CC BY
58
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. Кораблестроение
DOI.org/10.5281/zenodo.807779 УДК 629.128
С.В. Антоненко
АНТОНЕНКО СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ - д.т.н., профессор, e-mail: [email protected] Кафедра кораблестроения и океанотехники Инженерной школы Дальневосточный федеральный университет Суханова ул., 8, Владивосток, 690091
Вопросы прочности при групповом доковании судов в плавучих доках (обзор)
Аннотация: Доки большой грузоподъёмности сравнительно редко бывают загружены соразмерными судами. В связи с этим одним из путей повышения эффективности эксплуатации доков являются групповые постановки. Сложное (в отношении расчёта) напряжённо-деформированное состояние (НДС) системы, включающей стальной понтонный док и стоящие в нём суда, может приводить к нарушениям местной прочности.
Наибольший интерес в этом плане представляет случай, когда в состав докового комплекта входят одно крупнотоннажное судно и несколько судов относительно небольшого водоизмещения. Крупнотоннажное судно, очевидно, оказывает наиболее сильное влияние на НДС системы. Если его килевая дорожка не захватывает один из концевых понтонов или загружает его лишь на небольшом участке, деформации поперечного и продольного изгиба этого и смежного понтона будут заметно отличаться. В результате может возникать скачок реакций доковых опор. Адекватная оценка НДС дока с доковым комплектом как сложной пространственной системы требует использования современных методов расчёта и внимательного отношения к исходным данным. Проектанты судов при разработке доковых чертежей, естественно, не рассматривают групповые постановки. Более того, они ориентируются на сухие доки, для которых рассматриваемые проблемы не актуальны. На судоремонтных же заводах возможности и квалификация разработчиков доковых чертежей зачастую не позволяют выполнить необходимые расчёты. В предлагаемой статье рассматриваются некоторые особенности групповых доковых постановок судов в плавучие доки, связанные преимущественно с обеспечением прочности системы. Объектом исследования является плавучий док грузоподъёмностью 80 000 т. Расчёты выполнялись для некоторых реальных доковых постановок с участием авианесущих кораблей проекта (пр.) 1143 и атомного ракетного крейсера пр. 1144.
Ключевые слова: докование судов, обеспечение прочности, опорные устройства. Введение
Среди специалистов-судоремонтников нет единого мнения относительно целесообразности группового докования. Его противники [3] утверждают, что при одиночной постановке срок стоянки судна в доке будет минимальным, поскольку, во-первых, усилия работников не будут распыляться на несколько объектов, во-вторых, невозможен случай, когда одно судно (возможно, маленькое), на котором работы не закончены, будет задерживать в доке все остальные суда. Сторонники же [5] считают, что групповые постановки не только улучшают чисто формальные показатели эффективности эксплуатации дока (например, коэффициент использования грузоподъёмности или площади
© Антоненко С.В., 2017
О статье: поступила: 16.04.2017; принята к публикации: 23.04.2017; финансирование: бюджет ДВФУ. [3] www.dvfu.ru/vestnikis
стапель-палубы), но и позволяют более эффективно загрузить рабочих различных специальностей, поскольку на разных судах номенклатура доковых работ вполне может быть различной. Если говорить о больших доках, то в России практически невозможно организовать их полную загрузку соразмерными судами. Но такие доки совершенно необходимы для немногочисленных крупнотоннажных судов. В остальное время в них будут происходить групповые постановки относительно небольших судов. Понятно, что ставить в большой док одно маленькое судно нерационально.
Мы здесь не будем обсуждать проблемы организации судоремонтного производства. При групповом доковании в понтонном плавучем доке, когда комплект включает одно крупнотоннажное и несколько сравнительно небольших судов, необходимо решать специфические задачи обеспечения прочности системы, включающей док и докуемые суда. Специфика состоит в том, что понтоны большого стального дока обладают значительной податливостью как в поперечном, так и в продольном направлении. В то же время штатные кильблоки, рассчитанные на большие нагрузки и содержащие древесину твёрдых пород, являются довольно жёсткими. Такое сочетание способствует перегрузке отдельных кильблоков, что может привести к нарушениям прочности конструкций судна или дока. Опасности может подвергаться любое судно комплекта.
