Плавучий кессон-завод Советский патент 1985 года по МПК E02D23/00 

00 СХ),

to

со

2. Кессон-завод по п.1, отличающийся тем, что, с целью предотвращения поступления забортной воды в рабочий коридор , на днищах бортовых башен, кормовой и носовой частях установлены герметично сочлененные друг с другом Y-образные кили с возможностью их врезания в грунт. , :

3i Кессон-завод по п.1, о т л ич а ю щ и т с я тем, что носовая

часть снабжена реверсивным подруливающим устройством для обеспечения отвода и разворота ее на 180 вокруг шарнира.°

4. Кессон-завод по п.1, о т л ичающийся тем, что телескопическая шахта выполнена из цилиндрических колец разного диаметра, герметично сочлененных между собой коническими буртами и замковыми соединениями .

1. ПЛАВУЧИЙ КЕССОН-ЗАВОД, включающий корпус, имеющий кормовую и носовую части, рабочий коридор и бортовые башки с цистернами плавучести, оборуцованные балластной системой, отличающийся тем, что, с целью расширения возможности его использования, повьпаения маневренности и уменьшения трудозатрат на проводимых работах, он снабжен раздвижной водонепроницаемой телескопической шахтой, установленной в носовой части, при этом рабочий коридор выполнен открытым сверху и снизу, ограниченным бортовыми башнями и неподвижно соединенной с ними кормовой части и шарнирно носовой. i (Л

1

Изобретение относится к судостронию и гидротехническим сооружениям может быть использовано для производства работ в гидротехническом строительстве, при возведении гидротехнических сооружений, оснований и фундаментов, а также для ремонта судов, для подъема затонувших судов.

Цель изобретения - расширение возможности использования кессонзавода, повьшение маневренности и уменьшение затрат на проводимь х работах, снижение трудоемкости и затрат при возведении фундаментов и других гидротехнических сооружений в водоемах.

На фкг.1 изображен плавучий кессон-завод, вид сбоку; на фиг.2 то же, вх-щ сверху; на фиг.З - разрез А-А на фиг,1; на фиг.4 - кессон-зазод, вид снизу; на фиг.З телескопическая шахта, разрез ,, на фиг.6 - то же, вид снизу; на фиг.7 - плавучий кессон-завод с разведенной носовой частью, вид сверху; на фиг.З - то же, вид снизу

Плавучий кессон-завод содержит две параллельно и симметрично расположенные диаметральной плоскости бортовые понтонные башни 1 и 2, соединенные друг с другом поперечными водонепроницаемыми переборками 3 и 4 в носовой части, 5 и 6 - в кормовой части. Между носовыми переборками 3 и 4 образован носовой отсек 7, Между кормовыми г ереборками 5 и 6 образован кормовой отсек 8. Между носовой переборкой 4 кормовой переборкой 5 и внутренними сТенками понтонных башен 1 и 2 образован строительный отсек 9. Передние концы Лонтонных бдшен 1 и 2 соединены клинообразными вертикальными скулами 10 с образованием судового форштевня 11, форпика 12 и носовой рабочей платформы 13. Задние концы понтонных башен 1 и 2 соединены кормовой рабочей платформой 14. Бортовые понтонные башни 1 и 2 содержат балластные цистерны 15 и 16, сухие твиндеки 17 и 18, кили 19 и 20, рабочие палубы 21 и 22, продольно-поперечные системы Набора 23. Балластные цистерны 15 и 16 служат для погружения плавучего кессона-завода на требуемую глубину путем их заполнения забортной водой и для всплытия путем продува-ния цистерн. Продольно-поперечная система набора 23 балластных цистерн 15 и 16 предназначена для прочности цистерн, она состоит из поперечных ферм и ребер

жесткости, прикрепленных к переборкам, к днищу 24, к верхней твиндечной палубе 22 и наружной обшивке. Поперечные переботки балластных цистерн 15 и 16 в местах соединения с днищем

имеют вырезы 25 для одновременного заполнения цистерн, по всей их длине и плавного перетекания воды.. Для .заполнения цистерн забортной водой в нижней части их наружной обшивки размещены кингстоны 26 с приводом 27, а к верхней части установлены патрубки 28 для подвода сжатого воздуха с целью продувания (выдавливания) воды из цистерн через

