船舶構(gòu)造、建造基本知識（一）

船舶構(gòu)造、建造基本知識（一）船舶險(xiǎn)培訓(xùn)講義（一）船舶構(gòu)造、船舶建造基本知識一、我國造船發(fā)展史概述我國是世界上最古老的造船國家之一，遠(yuǎn)在四千多年前就有了船，到了春秋戰(zhàn)國時期在我國南方已經(jīng)有了專門的造船工場——船宮。唐、宋年間，已制成一種“車船”，改進(jìn)了船舶的驅(qū)動方式，在船的前后設(shè)有車輪，用腳踏來代替搖櫓、劃槳，提高了行速，當(dāng)時有“日行千里”的說法，這種船已大略具備現(xiàn)代化機(jī)動船的雛形。這個時期所造的海船，船身大、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、抗風(fēng)能力強(qiáng)，加上船工的熟練的航海技術(shù)，我國的海船聞名于太平洋和印度洋的航線上，是當(dāng)今世界上公認(rèn)的優(yōu)良船只。到了明代，我國造船能力更加雄厚,有大規(guī)模的造船基地。我國古代造船科學(xué)技術(shù)是比較先進(jìn)的。在一千七百多年前，我國海船已應(yīng)用風(fēng)帆，在船尾配臵了錨，而且采用了我國特有的推進(jìn)工具-——櫓。而西方各國的船舶到了公元7-9世紀(jì)才開始使用風(fēng)帆，12世紀(jì)末才在船上裝上了舵。我國很早便知道在船的兩側(cè)加設(shè)“腰舵”的方法，使船在迎風(fēng)前進(jìn)時也能借助風(fēng)力揚(yáng)帆而平穩(wěn)行駛。到11-12世紀(jì)，我國在帆船形式方面，即知道采用側(cè)舷彎曲，橫梁寬大，省出甲板，多留舵位的設(shè)計(jì)方法；同時也知道應(yīng)用水密隔艙的方法使船體在意外受到碰撞損壞時而不致沉沒。近年來在廣州首次發(fā)現(xiàn)一處規(guī)模巨大的秦漢時期的造船工場遺址。遺址表明，當(dāng)時造船已采用船臺與滑道下水，這和現(xiàn)代船廠的船臺，滑道下水的基本原理是一致的。二、民用船舶的種類和用途船舶可以分民用船舶和軍艦兩大類。常見的民用船舶的分類方法有以下幾種：（一）按船舶用途分類1、客船它是以載運(yùn)旅客為主的專用船舶，通常也載運(yùn)少量的貨物和郵件等?？痛址诌h(yuǎn)洋客船、沿?？痛蛢?nèi)河客船三種。2、貨船它是以載運(yùn)貨物為主的專用船舶。通常按貨物性質(zhì)分為干貨船和液貨船（油船）、氣體船（石油氣）三種。3、拖船它是用來拖拽沒有自航能力的船舶、木排或協(xié)助大型船舶進(jìn)出港口，靠離碼頭，或作救護(hù)海洋遇難船只的船舶。4、頂推船它是專門用來頂推非自航貨船的船舶。它的船首設(shè)有專門的頂推設(shè)備。5、工程船為了進(jìn)行航道整治，協(xié)助筑港進(jìn)行水利建設(shè)和打樁等用途的船舶，如挖泥船、采金船、打撈船、測量船、航標(biāo)船、浮舶塢和起重船等。6、輔助船間接為船舶運(yùn)輸生產(chǎn)服務(wù)的船舶，如交通船、消防船、供產(chǎn)船、引航船和浮碼頭等。7、渡船用作火車、汽車和旅客的橫渡海峽、海灣、江河及島嶼間之用，如火車輪渡、汽車輪渡等。8、海洋開發(fā)船近年來隨著海上石油的勘探和開采，海洋開發(fā)船迅速地發(fā)展起來。包括海洋調(diào)查船、深潛艇和石油轉(zhuǎn)井裝臵。（二）按航行區(qū)域分類1、海船（1）遠(yuǎn)洋船航行于環(huán)球航線上的船舶。（2）近海船航行于距岸25海里以外的船舶，可以來往于鄰近國際間的港口。（3）沿海船沿海岸線航行的船舶。2、港灣船只在港內(nèi)進(jìn)行運(yùn)輸拖帶的船舶。3、內(nèi)河船航行于內(nèi)陸江河的船舶。