Ргз

Министерство образования и науки Российской федерации
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего образования
«Севастопольский государственный университет»
Морской институт
Кафедра Судовождения и безопасности судоходства
РГЗ
по дисциплине:
«Технология перевозки грузов. Ч. 2. Перевозка особорежимных и опасных
грузов»
на тему:
«Расчёт крепления палубных и крупногабаритных и тяжеловесных грузов»
Вариант № 15
Выполнил: студент гр.п С/c-16-1-о
Васинский М.В
Номер зачетной книжки: 129987
Проверил: доцент Коберник И.Н.
Севастополь
2020
2
Содержание
Введение ................................................................................................................... 3
1. Правила безопасности морской перевозки подвижной техники. ................ 4
1.1. Выписки из РД 31.11.21.19-96 ........................................................................ 6
2. Кодекс ММО Безопасного размещения и крепления грузов ....................... 8
3. Расчет усилий, действующих на груз ........................................................... 10
Заключение ............................................................................................................ 15
Список литературы .............................................................................................. 16
3
Введение
Управление современным крупнотоннажным судном, имеющим
мощный двигатель и находящимся всегда под влиянием двух движущихся
сред: воды и воздуха – сложная задача. Чтобы правильно определить влияние
на судно различных факторов, судоводитель должен иметь глубокие
теоретические знания и владеть комплексом специфических навыков.
Выполнение
расчетно-графического
задания
по
дисциплине
«Технология перевозки грузов. Ч. 2. Перевозка особорежимных и опасных
грузов» предусмотрено учебным планом подготовки специалистов
квалификации судовождение. Целью выполнения заданий РГЗ является
закрепление, углубление полученного объема знаний и применение навыков
самостоятельной работы. В этой работе мы рассматриваем нормативные
документы Международной морской организации, Минтранса РФ,
производим расчёт крепления крупногабаритных и тяжеловесных грузов,
колесной техники.
4
1. Правила безопасности морской перевозки подвижной техники
Траспортировка подвижной техники может осуществляться на
специализированных
судах-автомобилевозах,
на
многоцелевых
и
универсальных судах. В категорию подвижной техники, перевозимой на
морских судах, входят: самоходная техника (СТ) — легковые и грузовые
автомобили, тракторы, экскаваторы, подъемно-транспортные, строительные,
дорожные, сельскохозяйственные и другие колесные (КТ) и гусеничные (ГТ)
самоходные машины.
Подготовка подвижной техники к морской перевозке осуществляется в
соответствии с ГОСТ 26653.
Самоходную технику подразделяют на два подкласса:

подкласс 3.3 - легковоспламеняющиеся жидкости типа бензина с
температурой вспышки от 23 до 67 °С (по ГОСТ 19433).

подкласс 9.2 - горючие жидкости типа дизельного топлива с
температурой вспышки от 61 до 100 °С.
План размещения и крепления подвижной техники на судах
разрабатывается портом погрузки совместно с грузовым планом на основе
типовых схем, приведенных в "Правилах" и в судовом "Наставлении по
креплению грузов". Эти планы должны согласовываться со службой пожарной
охраны порта и утверждаться администрацией судна.
При разработке схем размещения подвижной техники необходимо
учитывать, что подвижная техника должна располагаться преимущественно
вдоль судна.
До начала погрузки ПТ администрация судна должна обеспечить
размещение средств крепления по грузовым палубам с подвеской комплектов
на бортовых стеллажах по рядам планируемого размещения ПТ. Приемка
подвижной техники к погрузке на судно должна производиться путем осмотра
на предмет наличия необходимого количества точек крепления, их
соответствующей маркировки, надежности укладки и крепления груза на
транспортном средстве и т.д.
Каждая точка крепления на транспортных средствах должна быть
обязательно обозначена ясно видимым цветом, и они должны быть так
расположены, чтобы обеспечить эффективное крепление найтовами по всему
периметру транспортных средств. Точки крепления должны обеспечивать
передачу усилий от найтовов к шасси магистральных транспортных средств.
