53000吨散货船气囊下水计算
第一部分：下水计算一、船舶主参数垂线间长Lp.p. 192.00m型 宽B 30.00m下水时自重量W 10000.00t重心纵向位置LCG 86.00m船舶总布置图 HD403-100-001 船舶线型图 HD403-100-002邦氏数计算书 HD403-100-004JS静水力数值表 HD403-100-003JS二、船台及下水坡道下水时闸门口水位高度1.0m 船墩高度：0.8m。三、牵引力计算依据船舶行业标准CB/T3837-1998《船舶用气囊上排、下水工艺要求》3.4.2，牵引力为：FC=W·sinβ-W·cosβμ≈0.005F≈10000×0.017-10000×0.005≈170-50≈120T制定牵引力方案时，详见下水方案。
四、起墩计算表1:
气囊编号工作位置肋骨号气囊长度LOm工作长度L m距重心位置S m工作高度H m工作压力P MPa承载力Rt力矩Mt*m
116.25018.501.070-74.6800.850.044.45-332.42
219.37518.502.104-72.1800.850.048.75-631.77
322.50018.502.864-69.6800.850.0514.89-1037.73
425.62524.003.546-67.1800.850.0622.13-1486.49
528.75024.004.994-64.6800.850.0736.36-2351.53
631.87524.005.288-62.1800.850.0738.50-2393.72
735.00024.006.512-59.6800.850.0854.18-3233.45
838.12524.007.840-57.1800.850.0865.23-3729.78
941.25024.009.326-54.6800.850.0987.29-4773.09
1044.37524.0010.984-52.1800.850.09102.81-5364.64
1147.50024.0012.728-49.6800.850.10132.37-6576.20
1250.62524.0014.460-47.1800.850.10150.38-7095.12
1353.75024.0016.250-44.6800.850.11185.90-8306.01
1456.87518.5018.120-42.1800.850.12226.14-9538.48
1560.00018.5018.50-39.6800.850.13250.12-9924.76
1663.12518.5018.50-37.1800.850.14269.36-10014.80
1766.25018.5018.50-34.6800.850.14269.36-9341.40
1869.37518.5018.50-32.1800.850.15288.60-9287.15
1972.50018.5018.50-29.6800.850.15288.60-8565.65
2075.62518.5018.50-27.1800.850.16307.84-8367.09
2178.75018.5018.50-24.6800.850.16307.84-7597.49
2281.87518.5018.50-22.1800.850.16307.84-6827.89
2385.00018.5018.50-19.6800.850.16307.84-6058.29
2488.12518.5018.50-17.1800.850.16307.84-5288.69
2591.25018.5018.50-14.6800.850.16307.84-4519.09
2694.37518.5018.50-12.1800.850.16307.84-3749.49
2797.50018.5018.50-9.6800.850.16307.84-2979.89
28100.62518.5018.50-7.1800.850.16307.84-2210.29
29103.75018.5018.50-4.6800.850.16307.84-1440.69
30106.87518.5018.50-2.1800.850.16307.84-671.09
31110.00018.5018.500.3200.850.16307.8498.51
32114.00018.5018.503.5200.850.15288.601015.87
33118.00018.5018.506.7200.850.15288.601939.39
34122.00018.5018.509.9200.850.15288.602862.91
35126.00018.5018.5013.1200.850.15288.603786.43
36130.00018.5018.5016.3200.850.15288.604709.95
37134.00018.5018.5019.5200.850.15288.605633.47
38138.00018.5018.5022.7200.850.14269.366119.86
39142.00018.5018.5025.9200.850.13250.126483.11
