Временный причал для проведения погрузочно-разгрузочных работ в условиях арктики и замерзающих морей

Временный причал для проведения погрузочно-разгрузочных работ в условиях арктики и замерзающих морей

Реферат

 

Использование: изобретение относится к эксплуатации морских транспортных судов и используется при погрузочно-разгрузочных работах в условиях арктического побережья, например при выгрузке судов через припайный лед на необорудованный берег. Сущность изобретения: у внешней границы припайного льда выполнены полукруглые вырезы по обе стороны от основного канала, причем центры этих полукругов смещены от основного канала на расстояние меньшее, чем радиус полукруга, например на 2/3 радиуса. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к морскому транспорту, в частности к причальным сооружениям для проведения погрузочно-разгрузочных работ, и может быть использовано при выгрузке транспортных судов через припайный лед на необорудованный берег в условиях Арктики и замерзающих морей.

Известен временный причал для выгрузки транспортных судов, содержащий прорезанный в припайном льду по нормали к берегу основной канал и сообщенные с ним выполненные во льду со стороны берега вырезы для стоянки в них судов в процессе погрузки-выгрузки, дополнительные каналы, которые выполнены в припайном льду под острым углом к основному каналу, причем последние ограничены в зонах тупиковых оконечностей утолщениями припайного льда, и подъездные пути, связывающие берег и указанные каналы [1] Этот временный причал позволяет обеспечить надежность и безопасность процесса выгрузки в условиях действия механических напряжений (сжатий) в припайном льду, возникающих из-за гидрометеорологических условий, а именно из-за воздействия ветра, поджимающего дрейфующий лед к кромке припая.

Однако одновременно с этим воздействие сжатий в этом известном временном причале приводит к деформации (сужению) входной зоны основного канала, забивка ее дрейфующим льдом с подсовами льдин и торошением, что в совокупности препятствует свободному выходу судов через канал после их выгрузки (или погрузки) и требует привлечения ледокола для проводки. Тем самым, в отмеченных сложных гидрометеорологических условиях снижается эффективность эксплуатации причала.

Целью изобретения является повышение эффективности эксплуатации в сложных гидрометеорологических условиях.

Для этого во временном причале для проведения погрузочно-разгрузочных работ в условиях Арктики и замерзающих морей, содержащем прорезанный в припайном льду по нормали к берегу основной канал и сообщенные с ним выполненные во льду со стороны берега вырезы для стоянки в них судов в процессе погрузки-выгрузки, дополнительные каналы, которые выполнены в припайном льду под острым углом к основному каналу, причем последние ограничены в зонах тупиковых оконечностей утолщениями припайного льда, и подъездные пути, связывающие берег и указанные каналы, дополнительно у внешней границы припайного льда по обе стороны от основного канала выполнены полукруглые вырезы, центры которых смещены от основного канала на расстояние, меньшее радиуса полукруга.

Цель достигается также тем, что указанное расстояние между центрами полукругов и основным каналом равно 2/3 R, где R радиус полукруга.

Сущность изобретения схематично пояснена на чертеже.

Временный причал выполнен в припайном льду 1, примыкающем к береговой зоне 2. Вне припайного льда находится дрейфующий лед 3. От внешней границы 4 припайного льда 1 по нормали к берегу 2 с помощью ледокола проложен основной канал 5, а на его оконечности со стороны берега образованы вырезы 6 для временной стоянки транспортных судов 7 под разгрузкой (или погрузкой). От этих вырезов 6 проложены подъездные пути 8 к береговой зоне 2, где грузы складируют.

В припайном льду 1 перед указанными вырезами 6 образованы дополнительные каналы 9, направленные под острым углом к основному каналу 5. Угол задан в пределах 35-50^о, преимущественно 45^о. При таких углах направления дополнительных каналов 9 оси совпадают с направлениями главных касательных напряжений в припайном льду, вызываемых воздействием векторов напряжений от гидрометеоусловий.

