我国海洋钢结构现状与发展课件.ppt

1、 我国海洋钢结构现状与发展我国海洋钢结构现状与发展船舶与海洋工程学院彭公武2014年3月一、概述一、概述 从产品属性来划分，钢结构一般分为轻型钢结从产品属性来划分，钢结构一般分为轻型钢结构和重型钢结构。在重型钢结构中又可分高层构和重型钢结构。在重型钢结构中又可分高层重钢结构、大跨度空间钢结构、电力钢结构、重钢结构、大跨度空间钢结构、电力钢结构、桥梁钢结构、海洋石油钢结构等。桥梁钢结构、海洋石油钢结构等。根据行业发展状况，海洋石油工程装备、钢结根据行业发展状况，海洋石油工程装备、钢结构住宅、钢结构桥梁等构住宅、钢结构桥梁等3个领域的发展应当引起个领域的发展应当引起国家有关主管部门的关注。国家有关

2、主管部门的关注。目前，全国目前，全国59万座公路桥梁中钢结构桥梁不足万座公路桥梁中钢结构桥梁不足1%，铁路系统高速发展，新建线路以桥代路，铁路系统高速发展，新建线路以桥代路，80%均是预应力钢筋混凝土桥梁。而钢结构桥均是预应力钢筋混凝土桥梁。而钢结构桥梁在日本占到梁在日本占到41%，美国占到，美国占到33%，由此可见，由此可见我国钢结构桥梁的市场需求和产业发展与发达我国钢结构桥梁的市场需求和产业发展与发达国家还有很大差距。国家还有很大差距。中国钢结构产业在近中国钢结构产业在近10余年期间发展迅速，已余年期间发展迅速，已成为全球钢结构用量最大、制造施工能力最强、成为全球钢结构用量最大、制造施工能

3、力最强、产业规模第一、企业规模第一的钢结构大国。产业规模第一、企业规模第一的钢结构大国。大型大型“舰船舰船”、“海洋工程装置海洋工程装置”的开发，更是的开发，更是衡量一个国家能否跻身于世界造船大国的标准。衡量一个国家能否跻身于世界造船大国的标准。经历经历20世纪两次世界大战后，人们吸取了极大的世纪两次世界大战后，人们吸取了极大的教训。为了保卫海疆、促进国家经济发展，世界教训。为了保卫海疆、促进国家经济发展，世界海洋国家十分重视造船业的发展。随着海洋开发海洋国家十分重视造船业的发展。随着海洋开发进程的加快，海洋工程装备更成为世界造船业的进程的加快，海洋工程装备更成为世界造船业的新宠和必争领域。新

4、宠和必争领域。“海洋钢结构海洋钢结构”，一般是指归属于，一般是指归属于“海洋工程装海洋工程装置置”门类的海洋钢结构。中国钢结构协会海洋钢门类的海洋钢结构。中国钢结构协会海洋钢结构分会正是为从事国内外结构分会正是为从事国内外“海洋钢结构海洋钢结构”的教的教育、设计、制造、研究等方方面面的人员，搭建育、设计、制造、研究等方方面面的人员，搭建信息与学术交流平台。信息与学术交流平台。二、海洋钢结构概况三、我国造船业发展历程我国是世界四大文明古国之一，内陆有众多的我国是世界四大文明古国之一，内陆有众多的江、河、湖，沿海有江、河、湖，沿海有18 000海里长的海岸线，面海里长的海岸线，面临太平洋的浩瀚大海

5、。我国的造船历史非常悠久。临太平洋的浩瀚大海。我国的造船历史非常悠久。自公元前约自公元前约l万年万年4千年的远古期新石器时代至千年的远古期新石器时代至今，我国造船业大致经历了原始期、开创期、盛今，我国造船业大致经历了原始期、开创期、盛行期、衰落期、恢复发展期、兴旺期等过程。行期、衰落期、恢复发展期、兴旺期等过程。1、原始期、原始期 公元前约公元前约l万年万年4千年的远古期新石器时代就千年的远古期新石器时代就有有“伏羲氏刳伏羲氏刳(k)木为舟，剡木为舟，剡(yn)木为楫木为楫”的美的美丽传说。丽传说。2、开创期、开创期 “船船”的雏形要算是从的雏形要算是从殷商殷商时期的简易时期的简易“舟舟”的出

