 |
|
 |
||
|
|
|
|
|
|
|
Правила безопасности морской перевозки крупногабаритных и тяжеловесных грузов (КТГ) РД 31.11.21.24-96
Утверждены Федеральной службы морского флота России от 29 ноября 1996 г. N 44
Введены в действие с 1 апреля 1997 года
ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ МОРСКОЙ ПЕРЕВОЗКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ И ТЯЖЕЛОВЕСНЫХ ГРУЗОВ (КТГ)
РД 31.11.21.24-96
Взамен 31.13.02-89. Настоящие Правила устанавливают требования к организации морской перевозки, размещению, креплению и морской перевозке крупногабаритных и тяжеловесных грузов, направлены на обеспечение безопасности мореплавания и сохранности груза и обязательны для всех участников транспортного процесса. По настоящим Правилам должно перевозиться оборудование в ящиках и неупакованное оборудование, удельное давление которого на транспортное средство превышает допустимое, т.е. грузы, которые в соответствии с ГОСТ 26653 должны перевозиться по специальным проектам.
1. Термины и определения, используемые в Правилах
Крупногабаритные грузы (КГ) - грузовые места, один из размеров которых превышает льготный габарит погрузки подвижного состава железных дорог РФ по длине - 14 м; ширине (или диаметру) - 3,4 м; высоте - 3,4 м. Тяжеловесные грузы (ТГ) - грузовые места массой более 35 т, размеры которых менее указанных параметров крупногабаритных грузов. Крупногабаритные тяжеловесные грузы (КТГ) - грузовые места массой более 35 т с размерами крупногабаритного груза. Уникальные крупногабаритные тяжеловесные грузы (УКТГ) - грузовые места массой более 100 т с размерами крупногабаритного груза. Здесь и далее в Правилах под КТГ понимаются также КГ, ТГ и УКТГ, если не оговорено иное. Грузоотправитель - владелец перевозимых грузов или лицо, действующее по его поручению. Перевозчик - судовладелец или иное лицо, эксплуатирующее судно от своего имени на законном основании.
2. Документация, необходимая для перевозки конкретного КТГ
2.1. Информация о грузе В соответствии с требованиями п. 1.2.1 и п. 4.3.4 РД 31.11.21.16-96 грузоотправитель должен обеспечить разработку "Информации о грузе" и, на ее основе, проекта морской перевозки КТГ. Для этого грузоотправитель заблаговременно направляет перевозчику и/или разработчику проекта перевозки КТГ "Информацию о грузе", заполненную в соответствии с требованиями приложения 1 РД 31.11.21.16-96 и дополненную следующими сведениями: - условия перевозки груза (в трюме или на верхней палубе) и способ его укладки; - условия перегрузки и хранения; - технологическая последовательность производства работ по частичному демонтажу груза; - транспортные чертежи общего вида груза с указанием массогабаритных характеристик, центра массы, мест строповки при перегрузке и наложения найтовов при креплении, формы опорной поверхности, опорных конструкций и приспособлений; - другие сведения, определяемые спецификой груза. 2.2. Проект морской перевозки 2.2.1. Разработка проекта перевозки осуществляется компетентной организацией или перевозчиком за счет грузоотправителя. В роли заказчика проекта может выступать как грузовладелец, так и перевозчик. Заказчик проекта обеспечивает подготовку и выдачу проектанту технического задания. 2.2.2. Проект перевозки КТГ в общем случае должен включать: - выбор оптимального варианта перевозки (по критериям, указанным в техническом задании); - схемы и расчеты по размещению и креплению груза на судне; - расчеты балластировки, остойчивости, прочности и аварийной (при необходимости) остойчивости судна; - расчеты и документацию по подкреплению палуб и дооборудованию судна; - технологию и организацию погрузки и выгрузки груза с указанием средств механизации, грузозахватных устройств и приспособлений со схемами строповки, а также устройств, необходимых для устойчивого размещения груза на складе и на судне; - метеоусловия, ограничивающие производство работ по перегрузке (ветер, волнение, уровень воды, гололед и т.п.); - ведомость поставок грузовладельца, включающую необходимые вспомогательные материалы и приспособления для перегрузки груза, его складирования и перевозки (траверсы, рамы, прокладки, брусья, стойки, клинья и др.); - мероприятия по подготовке причалов в портах погрузки - выгрузки (при необходимости); - инструкции капитану, содержащие принятые к учету условия плавания и рекомендации по поддержанию мореходности судна. 2.2.3. Состав документации и объем согласования должны быть указаны в техническом задании на разработку конкретного проекта перевозки. В общем случае проект должен быть согласован с перевозчиком, портами погрузки / выгрузки, другими транспортными и монтажными организациями, участвующими в доставке и монтаже груза. Проект перевозки необходимо согласовать с морским Регистром судоходства в случаях, поднадзорных его деятельности. 2.2.4. В состав проекта, при необходимости, включаются вспомогательные расчетные и информационные материалы, помогающие администрации судна при проверке остойчивости в рейсе для тех случаев загрузки, которые не соответствуют типовым. 2.2.5. В случае, если удельное давление КТГ не превышает допустимые нагрузки на палубы и не требует специального дооборудования судна и разработки нестандартных средств перегрузки и крепления, по согласованию с портом отгрузки допускается самостоятельная разработка схем размещения и крепления КТГ администрацией судна. 2.3. Сертификат о безопасной укладке и креплении 2.3.1. В соответствии с п. 7 "Руководства по контролю эксплуатационных требований, относящихся к безопасности судов" <*> при оформлении отхода администрация судна должна предъявить капитану порта подготовленный портом и подписанный администрацией судна "Акт приема работ по креплению груза" или "Сертификат о безопасной укладке и креплении груза", выданный независимым сюрвейером. -------------------------------- <*> Резолюция А.742 (18) "Процедуры контроля за эксплуатационными требованиями, относящимися к безопасности судов и предотвращению загрязнения", принята Ассамблеей ИМО 4 ноября 1993 г., а также Приказ Министерства Транспорта РФ от 26.06.94 N 63.
2.3.2. Проектные организации осуществляют авторский надзор за подготовкой, погрузкой (выгрузкой), креплением и перевозкой груза, если это предусмотрено техническим заданием, а также по требованию перевозчика, грузовладельца и за их счет. Результаты надзора могут быть оформлены в виде "Сертификата о безопасной укладке и креплении груза", требуемого п. 1.2.8 РД 31.11.21.16-96.
3. Требования к грузу
3.1. Грузовладелец (грузоотправитель) должен обеспечить подготовку КТГ к транспортировке в соответствии с требованиями стандартов на груз и ГОСТ 26653, а также разработку проекта морской перевозки. 3.2. Завоз груза в порт осуществляется по соглашению грузоотправителя и порта. 3.3. При поступлении в порт КТГ должен быть размещен на транспортном средстве так, чтобы можно было подать стропы к местам строповки, либо завести их под груз. 3.4. КТГ принимаются к перевозке по массе каждого места, объявленной грузоотправителем. 3.5. На каждом грузовом месте должны быть промаркированы места крепления стропов, центр массы, масса и габаритные размеры. 3.6. Грузы со сложной формой опорной поверхности должны предъявляться к перевозке вместе со специальными подставками, тумбами, кильблоками или другими устройствами, необходимыми для устойчивого размещения груза на складе порта и на судне. При необходимости, конструкция таких устройств должна исключать влияние амортизаторов груза при качке судна. 3.7. Если по проекту перевозки для обеспечения сохранности груза и безопасности выполнения перегрузочных работ требуется применение специальных рам, траверс, стропов, такелажных скоб и т.п., они должны быть поставлены в порт грузоотправителем вместе с грузом с приложением схемы строповки и информацией об особых условиях перегрузки груза. Одновременно со специальными устройствами для перегрузки должны быть представлены соответствующие сертификаты и акты испытаний. При необходимости грузозахватное устройство должно представляться в собранном виде. 3.8. Прием КТГ к перевозке производится только после представления грузовладельцем заблаговременно (либо одновременно с грузом) и за его счет необходимых вспомогательных материалов и приспособлений для складирования, перегрузки, крепления и перевозки груза по нормам, предусмотренным проектом перевозки. 3.9. Все приспособления для перегрузки, крепления, складирования, перевозки должны быть промаркированы и оговорены в сопроводительных документах, а также иметь сертификаты, акты испытаний технологической оснастки. 3.10. Грузоотправитель несет материальную ответственность за все последствия несвоевременного или неполного предоставления грузозахватных устройств и приспособлений, вспомогательных материалов, а также сопровождающей документации.
