江面垃圾多功能处置船技术设计总体方案.docx

江面垃圾多功能处置船技术设计总体方案 重庆交通大学航海学院前 言，库区的水质、生态环境也越来越受到人们的关注，而水面漂浮物打捞船采用成熟的技术、简单的结构和巧妙的方法，可以自动地把其快速行进所到之处的水面漂浮物和半漂浮物打捞到船上，效率大约是人工打捞的几百倍，水面越大、风浪越大效果越显著。为顺应现代社会对环境保护的需求，根据现有少量的母型船资料，我们对此类船舶进行了研究及分析，并提出了相应的改进建议。目前国内大部分地区已经使用机械化打捞船，如上海、浙江、湖北、安徽、广东、重庆等地均用上了机械化清漂船，但机械化程度不高，效果欠佳，且还要经过二次转运到岸上，打捞整体速度较慢，转运劳动强度大。而高效的清漂集成机械，可以提高清漂处置综合效率、节省清漂劳动力、减轻打捞劳动强度，防止造成新的传播源，有效控制漂浮垃圾对库区水体的污染。 船舶设计分四个阶段进行，即为：初步设计、详细设计、生产设计和完工设计。本设计是在参考母型船的基础上进行改造的。这次的毕业设计主要工作：船舶设计阶段中的初步设计。这次设计的题目为江面垃圾多功能处置船，设计船为单底单甲板双体船型。片体采用尖首、小球尾线型；单底、单甲板。主要用于水面漂浮物（城市生活垃圾、农村农作物秸秆类垃圾）的打捞和清除工作，新船设计主要是采用母型改造法，广泛收集优秀母型船资料（如船舶类型、主尺度系数和排水量、航速及型值等等）并加以整理和保存，然后结合重庆水域环卫二号的实际，通过一定的改造措施，提高母型船垃圾转运能力。设计者：高翔 2010年5月于重庆交通大学目 录摘 要ABSTRACT第1章 绪论11.1概述11.2设计背景说明11.3 设计任务书11.3.1 船型及用途11.3.2航区及船级21.3.3稳性和干舷21.3.4载重量和续航力21.3.5主机与航速21.3.6清漂装置21.4任务书分析21.5设计方法21.6 设计依据21.7 研究重点3第2章江面垃圾多功能处置船方案设计的探讨4第3章 主要要素的确定73.1 概述73.2 对设计船的分析73.3 主要要素确定步骤73.3.1船长的估算73.3.2船宽B及片体船宽b的估算83.3.3吃水的估算83.3.4型深的估算83.3.5方形系数CB的估算83.3.6排水量的估算83.4 本章小结8第4章 型线设计94.1 概 述94.2 船型94.3 型线设计基本要求94.4 型线设计104.5 型线图绘制和修改10第5章 总布置设计135.1 概 述135.2总体布局的区划135.3 舱室和通道布置155.4 主要舾装设备布置155.5 外部造型与内装设计165.6 本章小结17第6章 结构计算186.1 概述186.2 主要量度186.3结构计算18第7章 主中横剖面的结构设计297.1 概述297.2中横剖面的组成297.3 中横剖面图包括的内容297.4 中横剖面图的绘制307.5中横剖面图的注意事项307.6 本章小结30第8章 上层建筑围壁图设绘318.1 概述318.2 设绘制步骤318.3 主甲板房间围壁及上甲板结构图表达内容328.4 上甲板房间围壁及顶篷甲板结构图表达内容33第9章 吨位丈量349.1 概述349.2量吨甲板以下围蔽处所的型容积V1349.3 量吨甲板以上围蔽处所的型容积V2349.4 量吨甲板以上应计入的固定载客的开蔽处所的型容积V3359.5 量吨甲板以上应计入的固定载货的开蔽处所的型容积V4359.6船体吨位丈量核算书369.7 本章小结36第10章 船体说明3710.1 概述3710.2 船型3710.3 主要量度3710.4 总体布置.3710.5 线型特征3810.6 结构型式3810.7 稳性和干舷3810.8 操纵性3910.9 螺旋桨及航速3910.10 锚泊及系泊设备3910.11救生及消防设备3910.12 水面漂浮物清捞装置及清捞原理3910.13 隔热、敷料及装修4010.14 工艺与实验40第11章 结论与展望4111.1结论4111.2 展望41致 谢42参考文献43附 录44摘 要2009年仅三峡库区固体废弃物年产量就达713万，堆存量达2870万。