船舶常识与船体结构Word格式.doc

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船型尺度包括：

（1）船长L（垂线间长）

指沿设计夏季载重水线，由首柱前缘量至舵柱后缘的长度（对无舵柱的船舶，则由首柱前缘量至舵杆中心线），但均不得小于设计夏季载重水线总长的96％，且不必大干97％。

（2）型宽B

指在船舶的量宽处，由—舷的肋骨外缘量至另—舷的肋骨外缘之间的横向水平距离。

（3）型深D（

指在船长中点处，沿船舷由平板龙骨上缘量至卜层连续甲板横梁上缘的

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w表示冬季载重线；

WNA表示北大西洋冬季载重线；

w表示热带谈水载重线；

P表示夏季谈水载重线。

上述各载重线的前四种勘划在垂线的前方，后两种勘划在垂线的后方。

对圆圈、线段和字母，当船舷为暗色底者，应漆成白色或黄色，当船舷为浅色底者，应漆成黑色。

船舶只有在正确地和永久地勘划载重线标志后，方可取得国际船舶载重线证书。

5．吃水指示系统

由于吃水标志是勘划在船壳板外侧的首、中、尾部，往往难以准确方便地读取船舶的六面水尺，特别是读取尾部弯曲船壳板处的吃水时更为困难。

为解决这一难题，在有些大型现代化船舶上专设了吃水指示系统，用以测量船舶首、中、尾的吃水和纵、横倾斜度，它可随时从指示面板上集中读取首、中、尾的吃水，颇为方便。

吃水遥测系统目前主要有三种类型：

浮子式遥测系统；

超声波探测式遥测系统；

吹气式遥测系统。

第二节船舶种类和特点

使学生掌握船舶船舶种类和特点。

各种船舶种类和特点。

各运输船舶特点。

4节左右。

一、客船

根据SOLAS公约的规定，凡载客超过12人者均应视为客船，这类船舶通常多为定期定线航行。

其特点是具有多层甲板（deck）的高大上层建筑，具有较好的抗沉性，且船速较高，有的还设有减摇装置。

按载客的性质不同，客船可分三类：

（1）全客船：

指专用于运送旅客及其所携带的行李和邮件的船舶，一般设计为“二舱或三舱不沉制”。

（2）客货船：

指在运送旅客的同时，还载运相当数量的货物，并以载客为主，载货为辅。

（3）货客船：

该种船舶以载货为主，载客为辅。

客货船与货客船在杭沉性方面一般以“一舱不沉制”为最低设计要求。

二、集装箱船

集装箱船又称货柜船或货箱船。

其特点是：

1.货舱多为单层甲板，货舱开口宽大；

2.为保证船体强度和提高抗扭强度，船体设计为双层底和双层壳舷侧结构，并在双层壳舷侧的顶部设置抗扭箱结构；

3.同时为防上货箱移动和固定货箱，货舱内设有格栅式货架（箱格导轨系统，eellguidesystem）；

其装卸效率高，货损货差少。

3.此外，集装箱船的主机功率较大，航速较高，远洋高速集装箱船的方形系数小于0.6、

三、散装船

散装船专用于装运散粮、矿石（ore）、煤炭（coal）等散装货物。

货舱为单层甲板，舱口较宽大。

这类船舶根据其所载货种和结构形式的不同，可分为以下几种：

1．散贷船

主要用于装运密度较小的散货，如散粮、煤、糖等，为单层或双层船壳结构。