4. Требования к судну
4.1. Перевозчик на основании "Информации о грузе" подбирает соответствующее судно и заблаговременно информирует об этом грузовладельца, проектную организацию и разрабатывает или согласовывает техническое задание на подготовку проекта морской перевозки, рассматривает и согласовывает готовый проект перевозки. 4.2. Перед приемом груза к перевозке все системы, проходящие через грузовые помещения судна, должны быть проверены в работе, все отверстия в палубах, доступ к которым после погрузки КТГ будет невозможен, закрыты. 4.3. Трубопроводы, вентиляторы, воздушные трубы на палубе и в грузовых помещениях судна, где планируется размещение КТГ, должны быть защищены от возможного их повреждения при укладке груза. 4.4. Системы выравнивания крена и дифферента в процессе проведения грузовых операций (где они имеются), а также люковые закрытия, должны быть приведены в исправное состояние. 4.5. Судовые краны и стрелы, не участвующие в перегрузочных операциях, должны быть приведены в положение, позволяющее обеспечить без помех производство грузовых операций в рабочей зоне. Судовые стрелы укладываются и закрепляются на вновь оборудованных местах при перевозке КТГ, габариты которых не позволяют установить стрелы в штатное положение. 4.6. При использовании для погрузки КТГ судовых грузоподъемных средств последние должны быть заблаговременно проверены и находиться в полной готовности к работе. Грузоподъемные устройства, гаки, скобы, блоки и другие детали, предназначенные для перегрузки и крепления КТГ, должны соответствовать требованиям "Правил технической эксплуатации подъемно - транспортного оборудования морских портов" (РД 31.44.01), Правил Регистра и иметь соответствующие паспорта и сертификаты. 4.7. Места установки КТГ должны быть оборудованы всеми устройствами для крепления груза, предусмотренными проектом перевозки. 4.8. Готовность судна к погрузке КТГ проверяется портом и перевозчиком с составлением акта о готовности.
5. Требования к размещению КТГ на судне, учитываемые в проекте перевозки
5.1. Размещение груза в грузовом помещении, на верхней палубе или люковых крышках судна должно выполняться с учетом требований к местной и общей прочности, остойчивости судна, а также учитывать технические характеристики (грузоподъемность, вылет, высоту подъема и т.д.) судовых, плавучих или береговых грузоподъемных средств, участвующих в грузовых операциях. 5.2. Допускается размещать на открытой палубе грузы, выходящие за габарит ширины судна при условии выполнения требований международных конвенций и Правил Регистра, а также правил, регламентирующих плавание проливами, каналами, шлюзами, портовыми водами и другими зонами регулируемого движения судов. 5.3. При размещении КТГ необходимо учитывать удельное давление груза, которое не должно превышать допустимую нагрузку на палубу (см. п. 4.2.3 РД 31.11.21.16-96), люковые закрытия или настил второго дна. Если удельное давление груза превышает допустимую нагрузку в месте его размещения, то возможность установки КТГ проверяется специальным расчетом прочности перекрытия и допускается в случае, когда напряжение в несущих элементах перекрытия от сосредоточенной или линейной нагрузки не превышает допустимого. Если расчетные напряжения выше допустимых, должно быть предусмотрено подкрепление несущих элементов перекрытия путем установки фундаментов, постелей или пиллерсов. 5.4. При размещении КТГ на палубе высота их укладки не должна затруднять управление судном и контроль за окружающей обстановкой, требования к которым приведены в п. 4.2.4 РД 31.11.21.16-96. В отдельных случаях допускается оборудование временных постов управления судном на верхнем мостике. 5.5. Порядок и последовательность размещения и укладки КТГ должны обеспечивать возможность безопасного крепления отдельных грузовых мест в процессе погрузки всей партии груза и наблюдения за состоянием креплений на переходе морем, а также снятия крепления в порту выгрузки. 5.6. При необходимости должны быть оборудованы безопасные переходы к грузу, трюмным трапам, лебедкам, жилым и служебным помещениям. 5.7. Плавсредства, имеющие килеватость, должны устанавливаться на специальные кильблоки с обводами, соответствующими корпусу плавсредства в местах установки. Кильблоки должны быть изготовлены из металлических конструкций с деревянными подушками, при необходимости обшитыми войлоком либо другим материалом. Допускается заблаговременная установка кильблоков. 5.8. Перед подъемом плавсредств, грузозахватные устройства к которым заведены "на плаву", проводится, при необходимости, водолазный осмотр с целью проверки соответствия установки подъемных элементов (кильблоков) схеме перегрузки. 5.9. При погрузке плавсредства "с берега" совместно с кильблоками (подставками) последние должны быть надежно закреплены к корпусу плавсредства. 5.10. Грузы с точечными опорными поверхностями могут размещаться на подставках, имеющих установочное и подъемное назначение. Подставки должны быть надежно скреплены с грузом. 5.11. Железнодорожные транспортные средства, принимаемые на судно с ходовыми тележками, могут устанавливаться на рельсы, прикрепленные к палубе судна, при этом амортизационные системы транспортных средств должны быть заблокированы.
6. Требования к креплению КТГ на судне, учитываемые в проекте перевозки
6.1. Крепление КТГ должно производиться в соответствии с требованиями разделов 4.3 и 4.4 РД 31.11.21.16-96 и с учетом следующих факторов: - продолжительности рейса; - географического района плавания; - ожидаемого состояния моря; - размеров, типа и характеристик судна; - статических и динамических сил, ожидаемых во время рейса; - типа и упаковки грузовых мест; - планируемого порядка размещения грузовых мест; - массы и габаритных размеров грузовых мест; - примененных расчетных методик и заложенных в них ограничений и условий. 6.2. Схемы размещения и прочные размеры стационарных и съемных средств крепления КТГ должны выбираться с использованием одной из расчетных методик, приведенных: - в Приложении 1 настоящих Правил; - приложении 5 или приложении 8 РД 31.11.21.16-96; - других методик, одобренных в установленном порядке. 6.3. В качестве средств крепления КТГ применяются гибкие, полужесткие и жесткие изделия как промышленного производства (см. Каталог "Средства крепления многооборотные для крепления грузов на морских судах": РД 31.91.96-87), так и изготовленные согласно проекту морской перевозки (упоры, кницы, раскосы, деревянные брусья, клинья и пр.). 6.4. Допускается использование других крепежных изделий при наличии соответствующих актов испытаний и сертификатов. 6.5. При креплении грузов с помощью упоров, раскосов, книц и других несъемных элементов их необходимо устанавливать в плоскости ребер жесткости набора корпуса судна. 6.6. Конструктивные элементы систем креплений должны обеспечивать запас прочности, указанный в п. 7.11 Приложения 1 настоящих Правил. 6.7. Узлы присоединения найтовов к грузу и судну, а также их элементы (скобы, талрепы, тросы, зажимы и пр.) должны быть равнопрочными либо превышающими расчетные допускаемые нагрузки. Нормы прочности съемных средств крепления приведены в приложении 6 РД 31.11.21.16-96.
