.
Категории сайта

Укладка и крепление нестандартизированных грузов на судне

Размещение и крепление грузов, являющихся нестандартными всегда требует особой подготовки. В статье приводятся расчеты, нормы, затраты для правильного крепления и укладки.

Методика расчета критерия несмещаемости структурообразующих грузов

Определение

Нестандартизированный груз означает груз, для укладки и крепления которого каждый раз требуется индивидуальный подход.

Нестандартизированные грузы делятся на две большие группы:

Грузовые места – это грузы, размещение и крепление которых производится в индивидуальном порядке путем соединения каждого грузового места с конструкциями корпуса судна.

Все остальные нестандартизированные грузы являются структурообразующими, т. е. при укладке на судне они образуют дискретные (составленные из отдельных элементов) структуры – штабели, свойства которых зависят не только от характеристик отдельных грузовых мест, но и от порядка, направления, способа их укладки. Один и тот же груз, уложенный различными способами, образует штабели, обладающие различающимися свойствами, в том числе разной степенью устойчивости в отношении смещения в различных направлениях действия внешних сил.

В качестве измерителя способности штабеля структурообразующего груза противостоять смещению применяется угол статической устойчивости структуры χ – острый угол между горизонтальной плоскостью и наклоняемым основанием штабеля в момент начала разрушения его структуры в любой форме:

Например, угол статической устойчивости структуры штабеля в зависимости от способа укладки рулонов в верхнем ярусе:

Схема выкатывания
χ = 30°, при этом угле происходит выкатывание рулонов, не имеющих в верхнем ярусе опоры на борта судна
или
Схема выдавливания
χ = 50°, при этом угле наклона происходит выдавливание рулонов из верхнего яруса, имеющего опору на борта судна

Для каждого груза, рекомендуемая структура штабеля которого достаточно хорошо изучена, значение угла статической устойчивости χ приводится в нормативных технических актах по безопасности морской перевозки конкретных видов генеральных грузов. Во всех случаях значение угла статической устойчивости структуры штабеля χ должно быть определено по методике, приведенной в Составление информации о грузе, требуемой для морской транспортировкиПравила безопасности морской перевозки грузов к настоящим Правилам, и указано разработчиком в информации о грузе.

Критерий несмещаемости

Безопасность перевозки структурообразующего груза оценивается критерием несмещаемости в виде:

λs=ΘsΘdyn1,           Форм. 1

где:

Угол динамической устойчивости груза Θs, определяется путем пересчета известного значения угла статической устойчивости χ с учетом характера загрузки судна и направления перевозки, определяющих динамику качки судна.

Предлагается к прочтению: Подготовка грузовых помещений и судовых устройств к приему груза, укладка и крепление грузов

В зависимости от расположения поверхности смещения штабеля груза (выше центра тяжести судна или ниже его) применяются две разные динамические модели, каждая из которых состоит из двух вариантов:

При перевозке груза, поверхность которого располагается выше центра тяжести судна, Θs – угол динамической устойчивости груза определяется по графикам с соответствующим χ или путем решения относительно Θs (в радианах) следующих уравнений.

На основе амплитуды бортовой качки низкобортного судна:

tgχSinΘs+z4π2gTк2ΘsCosΘsr04πgTк2CosΘs=0         Форм. 2

На основе динамического угла крена судна с большой площадью парусности:

tgχSinΘs+z4π2gTк2ΘsCosΘs=0         Форм. 3

При перевозке груза, поверхность которого располагается ниже центра тяжести судна, Θs – угол динамической устойчивости груза определяется по графикам с соответствующим χ или путем решения относительно Θs следующих уравнений.

На основе амплитуды бортовой качки низкобортного судна:

tgχSinΘsCosΘsr04π2gTк2CosΘs=0         Форм. 4

На основе динамического угла крена судна с большой площадью парусности:

tgχSinΘsCosΘs=0         Форм. 5

где:

Угол динамического крена Θdyn и амплитуда бортовой качки судна для расчёта критерия несмещаемости определяются по следующей методике.

Приняты следующие определения районов плавания судна:

Расчет кренящего момента от давления ветра

Кренящий момент Mv, кН·м давления ветра рv, Па на площадь парусности Av, м2 и на отстояние центра парусности z, м от плоскости действующей ватерлинии:

Mv = 0,001pvAvz.Форм. 6

Кренящий момент принимается постоянным за весь период накренения судна.

Давление ветра pv принимается по табл. 1 в зависимости от района плавания судна и плеча парусности z.

Таблица 1. Давление ветра pv, Па
Район плавания суднаz, м
0,51,01,52,02,53,03,54,04,55,05,56,06,57,0 и более
Неограниченный7067858639229711 0101 0491 0791 1081 1381 1671 1961 216
Ограниченный I0,567 давления для неограниченного района
Ограниченный II0,275 давления для неограниченного района
Открыть таблицу в новой вкладке

Расчет амплитуды качки

Амплитуда качки судна с круглой скулой, не снабженного скуловыми килями и брусковым килем, вычисляется по формуле:

Θ1r = X1X2Y,Форм. 7

где:

Множитель Y принимается по табл. 2 в зависимости от района плавания судна и отношения

h0/B

.

