книги из ГПНТБ / Техническая эксплуатация портовых сооружений

устройства для присоединения нефтепроводов, входящих в со­ став балки в качестве конструктивных элементов, к судовым тру­ бопроводам. При ветре и волнении судно поворачивается вместе с балкой по ветру, что снижает действующие на них усилия. Если позволяют местные условия, можно ограничиться постановкой суд­ на со швартовкой только за причальные буи.

При перекачке нефти на открытых рейдах часто применяют швартовку судов за одиночный буй. Судно может свободно пово­ рачиваться относительно такого буя и становиться по ветру, что позволяет уменьшить усилие, действующее на судно, и, следо­ вательно, на буй, в несколько раз. Для такой швартовки буй дол­ жен иметь специальную конструкцию (рис. 59, б).

Для крупнейших нефтетанкеров (до 500 тыс. т) диаметр у буя равен 20 м, высота 5 м, водоизмещение 1800 т. Буй рассчитан на швартовное усилие 250 Т. Существуют различные конструкции буев для швартовки танкеров за одну точку (рис. 59, в). Чтобы обеспечить надежную связь буев с основанием, в последнее время стремятся заменить якорные цепи и тросы жесткими элементами. Иногда, если возникает необходимость, эти связи могут быть раз­ делены на два-три шарнирно сочлененных элемента. Это промежу­ точные конструкции между стационарными причалами и одиноч­ ными буями. В последнее время начинают применять способ по­ грузки порошкообразных грузов в виде пульпы. Поэтому в ряде пунктов мира для подобных грузов также сооружаются рейдовые причалы и даже одиночные буи.

В последнее время в связи с быстрым увеличением размеров судов и необходимостью монтажа нового высокопроизводительно­ го перегрузочного оборудования часто возникает необходимость реконструкции причалов (рис. 60). Сравнительно Простой способ увеличить глубину у сооружения — строительство оторочек в виде эстакад на свайном основании или на оболочках с одновременным дноуглублением перед новой линией кордона. Чтобы увеличить глубину у причалов, перед ними могут быть также забиты шпун­ товые металлические ряды с дополнительной анкеровкой. Установка обычных анкерных тяг при наличии вблизи от существующего при­ чала зданий и сооружений, обычно затруднена. В связи с этим для анкеровки новых и усиления существующих сооружений использу­ ют пологонаклонные забивные или даже горизонтальные набив­ ные сваи. Для устранения значительных смещений сооружений при передаче усилия на новые анкерные устройства их нередко подвер­ гают предварительным напряжениям.

§ 6. Отбойные приспособления и швартовные устройства

Отбойные приспособления. Для предотвращения повреждений судами причальных сооружений устраивают отбойные приспособ­ ления. Анализ повреждений показал, что они в значительной мере вызваны неудовлетворительной конструкцией и плохим состоянием деревянных отбойных рам. В связи с этим отбойные приспособле-

87

ния в настоящее время устраивают из дерева и автопокрышек; кроме того, применяют гидравлические, гидропневматические и пружинные отбойные приспособления, а также гравитационные, из резиновых элементов заводского изготовления и пр.

Наиболее простыми приспособлениями являются деревянные рамы. Их конструкция зависит от гидрологических условий: при значительных колебаниях уровня лицевые брусья отбойной рамы ставят вертикально, в остальных случаях — горизонтально. Имеют­ ся и другие разновидности деревянных отбойных приспособлений в виде пакетов бревен, жердей или брусьев, связок фашин, подве­ шенных на лицевой поверхности причала или плавающих около

него, а также свай и палов.

Фашинные отбойные приспособления до настоящего времени применяются в ФРГ, Франции и др. В последние годы проведена их стандартизация и они рекомендуются наряду с резиновыми и другими современными типами отбойных приспособлений, даже на причалах для крупнотоннажных судов (дедвейтом 50 тыс. т и бо­ лее). При малых глубинах у причалов и сравнительно небольших нагрузках иногда используются деревянные отбойные сваи или кус­ ты свай, забиваемых у лицевой грани причала. Они предохраняют от повреждения не только надводную, но и подводную часть при­ чала. При значительных глубинах для отбойных свай требуется длинномерный лес, и, кроме того, во многих случаях такие отбой­ ные приспособления недостаточно надежны и часто повреждаются, поэтому их применяют все реже. В случае необходимости исполь­ зуют металлические или предварительно напряженные железобе­ тонные сваи в сочетании с амортизирующими элементами.

