Высокий ростверк это: что это такое? Его виды и особенности

Низкий ростверк и высокий ростверк

Если подошва ростверка уложена непосредственно на грунт, то такой ростверк называется низким. Если подошва находится существенно выше поверхности грунта, то такой ростверк называется высоким (см.рис.Ф.14.3). В некоторых случаях, например при пучинистых грунтах, подошву ростверка устанавливают несколько возвышающейся над грунтом на величину порядка 20 см. Однако такой ростверк тоже именуется низким. В некоторых случаях, например при устройстве свайных фундаментов в сейсмически опасных районах, головы свай не заводятся в ростверк, а между ними и нижней поверхностью ростверка устраивается амортизирующая песчаная прослойка.

Ф.14.23. Как можно подразделить буронабивные сваи?

Буронабивные сваи по способу устройства подразделяются на:

а) буронабивные сплошного сечения с уширениями и без них, бетонируемые в скважинах, пробуренных в пылевато-глинистых грунтах выше уровня грунтовых вод без крепления стенок скважин, а в любых грунтах ниже уровня грунтовых вод — с закреплением стенок скважин глинистым раствором или инвентарными извлекаемыми обсадными трубами;

б) буронабивные полые круглого сечения, устраиваемые с применением многосекционного вибросердечника;

в) буронабивные с уплотненным забоем, устраиваемые путем втрамбовывания в забой скважины щебня;

г) буронабивные с камуфлетной пятой, устраиваемые путем бурения скважин с последующим образованием уширения взрывом и заполнения скважин бетонной смесью;

д) буроинъекционные диаметром 0,15-0,25 м, устраиваемые путем нагнетания (инъекции) мелкозернистой бетонной смеси или цементно-песчаного раствора в пробуренные скважины;

е) сваи-столбы, устраиваемые путем бурения скважин с уширением или без него, укладки в них омоноличивающего цементно-песчаного раствора и опускания в скважины цилиндрических или призматических элементов сплошного сечения со сторонами или диаметром 0,8 м и более;

ж) буроопускные сваи с камуфлетной пятой, отличающиеся от буронабивных свай с камуфлетной пятой (см. подп.»г») тем, что после образования камуфлетного уширения в скважину опускают железобетонную сваю.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8466 — | 7350 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Свайный фундамент это группа свай, которые по верху объединены ростверками – специальными конструкциями в виде балок или плит. Ростверки являются несущими конструкциями и служат для передачи, а также равномерного распределения нагрузки от строения на сваи. Сам он не передает нагрузку на грунт, он только распределяет ее между сваями.

Существуют следующие типы свайных фундаментов:

• из одиночных свай. Применяют под легкие, как правило, каркасные здания, когда нагрузку от колонны может выдержать одна свая. Иногда используют так называемые сваи-колонны, которые являются одновременно и сваями и колоннами здания.Это значительно снижает трудоемкость строительно – монтажных работ;
• ленточный свайный фундамент. Применяют под несущие стены здания. Для придания большей жесткости, сваи обычно располагают в несколько рядов;
• свайные кусты. Используют под отдельные опоры – столбы и колонны. Обычно в кусте не менее трех свай;
• сплошные свайные поля. Применяются под тяжелые многоэтажные и башенные сооружения, имеющие небольшие габариты в плане.

Свайные фундаменты бывают с низким ростверком, промежуточным и высоким.

Низкий ростверк (рис а) расположен ниже поверхности земли. Так как ростверк является частью свайного фундамента, он взаимодействует с грунтов основания и передает часть вертикального давления на основание по своей подошве, а также воспринимает горизонтальные усилия. Низкие ростверки рекомендовано располагать ниже зоны промерзания грунта, чтобы исключить воздействие сил морозного пучения.

В свайном фундаменте с низким ростверком в совместной работе участвуют: грунт, находящийся в межсвайном пространстве, сваи и сам ростверк. При этом сваи работают в основном на сжатие.

Промежуточный ростверк располагают без заглубления непосредственно на поверхности грунта. Промежуточные ростверки используют только на непучинистых грунтах, так при промерзании грунта, силы морозного пучения могут попросту оторвать ростверк от оголовков свай. Также следует учитывать, что из-за низкой несущей способности верхних слоев грунта, промежуточные ростверки не могут передавать вертикальное давление по своей подошве.

Высокие ростверки устраивают на некотором расстоянии от земли, обычно 10-15 см. При действии горизонтальных нагрузок для увеличения жесткости забивают и наклонные сваи. Из-за того, что между полом здания и поверхностью земли существует пустота, необходимо дополнительно утеплять пол первого этажа.

Сваи применяют для передачи нагрузки от возводящихся зданий и сооружений нижележащим слоям грунта или для уплотнения грунта и увеличения его несущей способности как основания. По характеру работы сваи подразделяют на сваи-стойки, которые передают давление от зданий и сооружений на прочный грунт, расположенный под толщей слабого фунта, и висячие сваи, передающие нагрузку на окружающий грунт через трение о боковые стенки.

В плане сваи располагают полями — в несколько рядов или в шахматном порядке, кустами — группами из нескольких свай, рядами, сплошными шпунтовыми рядами. В грунт сваи забиваются вертикально и наклонно под некоторым углом. Верх свай срезают под один уровень и соединяют между собой ростверком, принимающим на себя нагрузку от зданий и сооружений, равномерно распределяя ее на сваи.

Размещение, тип, размер, глубина и способы погружения свай указываются в проектах.

Свайный фундамент с ростверком – строительная конструкция, которая объединяет сваи и служит для равномерной передачи нагрузки сооружения на них и на грунтовое основание.

