Секция - Технические науки

Подсекция - Отраслевое машиностроение

Слуцкий Н.Г., Херсонский государственный завод «Паллада»

ПЕРСПЕКТИВЫ СТРОИТЕЛЬСТВА КОМПОЗИТНЫХ ПЛАВУЧИХ ДОКОВ В УКРАИНЕ

В мировом судостроении идет ускоряющийся процесс строительства все более крупных транспортных судов, в первую очередь, танкеров, контейнеровозов, судов для перевозки навалочных грузов (в том числе, дедвейтом 75…150 тыс. т). Для ремонта подводной части и винто-рулевого комплекса таких судов, а также в качестве транспортных сооружений, спускового и передаточного средств при строительстве или ремонте судов на горизонтальных построечных местах, используют плавучие -образные доки, состоящие из одного или нескольких понтонов и двух башен и имеющие подъемную силу от 300…400 т до нескольких десятков тысяч тонн.

На постсоветском пространстве композитные железобетонные плавучие доки строят только два судостроительных завода – Херсонский государственный завод (ХГЗ) «Паллада» (Украина) и Городецкий судостроительный завод (Российская Федерация). В Советском Союзе строили доки подъемной силой, в основном, от 4000 до 8500 т. для ремонта и спуска судов и кораблей на воду. Городецкий судостроительный завод находится в среднем течении реки Волги и не имеет прямого выхода к морским путям, что не позволяет ему строить доки подъемной силой более 5000 т. Поэтому в настоящее время композитные железобетонные плавучие доки подъемной силой более 5000 т строит только один ХГЗ «Паллада». В период спада производства на Украине ХГЗ сохранил свои производственные мощности. Это уникальная и единственная в Украине железобетонная судостроительная верфь со специфической организацией и технологией строительства плавучих сооружений [1].

Развитие железобетонного судостроения обусловлено следующими преимуществами композитных плавучих сооружений по сравнению с цельнометаллическими:

на постройку железобетонного корпуса требуется в 1,5…3 раза меньше металла, чем для аналогичного стального за счет использования бетона и более рационального размещения стали в конструкциях. Для железобетонных корпусов требуется менее дорогая сталь по сравнению с листовым и профильным прокатом для металлического корпуса;

расходы на содержание корпуса уменьшаются в 6…10 раз. Судостроительный бетон с течением времени не разрушается под воздействием коррозии в морской воде как сталь и не снижает своих прочностных свойств;

железобетонные плавучие сооружения при нормальной эксплуатации могут служить до 70 лет, что в 1,5…2 раза больше, чем стальные, и что существенно уменьшает размеры амортизационных отчислений;

стоимость строительства композитных доков на 15…20% ниже, чем аналогичных цельнометаллических при меньших капитальных вложениях на организацию производства.

В последние годы особым вниманием на мировом рынке пользуются композитне плавучие доки большой подъемной силы, а также новые виды плавучих железобетонных сооружений: жилые дома на воде, гостиницы, рестораны, казино, плавательные бассейны, автостоянки, причалы для судов и работы с генеральными грузами, склады и хранилища, плавучие электростанции, средства освоения континентального шельфа, основания погружных буровых платформ, базы для экспедиционных рабочих, затопляемые понтоны для оконтурования искусственных грунтовых островов, дебаркадеры, припортовые волнозащитные сооружения и др.

Такие плавучие сооружения имеют ряд существенных преимущества перед стационарными:

уменьшение затрат на эксплуатацию, связанное с отсутствием налога на землю и земляных работ по прокладке подземных сетей;

возможность перемещения плавучего сооружения на новое место базирования по желанию Заказчика;

возможность применения состыкованных массивов из нескольких понтонов для устройства плавучих городков, состоящих из сооружений различного назначения, и др.

Проведенные научные исследования и опытно-конструкторские разработки позволили создать конкурентоспособные на мировом судостроительном рынке композитные плавучие доки и другие железобетонные плавучие сооружения отечественной конструкции. Освоено их производство и осуществлено широкое внедрение.

В зарубежном судостроении расчет железобетонных конструкций основывается на строительных нормах, где каждый элемент работает самостоятельно и передает нагрузку на другой, что приводит к значительному объему применения арматурной стали на армирование толстостенных плиточных безребристых конструкций с редко установленным подкрепляющим набором или вообще без него. Разработан метод расчета судовых железобетонных конструкций, учитывающий совместную работу набора корпуса с присоединенным пояском обшивки, что позволило значительно уменьшить ее толщину и не подкреплять дополнительными армированными ребрами набора. Проведенные исследования в части обеспечения оптимальной работы железобетонных элементов корпуса, исходя из условий прочности на изгиб и кручение, водонепроницаемости и герметичности, позволили впервые в мировой практике докостроения получить необходимые комбинации тонкостенных элементов с минимальным использованием стали, что обеспечило сокращение количества арматуры почти в 3 раза [2]. Это дало возможность создать экономичную и уникальную конструкцию дока с минимальным весом корпуса, осадкой и высотой борта.

