Фронтальный, пирсовый, комбинированный причальный фронт. Классификация причальных сооружений Требования к причалам

По расположению причальной линии различают открытый причальный фронт вдоль берега; внутренние бассейны, врезанные в территорию порта; причальный фронт в виде широких и узких пирсов, выдвинутых на портовую акваторию, и в виде ступенчатого очертания.

Открытый причальный фронт вдоль берега (рис. а, б) является простейшей формой начертания причальной линии. Однако в такой схеме причальная линия растянута и для портов, создаваемых на открытых побережьях, необходимы значительной длины защитные оградительные сооружения.

Начертание причального фронта

Чаще всего эта форма встречается в портах, расположенных в устьях рек, а также имеющих естественную защиту - лиманах и заливах. Как исключение такое начертание применяли и на открытом морском побережье при наличии специальных требований, как, например, при строительстве Либавского порта, где требовалось создать большой рейд для военных судов.

К портам СССР с причальным фронтом, расположенным вдоль берега, относятся Петропавловск-Камчатский, Владивосток, Архангельск, Рига, Клайпеда, Николаев, Ильичеаск н др.

Бассейны, вырытые в целине берега и окаймленные набережными (рис. в, г), так называемые ковши, начали применять еще в средние века, преимущественно для закрытых приливных бассейнов, названных доками. Позже они получили широкое применение и в безливных морях, особенно в устьях рек.

Наличие широкой низменности в прибрежной полосе благоприятствует созданию бассейнов, а высокие берега, наоборот, препятствуют этому. Основное преимущество ковшей - возможность развития на внутренних береговых участках причального фронта значительного протяжения, что способствует компактной концентрации портового хозяйства, уменьшает длину и стоимость внешних оградительных сооружений.

При наличии бассейнов создаются хорошие условия для районирования порта. Расположение бассейнов, как взаимное, так и относительно моря, принималось различным. В прежнее время, когда не было железных дорог и не учитывались перспективы дальнейшего развития порта, бассейны принимались в форме прямоугольника, перпендикулярного береговой линии, в форме неправильного четырехугольника, в форме многоугольника, а иногда в виде ломаной линии из нескольких бассейнов, расположенных в плане под углом и образующих сложный лабиринт, неудобный для маневрирования судов и для подвода к причалам железнодорожных путей. Такое хаотическое расположение бассейнов можно наблюдать во многих иностранных крупных портах и особенно в Лондонском порту.

В настоящее время наиболее удобными для подхода судов и для оборудования причалов железнодорожными путями считаются косые бассейны, имеющие в плане форму параллелограмма и расположенные под углом к береговой линии. Такими являются большинство новых бассейнов в Гамбургском, Роттердамском, Антверпенском и других портах. С одной стороны такого бассейна может размещаться иногда до 10 причалов.

При наличии большого грузооборота, перерабатываемого на плаву, могут устраиваться широкие бассейны с расположенными посреди них рядами свайных пал или мертвых якорей для швартовки судов, как это сделано, например, в Роттердамском порту.

Площадь бассейна может колебаться в пределах от нескольких гектаров до нескольких квадратных километров; один из крупнейших в мире бассейнов в Роттердамском порту имеет площадь 3 км 2 ; этот бассейн, отрытый в целине берега в форме пятиугольника с одним входом, имеет внутри еще восемь пирсов.

В нашей стране эта схема встречается в Потийском, Ейском, Калининградском и Холмском портах.

Однако в целом в портах СССР бассейны получили сравнительно малое распространение. В дальнейшем, особенно в случае создания крупных портов на морских пологих побережьях, эта схема должна рассматриваться в качестве одного из вариантов.

Причальный фронт в виде широких пирсов, выдвинутых на акваторию порта (рис. д, е), позволяет экономно использовать береговую линию и акваторию порта, создать дополнительную портовую территорию, удобные подходы для судов и железнодорожных путей и обеспечить компактное решение Генерального плана в целом. Эта схема нашла широкое применение как в западноевропейских портах (Марсель, Триест, Генуя, Роттердам и др.), так и в отечественных (Новороссийск, Туапсе, Керчь, Мурманск, Корсаков и др.).

Компоновка причальной линии здесь в общем аналогична ковшам, устроенным в суше. Однако искусственно сооруженные пирсы, как правило, бывают уже, чем территории, оставляемые в целине берега при устройстве внутренних ковшей. Это объясняется тем, что создание широких пирсов с большой складской площадью связано с довольно большими затратами. В настоящее время ширина широких пирсов принимается от 200 до 300 м и более.

Так же как бассейны, широкие пирсы следует делать косыми. Это обеспечивает хорошие условия для подхода судов к причалам и облегчает оборудование расположенных на пирсе причалов и складов железнодорожными путями.

Длина выдвигаемых за линию берега пирсов, как правило, не превышает размеров, требуемых для 3-4 причалов, т. е. всего на пирсе располагается во всяком случае не более 6-8 причалов.

При большей длине пирсов требуется устройство на их территории специальных железнодорожных сортировочных парков, которые трудно разместить. Кроме того, наличие длинных пирсов может существенно затруднить маневрирование судов на акватории порта.

На практике чаще всего строят пирсы, имеющие с каждой стороны по два причала. Торцы пирсов, обращенные к морю, обычно не удается обслужить железнодорожными путями. Отсутствует здесь и складская площадь. Поэтому эту часть пирсов используют обычно в качестве вспомогательных причалов.

Ступенчатая и пирсовая системы причальных линий:

а - ступенчатая причальная линия; б - узкие пирсы

Однако при расположении пирса под углом 370 и менее к береговой полосе на торцовый причал можно подвести железнодорожный путь и создать на нем складскую емкость.

Береговые участки между пирсами чаще всего используют для устройства набережных. Такое сочетание пирсовой системы с набережными, расположенными вдоль береговой, полосы, имеется во многих наших портах (Одесса, Жданов, Ленинград и др.). Внутренняя сторона корневых участков оградительных сооружений часто уширяется и используется как причальная линия.

В последнее время предложено применение причального фронта в виде ступенчатой линии. Эта схема имеет ряд преимуществ по сравнению с причалами, расположенными по одной прямой: возможность устроить самостоятельный железнодорожный подход к группе причалов, что ведет к снижению числа путей и маневровых операций, лучшие условия для специализации участков и др.

Существенный недостаток этой схемы - наличие торцовых участков, по конструкции и стоимости аналогичных основным причалам, которые нельзя использовать под грузовые операции. Кроме того, ступенчатая линия причального фронта осложняет маневрирование судов.

Причальный фронт в виде ряда узких пирсов, выдвинутых в море или реку в форме гребенки, широко применялось в США, особенно в Нью-Йорке, что объяснялось чрезвычайно высокими ценами на береговые участки.

Узкие пирсы строились шириной до 40 м, длиной обычно не более 2-3 расчетных длин судов, ширина бассейнов между пирсами не превышала 80-100 м. На таких пирсах часто перерабатывались штучные грузы с использованием судовых стрел.

Гребенчатая (форма имеет существенные недостатки: малую площадь территории (узкий пирс), большие трудности при маневрировании судов, невозможность оборудования узких пирсов портальными кранами и железнодорожными путями.

В связи с этими недостатками в американских портах в настоящее время чаще строят широкие пирсы с более или менее достаточной складской площадью, перегрузочными механизмами, кордонными и тыловыми железнодорожными путями. Иногда широкие пирсы создают на месте существующих узких пирсов независимо от технического состояния последних.

В СССР узкие пирсы для переработки генеральных грузов не применялись. Отдельно стоящие узкие пирсы имеются в- Туапсе, Одессе, Новороссийске и других портах; предназначаются они для операций с нефтепродуктами и зерном, а также служат в качестве ремонтных причалов на судоремонтных заводах. Во всех этих случаях применение узких пирсов вполне рационально. Возведение узких пирсов может оказаться целесообразным, если их оборудовать соответствующими механизмами для переработки навалочных грузов, например, применить конвейерную схему механизации. Ширина таких специализированных узких пирсов составляет 15- 25 м и более. В ряде случаев узкие пирсы применимы и в качестве пассажирских причалов.

В действительности в крупном порту могут применяться все рассмотренные формы.

Компановка морского порта.

План порта и общие принципы его компоновки

План порта – это общее расположение отдельных его частей, рационально скомпонованных в одно целое.

При разработке плана порта проще всего решается задача по районированию порта, т.е. производство рациональное для данных конкретных условий разделение причального фронта на районы, обосновывается взаимное расположение причалов и производится размещение на них всех требующихся сооружений и устройств.

При компоновке порта обеспечивается оптимальное расположение его элементов – территории, акватории, водных подходов, железнодорожных и автомобильных подъездов, перегрузочных комплектов, оборудования и устройств, сооружений, зданий, инженерных и транспортных коммуникаций.

Порт может иметь удачно спроектированные отдельные части, находится в благоприятных условиях, однако отсутствие увязки между отдельными элементами может неблагоприятно сказаться на взаимодействии отдельных частей его и снизить эффективность работы порта в целом.

Неправильная компоновка и неудовлетворительное размещение отдельных его частей могут оказать вредное влияние на естественный режим побережья в районе порта и вызвать большие дополнительные эксплуатационные расходы. Порт должен иметь достаточные и удобные участки акватории для отстоя и различных операций, выполняемых в порту судами.

Компоновка акватории порта должна обеспечивать удобную эксплуатацию флота:

¾ безопасные и удобные подходы с моря и в пределах порта;

¾ спокойные акватории необходимых размеров и соответствующей формы;

¾ достаточное число удобно расположенных причалов.

Начертание оградительных сооружений и форма портовых бассейнов должны обеспечивать удобство маневрирования транспортных судов, обеспечивая без задержки их вход в порт и постановку под погрузочно-разгрузочные операции.

Компоновка территории порта и её размеры должны дать возможность рационально разместить все объекты, обеспечивающие нормальную деятельность порта, комплексное обслуживания судов транспортного флота, работу береговых объектов других организаций, размещаемых в порту (специализированных комплексов, технического флота, строительных организаций, гидромедслужбы и т.д.). Вблизи от причалов должны быть расположены в достаточном количестве и необходимого размера закрытые склады и открытые складские площадки.

Компоновка порта должна обеспечить не только минимальные затраты на строительство оградительных сооружений, бассейнов, глубоководных причалов, наибольшие площади акватории и территории, но и эксплуатационные расходы.

Подъездные железнодорожные и автомобильные пути, трубопроводный транспорт, внутренние водные пути должны обеспечивать своевременную доставку грузов на причалы или к складам. На территории предусматриваются сортировочные железнодорожные парки и площади для стоянки автомашин достаточных размеров.