Различают сборные, сборно-монолитные и монолитные ростверки.

Ростверки бывают высокие и низкие. Низкий ростверк обычно располагают ниже поверхности грунта и он передает часть вертикального давления на грунт основания, в то время как высокий ростверк эти нагрузки передает на сваи.

Устройство сборных железобетонных и монолитных ростверков представляют наиболее приемлемые варианты для дачного строительства.

а – металлическую; б – железобетонную

Ростверки являются составной частью свайных фундаментов, объединяют головы свай и служат для передачи нагрузки от надземной части здания через сван на основание.

После размещения свай в плане и определения габаритов ростверка уточняют вертикальную нагрузку на отдельную сваю в фундаменте по формуле

, (1)

Расчетную горизонтальную нагрузку Р, mс, на сваю определяют из условии равномерного распределения нагрузки на все сваи фундамента. При этом плита ростверка по отношению к сваям принимается бесконечно жесткой.

Ростверки ленточные и под отдельные колонны рассчитывают в соответствии с требованиями СНиП II-В.1—62* по первому предельному состоянию на основное, дополнительное и особое сочетание расчетных нагрузок, а при необходимости — по раскрытию трещин на основное и дополнительное сочетание нормативных нагрузок.

Проверка ширины раскрытия нормальных трещин производится при применении арматуры из стали класса А-Ш для армирования подошвы ростверка. Расчет по раскрытию трещин следует производить согласно указаниям п. 10.4 СНиП II-В.1—62*. Ширина раскрытия нормальных трещин a_Т должна быть не более 0,2 мм.

Расчет ростверков на сваях сплошного круглого сечения производят так же, как и на сваях квадратного сечения.

Сборные и монолитные железобетонные ростверки свайных фундаментов должны изготавливаться из бетона проектной марки не ниже соответственно 200 и 150.

Высоту железобетонного ленточного свайного ростверка определяют расчетом.

Размеры подошвы ростверка под колонны, ступеней и подколонника в плане из условия унификации рекомендуется принимать кратными 300 мм. Высоту плитной части, ступеней и подколонника следует принимать кратной 150 мм.

Арматуру для армирования ростверков применяют стержневую горячекатаную периодического профиля из стали классов A-II, А-III и круглую класса A-I.

Плиты ростверка рекомендуется армировать в каждом направлении отдельными сварными сетками, у которых расстояние между рабочими стержнями равно 200 мм. Диаметр рабочей арматуры следует принимать из менее 10 мм при длине стержней до 3 м и не менее 12 мм при длине более 3 м. Арматурные сетки должны быть сварены во всех точках пересечения стержней. Допускается часть пересечений связывать проволокой при условии обязательной сварки всех точек пересечений я двух крайних рядах по периметру сеток. Для обеспечения анкеровки рабочей арматуры по концам сеток на расстоянии 25 мм от конца продольных стержней должны быть предусмотрены поперечные стержни вдвое меньшего диаметра, чем продольные.

В случае заделки верхних концов свай в ростверк на глубину 50 мм арматурные сетки укладывают сверху на головы свай. При заделке свай в ростверк на глубину более 50 мм стержни, попадающие на сваи, вырезают, а сетки укладывают с защитным слоем бетона 50 мм.

Стенки стакана ростверка под сборные железобетонные колонны армируют продольной и поперечной арматурой. Поперечное армирование стенок стакана следует выполнять в виде сварных сеток с расположением стержней у наружных и внутренних поверхностей стенок. Диаметр арматурных стержней принимается по расчету, но не менее 0,25 диаметра продольной арматуры стенок. Расстояние между сетками принимается не более 0,25 глубины заделки колони и не более 200 мм.

В верхней части стакана рекомендуется устанавливать 2—3 сетки с шагом 100 мм.

Диаметр продольной арматуры стенок стакана определяют расчетом.

Сетки, необходимые по расчету на смятие под торцами сборных железобетонных колонн, укладывают не менее 2 шт., а под опорными плитами базы стальных колонн — не менее 4 шт. с расстоянием по высоте 50—100 мм.

Железобетонные монолитные, а также стальные колонны соединяются с монолитными ростверками так же, как и с монолитными фундаментами на естественном основании.

Уплотнение и закрепление грунтовых оснований. Применение песчаных, грунтовых, песчано–гравийных подушек. Определение необходимости уплотнения, закрепления или замены грунта.

Последнее изменение этой страницы: 2017-02-19; Нарушение авторского права страницы

Что такое ростверк фундамента, его устройство и разновидности

Ростверк – горизонтальная часть свайно-столбчатого фундамента, соединяет отдельные сваи (столбы) в единую конструкцию. Его задача – равномерно распределить и передать со стен нагрузку на сваи и затем на грунт, зафиксировав положение свай и не позволяя им в дальнейшем отклоняться от вертикали. Сам ростверк на грунте не лежит и на грунт не давит. В этом его отличие от ленточного (ленточно-столбчатого) фундамента. Однако гидроизоляция все равно нужна.

Виды ростверков

Сборный ростверк

Сборный ростверк, например из стальных балок (швеллера, двутавра и др.) обычно сварной. Его недостаток – в сложности монтажа на сваях тяжелых балок, в малой прочности соединения отдельных балок (стыки слабее балок) и в высокой коррозии незащищенного металла, находящегося в зоне высокой влажности (снег, влажный приземный слой воздуха) и материала швов. Удобен для недолговечного строительства (дачные домики, веранды, беседки) с планируемым сроком службы максимум 10-20 лет.