На основе анализа возможности обслуживания доком судов различных типов и размеров был разработан конструктивный ряд композитных плавучих доков различной подъемной силы из унифицированных конструкций. Для создания такого ряда был определен док с минимальной длиной, на котором можно рационально разместить все функциональные помещения и механизмы. При поступлении на завод заказа на док большей подъемной силы размеры (длина и ширина) основного дока могут быть увеличены с помощью дополнительных понтонов-приставок, которые сращиваются на плаву. Разработана новая технология строительства композитных плавучих доков большой подъемной силой (от 13500 т до 30000 т) и практически любых размеров (длиной более 200 м, шириной более 50 м, высотой понтона до 7 м) из отдельных крупногабаритных частей с последующим бескессонным сращиванием корпуса по длине и ширине на плаву без применения подводных работ [3]. При этом металлические башни основного понтона и понтонов-приставок соединяются между собой с помощью сварки. Разработанные новые материалы для железобетонных конструкций на основе модифицированного бетона обеспечивают их долговечность и значительно увеличивают продолжительность эксплуатации в морской воде. Применение таких решений выгодно отличает отечественную технологию строительства композитных плавучих доков от зарубежной. Разработанные новые технологии [4] и построенные по ним доки не имеют аналогов в мировой практике докостроения.

На основе проведенных исследований и конструкторских разработок создано новое поколение современных композитних плавучих доков отечественной конструкции подъемной силой от 8500 т до 30000 т, построенные на новой научной основе и отвечающие всем современным требованиям мирового рынка. Доки имеют автоматизированную систему управления механизмами, электронные системы определения уровня воды в балластных цистернах крена и дифферента, прогиба дока при перегоне и эксплуатации, являются экологически более безопасными, чем их предшественники.

Разработаны новые принципы организации и управления производством, математические модели строительства доков и других композитных плавучих сооружений, включающие: расчет параметров сетевой модели, управление комплексной подготовкой производства и ресурсами, управление процессом строительства, модели стратегического развития завода. Внедрены средства механизации трудоемких производственных процессов, в результате чего снижена трудоемкость и продолжительность строительства [5, 6]. Разработан модульный ряд перспективных композитных плавучих доков подъемной силой от 25 тыс. т до 50 тыс. т, способных принимать суда дедвейтом до 200 тыс. т мирового торгового, военного, технического и промыслового флота.

Спроектированные и построенные композитные плавучие доки являются уникальными сооружениями. Они соответствуют классификационным Правилам Российского Морского Регистра судоходства, а их характеристики обеспечивают возможность буксировки из порта г. Херсона на Дальний Восток, Камчатку, Кольский полуостров и в другие регионы Земного шара.

Выполненные разработки обеспечили строительство и поставку Заказчикам конкурентоспособных на мировом рынке композитных плавучих доков: в Российскую Федерацию, Японию, Южную Корею, Финляндию, Турцию, Болгарию, Вьетнам, Алжир, ОАЭ, а также других железобетонных плавучих сооружений отечественной конструкции украинским предприятиям и в ряд других стран. В том числе для ВМФ Российской Федерации поставлены уникальные доки для утилизации атомных подводных лодок. Спроектированные и построенные на ХГЗ «Паллада» композитные плавучие доки большой подъемной силы и железобетонные понтоны различного назначения пользуются большим спросом во многих странах мира.

Список использованной литературы. 1. Слуцкий Н Г., Маломан В.Ф., Рашковский А.С. Строительство железобетонных плавучих сооружений в Украине // Рыбное хозяйство Украины. Специальный выпуск «Морские технологии: проблемы и решения – 2004». – Керчь: КМТИ, 2004. – № 7. – С. 11–14. 2. Слуцкий Н.Г. Обеспечение качества при строительстве композитных плавучих доков большой подъемной силы на ХГЗ «Паллада» // Международный сб. научн. трудов «Прогрессивные технологи и системы машиностроения» – Донецк: ДонНТУ, 2007. – Вып. 33. – С. 276–282.

3. Декларац. патент 7809 Україна, В63 В9/00. Спосіб стикування підводних частин залізобетонної плавучої споруди / Слуцький М.Г., Маломан В.Ф. Заявл. 17.11.04; Опубл. 15.07.05. – К.: Промислова власність, 2005. – № 7, кн. 1. – С. 5.85. 4. Рашковский А.С., Слуцкий Н.Г. Разработка технологии строительства композитных плавучих доков большой подъемной силы // Зб. наук. праць НУК. – Миколаїв: НУК, 2007. – № 3 (414). – С. 46–55. 5. Рашковский А.С., Слуцкий Н.Г., Кошкин К.В. Методологические основы управления проектами строительства композитных плавучих сооружений: Монография. - Николаев: НУК, 2005. - 224 с. 6. Слуцкий Н.Г., Рашковский А.С. Комплексная подготовка производства при строительстве композитных плавучих доков на ХГЗ «Паллада» // Международный сб. научн. трудов «Прогрессивные технологи и системы машиностроения» – Донецк: ДонНТУ, 2007. – Вып. 33. – С. 276-282.