загрузка...
загрузка...
На головну

Портових гідротехнічних споруд

  1. А) Службові будівлі і споруди
  2. Б) Стаціонарні споруди
  3. Вплив заглиблення фундаменту на зміну несучої здатності основи споруди.
  4. ЗОВНІШНІ СИЛИ І НАВАНТАЖЕННЯ, ЩО ДІЮТЬ НА портових причальних споруд І ОСОБЛИВОСТІ РОЗРАХУНКУ
  5. Тимчасові причальних споруд
  6. Винесення проекту споруди на місцевість
  7. ГЕОДЕЗИЧНА ПІДГОТОВКА ДАНИХ ДЛЯ ПЕРЕНЕСЕННЯ в натуру ПРОЕКТУ СПОРУДЖЕННЯ

Класифікація портових причальних споруд.

Причальними називаються споруди, службовці для швартування суден при вантажних операціях, постачанні, відстої і т. Д., А також для швартування службово-допоміжного і технічного флоту.

Існують різні ознаки, за якими класифікуються причальні споруди.

Розташування в плані.

Набережними називаються споруди, влаштовані вздовж берегової смуги. Якщо створення пари берега з акваторією здійснено у вигляді суцільної стінки, то подібні споруди називаються набережними-стінками.

Часто зустрічаються і споруди наскрізної конструкції (з опорами з паль або колон), подібні причальні споруди називаються набережними-естакадами.

Для прийому суден з великою осадкою попереду набережних стінок іноді влаштовують наскрізні споруди, що отримали назву оторочек. Облямівка верхньою будовою примикає до набережних або з'єднується з ними естакадами.

Пірси - споруди, що виступають в акваторію і мають двосторонній доступ. Широкі пірси, так само як і набережні, можуть бути виконані або у вигляді суцільних стінок з обох сторін, або у вигляді наскрізної конструкції. Вузькі пірси зазвичай мають форму естакад.

Плавучі причали застосовуються при значних коливаннях рівня моря і при відсутності достатніх глибин для доступу судів до стаціонарних причалів в порту.

Рейдові причали влаштовуються на відкритих і закритих рейдах, і завдяки значним глибин до них можуть швартуватися великотоннажні судна.

Конструктивні ознаки. Незважаючи на різноманітність конструкцій причальних споруд, є, однак, загальні ознаки, певною мірою поєднують їх.

Гравітаційні причальні споруди (рис. 20 а) відрізняються масивністю. Їх стійкість зсуву від бічних навантажень (тиск грунту) і від натягу швартовов судна забезпечується силою тертя. Стійкість на перекидання навколо ребра забезпечується вагою споруди. Крім того, завдяки значній ширині напруга на ліжко знижується, чим забезпечується міцність підстави.

Наскрізні споруди (рис. 20 б) влаштовуються на окремих опорах (на палях, колонах і т. Д.). В економічному відношенні вони стають вигідними зі збільшенням глибин, особливо при слабких грунтах підстави, коли застосування гравітаційних споруд здорожує будівництво. Їх маса при інших рівних умовах значно менше, ніж гравітаційних. Стійкість подібних споруд забезпечується опором грунту. Так, зрушення під дією сили перешкоджають сили бокового опору грунту, а несуча здатність забезпечується силами тертя по боковій поверхні опор.

Суцільні тонкостінні конструкції (набережна) мають, так само як і гравітаційні, суцільну лицьову грань (рис.20 б). Однак через порівняно невеликої маси їх стійкість на зсув та перекидання при дії сили забезпечується опором грунту.

Комбіновані причальні споруди (рис. 20 г, д, е) поєднують в собі властивості як гравітаційних, так і наскрізних, і тонких стінок. При великих діаметрах опор (наприклад, у вигляді залізобетонних оболонок-колодязів) стійкість їх зрушенню забезпечується спільною дією сили тертя і опору. Відповідно, для набережних з переднім і заднім шпунтом з'являються додаткові сили опору та ін.

Спеціалізація причалів.

Була розглянута класифікація причальних споруд по розташуванню в плані і по конструктивних ознаках. Однак для експлуатаційної діяльності портів істотне значення має спеціалізація причалів.

Залежно від роду вантажу, напрямки вантажопотоку, розміру судів та інших факторів Нормами технологічного проектування морських портів (НТПМП) передбачена спеціалізація (класифікація) причалів по вантажним районам:

-прічали для штучних вантажів, металовиробів та обладнання;

-прічали для навалочних вантажів;

-прічали для зернових вантажів;

-прічали для лісових вантажів;

-прічали для наливних вантажів і ін.

Тільки при порівняно малому вантажообігу допускається спільна переробка вантажів різного роду, якщо це не суперечить санітарним і протипожежним вимогам і умовам збереження вантажів.

Спеціалізація причалів за родами вантажів має першорядне значення не тільки для експлуатації, але і для проектування самих причалів. Родом вантажів і іншими перерахованими факторами багато в чому вирішуються діючі на причальні споруди навантаження від складованих вантажів, суден, перевантажувального та догляд за садом.

З огляду на конструктивні особливості причалів для обслуговування нафтотанкерів, рудовозов і інших подібних судів, ці причали іноді виділяють в групу спеціалізованих, вони зазвичай являють собою вузькі пірси або рейдові причали.

