Назначение и классификация судоподъёмных сооружений.

Для монтажа, осмотра, инспекции, ремонта и обслуживания погружных, гребных, рулевых и подруливающих механизмов, дейдвудных сальников, забортной арматуры, подводной части корпуса судно необходимо поднять из воды или иметь сухие площади при его закладке и постройке.

Что необходимо для докования:

Судоремонтные и судостроительные предприятия используют различные подъемно-спусковые механизмы, судоподъемные средства и сооружения для спуска и подъема судов и плавсредств: эллинги, слипы, сухие, наливные и плавучие доки, вертикальные судоподъемники.

1. Эллинг
2. Слип
3. Судовой док

• Сухой
• Наливной
• Плавучий

Классификация плавучих доков

 

• по конструктивным особенностям
• по количеству башен
• по роду материала конструкции
• по виду энергоснабжения
• по назначению

Вертикальные судоподъемники

 

1. Эллинг (от англ. launch, stocks; голл. helling – сооружение для ремонта или постройки)

Это специализированное механизированное береговое сооружение с наклонным подводным и надводным фундаментом, боковыми или тыловыми кранами, предназначенное для подъема по рельсовым путям ремонтируемых или строящихся судов, техобслуживания и хранения яхт, шхун, дебаркадеров; закрытый цех для закладки килей, сборки, сварки корпусов и достройки судов в зимнее время.

Надводная наклонная часть эллинга одновременно выступает открытым стапельным местом для судов.

Стапельное место – горизонтальная или наклонная площадка, расположенная на берегу и предназначенная для постройки или ремонта судна и дальнейшего его спуска на воду. Размеры стапеля всегда соответствуют размерам ремонтирующихся или строящихся судов.

В зависимости от положения судна относительно подъемных путей различают эллинги поперечные и продольные.

На поперечном эллинге диаметральная плоскость судна перпендикулярна рельсовым судовозным подъемным путям. Данный тип предназначен для подъема плавсредств до 6 тысяч тонн.

На продольном эллинге диаметральная плоскость судна параллельна рельсовым судовозным путям. Их строят для подъема плавсредств массой до 10 тысяч тонн.

2. Слип (slip – скользить, надвигать; building slip – судостроительный слип)

Это судоподъемное капитальное сооружение, предназначенное для подъема и спуска на тележках одного или сразу нескольких судов, перемещаемых по рельсовым путям под наклоном.

В отличие от эллингов слипы оборудованы боковыми надводными стапелями с одной или обеих сторон, на которые откатываются поднятые на тележках суда, что значительно увеличивает пропускную способность сооружения и улучшает условия для проведения ремонтных работ.

По конструктивным особенностям слипы разделяют на два вида: продольные и поперечные гребенчатые.

Продольный слип оборудован только наклонной плоскостью и не имеет горизонтальной части. На открытое стапельное место поднятое из воды плавсредство передвигают в двух направлениях перпендикулярных друг другу.

Поперечный гребенчатый слип имеет наклонную (подъемно-спусковую) и горизонтальную площадку (открытый или крытый стапель), является расширенным вариантом поперечного эллинга за счет горизонтального продолжения береговой наклонной плоскости.

На нем плавсредство поднимается на комплекте подъемных тележек и передается для горизонтального передвижения на комплект стапельных самоходных тележек. Данный вид стапелей является самым распространенным типом судоподъемных сооружений.

В целом эллинги и слипы являются сложными инженерными механизмами, снабженными рельсовыми путями и мощными тележками, перемещаемыми электрическими лебедками. Эти установки требуют серьезных финансовых вложений не только на этапе создания, но и обслуживания после ввода в эксплуатацию.

3. Судовой док (dockyard)

Это стационарное или плавучее техническое сооружение для постройки, транспортировки, хранения и ремонта плавсредств, проведения грузовых операций, подразделяющиеся по устройству и способу заполнения на сухие, наливные и плавучие.