кингсто.ны 26 . 3 Кили 19 и 20 предназначены для установки кессона-завода на грунт с врезанием в него с целью предотвращения поступления забортной воды в строительньй отсек 9. Каждый из килей 19 и 20 выполнен из двух продольных металлических пластин, расположенных под острым углом друг к другу. В нижней части пластины соединены кильсоном 29, а в верхней части прикреплены к днищам 24 балластных цистерн 15 и 16. Для прочности кили 19 и 20 имеют поперечно-продольную систему набора (не показана). Сухие твиндеки 17 и 18 предназна чены для размещения о.борудования, жилых и производственных помещений В сухом твиндеке 17 оборудованы жилье, бытовые и служебные помещения для экипажа плавучего кессоназавода и для строителей. В сухом твиндеке 18 размещено насосное и компрессорное оборудование, котлоагрегаты, механические мастерские. Рабочие палубы 21 предназначены для размещения напольных средств ме ханизации: мостового крана 30, портального крана 31 и передвижного копра 32, Для каяздого из этих механизмов на рабочих палубах 21 установлены рельсовые колеи 33, 34 и 35 разнесенные в горизонтальной плоскости, при этом анешняя рельсовая колея 35 предназначена для передвижения портального крана 31, промежуточная колея 34 - для передвижения копра 32 и внутренняя колея 33 для мостового крана 30. Рабочие органы указаных средств механизации расположены на разных уровнях в вер тикальной плоскости и могут передви гаться и работать одновременно, не мешая друг другу. На самом низком уровне размещен рабочий орган мосто вого крана 30, на среднем уровне рабочий орган копра 32, на верхнем уровне - рабочий орган портального крана 31. Мостовой кран 30 предназначен для перемещения в горизонталь ной и вертикальной плоскости тяжеловесов, например, бункера 36 с бетоном, гравием, камнями и другими наполнителями. Мостовой кран 30 выполнен с возможностью передвижения моста 37 в продольном направлении по рельсовой колее 33 и возможностью передвиже94ния тележки 38 в поперечном направлении по платформе 37. Портальный кран 31 предназначен для загрузки и напольной разгрузки строительными материалами и всем необходимым плавучего кессон-завода, для перемещения и установки свай, для вспомогательных подъемно-транспортных операций на строительных работах. Портальный кран 31 снабжен грузоподъемными гинями, содержащими блоки 39, подъемный гак 40, запассованный через блоки 39 трос 41, заведенный на подъемный механизм портального крана 31. Грузоподъемные гини предназначены для выдергивания свай, подъема из грунта больших валунов и т.п., могут быть использованы для подъема затонувших судов. Портальный кран 31 выполнен с возможностью передвижения моста 42 по рельсовой колее 35 в продольном направлении и портала крана в поперечном направлении по мосту 42. Передвижной копер 32 предназначен для забивки свай при строительстве гидротехнических сооружений. Он можетбыть использован и для уплотнения бетона. Копер 32 выполнен с возможностью передвижения моста 43 в продольном направлении по рельсовой колее 34 и перемещения тележки 44 по мосту 43 в поперечном направлении. Рабочие палубы 21 оборудованы ограждением для безопасной работы (не показано). Носовой отсек 7 плавучего кессона-завода образован поперечными водонепроницаемыми переборками 3 и 4. Он предназначен для размещения строительных материалов (песка, цемента, гравия, камней и т.д.) и приготовления бетона. К днищу носового отсека 7 прикреплен киль 45, аналогичный килям 19 и 20 балластных цистерн 15 и 16. Носовой отсек 7 оборудован выгородками для размещения строительных материалов и оснащен средствами механизации в виде транспортеров, бетономешалок, раздаточных устройств и т.п. Вход в носовой отсек 7 осуществлен через .размещенный на нем носовой кап (не показан), для загрузки и выгрузки строительных материалов предусмотрены грузовые люки-горловины.

Кормовой отсек 8 образован водонепроницаемыми поперечными переборками 5 и,6, размещен между внутренними стенками бортовых понтонных башен 1 и 2. К днищу кормового отсека 8 прикреплен киль 46 и соединен с килями 19 и 20, В нижней части кормового отсека 8 размещено машинное отделение, оборудованное двумя главными силовыми установками, которые соединены валовыми линиями с гребными винтами 47 для самостоятельного передвижения плавучего кессона-завода и хорошей маневренности.

