ПЛАВУЧИЙ ДОК ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ОБЪЕКТОВ С НЕСУДОВЫМИ ОБВОДАМИ
FLOATING DOCK FOR CONSTRUCTION OF OBJECTS WITH NON-MARINE OUTLINES

Изобретение относится к области судостроения, а более конкретно к плавучим докам, и может быть использовано при строительстве плавучих и полупогружных морских платформ (далее - объекты) с несудовыми обводами. Известен док (док-баржа), построенный на Выборгском судостроительном заводе, который представляет собой однопалубное однокорпусное судно с четырьмя башнями плавучести (одна башня стационарная, три башни - съемные), расположенными в оконечностях судна, и плоской стапель-палубой корпуса, содержащий автономные или подключаемые извне системы подвода энергоносителей и балластную систему (http://vyborgshipyard.ru/?p=24&id=416, http://vyborgshipyard.ru/?p=24&id=417 и http://vyborgshipyard.ru/?p=24&id=420) - прототип.
Указанный док обеспечивает сборку корпусов плавучих объектов и их вывод на открытую акваторию с последующим спуском на воду посредством притопления дока и всплытием собираемого (строящегося) объекта. Таким образом, прототип является дополнительным построечным местом на судостроительном предприятии для стапельной сборки, а также эффективным средством вывода строящегося объекта на акваторию.
Однако, известному доку по прототипу присущи следующие недостатки. При принятом соотношении главных размерений (длина 130 м и ширина 45 м) док не адаптирован для строительства морских объектов с несудовыми обводами, например, круглых в плане, у которых диаметр существенно превышает ширину дока. Наличие у прототипа развитых башен плавучести увеличивает массу собственно корпуса дока, снижая тем самым полезную нагрузку, а именно максимальную массу строящегося объекта. Принятый в прототипе архитектурно-конструктивный тип не позволяет эффективно использовать береговые грузоподъемные механизмы при передаче на сборку в доке крупноблочных конструкций строящегося объекта, снижая тем самым их единичную массу в тех случаях, когда конструкция должна монтироваться со стороны борта дока, обращенного не к причальной стенке, а к акватории.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение перечисленных недостатков, а именно расширение технологических возможностей доков существующих судостроительных заводов путем обеспечения строительства в них морских объектов с несудовыми обводами.
Плавучий док, содержащий корпус со стапель-палубой, системы подвода энергоносителей и балластную систему, по изобретению оснащен надстройкой с воротами на стапель-палубе и поворотной платформой внутри надстройки, установленной на стапель-палубе для размещения на ней строящегося объекта. Плавучий док имеет телескопические опоры, закрепленные к корпусу по меньшей мере с двух его противоположных сторон, перпендикулярных стороне установки ворот надстройки. Телескопические опоры оснащены силовыми цилиндрами и содержат шарнирно закрепленные к ним опорные элементы, размещенные в нижней части упомянутых опор и установленные с возможностью их опускания ниже плоскости днища корпуса. Причем корпус плавучего дока снабжен также съемными направляющими, расположенными на стапель-палубе корпуса внутри надстройки симметрично по обе стороны от оси корпуса, ориентированной в направлении спуска строящегося в плавучем доке объекта, и кранцами, установленными на съемных направляющих. Причем поворотная платформа оснащена механизмом поворота, стапель-палуба выполнена преимущественно квадратной формы в плане. При этом ширина ворот надстройки превышает поперечный линейный размер строящегося в плавучем доке объекта, а их высота определяется по соотношению:
1
H=H+T+δ+β, где:
H - высота ворот;
1
H - высота надводной части строящегося объекта при спуске на воду после всплытия;
T - осадка строящегося объекта при спуске на воду после всплытия;
δ - высота всплытия строящегося объекта от его днища до палубы плавучего основания дока;
β - технологический зазор от верхней точки строящего объекта до верха ворот.
Кроме того, кранцы выполнены в виде тел вращения с расположением осей поворота вертикально.
Наличие надстройки на стапель-палубе необходимо для изолирования строящегося объекта от окружающей среды.
Поворотная платформа, расположенная на стапель-палубе плавучего дока, предназначена для осуществления сближения места монтажа сборочной единицы на строящемся объекте с береговыми грузоподъемными механизмами посредством поворота строящегося объекта на поворотной платформе относительно неподвижной палубы дока при строительстве объекта с обеспечением таким образом эффективного использования береговых грузоподъемных механизмов за счет, например, уменьшения требуемого вылета стрелы.
Установка телескопических опор с силовыми цилиндрами с возможностью опускания опорных элементов ниже плоскости днища корпуса дока с обеспечением их контакта с дном акватории позволяет уменьшить собственную массу дока за счет замены указанными телескопическими опорами башен плавучести, предусмотренных в прототипе.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется рисунком, на котором представлен плавучий док для сборки объектов с несудовыми обводами, где на фиг. 1 показан вид дока сверху, на фиг. 2 - вид сбоку на док на фиг. 1, на фиг. 3 - док на акватории с частичным его опиранием на дно при всплытии объекта и выводе его из дока.
