂总布置及生产场地等(东风船厂场地布置图附录 5-1) 结合本船的具体情况和船厂条件，可供选择的方案有： 1). 塔总段建造法；2).岛式建造法；3).串联建造法；4).塔式建造法。 4.2 建造法论述 4.2.1 总段建造法 以总段为总装单元，自船中向船首、船尾吊装的称总段建造法。优点：船台装焊 量少，减少船体焊接总变形，提高预舾装作业量，大大缩短船台周期，有利展开平行 作业。故优先考虑此方法，但结合船厂生产条件和材料规格，有以下因素需考虑： 首先，以船用材料和起重能力来看，因每段（总段）较小，各船舱重量较小。整 船只有 89.90 米长，结构较为简单，起吊能力船厂有相当足够的空间，很多总段实际 上不到 15 米长，故起重不困难。有 150t 和 100t 的船台小车可移至船台，也可以进 行对应和装配， 从结构上看，由此可见，采用总段法时，势必使舱口横向切断较多，影响舱口强 度，在舱口临时支撑和加强材运用多，形成较大的浪费，这是一点客观的瑕疵。 以船厂情况来看，总段主要在外场制造，120t 吊车既要满足分段建造，又要满足 分段翻身上船台，无疑使吊车和场地吃紧，但是，总段建造没有大量高空作业，较之 本船较小。 200T 集装箱船体生产设计（第七部分） 8 综上所述，总段建造法利弊相当，利在于本船分成各总段吨位小，结构线型比较 简单，在建造过程中，船体高度低，高空作业少，对安全系数比较高，不用进行高段 位的定位和塔接，在建造中，船体变形小，可以进行总段正造法，弊端在于场地上其 他船只建造工作较重，船台使用比较紧张，总段建造在材料上浪费甚多，但由于现为 造船业黄金期，时间也是不能被浪费的，所以总段建造法可以执行。 4.2.2 岛式建造法 本船长度为 89.90m，较足劳动力，故理论上可用岛式法。其优点是：建造周期缩 短；由于建造周期缩短，船体刚性增大，焊接变形较小，但岛与岛之间的嵌补分段， 在装配定位时操作复杂。 由于岛式法其分段建造速度要求较快，这就要求有较多的分段场地和工作人员。 而根据东风船厂的的场地条件来看在这个方面业务较小，各船台较为吃紧。分段建造 速度不能跟上船台速度，造成脱节，并且由于工人技术水平为 3 至 4 级，嵌补分段、 装配精度要求较高，在东风船厂技术水平下，达到两种精度较为困难。另外，由于经 验不足，较少采用岛式法。 综上所述，无采用岛式法之必要。 4.2.3 串联建造法 其优点是：岛与岛之间可直接拉拢对接，不必使用嵌补分段；使用此法可大大提 高船台利用率；使船台工作量均衡，首尾上翘易于控制。其缺点有：需增加专用移位 装置；移位时必须一定高度，对操作要求高。 跟岛式建造法一样，场地较为紧张，分段制造节拍无法跟上船台装配节拍。另外， 由于缺少拉桩及其配套的索具设备，移位精度，对接无法保证。而串联对移位、对接 这方面要求较高。 综上所述，不宜采用串联控制法。 4.2.4 塔式建造法 塔式法是以中间偏后的底部分段为定位基准段，逐步先首、尾和两舷由下而上宝 塔式进行安装，最后扩大至全船，形成整个船体。其优点是：安装定位简便，机动 性大；工作面较大，能投入较多的劳动力，有利于缩短船台周期。缺点是：“宝 塔”形成后期，工作面较小，劳动力不易展开焊接变形不易控制，首尾端上翘大。 但是可尽量用曲面胎架，改善施工条件，减少劳动强度，增加制造和装配的灵活性和 机动性，并尽可能满足构件完整性，对起重能力而言，因一般都在其范围之内，可充 分利用，并能充分利用场地、劳动力、设备。