Рассмотренные типы отбойных приспособлений являются от­ носительно жесткими и недостаточно прочными. При динамиче­ ских воздействиях судна на сооружение, при швартовных опера­ циях или при стоянке у причала во время волнения возникают значительные усилия, для уменьшения которых служат амортизи­ рующие отбойные приспособления, например, из автопокрышек. Одно время применяли использованные автопокрышки, которые подвешивали на. лицевой поверхности причальной стенки таким образом, чтобы плоскость автопокрышек была параллельна плос­ кости стенки. Опыт показал, что амортизирующие отбойные при­ способления из пустых использованных автопокрышек недостаточ­ но эффективны. Лучшие результаты дают автопокрышки, туго на­ битые обрезками резины, которые помещаются в специальные меш­ ки, имеющие форму баллона автомобильного колеса. Для защиты амортизирующих элементов от повреждений они с наружной сто­

роны прикрываются деревянными щитами.

Можно получить мощные отбойные приспособления, нанизывая автопокрышки на оси из бревен, фашин или резиновых труб таким образом, что плоскости автопокрышек будут перпендикулярны плоскости стенки. Такие отбойные приспособления устраивают даже на причалах для крупнейших судов. Еще более эффективны­ ми являются специально изготовляемые отбойные приспособления,

89

Амортизаторы, используемые в этих отбойных приспособлениях, иногда устанавливаются на причалах и закрепляются на верти­ кальной оси. Они особенно целесообразны на углах причалов при стесненных условиях маневрирования (рис. 62).

В настоящее время имеется много предложений по использо­ ванию пневматических и гидравлических отбойных приспособле­ ний, состоящих из резиновых баллонов, заполненных сжатым воз­ духом или водой (рис. 63). Амортизаторы такого типа имеют раз­ личные габариты: диаметр 0,7—4,5 м, длину 1,5—9,5 м. Они могут воспринимать усилие до 400 Т и при сжатии на половину диа-

90

нажных судов.

Наружный и внутренний слои оболочки амортизатора изготов­ ляются из натуральной резины, внутренний армирующий—-из ней­ лона. Для устранения прямого удара судна о сооружение при раз­ рыве оболочки баллон заполняют синтетической губчатой массой. На конце амортизатора имеется предохранительный клапан, слу­ жащий для выхода воздуха при нагрузках, превышающих проект­ ную величину. Амортизаторы этого типа характеризуются доволь­ но значительной отдачей, поэтому проводят испытания гидропнев­ матического амортизатора.

В Великобритании запатентована конструкция гидропневмати­ ческого плавучего отбойного устройства, которое состоит из обо­ лочки сигарообразной формы и прикрепленного к ней защитного бандажа, предохраняющего ее от истирания и повреждений. Бан­ даж стропами крепится к верхнему концу оболочки, устанавли­ ваемой вертикально при помощи специального груза. Внутренняя полость оболочки заполнена воздухом и частично водой, которая

91

Рис. 64. Расчетные кривые для трубчатых отбойных при­ способлений

проникает через расположенные внизу отверстия. При воздействии судна оболочка сжимается, находящийся внутри воздух вытес­ няет воду, поглощая при этом кинетическую энергию судна. Обо­ лочка и бандаж выполнены из эластичного материала (упрочнен­ ный корд) с защитным покрытием из резины. Для увеличения проч­ ности в наружный слой бандажа заложены металлические пла­ стины.

92

Энергия, поглощаемая отбойным приспособлением, зависит от массы подходящего судна и его скорости. Пневматические и гидро­ пневматические амортизаторы рассмотренного типа почти совер­ шенно вытеснили из эксплуатации амортизаторы, корпус которых ранее изготовлялся из металла, а также металлические пружинные амортизаторы. К недостаткам рассмотренных типов амортизаторов относятся большие габариты, которые часто вызывают значитель­ ные эксплуатационные затруднения, кроме того, пневматические и гидропневматические отбойные приспособления сравнительно не­ долговечны и относительно легко подвергаются повреждениям при ударах судов.

