Ростверк что это такое и устройство ростверков ☛ Советы Строителей На DomoStr0y.ru

Содержание

• Понятие «ростверк» и его виды
• Виды ростверка по месту расположения
• Виды ростверков по типу материала
• Виды ростверка по конструктивному исполнению

Конструкция любого свайного фундамента состоит из двух функционально значимых элементов – это сами сваи, предназначенные для восприятия и передачи нагрузки на несущий слой, и ростверк. Что это? В чем состоит назначение и особенность ростверка? Каким он бывает? Об этом подробнее.

Понятие «ростверк» и его виды

Ростверк – горизонтально расположенная часть свайного фундамента, воспринимающая и передающая нагрузку от стен здания (сооружения) на сваи. Кроме этого функциональное назначение ростверка состоит в равномерном распределении всех усилий посредством объединения отдельных свай в единую конструкцию. Именно поэтому важный момент при его устройстве – обеспечение особой жесткости узлов соединения. В зависимости от типа фундамента, особенностей геологического строения грунтов ростверк может отличаться:

• по месту расположения, то есть лежать на грунте, быть заглубленным или вообще не касаться земли,
• по виду материала, это может быть железобетон, бетон, металлические или деревянные конструкции,
• по исполнению: монолитный, сборно-монолитный, сборный.

Виды ростверка по месту расположения

В зависимости от положения ленты относительно земляного полотна выделяют следующие виды ростверка:

• Высокий, его еще называют висячим,
• повышенный (незаглубленный),
• заглубленный.

Свайный фундамент, ростверк

Свайный фундамент, ростверк которого устраивается над уровнем грунта, а его нижняя плоскость возвышается на 10 и более сантиметров относительно планировочной отместки земли, называют высоким. Такое решение относится к наиболее рациональным с точки зрения стабильности работы и целостности конструкции при возникновении деформаций замерзшего или пучинистого грунта. Отсутствие требуемого зазора может стать причиной серьезного повреждения ростверка, узлов соединения вплоть до вырывания свай. Результат такого решения – наличие проветриваемого пространства под полом, а это снижение влажности в помещении, летняя прохлада в доме.

Недостаток такого фундамента состоит в отсутствии герметизации пространства между грунтом и нижней плоскостью перекрытия. Свободный доступ морозного воздуха и фактическое отсутствие неподвижной воздушной прослойки увеличивают теплопотери дома. Поэтому в условиях холодного климата пол дополнительно утепляют. Другой вариант – устройство опускающихся в зимний период щитов. Еще один негативный момент – это отсутствие полноценного подвала.

Повышенный ростверк наиболее распространен и предусматривает расположение его подошвы на уровне грунта. Основанием ленты служит песчаная или гравийная подушка толщиной 10-15 см, для устройства которой изымается нужный слой почвы и заменяется гравием. Таким образом получают противопучинистую подушку, предотвращающую морозное пучение грунта. Кроме того, гравийная прослойка снижает влажность находящегося под зданием грунта, способствует свободному уходу воды. Преимущество такого варианта ростверка состоит в отсутствии продуваемой полости между перекрытием и грунтом.

Как осуществляется устройство заглубленного ростверка?

Как осуществляется устройство заглубленного ростверка? Что это? Основное отличие такого варианта состоит в расположении ленты ниже уровня земли. Для этого по линии устроенных свай выкапывается неглубокая траншея, на дне которой устраивается щебеночный слой аналогично выше рассмотренному типу ростверка. Далее в траншею устанавливается опалубка-желоб, производится армирование образованного пространства и его бетонирование. Жесткая связь между сваями и телом ростверка обеспечивается посредством оголовков свай, замоноличенных в ростверке.

Виды ростверков по типу материала

В зависимости от конструктивных особенностей здания, величии действующих нагрузок ростверки могут быть:

• железобетонными,
• металлическими,
• деревянными,
• бетонными.

Ростверк выполненный из железобетона

Ростверк, выполненный из железобетона, отличается высокой несущей способностью, стабильностью работы, надежностью, жесткостью, долговечностью. Именно благодаря таким качествам получил наибольшее распространение. В состав железобетонного ростверка входит арматура, улучшающая прочностные характеристики ленты, и бетон, который при наборе 100% прочности отлично работает на сжимающие нагрузки. Армирование может осуществляться как отдельными стержнями, соединенными в плоский каркас, так и заранее заготовленными пространственными каркасами. Обязательное условие при формировании тела ростверка – обеспечение для арматуры достаточного защитного слоя.