这些未经处理的固体废弃物经洪水冲刷和雨水淋溶，各种有毒物质极易进入水体，严重污染长江水质。为保护三峡库区“高峡出平湖”的壮丽景色以及三峡库区的生态景观，提高三峡库区的旅游价值，研究设计了三峡库区清漂作业船，其具有广阔的应用前景。本文调查总结了近几年国内外该类船舶的发展状况，分析研究了该类船舶的设计重点，通过分析母型船（重庆市环境卫生管理局 “水域环卫二号”）的性能特点，在确保设计船操纵性和经济性的基础上，小组人员共同江面垃圾多功能处置船舶的总体方案，包括设计、船型和主要要素的确定、江面垃圾多功能处置系统的研发、船体型线设计、总布置设计。本人独立完成了主中横剖面的结构设计和图纸绘制、甲板及上层建筑围壁设计和图纸绘制及吨位丈量计算。关键字：垃圾综合处置系统，转运效率，结构图，吨位丈量计算 ABSTRACTKEY WORDS:waste disposal system,transfer efficiency,the Structure calculation ，第1章 绪论1.1 概述本次毕业设计的课题是： 江面垃圾多功能处置船技术设计。设计分四个阶段进行，即为：初步设计、详细设计、生产设计和完工设计。这次的毕业设计主要工作：船舶设计阶段中的初步设计。初步设计又分十个子阶段进行：方案设计、主要要素确定、总布置设计、重量重心估算、型线设计、静水力计算、浮态调整和初稳性校核、阻力估算、螺旋桨设计、结构计算和结构图纸的绘制。设计过程中要完成总布置图、型线图，静水力曲线图、螺旋桨图、基本结构图和中横剖面图的设计绘制。型船资料和相关的内河船舶设计建造规范是本次设计的主要依据和遵循的原则。1.2 设计背景说明三峡库区自2003年6月1日蓄水135米到2008年11月试验性蓄水175米以来，库区水由流速快、流量大的河川变成了流速变缓、滞留时间长、回水面积大、港湾河汊多的河道性水库，从而导致了江面漂浮垃圾大量滞留和堆积。漂浮垃圾对三峡工程发电系统的正常运行和船舶航行造成影响，更为重要的是破坏三峡库区的生态景观，降低三峡库区的旅游价值。 高效的清漂船，可以提高清漂处置综合效率、节省清漂劳动力、减轻打捞劳动强度，防止造成新的传播源，有效控制漂浮垃圾对库区水体的污染。1.3 1.3.1 船型及用途本船采用全钢质结构，柴油机推进艉机型，双桨、双机、双舵，采用双体船型，片体采用尖首、小球尾线型；单底、单甲板。主要用于水面漂浮物（城市生活垃圾、农村农作物秸秆类垃圾）的打捞和清除工作。1.3.2航区及船级本船航区为B、C级及J2级航段。本船按照CCS的相关规范和规则进行设计。1.3.3稳性和干舷稳性和干舷满足钢质内河船舶入级与建造规范（2009）和内河船舶法定检验技术规则（2004）及（2007）、（2008）修改通报的要求。1.3.4载重量和续航力本船设计吃水装燃油3.2 t，清水0.15 t左右,粮食备品等0.2 t,垃圾舱容积/容重40m3/20T,船员人数2人，续航力约50 h。1.3.5主机与航速X6105BC2柴油机两台，MB170型齿轮箱。满载试航速度不小于17km/h。1.3.6清漂装置在主甲板前两部两片体之间设置可实现机械化连续打捞作业的打捞装置一台，长度5米，宽度1.2米。主甲板舯部设置垃圾舱，两侧设置简易爬梯和钢质滑门。1.4任务书分析根据设计任务书要求，可知本船的设计特点：1、考虑到水面漂浮物收集的多变性，淸漂作业船要求灵活、机动、回转性要求高，船长不宜过长。2、片体采用小球尾线型，所以要特别注意尾部线型的光顺。3、本船有较大的舱容布置渣舱，属布置地位型船，设计着重舱室布置。双桨、双机、双舵，型深受限，航速较低 ，设计时多从经济性方面考虑。1.5设计方法主要要素确定、型线设计主要参考船舶原理、船舶设计原理以及规范、规则等要求；总布置设计主要参考母型船资料；结构设计按钢质内河船舶入级与建造规范、内河小型船舶建造规范及型船资料选取构件的尺寸。