分段建造充分利用外场和内场，分段制 造周期能较好地配合船台周期。 9 综上所述，这个方法是不可行的。 4.3 建造法选择 由上述材料可知，以上的四种方案中，根据设计船舶特点：制造工艺简单周期较 短、材料消耗少、造价低。结合东风船厂技术水平、生产能力和经验，总段建造法是 可取的。在建造过程中，我们还要根据场地上面的一些要求，进行合理的安排。其实 塔式建造在劳工运动上面有很大的优势，但是在目前造船黄金期里面时间就是金钱， 富强就是口号，有效利用好生产技术、场地使用、设备调配，扬长避短，才能使船厂 更好的获得利益，所以还是采取总段建造法。 200T 集装箱船体生产设计（第七部分） 10 第第 5 章章 船体分段划分论证和分段建造方法论证船体分段划分论证和分段建造方法论证 5.1 船体分段划分论证 5.1.1 准备工组 首先根据肋骨型线图进行外板展开并排板，划板缝线（详情见后附图 5-2 外板 展开图） 5.1.2 分段划分的一般原则 1.分段重量与尺寸的选择 分段重量不能超过船厂起重能力，但若完全按这条来分，又会造成某些尺寸过大 而无法保证刚性，而且起重机的工作幅度，起吊高度也不一定能满足要求。所以，应 按船舶结构特点及起重运输能力综合起来决定分段的重量，尺寸。 2.生产符合的均衡性 所划分的分段应能够保持各工艺阶段的生产负荷的均衡性。也即在分段划分中必 须注意分段制造周期与船台吊装进度划分相协调的要求。 3.船体结构强度的合理性 分段划分中应注意船体结构强度的合理性，避开应力集中区域，如舱口角隅处， 机座纵桁两端，上层建筑端部等。 4.施工工艺的合理性 1).要扩大分段装焊的机械化，自动化范围 2).要考虑，分段大接缝位置的合理性。 3).分段形式的合理性，总段大接缝一般采取平断面形式，需要支撑定位的分段 接头采用阶梯形。 4).有利于降低材料的消耗、节约材料 5.总段建造法的船舶，采用总段法建造，注意各分段长度和重量不得超出承造厂 船台和起吊能力要求。 按照上述各条件，本船有几个重点，本船船型较为常规，结构简单。船首部分为 横骨架式可以将船首分为一个分段段；第二个是船尾，可以作为一个分段。剩下的货 舱部分由结构可以分为 5 段。整船划分为 7 段：首分段 1 个，尾分段 1 个，船中 5 个 分段， 具体分段如下： 尾部：A1(艉-#24+200) 11 船中：01（#24+200-#50+200） 02（#50+200-#75+200） 03（#75+200-#105+200） 首部：F（#130+200-艏） （详情见附图 5-3 分段示意图） 5.2 具体论证 5.2.1 关于船台基准段的选取 主要考虑结合本船特点进行考虑，本船是集装箱船，结构简单，首尾的建造工时 差别不大，可以考虑船中分段为基准段。如选在船尾，则靠后了，尾部完成较早，只 向首一个方向展开，不利于船台周期，且在场地实用的时候以尾为基础建造，误差也 比较大，反之亦然。所以在选择船台基准段的时候，选择UC03最好有利于首尾的同时 完工。 5.2.2 货舱部分 本船是以集装箱装载为主，中部货舱大开口区域采用双底双舷结构，本船货舱区 域的船底、内底和舷侧、抗扭平台、主甲板采用纵骨架式结构。鉴于重量不大，在起 吊翻滚并无较大障碍，是比较易于建造的分段。 为保证各分段的刚性、尺寸及制造方便性，可充分利用底板、舷侧甲板、纵壁等 划分开。此部分较平直，有大量平行中体，较好划分，主要考虑节省材料，可充分利 用自然接缝。 