6、现，用作在河、的出现，用作在河、湖中运送货物。湖中运送货物。春秋战国春秋战国时期制铁业的出现，造时期制铁业的出现，造“舟舟”开始用铁钉连开始用铁钉连接木板，并出现了舟师接木板，并出现了舟师(水军水军)。秦汉秦汉时期由于农田水利、制铁技术的发时期由于农田水利、制铁技术的发展，造船规模与技术在秦汉时期都有了进一步发展。汉朝时，不仅船展，造船规模与技术在秦汉时期都有了进一步发展。汉朝时，不仅船型分类也已相当明确，而且根据使用要求在船上配置桅、桨等属具。型分类也已相当明确，而且根据使用要求在船上配置桅、桨等属具。三国两晋三国两晋时期的长江战船已有楼五层，可载兵时期的长江战船已有楼五层，可载兵3000人

7、。并出现了海船，人。并出现了海船，也能载六、七百人，货一百吨，张四帆。汉代的海船沿海岸航行，到也能载六、七百人，货一百吨，张四帆。汉代的海船沿海岸航行，到了印度和斯里兰卡。了印度和斯里兰卡。3、盛行期、盛行期 唐代唐代的海船已能远航西洋。阿拉伯商人向东航行，也用中国的船的海船已能远航西洋。阿拉伯商人向东航行，也用中国的船舶。到了舶。到了宋代宋代，木帆船建造技术已趋成熟，能按照船舶的图样进行施，木帆船建造技术已趋成熟，能按照船舶的图样进行施工，并开始采用滑道下水；海船上也装有指南针；在世界造船史上留工，并开始采用滑道下水；海船上也装有指南针；在世界造船史上留下了首先使用压载的记录。下了首先使用压

8、载的记录。元代至明代元代至明代更是我国木帆船的鼎盛时期。更是我国木帆船的鼎盛时期。元代广为分布的船厂以及种类多、数量大的船舶出现，为世界之罕见。元代广为分布的船厂以及种类多、数量大的船舶出现，为世界之罕见。为了远征的需要，建立了庞大船队。我国的造船技术和航海技术在明为了远征的需要，建立了庞大船队。我国的造船技术和航海技术在明代则达到了世界最高水平，明代郑和大宗宝船下西洋，远航船队到达代则达到了世界最高水平，明代郑和大宗宝船下西洋，远航船队到达三十多个国家，最远曾经到达东非海岸和红海口，更是举世闻名，并三十多个国家，最远曾经到达东非海岸和红海口，更是举世闻名，并成为人类开始征服海洋的象征。成为人

9、类开始征服海洋的象征。4、衰落期、衰落期 1840年鸦片战争敲开了闭关锁国的清政府大门，帝国主义野蛮年鸦片战争敲开了闭关锁国的清政府大门，帝国主义野蛮入侵，给我国人民带来了极大灾难和痛苦。入侵，给我国人民带来了极大灾难和痛苦。100多年前，在多年前，在19世纪世纪60年代中期，年代中期，清政府清政府接受了有识之士接受了有识之士“师夷长技以制夷师夷长技以制夷”的建议，制炮的建议，制炮造船，加强海防，创建了江南造船总局和福建船政局，揭开了我国近造船，加强海防，创建了江南造船总局和福建船政局，揭开了我国近代造船业的序幕，建造了大量的船及一些铁壳船。但由于清政府的腐代造船业的序幕，建造了大量的船及一些