Металлический ростверк выполняется из профильного проката: двутавра или швеллера. Характеризуется высокой прочностью и жесткостью конструкции. Широко применяется при устройстве свайно-винтового фундамента и строительстве одноэтажных зданий. Швеллер укладывается на оголовки металлических свай и крепится посредством сварки. Основной минус такого типа ростверка состоит в его невысокой коррозионной стойкости, что вызывает необходимость проведения ряда защитных мероприятий.

Металлический ростверк

Деревянный ростверк – прерогатива домов из деревянных конструкций. Укладка деревянного бруса на сваю осуществляется через специальную гидроизолирующую прокладку. Для этой цели используют рубероид или толь. Кроме того, во избежание преждевременного гниения древесины сам ростверк обрабатывается специальными пропитками – биозащитными составами. Крепление бруса к свае выполняют болтами или кронштейнами.

Деревянный ростверк

Устройство ростверков из бетона идентично железобетону, с той лишь разницей, что в его конструкции отсутствует какое-либо армирование. Всю нагрузку воспринимает и равномерно распределяет бетон. Оголовки свай на 10 см должны заходить в бетон ростверка. Область применения таких конструкций ограничена одноэтажными зданиями.

Виды ростверка по конструктивному исполнению

В зависимости от конструктивных особенностей ростверк бывает:

• сборным,
• монолитным.

Примером сборного ростверка служит конструкция, выполненная из стальных балок, соединенных, как правило, на сварке. Его основной недостаток состоит в трудоемкости монтажа тяжелых металлических балок, в невысокой прочности и жесткости сварных соединений. Такие ростверки просто укладываются на оголовки свай, закрепляются и не требуют последующего замоноличивания. Это отличный вариант для некапитальных построек, рассчитанных на эксплуатацию 10-20 лет.

Примером сборного ростверка

Монолитный ростверк представляет собой цельную конструкцию, заливаемую непосредственно на строительной площадке. Представители этой категории – бетонная и железобетонная лента или плита. Ленточный ростверк получил наибольшее распространение, в то же время плитный незаменим при неблагоприятных геологических условиях грунтов. Его выполнение отличается высокой трудоемкостью, густым армированием и высокой стоимостью.

сборно-монолитный ростверк

Существует и промежуточный вариант – сборно-монолитный ростверк. Состоит из сборных элементов заводского изготовления, собираемых наподобие своеобразного «конструктора» посредством замков и шпоночных соединений. По окончании сборки все соединения замоноличиваются, образуя, таким образом, единую ленту. Нашли свое применение в промышленном строительстве и возведении многоэтажных зданий. Такой ростверк дорого стоит, требует тяжелой техники и высокой точности при монтаже.

что такое в строительстве, виды, как устроен, монтаж

Содержание

1. Что такое ростверк
2. Используемые материалы
3. Железобетон
4. Металл
5. Древесина
6. Особенности применения
7. Сооружение железобетонного ростверка
8. Видео по теме

Перед постройкой дома нужно определиться, какое основание выбрать. У начинающих строителей при этом часто возникает вопрос: ростверк свайного фундамента — что это такое и как он сооружается.

Дом на свайном фундаменте

Что такое ростверк

Расположенный горизонтально элемент свайного фундамента, воспринимающий нагрузку от массы конструктивных элементов и после этого распределяющий ее на опоры, называется ростверком. Он увеличивает прочность основания, обеспечивая ему требуемую жесткость. Ростверк фундамента — это своеобразный пояс, выполняющий функцию равномерного распределения нагрузки от здания на сваи.

Выясняя, что такое ростверк фундамента, следует понимать, что он может быть разным как по конструкции, так и по используемым материалам. Исходя из этого, он классифицируется по:

• положению;
• исполнению;
• материалам.

