摘 要

本文概述了23000吨散货船主船体的生产设计，结合了船舶生产设计的理论方法和船体自身特点，并以承造厂的生产条件以及自身技术提出了建造23000吨散货船主船体的建造方案。包括船体的理论重量计算、分段划分方案、典型分段的建造方案以及船台装焊工艺，着重论叙了分段划分方案的可行性。

关键词：散货船 生产设计 分段划分方案

Abstract

This paper summarizes the production design of the main hull of 23,000 tons bulk carriers, combines the theoretical methods of ship production design and the characteristics of the hull itself, and puts forward the construction plan of the main hull of 23,000 tons of bulk carriers by the production conditions of the factory and its own technology. Including the theoretical weight calculation of the hull, the segmentation scheme, the typical sub-construction scheme and the ship-loading process, focusing on the feasibility of the sub-division scheme.

Key words: bulk carrier,production design ,the project of subsections

武汉理工大学本科生毕业设计（论文）任务书

学院： 交通学院 专业班级： 船舶与海洋(余) 船海1301

姓名： 曹书涛 学号： 0121302920423

毕业设计（论文）题目： 23000吨散货船船体生产设计2-船艏区域

任务书包含以下方面的内容：

（一） 设计（论文）主要内容：

23000吨散货船是一艘单螺旋桨、柴油机驱动、单甲板双壳型散货船，本船以载运矿砂、煤、散粮等散货为主。其主要技术参数如下：

总长     158.70 m        垂线间长 149.80 m

型宽     24.40 m         型深     14.00 m

设计吃水 9.80 m

设计内容：

(1)总体部分：主船体生产设计

(2)独立部分：指定分段生产设计

要求：

(1)承造厂为长航集团青山船厂。本船在该厂6号船台造，年产4艘。

(2)板材规格：8～22mm

1600×6000 mm，1800×6000 mm，1600×8000 mm，

1800×8000 mm，2000×10000 mm

（二） 完成的主要任务及要求：

(1)毕业设计任务分析；完成相关资料的检索和翻译；船厂调研后，撰写开题报告；

(2)绘制主船体外板展开图；

(3)编制主船体分段重量计算书；

(4)绘制主船体分段划分及余量布置图；

(5)绘制主船体分段船台安装定位线图；

(6)编制主船体分段船台安装工时计算书；

(7)绘制主船体分段船台安装程序图；

(8)编制主船体分段船台安装进度表；

(9)绘制主船体指定分段的生产设计图表；

(10)编写毕业设计报告书一份（字数不少于1万字）；以上绘制的图纸总量折合后不少于5张1#图纸。

(11)中、外相关文献检索不少于12篇（其中外文文献不少于2篇），并完成文献阅读报告，完成外文资料翻译1篇（不少于2万英文印刷符、即5000汉字）。

(12)学校规定的其它工作。

(三) 完成任务的时间节点：

第1周

工作内容：前期准备工作（分析、理解设计任务；确定专题调查的题目和内容；资料检索及撰写文献阅读报告；外文资料翻译等）

要求：（1）明确设计任务和要求，完成资料检索及文献阅读报告，外文资料初译，选作翻译的外文资料需经指导教师认可。（2）第三周末提交结果 

第2-4周

工作内容：

(1) 主船体结构理论重量估算

(2) 绘制外板展开图

要求：第四周末提交结果 

第5-6周

工作内容：

(1) 设计、论证主船体总体建造方案

(2) 设计、论证主船体全船分段划分方案

(3) 主船体分段船台安装定位设计

(4) 绘制分段划分图

要求：第六周末提交结果 

第7-8周

工作内容：

(1) 主船体分段船台安装工时计算

(2) 主船体分段船台安装进度日程设计

(3) 装配长度统计

(4) 主船体分段船台安装顺序设计

(5) 绘制相关图纸

要求：第八周末提交结果 

第9-12周

工作内容：

(1) 船体分段设计

(2) 绘制相关图纸

要求：第十二周末提交结果 

第13-15周

工作内容：编写毕业设计说明书，并与调查报告一起汇总成正式设计报告书 要求：第十五周末提交结果 

第16周

工作内容：答辩前准备工作及答辩

（四） 必读参考文献：

含23000吨散货船设计资料图纸、本专业教材、专业参考书、手册、行业规范、国家或行业标准、国内外专业期刊等。

(1)23000吨散货船船体说明书、总布置设计图及船体结构设计图等；

(2)徐兆康等. 船舶建造工艺学. 北京：人民交通出版社.