К сожалению, автору не встречались работы, в которых обсуждались указанные вопросы. В монографии [3] в разделе, посвящённом расчёту постановки судна в плавучий док, рассматривается случай одного судна в монолитном доке. В монографии [5, п. 31], обсуждая вопросы группового докования судов, авторы не касаются особенностей НДС понтонных доков. Классическая монография [4], в которой детально рассмотрены многие вопросы, связанные с проектированием и расчётами стальных плавучих доков, следуя давней традиции, говорит о распределении общего изгибающего момента между судном и доком, не затрагивая проблемы распределения опорных реакций. В руководстве по докованию [9, р. 46] очень кратко упоминается обратный изгиб понтона, не загруженного опорными реакциями, однако конкретные данные или практические рекомендации отсутствуют. В работе [6] реакции кильблоков предлагается определять по схеме жёсткого штампа, учитывая, правда, при этом изменчивость опорной площади кильблоков, их разновысот-ность, наличие разрывов килевой дорожки и т.п., но рассматриваемые расчётные схемы не предназначены для понтонных плавучих доков. Ещё в одном обстоятельном зарубежном руководстве [7, р. 73] возможность группового докования только упоминается.
Лет 30 назад нам пришлось выполнить ряд теоретических и экспериментальных исследований, результаты которых вошли в научно-технические отчёты, но в своё время не были опубликованы в открытой печати. В настоящее время в России не строятся крупные корабли, но в перспективе их строительство планируется. Задачи, аналогичные рассматриваемым в предлагаемой статье, могут возникать и при доковании судов гражданского флота. Таким образом, опыт решения этих задач может быть полезным. Кроме того, представляется целесообразным обратить внимание специалистов на те особенности групповых докований, которые на практике не принимаются во внимание.
Некоторые особенности докования крупных кораблей рассмотрены в наших статьях [1, 2]. Нам здесь придётся ограничиться сведениями о подготовке и результатах первой такой групповой доковой постановки кораблей в плавучий трёхсекционный док проектной грузоподъёмностью 80 000 т. Длина дока по стапель-палубе 304,8 м, длина центрального понтона 201,6 м, ширина стапель-палубы 71,0 м. Док оборудован семью штатными килевыми дорожками (КД), высота центральной КД 1,5 м. При первых докованиях кораблей пр. 1143 их килевая дорожка, длина которой составляла примерно 190 м, располагалась на центральном понтоне. На начальной стадии работы теоретически исследовался вопрос, как влияет изменение положения корабля пр. 1143 по длине дока на деформации его понтонов. Особый интерес представлял уступ между центральным и концевым понтонами, обнаруженный при натурных измерениях. В дальнейшем выполнялись реальные доковые постановки кораблей пр. 1143 и 1144 со смещением по длине дока; это позволяло освобождать место для установки других, более мелких кораблей и судов. Первое такое докование описывается в предлагаемой работе.
Дополнительные материалы предполагается представить в следующей работе на данную тему.
Исследование особенностей напряжённо-деформированного состояния
плавучего дока по балочной схеме
Плавучий док с комплектом судов, расположенных на доковых опорных устройствах, представляет собой сложную пространственную упругую конструкцию, состоящую из ряда элементов, взаимодействующих друг с другом через упругие связи - доковые кильблоки и клетки. Деформации корпусов судов и дока с достаточной точностью описываются законом Гука. Доковые опоры обладают нелинейными вязко-упругими свойствами, но их также считают подчиняющимися закону Гука, что позволяет полагать задачу расчёта судов в доке линейной.
Строгое решение такой задачи требует наличия соответствующей компьютерной программы, значительного объёма документации по доку и докуемым объектам, длительной и трудоёмкой подготовки исходных данных. Анализ большого объёма полученных результатов также связан с затратами времени. При необходимости оперативного решения вопросов такой подход неприменим, а в условиях конструкторского бюро судоремонтного завода - нереален.
