15000吨江海直达散货船船体生产设计毕业设计

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毕业设计（论文）
15000吨江海直达散货船船体生产设计第3、4货舱区域一
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

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使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日
导师签名：日期：年月日
注意事项
1.设计（论文）的内容包括：
1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）
2）原创性声明
3）中文摘要（300字左右）、关键词
4）外文摘要、关键词
5）目次页（附件不统一编入）
6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：
1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写
2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
教研室（或答辩小组）及教学系意见
毕业设计(论文)任务书
学院：交通学院专业班级：船舶1104
姓名：学号：
毕业设计(论文)题目:15000吨江海直达散货船船体生产设计——第3、4货舱区域一
（一）设计（论文）主要内容：
15000吨江海直达散货船是一艘单螺旋桨、柴油机驱动、单甲板单壳型江海直达散货船，本船共4个货舱，以载运矿砂、煤、散粮等散货为主。

其主要技术参数如下：
总长 153.00 m 垂线间长 145.00 m
型宽 22.40 m 型深 11.20 m
设计吃水 7.50 m 结构吃水 8.11 m
设计内容：
（1）总体部分：主船体生产设计
（2）独立部分：第3、4货舱区域一分段生产设计
要求：
（1）承造厂为长航集团青山船厂。

本船在该厂6号船台上建造，年产4艘。

（2）板材规格： 8～22mm；1800×8000 mm，1600×6000 mm，1800×6000mm，1600×8000 mm，2000×10000 mm
（二）完成的主要任务及要求：
设计内容和任务：
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：
（四）必读参考文献：
含15000吨江海直达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. 15000吨江海直达散货船船体说明书、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. 交通部标准计量研究所，1985
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：年月日
系主任签名：年月日
院长签名(章) 年月日
本科生毕业设计（论文）开题报告
学生姓名：
导师姓名、职称：
所属学院：交通学院
专业班级：船舶与海洋工程 1104班
设计（论文）题目：15000吨江海直达散货船船体生产设计5-第3、4货舱区域一
2014 年 3 月 9 日
武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告
摘要
本文概述了15000T江海直达散货船船体生产设计，工作重点是在理解生产设计是船舶设计的一个阶段的基础上，学习“怎样造船”和“怎样合理组织造船生产”。

结合其承造厂——青山船厂的实际情况和产品特点提出了一套合理的生产方案。

内容包括主船体理论重量计算、分段划分方案、底边舱233分段建造方案、船台装焊工艺等。

关键词：散货船；船体生产设计；分段划分；建造方案
Abstract
This paper summarizes the hull production design of 15000 DWT sea-river-through transportation bulk carrier. It focuses on that on the basis of understanding the production design is one of the ship design stage, we should learn "how to build ship" and "how to organize shipbuilding reasonably". Combined with the actual situation its builder - Qingshan shipyard and the product feature, I have put forward a reasonable production plan. It’s contents include weight computation of main body, division method, the subsection construction program of No.233 bottom side tank, fabrication procedure on berth, etc.
Key Words：Bulk carrier；Hull production design；Sub-division；Construction
目录
第1章绪论 (1)
1.1船舶生产设计的内容、目的及意义 (1)
1.2国内外生产设计的现状及发展方向 (2)
1.3本次生产设计的主要内容 (2)
第2章生产设计产品及承造厂生产条件 (3)
2.1生产设计对象的基本情况 (3)
2.2承造厂基本情况及生产能力 (3)
第3章生产设计指导思想 (5)
第4章船舶建造方案 (6)
4.1船舶建造方案 (6)
4.2选择船体建造方案时应考虑的因素 (6)
4.3船体建造方案的综合评价 (7)
4.4本船船体建造方案的选择 (7)
第5章船体分段划分方案 (9)
5.1船体分段划分的总体思想 (9)
5.1.1分段重量与尺寸 (9)
5.1.2生产符合均匀性 (9)
5.1.3船体结构强度合理性 (9)
5.1.4施工工艺合理性 (9)
5.2本船船体分段划分方案说明 (11)
5.2.1艏、艉总段 (11)
5.2.2货舱分段 (12)
5.2.3甲板分段 (13)
5.2.4机舱分段 (14)
第6章典型分段建造方法 (16)
6.1分段建造方法分类及适用原则 (16)
6.2第3货舱底边舱233分段建造 (17)
6.2.1底边舱233分段的结构特征 (17)
6.2.2分段建造方案的选择 (17)
第7章船台焊接工艺 (20)
7.1上船台前的准备工作 (20)
7.2分段临时加强 (21)
7.3船台吊装定位线 (21)
7.4定位方法及接头形式 (22)
7.5船台周期计算说明 (23)
7.5.1工时定额的作用 (23)
7.5.2计算特点 (23)
7.5.3计算公式 (23)
7.5.4其他说明 (24)
7.5.5船台周期总述 (24)
7.6船台吊装方法 (24)
7.7余量布置及划线方法 (25)
7.8密性试验 (26)
7.9下水前准备工作 (30)
第8章生产设计总结 (32)
第9章结束语（致谢） (33)
参考文献 (34)
附录清单 (35)
第1章绪论
1.1船舶生产设计的内容、目的及意义
造船生产设计即是在船舶设计工程中，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。