Взаимное размещение специализированных районов для переработки разных грузов должно удовлетворять удобству группировки причалов по осадкам обслуживающих судов. Родственные виды грузов должны перегружаться на причалах расположенных в одном или многих районах. Грузы, оказывающие вредное влияние на грузы соседних причалов, должны быть отнесены от них на достаточное расстояние. Причалы с взрыво- и пожароопасными грузами размещают в изолированных районах. Причалы, здания и сооружения на них, являющиеся источниками воздействия вредных веществ или вредных воздействий (шума, вибрации, электро- и радиоволны и т.д.) должны быть отделены от них на санитарно-защитными зонами.

Пути перемещения транспорта с пассажирами и их багажом между пассажирскими причалами, морскими вокзалами, железнодорожными и автовокзалами и аэровокзалами должны быть максимально удобными.

В непосредственной близости от грузовых районов размещают устройства, обеспечивающие комплексное обслуживание флота; базы снабжения продовольствием, бункерованные базы; судоремонтные предприятия с причалами и акваториями для отстоя судов; необходимые здания и сооружения для отдыха и обслуживания экипажа судов и рабочих.

При проектировании генерального плана необходимо учитывать существующие и переплетные специализированные комплексы различных фирм (портовые элеваторы и холодильники, песоперевалочные, нефтеперевалочные базы, базы химических грузов и пищевых грузов, базы сжиженных газов и другие перевалочные базы).

Размещение порта в целом и отдельных его районов должно быть связано с расположением промышленных предприятий, требующих по роду своей деятельности находиться вблизи от береговой черты.

Следует стремиться к кооперированию порта с соседними предприятиями согласованных создания, развития и использования водных подходов, оградительных и берегоукрепительных сооружений, акваторий, поездных путей и инженерных коммуникаций.

При компоновке порта, размещение элементов его акватории и территории, развитии портовых комплексов необходимо производить увязку с планировкой и перспективами развития расположенного в этом географическом районе города или другого населенного пункта.

Необходимо учитывать перспективы дальнейшего развития порта с тем, чтобы при его расширении наиболее полно использовать имеющиеся сооружения и исключить не эффективные.

Компоновка перспективных районов и их взаимное расположение необходимо проектировать в соответствии с намечаемым порядком ввода в эксплуатацию соответствующих специализированных комплексов и объектов.

Взаимное расположение районов порта

Расположение районов порта различного технологического назначения, их функции в выполнении производственных процессов, а также необходимость учета конкретных условий естественного режима выдвигают ряд требований к взаимному расположению участков порта.

Районы, принимающие крупнотоннажные суда, размещают на участках с большими глубинами и удобно расположенных по отношению к входным воротам: районы для судов среднего и малого тоннажа – на участках, защищенных от ветрового воздействия, но с меньшими глубинами. Портовый флот размещают в наиболее защищенной от волнения акватории, в замерзающих портах по возможности ближе к входным воротам.

Одной из основных задач рациональной компоновки порта является устранение вредных воздействий пылящих, ядовитых, а также с неприятными запахами и других подобных грузов на людей и взаимного вредного влияния других грузов. Кроме того, должна учитываться противопожарная безопасность.

Между участками (причалами) различного технологического назначения с целью устранения отрицательного воздействия одних грузов на другие, а также на работников порта и пассажиров предусматривают увеличение расстояний между соответствующими районами, размеры которых указаны в нормативах технического проектирования.

Цемент является сильно пылящим грузом, выделяет сильный запах, оказывает отрицательное воздействие на другие грузы.

Поэтому размещению этих районов необходимо уделять особое внимание в части изоляции из-за вредного воздействия.

При установлении разрыв с районами перегрузки леса, нефтепродуктов, угля необходимо учитывать пожарную безопасность.

Районы с пыльными грузами размещают с подветренной стороны по отношению к другим грузовым участкам и пассажирскому району.

Районирование порта

Районирование порта предполагает территориальную целостность отдельных районов является обязательным условием рациональной компоновки территории порта (Рис.2.1).

Районирование портов определяет номенклатуру районов порта, их взаимное расположение и специализацию технологических перегрузочных комплексов.

Для эффективного решения районирования порта в техническом проекте разрабатываются несколько вариантов размещения районов порта и после составления их технико-экономических и эксплуатационных показателей и учета размеров капиталовложений. Удобства подходов с воды и суши, обеспечение дальнейшего развития каждого района, сочетания порта с населенным пунктом и т.д. применяют вариант, который удовлетворяет всем требованиям.

Номенклатура районов порта включает в себя:грузовые районы (генеральных, навалочных, лесных, наливных, зерновых грузов), пассажирский район, районы размещения объектов комплексного обслуживания судов транспортного флота, зоны общепортовых объектов (режимная территория) и предпортовой зоны (нережимная территория).Рис.2.1.

Расстояние между районами устанавливается с учетом устранения вредных воздействий пылящих, ядовитых и других подобных грузов на людей и взаимного вредного влияния грузов с учетом наиболее опасных преобладающих направлений ветра.

При этом необходимо учитывать, что в летний период процессы образование и распространение пыли наиболее интенсивное, водная поверхность способствует не распространения пыли, влажность уменьшает пылеобразование.

Рис.2.1Схема морского порта. Районы порта:

I-контейнерный; II-технологический щепы; III-круглого леса и пиломатериалов; IV-угольный; V-акватория; VI-портовый флот; VII-центральный ремонтные мастерские; VIII-строительные базы; IX-центральная котельная; X-общепортовый гараж; XI-административно-хозяйственный; 1-ремонтно-механическая мастерская и столовая контейнерного района; 2-здание конторы и вычислительного центра контейнерного района; 3- склад наполнения и опорожнения контейнеров; 4-перегружатели контейнеров в тылу контейнерного района; 5-перегружатели контейнеров на причале; 6-судно-контейнеровоз; 7-бункерная эстакада с транспортером; 8-склад технологической щепы; 9-воздуходувная установка для пневмотранспорта щепы по трубопроводам к причалу; 10-погрузочное устройство у причала на рельсовом ходу; 11-судно-щеповоз; 12-портальный кран на причале для погрузки леса; 13-судно-лесовоз; 14-блок бытовых помещений с конторой лесного и щепного районов; 15-угольный пирс; 16-судно-углерудовоз; 17-перегрузочные (пересыпные) станции; 18-транспортерная галерея от бункеров угля до пересыпных станций; 19-вагоноопрокидывательная установка; 20-тепляки для размораживания угля в вагонах; 21-склады угля для котельной угольного района; 22-паровая котельная угольного района; 23-здание центрального пункта управления автоматизацией угольного комплекса; 24-блок служебно-бытовых помещений со столовой района; 25-резервный склад угля; 26-погрузочно-разгрузочные устройства на угольном складе; 27-магистральная автомобильная дорога; 28-пожарное депо на шесть автомашин с общежитием на 60 чел.; 29-гостиница(межрейсовая) на 200 мест; 30-управление порта; 31-платформа с навесом над железнодорожными путями; 32-база снабжения транспортного флота с магазином; 33-внутрипортовые железнодорожные пути; 34-ограждение районов порта

Взаимное расположение города и порта

Порты и города неразрывно связаны между собой. Это имеет свои преимущества и недостатки. Расположение порта в пределах или непосредственной близости города способствует сокращению путей доставки грузов промышленных предприятий, подвозимых (отправляемых) водным транспортом, а также развитию пассажиропотоков. Однако такая близость имеет и множество негативных сторон. Береговые сооружения порта - силосные корпуса, многоэтажные складские помещения, штабеля навалочных и емкости наливных грузов, далеко не украшают архитектурный облик города.

Порт, располагаемый в прибрежной зоне, обычно отрезает город от моря и лишает его районов, где могут быть размещены зоны отдыха, парки и пляжи. Железнодорожные и автомобильные подходы к порту перерезают территорию города и усложняют движение городского транспорта (Рис.2.2а).

Более удобным является взаимное расположение города и порта, изображенного на рис.2.2б. К такому решению вопроса необходимо стремиться при проектировании новых портов, при наличии существующего комплекса порт-город рекомендуется предусматривать согласованное их развитие в различных направлениях (Рис.2.2в). Портовые сооружения могут нарушать естественный режим побережья. В свою очередь город часто ограничивает деятельность и развитие порта.Городские застройки затрудняют создание новых районов порта или развитие существующих, а так­же оптимальную компоновку подъездов к порту. Совмещение таких сложных комплексов, как порт и город, требует тщательного учета особенностей их деятельности и развития. Примером может служить оптимальное сочетание порта и городом схема на рис.2.3.

Рис.2.2 Взаимное расположение порта и города:

1-море; 2-порт; 3-город; 4-портовые подъездные пути; 5-городские подъездные пути; 6-места пересечения подъездных путей; 7-зона развития порта; 8-зона развития города

Рис.2.3 Сочетание крупного порта с городом:

1-порт; 2-защитная зеленая зона; 3-город; 4-территория промышленного предприятия;5-специализированный промышленный причал; 6-пассажирский причал; 7-железная дорога

ПОРТОВЫЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ

Классификация портовых причальных сооружений.

Причальными называются сооружения, служащие для швартовки судов при грузовых опера­циях, снабжении, отстое и т. д., а также для швартовки служебно-вспомогательного и технического флота.

Существуют различные признаки, по которым классифицируются причальные сооружения.

Расположение в плане.

Набережными называются сооружения, устроенные вдоль береговой полосы. Если сопряжение берега с акваторией осуществлено в виде сплошной стенки, то подобные сооружения называются набережными-стенками.

Часто встречаются и сооружения сквозной конструкции (с опорами из свай или колонн), подобные причальные сооружения называются набережными-эстакадами.

Для приема судов с большой осадкой впереди набережных стенок иногда устраивают сквозные сооружения, получившие название ото­рочек. Оторочка верхним строением примыкает к набережным или со­единяется с ними эстакадами.

Пирсы - сооружения, выступающие в акваторию и имеющие дву­сторонний доступ. Широкие пирсы, так же как и набережные, могут быть выполнены либо в виде сплошных стенок с обеих сторон, либо в виде сквозной конструкции. Узкие пирсы обычно имеют форму эста­кад.

Плавучие причалы применяются при значительных колебаниях уров­ня моря и при отсутствии достаточных глубин для доступа судов к ста­ционарным причалам в порту.

Рейдовые причалы устраиваются на открытых и закрытых рейдах, и благодаря значительным глубинам к ним могут швартоваться круп­нотоннажные суда.

Конструктивные признаки. Несмотря на разнооб­разие конструкций причальных сооружений, имеются, однако, общие признаки, в известной мере объединяющие их.