1.6 设计依据1、钢质内河船舶入级与建造规范(2009) 中国船级社； 2、内河船舶法定检验技术规则（2004）及（2007）、（2008）修改通报 中国海事局； 1.7 研究重点小组共同研究确定设计垃圾转运系统的方案船舶主要要素型线设计总布置设计等情况。个人以更优的垃圾转运方式为重心，同时进行主中横剖面结构图的绘制甲板及上层结构图绘制完成吨位丈量说明书。第2章 江面垃圾多功能处置系统设计与探讨影响江面垃圾多功能处置船工作性能的原因有很多，但通过对母型船的实地勘察，对清漂船工作原理的探讨，本小组成员一致认为，最关键的是要解决清漂船的垃圾转运问题，该问题直接影响着清漂船的工作效率，当前国内外清漂船设计人员对此问题的处理有多种方式，但总体来说，效果并不算太好。本小组设计人员通过深刻的思考讨论，联系当前国内外清漂船垃圾转运方式，结合重庆水域环卫二号的工作特点，提出了一系列提高清漂船垃圾转运效率的方案，具有较强的实践性。方案一：主甲板前部两片体之间设置可实现机械化连续打捞装置一台，在打捞装置末端设置一粉碎机，用以粉碎打捞上来的江面固体垃圾，以减少垃圾所占的容积，粉碎机废屑出口处放置一双向传送带，传送带两端可收缩，在垃圾清漂船的船体两侧悬挂两个渣舱，每个渣舱的容积约为8立方米。由岸上的起吊设备把渣舱吊至岸上，借此提高江面垃圾多功能处置船舶的转运效率，使船舶更好的为社会服务。方案二：方案一没有考虑国家海事局内河船舶检验技术规则，致使方案一中两侧的渣舱不能满足规范要求，方案一失败。方案二：主甲板前部两片体之间设置可实现机械化连续打捞装置一台，在打捞装置末端设置一粉碎机，用以粉碎打捞上来的江面固体垃圾，以减少垃圾所占的容积，粉碎机废屑出口下端放置一双向角度传送带，传送带两端可收缩，两渣舱紧靠在原船体舱壁外侧，在原船体舱壁内侧安装3块电磁铁，通过电磁铁的吸引力固定新渣舱，渣舱垃圾填满时，通过机械装置使电磁铁失去吸引力，从而完成渣舱与船体的分离，使渣舱由岸上起吊设备顺利移至岸边，借此提高江面垃圾多功能处置船舶的转运效率，使船舶更好的为社会服务。方案三：方案二过于理想化，因为用磁铁靠电磁力吸附重物，在船舶航行中，特别是船舶晃动剧烈时，危险性比较大，安全系数比较低，所以不可取。主甲板前部两片体之间设置可实现机械化连续打捞装置一台，在打捞装置末端设置一粉碎机，用以粉碎打捞上来的江面固体垃圾，以减少垃圾所占的容积，粉碎机废屑出口下端放置两条的传送带，用以传输粉碎后的垃圾废屑，船体中部两侧放置两个独立的新渣舱，用以接受传送带运输来的垃圾废屑。垃圾装满后，由岸上的起吊设备把渣舱移至岸上，借此提高江面垃圾多功能处置船舶的转运效率，使船舶更好的为社会服务。方案四：第3章 主要要素的确定3.1 概述本章主要要素确定的内容有：排水量的确定、船长L、型宽B、型深D、吃水T以及方形系数CB。 设计船受尺度限制，设计时要考虑四点：1、重量与浮力的平衡；2、满足船对舱室体积的需要3、保证船的各种技术及经济性能4、考虑使用、工艺等条件3.2 对设计船的分析航行于长江B、C级及航段的清漂船排水量、总布置等方面的要求下，清漂船作业流道可以得到较高的工作效率，所以设计成双体船航道的限制条件以及考虑3.3 主要要素确定步骤3.3.1船长的估算参考重庆水域环卫二号船的舱室划分，设计船沿船长方向上，首尾两端分别是艏尖舱和艉尖舱，中间依次是压载舱，垃圾舱，然后是燃油舱（右），压载舱（左），机舱。设计船舱室跟母型船布置一致，只将尺寸略作调整。1艏尖舱后端的舱壁，即防撞舱壁，根据规范规定，防撞舱壁应位于距首垂线不小于0.05或10m处，但不大于0.08，结合实际情况，取为3.5m。2艉尖舱的长度应考虑尾框架的情况和将尾管尽可能全包入尾尖舱内。艉尖舱的长度根据母型船选取，所以取3m。3因新船与母型船的主机和航速相近，所以机舱的长度根据母型船选取，取5.5m。4取垂线间长19.20m，再结合三峡库区的水域状况取船长21.00m。