В машинном отделении установлены и дизель-генераторы для автономного обеспечения электроэнергией всех систем и механизмов плавучего кессо на-завода.

В нижней части носового отсека 7 и кормового отсека 8 установлены водометные подруливающие устройства 48, связанные с автоматизированной системой позиционирования плавучего кессона-завода. В верхней части кормового отсека 8 размещены силовы электрические щиты, пульты дистанционного и автоматического управлекия системами и механизмами плавучего кессона-завода; образована коридорная система для сообщения с сухими твиндеками 17 и 18.

На кормовом отсеке 8 установлена рулевая рубка 49 с круговым обзором оборудованная и оснащенная всеми необходимыми средствами и приборами судовождения и связи, включая эхолоты и гидролокаторы. Через штурманскую рулевую рубку 49 осуществлен вход в кормовой отсек 8.

Носовая рабочая платформа 13 размещена на уровне сухих твиндеков 17 и 18 и является их продолжением в виде навесных балконов 50 и 51, между которыми размещена коробчатая секция 52.

Носовая рабочая платформа 13 по всей ширине плавучего кессоназавода снизу подкреплена укосиной 53 с упорами на водонепроницаемую перемычку 3 носового отсека 7 и боковинами 54 с образованием коробчатой подпоры. Днищем 55 насовой рабо -чей платформы 13, укосиной 53 и боковинами 54 образован носовой наклонный отсек треугольного сечени

в форме глиссирующего крыла, установленного на клинообразные вертикальные скулы 10 и форштевень 11, с которыми жестко скреплена укосина-подпора 53. Такое конструктивное решение носовой части плавучего кессона завода уменьшает сопротивление его ходу с обеспечением глиссирующего эффекта и высоких прочностных характеристик.

В носовой рабочей платформе 13 выполнен носовой трюм 56, который вместе с носовым наклонным отсеком предназначен для размещения щитов опалубки гидротехнических сооружений и других строительных материалов . Сверху трюм 56 имеет закрывающуюся горловину.

Навесные балконы 50 и 51 предназначены для размещения шкиперско го и аварийного снаряжения и имущества, строительных пластырей, красок, и т.п. На навесных балкона 50 и 51 могут быть размещены сваи, колонны, фермы и другие крупногабаритные строительные материалы конструкции.

В носовой части коробчатой секции 52 образован сквозной проем 57 в котором размещена телескопическа шахта 58.

Телескопическая шахта 58 предназначена для возведения гидротехнических сооружений незначительных размеров на больших глубинах, когд высоты корпуса плавучего кессоназавода недостаточно для образовани водонепроницаемой выгородки на дне водоема при производстве гидротехнических или других подсобных работ. Телескопическая шахта 58 может быть использована, например, для установки аппаратов подводного наблюдения на дне глубокого водоема для взятия проб грунта, для взрыва подводных валунов, для установки мертвых якорей и т.п.