7. Размещение и крепление КТГ на судне
7.1. Администрации порта и судна несут ответственность за крепление груза в соответствии с проектом морской перевозки либо согласованной схемой крепления. Все изменения должны согласовываться с разработчиком проекта или схемы. 7.2. До начала погрузки производитель работ совместно с судовой администрацией должен выполнить разметку мест расстановки грузов на судне в соответствии с проектом перевозки или схемой размещения. 7.3. Наблюдение и контроль за надлежащим выполнением работ по размещению и креплению КТГ осуществляет представитель судовой администрации. 7.4. При недостатке на судне рымов, скоб, обухов, против предусмотренных проектом морской перевозки, они должны быть своевременно установлены. 7.5. Средства крепления должны быть в исправном состоянии, без видимых повреждений, соответствовать требованиям РД 31.21.95-87 "Средства многооборотные для крепления грузов на морских судах" и иметь сертификаты либо другие документы, подтверждающие их конструкцию и безопасные рабочие нагрузки. 7.6. Найтовы, крепящие КТГ, не должны иметь слабины. При этом талрепы должны иметь запас не менее половины рабочего хода для натяжения найтовов в течение рейса. 7.7. Работы по креплению КТГ должны быть оформлены актом предприятия - исполнителя работ и приняты судовой администрацией. Форма акта приведена в приложении 2 РД 31.11.21.16-96.
8. Обеспечение безопасности судна и сохранности груза в рейсе
8.1. В рейсе необходимо принимать меры безопасности, предусмотренные разделом 5 РД 31.11.21.16-96. 8.2. На переходе морем судовая администрация выбирает курс и скорость движения судна, используя прогнозы и карты погоды, предупреждения метеоцентров, таким образом, чтобы избежать встречи с волнами 3%-ной обеспеченности высотой больше, чем это предусмотрено проектом перевозки. 8.3. В процессе перевозки морем могут возникнуть обстоятельства, способствующие смещению груза: - стремительная качка, вызванная избыточной остойчивостью; - ослабление найтовов и жестких креплений в результате вибрации; - разрушение конструкций судна из-за превышения удельных нагрузок, появившихся под воздействием внешних факторов; - обледенение грузов и палубы. 8.4. Во всех случаях в плавании должны быть проявлены умение управлять судном и должная предусмотрительность в конкретных обстоятельствах рейса, гарантирующие безопасность эксплуатации судна и плавания. 8.5. Во время перехода морем рекомендуется: - осуществлять регулярный визуальный контроль за состоянием груза; - ежедневно проверять и выбирать слабину найтовов; - при обнаружении обрыва найтовов, жестких креплений или смещения груза изменить курс и скорость с целью уменьшения качки и произвести дополнительное подкрепление груза с соблюдением всех мер предосторожности; - при необходимости следовать в ближайший порт - убежище либо под защиту берега для выполнения всего комплекса работ по устранению повреждений; - производить тщательную оценку воздействия на судно ветра и волнения перед выбором варианта маневрирования судна; - расходование судовых запасов производить равномерно с обоих бортов из минимального числа емкостей для уменьшения площади свободной поверхности в танках и цистернах; - следовать со скоростью, исключающей слеминг и сильную вибрацию. 8.6. На судах типов ро-ро и ро-флоу должны строго выполняться судовые инструкции по закрытию внутренних ворот и дверей водонепроницаемых переборок. 8.7. Перепускные (спускные) клапаны и клинкеты балластной системы должны использоваться только с разрешения капитана судна. 8.8. При недостаточной остойчивости судна в случае обледенения следует немедленно начать борьбу со льдом, контролировать остойчивость судна и, при необходимости, принимать меры к ее восстановлению. 8.9. Необходимо постоянно следить за состоянием шпигатов, водоотливных сточных колодцев на всех палубах. 8.10. Следует избегать плавания в штормовых условиях, особенно на попутном волнении. При ухудшении погоды и наличии опасности для судна необходимо укрыться в пунктах или портах - убежищах либо переходить к плаванию в режиме штормования. 8.11. При плавании в штормовых условиях рекомендуется выполнять повороты только в ситуации, связанной с безопасностью мореплавания в светлое время суток и в кратчайшее время. Перед поворотом необходимо убедиться в водонепроницаемости корпуса, герметичности закрытий наружного контура и надежности крепления груза. 8.12. Все особенности перевозки КТГ и принимаемые администрацией судна меры для обеспечения безопасности плавания и сохранности груза рекомендуется отражать в судовом журнале и грузовой книге.
9. Техника безопасности при выполнении работ по перегрузке КТГ
9.1. При выполнении работ по изготовлению, установке фундаментов, кильблоков и упоров, перегрузке КТГ, швартовке плавкранов, плавсредств, подготовительных операций по перегрузке необходимо руководствоваться действующими: - "Правилами пожарной безопасности по проведению огневых работ на судах" (РД 31.52.18-87); - "Правилами охраны труда в морских портах" (ПОТ РО-152-31.82.03-96); - "Правилами техники безопасности на судах морского флота" (РД 31.81.10-91); - "Правилами технической эксплуатации подъемно - транспортного оборудования морских портов" (РД 31.44.01); - соответствующими разделами Правил Регистра; - рабочей технологической документацией портов, разработанной в установленном порядке. 9.2. Руководство и контроль за технологией перегрузки КТГ и других вспомогательных работ, а также инструктаж участников работ выполняются производителем работ в соответствии с действующей в порту технологической документацией и требованиями проекта перевозки. Проведение инструктажа должно быть отмечено в журнале регистрации и/или в наряде - задании. 9.3. Работы по перегрузке КТГ должны преимущественно выполняться в светлое время суток. При производстве работ в темное время необходимо обеспечить нормативный уровень освещенности. 9.4. При особо ответственных операциях с КТГ по согласованию с капитаном порта может быть приостановлено движение всех судов в зоне производства работ. 9.5. При размещении груза в трюме запрещается: - заполнять пространство между рыбинсами и КТГ более мелкими грузами для обеспечения доступа к креплению КТГ для контроля в рейсе; - оставлять незакрепленными КТГ с любой конфигурацией опоры; - переносить груз краном над рабочими, занятыми креплением ранее погруженных грузов; - крепить огон найтова за обвязку груза или за части набора судна, если они специально для этой цели не предназначены. 9.6. Безопасный проход по палубным грузам должен быть обеспечен с помощью надежно установленных переходных мостиков, трапов и сходен. Проход должен иметь леерное ограждение по всей длине с обеих сторон. Ширина мостиков трапов и сходен должна быть не менее 0,6 м, а угол наклона к горизонту переходных мостиков, сходен должен составлять не более 30°. 9.7. Найтовы и устройства крепления палубного груза должны быть заведены так, чтобы была обеспечена возможность быстрой их отдачи. 9.8. Снятие проволочных креплений грузов должно производиться исключительно с помощью специальных ножниц.