 
 

Мал. 20 Основні типи причальних споруд

а) гравітаційний б) на пальовій основі в) тонка стінка г, д, е) змішана конструкція

Типи гравітаційних споруд.

Гравітаційні причальні споруди зводять з монолітного бетону, бетонних масивів, ряжей, масивів-гігантів, уголкових стінок, оболонок великого діаметра. Вони можуть бути виконані у вигляді споруд на окремих масивних опорах.

У наших портах, побудованих в минулому столітті і на початку століття, причальні споруди зводили в основному у вигляді стінки з массівовой кладки. Ці стінки є типовими прикладами збірної гравітаційної конструкції, здатної сприймати значні вертикальні і горизонтальні навантаження


 
 
 Мал. 21 Набережна з бетонних масивів Рис.22 Набережна з бетонних массівовоблегченного профілю


 На рис. 21 зображена причальна стінка з правильної массівовой кладки трапецеидального профілю. Вона виконана з п'яти рядів (курсів) бетонних масивів масою 30-50 т кожен. Підставою стінок з массівовой кладки є кам'яна ліжко, вирівнюють водолазами. З тилового боку стінки для зменшення горизонтального тиску засипають кам'яну призму з фільтром з гравію для запобігання вимивання піщаної засипки через шви массівовой кладки.

 Мал. 23 Набережна з ряжей
 Основним недоліком причалів подібної конструкції є їх значна ширина внизу (70-80% висоти), що призводить до подорожчання будівництва.

Раціональна конструкція причальних споруд з правильної массівовой кладки полегшеного профілю була створена в СРСР. Завдяки ступінчастою формі досягається більш рівномірний розподіл напружень біля основи при забезпеченої стійкості споруди в цілому (рис. 22). Для запобігання розмиву піску через пори кам'яної призми і вертикальні шви між масивами передбачений захист укосу щебеневої засипанням, званої зворотним фільтром. Істотною перевагою конструкції з массівовой кладки є її повна сборность. Масиви і верхню надбудову у вигляді куточка доставляють на місце установки і укладають за допомогою плавучого крана. Крім зазначених основних монтажних робіт, на місці припадав виконувати тільки деякі підготовчі роботи (ровненіе ліжку) і роботу по обладнанню причалу (навішення відбійних пристроїв та ін.). Встановлено, що в порівнянні зі старими ця конструкція дозволяє скоротити обсяг бетону на 1 пог. м на 25%. Причальні стінки з массівовой кладки раціонального профілю застосовують і за кордоном.

Іноді для економії бетону масиви виготовляють порожнистими при цьому форма стінки може бути дещо змінена.

Причальні споруди ряжевого конструкції (рис. 23) будували у нас головним чином у портах Півночі і Балтики в XIX і першій половині XX ст. Застосування ряжа у вигляді дерев'яного зрубу з колод виправдовується за наявності місцевих запасів лісу. Дерево під водою при відсутності червиць зберігається довго. У зоні ж змінного горизонту влаштовують бетонну надбудову. Для економії деревини іноді внутрішні стінки ряжа роблять наскрізний рубки, т. Е. Рубають їх через колоду.

Масиви-гіганти для набережних з масивів-гігантів (рис. 24) виготовляють у вигляді тонкостінних залізобетонних плавучих ящиків, які буксирують на місце, затоплюють і потім заповнюють піском або каменем. Масиви-гіганти можуть бути симетричного або несиметричного профілю.

Стінки набережній, показаної на рис. 24 б, мають несиметричний профіль через виступу тиловій частині плити днища. Ця консоль посилена залізобетонними ребрами жорсткості і сприяє більш рівномірному розподілу напружень під стінкою. Крім того, за рахунок маси додаткового стовпа грунту над виступом збільшується стійкість стінки на зсув та перекидання.

Прагнення зменшити обсяг бетону та залізобетону при збірному будівництві, привело до створення причальних споруд у вигляді збірних уголкових стін (рис. 25). В даний час розроблені три типи таких конструкцій: з зовнішньої анкеруванням, з анкеруванням за фундаментну плиту і у вигляді кутників з контрфорсами.

 
 На рис. 25а показаний поперечний розріз глибоководної набережній збірної уголковой конструкції із зовнішнім анкеруванням. На заздалегідь вирівняну водолазами кам'яну ліжко плавкраном встановлюють фундаментні плити. Потім збирають лицьові плити, а також тилові анкерні плити, що закріплюють лицьові за допомогою анкерних тяг. З лицьового боку причалу підвішують відбійне устройствіз гумових труб для амортизації ударних зусиль, що виникають при підході судів до причалу.

 Мал. 27 Дерев'яна незаанкерованная шпунтова стенка1-шапковий брус, 2-парні сутички
 По довжині (в плані) фундаментних і лицьових плит утворюються вертикальні і горизонтальні шви, що створюють небезпеку розмиву піщаної засипки. Для усунення цього вкрай небажаного при нормальній експлуатації причалу явища шви під водою заклеюють спеціальною пластмасою - гідрореріном. Існують також інші способи ущільнення швів. Крім того, для запобігання розмиву з тилової і лицьової сторін фундаментних плит передбачений щебеневий контрфільтра. Після закінчення зборки засипають пісок до проектної позначки.

