СУДОПОДЪЕМНОЕ СБОРНО-МОНОЛИТНОЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЕ СООРУЖЕНИЕ ДЛЯ МАЛОМЕРНЫХ СУДОВ И СПОСОБ ЕГО ВОЗВЕДЕНИЯ
SHIP-RAISING CAST-IN-PLACE AND PRECAST CONSTRUCTION FOR SMALL-SIZE SHIPS AND METHOD OF ITS ERECTION

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к судоподъемному сборно-монолитному железобетонному сооружению для маломерных судов, предназначенному для использования в условиях открытого побережья, а также к способу его возведения.
По результатам проведенных патентно-информационных исследований, в т.ч. в сети INTERNET, видно, что судоподъемные сооружения характеризуются наличием судовозных путей в виде рельсовых путей с передвигаемыми по ним судовозными тележками, что является не только громоздким, но и в условиях открытого побережья на мелководье при наличии плавающего мусора и влекомых наносов приводит к аварийному состоянию судоподъемных сооружений и износу рельс. Известные в гидротехническом строительстве судоподъемные сооружения в виде эллингов, которые в зависимости от конструкции судовозных путей имеют шпально-балластное основание в виде железобетонных балок на сваях или колоннах, а также в виде железобетонных плит на уплотненном слое песчаного грунта, гравия или щебня не обладают достаточной устойчивостью и надежностью, так как склонны к размыву в условиях открытого побережья.
Кроме того, все известные судоподъемные сооружения не предназначены для подъема маломерных судов в условиях открытого побережья, таким образом их строительство и эксплуатация в этих условиях остается нерешенной проблемой.
Известен слип для подъема и спуска судов по авторскому свидетельству №1698133, по кл. B63C 3/04, публ. 15.12.91, бюл. №46, который содержит косяковые тележки (их количество зависит от длины судна), каждая тележка перемещается собственной лебедкой при помощи канатов; крайние тележки оборудованы установленными на пилонах барабанами с навитыми на них кабелями, поддерживаемыми в натянутом состоянии натяжным механизмом - системой блоков с противовесами, оборудованной на берегу; на пилонах смонтированы датчики перекоса - приемник и излучатель. При подъеме судна наматывание кабелей на барабаны обеспечивается цепными передачами, натянутыми между звездочками, установленными на осях верхних катков тележек и барабанов. При подъеме и спуске судов подключается схема управления электроприводом лебедок косяковых тележек и схема блокировочных зависимостей, которая предназначена для постоянного контроля положения поднимаемого или спускаемого судна и немедленного автоматического отключения всех электроприводов лебедок косяковых тележек при создании опасных перекосов судна.
Известное устройство имеет сложную систему передвижения косяковых тележек по рельсовым путям, неизбежны перекосы, для устранения которых используется система противовесов и датчики перекоса. Кроме того, такой слип не предназначен для подъема маломерных судов в условиях открытого побережья.
Известно устройство для спуска судна по патенту на изобретение №2337038, по кл. B63C 3/00, публ. 27.10.2008, которое включает в себя слип с горизонтальной и наклонной частями, с уложенными на них рельсовыми путями, на которых соответственно смонтированы с возможностью поступательного перемещения стапельные и косяковые тележки, для перемещения которых имеются тяговые лебедки; рельсы в районе линии пересечения горизонтальной и наклонной частей стапеля уложены на балансирах, снабженных балластными грузами, смонтированных с возможностью поворота из горизонтального в наклонное положение, соответствующее углу наклонной части слипа, и обратно посредством шарнира, передающего вертикальную нагрузку от стапельных тележек на грунт и установленного в вертикальной плоскости. Спуск судна по наклонной части в известном устройстве осуществляется тяговыми лебедками, которые поднимают косяковые тележки и осуществляют транспортировку судна к месту расположения косяковых тележек по рельсам горизонтальной части стапельными тележками.
Известный аналог имеет сложную конструкцию из-за сложности устройства выравнивающих балансиров, снабженных балластными грузами, из-за сложности устройства и эксплуатации привода в виде гидродомкрата, из-за необходимости использования рельсового пути, что в условиях открытого побережья на мелководье при наличии плавающего мусора и влекомых наносов приводит к аварийному состоянию слипа и износу рельс.