其特点是舱口田板高大，货舱横剖面（c阴—肥c“皿）成棱形，这样既可装满货舱，减少平舱工作，方便卸货，又可防止货物移动而危及船舶的稳性。

货舱四角的三角形舱柜为压载舱，用于调节吃水和稳性高度。

船型肥大，一般单向运输。

散货船货舱横剖面结构示意图为：

2．矿砂船

矿砂船专用于载运散装矿石，为单向运输船。

这种船由两道纵舱壁特整个装货区域分隔成中间舱和两糟边舱，在中间舱下部设置双层底。

中间舱装载矿货，两侧边舱作压载舱。

由于矿石的密度大，积载因素小，故所占舱容小，这样会使船舶的重心过低，在航行中产生剧烈摇摆。

为提高重心高度，矿砂船的双层底设计得特别高，有的矿砂船货舱的横剖

面设计成谓斗形，这样既可提高船舶的重心高度又便于清舱。

同时，矿砂船货舱两侧的压载边舱也比散货船大得多。

矿砂船均为尾机型船，航速较低。

为适应所载货物的特点，一般采用高强度钢，且内底板等构件均采取加厚的措施。

矿砂船货舱横剖面结构示意图为。

四、混装船

这类船舶一般为既可装载油类又可装载散装干货，但不同时装载的船舶（存有油类的污油水舱例外），且为肥大船型，方形系数Cb一般大于0.8。

主要有两种类型：

1．矿砂／石油两用船

矿砂／石油两用船又称O／O船，由两道纵舱壁将整个装货区域分隔成中间舱和左右两侧边舱，双层底设在中间舱下部且没有矿砂船那样高。

船的全部或大部分中间舱用于装载矿货，或边舱和部分中间舱装载货油，即单运矿砂时装在中间舱；

运油时则载于两侧边舱和部分中间舱。

矿／油两用船货舱横剖面示意图为。

2．矿砂／散货／石油三用船

矿砂／散货／石油三用船又称OBO船，其货舱横剖面形状与散货船类似成棱形，但‘般为双层船壳井具有双层底舱和上、下边舱。

其中间舱的全部或大部分用来装载散货或矿石，两侧边舱、上边舱和部分中间舱用来装载货油，下边舱为压载舱。

散装船专用于装运散粮（bulk）、矿石（ore）、煤炭（coal）等散装货物（bulkcargo）。

1．散贷船（bulkcargo）

主要用于装运密度较小的散货，如散粮、煤、糖等，为单层或双层船壳结构。

其特点是舱口围板（hatchcemmng）高大，货舱横剖面成棱形，这样既可装满货舱，减少平舱工作，方便卸货，又可防止货物移动而危及船舶的稳性。

货舱四角的三角形舱柜（上下边舱）为压载舱（ballasttank），用于调节吃水和稳性高度。

图为散货船货舱横剖面结构示意图。

2．矿砂船

矿砂船专用于载运散装矿石，为单向运输船。

为提高重心高度，矿砂船的双层底设计得特别高，有的矿砂船货舱的横剖面设计成谓斗形，这样既可提高船舶的重心高度又便于清舱。

图为矿砂船货舱横剖面结构示意图。

1．矿砂／石油两用船

矿砂／石油两用船又称0／0船，由两道纵舱壁将整个装货区域分隔成中间舱和左右两侧边舱，双层底设r中间舱下部且没有矿砂船那样高。

图为矿／油两用船货舱横剖面示意图。

2．矿砂／散货／石油三用船

矿砂／散货／石油三用船又称OBO船，其货舱横剖面形状与散货船类似成棱形，但‘般为双层船壳井具有双层底舱和上、下边舱。

图为矿／散／油三用船货舱横剖面结构示意图。

