WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные матриалы
 


«STRENGTH AND WATERTIGHTNESS RESTORING OF STEEL VESSELS HULLS BY USING FERROCONCRETE Приводятся конструктивные решения и опыт по восстановлению прочности и водонепроницаемости ...»

университета

водных

ЖУРНАЛ коммуникаций

УДК 629.12.004.67 А. М. Борисов,

доцент,

ФБОУ ВПО «Волжская государственная

академия водного транспорта»

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ И ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ КОРПУСОВ

СТАЛЬНЫХ СУДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

STRENGTH AND WATERTIGHTNESS RESTORING OF STEEL VESSELS HULLS

BY USING FERROCONCRETE

Приводятся конструктивные решения и опыт по восстановлению прочности и водонепроницаемости изношенных корпусов стальных судов с использованием железобетона для продления их эксплуатации при минимальных затратах материалов и средств.

Provides design solutions and experience of strength and watertightness restoration of worn-out steel hulls of ships with ferroconcrete to extend their service with minimal material consumption and monetary costs.

Ключевые слова: изношенный стальной корпус, арматура, железобетон, композитный сталежелезобетонный корпус, расход материалов, трудоемкость.

Key words: worn-out steel hull, steel reinforcement, ferroconcrete, composite steel-ferroconcrete hull, material consumption, labor input.

В СОВРЕМЕННЫХ условиях при сокращении объемов судостроения и старении флота актуальными становятся задачи выполнения поддерживающего ремонта для восстановления прочности и водонепроницаемости изношенных корпусов стальных судов при минимальных затратах металла, трудоемкости и стоимости работ.

Наиболее распространенным и традиционным способом ремонта судов в этом случае является замена изношенных металлоконструкций новыми. При этом требуются значительные затраты металла и трудоемкости, а при ремонте подводной части корпуса обязательным условием является использование судоподъемных средств (слип, док, кессон).

За рубежом ремонт, усиление и модернизация стальных конструкций железобетоном выполнялись главным образом применительно к береговым сооружениям, к мостам и стропильным фермам.

В нашей стране ремонт железобетоном стальных судов начал производиться с 1920 г., когда на верфи им. Володарского в г. Рыбинске был отремонтирован дебаркадер «Трезубово». В период с 1924 по 1929 г. более 20 судов были отремонтированы в Ленинграде и Астрахани. С 1940 г. был начат ремонт большой группы рейдовых нефтеналивных барж в Астрахани. Все эти суда имели крайне изношенные корпуса, требовавшие почти сп

–  –  –

более 100 речных и морских судов, имеющих в основном клепаную конструкцию корпуса, и их последующая эксплуатация в течение 12–15 и более лет показали надежность совместной работы элементов создаваемой композитной сталежелезобетонной обшивки.

Значительный вклад в развитие теории и разработки конструкции железобетонного усиления стальных судов внесли академик Ю. А. Шиманский, профессор И. Н. Сиверцев, инженеры Г. М. Арский, Н. М. Синотов, Д. Н. Сергеев, доцент Н. М. Егоров и др.

Проводимые с 1989 г. на кафедре сопротивления материалов, конструкции корпуса и строительной механики корабля (СМ, ККиСМК) ВГАВТ исследования и опыт эксплуатации отремонтированных железобетоном судов показывают техническую возможность и экономическую целеуниверситета водных ЖУРНАЛ коммуникаций сообразность усиления железобетоном (ЖБУ) изношенных металлоконструкций вместо традиционной замены их новыми при допустимом утяжелении корпуса 3–5 % от грузоподъемности судна.

При этом расход стали снижается в 3–5 раз, трудоемкость и стоимость работ — в 2–3 раза, работы при ремонте изношенной обшивки днища с внутренней стороны, а также изношенной палубы с наружной стороны могут выполняться на плаву без использования судоподъемных средств. При ремонте используются недефицитные материалы и оборудование, способствующие расширению судоремонтной базы.

Конструкция корпуса сварного судна по сравнению с клепаным имеет отличия, с учетом которых в настоящее время переработана конструкция и технология выполнения ЖБУ. Изменились также и подходы к расчету прочности композитной сталежелезобетонной конструкции. При разработке конструкции усиления судов железобетоном и при выполнении расчетов учитывается современное состояние исследований в области судостроительных и строительных бетонов, арматуры, цементов и новых материалов (добавки к бетону, пластификаторы и пр.), а также современные теории расчета железобетонных конструкций.

Сущность такого ремонта заключается в создании композитной сталежелезобетонной обшивки изношенной корпусной металлоконструкции (днища, бортов, транцев, переборок или палубы) толщиной 30–50 мм. Усиливаться железобетоном может и сильно изношенный стальной набор корпуса.