Гравитационные причальные сооружения (рис. 20 а) отличаются массивностью. Их устойчивость сдвигу от боковых нагрузок (давление грунта) и от натяжения швартовов судна обеспечивается силой трения. Устойчивость на опрокидывание вокруг ребра обеспечи­вается весом сооружения. Кроме того, благодаря значительной ши­рине напряжение на постель снижается, чем обеспечивается проч­ность основания.

Сквозные сооружения (рис. 20 б) устраиваются на отдельных опо­рах (на сваях, колоннах и т. д.). В экономическом отношении они ста­новятся выгодными с увеличением глубин, особенно при слабых грунтах основания, когда применение гравитационных сооружений удорожает строительство. Их масса при прочих равных условиях значительно мень­ше, чем гравитационных. Устойчивость подобных сооружений обеспе­чивается сопротивлением грунта. Так, сдвигу под действием силы препятствуют силы бокового сопротивления грунта, а несущая спо­собность обеспечивается силами трения по боковой поверхности опор.

Сплошные тонкостенные конструкции (больверки) имеют, так же как и гравитационные, сплошную лицевую грань (рис.20 б). Однако из-за сравнительно небольшой массы их устойчивость на сдвиг и опро­кидывание при действии силы обеспечивается сопротивлением грун­та.

Комбинированные причальные сооружения (рис. 20 г, д, е) со­четают в себе свойства как гравитационных, так и сквозных, и тонких стенок. При больших диаметрах опор (например, в виде железобетонных оболочек-колодцев) устойчивость их сдвигу обеспечи­вается совместным действием силы трения и отпора. Соответст­венно, для набережных с передним и задним шпунтом появляются до­полнительные силы сопротивления и др.

Специализация причалов.

Была рассмотрена клас­сификация причальных сооружений по расположению в плане и по кон­структивным признакам. Однако для эксплуатационной деятельности портов существенное значение имеет специализация причалов.

В зависимости от рода груза, направления грузопотока, размера судов и других факторов Нормами технологического проектирования морских портов (НТПМП) предусмотрена специализация (классифика­ция) причалов по грузовым районам:

Причалы для штучных грузов, металлоизделий и оборудования;

Причалы для навалочных грузов;

Причалы для зерновых грузов;

Причалы для лесных грузов;

Причалы для наливных грузов и др.

Только при сравнительно малом грузообороте допускается совмест­ная переработка грузов разного рода, если это не противоречит сани­тарным и противопожарным требованиям и условиям сохранности гру­зов.

Специализация причалов по родам грузов имеет первостепенное значение не только для эксплуатации, но и для проектирования самих причалов. Родом грузов и другими перечисленными факторами во мно­гом предопределяются действующие на причальные сооружения нагрузки от складируемых грузов, судов, перегрузочного и складского обору­дования.

Учитывая конструктивные особенности причалов для обслужива­ния нефтетанкеров, рудовозов и других подобных судов, эти причалы иногда выделяют в группу специализированных, они обычно представ­ляют собой узкие пирсы или рейдовые причалы.

а) гравитационный б) на свайном основании в) тонкая стенка г,д,е) смешанная конструкция

Типы гравитационных сооружений.

Гравитационные причальные соо­ружения возводят из монолитного бетона, бетонных массивов, ряжей, массивов-гигантов, уголковых стенок, оболочек большого диаметра. Они могут быть выполнены в виде сооружений на отдельных массив­ных опорах.

В наших портах, построенных в прошлом столетии и в начале века, причальные сооружения возводили в основном в виде стенки из массивовой кладки. Эти стенки являются типичными примерами сборной гравитационной конструкции, способной воспринимать значительные вертикальные и горизонтальные нагрузки

На рис. 21 изобра­жена причальная стенка из правильной массивовой кладки трапецеи­дального профиля. Она выполнена из пяти рядов (курсов) бетонных массивов массой 30-50 т каждый. Основанием стенок из массивовой клад­ки является каменная постель, выравниваемая водолазами. С тыло­вой стороны стенки для уменьшения горизонтального давления засы­пают каменную призму с фильтром из гравия для предотвращения вымывания песчаной засыпки через швы массивовой кладки.

Рациональная конструкция причальных сооружений из правильной массивовой кладки облегченного профиля была со­здана в СССР. Благодаря ступенчатой форме достигается более равно­мерное распределение напряжений у основания при обеспеченной ус­тойчивости сооружения в целом (рис. 22). Для предотвращения размыва песка через поры каменной призмы и вертикальные швы между массивами предусмотрена защита откоса щебеночной засыпкой, называемой обратным фильтром. Существенным преимуществом кон­струкции из массивовой кладки является ее полная сборность. Масси­вы и верхнюю надстройку в виде уголка доставляют на место установ­ки и укладывают при помощи плавкрана. Кроме указанных основных монтажных работ, на месте приходился выполнять только некоторые подготовительные работы (ровнение постели) и работу по оборудова­нию причала (навеска отбойных приспособлений и пр.). Установлено, что по сравнению со старыми эта конструкция позволяет сократить объем бетона на 1 пог. м на 25%. Причальные стенки из массивовой кладки рационального профиля применяют и за рубежом.

Иногда для экономии бетона массивы изготовляют пустотелыми при этом форма стенки может быть несколько изменена.

Причальные сооружения ряжевой конст­рукции (рис. 23) строили у нас главным образом в портах Севера и Балтики в XIX и первой половине XX вв. Применение ряжа в виде деревянного сруба из бревен оп­равдывается при наличии местных запасов леса. Дерево под водой при отсутствии древоточцев сохраняется долго. В зоне же переменного горизонта устраивают бетонную надстройку. Для экономии древесины иногда внутренние стенки ряжа делают сквозной рубки, т. е. рубят их через бревно.

Массивы-гиганты для набережных из массивов-гигантов (рис. 24) изготовляют в виде тонкостенных железобетонных плавучих ящиков, которые буксируют на место, затап­ливают и затем заполняют песком или камнем. Массивы-гиганты могут быть симметричного или несиммет­ричного профиля.

Стенки набережной, показанной на рис. 24 б, имеют несиммет­ричный профиль из-за выступа ты­ловой части плиты днища. Эта кон­соль усилена железобетонными реб­рами жесткости и способствует бо­лее равномерному распределению напряжений под стенкой. Кроме то­го, за счет массы дополнительного столба грунта над выступом увеличи­вается устойчивость стенки на сдвиг и опрокидывание.

Стремление уменьшить объем бетона и железобетона при сборном строи­тельстве, привело к созданию причальных сооружений в виде сборных уголковых стен(рис. 25). В настоящее время разработаны три типа таких кон­струкций: с внешней анкеровкой, с анкеровкой за фундаментную пли­ту и в виде уголков с контрфорсами.

Преимуществом этой конструкции является то, что благодаря за­креплению лицевой стенки к тыловой опоре напряжение под фунда­ментной плитой распределяется почти равномерно, недостаток - сравнительно сложная технология монтажа при креплении анкер­ных тяг.

Уголковые стенки с внутренней анкеровкой (рис. 25 б) отличаются от стенок с внешней анкеровкой тем, что в дан­ном случае анкерные тяги крепят непосредственно к фундаментным плитам. Благодаря этому сокращаются длины анкерных тяг и отпадает необходимость в тыловых опорных плитах.

Расчеты показывают, что в ряде случаев описываемая конструкция обходится на 10 - 12% дешевле, чем уголковые стенки с внешней анкеровкой, однако сооружения этого типа требуют несколько лучших грунтов основания.

Недостатком причальных сооружений с внешней и с внутренней анкеровкой является довольно сложная технология подводного мон­тажа анкерных тяг. Этот недостаток в существенной мере устраняется применением контрфорсных стенок (рис. 25 в), состоящих из трех сборных элементов: лицевой и фундаментной плит и контрфорсной плиты, позволяющей создавать жесткий уголок. Указанные сборные элементы соединяют на строительной площадке с последующей уста­новкой готовой конструкции при помощи плавкрана на выровненную водолазами каменную постель. Данная конструкция значительно ус­коряет строительство и снижает его стоимость.

Все три вида уголковых стен относятся к гравитационным конструк­циям, у которых, в отличие от массивовых стенок, силы, придающие сооружению устойчивость, образуются в основном за счет пригрузки грунтовым столбом фундаментной плиты. Ведутся работы по дальней­шему совершенствованию уголковых стенок (двойная анкеровка и пр.).

К гравитационным сооружениям или сооружениям смешанного типа относятся и набережные из оболочек большого диаметра.

На рис. 26 показана набережная из оболочек колодцев диаметром 5,5 м при толщине стенки 0,15 м, возведенная в одном из наших портов. Оболочки массой 76 т при помощи плавучего крана устанавливают вплотную друг к другу. Щели между ними заделывают подводным бето­ном. Подобные конструкции применяют также и в зарубежной прак­тике.

При увеличении глубины у причала и общей высоты набережной диаметр оболочек приходится увеличивать. На рис. 26 б, в приведе­ны примеры сооружений, у которых диаметр оболочек составляет 11 и 19 м.

Использование оболочек таких больших диаметров вызывает значи­тельные затруднения при их установке. В связи с этим на одном из но­вейших французских причалов, где высота набережной достигала 23 м, были использованы элементы, имеющие в плане форму восьмерки (рис. 26 г).

Для возможности использования кранов при монтаже оболочки иногда предлагают разрезать по высоте на кольца (рис.26д).

Конструкции портовых причальных сооружений в виде тонкой стенки, на сваях и колоннах

Причальные сооружения в виде тонкой стенки широко применяются в портовом гидротехническом строительстве, особенно в тех случаях, когда в основании сооружений залегают грунты, допускающие погружение свай на требуемую глубину.

Выполняют их из шпунтовых свай или свай специальных профилей.

Основные достоинства этих кон­струкций - их экономичность и мень­шая чувствительность (по сравнению с другими типами причальных соору­жений) к возможным перегрузкам. По конструктивному признаку они могут быть подразделены на незаанкерованные стенки и заанкерованные стенки.

Верх стен располагают на отметках, не превышающих границу гние­ния дерева, которая для рек средней полосы может быть принята на 0,2 - 0,3 м выше меженного горизонта. Для безливных морей эта грани­ца принимается на уровне ординара, а для ливных морей на среднем уровне приливно-отливных колебаний.

Стены из деревянных шпунтовых свай при плотной забивке, а также стены из металлического шпунта являются грунтонепроницаемыми, т. е. вынос грунта из-за стены отсутствует. При тяжелых грунтах, когда плотной забивки деревянных свай добиться не удается, а также при использовании железобетонных свай для обеспечения грунтонепроницаемости стен приходится прибегать к специальным меро­приятиям: установке нащельников; укладке за стенкой хворостяных фашин; отсыпке за стенкой каменной призмы; устройству замков или уплотнений специальных конструкций.