В предлагаемой работе были использованы различные подходы к решению задачи оценки НДС плавучего дока при групповых постановках. Основной проблемой является определение влияния возможного уступа между понтонами на реакции доковых опор. Разработка проекта группового докования наиболее проста, когда килевая дорожка крупнотоннажного судна не выходит за пределы центрального понтона. Он в этом случае получает прогиб в поперечном направлении, а концевые понтоны, наоборот, перегиб. Стрелку прогиба/перегиба можно рассчитать, зная распределение реакций ДОУ (докового опорного устройства) и массы балласта в отсеках. Влияние малых судов рассчитывается отдельно и суммируется с влиянием большого судна.
Как было отмечено выше, натурные измерения показали, что при размещении большого корабля полностью на центральном понтоне высота уступа между понтонами велика. Это ведёт не только к скачку реакций для малых судов комплекта, но и вызывает большие касательные напряжения от кручения башен дока в межпонтонном промежутке. Размещение большого корабля на центральном понтоне нежелательно и по условиям размещения малых судов. Поэтому был выполнен анализ НДС дока при выходе нескольких кильблоков на носовой понтон. Предполагалось, что если на носовом понтоне будут 1-2 кильблока, они сильно перегрузятся. По мере продвижения килевой дорожки и увеличения количества кильблоков на концевом понтоне его перегиб будет постепенно сменяться прогибом и дополняться разворотом в продольном направлении (прогибом у межпонтонного промежутка и перегибом у носовой переборки). Этот разворот вносит неопределённость в реакции кильблоков, находящихся на носовом понтоне.
Предварительный анализ влияния положения корабля в доке на изгиб понтонов был выполнен методом пяти моментов, который привлекателен своей простотой и небольшим объёмом требуемых исходных данных. Анализируемая модель представляла собой две изолированные друг от друга балки постоянного сечения, каждая из которых моделировала продольную (диаметральную) переборку дока с присоединёнными поясками днища и стапель-палубы центрального и носового понтона. Кормовой понтон дока, не загружаемый реакциями опор крупнотоннажного судна, не принимался во внимание, а башни рассматривались просто как шарнирные опоры для поперечных связей понтона. Считалось, что балки поддерживаются независимыми податливыми опорами в виде поперечных переборок понтона. Нагрузкой на обе балки служили заданные реакции кильблоков (применительно к кораблю пр. 1143), причём положение их по отношению к кораблю считалось неизменным. Такое допущение (реакции заданы) исходило из наших представлений о том, как следует обеспечивать безопасность докования технически сложных судов и кораблей. Эти реакции уравновешивались балластом, удалённым из отсеков понтонов. Принималось, что, независимо от положения корабля, балласт равномерно распределялся по длине и ширине как центрального, так и концевого (носового) понтона. По мере продвижения корабля вдоль дока количество балласта в центральном понтоне уменьшалось, а в концевом - увеличивалось. Коэффициенты жёсткости поперечных связей понтона рассчитывались для условий шарнирного опирания на башни, но уравновешивание реакций кильблоков балластом фактически приводило к схеме пла-
вающей (безопорной) балки, с той только разницей, что реакции по длине распределялись неравномерно, а нагрузка, их уравновешивающая, - равномерно.
В исходном (нулевом) положении мидель корабля совмещался с миделем дока, нос корабля направлен в корму дока, вся килевая дорожка находится на центральном понтоне. В первом положении корабль смещается кормой вперёд в нос дока на 9,0 м, один кильблок попадает на концевую переборку носового понтона. В каждом следующем положении смещение составляет 1,8 м (шаг штатной килевой дорожки), в результате на носовом понтоне находятся от 2 до 8 кильблоков. В последнем положении судно смещено по отношению к нулевому положению на 21,6 м. Отметим, что максимально возможное смещение связано с выходом кормы на кринолин дока и трудностями центровки. Расчётная нагрузка на один кильблок кормового (для корабля) участка килевой дорожки составляет 584 т, что соответствует заданной кривой опорных реакций. На рис. 1 изображены кривые прогибов диаметральной переборки центрального и носового понтонов для всех положений корабля. По оси абсцисс отложены расстояния от кормовой переборки центрального понтона в м, по оси ординат - перемещения в мм (выше оси - вверх, ниже - вниз).
Рис. 1. Изгиб диаметральной переборки дока при перемещении части килевой дорожки на концевой понтон. Все приведенные в статье рисунки, графики, их расчеты выполнены С.В. Антоненко.
Рисунок наглядно показывает общий характер изменений. Как только килевая дорожка начинает переходить на носовой понтон дока, прогиб торцевой переборки центрального понтона начинает уменьшаться, а носового понтона, наоборот, увеличиваться. При переходе 3-4 кильблоков на носовой понтон прогибы соседних переборок понтонов становятся примерно одинаковыми, после чего переборка носового понтона опускается ниже, чем переборка центрального понтона. Интересно, что изгиб центрального понтона ярко выражен, тогда как носовой понтон в продольном направлении практически не изгибается, а лишь разворачивается под действием реакций, приложенных на части его длины (не более 13,8 м из 50,4 м). Максимальный расчётный прогиб носового понтона (172 мм) вдвое превышает допускаемую величину (90 мм).
Эти расчёты показывают лишь качественную картину деформаций понтонов дока, хотя и позволяют утверждать, что при неудачном расположении корабля в доке могут возникать нарушения прочности. Понятно, что поперечные связи дока, работая в составе пространственной конструкции понтона, не являются независимыми податливыми опорами. В местах соединения поперечных переборок понтона с башнями возникают изгибающие моменты, изменяющие граничные условия на концах балок и, соответственно, коэффициенты жёсткости податливых опор. Коробчатая конструкция понтонов (как, кстати, и башен) обладает значительной жёсткостью при круче-
нии, это ведёт к увеличению жесткости понтона при изгибе. Таким образом, опасность разворота концевого понтона и появления недопустимого прогиба несколько преувеличена. Кроме того, здесь было принято, что реакции кильблоков имеют заданную величину. Этого можно добиться, применяя соответствующее профилирование ДОУ. Если же соседние кильблоки на двух понтонах будут иметь одинаковую высоту, повышенный прогиб одного из понтонов приведёт к перераспределению опорных реакций с этого понтона на соседний. В результате высота уступа между понтонами уменьшится.
По результатам расчётов был рекомендован промежуточный вариант с установкой на носовом понтоне 4 кильблоков. Ранее выполненные натурные измерения показали, что у дока без судов высота уступа между носовым и кормовым понтоном обычно составляет 30-35 мм. Это обстоятельство, наряду с наличием строительной погиби у кораблей, учитывалось при назначении профилирования ДОУ.
История вопроса и решаемые задачи
Предлагаемая работа выполнялась в соответствии с пожеланиями представителей судоремонтного предприятия ВМФ применительно к трёхсекционному доку грузоподъёмностью 80 000 т. Первоначально существовал запрет на постановку других объектов с такими крупными кораблями, как тяжёлые авианесущие крейсера проекта (пр.) 1143. Указанные корабли устанавливались так, что их мидель совпадал с миделем дока или располагался вблизи него (для разных вариантов докового опорного устройства). Килевая дорожка целиком располагалась на центральной секции, длина которой составляет 201,6 м. При размерах стапель-палубы 304,8*71,0 м её площадь использовалась недостаточно эффективно. Грузоподъёмность дока не использовалась и наполовину. Предприятие считало целесообразным сдвинуть корабль в нос дока (в сторону берега) с тем, чтобы освободившееся место в его корме по обоим бортам использовать для установки двух подводных лодок (ПЛ). Такое решение позволяло улучшить использование производственных мощностей.
Вопрос о целесообразности групповой постановки впервые возник в начале 1986 г., при подготовке к докованию тяжёлого ракетного крейсера (ТРКР) «Фрунзе» (ныне «Адмирал Лазарев») пр. 1144. На состоявшемся в апреле 1986 г. совещании с участием представителей завода, Специального конструкторского бюро, Технического управления флота и Дальневосточного политехнического института (ныне Дальневосточный федеральный университет) была отмечена необходимость одновременного докования корабля пр. 1144 и двух ДЭПЛ пр. 651 (со спецпокрытием) и пр. 641. Тогда же было принято решение силами ДВПИ в кратчайшие сроки выполнить необходимые расчёты и разработать практические рекомендации.
Этому предшествовала большая серия расчётов, проведённых в 1985 г. для обоснования рациональной конструкции ДОУ для корабля с учётом больших свешивающихся оконечностей (почти 50 м в носу и 35 м в корме) и предполагаемого общего прогиба килевой линии. Но речь шла об одиночной постановке.
В сухом доке постановка нескольких судов не связана с особыми сложностями. Большой стальной понтонный плавучий док, в отличие от сухого, обладает значительной гибкостью и в продольном, и, что в данном случае важнее, в поперечном направлении. Допускаемый проектной документацией поперечный прогиб дока составляет 90 мм, при этом штатные кильблоки имеют значительно большую жёсткость. Штатный кильблок, загруженный проектной нагрузкой (при давлении 2 МПа), получает просадку около 10 мм. При первых докованиях кораблей пр. 1143 начиная с 1980 г. были выполнены обширные натурные измерения, которые, в частности, показали, что высота уступа (обусловленного приложением нагрузки от веса докуемого судна только к центральному понтону) между центральным и концевым понтоном может достигать 100 мм. Дизель-электрические ПЛ, планируемые к постановке, имели водоизмещение на порядок меньше, чем корабль, а их жёсткость при общем продольном изгибе отличалась ещё больше. Мидель ПЛ располагался вблизи межпонтонного промежутка, так что ожидаемый пик нагрузок приходился на мидель. Это не вызывало особых опасений за общую продольную прочность ПЛ, но обшивка лёг-
ких корпусов, имеющая небольшую толщину, могла не выдержать пиковых нагрузок. При докова-нии ПЛ, имеющей спецпокрытие, необходимо было также обеспечивать его прочность.
Планируемая доковая постановка осложнялась ещё одним обстоятельством. Корабль должен был впервые ставиться в плавучий док, форма погиби его килевой линии была неизвестна, однако имелись основания предполагать наличие значительного строительного прогиба. Это вносило неопределённость в исходные данные для расчётов. Доковая операция осложнялась наличием жёстких ограничений по осадке, корабль необходимо было заводить на ДОУ лагом. Головки клеток для ПЛ можно было набирать только после всплытия дока с кораблём. На совещании приняли решение после набора ДОУ для всех судов комплекта вначале осуществить одиночную постановку корабля, силами специалистов ДВПИ в течение 5-7 суток выполнить необходимые измерения, после чего, погрузив док до такой осадки, при которой возможен ввод ПЛ, но корабль не всплывает, ввести обе ПЛ.
Для обеспечения местной прочности корпусов ПЛ высоты деревянных подушек были увеличены на 200 мм.
В обоснование возможности совместной постановки комплекта нами были выполнены расчёты изгиба центрального понтона при одиночной постановке корабля и ожидаемых реакций ДОУ. Отдельно был рассчитан изгиб центрального и кормового понтонов при постановке двух ПЛ, без корабля. При этом оценивались реакции кильблоков в районе межпонтонного промежутка с учётом возможного уступа. Полученные результаты, которые здесь не приводятся, легли в основу рекомендаций по групповой постановке. В итоге было принято решение вводить корабль в док кормой, крайний кормовой кильблок установить на носовой переборке центрального понтона, так что в носу корабля оставался незагруженный участок центрального понтона длиной около 30 м, что должно было уменьшить высоту уступа по килевым дорожкам ПЛ.
18 мая 1986 г. корабль был поставлен в док. Фотография подобного корабля в плавучем доке Северного флота грузоподъёмностью 80 000 т показана для иллюстрации на рис. 2 [8]. Были выполнены замеры просадок ДОУ, нивелирование стапель-палубы дока в продольном (по центральной и боковым дорожкам) и поперечном (в 19 сечениях) направлениях, а также килевой линии корабля. По результатам этих работ было принято решение о проведении группового докова-ния. После окончания набора ДОУ для подводных лодок были измерены высоты деревянных подушек. 21 мая док вновь погрузился (для предотвращения всплытия корабля в его отсеки было принято 300 т балласта), и обе ПЛ были введены в док. Доковая операция прошла успешно, каких-либо повреждений не было зафиксировано, измерения подтвердили правильность принятых решений. Некоторые результаты измерений представлены ниже.
На рис. 3 изображены результаты нивелирования диаметральной переборки дока до (док 0) и после (док) одиночной постановки корабля, а также килевой линии корабля (корабль). По оси абсцисс отложены расстояния от носа дока в метрах, по оси ординат - отклонения от произвольной базовой плоскости по высоте в мм.
Эти измерения подтвердили существование значительного строительного прогиба килевой линии корабля. Несмотря на то что его наибольшая длина превышает длину килевой дорожки на 80 м, пиков реакций на её концах не обнаружено. Стрелка строительного прогиба («в невесомости») по расчётной оценке составила 400-500 мм. Док также получил общий прогиб. Уступ между понтонами в корме корабля составил 80 мм, в носу - 15 мм.
На рис. 4 показаны результаты измерений поперечного изгиба дока при одиночной постановке. Числа вдоль левой оси показывают отстояния продольных переборок от ДП дока, вдоль правой оси - номера шпангоутов дока (86 шп. - нос, 0 шп. - корма, переборки понтонов расположены на шп. 14/15 и 71/72).
Рис. 2. Атомный крейсер в плавучем доке.
Рис. 3. Результаты нивелирования корабля и дока.
30 20 10 0 -10-20 -30 -40 -50
□ 20-30
□ 10-20 0-10 -10-0 -20--10 -30--20 -40--30 -50--40
Рис. 4. Поперечный изгиб дока.
Рисунок 5 показывает форму стапель-палубы по линии боковых дорожек по левому (ЛБ) и правому (ПБ) борту дока при одиночной постановке («до») и при групповой постановке, когда на этих дорожках находились ПЛ. Числа по оси абсцисс указывают номера шпангоутов дока, по оси ординат - отклонения от базовых плоскостей. Можно заметить, что по левому борту дока уступ между понтонами практически отсутствовал, а по правому - уменьшился с 27 до 17 мм.
ЛБ до ЛБ после ЛБ изменение
ПБ до — — ПБ после — — ПБ изменение
Рис. 5. Результаты нивелирования боковых дорожек.
При групповой постановке была существенно изменена балластировка дока, его прогиб сменился перегибом, уменьшился поперечный изгиб, стал намного меньше уступ в корме корабля. Эти данные здесь не приводятся.
Заключение
После первой групповой постановки, хотя они и стали нормой (следующая состоялась в том же 1986 г., в составе комплекта были корабль пр. 1143 и две ДЭПЛ), всё же каждый раз требовалось серьёзное расчётное обоснование. Работы, связанные с обоснованием возможности групповых постановок объектов в док и определением рационального положения крупнотоннажного корабля, продолжались в несколько этапов в течение ряда лет. Во время одного из докований с кораблём пр. 1143 в доке находилось ещё 5 объектов общим водоизмещением свыше 13 000 т.
В настоящее время возможности компьютерной техники несравненно больше, чем в описываемые здесь годы. Использование современных численных методов инженерного анализа позволяет реализовывать сложные пространственные схемы расчётов. Но такие расчёты окупаются (и в буквальном, и в переносном смысле) лишь при сложных, подобных рассмотренным в статье доковых постановках и при наличии достоверных исходных данных.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Антоненко С.В. Опыт постановки в плавучий док судов с большими свесами оконечностей // Судостроение. 2010. № 3. С. 62-67.
2. Антоненко С.В. Постановка в плавучий док судов с большими свесами оконечностей // Судостроение. 2010. № 5. С. 59-62.
3. Козляков В.В., Финкель Г.Н., Хархурим И.Я. Проектирование доковых опорных устройств. Л.: Судостроение, 1973. 176 с.
4. Металлические плавучие доки / под ред. М.А. Ловягина. Л.: Судостроение, 1964. 336 с.
5. Павлов П.Я., Рогулин А.Н. Эффективность эксплуатации доков. М.: Транспорт, 1987. 176 с.
6. Dockmaster training manual. USA, Heger Dry Dock, Inc., 2005, 278 p.
7. House D.J. Dry Docking and Shipboard Maintenance. A Guide for Industry. Second edition. London and New York, Routledge, Tailor & Francis Group. 2016. 277 p.
8. https://img-fotki.yandex.ru/get/4417/227305704.1a/0_11d27f_99c011b9_orig - 01.03.2017.
9. Safe Operation and Maintenance of Dry Dock Facilities, ed. P.A. Harren. Reston, Virginia, American Society of Civil Engineers, 2010, 223 p.
THIS ARTICLE IN ENGLISH SEE NEXT PAGE
Shipbuilding
DOI.org/10.5281/zenodo.807779
Antonenko S.
SERGEY ANTONENKO, Doctor of Engineering, Professor, Department of Shipbuilding and Ocean Technique, School of Engineering, e-mail: [email protected] Far Eastern Federal University 8 Sukhanova St., Vladivostok, Russia, 690091
The issues of endurance when docking vessels in floating docks (review)
Abstract: Large capacity docks are relatively infrequently loaded with commensurate vessels. In this context, one of the ways to enhance the operational efficiency of docks is handling ships in groups. The mechanical stress-strain state of the structure including a steel pontoon dock with vessels in it is hard to calculate and it may entail failures in its endurance.
Of particular interest is the case of a large-capacity vessel and several small-displacement ones making up a dock group. Large displacement vessels exert obviously the greatest force on the stress-strain state of the structure. If their keel-track cribbing does not catch one of the end pontoons or load only a small section of it, the deformations of the lateral bending and buckling of this pontoon will differ considerably from those of the adjacent one. It may result in a surge of reactions of the dock supports.
An adequate assessment of the stress-strain state of the dock intended for a group of vessels as a complicated spatial structure requires modern analyses and a scrupulous approach to the source data. Ship designers naturally do not take into consideration group dockage when drafting docks. Moreover, they proceed from dry docks, to which the issues under consideration are unrelated. As to shipyards, the qualification and potential of dock designers working there are insufficient to carry out appropriate calculations.
The present article deals with certain features of group dockage in floating docks related mainly to the provision of the endurance of the structure. The object of the study is the floating dock with lifting capacity of 80,000 tons. The calculations were performed for certain real dockages with participation of aircraft carriers of the project 1143 and the nuclear missile cruiser of the project 1144. Key words: dockage, to provide endurance, dock supports.
REFERENCES
1. Antonenko S.V. The experience of placing vessels with large overhangs of the extremities in the floating dock. Shipbuilding. 2010;3:62-67.
2. Antonenko S.V. The setting in the floating dock of ships with large overhangs of the extremities. Shipbuilding. 2010;5:59-62.
3. Kozlyakov V.V., Finkel G.N., Kharkhurim I.Ya. Design of docking support devices. L., Shipbuilding, 1973, 176 p.
4. Metal floating docks, ed. M.A. Lovyagin. L., Shipbuilding, 1964, 336 p.
5. Pavlov P.Ya., Rogulin A.N. Efficiency of operation of docks. M., Transport, 1987, 176 p.
6. Dockmaster training manual. USA, Heger Dry Dock, Inc., 2005, 278 p.
7. House D.J. Dry Docking and Shipboard Maintenance. A Guide for Industry. Second edition. London and New York, Routledge, Tailor & Francis Group. 2016. 277 p.
8. https://img-fotki.yandex.ru/get/4417/227305704.1a/0_11d27f_99c011b9_orig - 01.02.2017.
9. Safe Operation and Maintenance of Dry Dock Facilities, ed. P.A. Harren. Reston, Virginia, American Society of Civil Engineers, 2010, 223 p.
