340TEU三峡新通道集装箱船方案设计.docx

武汉理工大学毕业设计（论文）

350TEU三峡新通道集装箱船方案设计

学院（系）： 交通学院
专业班级： 船海1201班
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摘要
本次毕业设计所选择的题目是《350TEU三峡航运新通道集装箱船设计方案》，主要是根据优良的母型船来进行改造，结合在学校中学习到的知识，灵活地将其运用到实际的设计过程中,完成新船的船体部分设计工作。
全文共分为7个部分来进行阐述，主要内容包括：船舶主尺度确定及优化、船体型线设计、船体总布置设计、快速性预报、稳性校核、干舷计算、吨位丈量七部分。船舶主要要素的确定是通过优秀母型船换算得到。船体型线设计是通过 “1-Cp”法和迁移法对母型船进行型线改造，做到三向光顺、协调、一致，并对母型船艏艉部进行自行设计。总布置设计是以经济效益为要点，人性化地进行布置设计。稳性校核：浮态核算与调整，是使船舶在各种载况下航行时都能有良好浮态。螺旋桨设计是求得最佳的螺旋桨要素并使其满足各项要求。船舶的完整稳性是保证船舶在各种恶劣海况下航行而不致船舶倾覆。干舷计算是保证船舶有足够的干舷，吨位计算的结果将作为船舶经济性估算依据。
关键词：三峡新通道；集装箱船；350TEU；设计方案

Abstract
The topic of my graduation design is 350 TEU container ship design of the new channel of the Three Gorges. The ship is mainly reformed based on the superior parent ships with the knowledge I have learned in university, which requires me to apply it to the practical process to complete the design work.
There is 7 parts to be elaborated, the main contents include: determination and optimization of the main dimensions of the ship, ship lines design, general arrangement design, propeller design, calculation of stability, calculation of freeboard and tonnage measurement. The main elements of the ship are mainly considered from excellent parent ship. The ship lines are reformed from superior parent ship with“1-Cp” method and migration method to make three dimensions smooth, harmonious and consistent. General arrangement design is to meet the requirements of both containers and people on the ship. Stability check is to account and adjust the floating state and make sure that the ship has a good floating state under various loading conditions. Propeller design is to obtain the best elements of the propeller and make it meet the requirements. Intact stability of ship ensures that the ship is able to sail with condition without ship capsized. The freeboard calculations is to ensure that the ship has sufficient free board. The results of tonnage calculation is the basis of economic estimation.
Key Words: New channel of the Three Gorges; Container ship; 350TEU; Design

