Временный плавучий причал
TEMPORARY FLOATING BERTH

Изобретение относится к области плавучих сборно-разборных сооружений, используемых в качестве причалов для использования для швартовки судов при перегрузочных работах в речной и прибрежной морской зоне на период восстановления разрушенных гидротехнических сооружений при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций природного, техногенного характера или разрушений во время войны.
Заявленное техническое решение относится к причалам и может быть использовано для оперативного возведения для причаливания судов и понтонов, с возможностью передвижения по причалу автомобилей и гусеничной техники.
Известен "Разборный плавучий причал" по патенту на изобретение RU 2198816 от 20.02.2003 г., МПК В63В 35/44 (2000.01) [1] состоящий из понтонных речных звеньев с откидными обтекателями на крайних понтонах с причальными швартовными, отбойными и якорными устройствами, а также береговой частью, промежуточными понтонами и моторными звеньями с движительно-рулевыми комплексами и с откидными носовыми обтекателями, выполненными в виде трехгранных призм и моторными звеньями, установленными симметрично относительно оси плавучего причала с обеих его сторон.
Недостатками конструкции "Разборного плавучего причала" являются необходимость значительных материальных и трудовых затрат, также при сборке причала требуется высококвалифицированный личный состав и значительное время на доставку и сборку конструкций.
Известен «Плавучий речной причал», по свидетельству на полезную модель RU 62935 от 07.11.2006 г., МПК E01D 15/14 (2006.01), В63В 35/34 (2006.01), Е02В 3/06 (2006.01) [2] имеющий береговое и речное понтонные звенья, состоящие из четырех понтонов, соединенных друг с другом бортами, с установкой в береговом звене понтонов в один ряд, с дополнительными понтонными звеньями, одним береговым и одним речным, сочлененными между собой транцами, каждое из которых состоит из расположенных вдоль оси причала двух крайних и двух средних понтонов, при установке в речном звене понтонов в один ряд, так-же имеющий аппарели, прикрепленные к транцам двух средних понтонов соответствующего берегового звена - прототип.
Недостатками «Плавучего речного причала» являются необходимость использования конструкций заводского изготовления - звеньев понтона, которые при сборке требуют квалифицированного персонала и значительное время на доставку и сборку конструкций.
Известна «Сборная плавучая платформа» по авторскому свидетельству RU 2672407 от 14.11.2018 г., МПК Е02В 17/00 (2006.01), В63В 35/44 (2006.01), В63В 35/38 (2006.01), (52) СПК Е02В 3/064 (2018.08), Е02В 17/00 (2018.08), В63В 35/44 (2018.08), В63В 35/38 (2018.08) [3], содержащая модульные понтоны, имеющие форму параллелепипеда и соединенные друг с другом посредством пальцев, проходящих сквозь отверстия в проушинах, размещенных по углам понтонов.
Недостатки «Сборной плавучей платформы» заключаются в том, что в целом конструкция трудозатратная и материалоемкая, требует квалифицированного персонала для сборки. Также для формирования платформы требуется произвести на заводе и доставить на место конструкции понтонов, что ведет к значительным потерям времени и большим материальным затратам.
Известен «Плавучий причал», по свидетельству на полезную модель RU 29941 от 10.06.2003 г., МПК Е02В 3/06 (2000.01) [4], содержащий четыре вертикальные опоры с основаниями, настил с перилами, к нижней части которого прикреплены плавучие элементы, настил соединен с опорами креплениями, выполненными с возможностью скольжения настила вдоль вертикальных опор, с плавучими элементами, имеющими трубчатую форму.
Недостатками «Плавучего причала» являются ограничение в использовании на больших глубинах, необходимость использования конструкций заводского изготовления.