Телескипическая шахта 58 выполнена из набора металлических колец цилиндрической формы, при этом самое верхнее кольцо 59 имеет наибольший диаметр, а диаметр - каждого из последующих колец 60 меньше диаметра каждого предьщущего кольца на величину, обеспечивающую свободное вставление одного кольца в другое. На верхнем конце первого кольца 59 образован бурт 61, которым кольцо 59 закреплено в зажиме 62 сквозного проема 57 коробчатой секции 52. На нижнем конце первого кольца образован конусный бурт 63 и установлено замковое соединение 64 в направляющей прорези 65 для .фиксированного закрепления последую щего кольца 60. Каждое из последующих колец 60 на верхнем конце имеет конусньй бурт 66 и стопорный замок 67, на нижнем конце - конусньй бурт 68 и замковое соединение 69 в направляющей прорези 70. Самое, нижнее кольцо 71 на верхнем конце имеет конусный бурт 72 и стопорный замок 73, на нижнем конце выполнен ножевой скос 74 для врезания в грунт. На внутренних станках кольц 71 закреплены кронштейны 75 для съемной крестовины 76, на скобе 77 которой закреплен канат 78. Другой конец каната 78 закреплен на лебедке 79, установленной на коробчатой секции 52 плавучего кессона-завода Кормовая рабочая платформа 14 аналогично носовой рабочей платформе 13 размещена на уровне сухих твиндеков 17 и 18 и является их про должением в виде навесных балконов 80 и 81, между которыми размещена коробчатая секция 82, Кормовая рабочая платформа 14 по всей ширине плавучего кессона-за вода снизу подкреплена коробчатой подпорой 83 треугольного сечения в форме глиссирующего крыла, которым обеспечен глиссирующий эффект при заднем ходе плавучего кессона-завода. Коробчатый кормовой навесной бал кон 80 предназначен в качестве бункера пресной воды. Для бункеровки пресной водой на балконе 80 установлена горловина 84. Коробчатьй навесной балкон 8.1 предназначен для бункеровки дизельным топливом через горловину 85. Коробчатая секция 82 предназначена для размещения румпельного отделения, бытовых и производственных морозильных камер, хранения продуктов питания. Коробчатая секция 82 имеет сообщение с кормовым отсеком 8, сверху установлены грузовые люки 86. Через коробчатую подпору 83 продет баллер руля, на котором закреплено перо руля 87 498 На кормовой {Рабочей платформе 14 оборудована взлетно-посадочная площадка для вертолета 88 с комплексом авиационно-технических средств. На навесных балконах 80 и 81 установлены спасательные средства 89 в виде катеров, штапок и плотиков. Строительный отсек 9 образован внутренними стенками бортовых понтонных башен 1 и 2, носового поперечного отсека 7, кормового поперечного отсека 8, имеет прямоугольную форму, выполнен открытым сверху и снизу. Нижрий периметр строительного отсека 9 окантован водонепроницaeмы ш килевьн-О образованиями 19, 20, 45 и 46 (фиг.4). Строительный отсек 9 предназначен в качестве водонепроницаемого огразкдения участка дна водоема, на котором запланировано возведение гидротехнического сооружения. В верхней части плавучего кессона-завода, как с наружной, так и с внутренней стороны установлены иллюминаторы 90. Носовая часть плавучего кессона-завода выполнена разводной (фиг. 7 и 8) на шарнирном соединении 91. Для отвода носовой части на правомборту носового отсека 7 установлено подруливающее устройство 92. На левом борту понтонной башни 1 установлены кранец 93 и автосцепка 94, на понтонной башне 2 установлены автосцепка 95 и запорное устройство 96. Для герметизации строительного отсека установлены резиновые уплотнения 97-100. На шарнирном соединении 91 сверху установлен переходной мостик (не показан), через которьш осуществлена прокладка соединительных электрических кабелей и других систем. Плавучий кессон-завод оборудован якорными устройствами и системой динамического позиционирования, позволяющей удерживаться на точке производства гидротехнических работ без отдачи якорей при работе на больших глубинах и при сильном волнении моря, снабжен кормовыми и носовыми подруливающими устройствами, управляемыми автоматизированной системой позиционирования. Наличием на борту современного комплекса электрорадйонавигационной аппаратуры обеспечена повышенная безопасность мореплавания и высокая точность определения места плавучвго кессона-завода для выхода на точки гидростроительных работ. Плавучий кессон-завод оснащен спасательными средствами, автоматическими устройствами, системами и механизмг ш по предотвращению загрязнения моря, водолазным комплексом с телефонной и телевизионной связью, комплектом оборудования для подвйдной сварки и резки. Плавучий кессон-завод работаетследующим образом. При подготовке к выполнению намеченных работ по возведению гидротехнического сооружения, например устройству массивных фундаментных опор или устройству фундаментов из свай и оболочек, связанны с подводным бетонированием, плавучий кессон-завод загружают в порту всем необходимым для автономного плавания и работы, включая все необходимые строительные материалы от цемента, песка, гравия, щитов опалубки до свай, железобетонных и металлических конструкций. Плавучий кессон-завод с экипажем и строителями на борту своим ходом переходит в назначенное место. Точный выход на точку гидротехнических работ обеспечивают высокой маневренностью плавучего кессона-завода при помощи двух гребных винтов 47, которыми при вращении в разном направлении (враздрай) можно разнорачивать плавучий кессон-завод прак тически на месте, при помощи двух насосных и двух кормовых водометных подруливающих устройств 48, с испол зованием имеющихся на борту навигационных систем и системы динамическ го позиционирования. Дистан1шон№1м приводом 27 открыдают шнготоны 26 и дапелняют эйбор нэй в0й§й ёшшаетньш 13 и 1&1 За§ертная веда пэвтупает @дк0 временив через четнр@ KHHpgfona е пе80Р9 и гфа@ор9 йортев, перелйвашт (з« через вырёзы- етаерстня 25 П9ате пени© и раянемерна эапблияя вее ате§кн баллаетиьш диетерн 15 и 16 Д9 не0бк0дим0р0 уревня. При 9ав©л неиии йдлпзетн1 1х циетёри 15 н 1§ забортной водой воздух из них вытесняется через патрубки 28 при открытых соответствующих вентилях, а плавучий кессон-завод постепенно погружается. Достигнув дна водоема, под весом плавучего кессона-завода кили 19, 20, 45 и 46 врезаются в грунт, создавая водонепроницаемое ограждение, ограниченное периметром строительного отсека 9. Перед постановкой плавучего кессона-завода на грунт или после этой постановки, при необходимости, заводят якоря. Для этого используют портальный кран 31 с большим вылетом стрелы, или моторную спасательную шлюпку 89 или вертолет 88. После постановки плавучего кессона-завода на грунт из строительного отсека 9 откачивают воду высокопроизводительными насосами, размещенными в сухом твиндеке 18. После осушения строительного отсека 9 роют котлован под фундамент гидротехнического сооружения.. Для этого используют портальный кран 31 с грейфером. При помощи копра 32 забивают или при помощи вибратора (смонтированного на тележке 44) погружают сваи до необходимой отметки. Делают опалубку, закладывают арматуру, приготавливают бетонную смесь и бетонируют фундамент или ростверк, используя для этого мостовой кран 30 с бункером 36. Уплотнение бетона производят с использованием навесных приспособлений к вибратору копра 32. При соединении бетонного основания с железобетонными или металлическими конструкциями (стволами, опорами, фермами, вьшками и т,п.) одновременно используют портальный кран 31 и его грузовые гини 40, вертолет 88. По окончании работ снимают опалубку, производят в необходимых елучаяк изоляционнШ| некрасочные и ДрУРНе 0ТД§Л§ЧНЫ§ psSciffeb НапрН мер, при нйшедений линий элактропередач 4gpgi 8@д0ёмы ейнеарёмени© нарепмаайт и лроведа, е иепвлбршеванием м@т@рн@г@ йпаеат льног© катера 89 и вертелета ВВ, При в@звед§иии гндротехкичеекого сееруження е надетрейками, выеета квтерык превышает уровень верхней

