Морские и воднотранспортные сооружения

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 02 Декабря 2012 в 10:06, курсовая работа

Описание работы

Место размещения береговой базы выбирается с учетом района установки морской платформы, возможности ее буксировки и технической оснащенности судостроительного пред-приятия.
Место установки платформы – Каспийское море.
Береговая база расположена в городе Астрахань. Глубина акватории береговой базы со-ставляет 5,5 м.

Содержание работы

1. Исходные данные. 3
1.1 Массогабаритные характеристики морской платформы. 3
1.2 Характеристика береговой базы. 3
1.3 Схема изготовления морской платформы. 4
2. Определение веса и размеров фрагментов морской платформы. 6
1. Обустройство берегового стапельного места. 6
3.1 Расположение БСМ по отношению к спусковому сооружению. 6
3.2 Определение размеров стапеля и состава необходимого оборудования. 7
3.3 Схема разбивки фрагмента морской платформы на укрупненные блоки и порядок их монтажа на береговом стапеле. 7
3.4 Определение типа и количества стапельных тележек. 7
4. Определение строительной осадки фрагмента платформы и проверка остойчивости его на воде. 8
4.1. Определение строительной необходимой глубины воды для спуска фрагментов сооружения с берега. 9
4.2. Обустройство места достройки платформы на плаву. 10
4.2.1 Определение размеров достроечной набережной и состава необходимого оборудования. 10
4.2.2. Определение размеров акватории у места достройки платформы. 10
4.2.3. Схема монтажа верхнего строения морской платформы из укрупненных блоков. 11
5.1. Определение размеров укрупненных блоков. 11
5.2. Схема опорных устройств. 11
5.3. Схема монтажных блоков. 12
6. Выбор буксировочных средств для морской платформы. 12
6.1. Расчет буксировочных усилий. 12
4.2. Выбор мощности буксира. 13

Файлы: 1 файл

balashev изм.doc

— 171.00 Кб (Скачать файл)


        Санкт-Петербургский Государственный  Технический 

Университет

 

Инженерно-строительный факультет

 

 

 

Кафедра

«Морские и воднотранспортные  сооружения»

 

 

 

Курсовой проект по дисциплине

« Судоподъёмные сооружения »

 

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель работы:           Балашов Б.В.

Исполнитель:            Головина Е.В.

студент гр.№ 5012/2

 

 

Санкт-Петербург

2005

Содержание  работы.

 

 

 

 

 

 

 

  1. Исходные данные.

    1. Массогабаритные характеристики морской платформы.

Основные характеристики принимаются  по данным курсового проекта «Сооружения  континентального шельфа»:

    1. Размеры верхнего строения: 50×35×9м.

Высота колонн lk=13,72м.

    1. Тип понтона – прямоугольный.
    2. Количество понтонов – 3 шт.
    3. Размеры понтона Lп=80 м., Hn=5,82 м., Bn=13,05 м.
    4. Количество колонн – 4 шт.
    5. Диаметр колонны d=8 м.
    6. Масса сооружения – 15000 т.

Параметры волнения в месте установки :

= 4,5 м;
=9,5 с;
=140,8 м.

Глубина в месте установки  H=110 м. Δ=6,99м.

    1. Характеристика береговой базы.

Место размещения береговой базы выбирается с учетом района установки морской  платформы, возможности ее буксировки и технической оснащенности судостроительного  предприятия.

Место установки платформы –  Каспийское море.

Береговая база расположена в городе Астрахань. Глубина акватории береговой базы составляет 5,5 м.

В состав основных производственных участков входит:

    1. Цех для производства укрупнённых блоков.
    2. Стапельное место, для их монтажа и сборки платформы.
    3. Гребенчатый спусковой слип для спуска сооружения.
    4. Достроечная набережная с глубиной 5м.

 

 

 

 

 

 

1.3   Схема изготовления морской  платформы.

       Принимается   следующая схема изготовления  морской платформы: (разбиваем на этапы)

1 этап. Сборка корпуса платформы  на стапеле береговой базы.

2 этап. Спуск платформы на воду.

3 этап. Достройка платформы на  акватории береговой базы.

4 этап. Обеспечение  буксировки морской платформы  к месту установки на морском  шельфе.

  1. Определение веса и размеров фрагментов морской платформы.

Фрагментом морской платформы, окончательная сборка которого осуществляется на сборочном стапеле, является понтон. Размеры понтона:

    • Lп=80м, Hn=5,82 м, Bn=13,05 м .

Определим вес одного понтона.

;

Вес обшивки: Робш=d·F·gст=0,025·3171,102·7,8= 618,4т.

Вес набора несущего каркаса: Рн.к.=0,1·Робш=0,1·618,4=61,8 т.

Вес корпуса: Ркобшн.к.=618,4+61,8=680,2 т.