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做出决策，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，虽然增加了一些设计工作量，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。

所以生产设计是十分重要的
现阶段生产设计是应用统筹协调理论和成组技术的基本原理在图纸上“模拟造船”的过程，所以，学习成组技术来“造船”和应用统筹协调理论“合理组织造船”也是本课题最大目的所在。

而成组技术正在向信息技术和智能技术发展，工程状态也正在由区域建造向壳舾涂一体化以及全面模块化和数字化的虚拟仿真造船迈进。

可见世界范围内的造船技术正在不断地发展，我们也应该不停地学习吸收，创造出适合国内船厂情况的模式。

本次毕业设计的主要目的及意义如下：
（1）对造船过程有全面学习，制定出现阶段对承造厂最合适本课题14000T 的生产设计方案。

（2）将整个造船生产过程中的各种因素（人力，设备，场地，器材等）通过设计的方式预先加以综合协调和优化。

（3）提供造船生产所必需的图表和文件，使其能直接指导造船生产过程，并有效地进行。

（4）将“如何造船”的工艺质量，管理数据和生产信息全面反映到生产设计的工作图和管理表中，为指导生产提供依据。

（5）使新工艺，新技术应用到生产设计中，有利于推动技术进步。

（6）有利于对船舶进度，质量和安全生产实现全面管理。

（7）促进船厂管理体制改革，提高造船水平。

1.2 国内外生产设计的现状及发展方向
对于船舶生产设计，我国的起步较晚，是于1978年从日本引进了“船舶生产设计”概念，1983年中国船舶工业总公司规定，船舶设计按初步设计、详细设计、生产设计三个阶段来划分。

目前，在我国船厂生产设计已经相当普及，深化生产设计被看作为船舶工业中的一场革命。

而相比之下，国外船舶生产设计发展要更早更成熟。

日本船厂通过深化生产设计，提高船舶的可建造性，从而大幅度提高生产效率，形成自己独特的建造模式。

日本造船模式的理论精髓有以下五个基本原则，1）船舶产品通过生产设计，均按区域/类型/阶段进行作业分解；2)按区域/类型/阶段/系统进行组合；3）工程分解的作业类型均以一种中间产品形式体现在各个生产过程中；4)组织造船生产过程中，均体现壳、舾、涂作业的有机结合；5）生产技术准备过程中，均体现设计、生产、管理部门间的有机结合。