(3)杨永祥等.船体制图.北京：国防工业出版社，2005.

(4)吴仁元.船体结构.北京：国防工业出版社，1994.

(5)吴俊逸等.金属船体制图.

(6)黄浩.船体工艺手册.北京：国防工业出版社，1989.

(7)黄广茂.造船生产设计.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2007.

(8)国内外专业期刊：

中国造船、船舶工程、造船技术、船海工程、国外舰船工程、

Journal of Ship Production、International Shipbuilding Progress、Marine Technology 等。

(9)国家或行业造船相关标准.

(10) 船舶建造规范.

指导教师签名： 2016 年 12 月 23 日

系主任签名： 2016 年 12 月 27 日

院长签名（章）： 2016 年 12 月 27 日

目录

第一章 绪论 11

1.1船舶生产设计的内容，目的及意义 11

1.2国内外生产设计的现状及发展方向 11

1.3本次生产设计主要内容 12

第二章 生产设计产品及承造厂生产条件 14

2.1生产设计对象的基本情况 14

2.2承造厂基本情况 14

2.3承造厂生产能力 15

第三章 生产设计指导思想 16

第四章 船舶建造方案 17

4.1船舶建造方案 17

4.2选择船舶建造方案时应考虑的主要因素 17

4.3船体建造方案的综合评价 17

4.4本船船体建造方案的选择 18

第五章 船体分段划分方案 19

5.1船体分段划分的总体思想 19

5.1.1分段重量与尺寸 19

5.1.2生产负荷均衡性 19

5.1.3船体结构强度合理性 19

5.1.4施工工艺合理性 20

5.2本船船体分段划分方案说明 20

5.2.1底部分段 20

5.2.2 舷侧分段和顶边舱 21

5.2.3甲板分段 23

5.2.4横舱壁分段 23

5.2.5机舱分段 23

5.2.6艏总段 24

5.2.7艉总段 25

第六章 典型分段建造方法 25

6.1分段建造方法 25

6.2船体分段建造方案的选择原则 26

6.3船艏区域立体分段建造 26

6.3.1 201分段的结构特征 26

6.3.2分段建造方法的选择 26

6.3.3船艏区域立体分段建造方法 27

第七章 船台焊接工艺 29

7.1上船台前的准备工作 29

7.1.1分段上船台的准备工作 29

7.1.2临时支撑材料的准备 29

7.1.3船台定位基准的建立 29

7.2船台吊装定位线 30

7.3 定位方法及接头形式 30

7.4 船台吊装方法 31

7.5余量布置及划线方法 31

7.6 密性试验 31

7.7下水前准备工作 31

第八章 生产设计总结 33

致谢 34

参考文献 35

附录 36

第一章 绪论

1.1船舶生产设计的内容，目的及意义

造船生产设计是融设计、工艺和管理为一体的设计和管理技术。推行造船生产设计的目的是实现壳舾涂一体化、区域造船以建立现代造船管理模式。船舶建造中的技术准备工作，一般由产品设计、生产设计和生产计划三部分组成。生产设计就是对造船施工的各种工程技术问题进行分析研究，对制造方法和有关技术措施作出决策，并用图、表和技术文件等方式表达出来，作为编制生产计划和指导现场施工的依据。造船生产活动的实践表明，在船舶设计中增加以造船施工为对象的生产设计，虽然增加了设计工作量，由于它可以科学地指导施工，使生产工艺和管理合理化，最终因提高效率和降低成本而获得更高的效益，生产设计是实施现代造船模式的核心工作内容，是十分重要的。合理的造船生产设计，有利于缩短生产周期，降低生产成本，减少不必要的工序和反复的修改建造，对船厂的可持续发展有重要影响。

船舶制造是一种复杂的，范围广泛的综合型生产活动，生产设计则是解决船厂需要怎样造船的问题，是对造船现场施工各种各样的可能碰到的问题进行分析研究，对制造方法和有关技术措施作出决策，并用图，表，技术文件等方式表达出来，作为编制生产计划和指导现场施工的依据。实践表明船厂的生产设计工作，虽然在初期会增加了一些计算等设计的工作量，但是在后期就可以正确的，科学的指导现场施工，提出更好的建造方法。从而使造船生产工艺和管理合理化，最终达到提高生产效率和降低陈本而获得更高的效益的目的。