五、杂货船

杂货船即普通货船，主要用于装载一般干货，如成包、箱尾捆、桶的件杂货。

通常是多层（2-3层）甲板结构，舱口尺寸较大以便于装卸，并配有吊杆或起重机。

在抗沉性方面，一般设计成“一舱不沉制”。

六、滚装船船

滚装船运输是将传统的船舶垂直上下装卸作业改成水平方向的滚动作业，有人又将其称作“带轮”作业。

它是将集装箱固放在妊车底盘或车辆上作为一个货物单元进行装卸的，也可承运汽车。

其船尾有一跳板可裕放在码头上，由拖车通过跳板把货箱拖至船内或由船内拖出。

舱内设有活动斜坡道或升降机，

货箱通过它作上下层间的移动。

为装卸作业的安全，跳板工作坡度应小于8º

，通常为4º

—5º

，

船舶横倾小于4º

，跳板对码头的负荷一般不超过2—3t／m2。

滚装船上甲板子整无舷弧和粱拱，无起货设备。

甲板层数多，舱内支柱极少，甲板为纵通甲板。

这种船抗沉性较差，难以满足“一舱不沉制”的抗沉性要求，舱容利用率较低，造价也较高。

但因其装卸效串高，对码头要求不高，故主要用于短途运输。

七、木材船

木材船专用于装运各种木材，其货舱要求长而大，舱口大，舱内无支柱等障碍物。

因甲板需装载木材，故甲板强度要求高，舷墙也较高，并在甲板的两舷舷侧设有立柱或立柱底脚，同时将起货机均安装于桅楼平台上

八、冷藏船

冷藏船是指专门运输肉类、水果、蛋晶之类易腐鲜贷的船舶。

其特点是具有良好的隔热设施与制冷设备，货舱口较小，货舱甲板层数较多，船速较快而吨位较小。

九、液货船

1．油船船

油船是指载运石油及石油产品的船舶。

1）特点

（1）老式油船为单甲板、单层底结构，为防止油船因海损事故而污染海洋，新建中型以上抽船均采用双层底或双层船壳结构；

（1）甲板上无起货设备和大舱口，仅有几个圆形小舱口，并用油泵和管路装卸作业；

（3）油船一般采用纵骨架式结构，以保证纵向强度和减轻船体重量；

（4）为减少自由液面对稳性的影响和提高船舶的总纵强度，设有纵向水密舱壁，把油舱划分为并列的两列或三列货油舱（对>

L90m的油船，要求在其货油舱区域内设置2道纵向连续的水密舱壁）；

（5）油船的L／B较小、B／d及方形系数Cb较大，屑肥胖型船．干舷亦小；

（6）为使货油舱连接成一个整体，增加货舱容积和防火防爆，其机舱、锅炉舱均布置在船尾，为尾机型船；

（7）为防止油类的渗词和防火防爆，在货油舱的前后两端设置隔离空舱，亦有用泵舱、压载舱等兼作隔离空舱的；

（8）设置多道横舱壁和大型肋骨柜架，用以增加横向强度和适装不同品种的油类；

（9）设有专用压载舱或清洁压载舱，并设有污油水舱（sloptank）。

2）油船设置专用压载舱的忧缺点

（1）优点：

①可从根本上解决含油压载水排放而引起的海洋污染问题；

②减轻货泊舱因装压载水而对舱内结构的腐蚀；

③提高了结构强度和抗沉性；

④可在装卸抽的同时排出或灌入压载水，从而缩短了停港时间。

（2）缺点：

①专用压载舱的设置减少厂泊船的有效载货舱容；

②船体重量及造价均有所增加。

2．液化气船

液化气船有液化天然气船和液化石油气船两种。

1）液化天然气船

液化天然气主要是甲烷，在常压下极低温（-165"