• Сборно-монолитный ростверк ↓
• Монолитно-литой ростверк ↓
• Типы ростверков по положению ленты ↓
• Высокий ростверк ↓
• Повышенный ростверк ↓
• Заглубленный ростверк ↓
• Выводу по ростверку ↓

Сборные ростверки могут просто укладываться на гидроизолированные оголовки свай сверху и прикрепляться к ним без омоноличивания. В деревянных домах роль ростверка «доверена» нижнему венцу или нижней обвязке.

Типы сборных ростверков (изображение принадлежит компании Фундэкс)

Сборно-монолитный ростверк

Сборно-монолитный ростверк чаще применяют в промышленном строительстве, строительстве многоэтажных зданий. Это своеобразный «конструктор» из отлитых заранее деталей с «замками» и шпоночными соединениями, омоноличиваемый в процессе (или после) сборки. Стоит дорого, собирается на месте с помощью тяжелого оборудования и требует высокой точности в установке свай. Для частного домостроения невыгоден.

Монолитно-литой ростверк

Монолитно-литой (в дальнейшем – «монолитный») железобетонный ростверк отливается в виде балки (ленты, замкнутого периметра, незамкнутого контура) или монолитной плиты. В любом варианте конструкции ростверк соединяет сваи – будучи прикрепленным к ним или включая их в свою толщу. Плита обычно высокая, лента может быть высокой, повышенной, заглубленной. Монолитный ростверк – наиболее удобный для малоэтажного строительства вариант.

Типы ростверков по положению ленты

По положению ленты (и монтируемой опалубки) относительно поверхности земли выделяют три вида ростверка:

1. высокий
2. повышенный
3. заглубленный

Высокий ростверк

Самый рациональный – высокий ростверк, его нижняя плоскость выше уровня грунта на 10-15 см и выше. Это нужно, чтобы зимой грунт, даже поднимаясь вдоль свай, не давил на ленту. Иначе, поднимая ростверк, промерзший грунт начнет вырывать сваи или (вероятнее второе) оторвет от них ростверк.

Недостаток этого типа ростверка для российской средней полосы – незагерметизированная пустота между грунтом и нижним перекрытием. Фактически, под полом отсутствует утепляющая неподвижная воздушная подушка, поэтому его приходится дополнительно утеплять, и в доме не может быть полноценного подвала. Можно предусмотреть опускающиеся на зиму щиты, по типу швертов, закрывающие щели между ростверком и землей.

Для района субтропического климата и для деревянного строительства, наоборот, такое проветривание пространства под полом очень удобно, так как способствует снижению влажности в доме и летнему охлаждению помещения. Так строят дома в Японии и Китае. Кроме того, при высокой ленте ростверка, это удобный вариант для устройства небольшого заглубленного вентилируемого пространства под домом для непродолжительного летнего хранения инвентаря, игрушек, собранного урожая.

За счет затенения и вентиляции в этом пространстве летом довольно прохладно, а выполненная с наклоном от дома отмостка (особенно заходящая под ростверк), надежно защитит от дождя и грязи. Чтобы зайти под дом, можно сделать между двух свай небольшую арку в ростверке и выкопать под дом лестницу и траншею-коридор по типу гаражной смотровой ямы, по сторонам от которого на земле размещают инвентарь. Такой доступ в пространство под домом удобен, чтобы периодически осматривать ростверк и нижнее перекрытие, при необходимости корректировать их состояние. В деревнях это одно из любимых мест летного обитания для всякой живности вроде кур, собак и кошек, поэтому щель можно закрыть сеткой.

Повышенный ростверк

Повышенный ростверк устраивают так, что его подошва оказывается вровень с землей. Из-под опалубки выбирают 10-15 см грунта, так что готовый ростверк висит над воздушной подушкой. Это убирает щель, в которой гуляет ветер и до некоторой степени делает воздушную подушку неподвижной.

Но поскольку доступ в пространство под домом в этом случае почти невозможен, нужно обязательно защитить пространство воздушной подушки швертами или просто листами шифера, пластика и т.д., свободно установленными снаружи ростверка и доходящими до дна траншеи, от осыпания в эту полость земли. Иначе вскоре ростверк окажется лежащим на земле и на него начнет действовать зимнее пучение грунта.

Нельзя и закреплять на ростверке защитные щитки-шверты – они должны быть самостоятельны, тогда грунт сможет поднимать и опускать их, никак при этом не влияя на ростверк.

Заглубленный ростверк

Фундамент с заглубленным ростверком одновременно наиболее популярен и наименее рационален. По периметру здания, непосредственно по линии проекции его будущих стен выкапывается неглубокая траншея, из дна которой оказываются торчащими оголовки свай. Затем делается опалубка-желоб, её дно расположено ниже уровня земли, но под ней также имеется воздушная подушка (можно положить желоб на бруски или отсыпать временную песчаную подушку). Такой фундамент тоже предполагает защитные шверты, и дает практически неподвижную воздушную подушку под полом, это утепляет дом.

Монолитный железобетонный ростверк для свайного и столбчатого фундамента своими руками — как правильно сделать опалубку, армирование и заливка бетоном.

Руководство по возведению свайного фундамента с ростверком — выбор типа сваи, бурение скважины, заливка и возведение ростверка.

Выводу по ростверку

Опалубка для ростверка предусматривает съемное дно, формирующее гладкую нижнюю поверхность висящей в воздухе балки. В целом же принципиальных различий в отливке разных видов ростверков нет, различия лишь в трудоемкости земляных работ или подъема бетонной смеси в более высокий желоб опалубки. Армирование и заливка бетоном опалубки ростверка также не имеет особых отличий с заливкой ленточных фундаментов.