Известен "Причал" по патенту на изобретение RU 2356778 от 27.05.2009 г., МПК В63В 35/44 (2000.01), МПК В63В 35/73 (2006.01), В63В 38/00 (2006.01) [5] выполненный из плавучих модулей шестиугольной формы, из композитного материала, состоящего из полиуретановой оболочки и находящегося внутри нее прессованного пенопласта, с частью плавучих модулей, выполненных с углублениями для швартовки и приема плавучих средств и съемными поручнями с крепежными элементами. Узлы, крепления модулей между собой, выполнены съемными, в виде горизонтально расположенных пластин, связанных вертикальными стержнями.
Недостатками конструкции "причала" являются использование модулей заводского изготовления, которые необходимо доставить к месту установки, при этом шестиугольная форма модулей не является рациональной с точки зрения использования площади причала. Реализация решения требует значительных материальных и трудовых ресурсов.
Недостатки прототипа и аналогов ставят задачу создания «временного плавучего причала» для швартовки судов при перегрузочных работах в речной и прибрежной морской зоне простой конструкции, позволяющей возведение за короткое время с использованием незначительных материальных ресурсов на период восстановления разрушенных гидротехнических сооружений при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций природного, техногенного характера или разрушений во время войны.
Ограничительные признаки заявленного технического решения общие с устройством прототипа следующие: плавучий речной причал содержащий береговое и речное понтонные звенья, состоящие из четырех понтонов, соединенных друг с другом бортами, с установкой в береговом звене понтонов в один ряд, с дополнительными понтонными звеньями, одним береговым и одним речным, сочлененными между собой транцами, каждое из которых состоит из расположенных вдоль оси причала двух крайних и двух средних понтонов, при установке в речном звене понтонов в один ряд, также имеющий аппарели, прикрепленные к транцам двух средних понтонов соответствующего берегового звена.
Предполагается заявленный «Временный плавучий причал» использовать для швартовки судов при перегрузочных работах в речной зоне и прибрежной морской зоне. Предлагаемая простая конструкция, позволяет возвести за короткое время с использованием незначительных материальных затрат «временный плавучий причал» на период восстановления разрушенных гидротехнических сооружений при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций природного, техногенного характера или разрушений во время войны.
При этом для его реализации предполагается применить:
- в качестве берегового понтонного звена, состоящего из четырех понтонов, соединенных друг с другом бортами, с установкой в береговом звене понтонов в один ряд, с дополнительными понтонными звеньями аппарели, прикрепленной к транцам двух средних понтонов соответствующего берегового звена применены списанные, бывшие в употреблении рамы фитинговых платформ с устроенным настилом из деревянных шпал, установленных между металлическими балками фитинговой платформы, для движения автомобильной и гусеничной техники, а также для передвижения личного состава;
- в качестве речного понтонного звена, состоящего из понтонов, соединенных друг с другом бортами, с дополнительными понтонными звеньями применены понтоны, собранные из элементов железнодорожных вагонов, а именно из самих цистерн, их рам и хомутов, с устроенным настилом из деревянных шпал, установленных поверху металлических балок рамы цистерны, для движения автомобильной, гусеничной техники и для передвижения личного состава;
- в качестве элементов продольного закрепления моста использованы автосцепки, имеющееся на обеих сторонах трех рам цистерн.
Сущность заявленного технического решения заключается в том, что временный плавучий причал состоит из понтона, а соединение с берегом выполняется из рамы фитинговой платформы. При этом понтон собираются из списанных, бывших в употреблении железнодорожных цистерн и металлических рам от цистерн.
Технический результат - создание упрощенной конструкции временного плавучего причала, исключающего транспортировку известных стандартных конструкций причала к месту его установки, что существенно сокращает трудовые и материальные затраты, а также уменьшает время на его возведение и разборку за счет использования бывших в употреблении списанных железнодорожных цистерн и рамы фитинговой платформы.
Бывшие в употреблении списанные железнодорожные цистерны переплавляются (утилизируются) и используются для изготовления новых металлических конструкций. Процесс утилизации и изготовления новых конструкций влечет значительные трудовые, материальные и энергетические затраты, которые можно избежать, используя списанные железнодорожные цистерны для устройства плавучего причала, также предлагаемый подход снижает экологическую нагрузку на окружающую среду. В 2017 году списано 10380 цистерн [6].
