Специализация причалов. Основными элементами производственной структуры современного порта являются технологические перегрузочные комплексы, представляющие собой совокупность технических средств, необходимых для загрузки-разгрузки и комплексного обслуживания морских транспортных судов, а также для приема (передачи) грузов с железнодорожного, автомобильного, трубопроводного, речного и других смежных видов транспорта.
В соответствии с методами перевозки и перегрузки морское торговый порт может иметь в своем составе технологические перегрузочные комплексы и причалы для контейнеров, судов с горизонтальным способом грузообработки, лихтеровозов, паромов, а также для следующих грузов: генеральных, скоропортящихся, опасных (требующих обособленной перевалки и хранения), массовых навалочных, зерна, лесных, сырой нефти и нефтепродуктов, сжиженных газов и химических наливных, пищевых наливных и т. п.
В зависимости от состава и объема грузооборота порта в нем возводят специализированные технологические перегрузочные комплексы, оснащенные соответствующим специализированным подъемно-транспортным оборудованием, предназначенные для перевалки конкретных видов грузов и обработки специализированных судов. В случае нецелесообразности строительства для перевалки части грузов специализированных перегрузочных комплексов для них строят технологические перегрузочные комплексы универсального назначения с крановой схемой механизации, предназначаемой для перевалки генеральных грузов, перевозимых, как правило, на универсальных судах.
Специализированные технологические перегрузочные комплексы предусматривают в составе соответствующих грузовых районов либо в виде отдельных специализированных комплексов-районов, необходимость и целесообразность создания которых устанавливают в зависимости от объема грузооборота, условий компоновки порта и развития на перспективу.
[adsshortcode]
Таким образом, тип причала определяется прежде всего видом перерабатываемых грузов, способами их перегрузки и местными геологическими, гидрологическими и другими условиями. Рассмотрим некоторые из них.
Причалы для генеральных (штучных) грузов. Такие причалы к специализированным можно отнести чисто условно, так как они являются универсальными общего назначения. Однако перегрузка штучных грузов имеет свои особенности, отражающиеся на конструкции причалов.
Рост размещений судов приводит к увеличению массы перерабатываемого груза, вместимости и площади складов. Заметно усложняется задача рациональной компоновки территории порта и расположения подъездных путей. Значительно возрастает площадь территории. Это особенно наглядно видно на примерах причалов для штучных и контейнерных грузов.
Существенное влияние на компоновку и конструкцию причала оказывает применяемая схема механизации перегрузочных работ. Для краткосрочного крытого хранения грузов в этом случае используют сравнительно небольшой одноэтажный склад. При значительном накоплении груза добавляют линию многоэтажных тыловых складов. При недостаточной глубине территории причала и значительном накоплении грузов на причале сооружают прикордонный многоэтажный склад большой вместимости.
Для грузов открытого хранения (металла, оборудования, круглого леса и т. п.) вместо складов используют складские площадки соответствующих плановых размеров. При перегрузке обычных штучных грузов полоса территории причала может иметь ширину до 100 м. Однако для некоторых грузов, причисляемых к штучным, необходима территория причала значительно больших размеров, например для лесных грузов.
Поперечный разрез причала перегрузочного комплекса универсального назначения с крановой схемой механизации при перегрузки генеральных (смешанных) грузов крытого краткосрочного хранения:
1 — трюмный погрузчик; 2 — портальный кран; 3 — вагонный погрузчик; 4 — погрузочный стол; 5 — складской погрузчик; 6 — одноэтажный склад.
Равномерно распределенная нагрузка от штучных грузов достигает в прикордонной зоне 30 кПа или в отдельных случаях 40 кПа. Нагрузки от кранов достигают 1000 кН на опору или 50 кН на каток.