Перевагою цієї конструкції є те, що завдяки закріпленню лицьової стінки до тилової опорі напруга під фундаментної плитою розподіляється майже рівномірно, недолік - порівняно складна технологія монтажу при кріпленні анкерних тяг.

Уголковие стінки з внутрішньої анкеруванням (рис. 25 б) відрізняються від стінок з зовнішньої анкеруванням тим, що в даному випадку анкерні тяги кріплять безпосередньо до фундаментних плит. Завдяки цьому скорочуються довжини анкерних тяг і відпадає необхідність в тилових опорних плитах.

 
 
 


 
 

 
 

 
 

 
 
 Мал. 26 Набережні з оболонок великого діаметра


Розрахунки показують, що в ряді випадків описувана конструкція обходиться на 10 - 12% дешевше, ніж уголковие стінки із зовнішнього анкеруванням, однак спорудження цього типу вимагають кілька кращих грунтів основи.

Недоліком причальних споруд з зовнішньої і з внутрішньої анкеруванням є досить складна технологія підводного монтажу анкерних тяг. Цей недолік в істотній мірі усувається застосуванням контрфорсних стінок (рис. 25 в), що складаються з трьох збірних елементів: лицьовій і фундаментної плит і контрфорсної плити, що дозволяє створювати жорсткий куточок. Зазначені збірні елементи з'єднують на будівельному майданчику з подальшою установкою готової конструкції за допомогою плавучого крана на вирівняну водолазами кам'яну ліжко. Дана конструкція значно прискорює будівництво і знижує його вартість.

Всі три види кутових стін відносяться до гравітаційних конструкцій, у яких, на відміну від массівових стінок, сили, які надають спорудженню стійкість, утворюються в основному за рахунок пригрузки ґрунтовим стовпом фундаментної плити. Ведуться роботи щодо подальшого вдосконалення уголкових стінок (подвійна анкеровка і ін.).

До гравітаційним спорудам або споруд змішаного типу відносяться і набережні з оболонок великого діаметра.

На рис. 26 показана набережна з оболонок колодязів діаметром 5,5 м при товщині стінки 0,15 м, зведена в одному з наших портів. Оболонки масою 76 т за допомогою плавучого крана встановлюють впритул один до одного. Щілини між ними закладають підводним бетоном. Подібні конструкції застосовують також і в зарубіжній практиці.

При збільшенні глибини біля причалу і загальної висоти набережній діаметр оболонок доводиться збільшувати. На рис. 26 б, в наведено приклади споруд, у яких діаметр оболонок становить 11 і 19 м.

Використання оболонок таких великих діаметрів викликає значні труднощі при їх установці. У зв'язку з цим на одному з новітніх французьких причалів, де висота набережній досягала 23 м, були використані елементи, які мають в плані форму вісімки (рис. 26 г).

Для можливості використання кранів при монтажі оболонки іноді пропонують розрізати по висоті на кільця (ріс.26д).

Конструкції портових причальних споруд у вигляді тонкої стінки, на палях і колонах

Причальні споруди у вигляді тонкої стінки широко застосовуються в портовому гідротехнічному будівництві, особливо в тих випадках, коли в області будування залягають грунти, що допускають занурення паль на необхідну глибину.

Виконують їх з шпунтових паль або паль спеціальних профілів.

 Основні переваги цих конструкцій - їх економічність і менша чутливість (в порівнянні з іншими типами причальних споруд) до можливих перевантажень. За конструктивною ознакою вони можуть бути поділені на незаанкерованние стінки і заанкерованние стінки.

 Мал. 28 Профілі шпунтових паль - дерев'яних, б - сталевих
 Незаанкерованние стінки є найбільш простими за конструкцією причальними спорудами. Виконують їх переважно з дерева, а також з металу або залізобетону. Незаанкерованние дерев'яні шпунтові стінки застосовують для зведення причалів з невеликими глибинами перед ними. Вільна висота (піднесення над рівнем дна) дерев'яних стін не перевищує 2 - 3 м. Стінки представляють собою забиті в грунт суцільні шпунтові ряди, верх яких залишено незакріпленим (рис. 27). У верхній частині палі ряди затискають парними сутичками з колод або пластин, що встановлюються на болтах. Поверх стін укладають шапкові бруси прямокутного або круглого перетину, які кріплять за допомогою куточків, накладок або хомутів.

Верх стін розташовують на відмітках, що не перевищують кордон гниття дерева, яка для річок середньої смуги може бути прийнята на 0,2 - 0,3 м вище меженний горизонту. Для безлівних морів ця межа приймається на рівні ординара, а для зливи морів на середньому рівні припливів-коливань.