Общим недостатком вышеописанных слипов с судовозными рельсовыми путями является то, что они, во-первых, чрезвычайно громоздки, неэкономичны, присутствует сложный перевод судна с наклонной на горизонтальную часть. Кроме того, такие слипы не предназначены для подъема маломерных судов в условиях открытого побережья.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению принят слип-эллинг, который имеет наклонный рельсовый путь, установленный на основание из сборных железобетонных плит с отверстиями; сборные железобетонные плиты устанавливают в надводной части и на горизонтальных стапельных местах на уплотненном слое песчаного грунта, гравия или щебня. В торцах сборных железобетонных плит имеются выступы и пазы для фиксации их взаимного положения при подводном монтаже, а также выступающие в стороны стальные закладные детали для обеспечения жесткого болтового соединения смежных элементов между собой при укладке их на балластное основание (см. СНиП 3.07.02-87 «Гидротехнические морские и речные транспортные сооружения», а также кн. Смирнова Г.Н. и др. авторов «Порты и портовые сооружения» Глава 22. «Слипы» на стр.445-446, 457, Изд. АСВ 2003 г.).
Сходным признаком ближайшего аналога (прототипа) с заявляемым изобретением является наличие судовозной тележки, которая перемещается по наклонному судовозному пути, установленному на сборные железобетонные плиты, имеющих отверстия.
Недостатком ближайшего аналога в виде эллинга является то, что укладка сборных железобетонных плит на уплотненный балластный слой песчаного грунта, гравия или щебня не обеспечивает устойчивость и надежность сооружения, так как балластный слой в виде такого грунта склонен к размыву под воздействием штормовых волн, особенно в условиях открытого побережья.
Технической задачей заявляемого изобретения является создание условий для возведения судоподъемного сооружения в условиях открытого побережья на скальном или полускальном подводном береговом склоне, повышение его устойчивости и надежности при эксплуатации в условиях открытого побережья.
Задача решается новой совокупностью существенных признаков, позволяющих получить новый полезный технический результат за счет того, что сооружение, включающее судовозный путь, судовозную тележку и сборные железобетонные плиты с отверстиями, торцевыми сторонами и монтажными петлями (признаки, сходные с ближайшим налогом), снабжено металлической эстакадой для размещения и перемещения по ней сборных железобетонных плит в процессе строительства сооружения, причем металлическая эстакада выполнена в виде металлического каркаса, включающего несущие металлические балки с жестко закрепленными удерживающими планками, которые образуют наклонный направляющий верхний пояс с возвышенной и пониженной сторонами, при этом возвышенная сторона наклонного направляющего верхнего пояса металлической эстакады установлена вплотную к береговому уступу, а пониженная сторона наклонного направляющего верхнего пояса установлена с упором на подводный береговой склон, причем на ее конце жестко закреплена опора концевого блока с торцевой стенкой, при этом наклонный направляющий верхний пояс металлической эстакады расположен параллельно наклонной площадке судовозного пути. К нижней стороне каждой сборной железобетонной плиты закреплены Г-образные кронштейны для возможности зацепления последних с удерживающими планками двух несущих металлических балок наклонного верхнего пояса металлической эстакады в процессе строительства сооружения. Длину наклонного направляющего верхнего пояса задают соответствующей длине наклонной площадки судовозного пути. Длину сборной железобетонной плиты задают равной ширине судоподъемного сооружения.