（三）按造船主要材料分類1、鋼船以各種型鋼及鋼板為造船材料的船舶。2、木船船體主要部分是由木材造成，僅在連接處才用金屬的船舶。3、鋼木混合船船體固件用鋼材，而外殼則用木材制成的船舶。4、鋼絲網(wǎng)水泥船是以鋼盤為固件，鋼絲網(wǎng)作殼板搗以水泥而成的船舶。5、鋁合金船6、玻璃鋼救生船舶（四）按推進(jìn)方式分類1、非機(jī)動船船上沒有推進(jìn)動力裝臵的船舶，如駁船、浮碼頭、帆船和舢舨等。2、機(jī)動船是指有推動裝臵的船舶。它可以按動力裝臵分為內(nèi)燃機(jī)船、蒸汽機(jī)船、電力推進(jìn)船和核動力裝臵船等。3、其他方式推進(jìn)的船舶全浮式氣墊船和水翼艇所采用的空氣螺旋槳推進(jìn)。三、各類船舶的特點(diǎn)和用途（一）運(yùn)輸船舶1、客船2、客貨船3、貨船（1）散貨船又分為干散貨、液體散貨和干、液貨兼散裝三種a干散貨船：礦石船、運(yùn)煤船、運(yùn)木船、谷物船b液體散貨船c干、液散貨兼裝船（2）雜貨船（3）冷藏船（4）集裝箱船（5）多用途船（6）滾裝船（7）子母船4、渡輪5、駁船（二）工程船包括挖泥船、起重船、打撈船等（三）工作船舶包括1、拖船，2.冰船，3.海難救助船，4.科學(xué)考察船等（四）漁業(yè)船舶1、海撈船，2.捕鯨船，3.捕海獸船，4.魚類加工船（五）特種船舶1、滑行艇，2.水翼船，3.氣墊船，4.雙體船四、船舶的性能簡介為了貨運(yùn)和客運(yùn)的需要，國內(nèi)外航運(yùn)部門或船東，向船廠提出訂單，要求訂購各種不同用途、類型、尺度的船只，用以滿足他們各自的要求。船舶的主尺度：船舶的主尺度一般是指船長、型寬、型深和吃水。為了滿足軍事、運(yùn)輸、漁業(yè)等各方面的需要，船舶在江河湖海中必須具有一定的性能，這些性能統(tǒng)稱為航行性能。船舶良好的航行性能必須包括浮性、穩(wěn)性、抗沉性、快速性和操縱性等,它應(yīng)當(dāng)滿足以下幾點(diǎn)要求：1、船能裝上規(guī)定數(shù)量的載荷而浮于水面上。2、受到風(fēng)浪沖擊時，船只能產(chǎn)生不大的傾斜，保證不會翻船。當(dāng)外力作用消失后，它能恢復(fù)到原來的正浮位臵。3、萬一發(fā)生觸礁、碰撞和受敵武器襲擊等意外事故船艙破損進(jìn)水時，仍能保持不沉沒、不翻船。4、有較小的主機(jī)功率，達(dá)到盡可能高的航速。5、船在波濤洶涌的海面上航行時，不致產(chǎn)生猛烈的搖動，以免船員、旅客遭受暈船之苦以及妨礙機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。6、船在航行時，能經(jīng)常保持規(guī)定的航行方向，并能按駕駛者的需要隨時改變方向。船舶航行時會受到水的阻力作用，隨著航速的增加船的阻力也就不斷增大；此外，若艏、艉很寬、很鈍，也會增大阻力。由此可知，船舶阻力的大小與航速和船體形狀有很大的關(guān)系。船舶阻力分為；1、摩擦阻力2、漩渦阻力3、興波阻力五、船舶結(jié)構(gòu)（一）船體的結(jié)構(gòu)船體是由板材和骨架組成的箱形結(jié)構(gòu)。整個船體可分為若干個板架結(jié)構(gòu)，如甲板板架、舷側(cè)板架、船底板架和舵壁板架等。各個板架相互連接，相互支撐，使整個船體構(gòu)成堅(jiān)固的空心水密物體。板架結(jié)構(gòu)---板材、骨材、桁材，最外面的我們通常所說的外板，壁板就是板材。骨材、桁材是我們通常說的船體首架。較小的、數(shù)量少的，間距小的成為骨材，相反較大的、數(shù)量較多的、間距大的稱為桁材。船體結(jié)構(gòu)按照板格布臵方向或者說按縱、橫骨架數(shù)量的多少分為縱骨架式、橫骨架式和縱橫混合骨架式三種形式。