Вибір читачів
Популярні статті
Класифікація причалів та причальних споруд. Портові гідротехнічні споруди. Причали для катерів та їх будівництво
Під загальним поняттямморська або річкова гідротехнічна споруда має на увазі об'єкт, розрахований на взаємодію з водним середовищем у різноманітності її станів (солоність води, значне вітрове хвилювання, приливні явища, паводки, льодові дії та ін.).
Гідротехнічна споруда, призначена для забезпечення стоянки біля неї судна на швартовах, називається причальною спорудою. Причальні споруди утворюють причальний фронт для стоянки судів, виконання перевантажувальних робіт, постачання, відстою та інших операцій. Причальна лінія відображає планову конфігурацію розташування причальних споруд у причальному фронті. Причалом називається ділянка причальної лінії, відведений обслуговування одного судна певних розмірів (габаритної довжини і опади в вантажу).
Причальні споруди класифікуються за призначенням, розташуванням у плані, типом конструкцій, матеріалом виготовлення, способом будівництва.
За експлуатаційним призначенням причальні споруди спеціалізуються залежно від роду перероблюваних вантажів, напряму вантажопотоку, типу та розмірів суден, що швартуються, та інших спеціальних факторів.
За розташуванням у плані причальні споруди можна розділити на набережні, пірси, плавучі і рейдові причали.
Набережними називаються причальні споруди, що сполучають берег з акваторією передньої лінії урізу води. Набережна стінка є конструкцією у вигляді суцільної підпірної стінки. Наскрізна, або естакадна, набережна - це безрозпірна споруда, що сполучається з берегом за допомогою окремих опор (паль, паль-оболонок). При зведенні набережних потрібно виконання порівняно невеликих обсягів будівельних робіт, є можливість застосування методу потокового будівництва, полегшується маневрування суден технічного та спеціального флоту будівельників. Значні тилові території за набережними можуть бути використані для тимчасових споруд будівельників.
Пірси - це причальні споруди з двостороннім доступом для суден, що виступають із берега в акваторію під кутом, стосовно урізу води часто прямі. Пірсова система вимагає меншого питомого обсягу днопоглиблювальних робіт із розрахунку на причал. Кореневі частини пірсів примикають до ділянок берега, на яких утруднено розташування тимчасових споруд будівельників через відсутність тилових територій.
Плавучі причали застосовують при значних коливаннях рівня зливних морів, паводкових і зливових коливаннях річок, недостатніх глибинах у стаціонарних причалів порту як тимчасові для переробки епізодичного вантажопотоку і легко забираються при льодоходах.
Рейдові причали влаштовують на значних глибинах захищених та недостатньо захищених від хвилювання акваторій порту, а також на відкритих рейдах.
Способи виконання робіт при зведенні причальних споруд можна класифікувати за найважливішою ознакою - ступенем використання акваторії та берега.
Будівництво причалів може проводитися з води, з берега, березі, комбінованим способом.
Під час будівництва з води (мал. 1) застосовують плавучі засоби. Будівництво з берега або на березі виконують без плавзасобів. Будівництво з берега може проводитися піонерним способом (рис. 2, а-в), що застосовується для пірсових конструкцій. Прикладами будівництва на березі є методи: «стіна в грунті» (рис. 3); за тимчасовими земляними греблями (рис. 4); шпунтовими та іншими видами перемичок (іноді вимагають проведення водовідливу або водозниження); забивкою сталевого та залізобетонного шпунта в стінки болевірків на березі, а також при опусканні колодязів та кесонів на суші. При комбінованому способі будівництва тимчасові конструкції влаштовують із води, а постійні зводять із берега (рис. 5). Дерев'яні підмосткові палі для влаштування на них нитки рейкової колії під коткий металевий візок забивають плавучим копром. Залізобетонні палі основної конструкції занурюють за допомогою копра, встановленого на візку.
Будь-який із цих способів вимагає у заключній фазі будівництва роботи днопоглиблювальних снарядів для утворення необхідних глибин на підходящих до причалів акваторії та каналах.
Причальні споруди, що розглядаються, являють собою наскрізні конструкції з окремо стоять опор, у вигляді паль, занурених у грунт на певну глибину і з'єднаних між собою верхньою будовою.
Естакади можуть бути різних типів(рис. 95): на палях з наголовниками (а); з розширеним кроком паль (б); на оболонках діаметром 1,2 м (в); на палях-оболонках з поперечними (г) та поздовжніми (д) ригелями; наскрізний пірс на призматичних палях св).
Фізико-механічні властивості деревини та цінність сталі зумовили широке поширення причальних споруд естакадного типу на залізобетонних палях або палях-оболонках. Найбільш застосовні у вітчизняній практиці збірні залізобетонні естакади нерозрізного типу на попередньо напружених призматичних палях і палях-оболонках з верхньою будовою з великоблочних елементів з глибинами біля причалів 4,5-13 м при грунтах основ, що допускають занурення паль та паль-оболонок.
Конструкції естакадних причальних споруд на призматичних палях складаються з залізобетонних рядів попередньо напружених призматичних паль (у типових проектах перетином 45х45 см). У поперечному напрямку у ряді міститься 4-8 вертикальних паль, занурених з однаковим або різним кроком. Для сприйняття горизонтальних навантажень іноді занурюють похилі палі. Голови паль об'єднують шляхом їхнього омонолічування зі збірною верхньою будовою. При цьому застосування наголовників або капітелей допускається лише при плоских ростверках із тонких плит.
Естакадну набережну будують у наступній послідовності: занурення паль; оформлення підпричального укосу; обробка голів паль; монтаж плит верхньої будови; будову тилового сполучення; будову покриття причалу з прокладанням необхідних шляхів та комунікацій; установка швартовних ivm6 та амортизаційних пристроїв.
При зануренні паль з плавучих засобів у роботі беруть участь: плавучий універсальний (або іншого типу) копер, плавкран вантажопідйомністю не менше за масу найдовшої палі з наголовником, понтон вантажопідйомністю 250 т і буксирний катер потужністю 184 кВт. З будівельного майданчика вантажать на понтон палі (7-12 шт.), щонайменше змінного їх запасу. Понтон підводять буксиром до місця занурення паль. Якщо для занурення застосовують свабійний інструмент (молот), достатньо лише одного універсального копра для перевантаження та забивання паль та установки напрямних або кондуктора. За наявності також плавучого крапа копер використовують більш продуктивно - тільки в операціях з занурення паль, всі інші роботи виконують крапом. При віброзануренні паль можна працювати лише одним крапом без копра.
При зануренні застосовують напрямні, що забезпечують лопаткову точність забивання паль у кожному поперечному ряду, що не виключає неточного взаємного розташування рядів паль. Застосування кондукторів дозволяє точно забивати палі як по поперечних рядах, так і поздовжніх.
Загальна схема руху плавучого копра при зануренні паль залежить від темпу будівництва, опади та розмірів копра, кроку паль, конфігурації підпричального укосу (рис. 96). Занурення паль з пересувних риштовань при будівництві причалів було показано раніше ().
При зануренні паль допускається їх відхилення в плані до половини найбільшої сторони поперечного перерізу, але не більше ніж на 20 см. Число паль, що мають відхилення 10-20 см, не повинно перевищувати 20% їх загальної кількості в причалі.
Після забивання паль, до початку відсипання з води матеріалу підпричальної призми, розбивають і закріплюють на лінії лінії брівки підпричального укосу та його тилового сполучення. Рваний камінь масою до 100 кг відсипають у укіс з точністю ±15 см. Контрфільтр відсипають із щебеню з допусками ±10 см. . Кам'яний укіс вирівнюють під водою водолази, які встановлюють по довжині укосу в два або три ряди, що направляють з вузькоколійних рейок з таким розрахунком, щоб позначки головок рейок відповідали проектним відміткам укосу. При переміщенні укладеної поперечно по головках рейок контрольної рейки знімають зайві камені і заповнюють ями на підпричальному укосі. Кам'яне ліжко під тилове сполучення причалу можна відсипати самоскидами із змонтованої та омонолічної верхньої будови.
Підпричальний укіс можна також влаштовувати з викладкою із збірних залізобетонних плит з отворами, запроектованих за участю автора (рис. 97, а), та пастилкою асфальтобетонних матраців (рис. 97,6) в умовах річкового будівництва.
Після відсипання підпричального укосу голови паль зрубають під проектні позначки з плавучого інвентарного містка за допомогою відбійних молотків (з допуском 3 см) або спеціальних механізованих пристроїв (див раніше). На зрубаних палях (з обробленими належним чином випусками арматури) з плавучих містків монтують інвентарні металеві або деревометалеві хомути, якими встановлюють плавкраном наголовники.
Перед омонолічуванням наголовника зі своєї випуски арматури приварюють до швелерних балок, вбетонованих в наголовник. При встановленні плит верхньої будови по палях без наголовників і розрізки плнт перпендикулярно кордонної лінії причалу плити встановлюють у проектне положення безпосередньо по монтажним хомутам з подальшим бетонуванням монтажних ригелів.