Найтовы не следует крепить к бамперам или осями, за исключением случаев,
когда они специально для этой цели предназначены и передают усилия прямо
на шасси. Точки крепления на транспортном средстве должны быть
5
расположены так, чтобы найтовы можно было разместить и приготовить к
установке заранее, особенно при наличии на транспортном средстве бортового
ограждения. Отверстия точек крепления могут быть произвольной формы, но
должны обеспечивать внутренний зазор не менее 80 мм. Эквивалентные или
более прочные устройства крепления могут быть приняты на транспортных
средствах, для которых условия неприменимы.
Расстояние между отдельными единицами ПТ должно быть не менее: 0,6
м — для автобусов и троллейбусов; 0.1 — 0,3 м — между бортами легковых
автомобилей и всех других видов ПТ: 0.1 м - по длине ПТ. Во всех случаях
величина зазора должна обеспечивать возможность и удобство крепления ПТ.
При размещении подвижной техники необходимо предусмотреть
проходы, в том числе по периметру трюма шириной около 0.6 м, а по
количеству не менее одного прохода вдоль и одного поперек судна на
универсальных и пассажирских судах (от борта до борта) в каждом отдельном
грузовом помещении.
Размещение точек крепления оставляется на усмотрение судовладельца
с учетом следующих условий:
 Расстояние между точками крепления в продольном направлении не
должно превышать 2,5 м. (однако может быть признано необходимым
размещать точки крепления в носовой и кормовой оконечностях судна более
часто, чем в центральной части);
 Поперечное расстояние между точками крепления должно быть не
менее 2,8 м и не более 3,0 м.;
 Минимальная прочность каждой точки без остаточных деформаций
должна составлять 120 кН. (если точка крепления предназначена для
закрепления нескольких найтовов одновременно, то ее прочность должна быть
пропорционально увеличена).
Для расчетов, связанных с вентиляцией грузовых помещений, следует
брать верхний предел.
К числу выработанных группой рекомендаций относятся следующие:
 закрытые грузовые помещения, предназначенные для перевозки
самоходной техники, должны быть обеспечены не менее чем 6-кратным
обменом воздуха в час из расчета на пустой трюм;
 вентиляторы должны обеспечивать постоянную работу в период
пребывания самоходной техники на борту судна.
 вентиляционная система должна быть раздельной для каждого
грузового помещения и должна исключать образование разреженных зон,
воздушных ям и расслоения воздушной массы, система должна обеспечивать
6
быстрое и эффективное перекрытие вентиляционных каналов в случае пожара
при любых погодных условиях;
 вентиляционные шахты, каналы и заслонки должны быть изготовлены
из стали.
Грузовое помещение, предназначенное для перевозки ПТ, должно быть
обеспечено: водопожарной системой, системами водораспыления и водяных
завес, пенного тушения, тушения парами легкоиспаряющихся жидкостей,
инертного газа, углекислотного тушения.
Судно должно быть дополнительно снабжено огнетушителями из
расчета 1 шт. на каждые 150 м2 грузового помещения, предназначенного для
перевозки ПТ. На каждом судне должны быть комплекты снаряжения для
пожарных на каждого члена аварийной партии, но не менее трех. В каждом
комплекте должен быть автономный дыхательный аппарат. Применение
кислородных изолирующих приборов не допускается.
Приемка и сдача автомашин и других транспортных средств
производится по внешнему виду и с проверкой пломб на дверях кабины. Если
имеются повреждения корпуса или иных деталей, то составляется акт осмотра
повреждений транспортного средства, в котором отмечаются все
обнаруженные дефекты, повреждения, а также недостающие детали и
запасные части. В процессе погрузки грузовой помощник должен четко
представлять, что приемку в порту выгрузки, как правило, производят
специалисты, которые детально осматривают каждое транспортное средство и
фиксируют в актах приемки малейшие обнаруженные дефекты. Если эти
дефекты не были обнаружены при погрузке, то ответственность за
обнаруженные повреждения ляжет на судно.
7
1.1. Выписки из РД 31.11.21.19-96
Передвижное и переносное электрооборудование, не отвечающее
требованиям, рекомендуется удалить из грузового помещения или должны
быть приняты меры, исключающие возможность его использования в этом
грузовом помещении.
