Плавучий транспортно-производственный центр и способ его монтажа Российский патент 2024 года по МПК B63B35/44 

Настоящее изобретение относится к плавающим островам, предназначенным для различных специальных целей: для размещения промышленных, производственных, научно-исследовательских, оздоровительных, жилых и прочих сооружений, а также для создания и эксплуатации взлетно-посадочных полос, стартовых площадок, станций слежения за космическими объектами и базирования морского транспорта.

Как правило, плавучий остров представляет собой объемную, частично погруженную в воду и выполненную из сборного основания и корпуса из различных материалов конструкцию.

Речь идет о сооружениях в несколько квадратных километров и водоизмещением свыше трех - пяти млн тонн. Основной трудностью таких сооружений, кроме обеспечения необходимых прочности и жесткости, встает вопрос о промышленном создании морских колоссов с экономией материальных ресурсов и финансовых средств.

В качестве исторического примера оригинального решения подобных проблем может быть приведен сухой док, успешно используемый во времена Петра 1. Сухой док представляет собой водонепроницаемую, выполненную в земле камеру с гидротехническим затвором, отделяющим ее от прилегающей акватории. Строящееся судно обычно устанавливают на опоры, как правило, кильблоки. Перед выводом судна в акваторию док заполняют водой и открывают затвор (Новый политехнический словарь - М.: БРЭ, 2000).

Известно изобретение RU 2457144 «Плавающий остров», содержащий платформу, опирающуюся на погруженное в водную среду плавающее основание, которое выполнено из подвижно соединенных между собой множества частей, заключенных в жесткий каркас острова, каждая часть основания имеет водонепроницаемую защиту, в соединении со смежными частями каждая часть основания образует собой центральный массив, с которым подвижно связаны периферийные массивы так же являющиеся частями основания, при этом каждая часть основания выполнена из армированного гидрофобного ячеистого бетона и заполнена материалом с объемным весом, более легким, чем тяжелый бетон, при этом остров оснащен расположенным под центральным массивом и связанным с каркасом нижним стабилизатором положения острова, а также боковыми стабилизаторами, связанными с каркасом острова.

Такое решение не предусматривает жестких конструкций больших площади и протяженности, необходимых для размещения, например, взлетно-посадочной полосы.

Известно изобретение RU 2483965 «Способ постройки плавучего средства, преимущественно речного или морского судна». Способ заключается в том, что для формирования плавучего корпуса в воду опускается водонепроницаемая опалубка коробчатого типа, внутри которой производится формирование бетонного корпуса методом заливки и с использованием вспомогательного судна.

Такой способ неприменим для заявляемого плавучего Центра ввиду существенных затрат на дополнительное строительство водонепроницаемой опалубки.

Известно изобретение RU 2679521 «Плавающий остров, его конструкция и технология сборки», направленное на упрощение процесса формирования плавающей конструкции больших габаритов с применением секций, изготавливаемых в заводских условиях, их дальнейшей сборки на воде и создания монолитной структуры из армированного бетона на их основании, способной выдерживать большие нагрузки, как статического, так и динамического характера.

Недостатком рассмотренного изобретения является отсутствие технических решений, обеспечивающих создание жесткой конструкции основания при волнении водной поверхности и наличии течения. Это изобретение выбрано авторами, как наиболее близкое по назначению, в качестве прототипа.

Целью данного изобретения является создание для размещения транспортно-производственного Центра плавучего острова, достаточного по водоизмещению с возможностью реализации при достроечных работах большой строительной инфраструктуры аэропорта и морского порта, что обуславливает необходимое увеличение длительности монтажных работ на плаву с применением сложной и имеющей значительные габариты и массу строительной техники. Примером такого оборудования может быть крановое хозяйство с подъездными и подкрановыми путями.

Изобретение направлено на снижение объема строительных материалов и трудозатрат на изготовление основания и платформы, образующих единую конструкцию, локальное разрушение которой не несет катастрофических последствий, а так же на повышение надежности и устойчивости Центра к разрушающим факторам.

Техническим результатом изобретения являются возможность реализации технического Центра в массогабаритных характеристиках, неизвестных в практике островостроения, и качественное сокращение времени постройки Центра.