При розрізанні плит паралельно кордону причалу монтаж верхньої будови починають з установки кордонних плит, що визначають лінію причалу, після чого монтують проміжні та тилові плити. Для монтажу плит застосовують траверси або розпірні рами, що забезпечують необхідну точність монтажу без перенапруги в залізобетоні елементів, що монтуються.
Омонолічування плит між собою, а також з наголовниками та палями виробляють бетонною сумішшю марки на 100 одиниць вище, ніж марка збірних конструкцій, із ретельним ущільненням вібруванням. У процесі омонолічування плит також бетонують тумбові масиви. Шви розширення заповнюють просоченими креозотом та покритими бітумом дошками.
Передача на змонтовану частину верхньої будівлі необхідних монтажних навантажень або навантажень від транспорту дозволяється лише після досягнення бетоном не менше 70% проектної міцності.
Тилове сполучення причалу може бути виконане у вигляді бетонного масиву (монолітного або пустотного), залізобетонної кутової стінки або комбінованим (у нижньому курсі – масив, поверх його – кутова стінка).
Перед улаштуванням бетонного покриття за верхньою будовою причалу встановлюють балки з профільного металу з анкерами для кріплення рейок, а також монтують дощоприймачі. Для покриття застосовують бетонну суміш з водоцементним ставленням 0,5-0,55, з осадкою конуса 1-2 см і показником зручності 25-15 с при укладанні за допомогою поверхневих вібраторів і віброрейок. Бетон подають на укладання самоскидами. Шви бетонного покриття шириною 2 см, розташовані над швами ростверку, заливають бітумом.
При укладанні залізничних та кранових колій під рейки підливають цементний розчин складу 1:2,5 при марці портландцементу не нижче 500. Па 1 м 3 розчину додають 100 кг сталевого «волосся». Штраби та прирейкові лотки заповнюють асфальтобетоном, ущільнюючи його гарячими металевими трамбуваннями. Роботи виконують у суху погоду за температури повітря не нижче +5°С.
Технологічна схема будівництва естакади з розширеним кроком паль наведено на рис. 98, а-е.
Для зведення набережних та пірсів естакадного типу широко застосовують залізобетонні циліндричні палі-оболонки зовнішнім діаметром 0,6 1,6 м. Будівництво причальних споруд на оболонках діаметром 0,6 м у принципі нічим не відрізняється від будівництва на призматичних палях.
Тяжкі (15-80 т) та довгі палі-оболонки перевозять зі складу зберігання до місця занурення морем. Для підйому оболонок у горизонтальному положенні слід застосовувати спеціальні захвати, що запобігають пошкодженню поверхні бетону. Як виняток може бути допущено застосування для цього звичайних тросових петльових стропів з прокладанням м'яких кранців. Палі-оболонки перевозять на палубних баржах та плашкоутах відповідної вантажопідйомності, а за відстані перевезення до 5 км – на вантажній палубі плавкрана. На палубі судна кожну колону укладають дві дерев'яні прокладки з викружками по радіусу оболонки з відстанню між прокладками, рівним 0,6 довжини оболонки. Палі-оболонки повинні бути надійно закріплені, щоб уникнути їхнього переміщення. Перевезення оболонок на стрілі крана у вертикальному положенні допустима тільки на невеликі відстані, в закритих акваторіях з подальшою установкою в направляючі пристрої для занурення.
Перевозимо горизонтально оболонки переводять у вертикальне положення за допомогою плавкрана вантажопідйомністю 100 т при підйомі одного кінця, оснащеного торцевим облаштуванням стропування. Іноді при великій довжині оболонки у вертикальному положенні вона не поміщається між гаком крана і відміткою дна акваторії. В цьому випадку необхідні спеціальні прийоми та оснащення для занурення довгих паль-оболонок (деякі з цих прийомів, запропоновані автором, наводяться нижче):
- спочатку занурюють лише частину довгої оболонки, а потім на плаву виробляють вертикальне стикування її з верхньою ланкою за допомогою монтажного болтового стику. Надалі виконують проектний зварний стик;
- для надання плавучості паля-оболонки її торці герметично задраюють на березі пластиковими полотнищами з перхлорвінілу. Оболонку в горизонтальному положенні переносять краном на сечу і буксирують до місця занурення. Потім її голову крокують до гака крана, а пластикове полотнище проривають біля ножового торця. При цьому занурюється ножова частина оболонки під воду, одночасно краном піднімається головна частина до приведення оболонки у вертикальне положення;
- палю-оболонку транспортують у горизонтальному положенні на палубі понтона крана. Головна частина оболонки кріпиться до гака крана, а ножова знаходиться у спеціальній шарнірній цапфі, що приєднана до борту понтона крана. При підйомі голови оболонки одночасно за допомогою шарнірної цапфи відбуваються поворот і поступальний рух оболонки за борт. При доведенні оболонки до вертикального положення, паралельного бортовій площині понтону, оболонку звільняють із цапфи та заводять у плавкондуктор;
- оболонку перевозять на понтоні, потім занурюють у похилому положенні у воду. При цьому її головна частина спирається на спеціальне ложе на борту понтона, а ножова - на покладену на дні акваторії залізобетонну плиту. При піднесенні голови оболонка, спираючись на підводну плиту, повертається до вертикального положення. Плита попереджає передчасне занурення ножової частини у слабкі ґрунти дна акваторії.
Деякою модифікацією способу занурення паль-оболонок з пересувних риштовання (і монтажу верхньої будови) є застосування для цього широкопрогонового козлового крана. Палі-оболонки прикордонного ряду, на яких розташовується нога крана, занурюють із плавучих засобів. Рейковий шлях під другу ногу крана встановлюють з таким розрахунком, щоб під портал крана можна було доставляти на автомашинах з причепами палі-оболонки, а також інші конструкції та матеріали. Віброзанурення оболонок козловим краном виробляють за допомогою плавкондуктора, що є дві спарені тонкостінні металеві труби діаметром 100 см із заглушками по торцях, між якими розташовані осередки для розміщення шести оболонок поздовжньої секції причалу. Кондуктор розкріплюють крайні, раніше забиті оболонки.
Причальні споруди естакадного типу на палях-оболонках споруджують з кроком опор, що дозволяє відсипати до 70% матеріалу підпричальної призми за допомогою шаланд з днищами, що відкриваються. Близько 15% каменю та щебеню відсипають у незручні місця підпричального укосу плавучим грейферним краном та 15% автотранспортом зі змонтованої верхньої будови.
Після відсипання підпричального укосу до занурених паль-оболонок підводять півкільцеві плавучі риштовання, що замикаються навколо оболонок в кільце. З риштовання встановлюють об'ємні оболонки інвентарні металеві бандажі, що служать напрямними для зрубування голів пневматичними відбійними молотками або зрізання абразивним інструментом. Зрізати голови паль-оболонок під проектну позначку необхідно з точністю ± 3 см. Зрубані оголовки після розрізання оголених поздовжніх стрижнів арматури забирають плавкраном.
Найпростішим видом верхньої будови, що застосовується для естакад на палях-оболонках діаметром 1,2 м, є верхня будова із збірних залізобетонних плоских квадратних плит зі стороною 5,23 м, товщиною 0,6 м, масою 40 т. За допомогою плавкрана вантажопідйомністю 15 т на голови колон встановлюють опорні майданчики та приварюють заставні частини майданчиків до фланців голів оболонок. Потім проводять омонолічування майданчиків з головами паль. Після досягнення бетоном не менше 70% проектної міцності плавкраном вантажопідйомністю 50 т по опорних майданчиках встановлюють кордонні блоки, ростверкові плити та тилові блоки.
Перша вітчизняна збірна естакадна набережна із залізобетонних великоблочних попередньо напружених елементів, споруджена під керівництвом автора, являла собою рамну конструкцію з опорами з паль-оболонок діаметром 1,6 м, з поперечними ригелями та укладеними по них плитами верхньої будови.
Після занурення із внутрішніх порожнин оболонок відкачували воду на глибину 3,5 м, рахуючи від верху оболонки. У осушену верхню частину оболонки опускали за допомогою крана «Піонер» залізобетонне диск-днище, яке закріплюється трьома металевими підвісками до випусків арматури на торці оболонки. Поверх диск-днища влаштовували бетонну пробку заввишки 20 см. Потім з об'ємних оболонки плотиків на голови колон надягали зовнішні і внутрішні бандажі зі смугової сталі (шириною 16 см, товщиною 8 мм), що складаються (кожний) з двох напівболандажів, що кріпляться на болтах. На голови крайніх у поперечному ряду оболонок між бандажами встановлювали на підливі з пластичного бетону три сталевих кубики з розміром сторони 8 см (один на одну колону і два на іншу), що фіксують висотне положення ригеля. Кільцеве місце між бандажами заповнювали бетоном марки 500, приготовленим на дрібному щебені. Бандажі, що виступали над верхом кубиків на 5 см, вільно брали в облогу під дією ваги встановлюваного ригеля.