Таблица 2. Множитель Y и расченая высота волны
Район плавания суднаРасчетная высота волныh0/B
0,04 и менее0,050,060,070,080,090,100,110,120,13 и более
Неограниченный11,024,025,027,029,030,732,033,434,435,336,0
Ограниченный I8,519,020,022,425,127,429,230,832,032,933,5
Ограниченный II7,016,017,019,722,825,427,629,230,531,432,0
Открыть таблицу в новой вкладке

Множитель X1 принимается по табл. 3 в зависимости от отношения B/d, где:

Таблица 3. Множитель X1
B/dX1B/dX1
2,4 и менее1,03,00,90
2,50,983,10,88
2,60,963,20,86
2,70,953,30,84
2,80,933,40,82
2,90,913,5 и выше0,80

Множитель X2 принимается по табл. 4 в зависимости от коэффициента общей полноты судна СB.

Таблица 4. Множитель X2
CB
0,45 и менее0,50,550,60,650,7 и более
X2
0,750,820,890,950,971,0

Если судно имеет скуловые кили или брусковый киль, или то и другое вместе, амплитуда качки, град. должна вычисляться по формуле:

Θm = kΘ1r,Форм. 8

где:

Скуловые кили не принимаются во внимание для судов, которые имеют в символе класса знаки категории ледовых усилений.

Таблица 5. Коэффициент k
AkσLB, %01,01,52,02,53,03,54,0 и более
k
1,000,980,950,880,790,740,720,70

Амплитуду качки судна с острой скулой следует принимать равной 70 % амплитуды, вычисленной по формуле 7.

Расчетные значения амплитуды качки следует округлять до десятых долей градусов.

Расчетные значения амплитуды качки судов смешанного (река – море) плавания следует определять, как для судов Ограниченного II района плавания, или по отдельным методикам, одобренным в установленном порядке.

Определение угла динамического крена судна при одновременном действии внезапно приложенного момента от ветрового шквала и бортовой качки

Наибольший динамический крен получается в том случае, если в момент внезапного приложения ветрового кренящего момента судно имело от качки наибольшее наклонение на противоположный борт. Для определения угла динамического крена диаграмма динамической остойчивости продолжается в сторону отрицательных абсцисс и на ней фиксируется точка A, соответствующая заданной амплитуде Θm качки. Из точки A проводят прямую, параллельную оси абсцисс, и на ней откладывают отрезок AB, равный одному радиану (57,3°). Из точки B откладывают перпендикулярно вверх отрезок BC, равный плечу lкр заданного кренящего момента. Абсцисса точки E пересечения прямой AC с диаграммой динамической остойчивости определяет искомый угол динамического крена Θdyn.

Определение динамической остойчивости
Рис. Диаграмма динамической остойчивости

Обеспечение продольной устойчивости грузовых мест и штабелей структурообразующих грузов должно быть дополнительно проверено при расчетной амплитуде килевой качки конкретного судна или при условном расчетном статическом угле дифферента судна в 17°. Такая проверка должна выполняться с учетом коэффициентов трения использованных материалов и с соблюдением баланса соответствующих моментов.

Если по результатам расчета по формуле 1 критерий несмещаемости оказывается меньше 1,0, то это свидетельствует о необходимости крепления, прочность которого с каждого борта определяется нагрузкой Q, тс, возникающей от превышения угла динамического крена над углом динамической устойчивости груза, и рассчитывается по формуле:

Q=n·p·(tgΘdyntgΘs),         Форм. 9

где:

Количество необходимых найтовов N определяется схемой их наложения и безопасной (максимальной) рабочей нагрузкой SWL или предельной нагрузкой BL (см. ниже “Нормы прочности средств крепления и их ориентировочный расход”).

При совпадении линии найтова с направлением действия нагрузки количество N необходимых найтовов на каждую закрепляемую часть груза определяется схемой их установки и их (безопасной максимальной) рабочей нагрузкой SWL, если груз уложен в грузовых помещениях, или их разрывной нагрузкой BL, если груз размещается на верхней палубе и крышках люков, по формуле:

N = Q/SWL (BL). Форм. 10

Нормы прочности средств крепления и их ориентировочный расход

Таблица 6. Нормы прочности средств крепления
Вид средства крепленияБезопасная максимальная рабочая нагрузка, SWLПробная нагрузка, TLПредельная нагрузка, TLЗапас прочности, K
Тросовые найтовы одноразовые0,8 BL1,00 SWL1,25 SWL1,25
Тросовые найтовы многоразового использования0,33 BL1,25 SWL3,0 SWL3
Ценные найтовы0,5 BL1,25 SWL2,0 SWL2
Скобы, рымы, обуха, талрепы из мягкой стали0,5 BL1,25 SWL2,0 SWL2
Прочие устройства0,5 BL1,25 SWL2,0 SWL2
Стальная лента0,5 BL2,0 SWL2
Открыть таблицу в новой вкладке
Таблица 7. Ориентировочный расход средств крепления на 1 т груза
ГрузЛес, м3Проволока, кгГвозди, кгТрос, мТалрепы, шт.Зажимы, шт.
Металлопродукция0,0203,40,0806,00,82
Подвижная техника, масса до 2 т0,0052,60,3006,01,27
Подвижная техника, масса от 3 до 12 т0,0082,40,1003,62,07
Подвижная техника, масса свыше 12 т0,0090,0601,20,62
Трубы стальные большого диаметра0,0200,0602,80,63
Крупногабаритные грузы цилиндрической формы0,0080,0802,50,64
Металлические бочки и барабаны0,0052,50,006
Тарно-штучные грузы, ящики, мешки и т. д.0,0020,02
Ящики и неупакованное оборудование, масса 2-20 т0,0202,10,4004,00,62
Оборудование, масса свыше 20 т0,0200,4003,20,63
В среднем0,0111,30,0873,00,73
Открыть таблицу в новой вкладке
Сноски
Sea-Man

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Октябрь, 27, 2022 101 0
Добавить комментарий

Текст скопирован
Пометки
СОЦСЕТИ