目录
第1章 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3目的和意义 1
1.4 课题研究内容 1
1.5 综述 1
第2章 任务书分析 2
2.1 船舶入级 2
2.2 设计船舶的特点 2
2.3 设计方法 2
2.4 一些主要的设计思想 3
第3章 全船设计概述 4
3.1 船型及基本情况 4
3.2 设计依据的规范和规则 4
3.3 载箱量及航速 4
3.4 主要要素 4
3.5 甲板间高 4
3.6 稳性及干舷 4
3.7 船员定额 5
3.7.1 甲板部 5
3.7.2 轮机部 5
3.8 排水量及吨位 5
3.8.1 排水量 5
3.8.2 吨位 5
3.9 总布置概况 5
3.10 肋距 6
3.11 主要设备及其参数 6
3.11.1 主机 6
3.11.2 减速齿轮箱 6
3.11.3 螺旋桨 7
3.12 主要舾装设备 7
3.12.1 锚泊设备 7
3.12.2 系泊设备 7
3.12.3 舵设备 7
3.12.4 消防设备 7
3.12.5 救生设备 8
3.12.6 无线电通信设备 8
3.12.7 航行设备 8
3.12.8 信号设备 8
第4章 主要要素估算及优化 10
4.1 排箱 10
4.2 初步选取主尺度 10
4.2.1 布置需求 10
4.2.2 限制条件 10
4.2.3 主尺度估算 13
4.3 初步选取主机 14
4.3.1 二因次换算阻力 14
4.3.2 选取主机 15
4.4 重力和浮力的平衡 15
4.4.1 估算空船重量 15
4.4.2 估算载重量 15
4.4.3 调整主尺度平衡重力和浮力 16
4.5 估算重心高度 17
4.6 初稳性校核 18
4.7 横摇周期校核 18
4.8 经济性校核 18
4.8.1 年收益 18
4.8.2 年成本 19
4.8.3 RFR 19
4.9 绿色性校核 20
4.10 主尺度优化 20
第5章 型线设计 22
5.1 概述 22
5.2 绘制母型船型线图 22
5.3 改造母型船型线 22
5.3.1 主尺度不同 22
5.3.2 Cp不同 23
5.3.3 Xb不同 24
5.3.4 绘制横剖线图 27
5.3.5 第一次校核 27
5.3.6 绘制半宽水线图 28
5.3.7 绘制纵剖线图 28
5.4 局部自行设计 28
5.4.1 螺旋桨设计 28
5.4.2 舵设计 28
5.4.3 局部型线设计 29
5.5 三向光顺 31
5.6 第二次校核 31
5.7 甲板边线、舷墙顶线 32
5.7.1 甲板边线 32
5.7.2 舷墙顶线 32
5.8 完善型线图并生成型值表 33
5.9 静水力计算 33
第6章 总布置设计 35
6.1 概述 35
6.2 总体布局划分 35
6.2.1肋距 35
6.2.2 纵向布局划分 35
6.2.3 横向布局划分 36
6.2.4 垂向布局划分 36
6.3 舱室及设备 36
6.3.1 船首舱室划分 36
6.3.2 船中舱室划分 37
6.3.3 船尾舱室划分 37
6.4 水密舱壁设置 37
6.4.1 防撞舱壁 37
6.4.2 水密舱壁 37
6.5 主要舾装设备 38
6.5.1 锚泊设备 38
6.5.2 系泊设备 38
6.5.3 舵设备 38
6.5.4 消防设备 38
6.5.5 救生设备 39
6.5.6 无线电通信设备 39
6.5.7 航行设备 39
6.5.8 信号设备 39
6.6 舱室设备 40
6.6.1 卧室 40
6.6.2 餐厅 40
6.6.3 卫生设备 40
6.7 金属门、窗、舱口围板 40
6.7.1 金属门 40
6.7.2 金属窗 40
6.7.3 舱口围板 40
6.8 舷墙和栏杆 40
6.9 驾驶室视域 41
第7章 快速性预报 42
7.1 主要设计思想 42
7.2 螺旋桨的数目 42
7.3 螺旋桨的叶数 42
7.4 设计图谱的选择 42
7.5 有效功率曲线 42
7.6 初步设计 44
7.7 终结设计 46
7.8 空泡校核 48
第8章 稳性校核 50
8.1 概述 50
8.2 舱容要素 50
8.2.1 规则舱 50
8.2.2 等效规则舱 51
8.2.3 不规则舱 52
8.3 浮态调整 53
8.3.1 典型载况重量重心估算 54
8.4 初稳性计算 55
8.4.1 静水力曲线 55
8.4.2 典型载况初稳性计算 56
8.5 大倾角稳性 57
8.5.1 稳性插值曲线 57
8.5.2 横摇角 57
8.5.3 进水角和极限静倾角 58
8.5.4 静稳性计算 60
8.5.5 动稳性 63
8.5.6 稳性曲线 64
8.5.7 各倾侧力臂计算 67
8.5.8 稳性恒准 70
第9章 干舷计算书 72
9.1 计算说明 72
9.2 主要数据 72
9.3 干舷计算 72
9.3.1 基本干舷 72
9.3.2 型深对干舷的修正 72
9.3.3 舷弧对干舷的修正 72
9.3.4 舱口围板高度和舱室门槛高度对干舷的修正 73
9.3.5 最小干舷 73
9.3.6 干舷衡准 73
第10章 吨位丈量 74
10.1 主要要素 74
10.2 总吨位 74
10.2.1 主甲板以下所有围蔽处所的型容积 74
10.2.2 主甲板以上所有围蔽处所的型容积 74
10.2.3 主甲板以上应计入的固定载客的开敞处所的容积 75
10.2.4 主甲板以上应计入的固定载货的开敞处所容积 75
10.2.5 总吨位计算 75
10.2 净吨位 76
结论 77
参考文献 78
附录1 静水力曲线图 79
附录2 帮荣曲线图 80
附录3 主尺度优化程序 81
致谢 87