В зависимости от положения ростверки бывают:

• Заглубленные. Чаще всего это железобетонный ростверк, способный обеспечить максимально возможную устойчивость строительной конструкции. Так как пояс расположен на земле, то поступающая сверху нагрузка передается не только на сваи, но и на всю площадь грунта.
Схема фундамента с заглубленным ростверком
• Повышенные. Подошва таких ростверков находится примерно на 10 см выше уровня грунта. Под подошвой обустраивается песчаная подушка, которая обеспечивает дренаж и предотвращает воздействие сил морозного пучения.
Схема повышенного ростверка
• Высокие. Между обвязкой и почвой остается зазор не менее 15 см. Высокий ростверк считается самым рациональным, поскольку он не испытывает нагрузок от пучения грунта. Обычно его изготавливают из металла или древесины.
Фундамент с высоким деревянным ростверком

По исполнению выделяют такие виды ростверков:

• монолитные;
• сборные;
• монолитно-сборные.

Монолитный ростверк — бетонный пояс, созданный без перерывов с вмурованным арматурным каркасом. Выливается прямо на месте изготовления основания здания. Чаще всего используется ленточный вид, но на неустойчивых грунтах предпочтительнее плита.

Свайный фундамент с монолитной плитой

Сборные ростверки выполняются из металла и дерева. Металлическую опорную конструкцию делают из швеллера, квадратной профильной трубы или двутавра. Обычно используется при создании фундаментов для одноэтажных зданий.  Но последнее время этот материал применяется редко, поскольку из-за веса стали приходится привлекать подъемную технику, что увеличивает затраты. Кроме того, металл сильно страдает от коррозии.

Элементы деревянного ростверка крепятся между собой болтами и кронштейнами. Используется в основном брус, который перед монтажом необходимо обработать антисептическими составами, чтобы защитить от гнили и вредных насекомых.

Металлическая обвязка

Сборно-монолитная конструкция создается на основе готовых бетонных изделий с замковыми или шпоночными соединениями. По окончании сборки элементов вся конструкция заливается бетонным раствором. В результате получается единая и прочная лента. Такие ростверки используют при постройке многоэтажных домов, заводских корпусов. Требуют значительных затрат, точности монтажа и использования тяжелой техники.

Использование готовых бетонных блоков

Используемые материалы

Особенности нагрузок, которым подвергается основание здания, определяют применение в строительстве ростверка всего нескольких материалов. Это в основном:

• Железобетон.
• Металл.
• Древесина.

Железобетон

Фундамент для дома, ростверк которого сделан из железобетона, надежный и жесткий, служит длительное время, выдерживая без ущерба высокие нагрузки. Прочность конструкции увеличивает забетонированный в ней арматурный каркас.

Железобетонный ленточный ростверк

Металл

Ростверк из металла монтируют на верхушках свай. Его элементы соединяются сваркой и не требуют заливки бетонным раствором. Минус в низкой жесткости и трудоемкости работы, дополнительно мешает недостаточная прочность соединений. На фундаменте с ростверком из металла возводятся в основном некапитальные постройки, которые будут служить примерно 10–20 лет.

Обвязка свайного фундамента двутавром

Древесина

В основном устройство деревянных ростверков применяется при постройке зданий из пиломатериалов. Брус укладывается на гидроизоляционный слой из рубероида. Чтобы предотвратить биологическое разрушение древесины, ее пропитывают биозащитными составами. Крепление производят с помощью болтов или кронштейнов.

Деревянная конструкция

Особенности применения

Ростверк не является обязательным элементом конструкции фундамента на сваях, но его советуют устанавливать в каждом случае, поскольку он гарантирует прочность и устойчивость здания. Этот элемент основания играет следующую роль:

• Создает цельную конструкцию из отдельно стоящих опор. В итоге получается прочный каркас здания. В два раза повышается пространственная жесткость дома и период его эксплуатации.
• Позволяет равномерно распределить нагрузку на свайный фундамент. Тем более это относится к случаям, если из-за особенностей почвы сваи находятся на разной глубине погружения. Подобная ситуация становится причиной перекосов и осадки дома. За счет обвязки риск этих негативных эффектов сводится практически к нолю.
• Мелкозаглубленный бетонный ростверк дает возможность увеличить площадь нагрузки фундамента на грунт, создавая при этом защиту для подпольного пространства от внешнего влияния.

Для фундаментов на забивных и буронабивных сваях лучше всего подходит по соотношению стоимость-надежность железобетонный ростверк. Проще всего использовать ленту — нетребовательную и недорогую конструкцию с арматурным каркасом. Заглубленный бетонный ростверк сильно похож на усиленный сваями ленточный фундамент.

