ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.07.2024
Просмотров: 114
Скачиваний: 2
Рис. 131. Мертвые якоря с усиленными рогами |
Рис. |
132. |
Якорь Го- |
|
шева |
— |
ГИИВТа |
Рис. 133. Якорь :АМ12»
сиыостыо с углом атаки, углом отгиба рога |
н |
его длиной, |
Нередко |
случалось: |
||||||||||
наварят большую пластину, и якорь вообще |
перестает держать — при |
увеличе |
||||||||||||
нии усилия папильонажного троса вырывается из грунта. |
|
1958—1962 |
|
|||||||||||
Лабораторные |
сравнительные испытания, |
проведенные в |
годах |
|||||||||||
Горьковским |
институтом |
инженеров |
водного |
транспорта, |
позволили |
|
отобрать |
|||||||
четыре |
различных |
однорогих якоря, |
давших наилучшие |
результаты по величи |
||||||||||
не держащей силы. Лучшим из них оказался якорь конструкции |
командира-на |
|||||||||||||
ставника Северного бассейнового управления пути МРФ В. Гошева. |
|
|
|
|||||||||||
Горьковский институт внес в конструкцию |
этого |
якоря |
некоторые |
изменения. |
||||||||||
В результате родился якорь, названный якорем |
Гошева — ГИИВТа, |
держащая |
||||||||||||
сила которого в два раза больше соответствующего адмиралтейского |
|
якоря с |
||||||||||||
одним |
рогом |
(рис. 132). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если у обычных якорей, применявшихся |
на |
земснарядах, |
угол |
отгиба |
рога |
|||||||||
составлял 35—45°, |
а угол атаки — 55° и выше, |
то у |
якоря |
|
Гошева — ГИИВТа |
|||||||||
эти величины |
составили |
11 и 37°. К тому же у него |
площадь |
лапы на |
20—25% |
|||||||||
134.«Пирами больше соответствующей площади обычного якоря с одной лапой. Максимальное
да»
Рис. 135. «Сегмент»
удельное усилие протаскивания нового якоря на песчаном грунте равнялось на испытаниях 12,3 кг на каждый килограмм веса якоря и на глинистом грун те — 10 кг.
В то время, когда в Горьком проводились эти исследования, в Англии также шли работы по определению наивыгоднейшей формы однорогого адмиралтейского якоря. В результате экспериментов, проведенных Британским Адмиралтейством, появился якорь «АМ-12» (рис. 133). Во время испытаний опытный образец ве сом 2,13 т показал максимальное удельное усилие, равное 25 т. Этот якорь уч режден в Англии как государственный стандарт.
«ПИРАМИДЫ», «ЛЯГУШКИ», «СЕГМЕНТЫ» И «ГРИБЫ»
Кроме «адмиралтейских инвалидов», на мягких илистых или мелкопесчаных грунтах хорошо работают железобетонные массивы в виде четырехгранной или многогранной пирамиды (рис. 134), сегмента (рис. 135) или так называемые
«лягушки» (рис. 136). Сегменты и «лягушки» держат не только за счет своего большого веса, но и за счет присасывания, которое возникает благодаря полу круглой выемке в их нижней части.
Обычно вес мертвых якорей выбирают в зависимости от размеров плавучего сооружения, которое они предназначены удерживать на водной поверхности. Однако у гидрографов и у путейцев-водников не всегда под рукой есть твердые нормативы на типы и веса мертвых якорей. Поэтому мертвые якоря из чугуна или железобетона нередко излишне тяжелы. Например, при проектировании су доходной обстановки на Камском водохранилище для установки малых речных
буев был рекомендован чугунный сегментный |
якорь весом 250—300 |
кг. Опыт |
эксплуатации Камского водохранилища показал, что для установки |
указанных |
|
буев требовался якорь весом не более 100 кг. |
|
|
Речники на этом водохранилище крепили |
средние морские буи |
высотой |
3,15 м не чугунными якорями весом в тонну, а сегментными якорями из железо
бетона, которые весили 300 кг. |
На |
их изготовление шел цемент марки «500». Со |
став цементного раствора — |
1 : 3 , |
инертный материал — речной песок. На |
рис. 137 показан тип железобетонного якоря самой облегченной конструкции, ко торую применили на Камском водохранилище. Для армирования .бетона исполь зовалось круглое железо диаметром 14 мм. Рамы изгоіавливали из круглого железа диаметром 16 мм.