Выбор конструкции и метод расчета прочности при ремонте изношенного корпуса стального судна железобетоном требует индивидуального подхода в каждом конкретном случае. Следует детально изучить степень изношенности отдельных частей судового корпуса, поскольку только с учетом этого можно определить резервы общей и местной прочности судна и обеспечить минимальное утяжеление корпуса (или увеличение осадки) в результате выполнения ЖБУ. Кроме того, необходимо учесть технические возможности судоремонтной базы (наличие судоподъемных средств, оборудования и пр.), а также предполагаемое назначение и условия эксплуатации судна после ремонта.

Существующая практика ремонта стальных судов железобетоном выработала два основных типа усилений: наружное и внутреннее.

Наружное ЖБУ выполняется в виде устройства железобетонной плиты толщиной 30–50 мм с наружной стороны обшивки корпуса (рис. 1, а), прочно соединенной с ней и совместно работающей. При этом набор не препятствует укладке стержневой арматуры, что упрощает и удешевляет производство арматурных работ. Арматура и бетон в этом случае выполняются неразрезными и эффективно участвуют в обеспечении общей и местной прочности корпуса.

При усилении палубных настилов наружное ЖБУ наиболее целесообразно, поскольку работы по армированию и бетонированию выполняются в удобном нижнем положении. Недостатком наружного ЖБУ подводной части корпуса является необходимость использования судоподъемных средств при выполнении ремонта. При этом нанесение бетонной смеси может выполняться только с помощью торкретирования (то есть нанесения бетона под давлением с помощью специального оборудования).

Арматурная сетка при выполнении наружного ЖБУ приваривается к предварительно очиВыпуск 2

–  –  –

Рис. 1. Конструкция ЖБУ:

а — наружное усиление обшивки; б — внутреннее усиление обшивки с набором;

1 — рабочая арматура; 2 — распределительная арматура; 3 — холостой набор;

4 — наружная обшивка; 5 — сварка пересечений стержней арматуры; 6 — сварка арматуры с обшивкой;

7 — сварка стержней по длине; 8 — монтажная арматура; 9 — рамный набор;

10 — сварка монтажной арматуры с набором; 11 — сварка рабочей арматуры с полкой холостого набора университета водных ЖУРНАЛ коммуникаций Основным преимуществом внутреннего ЖБУ является возможность выполнения ремонтных работ на плаву, без использования судоподъемных средств. Бетон защищает обшивку и набор от коррозии. Снаружи плита ЖБУ защищена изношенной стальной обшивкой. При выполнении внутреннего ЖБУ плита получается разрезной на рамном наборе (переборках) и осложняется ведение арматурных работ.

В условиях недостатка электроэнергии в 1930-е гг. и ограниченного применения сварки в стенках набора для пропуска арматуры выполнялись отверстия (прожиганием, сверлением или продавливанием). Стержни арматуры приходилось протаскивать через эти отверстия, в пересечениях стержни связывались проволокой и оканчивались концевыми крюками. Это, безусловно, были весьма трудоемкие работы, и в настоящее время они не применяются. Стержни арматуры свариваются с набором, переборками и в пересечениях между собой (см. рис. 1, б). В пересечениях стержней арматуры сеток вместо сварки допускается вязка проволокой. При усилении бортов, транцев и переборок требуется установка опалубки, выполняемой из отдельных щитов (фанера) или досок.

Для уменьшения объема сварочных работ непосредственно в корпусе судна изготовление арматурных сеток, как правило, выполняется заранее в специальном кондукторе, в котором продольные и поперечные арматурные стержни укладываются в специальные гнезда-фиксаторы. Уложенные с заданным шагом арматурные стержни свариваются в пересечениях. Готовые сетки через технологические вырезы в палубе (или в бортах) подаются в корпус к месту укладки. Арматура сеток сваривается с полками или стенками холостого набора, а с помощью монтажных стержней — со стенками рамного набора и переборок. Это в значительной мере уменьшает трудоемкость арматурных работ.

При восприятии внешней нагрузки изношенная обшивка, арматура и бетон ЖБУ работают совместно как единая композитная сталежелезобетонная конструкция, обшивка которой рассматривается в качестве наружной листовой арматуры. При этом повышается местная прочность и устойчивость отремонтированной металлоконструкции.

Принятая конструкция ЖБУ плиты и набора должна быть проверена на прочность. Для этого выполняются расчеты общей и местной прочности в соответствии с требованиями строительной механики и действующих Правил Регистра. Оценка водонепроницаемости обшивки с ЖБУ проводится по величине раскрытия возможных трещин в растянутой зоне бетона усиления в соответствии с требованиями Правил Регистра к судовым железобетонным конструкциям.