11

рабочей палубы 21 плавучего кессона-завода, все напольные средства механизации - мостовой кран 30, копер 32 и портальный кран 31 перегоняют в кормовую часть плавучего кессона-завода, при этом высота портала крана 31 позволяет ему проходить над рулевой рубкой 49.

По окончании всех строительных работ открывают кингстоны 26, вентили воздушных патрубков 28 .и сжатым воздухом от воздушных компрессоров продувают балластные цистерны 15 и 16, выдавливая через кингстоны 26 забортную воду. Плавучий кессон-завод отрывается от грунта и всплывает. После продувки балластных цистерн 15 и 16 закрывают кингстоны 26 и вентили воздушных патрубков 28.

Плавучий кессон-завод готов для вывода построенного гидротехнического сооружения из строительного отсека 9. Для этого все напольные средства механизации - портальный кран 31, копер 32 и мостовой кран 30, переводят в кормовую часть плавучего кессона-завода, открывают запорное устройство 96 и автоматическое сцепляющее устройство (автосцепку) 95. Запускают подруливающее устройство 92 и отводят носовую часть плавучего кессона-завода от его понтонных башен 1 и 2. Под действием гребных нинтов подруливающего устройства 92 носовую часть плавучего кессона-завода разворачивают на 180 вокруг шарнирного соединения 91 до упора в кранец 93, установленный с левого борта понтонной башни 1. Одновременно с упором в кранец 93 производят автоматическое сцепление носовой части плавучего кессона-завода с понтонной башней 1 при помощи автосцепки 94. Строительный отсек 9 открыт

Запускают главные силовые установки и связанные с ними гребные винты 47 на задний ход и отводят плавучий кессон-завод от гидротехнического сооружения.