 Мал. 29 Заанкерованная стінка із залізобетонних паль
 Шпунтові палі, використовувані для зведення стін, виконують з дощок, брусів або клеєними. Форма перетину шпунтових паль наведена на рис. 28. Для дощатих паль товщиною до 10 см найчастіше застосовують трикутну форму шпунта, а для брущатих і клеєних - прямокутну. При зведенні незаанкерованних стінок з металевих або залізобетонних шпунтових паль конструктивна схема стінок залишається такою ж, як і для дерев'яних паль. Однак парні сутички в цьому випадку не використовують. Прямолінійності верху стінки в поздовжньому напрямку досягають за рахунок деякого розширення шапкових брусів (рис. 29), які в стінах з металевих паль виконують з металу або залізобетону, а для стін із залізобетонних паль - із залізобетону. Вільну висоту стін із сталевих або залізобетонних шпунтових паль приймається до 4-5 м.

Стіни з дерев'яних шпунтових паль при щільній забиванні, а також стіни з металевого шпунта є грунтонепроніцаемимі, т. Е. Винос грунту через стіни відсутня. При важких грунтах, коли щільною забивання дерев'яних паль домогтися не вдається, а також при використанні залізобетонних паль для забезпечення ґрунтонепроникності стін доводиться вдаватися до спеціальних заходів: встановлення нащельников; укладанні за стінкою хворостяних фашин; відсипанні за стінкою кам'яної призми; пристрою замків або ущільнень спеціальних конструкцій.

 Останнім часом для забезпечення ґрунтонепроникності стін з залізобетонного шпунта в деяких випадках застосовують навішення матів з армованого асфальту, регенерату гуми (гідрореріна), склопластику і т. П. Однак досвід експлуатації цих споруд ще невеликий.

 Мал. 30 Набережна козлового типу
 У міру збільшення вільної висоти незаанкерованних стін в них різко зростають згинальні моменти в місці закладення і переміщення вільного кінця. Це призводить до того, що стінка стає або технічно нездійсненним, або економічно недоцільною. У цих випадках здійснюють закріплення верхніх кінців стін до спеціальних анкерних пристроїв.

Стінки, верхній кінець яких закріплений анкерними пристроями, звуться заанкерованних шпунтових стінок.

Заанкерованние тонкі стінки з цілої деревини, виходячи з максимальної довжини будівельного лісу (12 - 13 м), застосовують для будівництва причалів глибиною до 4 - 5 м.

Типовий проект стінки із залізобетонних попередньо напружених паль прямокутного перетину 50х30 см, розроблений Гипроречтранс, наведено на рис. 29. Верх стінки прикріплений анкерними тяжами d= 65 мм до залізобетонних анкерних плит. Крок анкерних тяг в поздовжньому напрямку 1,5 м. Анкерні тяги шарнірно прикріплені до анкерного поясу, встановленому на лицьовій грані стінки. Поверх залізобетонних паль покладений шапковий брус перерізом 90х50 см з монолітного залізобетону. Цікавим в даній конструкції стінки є рішення щодо забезпечення її ґрунтонепроникності. Зазвичай в конструкціях стін з прямокутних залізобетонних паль ґрунтонепроникності стін забезпечують або шляхом відсипання за стінку кам'яних призм (при щільних грунтах в основі споруди), або пристроєм в палях вище позначки дна пазів. При зануренні таких паль між ними, вище позначки дна, утворюються колодязі, в які в подальшому укладають бетон в мішечках або забивають дерев'яні бруси.

У наведеній конструкції ґрунтонепроникності стіни забезпечується за рахунок відсипання шару гравію між шпунтовой стінкою і дерев'яними щитами, встановленими на відстані 40 см від неї. Щити виконані з дощок товщиною 2,5 см і спираються на палі d = 17 см, що забиваються з кроком 1,5 м. Для забезпечення потопляемості щитів до них підвішені бетонні вантажі.

В останні роки в будівництві подібних причальних споруд все більшого поширення знаходять палі складних профілів (таврового, циліндричного, двотаврового і т. Д.), Що забезпечує більш доцільне розподіл бетону по перетину. Більш доцільне розподіл бетону по перетину веде до зменшення ваги паль на 1 пог. м споруди і, отже, до можливості збільшення ширини паль, що дозволяє знизити терміни будівництва причальних споруд і зменшити число вертикальних щілин. Крім того, палі фасонних профілів мають більшу погонной жорсткістю, що дозволяє зводити споруди з більшою вільної висотою стін.

На рис. 30 наведено приклад набережній козлового типу, яка була зведена на дослідній ділянці в Санкт-Петербурзькому річковому порту. Набережна складається з шпунта таврового перетину і похилих паль з попередньо напруженого залізобетону. Верх шпунта і

голови похилих паль пов'язані монолітної залізобетонної кордонної балкою, поверх якої встановлена ??збірна надбудова. Ґрунтонепроникності стінки забезпечується в зоні урізу води гравійним фільтром, нижче-навішуванням армованих асфальтових матів.

У сучасному портостроеніі в зв'язку з наявністю обладнання, що дозволяє занурювати металеві та залізобетонні палі з ухилом до 1: 1, набережні цього типу отримують значне поширення. Особливо доцільні вони в умовах обмеженої кордонної лінії.

Коли з економічних, геологічних або гідрологічними умовами застосування залізобетонних паль утруднено або невигідно, причальні стінки зводять з металевих шпунтових паль зетовий і коритного профілю. Плоский шпунт, який має малий момент опору, майже не застосовують.

