Двокамерний суднобудівний сухий док полегшеного типу

Винахід відноситься до галузей суднобудування і гідротехнічного будівництва і може бути використаний при проектуванні і спорудженні суднобудівних сухих доків полегшеного типу, переважно для будування плавучих доків. Відомий сухий док [1, стор. 29, 31, рис. 10] полегшеного типу, який складається з камери прямокутної форми з вертикальними стінками, що спираються на плиту днища. Док має полегшену конструкцію за рахунок зняття гідростатичного тиску води шляхом дренування днища і стінок у комплексі із протифільтраційним екраном з металевого шпунта, що зменшує приплив води до камери доку. Одночасно ґрунт був ущільнений насиченням його щільним добірним матеріалом. Це дозволило значно зменшити товщину днища камери - з 13,1 до 2,25м. Відомий сухий док полегшеного типу [2, стор.219, рис. 73], який складається з двох камер з вертикальними стінками, що спираються на днища. Днища камер цього доку виконані розрізними і лежать на двошаровому фільтрі; у якості додаткового протифільтраційного заходу використані бетонні зуби консолей стінок, які врізані в ґрунт. Днище доку складається з окремих залізобетонних плит товщиною 0,9м; ділянки днища, що перебувають під дією сил від опорних пристроїв - центральної і бічної кільблочних доріжок, - виконані у вигляді балок товщиною 2,0м на основі із забивних паль. Стінки камери доку відділені від днища поздовжніми швами і побудовані у вигляді підпірних стінок контрфорсного типу. Дренування днища здійснене за допомогою шару піску із системою дренажних труб, по яких ґрунтова вода відводиться до насосної станції, розміщеної в торці доку. Недоліком відомих сухих доків полегшеного типу є наявність достатньо потужних матеріалоємних і дорогих залізобетонних плит днища, що витримують навантаження від гідростатичного тиску води і від опорних пристроїв стапелів доків. Найбільш близьким аналогом сухого доку, що заявляється, є двокамерний сухий док полегшеного типу [2, стор.213-215, рис. 71, 72], вибраний як прототип і призначений для будування і ремонту великотоннажних суден. Камери сухого доку утворені залізобетонними стінками, монолітно пов'язаними із днищем, і міжкамерною перемичкою, відділеною від днищ камер температурно-осадовими швами. У поздовжньому напрямку камери доків розділені швами на секції. Днища камер доків - залізобетонні плити з товщиною до 2,0м. Камери сухих доків виконані полегшеної конструкції за рахунок зняття діючого на днище гідростатичного тиску води шляхом влаштування дренажу в його основі і побудови пальового протифільтраційного екрана по контуру камер доку. Загальними суттєвими ознаками відомих доків і доку, що заявляється, є: кількість камер і їхнє взаємне розташування; обмеження камер стінками, площинами робочих затворів і днищами; конструкція головної частини з робочими затворами, насосною станцією і системами спорожнювання-заповнення камер; наявність конструкцій, що забезпечують проведення суднобудівних робіт - стапелів камер з опорними пристроями, підкранових колій і підйомно-транспортного устаткування. Недоліками відомого сухого доку-прототипу є недостатнє зняття гідростатичного тиску води і велике навантаження на днища камер від підйомно-транспортного устаткування і ваги споруджуваних суднових конструкцій, що спричиняє наявність потужної бетонної конструкції в днищі камер та значне збільшення вартості будування доку. Крім того, суттєвим недоліком сухого доку-прототипу є неефективне використання площ камер доку в зв'язку з їх завеликою шириною, яка суттєво перевищує ширину споруджуваних суден, що має істотні негативні економічні наслідки. Великий вплив ширини камер доку на економічність його експлуатації протягом тривалого терміну служби змушує приділяти її вибору велику увагу, тому що ширина доків вибирається за шириною розрахункового судна, а параметри суден поточного виробництва, будівництво яких здійснюють в сухому доку, досить часто не відповідають параметрам розрахункового судна. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення конструкції двокамерного суднобудівного сухого доку полегшеного типу за рахунок модифікації конструкції днища камер, опорних пристроїв стапелів і головної частини сухого доку та параметрів його камер. В результаті проведеної модифікації знижуються вартість спорудження сухого доку, експлуатаційні і виробничі витрати на проведення робіт у сухому доку. Поставлена задача вирішується тим, що у двокамерному суднобудівному сухому доку полегшеного типу, що складається з камер, обмежених стінками, головною і торцевою частинами, міжкамерною перемичкою і днищами, стапелів з опорними пристроями, підкранових колій і підйомно-транспортного устаткування, причому головна частина оснащена робочими затворами камер, насосною станцією і системою спорожнювання-заповнення камер, згідно з винаходом днище камер виконане на ґрунті і повністю розв'язане по міцності з головною і торцевою частинами, стінками камер і міжкамерною перемичкою доку, ґрунт стапелів камер ущільнений поздовжніми рядами паль, які утворюють пальове поле з кроком у поздовжньому напрямку, визначеним відповідно до розрахунку із зниження коефіцієнта фільтрації ґрунту днища, а в поперечному напрямку відповідно до прийнятого нормативного навантаження на опорні пристрої від ваги плавучих споруд, що будуються, опорні пристрої стапеля виконані залізобетонними, замоноліченими в єдину конструкцію з ростверками, що опираються на поздовжні ряди паль ущільнення ґрунту днища. Крім того, стапелі камер сухого доку виконані різними за шириною із співвідношеннями ширин Вв.к. В = м.в. , Вв.к. + Вм.к. Вмах де: Вв.к. - ширина великої камери; Вм.к. - ширина малої камери; Вм.в. - ширина плавучих споруд (наприклад, плавучих доків) найбільш масового виробництва, будівництво яких передбачається в сухому доку; Вмах - ширина плавучих споруд максимальної вантажопідйомності, будівництво яких передбачається в сухому доку. Крім того, поріг головної частини доку з боку камер має гаситель швидкості потоку води заповнення камер у вигляді профільованої ділянки порогу головної частини з водонепроникним і стійким до розмиву потоками води покриттям із мощених кам'яних блоків, покладених на шари насипного каменю і крупного щебеню. Запропонована конструкція двокамерного суднобудівного доку забезпечує: - міцносну розв'язку стінок камер, головної і торцевої частин, міжкамерної перемички сухого доку від навантажень, які передаються їм через днище від гідростатичного тиску води, підйомно-транспортного устаткування і ваги споруджуваних суднових конструкцій; - зменшення коефіцієнта фільтрації води через поверхню днища до розрахункового рівня; - рівномірне навантаження на ґрунт днища камер від підйомно-транспортного устаткування і ваги споруджуваних суднових конструкцій; - нормативне навантаження на опорні пристрої від ваги споруджуваних суден; - істотне зниження вартості спорудження доку, а оптимальне співвідношення ширини стапелів камер дозволяє оптимізувати експлуатаційні і виробничі витрати на проведення суднобудівних робіт у доку, зокрема за рахунок будівництва плавучих споруд з окремих частин з наступним поздовжнім і поперечним стикуванням їх на плаву біля добудовувальної набережної; - захист днища камер від розмивання при проведенні операцій спорожнення-заповнення. Суть запропонованого винаходу пояснюється фігурами креслень, де на Фіг.1 показано план запропонованого сухого доку, на Фіг.2 - вузол А Фіг.1, на Фіг.3 - розріз А-А Фіг.2, на Фіг.4 - розріз Б-Б Фіг.2, на Фіг.5 -розріз В-В Фіг.2, на Фіг.6 - розріз Г-Г Фіг.2, на Фіг.7 - вузол Б Фіг.4 і на Фіг.8 - розріз Д-Д Фіг.7. Двокамерний суднобудівний сухий док полегшеного типу складається з великої 1 і малої 2 камер, обмежених стінками 3, головною і торцевою частинами, міжкамерною перемичкою 4 і днищами. Головна частина доку обладнана робочими затворами камер 5 і 6, насосною станцією 7 з системою спорожнювання-заповнення камер. У камерах розміщені конструкції, що забезпечують проведення суднобудівних робіт: стапелі 8 і 9 з опорними пристроями, підкранові колії 10 і підйомно-транспортне устаткування 11. Робочі затвори 5 і 6 відокремлюють камеру суднобудівного доку від акваторії, захищають камери від проникнення води при максимальному рівні її стояння в акваторії і при наявності при цьому хвильових сплесків і виконані в вигляді батопортів, що представляють собою водонепроникну конструкцію суднового типу, у складі якої є система для баластування батопорту при його зануренні і спливанні під час виконання операцій закриття (перед спорожнюванням) і відкриття (після наповнення) камер доку. Головна частина доку виконана у вигляді трьох масивних стоянів 12 і з'єднувальної монолітної плити порога 13. Грані 15 порога і вертикальні виступаючі грані 14 стоянів, які звернені