Причал - это комплекс сооружений, оборудования и устройств, технологически связанных между собой и обеспечивающих обработку судна. Причальными называются гидротехнические сооружения, являющиеся основным элементом причалов и предназначенные для швартовки и стоянки судов при производстве перегрузочных работ, снабжении судна всем необходимым, посадки и высадки пассажиров, ремонте и отстое судов.
Размеры причальных сооружений должны соответствовать расчетным судов, обеспечивать удобство подхода швартовки, безопасности стоянки и производства перегрузочных операций. К основным размерам причалов относят их длину, глубину у причала, возвышение верха причала над расчётным уровнем воды (отметка кордона) и ширину прилегающей к кордону территории. Кордон или линия кордона - это линия пересечения верхней горизонтальной плоскости причального сооружения и его лицевой (морской) грани. Вдоль всей линии кордона устраивают предохранительное устройство - брус, а также железобетонный лоток (потерна) для прокладки в нём инженерных сетей (и, сети водопровода и связи).
В зависимости от рода груза, направления грузопотока, типа и размеренна судов предусмотрена специализация (классификация) причалов по грузовым районам порта:
Для генеральных грузов (штучные, металлоизделия и оборудование);
Для навалочных грузов;
Для зерновых грузов;
Для лесных грузов:
Для наливных грузов;
Для контейнеров.
Только при малом грузообороте допускается совместная и переработка грузов разного рода, если это не противоречит ирным, противопожарным требованиям и условиям сохранности грузов.
Причальные сооружения классифицируются в основном по I положению в плане и конструктивным признакам.
Расположение в плане. Сооружения, устроенные вдоль береговой к 1.1. называются набережными. Если сопряжение берега
набережными стенками. Часто встречаются и сооружения сквозной конструкции в виде опор из свай или свай-оболочек. Такие причальные сооружения называются набережными эстакадами.
Пирсы - сооружения выступающие в акваторию и имеющие двусторонний (узкие пирсы) или трёхсторонний (широкие пирсы) доступ для судов. Узкие пирсы обычно имеют ширину менее 50 м и сооружаются в виде эстакад. Широкие пирсы шириной 150-300 м, как правило, выполняются в виде сплошных стенок по периметру с трёх сторон (причальные сооружения), а территорию пирса образовывают засыпкой из камня, щебня и песка.
Дня приёма судов с большой осадкой впереди набережных или пирсов иногда устраивают сквозные сооружения, получившие название оторочек. Оторочки верхним строением примыкают с одинаковой отметкой к основным причальным сооружениям.
Рейдовые причалы устраиваются, как правило, на открытых рейдах для наливных грузов и благодаря большим глубинам позволяют производить швартовку крупнотоннажных танкеров. С берегом рейдовые причалы соединены надводной конструкцией обычно эстакадного типа.
Плавучие причалы являются разновидностью рейдовых причалов и применяются при значительных колебаниях уровня моря и при отсутствии достаточных глубин для доступа судов к стационарным причалам в порту. С берегом они соединены подводными трубопроводами.
Конструктивные признаки. Несмотря на разнообразие конструкций причальных сооружений, имеются общие признаки, объединяющие их. Они разделяются на четыре типа: гравитационные, сквозные, тонкостенные и комбинированные причальные сооружения.
Гравитационные причальные сооружения отличаются массивностью. Их устойчивость сдвигу от давления грунта и от натяжения швартовов судна обеспечивается силой трения по подошве сооружения. Устойчивость на опрокидывание вокруг внешнего ребра обеспечивается весом самого сооружения. Кроме того, благодаря значительной ширине подошвы, давление на основание невелико, чем и обеспечивается его прочность.
Сквозные (свайные) сооружения устраиваются на отдельных опорах (сваях, сваях-оболочках). В экономическом отношении они становятся выгодными с увеличением глубин и, особенно, при слабых грунтах основания, когда применение гравитационных сооружений значительно удорожает строительство. Их вес невелик и устойчивость подобных сооружений обеспечивается сопротивлением грунта, в который погружены сваи и сваи-оболочки.
Сплошные тонкостенные конструкции (больверки) имеют также как и гравитационные, сплошную лицевую (рань. Стенка возводится из погружаемых в грунт дна вплотную друг к другу металлических или железобетонных. Из-за сравнительно небольшого веса их устойчивость на сдвиг обеспечивается сопротивлением грунта по заглубленной части стенки, а сама стенка от опрокидывания удерживается анкерными тягами.
Комбинированные причальные сооружения сочетают в себе свойства как гравитационных, так и сквозных конструкций. При больших диаметрах опор (например, в виде погруженных в грунт железобетонных оболочек-колодцев) устойчивость их сдвигу и опрокидыванию обеспечивается совместным действием сил трения и отпора грунта.
По расположению причальной линии различают открытый причальный фронт вдоль берега; внутренние бассейны, врезанные в территорию порта; причальный фронт в виде широких и узких пирсов, выдвинутых на портовую акваторию, и в виде ступенчатого очертания.
Открытый причальный фронт вдоль берега (рис. а, б) является простейшей формой начертания причальной линии. Однако в такой схеме причальная линия растянута и для портов, создаваемых на открытых побережьях, необходимы значительной длины защитные оградительные сооружения.
Начертание причального фронта
Чаще всего эта форма встречается в портах, расположенных в устьях рек, а также имеющих естественную защиту - лиманах и заливах. Как исключение такое начертание применяли и на открытом морском побережье при наличии специальных требований, как, например, при строительстве Либавского порта, где требовалось создать большой рейд для военных судов.
К портам СССР с причальным фронтом, расположенным вдоль берега, относятся Петропавловск-Камчатский, Владивосток, Архангельск, Рига, Клайпеда, Николаев, Ильичеаск н др.
Бассейны, вырытые в целине берега и окаймленные набережными (рис. в, г), так называемые ковши, начали применять еще в средние века, преимущественно для закрытых приливных бассейнов, названных доками. Позже они получили широкое применение и в безливных морях, особенно в устьях рек.
Наличие широкой низменности в прибрежной полосе благоприятствует созданию бассейнов, а высокие берега, наоборот, препятствуют этому. Основное преимущество ковшей - возможность развития на внутренних береговых участках причального фронта значительного протяжения, что способствует компактной концентрации портового хозяйства, уменьшает длину и стоимость внешних оградительных сооружений.
При наличии бассейнов создаются хорошие условия для районирования порта. Расположение бассейнов, как взаимное, так и относительно моря, принималось различным. В прежнее время, когда не было железных дорог и не учитывались перспективы дальнейшего развития порта, бассейны принимались в форме прямоугольника, перпендикулярного береговой линии, в форме неправильного четырехугольника, в форме многоугольника, а иногда в виде ломаной линии из нескольких бассейнов, расположенных в плане под углом и образующих сложный лабиринт, неудобный для маневрирования судов и для подвода к причалам железнодорожных путей. Такое хаотическое расположение бассейнов можно наблюдать во многих иностранных крупных портах и особенно в Лондонском порту.
