Изготовление массивов-гигантов при строительстве причалов

Массивы-гиганты представляют собой водонепроницаемые железобетонные ящики прямоугольной или иной формы, состоящие из днища и стенок и разделенные внутри продольными и поперечными перегородками на секции. Массивы-гиганты доставляют на плаву к возводимому причалу и после установки на подготовленную каменную постель заполняют бетоном, сыпучими материалами (песком, гравием, песчано-гравийной смесью), камнем.

Массивы-гиганты изготовляют, как правило, на берегу из сборных железобетонных элементов или из монолитного бетона. Для речных условий разработаны типовые конструкции вертикальных и откосных причальных сооружений с подводной частью из сборных массивов-гигантов (рис. 36). Для условий моря массивы-гиганты в причальных конструкциях применяют редко, чаще их используют для оградительных сооружений. Но если при строительстве нового порта предусматривается возведение оградительных сооружений из массивов-гигантов, то целесообразно (при наличии соответствующих геологических условий) соорудить из них и причальные конструкции.

До начала монтажа массивов-гигантов должен быть доставлен с полигона необходимый запас готовых железобетонных сборных элементов. Сборку массива-гиганта начинают с раскладки плит днища, сварки закладных деталей и омоноличивапия швов между плитами бетоном, прочность и водонепроницаемость которого на марку выше бетона сборных элементов. Затем последовательно устанавливают контрфорсы, плиты задней и средней стенок, примыкающие к ним элементы диафрагм (переборок) и торцевых стенок. В последнюю очередь устанавливают предварительно напряженные плиты передней стенки.

Плоские элементы стенок и контрфорсов переводят из горизонтального положения в вертикальное с помощью специальных кантователей. Элемент находится в раме кантователя, предупреждающего его смещение до окончания выверки правильности установки и закрепления монтажной сваркой, после чего элемент освобождают от кантователя. После установки всех элементов с монтажной прихваткой стыков сваривают закладные детали при температуре не ниже —20°С. Затем наружные поверхности закладных деталей днища и лицевой грани массива-гиганта покрывают противокоррозионным слоем изоляции (кузбасслаком или другими лаками) и омоноличивают оставшиеся стыки торкретбетоном повышенной марки при температуре воздуха и элементов не ниже +5°С. При более низких температурах торкретирование производят в переносных тепляках.

Массивы-гиганты из монолитного железобетона изготовляют в инвентарной щитовой или скользящей (подвижной) опалубке. Конструкция опалубки днища одинакова независимо от способа бетонирования стенок. Щиты опалубки днища укладывают строго горизонтально по коротким стойкам, установленным на парные клинья. Щитовую опалубку стен и перегородок, а также установку армокаркасов выполняют подъемным краном с большим вылетом стрелы или башенным краном, охватывающим зоной действия несколько массивов-гигантов в парке.

Бетонирование массивов-гигантов в вертикально перемещающейся скользящей опалубке при помощи винтовых или гидравлических домкратов должно производиться в темпе, обеспечивающем выход из скользящей опалубки окончательно схватившегося бетона одинакового возраста по всему контуру массива. В отечественной практике применяют скользящую опалубку высотой 1,2 м, поднимавшуюся на 1 м за смену. Форму заполняют бетонной смесью на высоту не менее 90 см при ее укладке по всему контуру массива слоями высотой 30—40 см. Открытые поверхности массива-гиганта после выхода из скользящей опалубки укрывают, для их вызревания обеспечивают соответствующий термовлажностный режим.

Каждый массив-гигант независимо от способа изготовления тред спуском на воду испытывают на водонепроницаемость. Для и ого в отсеки массива, начиная с торцов к середине, в шахматном порядке заливают воду до уровня, равного осадке массива. Для проверки на водонепроницаемость стенок массива выше уровни воды их поливают струей воды из брандспойта с расстояния не более 3 м при напоре 10 м. При отсутствии на поверхностях течей в виде струй, стекающих капель и подтеков массив-гигант считается водонепроницаемым. В местах течей дефектный бетон вырубают, это место вновь бетонируют, после чего массив-гигант вновь испытывают на водонепроницаемость.

Полигоны для монтажа и изготовления массивов-гигантов должны быть приспособлены для необходимого перемещения массивов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и спуска на воду. Обычно для этих целей устраивают полигон с горизонтальными и наклонными стапельными путями. Массивы изготовляют на стапельных местах, площадь которых определяется размерами массива в плане. В зависимости от необходимой производительности полигона стапельные места могут быть расположены в одну линию вдоль стапельных путей, а также в две параллельные линии или более. Для организации поточного производства массивов-гигантов необходимо не менее трех стапельных мест, расположенных в одну линию. Расстояние между стапельными местами вдоль путей принимается около 5 м, а в поперечном направлении — в зависимости от располагающегося в междупутье кранового оборудования и передвигающихся транспортных средств.