第1章 绪论
1.1 课题研究背景
长江是连接中国内陆和沿海地区的重要交通纽带，对中国的发展起着十分重要的作用。三峡工程提高了长江的通航能力，但是三峡船闸通过能力的不足已日益成为长江航运发展的阻碍[1][2]。针对规划中的三峡新通道，着手研究能适应新通道的标准化集装箱船型，提高船舶营运效率，降低运输成本，提升内河航运竞争力。
1.2 国内外发展现状
目前长江干线主力船型为散货船、液货船、集装箱船、商品车船。随着经济结构的转型，可预期集装箱船会有较大发展。从目前市场需求来看，集装箱船的大型化已经成为长江航运的主潮流[6][7][8]。
在全球范围内，由于世界经济的复苏，新船的成交量和手持订单量逐渐增加，而小箱位的内河集装箱船已逐渐暴露出老龄化严重，运能不足的问题。
1.3目的和意义
通过对国内外内河集装箱船发展现状的分析，长江航运集装箱船的发展趋势主要体现在大型化和标准化等方面。标准化船型设计能加快船舶技术的进步，改善航运结构，保护长江水域及周边环境，保障水上交通安全[9][10]。本课题主要研究350TEU箱量级三峡航运新通道集装箱船并进行方案设计。
1.4 课题研究内容
本次选题主要利用优良的母型船进行合理的改造完成新船的设计工作，设计内容包括船型和主要要素的确定及优化，船体型线设计，总布置设计，螺旋桨设计，液体舱容要素和典型载况下的稳性计算，吨位丈量，舾装数计算，干舷计算。
1.5 综述
随着长江集装箱船大型化进程的加快，选题《350TEU三峡航运新通道集装箱船方案设计》这个题目既符合时势，又贯穿了我四年来所学的全部知识，让我得到最好的锻炼，对我将来的研究生学习产生极大的帮助。

第2章 任务书分析
2.1 船舶入级
本船入级中国船级社，按“CCS”有关规范和法规入级、设计。
2.2 设计船舶的特点
本设计船为350TEU箱量级三峡航运新通道集装箱船，本船为钢质、大舱口、首楼和尾上层建筑、倾斜首、双底、双桨、双舵、艉机型、双柴油机驱动的集装箱船。航区为长江干线重庆以下航区。本船以装运固体散货为主，兼装包装的杂货，诸如小麦、大豆、羊毛等货物。
布置地位型船舶对布置的要求是确定船舶主尺度时考虑的主要因素，集装箱船是布置地位型船，主尺度选取的主要依据是排箱方式。本船设计航速为18km/h，续航力约为2700km，自持力为8d。设备配备及成员编制按相关规范、规则及要求选定。
2.3 设计方法
本船设计主要采用母型船改造的设计方法，根据优良母型船进行合理、科学的逐步近似设计。抓住主要问题、核心问题，确定正确设计思想，分析并解决设计船的技术与经济矛盾[11]。本船按布置型船舶设计，其设计流程图如后页框图 2.1 所示：

