540箱内河双燃料集装箱船结构设计(附件)
船舶的结构设计是指在结构强度，重量，所占面积以及连接方式等许多问题中找到一个平衡的解决方案。结构设计不仅可以保证船舶航行的安全性，更可以为船东找到最经济的方法来设计船舶。本次论文所研究的就是540箱内河双燃料集装箱船的结构设计。首先要调研收集分析相关资料，总结内河集装箱船结构设计要求，然后确定540箱双燃料船结构设计总体原则；其次就是进行结构规范计算，剖面模数校核计算，最后就是绘制船体典型横剖面图，基本结构图。本文主要针对540箱内河双燃料集装箱船进行船体结构规范设计。本船按照《钢质内河船舶建造规范》（2009）按A级航区的有关要求进行构件计算和总纵强度校核。关键词：集装箱船，内河双燃料，结构设计，规范设计目 录
第一章 绪论 1
1.1概述 1
1.2国内外研究现状及问题 1
1.3内河集装箱船的结构特点 2
1.4集装箱船的结构设计方法 3
第二章540箱内河集装箱船结构规范计算 5
2.1 船舶结构设计概要 5
2.2 母型船介绍 5
2.3本船的基本情况 5
2.4 构件计算 6
2.4.1外板： 6
2.4.2甲板 12
(1) 强力甲板 13
(2）甲板边板 13
2.4.3船底骨架 15
（3）中桁材 15
（4）旁桁材 15
（5）船底纵骨 15
2.4.4舷侧骨架 17
（1) 肋骨 17
(2) 强肋骨 17
（3）舷侧纵桁 18
2.4.5甲板骨架 19
（1）甲板横梁 19
（2）甲板纵桁 19
（3）甲板强横梁 20
2.4.6舱壁 21
（1）平面水密舱壁 21
（2）平面舱壁扶强材 21
（3）水平、垂直桁剖面模数W 22
2.4.7货舱口 23
（1）舱口围板 23
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
/> （1）甲板横梁 19
（2）甲板纵桁 19
（3）甲板强横梁 20
2.4.6舱壁 21
（1）平面水密舱壁 21
（2）平面舱壁扶强材 21
（3）水平、垂直桁剖面模数W 22
2.4.7货舱口 23
（1）舱口围板 23
（2) 舱口面板 23
（3）舱口加强材 23
2.4.8舭龙骨 23
第三章 船体中剖面模数与惯性矩计算 25
3.1概述 25
3.2中剖面模数及惯性矩的规范计算 26
第四章 横剖面图和基本结构图的设计要点 30
4.1横剖面图的设计要点 30
4.2基本结构图的绘制 31
设计总结 32
参考文献 33
致谢 34
第一章 绪论
1.1概述
21世纪初，随着我国的物流业迅猛发展，海上运输业也进入了蓬勃的发展时期，其中，集装箱船以其装卸效率高，节约劳动力和保证运输质量等优点获得了更多的认同。因此，国内对内河集装箱船的需求也是越来越多。然而，一般的集装箱船舶使用的燃料都是柴油这种不可再生资源，不仅污染大，而且现在的柴油都是供不应求，越往后，燃料费用就越高。为了节省集装箱船的燃料费用，同时也是为了适应海事环保法规的要求，内河双燃料集装箱船也就应运而生了。[1]
540箱内河双燃料集装箱船属于小型集装箱船，它所谓的双燃料指的分别是LNG和柴油这两种燃料。LNG燃料不仅价格比柴油低，而且从环保的问题上来讲，排放也很低，可以说是非常好的环保燃料。
1.2国内外研究现状及问题
下面说一下我国和国外关于双燃料集装箱船船的研究。
国内方面，由于我国于2006年3月15日方加入MARPOL73/78公约1997年议定书，故“防止船舶造成大气污染规则”于2006年8月23日对我国生效。内河航运方面，虽然我国内河航运资源比较丰富，拥有天然河流5800多条，但截至目前，还没有适用于内河船舶的国家级排放限制法规。鉴于双燃料低速船用柴油机在小型集装箱船上应用有以上诸多优势，加上自2010 年以来LNG 一直被认为是未来最理想的船用发动机燃料，船东和运营商对该类机的兴趣越来越大。但还存在一些问题：[2]