5.2.3 艏部 艏部结构比简单，主要为横骨架式，#130到船首变化弧度较大，且为球鼻船首， 而且艏部没有大型龙骨、桁材及肋板，故重量不大。综上所述，重量较轻，可以定为 一个总段建造，在建造过程中，正造法与反造法亦可运用，故不做论证。但在本次船 体建造设计中，船首以正造法制造。 5.2.4 重量计算书 在外板展开后，根据外板展开图以及肋距进行重量计算，并拟出重量计算书， 在计算重量时，船艏艉的横剖面的线型变化较大，故需要计算每一个肋位的重量，在 船中，由于有大量的平行中体，而且在构建上主要以规则的桁材板材为主，故可以几 条肋位一起粗略计算 其计算的构件有：甲板板，甲板纵桁，折边板，各舷侧列板，平板龙骨（船底板）， 中内龙骨，旁内龙骨，强肋骨，强横梁，实肋板。因为本次的建造主要针对船体，对 舾装和上层建筑等方面不做计算。（详情见后表格重量计算书） 200T 集装箱船体生产设计（第七部分） 12 5.3 分段建造方法部分注意 5.3.1 具体原则 1.要求把分段构件多、装焊量大（除艏艉段），安排在内场制造 2.建造方法尽可能使施工条件好，利于实用自动化机械 3.力求胎架重复使用，尽量扩大在平台上建造，扩大分段舾装 4.按分段装焊程序施焊，减少焊接变形 5.3.2 本船特点 1.船型不大，船的分段较少 2.结构简单，制造周期较短，材料消耗少，造价低 3.船型标准化、系列化，有利于大量生产 5.3.3 注意事项 1.减少复杂胎架的使用，使胎架制造方便 2.应尽量充分使用胎架，利用个分段平直部分，充分使用平台 3.物尽其用，尽量多实用先进的技术水平，如自动化及半自动化 13 第第 6 章章 船台装焊工艺船台装焊工艺 6.1 船台装焊顺序的确定 6.1.1 总段建造法的船台装焊顺序为 1.吊装基准分段 2.吊装舱壁分段和基准段前后的底部分段 3.吊装舷部分段 4.吊装甲板分段，继续吊底部分段、舱壁、舷部、甲板分段，对已形成的大接缝， 进行分段大接缝的焊接 5.继续向首尾同吊装的底部分段等，继续焊接分段大接缝，并对分段大接缝已施 焊结束的舱室开展舾装 6.吊装首尾分(总)段，继续完成分段大接缝的焊接和各舱内舾装作业 7.吊装及焊接上层建筑，继续进行舾装作业 6.1.2 本船吊装时，还需注意 1.吊装顺序 2.吊装安全和方便性 3.为使尾部尽量完工，在尾分段至少半尺 4.为使以后工作如密性试验，轴系安装和船体焊接尽量完工，须尽早形成密闭舱 室，机舱段及早完工和形成环形接缝。 综上因素，得出本船船台装配顺序。 6.2 分段在船台上定位、余量切割和固定 主要是借助于该分段在船体中长度宽度和高度处的位置，以及水平检验线等四个 要素来决定分段在船体中的正确位置。 1.基准段 UC03 的定位 UC03 上船台前，在其上确定并划出了四个方向的定位线，长度方向上，#81 肋骨 线；宽度，船体中心线；高度，2100 水线。而船台也应标记好了船体装配中心线，基 面上肋骨位的标尺 将 UC03 吊上船台时，是#81 肋骨线对准船台标记的#81 肋骨线；UC03 中心线对准 船台中心线；使分段 UC03 船底基线与规定的基线高度相符合；2100 水线对准船台标 尺上的 2100 水线。还应使分段从横向均处于水平，这样，4 个方向确定之后，UC03 便定位了。 200T 集装箱船体生产设计（第七部分） 14 定位中使用方法是：吊线锤使分段定位肋骨线对准船台上相应的肋骨线，用水平 管（或激光水准仪）校验船底基线高度。使之与标杆上相应的船底相符合；吊线锤使 分段中心线对准船台中心线，用水平管（或水准仪）校验分段横向状态，使左右水平。 