Рейдовые причалы

РЕЙДОВЫЕ ПРИЧАЛЫ

Экономическая эффективность от перевозки грузов на крупнотоннажных судах привела к росту их числа в составе мирового флота. Но размерения таких судов не позволяют их обрабатывать в существующих традиционных портах: для подхода крупнотоннажных судов с большими осадками необходимы значительные глубины, а значит, дноуглубительные работы, что связано с огромными затратами. Кроме того, наличие большого количества нефти на танкерах грозит загрязнением портовой зоны, как правило, примыкающей к крупным населенным пунктам. Поэтому возникла необходимость в причальных сооружениях, выносимых на рейд за пределы акватории порта. Такие причальные сооружения называют рейдовыми.

В практике портового строительства для приема танкеров возводят рейдовые причальные сооружения следующих типов:

стационарные островные на намывных территориях или в виде искусственных прибрежных островов-пирсов на стальных или железобетонных сваях, объединенных ростверками;

одноточечные стационарные - в виде швартовной стальной башни (закрепленной к дну сваями, с поворотным столом на вершине, от которого идет швартовный канат к судну); одиночного вертикально установленного башенного столба, заделанного в грунт, или с шарнирной якорной опорой; высокого свайного ростверка на наклонных сваях;

плавучие пирсы;

плавучие многоточечные для швартовки судна за несколько укрепленных на якорях швартовных бочек;

плавучие одноточечные цепные и одноякорные.

Рейдовые причальные сооружения, как правило, соединены проложенным по дну моря магистральным трубопроводом (для подачи продукта) с береговым хранилищем. Иногда к стационарным островным причальным сооружениям трубопровод прокладывают выше уровня взволнованной поверхности на специальной эстакаде облегченной конструкции. Плавучие причальные сооружения в виде пирсов из понтонов обычно устанавливают в непосредственной близости от берега на акватории, защищенной от волнения и с ограниченными приливно-отливными колебаниями. Трубопроводы к ним прокладывают по эстакадной или гравитационной конструкции, соединяющей понтоны с берегом.

Стационарные островные причальные сооружения стоят вдали от берега на необходимых глубинах под частичной защитой оградительных сооружений, прикрывающих их от волн наиболее опасного направления.

Примером подобного сооружения может служить островная гавань в бухте Кабиндо на западном побережье Африки для приема рудовозов и лесовозов. В рейдовый терминал входят волнолом, причал, виадук, соединяющий сооружение с берегом (рис.1, а). Для причального сооружения была применена волнообразная стенка из стального шпунта (рис.1, б), погруженная с самоподнимающейся платформы.

Рис.1. Стационарные островные причальные сооружения:

1 - подходной канал; 2 - оградительное сооружение; 3 - причальный остров; 4 - подходная эстакада; 5 - вторая очередь черпания; 6 - стенка из Z-образного шпунта; 7 - отбойные устройства; 8 - крановый путь; 9 - фильтр; 10 - тяга; 11 - анкерная свая; 12 - пирс

Более распространенным видом островных причалов являются сооружения в виде рейдовых пирсов, повторяющих конструкции береговых выступающих причальных сооружений (рис.1, в). Рейдовые пирсы - это комплекс сооружений, включающих технологическую площадку, швартовные и причальные палы, магистральный трубопровод. Технологические площадки сооружают в виде высоких ростверков на вертикальных и наклонных стальных трубчатых сваях, чаще всего погружаемых с самоподнимающихся платформ. На глубинах 30-36 м в качестве технологической площадки используют поднятые домкратами на проектную высоту корпуса самоподнимающиеся платформы. Для обеспечения необходимой устойчивости сооружения через специальные отверстия в центральной части корпуса платформы погружают три или четыре дополнительные наклонные оболочки того же диаметра, что и опорные колонны самоподнимающейся платформы. Многотрубчатые причальные и штартовные палы выполняют из 4-6 стальных труб диаметром до 1,5-1,8 м, погружаемых с уклоном 2,5:1 или 3:1, предусматривая высокий железобетонный или металлический ростверк, оснащенный отбойными и швартовными устройствами. Однотрубные палы в настоящее время проектируют из одной гибкой и прочной трубы с оголовком, оснащенным отбойной рамой с резиновыми амортизаторами. Однотрубные палы обычно устанавливают в ряд вдоль причальной линии.

В конструкции одноточечных стационарных рейдовых причальных сооружений не предусматривают легко повреждаемых элементов, таких как гибкие подводные шланги и якорные цепи у плавучих одноточечных причальных сооружений. Стационарные сооружения служат для обработки танкеров в тяжелых гидрометеорологических условиях при глубинах до 70 м.

Одним из видов одноточечного стационарного причального сооружения является вертикальная упругоподатливая стальная труба большого диаметра с переменной жесткостью по высоте, заделанная в грунт дна (рис.2, а). По верху опоры-сваи предусмотрены: цилиндрическое верхнее строение, оборудованное по периметру резинометаллическими отбойными устройствами; поворотный оголовок с швартовными приспособлениями и патрубками для присоединения гибких шлангов, идущих к судну. Проложенный по дну магистральный трубопровод заведен в металлическую трубу у дна, где практически нет воздействия волн.