Решение поставленных задач достигается тем, что транспортно-производственный Центр, содержащий плавучее основание, позиционированное на морской акватории якорными связями с помощью якорных устройств, включающее множество герметичных, изготавливаемых в заводских условиях пустотелых блоков, частично выполненное из материалов малой плотности, а также прочную жесткую платформу - опору возведенных на ней сооружений и функциональных объектов, плавучее основание и платформа образуют единую объемную конструкцию, выполненную в виде скобы, охватывающей защищенный от внешнего разрушающего волнения локальный водоем, который снабжен каналом, соединяющим его внутренний объем с окружающей Центр водной средой и перекрываемый гидротехническим затвором, во внутреннем объеме и охватывающей его части единой конструкции размещены причальные стенки и портовые объекты с крановым, складским и обслуживающим оборудованием, конструкция с внешней стороны облицована негорючим антикоррозийным и влагонепроницаемым покрытием, возводимые на платформе сооружения содержат, по крайней мере, одну взлетно-посадочную полосу и инфраструктуру аэропорта, функциональные объекты частично выполнены в виде плавучих модулей (охранных, энергетических, навигационных, связи и наблюдения, содержащих хранилища топлива, смазочных материалов, сжиженного газа и т.п.), устанавливаемых и позиционируемых на общих с Центром якорных устройствах и соединенных с помощью кабельных и трубопроводных связей с Центром. Сооружения и функциональные объекты включают экологически безопасные административные, жилые, а также производственные и хозяйственные постройки, в том числе, например, рыбоперерабатывающие производства со складскими помещениями для принимаемых к обработке рыбы и сырья океанических промыслов и готовой продукции, объекты аграрного сектора и предприятия экологической защиты окружающей среды (мусороприемные и мусоросжигающие модули). Способ монтажа включает подготовку ледового поля, как площадку для размещения на нем Центра и строительной инфраструктуры, прочность ледового поля повышают путем наращивания его толщины льдом из пресной воды, площадь поля ограниченную контуром Центра застилают пленкой из свариваемых (склеиваемых) листов негорючего влагостойкого и коррозионностойкого материала, на которой формируют опалубку ограниченной высоты и заполняют образуемый ею объем пенобетоном (создают «подушку»), на пенобетоне устанавливают свариваемую жесткую платформу с креплениями внешнего покрытия и узлов для монтажа якорных связей к якорным устройствам, а также для крепления стеновых, потолочных, напольных панелей внутренних объемов под промышленное оборудование, хранилища, жилые и другие отсеки, связанные необходимыми коридорами и коммуникациями, после закрепления ограничительных переборок и внешнего покрытия полученные пустоты заливают негорючей пеной с добавлением в нее ранее изготовленные в заводских условиях герметичные плавучие блоки в виде бочек, специальных емкостей или сферических тел, на верхнем ярусе платформы формируют взлетно-посадочную полосу, рулежки и фундаменты стоянок и капониров самолетов, а также фундаменты производственных и жилых построек, внешние боковые поверхности Центра после монтажа основных объектов и удаления опалубки облицовывают защитным покрытием и декорирующими элементами, при необходимости наращивают высоту борта Центра фальшбортами.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами: на фиг. 1 показан в плане общий вид плавучего транспортно-производственного Центра, установленного в предусмотренном для него районе Морской акватории, на фиг. 2 показано поперечное сечение Центра с якорными связями и креплением автономного модуля вне Центра.

На фиг. 1 показана единая объемная конструкция 1 в виде скобы, охватывающей локальный водоем 2, снабженный каналом 3, связывающий внутренней объем водоема 2 с окружающей Центр акваторией 4, вход в канал перекрыт гидротехническим затвором 5, во внутреннем объеме 2 сформирован не показанный на фиг. 1 портовый терминал с причальными стенками и необходимой инфраструктурой, терминал защищен от внешнего волнения, что способствует его функционированию в неблагоприятных климатических условиях, частично он может быть защищен козырьками и снабжен не показанным на фиг. 1 освещением. В прилегающих к нему объемах конструкции 1 располагают хранилища и производства. Внутри конструкции 1 располагается прочная жесткая платформа 6 (фиг. 1, 2) с необходимыми креплениями 7 внешнего покрытия 8 и панелей 9 (фиг. 2) внутренних объемов конструкции 1, пространство между платформой 6, внешней облицовки 8 и панелями 9 заполнено негорючей пеной 10 (фиг. 1, 2) малой плотности с добавлением в нее изготавливаемых в заводских условиях плавучих блоков 11 (фиг. 2) (например, в виде бочек и герметичных тел различной формы). По внешней стороне единой конструкции 1 (фиг. 1, 2) в окружающей акватории 4 располагаются функциональные модули 12 с функциональными связями 13 (кабели, трубопроводы, транспортные и т.д.) с Центром. Платформа 6 снабжена соответствующими узлами 14 крепления функциональных 13 и якорных 15 (фиг. 2) связей. Часть функциональных модулей 12 выполнена в виде автономных плавучих объемов, в которых располагаются оборудование связи, наблюдения, навигационное, охранное, энергетическое, хранилища топлива, смазочных материалов, сжиженного газа, а так же аграрные (парники и т.п.) и природозащитные (мусороприемники, мусоросжигающие печи и т.д.) производства.

