集装箱船外舾装设计简介

1、集装箱的发明及发展是人类有史以来创造的伟大奇迹之一。集装箱最大的成功在于其产品的标准化，以及由此建立的一整套运输体系。无论货物的体积，形状，状态有多么不同，最终都通过使用集装箱，变身成为一个个标准的立方体，以进行统一运输。集装箱船是专门用于集装箱运输的船舶，集装箱可以布置于货舱内和甲板上，利用船上一切可利用的空间进行集装箱的装载。集装箱通过集装箱系固系统，将航行中受到的力传递并释放到整个船体结构中，以确保航行过程中集装箱的安全。集装箱船舾装专业设计范围：货物系固系统（绑扎桥，导轨架，箱柱，大舱盖等）锚系泊系统舵系货舱通道，露天区域通道船壳标记等登船系统（舷梯，引水员梯）救生消防设备其它甲板区域

2、设备1. 集装箱简介1.1集装箱具有一定强度，刚度和规格专供周转使用的大型装货容器能长期的反复使用，具有足够的强度途中转运不用移动箱内货物，就可以直接换装可以进行快速装卸，并可从一种运输工具直接方便的换装到另一种运输工具1.2 标准集装箱的尺寸1) 国际标准（ISO668）是使用最广泛的集装箱标准。集装箱船的设计一般考虑装载如下集装箱尺寸（列表中48和53为非标集装箱）：2) 集装箱角件 在集装箱的八个顶角处，布置有集装箱角件。此角件为铸钢件，是集装箱的主要受力件，集装箱制造时与集装箱结构焊接在一起。角件露在集装箱外面的三个面上均有开孔。通过使用绑扎固定件或者绑扎松散件，可以将集装箱与相邻的集

3、装箱或者船体结构连接。从而在运输的过程中限制集装箱的相对运动。 角件的尺寸是一样的，但是布置位置是根据集装箱尺寸的不同而不同的。因此，集装箱角件的位置，是集装箱船设计时的一个重要数据。 对于45，48和53的非标集装箱，为了能够与标准集装箱实现堆叠与绑扎，在40集装箱的角件位置有八个额外的角件。2.集装箱的堆装与固定2.1集装箱的位置编号 对于集装箱船来说，全船要装载数以千计的集装箱。集装箱船在运营的过程中，需要从不同的港口装载货物，也需要在不同的港口卸载货物。整个集装箱的装载位置由配载仪负责统一安排。而对于每一个集装箱，需要提供给配载仪一个坐标进行定位。 国际上有一个通用的集装箱编号规则。

4、船长方向：BAY 船宽方向：ROW 高度方向：TIER 一般在船上制作明显的BAY和ROW标记，以方便码头吊装人员区分。船长方向：BAY（列） 20ft集装箱 01，03 （奇数，由船艏往船艉递增） 40ft集装箱 02，06 （根据与40ft同装载的20ft箱编号选取，由船艏往船艉递增）船宽方向：ROW（行） 总行数为奇数： 正中间为00， 右舷01，03 （奇数，由船舯往两舷递增） 左舷02，04 （偶数，有船舯往两舷递增） 总行数为偶数： 右舷01，03 （奇数，由船舯往两舷递增） 左舷02，04 （偶数，有船舯往两舷递增）高度方向：TIER（层）货舱内部：02，04（偶数，02开始，由

5、下往上递增） 露天甲板：82，84（偶数，82开始，由下往上递增）2.2舱内集装箱的堆装集装箱船的货舱长度是按照40ft集装箱来设计的。40ft集装箱和20ft集装箱可以在货舱内部进行混装。货舱前后壁设置导轨架，用于集装箱装载过程中将集装箱引导到正确位置。并在航行过程中限制集装箱的相对移动。集装箱与货舱底部结构通过堆锥进行限位，以防止集装箱在货舱内滑动。上下集装箱之间通过扭锁连接，使得每一行（Row）集装箱成为一个整体，以增加集装箱之间的相互限制。由于货舱内部既要装载20ft，又要装载40ft集装箱，而只有在40ft集装箱角件位置能布置固定用堆锥。（货舱中间布置堆锥将不能装载40ft集装箱），