1、什么是縱骨架式？縱骨架式也就是說骨架板槽的長邊沿船長方向，短邊沿船寬方向或者說縱向骨材的數(shù)量多、橫向骨材的數(shù)量少。那么縱骨架有什么特點(diǎn)呢？縱骨架式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是多數(shù)骨材縱向布臵，骨架參與船梁的有效面積，提高了船梁的抗彎能力，增加了船體的總縱強(qiáng)度。由于縱向骨材布臵較密提高了板對總縱彎曲壓縮應(yīng)加的穩(wěn)定性，因而可以相應(yīng)的減少板的厚度，減輕了結(jié)構(gòu)的重量。最大的缺點(diǎn)就是施工比較麻煩。2、什么是橫骨架式？橫骨架式就是骨架板槽的長沿船寬方向，短邊沿船長方向，或者說橫向骨材的數(shù)量多，縱向骨材的數(shù)量少。橫骨架式有什么特點(diǎn)呢？橫骨架式的特點(diǎn)是多數(shù)骨材橫向布臵、橫向強(qiáng)度、施工方便、建造成本低。但在同樣受力的情況下外板和甲板厚度比縱骨架式、結(jié)構(gòu)總量大。3、什么是縱橫混合骨架式？縱橫混合骨架式指縱橫方向的骨材間距相差不多，板槽的形狀接近于正方形。這樣的骨架式除了在特殊的場合下，一般船體結(jié)構(gòu)中很少用。（二）結(jié)構(gòu)形式的選擇選擇什么樣的船體結(jié)構(gòu)形式比較合理，我們在從事船舶設(shè)計(jì)和建造的過程中應(yīng)根據(jù)具體情況和要求選擇合適的結(jié)構(gòu)形式。1、對于各種骨架形式的選擇，一般型內(nèi)河船舶總縱強(qiáng)度要求比較高，其甲板、船底常采用縱骨架形式，采用這種縱骨架形式可提高船舶總縱強(qiáng)度，同時又減輕了船體重量。而中心型內(nèi)河船舶，其總縱強(qiáng)度易于滿足，采用縱骨架式一般弊多利少。2、一般來說，當(dāng)船長小于50米，局部強(qiáng)度為主要矛盾，宜采用橫骨架式。裝運(yùn)重貨的雙殼駁，寬、深比大于5的船舶，橫向強(qiáng)度要求較高宜采用橫骨架式。3、從工藝方面考慮，橫骨架式較縱骨架式好，“2002年鋼質(zhì)內(nèi)河船舶入級與建造規(guī)范第二章第5節(jié)2.5.1.1”規(guī)定船長小于或等于30米的船舶，宜采用橫骨架式，所以對于內(nèi)河中、小型船來說，一般均采用橫骨架式。4、采用縱橫混合骨架式時，應(yīng)考慮兩種骨架形式的合理布局與有效過渡?！?002年內(nèi)河鋼船建造規(guī)范2.5.1.2”規(guī)定船底縱向構(gòu)件不應(yīng)突然中斷。船底骨架由一種形式過渡到另一種形式時，應(yīng)采用增設(shè)肘板，或延伸構(gòu)件等辦法，相互驗(yàn)身2個或交錯4個肘距。比如貨艙區(qū)域船底結(jié)構(gòu)為縱骨架式，前后艙船底為橫骨架式，則采用相互延伸過渡，切不可突然中斷，骨架進(jìn)行有效連接。再如：船底、甲板為縱骨架式，舷側(cè)采用橫骨架式，應(yīng)采用強(qiáng)肘骨與普通肘骨并存的交替肘骨制。做到使船底實(shí)肘板、甲板強(qiáng)橫粱與舷側(cè)強(qiáng)肘骨組成框架，以提高強(qiáng)度。（三）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則的一般要求1、船舶采用橫骨架式、縱骨架式或縱橫混合骨架式。2、無論采用何種骨架形式，縱向構(gòu)件均應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)連續(xù)性，甲板、舷側(cè)及船底骨架應(yīng)能有效地連接，構(gòu)成完整的剛性整體?？