Аграрные и защитные производства объединены в единые логистические комплексы, обеспечивающие функционирование Центра питанием с нейтрализацией отходов при выполнении требований экологических норм.

Платформа 6 (фиг. 1, 2) выполняя прочностные функции, является основой для размещения двух взлетно-посадочных полос 16 требуемой длины и рулежек и не показанных на фиг. 1 фундаментов аэропортовой инфраструктуры, административных, производственных и жилых помещений.

На фиг. 2 показана часть поперечного сечения единой конструкции 1 с расположенной и опирающейся на «подушку» 17 из пенобетона жесткой платформы 6. Внутри единой конструкции 1 размещаются помещения 18 в которых размещаются бытовое и производственное оборудование. Эти помещения соединены транспортными коридорами 19 (например, виде продольных жестких труб). Единая конструкция 1 позиционируется якорными устройствами 20. 15 - якорные связи.

Плавучий транспортно-производственный Центр изготавливается и работает следующим образом.

На некотором расстоянии от устья реки формируется ледовое поле 21 (фиг. 1) необходимой площади для размещения Центра и строительного оборудования.

Прочность ледового поля 21 повышается наращиванием толщины льда путем последовательной заморозки подаваемой из реки воды. По контуру будущей единой конструкции 1 возводят временную опалубку, лед внутри которой покрывают сваренными листами внешней наружной облицовки 8 Центра, выполняемой из влаго- и коррозионностойкого материала. Объем внутри опалубки заполняют ячеистой массой пенобетона, который образует «подушку» 17 (фиг. 2) для размещения на ней сварной жесткой платформы 6.

На предусмотренных в платформе 6 креплениях 7 (фиг. 1, 2) монтируют внешнюю опалубку и панели 9 (фиг. 2) внутренних помещений 18. Объемы между внешней опалубкой (не показано, удаляется после затвердения пены) платформы 6 и панелями 9 заполняют негорючей пеной 10 (фиг. 1, 2) малой плотности с добавлением в нее изготовленных в заводских условиях плавучих блоков 11 (фиг. 2). На верхнем ярусе платформы 6 формируют взлетно-посадочные полосы 16 (фиг. 1) требуемой длины, рулежки, фундамент аэропортной инфраструктуры, административные, производственные и жилые помещения (на фиг. 1 не показаны).

При снятой внешней опалубке боковые поверхности центра облицовывают защитным внешним покрытием 8 (фиг. 1, 2) и декорирующими элементами. Высота борта Центра может быть дополнена фальшбортами 22 (фиг. 2).

После формирования «подушки» 17 и установки на ней жестких элементов платформы 6, ледяное поле 21 с незавершенными до конца монтажными работами на центре может быть отбуксировано для достройки в заводских условиях. После завершения работ, связанных с необходимостью привязки к береговой инфраструктуре, доводку (достройку) выполняют (могут выполнять) в процессе перемещения и установки единой конструкции 1 на планируемое место позиционирования.

Установка якорных устройств 20 может быть выполнена с временным упреждением или одновременно с процессом буксировки центра. 23 - буйки сигнализаторы мест установки якорных устройств 20.

Дополнительные плавучие модули 12 различного функционального назначения могут быть установлены на якорные устройства 20 в процессе рабочего функционирования Центра.

Создание плавучих транспортно-производственных центров может существенно повысить экономические показатели Страны даже при противодействии наших геополитических противников, увеличить мировую логистическую транспортную инфраструктуру в удаленных от России районах Мирового Океана.