Ростверк часто называют столбчато-ленточным фундаментом, поскольку он внешне похож на ленточный. Это некорректное название, так как есть серьёзное различие в конструкции, назначении и свойствах. Лента у ленточного фундамента сама, всей поверхностью равномерно передает полную нагрузку на грунт, так как всей поверхностью плотно лежит на земле. Если у неё и есть столбы, то они скорее нужны для увеличения боковой работающей поверхности и особой роли в передаче нагрузок на грунт не играют.

Смысл ростверка – только объединение свай, работающих для передачи точечной нагрузки на грунт, и перераспределение на них общей нагрузки, сам он при этом на грунт нагрузку не передает и никогда не опирается на него, так как связан со сваями относительно слабо и при зимнем пучении грунта от свай его может просто оторвать.

Ростверк используют для относительно нетяжелых 1-3 этажных зданий, а в сейсмоопасных районах только для очень легких и одновременно прочных деревянных, каркасных и сип-панельных домов.

Статья была полезна?

3,00 (оценок: 1)

РАСЧЕТ МОРСКОГО КРЕПЛЕНИЯ ГРУЗА ПРИ ПЕРЕВОЗКЕ НА БАРЖЕ

ОНЛАЙН КАЛЬКУЛЯТОРЫ БУКСИРОВКИ И МОРСКОГО КРЕПЛЕНИЯ

ЧТО ТАКОЕ МОРСКОЕ КРЕПЛЕНИЕ?

Морское крепление — крепление груза при транспортировке в море. При перемещении груза по морю он должен быть закреплен таким образом, чтобы исключить любое движение, которое может повредить груз или судно. Любое крупное движение груза может привести к проблемам с остойчивостью, что поставит под угрозу судно, груз и экипаж на борту.
 
Различные грузы будут иметь разные типы крепления в зависимости от формы, размера и судна-перевозчика.

Нормальный груз SeaFastening

Контейнер SeaFastening

Морское крепление контейнеров на контейнерово и прикреплены к частям сосуда . 9Контейнеры 0060 сами находятся в штабеле и закреплены непосредственно на платформе нижними штабелеукладчиками или нижними поворотными замками. Внутри штабелей расположены промежуточные штабелеукладчики или поворотные замки, перемычки или рычажные пластины. Нижние укладчики — это устройства без блокировки, которые удерживают контейнер на месте.

ТРАНСПОРТИРОВКА ТРУБ МОРСКОЕ КРЕПЛЕНИЕ

Трубы транспортируются баржами в место укладки, где трубоукладочное судно будет укладывать эти трубы. Трубы уложены друг на друга и закреплены стойками и тросами. Поверх этих стоек привариваются проушины, а вокруг этих труб обматывается проволока с скобами.

Морское крепление труб

МОРСКОЕ КРЕПЛЕНИЕ ОБОЛОЧКИ

Оболочки обычно перевозятся баржами для перегрузки или спуска на воду. Эти куртки прикреплены на барже

Topside SeaFastening

Типичные опоры для моря

Seafastening Stanchion Or Brace0044

SEAFASTENING LASHING PADEYES

SEAFASTENING TAUT WIRE

SEAFASTENING DOG PLATE

SEAFASTENING GRILLAGE

SEAFASTENING PULLING LUGS DESIGN

WHAT IS STOWAGE PLAN DURING SEAFASTENING

SEAFASTENING НАГРУЗКИ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ

Если не проводятся ни исследования движений, ни модельные испытания, то для стандартных конфигураций и предмета
удовлетворительным морским процедурам могут быть приемлемы следующие критерии движения.

а. Предполагается, что оси крена и тангажа проходят через центр плавучести.

б. Предполагается, что вертикальная качка параллельна глобальной вертикальной оси. Следовательно, составляющая вертикальной качки, параллельная палубе при углах крена или тангажа, показанная выше, является добавочной к силам, вызванным статической составляющей силы тяжести и ускорением крена или тангажа.

в. Предполагается, что фазирование объединяет в виде отдельных загружений наиболее тяжелые комбинации из

• крен + подъем
• шаг + подъем

d. Для случаев 7 и 8 вылет должен быть ограничен максимальной силой 5 баллов по шкале Бофорта с улучшением прогноза на следующие 48 часов. Продолжительность рейса, включая непредвиденные обстоятельства, не должна превышать 24 часов.

эл. Для Случаев 9 и 10 указанные критерии даны в качестве общего руководства для кратковременных буксировок баржами и перевозок судов. Фактические критерии должны быть согласованы с соответствующим офисом GL Noble Denton с учетом характера судна или баржи и груза, маршрута рейса, погодных условий, которые могут возникнуть, доступного убежища и услуг по прогнозированию погоды, которые будут использоваться. .

ф. Для случая 11 расчетная нагрузка в каждом направлении принимается как самая тяжелая из-за:

• 0,1g статической нагрузки, параллельной палубе, или
• статического наклона, вызванного расчетным ветром, или
• наиболее сильного наклон в состоянии однокамерного повреждения.

г. Должен учитываться дополнительный крен или дифферент, вызванный расчетным ветром. Для большинства перевозок допустимо не учитывать влияние прямой ветровой нагрузки при расчете сил, действующих на груз (см. раздел 8.3). Если суммарное воздействие ветра на груз за счет прямого нагружения и ветрового крена составляет более 10 % нагрузок от установленных по умолчанию критериев движения, то они должны быть равны
добавил.