Сухой (откачивающийся) док (dry dock)

Это стационарная конструкция (бассейн) для докования ниже уровня окружающей акватории, состоит из трех основных элементов:

• Камеры с водонепроницаемым бортами и дном, куда заводится докуемое судно при наполнении ее водой.
• Затвора, при помощи которого камеру отделяют от акватории при её осушении.
• Механического и грузоподъемного оборудования.

Одной из важнейших частей сухого дока является затвор входной части для обеспечения водонепроницаемости, быстрого открытия и закрытия внутреннего водного бассейна, возможности ремонта докового сооружения без вывода из эксплуатации.

В качестве затворов применяют:

• двустворные ворота (стальные, пустотелые)
• задвижной специальный щит или ящик
• батопорт - стальной поплавок особой формы, имеющий внутри балластные цистерны, при наполнении которых, погружаясь, он плотно закрывает вход в док.

Наполнение сухих доковых сооружений идет самотеком, а откачку производят мощными балластными насосами.

Наливной док (flooding dock)

Это построечно-спусковое сооружение с глубоководным каналом для ввода и вывода кораблей, предназначенное для их ремонта и постройки, аналогичное по конструкции наливной камере, является одной из разновидностей сухого дока.

Основное конструктивное отличие заключается в устройстве док-камеры, допускающей одновременную установку по ширине двух и более кораблей и не на дно камеры, а на стапельные площадки, расположенные вдоль доковых стен выше максимального уровня воды в открытом водном бассейне.

Строительство наливных доков целесообразней всего в морях с большими колебаниями уровня из-за частых приливов и отливов. Ввод докуемых кораблей осуществляется в момент полной воды, а осушение дока проводят в момент малой воды, что значительно сокращает время функционирования осушительных насосных установок.

Ввод кораблей в камеру, отделенной от акватории системой шлюзовых затворов, осуществляется через глубоководный канал, располагающийся между стапельных площадок, при открытом затворе, затем его закрывают, камеру наполняют водой до уровня, который обеспечит перемещение корабля до стапельной площадки.

После того как корабль установлен над килевой дорожкой стапельного места, вода самотеком спускается из камеры в акваторию через клинкеты до выравнивания уровней. Затем с помощью насосных агрегатов воду откачивают до уровня посадки корабля на кильблоки и далее до минимально возможного уровня воды в акватории.

По завершению ремонтных работ, камеру вновь заполняют, корабль всплывает и отходит в глубоководную часть, где дожидается полного спуска воды до уровня внешнего бассейна, после чего выходит в него.

Наливные доки имеют следующие преимущества перед сухими:

• Допускается одновременное докование большего числа судов.
• Отсутствие фильтрационной воды на стапельных площадках.
• При малом уровне воды авария затвора не представляет никакой опасности находящимся на стапельных площадках судам.
• Более мощная освещенность стапельных площадок.

4. Плавучий док (плавдок, floating dock)

Это подвижное несамоходное или самоходное плавучее сооружение технического флота, снабженное подъемно-транспортным оборудованием, механизмами для затопления и подъема, устройствами для ввода судна, установки его на килевые и скуловые блоки, системами подачи воды, газа, пара, сжатого воздуха и электроэнергии.

Плавдок может состоять из одного или нескольких понтонов. По их бортам располагаются башни, которые обеспечивают продольную прочность. В самих башнях находится пульт управления, а также бытовые и служебные помещения.

Плавдоки более широко распространены, чем стационарные, за счет меньшей стоимости и возможности перемещения из одного порта или бассейна в другой.

Классификация плавучих доков

Осуществляется по конструктивным особенностям, количеству башен, роду материала, виду энергоснабжения, назначению.

По конструктивным особенностям

Плавдоки проектируются как монолитные несамодокующиеся и самодокующиеся, секционные, трехсекционные и понтонные:

Монолитные (односекционные) доки оснащены одним сплошным понтоном, который образовывает цельную конструкцию с закрепленными по его бортам непрерывными башнями. Недостаток его состоит в невозможности самодоковаться.