40146.00018.5018.5029.1200.850.12230.886723.23
41150.00018.5018.5032.3200.850.11211.646840.20
42154.00018.5018.5035.5200.850.11211.647517.45
43158.00018.5018.5038.7200.850.11211.648194.70
44162.00018.5018.5041.9200.850.10192.408065.41
45166.00018.5018.5045.1200.850.1192.408681.09
46170.00018.5018.5048.3200.850.1192.409296.77
47174.00018.5018.5051.5200.850.09173.168921.20
48178.00018.5018.5054.7200.850.09173.169475.32
49182.00018.5018.5057.9200.850.08153.928915.05
50186.00018.5018.5061.1200.850.06115.447055.69
51190.00018.5018.5064.3200.850.06115.447425.10
52194.00018.5018.5067.5200.850.0476.965196.34
53198.00018.5018.5070.7200.850.0476.965442.61
54202.00018.5018.5068.5200.850.0357.723954.97
55206.00018.5018.5077.1200.850.0357.724451.37
56210.00018.5018.5069.5200.850.0357.724012.69
57214.00018.5018.5083.5200.850.0238.483213.85
58218.00018.5018.5070.5200.850.0238.482713.61
11018.745051.96
计算总承载力达到11018t，已超过船舶自重1.1倍，并且起墩高度为0.85m超高墩高0.05m，另外绝大多气囊还没有达到额定工作压力值，所以这些气囊足够达到起墩要求。
五、船舶重心到闸门口时气囊承载力、入水船体浮力等计算1、船舶重心到闸门口（坡度拐点）时承载计算。 为计算简易方便将第六号气囊处于拐点上，此时船体行程为127.64m，船体倾度为tinα=0.033。
表2：
气囊编号工作位置 肋骨号 工作长度L m距重心位置S m工作高度H m工作压力P Mpa承载力R t力矩M t*m
297.500 18.50 -8.36 0.48 0.179 539.88 -4513.42
3100.625 18.50 -5.86 0.50 0.185 547.75 -3209.80
4103.750 24.00 -3.36 0.52 0.194 729.31 -2450.50
5106.875 24.00 -0.86 0.54 0.198 728.66 -626.65
6110.000 24.00 1.64 0.56 0.187 676.33 1109.18
7114.000 24.00 4.14 0.60 0.183 633.04 2620.77
8118.000 24.00 6.64 0.64 0.165 543.82 3610.95
9122.000 24.00 9.14 0.68 0.162 509.96 4661.06
10126.000 24.00 11.64 0.72 0.146 437.96 5097.91
11130.000 24.00 14.14 0.76 0.144 410.05 5798.11
12134.000 24.00 16.64 0.80 0.131 352.31 5862.36
13138.000 24.00 19.14 0.84 0.130 329.53 6307.22
14142.000 18.50 21.64 0.88 0.116 212.91 4607.38
15146.000 18.50 24.14 0.92 0.118 202.82 4896.13
16150.000 18.50 26.64 0.96 0.122 194.44 5179.87
17154.000 18.50 29.14 1.00 0.116 172.20 5017.98
18158.000 18.50 31.64 1.04 0.120 164.06 5190.93
19162.000 18.50 34.14 1.08 0.116 144.45 4931.58
20166.000 18.50 36.64 1.12 0.121 136.01 4983.27
21170.000 18.50 39.14 1.16 0.117 118.24 4628.05
22174.000 18.50 41.64 1.20 0.115 101.70 4234.89
23178.000 18.50 44.14 1.24 0.112 86.19 3804.64
24182.000 18.50 46.64 1.28 0.110 71.55 3337.11
25186.000 18.50 49.14 1.32 0.108 57.61 2831.15
