交通设备概论水运

交通设备概论水运第1页/共141页第五章水路运输设备第一节水路运输概述第二节航道与港口第三节船舶第四节航标第2页/共141页本章要求了解水路运输设备的概念与发展趋势、

航道、港口、船舶、航标的构成、作用和基本工作原理。了解航道的基本概念，港口的作用与分类，船舶的种类；理解水路运输设备的特点；掌握港口的组成、航标的使用与要求；重点掌握船舶的组成及基本构造原理。第3页/共141页第一节水路运输概述一、水路运输的分类及特点二、水路运输的组成及其技术设备三、水路运输生产过程第4页/共141页

一、水路运输的分类及特点水路运输是利用船舶和其他浮动工具，在海洋、江河、湖泊、水库、人工水道上运送旅客和货物的一种运输方式。第5页/共141页

一、水路运输的分类及特点沿海运输是指利用船舶在我国沿海区域各地之间的运输。远洋运输通常是指除沿海运输以外所有的海上运输。内河运输是指利用船舶、排筏和其它浮运工具，在江、河、湖泊、水库及人工水道上从事的运输。

第6页/共141页

一、水路运输的分类及特点【优点】运量大，能耗少，成本低，投资省；【缺点】速度慢，环节多，受自然条件影响大，机动灵活性差。第7页/共141页二、水路运输的组成及其技术设备组成：港口、船舶等。现代港口是水陆运输工具的汇集点（枢纽）。规划建设部门统一研究附近海、河岸线的使用，航务工程部门负责港区码头的勘测设计和施工，港口机械制造部门对码头泊位配备装卸机械。第8页/共141页二、水路运输的组成及其技术设备完整的水运系统： 船舶的燃料、淡水和生活物资的供应部门， 通讯导航部门， 业务代理与理货公司， 救援打捞机构等等。主要技术设备： 船舶、航道、港口、通讯及导航等设施。第9页/共141页三、水路运输生产过程水运生产过程：货物通过港口装到船上，船舶载着这些货物运到另一港口，再从船上卸下、储存或直接提走。第10页/共141页三、水路运输生产过程具体过程：掌握货源并集中到港根据货源组织船舶运力为货物配装适当的船型

选用经济合理的港口装卸工艺配备便于顺利操作的装卸机械确定安全经济的航线第11页/共141页第二节航道与港口一、航道二、港口第12页/共141页一、航道航道是指供船舶航行的水上通道。（一）航道种类1、海上航道

——自然水道，通过能力几乎不受限制；2、内河航道

——天然河流加引航的航标设施；

通行条件：

不同的通航水深

不同的通行时间：夜行

不同的通行方式：单向或双向第13页/共141页3、人工航道

——人工开凿的水道（运河），

通常用于沟通两个或两个以上的水系。

缩短航程，降低运输费用第14页/共141页（二）航道的航行条件航道的航行条件：

指内河航道为保证船舶安全航行而必须满足的条件（？）

1、足够的航道深度

最小通航保证深度

最小航道深度=船舶满载吃水+富裕深度吨位，吃水量，载重量第15页/共141页（二）航道的航行条件2、足够的航道宽度：

航道宽度=同时交错的船队或船舶的宽度之和+富裕宽度3、适宜的航道转弯半径：

航道转弯半径不小于最大航行船舶长度的3倍；（铁路，公路？）第16页/共141页（二）航道的航行条件4、合理的航道许可流速：

下水：流速大的主流区域

上水：缓流区

航速=船舶静水速度±流速

经济的船舶静水速度：2.5-3.5m/s

最大流速不大于3米/秒；5、符合规定的水上外廓：保证船舶水面以上部分通过所需要的高度和宽度。第17页/共141页二、港口船舶的装卸、补给、修理工作和船员的修整。最基本的功能：船舶的装卸搬运。（一）港口的作用和分类（二）港口的组成（三）港口选址第18页/共141页（一）港口的作用和分类1.作用：港口是一个国家或地区的门户，交通枢纽：