Открьшают автосцепку 94, запускают подруливающее устройство 92, с его помощью разворачивают носовую часть плавучего кессона-завода в обратную сторону на 180 вокруг шарнирного соединения 91 и соединяю носовую часть с понтонной башней 2

88249 2

при помощи автосцепки 95 и запорного устройства 96.

Плавучий кессон-завод в походном положении, готов к возведению очередного гидротехнического сооружения.

Герметичность строительного отсека 9 плавучего кессона-завода при постановке его на грунт обеспечена

10 резиновыми прокладками 97, которые установлены в районе шарнирного соединения 91 на водонепроницаемых переборках носового отсека 7 и понтонной башни 1, резиновыми прокладками

15 99 и 100, которые установлены на внутренних и внешних углах на всей высоте понтонных башен 1 и 2 и носового отсека 7, резиновыми прокладками 98, которые установлены на

20 килях 19, 20 и 45.

Прочность шарнирного соединения 91 обеспечена установкой мощных шарниров на всей высоте углов понтонной башни 1 и носового отсека 7. С

25 учетом того, что отводная носовая часть кессона-завода имеет самостоятельную плавучесть, пшрнирное соединение 91 не испытывает зна- i чительных перегрузок. Разведение и

30 сведение плавучих частей кессоназавода по этой же причине не требует больших усилий.

Для обеспечения электроэнергией механизмов, установленных в носовой

, части плавучего кессона-завода,

соединительные электрические кабели проложены по переходному мостику, установленному над шарнирным соединением 91. Аналогично проложены по

дд переходному мостику и гибкие шланги для подачи к бетономешалкам воды, пара и сжатого воздуха.

При выполнении работ, например, 45 по подъему затонувшего судна на малых глубинах плавучий кессон-завод ставят на грунт, осушают строительный отсек 9, при помощи гиней 40 большой грузоподъемности и заведенных под утонувшее судно тросов поднимают, судно, раскрепляют его на мощные кнехты понтонных башен, всплывают и отводят в порт. При работе на больших глубинах плавучий 55 кессон-завод ставят над затонувшим судном, заводят якоря, проводят водолазные работы по закреплению .тросов, при помощи гиней 40, мосто-

13

вого крана 30 и портального крана 31 поднимают затонувшее судно в строительный отсек 9, раскрепляют н кнехты и отводят в порт,

Для- выполнения работ по возведению .гидротехнических сооружений небольших размеров на больших глубинах плавучий кессон-завод подводят в назначенное место, заводят якоря, опускают телескопическую шахту 58 на грунт, откачивают из нее воду, спускают ка дно строителей при помощи лебедки с канатом и корзиной, вьшодят из захватов 75 съемную крестовину 76, поднимают ее на борт плавучего кессона-завода, роют котлован, делают опалубку, бетонируют. Выемку грунта, подачу бетона и других строителъ ных материалов осуществляют при помощи лебедок 79, каната 78 и прикрепленной к нему стампы.

По оконча нии строительньгх работ съемную крестовину 76 заводят за захваты 75, в корзине поднимают строителей, а затем поднимают телескопическую шахту 58. При подъеме

шахты 58 захваты 75 скользят по направляющим в нижнем кольце 71, упираются в стопорный замок 73, выводят его из зацепления с замковым

5 соединением 69 очередного кольца 60, При дальнейшем подъеме нижнего кольца 71 его стопорньй замок 73 упирается в стопорный замок 67 очередного кольца 60, выводят стопорный замок 67 из зацепления с замковым соединением 69 последующего кольца 60. В такой последовательности нижележащие кольца вдвигают в вьш1ележа1дие кольца и поднимают всю телескопическую шахту 58 в самое верхнее кольцо 59 и закрепляют.

Герметичность опущенной телескопической шахты 58 обеспечена весом колец ее на конусные сопряженные

20 поверхности буртов 66 и 68.

В зависимости от глубины водоема опускают необходимое количество колец телескопической шахты 58, остальные кольца в сквозном проеме

25 57 коробчатой секции 52 стопорят при помощи винтового стопора и натяжного устройства (не показаны).

SO

л-х

25 21,

д

Фиг.З

92

r

9S

Фиг.7