26190.000 18.50 51.64 1.36 0.107 44.24 2284.65
27194.000 18.50 54.14 1.40 0.106 31.30 1694.57
28198.000 18.50 56.64 1.44 0.105 18.66 1056.91
29202.000 18.50 59.14 1.48 0.105 6.20 366.68
∑
8201.21 83312.99
2、船体浸入体积和浮力计算L===9.6 OZ=100.97m tg =0.033表3：
ABCDEFGH
站号距Z之长度OZ-A×吃水B×tg邦氏表读数面积系数面积D×E乘 数对舯之矩F×G
0100.973.330.000.50.00-10.00.00
190.873.006.0864241.06.09-9.0-54.78
280.782.6713.906021.013.91-8.0-111.25
370.682.3323.557621.023.56-7.0-164.90
460.582.0033.523761.033.52-6.0-201.14
550.491.6737.596081.037.60-5.0-187.98
640.391.3335.498341.035.50-4.0-141.99
730.291.0028.658461.028.66-3.0-85.98
820.190.6719.612141.019.61-2.0-39.22
910.100.339.9828881.09.98-1.0-9.98
100.000.000.000.50.000.00.00
ΣF 208.42
ΣH-997.27
浮力ΣF××1.025 =2050.85t浮心中心距舯位置XG== -45.93 浮心距重心=-35.93m浮力对重心之矩=-73765.57 t·m
3、船舶重心到拐点时综合计算表4:
反力(t)反力对重心之矩(t·m)注
气囊承载力820183312.00表2
入水船体2050.85-73765.60表3
入水气囊33.00-354.75
∑10284.859191.68
六、全浮要素计算
序号项目符号及公式单位计算值
1排水量△t10000
2型排水体积=m39697.91
3平均吃水Tm2.327
4重心纵坐标LCGm86
5浮心纵坐标LCAm104.947
6每厘米纵倾力矩MCTt·m/cm482.8
7纵倾值△T=（LCG-LCA）m-3.92
8漂心纵坐标LCBm105.672
9艏吃水增量δTf=(L- LCB)m-1.76
10艉吃水增量δTa= - LCB×m2.157
11艏吃水Tf=T+δTfm0.576
12艉吃水Ta=T+δTam4.484
七、计算结果分析1、本船下水时，水位比较高，所以当船舶重心到达闸门口时，船体就有2050t浮力，超过1/5自重。以后浮力就越来越大，船体倾角就不会更大增加。2、由于建造船舶尾柱距闸门口有40m长距离，我们在艉部布置了十只24m长气囊，这是目前最长的气囊，虽然在起墩过程中没有发挥长度的优势，但当下水滚动开始后就越来越起作用，尤其当船舶重心到达闸门口前后时，这部分长气囊起了很大的作用，从表2计算结果可知所有气囊压力都低于0.2MPa，这是万吨船用气囊下水中较低的压力值，是很安全的，同时由于这些长气囊的作用，重心到闸门口时船底还有0.48m以上的高度。（最低高度在副坡道端部），对于副坡道倾度（本船台为2.5%）小于船体倾角（本船当重心到达闸门口哩3.3%）时更要保持较大的高度尤为重要。3、本船在1.7%的船台上建造，对牵引要求很高，一定要保证牵引装置的安全，从地牛到牵引耳钣的选位与焊接一定要达到计算要求。 第二部分气囊下水方案一、气囊布置 1、气囊型号和数量
气囊型号直径（m）工作长度数量（只）
七层骨架材料厚度1.52410布置在4#—13#
七层骨架材料厚度1.51828布置在1#— 3# 14#—38#
七层骨架材料厚度1.51820注1
七层骨架材料厚度1.5185备用
注1、其中14只气囊允许用4层气囊代用于45—58号处。 2、气囊布置位置按表1超起墩计算书所示 1#—3# 用七层骨架材料厚度φ1.5×18m的气囊，选用优质最优的气囊 4#—13# 用七层骨架材料厚度φ1.5×24m的气囊， 14#—38# 用七层骨架材料厚度φ1.5×18m的气囊， 39#之前用七层骨架材料厚度φ1.5×18m的气囊，其中45#—58#允许用四层或长度改为15m长的气囊代用。3、重心之后的气囊中心间距（31#气囊之后）为2.5m，重心之前气囊中心距为3.2m。4、本船由于建造船舶尾柱距闸门口有40m之长度，距离较大，特别要求气囊轴向中心线与船体中心线垂直，所以在铺放气囊之前在艉部地面上画出2—3道与船体中心线相垂直的线条，可作气囊铺放时校正之用，气囊充气过程也要及时校正位置。二、牵引1、根据计算，牵引力应达到120t，为保证安全，选用左、右舷同时牵引，每舷牵引力都达到120t。2、船厂现有绞车2台，每台牵引力15t，因此要求钢丝走8道，请船厂配置相应滑轮组，卸扣、卡环、钢丝、脱钩器、耳钣等。3、牵引耳钣位置由下水队长与厂方技术人员共同决定，必须位于内部有纵横结构交叉的外钣上。三、操作工艺按常规气囊下水工艺要求进行操作。
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