В последнее время для обеспечения грунтонепроницаемости стен из железобетонного шпунта в некоторых случаях применяют навеску ма­тов из армированного асфальта, регенерата резины (гидрорерина), стеклопластика и т. п. Однако опыт эксплуатации этих сооружений еще невелик.

Стенки, верхний конец которых закреплен анкерными устройствами, носят название заанкерованных шпунтовых стенок.

Заанкерованные тонкие стенки из целой древесины, исходя из макси­мальной длины строительного леса (12 - 13 м), применяют для строи­тельства причалов глубиной до 4 - 5 м.

Типовой проект стенки из железобетонных предварительно напря­женных свай прямоугольного сечения 50Х30 см, разработанный Гипроречтрансом, приведен на рис. 29. Верх стенки прикреплен анкерными тяжами d = 65 мм к железобетонным анкерным плитам. Шаг анкерных тяг в продольном направлении 1,5 м. Анкерные тяги шарнирно прикреп­лены к анкерному поясу, установленному на лицевой грани стенки. По­верх железобетонных свай уложен шапочный брус сечением 90х50 см из монолитного железобетона. Интересным в рассматриваемой конст­рукции стенки является решение по обеспечению ее грунтонепроницаемости. Обычно в конструкциях стенок из прямоугольных железобетонных свай грунтонепроницаемость стен обеспечивают либо путем отсыпки за стенку каменных призм (при плотных грунтах в основании сооруже­ния), либо устройством в сваях выше отметки дна пазов. При погружении таких свай между ними, выше отметки дна, образуются колодцы, в которые в последующем укладывают бетон в мешочках или забивают деревянные брусья.

В приведенной конструкции грунтонепроницаемость стены обеспечи­вается за счет отсыпки слоя гравия между шпунтовой стенкой и дере­вянными щитами, установленными на расстоянии 40 см от нее. Щиты выполнены из досок толщиной 2,5 см и опираются на сваи d = 17 см, за­биваемые с шагом 1,5 м. Для обеспечения потопляемости щитов к ним подвешены бетонные грузы.

В последние годы в строительст­ве подобных причальных сооруже­ний все большее распространение находят сваи сложных профилей (таврового, цилиндрического, дву­таврового и т. д.), обеспечивающее более целесообразное распределение бетона по сечению. Более целесо­образное распределение бетона по сечению ведет к уменьшению веса свай на 1 пог. м сооружения и, сле­довательно, к возможности увеличе­ния ширины свай, что позволяет снизить сроки строительства при­чальных сооружений и уменьшить число вертикальных щелей. Кроме того, сваи фасонных профилей об­ладают большей погонной жестко­стью, что позволяет возводить соо­ружения с большей свободной вы­сотой стен.

На рис. 30 приведен пример набережной козлового типа, возведен­ной на опытном участке в Санкт-Петербургском речном порту. Набережная состоит из шпунта таврового сечения и наклонных свай из предвари­тельно напряженного железобетона. Верх шпунта и

головы наклонных свай связаны монолитной железобетонной кордонной балкой, поверх которой установлена сборная надстройка. Грунтонепроницаемость стенки обеспечивается в зоне уреза воды гравийным фильтром, ниже- навеской армированных асфальтовых матов.

В современном портостроении в связи с наличием оборудования, позволяющего погружать металлические и железобетонные сваи с укло­ном до 1:1, набережные этого типа получают значительное распрост­ранение. Особенно целесообразны они в условиях стесненной кордонной полосы.

Когда по экономическим, геологическим или гидрологическим усло­виям применение железобетонных свай затруднено или невыгодно, причальные стенки возводят из металлических шпунтовых свай зетового и корытного профиля. Плоский шпунт, имеющий малый момент сопро­тивления, почти не применяют.

Замковые соединения стальных шпунтовых свай являются доста­точно прочными и плотными, что обеспечивает необходимую грунтонепроницаемость стен, а в ряде случаев и водонепроницаемость. Послед­нее для причальных сооружений нежелательно, так как может приве­сти к подпору грунтовых вод и следовательно, к повышению давления на сооружение. Для предотвращения этого в конструкциях стен из ме­таллического шпунта предусматривают специальные дренажные от­верстия. Стенки из металлических шпунтовых свай с одним анкерным за­креплением по высоте могут быть возведены на глубинах до 10 - 12 м, а с двойным анкерным закреплением - практически на любых глубинах.

На рис. 29 приведена типовая схема причальной стенки из метал­лического шпунта. В приведенной схеме причальная стенка выше уреза воды имеет железобетонную надстройку. Анкерный пояс из двух швел­леров установлен с внутренней стороны стенки, а анкерный тяж выпол­нен по бесшарнирной схеме. Надстройки обычно возводят в тех случаях, когда необходимо нарастить шпунт, или для защиты его от коррозии в зоне переменного уровня и выше его. В тех случаях, когда такой не­обходимости нет, шпунт доводят до верха стенки. Оголовок шпунта, вы­полненный из металла или железобетона, увеличивает сопротивление возможному взаимному сдвигу шпунтин.

Анкерные пояса устанавливают с внутренней или внешней стороны стенки. В том случае, когда пояса установлены с внутренней стороны, устраняется опасность удара судов о выступающие пояса и, кроме то­го, они меньше подвергаются коррозии.

Во избежание перенапряжения в материале анкеров в местах их за­крепления от изгибающих моментов, возникающих вследствие зависа­ния грунта на анкерных тяжах, в конструкцию анкеров нередко вклю­чают шарниры.

Конструкции причальных сооружений на свайных основаниях

Причальные сооружения на сваях и колоннах характеризуются срав­нительно небольшим весом верхнего строения, малым, а в ряде случаев и полным отсутствием давления грунта на них, что значительно умень­шает объем работ и снижает стоимость сооружений. Некоторые из них, в частности сооружения эстакадного типа, почти не отражают набегающие на них волны, поэтому их возведение благо­приятно сказывается на волновом режиме в районе причалов и аквато­рии порта.

Сооружения на сваях и колоннах могут быть возведены на всех грун­тах, допускающих погружение свай и колонн на требуемую глубину, а при слабых грунтах основания являются почти единственными конструк­циями, возможными к возведению в этих условиях.

Основное различие этих конструкций заключается в том, что в систе­ме свайных оснований сквозных сооружений отсутствуют сплошные стен­ки, это приводит к тому, что сквозные сооружения практически не испы­тывают распорного давления грунта, в связи с чем их часто называют безраспорными сооружениями.

Набережные-стенки, воспринимающие распорное давление грунта, называют распорными сооружениями.

Сквозные причальные сооружения в зависимости от их расположения относительно берега подразделяют на две группы:

Продольные эстакады, или эстакады, расположенные параллельно урезу воды;

Поперечные эстакады, расположенные под углом к берегу.

К первой группе относятся эстакады, примыкающие к берегу на всем протяжении, эстакады со съездами и оторочки. Ко второй группе относят­ся узкие пирсы (рис. 31).

Эстакады, примыкающие к берегу на всем протяжении (рис 31а), представляют собой причальные сооружения, расположенные над есте­ственным береговым склоном или искусственным откосом.

Переднюю грань этих сооружений обычно располагают на линии есте­ственных глубин, равных требуемым глубинам у причалов, в связи с чем ширина эстакад оказывается тем больше, чем положе береговой склон или подпричальный откос.

При очень пологих берегах требуемая ширина эстакад оказывается чрезмерно большой, поэтому возведение их становится экономически не­целесообразным. Более выгодными в этих условиях являются эстакады со съездами.

Эстакады со съездами (рис. 31 б) состоят из продольных эстакад, расположенных в некотором удалении от уреза воды, и съездов, соединя­ющих их с берегом. Съезды располагают обычно на расстоянии 30 - 50 м один от другого, принимая, однако, это расстояние не более длины цилиндрической вставки судна.

В некоторых случаях продольную эстакаду связывают с берегом од­ним съездом, расположенным либо в конце, либо в середине эстакады (рис. 31 г-д).

В первом случае такие эстакады иногда называют Г-образными, а во втором - Т-образными пирсами. Нередко к Г-образным причалам воз­можна швартовка судов с двух сторон: больших - с морской стороны и более мелких - с береговой стороны эстакады.

Продольные эстакады, примыкающие на всем протяжении к суще­ствующим мелководным набережным, называют оторочками (рис. 31е). Возводят оторочки для увеличения глубины мелководных причалов, а также когда необходима установка перегрузочных механизмов, нагруз­ка от которых превосходит допустимую для существующих сооружений.

Основным элементом эстакад является верхнее строение плитного или балочного типа, опирающееся на сваи или колонны и связывающее всю конструкцию в жесткую рамную или балочную систему и основание.

Верхнее строение предназначено для восприятия всех внешних нагру­зок на сооружение и распределение их между сваями или колоннами. Последние передают их на грунт.

Набережные-стенки состоят из следующих основных элементов: верх­него строения, свайного основания и стенки из сплошного ряда свай (ча­ще всего шпунтовых), назначением которой является удержание от обру­шения грунта, расположенного в пределах свободной высоты стенки (от отметки дна водоема до отметки нижней грани ростверка).

В зависимости от характера сопряжения шпунтовой стенки с роствер­ком она может быть ненесущей или несущей. В первом случае стенка на­гружена лишь распорным давлением грунта и не участвует в передаче давления от ростверка на грунт основания. Во втором случае кроме распорного давления грунта сваи стенки воспринимают и продольные уси­лия, передаваемые ростверком. Стенки из железобетонных свай обычно выполняют несущими, так как передача на них продольных усилий поз­воляет более рационально использовать материал железобетонных свай. Стенки из металлических или деревянных свай выполняют как несущи­ми, так и ненесущими.

Свайное основание набережных-сте­нок состоит обычно из вертикальных и наклонных свай (рис. 32).

Набережные-стенки на сваях по кон­структивным особенностям подразделя­ют на две подгруппы: набережные-стен­ки с передним шпунтом и набереж­ные-стенки с задним шпунтом.

В первой из этих конструкций сплош­ная свайная стенка расположена впере­ди свайного основания сооружения, во второй - позади него. Расположение сплошной стенки в систе­ме свайного основания во многих случа­ях предопределяет возможность и целе­сообразность применения той или иной конструкции набережной.

Основание сооружений на сваях с высоким свайным ростверком вы­полняют из деревянных или железобетонных забивных свай и реже - из свай металлических.

В последнее время широкое распространение, особенно для сквозных сооружений, получили трубчатые железобетонные сваи.