Монтаж ригеля здійснювали за допомогою плавкрана вантажопідйомністю 100 т за допомогою траверси або довгих стропів при хвилюванні на морі, що не перевищує 2 бали. Для точної фіксації положення ригелів у плані служили напрямні, укріплені на плавучих містках-кондукторах. У кожному прольоті першою монтували бортову балку, що дає напрямок лінії кордону причалу. Далі по ригелях укладали шар бетонної підготовки завтовшки 5 см, на який встановлювали плити верхньої будови. При монтажі елементів допускалося викривлення лінії кордону в плані не більше ±2 см та відхилення горизонтальних площин бортових балок не більше ±3 см у плед елах довжини секції.
Слідом за монтажем елементів верхньої будови проводили роботи з омонолічування оболонок зі збірними ригелями, бетонування монолітної частини та поздовжніх швів між плитами та балками. Перед омонолічуванням швів між плитами знизу плит підвішували опалубку з одиночних дощок на дротяних скрутках і встановлювали арматуру омонолічування. Омонолічування виконували піонерним способом з підвезенням бетонної суміші в самоскидах по змонтованій будові.
Загальна схема монтажу причалу (рис. 99) включає наступні роботи: занурення оболонок (I), зрубування голів оболонок (II), відсипання підпричальної призми (III), монтаж ригелів та плит верхньої будови (IV), монтаж коробів тилового сполучення (V) , монтаж відбійних рам та швартовних тумб (VI) Дотримання вимог безпеки праці під час монтажу конструкцій наводиться у спеціальній літературі.
Призначення та класифікація причальних споруд
Причальні споруди призначені для надійного швартування суден при перевантажувальних роботах, бункеруванні, постачанні, ремонті.Причальні споруди класифікуються за такими ознаками:
Розташування у плані.
Набережні- споруди, які на всій своїй протязі примикають до берега.
Пірси– причальні споруди, що розташовані під кутом до берега та мають двосторонній доступ для суден.
Рейдові причали- причальні споруди, що влаштовуються на відкритих і закритих акваторіях на значній відстані від берега і призначені для швартування, як правило, великотоннажних суден.
Плавучі причали– причальні споруди, що не мають стаціонарної основи та виконуються у вигляді понтонів різної конструкції. Застосовують їх при значних коливаннях рівня води у водоймі, недостатній для підходу суден глибини у стаціонарних причалів, а також за невеликих вантажообігів. Плавучі причали можна успішно застосовувати для навантаження та розвантаження ліхтерів.
Розташування у плані причальних споруд
1 – берегова лінія; 2 – пірс; 3 – набережна; 4 – акваторія; 5 – рейдовий стаціонарний причал; 6 – плавучий причал
Конструктивні ознаки.
Класифікація причальних споруд за конструктивними ознаками
а- гравітаційні; б– типу тонкої стінки (больверки); в– з високим пальовим ростверком; г- Змішані, на спеціальній підставі.
Гравітаційні(а)- причальні споруди, стійкість яких на зсув та перекидання забезпечується їх власною масою.
Больверк(Б) - споруда у вигляді суцільної стінки з металевого шпунта, паль-оболонок, і т.д., зверху зазвичай є надбудова з бруса. Больверк може мати анкерний пристрій або мати. Стійкість споруди типу "больверк" забезпечується опором ґрунту, розташованого перед стінкою та анкерною опорою. За відсутності анкерної опори стійкість стінки досягається затисканням її основи грунті.
Причальні споруди з високим пальовим ростверком– споруди на основі, у яких плита ростверку знаходиться вище рівня води. Стійкість пальових споруд забезпечується затисканням паль у ґрунті.
Споруди змішаного типу, на спеціальних підставах (г)– споруди, до складу яких входять ряд елементів, притаманних кількох конструкцій причальних споруд.
Матеріал причальної споруди.
За матеріалами причальні споруди класифікуються на: дерев'яні, металеві, бетонні, залізобетонні та змішані. Найбільшого поширення мають бетонні та залізобетонні причальні споруди. Останніми роками у зв'язку зі значним зростанням водотоннажності суден і необхідністю будівництва глибоководних причалів (глибина до 20-25 м і більше) у світовій практиці набувають поширення набережні та пірси з використанням металу – сталевих труб діаметром 1 – 3 м, потужного шпунта тощо. п.
Термін служби.
За термінами служби причальні споруди поділяються на постійні та тимчасові. Постійні споруди розраховані тривалий період експлуатації, тобто. зазвичай до фізичного чи морального зносу. Тимчасові споруди призначені для короткочасного періоду експлуатації, наприклад, на період будівництва або ремонту основної споруди.
Клас капітальності.
Залежно від розмірів діючих навантажень та наслідків від порушення нормальної роботи причальні споруди поділяються на класи капітальності. Причальні споруди заввишки понад 25 м відносяться до 1 класу капітальності, заввишки 20 – 25 м – до 11 класу капітальності, менше 20 м – до 111 класу капітальності.
Рід вантажу, що переробляється.
З огляду на конструктивні особливості причалів обслуговування нафтотанкерів, рудовозов та інших. подібних судів, ці причали іноді виділяють у групу спеціалізованих, які зазвичай є вузькі пірси чи рейдові причали.
Гравітаційні причальні споруди
Гравітаційні причальні споруди складаються із трьох основних частин:
Штучна основа (ліжко)виконується з начерку каменю і влаштовується для вирівнювання поверхні ґрунтової основи, зменшення поверхневого навантаження на нього, що передається від споруди, а також для захисту споруди від підмиву хвилюванням, течією та від впливу роботи гвинтів.
Підводна частинаспоруди влаштовується різними методами (з кладки масивів, ряжеві конструкції, масиви-гіганти тощо).
Надбудова– зводиться, як правило, насухо, конструктивно може бути виконана легшою, інколи ж із матеріалів, що використовуються для підводної частини споруди.
Гравітаційні причальні споруди можна зводити на будь-яких ґрунтах, у тому числі і на слабких ґрунтах, спеціально закріплених для сприйняття розрахункових навантажень, що спричиняє додаткові витрати.
Деякі типи цих споруд успішно експлуатуються у важких гідрометеорологічних умовах, зокрема льодових, та в агресивному морському середовищі. Гравітаційні причальні споруди залежно від конструкції можна застосовувати практично за будь-яких глибин, необхідних для експлуатації сучасних великотоннажних суден.
Причальні споруди із кладки масивів.
Виконуються з правильної кладки масивів масою 25-100 т, що укладаються горизонтальними рядами – курсами з перев'язкою швів. Найбільшого поширення набули набережні трапецеїдального профілю з правильної масивної кладки. (П'ять рядів бетонних масивів масою по 30-50 т кожен). Підставою є кам'яне ліжко, що вирівнюється водолазами або підводними планувальниками.
З тилової сторони стінки для зменшення горизонтального зусилля засипають кам'яну призму з гравію гравію для запобігання вимиванню піщаної засипки через шви масивної кладки.
Раціональний профіль споруд з кладки масивів масою близько 100 т був запропонований Союзморнііпроектом. .
Н 
абережна трапецієдальної форми
Набережна конструкції Союзморніїпроект
Набережна інженера Рав'є виконана із трьох курсів масивів по 45 т кожен. Масиви забезпечені гребенями і пазами, що збільшують їхню стійкість на зсув один щодо іншого. Масиви верхнього курсу мають двотаврову форму, інші таврову.
Набережна Рав'є
Пустотілі масиви виготовляються зменшення маси споруди і заповнюються піском. Поверх піску для запобігання його вимиванню через шви між масивами був насипаний шар гравію завтовшки 25 см. Маса масивів двох нижніх курсів (з заповнювачем) становить близько 50 т, верхнього курсу 60 т.
Набережна з пустотілих масивів у порту Клайпеда
Причальні споруди ряжевої конструкції.
Виготовляються з дерева, порівняно широко застосовувалися у північних районах. В даний час практично не застосовуються. Ряжеві причальні споруди доцільно застосовувати за наявності дома будівництва лісу, місцевого каменю, придатного для гідротехнічного будівництва, і якщо у воді відсутні древоточцы. Дерево під водою зберігається довго, а в зоні змінного горизонту влаштовують бетонну надбудову.
При будівництві рядових споруд не потрібно дорогого обладнання, дефіцитних матеріалів, можна обмежитись грубим вирівнюванням ліжка. У причальних спорудах із ряжею глибина біля кордону, як правило, не перевищує 10 м. Максимальна висота ряжею залежить від міцності деревини і не може перевищувати 17 м.
У практиці портового будівництва робилися спроби створення ряжових набережних із залізобетонних елементів, проте поширення вони не отримали через високу трудомісткість монтажних робіт.
Причальні споруди із масивів – гігантів.
М 
асиви-гіганти для набережних виготовляють у вигляді тонкостінних плавучих ящиків, які буксирують на місце, затоплюють і потім заповнюють піском або каменем. Масиви-гіганти можуть бути в поперечному розрізі симетричної чи несиметричної форми. Встановлюються на глибинах 25 м та більше. Через високу вартість споруди з масивів-гігантів доцільно лише за великому обсязіробіт.
