Сухой док
Самое большое одноцелевое сооружение, которое будет построено морским инженером-строителем, не связано напрямую с погрузкой, разгрузкой или причаливанием, но необходимо для продления срока службы судов. Это сухой док, который позволяет обеспечить необходимое техническое обслуживание подводных частей судов. Проблема сухой стыковки усугубляется тенденцией увеличения размеров судов за счет увеличения их ширины и осадки (глубина ниже ватерлинии), а не длины, что быстро приводит к тому, что многие из крупнейших в мире сухих доков становятся бесполезными для обслуживания растущей доли перевозок.
Классический пример-король Георг V Драйдок в Саутгемптоне, Англия. Открытый в 1933 году, он имел 1200 футов в длину и 135 футов в ширину и был способен вместить самые большие суда на плаву в то время, а именно два лайнера Cunard Queen Mary и Queen Elizabeth, каждое больше чем 80.000 тонн дедвейта. Более поздние супертанкеры имели вес 135 000 тонн и более, в пределах длины около 150 футов, но с балкой около 175 футов, что не позволяло им входить в док короля Георга V. Удлинение сухого дока было бы сравнительно простой и экономичной операцией; расширение, с другой стороны, потребовало бы, по крайней мере, полного сноса одной боковой стенки и ее восстановления, чтобы дать увеличенную чистую ширину другой стене, предполагая, что пространство может быть предоставлено. Увеличение глубины означало бы вообще создание нового дока, но поскольку танкеры обычно находятся в сухом доке в разгруженном состоянии, когда их осадка может быть значительно меньше осадки обычного судна, эта проблема пока не является практической.
Структурные требования
Кроме того, во многих случаях, максимальное состояние стресса в сухом доке возникает не тогда, когда оно несет вес корабля (всегда значительно меньше, чем вес воды, занимающей док когда его поперли), но, когда он полностью пустой и с учетом факторов, обусловленных воды в окружающий грунт, особенно под полом, поддержкой которых могут залегать на значительной глубине ниже уровня прилегающих грунтовых вод. Для того чтобы обеспечить против любой тенденции поднять под этим давлением, пол должен или иметь достаточный вес в себе (1 фут, или 300 миллиметров, глубина бетона сопротивления немногим чем 2 1/2 ноги головы [глубина] воды) или быть выполнен в виде конструктивного элемента, способного передавать это давление в стороны к стенкам сухого дока, который затем может быть создан, чтобы внести дополнительный дополнительный вес. Очевидно, что операция, включающая в себя как полное восстановление одной стены сухого дока, так и укрепление пола для покрытия увеличения его пролета в виде перевернутой арки или балки, почти равнозначна строительству полного нового дока.
Дизайн (конструкция)
Конструкция сухого дока, вероятно, зависит больше от условий грунта, чем любое другое инженерное сооружение, за исключением, возможно, крупных плотин. Во многих случаях была отмечена необходимость противостоять повышательному давлению под полом. Помимо простого решения использования веса самой конструкции дока для этой цели, что не является экономичным, устройства, которые были опробованы, включают «привязку» пола к нижележащим слоям с помощью свай или предварительно напряженных анкеров и выдвижение самой плиты пола за боковые стенки, тем самым получая помощь от веса материала заполнения за стенами, которые предназначены, чтобы выступать в качестве подпорных стенок к этой начинке. Суфлирование пола для того чтобы сбросить давление воды может иногда быть помощью. Если это так, то необходима непрерывная откачка, чтобы держать док сухим. На участках, в которых давление воды не должно быть устойчивым, конструкция в целом проще, и достаточная прочность и жесткость для распределения нагрузок от килей судов по нижележащему грунту, чтобы не превышать несущее сопротивление последнего, является управляющим фактором конструкции пола.
Использование сухих доков для строительства, а не для технического обслуживания судов-это практика, которая все больше принимается. Как строительство, так и спуск корабля в этих условиях могут быть значительно упрощены. Конструкции таких сухих доков ничем практически не чем не отличаются.
Входы
Входы в сухой док закрываются воротами различной конструкции, из которых наиболее популярными являются раздвижной кессон и откидной борт, или бокс-ворота. Сползая кессон обычно расквартирован в гнезде, или погибе, сбоку от входа и может быть в стороне или вытянут поперек с шестерней ворота и веревочки провода для открытия и для того чтобы закрыть вход. Откидная заслонка шарнирно закреплена горизонтально поперек входа и лежит на дне, когда в открытом положении, чтобы быть поднятой в вертикальное положение, чтобы закрыть док-процесс иногда облегчается путем представлять строб semibuoyant через обжатый воздух.
