Торговый дом «ЗПУ»

+7 (495) 223-06-23

Обратная связь


Главная » Крепление палубных грузов

Крепление палубных грузов

Виды палубных грузов

Материал данной статьи посвящен креплению грузов на палубах судоходных средств.

Для начала определимся с типами перевозимых материалов. Все палубные грузы могут быть подразделены на следующие группы:

  1. опасные грузы, к которым относятся горючие и ядовитые жидкости, кислоты, сжатые и сжиженные газы и т.д. Эти грузы небезопасно перевозить в трюмах, кроме того, к ним всегда должен быть обеспечен свободный доступ;
  2. грузы, не боящиеся намокания (например, железо, металлические трубы и т.п.);
  3. грузы, выделяющие резкий и неприятный запах, соседство с которыми в трюме может испортить другие грузы;
  4. легкие грузы, не боящиеся открытого воздуха и воды и не обеспечивающие использования полной грузоподъемности судна, будучи погруженными только в трюма. Часть таких грузов укладывают на верхней палубе, с тем чтобы судно приобрело осадку, соответствующую его грузовой марке; к таким грузам относят лес, некоторые волокнистые материалы, кора пробкового дерева, порожние бочки и т.д.;
  5. громоздкие грузы (плавсредства, локомотивы, вагоны, крупные детали оборудования, котлы, цистерны, самолеты, автомашины и т.д., которые по своим габаритам не могут быть помещены в трюме судна);
  6. машины и детали машин, имеющие ненадежную тару или не имеющие её совсем, что исключает возможность накладывать их друг на друга в трюме.

 

По характеру крепления и укладки палубные грузы можно подразделить на массовые грузы (лес, пробковая кора, трубы, бочки и т.п.), т.е. грузы, занимающие навалом всю площадь палубы или её значительную часть, и технические грузы (плавсредства, паровозы, вагоны, машины, котлы, цистерны, контейнеры и прочие грузы, требующие крепления каждого места в отдельности).

 

Силы, действующие на палубные грузы при перевозке их морем.

Во время перевозки грузов морем на верхней палубе морских судов они могут находиться под действием следующих сил:

 

а) собственного веса;

б) трения, возникающего между грузом и палубой или подстилочным материалом;

в) инерции, возникающей при нахождении судна на взволнованной поверхности моря;

г) давления ветра;

д) ударов волн;

е) плавучести, возникающей при попадании волн на палубу;

ж) распора, возникающего у катающихся грузов (бревна или бочки) при их укладке бок о бок;

з) натяжения найтовов, которыми крепится груз к палубе.

 

Составляющие силы веса по осям:

 

Бортовая качка.
W1y =W ● cos Ξ – создает опрокидывающий момент;
W1z=W ● sin Ξ - давление на палубу вызывает силу трения, препятствующую скольжению груза по палубе;

 

Килевая качка.
W2x=W ● sin Ψ - создает опрокидывающий момент;
W2z=W ● cos Ψ – давление на палубу вызывает силу трения, препятствующую скольжению груза по палубе.

 

Когда судно находится на взволнованной поверхности моря, оно испытывает бортовую, килевую и вертикальную качку. Кроме того, во время волнения судно участвует в орбитальном движении вместе с частицами воды.

 

Все виды качки – явление периодическое, вызывающее появление инерционных сил, достигающих иногда большого значения. Из трех видов качки только вертикальная вызывает незначительные инерционные силы, которыми обычно пренебрегают.

 

Инерционные силы при бортовой и килевой качке не учитывать нельзя. Все части судна, а также предметы, которые находятся на судне, в том числе и палубные грузы, испытывают воздействие инерционных сил.

 

Обычно отдельно определяют инерционные силы от бортовой и отдельно - от килевой. Бортовая и килевая качка достигают своего максимального значения при равенстве периода свободных колебаний судна и периода волн.

 

Причиной бортовой качки является, с одной стороны, восстанавливающий момент M=DhsinΞ, а с другой – вращающий момент инерционных сил, равный угловому ускорению, умноженному на момент инерции массы тела относительно оси вращения.

 

Следовательно, для случая бортовой качки имеем уравнение:

 

Период свободных колебаний судна:

 

Отсюда получаем:

 

Угловое ускорение переводим в линейное умножением его на величину плеча от центра тяжести судна до центра тяжести груза.

Аналогично решается вопрос с определением величины углового и линейного ускорения при килевой качке:

 

Величины ускорений вследствие движения судна и его частей по орбитальным орбитам радиусом:

 

r=h/2, равным половине высоты волны.

 

Линейное ускорение:

a=V2/r

V=2πr/τ

a=4π2r/τ2

 

Расчет крепления палубного груза в соответствии с рекомендациями ИМО

В приложении 13 «Методы оценки эффективности устройств крепления нестандартных грузов» Кодекса безопасной практики размещения и крепления груза ИМО определен следующий порядок расчета сил, действующих на груз. Расчет внешних сил, действующих на груз в продольном, поперечном и вертикальном направлениях, производится по формуле:

F(x,y,z) = ma(x,y,z) + Fw(x,y) + Fs(x,y)
где: F(x,y,z) – продольные, поперечные и вертикальные силы; m - масса груза; а(x,y,z) - продольное, поперечное и вертикальное ускорение (см. таб­лицу); Fw(x,y) - продольная и поперечная сила ветрового давления:

Рвет= 1.5 Sп [кН]
где Sп - площадь парусности груза (соответственно поперечная и продольная). Fs(x,y) - продольная и поперечная сила удара волн.