Способ возведения судоподъемного сборно-монолитного сооружения путем установки сборных железобетонных плит отличается от ближайшего аналога тем, что первоначально на предварительно расчищенное скальное или полускальное дно прибрежной акватории моря вплотную к береговому уступу в проектное положение сооружения устанавливают металлическую эстакаду с концевым блоком, после этого на две несущие металлические балки возвышенной стороны наклонного направляющего верхнего пояса металлической эстакады устанавливают (размещают) первую сборную железобетонную плиту и перемещают ее по двум несущим металлическим балкам наклонно вниз, при этом в момент начала ее перемещения Г-образные кронштейны вводят в зацепление с удерживающими планками и первую сборную железобетонную плиту перемещают далее наклонно вниз до конца пониженной стороны наклонного направляющего верхнего пояса металлической эстакады с плотным прилеганием ее передней боковой продольной грани к торцевой стенке опоры концевого блока, после чего в отверстие первой сборной железобетонной плиты устанавливают анкерирующие арматурные стержни и через эти же отверстия подают бетонную смесь, заполняя ею пространство под первой сборной железобетонной плитой, ограниченное по бокам опалубкой, до полного его заполнения, по окончанию процесса омоноличивания пространства под первой сборной железобетонной плитой и ее отверстия, в таком же технологическом порядке устанавливают (размещают) на две несущие металлические балки возвышенной стороны наклонного направляющего верхнего пояса металлической эстакады вторую сборную железобетонную плиту, так же перемещают ее по двум несущим металлическим балкам наклонно вниз, при этом в момент начала перемещения Г-образные кронштейны вводят в зацепление с удерживающими планками и вторую сборную железобетонную плиту перемещают далее наклонно вниз до плотного прилегания передней боковой продольной грани второй сборной железобетонной плиты к первой сборной железобетонной плите, после чего так же в отверстие во второй сборной железобетонной плиты устанавливают анкерирующие арматурные стержни и через это же отверстие подают бетонную смесь, заполняя пространство под второй сборной железобетонной плитой, ограниченное по бокам опалубкой, до полного его заполнения, по окончанию процесса омоноличивания второй сборной железобетонной плиты в такой же технологической последовательности устанавливают на две несущие металлические балки возвышенной стороны наклонного направляющего верхнего пояса металлической эстакады поочередно каждую следующую сборную железобетонную плиту, так же перемещают наклонно вниз, заполняют бетонной смесью пространство под каждой очередной сборной железобетонной плитой, заканчивая последней, до образования после омоноличивания единого сборно-монолитного железобетонного сооружения - эллинга.
Изобретение поясняется чертежом, где
на фиг.1 общий вид сооружения, вид сверху;
на фиг.2 общий вид сооружения, вид сбоку;
на фиг.3 продольный разрез по оси сооружения;
на фиг.4 схема монтажа сооружения;
на фиг.5 разрез по A-A фиг.3.
Сооружение включает в себя металлическую эстакаду 1 для размещения и перемещения по ней сборных железобетонных плит в процессе строительства сооружения.
Металлическая эстакада 1 выполнена в виде металлического каркаса, включающего несущие металлические балки 2 с жестко закрепленными удерживающими планками 3, которые образуют наклонный направляющий верхний пояс 4 металлической эстакады с возвышенной стороной 5, с пониженной стороной бис боковыми сторонами 7.
Возвышенная сторона 5 наклонного направляющего верхнего пояса 4 металлической эстакады 1 установлена вплотную к береговому уступу, а пониженная сторона 6 наклонного направляющего верхнего пояса 4 металлической эстакады 1 установлена с упором на подводный береговой склон, при этом наклонный направляющий верхний пояс 4 металлической эстакады 1 расположен параллельно наклонной площадке 8 судовозного пути 9 (дорожки), на конце пониженной стороны 6 наклонного направляющего верхнего пояса 4 металлической эстакады 1 жестко закреплена опора концевого блока 10 с торцевой стенкой 11. Судовозный путь 9 (дорожка) имеет также горизонтальную площадку 12, по которой имеет возможность перемещения судовозная тележка 13 на пневматическом ходу.
Сооружение включает также сборные железобетонные плиты 14 (на чертеже условно обозначены одной цифрой) с торцевыми сторонами 15, с передней боковой продольной гранью 16, в средней части каждой сборной железобетонной плиты 14 выполнено отверстие 17 для возможности подачи через нее бетонной смеси и их омоноличивания. К нижней стороне 18 каждой сборной железобетонной плиты 14 закреплены Г-образные кронштейны 19 для возможности зацепления последних в процессе строительства сооружения с удерживающими планками 3 двух несущих металлических балок 2 наклонного верхнего пояса 4 металлической эстакады 1.
Сборные железобетонные плиты 14 имеют монтажные петли 20, к которым на стадии возведения (строительства) сооружения для опускания плит наклонно вниз прикреплен тяговый трос 21, пропущенный через концевой блок 10, а на стадии эксплуатации сооружения тяговый трос 21 прикреплен к низу судовозной тележки 13.