Збірні кутові набережні.
На вигляд ці споруди розрізняються:
Із зовнішнім анкеруванням. На заздалегідь вирівняну водолазами кам'яну постіль плавучим краном встановлюються фундаментні плити 1. Потім збирають лицьові плити 2, а також тилові анкерні плити 4, що закріплюють лицьові за допомогою анкерних тяг 3. З лицьового боку причалу підвішують відбійний пристрій з гумових труб для амортизації ударних при підході судів до причалу. Після закінчення збирання засипають пісок до проектної позначки.
З внутрішнім анкеруванням. Відрізняються від стінок із зовнішнім анкеруванням тим, що в даному випадку анкерні тяги 3 кріплять безпосередньо до фундаментних плит 1. Завдяки цьому значно скорочуються довжини анкерних тяг і відпадає необхідність у тилових опорних плитах.
Кутові стінки
а– із зовнішнім анкеруванням; б– з внутрішнім анкеруванням; в- контрфорсна
Набережні із оболонок великого діаметру.
Оболонки діаметром від 5 до 19 м, маса 76 т. з товщиною стінок 0,15 м. За допомогою плавкрана встановлюють впритул одна до іншої. Щілини між оболонками закладають підводним бетоном. Для можливості використання крана при монтажі іноді оболонки розрізають по висоті на кільця.
Конструкції пальових набережних у вигляді тонких стін (больверків)
У минулому тонкостінні причали, що будувалися з дерев'яних паль, служили прийому дрібносидящих судів. Надалі у зв'язку з впровадженням залізобетону та прокату довгих металевих шпунтових паль велике поширення в портовій будові набули тонкі стінки із залізобетону та металу.
Широке застосування сталевого шпунта в морському гідротехнічному будівництві почалося в основному в післявоєнний час. Досвід будівництва показав, що застосовуючи сталевий шпунт, можна за короткий термін з найменшими витратами праці зводити причальні споруди, що задовольняють сучасним вимогам. Больверки часом виявляються й у економічному плані доцільніше інших конструкцій.
Н 
абережні з металевого шпунта та залізобетонних елементів
а, б- Больверки з металевого шпунта; в- комірчасті конструкції; г,д,е- Боліверки із залізобетонних елементів
На малюнку а) показаний більверк із металевого шпунта з одноярусним анкеруванням, зведеною в 1955 р. в одному з вітчизняних портів. Зважаючи на значну вільну висоту, шпунт анкерують металевими тягами до тилового анкерного ряду, виконаного з обрізків шпунта. За відсутності обрізків анкерний ряд замінюють на залізобетонні плити.
Корозія шпунтів у підводній зоні значно менша, ніж у зоні змінних рівнів, тому для забезпечення захисту у верхній частині влаштована шапочна балка із збірних залізобетонних плит-оболонок. При невеликій висоті стінки анкерування болверка не потрібно. Проте подібні конструкції у причальних спорудах трапляються рідко.
У болевірках з анкером дуже відповідальним вузлом є анкерні пристрої, безпека і правильна роботаяких багато в чому визначають довговічність споруди. Тому передбачається їх захист спеціальним антикорозійним складом, а рівномірного натягу тяг, розташованих через 1,5-4 м, застосовуються спеціальні муфти – талрепи.
Слід зазначити, що в тонкостінних конструкціях під впливом бічного тиску засипки (розпіру), посиленого експлуатаційними навантаженнями (від ваги вантажу, що складується, рухомого складу, перевантажувальних машин і т.д.), утворюються значні згинальні моменти. Для зменшення згинальних моментів використовується двоярусне анкерування шпунтових стінок (рис. б). При невеликих глибинах іноді застосовують комірчасті конструкції (рис. в). З плоских шпунтових паль утворюють окремо замкнені осередки, що заповнюються ґрунтом.
Нестача металевих болюверків – значна витрата сталі довгомірного прокату. Тому сталь часто замінюють залізобетоном, що вимагає значно меншої витрати металу і має до того ж підвищену корозійну стійкість. Застосування паль зі звичайного залізобетону в глибоководних болверках недоцільно через його малу тріщиностійкість.
З використанням попередньо напруженого залізобетону в портовій будові з'явилися нові можливості широкого застосування
Боліверки раціональної конструкції. У цьому відношенні заслуговує на увагу розроблений в 1957 р. в Ленморніїпроекті типовий проект больверка з плоского залізобетонного попередньо напруженого шпунта (рис. г).
При великих висотахстінок зазвичай доцільно переходити від плоского шпунта до таврового (рис. д) або паль-оболонок діаметром 1,2 - 1,6 м (рис. е).
В даний час вважається раціональним зводити болевірки із залізобетону на глибинах до 13 м, а понад 13 м – із потужних металевих паль.
Конструкції наскрізних причальних споруд
Відмінною особливістю наскрізних причальних споруд є відсутність у них суцільної стінки у підводній частині. Верхня будова таких споруд спирається на окремі палі або бичкові опори, що занурюються в грунт на певну глибину. У зв'язку з відсутністю суцільної стінки наскрізні причали сприймають менше в порівнянні з причальними спорудами суцільної конструкції і є більш легкими спорудами.
Наскрізні причальні споруди в залежності від розташування паль поділяються на дві групи:
Естакади.
Мостового типу.
ПОРТОВІ ГІДРОТЕХНІЧНІ СПОРУДИ
Класифікація портових причальних споруд.
Причальними називаються споруди, що служать для швартування суден при вантажних операціях, постачанні, відстої тощо, і навіть для швартування службово-допоміжного і технічного флоту.
Існують різні ознаки, якими класифікуються причальні споруди.
Розташування у плані.
Набережними називаються споруди, влаштовані вздовж берегової смуги. Якщо сполучення берега з акваторією здійснено у вигляді суцільної стінки, то подібні споруди називаються набережними-стінками.
Часто зустрічаються і споруди наскрізної конструкції (з опорами зі паль або колон), подібні причальні споруди називаються набережними-естакадами.
Для прийому суден з великою осадкою попереду набережних стін іноді влаштовують наскрізні споруди, що отримали назву облямівок. Кільце верхньою будовою примикає до набережних або з'єднується з ними естакадами.
Пірси - споруди, які у акваторію і мають двосторонній доступ. Широкі пірси, так само як і набережні, можуть бути виконані або у вигляді суцільних стін з обох боків або у вигляді наскрізної конструкції. Вузькі пірси зазвичай мають форму естакад.
Плавучі причали застосовуються при значних коливаннях рівня моря та за відсутності достатніх глибин для доступу суден до стаціонарних причалів у порту.
Рейдові причали влаштовуються на відкритих і закритих рейдах, і завдяки значним глибинам до них можуть швартуватися великотоннажні судна.
Конструктивні ознаки. Незважаючи на різноманітність конструкцій причальних споруд, є, однак, загальні ознаки, які певною мірою об'єднують їх.
Гравітаційні причальні споруди (рис. 20) відрізняються масивністю. Їхня стійкість зсуву від бічних навантажень (тиск грунту) і від натягу швартовів судна забезпечується силою тертя. Стійкість на перекидання навколо ребра забезпечується вагою споруди. Крім того, завдяки значній ширині напруга на ліжко знижується, чим забезпечується міцність основи.
Наскрізні споруди (мал. 20 б) влаштовуються на окремих опорах (на палях, колонах тощо). В економічному відношенні вони стають вигідними зі збільшенням глибин, особливо при слабких ґрунтах основи, коли застосування гравітаційних споруд дорожчає будівництво. Їх маса за інших рівних умов значно менша, ніж гравітаційних. Стійкість подібних споруд забезпечується опором ґрунту. Так, зсуву під дією сили перешкоджають сили бічного опору грунту, а здатність, що несе, забезпечується силами тертя по бічній поверхні опор.
Суцільні тонкостінні конструкції (больверки) мають, як і і гравітаційні, суцільну лицьову грань (рис.20 б). Однак через порівняно невелику масу їх стійкість на зсув і перекидання при дії сили забезпечується опором ґрунту.
Комбіновані причальні споруди (рис. 20 г, д, е) поєднують у собі властивості як гравітаційних, і наскрізних, і тонких стінок. При великих діаметрах опор (наприклад, у вигляді залізобетонних оболонок-колодязь) стійкість їх зсуву забезпечується спільною дією сили тертя та відсічі. Відповідно, для набережних з переднім та заднім шпунтом з'являються додаткові сили опору та ін.
Спеціалізація причалів.
Була розглянута класифікація причальних споруд за розташуванням у плані та за конструктивними ознаками. Однак для експлуатаційної діяльності портів важливе значення має спеціалізація причалів.
Залежно від роду вантажу, напряму вантажопотоку, розміру суден та інших факторів Нормами технологічного проектування морських портів (НТПМП) передбачено спеціалізацію (класифікацію) причалів по вантажних районах:
Причали для штучних вантажів, металовиробів та обладнання;
Причали для вантажних вантажів;
Причали для зернових вантажів;
Причали для лісових вантажів;
Причали для наливних вантажів та ін.