​Используйте приведенный ниже онлайн-калькулятор и измените значения в поле, чтобы получить динамические нагрузки в соответствии с критериями NDI.

Нажмите, чтобы установить пользовательский HTML

КОНСТРУКЦИЯ МОРСКИХ КРЕПЛЕНИЙ

В данном контексте морские крепления включают в себя любые ростверки, поддоны, опоры или другие поддерживающие конструкции, ограничители крена, наклона и подъема, а также соединения с баржей или судном.

1. Морские крепления должны быть рассчитаны на общие нагрузки.
2. Морские крепления должны быть рассчитаны на отклонение баржи или судна на волне, главным образом из-за продольного изгиба.
3. Если учитывается продольный изгиб, подходящие конструкции морских креплений включают колодки, которые допускают некоторое перемещение между баржей и грузом. Ограничители шага в одной точке только вдоль груза, а другие точки могут свободно скользить или отклоняться в продольном направлении. Вертикальные опоры только в 2 положениях продольно. Интегрированная конструкция баржа-морские крепления-груз, способная противостоять нагрузкам, вызванным изгибом и сдвигом.
4. Для буксируемых объектов, таких как FPSO, которые могут иметь стационарно установленные модули с трубопроводами или другими соединениями между ними, соединения должны иметь достаточную гибкость, чтобы избежать перенапряжения. Следует отметить, что условия изгиба транспортной волны могут быть более жесткими, чем условия эксплуатации. В длинных модулях, перевозимых в качестве груза, следует также учитывать внутренние трубопроводы.
5. Конструкция ростверка и морских креплений часто зависит от способа загрузки. Грузы, поднимаемые на транспортную баржу или судно, или перемещаемые над погружной баржей или судном, часто поддерживаются деревянными опорами или поддонами для распределения нагрузки и обеспечения незначительных волнистостей настила палубы. Грузы, загруженные на салазках, обычно остаются на салазках и прикрепляются к ним. Грузы, выгружаемые прицепами, обычно нуждаются в конструкции ростверка выше, чем минимальная восьмерка прицепа. Высота ростверка или настила должна позволять любые выступы ниже линии поддержки груза.
6. Предпочтительны сварные стальные морские крепления, но для небольших грузов, обычно менее 100 тонн, могут быть приемлемы цепные, проволочные или лямочные крепления с соответствующими натяжными устройствами. Цепные стяжки, храповики или талрепы должны быть натянуты перед отплытием, чтобы распределить нагрузку между креплениями, и закреплены так, чтобы они не могли ослабнуть. Найтовы следует регулярно и после плохой погоды осматривать, чтобы обеспечить сохранение натяжения. Проволочные найтовы не рекомендуются для беспилотных перевозок.

ПРОВЕРКА СТРОП ДЛЯ МОРСКОГО КРЕПЛЕНИЯ

Горизонтальные силы и силы подъема воспринимаются стропами, а сила подъема вниз воспринимается баржей.
Если конфигурация стропов симметрична во всех четвертях, то для проверки MBL могут быть выбраны наиболее нагруженные стропы. Как показано выше, стропы 7 и 8 являются наиболее нагруженными стропами.

Базовая геометрия баржи и стропа должна использоваться для определения угла между плоскостью баржи и стропом, между направлением крена и стропом и направлением тангажа и стропом. Дальнейшие нагрузки, действующие на любой отдельный строп, можно рассчитать по уравнениям равновесия.
 Нагрузка, действующая на любой конкретный строп, должна быть меньше соответствующей MBL.

МОРСКОЕ КРЕПЛЕНИЕ PADEYES CHECK

Нажмите, чтобы установить пользовательский HTML0044

​Должна быть проверена прочность элементов ростверка при погрузочно-разгрузочных, транспортировочных и всплывающих операциях.
Элементы морских креплений должны выдерживать нагрузки при транспортировке и выполнять подпалубную проверку прочности транспортного судна в процессе погрузки, транспортировки и всплытия.
 

Основы проектирования ростверка и морских креплений

Анализ конструкции во время операций по выгрузке, во время транспортировки и операций на плаву должен быть выполнен для проверки конструкции.

  Операции по разгрузке

Анализ методом конечных элементов по загрузке должен быть выполнен для проверки структурной целостности конструкций ростверка и прочности под палубой корпуса.
 
Анализ транспортировки

Анализ транспортировки должен основываться на результатах Анализа устойчивости и движения во время транспортировки. Данные о движении должны использоваться для ускорения и усилий на элементах морского крепления. Среди вариантов нагрузки движения максимальные варианты нагрузки системы в каждом случае крена и тангажа должны применяться к элементам морских креплений и области скользящей балки.
 
Анализ операций плавучести

Анализ плавучести должен быть проверен для того, чтобы элементы ростверка и конструкция корпуса имели достаточную прочность против нагрузок от блока домкрата во время операции плавучести. Максимальная вертикальная и боковая нагрузка должна быть взята из Анализа сопряженной нагрузки. Из-за прочности конструкции предел максимальной вертикальной и поперечной нагрузки во время операций плавания может быть определен на основе ограничения прочности конструкций.

Преодоление препятствий | Оффшор

Способ установки верхних строений предлагает альтернативу

Alp Kocaman, J. Ray McDermott Inc.

Установка верхних строений на плаву стала экономически эффективной альтернативой для морского строительства за последние 25-30 лет, так как постоянно увеличивающийся вес верхних строений превышает грузоподъемность плавучих кранов.