图2.1 布置地位型船舶设计流程图
2.4 一些主要的设计思想
(1)通过布置需求、限制条件及相关规定等初步选取主尺度，在满足限制条件及相关规定的前提下，应尽量布置更多的集装箱，以提高经济效益。
(2)采用尾机型，利于主船体内压载水舱的布置，减少主机的传动损耗。
(3)总布置设计过程中以满足生活基本要求为前提，尽量保证集装箱的装载，以保证经济效益。
(4)为降低空载重心，增加空载吃水，设有底边压载水舱，以便重心过低时调高重心。
(5)在设计中应使设计船达到设计任务书中规定航速要求的同时，力求所选择的主机功率最小，降低机电设备费用。在选定主机功率的情况下，应力求达到较高的航速，缩短航行周期，增加航行次数，从而获取更多的经济效益。

第3章 全船设计概述
3.1 船型及基本情况
本设计船为350TEU箱量级三峡航运新通道集装箱船，本船为钢质、大舱口、首楼和尾上层建筑、倾斜首、双底、双桨、双舵、艉机型、双柴油机驱动的集装箱船。首部三层甲板室，货舱区域为双舷侧结构。
3.2 设计依据的规范和规则
本船的船体设计和建造参照以下规范:
— 中国船级社（CCS） 《钢质内河船舶建造规范》（2016）[12]
— 中华人民共和国海事局（CHINA MSA） 《船舶与海上设施法定检验规则》（内河船舶法定检验技术规则）（2011）[13]
3.3 载箱量及航速
本船的设计载箱量为340TEU，货舱区排箱为13×5×5，尾部为1×5×3。在静水中、风力不超过蒲氏3级的满载试航速度为18km/h，续航力约为2700km，自持力为8d。
3.4 主要要素
总 长：107.64 m 方形系数：0.887
设计水线长：105.031 m 棱形系数：0.898
垂线间长：103 m 中横剖面系数：0.987
型 宽：16.2 m 水线面系数：0.950
型 深：5.4 m 主机型号：
设计吃水：4.6 m 主机转速：1500 r/min
设计排水量： 6860.1 t 主机额定功率：510 kW
浮心纵向位置：-0.406 m 主机台数：2
梁拱：0.384 m首舷弧：0.2 m 齿轮箱减速比：6
尾舷弧：0.37 m 船员定额：10 人
3.5 甲板间高
主甲板至艏楼甲板：2.20m；
艏楼甲板至居住甲板：2.20m；
居住甲板至驾驶甲板：2.20m；
驾驶甲板至顶棚甲板：2.20m。
3.6 稳性及干舷
本船干舷和稳性均符合《船舶与海上设施法定检验规则》（内河船舶法定检验技术规则）（2011）（以下简称法规）的要求。本船在设计吃水4.6m时的干舷为800mm。
3.7 船员定额
根据《内河船轮机部和客运部最低安全配员表》[14]计算船员配额如下：
3.7.1 甲板部
本船功率在441千瓦以上未满1500千瓦，连续航行时间超过16小时，综合考虑设船长、大副、二副各1人，值班水手2人，共5人。
3.7.2 轮机部
本船功率在441千瓦以上未满1500千瓦，连续航行时间超过16小时，综合考虑设轮机长1人，轮机员2人，值班机工2人，共5人。
全部船员共计10人。
3.8 排水量及吨位
3.8.1 排水量
本船在满载设计吃水时，排水量为6860.1t，载箱量为340TEU，综合调研情况平均箱重为16t，载货量为5440t。
3.8.2 吨位
吨位根据法规第3篇第2章要求计算。
总吨位 GT =2788
净吨位 NT =1812
3.9 总布置概况
全船共设8道水密横舱壁，分别位于#-0.5、#4、#15、#20、#66、#112、#157、#161肋位。依次设置尾尖舱、舵机舱、机舱、燃油舱（左右）、滑油舱、空舱、第六侧压载水舱（左右）、第二货舱、第五侧压载水舱（左右）、第四底压载水舱（左右）、第四侧压载水舱（左右）、第三底压载水舱（左右）、第一货舱、第三侧压载水舱（左右）、第二底压载水舱（左右）、第二侧压载水舱（左右）、第一底压载水舱（左右）、第一侧压载水舱（左右）、艏压载水舱（左右）、艏泵舱、锚链舱、艏尖舱。首升高甲板以上设三层甲板室，各层甲板之间设有梯道。
(1)主甲板下
尾～#-0.5：尾尖舱
#-0.5～#4：舵机舱
#4～#15：机舱
#15～#18：燃油舱（左右）、滑油舱
#18～#20：空舱
#20～#83.5：第二货舱
#20～#43：第六侧压载水舱（左右）
#43～#66：第五侧压载水舱（左右）、第四底压载水舱（左右）
#66～#89：第四侧压载水舱（左右）、第三底压载水舱（左右）
#89～#112：第三侧压载水舱（左右）、第二底压载水舱（左右）
#112～#135：第二侧压载水舱（左右）、第一底压载水舱（左右）
#135～#157：第一侧压载水舱（左右）
#83.5～#157：第一货舱