3.3.2船宽B及片体船宽b的估算居住舱根据规范和结合实际情况取长为2.2m，宽为1.8m。室外通道和两个居住舱之间的过道取0.8m，则船宽取B6m；置于主甲板前两部两片体之间的打捞装置的宽是1.2m，两边各留0.1m的空隙，防止打捞装置与船体摩擦。最后，推算出片体可取2.3m。3.3.3吃水的估算设计吃水的选择主要从浮力及保证螺旋桨有适宜的直径这两个方面来考虑。同时因为水面垃圾往往分布在靠岸边的浅水区及码头边等角落处，所以清漂船吃水的选择也要考虑航道浅滩处的深度的限制。由三峡库区的水域情况取吃水1.35m。3.3.4型深的估算为尽可能的避免连接桥甲板在迎浪航行时受到波浪的拍击，双体船应具有较大的干舷，要满足最小干舷的要求，故取型深2m。3.3.5方形系数CB的估算为了减小阻力，片体的一般偏小，在0.500.65范围之间。本船Fnv/=0.3259， 按亚历山大公式估算：1.081.680.532，则取0.53。3.3.6排水量的估算由阿基米德原理知，船舶所受的浮力等于排开水的重量，即：双片体排水总和：21212.31.350.5369.117t式中是水的比重，单位注：两片体的总排水量小于全船的排水量3.4 本章小结船长21.00m 总宽6m 片体船宽2.30m 吃水1.35m型深2.00m 方形系数0.53 排水量69.117t第4章 型线设计4.1 概 述本船型线设计采用母型改造法。型线设计采用优秀母型船资料，根据型线设计的原理和方法修改而成。母型船经过广泛的系列船模试验，其阻力、推进等试验资料较全面。优秀母型船符合新船要求，可直接选用母型船的型线资料，型线设计简单可靠。但是选用优秀的系列型线并不代表新船型线设计结果一定是最佳的，所以在后续工作中将根据技术参数对型线进行修改。型线绘制运用计算机辅助软件CAD完成。4.2 船型本船为航行于长江及三峡库区的内河航区水域。本船采用全钢质结构，柴油机推进艉机型，双机、双桨、双舵，采用双体船型，片体采用尖首、小球尾线型；单底、单甲板。 4.3 型线设计基本要求型线设计是船舶总体设计的一项重要内容。初步设计阶段中的型线设计在传播主尺度确定之后，型线设计应与总布置设计互相配合进行。正式的型线图是性能计算、结构设计、各种布置和建造放样的依据。型线设计的好坏直接影响到船舶的快速性、稳性、耐波性等性能，同时也会影响到船舶的总布置和建造工艺。综合起来，型线设计应注意以下几个方面：1、保证新船具有良好的航行性能。型线设计通常把快速性（推进和阻力）放在主要地位考虑，同时兼顾耐波性、操纵性和稳性。2、考虑总布置的要求。总布置所需的甲板面积、货舱大开口的尺寸、纵倾的调整等对型线设计都有一定得要求，型线设计中应加以考虑和满足。3、考虑船体结构的合理性和工艺性。4、外观造型。水线以上的首尾轮廓线、甲板边线以及外露的折角线应考虑美观和造型方面的要求。4.4 型线设计设计新船的型线，本次设计由老师提供了一艘与新船相近的优秀母型船(包括实船或船模)的型线资料，通过改造，就可以得到符合新船设计要求的型线。用母型改造方法生成的型线，可以保持优秀母型船的型线特征，因而对新船的性能比较容易把握。一个有经验的设计师，从优秀线型出发经适当修改而成的型线往往优于用其他方法设计的型线。因此，用母型改造法设计型线是一种非常实用并且行之有效的方法。在选择母型船时，不仅要考虑到母型船型线的优良性，还要注意到新船与母型船请要素(如Fn、Cp、Cm、Xb、LppB、Bd等)的接近程度，否则修改量太大，就很难保持母型船的优良性能，所以选择母型船时，要对母型船的性能和型线特征加以分析，结合需要改造的参数和修改量对新船的性能作出估计，使修改有的放矢，做到扬长避短。主尺度的改造，当新船与母型船的主尺度不同时，需作尺度变换，常用的是线性变换，因为此次设计的新船尺寸与母型船相同，不需要作尺度变换。事实上，如果新船的站线和水线的划分与母型船成比例，绘制型线图时长度和吃水的坐标值也就无需换算。上述尺度经线性变换后，船型系数(CB、CP、Cw等)和浮心纵向相对位置Xb都保持不变。