Тільки при порівняно малому вантажообігу допускається спільна переробка різного роду вантажів, якщо це не суперечить санітарним і протипожежним вимогамта умовам безпеки вантажів.
Спеціалізація причалів за пологами вантажів має першорядне значення як для експлуатації, але й проектування самих причалів. Родом вантажів та іншими переліченими факторами багато в чому визначаються навантаження, що діють на причальні споруди від складованих вантажів, суден, перевантажувального та складського обладнання.
Враховуючи конструктивні особливості причалів для обслуговування нафтотанкерів, рудовозів та інших подібних суден, ці причали іноді виділяють у групу спеціалізованих, вони зазвичай є вузькими пірсами або рейдовими причалами.
Рис. 20 Основні типи причальних споруд
а) гравітаційний б) на пальній основі в) тонка стінка г,д,е) змішана конструкція
Типи гравітаційних споруд.
Гравітаційні причальні споруди зводять з монолітного бетону, бетонних масивів, ряжів, масивів-гігантів, кутових стінок, оболонок великого діаметра. Вони можуть бути виконані у вигляді споруд на окремих потужних опорах.
У наших портах, збудованих у минулому столітті та на початку століття, причальні споруди зводили в основному у вигляді стінки з масивової кладки. Ці стінки є типовими прикладами збірної гравітаційної конструкції, здатної сприймати значні вертикальні та горизонтальні навантаження.
На рис. 21 зображена причальна стінка правильної масивової кладки трапецеїдального профілю. Вона виконана із п'яти рядів (курсів) бетонних масивів масою 30-50 т кожен. Підставою стінок з масивової кладки є кам'яне ліжко, що вирівнюється водолазами. З тилового боку стінки зменшення горизонтального тиску засипають кам'яну призму з фільтром з гравію запобігання вимивання піщаної засипки через шви масивової кладки.
Раціональна конструкція причальних споруд із правильної масивової кладки полегшеного профілю була створена СРСР. Завдяки ступінчастій формі досягається більш рівномірний розподіл напруг у основи при забезпеченій стійкості споруди в цілому (рис. 22). Для запобігання розмиву піску через пори кам'яної призми та вертикальні шви між масивами передбачено захист укосу щебеневим засипанням, званим зворотним фільтром. Істотною перевагою конструкції з масивової кладки є повна збірність. Масиви та верхню надбудову у вигляді куточка доставляють на місце встановлення та укладають за допомогою плавкрана. Крім зазначених основних монтажних робіт, на місці доводилося виконувати лише деякі підготовчі роботи (рівняння ліжка) та роботу з обладнання причалу (навішення відбійних пристроїв та ін.). Встановлено, що порівняно зі старими ця конструкція дозволяє скоротити обсяг бетону на 1 пог. м на 25%. Причальні стіни з масивової кладки оптимального профілю застосовують і там.
Іноді для економії бетону масиви виготовляють порожнистими, при цьому форма стінки може бути дещо змінена.
Причальні споруди рядової конструкції (рис. 23) будували в нас головним чином портах Півночі і Балтики XIX і першій половині XX ст. Застосування ряжа як дерев'яного зрубу з колод виправдовується за наявності місцевих запасів лісу. Дерево під водою за відсутності дерева зберігається довго. У зоні змінного горизонту влаштовують бетонну надбудову. Для економії деревини іноді внутрішні стінки ряжа роблять наскрізною рубкою, тобто рубають їх через колоду.
Масиви-гіганти для набережних з масивів-гігантів (мал. 24) виготовляють у вигляді тонкостінних залізобетонних плавучих ящиків, які буксирують на місце, затоплюють і потім заповнюють піском або каменем. Масиви-гіганти можуть бути симетричним або несиметричним профілем.
Стінки набережної показаної на рис. 24 б мають несиметричний профіль з-за виступу тилової частини плити днища. Ця консоль посилена залізобетонними ребрами жорсткості та сприяє більш рівномірному розподілу напруги під стінкою. Крім того, за рахунок маси додаткового стовпа ґрунту над виступом збільшується стійкість стінки на зсув та перекидання.
Прагнення зменшити обсяг бетону та залізобетону при збірному будівництві, призвело до створення причальних споруд у вигляді збірних кутових стін (рис. 25). В даний час розроблено три типи таких конструкцій: із зовнішнім анкеруванням, з анкеруванням за фундаментну плиту і у вигляді куточків із контрфорсами.
На рис. 25а показаний поперечний розріз глибоководної набережної збірної кутової конструкції із зовнішнім анкеруванням. На заздалегідь вирівняну водолазами кам'яне 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 відбійний пристрій з гумових труб для амортизації ударних зусиль, що виникають при підході суден до причалу. Перевагою цієї конструкції є те, що завдяки закріпленню лицьової стінки до тилової опори напруга під фундаментною плитою розподіляється майже рівномірно, недолік – порівняно складна технологія монтажу при кріпленні анкерних тяг.
Кутові стінки з внутрішнім анкеруванням (рис. 25 б) відрізняються від стінок із зовнішнім анкеруванням тим, що в даному випадку анкерні тяги кріплять безпосередньо до фундаментних плит. Завдяки цьому скорочуються довжини анкерних тяг і відпадає потреба у тилових опорних плитах.
Розрахунки показують, що у ряді випадків описувана конструкція обходиться на 10 - 12% дешевше, ніж кутові стінки із зовнішнім анкеруванням, проте споруди цього типу вимагають кілька кращих ґрунтів основи.
Недоліком причальних споруд із зовнішнім та внутрішнім анкеруванням є досить складна технологія підводного монтажу анкерних тяг. Цей недолік істотно усувається застосуванням контрфорсних стінок (рис. 25 в), що складаються з трьох збірних елементів: лицьової та фундаментної плит та контрфорсної плити, що дозволяє створювати жорсткий куточок. Зазначені збірні елементи з'єднують на будівельному майданчикуз подальшим встановленням готової конструкції за допомогою плавкрана на вирівняну водолазами кам'яну постіль. Дана конструкція значно прискорює будівництво та знижує його вартість.
Всі три види кутових стін відносяться до гравітаційних конструкцій, у яких, на відміну від масивових стінок, сили, що надають споруді стійкість, утворюються в основному за рахунок привантаження ґрунтовим стовпом фундаментної плити. Ведуться роботи з подальшого вдосконалення кутових стінок (подвійне анкерування та ін.).
До гравітаційних споруд або споруд змішаного типу відносяться і набережні з оболонок великого діаметру.
На рис. 26 показано набережну з оболонок колодязів діаметром 5,5 м при товщині стінки 0,15 м, зведену 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 у зарубіжній практиці.
При збільшенні глибини біля причалу та загальної висоти набережної діаметр оболонок доводиться збільшувати. На рис. 26 б, наведені приклади споруд, у яких діаметр оболонок становить 11 і 19 м.
Використання оболонок таких великих діаметрів викликає значні труднощі за умови їх встановлення. У зв'язку з цим на одному з новітніх французьких причалів, де висота набережної досягала 23 м, було використано елементи, що мають у плані форму вісімки (рис. 26 г).
Для можливості використання кранів при монтажі оболонки іноді пропонують розрізати по висоті кільця (рис.26д).
Конструкції портових причальних споруд у вигляді тонкої стінки, на палях та колонах
Причальні споруди у вигляді тонкої стінки широко застосовуються в портовому гідротехнічному будівництві, особливо в тих випадках, коли на підставі споруд залягають ґрунти, що допускають занурення паль на необхідну глибину.
Виконують їх із шпунтових паль або паль спеціальних профілів.
Основні переваги цих конструкцій - їх економічність та менша чутливість (порівняно з іншими типами причальних споруд) до можливих навантажень. За конструктивною ознакою вони можуть бути поділені на незаанкеровані стінки та заанкеровані стінки.
Верх стін розташовують на відмітках, що не перевищують межу гниття дерева, яка для рік середньої смуги може бути прийнята на 0,2 - 0,3 м вище меженного горизонту. Для безливних морів цей кордон приймається лише на рівні ординара, а зливних морів середньому рівні приливно-отливных коливань.
Шпунтові палі, що використовуються для зведення стін, виконують із дощок, брусів або клеєними. Форма перерізу шпунтових паль наведена на рис. 28. Для дощатих паль завтовшки до 10 см найчастіше застосовують трикутну форму шпунта, а для брусчастих та клеєних – прямокутну. При зведенні незаанкерованих стін із металевих або залізобетонних шпунтових паль конструктивна схема стін залишається такою ж, як і для дерев'яних паль. Проте парні сутички у разі не використовують. Прямолінійності верху стінки в поздовжньому напрямку досягають за рахунок деякого розширення шапкових брусів (мал. 29), які в стінах із металевих паль виконують із металу або залізобетону, а для стін із залізобетонних паль - із залізобетону. Вільну висоту стін із залізобетонних або сталевих шпунтових паль приймають до 4-5 м. Стіни з дерев'яних шпунтових паль при щільній забивці, а також стіни з металевого шпунта є ґрунтонепроникними, тобто винесення ґрунту з-за стіни відсутнє. При важких ґрунтах, коли щільного забиття дерев'яних паль добитися не вдається, а також при використанні залізобетонних паль для забезпечення ґрунтонепроникності стін доводиться вдаватися до спеціальних заходів: встановлення нащільників; укладання за стінкою хмизових фашин; відсипання за стінкою кам'яної призми; влаштування замків або ущільнень спеціальних конструкцій.