Во многих случаях более эффективными и долговечными яв­ ляются специальные амортизирующие резиновые элементы. Они имеют самую разнообразную форму. Наиболее широкое примене­ ние получили трубчатые амортизирующие элементы. Их наружный диаметр обычно составляет 400—800 мм, но в отдельных случаях может превышать 3 м. Внутренний диаметр трубчатых элементов обычно равен половине наружного. Для элементов диаметром 400—800 мм поглощаемая энергия составляет 1,5—6 Тм при усилии около 15—30 Т. Поглощаемая энергия и усилия указыва­ ются на 1 пог. м длины элемента при сжатии до половины диа­ метра. На рис. 64 даны графики зависимости поглощаемой энер­ гии и усилия от деформации трубчатых амортизирующих эле­ ментов.

В последние годы начинают получать распространение корот­ кие трубчатые элементы, длина которых равна их внешнему диа­ метру (рис. 65, а, б, в). Могут быть также изготовлены элементы

93

с другими поперечными сечениями: прямоугольные, квадратные, полукруглые, с полостями и без них. Графики зависимости усилий от деформаций для этого типа амортизаторов указывают на быст­ рое увеличение усилий при деформациях, превышающих 40—50% первоначального диаметра. В этом случае при сравнительно не­ большой величине поглощаемой энергии возникают значительные реактивные усилия со стороны отбойного приспособления. Равные им усилия от навала судна передаются на сооружение. Поэтому разработаны резиновые амортизаторы, для которых в определен­ ных пределах при увеличении деформации происходит поглоще­ ние энергии, а нагрузки на сооружение не увеличиваются. К ним относятся амортизаторы типа «Лорд» (рис. 66, а).

Расчетные графики для амортизаторов «Лорд» приведены на рис. 66, б и 66, в. Недостаток амортизаторов этого типа — необ­ ходимость в довольно сложных передаточных устройствах. Более удобными в этом отношении являются амортизаторы с трапецеи­ дальным поперечным сечением, например «Сейбу» (рис. 67). Очер­ тание кривых зависимостей между деформациями и усилиями у этого типа амортизаторов такое же, как у типа «Лорд». Однако не­ которые типы амортизаторов, и в частности трапецеидальные, об-

а)

3;

Рис. 66. Амортизаторы :Лорд»:

■ общий вид; б, в — расчетные кривые; 1 - - предельная деформация

94

мать усилия, действующие не только по нормали к лицевой поверх­ ности причала, но и касательные. Эти отбойные приспособления позволяют погасить энергию значительной величины, но при сравнительно больших нагрузках на сооружение.

При отсутствии резиновых амортизирующих элементов нужных размеров до настоящего времени иногда применяются гравитаци­ онные отбойные приспособления, у которых гашение энергии судна происходит за счет подъема тяжелого блока. Форма блоков и спо­ собы их подвески или опирания могут быть различными.

На рис. 70, а изображено гравитационное отбойное приспособ­ ление горизонтального типа. Здесь блок подвешен таким образом, что его длинная сторона расположена горизонтально. Обычно от­ бойные элементы такого типа подвешиваются на цепях к верхне­ му строению причала свайной конструкции. Подвеска производит­ ся на наклонных цепях. Это позволяет устранить раскачивание блока в продольном направлении. Вес блока около 40 т, расчет­ ное смещение по вертикали 0,6 м, по горизонтали 1,2 м, поглоща­ емая энергия 24 Тм. При сооружениях в виде сплошной стенки чаще используются гравитационные отбойные приспособления вер­ тикального типа (рис. 70, б), подвешиваемые на серьгах. Их боль­ ший размер расположен вертикально.

Разновидностью гравитационного отбойного приспособления яв­ ляются блоки, перемещающиеся на катках (рис. 70, в), движу­ щихся по наклонным путям. Центр тяжести блока при этом сме­ щается вверх и производится работа, необходимая для гашения энергии судна. Гравитационные блоки обладают значительной массой, поэтому удар получается довольно жестким, что особенно

96