В настоящее время наиболее удобными для подхода судов и для оборудования причалов железнодорожными путями считаются косые бассейны, имеющие в плане форму параллелограмма и расположенные под углом к береговой линии. Такими являются большинство новых бассейнов в Гамбургском, Роттердамском, Антверпенском и других портах. С одной стороны такого бассейна может размещаться иногда до 10 причалов.
При наличии большого грузооборота, перерабатываемого на плаву, могут устраиваться широкие бассейны с расположенными посреди них рядами свайных пал или мертвых якорей для швартовки судов, как это сделано, например, в Роттердамском порту.
Площадь бассейна может колебаться в пределах от нескольких гектаров до нескольких квадратных километров; один из крупнейших в мире бассейнов в Роттердамском порту имеет площадь 3 км 2 ; этот бассейн, отрытый в целине берега в форме пятиугольника с одним входом, имеет внутри еще восемь пирсов.
В нашей стране эта схема встречается в Потийском, Ейском, Калининградском и Холмском портах.
Однако в целом в портах СССР бассейны получили сравнительно малое распространение. В дальнейшем, особенно в случае создания крупных портов на морских пологих побережьях, эта схема должна рассматриваться в качестве одного из вариантов.
Причальный фронт в виде широких пирсов, выдвинутых на акваторию порта (рис. д, е), позволяет экономно использовать береговую линию и акваторию порта, создать дополнительную портовую территорию, удобные подходы для судов и железнодорожных путей и обеспечить компактное решение Генерального плана в целом. Эта схема нашла широкое применение как в западноевропейских портах (Марсель, Триест, Генуя, Роттердам и др.), так и в отечественных (Новороссийск, Туапсе, Керчь, Мурманск, Корсаков и др.).
Компоновка причальной линии здесь в общем аналогична ковшам, устроенным в суше. Однако искусственно сооруженные пирсы, как правило, бывают уже, чем территории, оставляемые в целине берега при устройстве внутренних ковшей. Это объясняется тем, что создание широких пирсов с большой складской площадью связано с довольно большими затратами. В настоящее время ширина широких пирсов принимается от 200 до 300 м и более.
Так же как бассейны, широкие пирсы следует делать косыми. Это обеспечивает хорошие условия для подхода судов к причалам и облегчает оборудование расположенных на пирсе причалов и складов железнодорожными путями.
Длина выдвигаемых за линию берега пирсов, как правило, не превышает размеров, требуемых для 3-4 причалов, т. е. всего на пирсе располагается во всяком случае не более 6-8 причалов.
При большей длине пирсов требуется устройство на их территории специальных железнодорожных сортировочных парков, которые трудно разместить. Кроме того, наличие длинных пирсов может существенно затруднить маневрирование судов на акватории порта.
На практике чаще всего строят пирсы, имеющие с каждой стороны по два причала. Торцы пирсов, обращенные к морю, обычно не удается обслужить железнодорожными путями. Отсутствует здесь и складская площадь. Поэтому эту часть пирсов используют обычно в качестве вспомогательных причалов.
Ступенчатая и пирсовая системы причальных линий:
а - ступенчатая причальная линия; б - узкие пирсы
Однако при расположении пирса под углом 370 и менее к береговой полосе на торцовый причал можно подвести железнодорожный путь и создать на нем складскую емкость.
Береговые участки между пирсами чаще всего используют для устройства набережных. Такое сочетание пирсовой системы с набережными, расположенными вдоль береговой, полосы, имеется во многих наших портах (Одесса, Жданов, Ленинград и др.). Внутренняя сторона корневых участков оградительных сооружений часто уширяется и используется как причальная линия.
В последнее время предложено применение причального фронта в виде ступенчатой линии. Эта схема имеет ряд преимуществ по сравнению с причалами, расположенными по одной прямой: возможность устроить самостоятельный железнодорожный подход к группе причалов, что ведет к снижению числа путей и маневровых операций, лучшие условия для специализации участков и др.
Существенный недостаток этой схемы - наличие торцовых участков, по конструкции и стоимости аналогичных основным причалам, которые нельзя использовать под грузовые операции. Кроме того, ступенчатая линия причального фронта осложняет маневрирование судов.
Причальный фронт в виде ряда узких пирсов, выдвинутых в море или реку в форме гребенки, широко применялось в США, особенно в Нью-Йорке, что объяснялось чрезвычайно высокими ценами на береговые участки.
Узкие пирсы строились шириной до 40 м, длиной обычно не более 2-3 расчетных длин судов, ширина бассейнов между пирсами не превышала 80-100 м. На таких пирсах часто перерабатывались штучные грузы с использованием судовых стрел.
Гребенчатая (форма имеет существенные недостатки: малую площадь территории (узкий пирс), большие трудности при маневрировании судов, невозможность оборудования узких пирсов портальными кранами и железнодорожными путями.
В связи с этими недостатками в американских портах в настоящее время чаще строят широкие пирсы с более или менее достаточной складской площадью, перегрузочными механизмами, кордонными и тыловыми железнодорожными путями. Иногда широкие пирсы создают на месте существующих узких пирсов независимо от технического состояния последних.
В СССР узкие пирсы для переработки генеральных грузов не применялись. Отдельно стоящие узкие пирсы имеются в- Туапсе, Одессе, Новороссийске и других портах; предназначаются они для операций с нефтепродуктами и зерном, а также служат в качестве ремонтных причалов на судоремонтных заводах. Во всех этих случаях применение узких пирсов вполне рационально. Возведение узких пирсов может оказаться целесообразным, если их оборудовать соответствующими механизмами для переработки навалочных грузов, например, применить конвейерную схему механизации. Ширина таких специализированных узких пирсов составляет 15- 25 м и более. В ряде случаев узкие пирсы применимы и в качестве пассажирских причалов.
В действительности в крупном порту могут применяться все рассмотренные формы.
Компановка морского порта.
План порта и общие принципы его компоновки
План порта – это общее расположение отдельных его частей, рационально скомпонованных в одно целое.
При разработке плана порта проще всего решается задача по районированию порта, т.е. производство рациональное для данных конкретных условий разделение причального фронта на районы, обосновывается взаимное расположение причалов и производится размещение на них всех требующихся сооружений и устройств.
При компоновке порта обеспечивается оптимальное расположение его элементов – территории, акватории, водных подходов, железнодорожных и автомобильных подъездов, перегрузочных комплектов, оборудования и устройств, сооружений, зданий, инженерных и транспортных коммуникаций.
Порт может иметь удачно спроектированные отдельные части, находится в благоприятных условиях, однако отсутствие увязки между отдельными элементами может неблагоприятно сказаться на взаимодействии отдельных частей его и снизить эффективность работы порта в целом.
Неправильная компоновка и неудовлетворительное размещение отдельных его частей могут оказать вредное влияние на естественный режим побережья в районе порта и вызвать большие дополнительные эксплуатационные расходы. Порт должен иметь достаточные и удобные участки акватории для отстоя и различных операций, выполняемых в порту судами.