Деревянные сваи обладают рядом преимуществ по сравнению со сваями из других материалов: они кислото- и морозоустойчивы, долго­вечны под водой, одинаково хорошо сопротивляются сжатию и растяже­нию. Деревянные сваи легко переносят сотрясения как в процессе произ­водства работ по возведению сооружения, так и при ударе судов при под­ходе их к причалу. Кроме того, они относительно дешевы.

Основанием для отказа от применения деревянных свай служит на­личие древоточцев, ограниченность длины свай (до 12 -14 м), а также большие нагрузки на сооружение.

Область распространения деревянных свай расширяется по мере внедрения в практику строительства клееных свай, размеры которых мо­гут быть самыми разнообразными.

Минимальный шаг перекрещивающихся деревянных свай в продоль­ном направлении (вдоль линии кордона) принимают равным 1 м, в по­перечном - 0,8 м.

Железобетонные сваи значительно расширяют область применения сооружений с высоким свайным ростверком. Длина железобетонных свай может достигать 30 м и более (известны случаи применения труб­чатых свай из предварительно напряженного железобетона длиной до 60 м), а поперечный размер: призматических свай 0,5 м, трубчатых 1 м (опоры диаметром более 1 м относят к колоннам).

Значительно возрастает и несущая способность железобетонных свай: для призматических она составляет 60 - 80 т, а для трубчатых достигает нескольких сот тонн.

В условиях больших колебаний уровня воды в конструкциях верхнего строения предусматривают специальные эксплуатационные площадки или ниши. Для некоторых сооружений в этом случае четкого разделения верхнего строения на ростверк и надстройку провести не­возможно.

В зависимости от способности ростверков подвергаться деформации совместно с поддерживающими их сваями ростверки подразделяют: жесткие, гибкие и нежесткие.

К жестким ростверкам относятся ростверки из бетона или малоарми­рованного железобетона, сильно развитые в высоту. Жесткость таких ростверков велика и их деформации ничтожно малы по сравнению с де­формациями опор.

К гибким ростверкам относятся ростверки из нормально армирован­ного железобетона, которые имеют малоразвитое в высоту сечение, в свя­зи с чем деформации ростверков влияют на деформацию свай основания и наоборот.

По исследованиям Н. А. Смородинского, для призматических свай подразделение ростверков на жесткие или гибкие может быть произведе­но на основании соотношения сторон сечения, приведенного к прямо­угольнику. Если отношение полной ширины сечения ростверка к его приведенной высоте не превышает 4,3 ростверк считается жестким. При отношении более 7 ростверк считается гибким.

Ростверк сооружений на полых сваях большого диаметра, а также со­оружений на колоннах в подавляющем большинстве случаев относится к категории гибких.

К нежестким ростверкам относят все ростверки, выполненные из де­рева, даже в том случае, если на них имеется надстройка из ряжа по всей ширине ростверка.

Приведенная классификация причальных сооружений с высоким свай­ным ростверком по степени жесткости последнего относится в первую очередь к набережным-стенкам. К сквозным сооружениям она не всегда применима, так как верхнее строение этих сооружений может иметь весьма разнообразные схемы.

Классификация особых типов причалов

К особым типам причалов прежде всего относятся причалы для танкеров. Причал для танкера может состоять из легких мостков, по которым прокладываются трубопроводы, и опорной части, на которой установлены стационарные шлангоподъемники. Такой причал должен быть рассчитан на вертикальные нагрузки от трубопроводов и шлангоподъемников, а также на временные нагрузки от людей и автома­шин. Кроме того, причал испытывает и значительные горизонтальные или наклонные нагрузки, передающиеся от судна (натяжение швар­товых, ветровой навал, удар судна при подходе). Для восприятия этих усилий устраивают быки или палы. Эти устройства могут быть изоли­рованы от конструкций, воспринимающих вертикальные нагрузки. Чаще всего средняя опорная часть совпадает с площадкой, на кото­рой расположены шлангоподъемники, а отдельно стоящие палы, слу­жащие для закрепления швартовых, соединяются со средней частью при помощи легких пешеходных мостков.

Одним из первых причалов для танкеров в виде отдельных опор является построенный в 20-е годы нефтяной причал в датском порту Фредерика. В 1927 - 1929 гг. в Батумском порту были построе­ны пять глубоководных причалов, вынесенных в сторону акватории и состоящих из отдельных «быков», сложенных из массивовой кладки и соединенных с берегом легкими мостами. Под мостами были подвеше­ны нефтяные трубы. Эти причалы успешно эксплуатируются и в на­стоящее время.

Однако одновременно для танкеров строились и причалы в виде узких пирсов. Например, в 1920-1930 гг. в Туапсе был построен нефтяной свайный железобетонный пирс на четыре причала. Увеличе­ние размеров и грузоподъемности танкеров, особенно в последнее де­сятилетие, когда их грузоподъемность с 10-16 тыс. т поднялась до 40-60 и даже 200 тыс. г, потребовало переустройства существующих и постройки новых нефтяных причалов. Все это отразилось не только на расположении нефтяных причалов, но и на их типах и конструкци­ях. Значительное увеличение глубины у причалов и на подходах к ним заставило в ряде случаев выносить нефтяные причалы за пределы су­ществующих портовых акваторий и располагать их на естественных глубинах, отвечающих осадкам современных супертанкеров (15-18 м и более).

Такие причалы, если это возможно, следует располагать в естест­венных заливах или устьях рек, где волнение не может сильно влиять на производство грузовых операций. В некоторых случаях эти прича­лы требуют специальных оградительных сооружений. По конструктив­ным особенностям причалы для супертанкеров чаще всего относятся к типу причалов на отдельных опорах. Следует отметить, что причалы примерно такого же типа могут сооружаться и для больших углерудовозов, которые оборудованы специальными транспортерными установ­ками, не требующими большой ширины причала. В некоторых случа­ях причалы для супертанкеров и углерудовозов могут иметь островной характер, причем для подачи нефтегрузов с берега в этом случае при­меняют уложенные по дну трубопроводы, а для подачи сыпучих гру­зов - канатные дороги.

К причалам особых типов могут быть отнесены и пассажирские при­чалы, расположенные на открытых морских побережьях, так называе­мые пристани на открытых морских побережьях.

Рейдовые и островные причалы

Рейдовые и островные причалы, так же как и плавучие, предназначены для погрузочно-разгрузочных операций. Остров­ной причал в Хорэль-Амайя (рис. 33), расположенный в Пер­сидском заливе на расстоянии 51 км от берега, построен в 1961 г. и предназначен для приема крупных танкеров дедвейтом до

65000 т, экспортирующих сырую нефть из Южного Ирака. При­чал связан с берегом двумя подводными нефтепроводами. При общей протяженности 369 м причал состоит из центральной рабо­чей платформы, к кото­рой швартуется судно, и двух концевых платформ, служащих для крепле­ния швартовных кон­цов. Все три платфор­мы соединены переходны­ми мостиками длиной по 45 м с двумя дополни­тельными опорами.

В качестве основания причала использованы стальные сваи, а верхнее строение выполнено из металлических ферм и понтонов, буксируемых на место в готовом виде.

Оригинальная конст­рукция нефтяного рейдо­вого причала (рис. 34) построена в 1961 г. причала вблизи порта Брега (Ливия) в виде неподвижной башни, вокруг которой судно может дрейфовать на 360°, что позволяет ему занять положение наименьшего сопротивления волнению и ветру. Подводный нефтепровод длиной около 2 км из труб диаметром 106,7 см подведен к башне, глубина воды у которой составляет 30,5 м, что обеспечивает подход к ней крупнейших современных танкеров.

Описываемый рейдовый причал состоит из трех основных элементов. Сама башня высотой 43,6 м опирается на четыре наклонные опоры из забитых в грунт стальных колонн (2), сходящихся у вершины. Башня по периметру окружена двадцатью четырьмя вертикальными трубчатыми сваями (3) с резиновыми отбойными устройствами (4), позволяющими осуществить швар­товку танкера с любой стороны.

Вторым элементом является шарнирно соединенная с верхом башни консольная балка длиной 41,7 м. К последней подвешива­ется подводная ферма (6) длиной 170,7 м, поддерживаемая лебед­ками. Плавучесть этой фермы, выполненной из стальных труб, регулируется при помощи цистерн (7), наполняемых сжатым воз­духом. Нефть подается по двум гибким шлангам (8) диаметром по 71 см путем подключения к моннфолду (приемному нефте­проводу) танкера. Горизонтальная часть фермы заглублена настолько, чтобы ее не могли задеть суда, проходящие между платформой и башней. Описываемый тип рейдового причала позволяет осуществить прием нефти в любую погоду.

Островные причалы получили широкое распространение в морских нефтепромыслах Каспия. Через эти при­чалы, отдаленные от берега на значительные расстояния, добы­тая нефть отправляется на берег либо подводным трубопро­водом, либо наливается в танкеры, швартующиеся непосредст­венно к причалу.

Рис. 34. Рейдовый причал: общий вид и стоянка танкера у рейдового причала

Причальные сооружения на опорах повышенной несущей способности.

С увеличением глубин и нагрузок при слабых грунтах ос­нования применение свайных конструкций заметно удорожает стоимость строительства. Резко увеличивается количество свай, усложняется монтаж верхнего строения. В подобных условиях прибегают к конструкциям с повышенной несущей способностью. Такие опоры могут быть устроены в виде железобетонных

или металлических колонн, цилиндров с винтовой лопастью, оболо­чек-колодцев.

Конструкция причала на полых железобетонных колоннах диаметром 1,6 м при толщине стенки 0,15 м показана на рис. 35. После погружения колонн при помощи специальных вибраторов до проектной отметки на них устанавливаются железобетонные Т -образные продольные ригели.

1-портовая балка; 2-отбойное устройство из резиновых трубок (d-40 см L=200 см); 3-швартовная тумба; 4 - соединительная диафрагма; 5 - цементно-бетонные покрытия; 6- панель; 7-ригель; 8 - щебеночный контрфильтр

Последние, в свою очередь, подпирают поперечные тавровые панели, положенные вплотную друг к другу. Образующееся при этом сплошное верхнее строение покрывается цементно-бетонным раствором. Омоноличивание (закрепление) ригелей и пане­лей к колоннам производят бетонированием заранее оставлен­ных полостей. Затем к соединительным диафрагмам под­вешиваются бортовые балки с резиновыми трубами (для смягчения удара судна) и совместно с тумбой, омоноличиваются с ригелями путем заполнения полостей между соединительными диафрагмами бетоном.

Для защиты подпричального откоса от размыва при волне­нии предусмотрена каменная отсыпка с уклоном 1: 1,7. Сопря­жение сооружения с территорией осуществлено при помощи же­лезобетонной уголковой стенки и каменной призмы с контр­фильтром.