10、铁壳船。但由于清政府的腐败，我国北洋水师的战舰惨败于中日甲午战争，成为中华民族的极大败，我国北洋水师的战舰惨败于中日甲午战争，成为中华民族的极大耻辱。耻辱。随着随着20世纪世纪30年代电焊技术的应用，世界造船史进行了一次伟年代电焊技术的应用，世界造船史进行了一次伟大的变革。但由于第二次世界大战的爆发，我国的造船业已处于完全大的变革。但由于第二次世界大战的爆发，我国的造船业已处于完全停顿状态，只有搬迁重庆的交通大学尚有少量造船系学生及一些小型停顿状态，只有搬迁重庆的交通大学尚有少量造船系学生及一些小型修造船厂在支撑我国的造船业。修造船厂在支撑我国的造船业。5 5、恢复发展期、恢复发展期 新中国诞

11、生后，我国造船业快速发展。新中国诞生后，我国造船业快速发展。2020世纪世纪5050年代我国政府曾年代我国政府曾求助于前苏联，前苏联也派出了一批专家与技师，帮助并指导我国。求助于前苏联，前苏联也派出了一批专家与技师，帮助并指导我国。正当我国需要进一步发展造船业的时候，正当我国需要进一步发展造船业的时候，19601960年前苏联单方面撕年前苏联单方面撕毁了合同，撤走专家，拿走所有的技术资料，对我国实行经济封锁。毁了合同，撤走专家，拿走所有的技术资料，对我国实行经济封锁。2020世纪世纪6060年代，国家以一机部第九产品设计室为主体，组建了一大年代，国家以一机部第九产品设计室为主体，组建了一大批设

12、计与研究单位，并成立国防部第七研究院。该研究院除了设计批设计与研究单位，并成立国防部第七研究院。该研究院除了设计沿海船舶外，还开始设计与建造战斗舰船。经过近十年的努力，建沿海船舶外，还开始设计与建造战斗舰船。经过近十年的努力，建成了全部采用国产材料与设备的我国第一艘成了全部采用国产材料与设备的我国第一艘“东风东风”号万吨轮。建号万吨轮。建成了一大批成了一大批“阳阳”宁号、宁号、“风风”字号的万吨轮字号的万吨轮(“(“朝阳朝阳”号、号、“向阳向阳”号、号、“庆阳庆阳”号、号、“益阳益阳”号、号、“风雷风雷”号、号、“风庆风庆”号号)，为我国，为我国远洋运输事业的发展起了重要的作用。建成了大型客货

13、船远洋运输事业的发展起了重要的作用。建成了大型客货船“长征长征”号，建成了一批号，建成了一批“长长”字号客货船字号客货船(“(“长自长自”号、号、“长力长力”号、号、“长长更更”号、号、“长生长生”号号)。交通部、地方省市及大型造船厂也相继组建。交通部、地方省市及大型造船厂也相继组建并成立船舶设计与研究单位并成立船舶设计与研究单位(部门部门)，我国造船队伍进一步发展壮大。，我国造船队伍进一步发展壮大。6、兴旺期、兴旺期 随着改革开放，我国造船业进入新的发展期。民用运输船舶进随着改革开放，我国造船业进入新的发展期。民用运输船舶进入了国际市场，中华造船厂于入了国际市场，中华造船厂于1980年建成了

14、第一艘大开口多用途货年建成了第一艘大开口多用途货船；大连造船厂、江南造船厂建成了出口散货船和出口油船。军用船；大连造船厂、江南造船厂建成了出口散货船和出口油船。军用舰艇的研制也进入了改进、创新阶段，新型的战舰不断地涌现。舰艇的研制也进入了改进、创新阶段，新型的战舰不断地涌现。特别是进人特别是进人20世纪世纪90年代以后，研制了具有高技术、高附加值年代以后，研制了具有高技术、高附加值的大型与超大型新型船舶，研制了具有先进技术装备的战斗舰艇，的大型与超大型新型船舶，研制了具有先进技术装备的战斗舰艇，研制了具有高风险、高投入、高汇报、高技术、高附加值的海洋工研制了具有高风险、高投入、高汇报、高技术、