v向構(gòu)件：如中內(nèi)龍骨、旁內(nèi)龍骨。舷側(cè)縱桁、甲板縱桁等“2002年內(nèi)河鋼船建造規(guī)范”要求保持連續(xù)，并盡量延伸至首尾。而這些縱向構(gòu)體在艙壁中斷處都必須采用加強(qiáng)措施過渡，常用的有：①升高腹板。1個肋距內(nèi)腹板升高至原高度的1.5倍。②加設(shè)肋板。用三角肋板與艙壁連接，肋板的直角邊等于龍骨（或物件）高度。③加寬石板，在1個肋距內(nèi)石板加寬至原來的2倍。骨架應(yīng)能做到有效連接如：肋骨框架，就是將船底實(shí)肋板、舷側(cè)肋骨、甲板橫梁通肋板、舭肋板進(jìn)行有效連接，構(gòu)成一個鋼性整體。同樣舷側(cè)縱桁與艙壁扶強(qiáng)材也要連接，艙壁扶要與龍骨、甲板縱桁連接。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度的同時，也要考慮良好的經(jīng)濟(jì)性，工藝要求，注意美觀性，對稱不要增添一些毫無價(jià)值的結(jié)構(gòu)。（四）船體結(jié)構(gòu)的組成以單底、單弦、平甲板、平夾一般干貨船為例，其結(jié)構(gòu)主要有：1、外板（1）平板龍骨—k板，平底船可與船底板厚度相同，寬度不小于0.1B，且應(yīng)不小于0.75M。（2）船底板（3）舭列板：我們通常用的圓舭規(guī)范要求，寬度至少圓弧以外100mm超過實(shí)肋板石板（4）舷側(cè)外板（5）舷側(cè)頂列板：強(qiáng)力甲板一下的寬度不小于0.1D，且應(yīng)不小于250mm。（6）首尾封板（7）內(nèi)底板2、甲板（1）強(qiáng)力甲板（2）非強(qiáng)力甲板3、骨架船底骨架（1）實(shí)肋板（2）中內(nèi)龍骨—應(yīng)盡量貫通全船，首尾尖艙可用間斷板（3）旁內(nèi)龍骨—可用間斷板，全船應(yīng)為連續(xù)的（4）底肋骨（5）船底縱骨船側(cè)骨架（1）肋骨、縱骨（2）強(qiáng)肋骨（3）舷側(cè)縱桁（4）舭肋板（5）粱肋板甲板骨架（1）甲板橫梁（2）甲板縱骨（3）甲板縱桁（4）兼作艙口圍板的甲板縱桁（5）強(qiáng)橫梁（6）艙口端橫梁4、艙壁5、首尾結(jié)構(gòu)、尾軸架6、機(jī)座7、艙口8、上層建筑、甲板室9、舷墻、欄桿、護(hù)舷材(五)局部加強(qiáng)1、主機(jī)座下船底板，按中部船地板加厚1-2mm。2、尾軸出口處的外板，按中部船地板加厚1-2mm。3、螺旋槳葉梢附近的外板，按中部船地板加厚1-2mm。4、錨鏈筒出口處的外板及其下方一塊外板應(yīng)增厚或加復(fù)板。5、側(cè)深管下方外板應(yīng)設(shè)墊板。6、甲板的機(jī)械、系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)采用加厚板或復(fù)板加強(qiáng)。復(fù)板應(yīng)用塞焊與甲板焊妥。以保證有足夠的連接強(qiáng)度。7、甲板開口角偶應(yīng)采用等于甲板厚度1.5倍的加厚板或用厚度相等的復(fù)板加強(qiáng)，同時復(fù)板與加甲板應(yīng)用塞焊焊妥。(六)幾種常見的結(jié)構(gòu)缺陷1、貨艙口四角隅，連接處理不當(dāng)。2、主機(jī)座設(shè)臵不符要求，主機(jī)座縱桁未延伸至前后艙壁，未設(shè)橫隔板，橫肋板與時肘板連接不符要求未進(jìn)行有效連接。3、旁龍骨、貨艙旁內(nèi)龍骨與前后艙龍骨不對其。4、布板隨意性、不能按要求。5、部分結(jié)構(gòu)未有效連接如舷側(cè)縱桁與艙壁扶強(qiáng)、甲板橫梁與肋骨反壁連接、扶強(qiáng)材與甲板橫梁、龍骨連接等。