Между защитными дополнительными каналами 9 и зоной погрузочно-разгрузочных работ с ее вырезами 6 расположены утолщения ледяного покрова 10, например, в виде барьера торосов.

При наличии протяженной полосы припайного льда от берега в море и значительной длине основного канала 5 целесообразна прокладка еще дополнительных каналов 11 перед каналами 9 для разгрузки основного канала 5 и каналов 9 от напряжений и снятия местных напряжений.

Предлагаемый временный причал дополнительно снабжен двумя полукруглыми вырезами 12, расположенными у внешней границы 4 припайного льда по обе стороны от основного канала 5. Центры этих полукруглых вырезов 12 отнесены от оси основного канала 5 на расстояния, меньшие радиуса вырезов. Наиболее целесообразно, чтобы указанное расстояние было равно 2/3 R, где R радиус полукруглых вырезов. Все это обеспечивает такую конфигурацию вырезов, как схематично показано на фигуре. Для улучшения технологии осуществления вырезов, выполняемых ледоколом, а также для повышения качества функционирования этих вырезов целесообразно сопряжение внешних границ вырезов с касательными 13, располагаемыми под углом преимущественно 90^о по отношению к границе 4 припая, а также сглаживание острых выступов 14, образующихся у основного канала 5, например, по линии 15.

Временный причал функционирует следующим образом.

По основному каналу 5 в вырезы 6 вводят транспортные суда 7 и пришвартовывают к кромкам этих вырезов. По подъездным путям 8 к судам 7 подводят автотранспорт и перегружают грузы. По путям 8 грузы перевозят к береговой зоне 2 и складируют.

В условиях действия механических напряжений со стороны дрейфующего льда 3 на внешнюю границу 4 припайного льда (векторы напряжений в разных вариантах показаны на чертеже) дополнительные каналы 9, а в варианте совместно с каналами 11, обеспечивают снятие напряжений сжатия в зоне погрузочно-разгрузочных работ: правый канал по линии А-Б-В-Г, левый по линии Д-Е-Ж-З.

Длину участка L₁ от зоны погрузочно-разгрузочных работ до соединения дополнительных каналов 9 с основным каналом 5 в точках Б и Е выбирают превышающей или равной длине дополнительного канала L для предупреждения распространения возможной трещины от каналов 9 по припаю к вырезам 6 и подъездным путям 8. При этом длину L₂ по нормали между окончанием канала 9 (точкой Д) и окончанием выреза 6 выбирают из условия удаления распространения возможной трещины от точки Д по нормали к берегу на расстоянии от зоны погрузочно-разгрузочных работ, что обеспечивает повышение надежности защиты этой зоны и безопасности выполняемых работ.

Кроме того, безопасность работ дополнительно повышается за счет наличия барьера тросов 10, в который упираются оконечности А и Д дополнительных каналов 9. Этот барьер, являясь концентратором напряжений, способствует распространению возможных трещин от точек А и Д вдоль линии барьера и еще более удаляет возможные трещины в стороны от расположения транспортных судов 7 и подъездных путей 8.

Указанные длины L, L₁ и L₂ строго связаны по величине между собой и являются величинами взаимозависимыми. Так, точки Б и Е выбирают на канале 5 на расстоянии 1/2-1/3 длины канала 5, начиная от устья вырезов 6 (от точки их расхождения). При этом длину дополнительного канала 9 задают равной или превышающей на 1/3-1/2 длину участка основного канала от точек Б и Е до устья вырезов 6.

При необходимости образования еще одних дополнительных каналов 11 их длину задают превышающей длину дополнительного канала 9 на 1/3-1/2 длины этого канала для исключения распространения возможных трещин от окончаний каналов 11 к точкам Д или А соответственно.

Длины захода барьера тросов за пределы точек А и Д дополнительных каналов 9 задают из условия отвода в стороны возможных трещин от этих точек каналов и устанавливают в пределах не менее 1/2 длины соответственно каналов 9 или 11.