Останнім часом для забезпечення ґрунтонепроникності стін із залізобетонного шпунта в деяких випадках застосовують навішування матів з армованого асфальту, регенерату гуми (гідорерину), склопластику тощо. Однак досвід експлуатації цих споруд ще невеликий.
Стінки, верхній кінець яких закріплений анкерними пристроями, звуться заанкерованих шпунтових стінок.
Заанкеровані тонкі стінки із цілої деревини, виходячи з максимальної довжини будівельного лісу(12 – 13 м), застосовують для будівництва причалів глибиною до 4 – 5 м.
Типовий проектстінки із залізобетонних попередньо напружених паль прямокутного перерізу 50Х30 см, розроблений Гіпроречтрансом, наведено на рис. 29. Верх стінки прикріплений анкерними тяжами d= 65 мм до залізобетонних анкерних плит. Крок анкерної тяги в поздовжньому напрямку 1,5 м. Анкерна тяга шарнірно прикріплена до анкерного пояса, встановленого на лицьовій грані стінки. Поверх залізобетонних паль укладено шапковий брус перетином 90х50 см із монолітного залізобетону. Цікавим у розглянутій конструкції стінки є рішення щодо забезпечення її ґрунтонепроникності. Зазвичай у конструкціях стінок з прямокутних залізобетонних паль грунтонепроникність стін забезпечують або шляхом відсипання за стінку кам'яних призм (при щільних ґрунтах на підставі споруди), або пристроєм у палях вище відмітки дна пазів. При зануренні таких паль між ними, вище за відмітку дна, утворюються колодязі, в які в подальшому укладають бетон у мішечках або забивають дерев'яні бруси.
У наведеній конструкції ґрунтонепроникність стіни забезпечується за рахунок відсипання шару гравію між шпунтовою стінкою та 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 потоплюваності щитів до них підвішено 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 доцільніше розподіл бетону по перерізу. Більш доцільне розподілення бетону по перерізу веде до зменшення ваги паль на 1 пог. м споруди і, отже, до можливості збільшення ширини паль, що дозволяє знизити терміни будівництва причальних споруд та зменшити кількість вертикальних щілин. Крім того, палі фасонних профілів мають більшу погонну жорсткість, що дозволяє зводити споруди з більшою вільною висотою стін.
На рис. 30 наведено приклад набережної козлового типу, зведеної на дослідній ділянці Санкт-Петербурзькому річковому порту. Набережна складається з шпунта таврового перерізу та похилих паль із попередньо напруженого залізобетону. Верх шпунта та
голови похилих паль пов'язані монолітною залізобетонною кордонною балкою, поверх якої встановлена збірна надбудова. Грунтонепроникність стінки забезпечується в зоні урізу води гравійним фільтром, нижче-наважкою армованих асфальтових матів.
У сучасному портобудуванні у зв'язку з наявністю обладнання, що дозволяє занурювати металеві та залізобетонні палі з ухилом до 1:1, набережні цього набувають значного поширення. Особливо доцільні вони в умовах обмеженої кордонної смуги.
Коли за економічними, геологічними або гідрологічними умовами застосування залізобетонних паль утруднене або невигідно, причальні стінки зводять з металевих шпунтових паль зетового та коритного профілю. Плоский шпунт, має малий момент опору, майже застосовують.
Замкові з'єднання сталевих шпунтових паль є досить міцними і щільними, що забезпечує необхідну ґрунтонепроникність стін, а в ряді випадків і водонепроникність. Останнє для причальних споруд небажане, тому що може призвести до підпору ґрунтових вод і, отже, до підвищення тиску на споруду. Для запобігання цьому в конструкціях стін із металевого шпунта передбачають спеціальні дренажні отвори. Стіни з металевих шпунтових паль з одним анкерним закріпленням по висоті можуть бути зведені на глибинах до 10 – 12 м, а з подвійним анкерним закріпленням – практично на будь-яких глибинах.
На рис. 29 наведено типову схему причальної стінки з металевого шпунта. У наведеній схемі причальна стінка вище за уріз води має залізобетонну надбудову. Анкерний пояс із двох швелерів встановлений із внутрішньої сторони стінки, а анкерний тяж виконаний за безшарнірною схемою. Надбудови зазвичай зводять у тих випадках, коли необхідно наростити шпунт, або для захисту від корозії в зоні змінного рівня і вище його. У тих випадках, коли такої потреби немає, шпунт доводять до верху стіни. Оголовок шпунта, виконаний із металу або залізобетону, збільшує опір можливому взаємному зсуву шпунтин.
Анкерні пояси встановлюють із внутрішньої або зовнішньої сторони стінки. У тому випадку, коли пояси встановлені з внутрішньої сторони, усувається небезпека удару суден об виступаючі пояси і, крім того, вони менше зазнають корозії.
Щоб уникнути перенапруги в матеріалі анкерів у місцях їх закріплення від згинальних моментів, що виникають внаслідок зависання ґрунту на анкерних тяжах, конструкцію анкерів нерідко включають шарніри.
Конструкції причальних споруд на пальових основах
Причальні споруди на палях і колонах характеризуються порівняно невеликою вагою верхньої будови, малою, а часом і повною відсутністю тиску ґрунту на них, що значно зменшує обсяг робіт і знижує вартість споруд. Деякі з них, зокрема споруди естакадного типу, майже не відображають хвилі, що набігають на них, тому їх зведення сприятливо позначається на хвильовому режимі в районі причалів і акваторії порту.
Споруди на палях і колонах можуть бути зведені на всіх ґрунтах, що допускають занурення паль і колон на необхідну глибину, а при слабких ґрунтах основи є майже єдиними конструкціями, можливими до зведення в цих умовах.
За конструктивними особливостями причальні споруди на палях та колонах можуть бути поділені на дві групи: наскрізні споруди, або естакади, та набережні-стінки.
Основна відмінність цих конструкцій полягає в тому, що в системі пальових основ наскрізних споруд відсутні суцільні стінки, це призводить до того, що наскрізні споруди практично не зазнають розпірного тиску ґрунту, у зв'язку з чим їх часто називають безрозпірними спорудами.
Набережні-стінки, що сприймають розпірний тиск ґрунту, називають розпірними спорудами.
Наскрізні причальні споруди залежно від їх розташування щодо берега поділяють на дві групи:
Поздовжні естакади, або естакади, розташовані паралельно до урізу води;
Поперечні естакади розташовані під кутом до берега.
До першої групи відносяться естакади, що примикають до берега протягом усього, естакади зі з'їздами та облямівки. До другої групи відносяться вузькі пірси (рис. 31).
Естакади, що примикають до берега на всьому протязі (рис 31а), є причальними спорудами, розташованими над природним береговим схилом або штучним укосом.
Передню грань цих споруд зазвичай розташовують на лінії природних глибин, рівних необхідним глибинам у причалів, у зв'язку з чим ширина естакад виявляється тим більше, ніж береговий схил або підпричальний укіс.
При дуже пологих берегах необхідна ширина естакад виявляється надмірно великою, тому зведення їх стає економічно недоцільним. Більш вигідними за цих умов є естакади зі з'їздами.
Естакади зі з'їздами (рис. 31 б) складаються з поздовжніх естакад, розташованих у певному віддаленні від урізу води, і з'їздів, які з'єднують їх із берегом. З'їзди розташовують зазвичай з відривом 30 - 50 м друг від друга, приймаючи, проте, це відстань трохи більше довжини циліндричної вставки судна.
У деяких випадках поздовжню естакаду пов'язують із берегом одним з'їздом, розташованим або в кінці, або в середині естакади (рис. 31).
У першому випадку такі естакади іноді називають Г-подібними, а в другому – Т-подібними пірсами. Нерідко до Г-подібних причалів можливе швартування суден з двох сторін: великих – з морського боку та дрібніших – з берегового боку естакади.
Поздовжні естакади, що примикають на всьому протязі до існуючих мілководних набережних, називають облямівками (рис. 31е). Зводять облямівки для збільшення глибини мілководних причалів, а також коли необхідна установка перевантажувальних механізмів, навантаження від яких перевищує допустиме для існуючих споруд.
Основним елементом естакад є верхня будова плитного або балкового типу, що спирається на палі або колони і пов'язує всю конструкцію в жорстку рамну або балочну систему і основу.
Верхня будова призначена для сприйняття всіх зовнішніх навантажень на спорудження та розподілення між сваями або колонами. Останні передають їх на ґрунт.