Обвязку фундамента с применением винтовых свай проще сделать с помощью металлического уголка или швеллера. Такой ростверк обычно делается высоким, поскольку металл в грунте сильно страдает от коррозии. На сооружение подобной конструкции понадобятся немалые финансы, что для многих застройщиков является минусом.

Ростверки из дерева также не заглубляют в землю. Приподнятые деревянные конструкции отлично подходят для небольших зданий из легких материалов. Например, на фундаменте выше уровня земли возводят бани. Это связано еще и с тем, что для подобных строений важно проветривание подпольного пространства.

Сооружение железобетонного ростверка

Перед работой тщательно подготавливают строительную площадку. Ее очищают от мусора и растительности. Грунт выравнивают и убирают по всей площади плодородный слой. Далее с помощью колышков и бечевки делают разметку основания. Затем устанавливают сваи.

Далее подготавливают опалубку из обрезной доски по типу желоба. Допустимо использовать фанеру или листы ДСП. Иногда опалубку делают из металлических листов. Можно использовать несъемную опалубку, она служит одновременно для защиты от влаги и утепления основания дома.

Ширина опалубки для бетонного армированного ростверка во многих случаях составляет 40 см и примерно 40 см высота.

Если желоб, делают приподнятым над почвой, то под нижние доски ставят подпорки. Они должны стоять не реже, чем через метр. Ровность по горизонтали контролируют натянутой бечевкой, которую выставляют по уровню.

Сооружение опалубки

Устройство железобетонных ростверков требует обязательного армирования конструкции:

• Для изготовления арматурного каркаса используют прутья сечением 10–12 мм. Их размещают по длине всей конструкции. Расстояние между прутьями должно составлять 15–30 см.
• Каркас из арматуры собирают, связывая прутки вязальной проволокой, ее диаметр должен быть 6–8 мм.
• Нижнюю и верхнюю арматуру соединяют вертикальными ребрами.
• Снизу немного приподнимают каркас, выставляя его на деревянные бруски, куски кирпича или камня. Между боковыми стенками опалубки и каркасом необходимо оставить зазор в 5 см.
Укладка армапояса

В опалубку заливают бетон. После заливки его выравнивают и трамбуют.

Заливка бетона

Спустя несколько часов схватившийся раствор и плоскости опалубки увлажняют. Для правильного отвердения поверхность ЖБ ростверка защищают пленкой из полиэтилена. Продолжать последующие строительные работы можно только через месяц.

Фундамент на сваях дает возможность не зависеть от показателей грунта и условий климата в конкретном регионе. За счет ростверка у него возрастает способность противостоять движениям почвы, процессам пучения и выталкивания. Его обустройство позволяет равномерно распределить нагрузку на каждую сваю. В результате получается достаточно мощная несущая система, способная работать в довольно сложных условиях.

Видео по теме

Преодоление проблем с плаванием | Оффшор

Метод установки верхних строений предлагает альтернативу

Alp Kocaman, J. Ray McDermott Inc.

Установка надводных строений за последние 25-30 лет стала рентабельной альтернативой морскому строительству, поскольку вес верхних строений постоянно увеличивается. постоянно превышает грузоподъемность плавучих кранов.

Основная концепция операции наплавки заключается в транспортировке верхних строений на судне как единое целое, 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. Щелкните 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 проводятся подготовительные работы, 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 стоек подвышечного 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 либо за счет быстрой балластировки судна, либо за счет сжатия 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 надстройки. Недавние крупногабаритные верхние строения (15 000 тонн [13 608 метрических тонн] и тяжелее) обычно имеют расстояние между стойками кожуха в чистоте 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 буксировать верхние строения на площадку на транспортном судне на низком уровне и поднимать их на высоту плавучести непосредственно перед операциями по всплытию. 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 ног (LMU) представляют собой амортизирующие устройства, размещенные внутри оконечностей опор верхней части и соприкасающиеся 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 рассчитаны и отрегулированы 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 настил 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.

Методология 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 пластин панели. 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.

Не имея под рукой баржи, способной выгружать, транспортировать и плавать по палубе Arthit, J. Ray McDermott использовал систему, созданную специально для проекта на барже Intermac 650 . Щелкните здесь, чтобы увеличить изображение

Затем программа анализа должна собрать все компоненты вместе:

• Баржа будет соединена со дном швартовными тросами быть соединенным с курткой 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 перемещений 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.