运用线性变换的方法同时也满足了对新船的要求。本次型线设计可直接借鉴优秀母型船型线资料进行，但经过分析和研究，当船舶在行驶过程中，水面可能会超过设计水线面，母型船中折角线与设计水线重合，会导致水与船体接触面积的增大，从而使阻力增大。因此将折角线提高50mm与1400水线重合，使问题得以解决。4.5 型线图绘制和修改型线图的绘制采用母型船改造方法。由于该船型为双体船，所以型线图只绘制一个片体的型线形状。根据船体制图相关规范绘制型线图。4.5.1 格子线作格子线，包括绘纵剖线的基线；根据该船垂线间长为19.2m，绘制首垂线和尾垂线 ；作半宽水线图的船体中线和型宽线，船体片体宽度为2.3m，取半宽值为1150mm ；作纵剖线和半宽水线图的站线，根据型值表的站数将垂线间长10等分，作出站号线 ，由于船首尾形状的特殊性，为能真实展现船首尾形状，分别在船首尾加设两个站号；作横剖线图的船体中线、基线和型宽线，型宽为半宽水线长度1150mm ；作纵剖线图和横剖面的水线，根据船体吃水为1350mm,取350mm为间距绘制水线，以基线为准作350WL 、700WL、 1050WL 、设计水线 、1400WL；根据半宽为1150mm作半宽水线图和横剖面图的纵剖线，以400mm为间距作400纵剖线和800纵剖线。由于计算机绘图比手工作图精确，格子线的光顺性得以保证。4.5.2 纵剖图根据型值表以及总布置图中提供的相关尺寸，在纵剖面图中绘制出船体外轮廓线、甲板边线、舷边折角线、首升高甲板边线和尾升高甲板边线。由于船体尾部比较特殊，属球尾形状，需要根据优秀母型船参考设计而成。纵剖线的数量和位置根据船体表面的弯曲程度，根据型值表的要求选取两根，分别为400纵剖线和800纵剖线。纵剖线的绘制，采用已有型值进行描点运用样条曲线命令连线而成。4.5.3 半宽水线图水线数量的选取，参照型值表，由于设计水线以下的船体部分曲度变化较大，选取3根水线，分别为350WL、 700WL 、1050WL ；设计水线以上部分形状基本无变化，选1根水线即可表示其轮廓。通常绘制水线面只绘制左侧，水线的绘制根据型值表中提供的半宽值，描点运用样条曲线连接而成。船体存在基线面，但型值表中并无尺寸记录，根据平行中体的相关尺寸及船体轮廓与基线的交点，在半宽水线图中绘制出基线面，并将其尺寸记入型值表中。4.5.4 横剖图由于船体形状一般左右对称，所以仅绘一侧横剖面即可，规定前半体绘右侧，后半体绘左侧。横剖面的绘制依然是根据现有母型船型值绘制。根据型值表的高度值与半宽值，运用CAD软件的描点工具绘制出所需要的点坐标，再用样条曲线工具，在横剖面图中描点连线绘制出各站号线，以及舷边折角线、首升高甲板边线和尾升高甲板边线。4.5.5 型线的修改根据母型船型值表绘制型线的过程中暂不考虑型线的光顺性。型线绘制结束后，需要对型线的精确性进行检验。型线的精确性体现在型线的光顺、协调和投影一致三方面。型线的光顺性指各型线的曲率应和缓变化，不应有局部凹凸起伏和突变现象存在；型线的协调性是指同组型线间的间距大小应有规律地变化，不应有时大时小的现象存在；型线的投影一致性是指型线上任一点在三视图中的投影应符合点的投影规律，“长对正，高平齐，宽相等”。按照上述方法对型线进行反复修改，以最终达到光顺要求。4.5.6 图形加框图形缩放及加框，根据标准缩放比例选取缩放比例，经过反复选择，采用例 1：40对图形进行缩放，并加A1图框。运用CAD移动命令将图形在A1框中合理布置。4.5.7 注字和标注尺寸由于图形缩放40倍，按原尺寸标注时应在标注样式中修改其比例因子，将其改为40倍，然后在型线图中标注文字和尺寸，其基本内容如下：1.标注型线和格子线的名称和编号。2.在图纸右上方空白处列出船体主尺度，在左上方列出型值表。型值表的绘制可运用CAD2004的表格工具完成。3.标注首尾尺寸和其它有关尺寸。4.填写标题栏和反向图号栏。第5章 总布置设计5.1 概 述总布置设计是船舶设计中一项非常重要的任务。