Центр содержит позиционируемое на морской акватории якорными устройствами и включающее множество герметичных, изготовленных в заводских условиях, плавучих блоков, плавучее основание и прочную жесткую платформу - опору возведенных на ней сооружений и функциональных объектов, которые образуют единую объемную, заполненную негорючей пеной малой плотности, конструкцию, выполненную в виде скобы, охватывающей защищенный от внешнего волнения локальный водоем, снабженный соединяющим его с окружающей акваторией каналом, перекрываемым гидротехническим затвором. В локальном водном объеме размещена портовая инфраструктура, а в охватывающей объем части единой конструкции - рыбоперерабатывающие производства со складскими помещениями. Возведенные на платформе сооружения содержат взлетно-посадочную полосу, инфраструктуру аэропорта, административные, производственные, хозяйственные постройки и жилые помещения. Функциональные объекты частично выполнены в виде позиционируемых на общих с центром якорных устройствах плавучих модулей (энергетических, навигационных, содержащих хранилища топлива, смазочных материалов, теплицы, мусороперерабатывающие предприятия). Способ монтажа плавучего центра включает подготовку ледового поля как строительной площадки для возведения на ней единой объемной конструкции, которую буксируют к месту постоянной дислокации и заключительного монтажа совместно с плавучими модулями. 2 н. и 1 з.п ф-лы, 2 ил.

1. Плавучий транспортно-производственный центр, содержащий плавучее основание, позиционированное на морской акватории якорными связями с помощью якорных устройств, включающее множество герметичных, изготовленных в заводских условиях, пустотелых плавучих блоков, частично выполненных из материалов малой плотности, а также прочную жесткую платформу - опору возведенных на ней сооружений и функциональных объектов, отличающийся тем, что плавучее основание и платформа образуют единую, заполненную негорючей малой плотности пеной, объемную конструкцию, выполненную в виде скобы, охватывающей защищенный от внешнего разрушающего волнения локальный водоем, который снабжен каналом, соединяющим его внутренний объем с окружающей центр водной средой, и перекрываемый гидротехническим затвором, внутри единой конструкции в локальном водоеме и охватывающей его части единой конструкции размещены причальные стенки и портовые объекты с крановым, складским и обслуживающим оборудованием, конструкция с внешней стороны облицована внешним покрытием из негорючего, антикоррозийного и влагонепроницаемого материала, возводимые на платформе сооружения содержат, по крайней мере, одну взлетно-посадочную полосу и инфраструктуру аэропорта, функциональные объекты частично выполнены в виде плавучих модулей, а именно: охранных, энергетических, навигационных, связи и наблюдения, содержащих хранилища топлива, смазочных материалов, сжиженного газа, устанавливаемых и позиционируемых на общих с центром якорных устройствах и соединенных с помощью кабельных и трубопроводных связей с центром.

2. Плавучий транспортно-производственный центр по п. 1, отличающийся тем, что сооружения и функциональные объекты включают экологически безопасные административные, жилые, а также производственные и хозяйственные постройки, в том числе, например, рыбоперерабатывающие производства со складскими помещениями для принимаемых к обработке рыбы и сырья океанических промыслов и готовой продукции, объекты аграрного сектора и предприятия экологической защиты окружающей среды: мусороприемные и мусоросжигающие модули.

3. Способ монтажа плавучего транспортно-производственного центра по п. 1 или 2, включающий подготовку ледового поля как площадку для временного размещения на нем центра и строительной инфраструктуры, прочность ледового поля повышают путем наращивания его толщины льдом из пресной воды, площадь поля, ограниченную контуром центра, застилают пленкой из свариваемых или склеиваемых листов негорючего влагостойкого и коррозионностойкого материала, на площадке формируют технологическую опалубку ограниченной высоты и заполняют образуемый ею объем пенобетоном, то есть создают «подушку», на пенобетоне устанавливают свариваемую жесткую платформу с креплениями внешнего покрытия из негорючего, антикоррозийного и влагонепроницаемого покрытия и узлов для монтажа якорных связей к якорным устройствам, а также для крепления стеновых, потолочных, напольных панелей внутренних объемов под промышленное оборудование, хранилища, жилые и другие отсеки, связанные необходимыми коридорами и коммуникациями, после закрепления ограничительных панелей и внешнего покрытия полученные пустоты заливают негорючей пеной малой плотности с добавлением в нее ранее изготовленных в заводских условиях герметичных плавучих блоков в виде бочек, емкостей или сферических тел, на верхнем ярусе платформы формируют, по крайней мере, одну взлетно-посадочную полосу и инфраструктуру аэропорта: рулежки и фундаменты стоянок и капониров самолетов, а также фундаменты производственных и жилых построек, внешние боковые поверхности центра после монтажа основных объектов и удаления опалубки облицовывают защитным покрытием и декорирующими элементами, при необходимости наращивают высоту борта центра фальшбортами.