Приложение 1
МЕТОДИКА РАСЧЕТА СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА КТГ НА БОРТУ СУДНА И ЭЛЕМЕНТОВ КРЕПЛЕНАЯ ГРУЗОВ
1. Классификация сил
К КТГ приложены сила веса, силы инерции при качке, силы трения, реакции опор и элементов крепления. Грузы, находящиеся на открытой палубе, кроме того, подвержены давлению ветра и ударам волн. На взволнованной поверхности моря судно подвержено продольно - горизонтальным колебаниям, бортовой, килевой, вертикальной качке и рысканию. Все эти движения судна создают поля определенных ускорений, сопровождающихся соответствующими силами инерции. В расчетах, связанных с креплением грузов на судне, учитываются отдельные, существенно значимые, составляющие перечисленных сил. Для удобства расчетов вводится связанная с судном система координат. Ее начало расположено в точке пересечения основной плоскости, плоскости миделя и диаметральной плоскости судна. При этом ось X направлена в нос, ось Y - на правый борт и ось Z - вертикально вверх.
2. Силы веса и инерции
2.1. Состояние взволнованной поверхности моря, вызывающей все виды качки судна, характеризуется высотой и периодом волн 3%-ной обеспеченности (h , м). В случаях, когда по картам погоды и 3% зарубежным источникам приводятся показатели значительной высоты волны, для перехода к высотам волн 3%-ной обеспеченности это значение необходимо умножить на коэффициент 1,32. 2.2. Для неограниченного района плавания в качестве расчетной выбирается высота волны 3%-ной обеспеченности, равная 11 м. 2.3. В случае, если перевозка производится в ограниченном районе плавания, высота волны 3%-ной обеспеченности определяется по данным табл. П.2.1 Приложения 2 настоящих Правил либо по данным гидрометеослужб и актуальным прогнозам метеоцентров. 2.4. Если, по ряду причин, нежелательно осуществлять перевозки без ограничения по погоде (слеминг, удары волн о выступающие за борт части груза, наличие часто расположенных портов - убежищ, непродолжительная перевозка), допускается уменьшение расчетной высоты и соответствующее уменьшение прочных размеров элементов крепления грузов. 2.5. В "Инструкции капитану", разрабатываемой в составе проекта перевозки, должны быть четко сформулированы принятые к учету условия плавания и рекомендуемые меры по их соблюдению. 2.6. В любом случае при плавании судна в открытом море расчетное значение высоты волны 3%-ной обеспеченности (h ) не 3% должно приниматься менее 3 м или указанной в судовом "Свидетельстве на годность к плаванию", что меньше. 2.7. Проекции суммарной силы от веса и инерции КТГ, перевозимых на судах и понтонах, размерения и характеристики которых соответствуют условиям, изложенным в п. 2.8, определяются по формулам:
_ 12 X = A x (0,18 + --); L
_ 20 Y = A x (0,3 + --) x K; } (П.1.1) L
_ 25 Z = 1,0 + A x (0,36 + --), L
где: A = 0,25 + 0,045h + 0,25sin (0,286h - 1,573); 3% 3% _ _ _ X, Y, Z - наибольшие усилия, действующие на единичные грузы в направлении координатных осей; L - длина судна между перпендикулярами, м; K - коэффициент, равный 1 при наличии скуловых килей площадью более 1,5% от площади ватерлинии и равный 1,4 при отсутствии скуловых килей. Если площадь скуловых килей менее 1,5%, значение коэффициента K определяется линейной интерполяцией. _ _ _ Точка приложения сил X, Y, Z - центр тяжести каждого груза. 2.8. Формулы П.1.1 пригодны в следующих пределах размерений и характеристик судна: - длина судна - более 80 м; - ширина судна - более 12 м; - осадка судна - более 3 м; - отношение длины к ширине судна - от 5 до 10; - отношение ширины к осадке судна - от 2 до 6; - поперечная метацентрическая высота - от 0,3 до 3,5 м; - отношение поперечной метацентрической высоты к ширине судна - от 0,02 до 0,12; - число Фруда для расчетной скорости судна - от 0 до 0,3; - центр тяжести груза располагается над верхней палубой судна не выше 6 м. Пределы применимости формул П.1.1 соответствуют изменениям параметров при производстве массовых расчетов качки судов, _ _ _ выполненных для определения значений X, Y и Z. При этом капитан судна обязан принимать меры по избежанию слеминга: - произвести балластировку судна для увеличения осадки носом до величины не менее половины высоты волны; - ограничить скорость на волнении; - при возникновении слеминга изменить курс судна относительно волнения. 2.9. В случае, если хотя бы один из параметров выходит за указанные выше пределы, необходимо пользоваться рекомендациями п. 2.13 настоящего Приложения. 2.10. В случае, если КТГ перевозятся на понтонах с необычным соотношением размерений, необходимо пользоваться рекомендациями п. 2.14 настоящего Приложения. 2.11. Если перевозимый груз по длине и ширине выходит за габариты судна, вопрос о возможности применения формул П.1.1 должен решаться проектировщиком и перевозчиком груза с учетом ожидаемых условий рейса. 2.12. В любом случае, если используемые плавсредства имеют очень полные или несудовые формы, следует учитывать возможность возникновения слеминга. Развитый слеминг судна не допускается. 2.13. В случае, если по указанным выше соображениям для определения суммарных составляющих сил веса и сил инерции нельзя воспользоваться формулами П.1.1, а также при желании получить более точные значения сил, необходимо произвести полный расчет качки судна. Расчет следует производить по программе, имеющей допуск Регистра. При этом используемая программа должна учитывать: - действительную форму корпуса судна, значения метацентрической высоты и скорости судна; - действительное положение груза; - размеры скуловых килей или других успокоителей качки, действие которых можно считать надежным; - угол между направлением движения судна и генеральным направлением бега волн; - действительное распределение весовой нагрузки; - нелинейность бортовой качки, связанную с зависимостью неволнового демпфирования от амплитуд качки; - спектральную плотность волновых ординат, соответствующую заданным высоте волны и среднему периоду волнения (по спектру ОСТ или другому общепринятому спектру). Расчеты следует производить как для мертвой зыби (правильное регулярное волнение с заданным либо равным 35 соотношением длин и высот волн), так и для двух- или трехмерного нерегулярного волнения с учетом различных значений характерной угловой скорости бортовой качки в зависимости от интенсивности нерегулярного волнения. В качестве расчетных следует принимать амплитуды качки и ускорений, учитывающих волны 3% обеспеченности. При производстве расчетов необходимо учитывать уменьшение скорости судна из-за возможности возникновения слеминга. При этом проект перевозки должен содержать сведения о наибольшей допустимой скорости судна в зависимости от высоты волны. Должны быть разработаны рекомендации по балластировке судна и допустимым курсовым углам волнения. 2.14. Для понтонов прямоугольной формы, имеющих длину от 30 до 80 м, отношение ширины к осадке от 4 до 8, отношение метацентрической высоты к ширине от 0,02 до 0,12, отношение длины к ширине от 3 до 6, эксплуатирующихся при высоте волны 3%-ной обеспеченности в пределах от 2 до 5 м, наибольшие усилия, действующие на единичные грузы, определяются по формулам:
h _ 3% B X = --- x (0,27 - 0,001L - 0,01 x --); 5 T
h _ 3% B Y = --- x (0,65 - 0,0034L) x (0,086 + 0,035 x --) x 5 T } (П.1.2) h B x [1,0 + (0,015L - 0,45) x (-- - 0,02) x (8 - --)]; B T h _ 3% B Z = --- x (1,235 - 0,0005L + 0,005 x --), 5 T
где: L - длина судна между перпендикулярами, м; B - ширина судна, м; T - осадка судна, м; h - метацентрическая высота судна, м.