Набережні-стінки складаються з наступних основних елементів: верхньої будови, пальової основи і стінки з суцільного ряду паль (найчастіше шпунтових), призначенням якої є утримання від обвалення ґрунту, розташованого в межах вільної висоти стінки (від позначки дна водоймища до позначки нижньої грані зростання) ).
Залежно від характеру сполучення шпунтової стінки з ростверком вона може бути несучою або несучою. У першому випадку стінка навантажена лише розпірним тиском ґрунту і не бере участі в передачі тиску від ростверку на ґрунт основи. У другому випадку крім розпірного тиску грунту палі стіни приймають і поздовжні зусилля, що передаються ростверком. Стінки із залізобетонних паль зазвичай виконують несучими, тому що передача на них поздовжніх зусиль дозволяє більш раціонально використовувати матеріал залізобетонних паль. Стінки з металевих або дерев'яних паль виконують як несучими, так і несучими.
Палева основа набережних стін складається зазвичай з вертикальних і похилих паль (рис. 32).
Набережні-стінки на палях за конструктивними особливостями поділяють на дві підгрупи: набережні-стінки з переднім шпунтом та набережні-стінки із заднім шпунтом.
У першій з цих конструкцій суцільна пальова стінка розташована попереду пальової основи споруди, у другій - позаду неї. Розташування суцільної стінки в системі пальової основи у багатьох випадках визначає можливість та доцільність застосування тієї чи іншої конструкції набережної.
Заснування споруд на палях з високим пальовим ростверком виконують з дерев'яних або залізобетонних забивних паль і рідше - із паль металевих.
Останнім часом стала вельми поширеною, особливо для наскрізних споруд, отримали трубчасті залізобетонні палі.
Дерев'яні палі мають низку переваг у порівнянні зі палями з інших матеріалів: вони кислото- і морозостійкі, довговічні під водою, однаково добре опираються стисканню та розтягуванню. Дерев'яні палі легко переносять струси як у процесі виконання робіт зі зведення споруди, так і при ударі суден при підході їх до причалу. Крім того, вони відносно дешеві.
Підставою відмовитися від застосування дерев'яних паль служить наявність деревоточців, обмеженість довжини паль (до 12 -14 м), і навіть великі навантаження споруду.
Область поширення дерев'яних паль розширюється у міру впровадження в практику будівництва клеєних паль, розміри яких можуть бути найрізноманітнішими.
Мінімальний крок дерев'яних паль, що перехрещуються, в поздовжньому напрямку (вздовж лінії кордону) приймають рівним 1 м, у поперечному - 0,8 м.
Залізобетонні палі значно розширюють сферу застосування споруд з високим пальовим ростверком. Довжина залізобетонних паль може досягати 30 м і більше (відомі випадки застосування трубчастих паль із 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 кількох сотень тонн.
У разі великих коливань рівня води у конструкціях верхньої будівлі передбачають спеціальні експлуатаційні майданчики чи ніші. Для деяких споруд у цьому випадку чіткого поділу верхньої будівлі на ростверк та надбудову провести неможливо.
Залежно від можливості ростверків піддаватися деформації разом з підтримують їх сваями ростверки поділяють: жорсткі, гнучкі і нежорсткі.
До жорстких ростверків відносяться ростверки з бетону або малоармованого залізобетону, що сильно розвинені у висоту. Жорсткість таких ростверків велика та його деформації мізерно малі проти деформаціями опор.
До гнучких ростверків відносяться ростверки з нормально армованого залізобетону, які мають малорозвинений у висоту переріз, у зв'язку з чим деформації ростверків впливають на деформацію паль основи та навпаки.
За дослідженнями Н. А. Смородинського, для призматичних паль підрозділ ростверків на жорсткі або гнучкі може бути виготовлено на підставі співвідношення сторін перерізу, наведеного до прямокутника. Якщо відношення повної ширини перерізу ростверку до наведеної висоті не перевищує 4,3 ростверк вважається жорстким. Щодо більш ніж 7 ростверк вважається гнучким.
Ростверк споруд на порожнистих палях великого діаметра, а також споруд на колонах у переважній більшості випадків відноситься до категорії гнучких.
До нежорстких ростверків відносять всі ростверки, виконані з дерева, навіть у тому випадку, якщо на них є надбудова з ряжа по всій ширині ростверку.
Наведена класифікація причальних споруд із високим пальовим ростверком за рівнем жорсткості останнього належить насамперед до набережних-стінок. До наскрізним споруд вона завжди застосовна, оскільки верхня будова цих споруд може мати дуже різноманітні схеми.
Класифікація спеціальних типів причалів
До особливих типів причалів насамперед належать причали для танкерів. Причал для танкера може складатися з легких містків, якими прокладаються трубопроводи, і опорної частини, на якій встановлені стаціонарні шлангопідйомники. Такий причал має бути розрахований на вертикальні навантаження від трубопроводів та шлангопідйомників, а також на тимчасові навантаження від людей та автомашин. Крім того, причал зазнає і значних горизонтальних або похилих навантажень, що передаються від судна (натяг швартових, вітровий навал, удар судна при підході). Для сприйняття цих зусиль влаштовують бугаї або пали. Ці пристрої можуть бути ізольовані від конструкцій, що сприймають вертикальні навантаження. Найчастіше середня опорна частина збігається з майданчиком, на якому розташовані шлангопідйомники, а окремі пали, що служать для закріплення швартових, з'єднуються із середньою частиною за допомогою легких пішохідних містків.
Одним із перших причалів для танкерів у вигляді окремих опор є побудований у 20-ті роки нафтовий причал у данському порту Фредеріка. У 1927 – 1929 рр. у Батумському порту було збудовано п'ять глибоководних причалів, винесених у бік акваторії і які з окремих «биків», складених з масивової кладки і з'єднаних із берегом легкими мостами. Під мостами було підвішено нафтові труби. Ці причали успішно експлуатуються і зараз.
Однак одночасно для танкерів будувалися і причали у вигляді вузьких пірсів. Наприклад, у 1920-1930 роках. у Туапсі було збудовано нафтовий пальовий залізобетонний пірс на чотири причали. Збільшення розмірів та вантажопідйомності танкерів, особливо в останнє десятиліття, коли їхня вантажопідйомність з 10-16 тис. т піднялася до 40-60 і навіть 200 тис. г, зажадало перебудови існуючих та спорудження нових нафтових причалів. Все це відбилося не тільки на розташуванні нафтових причалів, а й на їх типах та конструкціях. Значне збільшення глибини у причалів і підходах до них змусило часом виносити нафтові причали межі існуючих портових акваторій і розташовувати їх у природних глибинах, відповідальних 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. По конструктивним особливостям причали для супертанкерів найчастіше ставляться до типу причалів окремих опорах. Слід зазначити, що причали приблизно такого ж типу можуть споруджуватися і для великих вуглеруднозів, які обладнані спеціальними установками, що не потребують великої ширини причалу. У деяких випадках причали для супертанкерів і вуглеруднозів можуть мати острівний характер, причому для подачі нафтовантажів з берега в цьому випадку застосовують покладені по дну трубопроводи, а для подачі сипких вантажів - канатні дороги.
До причалів спеціальних типів можна віднести і пасажирські причали, розташовані на відкритих морських узбережжях, звані пристані на відкритих морських узбережжях.
Рейдові та острівні причали
Рейдові та 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 із берегом двома підводними нафтопроводами. При загальній протяжності 369 м причал складається з центральної робочої платформи, до якої швартується судно, та двох кінцевих платформ, що служать для кріплення швартовних кінців. Усі три платформи з'єднані перехідними містками завдовжки по 45 м із двома додатковими опорами.
Як основа причалу використані сталеві палі, а верхня будова виконана з металевих ферм і понтонів, що буксируються 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 зайняти становище найменшого опору хвилюванню та вітру. Підводний нафтопровід довжиною близько 2 км із труб діаметром 106,7 см підведений до вежі, глибина води у якої становить 30,5 м, що забезпечує підхід до неї найбільших сучасних танкерів.
Описуваний рейдовий причал складається із трьох основних елементів. Сама вежа висотою 43,6 м спирається на чотири похилі опори із забитих у ґрунт сталевих колон (2), що сходяться біля вершини. Башта 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 підводна 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 за двома гнучкими шлангами (8) діаметром по 71 см шляхом підключення до монфолда (приймального нафтопроводу) танкера. Горизонтальна частина ферми заглиблена настільки, щоб її не могли зачепити судна, що проходять між платформою та вежею. Тип рейдового причалу, що описується, 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 вирушає на берег підводним трубопроводом, або наливається в танкери, що швартуються безпосередньо до причалу.
Рис. 34. Рейдовий причал: загальний виглядта стоянка танкера біля рейдового причалу
Причальні споруди на опорах підвищеної здатності, що несе.
Зі збільшенням глибин та навантажень при слабких ґрунтах основи застосування пальових конструкцій помітно подорожчає вартість будівництва. Різко збільшується кількість паль, ускладнюється монтаж верхньої будови. У подібних умовах вдаються до конструкцій із підвищеною несучою здатністю. Такі опори можуть бути влаштовані у вигляді залізобетонних
або металевих колон, циліндрів з гвинтовою лопатою, оболонок-колодязь.