Рис.2. Одноточечные стационарные рейдовые причалы:

1 - сигнальный огонь; 2 - верхнее строение; 3 - поворотный оголовок; 4 - гибкий шланг; 5 - металлическая труба; 6 - емкость топлива; 7 - трубопровод; 8 - затрубное пространство, заполненное цементным раствором; 9 - вертолетная площадка; 10 - раздаточный трубопровод; 11 - швартовный рым; 12 - поплавки; 13 - башенная опора; 14 - вертикальный трубопровод; 15 - шарнир якорного устройства; 16 - бетонный противовес; 17 - вращающаяся ферма; 18 - помещения; 19 - причальная площадка; 20 - отбойные устройства; 21 - опоры-амортизаторы; 22 - кольцевая рама; 23 - соединительные муфты; 24 - трубы

Построенное на глубине 30 м при колебании уровня моря 4,5 м причальное сооружение для обслуживания танкеров дедвейтом до 500 тыс. т состоит из стальной трубы толщиной 76 мм, диаметром 4 м, в месте заделки в дно сужающейся до 2,8 м, верхнего строения при толщине стенок цилиндра 50 мм. Опоры опущены при помощи самоподнимающейся платформы, с которой производят бурение в плотных и скальных грунтах скважины большого диаметра специальным буровым станком, совмещающим одновременную работу разбуривающей машины с реверсивным вращающим рабочим органом и 25-тонным свайным молотом одиночного действия.

Опыт показывает, что продолжительность работ по созданию подобных причалов, включая бурение, погружение и монтаж опоры-сваи при волнах высотой 4,5 м на глубине 40 м, не превышает 1-4 лет в зависимости от качества грунтов основания.

Стационарное причальное сооружение в виде одиночного башенного столба с шарнирной якорной опорой (рис.2, б) состоит из металлической вертикальной башни, шарнирно закрепленной к мертвому якорю на дне. Необходимый запас плавучести башни обеспечивают поплавки, расположенные в зоне спокойного уровня моря. На оголовке башни размещены верхнее строение, поворотный оголовок с швартовным рымом и раздаточным грузовым трубопроводом. Магистральный подводный трубопровод переходит в вертикальный, идущий по башенному столбу.

Примером стационарного причального сооружения на свайном основании служит построенный на рейде порта Генуя (в 2,8 км от берега) на глубине 50 м одноточечный причал (рис.2, в) для танкеров дедвейтом до 500 тыс. т. Причальное сооружение представляет собой башню высотой 65 м из десяти наклонных металлических трубчатых опор диаметром 110 см, образующих как бы десятигранную усеченную пирамиду. Через трубчатые опоры забиты в грунт на глубину 20 м стальные цилиндрические сваи диаметром 100 см с переменной толщиной стенок 18-24 мм в зоне максимальных напряжений. Нижняя часть внутренних полостей свай забетонирована, верхние торцы свай укреплены металлическими листами. Пространство между сваями и трубчатыми опорами заполнено под давлением цементным раствором. Опоры связаны между собой горизонтальными связями и раскосами из стальных труб диаметром не менее 30 см. В верхней части к опорам на высоте 6-10 м над уровнем моря приварены десять вертикальных стоек, поддерживающих две железобетонные круговые платформы, между которыми находятся служебные помещения. По верхней платформе уложен кольцевой путь, по которому перемещаются полноповоротная металлическая ферма, несущая патрубки, гибкие шланги, вспомогательное отбойное устройство. Главным отбойным устройством служит прочное стальное кольцо коробчатого поперечного сечения диаметром 30 м, расположенное между отметками +4,0 и -2,0 м. По внешнему периметру кольца навешаны деревянные панели с резиновыми амортизаторами. Само кольцо поддерживает четыре группы металлорезиновых амортизаторов типа "Сендвич". К одноточечным стационарным причальным сооружениям относятся также зафиксированные самоподнимающиеся платформы. Плавучие пирсы состоят из шарнирно соединенных между собой и заякоренных понтонов или их секций, используемых для погрузочно-разгрузочных операций. Примером может служить плавучий причал для приема танкеров в 27 км от порта Остенде (Бельгия) в открытом море на глубине свыше 30 м (рис.3). Основной понтон для швартовки судов размерениями 420х60х3 м состоит из шести грузовых и одного насосного отсеков. Носовая часть понтона, закрепленная цепями к шести мертвым якорям, может свободно поворачиваться вокруг точки крепления цепей. В кормовой части предусмотрены два мертвых якоря для закрепления понтона в определенном положении. Вспомогательный волнозащитный понтон размерениями 260x38 м может быть заменен соответствующим старым судном. Отдельные секции понтонов, изготовленные на заводе, буксировали к месту установки, где их собирали.