在指导教师的帮助下，通过此次毕业设计，综合运用各科知识，深化理解基础理论和技能，深入了解船舶生产设计的主要内容。培养独立工作，独立思考的精神和运用所学的知识解决实际问题的能力。进一步发展完善自身素质能力，为今后更好的走向工作岗位，成为合格的船舶工程技术人员打下基础。

1.2国内外生产设计的现状及发展方向

散货船是用以装载无包装的大宗货物的船舶。按载运的货物不同，又可分为矿砂船、运煤船、散粮船、散装水泥船、运木船等。这种船大都为单甲板，舱内不设支柱，但设有隔板，用以防止在风浪中运行的舱内货物错位，又称散装货船，干散货船是用以装载无包装的大宗货物的船舶。专用于运送煤炭、矿砂、谷物、化肥、水泥、钢铁等散装物资，目前其数量仅次于油船。散货船按载重量分为五种代表船型，RP2万~3.5万吨小灵便型、3.5万~5万吨大灵便型、6万~8万吨巴拿马型、10万~18万吨好望角型和20万吨以上超大型散货船。在国际航运业中，散货船运输占货物运输的30%以上，由于货运量大、货源充足、航线固定、装卸效率高等因素，散货船运输能获得良好的经济效益，散货船已经成为运输船舶的主力军。纵观散货船的发展历史，散货船发展的趋势主要体现在双壳化、大型化、快速化、多用途化、使用年限增长、环保和自动化程度提高等几个方面。

目前世界散货船队中在航船舶的货舱结构大多为单壳体，然而近年来单壳体散货船频繁发生的海难事故越来越引起国际海事组织(IMO)和各船级社的关注。据统计，1978年~2003年全世界散货船海难事故共丧生船员1232人，90%以上是因船体结构破损所致。因此，国际海事界要求提高散货船建造标准，采用双壳体的呼声日益高涨。IMO和IACS也采取了相应的措施。双壳通用散货船的设计也可以称为表面平整的散货船，舷侧和舱壁均采用双壳结构，在双壳之间设置梯子、走道、照明和通风，以便于检查和避免货舱壁“出汗”产生的腐蚀，同时双壳之间的空舱可部分或全部作为压载舱。
双壳体散货船由于增加了内壳，比普通单壳体船的重量增加3%~7%，使结构重量增加，装载量减少，建造成本增加(首制双壳散货船建造成本的增加部分很可能越过船价的5%，甚至高达7%~8%)，港口使用费和燃料消耗也随之增加。但是，双壳体船具有良好的安全、经济和运营优势：(1)双舷侧使船具有两道防线，因此对舷侧结构的冲击损伤可减至最小，还可以消除船体结构疲劳；(2)双壳舱壁的刚度更好，能更好地防止各种形式的破坏和货舱进水；(3)无须设置专门的压载水舱；（4）货舱底板平整，煤、谷物等不会落人肋骨，易于清舱，从而可提高装卸效率，减少在港时间，降低营运和维护费用；(5)减少货舱涂层的维护和保养费用。

1.3本次生产设计主要内容

本船为23000DWT钢质单桨柴油机推进的双舷侧散货船，为小灵便型散货船，航行于无限航区，主要装运矿砂、钢材、煤炭和谷物等货物。本船承建厂为中国外运长航重工青山船厂，船厂有六个总装船台，配有100T门吊两台，300T门吊4台。

基本内容：

(1）总体部分：主船体生产设计

(2）独立部分：船首区分段生产设计

完成的主要任务及要求：

（1）毕业设计任务分析：完成相关资料的检索和翻译；船厂调研后，撰写开题报告；

（2）绘制主船体外板展开图；

（3）编制主船体分段重量计算书；

（4）绘制主船体分段划分及余量布置图；

（5）绘制主船体分段船台安装定位线图；

（6）编制主船体分段船台安装时计算书；

（7）绘制主船体分段船台安装程序图；

（8）编制主船体分段船台安装进度表；

（9）绘制主船体指定分段的生产设计图表；

（10）编写毕业设计报告书一份（字数不少于1万字）；以上绘制的图纸总量折合后不少于5张1#图纸。

第二章 生产设计产品及承造厂生产条件

2.1生产设计对象的基本情况

本船为23000DWT钢质单桨柴油机推进的双舷侧散货船，为小灵便型散货船，航行于无限航区，主要装运矿砂、钢材、煤炭和谷物等货物。承建厂为青山船厂。 其主要技术参数如下：

