ГРУЗОВОЕ ТРАНСПОРТНОЕ ПЛАВСРЕДСТВО "ПЛАВУЧИЙ ОСТРОВ"

Техническое решение (группа устройств, одно из которых предназначено для использования другого) относится к области производства работ в гидротехническом строительстве и к плавучим устройствам, предназначенным для специальных целей и применяемым в гидротехническом строительстве для доставки грузов по акватории к участкам строительства.
Известные традиционные технологии [5] транспортировки строительных материалов включают использование постоянных (стационарных) причалов для погрузки материалов на плавсредство и специальной сложной техники для погрузки. Так, известные комплексы [4] погрузки транспортных плавсредств могут быть реализованы посредством портальных и/или плавучих кранов, землесосов, конвейерных систем, а средства доставки инертных строительных материалов (например, грунта и т.п.) на акватории представляют собой самоходные (или несамоходные) баржи [4], либо плавучие буксируемые платформы [3, 6-9].
Однако, известные комплексы транспортировки стройматериалов типа [2, 4, 5] не предназначены для функционирования в зонах акваторий, не оборудованных специальными грузовыми причалами, их реализация требует сложной портовой погрузочно-разгрузочной техники, а объем строительных материалов за одну транспортировку известными плавсредствами [3, 4], в ряде случаев, недостаточен и приводит к увеличению сроков и стоимости строительства (особенно искусственных сооружений островного типа).
Так известный комплекс [2] для доставки грузов Бельгийского заявителя - фирмы «Перпетума» содержит размещенный в прибрежной зоне акватории участок погрузки материалов, грузовое транспортное плавсредство и участок разгрузки, при этом грузовое транспортое плавсредство выполнено в виде буксируемого плота. Комплекс [2] применяется при доставке грузов в зоне морского терминала между удаленными причалами, и его использование для доставки больших объемов инертных грузов в район строительства является проблематичным.
Известный комплекс [1] транспортировки строительных материалов на акватории, принятый за прототип, включает размещеный в прибрежной зоне акватории участок погрузки строительных материалов, грузовое транспортное плавсредство, и удаленный от участка погрузки участок строительства гидротехнического сооружения (ГТС), при этом грузовое транспортное плавсредство выполнено в виде понтонного плавкомплекса.
Однако, специфика комплекса [1] по транспортировке заводских строительных блок-модулей ГТС, устанавливаемых на фундамент в заданном районе акватории, и его сложность делают его трудноосуществимым для доставки насыпных грузов, а особенно грузов заданных больших объемов (в несколько десятков тысяч тонн) на значительные расстояния. Комплекс [1], кроме того, требует специальных постоянных (стационарных) причалов в зоне погрузки, оборудованных сложной погрузочно-разгрузочной техникой (портальные, плавучие краны и т.п.), а запас плавучести понтонного плавкомплекса, используемого в комплексе [1], является, в ряде случаев, недостаточным, что приводит к малым объемам доставки стройматериалов за одну транспортировку, а это, в свою очередь, увеличивает сроки строительства, объем работ и стоимость строительства. Как следствие, достижение оптимального критерия «сложность-стоимость-эффективность» при использовании комплекса [1] затруднено.
Известную плавучую платформу [3] затруднительно применять для доставки строительных материалов, поскольку она предназначена, в основном, для выполнения функций развлекательного туристического комплекса, хотя и может быть загружена большим объемом грунта и других строительных элементов.
Известный плавкомплекс [1] для использования в известном комплексе [1], принятый за прототип устройства доставки инертных строительных материалов на акватории, выполнен в виде буксируемого понтонного плавсредства, транспортируемого от участка погрузки строительных материалов в заданный район разгрузки на участке строительства ГТС.
Недостатками прототипа [1] являются: ограниченный запас плавучести для больших объемов транспортировки стройматериалов (до 30000 и более тонн), относительная сложность и, соответственно, недостаточная производительность процесса доставки стройматериалов на акватории и, как следствие, - неприемлемые сроки строительства, объем работ и их высокая стоимость для решения задачи в кратчайшие сроки с наивысшей эффективностью.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании нового комплекса и используемого в нем устройства, выполненного в виде плавкомплекса большой грузоподъемности, для доставки больших объемов инертных (нерудных) строительных материалов из необорудованного капитальным причалом участка погрузки, размещенным на побережье и имеющим адекватный проекту строительства ГТС на участке разгрузки объем стройматериалов в виде песочно-гравийной смеси горных пород береговой зоны акватории.