Основная концепция операции наплавки заключается в транспортировке верхних строений на судне в виде одной детали, размещении судна над основанием и опускании верхних строений на основание с сохранением положения судна.

Технологическая платформа Arthit была загружена на Intermac 650 , плавучий/спусковой барж J. Ray. Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение

Хотя этот основной принцип погрузки и транспортировки остается тем же, методы и системы, используемые для реализации этой концепции, значительно различаются и создают многочисленные технические и эксплуатационные проблемы.

Фазы плавания

С точки зрения эксплуатации существует несколько отдельных фаз:

• В режиме ожидания — Судно находится на безопасном расстоянии от основания, но подключено к системе швартовки, и в последнюю минуту идут приготовления, такие как подготовка системы быстрого балласта или гидравлических домкратов
• Швартовка — Судно входит в основание
• Предварительная стыковка. При балластировке судна для согласования узлов сопряжения опор (LMU) с приемными устройствами на верхней части опор основания и удаления оставшихся креплений крайне важно, чтобы движения судна были ограничены в соответствии с выбранной геометрией LMU. Перенос веса еще не происходит
• Стыковка — Верхние строения опускаются на основание путем быстрой балластировки судна или с помощью гидравлических домкратов. Вес надстройки полностью переносится на обшивку
• Последующая стыковка — создается зазор между палубными опорами (DSU) и судном, чтобы движения судна не вызывали контакта между ними
• Выход — судно выводится из прорезь куртки.

Плавающее судно

Судно имеет решающее значение для успешной операции по плаванию. Это судно будет использоваться для загрузки верхних строений, их безопасной транспортировки на площадку, осуществления спуска на воду и возвращения. Несмотря на то, что существует ряд самоходных судов, используемых для операций по наплавке, большинство из них выполняются с использованием обычных грузовых барж. В некоторых случаях использовались несколько судов в конфигурации катамарана или тримарана.

Плавающее судно должно быть достаточно узким, чтобы поместиться внутри стоек кожуха, но иметь достаточную прочность и устойчивость, чтобы загружать и перевозить тяжелые верхние строения. Недавние крупногабаритные верхние строения (15 000 тонн [13 608 метрических тонн] и тяжелее) обычно имеют расстояние между стойками кожуха в свету около 151 фута (46 м). При номинальных габаритах ширина судна не должна превышать 138 футов (42 м). Судну также требуется достаточная прочность и устойчивость для погрузки и транспортировки таких тяжелых надстроек, для которых обычно требуется более широкое судно.

Использование гидравлических домкратов позволяет отбуксировать верхние строения на площадку на транспортном судне на низком уровне и поднять их до уровня подъема непосредственно перед операциями по подъему. Это может иметь решающее значение для верхних строений с высоким вертикальным центром тяжести, где устойчивость во время буксировки незначительна или неприемлема. Гидравлическая домкратная система также обеспечивает быстрое опускание верхних строений. Однако, будучи активной механической системой, домкраты должны быть изготовлены, обслуживаться и контролироваться с высокой точностью.

Песчаные домкраты — еще один метод быстрого отделения транспортного судна от нижней части надстроек. Песчаные домкраты представляют собой поршни большого диаметра, которые опираются на столб песка, чтобы выдержать весь вес верхних строений. Когда на основание переносится достаточный вес, открываются люки для сброса песка и быстрого опускания поршня для завершения переноса веса. Домкраты для песка более экономичны, чем гидравлические домкраты.

Если для опускания верхних строений не используется гидравлическая система или домкрат, перенос веса обычно осуществляется за счет переноса балласта. Система быстрого балласта (RBS), которая использовалась недавно, сокращает продолжительность переноса веса для верхних строений весом 20 000 тонн (18 144 метрических тонны) примерно до 20 минут. Дополнительным преимуществом является то, что это отказоустойчивая система; как только клапаны открыты, нет необходимости контролировать или закрывать их, пока баржа не отделится от верхних строений.

Поплавковое оборудование

Для успешного сопряжения верхних строений с основанием необходим ряд компонентов.

Опорная рама для палубы (DSF) используется для распределения высококонцентрированных нагрузок на опоры верхнего строения на рамы судна. Пластинчато-балочный тип распределяет нагрузку по четырем продольным переборкам плавучего судна и может выдерживать реакции высоких бортов. В других проектах с успехом использовались трубчатые пространственные рамы.

Верхние строения поддерживаются на DSF с помощью палубных опор (DSU). DSU также могут быть сконфигурированы с амортизаторами или без них, в зависимости от механизма разделения. Соответствующие DSU опираются на поверхность с низким коэффициентом трения, что позволяет сосуду свободно двигаться во время разделения. Это отделяет массу судна от верхних строений, поэтому инерция судна не увеличивает боковые нагрузки на верхнюю часть корпуса через точки опоры ног.

Блоки сопряжения опор (LMU) представляют собой амортизирующие устройства, размещенные внутри оконечностей стоек верхних строений и вступающие в контакт с рецепторами в верхней части опор обшивки. Амортизирующие LMU представляют собой специально разработанные резиновые элементы, которые предотвращают перенапряжение конструкции верхнего строения от ударных нагрузок. В других случаях, в зависимости от геометрических ограничений, LMU могут быть размещены внутри штанин куртки.

Система швартовки

Система швартовки, необходимая для большинства операций по наплавке, должна иметь размеры, соответствующие ожидаемому движению судна, условиям окружающей среды на площадке и геометрии, определяемой на площадке. Швартовые канаты состоят из стальных или полипропиленовых канатов, заканчивающихся стальными канатами.