Корабельный тип кессонных ворот, совершенно отдельное судно, плавающее и затонувшее в своем окончательном положении поперек входа, в значительной степени не в фаворе. Хотя это было сравнительно легко снять для технического обслуживания и имело еще одно преимущество, что запасной кессон можно было держать в резерве на случай повреждения.
Максимальная степень водонепроницаемости, достигаемая между затвором и его посадочными местами, имеет важное значение, если необходимо избежать продолжительных и дорогостоящих эксплуатационных обязательств по откачке воды. Давление воды вне ворот имеет возможность обеспечить мощное усилие запечатывания, но специальная обработка фактических сторон контакта необходима для того чтобы сделать эту силу максимальной эффективной. Долгое время считалось, что единственным удовлетворительным решением было использование деревянной облицовки (обычно greenheart) вокруг контактной грани на воротах, несущих против остановок в структуре дока, состоящей из гранита, обработанного и отполированного с высокой степенью точности. Возросшая стоимость таких методов и уменьшающееся число квалифицированных рабочих, способных обрабатывать гранит, привели к поиску альтернатив. К ним относятся такие устройства, как использование нержавеющих облицовочных брусков, установленных в бетоне, на месте обработанного гранита, и резиновых накладок на самих воротах. Хотя они, как правило, доказали свою эффективность при первой установке, требуется больше опыта для определения их долговечности по сравнению с более старыми методами.
Килевые и трюмные блоки
Килевые и трюмные блоки, на которые фактически опирается судно при сухом доке, имеют достаточную высоту над полом дока, чтобы обеспечить разумный доступ к нижним плитам. Такие блоки обычно изготавливаются из литой стали с возобновляемыми древесными крышками на контактных поверхностях. Отдельные блоки, как правило, могут быть демонтированы под судном, чтобы обеспечить доступ к этой части плит, если это требуется, и могут быть вновь собраны, чтобы принять их соответствующую долю веса после завершения требуемой операции. Большинство современных судов, в частности танкеров, имеют почти квадратное сечение на значительной части их средней длины и могут удерживаться вертикально в сухом доке с помощью опоры трюмных блоков под их трюмными килями. В самых современных сухих доках, блоки днища обеспечены с механическими средствами для прохода через док и изменять их высоту дистанционным управлением пока док все еще затоплен. Это устройство позволяет регулировать их правильное положение в соответствии с формой судна, в то время как последний все еще находится на плаву, но в контакте с центральной линией килевых блоков. Экономическая выгода такой компоновки значительна, так как она позволяет одно судно снять, а другое поставить в сухой док при том же открытии затвора, тогда как при предыдущей практике пришлось бы закрыть док и откачать его, чтобы сбросить скуловые блоки на известный профиль следующего судна. Помимо необходимого времени, мощность, потребляемая при откачке большого сухого дока, является значительным фактором.
Из-за растущего числа судов, пригодных для трюмной стыковки, использование боковых берегов для поддержания корпусов вертикально в сухом доке является быстро умирающим процессом, и действительно алтари, предусмотренные для этой цели в сухих доках более старомодного дизайна, часто затрудняют размещение современного квадратного судна. Часто эта ситуация исправляется путем срезания некоторых алтарей, операция, которая должна проводиться с дискриминацией, потому что удаление любого количества материала из боковых стенок может иметь разрушительное воздействие на их устойчивость.
Строительство
Базовая техника
Сухие доки обычно строятся в открытом котловане в сухом, закрывающем море с помощью коффердама. Иногда бывает удобно сначала построить боковые стенки, в траншее, рядом убрать сыпучий материал между ними, а затем уложить пол поэтапно, чтобы не подвергать опасности устойчивость стен до того, как пол окажется в положении, чтобы дать им опору для ног. Как правило, необходима обширная перекачка, чтобы земляные работы не заполнялись водой во время строительства.