Некоторые характеристики судов, по которым в последнее время была разработана техническая документация по усилению корпусов железобетоном и выполнен их ремонт, приведены в табл. 1.

В журнале «Речной транспорт» [3, с. 22–24] приведено описание выполнения ремонта железобетоном корпуса очистительной станции (ОС) пр. 276-III «Альма» на плаву в акватории РЭБ «Память Кирова» Вятского речного пароходства в 1989–1990 гг. В соответствии с разработанной технической документацией срок эксплуатации ОС после выполнения внутреннего ЖБУ подводной части корпуса судна составляет не менее 10 лет. Однако ОС «Альма» находится в эксплуатации до настоящего времени. По отзывам судовладельца, проблем с композитным сталежелезобетонным корпусом станции за все время эксплуатации не наблюдалось.

Подводная часть корпуса дебаркадера № 305 пр. 133К с внутренней стороны усиливалась железобетоном на стапеле П/О «Городец» в 1989 г. Ремонт корпуса выполнялся на стапеле (а не Выпуск 2

–  –  –

Примечания. 1. В строке 9 под знаком (*) принят процент от водоизмещения D.

2. В строках 11 и 12 через дробь (/) приведены значения расхода стали и трудоемкости при ремонте обычным способом, связанным с заменой изношенных металлоконструкций новыми.

университета водных ЖУРНАЛ коммуникаций У теплоходов пр. 559Б было выполнено внутреннее ЖБУ изношенных кормовых балластных отсеков, включая изношенное днище со скуловыми подворотами, продольную и поперечные переборки отсека. На т/х «Окский-12», кроме того, железобетоном усиливался и рамный набор днища.

Два теплохода («Окский-1» и «Окский-6») к настоящему времени списаны, а два других — находятся в эксплуатации.

Для нефтеналивных барж пр. Р27 типа «Бельская» большую проблему составляет интенсивный износ палубы («газовый пояс»), особенно при перевозке сернистых нефтепродуктов, когда при ремонте приходится заменять 1200–1500 м2 палубного настила. Выполнение наружного ЖБУ палубы для БНР-1, БНР-35 в 1992–1993 гг. и БНР-29 в 2000 г. позволило продлить их эксплуатацию до настоящего времени (БНР-35 переведена в холодный отстой). Срок эксплуатации барж после ремонта железобетоном в соответствии с техдокументацией составляет 10–14 лет.

В мае 1994 г. по требованию Речного регистра в акватории РЭБ им. Калинина были проведены натурные испытания прочности нефтеналивной баржи проекта Р27 «Бельская-35» (БНР-35) с целью выявления эффективности усиления изношенной палубы железобетоном при восприятии расчетных изгибающих моментов при прогибе и перегибе корпуса. Сопоставление теоретических и экспериментальных значений напряжений в связях корпуса судна показало близкое совпадение (расхождение в пределах 5–15 %), что свидетельствует о достоверности применяемой расчетной теории. В результате проведения натурных испытаний была подтверждена достаточная прочность корпуса баржи при действии эксплуатационных нагрузок.

Проведенные ВГАВТ обследования барж БНР-1 («Сундовик») и БНР-29 в 2010 и 2011 гг.

соответственно показали хорошее состояние ЖБУ (при незначительных местных повреждениях бетонной поверхности, не влияющих на прочность) и достаточную надежность и прочность их корпусов при переводе судна с класса Р1,2 на класс О1,5. Поверхность ЖБУ палубы БНР-35, по отзывам судовладельца, также находится в удовлетворительном состоянии, проблему у этого судна составляет состояние подводной части корпуса (водотечность, отсутствие двойного дна и двойных бортов).

Выполнение внутреннего ЖБУ для барж пр. 942 и пр. Р85 силами предприятия в акватории порта «Пермь» в период с 1999 по 2006 г. также позволило продлить их эксплуатацию. Однако у некоторых из этих судов через 5–7 лет после ремонта была отмечена водотечность, что объясняется нарушениями технологической дисциплины работниками порта при слабом контроле при проведении ремонтных работ (некачественная очистка в некоторых местах усиливаемой поверхности обшивки от грязи и отслаивающихся продуктов коррозии, плохое осушение отсеков перед укладкой бетона, попытки разбавления густеющей бетонной смеси водой и пр.