水运客货运输的集散地，水陆运输的衔接点具有运输、工业和商业的功能。重要的经济资源第19页/共141页第20页/共141页（一）港口的作用和分类2.分类：按用途分：商港：供旅客上下和货物装卸转运的港口渔港：专为渔船服务的港口工业港：固定为某一工业企业服务的港口军港：专供海军舰船用的避风港：供大风情况下船舶临时避风的港口第21页/共141页（二）港口的组成1.水域2.陆域3.水工建筑物第22页/共141页第23页/共141页海港平面布置图第24页/共141页1.港口水域概念：

港口水域是供船舶进出港，以及在港内

运转、锚泊和装卸作用使用的。要求：

足够的深度和面积，

水面基本平静，流速和缓，

船舶安全操作。第25页/共141页1.港口水域进出港航道港外锚地港内航道港内锚地码头前沿水域船舶调头区港外水域港内水域港口水域第26页/共141页（1）进出港航道天然进出港航道，但其水深不一定满足船舶要求，河口浅滩，需要疏浚和整治。内河港口的航道：主航道靠近码头的一侧，适当的宽度：既不影响主航道上船舶的航行，又与码头、锚地留有足够的距离。第27页/共141页（2）港外锚地供进出港船舶抛锚停泊使用接受边防检查、卫生检疫、大型船队编队、解队（河港）（？）等等。第28页/共141页（3）港内锚地海港：供船舶等待泊位，或是进行水上装卸。在气候恶劣情况下，供船舶避风停泊。河港：编解船队和进行水上装卸作业。第29页/共141页（4）码头前沿水域足够的深度和宽度，使船舶能方便地靠离。第30页/共141页（5）船舶调头区回转的调头区：

港内航道与码头之间

要有足够的宽度。大型海轮：

在港内靠离码头时常有拖轮协助，内河船：

靠泊时为便于控制常常需要将船首对着水流的方向。第31页/共141页2.港口陆域港口陆域是供旅客上下船，以及货物的装卸、堆存和转运使用。具有适当的高程、岸线长度和纵深，安置装卸设备、仓库、堆场、铁路、公路（？），各种必要的生产和生活设施等。（1）码头与泊位、（2）仓库和堆场、（3）铁路及道路、（4）起重运输机械、（5）港口辅助生产设施等。第32页/共141页港口码头布局码头与泊位起重运输机械仓库和堆场铁路及道路第33页/共141页（1）码头与泊位码头：

供船舶停靠，以便旅客上下、货物装卸的水工建筑物。码头前沿线：

港口水域和陆域的交接线，港口的生产线。布置形式顺岸码头（河）、

突堤码头（海）；码头前沿的水深：满足船舶吃水，随船舶装卸和潮汐变化，留有足够富余的水深。第34页/共141页突堤码头（海港）顺岸码头（河港）第35页/共141页（1）码头与泊位“泊位”：供船舶停泊的位置。一个泊位可供一艘船舶停泊；泊位的长度依船型的大小而有差异，码头线长度：

泊位数

每个泊位的长度。第36页/共141页（2）港口仓库和堆场仓库和堆场：

供货物装船前和卸船后短期存放使用的。码头前沿作业区：

从港口货场到码头前沿。

安排装卸机械，火车、汽车的通道，

使货物转运方便：进入货场，运往港外。第37页/共141页（3）铁路及道路港口车站：

在这里货物列车可以进行编组或解体，

机车：

将车辆直接送往码头前沿或库场的装卸线；

装卸完毕后再取回送往港口车站编组。第38页/共141页（3）铁路及道路港内道路与港外公路应该有很好的连接，港区内的道路：

能通往码头前沿和各库场，

回路要通畅，

进口与出口常常分开设置，

尽可能减少与铁路线或装卸线的平面交叉。第39页/共141页（4）起重运输机械起重运输机械：

起重机械：主要用来起吊货物；

运输机械：主要用于搬运货物。

作用：对船舶、火车和汽车进行装卸作业；在船舱内进行各种搬运、堆码和拆垛等工作；在库场上进行起重、搬运、堆码、拆垛等工作。第40页/共141页（4）起重运输机械典型机械：门座起重机浮式起重机装卸桥带式输送机带斗提升机叉式装卸车第41页/共141页①门式起重机门式起重机，简称门吊、门机。构造：

下部有一个大型门架，其上装配有转盘式或转柱式的臂架起重机，第42页/共141页门式起重机第43页/共141页②浮式起重机浮式起重机，简称起重船、浮吊，安装在专用船上的臂架起重机。第44页/共141页起重船第45页/共141页③装卸桥一机多能：不仅适用于铁路车辆场地，而且可以进行船－车－场多种作业。以装卸散货为主，多用抓斗作业。第46页/共141页③装卸桥第47页/共141页④带式输送机皮带机是一种连续运动的输送货物的机械。第48页/共141页⑤带斗提升机是一种在封闭机壳内，能连续垂直提升粉末、颗粒或小块物料的输送机械。工作原理：用安装在胶带或链条上的抓斗，通过滚筒或链轮驱动，在提升机的下部掏取物料，待提升到上部时依靠重力或离心力把物料投出。第49页/共141页⑤带斗提升机第50页/共141页⑥叉式装卸车依靠能升降的货叉对件货进行堆垛、拆垛和搬运的机械。其货叉可以根据不同货种的装卸要求换用不同的工具，有“万能”的美称。特点：结构紧凑、机动灵活、适应强。第51页/共141页集装箱叉车第52页/共141页（5）港口辅助生产设施维护陆域正常生产秩序给排水系统，输电、配电系统，燃料供应站，工作船基地，各种办公用房，维修工程队，船舶修理站等设施。第53页/共141页（二）港口组成3.港口的水工建筑物港口的水工建筑物：

指大部分处于水中，或经常与水接触，特别是遭受海水的侵蚀等有害作用的水工建筑物。（1）防护建筑物（2）码头建筑物（3）护岸建筑物

第54页/共141页（1）防护建筑物海港：

以防止波浪对港内的冲击，

防止泥沙、流冰进入港内。

在外围的深海中，经受巨大的波浪和冲击力，

稳定、坚固，规模很大。外堤：

（a）斜坡式外堤（b）直立式外堤

（c）混合式外堤（d）透空式外堤

（e）浮式外堤（f）气压式外堤第55页/共141页第56页/共141页（1）防护建筑物第57页/共141页（2）码头建筑物主体结构上部有胸墙、梁、靠船构件等；下部有墙身、基础或板桩、桩基等。第58页/共141页（2）码头建筑物附属设备系船柱、护木、系网环、管沟、门扣和铁路轨道，以及路面等。第59页/共141页（3）护岸建筑物未被利用的天然岸坡因遭受着潮汐、水流和波浪的作用，引起坍塌①护坡：用块石或混凝土板铺砌而成。为了防止水流冲刷和水土流失。②护墙：用混凝土制成的挡土墙。较大强度的抵抗水的腐蚀和破坏力作用。第60页/共141页第61页/共141页（三）港口选址根据港口的吞吐量、船型、运输特点及地形、地质、地震、水文、气象等自然条件，并考虑全国港口发展战略、海河岸线资源综合开发利用的要求，从技术、经济上进行综合分析、比较，慎重确定。第62页/共141页（三）港口选址港址选择得当：节省建设投资，缩短建设施工期限，有利于港区的内部布置，船舶运输安全，货物吞吐迅速，经营管理便利，维护工作量小，运输成本低。港址选择不当：难于发挥其效能，给船舶的运转和港口营运、管理带来极大的不便。第63页/共141页（三）港口选址1.港口布局的基本要求船舶航行方面的要求港口经营管理方面的要求港口建筑方面的要求港口与城市配置方面的要求第64页/共141页第三节船舶一、船舶的种类二、船舶主要尺度三、船舶的组成与基本构造四、高性能船舶发展第65页/共141页一、船舶的种类船舶以用途分——军用和民用民用船舶按用途分：（一）客船（二）货船（三）其他船舶第66页/共141页（一）客船客船是专门用于载运旅客及其行李和邮件的船舶；客船种类：远洋客船——万吨以上20节以上近海客船——5000-10000吨16-18节内河客船——5000吨以下1节=1海里/小时=1.852公里/小时第67页/共141页（一）客船客船的结构特点安全设施（安全）