Сила ударов волн при заливании грузов:

Fs(x,y)=pS(x,y)

где S(x,y) - площадь заливания поверхности, соответственно перпендикулярная осям х и у.

р = 7,4 кН при высоте заливания 0,6 м;

р = 19,6 кН при высоте заливания 1,2 м.

В диапазоне высот заливания от 0.6 до 1.2 м величина р определяется линейной интерполяцией.

 

Более подробную информацию можно получить из специализированных изданий.

 

Типы грузов и действующие на них силы мы кратко рассмотрели, теперь ознакомимся с материалами, которые используются при креплении.

 

Крепежный материал состоит из стальных и растительных тросов, такелажных цепей, леса в виде досок, брусьев и просто в виде отдельных кусков дерева, употребляемых в качестве прокладочного материала, скоб, винтовых талрепов, коушей и различного рода сжимов.

 

Для крепления леса лучшим крепежным материалом считаются короткозвенные цепи, но они в обращении менее удобны, чем тросы.

Гибкий стальной трос является хорошим крепежным материалом.

Растительный трос обладает способностью удлиняться и укорачиваться в зависимости от состояния погоды: при сырой погоде он укорачивается, а при сухой — удлиняется. Такое явление нарушает степень натяжения найтовов и требует усиленного наблюдения за ними, чтобы своевременно устранять слабину.

 

Скобы и талрепы, употребляемые для крепления, должны быть такой же прочности, как и найтовы. Скобы применяются для соединения найтовов с обухами или рымами на палубе, а также для соединения тросов между собой. Талрепы служат для обтягивания найтовов, а иногда и для непосредственного крепления груза. К ним всегда должен быть обеспечен доступ для обтягивания их или для отдачи.

 

Найтовы требуют постоянного наблюдения, так как груз под влиянием действующих на него переменных по величине и направлению сил, а также вследствие вибрации корпуса судна часто несколько оседает на своих подкладках и перемещается в горизонтальном направлении.

 

В результате таких перемещений найтовы ослабевают, поэтому для сохранности груза их необходимо время от времени подтягивать.

 

Иногда технический груз не имеет тары, или тара настолько слабая, что не может быть использована как опора для наложенных найтовов. В этих случаях найтовы крепятся непосредственно за деталь в специально предусмотренных для этой цели местах.

 

Найтовы, являясь по существу гибкими нитями, могут передавать только усилия растяжения, поэтому они или прижимают груз к палубе, или препятствуют его перемещению по палубе, прижимая к какому-либо прочному сооружению. Прижатие груза к палубе увеличивает давление его на палубу, а следовательно, увеличивает и силу трения, препятствующую перемещению груза по палубе. Кроме того, найтовы препятствуют опрокидыванию груза и удерживают его от всплытия, если груз приобретает плавучесть при попадании забортной воды на палубу.


Распорки испытывают сжимающие усилия и препятствуют главным образом перемещению груза по палубе. Наиболее эффективно распорка работает в том случае, когда она идет к грузу так, как 

 

 

показано на рисунке 1, т. е. когда она направлена сверху вниз. В этом случае сила d

 

Рис. 1: 1 - распорка, 2 — груз

 

раскладывается на горизонтальную составляющую dгор и вертикальную составляющую dверт которая направлена вертикально вниз, т. е. прижимает груз к палубе. При горизонтальном расположении распорки будет только горизонтальная сила, а силы, прижимающей груз к палубе, не будет. Горизонтальная сила при этом будет иметь максимальное значение.

 

Если распорка будет поставлена так, как показано на рис. 1б, то появится сила dверт, действующая вверх, которая будет приподнимать груз с палубы, а следовательно, уменьшать силу трения. Этот недостаток компенсируется дополнительными найтовами, прижимающими груз к палубе. Несмотря на такой недостаток, показанное на рис. 1б расположение распорки является наиболее распространенным, так как очень редко представляется возможность направить распорку сверху вниз от борта к грузу вследствие конструкции судовых фальшбортов и поручней.

 

Клинья, употребляемые для крепления, служат для увеличения плотности соприкосновения отдельных мест груза друг с другом и для создания силы упора в распорках, а также для заклинивания стоек. Доски применяются для соединения отдельных мест друг с другом и для накрывания груза сверху и с боков перед тем, как наложить найтовы. Доски распределяют давление найтовов на весь груз, а не на отдельные места, как это имеет место при креплении груза без их применения.

 

Деревянный крепежный материал обладает способностью набухать при намокании и ссыхаться при высыхании, а поэтому со временем он может ослабевать под действием этих явлений. Такое ослабление является дополнительной причиной, ведущей к ослаблению крепления. В связи с этим деревянный крепежный материал требует периодических осмотров и подтягиваний ослабевших элементов.

 

Для обтягивания найтовов необходимо применять винтовые талрепы, а не добиваться обтяжки скручиванием самих найтовов. Скручивание сильно ослабляет найтов, поэтому крепление получается весьма ненадежное. Следует избегать применения найтовов из растительных тросов, так как они укорачиваются и удлиняются вследствие намокания и последующего высыхания.