Компоновка акватории порта должна обеспечивать удобную эксплуатацию флота:
¾ безопасные и удобные подходы с моря и в пределах порта;
¾ спокойные акватории необходимых размеров и соответствующей формы;
¾ достаточное число удобно расположенных причалов.
Начертание оградительных сооружений и форма портовых бассейнов должны обеспечивать удобство маневрирования транспортных судов, обеспечивая без задержки их вход в порт и постановку под погрузочно-разгрузочные операции.
Компоновка территории порта и её размеры должны дать возможность рационально разместить все объекты, обеспечивающие нормальную деятельность порта, комплексное обслуживания судов транспортного флота, работу береговых объектов других организаций, размещаемых в порту (специализированных комплексов, технического флота, строительных организаций, гидромедслужбы и т.д.). Вблизи от причалов должны быть расположены в достаточном количестве и необходимого размера закрытые склады и открытые складские площадки.
Компоновка порта должна обеспечить не только минимальные затраты на строительство оградительных сооружений, бассейнов, глубоководных причалов, наибольшие площади акватории и территории, но и эксплуатационные расходы.
Подъездные железнодорожные и автомобильные пути, трубопроводный транспорт, внутренние водные пути должны обеспечивать своевременную доставку грузов на причалы или к складам. На территории предусматриваются сортировочные железнодорожные парки и площади для стоянки автомашин достаточных размеров.
Взаимное размещение специализированных районов для переработки разных грузов должно удовлетворять удобству группировки причалов по осадкам обслуживающих судов. Родственные виды грузов должны перегружаться на причалах расположенных в одном или многих районах. Грузы, оказывающие вредное влияние на грузы соседних причалов, должны быть отнесены от них на достаточное расстояние. Причалы с взрыво- и пожароопасными грузами размещают в изолированных районах. Причалы, здания и сооружения на них, являющиеся источниками воздействия вредных веществ или вредных воздействий (шума, вибрации, электро- и радиоволны и т.д.) должны быть отделены от них на санитарно-защитными зонами.
Пути перемещения транспорта с пассажирами и их багажом между пассажирскими причалами, морскими вокзалами, железнодорожными и автовокзалами и аэровокзалами должны быть максимально удобными.
В непосредственной близости от грузовых районов размещают устройства, обеспечивающие комплексное обслуживание флота; базы снабжения продовольствием, бункерованные базы; судоремонтные предприятия с причалами и акваториями для отстоя судов; необходимые здания и сооружения для отдыха и обслуживания экипажа судов и рабочих.
При проектировании генерального плана необходимо учитывать существующие и переплетные специализированные комплексы различных фирм (портовые элеваторы и холодильники, песоперевалочные, нефтеперевалочные базы, базы химических грузов и пищевых грузов, базы сжиженных газов и другие перевалочные базы).
Размещение порта в целом и отдельных его районов должно быть связано с расположением промышленных предприятий, требующих по роду своей деятельности находиться вблизи от береговой черты.
Следует стремиться к кооперированию порта с соседними предприятиями согласованных создания, развития и использования водных подходов, оградительных и берегоукрепительных сооружений, акваторий, поездных путей и инженерных коммуникаций.
При компоновке порта, размещение элементов его акватории и территории, развитии портовых комплексов необходимо производить увязку с планировкой и перспективами развития расположенного в этом географическом районе города или другого населенного пункта.
Необходимо учитывать перспективы дальнейшего развития порта с тем, чтобы при его расширении наиболее полно использовать имеющиеся сооружения и исключить не эффективные.
Компоновка перспективных районов и их взаимное расположение необходимо проектировать в соответствии с намечаемым порядком ввода в эксплуатацию соответствующих специализированных комплексов и объектов.
Взаимное расположение районов порта
Расположение районов порта различного технологического назначения, их функции в выполнении производственных процессов, а также необходимость учета конкретных условий естественного режима выдвигают ряд требований к взаимному расположению участков порта.
Районы, принимающие крупнотоннажные суда, размещают на участках с большими глубинами и удобно расположенных по отношению к входным воротам: районы для судов среднего и малого тоннажа – на участках, защищенных от ветрового воздействия, но с меньшими глубинами. Портовый флот размещают в наиболее защищенной от волнения акватории, в замерзающих портах по возможности ближе к входным воротам.
Одной из основных задач рациональной компоновки порта является устранение вредных воздействий пылящих, ядовитых, а также с неприятными запахами и других подобных грузов на людей и взаимного вредного влияния других грузов. Кроме того, должна учитываться противопожарная безопасность.
Между участками (причалами) различного технологического назначения с целью устранения отрицательного воздействия одних грузов на другие, а также на работников порта и пассажиров предусматривают увеличение расстояний между соответствующими районами, размеры которых указаны в нормативах технического проектирования.
Цемент является сильно пылящим грузом, выделяет сильный запах, оказывает отрицательное воздействие на другие грузы.
Поэтому размещению этих районов необходимо уделять особое внимание в части изоляции из-за вредного воздействия.
При установлении разрыв с районами перегрузки леса, нефтепродуктов, угля необходимо учитывать пожарную безопасность.
Районы с пыльными грузами размещают с подветренной стороны по отношению к другим грузовым участкам и пассажирскому району.
Районирование порта
Районирование порта предполагает территориальную целостность отдельных районов является обязательным условием рациональной компоновки территории порта (Рис.2.1).
Районирование портов определяет номенклатуру районов порта, их взаимное расположение и специализацию технологических перегрузочных комплексов.
Для эффективного решения районирования порта в техническом проекте разрабатываются несколько вариантов размещения районов порта и после составления их технико-экономических и эксплуатационных показателей и учета размеров капиталовложений. Удобства подходов с воды и суши, обеспечение дальнейшего развития каждого района, сочетания порта с населенным пунктом и т.д. применяют вариант, который удовлетворяет всем требованиям.
Номенклатура районов порта включает в себя:грузовые районы (генеральных, навалочных, лесных, наливных, зерновых грузов), пассажирский район, районы размещения объектов комплексного обслуживания судов транспортного флота, зоны общепортовых объектов (режимная территория) и предпортовой зоны (нережимная территория).Рис.2.1.
Расстояние между районами устанавливается с учетом устранения вредных воздействий пылящих, ядовитых и других подобных грузов на людей и взаимного вредного влияния грузов с учетом наиболее опасных преобладающих направлений ветра.
При этом необходимо учитывать, что в летний период процессы образование и распространение пыли наиболее интенсивное, водная поверхность способствует не распространения пыли, влажность уменьшает пылеобразование.
