Швартовное и центрующее устройства плавучего дока

Для ввода судна в док, а также для швартовки подходящих к доку судов и плавучих средств и самого дока к пирсам, набережным, бочкам и т. д. служат шпили, кнехты и киповые планки (роульсы). Швартовное устройство плавучего дока, находящееся на топ-палубе способствует вводу судна между башнями и установлению его над ДОУ.

Швартовное устройство плавучего дока

В целях правильной установки докуемого судна в доке последний оборудуется центрующими упорами и распорами, скуловыми кильблоками и доковыми талями. Шпили устанавливаются, как правило, по всем четырем концам башен на топ-палубе.

Если длина дока превышает 60—70 м, шпили ставятся и в промежутках между концевыми шпилями на расстоянии 40—50 м один от другого.

Рекомендуется к прочтению: Определение деформаций, наблюдение и экспериментальные исследования прочности доков

Во время ввода или вывода судна из дока скорость движения не превышает одного узла и при наличии даже самого малого ветра судно стремится прижаться к угловому кранцу дока. Отсюда следует, что мощность концевого шпиля должна быть достаточной для удержания судна от наваливания на док.

Мощность концевого шпиля дока обычно принимается равной мощности шпиля (или брашпиля) судна, предельного по своим размерам для данного дока.

При выборе шпилей можно также воспользоваться данными, приведенными в табл. 1. Средние шпили могут быть приняты меньшими, чем концевые, поскольку на них приходится меньшая нагрузка. Из данных табл. 3 следует, что мощность средних шпилей принимается обычно равной 50—75% мощности концевых.

На современных доках концевые шпили снабжаются автоматически действующим реле. Если натяжение швартовного или буксирного конца, обнесенного на шпиль, превзойдет допустимые пределы, шпиль сначала останавливается, а затем делает несколько оборотов в обратную сторону, давая слабину натянутому концу.

Размеры кнехтов и кипов выбираются по диаметру швартовного или буксирного троса, на который шпили рассчитаны. Примерная зависимость этих размеров от подъемной силы дока приведена в табл. 2.

Швартовные кнехты, кипы, роульсы и т. д. устанавливаются на внутренних кромках топ-палубы или верхних галерей. Подробно о кнехтах для буксирного устройства (см. выше Перевод доков морем).

В комплект докового швартовного устройства входят также и вьюшки для хранения тросов, размещаемые на топ-палубе по концам башен.

Для правильной установки докуемого судна по длине и ширине дока применяют двойные стеклини и специальные центрующие устройства.

Несмотря на то, что стеклини широко применяются на практике, они имеют серьезные недостатки, а именно:

• неудобна навеска, особенно на больших доках;
• вследствие крена на плавучих доках неточны показания.

Небольшой крен в 10′ при высоте подвески стеклиней над уровнем воды в момент посадки судна на килевую дорожку, составляющей 8 м, и при осадке судна при доковании, составляющей 5 м, уведет форштевень судна не менее чем на 35 мм в сторону от центра килевой дорожки; в результате на одном борту клетки будут сильно обжаты, тогда как на другом этого почти не будет.

Все большее применение находят различного рода центрующие устройства в виде:

• бортовых упоров;
• сквозных реек-балок;
• выдвижных рам (рис. 1).

Боковые упоры-рейки представляют собой балки, снабженные зубчатыми рейками.

Для уменьшения трения и возможного заедания балка ставится на катки или ролики.

Рейки-упоры выдвигаются из башен вручную или электродвигателями. В последнем случае в центральном посту ставятся электрические указатели равномерности выдвижения упоров с каждого борта.

На некоторых доках на концах выдвижных упоров шарнирно закреплены треугольные фермочки (рис. 1), равномернее разносящие давление упора на обшивку судна и устраняющие этим возможность появления вмятин. Для предупреждения продавливания борта докуемого судна иногда ставят реле, которые при достижении заданной величины давления упора в борт судна (например, 2 m на каждый упор) выключают электродвигатель и включают тормозное устройство, сохраняющее величину давления упора в заданных пределах.