韩国造船并没有停照搬照抄上.而是在船舶工业大力推进信息化，便得如今韩因造船在设汁、生产管理上形成了强大的CIMS集成系统，通过综合性一体化设计，进一步深化和加强了造船生产设计和生产管理，使造船效率大杯度提高。

美国造船主要是军品，美国国防部和军方于90年代共同制订和实施的一系列以虚拟制造技术为主导的先进制造技术计划列入船舶关键技术计划和船舶科学技术发展战略中。

美国主要军船厂通过NSRP ASE计划，军船的设计建造己实现全面的数字化，进入了虚拟造船时代。

1.3 本次生产设计的主要内容
本次生产设计的主要内容包括：资料检索、外文翻译，主船体建造方案设计，主船体分段重量计算，外板展开绘制，分段船台安装程序设计，分段安装定位设计，主船体分段安装工时计算，安装进度日程设计以及第3号货舱的底边舱分段建造等。

第2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
本次生产设计的船舶产品为15000吨江海直达散货船，是一艘单螺旋桨、柴油机驱动、单甲板单壳型江海直达散货船。

本船有球形船首、倾斜首柱、方尾和半平衡悬挂舵。

本船设首楼、尾楼。

机舱、起居处所和驾驶室均布置在尾部。

本船主要装运矿砂、钢材、谷物和煤炭等货物。

本船设有7道水密横舱壁。

用于分隔为4个货舱，首尾尖舱和机舱。

货舱区域为单壳和双层底结构及底边舱，其中NO.3货舱双层底内布置燃料油舱。

机舱区域设置双层底，内底板水平伸向两舷，双层底内布置有轻柴油舱、主机滑油循环舱、燃油溢油舱、燃油油渣舱、空舱、舱底水舱、污燃油舱和污水井等。

在机舱口内设有逃口，直通上甲板。

机舱平台设有各种日用油舱等。

首尖舱兼作压载水舱。

尾尖舱为压载水舱。

其主要参数如下：
总长 153.00 m 垂线间长 145.00 m
型宽 22.40 m 型深 11.20 m
设计吃水 7.50 m 结构吃水 8.11 m
本产品由长航集团青山船厂承造。

本船在该厂6号船台上建造，年产4艘。

2.2承造厂基本情况及生产能力
中国长江航运集团青山船厂是中国长江航运集团的骨干造船企业，国家大二类企业，工厂始建于 1949 年，位于九省通衢的武汉市，占地面积100 万平方米，生产建筑面积14.1万平方米，码头岸线 2200 米，共有泊试工作码头 9 座；万吨级水平船台 10 座，下水斜船架 17 座，总举力达 8500吨；高架吊车 8 台，最大单台起重能力 60 吨，联合最大起重能力为 120 吨；全厂设备总台数达1100台套；可同时建造多艘5000吨级至 5万吨级船舶。

工厂现有职工 3800 多人，拥有各类高中级工程技术和管理人员 1000 余人。

经过半个世纪的艰苦创业，锐意开拓，使青山船厂成为目前我国内河最大的船舶生产基地。

青山船厂致力于科技进步，成套引进日本钢材预处理流水线，广泛采用微机放样、数控切割、二次喷涂、全位置自动焊等新技术、新工艺，并积极推行生产设计、分段预装、区域造船、壳-舾-涂一体化等先进的生产管理模式，使企业迈上了新台阶。

现具有设计、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。

出口船舶分别通过英国 LR、德国 GL、美国 ABS、
挪威DNV等船级社检验入级，企业通过了ISO9001质量体系认证。

1995年以来批量建造了818TEU、660TEU、502TEU 集装船以及6750吨多用途集装箱船，成功开发了2000立方米LPG运输船、2000吨乙二醇（不锈钢罐体）运输船、2.5万吨级全潜式重大件特种运输船和5000吨级散装水泥船等产品。

