- •Введение Предмет, цели, и задачи изучения курса (дисциплины)
- •Основные этапы исторического развития портов и водных путей.
- •Современное состояние и перспективы развития портов
- •Классификация, состав и основные элементы морских и речных портов. Классификация морских и речных портов.
- •Состав и основные элементы порта
- •Грузооборот, пропускная способность и судооборот порта
- •Морские и речные судоходные каналы Классификация судоходных каналов
- •А) полного профиля б) неполного профиля в) отсутствие прорези
- •Основные элементы судоходных каналов
- •Определение основных размеров каналов
- •Полная глубина в канале:
- •Акватория и территория порта Основные элементы акватории порта
- •Глубины на акватории порта
- •Расположение оградительных сооружений
- •Расположение и размеры входа в порт
- •Определение основных размеров акватории порта
- •Расположение причального фронта
- •Портовая территория
- •Естественный режим морских побережий и устьевых участков рек и его влияние на устройство и эксплуатацию портов и водных путей собщений
- •Элементы естественного режима морских побережий и устьевых участков рек.
- •Морские волны и их классификация
- •А) на бесконечной глубине б) на конечной глубине
- •Портовые гидротехнические сооружения Классификация портовых причальных сооружений.
- •Специализация причалов.
- •Р ис. 20 Основные типы причальных сооружений а) гравитационный б) на свайном основании в) тонкая стенка г,д,е) смешанная конструкция Типы гравитационных сооружений.
- •Конструкции портовых причальных сооружений в виде тонкой стенки, на сваях и колоннах
- •Конструкции причальных сооружений на свайных основаниях
- •Классификация особых типов причалов
- •Рейдовые и островные причалы
- •Причальные сооружения на опорах повышенной несущей способности.
- •Плавучие причалы
- •Кессоны
- •Причальные приспособления
- •Швартовные устройства
- •А) вращающаяся винтовая тумба б) тумба с откидной головкой в) быстроотделяющиеся гаки
- •Внешние силы и нагрузки, действующие на портовые причальные сооружения и особенности расчета Классификация внешних сил и нагрузок действующих на портовые причальные сооружения
- •Эксплуатационные нагрузки
- •Собственная масса конструкции и постоянных устройств
- •Давление грунта
- •Нагрузки, возникающие при взаимодействии между судном и причалом
- •Волновое давление
- •Состав нагрузок, их сочетание и последовательность расчетов
- •Портовые оградительные сооружения Классификация оградительных сооружений
- •Оградительные сооружения с вертикальной стенкой
- •Оградительные сооружения из обыкновенных массивов
- •Оградительные сооружения из циклопических массивов
- •Ячеистые (целюлярные) массивы
- •Оградительные сооружения из массивов-гигантов
- •Оградительные сооружения из свай
- •Широкие молы
- •Оградительные сооружения откосной формы
- •Молы из наброски сортированного камня
- •Оградительные сооружения из наброски массивов
- •Оградительные сооружения из песка
- •Новые типы оградительных сооружений
- •Молы и волноломы сквозной конструкции
- •Плавучие оградительные сооружения
- •Пневматические волноломы
- •Внешние силы и нагрузки действующие на оградительные сооружения
- •Основные виды оборудования
- •Транспортное оборудование портов
- •Энергоснабжение и освещение порта
- •Водоснабжение и канализация порта
- •Средства связи
- •Прочие виды оборудования порта
- •Подъемно-транспортные машины и механизмы
- •А) мостовой б) консольный
- •Поворотные краны
- •Вертикальные подъемники
- •Вагоноопрокидыватели
- •Скреперные установки
- •Тележки безрельсового транспорта
- •Погрузчики безрельсовые колесные и гусеничные
- •Подъемно-транспортные машины непрерывного действия
- •Устройство и назначение судовых грузовых устройств Назначение и устройство судовых грузовых устройств, их классификация
- •Основные элементы грузовых устройств со стрелами
- •Принципиальные схемы работы грузовыми стрелами и их размещение на судне
- •Легкие и тяжеловесные грузовые стрелы
- •Грузовые мачты и грузовые колонки
- •Классификация водных путей сообщений и гидротехнических узлов
- •Классификация внутренних водных путей.
