Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Основы проектирования гидротехнических сооружений, лесных бирж и рейдов приплава

Седрисев Д Н, Рубинская А В, Аксёнов Н В, Кожевников А К,

1.5. Классификация причальных набережных и условия их применения

Причальные сооружения классифицируются по назначению, расположению в плане, типу конструкций, материалу изготовления, способу строительства.

По назначению причалы специализируются в зависимости от рода перерабатываемых грузов, направления грузопотока, типа и характеристик швартующихся судов и других условий.

В зависимости от расположения в плане различают следующие виды причальных сооружений:

а) причальные набережные, которыми называют сооружения по всей своей длине, примыкающие к берегу;

б) пирсы – сооружения, выступающие в акваторию и расположенные под углом к береговой полосе;

в) эстакады – сооружения, вынесенные на акваторию и соединенные с берегом стационарными или плавучими мостками;

г) бычки и палы – отдельно стоящие опоры, располагаемые в русле, к которым швартуются плоты, секции плотов или суда в ожидании их обработки;

д) плавучие причалы.

При проектировании причальных сооружений береговых лесных складов применяются разные типы конструкций. В поперечном сечении причалы могут иметь вертикальную, откосную, полуоткосную и полувертикальную форму профилей (рис. 1.1).

Причальная набережная вертикального профиля (рис. 1.1, а) наиболее удобна для швартовки и стоянки судов и плотов. Однако при больших колебаниях уровней воды и значительной глубине акватории причал оказывается громоздким, что приводит к значительным затратам на его строительство и эксплуатацию.

При наличии устойчивых естественных береговых откосов причальные сооружения откосного профиля наиболее просты по конструкции и требуют наименьших капитальных затрат на их возведение. Недостаток причалов откосного профиля состоит в том, что они менее удобны для швартовки и стоянки судов и плотов, а при низком стоянии уровней воды для производства перегрузочных операций у них требуются краны с большим вылетом стрелы. При эксплуатации причалов откосного профиля удобство для швартовки и стоянки судов создают при помощи промежуточных плавучих причалов из понтонов, имеющих подвижную связь с береговым откосом (рис. 1.1, б).  

Рис. 1.1. Схемы поперечных профилей:
а – вертикальная; б – откосная; в – полуоткосная; г – полувертикальная:
УВП – уровни весеннего половодья; УМВ – меженные уровни

Полуоткосные и полувертикальные причальные набережные по условиям эксплуатации занимают промежуточное положение по сравнению с причалами вертикальной и откосной формы (рис. 1.1, в, г).

По конструктивно-расчетным признакам причальные сооружения подразделяются на гравитационные, типа тонкой стенки (больверки),свайные (с высоким свайным ростверком) и смешанные, схемы которых приведены на рис. 1.2.

Гравитационные причальные сооружения (рис. 1.2, а) являются разновидностью подпорных стенок, устойчивость которых на сдвиг, опрокидывание и пр. обеспечивается их собственным весом. Гравитационные причальные сооружения громоздки, капитальные затраты на их возведение высокие, поэтому их обычно строят на плотных грунтах, на скальном, каменном и галечниковом основании, т.е. в тех случаях, когда грунты не допускают забивки свай, шпунта. К гравитационным относятся следующие типы причальных сооружения: ряжевые, из массивной кладки и из массивов – гигантов, уголковые набережные и сооружения из оболочек большого диаметра.  

Рис. 1.2. Примеры конструкций причальных сооружений:
а – гравитационные; б – типа тонкой стенки (больверк);
в – свайные (с высоким свайным ростверком):
1 – железобетонные массивы; 2 – шпунтовая стенка; 3 – анкерная тяга;
4 – анкерная плита; 5 – сваи

Причальные сооружения типа тонкой стенки (больверки) возводятся из металлических, деревянных или железобетонных элементов различного поперечного сечения (прямоугольных, тавровых, двутавровых, кольцевых и др.). Больверк может быть заанкерованным, т.е. иметь анкерное устройство (рис. 1.2, б), при этом устойчивость стенки частично обеспечивается анкерной плитой. При отсутствии анкерного устройства устойчивость сооружения достигается защемлением стенки в грунте основания.

Свайные (сквозные) сооружения устраиваются на отдельных опорах (сваях). Свайные сооружения с высоким свайным ростверком представляют собой конструкцию, в которой верхняя часть свайного фунда- мента выполнена в виде плиты или балки, служащих для равномерной передачи нагрузки на сваи (рис. 1.2, в).

К причальным сооружения смешанного типа относятся такие, в состав которых входят элементы, характерные для нескольких типов причальных сооружений.

В зависимости от вида применяемых материалов причальные сооружения подразделяются на деревянные, металлические, бетонные, железобетонные и смешанные (из нескольких видов материалов).

В лесных портах и на береговых лесных складах для строительства причальных сооружений широко применялась древесина. Однако применение древесины для причальных сооружений может быть рекомендовано только для тех элементов, которые постоянно расположены ниже уровня воды, где исключено гниение древесины.

Для причальных сооружений береговых лесных складов рекомендуется преимущественное применение сборных железобетонных конструкций и причалов в виде сплошной тонкой стенки (больверки) из железобетонного или металлического шпунта. Опыт строительства и эксплуатации причалов из стального шпунта показал их эффективность и преимущества в экономическом плане по отношению к другим конструкциям.