Предлагаемый временный причал снабжен также двумя дополнительными полукруглыми вырезами 12 у внешней границы 4 припайного льда по обе стороны от основного канала 5. В сложных гидрометеорологических условиях эти вырезы 12 при заданном расположении их центров относительно оси канала 5 повышают эффективность эксплуатации причала. Это обусловлено следующим.

При действии нагрузок со стороны дрейфующего льда 3 (векторы нагрузок показаны на чертеже) в отсутствие вырезов 12 происходит деформация (сужение) входной зоны основного канала 5 и забивка ее дрейфующим льдом с подсовами льдин, а зачастую с дополнительным торошением. Это препятствует свободному выходу судов 7 после их выгрузки (или погрузки) и требует повторного привлечения ледокола, что снижает эффективность эксплуатации причала. При этом из-за появления подсовов льдин и дополнительного торошения понижается также и эффективность работы самого ледокола, что еще больше снижает общую эффективность погрузочно-разгрузочных работ.

Кроме этого, действие нагрузок на границу 4 из-за наличия канала 5 может приводить к образованию разрывов в припае по линиям М-N и L-К, т. е. преимущественно под углом 40-45^о по отношению к оси канала 5, начиная от 10-метровой изобаты. Этот факт установлен опытным путем. В результате обрыва этой части припайного льда канал 5 оказывается полностью зажатым и его дальнейшая эксплуатация становится невозможной.

Наличие вырезов 12 препятствует указанным процессом. Вырезы 12 наиболее целесообразно выполнить в условиях отжимных ветров, т.e. ветров береговых направлений. В этих условиях вырезанные участки припая отдрейфовывают в открытую часть моря. Тем самым вырезы 12 очищаются от льда.

Центры вырезов 12 располагают относительно оси канала 5 на расстояниях меньше радиуса полукруга. Наиболее целесообразно указанное расстояние задать равным 2/3 этого радиуса. Заглубление центров полукругов в припайный лед целесообразно также задать равным примерно 2/3 R, где R радиус полукруга. При таких условиях вход основного канала 5 оказывается спрятанным в выступах 14 сглаженных по линии 15. В условиях действия ветров, вызывающих напряжения сжатия, набивка дрейфующего льда с возможными подсовами льдин и дополнительным торошением происходит в полукругах 12, При этом нагрузки на область выступов 14 с входом канала 5 резко понижены, поскольку конфигурация вырезов отводит льдины в сторону. Благодаря этому не происходит набивки крупных льдин с подсовами и торошением в канал 5 и транспортные суда 7 могут после выполнения погрузочно-разгрузочных работ выйти из этого канала.

Кроме того, благодаря заданной конфигурации вырезов 12 со сглаживанием их острых выступов, как это указано выше, ликвидируются условия возможного обрыва части припайного льда и зажимания канала 5.

Все это в совокупности обеспечивает существенное повышение эффективности эксплуатации временного причала.

Формула изобретения

1. ВРЕМЕННЫЙ ПРИЧАЛ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ РАБОТ В УСЛОВИЯХ АРКТИКИ И ЗАМЕРЗАЮЩИХ МОРЕЙ, содержащий прорезанный в припайном льду по нормали к берегу основной канал и сообщенные с ним выполненные во льду со стороны берега вырезы для стоянки в них судов в процессе погрузки-выгрузки, дополнительные каналы, которые выполнены в припайном льду под острым углом к основному каналу, причем последние ограничены в зонах тупиковых оконечностей утолщениями припайного льда, подъездные пути, связывающие берег и указанные каналы, отличающийся тем, что у внешней границы припайного льда по обе стороны от основного канала выполнены полукруглые вырезы, центры которых смещены от основного канала на расстояние, меньшее, чем радиус полукруга.

2. Причал по п.1, отличающийся тем, что указанное расстояние равно 2/3 R, где R радиус полукруга.

РИСУНКИ

Рисунок 1