Рис.2.1Схема морского порта. Районы порта:
I-контейнерный; II-технологический щепы; III-круглого леса и пиломатериалов; IV-угольный; V-акватория; VI-портовый флот; VII-центральный ремонтные мастерские; VIII-строительные базы; IX-центральная котельная; X-общепортовый гараж; XI-административно-хозяйственный; 1-ремонтно-механическая мастерская и столовая контейнерного района; 2-здание конторы и вычислительного центра контейнерного района; 3- склад наполнения и опорожнения контейнеров; 4-перегружатели контейнеров в тылу контейнерного района; 5-перегружатели контейнеров на причале; 6-судно-контейнеровоз; 7-бункерная эстакада с транспортером; 8-склад технологической щепы; 9-воздуходувная установка для пневмотранспорта щепы по трубопроводам к причалу; 10-погрузочное устройство у причала на рельсовом ходу; 11-судно-щеповоз; 12-портальный кран на причале для погрузки леса; 13-судно-лесовоз; 14-блок бытовых помещений с конторой лесного и щепного районов; 15-угольный пирс; 16-судно-углерудовоз; 17-перегрузочные (пересыпные) станции; 18-транспортерная галерея от бункеров угля до пересыпных станций; 19-вагоноопрокидывательная установка; 20-тепляки для размораживания угля в вагонах; 21-склады угля для котельной угольного района; 22-паровая котельная угольного района; 23-здание центрального пункта управления автоматизацией угольного комплекса; 24-блок служебно-бытовых помещений со столовой района; 25-резервный склад угля; 26-погрузочно-разгрузочные устройства на угольном складе; 27-магистральная автомобильная дорога; 28-пожарное депо на шесть автомашин с общежитием на 60 чел.; 29-гостиница(межрейсовая) на 200 мест; 30-управление порта; 31-платформа с навесом над железнодорожными путями; 32-база снабжения транспортного флота с магазином; 33-внутрипортовые железнодорожные пути; 34-ограждение районов порта
Взаимное расположение города и порта
Порты и города неразрывно связаны между собой. Это имеет свои преимущества и недостатки. Расположение порта в пределах или непосредственной близости города способствует сокращению путей доставки грузов промышленных предприятий, подвозимых (отправляемых) водным транспортом, а также развитию пассажиропотоков. Однако такая близость имеет и множество негативных сторон. Береговые сооружения порта - силосные корпуса, многоэтажные складские помещения, штабеля навалочных и емкости наливных грузов, далеко не украшают архитектурный облик города.
Порт, располагаемый в прибрежной зоне, обычно отрезает город от моря и лишает его районов, где могут быть размещены зоны отдыха, парки и пляжи. Железнодорожные и автомобильные подходы к порту перерезают территорию города и усложняют движение городского транспорта (Рис.2.2а).
Более удобным является взаимное расположение города и порта, изображенного на рис.2.2б. К такому решению вопроса необходимо стремиться при проектировании новых портов, при наличии существующего комплекса порт-город рекомендуется предусматривать согласованное их развитие в различных направлениях (Рис.2.2в). Портовые сооружения могут нарушать естественный режим побережья. В свою очередь город часто ограничивает деятельность и развитие порта.Городские застройки затрудняют создание новых районов порта или развитие существующих, а также оптимальную компоновку подъездов к порту. Совмещение таких сложных комплексов, как порт и город, требует тщательного учета особенностей их деятельности и развития. Примером может служить оптимальное сочетание порта и городом схема на рис.2.3.
Рис.2.2 Взаимное расположение порта и города:
1-море; 2-порт; 3-город; 4-портовые подъездные пути; 5-городские подъездные пути; 6-места пересечения подъездных путей; 7-зона развития порта; 8-зона развития города
Рис.2.3 Сочетание крупного порта с городом:
1-порт; 2-защитная зеленая зона; 3-город; 4-территория промышленного предприятия;5-специализированный промышленный причал; 6-пассажирский причал; 7-железная дорога
C каждым годом всё более востребованными становятся причальные сооружения, которые возводятся по берегам рек, озёр, морей и водохранилищ, расположенных поблизости от крупных городов. Это связанно с тем, что всё больше людей предпочитают жить за городом и строят свои дома как можно ближе к воде. Основное следствие этой тенденции - появление большого количества водного транспорта и острая потребность в сооружении причальных сооружений для него.
Причальные сооружения существенно облегчают как хранение яхт, лодок и катеров, так и пользование ими. Но функциональные возможности причальных сооружений не ограничиваются только возможностью удобно «припарковать» яхту рядом с домом. Помимо этого, причальные сооружения используются, чтобы иметь возможность в специально созданных условиях осмотреть судно, а также провести его техническое обслуживание или ремонт. Строительство причальных сооружений - непростая задача. Перед строительством необходимо учесть множество факторов, а также выбрать подходящую к конкретным условиям конструкцию и материалы для изготовления причальных сооружений.
Причальная стенка в порту
Одной из самых распространённых конструкций для швартовки судов является причальная стенка. Причальная стенка широко используется во многих портах России и мира. Сооружается причальная стенка вдоль берега. Порт, обладающий причальной стенкой, позволяет безопасно швартовать суда и иметь к ним удобный доступ с суши.
Помимо своего прямого предназначения причальная стенка также выполняет функцию укрепления берега. Именно берегоукрепляющая функция позволяет говорить о таких причалах, как о надёжном сооружении, способном противостоять изменчивой водной стихии (течениям, приливам, отливам и штормам). В зависимости от порта причальная стенка может комплектоваться различным оборудованием. Если это грузовой порт, то на стенке сооружается погрузочное и разгрузочное оборудование. А пассажирский порт обустраивает причальную стенку таким образом, чтобы пассажиры имели возможность легко попасть на корабль и покинуть судно.
Портовое причальное сооружение для швартовки судов
Портовое причальное сооружение может иметь также специальное предназначение, например, для таможенного оформления товаров, перевозимых морским транспортом.
Также во многих портах причальное сооружение для швартовки судов комплектуется оборудованием для обеспечения безопасности и приспособлениями для обслуживания кораблей. К такому оборудованию, монтируемому на портовых причальных сооружениях, относятся: противопожарные приспособления, приспособления для заправки судов, ограждения, которые защищают людей от случайного падения в воду, сервисные колонки.
Нередки также случаи, когда обычные городские набережные комплектуются причальными сооружениями для швартовки судов. В данном случае они обычно используются для посадки и высадки пассажиров на небольшие суда, типа речных трамвайчиков и местных паромов.
Проектирование и строительство причальных сооружений и стенок
Проектирование причальных сооружений - обязательный этап, который предваряет любое строительство причальной стенки или пирса. На этом этапе производится обследование будущего места строительства, совместно с заказчиком выбирается конструкция и материал изготовления, учитываются рельефные, климатические и экономические факторы. В ходе проектирования причальных сооружений также производится разбивка работ на этапы и определение их примерной стоимости.
Помимо строительства причальных стенок, широко практикуется строительство причальных сооружений в форме пирса. В отличие от стенки, которая идёт вдоль берега, пирсы ориентированы перпендикулярно ему. Ключевым преимуществом строительства причальных сооружений в форме пирса является то, что суда можно ставить сразу с двух сторон. Как и строительство причальных стенок, строительство пирсов производится с целью создать удобную площадку для стоянки судов, их обслуживания и доступа к ним людей. Пирсы могут сооружаться на сваях и плавучих понтонах. Выбранная конструкция и материал влияют на цену и скорость строительства пирсовых причальных сооружений. Наряду с прямым предназначением пирсы также используются для прогулок и различных видов отдыха у воды.