3. Силы трения
На опорных поверхностях груза действуют силы трения. Составляющие безразмерной силы трения вдоль осей X и Y определяются по формуле:
SUM Z _ _ _ прi X = Y = f x [(2 - Z) + --------], (П.1.3) тр тр 0 P
где: f - коэффициент трения покоя, рекомендуемые значения которого 0 приведены в приложении 4 РД 31.11.21.16-96; Z - вертикальная составляющая предварительного натяжения прi i-го найтова, крепящего груз; P - масса груза, т. Величина Z учитывается только в том случае, когда есть прi уверенность, что в течение всего рейса найтовы будут подтягиваться. Величина Z определяется по формуле: прi
Z = 0,0833 x T x sin альфа, (П.1.4) прi разр
где: T - разрывное усилие найтова, тс; разр альфа - угол наклона найтова к горизонтальной плоскости. В формуле П.1.3 вертикальная составляющая силы инерции направлена вверх, поэтому вычисленное по ней значение силы трения является минимально возможным (погрешность - в запас прочности элементов крепления груза). Место приложения силы - точка на опорной поверхности груза. Для грузов, перевозимых на открытой палубе в зимнее время по Северному морскому пути, трение не учитывается.
4. Силы давления ветра
Силы давления ветра учитываются только для грузов, расположенных на открытой палубе. Составляющие безразмерной силы давления ветра рассчитываются по формулам:
F' _ n X = 0,15 x -- ; n P } (П.1.5) F" _ n Y = 0,15 x -- , n P
где: F' и F" - часть проекции груза над фальшбортом на плоскость n n миделя и диаметральную плоскость, кв. м. Площади F' и F" для n n несплошных конструкций берут с учетом их проницаемости, а в зимнее время - с учетом обледенения, принимая толщину льда равной 0,05 м; P - масса груза, т.
5. Сила удара волны
Сила удара волны в поперечном направлении учитывается только для грузов, расположенных на открытой палубе на расстоянии не более 3 м от борта. Значение безразмерной поперечной силы от удара волны определяется по формуле:
2 0,5 x (h - h ) x l _ w ф Y = --------------------, (П.1.6) w P
где: h - наибольшая высота груза над ватерлинией, м, w (если h > h , то принимается h = h ; если h <= h , w 3% w 3% w ф _ принимается Y = 0); w h - отстояние верхней кромки фальшборта от действующей ф ватерлинии, м; l - длина груза вдоль борта, м; P - масса груза, т. _ Точка приложения силы Y расположена на расстоянии h = 0,667h w ф + 0,333h вверх от действующей ватерлинии. w
6. Действующие усилия
6.1. Для определения необходимости установки креплений, выбора типа и расчета прочности их элементов определяются силы и моменты, действующие на груз. Эти силы определяются суммированием нагрузок, определенных в разделах 2 - 5 настоящего Приложения. Суммирование производится при самых неблагоприятных соотношениях между составляющими. Поэтому рассчитанные ниже по формулам П.1.7 значения действующих усилий являются нормативными. Для расчета прочности элементов крепления грузов они определены с запасом. Этим объясняется относительно низкое значение коэффициента запаса прочности элементов крепления, определяемое в разделе 7. Значения действующих усилий определяются по формулам:
_ _ _ X = P x (X + X - X ) >= 0; n тр
_ _ _ _ Y = P x (Y + Y + Y - Y ) >= 0; } (П.1.7) n w тр
_ Z = PZ + SUM Z , прi
где: P - вес груза, тс или кН; X - составляющая нормативной силы, сдвигающей груз в направлении оси X, тс или кН; Y - то же в направлении оси Y, тс или кН; Z - вертикальная составляющая реакции опоры, тс или кН; _ _ _ X, Y, Z - безразмерные величины, определяемые по формулам П.1.1 и П.1.2 либо по результатам расчетов качки судна (см. п. 2.13); _ _ X , Y - безразмерные составляющие сил давления ветра, n n определяемые по формулам П.1.5; _ _ X , Y - безразмерные составляющие сил трения, определяемые тр тр по формулам П.1.3; _ Y - безразмерная составляющая силы удара волны, определяемая w по формуле П.1.6; SUM Z - сумма вертикальных составляющих предварительного прi натяжения найтовов, определенная в соответствии с указаниями п. 3 по формуле П.1.4 с учетом того, что разрывное усилие найтова берется в той же системе единиц, в которой определяется усилие Z. Вычисленные по формулам П.1.7 значения сил X и Y не могут быть отрицательными, так как силы трения не могут превышать сдвигающие усилия. В связи с этим, если по формулам П.1.7 получаются отрицательные значения X и Y, следует принимать X = 0 или Y = 0 соответственно. В этом случае никаких креплений, препятствующих смещению груза, устанавливать не следует.
7. Выбор элементов крепления КТГ
7.1. Конструкция крепления грузов должна, по возможности, содержать минимальное количество элементов, чтобы свести к минимуму неравномерность распределения нагрузки между ними. По возможности следует разделить элементы крепления, предназначенные для предотвращения сдвига груза, и элементы, препятствующие его опрокидыванию. При этом нужно стремиться к статически определяемым конструкциям крепления грузов. С целью уменьшения прочных размеров элементов крепления следует принимать меры для увеличения сил трения между грузом и опорной поверхностью, а элементы крепления, предназначенные для предотвращения опрокидывания груза, следует располагать возможно дальше от предполагаемых осей опрокидывания груза. Все элементы крепления груза должны быть надежно соединены с конструкциями корпуса, прочность и жесткость которых должны быть проверены расчетом. 7.2. При конструировании креплений следует учитывать и прочность самого груза. В случае, если груз не может выдержать усилий, прилагаемых к нему элементами креплений, следует вводить ограничения по погоде, снижая расчетные значения высот волн h , 3% хотя это и связано с увеличением продолжительности рейса, возможными изменениями пути следования, откладыванием перевозки на более благоприятный период и т.п. 7.3. При разработке конструкций крепления груза с разделением элементов крепления на препятствующие сдвигу и опрокидыванию необходимо считать, что предполагаемые поперечные и продольные оси опрокидывания проходят через элементы, препятствующие сдвигу. 7.4. Моменты сил, опрокидывающих груз относительно осей (M - X относительно продольной, M - относительно поперечной оси), Y определяются по формулам:
_ _ _ _ M = P x [Y x l + Y x l + Y x l - (2 - Z) x l ]; X y n yn w yw yz
} (П.1.8) _ _ _ M = P x [X x l + X x l - (2 - Z) x l ], Y x n xn xz
где: _ _ l и l - плечи сил X и Y, приложенных в центре тяжести груза x y относительно предполагаемых осей опрокидывания, м; _ _ l и l - плечи сил X и Y , прилагаемых в соответствующих xn yn n n центрах парусности, м; _ l - плечо силы Y относительно предполагаемой продольной оси yw w опрокидывания, м; _ l и l - плечи силы (2 - Z), приложенной в центре тяжести xz yz груза относительно указанных выше осей. Остальные обозначения соответствуют обозначениям в формулах П.1.7. Схема сил, действующих в поперечной плоскости судна, и возможное расположение элементов крепления показаны на рис. П.1.1 <*>. -------------------------------- <*> Здесь и далее рисунки не приводятся.