Основной технический результат предлагаемого технического решения - упрощение процесса доставки стройматериалов за счет отсутствия капитального причала погрузки и сложной погрузочно-разгрузочной техники, а также обеспечение высокой производительности за счет повышения запаса плавучести и грузоподъемности осуществляющего операцию доставки плавкомплекса с усовершенствованной рациональной конструкцией, что обеспечивает доставку стройматериалов за одну транспортировку в объемах (до 30000 тонн и более), значительно превышающих объемы материалов, транспортируемых при известных технологиях. Синергия упрощения процесса доставки стройматериалов с повышением производительности транспортировки обеспечивает сокращение сроков строительства, снижение трудоемкости и стоимости работ (особенно при возведении значительных по объему искусственных островных аэродромов или искусственных островных комплексов для отдыха, туризма и развлечений), т.е. использование предложенных устройств позволяет достигнуть оптимального критерия «сложность - стоимость - эффективность».
Технический результат в предлагаемом технологическом комплексе достигается следующим образом.
Технологический комплекс для доставки инертных материалов на акватории содержит размещенный в прибрежной зоне акватории участок погрузки строительных материалов, грузовое транспортное плавсредство, и удаленный от участка погрузки участок строительства гидротехнического сооружения (ГТС), при этом грузовое транспортное плавсредство выполнено в виде понтонного плавкомплекса.
Отличительной особенностью технологического комплекса является то, что участок погрузки размещен в береговой зоне акватории с адекватным проекту ГТС объемом строительных материалов, в качестве которых использованы нерудные природные структуры горных пород побережья, не имеющий капитального причала участок погрузки оборудован временным причалом и средствами погрузки для загрузки транспортного плавсредства строительными материалами. Понтонный плавкомплекс выполнен в виде модульной конструкции из унифицированных по размерам контейнеров, заключенных и закрепленных в жестком, замкнутом по периметру каркасе, причем плавкомплекс сформирован из необходимого числа заполненных легкими заполнителями контейнеров, обеспечивающих заданную плавучесть и грузоподъемность плавсредства, а унифицированные контейнеры объединены между собой взаимно-перпендикулярными гибкими связями, проходящими через сквозные отверстия в контейнерах и закрепленными своими концами к жесткому каркасу, сверху на каркасе плавкомплекса закреплено грузонесущее покрытие. Участок строительства ГТС выполнен с возможностью сооружения насыпи, искусственного острова, пляжа, мола, дамбы, бермы или других грунтовых новообразований.
Комплекс также отличается тем, что в качестве строительных материалов использована песочно-гравийная смесь горных пород береговой зоны акватории с адекватным проекту ГТС объемом строительных материалов.
Отличием комплекса также является то, что временный причал выполнен в виде эстакады или в виде отсыпного причального сооружения откосного или полуоткосного профилей с небольшой высотой стенки.
В конкретных случаях выполнения комплекса в качестве средств погрузки и разгрузки строительных материалов использованы конвейерные системы, самосвалы, бульдозеры, пневмопогрузчики и/или другие средства погрузки-разгрузки, при этом временный причал участка погрузки и участок разгрузки оборудованы, по крайней мере, одной аппарелью, которая одним концом закреплена на понтонном плавкомплексе.
Отличием комплекса является то, что модульная конструкция плавкомплекса выполнена из унифицированных контейнеров в форме прямоугольных параллелепипедов или в форме кубов.
При этом унифицированные контейнеры и жесткий каркас плавсредства выполнены, например, из листовой стали или стеклопластика.
В качестве легких заполнителей контейнеров использованы пластики, например, полистирол или пенополистирол, и/или другие легковесные заполнители.
Кроме того, комплекс отличается тем, что взаимно-перпендикулярные гибкие связи выполнены в виде канатов или арматурной проволоки.
Плавсредство оборудовано швартовами для закрепления его у временного причала, а грузонесущее покрытие каркаса плавкомплекса снабжено леерным ограждением.