#157～#161：艏压载水舱（左右）
#161～#165：艏泵舱
#165～#167：锚链舱
#165～艏：艏尖舱
(2)首部上层建筑及甲板室
主甲板：#157～#163，设有厨房、餐厅、储物间和净水房，其中储物间设有淡水柜，净水房设有净水器；#165～#169，设有油漆间和木工间。
艏楼甲板：#157～#163，设有轮机长室、2间双人间、浴室和卫生间。
居住甲板：# 157～#163，设有船长室、2间双人间、浴室和卫生间。
驾驶甲板：#157～#160，设有海图室、储物间；#160～#165，设有驾驶室。
顶棚甲板：设雷达桅一根。
(3)尾部上层建筑
#4～#8：二氧化碳间（左）、储物间（右）
#8～#12：应急消防泵舱（左）、蓄电池间（右）
#12～#16：电工间（左）、卫生间和浴室（右）
#16～#20：机修间（左）、值班室（右）
3.10 肋距
全船肋距均为 600mm。
3.11 主要设备及其参数
3.11.1 主机
主机型号：
额定功率：510kW
额定转速：1500r/min
重 量：2745kg
长×宽×高：2525mm×1200mm×1230mm
燃油耗油率：g1 =196 g/kWh
数 目：2台
3.11.2 减速齿轮箱
齿轮箱型号：GWC30.32减 速 比：6
传递能力：0.5-1.39 kW/r/min
质量：1465kg
3.11.3 螺旋桨
桨 径：2.288m 盘面比：0.425
螺距比：0.608 桨 型：MAU
叶片数：4 材 料：镍锰青铜
旋 向：右旋 转 速：250r/min
3.12 主要舾装设备
3.12.1 锚泊设备
本船舾装数为2638，按中国船级社《钢质内河船舶建造规范》（2016）（以下简称规范）第1篇第3章第4节的要求配备锚泊设备。
(1)锚：首锚采用斯贝克锚2口，每口锚重1550kg。尾部有系泊钢索。
(2)锚链：CCSAM2级有档电焊首锚链，链径Φ34mm，总长度为385m。
3.12.2 系泊设备
本船舾装数为2638，按规范第1篇第3章第4节的要求配备系泊设备。
系船索4根，最小破断力229KN。
3.12.3 舵设备
本船采用矩形双支承襟翼舵。舵参数如下：
舵面积系数：2% 舵面积：9.476 m2
展 舷 比：1.8 平衡系数：0.26
展 长：2.92 m 舷 长：1.62 m
3.12.4 消防设备
消防设备按法规的要求配备。本船配有水灭火系统及固定CO2灭火系统各 1套。
3.12.4.1 水灭火系统
(1)消防泵和消防总管的布置
2台独立驱动
(2)消火栓的数量和位置
参照母型船的防火控制图本船设20个消火栓
(3)消防水带和消防水枪
5根消防水带和5支消防水枪
3.12.4.2 固定式气体灭火系统
(1)灭火器
全船配有手提灭火器12个，手提泡沫枪1个，气体灭火器3具，消防水桶12只。
(2)消防员装备
配备消防员装备2套
3.12.5 救生设备
消防设备按法规的要求配备。
3.12.5.1 救生艇、筏和救助艇的配备
在艏楼甲板左右舷各配备1艘救生筏。
3.12.5.2个人救生设备的配备
本船配备26个救生圈，其中4个为带自亮灯救生圈，2个为带自亮灯和烟雾信号救生圈，并布置在驾驶室附近，上层建筑每层每舷布置2个救生圈，其中1个为带救生浮索的救生圈。配备10件救生衣，10件救生服，且每件救生服上均配备救生衣灯。
3.12.5.3其他救生设备的配备
本船需配备手提式救生抛绳器4具；备12枚认可的火箭降落伞火焰信号存放于驾驶室附近；一套应急报警系统。
3.12.6 无线电通信设备
本船为大于1000GT的货船，应配备2台代号为VHF频率为156～174MHZ工作类型为F3E的甚高频无线电话，1台对外扩音装置，和1台航行信号安全接收装置。
3.12.7 航行设备
本船按照法规第5篇第6章相关规定来配置：1个磁罗经，1个雷达，1个探测仪，2个探照灯，1个舵角指示器，1个主机或螺旋桨转速指示器，1个探测手锤，1台A级船载自动识别系统。
3.12.8 信号设备
本船按照法规第5篇第7章相关规定来配置。
3.12.8.1号灯
根据表7.2.2.1进行配备，1个白桅灯，1个红舷灯，1个绿舷灯，1个白光尾灯，1个白环照灯，2个红环照灯，1个绿环照灯，1个红闪光灯，1个绿闪光灯，1个白闪光灯。配备两盏白环照灯作前、后锚灯，前锚灯高于后锚灯。
3.12.8.2号型和号旗
按照表7.2.1配备型号：2个号型。
按照表7.2.2配备号旗：1面本国国旗2号，1面本国国旗3号，1面红旗，一面手旗。
3.12.8.3声响信号器具
根据表7.4.2.1配备声响信号：1具大型号笛，1具号钟，1具号锣。