7.5. Формулы П.1.8 соответствуют рационально спроектированным упорам, препятствующим сдвигу груза, когда реакция этих упоров приложена вблизи опорной поверхности. В противном случае следует учитывать и момент сил трения. 7.6. Если в результате расчетов значения моментов M и M X Y получились отрицательными, это свидетельствует, что груз является достаточно устойчивым и, следовательно, никаких креплений, препятствующих его опрокидыванию, устанавливать не следует. Необходимый запас, как это указывалось выше, заложен при определении вертикальной (восстанавливающей) силы с учетом неблагоприятных фазовых соотношений. 7.7. Для рассматриваемой конструкции крепления груза горизонтальные усилия, действующие на одинаковые элементы, препятствующие смещению груза в продольном P и в поперечном P 1X 1Y направлениях, определяются по формулам:
X P = --; 1X n } (П.1.9) Y P = --, 1Y m
где: X и Y - нормативные усилия, определяемые по формулам П.1.7, тс или кН; n и m - количество упоров, препятствующих смещению груза, ед. Усилия P и P , растягивающие продольные и поперечные 0X 0Y найтовы соответственно, в этом случае определяются по формулам:
M Y P = -------------------; 0X n x l x cos бета 0 x x } (П.1.10) M X P = -------------------, 0Y m x l x cos бета 0 y y
где: M и M - моменты, определенные по формулам П.1.8, тс x м; X Y n и m - количество продольных и поперечных найтовов, ед.; 0 0 l и l - плечи относительно поперечной и продольной осей, м; x y бета и бета - углы наклона проекций найтовов на x y горизонтальную плоскость к осям X и Y соответственно. 7.8. В случае, если груз приваривается к палубе, можно считать, что одни и те же сварные швы условно осуществляют раздельные функции, т.е. можно пользоваться формулами П.1.2 и П.1.3, понимая под n = n и m = m количество одинаковых швов 0 0 (частей прерывистого шва), а под l и l - расстояния между x y поперечными (приблизительно длина груза) и продольными (приблизительно ширина груза) швами соответственно. Усилия, приложенные к сварным швам, определяются по формулам:
________ / 2 2 P = \/ P + P ; X 1X 0X } (П.1.11) ________ / 2 2 P = \/ P + P . Y 1Y 0Y
7.9. В случае, если не удастся разработать конструкцию крепления груза с указанным в п. 7.3 разделением функций, формулы П.1.8 становятся непригодными и усилия в элементах крепления следует определять на основании общих уравнений статики, а для статически неопределимых конструкций - на основании уравнений, учитывающих еще и деформации конструкций. В этом случае расчеты прочности крепления должны быть выполнены проектной организацией. 7.10. В случае применения группового крепления грузов (рис. П.1.2) расчетная масса груза для определения элементов крепления зависит от его расположения в продольном и поперечном рядах. Расчетная масса груза равна массе данного груза, сложенной с массами грузов, расположенных справа и слева (судя по тому, что больше) в данном поперечном ряду, спереди и сзади (что больше) в данном продольном ряду. Для примера на рис. П.1.2 показано расположение по 5 ед. одинаковых грузов в поперечном ряду и 4 ед. в продольном. При этом расчетная масса принимается по табл. П.1.1.
Таблица П.1.1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ МАССЫ ГРУЗА
+---------------------+------------------------------------------+
¦ Крепление ¦ Расчетное количество масс грузов, ед. ¦
¦Поперечное ¦ ¦
7.11. Расчет прочности конструкций крепления производится с учетом коэффициента запаса K = 1,3. з Расчетные действующие напряжения, полученные обычными методами строительной механики, при действии указанных выше нагрузок (для рассматриваемой в п. 7.7 конструкции это P , P , P , P ) 1X 1Y 0X 0Y умножаются на K , и полученное произведение сравнивается с з предельными нагрузками для материалов креплений, приведенными ниже. 7.12. В качестве предельных нагрузок на материалы креплений принимаются: - для жестких связей - нормативный предел текучести стальных н н элементов и сварных швов сигма , тау , МПа (кгс/кв. см), табл. т т П.1.2; - для древесины - расчетное сопротивление R , МПа (кгс/кв. д см), табл. П.1.3; - для гибких связей - 0,5P , где P - минимальное разр разр значение разрывной нагрузки составных элементов найтова (цепи, троса). Величины P определяются по сертификатам либо принимаются разр по данным Приложения 3.
Таблица П.1.2
НОРМАТИВНЫЙ ПРЕДЕЛ ТЕКУЧЕСТИ СТАЛИ
+------------+-----------------+---------------------------------+ ¦
Сталь ¦Предел текучести,¦Нормативный предел текучести, МПа¦
¦ ¦ н ¦ н ¦ т ¦
¦Ст3 ¦235 (2400) ¦235 (2400) ¦134 (1370) ¦
Таблица П.1.3
РАСЧЕТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ R д
+-------------------+----------------------+---------------------+ ¦
Сосна, ель, ¦Кедр, МПа (кгс/кв. см)¦Пихта, липа, тополь, ¦ ¦
вдоль ¦ поперек ¦ вдоль ¦ поперек ¦ вдоль ¦ поперек ¦ ¦9,8
(100)¦1,6 (16) ¦8,8 (90) ¦1,5 (15) ¦7,8 (80) ¦1,4 (14) ¦
7.13. Условия прочности и устойчивости конструкций определяются следующими зависимостями: - для жестких связей:
н н K x сигма <= сигма ; K x тау <= тау ; з т з т
- для гибких связей:
K x P <= 0,5P ; з разр
- для сжатых элементов:
н 3 x сигма <= сигма , т э
где: сигма - расчетное действующее нормальное напряжение; тау - расчетное действующее касательное напряжение; P - расчетное усилие, растягивающее гибкую связь; сигма - эйлерово напряжение в сжатой связи. э В случае применения статически неопределимых конструкций рекомендуется увеличивать значение коэффициента запаса K . з Для деталей крепления (талрепы, скобы), прочность которых по нормативным документам задается безопасной (максимальной) рабочей нагрузкой SWL, с последней должны сравниваться действующие усилия P , P , X, Y и т.п. 0X 0Y
Приложение 2
РАСЧЕТНЫЕ И ПРЕДЕЛЬНО ВОЗМОЖНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ВЫСОТ ВОЛН 3%-НОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ
+-------------------------------+--------------------------------+
¦ Район плавания ¦ Высота волн, м ¦
¦ ¦ расчетная (см. ¦предельно¦
¦Северное, Берингово, Охотское ¦7,5 ¦6,5 ¦16 ¦
-------------------------------- <*> В расчетах принимать h = 11 м. 3%
Примечания. 1. Расчетные значения высот волн 3%-ной обеспеченности наблюдаются в среднем не более 1 - 2 дней в сезон (3 мес.). 2. Приведенные значения получены в результате обработки справочных данных Регистра СССР "Ветер и волны в океанах и морях". Л.: Транспорт, 1974.