Вес оборудования :Роб=0,15·Рк=0,15·680,2=102,04 т.

Вес фрагмента :Рфкоб=680,2+102,04=782,24 т.

 

Определим вес одной колонн.

Вес обшивки: Робш=δ*F*γст=0,045*344,65*7,8=121 т.

δ=45 мм=0,045 м;         γст=7,8 т/м3;

F=2*π*R*Lк=2*3.14*4*13,72=344,65 м2

Вес набора несущего каркаса: Рн.к.=0,1*Робш=0,1*121=12,1 т.

Вес корпуса: Ркобшн.к.=121+12,1=133,1 т.

Вес оборудования: Роб=0,15*Рк=19,965 т.

Вес колонны: Рколкоб=133,1+19,965=153,065 т.

Определим вес одного элемента:

РЭп+2Ркол=782,24 +4*153,065=1394,5 т.

  1. Обустройство берегового стапельного места.

3.1 Расположение БСМ по отношению  к спусковому сооружению.

Стапельное место располагается  на берегу возле спускового сооружения таким образом, чтобы перегрузка элементов производилась технически легко и быстро. Роль спускового сооружения выполняет Гребенчатый слип.

3.2 Определение размеров стапеля  и состава необходимого оборудования.

Размеры стапеля должны позволять  обеспечить необходимые для производства монтажа сооружения работы, принимаются соответственно размерам монтируемого фрагмента сооружения. В состав необходимого для оборустройства стапельного места оборудования входят: Портальный кран, кильблоки, опорные балки, стапельные тележки, инженерные коммуникации.

3.3 Схема разбивки фрагмента  морской платформы на укрупненные  блоки и порядок их монтажа на береговом стапеле.

Фрагмент морской платформы  разбиваем на укрупненные блоки длинной 15 м. Блоки подаются на стапель где свариваются и проверяются на герметичность.

n= Lп/10=80/10=8 шт.

3.4 Определение типа и количества  стапельных тележек.

Выберем транспортные тележки с поворотными осями, снабженные подъемными домкратами, грузоподъемностью 100 т.

 

где: Кпер.=2,0 – для автономной тележки;

Кпер.=1,5 – для гидравлической тележки;

 

4. Определение строительной  осадки фрагмента платформы и проверка остойчивости его на воде.

Рф.п.понтона+4·Рколонны=782,24 +4·153,065 =1394,5 т.

Определим величину строительной осадки:

Определим осадку спускаемого фрагмента буровой  вышки.

P = γ ∙V

1394,5 т = 1 т/м ∙V

V = = 1394,5 м3;

Tстр- осадка.

Координата центра тяжести определяется по формуле:


 

Момент инерции площади ватерлинии равен :      

Определим объем вытесненной воды:

V=T·B·L=1,34·13,05·80=1398,96 м3

Величина метацентрического радиуса равна:


 

Определяем восстанавливающий момент:

Mв=Pдок∙(r+Zc-Zд)∙sin θ;

Где Pдок – доковый вес судна

R – метацентрический радиус равный расстоянию м/д (∙)Pдок и (∙) метацентра.

Mв=1394,5∙(10,06+0,43-9)∙sin 60=217,2 т∙м;

 

Опрокидывающий момент действующий  на судно создает ветровая нагрузка:

Мопр= ;

Fу – парусность;

ZF – координата центра парусности;

V – скорость ветра;

Мопр1=(64/1600)∙358,4∙2,24=32,11 т∙м

Мопр2=(64/1600)∙109,76∙9,1=39,95 т∙м

Мопр1+4∙М2;

 

Мопр=32,11+4∙39,95=191,91;

Так как Mв> Мопр то мы делаем вывод что, фрагмент морской платформы устойчив под действием ветра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3.2 Определение строительной необходимой глубины воды для спуска фрагментов сооружения с берега.

 

Глубина воды для спуска фрагмента  сооружения при использовании гребенчатого слипа должна быть не менее:

Нгл=Tд+ТнавОП.Б.СТ.Т

Tд=1,34 м;        НОП.Б.=0,5

Тнав=0,5 м;        НСТ.Т=1,5

Нгл=1,34+0,5+0,5+1,5=3,84 м;

Глубина акватории у достроечной  набережной составляет 5,5 м что дает возможность спускать фрагменты морской платформы.

2.4. Обустройство места достройки платформы на плаву.

2.4.1 Определение размеров достроечной набережной и состава необходимого оборудования.

 

  1. Длина набережной:

Lнаб=LП+2∙ Lзап

      Lнаб=80+15∙2=110 м;

  1. Ширина набережной:

Внабкол.кр.+2∙Вразгр.пл.

           Внаб=10,5+10=20,5 м;

  1. Необходимое оборудование достроечной набережной:
    • Портальный кран с грузоподъемностью 30 тс;
    • Обустройство инженерной стоянки;
    • Швартовно-отбойные устройства;

2.4.2. Определение размеров акватории у места достройки платформы.