- •Состав и основные элементы гидротехнических узлов
- •Основные понятия, конструктивные формы и типы шлюзов
- •Конструкция судоходного шлюза
- •Короткими обходными водопроводными галереями.
- •Временные причальные сооружения
- •Временные стационарные причалы
- •Габаритные размеры стационарных временных причалов
- •Нагрузки, действующие на временные причалы
- •Конструкция временных стационарных причалов
- •Организация работ по возведению стационарных причалов
- •Плавучие причалы
- •Причалы из судов, барж и других плавучих средств
- •Литература
Оградительные сооружения из массивов-гигантов
Массивы-гиганты состоят из ящиков значительных размеров (длиной 10-25 м), изготовляемых преимущественно из железобетона в условиях полигона либо в сухом или плавучем доке. Ящики спускаются затем на воду и буксируются к месту строительства, устанавливаются на каменную постель и заполняются бетоном, песком или камнем. Вес каждого массива-гиганта, заполненного бетоном, доходит до 3000-3500 т.
Массивы-гиганты, представляя собой монолиты, не испытывают таких внутренних перемещений своих частей, как массивовая кладка. Однако и эти оградительные сооружения имеют свои недостатки.
Так, если, несмотря на все принятые меры к увеличению прочности грунта, произойдет существенная неравномерная осадка уже заполненных бетоном массивов-гигантов, то разобрать их оказывается весьма затруднительно. Кроме того, при слабом профиле массивы-гиганты под влиянием ударов волн часто приходят в колебательное движение, в результате этого поверхность каменной постели приобретает цилиндрическую форму, вследствие чего массивы начинают колебаться даже при сравнительно слабой волне.
Все же преимущества, которые имеют оградительные сооружения из массивов-гигантов - быстрота постройки, монолитность, значительный вес - заставляют инженерную мысль совершенствовать как конструкцию массивов, так и методы производства работ.
Для возможности уплотнения слабого грунта иногда прибегают к такому способу. Ящик массива-гиганта при первоначальной установке наполняют песком, через 8-12 месяцев песок с помощью эжектора высасывают. Если осадка гиганта произошла небольшая и равномерная, то после удаления песка ящик заполняют по проекту бетоном или камнем, и установка гиганта закончена. Если же произошла значительная и неравномерная осадка, то после высасывания песка всплывший ящик отводят в сторону, в каменную постель добавляют камень, поверхность выравнивают. Ставят ящик и опять заполняют его песком.
Описанный метод производства работ был применен в Иокогаме при постройке волнолома и дал хорошие результаты. При применении этого метода следует иметь в виду необходимость прикрытия песка заполнения бетонными плитами или тяжелыми камнями на контрфильтре во избежание вымывания песка из ящиков во время волнения.
В начальный период строительства оградительных сооружений из массивов-гигантов материалом заполнения служил только бетон. Исходили при этом из тех соображений, что иной материал, особенно песок, в случае повреждения стенок вытек бы, что привело бы к аварии сооружения. В дальнейшем, однако, в некоторых портах, главным образом японских, начали применять толстостенные ящики гигантов (толщина стенок достигала 0,6-0,7 м), которые оказывали значительное сопротивление воздействию внешних сил; поэтому представилось возможным заполнять ящики песком.
Интересен в этом отношении опыт Сочинского порта. Для оградительного мола были применены массивы-гиганты, имеющие с обеих сторон узкие секции (шириной 1 м), которые заполнялись бетоном, основные же секции заполнялись песком. Значительная толщина бетонного заполнения служила надежной защитой от механических повреждений, кроме того, в случае большой и неравномерной осадки массивы-гиганты могли быть выведены из профиля сооружения для повторного выравнивания постели, так как при удалении песчаного заполнения они приобретали достаточную плавучесть.
Толщина днища железобетонных ящиков массивов-гигантов обычно колеблется от 0,3 до 0,6 м, толщина наружных стенок - от 0,2 до 0,6 м, внутренних - от 0,15 до 0,30 м.
В 1899 - l905 гг. а Бизерте был построен волнолом из массивов-гигантов длиной 31м, шириной 8м и высотой 9 м. Нижняя часть гиганта была образована металлическим понтоном высотой 2 м, к которому на плаву прикреплялась болтами съемная металлическая оболочка толщиной 6 мм из 6 поясов по высоте. Внутри оболочки устраивались бетонные наружные стенки, а также три внутренние поперечные переборки. Благодаря наличию переборок гиганты после установки на место заполнялись бетоном насухо, причем вес заполненного гиганта достигал 5000 т. Гиганты устанавливались на каменной постели толщиной 9-10 м. Волнение в районе волнолома может быть охарактеризовано высотой штормовых волн до 6 м.
Примерно через год после окончания строительства сооружение подверглось воздействию сильного шторма, в результате которого массивы-гиганты получили небольшой сдвиг и наклоны в сторону порта. Внутренняя берма постели была повреждена, наружные откос и берма оказались растянутыми. Toгда же был произведен ремонт сооружения. Через год в результате шторма волнолому были причинены аналогичные повреждения, кроме того, произошли большие отколы надводного строения, сопровождающиеся трещинами в самих гигантах. Наконец, штормом, происшедшим примерно еще через год, был снесен парапет на участке длиной около 300 м и 6 гигантов получили значительный наклон в сторону порта.
Основной причиной аварии явилась слабость профиля и малая глубина заложения подошвы гигантов. В дальнейшем профиль волнолома был усилен путем устройства впереди стенки наброски из массивов весом 40 г и поднятия тыловой бермы с пригрузкой ее массивами.
В 1914 г. было установлено 45 массивов-гигантов. На 25 была возведена надводная стенка с парапетом, на 5 гигантах была устроена надводная стенка без парапета. Укладка защитных массивов на наружной берме и откосе полным профилем была исполнена на участке 12 гигантов и частично на участке 20 гигантов, 13 гигантов не имели ни надводной стенки, ни защитных массивов. В последующем из 25 гигантов, имевших надводную стенку, 23 гиганта сдвинулись и получили крен в сторону порта, а их наружные бермы оказались сильно размытыми. Один гигант был сброшен с постели внутрь порта и опрокинут на расстоянии 12 м от своего первоначального положения. В результате этого повреждения образовалась вторая брешь, которая получила название «малой бреши».
В период 1927-1928 гг. было произведено усиление профиля волнолома с расширением берм и укладкой на них и на откос защитных массивов большего, чем ранее, веса (берменные массивы - по 40 т, откосные - по 25 т). В тот же период была произведена заделка брешей.
В последующие годы волнолом неоднократно подвергался действию весьма сильных штормов, в особенности в 1931 и 1939 гг. При этом наблюдались значительная вибрация волнолома, небольшие наклоны гигантов и местами отколы бетона в углах парапета на швах надводной стенки. В подводной части происходило небольшое оттягивание массивов с наружных откоса и бермы.
В результате произведенного И. Н. Шафиром анализа было установлено, что под действием расчетной волны высотой 6 м была недостаточной устойчивость каменной подсыпки на выпирание из-под подошвы гиганта вследствие малой ширины внутренней бермы и отсутствия на ней сгружающих массивов. Однако и усиленный профиль не обладает достаточной устойчивостью. Общий недостаток сооружения - малая глубина заложения и малая ширина массивов-гигантов, результатом чего является их склонность к вибрации и небольшим деформациям.