Кроме того, сооружение имеет электрическую реверсивную лебедку 22, опалубку 23 и анкерующие арматурные стержни 24.
Длину наклонного направляющего верхнего пояса 4 задают соответствующей длине наклонной площадки 8 судовозного пути 9. Длину сборной железобетонной плиты 14 задают равной ширине судоподъемного сооружения.
Способ возведения сборно-монолитного судоподъемного сооружения осуществляется следующим образом.
На предварительно расчищенное скальное дно прибрежной акватории моря вплотную к береговому уступу в проектное положение сооружения устанавливают металлическую эстакаду 1 с концевым блоком 10, которой задают ширину уменьшенного размера по отношению к ширине строящегося судоподъемного сооружения, на конкретном примере при заданной ширине судоподъемного сооружения 3 м ширину металлической эстакады задают 2,7 м.
Возвышенную сторону 5 наклонного направляющего верхнего пояса 4 металлической эстакады 1 устанавливают и располагают вплотную к береговому уступу. Конец пониженной стороны 6 наклонного направляющего верхнего пояса 4 устанавливают с упором на подводный береговой склон с тем, чтобы наклонный направляющий верхний пояс 4 металлической эстакады 1 располагался параллельно наклонной площадке 8 судовозного пути 9. При этом длину наклонного направляющего верхнего пояса 4 задают соответствующей длине наклонной площадки 8 судовозного пути 9, в конкретном примере длину судовозному пути 9 задают 15 м. На конце пониженной стороны 6 наклонного направляющего верхнего пояса 4 жестко закреплен концевой блок 10 на опоре концевого блока 10 с торцевой стенкой 11.
Процесс омоноличивания сборных железобетонных плит 14 осуществляют поочередно каждую одну за другой в технологической последовательности. На две несущие металлические балки 2 возвышенной стороны 5 наклонного направляющего верхнего пояса 4 металлической эстакады 1 устанавливают (размещают) первую сборную железобетонную плиту 14 и перемещают ее с помощью электрической реверсивной лебедки 22 с тяговым тросом 21, перекинутым через концевой блок 10 по двум несущим металлическим балкам 2 наклонно вниз. При этом в момент начала перемещения первой сборной железобетонной плиты 14 Г-образные кронштейны 19 вводят в зацепление с удерживающими планками 3 несущих металлических балок 2 металлической эстакады 1 и перемещают первую сборную железобетонную плиту 14 с помощью электрической реверсиной лебедки 22 тяговым тросом 21, закрепленным за монтажные петли 20 и перекинутым через концевой блок 10, по двум несущим металлическим балкам 2 наклонно вниз до конца пониженной стороны 6 наклонного направляющего верхнего пояса 4 металлической эстакады 1 с плотным прилеганием ее передней боковой продольной грани 16 к торцевой стенке 11 опоры концевого блока 10, первую сборную железобетонную плиту 14 освобождают от тягового троса 21, после чего в ее отверстие 17 устанавливают анкерирующие арматурные стержни 24 и через это же отверстие в первой сборной железобетонной плите 14 подают бетонную смесь, заполняют пространство под ней, ограниченное по бокам опалубкой 23 до полного заполнения этого пространства.