С помощью волн, ветра и течений можно предсказать движения изучаемых тел (в данном случае плавучего судна и надстроек) 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 с точки зрения 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.

Оффшорные 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 реальной жизни

Дж. Рэй МакДермотт недавно завершил монтаж самой большой интегрированной палубы 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.

Не имея 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 производственной площадки, 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 ГРП. 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 щелями, позволяющая 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 резервного положения 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.

Со всеми связанными с этим инновациями и трудностями успешное завершение этой операции по плаванию продемонстрировало, что модифицированный I-650 и метод свободных пазов являются жизнеспособными способами установки очень больших верхних строений безопасно, эффективно и экономично.

РАСЧЕТ МОРСКОГО КРЕПЛЕНИЯ ГРУЗА ПРИ ПЕРЕВОЗКЕ НА БАРЖЕ

ОНЛАЙН КАЛЬКУЛЯТОРЫ БУКСИРОВКИ И МОРСКОГО КРЕПЛЕНИЯ

​СОПРОТИВЛЕНИЕ БУКСИРОВКЕ БАРЖИ ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВА БУКСИРОВКИ СУДНА​ БУКСИРНОЕ НАТЯЖЕНИЕ НА ЛЕБЕДКЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ГЛУБИНЫ КАТЕНАРИ И ДЛИНЫ ОПЛАТЫ ​БОЛЛАРД ТЯГ R ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БАРЖИ С ГРУЗОМ НАГРУЗКА ДВИЖЕНИЯ БАРЖИ ВО ВРЕМЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ (БЛАГОРОДНОЕ ЗНАЧЕНИЕ)

ДВИЖУЩИЕ НАГРУЗКИ НА СУДОВОЙ ГРУЗ КОНСТРУКЦИЯ ПРОУШИН ​​ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ И ПОДЪЕМА КОНСТРУКЦИЯ ПРОУШИН ​​ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ПРОУШИН​ ЗНАК

ЧТО ТАКОЕ МОРСКОЕ КРЕПЛЕНИЕ?


Крепление морское — 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.

НОРМАЛЬНОЕ ГРУЗОВОЕ КРЕПЛЕНИЕ

КОНТЕЙНЕРНОЕ КРЕПЛЕНИЕ

Морское крепление контейнеров на контейнеровозах осуществляется штабелированием контейнеров в вертикальных направляющих или на сто сложите их стопками или блоками, контейнеры  соединят вместе и прикреплены к частям сосуда . контейнеры сами находятся в штабеле и закреплены непосредственно на палубе нижними штабелерами или нижними поворотными замками. Внутри штабелей расположены промежуточные штабелеукладчики или поворотные замки, перемычки или рычажные пластины. Нижние укладчики представляют собой 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 жилеты крепятся на барже

ВЕРХНИЕ МОРСКИЕ КРЕПЛЕНИЯ

ТИПИЧНЫЕ ОПОРЫ ДЛЯ МОРСКИХ КРЕПЛЕНИЙ

СТОЙКА ИЛИ БРАСЫ

900 03

ПЛАСТИНЧАТАЯ СТОЙКА ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ

РЕМЕНЬ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ

ПРОУШИНЫ ДЛЯ КРЕПЕЖА

НАТЯЖНАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ

ПЛАСТИНА ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

9000 2

ГРИЛЬЯЖ

КОНСТРУКЦИЯ ПРОУШИН ​​

ЧТО ТАКОЕ ПЛАН РАЗМЕЩЕНИЯ ВО ВРЕМЯ КРЕПЛЕНИЯ

МОРЕ АСТЕНИНГ НАГРУЗКИ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ


Если не проводятся ни исследование 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. Поэтому 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 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 подкладками для распределения нагрузки и обеспечения незначительных волнистостей настила палубы. Грузы, загруженные на салазках, обычно остаются на салазках и прикрепляются к ним. Для грузов, выгружаемых прицепами, обычно требуется конструкция ростверка выше минимальной восьмерки 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.



Вид сверху на крепление Cargo Sea

Профиль крепления Cargo Sea

ПРОВЕРКА СТРОП 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 HTML0246

​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.
 
Транспортный анализ

Транспортный анализ должен основываться на результатах анализа устойчивости и движения во время транспортировки.