Предполагается проводить достройку  сооружения на акватории, но возможен вариант достройки у набережной, при условии проведения дно углубительных работ на 1 метр, что возможно будет экономически более оправдано.

  1. Длина акватории:

Lакв=LП+2∙ Lкр

      Lакв=80+50=130 м;

  1. Ширина акватории:

Ваквплшв +2∙Вак

      Вакв=48,05+1+34=83,05 м;

  1. Нгл=5,5 м (Акватория Астрахани)

Нгл≥Тmax+∆hнов;        Тmax=5,25 м          ∆hнов=0,5 м;

5,5≥5,25+0,5 следовательно необходимо провести дно углубление на 0,25 м;

4.2.3. Состав элементов раскрепления  фрагментов платформы  у   достроечной набережной.

  • 2 железобетонных якоря
  • 4 цепи
  • 2 бочки
  • 8 монтажных поперечных вставок (жесткие фермы)
  • 6 швартовные тумбы

 

Возможен также вариант с  использованием палов.

4.2.3. Схема монтажа верхнего строения  морской платформы из укрупненных блоков.

Определим габаритные размеры укрупненных блоков:

Рбл=300т∙Квылета=150 т;

Где  Квылета=0,5, но так как верхнее строение будем строить при больших вылетах стрелы плавкрана «Богатырь», то для запаса принимаем коэффициент вылета 0,25.

Рбл=Vбл∙Кнаполняемости=0,25Vбл=150 тс;

Кнаполняемости=0,25;

Vбл=4Рбл=600 м3;

Lбл=10 м;

bбл=7 м;

Hбл=9 м;

  1. Этап – раскрепление одиночных понтонов.
  2. Этап – соединение понтонов балками.
  3. Этап – установка на место достройки.
  4. Этап – строительство верхнего строения.

 Схема опорных устройств.

 

Схема опорных устройств включает устройство промежуточного несущего каркаса. Проектируем каркас с учетом того, что фермы входят в состав каркаса.

8 поперечные ферм.

 Схема монтажных блоков.

 

    1. Вариант (с применением башенного крана):
  • Монтаж 3-х рядов в пределах вылета стрелы(1 ряд-7м);
  • Разворот платформы на 180о и опять монтаж2-х рядов;
  • На уже установленные блоки устраивается площадка для размещения башенного крана (грузоподъемность 30 т) и далее монтируем из плоских секций, с перестановкой башенного крана из-за ограниченного вылета стрелы.
    1. Вариант:
  • Монтаж блоков производится при помощи плавкрана Перевод и установка плавкрана с одного бока понтона и монтаж блоков с начиная с центра, после чего перевод и установка плавкрана с противоположной стороны и повторение операции.

 

Выбираем вариант №2, как более  быстрый и менее трудоемкий.

2.5 Выбор буксировочных средств для морской платформы.

Буксировка платформы осуществляется вдоль побережья. Длина пути (L) от одного пункта отстоя до другого, должна быть такой, чтобы караван прошел его за время, которое обеспечено безопасностью по данным Гидрометцентра.

L=Vбукс∙T ,         T=35-40 км.

6.1. Расчет буксировочных усилий.

 

Qб – усилие буксира;

Qб=Pводы , где Pводы – сила сопротивления воды.

w ∙ cosα
∙Kрывковое;

где - сопротивление трения(вязкости);

- сопротивление обтекания потоком преграды(формы);

PW – сила ветра;      α – угол направления ветра;

Kрывковое – динамический коэффициент, учитывающий влияние волнения.

Принимаем =0;

;

где тс/м3 – плотность воды.

V букс – скорость буксировки, V букс=15 км/ч=4,17 м/с;

Sподв=5,25∙13,05∙3=205,54 м2 – подводная парусность;

СX – аэродинамический коэффициент(коэффициент формы);

СX=2,2;

=64тс;

;

где ρвозд – плотность воздуха, ρвозд=1,29∙103 тс/м3;

Sнадв – надводная парусность;

Sнадв=3∙(0,6∙13,05+13,72∙8)+9∙35=667,77 м2;

α=0, сosα=1 – ветер встречный;

CX=1,0; PW=W0∙Sнадв∙Сosα ∙CX;

Где W0=0,014 тс/м2 – значение ветрового давления

PW=0,014∙667,77∙1∙1,0=9,35 тс;

Крывковое=1,75 (при lтроса=750 м); демпфируется тросом, не учитывается при подборе буксира.

Qб=64+9,35=73,35 тс=733,5 кН;

4.2. Выбор мощности буксира.

EPS – мощность буксира;

EPS= Qб∙ Vбукс=733,5∙4,17=3058,7 кВт

Информация о работе Морские и воднотранспортные сооружения