Однако достаточно практичное, надежно действующее простое центрующее устройство (в частности, для установки двух или более судов в ряд по ширине дока) еще не создано.

Плавучие доки устанавливают обычно в тесных гаванях.

К ним часто подходят и пришвартовываются буксиры, подводятся плавучие краны и баржи. Поэтому наличие на наружных стенках башен и понтонов привальных брусьев совершенно необходимо (см. Конструкции дока и способы их проектированияКонструкции и проектирование корпусов плавучих доков). Верхний конец вертикальных брусьев должен доводиться до верхнего горизонтального привального бруса, а нижний — опускаться ниже рабочей ватерлинии не менее чем на 0,5 м. Для защиты башен от соприкосновения с заведенными внутрь дока судами на уровне топ-палубы следует устанавливать привальный брус (рис. 2).

Поскольку навалы вводимых в док судов на углы башен практически неизбежны, для предотвращения аварий и поломок на внутренних углах башен рекомендуется устанавливать мощные вертикальные вращающиеся или мягкие неповоротные кранцы. Ось и крепления подшипников и подпятников поворотных кранцев должны быть рассчитаны на усилие, равное по меньшей мере двойному тяговому усилию концевого шпиля.

Конструкция углового кранца показана на рис. 3.

Грузовые устройства

Ремонт судов в плавучих доках неизбежно связан с подачей различных грузов на док и уборкой их с дока, для чего могут быть использованы плавучие краны. Однако вследствие значительной высоты башен и сооружений на топ-палубе не всякий плавучий кран может обслуживать плавучий док. Несмотря на высокую стоимость доковых подъемных кранов отказаться от них можно лишь на маленьких доках подъемной силой не более 500—600 т или на транспортных доках и доках, предназначенных для осмотра и окраски подводной части корпуса судна.

Предлагается к прочтению: Учет динамических факторов при определении дополнительных продольных усилий на волнении

Для большей возможности использовать краны в оконечностях доков, башни которых имеют скосы, предусмотрены «крановые палубы», т. е. специальные платформы по концам башен, опирающиеся на ферменные конструкции и служащие продолжением топ-палубы за пределами башен; на этих платформах проложены рельсовые пути.

Выбор доковых кранов вызывает некоторые затруднения. Грузоподъемность кранов ограничена с одной стороны весом грузов, с которыми приходится иметь дело при ремонте судов в плавучих доках, с другой — сравнительно небольшой шириной колеи, зависящей от ширины топ-палубы. В табл. 3 систематизированы грузы, встречающиеся на плавучих доках при обслуживании различных торговых судов.

Изучение кранового хозяйства построенных доков позволяет сделать вывод, что грузоподъемность кранов на плавучих доках не превосходит 15—20 т. Из табл. 4 следует, что подавляющее большинство доков имеет два крана (по одному на каждой башне), при этом краны современных доков обладают переменной грузоподъемностью, зависящей от вылета стрелы, величина которого колеблется в пределах 40—65% ширины дока в свету.

Поручая проектирование крана для строящегося дока, следует обратить внимание проектанта на то, что кран должен подниматься вверх по топ-палубе дока, стоящего с дифферентом до ½°, и надежно работать на полную грузоподъемность при крене дока до 1°.

Шлюпочное устройство и переходные понтоны

При переводах дока морем наличие шлюпок совершенно обязательно, так как шлюпки и плоты являются судовыми спасательными средствами. В условиях нормальной работы дока весьма желательно иметь хотя бы рабочие шлюпки, так как доки зачастую стоят на некотором расстоянии от набережной (особенно в необорудованных пунктах работы дока), и, кроме того, шлюпки используются для внешнего осмотра дока, мелкого текущего ремонта и т. д.

Обычно на доках устанавливают от 1 до 4 шлюпок; это зависит от размеров дока и численности личного состава:

• для доков длиной менее 60—70 м достаточно одной рабочей шлюпки-четверки;
• для средних доков длиной до 120—130 м — двух шлюпок (один шестивесельный и один двухвесельный ялы).
• для доков длиной более 150 м — дополнительно к двум шлюпкам — десятивесельного моторного катера.