Требования, изложенные выше допускается не применять, если: на
судне установлена автоматическая система газового анализа, извещающая о
превышении допустимой концентрации паров бензина в грузовом помещении;
предусмотрена возможность немедленного (ручного или автоматического) и
эффективного отключения электрооборудования, находящегося в грузовом
помещении; система вентиляции обеспечит в любое время поддержание
концентрации паров бензина в грузовом помещении не более 1,6 г/куб. м.
Для ликвидации в грузовых помещениях зон повышенной концентрации
паров топлива, способных образоваться в аварийной ситуации (разлив
топлива), допускается применение переносных электрических дымососов
либо переносных вентиляционных установок, располагаемых вне грузовых
помещений.
Вентиляционная система каждого грузового отсека должна быть
автономной. В грузовых отсеках, не имеющих автономной системы
вентиляции, необходимо наличие противопожарных заслонок в каналах
вентиляции. Конструкция и исполнение вентилятора должны исключать
возможность образования искр, для чего крылатка и корпус должны
изготавливаться из материалов, которые при взаимодействии не образуют
искр. Приемные отверстия систем вентиляции должны быть расположены в
нижней (не более чем 400 мм от палубы) и в верхней (не более 400 мм от
подволока) зонах грузового помещения.
Каждое грузовое помещение должно оборудоваться установками
автоматической пожарной сигнализации (рекомендуется УАПС с дымовыми
фотоэлектрическими извещателями).
Подвижная техника на гусеничном ходу должна размещаться на
деревянных прокладках из досок толщиной не менее 20 мм таким образом,
чтобы траки гусениц не касались металлического настила палубы, а
удельная нагрузка на нее не превышала допускаемую.
Под гусеницы спереди и сзади укладывают поперечные упоры длиной
не менее ширины гусеницы и сечением 80 x 160 мм для машин массой до 15
т и 100 x 200 мм — свыше 15 т. Каждый упор прибивают к прокладке тремя
гвоздями диаметром 5 — 6 мм.
8
2. Кодекс ММО Безопасной практики размещения и крепления
грузов (CSS Code)
Крепежные конструкции.
Суда, предназначенные для перевозки определенных особых грузов,
таких как подвижная техника, должны быть оборудованы местами крепления,
расположенными достаточно близко друг от друга с целью эксплуатации
судна, для которой оно предназначено, и в соответствии с разделом 4
руководств по крепежным конструкциям для перевозки подвижной техники
на многоцелевых судах(резолюция А.581(14)).
Подвижная техника, предложенная для перевозки морем, должна быть
оборудована устройствами для безопасного размещения и крепления, как
описано в разделе 5 приложения к резолюции А.581(14).
Особое внимание должно быть уделено высоте укладки, плотности
укладки и влиянию высоты центра тяжести груза.
Размещение и крепление дорожной техники.
Дорожную технику, не оборудованную соответствующими крепежными
устройствами, следует размещать и крепить в соответствии с главой 5 Кодекса
ММО.
Дорожная техника должна размещаться и крепиться в соответствии с
разделами 6 и 7 приложения к резолюции А.581(14). Особое внимание следует
уделять размещению и креплению подвижной техники, перевозке типового
груза, автоцистерн и передвижных цистерн на колесах, принимая в расчет
влияния высоты центра тяжести цистерны и свободной поверхности жидкости
в ней.
Капитан не должен принимать подвижную технику к перевозке на борт
судна, если не убедится, что дорожная техника практически соответствует
предстоящему рейсу и снабжена, по крайней мере, местами крепления,
упомянутые в главе 5 приложения к резолюции А.581(14).
В исключительных обстоятельствах, когда имеются сомнения, что
рекомендации могут быть выполнены, Капитан может принять транспортное
средство к перевозке, но приняв во внимание состояние этого транспортного
средства и ожидаемые условия предстоящего рейса.
Действия, которые можно предпринять в случае смещения груза.
Можно рассмотреть следующие действия: изменение курса для
уменьшения ускорений; уменьшение скорости для уменьшения ускорений и
вибрации; контроль целостности судна; заново разместить или закрепить груз
9
и, где возможно, увеличить трение; изменить маршрут следования в поисках
убежища или лучших условий погоды и моря.