Причальное оборудование и отбойные устройства причальных сооружений
Любой причал не может полноценно функционировать без специального причального оборудования. Помимо оборудования, определяющего специфику причала (грузовое, пассажирское, ремонтно-сервисное), также необходимо озаботиться о снаряжении причала универсальным причальным оборудованием, к которому относятся: канаты и утки для швартовки, отбойные устройства, привальный брус, швартовые «пальцы», сервисные колонки и прочие атрибуты любого причала.
Для того чтобы при швартовке суда не получали повреждений используются отбойные устройства причальных сооружений. С помощью отбойных устройств причальных сооружений удаётся избегать большинства повреждений, получаемых при контакте судна с твердыми элементами причалов и частями корпусов других судов. Особенно полезны подобные устройства во время непогоды, когда волнения воды не позволяют плавно подойти к причалу.
Речные причальные сооружения
Компания «Морской бриз», базирующаяся в Санкт-Петербурге, много лет присутствует на рынке по строительству морских и речных причальных сооружений. Благодаря колоссальному опыту сотрудников «Морского бриза», клиенты всегда получают именно те речные причальные сооружения, какие они хотят. Все строительные работы при этом производятся настолько качественно, что причалы многие годы функционируют без ремонта в самых сложных условиях эксплуатации.
Рассматриваемые причальные сооружения представляют собой сквозные конструкции из отдельно стоящих опор, в виде свай, погруженных в грунт на определенную глубину и соединенных между собой верхним строением.
Эстакады могут быть различных типов (рис. 95): на сваях с наголовниками (а); с уширенным шагом свай (б); на оболочках диаметром 1, 2 м (в); на сваях-оболочках с поперечными (г) и продольными (д) ригелями; сквозной пирс на призматических сваях св).
Физико-механические свойства древесины и ценность стали обусловили широкое распространение причальных сооружений эстакадного типа на железобетонных сваях или сваях-оболочках. Наиболее применимы в отечественной практике сборные железобетонные эстакады неразрезного типа на предварительно напряженных призматических сваях и сваях-оболочках с верхним строением из крупноблочных элементов с глубинами у причалов 4,5-13 м при грунтах оснований, допускающих погружение свай и свай-оболочек.
Конструкции эстакадных причальных сооружений на призматических сваях состоят из рядов железобетонных предварительно напряженных призматических свай (в типовых проектах сечением 45х45 см). В поперечном направлении в ряде содержится 4-8 вертикальных свай, погруженных с одинаковым или различным шагом. Для восприятия горизонтальных нагрузок иногда погружают наклонные сваи. Головы свай объединяют путем их омоноличивания со сборным верхним строением. При этом применение наголовников или капителей допускается только при плоских ростверках из тонких плит.
Эстакадную набережную строят в следующей последовательности: погружение свай; оформление подпричального откоса; обработка голов свай; монтаж плит верхнего строения; устройство тылового сопряжения; устройство покрытия причала с прокладкой необходимых путей и коммуникаций; установка швартовных ivm6 и амортизационных устройств.
При погружении свай с плавучих средств в работе участвуют: плавучий универсальный (или другого типа) копер, плавкран грузоподъемностью не менее массы самой длинной сваи с наголовником, понтон грузоподъемностью 250 т и буксирный катер мощностью 184 кВт. Со строительной площадки грузят на понтон сваи (7-12 шт.), не менее сменного их запаса. Понтон подводят буксиром к месту погружения свай. Если для погружения применяют сваебойный инструмент (молот), достаточно только одного универсального копра для перегрузки и забивки свай и установки направляющих или кондуктора. При наличии также плавучего крапа копер используют более производительно - только в операциях по погружению свай, все остальные работы выполняют крапом. При вибропогружении свай можно работать только одним крапом без копра.
При погружении применяют направляющие, обеспечивающие лопаточную точность забивки свай в каждом поперечном ряду, что не исключает неточного взаимного расположения рядов свай. Применение кондукторов позволяет точно забивать сваи как по поперечным рядам, так и по продольным.
Общая схема движения плавучего копра при погружении свай зависит от темпа строительства, осадки и размерений копра, шага свай, конфигурации подпричального откоса (рис. 96). Погружение свай с передвижных подмостей при строительстве причалов было показано ранее ().
При погружении свай допускается их отклонение в плане до половины наибольшей стороны поперечного сечения, но не более чем на 20 см. Число свай, имеющих отклонения 10-20 см, не должно превышать 20% их общего числа в причале.
После забивки свай, до начала отсыпки с воды материала подпричальной призмы, разбивают и закрепляют на местности линии бровки подпричального откоса и его тылового сопряжения. Рваный камень массой до 100 кг отсыпают в откос с точностью ±15 см. Контрфильтр отсыпают из щебня с допусками ±10 см. Правильность отсыпки откоса проверяют промерами футштоком с шлюпки или плота через 5-6 м по длине и 2,5 м по ширине откоса. Каменный откос выравнивают под водой водолазы, которые устанавливают по длине откоса в два или три ряда направляющие из узкоколейных рельсов с таким расчетом, чтобы отметки головок рельсов соответствовали проектным отметкам откоса. При перемещении уложенной поперечно по головкам рельсов контрольной рейки снимают лишние камни и заполняют ямы на подпричаль-ном откосе. Каменную постель под тыловое сопряжение причала можно отсыпать самосвалами с смонтированного и омоноличен-ного верхнего строения.
Подпричальный откос можно также устраивать с выкладкой из сборных железобетонных плит с отверстиями, запроектированных с участием автора (рис. 97,а), и пастилкой асфальтобетонных тюфяков (рис. 97,6) в условиях речного строительства.
После отсыпки подпричального откоса головы свай срубают под проектные отметки с плавучего инвентарного мостика при помощи отбойных молотков (с допуском 3 см) или специальных механизированных устройств (см. ранее). На срубленных сваях (с обработанными должным образом выпусками арматуры) с плавучих мостиков монтируют инвентарные металлические или деревометаллические хомуты, по которым устанавливают плавкраном наголовники.
Перед омоноличиванием наголовника со сваей выпуски арматуры приваривают к швеллерным балкам, вбетонированным в наголовник. При установке плит верхнего строения по сваям без наголовников и разрезке плнт перпендикулярно кордонной линии причала плиты устанавливают в проектное положение непосредственно по монтажным хомутам с дальнейшим бетонированием монтажных ригелей.
При разрезке плит параллельно кордону причала монтаж верхнего строения начинают с установки кордонных плит, определяющих линию причала, после чего монтируют промежуточные и тыловые плиты. Для монтажа плит применяют траверсы или распорные рамы, обеспечивающие необходимую точность монтажа без перенапряжения в железобетоне монтируемых элементов.
Омоноличивание плит между собой, а также с наголовниками и сваями производят бетонной смесью марки на 100 единиц выше, чем марка сборных конструкций, с тщательным уплотнением вибрированием. В процессе омоноличивания плит также бетонируют тумбовые массивы. Швы расширения заполняют пропитаными креозотом и покрытыми битумом досками.