Приложение 3
МАТЕРИАЛЫ И СРЕДСТВА КРЕПЛЕНИЯ
Таблица П.3.1
КАНАТЫ СТАЛЬНЫЕ ТИПА ЛК-Р И ТЛК-О (извлечения из ГОСТ 2688-83 и ГОСТ 3079-80)
+----+-----------------------------------------------------------+
¦Диа-¦ Маркировочная группа, МПа (кгс/кв. мм) ¦ ¦ка-
¦ 1372 (140) ¦ 1470 (150) ¦ 1568 (160) ¦ 1666 (170) ¦ ¦та,
¦ Разрывное усилие, H, не менее ¦ ¦
¦сум- ¦каната ¦сум- ¦каната ¦сум- ¦каната ¦сум- ¦каната ¦
¦ Канат типа ЛК-Р ¦ ¦9,9
¦ - ¦ - ¦ - ¦ - ¦ 57450¦ 48850 ¦ 61050¦ 51850 ¦
¦ Канат типа ТЛК-О ¦
¦17,0¦ - ¦ - ¦ - ¦ - ¦167500¦142000 ¦178000¦151000 ¦
Таблица П.3.2
СКОБЫ ТИПА СА (извлечение из ОСТ 5.2312-79)
+------------+-----------+---------------------------------------+ ¦Тип
(марка) ¦Допускаемая¦ Основные размеры, мм ¦
¦ ¦ кН (тс) ¦ L ¦ D ¦ H ¦ B ¦ d ¦
¦Скоба СА-50 ¦50 (5) ¦ 147 ¦ 75 ¦ 185 ¦ 45 ¦ 39 ¦
Таблица П.3.3
ТАЛРЕП С ДВУМЯ ВИЛКАМИ (извлечение из ОСТ 5.2314-79)
+----------------+-----------+-----------------------------------+ ¦
Тип (марка) ¦Допускаемая¦ Основные размеры, мм ¦
¦ ¦ кН (тс) ¦ B ¦ b ¦ d ¦L ¦L ¦ L ¦ l ¦
¦Талреп 20-ОС-ВВ ¦20 (2) ¦ 62¦ 27 ¦ 20 ¦ 603¦418 ¦ 518 ¦ 42,5¦
Таблица П.3.4
ЗАЖИМ ТРОСОВЫЙ (извлечение из ОСТ 24.090.51-80)
+-------+---------------+----------------------------------------+ ¦
Тип ¦Диаметр каната,¦ Размеры, мм ¦
¦ ¦ к ¦ A ¦ B ¦ L ¦ H ¦ b ¦ d ¦ h ¦ ¦
19 ¦От 16 до 19 ¦ 36 ¦ 34 ¦ 66 ¦ 80 ¦ 20 ¦ М16 ¦ 24 ¦
Таблица П.3.5
КОУШ (извлечение из ОСТ 5.2313-79)
+---------+-----------+--------------+---------------------------+ ¦
Тип ¦Допускаемая¦Диаметр каната¦ Основные размеры, мм ¦
¦ ¦ кН (тс) ¦ мм ¦ D ¦ L ¦ L ¦ B ¦ ¦Коуш
С32 ¦32 (3,2) ¦ 17,5 ¦ 52 ¦ 86 ¦ 176 ¦ 25 ¦
Таблица П.3.6
ОБУХ (извлечение из ОСТ 5.2045-79)
+---------------+------------+-----------------------------------+ ¦
Тип (марка) ¦Допускаемая ¦ Основные размеры, мм ¦
¦ ¦ кН (тс) ¦ D ¦ d ¦ H ¦ L ¦ S ¦ ¦Обух
1-1-32 ¦32 (3,2) ¦ 62 ¦ 36 ¦ 98 ¦ 170 ¦ 24 ¦
Таблица П.3.7
ЦЕПИ ФИРМЫ "СПАН СЕТ МАРИН"
+-----------------+------------------------------------+---------+ ¦
Тип (марка) ¦ Размеры цепи, мм ¦Разрывная¦
¦A1-9 ¦ 9 ¦ 53 ¦ 16 ¦100 (10)
¦
Таблица П.3.8
РЫМЫ ПАЛУБНЫЕ ФИРМЫ "СПАН СЕТ МАРИН"
+-------------+-----------------------------+---------+----------+ ¦
Тип ¦ Размеры, мм ¦Масса, кг¦Разрывная ¦
¦D3A-8 ¦ 100 ¦ 80 ¦ 2,5 ¦160 (16)
¦
Таблица П.3.9
РЫЧАГИ ФИРМЫ "СПАН СЕТ МАРИН"
+-----------+--------+---------------------------+---------------+ ¦Тип
(марка)¦Диаметр ¦ Характеристики ¦ Наименьшее ¦
¦A8A:1 ¦9 ¦ 600 ¦ 22 ¦ 2,8 ¦100 (10)
¦
Таблица П.3.10
НАЙТОВЫ ЦЕПНЫЕ ФИРМЫ "СПАН СЕТ МАРИН"
+----------------+------------------------+----------------------+
¦Диаметр цепи, мм¦ Длина цепи L, м ¦Наименьшее разрушающее¦
¦ 9 ¦ ¦100 (10) ¦
Таблица П.3.11
КРЮК ЗАКЛАДНОЙ ФИРМЫ "СПАН СЕТ МАРИН"
+----------------+------------------------+----------------------+ ¦
Тип (марка) ¦ Диаметр цепи, мм ¦Наименьшее разрушающее¦
¦A6A-S ¦ 9 - 14 ¦230 (23)
¦
Таблица П.3.12
СТОПОРЫ ФИРМЫ "СПАН СЕТ МАРИН"
+---------------+--------------------------+---------+-----------+ ¦
Тип (марка) ¦ Габаритные размеры, мм ¦Масса, кг¦Наименьшее ¦
¦C3A ¦ 114 ¦ 54 ¦ 107 ¦ 5,0 ¦300 (30) ¦
Приложение 4
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА УСИЛИЙ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ГРУЗ
Пример 1. Рассчитать усилия и спроектировать элементы крепления груза, перевозимого на верхней палубе судна, имеющего следующие размерения и характеристики: длина между перпендикулярами, м L = 110,0 ширина, м B = 15,0 высота борта, м H = 8,0 осадка, м T = 4,8 метацентрическая высота, м h = 0,8 скорость судна, узлы V = 13,0 высота фальшборта над верхней палубой, м h = 1,2 ф.п. Судно не имеет скуловых килей. Груз массой 200 т и размерами 10 x 4 x 3 м расположен на верхней палубе у борта. Координаты центра тяжести груза X = 25,0 x м; Y = 4,0 м; Z = 10,0 м. Расположение груза соответствует y z верхней части рис. П.1.1. Судно совершает рейс в океане в летнее время. Кроме указанного груза на судне имеются другие грузы, доставка которых не должна быть задержана. В связи с этим расчетная высота волны 3%-ной обеспеченности принимается максимально возможной: h = 11 м. Определяем 3% отношения: длины к ширине - 110 / 15 = 7,33; ширины к осадке - 15 / 4,8 = 3,125; метацентрической высоты к ширине: 0,8 / 15 = 0,053. Число Фруда:
V 0,514 x 13 Fr = ------- = ------------ = 0,2. _____ __________ \/g x L \/9,81 x 110
Центр тяжести груза располагается выше верхней палубы на величину 10,0 - 8,0 = 2,0 м. Все параметры укладываются в пределы, указанные в п. 2.8 Приложения 1 настоящих Правил, поэтому наибольшие усилия, действующие на единичные грузы, могут определяться по формулам П.1.1:
A = 0,25 + 0,0454h + 0,25sin (0,286h - 1,573) = 3% 3%
= 0,25 + 0,0454 x 11 + 0,25sin (0,286 x 11 - 1,573) = 0,756;
_ 12 12 X = A x (0,18 + --) = 0,756 x (0,18 + ---) = 0,22; L 110
_ 20 20 Y = A x (0,3 + --) x K = 0,756 x (0,3 + ---) x 1,4 = 0,51; L 110
_ 25 25 Z = 1,0 + A x (0,36 + --) = 1,0 + 0,756 x (0,36 + ---) = 1,44. L 110
Безразмерные составляющие сил трения определяются по формуле П.1.3:
SUM Z _ _ _ прi X = Y = f x [(2 - Z) + --------] = тр тр 0 P
= 0,55 x [(2 - 1,44) + 0] = 0,31,
где t = 0,55 - коэффициент трения дерева по металлу. 0 Предварительное натяжение найтовов не учитывается, так как по ряду причин нельзя гарантировать подтягивание найтовов в течение всего рейса. Безразмерные силы давления ветра определяются по формулам П.1.5:
F' _ n 7,2 X = 0,15 x -- = 0,15 x ---- = 0,0054; n P 200
F" _ n 18 Y = 0,15 x -- = 0,15 x ---- = 0,0135, n P 200
где: проекция груза на плоскость миделя F' = 4 x (3 - 1,2) = 7,2 n кв. м; проекция груза на диаметральную плоскость F" = 10 x (3 - n - 1,2) = 18 кв. м. Масса груза P = 200 т. Безразмерная поперечная сила от удара волны определяется по формуле П.1.6:
2 0,5 x (h - h ) x l 2 _ w ф 0,5 x (6,2 - 4,4) x 10 Y = -------------------- = ----------------------- = 0,081, w P 200
где: l = 10 м - длина груза вдоль борта; h = 8 + 1,2 - 4,8 = 4,4 м - высота фальшборта над ф ватерлинией; h = 8 + 3 - 4,8 = 6,2 м - наибольшая высота груза над w ватерлинией (h < h - коррекция в величину h не вводится). w 3% w Действующие усилия определяются по формулам П.1.7:
_ _ _ X = P x (X + X - X ) = 200 x (0,22 + 0,0054 - 0,310) ~= n тр
~= -16,9 тс;
X < 0; X = 0;
_ _ _ _ Y = P x (Y + Y + Y - Y ) = 200 x (0,510 + 0,0135 + n w тр
+ 0,081 - 0,310) ~= 58,9 тс;
_ Z = P x Z + SUM Z = 200 x 1,44 + 0 = 288 тс. прi
Груз представляет собой мощную металлическую конструкцию, закрепленную на деревянном основании. Найтовы и упоры могут быть установлены практически в любых местах груза. Упоры и крепления найтовов могут быть установлены практически на любой жесткой связи на судне. Из конструктивных соображений устанавливаются одинаковые упоры, привариваемые к палубе двусторонним швом калибра 6 мм. Предельная нагрузка, на которую рассчитан упор, равна 50 тс. Опасная нагрузка от сил, действующих на упоры, исходя из значений коэффициента запаса K = 1,3, равна: з
X = K x X = 1,3 x 0 = 0 тс; опасн з
Y = K x Y = 1,3 x 58,9 = 76,57 тс. опасн з
Таким образом, к продольным сторонам груза достаточно установить (76,57 / 50 = 2) по 2 упора с каждой стороны, а к поперечным сторонам можно упоры не устанавливать. По формулам П.1.8 определяем моменты сил, опрокидывающие груз относительно осей, проходящих через устанавливаемые упоры:
_ _ _ _ M = P x [Y x l + Y x l + Y x l - (2 - Z) x l ] = X y n yn w yw yz
= 200 x [0,510 x 2,0 + 0,0135 x 2,1 + 0,081 x (0,667 x 4,4 +
+ 0,333 x 6,2 - 3,2) - (2 - 1,44) x 2] ~= 14,8 тс x м,
_ _ _ M = P x [X x l + X x l - (2 - Z) x l ] = Y x n xn xz
= 200 x [0,22 x 2,0 + 0,0054 x 2,1 - (2 - 1,44) x 5] < 0,
M = 0. Y
Следует установить найтовы, препятствующие опрокидыванию груза только вокруг продольной оси. Из конструктивных соображений устанавливаем найтовы в плоскости упоров. Тогда с каждой стороны груза будет установлено по m = 2 найтова. 0 Усилие, действующее на один найтов, определяется по формуле П.1.10:
M X 14,8 P = ------------------- = --------- = 1,48 тс, 0Y m x l x cos бета 2 x 5 x 1 0 y y
где l = 5 м - плечо поперечного найтова относительно y продольной оси. Опасная нагрузка троса равна 0,5P . разр Следовательно, согласно рекомендациям п. 7.13 Приложения 1 настоящих Правил:
K x P <= 0,5P , з 0Y разр
откуда разрывное усилие стального каната:
P >= 2 K x P = 2 x 1,3 x 1,48 = 4,88 тс = 48800 Н. разр з 0Y
Этому разрывному усилию по табл. П.3.1 соответствует стальной канат диаметром 9,9 мм, типа ЛК-Р, маркировочной группы 1568 МПа (160 кгс/кв. мм). Талрепы и скобы выбираются таким образом, чтобы их допустимая нагрузка была не менее 1,48 тс: скоба СА-20 - по ОСТ 5.2312-79, талрепы 20-ОС-ВВ - по ОСТ 5.2314-79. Палуба судна должна быть рассчитана на предельную нагрузку
K x Z = 1,3 x 288 = 374 тс. з
Пример 2. Рассчитать усилия, действующие на тот же груз, перевозимый на том же судне, что и в примере 1, с той разницей, что судно оборудовано скуловыми килями, а груз расположен в трюме. Центр тяжести груза X = 25,0 м; Y = 4,0 м; Z = 2,5 м. Расположение груза соответствует нижней части рис. П.1.1. Ни один из параметров не выходит за пределы, указанные в примере 1. Безразмерные составляющие от веса и сил инерции, действующие на единичный груз:
_ X = 0,22 x Z = 1,44,
как в примере 1;
_ 20 Y = 0,756 x (0,3 + ---) x 1,0 = 0,364. 110
_ _ Безразмерные составляющие сил трения X = Y = 0,310 такие тр тр же, как в примере 1. Составляющие сил давления ветра и силы удара волны равны нулю, так как груз размещен в трюме. Действующие усилия по формулам П.1.7:
_ _ _ X = P x (X + X - X ) = 200 x (0,22 + 0 - 0,310) = -18 тс; n тр
X < 0; X = 0;
_ _ _ _ Y = P x (Y + Y + Y - Y ) = 200 x (0,364 + 0 + 0 - 0,310) = n w тр
= 10,8 тс;
Z = 288 тс,
как в примере 1. Опасная нагрузка от действующих усилий на упоры, исходя из значения коэффициента запаса K = 1,3, равна: з
X = K x X = 1,3 x 0 = 0 тс; опасн з
Y = K x Y = 1,3 x 10,8 ~= 14 тс. опасн з
Таким образом, к продольным сторонам груза достаточно установить по два упора, рассчитанных на опасную нагрузку 20 тс, а к поперечным сторонам - не устанавливать. По формулам П.1.8 определяем моменты сил, опрокидывающие грузы относительно осей, проходящих через устанавливаемые упоры:
_ _ _ _ M = P x [Y x l + Y x l + Y x l - (2 - Z) l ] = X y n yn w yw yz
= 200 x [0,364 x 2,0 + 0 + 0 - (2 - 1,44) x 2] < 0;
_ _ _ M = P x [X x l + X x l - (2 - Z) x l ] = Y x n xn xz
= 200 x [0,29 x 2,0 + 0 - (2 - 1,59) x 5] < 0;
M = 0; M = 0. X Y
Найтовы не нужны, так как опрокидывание груза не произойдет.
См. также другие документы в разделе Безопасность и охрана труда в логистике
Правила безопасности морской перевозки крупногабаритных и тяжеловесных грузов (КТГ) РД 31.11.21.24-96
|