Размеры и конструкции причала для генеральных грузов определяются в значительной мере типом крана, пролетом его портала, вылетом стрелы и грузоподъемностью. В случае применения судовых стрел склады располагают на пирсах в непосредственной близости от линии кордона причала. При использовании портальных и полупортальных кранов прокладывают у линии кордона 3—4 железнодорожных пути. В случае полупортального крана прикордонный подкрановый рельс опирается непосредственно на причал, а тыловой прокладывают по стене склада или специально установленным стойкам. Кроме кранов, используют средства безрельсовой механизации и транспорта (погрузчики, тележки с тягачами), требующие расширенной прикордонной территории причала. Для того чтобы избежать пересечения подкрановых и железнодорожных путей, были созданы краны с широкими порталами и краны без порталов.
При реконструкции причалов перед существующими набережными часто возводят пристройку — оторочку, позволяющую проложить дополнительные подкрановые пути для более тяжелых кранов или выйти на большие глубины у причалов.
Среди причалов для генеральных грузов можно выделить причалы для тяжеловесов, перегружаемых, как правило, с помощью плавучих кранов, у которых вылет стрелы небольшой. Это вынуждает временно складировать тяжеловесы в переходной и даже в прикордонной зонах причала. Для предотвращения воздействия чрезмерных сосредоточенных нагрузок в этих зонах рекомендуется применять специальные распределительные платформы.
Причалы для контейнеров. Объем контейнерных перевозок в СССР в последние годы растет стремительными темпами. С 1980 по 1985 гг. он почти удвоился. Возведение специализированных комплексов для перегрузки контейнеров в этих условиях в начальный период отставало от потребностей. На первом этапе прием и обработка контейнеровозов осуществлялись на универсальных причалах. Затем были построены специализированные комплексы в Находке, Ленинграде, Магадане, Риге, Восточном и др.
Вначале в морских портах СССР была применена схема с портальными погрузчиками, отличающаяся высокой эксплуатационной гибкостью. Последнее время широко используют схему с козловыми перегружателями на рельсовом ходу.
В морских портах нашей страны одним из первых специализированных перегрузочных комплексов для контейнеров является комплекс, построенный в Ильичевском порту, для которого характерна территориальная стесненность. Последний такой комплекс пропускной способностью 70 тыс. ед. в год сооружен в порту Восточный , вступивший в эксплуатацию в 1976 г. В подобных комплексах предусмотрена возможность приема накатных судов.
При хорошей организации работ на перегрузку одного палубного контейнера затрачивается около 1,5 мин, контейнера из трюма — около 2 мин. При выполнении одновременно разгрузки и загрузки судна на перемещение контейнера из трюма на берег или обратно затрачивается в среднем 1,5 мин. Двумя перегружателя- щи выгружают 1000 контейнеров и одновременно погружают такое же их число, затрачивая около 30 ч.
Высокоэффективная организация обработки судо-контейнеровозов в портах Дальневосточного и Балтийского бассейнов позволила с успехом создать и высокорентабельно эксплуатировать крупнейшую в мире трансконтинентальную Транссибирскую контейнерную линию, по которой можно доставить грузы из Японии в Западную Европу и обратно смешанным водно-железнодорожным путем через СССР, что в 1,5 раза короче пути через Панамский канал и более чем в 2 раза — пути вокруг Африки.
[adsshortcodetwo]
Специализированные причалы для контейнеровозов относят к числу внекатегорийных, они имеют большие территории для перегрузки и хранения контейнеров, тяжелое подъемно-транспортное оборудование, значительные сосредоточенные нагрузки, передающиеся на складскую территорию.
В последнее время большую часть контейнеровозов строят накатного типа (ролкеры). Для таких судов используют специальные причалы, позволяющие погружать и выгружать контейнеры на специальных тележках, автомашины и другую колесную технику через носовые или кормовые лацпорты судна. Такие причалы обычно оборудуют специальными береговыми рампами, которые в комплексе с судовыми переходными мостами (аппарелями) и дополнительными клапанами (плитами) позволяют перемещать колесную технику с причала непосредственно на судно и обратно. Иногда схему упрощают, ограничиваясь судовыми аппарелями.
При планировке и выборе схемы механизации контейнерного причала может быть предусмотрено хранение контейнеров на шасси (полуприцепах), штабелирование с помощью портальных погрузчиков, штабелирование с помощью козловых кранов на рельсовом или пневматическом ходу.
Причалы для навалочных грузов. Такие причалы могут быть универсального назначения с крановой схемой механизации открытого хранения, специализированные открытого хранения, специализированные крытого хранения, специализированные для технологической щепы и т. д.
Крупнейший в СССР угольный перегрузочный комплекс находится в порту Восточный, который состоит из глубоководного пирса на оболочках большого диаметра, вагоноопрокидывателя, железнодорожных и крановых путей под углепогрузочные машины и складов открытого хранения угля. Глубоководный угольный пирс, рассчитанный на перевалку 10 млн. т угля в год, представляет собой сквозную конструкцию эстакадного типа на отдельно стоящих опорах. Общая длина пирса 578 м, ширина 56 м, отметка кордона +5 м над нулевой отметкой порта. В середине пирса установлена транспортерная эстакада. Вагоноопрокидыватель, расположенный в котловане, возведен из монолитного железобетона.
Специализированный причал для технологической щепы находится также в Восточном порту. Установка состоит из комплекса для разгрузки вагонов с двухпутной разгрузочной галереей, маневровыми, бурорыхлительными и вибрационными устройствами, люкоподъемниками и компрессорной установкой для продувания порожних вагонов; устройства для разгрузки автощеповозов с опрокидывателем щеповозов, встроенными весами, бункером и рыхлителем щепы; склада открытого хранения щепы со стаккерами и реклаймерами; двух судовых погрузочных машин, рассчитанных на загрузку судов-щеповозов дедвейтом 15—28 тыс. т; ленточных и пневмотранспортных линий между разгрузочными линиями, складом и погрузочными машинами; центральной пересыпной станцией и вспомогательного оборудования (контейнерные весы, пробоотборники, магнитные сепараторы, подвесные краны, тали и т. д.).
Работа комплекса осуществляется тремя основными способами: по прямому варианту выгрузки щепы из вагонов или автощеповозов и погрузки в суда-щеповозы; по варианту «вагон— склад» с помощью двухпутной галереи, в которой одновременно выгружают над погрузочным бункером четыре специализированных вагона-шеповоза грузоподъемностью 58 т или шесть универсальных полувагонов грузоподъемностью по щепе 36 т; по варианту «вагон — судно» с помощью бульдозеров, подающих щепу к цепным конвейерам. Управление комплексом автоматизировано.
Примером современного перегрузочного комплекса для химических грузов являются причалы в порту Южный. Комплекс предназначен для приема карбамида навалом, который перевозят в железнодорожных вагонах-хопперах, хранения его в порту, погрузки навалом на морские суда, а также для затарки карбамида в полиэтиленовые мешки и погрузки их на суда.
В специализированный технологический комплекс входят участок разгрузки вагонов производительностью 1200 т/ч; участок для хранения карбамида — крытый металлический склад с двумя отделениями вместимостью по 90 тыс. т; участок для загрузки судов, состоящий из причальной линии длиной 670 м с пятью ленточными транспортерами и пятью погрузочными машинами; система ленточных транспортеров в закрытых галереях и др.
Карбамид перегружают по следующим технологическим вариантам: вагон — склад; вагон — станция затаривания; вагон — судно навалом; склад— станция затаривания; склад —судно; цех затаривания — судно.
Суда-химовозы загружают береговыми насосными установками, на берег суперфосфатную кислоту сливают с помощью судовых насосов. При перевозке химических грузов комбинированными судами слив суперфосфатной кислоты и налив жидкбго аммиака могут производить одновременно, что вдвое сокращает число судо-заходов по сравнению с перевозкой того же количества груза узкоспециализированными судами. Для перегрузки жидких химических грузов служат специальные трубопроводы.
Параметры причалов определены с учетом приема в перспективе комбинированных судов с максимальными размерениями грузоподъемностью 72 тыс. т.
Причалы для нефти и нефтепродуктов. Возводят такие причалы, как правило, в виде узких пирсов, несущих на себе трубопроводы и шлангующие (стендерные) устройства. В варианте легкодеформируемых свайно-эстакадных конструкций усилия от навала судна непосредственно на пирс не передаются. Эти силы воспринимают отдельно возведенные отбойные палы, оборудованные энергоемкими амортизирующими устройствами.
В качестве примера современного причала для перегрузки нефти рассмотрим нефтепирс в Шесхарисе. В связи с тем что состав Новороссийского морского пароходства пополнился (и будет пополняться) танкерами с большими размерениями, в нефтегавани Шесхарис в Цемесской бухте возведен глубоководный нефтепирс для приема и обработки танкеров дедвейтом до 250 тыс. т. На пирсе уложено два нефтепровода для налива танкеров сырой нефтью пропускной способностью 20 тыс. т/ч и четыре трубопровода для бункеровки танкеров (осуществляемой самотеком). Для откачивания балластной воды из судов на береговые станции имеется трубопровод пропускной способностью 10 тыс. м3/ч.
Причал оснащен шестью грузовыми, балластными и бункеро-вочными шлангующими устройствами (стендерами с дистанционной системой управления), а также системой аварийного автоматического отсоединения при выходе танкера из зоны обслуживания, потере или разливе нефти и при других аварийных ситуациях. Нефтепирс состоит из подходной эстакады, технологической площадки, отбойных и швартовных палов, системы переходных мостиков и других элементов. Подходная эстакада, соединяющая существующий мол с технологической площадкой длиной 290 м, имеет проезжую часть шириной 4 м, пешеходную часть и консоли для укладки трубопроводов.
Технологическая площадка размерами 41,5X28 м предназначена для размещения технологического и механического оборудования, трубопроводов. На площадке расположены шесть стендеров, контрольная вышка, вышка прохода на танкеры, трубопроводы, монорельсы, противопожарные мониторы, емкости для сбора загрязненных вод и т. п.
Западная сторона технологической площадки имеет четыре отбойных пала, определяющих причальную линию на расстоянии 5 м перед платформой. Крайние палы состоят из стальных труб диаметром 2,75 м. В верхней части пал снабжен щитом и резиновым амортизатором. Внешние палы оснащены амортизаторами ТС-200 со щитами размерами 4X4 м. Амортизатор выполняет роль шарнира, что позволяет обеспечить наилучший контакт между судном и щитом при причаливании. Внутренние палы снабжены амортизаторами ТС-50М со щитами размерами 3×2 м.
Швартовные палы, выполненные в виде жесткой конструкции, находятся на расстоянии 70—240 м от оси платформы. Два пала имеют прямоугольное очертание в плане размерами 16X3 м, остальные круглые диаметром 8,5—10 м; высота верхнего строения 4—5 м. Палы опираются на сваи диаметром 1219—1422 мм, толщиной 19—25 мм, уклоном 2,5: 1 и соединяются подходной эстакадой и платформой, стальными переходными мостиками или лестницами. На пирсе имеется система катодной антикоррозионной защиты.
Швартовные палы оборудованы швартовными крюками с номинальной нагрузкой на один крюк 1000—1250 кН, шпилями, обеспечивающими постоянное натяжение троса 10 кН и скорость наматывания 20 м/мин, гидравлическим устройством для каждого крюка. Общая длительность операции по отдаче концов составляет 70—90 с. Срочная отдача крюков осуществляется за 10 с после нажатия кнопки дистанционного управления.
Причалы для судов-лихтеровозов. Для нашей страны с обширной разветвленной сетью внутренних водных путей развитие лихтеровозной системы весьма перспективно. Первой базой для судов-лихтеровозов в СССР стал порт Усть-Дунайск, предназначенный для приема, безопасной стоянки грузов и обработки судов-лихтеровозов, обеспечения их водой и продовольствием, бункеровки, накопления лихтеров для погрузки на суда и отправления их на формировочный рейд, а также на стоянки других судов. В порту лихтеры составляют в караваны и буксируют вверх по реке.
На базе обрабатывают лихтеровозы типа СиБи — «Юлиус Фучик» и «Сибор Самуэли». Помимо лихтеровозов большой грузоподъемности, осваиваются фидерные лихтеровозы отечественной постройки дедвейтом 8,7 тыс. т. Суда такого типа могут входить в существующую систему больших лихтеровозов и обслуживать их в концевых участках океанских путей или работать самостоятельно на коротких рейсах.
Причалы паромных переправ. Железнодорожные паромные сообщения в Советском Союзе действуют уже несколько десятилетий. В 1962 г. вступила в строй первая в стране морская железнодорожная паромная переправа через Каспийское море на линии Баку — Красноводск. В 1973 г. начала действовать Сахалинская железнодорожная переправа через Татарский пролив между портами Ванино и Холмск. В 1978 г. состоялось открытие крупнейшего в мире международного паромного комплекса Варна — Ильичевск, созданного совместными усилиями СССР и НРБ. Паромная линия протяженностью 463 км обслуживается трехпалубными судами-паромами и паромными комплексами в портах Ильичевск и Варна. В паромный комплекс Ильнчевского порта входит паромный причал с железнодорожными маневровыми путями для накатки вагонов и с автомобильным подъездом, выставочный парк, пред-портовая станция, объекты производственного и вспомогательного назначения. Паромный комплекс в порту Варна включает в себя те же технологические объекты и, кроме того, пункты перегрузки грузов и перестановки осей вагонов, так как железнодорожные колеи в СССР и НРБ разные.
Паромный причал в Ильичевске выполнен в виде узкого пирса длиной 210 м, шириной 16 м, расположенного между двумя подъемно-переходными мостами. В корневой части пирса с каждой стороны расположены два устоя. Каждая пара устоев образует ложе парома, в котором он стыкуется с мостом. Обращенные к парому плоскости упорных частей ложа расположены перпендикулярно к оси пирса. Плоскости ложа, служащие для ограничения боковых перемещений парома, размещены под углом к оси пирса. Очертания кормы судна соответствуют ложу. Подъемно-переходные мосты впервые приняты однопролетными длиной 40 м.
Пирс состоит из отдельно стоящих ограждающих отбойных палов; высота его выше верхнего положения привального бруса парома. Отметка пирса над уровнем воды составляет 2 м.
Паром швартуется лагом к пирсу, затем его подтягивают к ложу на швартовах, что позволяет снизить скорость захода в ложе и ударные нагрузки на устои. Применена автоматическая стыковка парома с мостом. При опускании моста специальные датчики, соприкасаясь с кормой, включают в работу швартовые крюки, которые подтягивают и присоединяют паром к мосту. В процессе перегрузочных работ производится балластировка парома, что уменьшает амплитуду колебаний кормы парома и сокращает длину моста. Внедрение паромной транспортной системы на линии перевозок Ильичевск — Варна сократило потребность в морских судах примерно в 6 раз, в причалах — в 9, в численности портовых рабочих—в 12 раз; при этом снизилось время доставки груза на 6 дней. Не имеет аналогов в мировой практике международный паромный комплекс Клайпеда (СССР) — Мукран (ГДР). Морская часть комплекса в Клайпеде состоит из пирса длиной 210 м и шириной около 30 м, к которому с двух сторон смогут швартоваться паромы и крупные ролкеры. Ожидается, что к концу двенадцатой пятилетки паромная переправа выйдет на проектную мощность.