C）冷冻才能使其液化，以便于运输。

液舱要求有严格的隔热结构，要求能保证液舱恒定低温。

常见的液舱形状有球形和矩形两种。

2）液化石油气船

日前运输液化石油气的方法有三种：

一种是将其加压液化，可在常温下进行装卸，这种船叫全加压式液化石油气船，其货舱常为球形或圆柱形罐；

另一种是冷冻液化，叫全冷冻式液化石油气船，其货舱可制成矩形，舱容利用率高，但需设置良好的隔热层；

第三种是既加压又冷冻液化，叫半加压半冷冻式液化石油气船。

3．液体化学品船

液体化学品多数为有毒、易燃、腐蚀性强的液体货物，H品种繁多。

因此，船舶多设计成具有许多较小的水密货舱，舱壁多用耐腐蚀的不锈钢制成，这种船为防止船底触破化学液体外溢而发生污染，设置双层底。

有毒物品应装于中间一列货舱内，不可装在两舷舷侧的舱内，液货的装卸需要用由蒸汽带动的泵来进行。

十、其他船舶

1．工程船

工程船指从事港口、航道、梅洋、水利丁程的船舶，主要有挖泥船、起重船、海洋调查船、敷缆船、航标船等。

2工作船

工作船指为航行船舶进行服务性或专业性工作的专用船舶。

主要有：

拖船（tugboat）、供应船（supplyboat）、破冰船（icebreaker）、海难救助船（rescueship）、消防船（fireboat）、科学考察船等。

第二章船体结构与船舶管系

第一节船用钢材及连接方法

使学生掌握船用钢材及连接方法。

船用钢材及连接方法。

船用钢材连接方法。

2节左右。

一、船闲钢材的种类

船用钢材一股可分成船体结构用钢材和锅炉、受压容器与机械结构用钢材等。

1．船体结构用钢

所有船体结构用钢材，均应由船级社认可的钢厂生产，检验合格的产品应有船级社的印记。

钢的冶炼方法可用平炉、电炉或碱性吹氧转炉炼钢法，如采用其他方法，则应经船级社特别批准。

对制成的钢材按规定还应进行试验，试验内容包括化学成分分析、物理试验，其中物理试验项目主要有：

拉力试验、冷弯试验和冲击试验。

船体结构田倔材按化学成分和性能分为一般强度船体结构钢和高强度船体结构钢二种。

1）—般强度船体结构钢

一般强度船体结构钢即以前的船用碳素钢，分A、B、D、E四级。

A级为沸腾钢，B缎为镇静钢，D级和E级为全镇静细晶粒（铝处理）钢，E级钢中的含锰鼍高于D级钢而含碳量低于D级钢。

一般强度船体结构钢四个等级钢材中碳、磷和碱的含量见表，钢材中碳含重的高低直接影响其强度，含碳量越高，强度高，但韧性和延展性变差。

磷和硫是钢材中的有害成分．磷会增加钢材的冷脆性，减少延展性，降低冲击韧性，当含磷量达3％时，冲击韧忭几乎降巨零；

硫和铁会形成硫化铁存在于钢的结晶中，易使钢材形成裂缝，发生撕裂现象，这种现象叫热脆，使钢材焊接性能变差。

目前，一般强度船体结构钢在中小型船舶的焊造中应用较多

2）高强度船体结构钢．

高强度船体结构钢又称船用低合金钢。

由于高强度船体结构钢是在一般强度船体结构钢的基础上再加入少量的锰、铌、钒、铝和硅等合金元素冶炼而成的，其强度、机械性能、焊接性、耐腐蚀性和耐磨性等古项指标均优于一般强度船体结构钢。