При строительстве причальных набережных из сборных железобетонных элементов используют унифицированные железобетонные детали. Эти сооружения, предназначенные для строительства по типовым проектам на реках, озерах и водохранилищах причалов высотой от 4 до 15 метров, включают 6 основных типов конструкций, приведенных на рис. 1.3, а–е:

– из заанкерованного железобетонного шпунта (рис. 1.3, а);

– из незаанкерованного шпунта (1.3, б);

– уголкового профиля с анкеровкой за фундаментную плиту (1.3, в);

– уголкового профиля с анкеровкой за анкерную плиту (1.3, г);

– из массивов – гигантов с надстройкой (1. 3,д);

– козлового типа (1.3, е).

Перечисленные конструкции причальных сооружений имеют однотипные детали, обладают большой экономичностью и высоким коэффициентом сборности.

Причальная набережная из заанкерованного железобетонного шпунта (рис. 1.3, а) состоит из трех основных деталей: шпунта таврового сечения 5 из предварительно напряженного железобетона, железобетонных анкерных плит 3 и анкерных тяг 2 из круглой стали. В верхней части стенки устанавливается шапочный брус 1 из монолитного железобетона, на котором крепятся швартовые тумбы. При большой высоте причальной набережной (свыше 9,5 м) швартовые тумбы устанавливают в специально устроенных нишах, которые располагаются по высоте причала в 2–3 яруса. Между отдельными шпунтинами имеются металлические замки, препятствующие проникновению грунта через швы стенки. Анкерные тяги собираются из отдельных двух или трех звеньев, соединенных между собой с помощью натяжных муфт. Анкерные тяги прикрепляются к шпунту и к анкерным плитам при помощи шарниров, представляющих собой узлы из стальных пальцев, вставляемых в проушины тяг.

При строительстве причальных набережных небольшой высоты (до 5 м) применяются стенки из незаанкерованного железобетонного шпунта (рис. 1.3, б).

Причальные набережные уголкового профиля относятся к гравитационному типу сооружений. Благодаря простоте конструкции, надежности и высокой экономичности они получили большое распространение в отечественном портостроении.

Набережная стенка уголкового профиля с анкеровкой за фундаментную плиту (рис. 1.3, в) состоит их железобетонного вертикального элемента 6, высотой до 12 м, фундаментной плиты 8 шириной (по фронту) от 1,5 до 3 м и металлической анкерной тяги 2, соединенной с плитой посредством шарнира. Жесткость сооружения обеспечивается шапочной бетонной или железобетонной балкой 1, в которую заделываются арматурные выпуски из сборных элементов. Через каждые 20–25 м в шапочной балке 1 устраиваются температурно-осадочные швы, разделяющие стенку на секции. В каждой секции имеются тумбовые массивы с причальными тумбами.  

Рис. 1.3. Типовые конструкции причальных сооружений:
а – из заанкерованного шпунта; б – из незаанкерованного шпунта; в – уголкового профиля с анкеровкой за фундаментную плиту; г – уголкового профиля с анкеровкой за анкерную плиту; д – из массивов гигантов с надстройкой; е – козлового типа;
1 – шапочный брус; 2 – анкер; 3 – анкерная плита; 4 – грунт засыпки; 5 – железобетонный шпунт; – вертикальный элемент; 7 – днище массива; 8 – фундаментная плита;
9 – каменная постель; 10 – основание; 11 – элемент надстройки; 12 – массив гигант;
13 – шапочная балка; 14 – ростверк; 15 – анкерная свая

Причальное сооружение уголкового профиля с креплением за анкерную плиту (рис. 1.3, г) имеет аналогичную конструкцию и отличается лишь типом крепления.

Причальные набережные из массивов-гигантов (рис. 1.3, д) собираются из железобетонных оболочек в форме прямоугольных параллелепипедов 12 длиной от 15 до 30 м, высотой от 4,5 до 6,5 м и шириной 6–8 м. К месту установки массивы-гиганты подводят на плаву, а затем постепенным заполнением секций водой их погружают на заранее подготовленную каменную постель, после чего отсеки заполняют
песчаным грунтом.

Конструкция причальной набережной козлового типа (рис. 1.3, е) представляет собой шпунтовую стенку 5, закрепленную к забитым с уклоном 1:3 сваям 15. Верхняя часть шпунта и свай омоноличены при помощи железобетонной шапочной балки.

Строительство причальных сооружений обычно ведут двумя способами: «насухо» и «в воду». Строительство «насухо» осуществляют на объектах, которые располагаются в средней и нижней частях водохранилищ до их накопления, а также при возведении конструкций за перемычкой. Строительство «в воду» производится на свободных участках рек и на водохранилищах после их наполнения.

Рекомендуемые условия применения причальных сооружений из унифицированных сборных железобетонных элементов приведены в табл. 1.5  

Таблица 1.5

Условия применения

Примечание. * конструкция и условия применения причальных стенок из стального шпунта аналогичны железобетонным.  

Контрольные вопросы:

1. Каким законом регулируются правила использования водных объектов?

2. Назовите классификацию гидротехнических сооружений?

3. Перечислите условия работы береговых лесных складов (портов) и ГТС?

4. Перечислите основные типы судов, их функции, характеристики и элементы?

5. Назовите классификацию причальных набережных и условия их применения?