Конструкція причалу на порожніх залізобетонних колонах діаметром 1,6 м-коду при товщині стінки 0,15 м-коду показана на рис. 35. Після занурення колон за допомогою спеціальних вібраторів до проектної позначки на них встановлюються залізобетонні Т-Образні поздовжні ригелі.
Рис. 35. Поперечний розріз причалу на колонах-оболонках.
1-портова балка; 2-відбійний пристрій із гумових трубок (d-40 см L=200 см); 3-швартовна тумба; 4 – сполучна діафрагма; 5 – цементно-бетонні покриття; 6-панель; 7-ригель; 8 - щебеневий контрфільтр
Останні, у свою чергу, підпирають поперечні таврові панелі, покладені впритул один до одного. Суцільна верхня будова, що утворюється при цьому, покривається цементно-бетонним розчином. Омонолічування (закріплення) ригелів і панелей до колон проводять бетонуванням заздалегідь залишених порожнин. Потім до сполучних діафрагм підвішуються бортові балки з гумовими трубами (для пом'якшення удару судна) і разом з тумбою, омонолічуються з ригелями шляхом заповнення порожнин між сполучними діафрагмами бетоном.
Для захисту підпричального укосу від розмиву при хвилюванні передбачено кам'яне відсипання з ухилом 1:1,7. Поєднання споруди з територією здійснено за допомогою залізобетонної кутової стінки та кам'яної призми з контрфільтром.
На рис. 36 зображено глибоководний причал із оболонок діаметром 11 м, зведений нещодавно в Тулонському порту (Франція).
У разі суцільний причальный фронт утворюється оболонками діаметром 11 м при товщині стінки 0,76 м.
Поряд із збільшенням поперечних розмірів опор збільшення несучої здатності у слабких ґрунтах можна досягти також застосуванням гвинтових паль (рис. 37).
Рис. 36. Глибоководний причал із оболонок
Гвинтові палі можна застосовувати для будь-яких ґрунтів, що допускають загвинчування, за винятком глинистих ґрунтів текучої консистенції, слабких мулів та заторфованих ґрунтів. Паля складається з циліндричного залізобетонного або металевого стовбура та черевика з гвинтовою лопатою. Суцільний або порожнистий стовбур (мал. 37 а) залізобетонної гвинтової палі з'єднаний за допомогою закладних частин з черевиком (мал. 37 б), що складається з наконечника та гвинтової лопаті. Стовбур металевої гвинтової палі (мал. 37 в) із безшовних гарячекатаних сталевих труб при необхідності заповнюють бетоном. Гвинтова частина лопаті може бути литою зі сталі або чавуну, звареної з листової сталі суцільного або порожнього перерізу (рис. 37 г), а також зі склопластиків. Прагнення скоротити вартість та терміни будівництва причальних споруд призвело до створення нових методів їхнього зведення. Як приклад звернемося до рис. 38. Верхня будова у вигляді металевого понтону заздалегідь виготовляється на верфі та буксирується на місце. Після встановлення їх у створі споруди на якорях у заздалегідь залишені отвори опускаються колони з металевих труб до спирання на ґрунт основи. Потім за допомогою домкратів понтон піднімають у проектне положення і починається забивання колон пальним молотом,
Рис 37. Гвинтові палі.
З кожним роком все більш затребуваними стають причальні споруди, що зводяться по берегах річок, озер, морів та водосховищ, розташованих поблизу великих міст. Це пов'язано з тим, що все більше людейволіють жити за містом і будують свої будинки якомога ближче до води. Основне наслідок цієї тенденції - поява великої кількості водного транспорту та гостра потреба у спорудженні причальних споруд для нього.
Причальні споруди значно полегшують як зберігання яхт, човнів і катерів, і користування ними. Але функціональні можливості причальних споруд не обмежуються лише можливістю зручно «припаркувати» яхту поряд із будинком. Крім цього, причальні споруди використовуються, щоб мати можливість у спеціально створених умовах оглянути судно, а також провести його. технічне обслуговуваннячи ремонт. Будівництво причальних споруд – непросте завдання. Перед будівництвом необхідно врахувати безліч факторів, а також вибрати підходящу до конкретних умов конструкцію та матеріали для виготовлення причальних споруд.
Причальна стінка у порту
Однією з найпоширеніших конструкцій для швартування суден є причальна стінка. Причальная стінка широко використовується у багатьох портах же Росії та світу. Споруджується причальна стінка вздовж берега. Порт, що має причальну стінку, дозволяє безпечно швартувати судна і мати до них зручний доступ із суші.
Крім свого прямого призначення, причальна стінка також виконує функцію зміцнення берега. Саме берегозміцнююча функція дозволяє говорити про такі причали, як про надійну споруду, здатну протистояти мінливій водній стихії (течі, припливи, відливи і шторми). Залежно від порту, причальна стінка може комплектуватися різним обладнанням. Якщо це вантажний порт, то на стіні споруджується навантажувальне та розвантажувальне обладнання. А пасажирський порт облаштовує причальну стінку таким чином, щоб пасажири мали змогу легко потрапити на корабель та залишити судно.
Портова причальна споруда для швартування суден
Портова причальна споруда може мати спеціальне призначення, наприклад, для митного оформлення товарів, що перевозяться морським транспортом.
Також у багатьох портах причальна споруда для швартування суден комплектується обладнанням для забезпечення безпеки та пристроями для обслуговування кораблів. До такого обладнання, що монтується на портових причальних спорудах, відносяться: протипожежні пристрої, пристрої для заправки суден, огорожі, які захищають людей від випадкового падіння у воду, сервісні колонки.
Непоодинокі також випадки, коли звичайні міські набережні комплектуються причальними спорудами для швартування суден. В даному випадку вони зазвичай використовуються для посадки та висадки пасажирів на невеликі судна, типу річкових трамвайчиків та місцевих поромів.
Проектування та будівництво причальних споруд та стінок
Проектування причальних споруд - обов'язковий етап, який випереджає будь-яке будівництво причальної стінки або пірсу. На цьому етапі проводиться обстеження майбутнього місця будівництва, спільно із замовником вибирається конструкція та матеріал виготовлення, враховуються рельєфні, кліматичні та економічні фактори. У ході проектування причальних споруд також проводиться розбивка робіт на етапи та визначення їхньої приблизної вартості.
Крім будівництва причальних стінок, широко практикується будівництво причальних споруд у формі пірсу. На відміну від стіни, що йде вздовж берега, пірси орієнтовані перпендикулярно до нього. Ключовою перевагою будівництва причальних споруд у формі пірсу є те, що судна можна ставити одразу з двох сторін. Як і будівництво причальних стін, будівництво пірсів проводиться з метою створити зручний майданчик для стоянки суден, їх обслуговування та доступу до них людей. Пірси можуть споруджуватися на палях та плавучих понтонах. Вибрана конструкція та матеріал впливають на ціну та швидкість будівництва пірсових причальних споруд. Поряд з прямим призначенням пірси також використовуються для прогулянок і різних видіввідпочинку біля води.
Причальне обладнання та відбійні пристрої причальних споруд
Будь-який причал неспроможна повноцінно функціонувати без спеціального причального устаткування. Крім обладнання, що визначає специфіку причалу (вантажне, пасажирське, ремонтно-сервісне), також необхідно потурбуватися про спорядження причалу універсальним причальним обладнанням, до якого належать: канати та качки для швартування, відбійні пристрої, привальний брус, швартові «пальці», сервісні колонки та інші атрибути будь-якого причалу.
Для того, щоб при швартуванні суду не отримували пошкоджень, використовуються відбійні пристрої причальних споруд. За допомогою відбійних пристроїв причальних споруд вдається уникати більшості пошкоджень, які отримують при контакті судна з твердими елементами причалів та частинами корпусів інших суден. Особливо корисні подібні пристрої під час негоди, коли хвилювання води неможливо плавно підійти до причалу.
Річкові причальні споруди
Компанія «Морський бриз», що базується в Санкт-Петербурзі, багато років присутня на ринку будівництва морських і річкових причальних споруд. Завдяки колосальному досвіду співробітників «Морського бризу» клієнти завжди отримують саме ті річкові причальні споруди, які вони хочуть. Всі будівельні роботи при цьому виробляються настільки якісно, що причали багато років функціонують без ремонту у найскладніших умовах експлуатації.
| Статті на тему: | |
|
1 мбіт сік скільки. Мегабіт за секунду. Наскільки це багато
Запитання від користувача Здравствуйте. Підкажіть, будь ласка, у мене... Що робити, якщо планшет не бере зарядку
Надворі підходить Новий Рік, по телевізору почали крутити новорічні... Чому телефон швидко розряджається - сідає батарея на Андроїд Якщо телефон повністю розрядився
Поломка акумулятора - досить часта проблема у сучасних девайсів. | |