2002年12月12日完工交付的出口比利时18500吨双相不锈钢舱化学品船为我国首制船，该船和3750吨全环保型电力推进成品油轮在国际市场上获得好评，产生了良好的品牌效应；青山船厂被世界著名的克拉克松航运咨询公司评为2005年全球20大化学品船建造厂，排名世界第15位。

青山船厂产值2002年为4亿元人民币，2007年飞跃至27亿元人民币，2008年手持订单金额达170 亿元人民币，预计年产值将达40亿元人民币。

青山船厂坚持“一主两翼”的发展方针，在搞好造船主体的同时，不断加大修船和非船产品的开发，使之成为企业支柱产业，先后生产了柴油机配件、甲板和起重机械、压力容器、ZP舵桨、等离子数控切割机，并承接了高层建筑钢结构、桥梁围堰、水上乐园、人行天桥等市政工程项目，大大拓宽了承造厂的生产经营范围。

被湖北省、武汉市确定为外轮修理定点厂家。

2005年底青山船厂在紧邻的运河内建设蓄水坝和舾装码头，蓄水坝长 150m，坝高19.5m，闸口宽60m，两座舾装码头长约380米左右，工程投资总概算为1.259亿元，主体工程于2007完工投产，从根本上解决了制约企业发展瓶颈的问题，可实现船舶的常年下水，年造船生产能力将由目前的16万综合吨提升到30万综合吨，年产值将达40亿元，出口创汇将达到2-3亿美元，成为湖北省区域经济发展的重要力量之一。

近十年来，该厂不断推进科技进步，注重产品创新。

1996年建造出口德国818TEU集装箱船，开创了我国内河船厂承接万吨级出口船的先河。

2002年12月出口比利时的18500吨双相小锈钢化学品属国内首次建造，填补了国内造船界的空白，其双相不锈钢焊接技术及建造工艺通过了湖北省科技厅评审，该类型船成为工厂品牌，得到国际市场认可。

2006年5月8日，该厂承建的我国第一艘低噪音、环保型的3750吨变频电力推进成品油轮“特殊号”住上海交船，该船引领2l世纪造船新理念，是具有世界先进水平的特种运输船。

第3章生产设计指导思想
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。

其中产品设计是解决造什么船的问题；生产设计则是解决怎样造船的问题；生产设计是解决如何来组织造船的问题。

这三者是相辅相成、相互相关的，所以，我国已规定船舶设计应包括初步设计、详细设计和生产设计三部分，并由生产设计给生产计划提供所需的资料。

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，是解决“怎样造船”的工程技术问题，也就是对承建船舶的建造工艺及其流程的设计，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。

在设计阶段要严格按照造船工艺的顺序进行，将工程分为若干子项目，逐一解决，要完全按照承造厂实际情况去展开施工，并要完全按照产品的技术要求进行检验。

在船舶的生产我们应该注意以下几点：
（1）能适应具体生产条件，充分利用现有的设备和场地。

（2）能保证工厂建造此种船舶的年度计划的完成。

（3）能满足船舶结构和工艺上的合理性要求。

（4）能获得最好的技术经济指标，其中包括提高质量、降低成本、缩短建造周期、提高生产效率等。

（5）能有利于合理的组织劳动力，注意生产节奏。

（6）能有效的改善施工条件、减轻劳动强度。

第4章船舶建造方案
4.1 船舶建造方案
所谓船舶建造方案，从狭义来说，是指建造船体的方法，包括船体建造阶段的具体划分，船体分段和总段的建造方法，以及船体在船台上的建造方法。

然而，由于船体建造是整个船舶建造的基础，特别是随着现代造船技术的发展，船体的建方法已不可能仅仅局限上述范围内加以考虑，而必须包括更为丰富的内容，例如，船舶的壳、舾、涂一体化。