Замкові з'єднання сталевих шпунтових паль є досить міцними і щільними, що забезпечує необхідну ґрунтонепроникності стін, а в ряді випадків і водонепроникність. Останнє для причальних споруд небажано, оскільки може привести до підпору грунтових вод і отже, до підвищення тиску на споруду. Для запобігання цьому в конструкціях стін з металевого шпунта передбачають спеціальні дренажні отвори. Стінки з металевих шпунтових паль з одним анкерним закріпленням за висотою можуть бути зведені на глибинах до 10 - 12 м, а з подвійним анкерним закріпленням - практично на будь-яких глибинах.

На рис. 29 приведена типова схема причальної стінки з металевого шпунта. У наведеній схемі причальна стінка вище урізу води має залізобетонну надбудову. Анкерний пояс з двох швелерів встановлений з внутрішньої сторони стінки, а анкерний тяж виконаний по безшарнірних схемою. Надбудови зазвичай зводять в тих випадках, коли необхідно наростити шпунт, або для захисту його від корозії в зоні змінного рівня і вище його. У тих випадках, коли такої необхідності немає, шпунт доводять до верху стінки. Оголовок шпунта, виконаний з металу або залізобетону, збільшує опір можливому взаємному зсуву шпунтин.

Анкерні пояса встановлюють з внутрішньої або зовнішньої сторони стінки. У тому випадку, коли пояса встановлені з внутрішньої сторони, усувається небезпека удару судів про виступаючі пояса і, крім того, вони менше піддаються корозії.

Щоб уникнути перенапруги в матеріалі анкерів в місцях їх закріплення від згинальних моментів, що виникають через несумісність грунту на анкерних тяжах, в конструкцію анкерів нерідко включають шарніри.

Конструкції причальних споруд на пальових підставах

Причальні споруди на палях і колонах характеризуються порівняно невеликою вагою верхньої будови, малим, а в ряді випадків і повною відсутністю тиску грунту на них, що значно зменшує обсяг робіт і знижує вартість споруд. Деякі з них, зокрема спорудження естакадного типу, майже не відображають набігають на них хвилі, тому їх зведення сприятливо позначається на хвильовому режимі в районі причалів і акваторії порту.

Споруди на палях і колонах можуть бути зведені на всіх грунтах, що допускають занурення паль і колон на необхідну глибину, а при слабких грунтах підстави є майже єдиними конструкціями, можливими до зведення в цих умовах.

 
 

За конструктивними особливостями причальні споруди на палях і колонах можуть бути поділені на дві групи: наскрізні споруди, або естакади, і набережні-стінки.

Основна відмінність цих конструкцій полягає в тому, що в системі пальових підстав наскрізних споруд відсутні суцільні стінки, це призводить до того, що наскрізні споруди практично не відчувають распорного тиску грунту, в зв'язку з чим їх часто називають безрозпірного спорудами.

Набережні-стінки, що сприймають распорное тиск грунту, називають розпірні спорудами.

Наскрізні причальні споруди в залежності від їх розташування відносно берега поділяють на дві групи:

-продольние естакади, або естакади, розташовані паралельно урізу води;

-поперечне естакади, розташовані під кутом до берега.

До першої групи належать естакади, що примикають до берега на всьому протязі, естакади зі з'їздами і облямівки. До другої групи належать вузькі пірси (рис. 31).

Естакади, що примикають до берега на всьому протязі (рис 31а), являють собою причальні споруди, розташовані над природним береговим схилом або штучним укосом.

Передню грань цих споруд зазвичай розташовують на лінії природних глибин, рівних необхідним глибин біля причалів, в зв'язку з чим ширина естакад виявляється тим більше, ніж положе берегової схил або підпричального укіс.

При дуже пологих берегах необхідна ширина естакад виявляється надмірно великий, тому зведення їх стає економічно недоцільним. Більш вигідними в цих умовах є естакади зі з'їздами.

Естакади зі з'їздами (рис. 31 б) складаються з поздовжніх естакад, розташованих в деякому віддаленні від урізу води, і з'їздів, що з'єднують їх з берегом. З'їзди розташовують зазвичай на відстані 30 - 50 м один від іншого, приймаючи, проте, ця відстань не більше довжини циліндричної вставки судна.

У деяких випадках подовжню естакаду пов'язують з берегом одним з'їздом, розташованим або в кінці, або в середині естакади (рис. 31 г-д).

У першому випадку такі естакади іноді називають Г-подібними, а в другому - Т-образними пірсами. Нерідко до Г-образним причалів можлива швартування суден з двох сторін: великих - з морської сторони і дрібніших - з берегової боку естакади.

Поздовжні естакади, що примикають на всьому протязі до існуючих мілководним набережних, називають оторочками (рис. 31е). Зводять облямівки для збільшення глибини мілководних причалів, а також коли необхідна установка перевантажувальних механізмів, навантаження від яких перевершує допустиму для існуючих споруд.

 Основним елементом естакад є верхня будова плитного або балочного типу, що спирається на палі або колони і зв'язує всю конструкцію в жорстку рамну або балочную систему і підстава.

Верхня будова призначене для сприйняття всіх зовнішніх навантажень на споруду і розподіл їх між палями або колонами. Останні передають їх на грунт.