По окончании процесса омоноличивания пространства под первой сборной железобетонной плитой 14 и ее отверстия 17 в таком же технологическом порядке устанавливают и размещают на две несущие металлические балки 2 возвышенной стороны 5 наклонного направляющего верхнего пояса 4 металлической эстакады 1 вторую сборную железобетонную плиту 14, затем так же перемещают ее по двум несущим металлическим балкам 2 наклонно вниз, при этом в момент начала перемещения второй сборной железобетонной плиты 14 Г-образные кронштейны 19 вводят в зацепление с удерживающими планками 3 несущих металлических балок 2 металлической эстакады 1 и перемещают вторую сборную железобетонную плиту 14 с помощью электрической реверсиной лебедки 22 тяговым тросом 21, прикрепленным к монтажным петлям 20 и перекинутым так же через концевой блок 10, по двум несущим металлическим балкам 2 наклонно вниз до плотного прилегания передней боковой продольной грани 16 второй сборной железобетонной плиты 14 к первой сборной железобетонной плите 14, вторую сборную железобетонную плиту освобождают от тягового троса 21, после чего также в отверстие 17 ней устанавливают анкерирующие арматурные стержни 24 и через это же отверстие подают бетонную смесь, заполняя пространство под второй плитой, ограниченное по бокам опалубкой 23 до полного его заполнения. По окончании процесса омоноличивания второй сборной железобетонной плиты 14 в такой же технологической последовательности повторяют все действия омоноличивания каждой следующей сборной железобетонной плиты 14, начиная процесс от установки и размещения следующей сборной железобетонной плиты 14 на возвышенную сторону 5 металлической эстакады 1, перемещения ее наклонно вниз, а в момент начала перемещения каждой следующей сборной железобетонной плиты 14 Г-образные кронштейны 19 так же вводят в зацепление с удерживающими планками 3 несущих металлических балок 2 металлической эстакады 1 и перемещают каждую следующую сборную железобетонную плиту 14 с помощью электрической реверсивной лебедки 22 тяговым тросом 21, прикрепленным к монтажным петлям 20 и перекинутым так же через концевой блок 10, по двум несущим металлическим балкам 2 наклонно вниз до плотного прилегания передней боковой продольной грани 16 каждой следующей сборной железобетонной плиты 14 к предыдущей сборной железобетонной плите 14, после освобождения от тягового троса 21 также в отверстие 17 каждой следующей сборной железобетонной плиты 14 устанавливают анкерирующие арматурные стержни 24 и через это же отверстие подают бетонную смесь в пространство под следующей сборной железобетонной плиты 14, ограниченное по бокам опалубкой 23 до полного его заполнения, заканчивая последней сборной железобетонной плитой до образования единого сборно-монолитного железобетонного сооружения - эллинга. После окончания строительства сооружения - эллинга опалубку 23 демонтируют.
При эксплуатации сооружения спуск судна на воду и подъем его из воды осуществляют по судовозному пути 9, по которому на пневматическом ходу передвигается судовозная тележка 13 посредством тягового троса 21, который приводится в действие электрической реверсивной лебедкой 22.
Так для спуска судна в воду судовозную тележку 13 на пневматическом ходу с помощью электрической реверсивной лебедки 22 посредством тягового троса 21, перекинутого через концевой блок 10 и прикрепленного к низу судовозной тележки 13, вместе с размещенным на нем судном перемещают наклонного вниз по наклонной площадке 8 судовозного пути 9, спускают судно в воду, после чего судно отплывает от судовозной тележки 13.
Подъем судна из воды осуществляется в обратном порядке:
на судовозную тележку 13, находящуюся под водой, загружают судно, далее электрической реверсивной лебедкой 22 посредством тягового троса 21, прикрепленного к низу судовозной тележки 13 осуществляют ее подъем, при этом судовозная тележка 13 движется сначала по наклонной площадке 8 судовозного пути 9, затем вместе с судном ее поднимают из воды и перемещают на горизонтальную площадку 12 судовозного пути 9, где ее освобождают от тягового троса 21 и выводят из зоны судоподъемного эллинга.
По сравнению с аналогичными сооружениями, описанными выше и ближайшим аналогом в гидротехническом строительстве, а также в других областях науки и техники, предлагаемое к патентованию судоподъемное сооружение:
обеспечивает возможность его возведения в условиях открытого побережья, на скальном или полускальном подводном береговом склоне, что обеспечивает удобство при производстве работ с берега с использованием широко применяемых в строительстве машин и механизмов;
- является экологически чистым и обладает повышенной устойчивостью к размыву и абразивному воздействию от наносов;
- экономично, так как используется только одна тележка, используемая для транспортировки судна по автодорогам без перегрузки судна на другую тележку (без множества косяковых, стапельных и подкормовых тележек, а также рельсового пути, как в аналогах).
Предлагаемое судоподъемное сборно-монолитное железобетонное сооружение рационально устраивать на протяжении всего побережья Черного моря от Анапы до Сочи для подъема и спуска маломерных судов в условиях отсутствия закрытых от волнения акваторий.