总长 158.70 m 垂线间长 149.80 m 型宽24.40 m 型深 14.00 m 设计吃水 9.80 m

2.2承造厂基本情况

本次的承造厂为长航集团青山船厂，青山船厂是中国长江航运集团骨干造船企业，已有40余年的造船历史，工厂占地面积100万平方米，码头岸线2200米，其中的钢材预处理设备有3米和4米预处理线各一条；起吊设备有20/5t行吊3台、20t行吊2台、双5t电磁吊2台、10t行吊1台。青山船厂是中国长航集团船舶重工总公司骨干造船企业，现有员工3425人、农民工5000多人，具有高、中级职称的各类工程技术人员400多人，已发展成为具有设计、制造、综合生产能力的湖北最大的出口船舶建造基地。
工厂重视产品研发和技术创新，18500吨双相不锈钢化学品船属国内首次建造，其双相不锈钢焊接技术及建造工艺通过了专家鉴定评审，已列入国防科工委2006-2008年新产品研发项目。3750吨成品油轮，是我国第一艘低噪音、全环保型电力推进油轮，被交通企业管理协会评为2006年度新产品。工厂产品出口欧、美、东南亚等10多个国家和地区，已通过ISO9001质量体系认证，被海关总署列为2005年度进出口“红名单”企业下图为该船厂的车间布局

图2.1 车间分布图

2.3承造厂生产能力

青山船厂各类设备种类齐全，技术力量较为雄厚，具有设计、制造载重量3万吨级以下的货轮、集装箱船、油轮、化学品船、液化气船和各类客轮、工程船、大型浮坞、大功率推轮、沥青船、散装水泥船、滚装船的综合能力。该船厂拥有有总装船台6个，1号、2号船台（长336米，宽分别为42米和40米）；3号、4号船台9(长为318米，宽分别为42米、40米);5号、6号船台（长324米，宽分别为34米、28米）。其中1号、2号、3号、4号船台南北贯通，配有100T门吊、300T门吊各俩台，5号、6号船台配有300T门吊1台。本船在该厂的6号船台上建造，且该船台年产4艘。下图为船厂的船台布置图。

图2.2 船台布置图

第三章 生产设计指导思想

在进行船舶生产设计时，应该根据产品的特点和制造要求（批量、交货期和技术要求等）结合船厂的生产条件来确定建造产品的基本方案。它是进行生产设计、编制生产计划和组织施工的指导方针。

在船舶设计过程中在确定船舶总的建造方针前提下以详细设计为基础根据船厂施工的具体条件，按工艺阶段、施工区域和单元绘制记入各种工艺指示和各种管理数据的工作图表以及提供生产信息文件的一种设计过程。应用统筹协调理论与成组技术的基本原理组织造船生产，是生产设计的理论基础。统筹协调是生产设计的基本指导思想，即在船舶设计中对船体建造、舾装与涂装工程；设计、工艺与管理，以及船、机、电各专业间的各方面的关系进行统筹与协调。

生产设计优化的基本原理。通过对设计、工艺、管理三大领域的有关特性要素作出分析，用建立相似或相同类型的设计族、加工族与建造顺序族，使之以同族工件或施工单元作为施工作业对象组织生产，变单件生产为批量生产。

初步设计、详细设计和生产设计既相互独立又相互渗透。初步设计是详细设计的依据，详细设计是生产设计的依据；生产设计的要求和工作内容，又要渗透到前两个设计阶段中去。建造方针书是以船体为基础、以舾装为中心、以现代化造船技术为主导，通过工艺、计划、成本、质量、施工等综合平衡后的一揽子整体统筹方案，是一部取得最佳综合效益的总纲和工作“宪法”。将建造方针书中提出的各项具体内容在生产设计中和施工管理方法上加以具体落实，在各阶段（及各分阶段）从技术角度指明作业顺序、方式、日程、特殊施工的注意点和技术要求，作为指导生产设计和施工管理的技术文件。