总布置的结果对船的使用效能，航行性能以及结构工艺性能有直接影响。总布置设计主要工作包括以下内容：（1）区划船舶主体及上层建筑，包括确定机舱、货舱、油水舱、工作舱室、居住舱室和其他各种舱室的位置和地位。（2）调整船舶浮态，妥善合理地安排船的各部分重量沿船长方向的分布，并且注意控制重量的垂向分布，协调稳性及摇摆性能对重心高度的不同要求。（3）布置船舶舱室和设备，包括各类居住和工作舱室的内部布置，以及舱内（除机器处所以外）和露天甲板上各种设备的布置等。（4）规划各部位的通道和出入梯口。在总布置设计时，除了注意各类船舶布置的特殊要求，还应遵守下列的基本原则：（1）最大限度地满足和提高船舶的使用效能。（2）保证船舶具有良好的航海性能。（3）注意船体结构的合理性及工艺性。（4）满足各有关规范及规则的有关要求。（5）总体布置要便于建造、检查、维修、保养及设备的更换。（6）舱室布置时，要注意考虑工作生活需要，尽力改善船员及旅客的工作和生活条件。总布置设计要结合建筑学和美学要求，注意外部造型与内部装潢，给人以“美”感。5.2总体布局的区划根据新船的技术要求和使用特点，参考有关型船资料，并遵守法规和规范的规定，对全船空间进行合理的安排。5.2.1主船体内船舱的划分该部分的总布置设计主要是确定水密舱壁，甲板和平台、边舱及双层底等的设置与划分等。划分时要满足法规和规范的规定，要符合使用要求，要与适宜的船舶性能相配合。还要考虑诸如结构、强度以及建造工艺等各种因素。（1）水密舱壁为了保证船舶的安全和结构强度上的需要，主船体内必须设置一定数量的水密舱壁。机舱前后端应为水密舱壁，防撞舱壁的设置应符合规范的规定。横舱壁通常必须设置在肋位上，因此确定舱壁位置时，应首先确定全船的肋位设计船一共划分为16个舱室，包括艉尖舱、机舱、船员舱、驾驶舱、燃油舱、首尖舱各两个、压载舱4个、设置了10道水密横舱壁（2）机舱的部位长度机舱的部位与长度影响全船不同区域的布局和上层建筑的位置，从而影响船舶的使用效能和技术经济性能。按机舱沿船长所处的不同部位，可以把船分为艉机型、中机型和中艉机型船等。设计船采用艉机型，缩短了轴系长度，提高了轴系效率，降低了造价，且不需设置轴隧而损失舱容，并有利于结构的连续性与工艺性。但艉机型船的浮态调整较为困难，而且艉机型船由于尾部型线收缩，机舱布置地位的利用率较低，会导致机舱长度增加，为了解决这一问题，设计船采用球尾。（3）甲板甲板和平台的设置是对主船体的垂向分隔，设置时应考虑层数和层高。设计船属于内河工程船，考虑其使用要求，设置单甲板即能满足需要。（4）单底、双体结构设计船采用单底结构，为提高清漂装置效率，设计成双体船。（5）液舱液舱的设置应与机舱布置相协调，并注意对浮态、完整稳性和破舱稳性的影响。设计船的液舱主要是燃油舱。燃油舱一般布置在机舱前端或两侧，设计船将其布置在机舱前端，并采用水密舱壁与其他舱室隔开。5.2.2 上层建筑划分设计船的上层建筑为甲板室，甲板室共分两层，第一层高度为2.25米，第二层高度为2.1米。甲板室上设置了各种灯和救生设备。甲板室中主甲板室长5.5米，隔成机舱、厨房、厕所。驾驶甲板室长5.5米，前后分别设置了驾驶室和船员居住舱，顶篷甲板布置桅杆和航行通导灯关信号设备，详见总布置图。上层建筑的外观造型也是总布置设计的一项重要内容。总体布局时，还必须根据船的用途、尺度和航速，把主体、上层建筑及桅杆、烟囱、救生艇等单元体从总体外观上协调，使其具有自己的特性及风格。5.3 舱室和通道布置5.3.1 生活舱室的布置设计船2人船员舱设置在燃油舱前面，其面积和设备满足规范的有关规定，床位沿船长方向布置。由于是内河工作船，不必设置专门的餐厅及厨房，但设置有公共卫生间，设备布置满足规范要求。5.3.2 工作舱室的布置设计船的工作舱室主要包括驾驶室、舵机舱、集控室及会议室。驾驶室一般位于最上层，其布置应充分考虑到驾驶人员的视线少受阻挡。驾驶室在船宽方向一般不通至两舷，留出的两舷甲板用于驾驶员瞭望观测。为保证驾驶员的视野，驾驶室的窗应该有足够的数量和尺寸，并应在中心线有一扇窗。