На рис. 36 изображен глубоководный причал из оболочек диаметром 11 м, возведенный недавно в Тулонском порту (Франция).

В данном случае сплошной причальный фронт образуется оболочками диаметром 11 м при толщине стенки 0,76 м.

Наряду с увеличением поперечных размеров опор увеличе­ния несущей способности в слабых грунтах можно достичь так­же применением винтовых свай (рис. 37).

Рис. 36. Глубоководный причал из обо­лочек

Винтовые сваи можно применять для любых грунтов, допус­кающих завинчивание, за исключением глинистых грунтов теку­чей консистенции, слабых илов и заторфованных грунтов. Свая состоит из цилиндрического железобетонного или металлического ствола и башмака с винтовой лопастью. Сплошной или полый ствол (рис. 37 а) железобетонной вин­товой сваи соединен при помощи закладных частей с башмаком (рис. 37 б), состоящим из наконечника и винтовой лопасти. Ствол металлической винтовой сваи (рис. 37 в) из бесшовных горяче­катаных стальных труб при необходимости заполняют бетоном. Винтовая часть лопасти может быть литой из стали или чугуна, сварной из листовой стали сплошного или полого сечения (рис. 37 г), а также из стеклопластиков. Стремление сократить стоимость и сроки строительства при­чальных сооружений привело к созданию новых методов их воз­ведения. В качестве примера обратимся к рис. 38. Верхнее стро­ение в виде металлического понтона заранее изготавливается на верфи и буксируется на место. После установки их в створе сооружения на якорях в заранее оставленные отверстия опуска­ются колонны из металлических труб до опирания на грунт основания. Затем при помощи домкратов понтон поднимают в проектное положение и начинается забивка колонн свайным молотом,

Рис 37. Винтовые сваи.

Строительство деревянных мостков и причалов всегда организуется с целью обеспечения удобного и безопасного доступа людей к воде. С течением времени к способам возведения данных надводных сооружений, добавляются новые технологии, основанные на применении современных строительных материалов. Сейчас можно выбирать, построить деревянный причал на свайном фундаменте, который прослужит не один год, или возвести за пару дней понтонную конструкцию для сезонного использования. На выбор конструкции причала и способа ее возведения оказывают влияние особенности грунта в прибрежной зоне водоема, рельеф береговой линии, скорость течения реки, а также нагрузки, создаваемые в весенний период таящим ледовым панцирем. Габариты сооружения зависят от его назначения и интенсивности эксплуатации.

Пристани и причалы можно использовать для купания и загорания, швартовки маломерных судов (весельных и моторных лодок, катамаранов, водных мотоциклов, катеров), романтического отдыха на воде в беседках, установленных прямо на деревянном настиле.

Участок берега водоема, оборудованный специальными приспособлениями для швартовки маломерных судов, а также их стоянки, ремонта и технического обслуживания, называют причалом. С точки зрения инженерного устройства данные сооружения подразделяются на следующие подвиды:

• причальные стенки, возводящиеся вдоль берега водоема из габионов и железобетонных изделий;
• понтонный причал, устраивающийся на плавучей платформе из пластиковых бочек, труб, специальных емкостей;
• причал на деревянных или металлических винтовых сваях, вбитых или вкрученных в дно водоема;
• пирс – причал, располагающийся перпендикулярно к береговой линии водного объекта.

Оформление спуска к водоему с помощью сооружения пристаней и причалов увеличивает привлекательность места отдыха и обеспечивает необходимый уровень безопасности

В русских деревнях, раскинувшихся по берегам полноводных рек, можно увидеть деревянные причалы для рыбацких лодок, построенных на свайном фундаменте. Ранее в качестве свай использовались твердые породы дерева. Чаще всего в ход шли лиственничные, дубовые или ольховые бревна. В настоящее время предпочтение больше отдается металлическим сваям, которые могут быть забивными и винтовыми. Данные виды свай отличаются друг от друга строением, а также способом установки.

Вариант #1 – забивные сваи

Забивные сваи изготавливают в виде стальных труб, снабженных заостренным наконечником. В грунт данные сваи забиваются копрами (сваебойными машинами). Подобный способ монтажа может негативно отразится на состоянии металла. Сваю может «повести» и даже скрутить спиралью. В случае такой деформации металла свая не дойдет слоя твердого грунта, а значит, не сможет быть полноценной опорой для сооружаемого причала. Не всегда спецтехника может подъехать к месту строительства причального сооружения. Поэтому при устройстве свайного фундамента своими руками используют винтовые сваи.

Вариант #2 – винтовые сваи

Винтовая свая, как и забивная, изготавливается из металлической трубы. Около ее нижнего конусообразного конца приваривается лопасть определенной конфигурации, а на другом конце – оголовок, необходимый для крепления основы будущего причала. Благодаря этой лопасти-винту свая легко вкручивается в донный грунт, при этом не приходится прикладывать слишком больших физических усилий. Во время плавного вращения винтовая свая равномерно входит в грунт. Риск деформации стенок трубы при этом минимален. Длина винтовых свай может достигать 11 м. При необходимости труба может наращиваться или, наоборот, обрезаться.

Монтаж деревянного причала сложной формы в зимнее время существенно упрощает ведение работ. По льду можно легко добраться до любого места строительства

Чем большую нагрузку должна выдерживать свая, тем больше должен быть диаметр ее ствола. При этом имеет значение и толщина ее стенок.

Правила монтажных работ

Перед началом монтажных работ необходимо рассчитать точное количество свай, подобрать нужный диаметр с учетом нагрузки. Вычислить минимальное расстояние между соседними сваями, при котором материал ростверка не будет провисать. Длина свай подбирается исходя из типа грунта и глубины его промерзания в данной местности.

После завинчивания винтовой сваи на определенную глубину в полость ее ствола заливают бетон (марка М300 и выше). Этот прием увеличивает несущую способность опорного элемента. При монтаже свайного фундамента в зимнее время в бетонный раствор добавляют специальные присадки. Кстати, установку свай для причала предпочтительнее проводить зимой. На льду гораздо удобнее и дешевле проводить работы, чем в воде. Если грунт неоднороден по структуре, то сваи устанавливают на различную глубину, после чего выравнивают по заданному уровню.

Схематичное изображение деревянного причала, построенного на свайном фундаменте. Длина винтовых свай определяется методом пробного бурения, во время которого можно узнать глубину залегания твердых слоев грунта

Винтовые сваи подходят для многоразового использования. Их можно вкручивать, а при необходимости демонтажа надводной конструкции – выкручивать. Правда, при этом заливать бетоном ствол сваи не рекомендуется. Прослужить винтовые сваи могут несколько десятилетий, особенно, если их поверхность обработана специальным химическим составом. Это значит, что причал, возведенный на свайном фундаменте, можно будет эксплуатировать в течение длительного времени.

Отдельно стоящие сваи объединяют в единую конструкцию с помощью швеллера, приваренного к их оголовкам. Иногда в качестве связующего звена используется брус. Все сварочные швы нуждаются в обработке специальной составом, изготовленным на основе эпоксидной смолы, эмали или краски. Данное покрытие защищает швы, находящиеся во влажной среде, от коррозии.

На грунтах из скальных пород монтаж свайного фундамента произвести невозможно. В этом случае рассматриваются иные варианты устройства причалов и пирсов.

В качестве материалов, используемых для укладки настилов на причалах и пирсах, применяется водостойкая древесина ценных пород (лиственница, акация, ипе, кумару, гарапа, бангирай, массарандуба, мербау). Каждый сорт дорогостоящей древесины обладает своим неповторимым цветом и особенной текстурой. Удешевить строительство можно за счет использования современных водоотталкивающих полимерных и древесно-полимерных материалов, на основе которых изготавливаются специальные палубные и террасные доски. Эти материалы идеально подходят для строительства надводных сооружений, так как:

• не поддаются процессу гниения и разложения от воздействия влажности и атмосферных осадков;
• не подвержены деформации, потому что не усыхают, не разбухают, не выгибаются и не перекашиваются, не коробятся и не растрескиваются (в отличие от многих сортов натуральной древесины);
• способны без потерь декоративных качеств переносить значительные перепады температур, воздействие ультрафиолетового излучения;
• обладают высокой стойкостью к истиранию;
• выдерживают большие ударные нагрузки;
• имеет нескользящую рифленую поверхность, позволяющую безопасно передвигаться по причалу во время или после дождя.

Полимерная палубная доска, используемая для монтажа настилов на причалах и пирсах, не нуждается в защите лаками и маслами, что значительно упрощает уход за ее поверхностью.

Монтаж деревянного настила на жесткий каркас, закрепленный на свайном фундаменте. Обработка досок защитными составами, предохраняющими их от преждевременного износа

Монтаж деревянного настила проводят путем использования технологии скрытого крепежа. При отделке готового причала устанавливают перильные ограждения, спуски в воду, а также швартовые кранцы и другие приспособления, необходимые для эксплуатации маломерных судов.

Пример сборки простейшего понтонного причала

Для построения небольшого причала понтонного типа приобретают деревянный брус, строганные доски, гвозди, саморезы, металлические уголки, 200-литровые бочки и веревки для их закрепления. Квадратный каркас конструкции собирают из бруса сечением 100 на 50 мм на берегу. Длина стороны квадрата равна 2,5 метра. Рама усиливается по углам с помощью деревянных брусков, устанавливаемых дополнительно. Углы рамной конструкции должны быть прямыми (90 градусов).

Конструкция, собранная из деревянного бруса и герметичных бочек, является примером простейшего причала понтонного типа, обеспечивающего подход к водоему

Плавучесть причала обеспечивается четырьмя 200-литровыми бочками, используемыми ранее для хранения нефтепродуктов. Бочки должны быть абсолютно герметичными. Для обеспечения этого требования вокруг пробок наносят герметик или силикон, предотвращающий попадание вовнутрь емкостей воды. Для лучшего крепления бочек к рамной конструкции используйте дополнительные бруски (50 на 50 мм), которые прикрепите к основному каркасу с помощью металлических уголков. В данных брусках сверлят отверстия, через которые протягивают веревки для надежного закрепления бочек, расположенных по обеим сторонам каркаса, параллельно друг другу.

Перевернутая рама, готовая к спуску на воду, переносится в водоем без настила, который утяжелит ее вес в несколько раз

Затем деревянную раму прямоугольной формы переворачивают, при этом бочки оказываются снизу сооружения. В таком положении конструкция устанавливается в водоеме около берега. Для ее крепления используется якорная система. Можно также привязать конструкцию к свае, ввинченной в грунт на берегу водоема, или столбу, вкопанному в землю и забетонированному. На последнем этапе прибивается к каркасу настил из строганных досок. Также сооружается небольшой мостик, обеспечивающий доступ к причалу с берега водоема.