Камские «сегменты» выдержали проверку времени: оказалось, что по проч ности они не уступают чугунным якорям, хотя более чем на треть дешевле по следних.
|
А вот |
как |
усовершенствовал сегментный чугунный якорь еще в 1907 |
году |
|
русский гидротехник Н. Саханский |
(рис. 138). Приварив к краям сегмента |
ши |
|||
рокий обруч, |
он намного увеличил присасывающую поверхность якоря и -повы |
||||
сил его держащую силу [31]. Если |
в те времена в России изготовление «лягуш |
||||
ки» |
весом |
в |
150 пудов обходилось в 300 рублей, то стоимость якоря ^ахейско |
||
го, |
такой |
же |
держащей силы, составляла 70 рублей. К сожалению, в наше |
||
время якорь |
Саханского позабыт. |
|
|
||
Рис. НО. Якорь-гриб плавучего маяка
Рис. 141. Якорь Воренкампа (а) и якорь Баумана (б)
В местах, где есть течение и меняется уровень воды, используют железобе тонный якорь направленного действия, изображенный на рис. 139. Чтобы он не выламывался из грунта при повышении уровня воды во время прилива, его веретено сделано подвижным.
Очень часто в качестве мертвого якоря применяют грибовидные якоря, о ко
торых рассказывалось в шестой главе. |
Для их установки обычно размывают |
|||||||||
грунт на несколько |
метров |
(рис. 140). |
Уложенный |
таким образом якорь-гриб |
||||||
становится якорем кругового действия с хорошей держащей силой. |
|
|||||||||
Для установки |
понтонов |
бурильных |
снарядов н |
плавучих |
нефтяных |
вышек |
||||
на неустойчивых илистых грунтах неплохо |
зарекомендовали себя мертвые якоря, |
|||||||||
показанные |
на рис. |
141. Первый |
из них |
запатентован в 1954 году американским |
||||||
инженером |
Воренкампом |
(а), |
а |
второй |
чуть позже |
американцем Бауманом (б). |
||||
Оба якоря получили распространение в США при |
бурении нефтяных скважин на |
|||||||||
дне Мексиканского |
залива |
близ |
побережья штатов Техас и Луизиана. Они просты, |
|||||||
прочны и обладают |
колоссальной держащей |
силой. Например, якорь Воренкампа |
||||||||
весом 250 |
кг выдерживает тяговое усилие |
70 т. При этом он |
зарывается |
в ил на |
||||||
пятнадцать метров. Однако без буйрепа его вытащить невозможно. Размывание же грунта для его подъема дороже самого якоря. Поэтому, когда бурильный снаряд ставят на новую скважину, такие якоря оставляют в грунте.
ВИНТ МИТЧЕЛЛА
Ни один из изобретенных в мире якорей не принес столь большого мате риального вознаграждения автору, как якорь-винт, запатентованный английским гидротехником Митчеллом в 1848 году. За несколько недель до истечения срока действия патента управление порта Ныокасл-на-Тайне заплатило Митчеллу 2500
фунтов стерлингов за право воспользоваться |
его |
изобретением. По тому време |
ни эта сумма—целое состояние. |
|
|
Незадолго перед этим Митчелл выступил |
с |
докладом об изобретенном им |
винтовом якоре на заседании Общества гражданских инженеров в Лондоне. Он
заявил, |
что если его якорь ввинтить с помощью рычага в грунт на несколько |
|||
футов и |
попытаться |
вырвать его, |
то придется приложить силу, |
которая будет |
способна |
вытащить |
массу грунта, |
составляющую обращенный |
конус, диаметр |
основания которого равен диаметру винта. Продемонстрировав принцип устрой
ства и |
действия |
винтового |
якоря на моделях (рис. 142), |
изобретатель |
с |
|
циф |
|||
рами в руках доказал, что |
его |
якорю-винту |
по величине |
держащей |
силы |
нет |
||||
равных. Присутствовавшим |
на |
заседании Общества это стало очевидным, |
ибо |
|||||||
все понимали: в |
условиях |
рейдовых стоянок кораблей |
на |
бочке сила, |
выры |
|||||
вающая |
мертвый |
якорь из |
грунта, никогда |
не действует |
вертикально, |
и |
угол |
|||
приложения этой силы и дуга, образуемая |
цепью от бочки (бриделем), |
значи |
||||||||
тельно |
уменьшают усилие |
на якорь-винт. |
|
|
|
|
|
|
||
Митчелл предлагал использовать разработанные им на базе винтового якоря якорь-сваи и винтовые якорные фундаменты для строительства маяков на зы бучих песчаных отмелях, которыми изобилует побережье Англии.