Передача на смонтированную часть верхнего строения необходимых монтажных нагрузок или нагрузок от транспорта разрешается только по достижении бетоном не менее 70% проектной прочности.
Тыловое сопряжение причала может быть выполнено в виде бетонного массива (монолитного или пустотного), железобетонной уголковой стенки или комбинированным (в нижнем курсе - массив, поверх его - уголковая стенка).
Перед устройством бетонного покрытия по верхнему строению причала устанавливают балки из профильного металла с анкерами для крепления рельсов, а также монтируют дождеприемники. Для покрытия применяют бетонную смесь с водоцементным отношением 0,5-0,55, с осадкой конуса 1-2 см и показателем удобоукладываемости 25-15 с при укладке с помощью поверхностных вибраторов и виброреек. Бетон подают на укладку самосвалами. Швы бетонного покрытия шириной 2 см, располагаемые над швами ростверка, заливают битумом.
При укладке железнодорожных и крановых путей под рельсы подливают цементный раствор состава 1:2,5 при марке портландцемента не ниже 500. Па 1 м 3 раствора добавляют 100 кг стального «волоса». Штрабы и прирельсовые лотки заполняют асфальтобетоном, уплотняя его горячими металлическими трамбовками. Работы выполняют в сухую погоду при температуре воздуха не ниже +5° С.
Технологическая схема строительства эстакады с уширенным шагом свай приведена на рис. 98, а-е.
Для возведения набережных и пирсов эстакадного типа широко применяют железобетонные цилиндрические сваи-оболочки внешним диаметром 0,6 1,6 м. Строительство причальных сооружений на оболочках диаметром 0,6 м в принципе ничем не отличается от строительства на призматических сваях.
Тяжелые (15-80 т) и длинные сваи-оболочки перевозят со склада хранения до места погружения морем. Для подъема оболочек в горизонтальном положении следует применять специальные захваты, предупреждающие повреждение поверхности бетона. В виде исключения может быть допущено применение для этого обычных тросовых петлевых стропов с прокладкой мягких кранцев. Сваи-оболочки перевозят на палубных баржах и плашкоутах соответствующей грузоподъемности, а при расстоянии перевозки до 5 км - на грузовой палубе плавкрана. На палубе судна каждую колонну укладывают на две деревянные прокладки с выкружками по радиусу оболочки с расстоянием между прокладками, равным 0,6 длины оболочки. Сваи-оболочки должны быть надежно закреплены во избежание их перемещения. Перевозка оболочек на стреле крана в вертикальном положении допустима только на небольшие расстояния, в закрытых акваториях с последующей их установкой в направляющие устройства для погружения.
Перевозимые горизонтально оболочки переводят в вертикальное положение при помощи плавкрана грузоподъемностью 100 т при подъеме одного конца, оснащенного торцевым строповочным обустройством. Иногда, при большой длине оболочки в вертикальном положении она не помещается между гаком крана и отметкой дна акватории. В этом случае необходимы специальные приемы и оснастка для погружения длинных свай-оболочек (некоторые из этих приемов, предложенные автором, приводятся ниже):
- вначале погружают только часть длинной оболочки, а затем на плаву производят вертикальное стыкование ее с верхним звеном при помощи монтажного болтового стыка. В дальнейшем выполняют проектный сварной стык;
- для придания плавучести свае-оболочке ее торцы герметически задраивают на берегу пластиковыми полотнищами из перхлорвинила. Оболочку в горизонтальном положении переносят краном на мочу и буксируют к месту погружения. Затем ее голову стропят к гаку крана, а пластиковое полотнище прорывают у ножевого торца. При этом погружается ножевая часть оболочки под воду, и одновременно краном поднимается головная часть до приведения оболочки в вертикальное положение;
- сваю-оболочку транспортируют в горизонтальном положении на палубе понтона крана. Головная часть оболочки крепится к гаку крана, а ножевая находится в специальной шарнирной цапфе, присоединенной к борту понтона крана. При подъеме головы оболочки одновременно, посредством шарнирной цапфы, происходят поворот и поступательное движение оболочки за борт. При доведении оболочки до вертикального положения, параллельного бортовой плоскости понтона, оболочку освобождают из цапфы и заводят в плавкондуктор;
- оболочку перевозят на понтоне, затем погружают в наклонном положении в воду. При этом ее головная часть опирается на специальное ложе на борту понтона, а ножевая - в уложенную на дне акватории железобетонную плиту. При подъеме головы оболочка, опираясь в подводную плиту, поворачивается до вертикального положения. Плита предупреждает преждевременное погружение ножевой части в слабые грунты дна акватории.
Некоторой модификацией способа погружения свай-оболочек с передвижных подмостей (и монтажа верхнего строения) является применение для этого широкопролетного козлового крана. Сваи-оболочки прикордонного ряда, на которых располагается нога крана, погружают с плавучих средств. Рельсовый путь под вторую ногу крана устанавливают с таким расчетом, чтобы под портал крана можно было доставлять на автомашинах с прицепами сваи-оболочки, а также другие конструкции и материалы. Вибропогружение оболочек козловым краном производят с помощью плавкондуктора, представляющего собой две спаренные тонкостенные металлические трубы диаметром 100 см с заглушками по торцам, между которыми расположены ячейки для размещения шести оболочек продольной секции причала. Кондуктор раскрепляют на крайние, ранее забитые оболочки.
Причальные сооружения эстакадного типа на сваях-оболочках сооружают с шагом опор, позволяющим отсыпать до 70% материала подпричальной призмы при помощи шаланд с открывающимися днищами. Около 15% камня и щебня отсыпают в неудобные места подпричального откоса плавучим грейферным краном и 15% автотранспортом со смонтированного верхнего строения.
После отсыпки подпричального откоса к погруженным сваям-оболочкам подводят полукольцевые плавучие подмости, замыкаемые вокруг оболочек в кольцо. С подмостей устанавливают объемлющие оболочки инвентарные металлические бандажи, служащие направляющими для срубки голов пневматическими отбойными молотками или срезки абразивным инструментом. Срезать головы свай-оболочек под проектную отметку необходимо с точностью ± 3 см. Срубленные оголовки после разрезки оголенных продольных стержней арматуры убирают плавкраном.
Простейшим видом верхнего строения, применяемого для эстакад на сваях-оболочках диаметром 1,2 м, является верхнее строение из сборных железобетонных плоских квадратных плит со стороной 5,23 м, толщиной 0,6 м, массой 40 т. При помощи плавкрана грузоподъемностью 15 т на головы колонн устанавливают опорные площадки и приваривают закладные части площадок к фланцам голов оболочек. Затем производят омоноличивание площадок с головами свай. После достижения бетоном не менее 70% проектной прочности плавкраном грузоподъемностью 50 т по опорным площадкам устанавливают кордонные блоки, ростверковые плиты и тыловые блоки.