Прием или откатку балласта следует рассматривать только в случае,
если судно имеет достаточную остойчивость.
Основные рекомендации.
Грузовые помещения, в которые будет устанавливаться колесная
техника, должны быть сухими, чистыми и не иметь жировых и масляных
пятен.
Колесная техника должна иметь адекватные и четко обозначенные места
крепления или другие соответствующие средства достаточной прочности, за
которые могут крепиться найтовы.
Колесная техника, не имеющая мест крепления, должна иметь такие
четко обозначенные места, за которые могут крепиться найтовы.
Колесная техника, не имеющая резиновых колес или гусениц, т.е. с
поверхностью, которая повышает трение, должна всегда устанавливаться на
деревянную сепарацию или другой материал, повышающий трение, такой как
доски из мягких пород древесины, резиновые маты и т.д.
Колесная техника должна крепиться к судну найтовами,
изготовленными из материала, характеристики прочности и растяжения
которого, по крайней мере, равны стальной цепи или тросу.
По возможности, колесная техника, перевозимая в числе других видов
груза, должна устанавливаться рядом с бортом судна или в специально
установленных местах, которые снабжены достаточными местами крепления,
или размещаться блоками от борта до борта грузового помещения и
размещаться вдоль судна, а не поперек.
После того, как техника установлена на место, ее тормоза, если они
имеются, должны быть включены. Колеса колесной техники должны
блокироваться во избежание смещения.
Грузы, размещенные на колесной технике, должны быть надежно
закреплены к ее полу или, если она снабжена подходящими средствами, к ее
бортам.
Если колесная техника снабжена наружными подвижными
компонентами, такие как краны, стрелы, или поворотные барабаны, их следует
надежно зафиксировать или закрепить на своих местах.
10
3. Расчет усилий, действующих на груз
Рассчитать усилия и спроектировать элементы крепления груза,
перевозимого на верхней палубе судна, имеющего следующие размерения и
характеристики:
Таблица 3.1 — Исходные данные
LBP
120,0 м.
B
19,8 м.
ширина
H высота
10,5
м.
борта
T осадка
6,9 м.
h мет. высота
1,25 м.
V ск. судна
12,5 уз.
Груз: Экскаватор ЭО-4121— массой 21,20 т. и размерами: длина — 6,80
м.; ширина — 3,00 м.; высота — 3,00 м. Груз размещен на крышке трюма № 3.
Координаты центра тяжести груза X = –30,3 м; Y = 3,4 м; Z = 11,96 м.
Рисунок 3.1 — Экскаватор ЭО-4121
11
Судно совершает рейс в тропической зоне Северной Атлантики, зимой.
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 = 9,0 м. Определяем
3% отношения: длины к ширине — 120 / 19,8= 6,06; ширины к осадке — 19,8
/ 6,9 = 2,867; метацентрической высоты к ширине: 1,25/19,8 = 0,06.
Число Фруда: 𝐹𝑟 =
𝑉
√𝑔∙𝐿
=
0,514∙12,5
√9,81∙120
= 0,187
Центр тяжести груза располагается выше верхней палубы на величину
11,96 – 10,5= 1,46 м.
Наибольшие
усилия, действующие на единичные грузы, могут
определяться по формулам:
𝐴 = 0,25 + 0,0454 ℎ + 0,25𝑠𝑖𝑛 (0,286 ℎ − 1,573) = 0,25 + 0,0454 ∙ 9 +
0,25𝑠𝑖𝑛 (0,286 ∙ 9 − 1,573) = 0,66
Либо коэффициент А выбирается из таблицы:
Таблица 3.2 — Значение коэффициента А
h3%
3
4
5
6
7
8
10
11
9
A 0,222 0,328 0,441 0,558 0,672 0,777 0,869 0,944 1,0
Примем А = 0,869
12
12
) = 0,869 ∙ (0,18 +
) = 0,24;
𝐿
120
20
20
𝑌 = 𝐴 ∙ (0,3 +
) ∙ 𝐾 = 0,869 ∙ (0,3 +
) ∙ 1,4 = 0,571;
𝐿
120
25
25
𝑍 = 1,0 + 𝐴 ∙ (0,36 +
) = 1,0 + 0,869 ∙ (0,36 +
) = 1,495.