尽管钢材本身的价格昂贵，但因其具有L述各项性能，在造船时可减少钢材的用量，从而减轻船体结构的重量，降低造船成本，最终的经济指标却与—般强度船体结构钢相近。

为防止船体断裂，船体各部位不同结构的钢材需根据所承受的应力状态、构件厚度以及工作环境温度等条件选用。

根据船体结构各部位所承受的总纵弯曲力矩的大小与分布可分成1、II、Ⅲ、Ⅳ、v五类材料级别，其中I级为最低级，v级为最高级，

结合船体构件的厚度及表列相应的材料级别，在《钢质海船人级与建造规范》中可查取应采用的钢材。

二、船用钢材的应用类型及其标注方法

1．船用钢材的应用类型

为满足船体各部分结构的不同需要，船用钢材在实际应用时主要有以下几种类型：

1）钢板

钢板（plate）是船体结构的主要组成部分，约占60％—65％，如船壳板、甲板板及分舱隔板，一般厚度在4mm及以下的钢板称为薄板，4mm以上的称为厚板。

船用钢板的尺寸范围一般为：

厚6—40mm、宽1200b3000rDATI、长6000、14000mm。

2）型钢

型钢（standardsteelsection）在船体结构中所占的比例仅次于钢板，约为35％-40％，主要用作船体骨架。

按其横剖面形状可分为：

扁钢、球扁钢、角钢、工字钢、T型钢及槽钢等。

3）铸钢与锻钢

船舶的首尾柱、锚、导缆孔、缆桩及尾轴管等常采用铸钢（casting），而船舶的舵杆、轴等形状简单的构件则较多采用锻钢（forging）。

锻钢的机械强度和韧性优于铸钢，但因加工工艺的限制，其构件结构不宜太复杂。

2．船用钢材的标注方法

船舶在建造或修理前，首先必须根据各部位的需要确定所用的钢材类型，然后再在图纸上具体标注尺寸，单位统一用“毫米（mm）”，为方便起见，通常在标注时单位可省略不写。

三、船体构件的连接方法

船体构件是由大量钢材经连接而成的，必须有极高的连接工艺，才能保证其有足够的强度和良好的水密性。

船体构件的连接方法主要有焊接和铆接二种。

由于焊接工艺的飞速发展，且焊接比铆接又具有更多的优越性，因此目前在船舶修造中基本都采用焊接法。

1．焊接

焊接（welding）是对连接构件采用局部加热方法，使之达到液态或接近液态而熔接的过程。

焊接的方法主要有电弧焊（electricarcwelding）和气焊（gaswelding）。

电弧焊俗称电焊，是以电弧作加热源，工作效率高，使用方便，在船舶修造中应用最广。

气焊是以氧乙炔气燃烧作加热源，主要用于对薄板的焊接和铸钢的补焊。

船体构件焊接连接的种类主要有对接、角接、搭接、塞焊和端接，相应的焊缝种类有对接焊缝（bullweld）、角焊缝（filletweld）、搭接焊缝（1apweld）、塞焊缝（plugweld）及端接焊缝（edgeweld）等，如图所示。

对接（buttwelding）常用于两块钢板的拼接。

手工焊接在板厚大于5—6mm时需对被焊钢板边缘加开坡口（groove），以保证在焊接时能焊透。

较薄的板材一般单面开坡口，对较厚的板材一般需双面开坡口，坡口角度一般在40’-60~之间。

坡口的截面形状有V形、U形、X形、K形、双面U形及单边V形或U形等。

角接（filletwelding）常用于相互垂直或交叉构件之间的连接。

对有水密要求或构件受力大的部位需双面连续焊接，板材厚时要开坡口以保证焊透。

在一般构件上有双面链式间断焊、双面交错间断焊和一面间断一面连续焊等。

搭接（1apwelding）和塞焊（plugwelding）常用于修补强度要求不高部位的覆补及某些需要覆板加强的部位，即首先在原钢板上覆贴一块钢板，称覆板（doublingplate），将其四周焊妥，这种方法叫搭接，其牢度较差。