设计船的驾驶室设置符合相关要求。舵机舱设置在机舱后，会议室设置在船员舱前面，其舱内设备符合规范的相关规定。5.3.3 通道的布置船上的通道包括人行通道和货物通道，设计船不涉及货物通道。人行通道的布置原则是：满足使用和安全要求；符合法规和规范的规定；通行便捷并节省布置地位。室内水平通道（即走道）的布置从使用方面来看，尽量直通，不迂回曲折。垂直通道中的梯道布置应尽可能上下对齐，扶梯位置要明显、易寻。通道要分主次，主要通道应宽敞。通道设计除了要满足人员平时出入需要外，还必须满足法规关于脱险通道布置的要求。当船舶发生海难时，脱险通道应不妨碍人员的撤离和救援工作。船员室外通道主要考虑船员到达各处甲板操作处所的方便。梯子布置除了要考虑各层甲板之间设置斜梯（因地位限制无法设置斜梯时可以采用直梯），还要设置进入各深舱及空舱的梯子，到深舱及空舱的梯子一般可以用直梯。设计船在干舷甲板上设置了外走道，在船员舱及工作舱室之间设置了宽1.3m的横向走道，在走道上设置了从下落的舱底甲板通至干舷甲板的斜梯。干舷甲板至驾驶甲板以及机舱内也设置了斜梯。设计船在机舱后主甲板上设置在通向顶棚的直梯，在顶棚上也设置有两道直梯，用于到达不同高度的顶棚。5.4 主要舾装设备布置主要介绍外舾装设备的布置，包括舾装设备、锚泊和系泊设备、救生设备、信号设备的布置。（1）舵设备布置一般船舶的舵均布置于船尾螺旋桨的尾流中。此时，舵可以利用螺旋桨尾流来提高舵效，同时舵也可以起到整流作用，从而改善推进效率。舵的下缘一般不低于基线，以防止搁浅时舵被碰坏，也不高于螺旋桨盘面的最低点，以便充分利用螺旋桨尾流。舵的上缘应尽量接近船尾底部，以降低舵杆弯矩，并减少舵上缘的绕流，从而提高舵效。设计船采用双舵，以配合双桨，更好的提高推进效率。（2）锚泊和系泊设备布置锚泊设备的布置，应根据船舶种类、航区和舾装数，按有关船级社规范的要求进行配置。系泊设备按规定配备，其布置时要注意首尾各设一对平行于船体中心线的带缆桩，兼作拖桩用；系缆用的缆桩应布置在舷侧，通常是两舷对称布置；绞缆机械和绳车应作适当安排；导缆器和导缆孔的配置应与带缆桩结合考虑。（3）救生设备的配备与布置救生设备的配备应符合规范规定，其布置应便于需要时使用。（4）信号桅和信号设备信号桅的位置和高度按信号设备法规关于信号灯安装的规定来确定。信号设备的配备与布置应该符合相关规范与规则的规定。5.5 外部造型与内装设计5.5.1 外部造型设计船舶外部造型包括主船体、上层建筑和设备部件的造型，它们应协调一致，形成统一的整体。造型应遵循美学原则：体现船舶的特征；表现船的“前进感”和“速度感”，要显示出动态的均衡与稳定；造型力求协调、匀称和统一，在形式和内容上也要统一；造型应具有独特的风格和时代感。总体布局处理上，应注意外形轮廓的光顺，呈流线型状；要选择恰当的比例关系和合理的尺度；门窗、开孔、栏杆等部件的细部处理上，要注意韵律感和节奏感；要注意突出视觉焦点。5.5.2 内装设计内装设计包括室内空间处理、家具、平面和立面修饰、装潢处理、艺术修饰。内装设计的美学原则：恰当而完善地体现舱室功能，并服从于舱室功能。舱室面积、空间大小，室内家具设备的尺寸和位置应与人体尺度、人的动作和活动地位相配合。舱室的一切设施和布局的安排应以人为中心，为人服务，应体现内容和形式的统一。合理地处理室内空间、设施等尺度的比例关系。室内布局匀称，格调和谐，规整而不呆板，变化而不杂乱，在变化中求得统一。5.6 本章小结本章设计到的内容很多，设计时要比较充分地考虑甲板满足使用和机舱安全要求，总布置符合法规和规范的规定。设计船的主体舱室比较简单，空舱和压载舱的位置和长度可根据需要而调整，舱室布置重点在纵倾调整和甲板室内的适居性。第6章 结构计算6.1 概述本船为钢质全电焊、横骨架式结构，舷侧为交替肋骨制结构，柴油机推进艉机型，双桨、双机、双舵，采用双体船型，片体采用尖首、小球尾线型；单底、单甲板。用于打捞江河、湖泊、港口水面漂浮垃圾，航行于长江B、C级航区、J2级航段。