Использование железнодорожных цистерн и фитинговых платформ позволяет заблаговременно определить необходимые для устройства причала конструкции. При этом существенно сокращаются время возведения, сокращаются трудовые и материальные затраты.
Заявленное техническое решение иллюстрируется чертежами:
На фиг. 1 представлен плавучий причал.
На фиг. 2 представлен вид причала по А-А.
На фиг. 3 представлен вид причала (переходного звена) по Б-Б.
На фиг. 4 представлен разрез причала по В-В (речного звена, понтона).
На фиг. 5 представлен вид причала с двух пролетным переходным звеном.
На фиг. 6. представлен вид причала с двумя понтонами речного звена.
На фиг. 7 а) - изображен блок из железобетонных шпал, а на фиг. 7 б) - разрез блока из железобетонных шпал по Б-Б.
На фиг. 8 представлена автосцепка для соединения понтонов.
На фиг. 9 представлен хомут крепления цистерны к раме вагона.
На фиг. 10 представлены исходные конструкции для сборки причала - железнодорожная цистерна.
На фиг. 11 представлена исходная конструкция для сборки переходного звена - фитинговая платформа.
На фиг. 12 представлена конструкция понтона (речного звена) без настила из шпал и ограждения.
Дополнительно на фигурах 1…9 обозначены: 1 - судно; 2 - понтон; 3 - переходное звено; 4 - опорный блок; 5 - емкость жд цистерн; 6 - настил из деревянных шпал; 7 - рама цистерны, 8 - рама фитинговой платформы; 9 - автосцепка, 10 - ограждение; 11 - отбойник; 12 - хомут; 13 - винтовая металлическая свая; 14 - якорь, 15 - железобетонные шпалы; 16 - блок из железобетонных шпал (15), расположенных крест-накрест, в два ряда и соединенными между собой скрутками (18) из отожженной проволоки; 17 - петли для монтажа блоков (16) из отожженной проволоки; 18 - скрутки из отожженной проволоки для скрепления железобетонных шпал (15); 19 - промежуточная опора из железнодорожного полувагона, заполненного блоками из железобетонных шпал (16).
Для устройства временного плавучего причала (фиг. 1, фиг. 2) применены списанные, бывшие в употреблении железнодорожные емкости цистерны (5), металлические рамы цистерн (7), хомуты (12), рама фитинговой платформы (8) и деревянные шпалы. Переходное звено выполняется из рамы фитинговой платформы (8) с опорой на ион гон (2) и опорный блок (4) на берегу.
Порядок возведения временного плавучего причала.
На первом этапе выбирается место посадки временного плавучего причала, определяются его габариты, в зависимости от глубин в месте устройства гидротехнического сооружения, разрабатывается проект, заготавливаются необходимые материалы из бывших в употреблении вагонов и элементов пути - металлических рам цистерн (5) и фитинговых платформ (8), деревянных шпал, железнодорожных цистерн (6) и хомутов (12). Все имеющиеся в цистерне (5) технологические отверстия герметизируются.
На втором этапе собирается понтон (понтоны) (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 12). Крепление цистерны (5) к раме цистерны (7) выполняется при помощи хомута (12) на сварке (фиг. 12). На понтоне устраивается настил из деревянных железнодорожных шпал (6) и ограждение (10) из лестниц цистерн. Понтон соединяют с берегом при помощи переходного звена, выполненной из рамы фитинговой платформы (8), оборудованной отбойниками (11) из металлических уголков от рам цистерн (7), настилом из деревянных железнодорожных шпал (6). На берег переходное звено (3) ложится опорным блоком (4) из деревянных железнодорожных шпал с анкеровкой к грунту при помощи винтовых свай (13), а другим концом опирается на понтон речного звена. При устройстве причала из нескольких понтонов, понтоны (2) сочленяются при помощи автосцепок (9), при этом набирается лента требуемых размеров. На заключительном этапе временный плавучий причал ставится на якоря для поперечного раскрепления от давления воды и ветра.