Транспортировка загруженного плавкомплекса от участка погрузки к участку строительства ГТС осуществляется, по крайней мере, одним судном-буксировщиком.
Технический результат плавсредства (специальное название: «Плавучий остров») достигается следующим образом.
Грузовое транспортное плавсредство для доставки инертных материалов на акватории выполнено в виде буксируемого понтонного плавсредства, транспортируемого от участка погрузки строительных материалов в заданный район разгрузки на участке строительства гидротехнического сооружения.
Отличительной особенностью грузового транспортного плавсредства является то, что оно представляет собой модульную конструкцию из унифицированных по размерам контейнеров, заключенных и закрепленных в жестком, замкнутом по периметру каркасе, и сформировано из необходимого числа заполненных легкими заполнителями контейнеров, обеспечивающих заданную плавучесть и грузоподъемность плавсредства, а сверху на каркасе плавсредства закреплено грузонесущее покрытие, причем унифицированные контейнеры объединены между собой взаимно-перпендикулярными гибкими связями, проходящими через сквозные отверстия в контейнерах и закрепленными своими концами к жесткому каркасу.
Грузовое транспортное плавсредство также отличается тем, что модульная конструкция плавкомплекса выполнена из унифицированных контейнеров в форме прямоугольных параллелепипедов или в форме кубов.
При этом унифицированные контейнеры и жесткий каркас выполнены, например, из листовой стали или стеклопластика.
В качестве легких заполнителей контейнеров использованы пластики, например полистирол или пенополистирол и/или другие легковесные заполнители.
Кроме того, плавсредство отличается тем, что взаимно-перпендикулярные гибкие связи выполнены в виде канатов или арматурной проволоки.
Плавсредство оборудовано швартовами для закрепления его у временного причала, а грузонесущее покрытие каркаса плавкомплекса снабжено леерным ограждением.
2
В конкретных случаях использования грузовое транспортное плавсредство выполнено с возможностью доставки от участка погрузки в заданный район разгрузки на участке строительства гидротехнического сооружения, например искусственного острова, от 15 до 35 тыс. тонн инертного груза за одну транспортировку, при этом модульная конструкция плавсредства выполнена из унифицированных контейнеров в форме прямоугольных параллелепипедов с габаритами 10×10×4 ми содержит в совокупности от 50 до 150 контейнеров, закрепленных в жестком каркасе, а площадь грузонесущего покрытия плавсредства составляет от 5 до 15 тыс.м.
Сущность технического решения поясняется чертежом (фиг.1) с изображением общей схемы доставки инертных материалов на акватории, где использованы следующие обозначения:
1 - участок погрузки (разгрузки);
2 - инертные строительные материалы;
3 - плавсредство (буксируемый понтонный плавкомплекс);
4 - временный причал;
5 - средства погрузки (разгрузки);
6 - каркас плавкомплекса модульной конструкции (с закрепленными внутри унифицированными контейнерами, заполненными легкими заполнителями);
7 - грузонесущее покрытие каркаса плавкомплекса;
8 - аппарель;
9 - швартовы;
10 - леерное ограждение;
11 - судно-буксировщик.
Фиг.2 иллюстрирует модульную конструкцию понтонного плавкомплекса из унифицированных контейнеров 12, заполненных легкими заполнителями 13 и объединенных гибкими связями.
Доставка инертных стройматериалов на акватории с использованием предложенных комплекса и устройства «Плавучий остров» осуществляется следующим образом.
В береговой зоне акватории определяется (выявляется посредством площадных геологических изысканий) участок 1 погрузки с адекватным (достаточным) проекту ГТС объемом инертных (нерудных) строительных материалов 2, в качестве которых используются природные структуры горных пород побережья (песчано-гравийная смесь горных пород береговой зоны акватории). Не имеющий капитального причала участок 1 погрузки оборудуется временным причалом 4 и средствами 5 погрузки. При этом временный причал 4 может быть выполнен в виде отсыпного причального сооружения откосного или полуоткосного профилей с небольшой высотой стенки (показано на фиг.1) или, например, в виде эстакады. В отличие от известных технологий [1, 2, 4, 5], где погрузка осуществляется специальной сложной и громоздкой погрузочно-разгрузочной техникой (портальные, плавучие краны и т.п.), в предложенном техническом решении в качестве средств 5 погрузки (разгрузки) использованы конвейерные системы, самосвалы, бульдозеры (см. фиг.1), при этом временный причал 4 участка 1 погрузки для загрузки транспортируемого плавкомплекса 3 оборудуется аппарелью 8 (одной или несколькими).