6、因此，当装载20ft集装箱时，底部仅有两个角件能够固定。在货舱平台中间位置设置有导向块，用于将集装箱导入正确的位置并对集装箱的相对运动进行限制。在货舱横舱壁中间位置设置有导架，防止集装箱装载过程中碰撞纵舱壁。2.3甲板上集装箱的堆装甲板上的空间除必要的工作通道及操作区域，基本都用于集装箱的装载。货舱开口处设置吊离式舱口盖，以防止航行过程中大量海水已经雨水进入货舱。甲板上装载的集装箱底部一般固定在舱口盖上，超出舱口围宽度的集装箱底部固定在甲板箱柱上。甲板上集装箱的固定通过如下几种方式实现： A. 舱口盖或者甲板箱柱上设置集装箱箱脚，箱脚通过扭锁与集装箱角件连接。考虑到舱口盖和甲板箱柱之间可能存在

7、相对运动，因此箱柱上的集装箱箱脚较舱盖上要长，以覆盖集装箱可能运动的区间。 B. 集装箱相互之间通过扭锁以及其它松散件连接，使得一列或多列集装箱成为一个刚性整体，从而在受到外力的情况下，各个集装箱之间不会发生相对运动。 C. 集装箱通过花兰，拉杆，接长杆等松散件，与焊接在舱盖，甲板箱柱或者绑扎桥上的绑扎眼板连接，将集装箱在运输过程中受到的力传递到船体结构上去。同时也限制住集装箱的相对移动。3.集装箱绑扎系统3.1 松散件用于与集装箱连接的可拆卸件统称为松散件。松散件全船种类及数量众多，需要根据不同的集装箱装载来选择使用零件，较易损耗，一般由船东统一采购并在交船之前提供船厂安装到位。常用的松散件

8、为：花兰，绑扎杆，接长杆，扭锁等花兰，绑扎杆，接长杆的长度需要根据固定件的安装位置统筹考虑，不同船型的松散件是不一样的。松散件技术参数要满足不同装载情况，一般要进行Mock-up test后确定。3.2 固定件焊接于绑扎桥，舱口盖，箱柱，船体结构上，通过与松散件连接将集装箱受力传递到相关结构上的受力件统称为固定件。固定件多为标准件，一般由船厂向绑扎系统设计公司采购，并在制作绑扎桥，舱口盖，箱柱时焊接安装。货舱固定件的安装需要按照箱脚复板布置图进行，并要求与导轨架能配合，通过吊箱试验校核。甲板固定件的安装位置需要严格遵守Mock-up test试验结果，并通过吊箱和绑扎试验进行校验。否则将可能影

9、响松散件的使用。常用的固定件为：箱脚，绑扎眼板，堆锥，导向块等箱脚复板/调节板的安装要求集装箱放置位置的水平度将影响集装箱自身的受力以及集装箱装载后的垂直度，船级社规范对于集装箱底部的水平度有如下要求：箱脚复板/调节板的安装于货舱底部，用于调节水平度。调节板的厚度根据现场测量尺寸进行加工。3.3导轨架导轨架一般由两根角钢通过相关零件连接而成。导轨架背部通过横向肘板与横舱壁结构连接。单根导轨架一般可以分成上，中，下三部分。导轨架上部分为导头，用于将集装箱导入导轨架之间的空间。导头通过碰撞来导向，因此导头部分的结构较强，且反面连接的肘板分布较密。导轨架的中部为连续的角钢，在每个标箱高度设置一个横向