Одна из возможных схем устройства стапельного места показана на рис. 37. Смонтированный на стапельном месте массив-гигант пересаживают на подведенные под его днище стапельные тележки. Для этого площадки тележек поднимают при помощи гидравлических домкратов, число и подъемная сила которых зависят от массы массива-гиганта. При подъеме массива со стапельного места для правильного распределения его массы по тележкам домкраты всех тележек должны работать одновременно и равномерно. Гидравлические домкраты с выверенными манометрами должны быть снабжены комплектами предохранительных колец, исключающих внезапную посадку поршня. Между днищем массива-гиганта и подъемной площадкой устанавливают деревянные прокладки. Перед началом движения массивов проверяют состояние стапельных путей, тележек, тяговых и тормозных лебедок, тросов, снимают поперечные связи жесткости между железобетонными опорами стапельных мест.

При небольшом числе массивов их передвижение в парке возможно также на салазках. Салазки представляют собой два расставленных на некоторую величину деревянных полоза, подшитых снизу строгаными дубовыми досками. При передвижении массивов па салазках дорожки, склиз и полозья смазывают минеральной и а салкой.

Массивы-гиганты движутся по горизонтальному стапелю от стапельных мест к откатным путям (перпендикулярным стапельным), ведущим к спусковым путям, при помощи электролебедок, установленных на мертвых якорях, и полиспастов, обеспечивающих равномерное натяжение тяговых тросов и устранение перекосов тележек или салазок. Передвижение производится при обязательном наличии тормозных лебедок, препятствующих самопроизвольному перемещению массива. При использовании для спуска массивов гребенчатого слипа системы Д. И. Зиневича надобность в лебедках отпадает, так как стапельные тележки слипа являются самодвнжущимися.

Необходимое для перемещения массива-гиганта по горизонтальному стапелю (склизу) усилие определяют по формуле

а для перемещения на салазках


где Q_м, Q_т, Q_c — массы соответственно массива-гиганта, тележек и салазок, т; f₁ — коэффициент трения колес тележки по рельсам (f₁=0,005); ? — коэффициент трения скольжения осей катков тележек в подшипниках (?=0,3); R, г — радиусы катков тележек и их осей, м; k — коэффициент, учитывающий трение реборд тележки (k=1,5); f₂ — коэффициент трения скольжения полозьев салазок по путям (f₂=0,15—0,25).

Затем массив-гигант перемещают с тележек (салазок) поперечных стапельных путей на тележки или салазки продольных откатных путей стапеля, по которым при помощи электролебедок (сиговых и тормозных), тяговых тросов, полиспастов, канифас-блоков и мертвых якорей его передвигают к спусковому устройству. Дальнейшая пересадка массива с тележек или салазок откатных путей на косяковые происходит в месте перелома профиля спускового стапеля. В слипе системы Д. И. Зиневича в пределах горизонтального стапеля пересадку массива-гиганта на другие тележки не производят. Направление движения тележек изменяют путем разворота их колес.

Перед спуском проверяют спусковые тележки (салазки), лебедки, тросы, другое оборудование, смазывают подводную часть спусковых путей стапеля и полозья салазок. Затем производят предварительную огрузку спусковых путей пропусканием по стапелю тележек (салазок), нагруженных массой, составляющей 30% массы массива-гиганта.

В слипах и эллингах должен быть обеспечен самоспуск тележек с массивом-гигантом. Тяговое усилие для спуска массива-гиганта по наклонному стапелю определяют по формуле

для спуска по склизу


где ? — угол наклона стапельных путей к горизонтали.

Расчетную глубину воды (м) на пороге спускового стапеля (рис. 38) определяют по формуле

где h₀ — осадка массива-гиганта, м; В — размер массива-гиганта вдоль стапеля при спуске, м; i — угол стапеля (i=0,1—0,125); 0,3—0,5 — запас, предусматривающий возможное понижение воды во время спуска массива и отклонение в его массе.

Спущенные на воду массивы-гиганты отстаиваются на защищенной от волнения акватории с закреплением на якорях. Для увеличения остойчивости массивы частично притапливают, заливая отсеки водой. При длительном отстое, необходимом для накопления массивов и возможности их установки в благоприятный погодный период, массивы-гиганты временно затапливают на участках с горизонтальным дном, сложенным из мягких грунтов. Глубина воды в месте затопления должна быть меньше высоты оболочки на 1—2 м. Во время отстоя массивы оснащают для дальнейшей буксировки и установки в причал.

Кроме общепринятых способов изготовления и спуска массивов-гигантов, возможно использование для этих целей плавучих и сухих доков, а также слипов судоремонтных и судостроительных заводов.

В мировой практике для изготовления массивов-гигантов применяют специальные стальные плавучие доки. На стапель-палубе такого дока бетонируют днище, а затем в скользящей опалубке — стены массива-гиганта. По завершению строительства док полностью погружают до всплытия массива-гиганта. Массив уводят, док всплывает, и его снова используют для очередного цикла строительства.

Известно изготовление массивов-гигантов на стационарной установке (рис. 39). На платформе сооружают днище массивов, погружающееся в море по мере изготовления стен. В нижнем положении платформы массив всплывает, и его можно буксировать.