Первая отечественная сборная эстакадная набережная из железобетонных крупноблочных предварительно напряженных элементов, сооруженная под руководством автора, представляла собой рамную конструкцию с опорами из свай-оболочек диаметром 1,6 м, с поперечными ригелями и уложенными по ним плитами верхнего строения.
После погружения из внутренних полостей оболочек откачивали воду на глубину 3,5 м, считая от верха оболочки. В осушенную верхнюю часть оболочки опускали при помощи крана «Пионер» железобетонное диск-днище, закрепляемое тремя металлическими подвесками к выпускам арматуры на торце оболочки. Поверх диск-днища устраивали бетонную пробку высотой 20 см. Затем с объемлющих оболочки плотиков на головы колонн надевали наружные и внутренние бандажи из полосовой стали (шириной 16 см, толщиной 8 мм), состоящие (каждый) из двух крепящихся на болтах полубандажей. На головы крайних в поперечном ряду оболочек, между бандажами устанавливали на подливке из пластичного бетона три стальных кубика с размером стороны 8 см (один на одну колонну и два на другую), фиксирующих высотное положение ригеля. Кольцевое пространство между бандажами заполняли бетоном марки 500, приготовленным на мелком щебне. Бандажи, выступавшие над верхом кубиков на 5 см, свободно осаживались под действием веса устанавливаемого ригеля.
Монтаж ригеля осуществляли с помощью плавкрана грузоподъемностью 100 т посредством траверсы или длинных стропов при волнении на море, не превышавшем 2 баллов. Для точной фиксации положения ригелей в плане служили направляющие, укрепленные на плавучих мостиках-кондукторах. В каждом пролете первой монтировали бортовую балку, дающую направление линии кордона причала. Далее по ригелям укладывали слой бетонной подготовки толщиною 5 см, на который устанавливали плиты верхнего строения. При монтаже элементов допускалось искривление линии кордона в плане не более ±2 см и отклонение горизонтальных плоскостей бортовых балок не более ±3 см в плед ел ах длины секции.
Вслед за монтажом элементов верхнего строения производили работы по омоноличиванию оболочек со сборными ригелями, бетонированию монолитной части и продольных швов между плитами и балками. Перед омоноличиванием швов между плитами снизу плит подвешивали опалубку из одиночных досок на проволочных скрутках и устанавливали арматуру омоноличивания. Омоноличивание выполняли пионерным способом с подвозкой бетонной смеси в самосвалах по смонтированному строению.
Общая схема монтажа причала (рис. 99) включает следующие работы: погружение оболочек (I), срубку голов оболочек (II), отсыпку подпричальной призмы (III), монтаж ригелей и плит верхнего строения (IV), монтаж коробов тылового сопряжения (V), монтаж отбойных рам и швартовных тумб (VI). Соблюдение требований безопасности труда при монтаже конструкций приводится в специальной литературе.
Причальные сооружения классифицируются по назначению, расположению в плане, типу конструкций, материалу изготовления, способу строительства.
По назначению причалы специализируются в зависимости от рода перерабатываемых грузов, направления грузопотока, типа и характеристик швартующихся судов и других условий.
В зависимости от расположения в плане различают следующие виды причальных сооружений:
а) причальные набережные, которыми называют сооружения по всей своей длине, примыкающие к берегу;
б) пирсы - сооружения, выступающие в акваторию и расположенные под углом к береговой полосе;
в) эстакады - сооружения, вынесенные на акваторию и соединенные с берегом стационарными или плавучими мостками;
г) бычки и палы - отдельно стоящие опоры, располагаемые в русле, к которым швартуются плоты, секции плотов или суда в ожидании их обработки;
д) плавучие причалы.
При проектировании причальных сооружений береговых лесных складов применяются разные типы конструкций. В поперечном сечении причалы могут иметь вертикальную, откосную, полуоткосную и полувертикальную форму профилей (рис. 1.1).
Причальная набережная вертикального профиля (рис. 1.1, а) наиболее удобна для швартовки и стоянки судов и плотов. Однако при больших колебаниях уровней воды и значительной глубине акватории причал оказывается громоздким, что приводит к значительным затратам на его строительство и эксплуатацию.
При наличии устойчивых естественных береговых откосов причальные сооружения откосного профиля наиболее просты по конструкции и требуют наименьших капитальных затрат на их возведение. Недостаток причалов откосного профиля состоит в том, что они менее удобны для швартовки и стоянки судов и плотов, а при низком стоянии уровней воды для производства перегрузочных операций у них требуются краны с большим вылетом стрелы. При эксплуатации причалов откосного профиля удобство для швартовки и стоянки судов создают при помощи промежуточных плавучих причалов из понтонов, имеющих подвижную связь с береговым откосом (рис. 1.1, б).
Рис. 1.1. Схемы поперечных профилей:
а - вертикальная; б - откосная; в - полуоткосная; г - полувертикальная:
УВП - уровни весеннего половодья; УМВ - меженные уровни
Полуоткосные и полувертикальные причальные набережные по условиям эксплуатации занимают промежуточное положение по сравнению с причалами вертикальной и откосной формы (рис. 1.1, в, г).
По конструктивно-расчетным признакам причальные сооружения подразделяются на гравитационные, типа тонкой стенки (больверки),свайные (с высоким свайным ростверком) и смешанные, схемы которых приведены на рис. 1.2.
Гравитационные причальные сооружения (рис. 1.2, а) являются разновидностью подпорных стенок, устойчивость которых на сдвиг, опрокидывание и пр. обеспечивается их собственным весом. Гравитационные причальные сооружения громоздки, капитальные затраты на их возведение высокие, поэтому их обычно строят на плотных грунтах, на скальном, каменном и галечниковом основании, т.е. в тех случаях, когда грунты не допускают забивки свай, шпунта. К гравитационным относятся следующие типы причальных сооружения: ряжевые, из массивной кладки и из массивов - гигантов, уголковые набережные и сооружения из оболочек большого диаметра.
Рис. 1.2. Примеры конструкций причальных сооружений:
а - гравитационные; б - типа тонкой стенки (больверк);
в - свайные (с высоким свайным ростверком):
1 - железобетонные массивы; 2 - шпунтовая стенка; 3 - анкерная тяга;
4 - анкерная плита; 5 - сваи
Причальные сооружения типа тонкой стенки (больверки) возводятся из металлических, деревянных или железобетонных элементов различного поперечного сечения (прямоугольных, тавровых, двутавровых, кольцевых и др.). Больверк может быть заанкерованным, т.е. иметь анкерное устройство (рис. 1.2, б), при этом устойчивость стенки частично обеспечивается анкерной плитой. При отсутствии анкерного устройства устойчивость сооружения достигается защемлением стенки в грунте основания.
Свайные (сквозные) сооружения устраиваются на отдельных опорах (сваях). Свайные сооружения с высоким свайным ростверком представляют собой конструкцию, в которой верхняя часть свайного фунда- мента выполнена в виде плиты или балки, служащих для равномерной передачи нагрузки на сваи (рис. 1.2, в).
К причальным сооружения смешанного типа относятся такие, в состав которых входят элементы, характерные для нескольких типов причальных сооружений.