Линии и их предварительное натяжение рассчитываются и регулируются для обеспечения точного позиционирования судна и минимизации влияния окружающей среды на движение. Необходимо проверить естественный период сосуда, чтобы убедиться в отсутствии проблем с резонансом.

С установленной системой швартовки палуба Arthit на борту Intermac 650 подходит к кожуху для передачи нагрузки. Щелкните здесь, чтобы увеличить изображение

Система швартовки должна быть достаточно небольшой, чтобы ее можно было легко развернуть и отсоединить на месте, и в то же время достаточно прочной, чтобы сохранить контроль над судном. Обычно выбираются швартовные лебедки с тяговым усилием 120 тонн (109 метрических тонн) и диаметром троса менее 2–2,5 дюймов (5–6 см). С чем-то большим будет трудно справиться в открытом море или потребуются специальные лебедки. Для небольших соединительных линий, которые заканчиваются на ножках кожуха, хорошо подходят лебедки грузоподъемностью 50 тонн (45 метрических тонн).

Существует два метода управления движением судна. В методе свободной прорези используются швартовные канаты судна и стыковочные канаты для управления боковыми движениями судна, поэтому не требуется никакой специальной системы отбойных устройств. Зазора достаточно, чтобы судно не касалось ножек кожуха при максимальных движениях судна. В этом случае требуется надлежащее устройство швартовки, чтобы судно не касалось кожуха. Обычно требуется компьютерное моделирование и модельные испытания, чтобы убедиться, что судно не соприкоснется с основанием, или, если контакт произойдет в непредвиденных обстоятельствах, судно и основание не получат серьезных повреждений.

Второй метод, узкая щель, создает небольшой зазор между судном и кожухом путем установки нескольких кранцев в боковом направлении, чтобы ограничить движение судна как в направлении волнения, так и в направлении раскачивания. Крылья предотвращают движение судна и поглощают энергию, создаваемую движением судна. В этом случае упругое свойство системы будет включать в себя крылья и жесткость ног куртки. Также предусмотрены продольные упоры для остановки помпажного движения судна. Одним из недостатков метода узкой щели является возможность застревания сосуда на этапах входа или выхода операции.

Методика анализа

При анализе операции наплава необходимо оценить движения судна и результирующие нагрузки на LMU, DSU и швартовные канаты. Для большинства программ анализа движения корпус судна должен быть определен как набор панельных пластин. Верхние части можно смоделировать как твердое тело. Программа должна иметь средства для соединения верхних строений и судна с помощью жестких и гибких соединительных элементов, а также швартовных тросов.

Затем программа анализа должна собрать все компоненты вместе:

• Баржа будет соединена со дном швартовными тросами используя сопрягаемые стропы или кранцы, если рассматривается метод узкой прорези
• Верхние строения будут соединены с баржей с помощью моделирования жесткого соединителя
• DSU будет содержать пружину с вертикальным зазором и боковой пружинный элемент для имитации поверхности трения между верхними строениями и баржей
• Верхние строения будут соединены с кожухом с помощью LMU
LMU
• будут иметь пружинный элемент с нелинейным зазором, учитывающий сопряжение конуса и геометрии приемника, а также способность создавать боковые нагрузки.

Для прогнозирования движений и связанных с ними нагрузок на соединители можно использовать трехмерный анализ во временной области, моделирующий систему плавучести как три независимых твердых тела с различными типами соединителей. Для гидродинамического расчета применим метод трехмерной дифракции.

Используя волны, ветер и течения, можно предсказать движения изучаемых тел (в данном случае плавучего судна и верхних строений) и силы в соединителях. Статистический анализ результатов дает верхние, нижние и номинальные значения и, таким образом, основу проектирования.

Модельные испытания

В большинстве случаев компьютерное моделирование не позволяет в достаточной мере оценить осуществимость поплавка и установить критерии проектирования для отдельных компонентов. Тестирование моделей — хороший способ убедиться, что компьютерное моделирование реалистично и не вызывает неожиданностей.

Масштаб модели следует выбирать тщательно. Высота волн и высота зыби, которые должны использоваться в масштабе прототипа, малы, менее 7 футов (2 м). Масштабирование волн до масштаба модели будет давать очень маленькие волны в низкие периоды, которые будут ограничены испытательным оборудованием, чтобы добавить дополнительные сложности. Рекомендуемый максимальный масштаб 1:50. Даже в этом масштабе волны в масштабе модели будут иметь высоту 1,2–1,6 дюйма (3–4 см) и период 1 секунду. Создать такую ​​маленькую волну сложно.

Современные методы измерения и оцифрованный сбор данных дают большие преимущества. Значительные объемы оперативных данных могут быть легко собраны и обработаны. Как минимум будут измеряться движения верхних строений и баржи. Широко доступные сегодня системы оптического слежения также позволяют определять скорости и ускорения.

Силы между LMU и DSU могут быть измерены относительно легко. Нагрузки на швартовные канаты и стыковочные канаты также могут быть зарегистрированы.

Одной из технических проблем тестирования модели является интерпретация результатов и сопоставление с компьютерным моделированием.

Ограничения

Каждый компонент системы плавучести имеет физические ограничения в отношении максимальных перемещений или нагрузок. Когда эти пределы превышены, безопасность будет поставлена ​​под угрозу. Итеративный процесс может установить эти ограничения.

Геометрия компонентов LMU и DSU определяет пределы движения. Максимальный радиус перемещения LMU ограничивается в основном диаметром опорного основания. Максимальный радиус отклонения редко превышает 3,3 фута (1 м).