10、肘板。由于货舱内部可能标箱高箱混合堆装，因此，在中间位置会酌情增加加强板。导轨架的下部有两种形式：1）导轨架一直延伸到货舱底部并连接2）导轨架底部离货舱底部约2m导轨架的设计安装要求：导轨架与集装箱之间的间隙需要满足要求左右方向不能超过25mm，前后方向不能超过38mm。相邻导轨架的导头需要上下错位导轨架的肘板尽量安装在背面有结构的地方，以减少结构的加强工作量最旁边的导轨架要注意结构角隅处的圆弧3.4绑扎桥绑扎桥安装于舱口围甲板上，布置在大舱盖的前后。是用于绑扎集装箱的结构。绑扎桥的设计需要考虑如下因素：1）绑扎固定件需要按照绑扎试验的结果进行布置调整2）绑扎桥上要设置各松散件的储存架3）绑扎

11、桥上的通道设计要求满足AMSA要求4）绑扎桥底部走道需要与小舱盖及通风帽配合设计5）绑扎桥上需要统筹考虑冷藏箱插座的布置位置6）对于装载危险货物的货舱，通风帽直径3m范围之内定义为危险区域，此区域中的电气设备需要为防爆式。因此，电气设备应该避免布置在危险区域中绑扎桥的结构形式一般有两种：剪力墙式：结构形式简单，安装方便。斜方管式：结构相对复杂，装配过程中需要控制精度，部分位置焊接比较密集。3.5货舱舱口盖集装箱船的舱口盖为吊离式舱口盖。盖板通过岸吊对方在相邻盖板上或甲板上。盖板上面布置集装箱底座及绑扎眼板，以便于堆装集装箱。盖板上的集装箱箱脚平面也需要按照要求调平。由于舱口盖是可吊离式的，而各

12、处舱口围的水平度是有差别的，使得制造舱口围时需要对舱口围的水平度进行控制。否则，只能调节舱口盖的支撑块厚度或者底座的高度来满足要求。舱盖和绑扎系统一般均为设计公司设计，但是设计过程中存在如下矛盾需要协调沟通：1）舱盖吊装时需要利用绑扎桥的方管进行导向，需要绑扎桥方面尽早确认导向方管的位置。2）舱盖在舱口围上有很多舱盖附件，舱盖附件的位置与绑扎桥钢管的位置需要互相协调。3）舱盖上起吊箱脚的位置是根据舱盖的重心位置来定的，此位置需要反馈给绑扎系统设计方，以确认提供的箱脚类型及数量。4）舱盖在装载集装箱后会发生弹性变形，这将可能导致相邻两列集装箱在顶部发生碰撞挤压，为了避免此问题，舱盖上的箱脚高度一

13、般根据布置位置适当考虑箱脚补偿量。此信息需要舱盖方向绑扎系统方反馈。舱盖上20ft集装箱的绑扎1）常规绑扎舱盖中间留出550mm的走道，用于20ft集装箱的绑扎。优点：航行过程中集装箱受力好2）俄罗斯绑扎舱盖中间没有走道，20ft集装箱在中间部位不进行绑扎，但是20ft集装箱顶部需要装载40ft集装箱将力进行传递优点：货物装载类型更加灵活如果采用常规绑扎，松散件倒下后的高度需要低于集装箱箱脚的高度，以便在不拆松散件的情况下，舱盖可以堆叠在一起。3.6甲板箱柱甲板箱柱布置在舱口围和船舷之间，以便最大限度的利用空间堆放集装箱。同时，绑扎桥在无舱口围的舷边位置也是靠甲板箱柱进行支撑的。装载20集装箱

14、时，靠近绑扎桥的一端可以通过绑扎桥进行绑扎。但是位于大舱盖中间位置的一端只能绑扎在大舱盖上，由于整个空间都被集装箱阻挡，舱盖中间的位置只能通过舷边的甲板箱柱才能到达。甲板箱柱的安装有如下难点需要注意：1）甲板箱柱的定位以集装箱箱脚的位置为准，同时甲板箱柱还要与主甲板上的结构加强对上，部分与绑扎桥连接的箱柱也需要与绑扎桥的方管对应上。2）一般在甲板箱柱底端加放余量，因为舱口盖经过调平后，可能与箱柱平面有高度差，需要调节。3）甲板箱柱上的集装箱箱脚高度一般有20mm的调节余量，待舱盖上的箱脚调平后进行调节。锚系泊设备是帮助船舶停泊固定的相关设备，包括锚机，系泊绞车，绞盘，带缆桩，导缆孔，止链器等。