Купив у Митчелла патент, управление порта Ныокасл-на-Тайне соорудило с помощью винтовых якорей диаметром четыре фута систему якорных бочек для приема приходящих на рейд судов. По расчету каждый якорь Митчелла должен был удерживать одну бочку, за которую могли швартоваться одновременно че тыре судна. Винтовые якоря вполне себя оправдали. В зиму, когда постройка
системы рейдовых бочек завершилась, над Ньюкаслом промчался сильный ура ган. И на каждой бочке благополучно отстоялось по восемь судов. Застигнутые этим же ураганом другие корабли нашли убежище в порту Сандерленд, где якорные бочки удерживались бетонными массивами. Эти мертвые якоря не смог ли противостоять силе стихии: на берег выбросило около десяти судов. Прине
сенный ущерб оценивался в тридцать тысяч фунтов стерлингов. Управление пор |
|||
та Ныокасл-на-Тайне с |
удовлетворением констатировало, что оно отделалось |
||
сравнительно небольшой |
суммой. |
|
|
После этого Митчелл |
предложил |
построить |
на винтовых сваях маяк на пес |
чаной банке Маплин-Сандз в устье |
Темзы. В |
песок ввинтили девять винтовых |
|
свай с диаметром винта четыре фута на глубину 22 фута. Сооруженный на них
маяк простоял более тридцати лет. Таким же образом построили маяк |
на реке |
|
Вайр при входе в порт Флитвуд. В песчаную косу в двух |
милях от |
берега |
ввинтили семь свай с винтами диаметром три фута на глубину 18 футов. |
||
Винтовой якорь Митчелла дал возможность английскому |
маячному |
и лоц- |
мепстерскому обществу «Тринити Хауз» дешево и надежно строить маяки в тех местах, где до этого обходились временными плавучими сооружениями, которые
нередко срывали штормы. Англичане утверждают: |
некоторые |
маяки |
на |
сваях |
||||||
Митчелла стоят до сих пор! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Якорь Митчелла находит применение |
и в наши |
дни, |
на море и |
на |
суше. Его |
|||||
используют в строительстве для временного закрепления и монтажа |
подъемных |
|||||||||
мачт, колонн, опор и пр. На принципе винтового якоря разработаны |
временные |
|||||||||
безбетонные фундаменты |
и переносные |
фундаменты, |
на которых |
монтируется |
||||||
шарнирно-поворотное устройство. Это |
устройство, |
вращаясь |
по горизонтали |
и |
||||||
вертикали, позволяет прикладывать нагрузки в любых |
направлениях |
от |
0 |
до |
||||||
360° по горизонтали и от |
0 до 90° по |
вертикали. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Сейчас для увеличения держащей силы винтового якоря и его устойчивости
применяют |
шарнирно-опорное устройство. |
Оно крепится к скобе стержня якоря |
и состоит |
из плечевого рычага и опорной |
подушки, которые соединены шарнир- |
но. Горизонтальная составляющая усилия, приложенного к якорю, воспринима
ется подушкой шарнирно-опорного устройства, а |
вертикальная |
составляющая |
|
направлена по оси стержня вверх. |
|
|
|
Все конструкции якорных фундаментов могут |
использоваться пятьдесят и |
||
более раз. Стоимость их при |
многократной оборачиваемости в |
двести раз де |
|
шевле, чем обычных мертвых |
якорей и бетонных |
фундаментов. |
|
Держащая сила винтовых якорей огромна. Обычно под полуметровым слоем
грунт не нарушен, и чем |
глубже, тем он плотнее. В плотных глинистых грунтах |
|
и суглинках |
сцепление |
между частицами ненарушенного грунта достигает |
3—6 кгс[см2, |
или 30—60 |
тфр. |