 Мал. 32 Схеми набережних-стінок, б-набережні стінки з переднім шпунт; 1-надбудова, 2-ростверк, 3-шпунт
 За конструкцією підстави естакади можна поділити на естакади на палях і естакади на колонах.

Набережні-стінки складаються з наступних основних елементів: верхньої будови, пальового підстави і стінки з суцільного ряду паль (найчастіше шпунтових), призначенням якої є утримання від обвалення грунту, розташованого в межах вільної висоти стінки (від відмітки дна водойми до відмітки нижньої межі ростверку ).

Залежно від характеру сполучення шпунтовой стінки з ростверком вона може бути ненесучої або несучої. У першому випадку стінка навантажена лише розпірним тиском грунту і не бере участі в передачі тиску від ростверку на грунт підстави. У другому випадку крім распорного тиску грунту палі стінки сприймають і поздовжні зусилля, що передаються ростверком. Стінки з залізобетонних паль зазвичай виконують несучими, так як передача на них поздовжніх зусиль дозволяє більш раціонально використовувати матеріал залізобетонних паль. Стінки з металевих або дерев'яних паль виконують як несучими, так і ненесучими.

Свайне підставу набережних-стінок складається зазвичай з вертикальних і похилих паль (рис. 32).

Набережні-стінки на палях по конструктивних особливостях поділяють на дві підгрупи: набережні-стінки з переднім шпунт і набережні-стінки з заднім шпунт.

У першій з цих конструкцій суцільна пальових стінка розташована попереду пальового підстави споруди, в другій - позаду нього. Розташування суцільний стінки в системі пальового підстави у багатьох випадках зумовлює можливість і доцільність застосування тієї чи іншої конструкції набережній.

Підстава споруд на палях з високим пальових ростверком виконують з дерев'яних або залізобетонних забивних паль і рідше - з паль металевих.

Останнім часом широкого поширення, особливо для наскрізних споруд, отримали трубчасті залізобетонні палі.

Дерев'яні палі мають ряд переваг в порівнянні з палями з інших матеріалів: вони кислото- і морозостійкі, довговічні під водою, однаково добре пручаються стиску і розтягування. Дерев'яні палі легко переносять струсу як в процесі виробництва робіт зі зведення споруди, так і при ударі судів при підході їх до причалу. Крім того, вони відносно дешеві.

Підставою для відмови від застосування дерев'яних паль служить наявність червиць, обмеженість довжини паль (до 12 -14 м), а також великі навантаження на споруду.

Область поширення дерев'яних паль розширюється в міру впровадження в практику будівництва клеєних паль, розміри яких можуть бути найрізноманітнішими.

Мінімальний крок перехрещуються дерев'яних паль в поздовжньому напрямку (вздовж лінії кордону) приймають рівним 1 м, в поперечному - 0,8 м.

Залізобетонні палі значно розширюють сферу застосування споруд з високим пальових ростверком. Довжина залізобетонних паль може досягати 30 м і більше (відомі випадки застосування трубчастих паль з попередньо напруженого залізобетону довжиною до 60 м), а поперечний розмір: призматичних паль 0,5 м, трубчастих 1 м (опори діаметром більше 1 м відносять до колон).

Значно зростає і несуча здатність залізобетонних паль: для призматичних вона становить 60 - 80 т, а для трубчастих досягає декількох сот тонн.

В умовах великих коливань рівня води в конструкціях верхньої будови передбачають спеціальні експлуатаційні майданчика або ніші. Для деяких споруд в цьому випадку чіткого поділу верхньої будови на ростверк і надбудову провести неможливо.

Залежно від здатності ростверків піддаватися деформації спільно з підтримуючими їх палями ростверки поділяють: жорсткі, гнучкі і нежорсткі.

До твердим ростверком відносяться ростверки з бетону або малоармованих залізобетону, сильно розвинені в висоту. Жорсткість таких ростверків велика і їх деформації мізерно малі в порівнянні з деформаціями опор.

До гнучким ростверків відносяться ростверки з нормально армованого залізобетону, які мають малорозвинених в висоту перетин, в зв'язку з чим деформації ростверків впливають на деформацію паль підстави і навпаки.

За дослідженнями Н. А. Смородинського, для призматичних паль підрозділ ростверків на жорсткі або гнучкі може бути вироблено на підставі співвідношення сторін перетину, наведеного до прямокутника. Якщо відношення повної ширини перетину ростверку до його наведеної висоті не перевищує 4,3 ростверк вважається жорстким. При відносно більше 7 ростверк вважається гнучким.

Ростверк споруд на порожніх палях великого діаметра, а також споруд на колонах в переважній більшості випадків відноситься до категорії гнучких.

До нежестким ростверків відносять все ростверки, виконані з дерева, навіть в тому випадку, якщо на них є надбудова з ряжа по всій ширині ростверку.

Наведена класифікація причальних споруд з високим пальових ростверком за ступенем жорсткості останньоговідноситься в першу чергу до набережних-стінок. До наскрізним спорудам вона не завжди може бути застосована, так як верхня будова цих споруд може мати вельми різноманітні схеми.