双层底、救生设备、设备防火处理。生活服务设备（舒适）

住舱、餐厅、浴室、诊室、阅览室、休息室、露天游泳池和运动场等。比较（经济）

有运量大、费用低、安全、旅客活动面积大等优点。第68页/共141页（一）客船1.海洋客船2.旅游船3.内河客轮4.小型高速客船

水翼船，气垫船第69页/共141页1.海洋客船吨位大，航速高，设备齐全第70页/共141页2.旅游船旅游、游览与海洋客船相似，吨位较小，第71页/共141页3.内河客轮载客量较小，速度较低第72页/共141页4.小型高速客船-水翼船水翼产生的升力40-60节，排水量：100-300t，300客位第73页/共141页4.小型高速客船-气垫船利用高压空气在船底与水面间形成气垫60-100节，100-200客位第74页/共141页（二）货船货船：专门运输各种货物的船只。1.杂货船、2.散货船、3.集装箱船、4.载驳船、5.滚装船、6.油船、7.冷藏船第75页/共141页1.杂货船

运输一般包装、袋装、箱装和桶装等普通货物。结构特点：

双层甲板；

4－6个货舱；

货舱口装有吊货杆或起吊车第76页/共141页杂货船第77页/共141页2.散货船用来运煤、矿砂、盐、谷物等散装货物货物特点：

品种单一、货源充足、装载量大运输特点：

采用抓斗等专门装卸机械，速度快，效率高。结构特点：

驾驶室和机舱设在尾部；货舱口大；

有较多的压载水舱(空载)；单甲板。第78页/共141页2.散货船第79页/共141页3.集装箱船船型尖廋，航速高（20-37节）；舱口尺寸大（70-80%），便于装卸；主甲板：3-9层集装箱，主甲板之上:2-4层不设装卸设备双层船壳：提高抗扭强度（大舱口）优点：装卸效率高航行速度高经济效益好第80页/共141页集装箱船第81页/共141页4.载驳船子母船先将货物装在子船上，再把子船装上母船。到达目的地后，将子船卸到水中，由拖船将其分送到内河各地海河直达运输装卸效率高，运输成本低不收港口水深影响，不需要占用泊位码头，不需要装卸机械第82页/共141页4.载驳船第83页/共141页5.滚装船装运载货车辆，类似于汽车、火车轮渡结构特点：纵通全船的甲板，不设舱口和装卸设备各层甲板之间用斜坡道或升降平台连通首尾设有跳板优点：装卸速度快，效率高，对货种适应性强第84页/共141页5.滚装船第85页/共141页6.油船铁路？石油分别装在各个密封的油仓内装卸：油泵、输油管，不需要起货吊杆和货仓口蒸汽加热管路上层建筑和机舱设在尾部？减少轴隧漏油，烟囱火星向后，减少火灾危险第86页/共141页6.油船第87页/共141页7.冷藏船运输鲜活易腐货物（铁路？）第88页/共141页（三）其他船舶渡船拖船和推船

驳船第89页/共141页渡船江河两岸、海峡、河口、岛屿间的运输汽车渡船第90页/共141页渡船列车渡船第91页/共141页2.拖船和推船拖曳和顶推其他船舶的机动船：火车头。第92页/共141页3.驳船非机动，没有推进装置，航行时需要拖船拖带或推船顶推没有起货装备驳运大型货船的货物；组成船队甲板驳和舱口驳优点：结构简单，造价低，维修费低、利用率高随机编组，适用于内河第93页/共141页二、船舶主要尺度（一）船舶的主要尺度1.船长（L）：总长L0A:首段至尾端的最大水平距离2.型宽（B）：舷的肋骨外缘至另一舷外缘的最大水平距离3.型深（H）：船长中点处，龙骨上缘至甲板下缘的垂直距离4.吃水（T）：船长中点处，龙骨上缘至设计水线的垂直距离第94页/共141页船舶主要尺度总长设计水线长型宽型深吃水第95页/共141页（二）船舶的主尺度比表现出船体的特征、强度和它的部分航行性能：1.长宽比（L/B）：快速性2.宽吃水比（B/T）：稳性3.深吃水比（H/T）：大倾角稳性和抗沉性4.长吃水比（L/T）：船舶操纵性（小，灵活）5.长深比（L/H）：船体结构的坚固性第96页/共141页三、船舶的组成与基本构造（一）船体构造（二）动力装置（三）船舶设备（四）船舶系统第97页/共141页（一）船体构造船体：