（1）初始投资成本高；由于双燃料低速船用柴油机价格较高，一般双燃料低速船用柴油机的成本比传统柴油机高30%，在目前航运市场和造船市场都差的情况下，船东选用双燃料低速船用柴油机的较少，但等到市场好转，从降低运营成本和环保要求的方面考虑，船东和运营商一定会优先选用。
（2）存储、加气等方面的基础设施尚不完善，船舶在营运过程中必须要在沿岸港口加注LNG，但当下的LNG 补给和储存等设施满足不了相应的需求，很难对在航船舶及时提供LNG 燃料，这在一定程度上也制约了双燃料低速船用柴油机的推广和使用。
（3）行业标准滞后。LNG 使用技术早就存在，许多主机制造商都已经生产使用LNG 为燃料的主机，但各船级社从2001 年才开始制定了LNG 船舶的船级检验规则，而对于LNG 的补给操作和补给站，目前还没有制定统一的标准或操作规程。很多还是指导性规范文件。
国外方面，瓦锡兰在船用中速双燃料集装箱船方面处于全球绝对领先的地位。据瓦锡兰相关数据统计，截至2012年5月底，其已为100艘集装箱船是双燃料的。与欧洲船用发动机生产商相比，亚洲主要造船国的制造商目前均未能推出中速双燃料发动机。
1.3内河集装箱船的结构特点
内河集装箱船由于其所装的是标准规格的集装箱，所以结构和货船不一样。为了可以快速的装卸，垂直方向使用直壁式结构。集装箱船的货舱口很大，舷边只留下较短的甲板边板。大开口对船的抗弯，抗扭和横向强度都很不利。为此，我们可以才结构上采取以下措施：[3]
（1）采用具有水密舷边舱的舷侧
（2）增加甲板和舷侧板的厚度
（3）加强货舱口之间的舱口端横梁和甲板横梁
由于开口的问题，所以会导致船的强度不够，为了保证强度，我们必须采取相应的措施。为了装卸方便，从抗扭强度上来说，我们可以在舷侧设内纵壁和抗扭箱。从稳性方面上说，我们可以再舷侧设压载水箱，这是比较方便的方法。
内河集装箱船的货舱区域具有双层壳板，货舱载货的有效宽度和本身的宽度差不多。内侧内舷侧纵壁对甲板大开口造成的总纵强度的削弱做了补偿。此外，舷边舱还能提高船体的抗沉性和用作压载水舱。舷边舱内一般设置平台甲板，对增加总纵强度和刚度都有帮助，同时，平台甲板还可用作人员通道。集装箱船舷侧多采用纵骨架式，有些船舶将上层平台甲板以下采用横骨架式，上层平台与甲板间采用箱形结构作为抗扭箱，以提高船舶的抗扭强度和总纵强度。
由于内河集装箱船甲板外飘、航速快，船体受到波浪的冲击力比较大，造成的冲荡应力也比较大，加上总纵合
第一章 绪论 1
1.1概述 1
1.2国内外研究现状及问题 1
1.3内河集装箱船的结构特点 2
1.4集装箱船的结构设计方法 3
第二章540箱内河集装箱船结构规范计算 5
2.1 船舶结构设计概要 5
2.2 母型船介绍 5
2.3本船的基本情况 5
2.4 构件计算 6
2.4.1外板： 6
2.4.2甲板 12
(1) 强力甲板 13
(2）甲板边板 13
2.4.3船底骨架 15
（3）中桁材 15
（4）旁桁材 15
（5）船底纵骨 15
2.4.4舷侧骨架 17
（1) 肋骨 17
(2) 强肋骨 17
（3）舷侧纵桁 18
2.4.5甲板骨架 19
（1）甲板横梁 19
（2）甲板纵桁 19
（3）甲板强横梁 20
2.4.6舱壁 21
（1）平面水密舱壁 21
（2）平面舱壁扶强材 21
（3）水平、垂直桁剖面模数W 22
2.4.7货舱口 23
（1）舱口围板 23
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
/> （1）甲板横梁 19
（2）甲板纵桁 19
（3）甲板强横梁 20
2.4.6舱壁 21
（1）平面水密舱壁 21
（2）平面舱壁扶强材 21
（3）水平、垂直桁剖面模数W 22
2.4.7货舱口 23
（1）舱口围板 23
（2) 舱口面板 23
（3）舱口加强材 23
2.4.8舭龙骨 23
第三章 船体中剖面模数与惯性矩计算 25
3.1概述 25
3.2中剖面模数及惯性矩的规范计算 26
第四章 横剖面图和基本结构图的设计要点 30
4.1横剖面图的设计要点 30
4.2基本结构图的绘制 31