第4章 主要要素估算及优化
4.1 排箱
本船是布置地位船，通过布置草图确定主尺度。布置草图如图4.1，排箱方式为：货舱部分13×5×5，尾部1×5×3，共340TEU，集装箱型号为1CC，尺寸为××

图4.1 布置草图
4.2 初步选取主尺度
通过布置需求、限制条件及相关规定等初步选取主尺度。
4.2.1 布置需求
货舱区集装箱有13行，货舱长度应大于6.2×13=80.6m，考虑到集装箱之间的间隙，货舱长度应大于81m；集装箱所需货舱开口宽度为B1=12.5m，
4.2.2 限制条件
4.2.2.1 船型主尺度系列
三峡航运新通道集装箱船型主尺度系列如表4.1，本船为三峡新通道350TEU载箱量级集装箱船，参照图中载箱量级为300TEU的主尺度。总长Loa应在105-110m范围内；型宽B应在16.2m左右，可下浮2%；吃水d应在4.3-5.5m范围。
表4.1 三峡航运新通道集装箱船型主尺度系列

（续表4.1）

4.2.2.2 航道、过闸及过桥限制
长江航道、船闸、桥梁现状如表4.2、表4.3、表4.4。
表4.2 长江干线航道规划表（2020年）
长江干线航道规划表（2020年）
河段
里程(km)
最小维护标准尺度
(水深×航宽×弯曲半径)
水富～重庆
402
2.7×50×560
重庆～城陵矶
1066
3.5×150×1000
城陵矶～武汉
227.5
3.7×150×1000
武汉～安庆
402.5
4.5×200×1000
安庆～南京
306
6.0×200×1050
南京～太仓
289
10.5×500×1050
太仓～长江口
145
12.5×500×1050

表4.3 船闸
船闸
集泊长度（m）
集泊宽度（m）
槛上最小水深（m）
葛洲坝一号船闸
266
32.8
5
葛洲坝二号船闸
266
32.8
5
三峡大坝永久船闸
266
32.8
5.0（当坝前水位不低于144m时）
葛洲坝三号船闸
118
17.2
3.5
三峡大坝升船机
110
17.2
3.5

表4.4 长江干线桥梁
桥　名
通航净高（m）
桥　名
通航净高（m）
桥　名
通航净高（m）
江阴长江大桥
50
巴东长江公路大桥
18
苏通长江大桥
62
润扬长江大桥
50
巫山长江公路大桥
18
长江南京段过江通道
18

南京长江二桥
24
云阳长江公路大桥
18
鄂东长江公路大桥
24
南京长江三桥
32
万州长江公路大桥
24
武汉阳逻长江大桥
24
南京长江大桥
24
忠县长江大桥
18
武汉天兴洲长江大桥
24
芜湖长江大桥
24
丰都长江大桥
24
荆岳长江公路大桥
18
铜陵长江公路大桥
24
涪陵长江大桥
24
宜昌铁路大桥
18
安庆长江大桥
24
长寿长江铁路大桥
18
奉节长江公路大桥
18
九江长江大桥
24
重庆地维长江大桥
19
忠县石柱长江大桥
18
黄石长江公路大桥
24
重庆大佛寺长江大桥
18
万州长江公路二桥
18
鄂黄长江公路大桥
24
重庆长江公路大桥
18
万州长江铁路大桥
18
武汉长江公路二桥
22
重庆鹅公岩长江大桥
18
重庆石板坡长江大桥
18
武汉长江大桥
18
重庆李家沱长江大桥
18
重庆菜园坝长江大桥
18
武汉白沙洲大桥
18
重庆白沙沱长江大桥
19.1
重庆王家沱大桥
18
武汉军山长江大桥
18
重庆马桑溪长江大桥
18
涪陵石板沟长江大桥
18
荆州长江公路大桥
18
江津长江公路大桥
18
涪陵李渡长江公路桥
18
枝城长江大桥
18
泸州长江公路大桥
10
江津观音岩长江大桥
18

宜昌长江公路大桥
18
泸州隆纳长江大桥
18
泸州长江公路三桥
18
宜昌夷陵长江大桥
18
泸州长江铁路大桥
18
江安长江公路大桥
18
葛洲坝三江公路大桥
18
杨中长江大桥
10
宜宾长江公路大桥
18
西陵长江大桥
20
扬中长江二桥
18

4.2.2.3 相关规定
4.2.3 主尺度估算
4.2.3.1 船长
货舱长度为81m，艏尖舱长度为0.05Lpp，尾尖舱长度为0.04Lpp，机舱长度为1.835+5=6.835m，上层建筑长度为7m，根据方程Lpp=Lc+La+Lf+Lm+L0计算得Lpp=103.775m。综合以上考虑，初取Lpp=105m，Loa=110m。
舱室初步划分如下：货舱81m，艏尖舱5m，艉尖舱5m，机舱7m，上层建筑7m。
4.2.3.2 船宽
应在16.2m左右，可下浮2%，综合以上考虑，初取B=16.2m。
4.2.3.3 吃水
吃水应在4.3-5.5m范围内，且应小于5m，综合以上考虑，初取吃水d=4.5m。
4.2.3.4 型深
型深应大于4.2m，综合干舷考虑，初取型深D=5.5m。
4.2.3.5 方形系数
本船航速v=18km/h，Fn=VgL =0.156，根据亚历山大公式Cb=C-1.68Fn，其中C取1.08，估算得Cb=0.818，实取Cb=0.82。
4.3 初步选取主机
4.3.1 二因次换算阻力
根据傅汝德相似换算得母型船航速，根据母型船阻力实验结果插值得相应速度下的剩余阻力系数Cr，如表4.3、表4.4。
根据傅汝德相似，设计船Cr与母型船Cr相等，通过二因次换算法可计算出设计船的总阻力Rt和有效功率Pe，如表4.5。
表4.3 母型船阻力试验结果

表4.4 线型插值计算Cr

表4.5 二因次换算法

（续表4.5）

4.3.2 选取主机
根据有效功率与主机功率的关系可算得主机功率，如表4.6。由于本船是双机双桨船，所以按照总功率的一般选取主机，主机参数如表4.7。

表4.6 计算主机功率

表4.7 选取主机的参数

4.4 重力和浮力的平衡
4.4.1 估算空船重量
空船重量LW包括钢料重量Wh，舾装重量Wo和机电重量Wm。其中Wh和Wo用立方模数法根据母型船换算，Wm根据主机功率估算，其中CM取6，如表4.8。
表4.8 空船重量估算

空船重量LW=Wh+Wo+Wm=1248.469t
4.4.2 估算载重量
载重量DW包括载货量Wc，燃油储备量Wf，滑油储备量Wl，人员、行李、食品、淡水、备用品、锅炉水重量。其中，平均箱重根据市场调查情况取16t；根据《中华人民共和国船舶最低安全配员规则》中相关规定，安排甲板部船长、大副、二副各1人，水手2人，轮机部轮机长1人，轮机员2人，机工2人，一共10名船员；重庆到上海航线里程共2436km，因此续航力取2700km；航行时间为2700/18=150h，上海装卸效率为1000t/h，重庆装卸效率为400t/h，三峡大坝和葛洲坝待闸时间各为6h，即自持力为（150+340×16/1000+340×16/400+2×8）/24=7.71d，考虑一定的裕度，自持力取8d；一切燃油耗油率g0取主机耗油率的1.2倍，风浪影响系数k取1.2，滑油量取燃油量的3%；备用品取空船重量LW的1%；在淡水储备量考虑适当裕度后，炉水重量可不计。具体计算表见表4.9。
表4.9 载重量计算表

排水量裕度ΔW取3%LW=37.454t。
4.4.3 调整主尺度平衡重力和浮力
总重量W=LW+DW+ΔW，排水量Δ=ρkLppBdCb，其中附体体积系数k取1.008，误差为（W-Δ）/Δ×100%。主尺度调整前误差计算如表4.10。
表4.10 主尺度调整前重力与浮力

（续表4.10）

分析表4.11误差太大原因，考虑到Cb是有亚历山大公式估算而得，极其粗略，而L、B、d受限较大，主要考虑增大Cb辅以减小D，用诺曼系数法调整重力与浮力平衡，调整后的主尺度见表4.11。
表4.11 调整后的主尺度

增大Cb会使船水下部分变肥，由于本船是低速船，所以适当牺牲快速性而提高经济性是合理的；减小D之后还有800mm的干舷，根据法规查得基本干舷为726mm，暂不考虑修正值，干舷依然足够，虽然会损失总纵强度，但是能提高回转性，本船是内河船，对回转性要求较高，所以合理。
4.5 估算重心高度
空船重量的各部分重量重心高度根据型深比用母型船换算，见表4.12，集装箱重心高度按布置情况（双层底高度为900mm）计算，人员、行李、食品、备用品重心高度按甲板上1m计算，燃油、滑油、淡水重心高度按型深的3/5计算，最后将各部分重心高度按重量加权计算得整船的重心高度，具体见表4.13。
表4.12 换算重心高度

船体

表4.13 估算重心高度

（续表4.13）

4.6 初稳性校核
水线面系数Cw=（1+2Cb）/3。型线较为U型横剖面，a1=Cw/（Cw+Cb）；水线较为丰满，a2=（Cw（0.17Cw+0.13）^2）/C