В зависимости от вида применяемых материалов причальные сооружения подразделяются на деревянные, металлические, бетонные, железобетонные и смешанные (из нескольких видов материалов).
В лесных портах и на береговых лесных складах для строительства причальных сооружений широко применялась древесина. Однако применение древесины для причальных сооружений может быть рекомендовано только для тех элементов, которые постоянно расположены ниже уровня воды, где исключено гниение древесины.
Для причальных сооружений береговых лесных складов рекомендуется преимущественное применение сборных железобетонных конструкций и причалов в виде сплошной тонкой стенки (больверки) из железобетонного или металлического шпунта. Опыт строительства и эксплуатации причалов из стального шпунта показал их эффективность и преимущества в экономическом плане по отношению к другим конструкциям.
При строительстве причальных набережных из сборных железобетонных элементов используют унифицированные железобетонные детали. Эти сооружения, предназначенные для строительства по типовым проектам на реках, озерах и водохранилищах причалов высотой от 4 до 15 метров, включают 6 основных типов конструкций, приведенных на рис. 1.3, а-е:
Из заанкерованного железобетонного шпунта (рис. 1.3, а);
Из незаанкерованного шпунта (1.3, б);
Уголкового профиля с анкеровкой за фундаментную плиту (1.3, в);
Уголкового профиля с анкеровкой за анкерную плиту (1.3, г);
Из массивов - гигантов с надстройкой (1. 3,д);
Козлового типа (1.3, е).
Перечисленные конструкции причальных сооружений имеют однотипные детали, обладают большой экономичностью и высоким коэффициентом сборности.
Причальная набережная из заанкерованного железобетонного шпунта (рис. 1.3, а) состоит из трех основных деталей: шпунта таврового сечения 5 из предварительно напряженного железобетона, железобетонных анкерных плит 3 и анкерных тяг 2 из круглой стали. В верхней части стенки устанавливается шапочный брус 1 из монолитного железобетона, на котором крепятся швартовые тумбы. При большой высоте причальной набережной (свыше 9,5 м) швартовые тумбы устанавливают в специально устроенных нишах, которые располагаются по высоте причала в 2-3 яруса. Между отдельными шпунтинами имеются металлические замки, препятствующие проникновению грунта через швы стенки. Анкерные тяги собираются из отдельных двух или трех звеньев, соединенных между собой с помощью натяжных муфт. Анкерные тяги прикрепляются к шпунту и к анкерным плитам при помощи шарниров, представляющих собой узлы из стальных пальцев, вставляемых в проушины тяг.
При строительстве причальных набережных небольшой высоты (до 5 м) применяются стенки из незаанкерованного железобетонного шпунта (рис. 1.3, б).
Причальные набережные уголкового профиля относятся к гравитационному типу сооружений. Благодаря простоте конструкции, надежности и высокой экономичности они получили большое распространение в отечественном портостроении.
Набережная стенка уголкового профиля с анкеровкой за фундаментную плиту (рис. 1.3, в) состоит их железобетонного вертикального элемента 6, высотой до 12 м, фундаментной плиты 8 шириной (по фронту) от 1,5 до 3 м и металлической анкерной тяги 2, соединенной с плитой посредством шарнира. Жесткость сооружения обеспечивается шапочной бетонной или железобетонной балкой 1, в которую заделываются арматурные выпуски из сборных элементов. Через каждые 20-25 м в шапочной балке 1 устраиваются температурно-осадочные швы, разделяющие стенку на секции. В каждой секции имеются тумбовые массивы с причальными тумбами.
Рис. 1.3. Типовые конструкции причальных сооружений:
а - из
заанкерованного шпунта; б - из незаанкерованного шпунта; в - уголкового
профиля с анкеровкой за фундаментную плиту; г - уголкового профиля
с анкеровкой за анкерную плиту; д - из массивов гигантов с надстройкой;
е - козлового типа;
1 - шапочный брус; 2 - анкер; 3 - анкерная
плита; 4 - грунт засыпки; 5 - железобетонный шпунт; - вертикальный
элемент; 7 - днище массива; 8 - фундаментная плита;
9 - каменная постель; 10 - основание; 11 - элемент надстройки; 12 - массив гигант;
13 - шапочная балка; 14 - ростверк; 15 - анкерная свая
Причальное сооружение уголкового профиля с креплением за анкерную плиту (рис. 1.3, г) имеет аналогичную конструкцию и отличается лишь типом крепления.
Причальные набережные из массивов-гигантов (рис. 1.3, д)
собираются из железобетонных оболочек в форме прямоугольных
параллелепипедов 12 длиной от 15 до 30 м, высотой от 4,5 до 6,5 м
и шириной 6-8 м. К месту установки массивы-гиганты подводят на плаву,
а затем постепенным заполнением секций водой их погружают на заранее
подготовленную каменную постель, после чего отсеки заполняют
песчаным грунтом.
Конструкция причальной набережной козлового типа (рис. 1.3, е) представляет собой шпунтовую стенку 5, закрепленную к забитым с уклоном 1:3 сваям 15. Верхняя часть шпунта и свай омоноличены при помощи железобетонной шапочной балки.
Строительство причальных сооружений обычно ведут двумя способами: «насухо» и «в воду». Строительство «насухо» осуществляют на объектах, которые располагаются в средней и нижней частях водохранилищ до их накопления, а также при возведении конструкций за перемычкой. Строительство «в воду» производится на свободных участках рек и на водохранилищах после их наполнения.
Таблица 1.5
Условия применения
|
Конструкция причальной набережной |
|
|
Из заанкерованного железобетонного* шпунта (рис. 1.3, а) |
Для грунтов, допускающих погружение шпунта; высота сооружения от 4 до 11 м; преимущественно при строительстве «в воду» |
|
Из незанкерованного шпунта (рис. 1.3, б) |
Для грунтов, допускающих погружение шпунта; высота сооружения до 5 м; преимущественно при строительстве «в воду» |
|
Уголкового профиля с анкеровкой за фундаментные или анкерные плиты (рис. 1.3, в, г) |
При строительстве «насухо» для любых грунтов; высота сооружения от4 до 14 м |
|
Из массивов-гигантов с надстройкой (рис. 1.3, д) |
Для плотных грунтов основания и других грунтов, затрудняющих погружение шпунта; высота сооружения более 9 м; при строительстве «в воду» |
|
Козлового типа (рис. 1.3, е) |
Для грунтов, допускающих погружение шпунта; высота сооружения от 4 до 8 м; при строительстве «в воду» и при береговой полосе, затрудняющей установку анкерных опор |
Примечание. * конструкция и условия применения причальных стенок из стального шпунта аналогичны железобетонным.
Контрольные вопросы:
1. Каким законом регулируются правила использования водных объектов?
2. Назовите классификацию гидротехнических сооружений?
3. Перечислите условия работы береговых лесных складов (портов) и ГТС?
4. Перечислите основные типы судов, их функции, характеристики и элементы?
5. Назовите классификацию причальных набережных и условия их применения?
Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