本船的结构强度依据中国船级社（2009）钢质内河船舶入级与建造规范第一篇，第二章，第九章对双体作业船的要求进行强度校核。6.2 主要量度船 长 LOA=21.00m两柱间长 LPP=19.20m船 宽 B=6.00m片 体 宽 b=2.30m型 深 D=2.00m设计吃水 d=1.35m肋 距 s=0.50m本船L/D=9.630.0，B/D=34.5,在规范适用的主要尺度比值范围内。6.3结构计算6.3.1 外板和甲板6.3.1.1 船中部底板船中部船底板按规范2.3.2.1厚度t 应不小于按下式计算所得之值：t = a (L + s + ) mm其中：a取0.85，因为本船是横骨架式，所以取0.076，取4.5，取-0.4，则t=0.85(0.07620.01+4.50.5-0.4)=3.37mm,实取t=4mm。6.3.1.2 船底板又按2.3.2.2要求，船底板厚度t 尚应不小于按下式计算所得之值：t = 4.8s mm其中，s=0.5，d=1.35m，r按规定为0.75，则t=4.80.5 =3.4，取t=4mm。因#4#15区域是机舱，按规范2.3.7.1 要求，主机座下的船底板，尾轴出口处的外板以及螺旋桨叶梢附近的外板均应按船中部船底板厚度增加12mm，即t=3.37+2=5.37mm，则位于机舱部位的外板的厚度实取6mm。6.3.1.3 平板龙骨由规范，平板龙骨的宽度应不小于0.1B，且不小于0.75m，本船宽为6m，则平板龙骨宽度为750mm，实取按9.2.1.2要求，中部平板龙骨厚度按船底板厚度增厚1mm，即t=3.48+1=4.48mm,则厚度取5mm。6.3.1.4 舭列板按2.3.3.1要求，舭列板厚度应按船中部船底板厚度增加0.5mm，即舭列板厚度t=3.37+0.5=3.87mm。实取为5mm，6.3.1.5 舷侧外板（9.2.1）按9.2.1.4的要求，外舷板厚度应不小于中部船底板厚度的0.9倍，即t=3.370.9=3.03mm，实取t=4.00mm。同样按9.2.1.4要求，内舷板厚度与中部船底板厚度相同，即t=3.37mm，实取t=4.00mm。5.3.1.6 舷侧顶列板（2.3.5）按9.2.1.5要求，舷侧顶列板仅设置于片体的外舷，其在干舷甲板以下的宽度应不小于0.15D，即0.152=0.3m。按2.3.5.2要求，船中部舷侧顶列板的厚度应不小于强力甲板边板厚度的0.85 倍或舷侧外板厚度增加1mm，取其大者。故本船的舷侧列板厚度可在舷侧外板厚度上增加1mm，应为t=3.37+1=4.37mm,实取为舷侧顶列板mm。6.3.1.7 首、尾柱板按2.13.1.1 规定，板型首柱的厚度，应较中部船底板增厚2mm(包括火加工余量在内)，即t=3.37+2=5.57，实取为6mm。由2.13.3.3条的规定可知，双螺旋桨船舶的板型推进器柱厚度可与首柱相同。所以尾住板厚度为6mm。6.3.1.8 尾封板首封板的厚度应按首部平板龙骨厚度增加1mm，即t=4.48+1=5.48mm，实取6mm。尾封板厚度应与尾部平板龙骨厚度相同，t=4.48mm,取为5mm。6.3.1.9 半剖面积按9.2.1.6的要求， 船中部强力甲板的半剖面积A应不小于按下式计算所得之值：A = b(aL + )/2其中，b=2.30m,a=0.42, =8.0,故A=18.47 cm26.3.1.10 强力甲板按规范2.4.2.1的要求，船长小于50m 的船舶，其强力甲板的最小厚度t 应不小于2.4.1.1 的规定，即t不小于3mm。取t=3mm。而对于船长大于20m而小于25m的船舶，甲板边板的宽度应不小于500mm。按9.2.1.7的要求，甲板边板仅设置于片体的外舷，其宽度应不小于片体宽度0.1倍，即0.12.3=230mm，厚度应较甲板厚度增加1mm，则取甲板边板4500。强力甲板半剖面积A=0.3300=90 cm2A=18.47 cm2满足要求。 6.3.1.11 上甲板按9.5.2.1要求， 上甲板