Класифікація особливих типів причалів

До особливих типів причалів насамперед належать причали для танкерів. Причал для танкера може складатися з легких містків, за якими прокладаються трубопроводи, і опорної частини, на якій встановлені стаціонарні шлангопод'емнікі. Такий причал повинен бути розрахований на вертикальні навантаження від трубопроводів і шлангопод'емніков, а також на тимчасові навантаження від людей і автомашин. Крім того, причал відчуває і значні горизонтальні або похилі навантаження, що передаються від судна (натяг швартових, вітрової навал, удар судна при підході). Для сприйняття цих зусиль влаштовують бики або пали. Ці пристрої можуть бути ізольовані від конструкцій, що сприймають вертикальні навантаження. Найчастіше середня опорна частина збігається з майданчиком, на якій розташовані шлангопод'емнікі, а окремо розташовані пали, службовці для закріплення швартових, з'єднуються із середньою частиною за допомогою легких пішохідних містків.

Одним з перших причалів для танкерів у вигляді окремих опор є побудований в 20-і роки нафтової причал в датському порту Фредеріка. У 1927 - 1929 рр. в Батумському порту були побудовані п'ять глибоководних причалів, винесених в сторону акваторії і складаються з окремих «биків», складених з массівовой кладки і з'єднаних з берегом легкими мостами. Під мостами були підвішені нафтові труби. Ці причали успішно експлуатуються і в даний час.

Однак одночасно для танкерів будувалися і причали у вигляді вузьких пірсів. Наприклад, в 1920-1930 рр. в Туапсе був побудований нафтовий фундамент залізобетонний пірс на чотири причали. Збільшення розмірів і вантажопідйомності танкерів, особливо в останнє десятиліття, коли їх вантажопідйомність з 10-16 тис. Т піднялася до 40-60 і навіть 200 тис. Г, зажадало перебудови існуючих та будівництво нових нафтових причалів. Все це позначилося не тільки на розташуванні нафтових причалів, а й на їх типах і конструкціях. Значне збільшення глибини біля причалів і на підходах до них змусило в ряді випадків виносити нафтові причали за межі існуючих портових акваторій і розташовувати їх на природних глибинах, що відповідають опадам сучасних супертанкерів (15-18 м і більше).

Такі причали, якщо це можливо, слід розташовувати в природних затоках або гирлах річок, де хвилювання не може сильно впливати на виробництво вантажних операцій. У деяких випадках ці причали вимагають спеціальних захисних споруд. За конструктивними особливостями причали для супертанкерів найчастіше відносяться до типу причалів на окремих опорах. Слід зазначити, що причали приблизно такого ж типу можуть споруджуватися і для великих углерудовозов, які обладнані спеціальними транспортерними установками, що не вимагають великої ширини причалу. У деяких випадках причали для супертанкерів і углерудовозов можуть мати острівний характер, причому для подачі нафтовантажів з берега в цьому випадку застосовують укладені по дну трубопроводи, а для подачі сипучих вантажів - канатні дороги.

До причалів особливих типів можуть бути віднесені і пасажирські причали, розташовані на відкритих морських узбережжях, так звані пристані на відкритих морських узбережжях.

Рейдові і острівні причали

 Рейдові і острівні причали, так само як і плавучі, призначені для вантажно-розвантажувальних операцій. Острівний причал в Хорель-Амайя (рис. 33), розташований в Перській затоці на відстані 51 км від берега, побудований в 1961 р і призначений для прийому великих танкерів дедвейтом до

65000 т, що експортують сиру нафту з Південного Іраку. Причал пов'язаний з берегом двома підводними нафтопроводами. При загальній протяжності 369 м причал складається з центральної робочої платформи, до якої швартується судно, і двох кінцевих платформ, службовців для кріплення швартових кінців. Всі три платформи з'єднані перехідними містками довжиною по 45 м з двома додатковими опорами.

В якості підстави причалу використані сталеві палі, а верхня будова виконано з металевих ферм і понтонів, буксируваних на місце в готовому вигляді.

Оригінальна конструкція нафтового рейдового причалу (рис. 34) побудована в 1961 р причалу поблизу порту Брега (Лівія) у вигляді нерухомої вежі, навколо якої судно може дрейфувати на 360 °, що дозволяє йому посісти становище найменшого опору хвилювання і вітру. Підводний нафтопровід довжиною близько 2 км з труб діаметром 106,7 см підведений до башти, глибина води у якій становить 30,5 м, що забезпечує підхід до неї найбільших сучасних танкерів.

Описуваний рейдовий причал складається з трьох основних елементів. Сама вежа висотою 43,6 м спирається на чотири похилі опори із забитих у грунт сталевих колон (2), що сходяться у вершини. Вежа по периметру оточена двадцятьма чотирма вертикальними трубчастими палями (3) з гумовими відбійними пристроями (4), що дозволяють здійснити швартування танкера з будь-якого боку.

Другим елементом є шарнірно з'єднана з верхом вежі консольна балка довжиною 41,7 м. До останньої підвішується підводний ферма (6) довжиною 170,7 м, підтримувана лебідками. Плавучість цієї ферми, виконаної із сталевих труб, регулюється за допомогою цистерн (7), що наповнюються стисненим повітрям. Нафта подається по двом гнучких шлангах (8) діаметром по 71 см шляхом підключення до моннфолду (приймального нафтопроводу) танкера. Горизонтальна частина ферми заглиблена настільки, щоб її не могли зачепити судна, що проходять між платформою і вежею. Описуваний тип рейдового причалу дозволяє здійснити прийом нафти в будь-яку погоду.

