Перспективы использования массивов-гигантов в строительстве Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Перспективы использования массивов-гигантов в строительстве Тарасенко А. В.1, Гогин А. Г.2

1Тарасенко Алена Владиславовна / Татазепко А1епа У1а31$1аусп>па - студент;

2Гогин Александр Григорьевич / Оо^т А1ек.зап^ Grigorievich - студент, Институт гидротехнического и энергетического строительства Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет,

г. Москва

Аннотация: в статье рассматривается вопрос, связанный с использованием массивов-гигантов в гидротехническом строительстве. Его перспективы развития в строительстве причальных и оградительных сооружениях. Поднимается вопрос актуальности такого типа сооружений, оцениваются его преимущества и недостатки. В кратком виде рассмотрен расчет различных стадий доставки и установки рассматриваемой конструкции. В данной статье излагается один из расчетов - расчет полигона для монтажа и изготовления массивов-гигантов. Ключевые слова: гидротехническое строительство, оградительные сооружения, причальные сооружения, массив-гигант, искусственный остров.

Массивы-гиганты - это массивные сооружения, используемые в морском и речном гидротехническом строительстве для возведения причальных, оградительных и берегоукрепительных сооружений на различных глубинах. Они представляют собой полый железобетонный ящик преимущественно прямоугольной формы, который внутри заполняется бетоном или сыпучими материалами. Изнутри массив-гигант разделен на секции. Изготавливается требуемой проектировщиками формы из сборных железобетонных элементов или реже из монолитных блоков.

Наиболее перспективной областью использования массивов-гигантов считается их использование при сооружении искусственных грунтовых островов. Искусственные грунтовые острова сегодня применяются для освоения шельфовых месторождений. Именно поэтому возвращение к применению массивов-гигантов является на сегодняшний день актуальным вопросом [2, с. 15].

Одним из недостатков использования массивов-гигантов является сложность расчета различных стадий доставки и установки рассматриваемой конструкции. В данной статье рассмотрим подробно один из расчетов - расчет полигона для монтажа и изготовления массивов-гигантов.

В процессе изготовления массивы-гиганты движутся по горизонтальному стапелю от стапельных мест к откатным путям (перпендикулярным стапельным), ведущим к спусковым путям, при помощи электролебедок, установленных на мертвых якорях, и полиспастов, обеспечивающих равномерное натяжение тяговых тросов и устранение перекосов тележек или салазок. Необходимое для перемещения массива-гиганта по горизонтальному стапелю (склизу) усилие определяют по формуле

^ _ (дм+дт)(п+рт)к ^

а для перемещения на салазках

Ту = ^м + ас)12 (2) где £м, @т, — массы соответственно массива-гиганта, тележек и салазок, т; /1 — коэффициент трения колес тележки по рельсам (/1=0,005); ^ — коэффициент трения скольжения осей катков тележек в подшипниках (^=0,3); Д, г — радиусы катков тележек и их осей, м; к — коэффициент, учитывающий трение реборд тележки (к =1,5); /2 — коэффициент трения скольжения полозьев салазок по путям (/2=0,15— 0,25).

Затем массив-гигант перемещают с тележек (салазок) поперечных стапельных путей на тележки (салазки) продольных откатных путей стапеля, по которым при помощи электролебедок (сиговых и тормозных), тяговых тросов, полиспастов, канифас-блоков и мертвых якорей его передвигают к спусковому устройству. Перед спуском массива-гиганта производят предварительную погрузку спусковых путей пропусканием по стапелю тележек (салазок), нагруженных массой, составляющей 30% от его массы. В слипах и эллингах должен быть обеспечен самоспуск тележек с массивом-гигантом. Тяговое усилие для спуска массива-гиганта по наклонному стапелю определяют по формуле

Тнак = Ту — ^м + Q^ sin а (3)

для спуска по склизу

Тнак = Ту — ^м + Q^ sin а (4) где а — угол наклона стапельных путей к горизонтали.

Расчетную глубину воды (м) на пороге спускового стапеля определяют по формуле

hn = h0 + B¡ + (0,3 + 0,5) (5) где — осадка массива-гиганта, м; В — размер массива-гиганта вдоль стапеля при спуске, м; i — угол стапеля (/=0,1—0,125);

0,3—0,5 — запас, предусматривающий возможное понижение воды во время спуска массива и отклонение в его массе [1, с. 32].

Спущенные на воду массивы-гиганты отстаиваются на защищенной от волнения акватории с закреплением на якорях. Для увеличения остойчивости массивы частично притапливают, заливая отсеки водой.

Кроме общепринятых способов изготовления и спуска массивов-гигантов, возможно использование для этих целей плавучих и сухих доков, а также слипов судоремонтных и судостроительных заводов.

Но, несмотря на сложность расчетов, использование массивов-гигантов позволит существенно снизить затраты на возведение оснований для бурения. На оградительные сооружения всегда действуют значительные нагрузки от движения ледовой массы и волновых процессов. Поэтому в морском гидротехническом строительстве всегда остро стоит вопрос обеспечения необходимой устойчивости и прочности таких сооружений. Массив-гигант с этой точки зрения выглядит самым простым и логичным решением. Однако в последнее десятилетия производство массивов-гигантов в нашей стране практически прекратилось. По этой же причине сегодня сложно найти инженера-проектировщика, который способен от начала и до конца произвести расчет такого сооружения, его транспортировку и установку. Поэтому вопрос о применении массивов-гигантов должен рассматриваться наравне с другими вариантами при проектировании причальных и оградительных сооружений на предпроектной стадии.

Литература

1. Шибакин С. И., Мелехов Ю. С., Шибакин Р. С. Искусственные грунтовые острова для разведочного и эксплуатационного бурения в мелководной части замерзающих морей // Гидротехника, 2013. № 1. С. 32-35.

2. Шибакин С. И., Шибакин Р. С. Платформы для замерзающих морей мелководной части континентального шельфа // Гидротехника, 2013. № 2. С. 14-17.