Секционные (составные) доки (sectional docks) состоят из нескольких монолитных секций, каждая из которых способна функционировать самостоятельно. Длина каждого понтона меньше ширины между башнями, что обеспечивает самодокование (self-docking), но продольная остойчивость и продольная жесткость у него меньше, чем у монолитного докового сооружения.

Трехсекционные доки – где секции по высоте башен соединяются болтами. Каждая секция может самодоковаться на двух других.

Монолитные самодокующиеся доки имеют вырезанную среднюю часть понтона, которая крепится к башням на днищах в нижнем и верхнем положениях.

Понтонные доки состоят из набора независимых друг от друга понтонов, скрепленных по бокам при помощи вертикальных болтов с непрерывными башнями; являются самодокующимися.

По количеству башен

Плавдоки бывают однобашенные, двухбашенные, без башен:

Однобашенные (L-образные, L-shaped, L-type) доки имеют только одну башню и, следовательно, несимметричную форму корпуса, из-за чего появляется кренящий момент при погружении. Чтобы сохранять их вертикальное положение при любой осадке, применяются специальные береговые устои или контрпонтон, связанные шарнирно с башней плавучего дока.

Преимущества их заключаются в том, что в них можно вводить судно с трех сторон; обеспечен свободный подход плавучего крана; существует возможность поднимать для ремонта сразу несколько судов.

Недостатки заключаются в сильной привязанности к одному месту из-за береговых устоев или противовесов, а также в большой ширине, создающей неудобства в малых акваториях.

Они чаще всего используются на речных судоремонтных заводах.

Двухбашенные (U-образные, U-shaped) доки имеют симметричную конструкцию, благодаря чему обладают отличной устойчивостью. Корпус состоит из понтона с закрепленными по бортам двумя башнями, обеспечивающими продольную прочность. За счет внутренних палуб безопасности, выгораживающих непроницаемый объем, конструкции гарантируется непотопляемость при затоплении всех балластных отсеков.

Без башен с небольшими командными рубками или мощными механизированными комплексами с автоматизированным управлением:

• Док-понтоны (докпонтоны, докопонтоны, спусковые понтоны, dock-pontoon) используются для ремонтных операций в комплексе с основным плавдоком для обеспечения своей остойчивости при погружении или самостоятельно для транспортировки крупных плавсредств и окончательного их спуска на воду после изготовления на сухих открытых площадях или закрытых эллингах.
• Мобильные плавучие причалы, пирсы (плавпричалы, плавпирсы, floating mooring jetty, berth, pier) для планового и экстренного ремонта надводных и подводных кораблей в удаленных от суши условиях.

По роду материала

Плавдоки подразделяются на железобетонные, стальные, композитные:

Железобетонные. Обычно это монолитные доковые конструкции, в которых трудно обеспечить жесткость секционных соединений. На их возведение на 30 процентов меньше требуется металла, чем на стальные.

Стальные. И понтон, и башни выполнены из стали.

Композитные. Понтон имеет железобетонную основу, башни стальную.

Наиболее часто встречаются стальные доки, грузоподъемность которых достигает 85 тысяч тонн и больше при дедвейте свыше 40 тысяч тонн DWT, длине до 410 метров, ширине 80 метров, осадке 30 метров.

По виду энергоснабжения

Плавдоки классифицируются как автономные и неавтономные:

Автономные. Оснащены собственной энергетической установкой для обеспечения всех бытовых и производственных нужд.

Неавтономные. Электродвигатели насосов и других механизмов запитываются от станции на берегу.

По назначению

Плавдоки делятся на ремонтные, передаточные, транспортные, грузовые и многоцелевые полупогружные суда-доки:

• ремонтные с развитыми средствами механизации, сварочным, газорезательным, пескоструйным, шлифовальным, покрасочным оборудованием
• передаточные (перегрузочные, пересадочные, спусковые) для подъема плавобъекта из воды и передачи на сухой горизонтальный стапель или финишного спуска с него на воду после постройки, реконструкции или ремонта; снабжены рельсовыми путями с грузовыми передвижными тележками, фиксаторами для точной стыковки с береговыми причалами заводов и механизмами для маневрирования, позиционирования и кренования
• транспортные с минимальным набором рулевых устройств и движителей для перемещения плавсредств по акваториям с малыми глубинами или сложными мореходными условиями
• грузовые для доставки по воде очень крупных, тяжелых готовых элементов строительных конструкций
• многоцелевые полупогружные суда-доки (semi-submersible heavy-lift vessels (SSHLV), dock-ships) с огромными открытыми, ровными грузовыми палубами имеют большую грузоподъемность (дедвейт свыше 117 тысяч тонн DWT), полностью автономны и высоко автоматизированы для следующих мероприятий:

• выполнение грузовых и транспортных функций по быстрой доставке морем массивных и габаритных строительных конструкций, плавучих портовых кранов в сборе, оффшорных буровых и добывающих платформ, списанных, неисправных или недостроенных военных и гражданских судов
• судоподъем (ship raising, salvaging) - проведение спасательных операций по подъему на борт потерявших ход, затонувших и подтопленных плавсредств

5. Вертикальные судоподъемники (судовые лифты, vertical ship elevator, boat lift, ship-lift system)

Это подъемно-спусковые устройства с грузовой платформой, установленной между двух свайных пирсов, оборудованной рельсовыми путями с откатными тележками, подъемными механизмами с обеих сторон, по принципу действия которых подразделяются на электромеханические, гидравлические, понтонные и комбинированные; служат для поднятия из воды и обратного спуска плавсредств, бетонных кессонов и батопортов для проведения сухих доковых мероприятий.

Масса судоподъемника составляет от 3000 тонн до десятков тысяч тонн. Вертикальное перемещение платформы с поднимаемым судном осуществляется за счет подъемных механизмов. По уложенным на платформе рельсовым путям поднятое судно на стапельных тележках вкатывают к месту ремонта на береговые стапельные площадки верфи.

Вертикальный тросовый судоподъемник с электромеханическим приводом включает в себя вертикальные направляющие колонны, острапливаемую платформу со стопорными устройствами для фиксации с береговым причалом, подъемные электрические лебедки с храповыми стопорами, канаты с полиспастами, системы управления, синхронизации режима работы лебедок и контроля положения платформы (система синхролифт, syncro-lift); имеет подъемную силу до 55000 т.

Вертикальный судоподъемник с гидравлическим приводом для поперечной и продольной накатки судов на платформу, аналогичен электромеханическому, но вместо электрических лебедок и тросов для подъема платформы используются длинноходовые гидравлические домкраты, установленные на железобетонном основании на дне ковша (водоема) и короткоходовые гидродомкраты на верхнем строении судоподъемника (гидроподъемника).

Вертикальный понтонный (понтонно-тросовый) судоподъемник аналогичен электромеханическому, но вместо или кроме электролебедок используются компрессоры для закачки сжатого воздуха в герметичные или открытые снизу эластичные или стальные донные емкости (отсеки, цилиндрические тубусы) подъемной плавучей платформы для придания ей переменной плавучести и увеличения подъемной силы.

Комбинированный вертикальный судоподъемник использует гидропневматический, электропневматический или гидроэлектрический принцип судоподъема.

Вертикальные судовые подъемники компактны, не требуют наклонного стапеля, имеют простое управление, малую численность обслуживающего персонала, обеспечивают точную и быструю посадку судна на подъемные платформы, независимость от колебаний уровней в акватории, отличаются высокой степенью автоматизации судоподъемных операций; для их постройки требуется небольшая площадь.