Острівні причали набули широкого поширення в морських нафтопромислах Каспію. Через ці причали, віддалені від берега на значні відстані, видобута нафта відправляється на берег або підводним трубопроводом, або наливається в танкери, швартуються безпосередньо до причалу.

Мал. 34. Рейдовий причал: загальний вигляд і стоянка танкера у рейдового причалу
 
 

Причальні споруди на опорах підвищеної несучої здатності.

Зі збільшенням глибин і навантажень при слабких грунтах підстави застосування пальових конструкцій помітно здорожує вартість будівництва. Різко збільшується кількість паль, ускладнюється монтаж верхньої будови. У подібних умовах вдаються до конструкцій з підвищеною несучою здатністю. Такі опори можуть бути влаштовані у вигляді залізобетонних

або металевих колон, циліндрів з гвинтовою лопаттю, оболонок-колодязів.

Конструкція причалу на порожніх залізобетонних колонах діаметром 1,6 м при товщині стінки 0,15 м показана на рис. 35. Після занурення колон за допомогою спеціальних вібраторів до проектної позначки на них встановлюються залізобетонні Т-образні поздовжні ригелі.

 
 

Мал. 35. Поперечний розріз причалу на колонах-оболонках.

1-портова балка; 2-відбійне пристрій з гумових трубок (d-40 см L = 200 см); 3-швартовних тумба; 4 - сполучна діафрагма; 5 - цементно-бетонні покриття; 6 панель; 7-ригель; 8 - щебеневий контрфільтра

Останні, в свою чергу, підпирають поперечні таврові панелі, покладені впритул один до одного. Утворюється при цьому суцільне верхню будову покривається цементно-бетонним розчином. Омонолічування (закріплення) ригелів і панелей до колон виробляють бетонуванням заздалегідь залишених порожнин. Потім до з'єднувальним діафрагм підвішуються бортові балки з гумовими трубами (для пом'якшення удару судна) і спільно з тумбою, омонолічіваются з ригелями шляхом заповнення порожнин між сполучними діафрагмами бетоном.

Для захисту підпричального укосу від розмиву при хвилюванні передбачена кам'яна відсипання з ухилом 1: 1,7. Сполучення споруди з територією здійснено за допомогою залізобетонної уголковой стінки і кам'яної призми з контрфільтра.

На рис. 36 зображений глибоководний причал з оболонок діаметром 11 м, зведений недавно в Тулонском порту (Франція).

В даному випадку суцільний причальний фронт утворюється оболонками діаметром 11 м при товщині стінки 0,76 м.

Поряд зі збільшенням поперечних розмірів опор збільшення несучої здатності в слабких грунтах можна досягти також застосуванням гвинтових паль (рис. 37).

Мал. 36. Глибоководний причал з оболонок

 Гвинтові палі можна застосовувати для будь-яких грунтів, що допускають загвинчування, за винятком глинистих ґрунтів текучої консистенції, слабких мулів і заторфованних грунтів. Паля складається з циліндричного залізобетонного або металевого стовбура і черевика з гвинтовою лопаттю. Суцільний або порожнистий стовбур (рис. 37 а) залізобетонної гвинтовий палі з'єднаний за допомогою закладних частин з черевиком (рис. 37 б), що складається з наконечника і гвинтовий лопаті. Стовбур металевої гвинтової палі (рис. 37 в) з безшовних гарячекатаних сталевих труб при необхідності заповнюють бетоном. Гвинтові частина лопаті може бути литий зі сталі або чавуну, зварений з листової сталі суцільного або полого перетину (рис. 37 г), а також з склопластиків. Прагнення скоротити вартість і терміни будівництва причальних споруд призвело до створення нових методів їх зведення. Як приклад звернемося до рис. 38. Верхня будова у вигляді металевого понтона заздалегідь виготовляється на верфі і буксирується на місце. Після установки їх в створі споруди на якорях в заздалегідь залишені отвори опускаються колони з металевих труб до того, що спирається на грунт підстави. Потім за допомогою домкратів понтон піднімають в проектне положення і починається забивання колон пальових молотом,

Рис 37. Гвинтові палі.




ВСТУП 1 сторінка | ВСТУП 2 сторінка | ВСТУП 3 сторінка | ВСТУП 4 сторінка | КЛАСИФІКАЦІЯ, СКЛАД І ОСНОВНІ ЕЛЕМЕНТИ МОРСЬКИХ І РІЧКОВИХ ПОРТОВ. | МОРСЬКІ І річкові судноплавні канали | А) повного профілю б) неповного профілю в) відсутність прорізи | АКВАТОРІЯ І ТЕРИТОРІЯ ПОРТУ | ПРИРОДНИЙ РЕЖИМ морським узбережжям і гирлової ділянки РЕК ТА ЙОГО ВПЛИВ НА ПРИСТРІЙ І ЕКСПЛУАТАЦІЮ ПОРТОВ І ВОДНИХ ШЛЯХІВ собщений | відбійні пристрої |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати