Marine construction
-
Marine construction
- Процесс строительства сооружений в или рядом с большими водоемами, обычно в море
- Включает использование различных материалов, преимущественно стали и бетона
- Примеры: корабли, платформы, трубопроводы, кабели, причалы, мосты, туннели, волнорезы и доки
-
Экологические факторы
- Расстояние от постоянных объектов создает логистические проблемы
- Гидростатическое давление увеличивается с глубиной
- Температура воды и воздуха может варьироваться
- Химия морской воды и биообрастание
- Течения вызывают нагрузки на конструкции и оборудование
- Волны вызывают колебания и могут быть разрушительными
- Ветер, приливы и штормовые нагоны
- Дождь, снег и туман снижают видимость
- Обледенение и замерзший спрей
- Землетрясения и цунами
- Снос и заиление
-
Геологические аспекты
- Геология морского дна влияет на конструкцию
- Необходимость точных геологических исследований
- Сложности с анализом и идентификацией критических компонентов
- Разнообразие материалов дна, от илов до плотных песков
- Возможность ликвации и разрушения грунта
- Влияние вечной мерзлоты и метана
- Проблемы с глинами и сезонными сдвигами песка
-
Экологическое и социальное воздействие
- Проблемы с нефтью, токсичными химикатами, загрязненными почвами
- Влияние на окружающую среду и морские экосистемы
- Шум и влияние на трафик
- Защита существующих структур и археологических объектов
-
Материалы и изготовление
- Материалы подвержены коррозии и температурным изменениям
- Сложности с транспортировкой и установкой крупных конструкций
- Основные материалы: бетон и сталь
-
Коррозия в морской среде
- Коррозия может быть особенно сильной в трещинах и щелях.
- Внутренние поверхности стальных резервуаров также подвержены коррозии.
- Коррозия ускоряется при абразивном износе, высокой температуре, концентрации кислорода и наличии хлорид-ионов.
-
Материалы и сварка
- Стали измеряются по минимальной прочности, минимальной прочности на разрыв, минимальной удлиненности при разрыве, ударной вязкости при низких температурах, свойствам в направлении толщины, свариваемости, усталостной выносливости, составу сплава и коррозионной стойкости.
- Для крупных проектов могут использоваться одобренные сварщики и неразрушающие и механические испытания.
- Проектирование соединений и методов сварки должно учитывать напряжения и условия окружающей среды для минимизации риска усталостного растрескивания.
-
Покрытия и защита от коррозии
- Сталь подвержена атмосферной коррозии, коррозии в зоне брызг, коррозии в щелях и другим причинам, включая коррозию из-за аэробных и анаэробных бактерий.
- Покрытия могут задержать начало коррозии на 10-20 лет.
- В условиях мастерской с подходящей влажностью и защитой от опасных погодных условий следует использовать покрытия и поддерживать чистоту поверхностей для сварки.
- Для защиты стали в погруженных областях используются жертвенные аноды или катодная защита.
-
Конструкционный бетон
- Предварительно напряженный и армированный бетон используется для строительства крупных морских платформ, особенно в Северном море.
- Бетон также используется в гибридных и композитных конструкциях, а также для связывания свай с юбками и ножками платформ.
- Компоненты бетона должны быть хорошо подобраны для эффективной работы.
-
Комбинированные стальные и бетонные конструкции
- Используются два подхода: гибридный и композитный.
- Гибридный подход: стальные конструкции поддерживаются бетонными субструктурами, стальные рамы поддерживают внешние бетонные стены и плиты, стальные шарниры обеспечивают соединение между бетонным основанием и стальной или бетонной колонной.
- Композитный подход: бетонная палуба соединяется со стальной балкой, бетон принимает сжатие, сталь — напряжение и поперечную нагрузку.
-
Синтетические и композитные материалы
- Титан обладает высокой прочностью и устойчивостью к коррозии, но дорог.
- Используются также материалы из камня, песка и асфальто-битумных материалов.
-
Оборудование
- В морской строительстве используются различные типы оборудования, такие как крановые баржи, полупогружные баржи, баржи для укладки труб, баржи для снабжения платформ, суда для обработки якорей, тяжелые суда, буксиры, буровые суда, лодки для экипажа, плавучие бетонные заводы, башенные краны и суда для поддержки водолазов.
-
Морские операции
- Включают буксировку, швартовку, балластировку, подъем и опускание тяжелых грузов, передачу персонала, подводные вмешательства, подводное бетонирование и грунтование, геодезические и навигационные работы, временное увеличение плавучести.
-
Подготовка морского дна
- Морское дно может быть неровным, покрытым неконсолидированными или слабыми отложениями, лежать на склоне или иметь скальные выступы.
- Подготовка морского дна включает удаление, консолидацию или укрепление мягких материалов, удаление твердых материалов и камней, использование гранулированных материалов для выравнивания и укрепления.
- Песчаные сваи и каменные колонны могут использоваться для улучшения несущей способности слабых грунтов.
- Цементирование может использоваться для вытеснения поровой воды и укрепления основания.
- Меры по предотвращению разжижения грунта и защите от размыва.
- Установка свай
-
Причины использования глубокого фундамента
- Большие расчетные нагрузки
- Бедный грунт на небольшой глубине
- Различные типы глубоких фундаментов: свайный, столбчатый, просверленные шахты, кессоны
-
Типы свайных фундаментов
- Сваи забиваются в грунт на месте
- Изготовлены из дерева, стали, железобетона или предварительно напряженного бетона
-
Сооружения в портах, реках и устьях рек
- Причалы и маргинальные пристани для погрузки и разгрузки контейнеров
- Пальцевые причалы для перекачки нефтепродуктов
- Эстакадные опоры для доступа к погрузочным платформам
-
Конструкции, опирающиеся на сваи
- Состоят из стальных или бетонных свай
- Вбиты в мягкие глины и пески морского дна
- Несущая способность от 100 до 250 тонн каждая
-
Стальные сваи
- Двутаврового сечения или трубчатые
- Диаметр от 400 до 600 мм
- Трубчатые сваи легче защитить от коррозии
-
Глубина погружения и длина свай
- Глубина погружения контейнеровозов около 16 м
- Проектная грузоподъемность свай от 200 до 400 тонн
- Длина свай от 30 до 40 м для контейнеровозов
- Длина свай от 40 до 50 м для крупных контейнеровозов
-
Нефтяные терминалы
- Глубина около 23 м
- Сваи больше и с большей нагрузкой
-
Речные сооружения
- Включают шлюзы, низкоуровневые плотины, переливные сооружения и противопаводковые стены
- Возводились за коффердамами из шпунтовых свай
-
Береговые сооружения
- Крот, морская дамба, дамба, дамба (насыпь), гройн
- Морские платформы для добычи и переработки нефти и газа
- Могут быть закреплены на дне океана, представлять собой искусственный остров или быть плавучими
-
Подводные трубопроводы и кабели
- Трубопроводы проложены по морскому дну или под ним
- Используются для транспортировки нефти, газа и воды
- Различаются поточные линии и экспортные трубопроводы
-
Подводный кабель
- Кабель связи или электропитания, проложенный по морскому дну
-
Арктические сооружения
- Ремонт и укрепление морских сооружений
- Вывоз и утилизация отходов
-
История и строительство
- Строительство гавани в древности
- Дамбы и мелиорация земель
- Ампельманн система, береговая инженерия, коммерческий дайвинг, док, рекультивация земель, морская инженерия, морская бетонная конструкция, оффшорный дайвинг, стапель, виды бетона, подводное строительство, подводная среда, подводная съемка