Нагрузки, образующиеся при взаимодействии судов с причальными сооружениями

При технической эксплуатации причальных сооружений первосте­пенное значение имеет обеспечение их сохранности, а также предохра­нение судов от повреждений при швартовных операциях и стоянке. Раз-

следующие виды нагрузок, образующихся при судов с причальными сооружениями:

• нагрузка от давления судна на причал при действии ветра и течения со стороны акватории;

• нагрузка от натяжения швартовов при действии ветра и тече­ния в обратном направлении;

• динамическая нагрузка, возникающая от удара судна при подходе;

• динамический навал судна при ветровом дрейфе;

• нагрузки, возникающие при волнении от пришвартованного к причалу судна.

При сплошном фронте кордонной линии причала давление ветра и течения передаётся на сооружение не по всей длине судна, а только в пределах прямолинейной части борта. Если же судно опирается на от­дельные опоры в виде патов, реакции последних будут сосредоточенны­ми, а их сумма — равна полному ветровому давлению.

Ветровое давление зависит от скорости ветра и величины боковой поверхности судна, называемой парусностью. Скорость и направление ветра измеряется анемометрами или анемографами. В морской практике часто скорость ветра выражают в баллах согласно табл. 4.5. С увеличени­ем скорости ветра резко возрастает давление на 1 м² боковой поверхности судна. Нормальная составляющая суммарного давления ветра как при статическом навале, так и при натяжении швартовов определяется по удельному давлению ветра (кг/м²), которое в свою очередь зависит от нормативного удельного давления.

Таблица 4.5 Соотношение скорости ветра в баллах и м/сек

Таблица 4.6 Давление ветра по ветровым районам

Нагрузка от натяжения швартовов. Этот вид нагрузки образуется при действии ветра со стороны территории и стремится оторвать судно от кордонной линии. Удерживается оно швартовными концами (мягкими тросами), закреплёнными к швартовным тумбам. При расчёте нормаль­ной к кордонной линии составляющей усилия от натяжения швартовов (т) учитывается уменьшение парусности судна за счёт площади поверх­ностей, имеющихся вблизи причала (склады и другие капитальные со­оружения, высокие берега).

При длине судна 100-150, 250, 300 м количество тумб должно составлять не менее 4, 6, 8 шт. соответственно.

На набережных ветровая нагрузка может действовать одновре­менно только в одном направлении (навал или отрыв). На эстакадах же, при стоянках судов с обеих сторон, сооружение испытывает одно­временно двойное воздействие: навал с наветренной стороны и натя­жение швартовов — с другой, подветренной.

Динамические нагрузки, образующиеся при подходе судна к причин (удар). При подходе судно, обладающее некоторой непогашенной скоро ударяется скулой о причальное сооружение. В этом случае в кон плоскости возникает динамическая нагрузка, называемая уда ром. Возникающие удары могут быть настолько значительными, что даётся опасность для корпуса судна и для причального сооружения.

С целью предотвращения этой опасности причальные сооружения с внешней стороны кордонной линии оборудуются отбойными присно. Они изготавливаются из резины или специальных поли­мерных материалов. Установлено, что сила удара зависит от массы суд­на, скорости в момент контакта, угла подхода, упругой податливости со­оружения, отбойных приспособлений и корпуса судна.

Для определения этой нагрузки нужно вычислить кинетическую энергию подходящего судна по формуле из курса теоретической механи­ки. Исследования показали, что не вся кинетическая энергия затрачива­ется на сжатие отбойного приспособления. При ударе под углом часть энергии затрачивается на разворот судна. Часть кинетической энергии рассеивается также за счет нагревания и остаточных деформаций корпу­са судна и отбойных устройств. Наконец, часть энергии затрачивается на вытеснение воды между судном и причальной стенкой при швартовке.

Однако, детальное рассмотрение этого вопроса, как и вопроса о нагрузках, возникающих при волнении от пришвартованного к при­чалу судна, а также динамического навала при ветровом дрейфе не входят в задачи настоящего раздела.