В одном довольно необычном случае сухой док для танкеров водоизмещением 240 000 тонн был построен почти полностью под водой, поскольку большие трещины в скале, проходящие через море, затопили площадку за пределами возможностей любой разумной сборки насосного оборудования. Поэтому все пространство, необходимое для сооружения, было удалено до уровня пласта дноуглубительными работами, и сначала были построены боковые стены с использованием сборных бетонных кессонов, погруженных на место и заполненных бетоном. Точно так же были заделаны бетоном пространства между соседними кессонами. Каменный заполнитель затем на глубину до 23 футов между этими стенами был нанесен цементный раствор и закреплен в бетонном полу с помощью процесса цементирования, в ходе которого коллоидный цементный раствор подавался под давлением между впадинами заполнителя, а затем устанавливался для формирования целого в бетон. Похожий процесс через пол на входе включил коффердам блокируя стальной лист, который позволил силлу и шарниру ворот быть построенным в сухом пространстве. Ворота из уже упомянутой выше разновидности заслонок были подняты на поверхность и поставлены на место водолазами после снятия коффердама. Только после этого удалось откачать основной корпус дока, который был завершен укладкой железобетонного долива поверх пола, чтобы обеспечить удовлетворительную рабочую поверхность.
Плавучие сухие доки
Плавучие сухие доки имеют то первоначальное преимущество, что они могут быть построены и полностью оборудованы в условиях верфи и завода, в которых их строительство не подвержено непредвиденным опасностям, возникающим из-за погодных условий и изменений в наземных условиях от тех, которые ожидаются при проектировании. Плавучий док может быть отбуксирован на место, причален и подготовлен к эксплуатации в сравнительно короткие сроки. Расходы на временные работы, часто большая часть стоимости фиксированного сухого дока, также избегаются.
Плавучие сухие доки обычно полностью автономны. Боковые стенки обеспечивают большую часть остаточной плавучести и стабильности, необходимых для поддержания док на плаву, когда он был погружен достаточно далеко, чтобы позволить входу корабля в доковое пространство над главной палубой. Большая часть станков и оборудования мастерской, необходимых для всех нормальных операций судоремонта и технического обслуживания, также размещены в стенах, а также генераторная установка (обычно с дизельным приводом) для подачи энергии для работы дока и его оборудования. Перемещая краны, для регулировать материал с и на корабль, бегут на верхних частях стенок.Плавучий сухой док может быть перемещен в относительно короткие сроки на другой плацдарм, если долгосрочные изменения в структуре судоходства-трафика диктуют изменение. Это преимущество может быть скорее явным, чем реальным, потому что большая рабочая сила, необходимая человеку, может быть не так легко переносима.
Кроме того, плавучие сухие доки, как правило, имеют большие затраты на техническое обслуживание, потому что стальная конструкция, будучи постоянно на плаву, требует регулярного скола и окраски, как это требует корпус судна. Надводная структура не представляет никакой особой проблемы. Наиболее уязвимые участки, непосредственно примыкающие к ватерлинии, могут быть охвачены креном-процессом, который включает в себя заполнение водой балластные цистерны вдоль одной стороны индуцируют крен, который поднимает те, кто находится на другой стороне части пути из воды. По завершении, процесс может быть отменен для другой стороны.
Поддержка работы дока
Методы подводного масштабирования и окраски, а также использование лимпетовых плотин, с помощью которых небольшие площади могут быть покрыты водонепроницаемыми корпусами, внутри которых люди могут работать под сжатым воздухом, позволяют в ограниченной мере уделять внимание нижней обшивке снаружи. Иногда необходимо отсоединить одну из секций дока, которая обычно строится в отдельных секциях по этой причине, и сухую стыковку ее в остальном, повторяя этот процесс до тех пор, пока весь док не будет отремонтирован. К этому дорогостоящему и утомительному процессу прибегают только по веским причинам.
Чтобы дать плавучему доку достаточную глубину воды для погружения стыковочных блоков ниже киля судна, подлежащего стыковке, может потребоваться выемка причала для него. В районах, подверженных сильному заилению, эта дноуглубительная зона почти наверняка будет действовать как иловая ловушка. Дополнительным источником расходов в таких случаях является периодическое снятие дока с причала, с тем чтобы его можно было перекраивать. Наконец, в тех местах, где прилив имеет важное значение, необходимы специальные швартовные устройства для сдерживания чрезмерного бокового дрейфа дока, поскольку причальные цепи ослабевают на низкой воде. Расположение килевых и скуловых блоков в целом аналогично описанному для стационарных сухих доков.