Окончательный вид понтонного причала, используемого в летний период. С наступлением холодов надводное сооружение разбирается и убирается на хранение до следующего сезона

Еще один вариант устройства мостков

Из грузовых автошин, отработавших свой срок, сооружают столбы. Для этого резиновые покрышки связывают друг с другом тросами или прочными веревками. Затем связанные шины закатывают в воду и устанавливают на дно водоема. Импровизированные столбики должны торчать из воды. Устойчивость столбов в воде обеспечивается с помощью речных булыжников, закидываемых внутрь покрышек. Затем на сооруженные столбы устанавливают деревянные мостки.

Что делать, если ваш причал уплыл?

Простые надводные сооружения владелец участка, выходящего к реке или озеру, может построить своими силами. Пирсы, уходящие на несколько метров от берега вглубь водоема, должны возводить компании, располагающие компетентными специалистами и профессиональным оборудованием. Если сэкономить на проектировании и строительстве причала, пригласив сомнительные фирмы для выполнения работ, то можно «потерять» надводное сооружение. Оно просто уплывет от берега.

C каждым годом всё более востребованными становятся причальные сооружения, которые возводятся по берегам рек, озёр, морей и водохранилищ, расположенных поблизости от крупных городов. Это связанно с тем, что всё больше людей предпочитают жить за городом и строят свои дома как можно ближе к воде. Основное следствие этой тенденции - появление большого количества водного транспорта и острая потребность в сооружении причальных сооружений для него.

Причальные сооружения существенно облегчают как хранение яхт, лодок и катеров, так и пользование ими. Но функциональные возможности причальных сооружений не ограничиваются только возможностью удобно «припарковать» яхту рядом с домом. Помимо этого, причальные сооружения используются, чтобы иметь возможность в специально созданных условиях осмотреть судно, а также провести его техническое обслуживание или ремонт. Строительство причальных сооружений - непростая задача. Перед строительством необходимо учесть множество факторов, а также выбрать подходящую к конкретным условиям конструкцию и материалы для изготовления причальных сооружений.

Причальная стенка в порту

Одной из самых распространённых конструкций для швартовки судов является причальная стенка. Причальная стенка широко используется во многих портах России и мира. Сооружается причальная стенка вдоль берега. Порт, обладающий причальной стенкой, позволяет безопасно швартовать суда и иметь к ним удобный доступ с суши.

Помимо своего прямого предназначения причальная стенка также выполняет функцию укрепления берега. Именно берегоукрепляющая функция позволяет говорить о таких причалах, как о надёжном сооружении, способном противостоять изменчивой водной стихии (течениям, приливам, отливам и штормам). В зависимости от порта причальная стенка может комплектоваться различным оборудованием. Если это грузовой порт, то на стенке сооружается погрузочное и разгрузочное оборудование. А пассажирский порт обустраивает причальную стенку таким образом, чтобы пассажиры имели возможность легко попасть на корабль и покинуть судно.

Портовое причальное сооружение для швартовки судов

Портовое причальное сооружение может иметь также специальное предназначение, например, для таможенного оформления товаров, перевозимых морским транспортом.

Также во многих портах причальное сооружение для швартовки судов комплектуется оборудованием для обеспечения безопасности и приспособлениями для обслуживания кораблей. К такому оборудованию, монтируемому на портовых причальных сооружениях, относятся: противопожарные приспособления, приспособления для заправки судов, ограждения, которые защищают людей от случайного падения в воду, сервисные колонки.

Нередки также случаи, когда обычные городские набережные комплектуются причальными сооружениями для швартовки судов. В данном случае они обычно используются для посадки и высадки пассажиров на небольшие суда, типа речных трамвайчиков и местных паромов.

Проектирование и строительство причальных сооружений и стенок

Проектирование причальных сооружений - обязательный этап, который предваряет любое строительство причальной стенки или пирса. На этом этапе производится обследование будущего места строительства, совместно с заказчиком выбирается конструкция и материал изготовления, учитываются рельефные, климатические и экономические факторы. В ходе проектирования причальных сооружений также производится разбивка работ на этапы и определение их примерной стоимости.

Помимо строительства причальных стенок, широко практикуется строительство причальных сооружений в форме пирса. В отличие от стенки, которая идёт вдоль берега, пирсы ориентированы перпендикулярно ему. Ключевым преимуществом строительства причальных сооружений в форме пирса является то, что суда можно ставить сразу с двух сторон. Как и строительство причальных стенок, строительство пирсов производится с целью создать удобную площадку для стоянки судов, их обслуживания и доступа к ним людей. Пирсы могут сооружаться на сваях и плавучих понтонах. Выбранная конструкция и материал влияют на цену и скорость строительства пирсовых причальных сооружений. Наряду с прямым предназначением пирсы также используются для прогулок и различных видов отдыха у воды.

Причальное оборудование и отбойные устройства причальных сооружений

Любой причал не может полноценно функционировать без специального причального оборудования. Помимо оборудования, определяющего специфику причала (грузовое, пассажирское, ремонтно-сервисное), также необходимо озаботиться о снаряжении причала универсальным причальным оборудованием, к которому относятся: канаты и утки для швартовки, отбойные устройства, привальный брус, швартовые «пальцы», сервисные колонки и прочие атрибуты любого причала.

Для того чтобы при швартовке суда не получали повреждений используются отбойные устройства причальных сооружений. С помощью отбойных устройств причальных сооружений удаётся избегать большинства повреждений, получаемых при контакте судна с твердыми элементами причалов и частями корпусов других судов. Особенно полезны подобные устройства во время непогоды, когда волнения воды не позволяют плавно подойти к причалу.

Речные причальные сооружения

Компания «Морской бриз», базирующаяся в Санкт-Петербурге, много лет присутствует на рынке по строительству морских и речных причальных сооружений. Благодаря колоссальному опыту сотрудников «Морского бриза», клиенты всегда получают именно те речные причальные сооружения, какие они хотят. Все строительные работы при этом производятся настолько качественно, что причалы многие годы функционируют без ремонта в самых сложных условиях эксплуатации.

Рассматриваемые причальные сооружения представляют собой сквозные конструкции из отдельно стоящих опор, в виде свай, погруженных в грунт на определенную глубину и соединенных между собой верхним строением.

Эстакады могут быть различных типов (рис. 95): на сваях с наголовниками (а); с уширенным шагом свай (б); на оболочках диаметром 1, 2 м (в); на сваях-оболочках с поперечными (г) и продольными (д) ригелями; сквозной пирс на призматических сваях св).

Физико-механические свойства древесины и ценность стали обусловили широкое распространение причальных сооружений эстакадного типа на железобетонных сваях или сваях-оболочках. Наиболее применимы в отечественной практике сборные железобетонные эстакады неразрезного типа на предварительно напряженных призматических сваях и сваях-оболочках с верхним строением из крупноблочных элементов с глубинами у причалов 4,5-13 м при грунтах оснований, допускающих погружение свай и свай-оболочек.

Конструкции эстакадных причальных сооружений на призматических сваях состоят из рядов железобетонных предварительно напряженных призматических свай (в типовых проектах сечением 45х45 см). В поперечном направлении в ряде содержится 4-8 вертикальных свай, погруженных с одинаковым или различным шагом. Для восприятия горизонтальных нагрузок иногда погружают наклонные сваи. Головы свай объединяют путем их омоноличивания со сборным верхним строением. При этом применение наголовников или капителей допускается только при плоских ростверках из тонких плит.

Эстакадную набережную строят в следующей последовательности: погружение свай; оформление подпричального откоса; обработка голов свай; монтаж плит верхнего строения; устройство тылового сопряжения; устройство покрытия причала с прокладкой необходимых путей и коммуникаций; установка швартовных ivm6 и амортизационных устройств.

При погружении свай с плавучих средств в работе участвуют: плавучий универсальный (или другого типа) копер, плавкран грузоподъемностью не менее массы самой длинной сваи с наголовником, понтон грузоподъемностью 250 т и буксирный катер мощностью 184 кВт. Со строительной площадки грузят на понтон сваи (7-12 шт.), не менее сменного их запаса. Понтон подводят буксиром к месту погружения свай. Если для погружения применяют сваебойный инструмент (молот), достаточно только одного универсального копра для перегрузки и забивки свай и установки направляющих или кондуктора. При наличии также плавучего крапа копер используют более производительно - только в операциях по погружению свай, все остальные работы выполняют крапом. При вибропогружении свай можно работать только одним крапом без копра.

При погружении применяют направляющие, обеспечивающие лопаточную точность забивки свай в каждом поперечном ряду, что не исключает неточного взаимного расположения рядов свай. Применение кондукторов позволяет точно забивать сваи как по поперечным рядам, так и по продольным.

Общая схема движения плавучего копра при погружении свай зависит от темпа строительства, осадки и размерений копра, шага свай, конфигурации подпричального откоса (рис. 96). Погружение свай с передвижных подмостей при строительстве причалов было показано ранее ().

При погружении свай допускается их отклонение в плане до половины наибольшей стороны поперечного сечения, но не более чем на 20 см. Число свай, имеющих отклонения 10-20 см, не должно превышать 20% их общего числа в причале.

После забивки свай, до начала отсыпки с воды материала подпричальной призмы, разбивают и закрепляют на местности линии бровки подпричального откоса и его тылового сопряжения. Рваный камень массой до 100 кг отсыпают в откос с точностью ±15 см. Контрфильтр отсыпают из щебня с допусками ±10 см. Правильность отсыпки откоса проверяют промерами футштоком с шлюпки или плота через 5-6 м по длине и 2,5 м по ширине откоса. Каменный откос выравнивают под водой водолазы, которые устанавливают по длине откоса в два или три ряда направляющие из узкоколейных рельсов с таким расчетом, чтобы отметки головок рельсов соответствовали проектным отметкам откоса. При перемещении уложенной поперечно по головкам рельсов контрольной рейки снимают лишние камни и заполняют ямы на подпричаль-ном откосе. Каменную постель под тыловое сопряжение причала можно отсыпать самосвалами с смонтированного и омоноличен-ного верхнего строения.

Подпричальный откос можно также устраивать с выкладкой из сборных железобетонных плит с отверстиями, запроектированных с участием автора (рис. 97,а), и пастилкой асфальтобетонных тюфяков (рис. 97,6) в условиях речного строительства.

После отсыпки подпричального откоса головы свай срубают под проектные отметки с плавучего инвентарного мостика при помощи отбойных молотков (с допуском 3 см) или специальных механизированных устройств (см. ранее). На срубленных сваях (с обработанными должным образом выпусками арматуры) с плавучих мостиков монтируют инвентарные металлические или деревометаллические хомуты, по которым устанавливают плавкраном наголовники.