15、高附加值的海洋工程装置。我国造船业占世界造船份额节节攀升。程装置。我国造船业占世界造船份额节节攀升。20世纪世纪90年代末期及年代末期及21世纪初，党中央、国务院领导关于世纪初，党中央、国务院领导关于“中国有希望成为世界第一造船大国中国有希望成为世界第一造船大国(就吨位比较就吨位比较)”、“中国完全中国完全有可能建成世界一造船大国有可能建成世界一造船大国”等的重要批示，为了实现造船大国的等的重要批示，为了实现造船大国的目标，提出了目标，提出了“船舶科技跨越工程船舶科技跨越工程”的总体构思一一的总体构思一一“十一五十一五”全全面强化、面强化、“十二五十二五”深化提升，我国造船业进入了前所未有的兴

16、旺深化提升，我国造船业进入了前所未有的兴旺期。期。四、国内外海洋石油工程装置的现状四、国内外海洋石油工程装置的现状 人类在开发与利用海洋活动中，形成了海洋产业，发人类在开发与利用海洋活动中，形成了海洋产业，发展了种类繁多的展了种类繁多的“海洋工程结构物海洋工程结构物”，它们主要是用于资，它们主要是用于资源勘探、采油作业、海上施工、海上运输、海上潜水作业、源勘探、采油作业、海上施工、海上运输、海上潜水作业、生活服务、海上抢险救助、海洋调查等。如美国夏威夷发生活服务、海上抢险救助、海洋调查等。如美国夏威夷发电厂、日本关西海上浮动式飞机场、巴西亚马逊河口纸浆电厂、日本关西海上浮动式飞机场、巴西亚马逊

17、河口纸浆厂、印尼海上天燃气液化厂等海上浮动结构以及用于海洋厂、印尼海上天燃气液化厂等海上浮动结构以及用于海洋油气资源的勘探、开发与综合利用的型式各异的海洋油气油气资源的勘探、开发与综合利用的型式各异的海洋油气工程装置。它们往往可分成固定式和移动式两大类。工程装置。它们往往可分成固定式和移动式两大类。“海海洋工程结构物洋工程结构物”中要数海洋油气工程装置最为活跃，它在中要数海洋油气工程装置最为活跃，它在海洋产业中居首位，占全球海洋产业的海洋产业中居首位，占全球海洋产业的25。五、海洋工程装置特点五、海洋工程装置特点 1.作业范围广，质量要求高，不是在固定海域，而是可以作业范围广，质量要求高，不是

18、在固定海域，而是可以移位，能在不同海域、不同水深、不同方位作业。因此，移位，能在不同海域、不同水深、不同方位作业。因此，要适应较广海域的环境条件。同时作业工况亦多，有移位、要适应较广海域的环境条件。同时作业工况亦多，有移位、就位、生产作业、风暴自存等，所以，质量要求高。就位、生产作业、风暴自存等，所以，质量要求高。2.使用期长、可靠性指标高，一般极少进坞维修，可靠性使用期长、可靠性指标高，一般极少进坞维修，可靠性指标高主要体现在：强度要求高，疲劳寿命的要求高，建指标高主要体现在：强度要求高，疲劳寿命的要求高，建造工艺要求高，生产管理要求高。造工艺要求高，生产管理要求高。3.安全性要求高，由于人

19、们现有的认识及其操作问题，海安全性要求高，由于人们现有的认识及其操作问题，海洋石油工程装置所产生的海损事故还是十分严重的。洋石油工程装置所产生的海损事故还是十分严重的。4.学科交叉。它涉及了海洋环境、流体动力学、结构力学、学科交叉。它涉及了海洋环境、流体动力学、结构力学、土力学、钢结构、船舶技术等多门学科交叉的复杂问题。土力学、钢结构、船舶技术等多门学科交叉的复杂问题。5.承包商多、界面复杂，海洋工程装置是综合性的工程。承包商多、界面复杂，海洋工程装置是综合性的工程。六、海洋工程装置的关键技术六、海洋工程装置的关键技术 1)探索海洋工程装置的新形式；探索海洋工程装置的新形式；2)总体设计与结构

