
- •В.Ф. Ботвинов Порты и транспортные терминалы курс лекций
- •Введение
- •История освоения водных путей и развитие портов
- •Развитие водных путей России
- •Задачи водного транспорта
- •Краткая история развития портостроения
- •Некоторые сведения об океанах и морях
- •Классификация портов
- •Естественный режим морских и речных побережий и его влияние на устройство и эксплуатацию портов
- •Общие сведения
- •Топографические условия
- •Гидрографические условия
- •Метеорологические факторы
- •Гидрологические условия
- •Геологические и геоморфологические условия
- •Движение наносов
- •Влияние морской воды на строительные материалы
- •Размещение портов в различных природных условиях
- •Влияние природных условий
- •Порты на открытых приглубых берегах
- •Порты на открытых отмелых берегах
- •Устьевые порты
- •Русловые порты
- •Внерусловые порты
- •Порты на водохранилищах
- •Основные сведения о порте и его транспортной работе
- •Операции, выполняемые портом
- •Работа порта
- •Главные характеристики работы порта
- •Устройство порта и его элементы
- •Компоновка акватории порта
- •Компоновка территории порта
- •Зонирование порта
- •Компоновка причального фронта
- •Начертание причального фронта
- •Компоновка внешних оградительных сооружений Общие сведения
- •Формы поперечного сечения оградительных сооружений
- •Способы обеспечения устойчивости оградительных сооружений
- •Начертание оградительных сооружений
- •Берегоукрепительные сооружения
- •Основные устройства портовой энергетики, их характеристики, возможности и область применения
- •Освещение порта
- •Связь и сигнализация
- •Инженерные сети
- •Компоновка порта
- •План порта и общие принципы его компоновки
- •Взаимное расположение районов порта
- •Районирование порта
- •Взаимное расположение города и порта
- •Основные расчетные характеристики порта
- •Длина причалов
- •Размеры акватории порта
- •Глубины акватории порта
- •Отметка территории порта
- •Портовые склады
- •Подходные пути и внутрипортовый транспорт
- •Виды подходных путей
- •Пересечение сухопутных и водных путей
- •Водные подходы к портам
- •Кратная характеристика и основные элементы каналов
- •Элементы и характеристики судоходного канала
- •8.5 Сухопутные подходы к порту
- •Транспортные терминалы
- •Механизированные комплексы
- •Специализированные причалы
- •Причалы для генеральных грузов
- •Причалы для контейнерных грузов
- •Портовые элеваторы
- •Склады пылевидных материалов
- •Склады для угля и железной руды.
- •Краткие сведения о судах
- •Основные габаритные размерения судна
- •Эксплуатационные характеристики транспортного судна: грузоподъемность, дедвейт, водоизмещение, грузовместимость, скорость и автономность плавания, мощность.
- •Характеристики мореходного качества судна
- •Классификация транспортного флота
- •Типы судов
- •Выбор расчетных типов судов
- •Перегрузочные работы в порту
- •Грузы, перегружаемые в порту
- •Варианты и виды перегрузочных работ в порту
- •Перегрузочные комплексы
- •Интенсивность обработки грузов в порту
- •Техническая эксплуатация портовых гидротехнических сооружений
- •Факторы, влияющие на прочность и долговечность сооружений Природные факторы
- •Эксплуатационные факторы
- •Измерение деформации сооружений
- •Подводно-технические работы
- •Ремонт сооружений
- •Классификация ремонтных работ
- •Техническая эксплуатация акватории порта и береговых сооружений
- •Охрана и очистка акватории
- •Техническая эксплуатация береговых сооружений
- •Список литературы.
Влияние морской воды на строительные материалы
Под воздействием гидрофизических, гидрохимических и гидробиологических факторов гидротехнические сооружения разрушаются.
К гидрофизическим факторам, определяющим долговечность бетонных сооружений в морской воде, относится попеременное обмерзание и оттаивание поверхностей бетонных и железобетонных сооружений. Замерзание в порах бетона приводит в начальный период к появлению большого числа мелких (волосяных) трещин. При последующих процессах замерзания и размораживания эти трещины развиваются в более крупные, и проникающая через трещины вглубь бетона химически агрессивная вода способствует коррозии арматуры и разрушению бетона. С целью увеличения срока службы сооружения в этих условиях следует применять морозостойкие, водонепроницаемые, высокопрочные плотные бетоны, а также предусматривать специальную защиту сооружения в пределах переменного уровня (торкрет, пропитку бетона горячим битумом под повышенным давлением и т.д.)
