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[技术课堂] 后起之秀——集装箱船

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发表于 2017-9-21 11:19 | 显示全部楼层 |阅读模式
集装箱船
Container Ship
集装箱船是以载运集装箱为主的运输船舶。其运货能力一般以装载20英尺标准箱(TEU)或40英尺标准箱(FEU)的箱数表示,也有少数集装箱船以吨为单位计算。集装箱船可分为全集装箱船、部分集装箱船以及可变换集装箱船三种。全集装箱船,顾名思义,是专门用以装运集装箱的船舶,船上不装任何其他货物;部分集装箱船则以船的中央部位作为集装箱的专用舱位,其他舱位仍装普通杂货;可变换集装箱船的货舱内装载集装箱的结构为可拆装式的,其既可以装运集装箱,必要时也可装载其他普通杂货。

集装箱船的结构和形状跟常规货船有明显不同,且集装箱船装卸速度高,停港时间短,大多采用高航速,通常为每小时20—23海里。近年来为了节能,一般采用经济航速,每小时18海里左右。在沿海短途航行的集装箱船,航速每小时仅10海里左右。近年来,美国,英国,日本等国进出口的杂货约有70%--90%使用集装箱运输。


▲中国建造的大型集装箱船
18000TEU“郑和”号

集装箱船分类

按照集装箱船的发展情况,可将其分为7类。

第一代集装箱船
出现于20世纪60年代,横穿太平洋、大西洋的17000-20000总吨集装箱船可装载700-1000TEU,航速23节左右。

第二代集装箱船
出现于20世纪70年代,40000-50000总吨集装箱船的集装箱装载数增加到1800-2000TEU,航速也提高到26-27节。

第三代集装箱船
出现于1973年的石油危机背景下,这代船的航速降低至20-22节,但由于增大了船体尺寸,提高了运输效率,致使集装箱的装载数达到了3000TEU。因此,第三代船是高效节能型船舶。

第四代集装箱船
指巴拿马型集装箱船,船宽32.3米,长度240-260米左右,出现于20世纪80年代后期。第四代集装箱船的航速进一步提高,而其大型化的限度则以能通过巴拿马运河为准绳,集装箱装载总数增加到4400TEU。由于采用了高强度钢,船舶重量减轻了25%以上;大功率柴油机的研制则大大降低了燃料费,又由于船舶自动化程度的提高,减少了船员人数,集装箱船的经济性进一步提高。


▲空载集装箱船

第五代集装箱船
指超巴拿马型集装箱船,宽度在32-40米,长度270-290米。作为第五代集装箱船的先锋,德国船厂建造的5艘APLC-10型集装箱可装载4800TEU,这种集装箱船的船长/船宽比为7~8,使船舶的复原力增大,被称为第五代集装箱船。

第六代集装箱船
1996年春季竣工的Rehina Maersk号集装箱船,最多可装载8000TEU,该型船已建造了6艘,这个级别的集装箱船拉开了第六代集装箱船的序幕。

第七代集装箱船
以欧登赛船厂建成的13640TEU的1万箱以上集装箱船并投入运营为代表。
2011年2月,马士基航运公司在韩国大宇造船海洋订造了10艘、单船箱位18000TEU的超大型集装箱船,世界上最大的集装箱船横空出世。世界集装箱船航运业也进入了18000TEU时代。江南长兴重工建造的18000TEU集装箱船“郑和”号成功交付也标志着我国进入了集装箱船建造的第一方阵之中。


▲马士基号集装箱船

集装箱船的优点

首先,可以节约装卸劳动力,减少运输费用。集装箱船采用国际统一规格的集装箱运输货物,加快了装卸速度,减少人工装卸费用。

第二,利用集装箱船运输,可以减少货物的损耗和损失,保证运输质量。货物装载在集装箱中,途中均不开箱,可把货物直接运到用户手中。

第三,集装箱船装卸效率高。一艘集装箱船的货物装卸速度大约是相同吨位的普通货船三倍左右,而大型高速集装箱船的装卸速度则是同吨位普通货船的4—5倍。这样,可减少船舶停靠码头时间,加快船舶周转,提高船舶、车辆及其它交通工具的利用率。


▲集装箱船停泊码头

基于上述优点,集装箱船和集装箱运输得到迅速发展。同时,集装箱船的出现,对港口、码头又提出了新的要求。于是,出现了传送带、货架搬运车、铲车及各种形式装卸机,还出现专门停靠集装箱船的码头。集装箱船码头又长又宽,可停靠各种类型的集装箱船,码头上还有相当宽大的堆放集装箱的场地。

▼集装箱船装卸货物过程
http://v.qq.com/x/page/z0552rhxqns.html

集装箱船结构特点

由于集装箱船所装载的都是标准规格的集装箱,因此其结构和一般的船舶大不相同。它采用垂向直壁式结构,并且其货舱口宽度几乎和货舱宽度一样大,舷边只留了很小宽度的甲板边板,这样的开口明显对船的抗弯、抗扭和横向强度不利。为了弥补这些的不足,集装箱船在结构上通常采用下列加强措施:(1) 采用具有水密舷边舱的双舷侧,并在舷侧设置抗扭箱。内舷侧纵壁对甲板大开口造成的总纵强度的削弱做了补偿。此外,从稳性角度考虑舷顶部边舱还能提高船体的抗沉性和用作压载水舱,而抗扭箱的存在则可以弥补集装箱船扭转强度的不足,舷边舱内一般设置平台甲板,对增加总纵强度和刚度都有帮助,同时,平台甲板还可用作人员通道。集装箱船舷侧多采用纵骨架式,有些船舶将上层平台甲板以下采用横骨架式,上层平台与甲板间采用箱形结构作为抗扭箱,以提高船舶的抗扭强度和总纵强度; (2) 增加甲板板和舷侧板的厚度;(3) 加大两个货舱口之间的舱口端横梁和甲板横梁的尺寸。

典型集装箱船货舱区横剖面结构,其顶部抗扭箱的甲板以及双层底采用纵骨架式结构,舷边舱内为横骨架式结构,桁板肋骨上开有人孔,舷边舱内设有平台甲板。


▲在建集装箱船货舱区域

为了获得更大的空间,装更多的集装箱,集装箱船的艏部线型往往外飘很严重,并且舷侧肋骨与外板夹角也很小。而且集装箱船的航速很高,通常大于20kn,并且伴有较高冰区等级,这对船首的外板抨击加强也提出了很高的要求。有冰区加强的集装箱船在艏部的外板厚度增加较明显,并且肋骨尺寸也有较大的增加,另外在冰区加强的区域内设置了大量的防倾肘板。集装箱船的艏楼上通常设有档浪板或防浪罩。

由于集装箱船甲板外飘、航速快,船体会受到非常大的波浪冲击力,造成较大的冲荡应力,这部分应力和总纵应力相叠加,会使船体结构总应力增大,造成严重的疲劳问题,从而对上甲板的设计与施工,舱口围板的设计与施工都提出了较高的要求。


▲集装箱船艏部型线外飘

来源:江南技校在线 文 研究院 杨骏

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发表于 2017-10-10 13:40 | 显示全部楼层
路过支持了!!!
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发表于 2017-10-13 17:28 | 显示全部楼层
小编,第五张图片是集装箱船吗?
看起来应该是油船的总段。

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看图片应该是VLCC  详情 回复 发表于 2017-10-25 09:10
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发表于 2017-10-25 09:10 | 显示全部楼层
liwentao1016 发表于 2017-10-13 17:28
小编,第五张图片是集装箱船吗?
看起来应该是油船的总段。

看图片应该是VLCC
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