2.UC03 因为有余量船台，吊线锤使分段 UC03#92 肋骨线与船台上某点相交，做出标记。 测量该标记到该分段的船台检验线的距离，然后使吊线锤使分段中心线对准船台中心 线，用水平管（或激光经纬仪）校验船底基线高度，使舷侧 2300 水线对准船台标尺 上 800 水线标记对齐，亦用水平管（或激光经纬仪）校验 将分段吊上船台；是分段上的横梁定位线对准舷侧分段同号肋骨定位线；吊线锤 使分段中心线对准内底中心线；根据舷侧对准甲板变现；利用水品检验梁拱；固定分 段，完成装配、焊接。 3.艏总段 F 将总段钓上船台；吊线锤使分段中间定位肋骨线，首段分别对准船台上相应的肋 骨线及首端点位置，吊线锤使分段中心线对准船台中心线；用水平管检验基线，使之 与照光检验或高度标杆上相应的高度符合；用水平管校验首段点的高度，使之与高度 标杆上的首端点高香渡河；用水平管在甲板上交合分段的横向状态，使之左右水平； 割除余量与相邻段对接，固定分段以便焊接。其他分段的定位方法与以上类似，故不 在此一一描述。 （详情见后附图 5-5 船台吊装顺序图） 6.3 分总段接头形式及余量规定 1.因受到船厂技术条件限制，分段大接头须留余量，其布置原则为： 1).两个分段大接头边缘只需一边流余量，另一边不留，一边在分段安装定位时 进行余量划线和切割工作 2).基准段不留余量 3).其余底部分段端、舷部分段、甲板分段均在朝基准段一边留余量 4).岛式建造法中嵌外分段两段都留余量 5).舷部分段与底部分段对接的大接头，舷部留而底不留 6).舱壁分段与底部分段连接的下口边缘留余量，其余边缘不留余量 7).甲板分段两舷不留余量。但是，当中间甲板的边板划分归舷部分段时，则甲 板分段两侧的大接头应留余量。 2.余量留取 纵向接缝留 30mm，横向接缝留 50mm；以上是对平断面接头而言；对阶梯形接头， 15 则是对两段均留余量。 （详图见后附图 5-3 分段划分及余量布置图） 6.4 临时加强 6.4.1 基本要求 1.有效的防止焊接变形 2.防止分段、部件在吊运、翻身、搁置情况下变形和损坏 3.保证装配线型，使安装方便 4.临时加强结构应简单、可靠、便于制造 5.尽量利用旧料和边余料 6.4.2 具体情况 1.组合 T 型材，在防止焊接变形，保证 T 型材的安装角度。在 T 型材安装后设置， 焊完撑材背面后后拆除加强撑材 2.肋骨框架 目的：防止焊接变形；保证线型，防止吊运搁置使变形，在肋骨框架装后焊 接装置，分段完工后拆除。其设置位置要考虑纵向构建吊装的方便性。 3.甲板分段 目的：假横梁用以保证甲板梁拱，在分段装配设置，船台装配前拆除。 6.4.3 吊装方法 由于该船船体各分段较小，重量轻，完全可以满足起重要求，可用 2 台吊车 空翻吊装，对于大于 60t 的就直接反造，须落地翻滚，本船不做讨论。 6.4.4 装焊顺序 为了更好的进行船台装焊，在装焊顺序上的技术要求如下： 1.接缝的清理范围的拼接端面和沿接缝两侧各宽 15mm 2.在接缝的清理范围内，必须清处水、锈、氧化物、油污、泥灰及熔渣及影响焊 接质量的涂料 3.在潮湿的气候下，先用氧-乙炔焰对接缝进行烘干后在进行焊接 4.重要构建的接缝应用钢丝刷进行清理，直至出现金属光泽 5.经装配、清理后的接缝后又生锈时，应重新清理 6.接缝的间隙、尺寸应符合标准。对影响焊接操作和焊接质量，应在焊接前进行 休整 7.接缝的定位焊质量应良好，主要用碱性焊条 8.