Долговечность железобетонных сооружений может быть увеличена благодаря применению напряженно армированного бетона и использованию толстостенных конструкций. Однако достаточно эффективных мер защиты до сих пор не найдено.
К гидрохимическим факторам относятся химическое разрушение бетона и коррозия металла. Даже пресная вода нередко содержит соли, делающие ее агрессивной к бетону и металлу: морская вода всегда содержит соли магния, серной кислоты и другие. Наиболее солеными морями, омывающие берега России, являются Северное, Белое, Берингово и Охотское, в которых соленость воды колеблется от 30 до 35 мг/л. Черное, Азовское и Каспийское моря – 12о/оо – 18о/оо, наименее соленым является Балтийское море – 10о/оо.
По мере приближения к берегам соленость уменьшается, а в заливах, в которые впадают реки, она незначительна.
Из общего количества солей, содержащихся в морской воде, в среднем 88,7% составляют хлориды ( NaCl, MgCl), сульфаты (MgSO4, CaSO4, K2SO2); на долю остальных составляющих приходится 0,6%. Учитывая некоторое непостоянство химического состава морской воды, при выборе материала для конструкций портовых гидротехнических сооружений в каждом отдельном случае, необходимо иметь химический анализ воды. Кроме солей морская вода может содержать до 100о/оо свободной агрессивной кислоты: вода Черного моря сильно насыщена сероводородом.
Химическое разрушение бетона является следствием того, что в результате химической реакции образуется гипс. Последний вступая в соединение с трехкальциевым алюминатом, образует соль Девала, называемой бациллой цемента.
Мерами борьбы с химическим разрушением бетона являются: прибавление к портландцементу гидравлических добавок пуццолан, карбонизация бетонных изделий и т.д.
Коррозия металлов происходит интенсивно выше уровня воды в условиях избыточного кислорода и периодического смачивания, и менее интенсивно ниже уровня воды. Наибольшая коррозия наблюдается в зоне переменного уровня воды. Вторая опасная зона находится на границе «грунт-вода», т.е. на уровне дна.
По имеющимся данным уменьшение толщины элементов за 100 лет составляет для стали 1,4 – 4,5 мм. В железобетоне отрицательную роль играет не столько ослабление сечения арматуры, сколько происходящее при этом расслоение бетона.
Методы защиты металлов от коррозии – применение различных покрытий, специальных добавок меди и других металлов при изготовлении элементов.
К гидробиологическим факторам относятся влияние древоточцев, гниение и органических обрастаний сооружений. В морях России наблюдаются древоточцы в основном двух видов. К первой группе относят моллюсков червовидной удлиненной формы из рода Тередо. В Черном море и в районе Владивостока эти моллюски, известные под названием «шашель», достигают длины 14-30 см. Они разрушают деревянные элементы по всему сечению при помощи ходов, диаметр которых составляет 10-15 мм и даже 20 мм, направленных вдоль волокон.
Вторая группа древоточцев – ракообразные из рода Лимнория. В отличие от моллюсков, которые протачивают дерево внутри (при внешней его сохранности), ракообразные разрушают дерево на поверхности. Они проделывают в дереве ходы диаметром примерно 1 мм на расстоянии 5 мм от поверхности, а после того, как наружный подточенный отваливается, проникают глубже. Выше поверхности воды и ниже дна древоточцев не наблюдается.
В Туапсе и Новороссийске дерево применять нельзя даже для вспомогательных сооружений – срок службы деревянных свай менее года.
Деревянные гидротехнические сооружения подвергаются и гниению: различного вида грибы, питаясь клетчаткой, превращают древесину в труху. В сухом воздухе и под водой древесина не гниет. Наибольшему разрушению дерево подвергается в зоне переменного горизонта воды. При малой влажности развития грибов прекращается из-за недостатка воды, а в насыщенной водой древесине – от недостаточного количества воздуха.
Эффективной защиты древесины от древоточцев и гниения до настоящего времени не найдено.
Для защиты древесины одновременно от древоточцев и гниения применяют различные антисептики.
Известны случаи повреждения бетона и камня камнеточцами.
О влиянии органических обрастаний на сохранность бетонных сооружений в Черноморских портах начали исследовать в 1909-1930гг. В верхних слоях воды (2-3 м глубины) обычно преобладают растительные обрастания, в зоне глубин от 3 до 5 м – смешанные (растительные и животные), а ниже – животные. Пока можно отметить малое практическое влияние органических обрастаний.
Гидробиологические факторы оказывают определенное влияние на ход процесса коррозии в элементах стальных конструкций.