Пределы вертикальной и поперечной нагрузки на компоненты LMU и DSU определяются прочностью основания и конструкции верхнего строения. Как правило, плавучее судно и специальные анализы недоступны во время проектирования конструкции верхних строений и подстилающего строения, поэтому ограничения могут быть установлены на основе прошлого опыта.

Швартовные и стыковочные тросы (и кранцы, если они используются) будут иметь ограничения. Необходимо проверить ограничения движения баржи, чтобы судно не касалось основания.

В конечном счете, пределы волнения устанавливаются в зависимости от направления подхода, что обеспечивает безопасность операций.

Определение ограничивающих погодных условий, особенно ограничений движения судов, важно и должно быть установлено заранее.

Однокорпусные суда более чувствительны к длительным волнениям, чем к кратковременным волнениям. В разных регионах мира могут быть разные данные о погоде; использование периода пика спектра около семи секунд дает хорошую точку разделения между ними. Данные о погоде необходимо анализировать; история за 100 и более лет получается с четким разделением на составляющую зыби, распределение скорости ветра и скорости течений.

Исходя из погодных ограничений для разных направлений приближения погоды, для разного времени года и исторических данных о погоде на месте установки, следующим шагом является рассмотрение потенциальной работоспособности поплавка. Хотя полученная таким образом работоспособность не будет строго детерминированной, полученное число будет ориентиром для потенциального простоя из-за погодных условий для данного периода установки.

Морские операции являются критическим этапом всего проекта. Необходим набор процедур, помогающих в процессе принятия решений на шельфе. В дополнение к регулярным обновлениям погоды для конкретных участков можно развернуть буй для получения данных о волновых условиях и тенденциях в режиме реального времени. Эти данные в реальном времени можно сравнить с историческими данными, чтобы увидеть, лучше или хуже преобладающая погода, и сравнить с начальными процентами работоспособности.

Еще одним инструментом принятия решений, который можно установить, является система мониторинга движения судна. В этой системе движение судна в режиме реального времени в 3D можно просматривать вместе с трендом. Когда движения судна находятся в допустимых пределах и тенденция благоприятна, можно выполнять следующий этап операций.

Пример из жизни

Дж. Рэй МакДермотт недавно завершил монтаж самого большого интегрированного настила в Юго-Восточной Азии. Технологическая платформа Arthit (APP) грузоподъемностью 18 739 коротких тонн (17 000 метрических тонн) была построена для PTT Exploration and Production Public Co. Ltd. (PTTEP) на производственном предприятии J. Ray на острове Батам, Индонезия. Плавание было на месторождении Артит на глубине 262 фута (80 м) в Сиамском заливе, примерно 398 миль (641 км) к югу от Бангкока. Подконструкция (оболочка) была изготовлена ​​на заводе J. Ray в Батаме, доставлена ​​и установлена ​​в Артите.

В отсутствие баржи, способной выгружать, транспортировать и плавать над палубой Arthit, J. Ray McDermott использовал систему, созданную специально для проекта на барже Intermac 650 (I-650) . Модификации включали сужение носовой части I-650 со 170 футов (51,8 м) до 138 футов (42 м), что позволило ему войти в прорезь кожуха, сохранив при этом кормовую часть нетронутой, чтобы сохранить устойчивость, грузоподъемность и прочность баржи. .

Палуба была построена низко над направляющими на производственной площадке, чтобы увеличить свободное пространство для подъемных кранов. Для выгрузки первым делом нужно было поднять платформу и задвинуть под нее DSF. Недавно построенный DSF также служил ростверком, распределяющим нагрузку, правильно распределяя вес палубы на шпангоуты I-650 .

Затем палуба была опущена на DSF, и между ними были установлены крепления. Четыре комплекта тросовых домкратов были размещены с одной стороны в конце DSF, а с противоположного конца — в конструкции вахтовика на носу баржи. Каждый домкрат мог генерировать 900 тонн (816 метрических тонн) тяги достаточно, чтобы преодолеть трение.

После выгрузки палуба была закреплена стяжками, рассчитанными на 10-летний период повторяемости экстремальных погодных условий и установленными на продольных фермах ДСП. Расстояние буксировки составляло 551 милю (887 км), а продолжительность буксировки составляла примерно пять дней. Для буксировки И-650 использовался главный буксир мощностью 12000 л.с. и вспомогательный буксир мощностью 7000 л.с.

Система швартовки состояла из восьми швартовых тросов, оканчивающихся якорями морского дна, и восьми стыковочных тросов, оканчивающихся опорами кожуха. Был использован метод свободной прорези с использованием ударных ячеек на ножках куртки, LMU и DSU поверхности скольжения.

Использовалась система швартовки со свободными пазами, которая позволяла судну входить и выходить только при случайном контакте. Погода была ограничена значительной высотой волны 4,1 фута (1,2 м).

При правильном погодном окне в прогнозе И-650 был перемещен из резервной позиции на подконструкцию. Скоростная балластная система, состоящая из ряда 24-в. Поворотные затворы диаметром 61 см в восьми различных резервуарах опустили баржу с высокой скоростью во время переноса веса. Общая продолжительность плавания составила менее 12 часов. Большая часть этого времени была потрачена на подготовку систем баржи к спуску на воду. Фактический перенос веса занял менее 15 минут.

Корабль вошел и вышел с минимальным случайным контактом. Были установлены погодные ограничения, чтобы баржа не касалась основания во время всплытия. Компьютерное моделирование и модельные испытания гарантировали отсутствие контакта.