采用自动焊接的接缝，应引出引弧板和引出板，不小于 80*80mm，厚度应满足 200T 集装箱船体生产设计（第七部分） 16 不致在引弧和熄弧能焊穿的要求。 （详细见后图 5-6 船台装配焊接顺序图） 200T 集装箱船体生产设计（第七部分） 18 第 7 章 典型总段装焊工艺论述 7.1 本段特点 1.以船中 UCO2，对称结构 2.货舱区域的船底、内底和舷侧、主甲板采用纵骨架式结构，非货舱区域船底、 舷侧、甲板、舱壁围壁采用横骨架式结构。 （详图见后附图 5-7 典型总段立体图） 7.2 胎架选择 在船底板平面的曲率小，几乎为平板，用反造对焊接有便利，由于船型分段较小， 各构件间不容易形变，故不需要进行构件加强。 7.3 定位要求 本分段结构较为简单，但船底型线变化不大，故用正造法。在定位向上，首先框 架上按船底板上划的肋骨安装线进行安装，长度方向上定位；高度方向上以 2100 水 线定位，宽度方向上以#58 肋骨线定位。 7.4 临时加强 本段由于实际船体不大，在纵向和横向上连续性都不错，则刚性较好，故不需要 临时加强。 7.5 装焊顺序 焊接程序图。在分段个构件之间的焊接上，有立焊，平角焊，自动焊等，根据不 同构件之间的关系，有不同的焊接方式（详情见后附图 5-9 焊接程序图） 焊接循序图。在构建焊接的顺序上，讲究合理有效的焊接，在优化有效的焊接方 法上，程序尤其重要。 （详情见后附图 5-8 典型分段焊接流程图） 7.6 焊接施工要领 1.本分段为#46+200 -#71+200 船中分段右侧分段。 2.本分段采用正造法以船底为基面，采用正切胎架，胎架制造时应考虑到反变形值。 在此基础上决定合理的装焊程序和焊接程序，严格按照施工技术要求来做。 3.吊装船底进行定位，割船底板板间余量。零部件和分段的余量按要求规定的时期进 行划、割，余量划出后反复检验无误后，才做出标记。切割余量时应留出半只 详冲印。对重要构件边缘，可划出余量检验线，以备复查。 4.为防止焊接、吊运、搁置时变形，临时加强须足够的刚性。吊环的安装位置应设置 在主要构件交叉处，否则应作临时加强，并保证施焊质量。 19 5.此分段在内场内建造，因分段尺寸较小，可在内场进行翻身等操作。 6.本分段主要采用框架装配，即由临时支撑件组成的框架，顺序如框图，装配间隙应 符合工艺规定，与焊接要求有矛盾时应符合焊接工艺要求。装配边缘应清洁、 干燥、无锈、无氧化物质等其他杂物。分段两端 200mm 不应焊接板与构架，定 位焊尽量少。支撑件等全段装焊完工检验后方可拆除，拆除后还需检验。 7.此分段以#58肋位作为船长方向定位，以2100mm水线高度方向定位，以纵剖线0作为 船宽方向的定位，#71+200 余量以切除，#46 +200 余量留待船台装配切割。 8.分段装配完工后，对焊缝质量进行全面检查，所产生的焊接缺陷应在上船台前修补 完毕。 9.完工后还须进行分段结构性检验，包括长度尺寸、宽度尺寸及高度尺寸。精度要求， 分段长度，4.0；宽度，4.0 分段对角线偏差 6.0； 骨架的角度位置 2.0 200T 集装箱船体生产设计（第七部分） 20 第第 8 章章 密性试验密性试验 8.1 试验要求 1.船体密性试验，分段完工后，若有密闭舱则可进行，也可以在某些舱室的工程完工 后进行单个舱室密性试验。 2.实验部分的焊缝，在实验不应油漆，水泥，沥青或其他涂料，对长期暴露在大气中 受到侵蚀的部位，处接缝本身及其附近区域外，允许涂保养油液。 