因此，从广义来说，船体建造方案应是根据产品的要求（建造批量、交货时间、技术要求）和特点，结合工厂的生产能力，制造出最佳船舶的方案。

因此，它不是一般生产工艺的罗列，而是选择船体建造的主要技术对施工中特殊问题的处理。

选择合理的建造方案主要考虑以下基本原则：
（1）充分考虑船厂生产条件，使之能够满足所选建造方案。

（2）尽可能提高船台利用率，缩短船台周期。

（3）采用较为简单的安装方法，减少劳动强度。

（4）尽量减少船台焊装工作量，减小船体焊接总变形。

（5）充分利用板材，提高材料利用率。

4.2 选择船体建造方案时应考虑的因素
1）船厂的起重能力：船台起重能力影响着船体建造方案的选择。

包括船体车间和舾装车间的加工能力、船台和车间的起重运输能力、装配焊接车间的生产面积等。

起重运输能力是影响建造方案的重要因素。

船台上船体建造方案的选择，很大程度上取决于船台的起重能力。

2）船厂的生产场地：船台(船坞)的类型、大小等直接影响到对船台(船坞)的船体建造法的选择，例如用水平船台造船时，可以利用船台小车作为总段的移运丁具而选用总段建造法。

对于尾机型船舶，只要船台条件许可，就应该选用串联形式建造。

而中机型的大型船舶，若从提前进行船台舾装出发，可以采用先完成机舱及尾部的岛式建造法。

要充分利用船台较舾装码头有利的条件，尽量增加下水前的完工量，以利船舶建造总周期缩短。

从施工条件、施工质量和劳动生产率等方面看，分段装焊区的条件较船台和码头都有利。

因此，在其他条件允许时，应尽量扩大分段和总段的预制预装范围，提高分段和总段的安装的完整性。

3）船厂劳动力负荷：建造方案的选择，要考虑劳动力负荷的均衡和工种的协调。

当劳动力足够时，可扩大采用岛式建造法建造的范围；反之当劳动力不足
时，应考虑与其适应的其他建造方法，如塔式建造法等。

此外，还应注意分段制造和船台装配阶段的衔接。

4）所建船舶主尺度和船型特点：小型船舶一般选用总段建造法；中型船舶则以选用塔式建造法为宜；大型船舶应视具体条件，既可选用岛式建造法，也可选用塔式建造法。

总之，在决定船舶建造法案时，首先必须进行调查研究，充分熟悉设计图纸、船厂生产能力和设备状况，全面考虑各种因素的影响，拟定各种可行且合理的船舶建造方案。

然后对其进行方案的先进性评价，选出最优的船舶建造方案。

4.3 船体建造方案的综合评价
决定船舶建造方案时，一般可以从以下三个方面进行综合评价：
（1）可行性
船厂生产条件能否满足该方案的要求，能否保证该产品年度计划的完成，该方案在船舶结构的可靠实现方面是否可行等。

（2）合理性
能否充分利用现有设备和场地，是否便于组织平行施工，生产节奏是否均衡等。

（3）先进性
是否具有良好的施工条件，是否有利于提高作业机械化、自动化程度和降低辅助作业量，是否有利于降低材料消耗和缩短造船周期等。

可行性和合理性是建造方案成立的基础；先进性是在方案可行且合理的前提下，评价方案、优化方案的手段。

4.4 本船船体建造方案的选择
下面就几种船舶总装方案来做一下比较：
（1）总段建造法
首先将船中部（或靠近船中）的总段（基准总段）吊到船台上定位固定，然后依次吊装前后的相邻总段。

当两个总段的对接缝焊接结束后，即可进行该处的舾装工作。

总段建造法具有船台装焊工作量最少、减小船体焊接总变形、提高预舾装作业量、提前进行密性试验等优点。

由于总段重量大，受船台起重能力的限制较大，通常适用于建造中小型船舶。

本船最重的部分在机舱区，所以以机舱总段为例，机舱部位从#11肋位至#36，经过空船理论重量计算，重311t，超过了船台的起重能力，故机舱区域不能采用总段方式进行船台总装。