При заблаговременной подготовке к устройству временного плавучего причала устраиваются подъездные пути (дороги). Собранные понтоны складируются и по мере необходимости спускаются на воду. Возможен вариант сборки понтонов на удобных технологических площадках, расположенных выше по течению.
При наличии полого дна водной преграды устраивается береговое звено большей протяженности (фиг. 5), с устройством промежуточной опоры из железнодорожного полувагона, заполненного блоками из железобетонных шпал (16).
При необходимости устройства речного звена большего размера используют дополнительные понтоны, скрепленные с использованием автоматического сцепного устройства, имеющегося на металлических рамах цистерн (фиг. 6).
После окончания эксплуатации разборка временного плавучего причала выполняется в обратной последовательности.
Таким образом, использование предложенной схемы позволяет возвести в сжатые сроки временный плавучий причал, не требующий значительных трудовых и материальных затрат с использованием списанных, бывших в употреблении элементов железнодорожного пути - металлических рам цистерн и фитинговых платформ. емкостей железнодорожных цистерн, полувагонов, деревянных железобетонных шпал.
При данном способе устройства временного плавучего причала получаем сооружение, не требующее для возведения дорогостоящих материалов и специально изготовленных заводских конструкций, что важно в условиях возникновения чрезвычайных ситуаций и снабжении войск при ведении боевых действий.
Значительное уменьшение затрат материальных средств достигается за счет использования списанных, бывших в употреблении вагонов (фиг. 7 и фиг. 8) и элементов - металлических рам цистерн, фитинговых платформ, емкостей железнодорожных цистерн, полувагонов, деревянных и железобетонных шпал, а в случае войны и изъятых у железной дороги или получивших повреждения в ходе боевых действий.
Предлагаемое решение временного плавучего причала проверено расчетом на плавучесть и остойчивость. Расчеты показали, что причал при пропуске автотранспорта и гусеничной техники обладает требуемой несущей способностью, плавучестью и остойчивостью.
Предлагаемое техническое решение конструкции направлено на решение логистических задач при возникновении чрезвычайных ситуаций и при ведении боевых действий.
Таким образом, устройство временного плавучего причала в совокупности с признаками формулы изобретения (сущностью изобретения) является новым для гидротехнических сооружений (причалов) и, следовательно, соответствует критерию «новизна».
Вышеприведенная совокупность отличительных признаков не известна на данном уровне развития техники и не следует из общеизвестных правил конструирования временных плавучих причалов, что доказывает соответствие критерию «изобретательский уровень».
Конструктивная реализация заявляемого технического решения с указанной совокупностью существенных признаков не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, откуда следует соответствие критерию «промышленная применимость».
Литература:
1. Патент на изобретение RU 2198816 от 21.12.2000 г., МПК В63В 35/44 (2000.01) - «Разборный плавучий причал».
2. Свидетельство на полезную модель RU 62935 от 07.11.2006 г., МПК E01D 15/14 (2006.01), В63В 35/34 (2006.01), Е02В 3/06 (2006.01) - «Плавучий речной причал».
3. Патент на изобретение по авторскому свидетельству RU 2672407 от 10.01.2018 г., Е02В 17/00 (2006.01), В63В 35/44 (2006.01), В63В 35/38 (2006.01), (52) СПК Е02В 3/064 (2018.08), Е02В 17/00 (2018.08), В63В 35/44 (2018.08), В63В 35/38 (2018.08) - «Сборная плавучая платформа».
4. Свидетельство на полезную модель RU 29941 от 27.01.2003 г., МПК Е02В 3/06 (2000.01) - «Плавучий причал».
5. Патент на изобретение RU 2356778 от 20.12.2007 г., МПК В63В 35/44 (2000.01), МПК В63В 35/73 (2006.01), В63В 38/00 (2006.01) - «Причал». - прототип.
6. https://vgudok.com/lenta/podvizhnyy-sostav-vypusk-spisanie-stoimost-stavki-obzor-parka-ps-na-seti-rzhd.