𝐿
120
𝑋 = 𝐴 ∙ (0,18 +
K — коэффициент, равный 1,4 так как отсутствуют скуловые кили.
Безразмерные составляющие сил трения определяются по формуле:
𝑋тр = 𝑌тр = 𝑓 ∙ [(2 − 𝑍) +
𝛴𝑍
] = 0,55 ∙ [(2 − 1,495) + 0] = 0,27
𝑃
где 𝑓 = 0,55 — коэффициент трения сталь — дерево.
12
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:
𝐹𝑛′
9,0
𝑋𝑛 = 0,15 ∙
= 0,15 ∙
= 0,064;
𝑃
21,20
𝑌𝑛
𝐹𝑛′′
20,4
= 0,15 ∙
= 0,15 ∙
= 0,144;
𝑃
21,20
где:
проекция груза на плоскость миделя:
𝐹𝑛′ = 3,00 ∙ 3,00 = 9,0 м2;
проекция груза на диаметральную плоскость:
𝐹𝑛′′ = 6,80 ∙ 3,00 = 20,4 м2.
Масса груза P = 21,20 т.
В нашем случае пренебрегаем поперечной силой от ударов волн, так как
груз расположен на расстоянии более 3-х м от борта.
Действующие усилия определяются по формулам:
𝑋 = 𝑃 ∙ (𝑋 + 𝑋𝑛 − 𝑋тр ) = 21,20 ∙ (0,24 + 0,064 − 0,27) = 0,720 тс;
𝑌 = 𝑃 ∙ (𝑌 + 𝑌𝑛 + 𝑌𝑤 − 𝑌тр ) = 21,20 ∙ (0,571 + 0,144 + 0 − 0,27) = 9,43 тс;
𝑍 = 𝑃 ∙ 𝑍 + 𝑆𝑈𝑀 𝑍 = 21,20 ∙ 1,495 + 0 = 31,69 тс.
Груз представляет собой одну единицу гусеничной техники массой
21,20 т., установленную на палубе на деревянных досках сечением 120 мм.
Упоры можно не устанавливать, так как груз не колесный.
Найтовы могут быть установлены минимум в двух точках с каждой
стороны единицы техники на середине её высоты. Крепления найтовов могут
быть установлены практически на любой жесткой связи на судне.
13
Расчёт количества балок, подкладываемых под гусеницы подвижной
техники производится по схеме:
Площадь, которую должна занимать грузовая единица:
𝑆=
𝑛 =
𝑚
𝑞
=
21,20
2,3
= 9,21 м2.
𝑚 × 𝑔 × (𝑟 − 𝑠)
21,20 × 9,81 × (350 − 299)
=
= 4,6 = 4.
8 ×𝑊
8 × 288
Где:
n – количество балок;
q – допустимая нагрузка на палубу;
m – масса грузового места (т);
g – ускорение свободного падения = 9,81 м/сек;
r – общая длина балки (см);
s – нагруженная длина балки (см);
W – момент сопротивления сечения балки (см3).
𝑊 =
𝑏 ×ℎ2
6
= 288 (см3).
Где b и h — сечение балки, см.
Расстояние, на котором укладываются балки друг от друга:
𝑙=
𝐿
𝑛
= 1,7 м.
Где L — длина грузового места, (м).
Произвести проверку расчёта:
𝑛 ×𝑠 ≥𝑆
12,0 (м) ≥ 9,21 (м2).
Где: s — нагруженная длина балки (см);
По следующим формулам определяем моменты сил, опрокидывающие
груз относительно:
𝑀х = 𝑃 ∙ [𝑌 ∙ 𝑙𝑦 + 𝑌𝑛 ∙ 𝑙𝑦𝑛 + 𝑌𝑤 ∙ 𝑙𝑦𝑤 − (2 − 𝑍) ∙ 𝑙𝑦𝑧 ] = 21,20 ∙
[(0,571 ∙ 1,46) + (0,144 ∙ 1,46) + (0) − (2 − 1,495) ∙ 1,46 ] = 16,68 тс.м.