设计总结 32
参考文献 33
致谢 34
第一章 绪论
1.1概述
21世纪初，随着我国的物流业迅猛发展，海上运输业也进入了蓬勃的发展时期，其中，集装箱船以其装卸效率高，节约劳动力和保证运输质量等优点获得了更多的认同。因此，国内对内河集装箱船的需求也是越来越多。然而，一般的集装箱船舶使用的燃料都是柴油这种不可再生资源，不仅污染大，而且现在的柴油都是供不应求，越往后，燃料费用就越高。为了节省集装箱船的燃料费用，同时也是为了适应海事环保法规的要求，内河双燃料集装箱船也就应运而生了。[1]
540箱内河双燃料集装箱船属于小型集装箱船，它所谓的双燃料指的分别是LNG和柴油这两种燃料。LNG燃料不仅价格比柴油低，而且从环保的问题上来讲，排放也很低，可以说是非常好的环保燃料。
1.2国内外研究现状及问题
下面说一下我国和国外关于双燃料集装箱船船的研究。
国内方面，由于我国于2006年3月15日方加入MARPOL73/78公约1997年议定书，故“防止船舶造成大气污染规则”于2006年8月23日对我国生效。内河航运方面，虽然我国内河航运资源比较丰富，拥有天然河流5800多条，但截至目前，还没有适用于内河船舶的国家级排放限制法规。鉴于双燃料低速船用柴油机在小型集装箱船上应用有以上诸多优势，加上自2010 年以来LNG 一直被认为是未来最理想的船用发动机燃料，船东和运营商对该类机的兴趣越来越大。但还存在一些问题：[2]
（1）初始投资成本高；由于双燃料低速船用柴油机价格较高，一般双燃料低速船用柴油机的成本比传统柴油机高30%，在目前航运市场和造船市场都差的情况下，船东选用双燃料低速船用柴油机的较少，但等到市场好转，从降低运营成本和环保要求的方面考虑，船东和运营商一定会优先选用。
（2）存储、加气等方面的基础设施尚不完善，船舶在营运过程中必须要在沿岸港口加注LNG，但当下的LNG 补给和储存等设施满足不了相应的需求，很难对在航船舶及时提供LNG 燃料，这在一定程度上也制约了双燃料低速船用柴油机的推广和使用。
（3）行业标准滞后。LNG 使用技术早就存在，许多主机制造商都已经生产使用LNG 为燃料的主机，但各船级社从2001 年才开始制定了LNG 船舶的船级检验规则，而对于LNG 的补给操作和补给站，目前还没有制定统一的标准或操作规程。很多还是指导性规范文件。
国外方面，瓦锡兰在船用中速双燃料集装箱船方面处于全球绝对领先的地位。据瓦锡兰相关数据统计，截至2012年5月底，其已为100艘集装箱船是双燃料的。与欧洲船用发动机生产商相比，亚洲主要造船国的制造商目前均未能推出中速双燃料发动机。
1.3内河集装箱船的结构特点
内河集装箱船由于其所装的是标准规格的集装箱，所以结构和货船不一样。为了可以快速的装卸，垂直方向使用直壁式结构。集装箱船的货舱口很大，舷边只留下较短的甲板边板。大开口对船的抗弯，抗扭和横向强度都很不利。为此，我们可以才结构上采取以下措施：[3]
（1）采用具有水密舷边舱的舷侧
（2）增加甲板和舷侧板的厚度
（3）加强货舱口之间的舱口端横梁和甲板横梁
由于开口的问题，所以会导致船的强度不够，为了保证强度，我们必须采取相应的措施。为了装卸方便，从抗扭强度上来说，我们可以在舷侧设内纵壁和抗扭箱。从稳性方面上说，我们可以再舷侧设压载水箱，这是比较方便的方法。
内河集装箱船的货舱区域具有双层壳板，货舱载货的有效宽度和本身的宽度差不多。内侧内舷侧纵壁对甲板大开口造成的总纵强度的削弱做了补偿。此外，舷边舱还能提高船体的抗沉性和用作压载水舱。舷边舱内一般设置平台甲板，对增加总纵强度和刚度都有帮助，同时，平台甲板还可用作人员通道。集装箱船舷侧多采用纵骨架式，有些船舶将上层平台甲板以下采用横骨架式，上层平台与甲板间采用箱形结构作为抗扭箱，以提高船舶的抗扭强度和总纵强度。
由于内河集装箱船甲板外飘、航速快，船体受到波浪的冲击力比较大，造成的冲荡应力也比较大，加上总纵合
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