Перед омоноличиванием наголовника со сваей выпуски арматуры приваривают к швеллерным балкам, вбетонированным в наголовник. При установке плит верхнего строения по сваям без наголовников и разрезке плнт перпендикулярно кордонной линии причала плиты устанавливают в проектное положение непосредственно по монтажным хомутам с дальнейшим бетонированием монтажных ригелей.

При разрезке плит параллельно кордону причала монтаж верхнего строения начинают с установки кордонных плит, определяющих линию причала, после чего монтируют промежуточные и тыловые плиты. Для монтажа плит применяют траверсы или распорные рамы, обеспечивающие необходимую точность монтажа без перенапряжения в железобетоне монтируемых элементов.

Омоноличивание плит между собой, а также с наголовниками и сваями производят бетонной смесью марки на 100 единиц выше, чем марка сборных конструкций, с тщательным уплотнением вибрированием. В процессе омоноличивания плит также бетонируют тумбовые массивы. Швы расширения заполняют пропитаными креозотом и покрытыми битумом досками.

Передача на смонтированную часть верхнего строения необходимых монтажных нагрузок или нагрузок от транспорта разрешается только по достижении бетоном не менее 70% проектной прочности.

Тыловое сопряжение причала может быть выполнено в виде бетонного массива (монолитного или пустотного), железобетонной уголковой стенки или комбинированным (в нижнем курсе - массив, поверх его - уголковая стенка).

Перед устройством бетонного покрытия по верхнему строению причала устанавливают балки из профильного металла с анкерами для крепления рельсов, а также монтируют дождеприемники. Для покрытия применяют бетонную смесь с водоцементным отношением 0,5-0,55, с осадкой конуса 1-2 см и показателем удобоукладываемости 25-15 с при укладке с помощью поверхностных вибраторов и виброреек. Бетон подают на укладку самосвалами. Швы бетонного покрытия шириной 2 см, располагаемые над швами ростверка, заливают битумом.

При укладке железнодорожных и крановых путей под рельсы подливают цементный раствор состава 1:2,5 при марке портландцемента не ниже 500. Па 1 м 3 раствора добавляют 100 кг стального «волоса». Штрабы и прирельсовые лотки заполняют асфальтобетоном, уплотняя его горячими металлическими трамбовками. Работы выполняют в сухую погоду при температуре воздуха не ниже +5° С.

Технологическая схема строительства эстакады с уширенным шагом свай приведена на рис. 98, а-е.

Для возведения набережных и пирсов эстакадного типа широко применяют железобетонные цилиндрические сваи-оболочки внешним диаметром 0,6 1,6 м. Строительство причальных сооружений на оболочках диаметром 0,6 м в принципе ничем не отличается от строительства на призматических сваях.

Тяжелые (15-80 т) и длинные сваи-оболочки перевозят со склада хранения до места погружения морем. Для подъема оболочек в горизонтальном положении следует применять специальные захваты, предупреждающие повреждение поверхности бетона. В виде исключения может быть допущено применение для этого обычных тросовых петлевых стропов с прокладкой мягких кранцев. Сваи-оболочки перевозят на палубных баржах и плашкоутах соответствующей грузоподъемности, а при расстоянии перевозки до 5 км - на грузовой палубе плавкрана. На палубе судна каждую колонну укладывают на две деревянные прокладки с выкружками по радиусу оболочки с расстоянием между прокладками, равным 0,6 длины оболочки. Сваи-оболочки должны быть надежно закреплены во избежание их перемещения. Перевозка оболочек на стреле крана в вертикальном положении допустима только на небольшие расстояния, в закрытых акваториях с последующей их установкой в направляющие устройства для погружения.

Перевозимые горизонтально оболочки переводят в вертикальное положение при помощи плавкрана грузоподъемностью 100 т при подъеме одного конца, оснащенного торцевым строповочным обустройством. Иногда, при большой длине оболочки в вертикальном положении она не помещается между гаком крана и отметкой дна акватории. В этом случае необходимы специальные приемы и оснастка для погружения длинных свай-оболочек (некоторые из этих приемов, предложенные автором, приводятся ниже):

• вначале погружают только часть длинной оболочки, а затем на плаву производят вертикальное стыкование ее с верхним звеном при помощи монтажного болтового стыка. В дальнейшем выполняют проектный сварной стык;
• для придания плавучести свае-оболочке ее торцы герметически задраивают на берегу пластиковыми полотнищами из перхлорвинила. Оболочку в горизонтальном положении переносят краном на мочу и буксируют к месту погружения. Затем ее голову стропят к гаку крана, а пластиковое полотнище прорывают у ножевого торца. При этом погружается ножевая часть оболочки под воду, и одновременно краном поднимается головная часть до приведения оболочки в вертикальное положение;
• сваю-оболочку транспортируют в горизонтальном положении на палубе понтона крана. Головная часть оболочки крепится к гаку крана, а ножевая находится в специальной шарнирной цапфе, присоединенной к борту понтона крана. При подъеме головы оболочки одновременно, посредством шарнирной цапфы, происходят поворот и поступательное движение оболочки за борт. При доведении оболочки до вертикального положения, параллельного бортовой плоскости понтона, оболочку освобождают из цапфы и заводят в плавкондуктор;
• оболочку перевозят на понтоне, затем погружают в наклонном положении в воду. При этом ее головная часть опирается на специальное ложе на борту понтона, а ножевая - в уложенную на дне акватории железобетонную плиту. При подъеме головы оболочка, опираясь в подводную плиту, поворачивается до вертикального положения. Плита предупреждает преждевременное погружение ножевой части в слабые грунты дна акватории.

Некоторой модификацией способа погружения свай-оболочек с передвижных подмостей (и монтажа верхнего строения) является применение для этого широкопролетного козлового крана. Сваи-оболочки прикордонного ряда, на которых располагается нога крана, погружают с плавучих средств. Рельсовый путь под вторую ногу крана устанавливают с таким расчетом, чтобы под портал крана можно было доставлять на автомашинах с прицепами сваи-оболочки, а также другие конструкции и материалы. Вибропогружение оболочек козловым краном производят с помощью плавкондуктора, представляющего собой две спаренные тонкостенные металлические трубы диаметром 100 см с заглушками по торцам, между которыми расположены ячейки для размещения шести оболочек продольной секции причала. Кондуктор раскрепляют на крайние, ранее забитые оболочки.

Причальные сооружения эстакадного типа на сваях-оболочках сооружают с шагом опор, позволяющим отсыпать до 70% материала подпричальной призмы при помощи шаланд с открывающимися днищами. Около 15% камня и щебня отсыпают в неудобные места подпричального откоса плавучим грейферным краном и 15% автотранспортом со смонтированного верхнего строения.

После отсыпки подпричального откоса к погруженным сваям-оболочкам подводят полукольцевые плавучие подмости, замыкаемые вокруг оболочек в кольцо. С подмостей устанавливают объемлющие оболочки инвентарные металлические бандажи, служащие направляющими для срубки голов пневматическими отбойными молотками или срезки абразивным инструментом. Срезать головы свай-оболочек под проектную отметку необходимо с точностью ± 3 см. Срубленные оголовки после разрезки оголенных продольных стержней арматуры убирают плавкраном.

Простейшим видом верхнего строения, применяемого для эстакад на сваях-оболочках диаметром 1,2 м, является верхнее строение из сборных железобетонных плоских квадратных плит со стороной 5,23 м, толщиной 0,6 м, массой 40 т. При помощи плавкрана грузоподъемностью 15 т на головы колонн устанавливают опорные площадки и приваривают закладные части площадок к фланцам голов оболочек. Затем производят омоноличивание площадок с головами свай. После достижения бетоном не менее 70% проектной прочности плавкраном грузоподъемностью 50 т по опорным площадкам устанавливают кордонные блоки, ростверковые плиты и тыловые блоки.

Первая отечественная сборная эстакадная набережная из железобетонных крупноблочных предварительно напряженных элементов, сооруженная под руководством автора, представляла собой рамную конструкцию с опорами из свай-оболочек диаметром 1,6 м, с поперечными ригелями и уложенными по ним плитами верхнего строения.

После погружения из внутренних полостей оболочек откачивали воду на глубину 3,5 м, считая от верха оболочки. В осушенную верхнюю часть оболочки опускали при помощи крана «Пионер» железобетонное диск-днище, закрепляемое тремя металлическими подвесками к выпускам арматуры на торце оболочки. Поверх диск-днища устраивали бетонную пробку высотой 20 см. Затем с объемлющих оболочки плотиков на головы колонн надевали наружные и внутренние бандажи из полосовой стали (шириной 16 см, толщиной 8 мм), состоящие (каждый) из двух крепящихся на болтах полубандажей. На головы крайних в поперечном ряду оболочек, между бандажами устанавливали на подливке из пластичного бетона три стальных кубика с размером стороны 8 см (один на одну колонну и два на другую), фиксирующих высотное положение ригеля. Кольцевое пространство между бандажами заполняли бетоном марки 500, приготовленным на мелком щебне. Бандажи, выступавшие над верхом кубиков на 5 см, свободно осаживались под действием веса устанавливаемого ригеля.

Монтаж ригеля осуществляли с помощью плавкрана грузоподъемностью 100 т посредством траверсы или длинных стропов при волнении на море, не превышавшем 2 баллов. Для точной фиксации положения ригелей в плане служили направляющие, укрепленные на плавучих мостиках-кондукторах. В каждом пролете первой монтировали бортовую балку, дающую направление линии кордона причала. Далее по ригелям укладывали слой бетонной подготовки толщиною 5 см, на который устанавливали плиты верхнего строения. При монтаже элементов допускалось искривление линии кордона в плане не более ±2 см и отклонение горизонтальных плоскостей бортовых балок не более ±3 см в плед ел ах длины секции.

Вслед за монтажом элементов верхнего строения производили работы по омоноличиванию оболочек со сборными ригелями, бетонированию монолитной части и продольных швов между плитами и балками. Перед омоноличиванием швов между плитами снизу плит подвешивали опалубку из одиночных досок на проволочных скрутках и устанавливали арматуру омоноличивания. Омоноличивание выполняли пионерным способом с подвозкой бетонной смеси в самосвалах по смонтированному строению.

Общая схема монтажа причала (рис. 99) включает следующие работы: погружение оболочек (I), срубку голов оболочек (II), отсыпку подпричальной призмы (III), монтаж ригелей и плит верхнего строения (IV), монтаж коробов тылового сопряжения (V), монтаж отбойных рам и швартовных тумб (VI). Соблюдение требований безопасности труда при монтаже конструкций приводится в специальной литературе.