𝑀𝑦 = 𝑃 ∙ [𝑋 ∙ 𝑙𝑥 + 𝑋𝑛 ∙ 𝑙𝑥𝑛 − (2 − 𝑍) ∙ 𝑙𝑥𝑧 ]= 21,20 ∙ [(0,24 ∙ 1,46) +
(0,064 ∙ 1,46) − (2 − 1,495) ∙ 5] = -44,01 тс.м
𝑀𝑥 > 0; 𝑀𝑦 < 0.
14
В соответствии с массой груза следует установить найтовы,
препятствующие опрокидыванию груза. Из конструктивных соображений
установим 6 цепных найтовов «ЦН Г960-099-000» (по 2 с каждой стороны).
Рисунок 3.2 — Схема крепления экскаватора
Усилие, действующее на один найтов, определяется по формуле:
𝑃𝑜𝑦 =
𝑀𝑥
16,68
=
= 5,75 тс. ,
𝑚𝑜 ∙ 𝑙𝑦 ∙ 𝑐𝑜𝑠𝛽𝑦 2 ∙ 2,9 ∙ 0,5
Где: ly = 2,9 м — плечо поперечного найтова относительно продольной
оси.
Опасная нагрузка троса равна 0,5 Pразр. => 𝐾з ∙ 𝑃𝑜𝑦 ≤ 0,5𝑃разр
Откуда разрывное усилие стального каната:
𝑃разр ≥ 2 𝐾з ∙ 𝑃𝑜𝑦 = 2 ∙ 1,3 ∙ 5,75 = 14,950 тс = 149500 Н.
Этому разрывному усилию соответствует стальной канат диаметром
16,0 мм, типа ЛК-Р.
Палуба судна должна быть рассчитана на предельную нагрузку:
𝐾з ∙ 𝑍 = 1,3 ∙ 31,69 = 41,19 тс.
15
Заключение
В результате выполнения расчётно-графического задания мы рассчитали
крепление палубного, крупногабаритного и тяжеловесного груза —
экскаватора ЭО-4121.
Были рассчитаны безразмерные величины сил трения, давления ветра и
поперечной силы от удара волны:
𝑿тр
𝒀тр
𝑿𝒏
𝒀𝒏
𝒀𝒘
0,24
0,27
0,064
0,144
0
Рассчитаны
опрокидывающие
действующие
груз
усилия
относительно
на
груз
осей,
и
моменты
проходящих
сил,
через
устанавливаемые упоры:
X
0,720 тс.
Y
9,43 тс.
Z
31,69 тс.
Mх
16,68 тс.м
My
–44,01 тс.м
Рассчитаны усилия, действующее на один найтов, разрывное усилие
стального каната и предельную нагрузку палубы судна:
𝑷𝒐𝒚
5,75 тс.
𝑷разр
𝑲з ∙ 𝒁
41,19 тс.
149500 Н.
Согласно заданным габаритам груза будем использовать следующие
многооборотные и разовые средства крепления исходя из расчётов:
Средство крепления
Цепной найтов
Канат стальной
Талреп 4,0
Зажим для стального
каната
Тип, группа
ЦН Г960-099-000
16,0 мм, типа ЛК-Р.
ВВ или ВУ
Количество на ед.
6
груза
24
6
-
24
16
Список литературы
1. Методические указания к практической контрольной работе «Перевозка
особорежимных и опасных грузов» Сев ГУ, 2018 г.
2. Общие и специальные правила перевозки грузов, Том 2. Правила
безопасности морской перевозки генеральных грузов. Санкт-ПетербургЦНИИМФ-1996, с. 194
3. Правила морской перевозки КТГ.
4. Кодекс ММО Безопасной практики размещения и крепления грузов
(Code of Safe Practice for Cargo Stowage and Securing — IMO: London,
2003. — 110 p.)
5. Снопков В.И. Технология перевозки грузов морем / В.И. Снопков. —
СПб.: Мир и Семья, 2015. — 560 с.
6. Дмитриев В.И. Справочник капитана / В.И. Дмитриев. — Элмор, 2009.
— 797 с.