Торопов М.Ю., Муртазин А.М., Батраков А.С.
ПЛАВАЮЩИЙ АДАПТИВНЫЙ ПРИЧАЛ С МЕХАНИЧЕСКИМ ХОДОМ ПО УРОВНЮ ВОДЫ *
Аннотация:
в работе представлен плавающий адаптивный причал. Научная новизна проекта заключается в том, что причал может перемещаться не только вертикально, но и горизонтально в зависимости от уровня воды. Актуально применение на водоемах с пологим уклоном дна. Произведен расчет поведения конструкции при волновой нагрузке.
Ключевые слова:
плавающий причал, численное моделирование
DOI 10.24412/2712-8849-2025-788-361-368
Согласно Распоряжению Правительства Российской Федерации от 12 мая 2025г № 1181-р наибольшая часть речного пассажиропотока в 2023 году приходилась на Приволжский федеральный округ (29.9%). Согласно прогнозу до 2035 года пассажиропоток вырастет до 21.1 млн. в год, то есть в 2 раза по сравнению с соответствующим показателем 2022 года. Таким образом, развитие судостроения в настоящее время является крайне актуальной задачей. При этом развитие судостроения не представляется возможным без развития инфраструктуры, и в частности без обеспечения причалами.В настоящей работе рассматривается проблема организации причала для речного судоходства возле пологого берега. На мелких берегах с пологим уклоном дна, даже незначительное изменение уровня воды, создает неудобство для причаливания. При снижении уровня воды корабль не может близко подойти к причалу. Возникает необходимость адаптации причала под уровень воды. Данную задачу предлагается решить с помощью создания плавающего понтона. На рисунке 1 можно видеть схематическое изображение адаптации причала к уровню воды.а)б)Рисунок 1. Изменение уровня воды.а) – полная вода h=2.5 метра, б) – малая вода h=1.5 метра.Для обеспечения удобства причала понтон должен двигаться как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. В качестве технического решения поставленной задачи предложена следующая конструкция (рисунок 2).Плавучий причал содержит понтон (4), понтон шарнирно (3) крепится к рельсовым (или тросовым) направляющим (2) и может двигаться вверх и вниз по ним. Рельсы (тросы) закреплены на сваях (1). Также показан уровень воды (5).При изменении уровня воды, понтон движется по рельсам (тросам) в вертикальной и горизонтальной плоскости, сохраняя горизонтальную ориентацию.Рисунок 2.Для численного расчета поведения конструкции взят понтон фирмы «Буревестник» (рисунок 3). Его габаритные размеры: длина 12 метров, ширина 2,5 метра, толщина (высота) 1,2 метра. Конструктивно понтон представляет собой полую бетонную подушку, заполненную пенопластом. Масса подобной конструкции составляет 17 тон, что позволяет обеспечить плавучесть конструкции при осадке в воде 0,6 метра. Наклон рельсов (тросов) принят 30 градусов в соответствии с наклоном пологого берега.Рисунок 3. Понтон фирмы «Буревестник».Рассмотрим поведение конструкции при воздействии волновой нагрузки. Для упрощения постановки математического моделирования считаем, что волны набегают перпендикулярно причалу. В этом случае расчеты можно выполнить в двумерной постановке (рисунок 4). Параметры волны: высота 0,5 метра, расстояние между волнами 1,5 метра, скорость волны 6 км/ч. Предполагается, что волна ударяет в переднюю часть понтона (справа).Рисунок 4. Модель колебаний понтона.На понтон действуют следующие силы: сила тяжести, Архимедова сила, сила реакции опоры, инерционные силы. Набегание волны создает переменный уровень погружения понтона в воду, что создает переменную Архимедову силу. Считается, что волна воздействует на понтон только в вертикальном направлении. Ввиду того, что переменная сила Архимеда не может быть уравновешена постоянной силой веса, понтон приводится в движение.Ввиду того, что понтон крепиться шарнирно к рельсам понтон способен поворачиваться относительно точки опоры. Угол поворота понтона определяется выражением:
Номер журнала Вестник науки №7 (88) том 1
Ссылка для цитирования:
Торопов М.Ю., Муртазин А.М., Батраков А.С. ПЛАВАЮЩИЙ АДАПТИВНЫЙ ПРИЧАЛ С МЕХАНИЧЕСКИМ ХОДОМ ПО УРОВНЮ ВОДЫ // Вестник науки №7 (88) том 1. С. 361 - 368. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/25039 (дата обращения: 17.12.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+