直接承受静水压力、浮力、波压力、冲击力、货载及本身重量等各种外力的空间结构。主船体上层建筑第98页/共141页1.主船体被外板和连续的上甲板全部包起来的水密结构，主船体的空间又被舱壁、甲板和平台分隔成不同用途的舱室。（1）首端结构（2）中部结构（3）尾端结构第99页/共141页（1）首端结构呈V字形首尖舱：防撞舱壁锚链仓和储物仓，压载水仓第100页/共141页（2）中部结构中部较肥，仓容大装货、乘坐旅客、机舱、机械设备货仓之间：水密横壁舱口：水密舱盖船员舱室工作舱室营业舱室第101页/共141页（2）中部结构船员舱室：

干舷甲板以上

卧室、餐室、会议室等，工作舱室：

驾驶室、海图室、无线电报室、灭火器间、机炉舱、锚链舱、压载水舱，给养储备间、隔离舱等；营业舱室：

货舱和客舱。第102页/共141页尾端结构方尾、椭圆尾舵机舱，舵和螺旋桨第103页/共141页2.上层建筑船舶主甲板以上，由一舷伸至另一舷的围壁建筑物。船楼和甲板室。驾驶室、工作室、船员和旅客的住室、

生活用舱室、安装船舶上某些设备。第104页/共141页（二）动力装置船舶动力装置是保证船舶推进

及其他需要提供各种能源的全部动力设备的总称。1.推进装置2.辅助装置3.甲板机械4.自动化设备第105页/共141页1.推进装置组成：主机、传动设备、轴系和推进器船舶动力装置种类：

蒸汽、燃气、核动力等。燃气：内燃，柴油机

柴油机优点：热效率高、启动迅速、安全可靠、重量轻、功率范围大等螺旋推进器：

3-6片叶片,安装在船的尾部舵的前面

由发动机带动旋转，推动船舶进退第106页/共141页推进器第107页/共141页（二）动力装置2.辅助装置：

产生除推进装置所需能量以外的其他各种能量设备

船舶发电站、辅助锅炉装置、压缩空气管路3.甲板机械：

锚泊机械设备、操舵机械设备、起重机械设备4.自动化设备：

对机械设备进行遥控、自动调节、监测、报警等设

备。第108页/共141页（三）船舶设备船舶设备是指船舶从事正常的营运活动所必须具备的除主机以外的各种设施。

1、舵设备

2、锚设备

3、系缆设备4、起货设备

5、救生设备第109页/共141页1、舵设备舵设备是用于控制船舶方向的装置。舵（舵杆和舵叶）、操纵装置驾驶人员操纵舵轮，通过传动装置带动舵机，由舵机带动舵的转动来控制船首方向，使船舶保持航向或回转第110页/共141页舵设备第111页/共141页2、锚设备主要用于船舶在海上锚地固定船位，同时也可作为协助船舶制动、控制船身辅助手段。由锚、锚链、掣链器、起锚机和锚链舱等组成。锚利用它在海底的抓力以及锚链与海底表面的磨擦力来制动船舶，第112页/共141页3、系缆设备将船舶系在码头的系船柱上。

缆索、带缆桩、导缆孔、导缆器及绞缆机等。缆索一端套在码头系船柱上，用船上绞缆机或锚机绞紧缆索，使船向码头靠拢。第113页/共141页第114页/共141页4、起货设备船上用来装卸货物的机械。吊货杆或起重机吊货杆：吊货索、吊货杆、起货机吊臂短、绳索多、不够灵活第115页/共141页5、救生设备船舶失事时船上人员自救和营救落水人员的设备。救生艇、救生筏、救生圈和救生衣等。第116页/共141页（三）船舶设备船舶大多还配备消防和堵漏设备等。堵漏螺杆第117页/共141页（四）船舶系统船舶系统：