为增加牢度，在覆贴的钢板上再开一些圆形或长圆形小孔，然后把覆贴钢板和原钢板在小孔处焊在一起并将小孔堆焊至与覆贴钢板平，这种方法叫塞焊。

端接（edgewelding）仅用于薄板的连接，在船体结构中极少见。

2．铆接

铆接（dveting）是在焊接工艺普及前，船体构件的主要连接方法，目前在一些船舶的舷边结构上仍有用铆钉连接的结构。

铆接的过程大致是：

先在被连接件上钻孔、冲孔和扩孔，并把铆钉加热至1000º

C-l100º

C左右，铆钉呈黄红色，将铆钉插人被连接件上加工好的孔内，在其头部一面用锤衬垫，另一面用锤敲击铆钉伸出部分成圆球形，待冷却后，利用它的收缩力将构件紧贴密封连接。

对有水密要求的部位必须在铆接后进行捻缝并做水密试验，试验中若发现有渗漏严重的铆钉应拆除重铆，

略有渗漏则可用碾压或捻缝来止漏。

3．焊接与铆接相比具有的优缺点

焊接与铆接相比具有更多的优越性，首先其焊接强度较高，连续焊缝的强度可达被连接构件强度的90％—100％，而铆接只有65％—80％；

其次焊接可减轻结构的重量，简化结构而使其更合理；

另外，焊接施工方便，容易达到水密和油密的要求，从而可加快修造船的速度、降低；

劳动强度、简化工艺和降低修造费用；

焊接的船壳比铆接的光顺，可减小船体的摩擦阻力，进而；

减小航行阻力等。

但焊接也有缺点，由于焊接是在高温下进行的，且是局部加热，易使加热和因冷却不均匀而产生变形和剩余应力，一旦在其上产生细小的裂纹就会迅速蔓延且难以防止其扩散而导致海损事故。

第三章船体结构

第二节船体结构结构图

为使船舶能在恶劣天气条件下承受各种外力对船体的冲击和作用，实现安全营运，船舶必须按《钢质海船人级与建造规范》的技术要求进行建造，并需经由主管机关授权的中国船级社或指定的验船师按《钢质海船人级与建造规范》检验合格后方可投入营运。

作为船舶驾驶人员亦应掌握船体结构的基础知识，这在船舶操纵、配载和维修保养工作中是必不可少的。

一、船体结构的形式与主要结构图

1．船体结构的作用

船舶由主船体（mainhull）、上层建筑（superstructure）和许多其他各种设备（equipment）所组成。

主船体是指上甲板（upperdeck）以下包括船底（bottom）、舷侧（bma&

ide）、甲板（deck）、舱壁（bulkhead）和首尾（foreanddt）等结构所组成的水密（watertight）空心结构。

这些结构全部由板材（dealsandbattens）和骨架（skeleton）组成，即由钢板、各种型钢、铸件和锻件等组成。

无论是航行、停泊，还是在坞内，船舶都会不可避免地受到各种力的作用，归纳起来主要有：

重力、浮力、货物的负载、水压力、波浪冲击力、扭力、冰块挤压力、水阻力、推力和机械震动力及坞墩反力等外力的作用，这些力的最终效果就是使船舶产生总纵弯曲、扭转、横向及局部变形。

因此，船体结构必须具有承受和抵抗上述各种变形的能力，即在保证船体总纵强度、扭转强度（torsionalstrength）、横向强度（transversestrength）和局部强度（10calstrength）及坐坞强度（dockingstrength）的基础上，保持船舶的形状空间，保证船舶的水密，安装各种船舶设备和生活设施，载运旅客和货物。

2．对船体结构的设计与建造要求

不同种类和航区的船舶在船体结构的设计和建造方面虽有着各自的特点，但不论何种结构均应做到：

（1）具有足够的强度（strength）、刚度（ri办dity）和稳定性（stability），保持可靠的水密性，并能满足营运上的要求；

（2）构件本身应有良好的连续性，避免应力集中（stressconcentration），同时应能保证安装在其上的机械设备具有良好的工作性能；

（3）应有合理的施工工艺，以提高劳动生产率，减轻劳动强度，缩短船台（buildingberth）建造周期，降低成本；

（4）充分考虑整个船体的美观和今后维修保养的方便性。

3．船体结构的形式

组成船体的基本结构形式是骨架和板材。

以骨架的不同排列形式可分成横骨架式、纵骨架式和纵横混合骨架式三种。

1）横骨架式

横骨架式（transverseflamingsystem）船体结构是指在主船体中的横向构件（transversemgm—her）排列密尺寸小，纵向构件排列的间距大尺寸也大，如图1-2-2所示。

其结构简单、建造容易、横向强度和局部强度好，又因其肋骨（frame）和横梁（beam）尺寸较小，故舱容（holdcapacity）利用率较高且便于装卸。

横骨架式船舶的总纵强度主要由外板（shellplate）、内底板（i