Хотя бы одна гребная шлюпка должна быть снабжена навесным мотором. Спуск и подъем шлюпок можно осуществлять при помощи обычных шлюпбалок или грузовыми кранами. Если док постоянно размещен недалеко от берега, то для сообщения применяются понтонные мостики на круглых или прямоугольных понтонах (см. рис. 1 Понтон для перехода на докНекоторые вопросы по эксплуатации плавучих доков).

Скуловые кильблоки и механические распоры

В практике проектирования и эксплуатации плавучих доков наблюдается тенденция заменять применяющиеся клетки механизированными скуловыми кильблоками.

Стоимость изготовления механизированного кильблока значительно выше клетки, но подготовка скуловых кильблоков к постановке на них следующего судна в несколько раз менее трудоемка, чем набор клеток.

При постановке в док судов с острыми обводами и, следовательно, с малыми величинами коэффициента полноты мидель-шпангоута (например, менее 0,85—0,87) вряд ли можно будет полностью обходиться без клеток, особенно в оконечностях.

Скуловые кильблоки представляют собой передвижные конструкции, попарно расставляемые по обеим сторонам килевой дорожки (см. рис. 27 “Схема механизированного скулового блокаКонструкции и проектирование корпусов плавучих доков” и рис. 1). Верхние плоскости скуловых кильблоков и центрального кильблока образуют очертания днищевой части шпангоута докуемого судна. Передвигая скуловые блоки относительно диаметральной плоскости и меняя притом наклон верхней плоскости скулового блока, можно получать очертания подводной части различных судов.

Простейший скуловой кильблок представляет собой металлическую конструкцию с деревянной подушкой. Его можно переставлять в любом направлении как поперек, так и вдоль дока, что очень удобно. Однако в этом случае расстановку скуловых кильблоков и их закрепление на стапель-палубе следует вести на сухой стапель-палубе и вручную (исключая переноску блоков с места на место, что делается кранами). Рассматриваемая конструкция обладает еще и тем недостатком, что изменение наклона верхней поверхности производится изменением деревянной подушки, т. е. практически заменой последней.

Другая конструкция скулового блока отличается тем, что наклон верхней плоскости металлической конструкции меняется при помощи винта, поднимающего один из концов верхней плоскости. В этом случае отпадает надобность в замене деревянной подушки. Подъем верхней плоскости блока производится вручную. Конструкция второго типа имеет почти те же недостатки и достоинства, что скуловые кильблоки первого типа.

На современных доках скуловые кильблоки механизированы, т. е. их перестановка в плоскости шпангоута и подъем верхней плоскости можно производить с топ-палубы при помощи дистанционных приводов, ручных или электрических. Поскольку блоки этого типа связаны с доком приводами, перенос блоков вдоль по доку невозможен и это является их недостатком.

Читайте также: Расчеты прочности плавучих доков при спуске на воду, постановке в док и самодоковании

Возможность перестановки блоков поперек дока под водой является большим достоинством этой конструкции. Благодаря ему можно уменьшать осадку затопления дока, так как устраняется необходимость проводки средней, наиболее глубоко сидящей, части судна над высокими концевыми блоками. Кроме того, наличие на доке механизированных скуловых блоков позволяет в ряде случаев ставить в док следующее судно по той же воде после вывода из дока предыдущего.

Конструкцию каждого кильблока рассчитывают на предельную нагрузку, в зависимости от размеров и подъемной силы дока и веса расчетного судна. Поскольку верхняя часть скулового кильблока покрыта деревом, причем для этой цели применяют брусья поперечным сечением от 250×250 до 350×350 мм, предельная нагрузка на кильблок должна быть ограничена несущей способностью указанной деревянной подушки.

Сведения о деталях конструкций скуловых кильблоков весьма скудны. В табл. 5 приведены общие данные по оборудованию доков иностранной постройки скуловыми кильблоками.