). Поскольку от качества подготовки ремонтируемых поверхностей и строгого соблюдения технологии устройства ЖБУ (подготовка ремонтируемой поверхности, точная дозировка составляющих бетона, уход за созреванием бетона и пр.) во многом зависят работоспособность и долговечность композитной сталежелезобетонной конструкции.

Преимущества железобетонного усиления (ЖБУ), отмеченные выше, могут быть снижены вследствие некоторого утяжеления корпуса, увеличения его осадки или уменьшения грузоподъемности. Это обстоятельство делает ремонт железобетоном целесообразным в тех случаях, когда масса корпуса судна не играет решающей роли или когда ремонтируется какая-либо одна наиболее изношенная часть корпуса (например, балластный отсек) и в общем балансе нагрузки масса ЖБУ Выпуск 2

–  –  –

1. Сергеев Д. Н. Ремонт и восстановление стальных судов железобетоном / Д. Н. Сергеев. — Л.: Морской транспорт, 1946. — 224 с.

2. Указания по восстановлению металлических судов железобетоном / Технический совет Наркомречфлота. — М.: Речиздат, 1945. — 56 с.

3. Борисов А. М. Восстановление корпуса ОС железобетоном / А. М. Борисов // Речной транспорт. — 1991. — № 10–11.

4. Борисов А. М. Обоснование конструкции усиления железобетоном корпуса металлического дока проекта Д600 / А. М. Борисов // Вестник ВГАВТ. — Н. Новгород: Изд-во ФБОУ ВПО «ВГАВТ», 2012. — Вып. 31.

Похожие работы:

«Biological Bulletin 115 УДК 595.142.3 О. Н. Кунах1, М. В. Трифанова2, Д. С. Ганжа2 ЗООИ ФИТОИНДИКАЦИЯ РОЛИ АВТОТРОФНОЙ И ГЕТЕРОТРОФНОЙ КОНСОРЦИЙ В ОРГАНИЗАЦИИ БИОГЕОЦЕНОЗА 1Днепропетровский национальный университет имени Олеся Гончара, ул. Научн...»

«Разработка быстрого триггерного годоскопа NewCHOD для эксперимента NA62 А.Макаров ИЯИ РАН 23 декабря 2013 г. Назначение детектора CHOD Charged HODoscope. RICH, CHOD, MUV3: Рис. : Фрагмент установки Рис. : Установка NA62 детектировать электроны/позитроны от фотонов, сконвертировавшихся на зеркале RICH; триггер на множественн...»

«ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ В МАГИСТРАТУРУ по дисциплине "ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ" 1. Цель вступительного испытания: определение возможности поступающих лиц осваивать профессиональную образовательную программу.Задачи вступительного испытания: выявить уровень подготовки абитуриента по инф...»

«ЦЕНТР КОНСЕРВАТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ КАФЕДРА СОЦИОЛОГИИ МЕЖДУНАРОДНЫХ ОТНОШЕНИЙ СОЦИОЛОГИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА МГУ им. М. В. ЛОМОНОСОВА ВЫПУСК 4 Гегемония и многополярность Евразийское Движение Москва ББК 66.4 Печатается по решению кафедры Л 36 Социологии международных отношений социологи...»

«Рабочая программа курса внеурочной деятельности "Занимательная география" в соответствии с ФГОС Пояснительная записка Рабочая программа разработана для занятий с учащимися во второй половине дня в соответст...»

«НЕГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ШКОЛА "ИРИДА" УТВЕРЖДЕНА Директором школы О.И.Ильинским Приказ № 3 от 31 августа 2015г Система внутришкольного контроля в 2015/16 учебном году.Система ВШК НОУ школы...»

«ПО Форвард Т ПО AutoDetect Автоматическое определение границ рекламного блока с использованием звуковых отбивок Дата выпуска: 20 марта 2008 г. Краткое руководство © СофтЛаб-НСК Содержание ПО Au...»

«Доклад заместителя председателя – исполнительного директора Координационного совета отделений РСПП в ДФО С.К. Смоленцева "О работе Координационного совета отделений РСПП в ДФО в 2008-2011 гг. и задачах на 2012 год". Координационный совет объединений РСПП в ДФО созд...»

«Технологическая карта HEMPADUR QUATTRO ALU 45604 ОСНОВА 45606 и ОТВЕРДИТЕЛЬ 97334 Описание: HEMPADUR QUATTRO ALU 45604 – двухкомпонентный, пигментированный алюминием, универсальный эпоксидный материал, образующий твердое и прочное покрытие, с хорошей стойкостью к абразивн...»

«СЕРИЯ: АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ Землетрясение подземные толчки и колебания земной поверхности, передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний, возникающие в результате разрывов в земной коре или верхней части мантии земли и внезапных сме...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.