15、1.设备规格的选取舾装数是选取锚系泊设备的主要指标，与船的主尺度，排水量，受风面积有关。根据船级社规范计算出舾装数后，可查表得到锚链和缆绳的技术参数，从而得到锚机，系泊绞车等系泊附件的强度要求。但是，对于集装箱船，计算系泊设备的参数时，需要考虑装载在甲板上的集装箱的受风面积。2.锚泊设备的设计及布置锚链管，锚机，止链器，锚链筒应该布置在一条直线上。锚链在锚绞机上的包角必须要满足厂家的要求。止链器与锚机之间的距离需要满足操作的要求。锚链舱的容积需要根据锚链的直径及长度进行校核。锚链筒的出口位置需要保证锚爪下放时，不要离球鼻艏太近，以避免锚爪将球鼻艏碰坏。设计锚唇时需要注意线型光顺且保证锚爪翻转灵

16、活，不会卡死。锚唇设计好后要通过木模试验进行校核3.系泊设备的布置1）系泊模式的确定根据船级社规范或者船东要求的缆绳数量确定系泊模式。艏艉缆绳的数量及走向大致对称，以便受力时相互平衡。倒缆：约束船舶向前和向后方向的运动横缆：约束船舶离开码头方向的运动艏艉缆：同时抵抗纵向力和横向力由于集装箱船的艏部干舷较高，导致横缆的受力将非常大，因此艏部很少采用横缆的形式。2）系泊设备的布置根据确定的系泊模式布置相关系泊设备，注意：缆绳操作空间内不允许有其它设备阻碍。从绞车上出去的缆绳尽量选择下出绳方式以减少系泊附件的高度。操作人员的位置应该视野开阔，出于安全考虑应尽量避免紧挨缆绳的工作卷筒。如果有过巴拿马运

17、河的要求，需要考虑当局规定的相关系泊附件的布置。系泊附件的位置应根据结构加强的要求进行优化。舵系设备是提供船舶良好操纵性能的重要设备之一。舵叶面积是影响船舶操纵性能的主要因素，舵叶面积的参考值可根据如下公式计算获得：在确定舵叶面积后，可以根据规范要求通过计算，获得舵系设计需要的其它相关参数（舵机扭距，舵杆直径，液压螺母参数等），舵叶的线型一般采用NACA。对于集装箱船，由于航速比其它船快，容易在舵叶表面产生空泡腐蚀，影响舵叶的使用寿命。可以在舵叶表面包裹不锈钢条以增加舵叶表面材料的防腐能力。近年出现的扭曲舵设计也可以有效的降低空泡的发生并提高推进效率。10075. 14321LTCCCCA常规舵与扭曲舵的构成差异扭曲舵由于是全悬挂舵，与半悬挂的常规舵相比，没有舵销和挂舵臂的设计，相应的舵销螺母和衬套也取消。但是新增了舵杆筒和假舵结构。扭曲舵安装结束后在舵杆筒内部要充满牛油以保护舵杆。常规舵与扭曲舵的安装差异常规舵：舵系照光，镗孔，衬套加工，液压压配扭曲舵：扭曲舵将舵中心线的精度要求提前到舵杆筒安装阶段控制，从而减少了船坞阶段的工作量，节省船坞周期。但是对舵杆筒在船舶建造各阶段的精度监管提出了新的要求。船坞阶段，扭曲舵的安装仅需要进行液压压配。引水员软梯是引水员登上船舶的必备设备。对于干舷较高的集装箱船，引水员软梯往往要配合引水员辅助梯来使用。由于舷边集装箱仅预留了约1个集装