Предлагаемый плавучий док (фиг. 1 и 2) содержит корпус 1 со стапель-палубой 2, автономные или подключаемые извне системы подвода энергоносителей (не показано), балластную систему (не показано). На стапель-палубе 2 корпуса 1 имеется надстройка 3 с воротами 4 для размещения в ней строящегося объекта 5 на поворотной платформе 6. Поворотная платформа 6 имеет круглую форму в плане. Корпус 1 оснащен телескопическими опорами 7, закрепленными к корпусу 1, по меньшей мере, с двух его противоположных сторон, перпендикулярных стороне установки ворот 4 надстройки 3. Телескопические опоры 7 оснащены силовыми цилиндрами 8 (фиг. 1 и 2) и содержат шарнирно закрепленные к ним опорные элементы 9, размещенные в нижней части упомянутых телескопических опор 7, и установленные с возможностью их опускания ниже плоскости днища 10 корпуса 1. Корпус 1 также имеет съемные направляющие 11 (фиг. 1), расположенные на стапель-палубе 2 корпуса 1 внутри надстройки 3 симметрично по обе стороны от оси корпуса 1, которая ориентирована в направлении спуска строящегося в плавучем доке объекта 5, и кранцы 12 в виде тел вращения, установленные на съемных направляющих 11 с ориентацией своих осей поворота по вертикали. При этом поворотная платформа 6 оснащена механизмом поворота (на рисунках не показано). Ширина ворот 4 надстройки 3 превышает поперечный линейный размер строящегося в плавучем доке объекта 5, а их высота определяется по соотношению:
1
H=H+T+δ+β, где:
H - высота ворот;
1
H - высота надводной части строящегося объекта при спуске на воду после всплытия;
T - осадка строящегося объекта при спуске на воду после всплытия;
δ - высота всплытия строящегося объекта от его днища до палубы плавучего основания дока;
β - технологический зазор от верхней точки строящего объекта до верха ворот.
Плавучий док работает следующим образом. Плавучий док швартуется к причалу на акватории судостроительного завода (фиг. 2) таким образом, чтобы расстояние от корпуса 1 дока до причала было минимальным. Посредством балластной системы (не показана) положение стапель-палубы 2 совмещается по высоте с верхней поверхностью причала. Ворота 4 в надстройке 3 дока (фиг. 1) находятся в открытом положении. Сборочные единицы строящегося объекта 5 подаются через ворота 4 в надстройке 3 любым подъемно-транспортным механизмом (не показано). При этом поворотная платформа 6 (фиг. 1 и 2) посредством поворотного механизма (не показан) устанавливается по углу поворота так, чтобы приблизить штатное место монтажа сборочной единицы к собственно сборочной единице (не показаны). Закрываются ворота 4 в надстройке 3. Производится монтаж сборочной единицы внутри надстройки 4 на строящемся объекте 5 посредством грузоподъемного механизма (не показано). Изменение посадки дока, связанное с изменением нагрузки масс при монтаже очередной сборочной единицы, с изменением положения поворотной площадки 6 по углу поворота, а также изменение положения стапель-палубы 2 дока относительно поверхности причала при колебаниях уровня воды на акватории компенсируется работой балластной системы дока (не показана). На стапель-палубе 2 устанавливаются съемные направляющие 11 (фиг. 1) с кранцами 12.
После завершения сборки объекта в доке последний отшвартовывается от причала и выводится буксирными судами (не показаны) на участок акватории с заданными внешними условиями:
- заданной глубиной;
- заданным профилем и несущей способностью дна акватории.
Далее док фиксируется якорями (не показаны) на выбранном участке акватории (фиг. 3). Проверяется отсутствие наклонений дока. Телескопические опоры 7 посредством силовых цилиндров 8 выводятся ниже плоскости днища 10 корпуса 1 дока до достижения контакта опорных элементов 9 с дном акватории (фиг. 3). При приеме балласта вертикальная нагрузка от веса дока и установленного на нем строящегося объекта 5 частично переносится на опорные элементы 9. При достижении выбранного предельного значения вертикальной нагрузки указанная нагрузка постепенно снижается посредством частичного втягивания телескопических опор 7 с помощью силовых цилиндров 8. Предельное значение вертикальной нагрузки выбирается так, чтобы при любом промежуточном положении дока в процессе выполнения описываемой операции обеспечивалась остойчивость дока с установленным внутри строящимся объектом 5. Указанный процесс переноса нагрузки завершается после всплытия строящегося объекта 5 внутри надстройки 3 дока. При достижении высоты всплытия δ (фиг. 3) гарантируется технологический зазор β от верхней точки строящего объекта 5 до верха ворот 4.
При этом положение строящегося объекта 5 внутри надстройки 3 дока ограничивается кранцами 12 в направляющих 11 и гибкими связями (не показаны). Ворота 4 надстройки 3 открываются. Строящийся объект 5 с помощью буксирных судов (не показаны) выводится из надстройки 3 дока. При этом технологический зазор β обеспечивает беспрепятственный выход строящегося объекта 5 через ворота 4. Направление движению строящегося объекта 5 при его выводе из надстройки 3 дока обеспечивают кранцы 12 (фиг. 1) на направляющих 11. Сопротивление движению строящегося объекта 5 в направляющих 11 снижается за счет вращения кранцев 12 вокруг вертикальных осей в направлении его движения. Из корпуса 1 дока удаляется балластная вода посредством балластной системы (не показана). Телескопические опоры 7 приводятся в исходное положение с расположением опорных элементов 9 выше плоскости днища 10 корпуса 1 дока.
Предлагаемое по заявке техническое решение позволяет осуществлять строительство объектов (морских платформ с несудовыми обводами) в условиях существующих судостроительных предприятий, что выгодно его отличает от прототипа.