убік акваторії, утворюють опорний контур для батопортів при сприйнятті ними навантаження від гідростатичного тиску води акваторії. Насосна станція 7 поєднує головні і зачисні насоси, що обслуговують систему спорожнювання камери, дренажні насоси для скидання зливових, фільтраційних і виробничих вод. Насосна станція розміщається в середньому стояні головної частини доку в спеціальному приміщенні 16 з приямками для клінкетів наповнення 17 камер і галереями спорожнення-наповнення камер 18. Система спорожнювання камери виконує також функції збору і відводу зливових, фільтраційних і виробничих вод. Наповнення камери водою здійснюється самопливом через зосереджену систему наповнення у вигляді водопровідної випускної галереї 19 у тілі порога з гасителем швидкості потоку води у складі профільованої ділянки 20 порога з водонепроникним і стійким до розмиву покриттям 21 із мощених кам'яних блоків, покладених на шари насипного каменю 22 і крупного щебеню 23. Підйомно-транспортне устаткування 11 доку містить в собі крани різної вантажопідйомності. Підкранові колії 10 прокладаються на естакадах у камерах доку і на поверхні добудовувальної набережної на незалежних фундаментних балках, що опираються на палі (не показано). Для передачі навантаження на нижні, більш міцні шари ґрунту головна частина доку з стоянами 12 і порогом 13, стінки камер 3 і міжкамерна перемичка 4 опираються на анкери у вигляді паль 24, утворюючи в такий спосіб високі пальові ростверки, до яких приєднано передні шпунтові діафрагми 25. Зменшення припливу води в зону днища камер здійснюється не тільки за допомогою шпунтових діафрагм 25, але й ущільненням ґрунту стапелів 8 і 9 забиванням паль 26 поздовжніми рядами, які утворюють пальове поле. При цьому крок паль 26 уздовж стапеля (по поздовжньому ряді) вибирається згідно з розрахунків із зменшення коефіцієнта фільтрації днища камер, а кроки поперек стапелів - відповідно до нормативу навантаження на опорні пристрої від ваги плавучих споруд, що будуються. Для розміщення опорних пристроїв (стовпчиків) 27 у поздовжньому напрямку відповідно до нормативу навантаження на опорні пристрої поздовжні ряди паль 26 поєднуються в єдиний залізобетонний стрічковий ростверк 28, на якому розміщуються з потрібним кроком опорні стовпчики 27 стапелів сухого доку. Стовпчики 27 замонолічуються з ростверком 28. Дренаж днища камер доку виконується у вигляді фільтруючого суцільного килима 29, відсипаного з крупного щебеню. У товщі відсипання щебенів укладаються труби (не показані), по яких вода підводиться до колекторів приймання фільтраційних вод і відкачується в акваторію. Дренаж в сполученні із протифільтраційними шпунтовими діафрагмами по контуру сухого доку і ущільненням ґрунту забезпечує достатньо низький коефіцієнт фільтрації і, відповідно, мале надходження води в камери сухого доку. Будівництво запропонованого двокамерного суднобудівного сухого доку виконується насухо в котловані під захистом головної земляної перемички із дворядним протифільтраційним шпунтом у такій послідовності: - під захистом шпунтової перемички від акваторії водойми в цілині берега насухо розробляється котлован до позначок рівнів естакад підкранових колій і стапелів камер 8 і 9 мінус товщини залізобетонних балок підкранових колій і стрічкових ростверків 28 стовпчикових опорних пристроїв 27; - виконуються периметральні шпунтові діафрагми 25; - виконується забивання анкерних паль 24; - проводиться кладка бетону ростверків стоянів 12 і порогів 13 головної частини, міжкамерної перемички 4 і стінок 3 камер; - виконується забивання паль 26 пальового поля стапелів камер; - виконуються опалубні, арматурні й бетонні роботи з виготовлення стрічкових ростверків 28 разом з опорними пристроями 27; - проводяться дренажні роботи. Конструкція пропонованого двокамерного суднобудівного сухого доку має значно менший обсяг бетонних робіт, а також у зв'язку зі зниженням міцносних вимог до головної і торцевої частин, міжкамерної перемички і до стін камер сухого доку дозволяє використовувати для свого здійснення цементи і бетони більш низьких марок. Виробниче навантаження камер доку варіюється в залежності від габаритів плавучих споруд, будівництво яких передбачається в сухому доку. Джерела інформації: 1. Грачев А.П. Судоподъёмные сооружения за рубежом. - М: Транспорт, 1966. 2. Кучерявенко П.Ф., Иванов Ю.П. Сухие доки. - Л.: Судостроение, 1976.