Для доставки при одной транспортировке стройматериалов 2 большого объема (от 15 до 35 тыс. тонн) используется грузовое транспортное плавсредство 3 - понтонный плавкомплекс специальной конструкции, обеспечивающей заданную плавучесть и грузоподъемность плавсредства. Понтонный плавкомплекс 3, получивший специальное название «Плавучий остров», выполнен в виде модульной конструкции из унифицированных по размерам контейнеров, заключенных и закрепленных в жестком, замкнутом по периметру каркасе 6, причем плавкомплекс 3 сформирован из необходимого числа контейнеров, обеспечивающих заданную плавучесть и грузоподъемность.
Унифицированные контейнеры выполняются из листовой стали или из стеклопластика в форме прямоугольных параллелепипедов или кубов, заполняются легкими заполнителями-пластиками (например, полистиролом, пенополистиролом или другими) и объединяются между собой взаимно перпендикулярными гибкими связями (канатами или арматурной проволокой), проходящими через сквозные отверстия в контейнерах и закрепленными своими концами к жесткому каркасу 6, сверху которого закрепляется грузонесущее покрытие 7.
2
Так, для доставки от участка 1 погрузки в заданный район разгрузки на участке строителства ГТС, например искусственного острова, от 15 до 35 тыс. тонн инертного груза за одну транспортировку модульная конструкция плавсредства выполняется из унифицированных контейнеров в форме прямоугольных параллелепипедов с габаритами 10×10×4 ми содержит в совокупности от 50 до 150 контейнеров, закрепленных в жестком каркасе 6, а площадь грузонесущего покрытия 7 составляет от 5 до 15 тыс.м.
При этом плавсредство 3 оборудуется швартовами 9 для закрепления его у временного причала 4, а грузонесущее покрытие 7 каркаса 6 плавкомплекса 3 снабжено леерным ограждением 10.
Загруженный на участке 1 плавкомплекс 3 транспортируется посредством одного или нескольких судов-буксировщиков 11 в заданный район акватории, где производится разгрузка стройматериалов 2 (средствами, аналогичными средствам 5 погрузки) на участке строительства ГТС, которое может быть выполнено в виде насыпи, искусственного острова, пляжа, мола, дамбы, бермы или других грунтовых новообразований.
После разгрузки плавкомплекса он вновь буксируется на участок погрузки 1, и процесс доставки материалов 2 повторяется до достижения проектного объема материалов на участке строительства ГТС.
Предложенное техническое решение, в отличие от известных технологий, позволяет реализовать технический результат по оптимизации критерия «сложность - стоимость - эффективность», т.е. достигнуть высокой эффективности при приемлемой сложности и минимальной стоимости работ, за счет синергии упрощения процесса доставки стройматериалов плавкомплексом специальной конструкции с большим запасом плавучести и большой грузоподъемностью и повышения производительности транспортировки материалов грузовым плавкомплексом «Плавучий остров».
ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИ
I. Прототип и аналоги:
1. RU 2195531 С1, 27.12.2002 (прототип комплекса и плавсредства).
2. RU 2007104336/11 А, 20.08.2008 (аналог комплекса и плавсредства).
3. RU 79084 U1, 20.12.2008 (аналог устройства).
II. Дополнительные источники по уровню техники:
4. Kansai International airport. 2-nd phase construction. - Kansai Int. Airport Co., Ltd., Kansai Int. Airport Land Development Co., Ltd. - 03.2007, 30 pp.
5. Морской энциклопедический справочник: В двух томах. Том 2 / Под ред. Н.Н.Исанина. - Л.: Судостроение, 1987. - 520 с. (с.71, 94-95).
6. RU 65463 U1, 10.08.2007.
7. RU 2323121 С1, 27.04.2008.
8. RU 32291 U1, 10.09.2003.
9. RU 2006135404/11 А, 20.04.2008.