20、设计准则；总体设计与结构设计准则；3)主要设备配置与模块化技术；主要设备配置与模块化技术；4)主要设备国产化技术；主要设备国产化技术；5)特种设备与系统技术开发；特种设备与系统技术开发；6)特种结构分析技术开发；特种结构分析技术开发；7)系泊系统配置与安装技术；系泊系统配置与安装技术；8)海洋工程装置的建造技术；海洋工程装置的建造技术；9)海洋工程装置防腐技术；海洋工程装置防腐技术；l0)海洋工程装置的项目管理与信息化技术海洋工程装置的项目管理与信息化技术l潜水器技术；潜水器技术；l海底管线埋设、检测与维修技术；海底管线埋设、检测与维修技术；l海洋油气开发技术；海洋油气开发技术；l海洋空间利用

21、技术；海洋空间利用技术；l海上施工技术；海上施工技术；七、海洋平台的种类及结构海洋平台分类海洋平台分类 1沉底式钻井平台沉底式钻井平台 由平台、由平台、桩腿和升桩腿和升降机构组降机构组成，平台成，平台能沿桩腿能沿桩腿升降。升降。2自升式钻井平台自升式钻井平台3半潜式钻井平台半潜式钻井平台上部为工作甲板，下部为两个下船体，用支上部为工作甲板，下部为两个下船体，用支撑立柱连接。工作时下船体潜入水中，甲板撑立柱连接。工作时下船体潜入水中，甲板处于水上安全高度，水线面积小，波浪影响处于水上安全高度，水线面积小，波浪影响小，稳定性好、自持力强、工作水深大，可小，稳定性好、自持力强、工作水深大，可达达30

22、006000米米。半潜式与自升式钻井平台。半潜式与自升式钻井平台相比，优点是工作水深大，移动灵活；缺点相比，优点是工作水深大，移动灵活；缺点是投资大，维持费用高，需有一套复杂的水是投资大，维持费用高，需有一套复杂的水下器具，有效使用率低于自升式钻井平台。下器具，有效使用率低于自升式钻井平台。4钻井船钻井船 用来在水上钻井用来在水上钻井并移位的船。钻并移位的船。钻井时漂浮水上，井时漂浮水上，适于深水作业。适于深水作业。多将井架设在船多将井架设在船的中央，以减小的中央，以减小船体摇荡对钻井船体摇荡对钻井工作的影响。多工作的影响。多具自航能力，无具自航能力，无自航能力的又称自航能力的又称“钻井驳钻井

23、驳”。5、导管架平台、导管架平台 由导管架、导管由导管架、导管帽、模块组成。帽、模块组成。6、其它固定式平台7采油平台采油平台 采油平台是实际生产用的平台，其基本要求与钻探平台相仿，但由于要长期定点作业，对作业海况下的运动幅度以及稳性、强度的要求更为严格。8浮式生产储油船浮式生产储油船浮式生产储油船（简称浮式生产储油船（简称FPSO）是海洋石油开采的重要工程船舶，被）是海洋石油开采的重要工程船舶，被称为称为“海上原油加工厂海上原油加工厂”。它集海上原油加工、海上油库、海上卸油。它集海上原油加工、海上油库、海上卸油终端、海上电站热站等为一体，成为快速、经济、有效地开发海上油终端、海上电站热站等为一体，成为快速、经济、有效地开发海上油田的关键船舶产品，在国际上素有高技术、高附加值船的美誉。田的关键船舶产品，在国际上素有高技术、高附加值船的美誉。谢谢大家！谢谢大家！