3.灌水试验时，应当增加吨位及支撑，以防船体变形，压室灌水试验是的程序，可间 隔或交叉进行，并尽量做到交后对称，相邻舱室不得同时进行。 4.冲水试验水压力，喷嘴口径及喷身距离，应符合实验标准。 8.2 密性试验合格标准 灌水冲水试验： 受试舱室外面焊缝无水滴，水珠及冒水等渗漏现象。 压缩空气法： 舱室压力保 15 分钟后其压力降不超过 5%，焊缝检查面的肥皂泡溶液不发生气泡。 8.3 具体方法 1.冲水试验：舷侧外板，围壁，水密门，舱口盖。 2.封闭空间：充气试验，气压的 0.02MPA。 3.各层甲板：淋水试验。 21 第第 9 章章 产品设计工艺性评价及改进意见产品设计工艺性评价及改进意见 9.1 结论 9.1.1 毕业设计总结 本次设计 200TEU 集装箱船舶的船体生产设计，指导老师是刘顺强，时间从 2012 年 4 月 1 日起。 我们这次的毕业设计是设计进行长江干线（重庆上海之间）的集装箱船的设计， 本船为一艘无舱盖长江标准集装箱船，可装载 1CC 标准集装箱 210 箱，其货舱内可装 载危险品(除第 1 类和第 7 类外、但可装载 IMDG 1.4 类)。我们只进行本集装箱船的 生产设计，主要任务是进行客渡轮的外板展开及分段划分余量布置图，重量计算书， 船台装焊程序图，典型分段工作图等。 我们参照母型船背景资料,并运用现有国内钢质船舶的建造和法定检验规范,通过 反复的选取,再加上多次绘图及改进,最后才成图和撰写船体说明书等工作。 通过这次实践，我熟悉和掌握了船舶初步设计的任务和生产设计方法，熟悉了船 舶设计的思路和设计步骤，锻炼了工程设计实践能力，培养了自己独立设计能力和综 合使用各种知识的能力以及学会运用一些计算和设计工具，来提高设计工作的效率,加 快设计的进度。此次毕业设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固， 特别是在生产设计方面，有着很大的突破，同时也是走向工作岗位前的一次热身。在 船舶生产过程当中，还有一些不足的地方，特别是在场地部分，场地的紧缺让该船不 能发挥快速量产性，由于产了等浮动大，也打消了总段建造的可能。 毕业设计使我收获很多，比如学会了查找关资料相关标准，分析数据，提高了自己的 分析能力，懂得了许多经验的获得是前人不懈努力的结果。同时，仍有很多课题需要 后辈去努力去完善。毕业设计师大学四年规模最大的一个设计，是对大学四年所学知 识的综合运用，所以必须从思想和行动上十分重视，从而运用所学知识和各种资料， 变理性为感性认识。 首先，我衷心的感谢导师刘顺强对我的指导和谆谆教诲。本研究是在恩师刘顺强 老师的悉心指导和严格要求下完成，从论文的选题、试验方案的制定和实施，到论文 的修改定稿，刘顺强老师都注入了大量的心血和精力。四年的大学生生活犹如白驹过 隙，忽然而已，然而导师一次又一次的教导，却总是回响在耳边，犹如在如浴春风中 体会到他的睿智和高瞻远瞩，在电话和邮件中感受到他的认真和对工作的负责！我不 是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨，学识渊博，思想深邃， 200T 集装箱船体生产设计（第七部分） 22 视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳 濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领