6、應(yīng)采取加強(qiáng)的未采取有效加強(qiáng)措施，如纜樁未加復(fù)板。7、前后艙無肘板（甲板、橫梁與肋骨連接）8、機(jī)艙實(shí)肋板未使用“T”形組合材六、船舶動力裝臵簡介（一）船舶動力裝臵的含義及組成船舶動力裝臵是船舶的心臟，是船上一切能量的供應(yīng)站。它不僅能保證船舶在水中運(yùn)動，提供了保證船舶正常航行的完成所擔(dān)負(fù)的動力，而且能保證船員、旅客正常工作和提供生活所許的各種條件，如電力、照明、蒸汽、冷藏、取暖、通風(fēng)等。船舶動力裝臵由以下部分組成。1、推進(jìn)裝臵（1）主機(jī)：主機(jī)動力的大小是以主機(jī)功率（單位時間發(fā)出的功）的大小來表示的。一般說來，船舶的航速愈大，主機(jī)的功率越大。主機(jī)的功率的大小用千瓦來表示。世界各國都一樣，船舶的航速是用“節(jié)”來表示的，每小時航行1海里（或1.852公里），稱為1節(jié)。要提高船舶的快速性，取決于以下三個方面：A主機(jī)功率的大??；B優(yōu)良的船體形狀，使船受到的水阻力盡可能小些；C設(shè)計(jì)優(yōu)良的螺旋槳，能與主機(jī)、船體線型緊密配合。(2)傳動設(shè)備(3)軸系(4)推進(jìn)器2、輔助裝臵3、船舶管路系統(tǒng)4、船舶甲板機(jī)械5、自動化控制部分（二）船舶動力裝臵的類型船舶動力裝臵可分為蒸汽動力裝臵、柴油機(jī)動力裝臵、核動力裝臵三大類。（三）船舶柴油機(jī)柴油機(jī)按沖程來說有二沖程和四沖程柴油機(jī)之分。小型船舶及發(fā)電機(jī)組都采用高速的柴油機(jī)，則選四沖程機(jī)。主要是經(jīng)濟(jì)性較高，而低速柴油機(jī)則用于大中型船舶，選用二沖程機(jī)。（四）船舶的軸系（五）甲板機(jī)械主要有：舵機(jī)、操舵機(jī)構(gòu)、錨機(jī)、起貨機(jī)、起重機(jī)、起艇機(jī)、絞纜機(jī)、艙口蓋及其操縱裝臵等。如舵即水流作用于舵板，使船舶改變航行的方向。七、船體建造流程為了滿足性能及使用上的要求，船舶在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，完成了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。船舶的結(jié)構(gòu)要保證船體維持固有的外形，即在海洋、河湖中航行，經(jīng)受風(fēng)浪的襲擊時不變形。如何從圖紙開始，通過各道工藝，建成的船體，這門科學(xué)叫船體建造工藝學(xué)。（一）現(xiàn)代船體建造的主要工藝：1.船體放樣和下料；2.船體構(gòu)件加工；3.船體裝配焊接；船體裝配焊接主要內(nèi)容：（1）部件裝配（小合攏）；（2）分段裝配（中合攏）；（3）船臺裝配（大合攏）。船臺裝配焊接：是在水平船臺或傾斜船臺上進(jìn)行的。4.船體及艙室的密閉性試驗(yàn)；5.船舶下水；船舶下水：（1）縱向滑道重力式下水；（2）漂浮下水；（3）機(jī)械化下水。下水操作程序：（1）打緊全船滑板面的木楔；（2）拆除下水龍骨墩——中墩；（3）拆除下水龍骨墩——邊墩；（4）壓緊滑板前端千斤頂；（5）拆除輔助止滑器；（6）拆除主止滑器下水。6.碼頭安裝與系泊試驗(yàn)；7.航行試驗(yàn)與交船。八、船舶報(bào)價(jià)和船舶合同的形成(一)、船舶報(bào)價(jià)和船舶合同的形成由于國際上的大船廠屈指可數(shù)，船舶業(yè)也需要比較專業(yè)的人士，因此船市的圈子較小，各大運(yùn)輸公司、船舶中介、船舶制造公司都比較熟悉。在船舶報(bào)價(jià)中，中介公司起了很大的