船舶上设有船底水排泄系统、压载系统、灭火系统、生活用水系统、通风系统、冷暖系统等。特殊船舶系统：油船的输油系统，冷藏船的冷却系统。目的：

输送船上自用的液体和气体，

如淡水、海水、热水、污水、蒸汽、空气等。设备：管道、泵及其它附件。第118页/共141页四、高性能船舶发展即具有比常规船舶有明显的优越技术性能。快速，耐波，操纵、两栖、舒适等优良的快速性：一般航速超过30节，如气垫船、水翼艇等良好耐波性：小水线面双体船、自控水翼艇、自控高速双体船、穿浪艇等独特两栖性：全垫升气垫船、动力气垫地效翼船、气垫平台等第119页/共141页中船重工七○一所穿浪双体船“海峡号”美国海军高级研究公司第120页/共141页第121页/共141页第四节航标一、航标的种类二、航标自动化的发展趋势第122页/共141页一、航标的种类航标：助航标志，帮助船舶定位，引导船舶航行，表示警告和指示碍船物的人工标志。功能：定位警告交通指示指示特殊区域第123页/共141页一、航标的种类（一）海区航标指在海上的某些岛屿、沿岸及港内重要地点所设的航标，用以表示航道、锚地、碍船物、浅滩等，或作为定位转向的标志等。（二）内河航标

用以准确标出江河航道的方向、界限、水深和水中障碍物，预告洪讯，指挥狭窄和急转弯水道的水上交通，引导船舶的安全航行。第124页/共141页（一）海区航标1.视觉航标：白天：形状、颜色和外形，夜间：灯光颜色、发光时间间隔、次数、射程及高度，使驾驶人员通过直接观测迅速辨明水域，确定船位，安全航行。灯塔、灯船、立标、浮标、系碇设备和各种导标浮标：①方位标志：危险物所在地②侧面标志：航道的一侧界限③中线标志：航道中央入口处④专用标志：沉船标、检疫标等第125页/共141页侧面标志第126页/共141页（一）海区航标音响航标：

能发出规定响声的助航标志。

在雾、雪等能见度不良的天气中向附近船舶表示有碍航物或危险。

雾号、雾笛、雾钟、雾锣、雾炮和雾哨等。无线电航标：

利用无线电波的传播特性向船舶提供定位导航信息的助航设施。

无线电指向标、无线电导航台、雷达应答标、雷达指向标和雷达反射器等。第127页/共141页（二）、内河航标航行标志：用于标示内河安全航道的方向和位置等。过河标、接岸标、导标、过河导标、首尾导标、桥涵标等6种。第128页/共141页

过河标接岸标红色红色红色绿色绿色绿色右接岸标左接岸标第129页/共141页2、内河航标信号标志：

用于标示航道深度、架空电线和水底管线位置，预告风讯，指挥弯曲狭窄航道的水上交通。

水深信号杆、通行信号杆、鸣笛标、界限标、电缆标、横流浮标、风讯信号杆等7种。专用标志：用于指示内河中有碍航行安全的障碍物。三角浮标、浮鼓、棒形浮标、灯船、左右通航浮标、泛滥标等6种。第130页/共141页电缆标通行信号标信号标志水深信号杆第131页/共141页二、航标自动化的发展趋势（一）航标自动化的发展

1、航标设备自动化

2、航标系统自动化

3、航标管理自动化（二）视觉航标建设第132页/共141页（一）航标自动化的发展航标自动化应包括航标设备自动化、航标系统自动化和航标管理自动化三方面内容。其中航标设备自动化是基础，航标系统自动化是重要内容，航标管理自动化是发展的高级阶段。第133页/共141页1、航标设备自动化航标设备自动化是航标自动化的基础，是实现航标系统自动化和航标管理自动化的前提。目前视觉航