Что такое морской тонущий камень? Типы, совместимость с морским дном и руководство по выбору

A морской тонущий камень — точнее, называемое швартовным грузилом, грузилом или бетонно-железным балластным блоком — представляет собой тяжелый груз, опускаемый на морское дно и соединенный цепью с буем, навигационным знаком или швартовкой судна, чтобы удерживать его в фиксированном положении. Правильный выбор почти полностью зависит от типа морского дна: камни собственного веса (бетонные или железные блоки) подходят для твердого, каменистого или песчаного дна, где закапывание невозможно, а якоря фигурной формы, такие как грибы или пирамиды, подходят для мягкого ила или песка, где конструкция может закапываться и использовать всасывание для дополнительной удерживающей силы. Выбор неправильного типа конструкции дна — самая распространенная причина, по которой швартовка затягивается или выходит из строя.

Ниже мы разберем размеры этих грузил, какие материалы и формы лучше всего работают в различных условиях морского дна, а также фактические показатели удерживающей способности, которые должны определять решение о покупке или установке.

Что на самом деле делает морской тонущий камень

В швартовных и навигационных системах задача грузила состоит в том, чтобы обеспечить достаточную нисходящую массу или сопротивление копанию, чтобы удержать буй, маркер канала или точку швартовки от дрейфа или отрыва от течения, прилива, ветра или волн. Обычно оно соединяется с надводным буем длинной тяжелой цепью, называемой стояком, при этом само грузило находится на морском дне или встроено в него в заданном положении.

Два способа, которыми грузило удерживает позицию

Грузила удерживают свою позицию с помощью одного из двух механизмов: чистый мертвый груз , где блок просто слишком тяжел для перемещения, или всасывание и внедрение , где фигурный якорь впивается в донный материал и создает дополнительное сопротивление окружающей грязи или песка. Грузила с собственным грузом проще и предсказуемее, но для достижения такой же удерживающей силы они должны быть значительно тяжелее, чем якорь заглубленного типа.

Материалы: бетон против чугуна

Два наиболее распространенных материала грузил ведут себя по-разному при погружении в воду, и эта разница напрямую влияет на то, сколько сухого веса вам нужно купить.

Бетон теряет больше веса под водой

Бетон имеет удельный вес сухого материала примерно 150 фунтов на кубический фут по сравнению с примерно 62,4 фунтами на кубический фут морской воды. После полного погружения бетон можно до 45% легче сухого веса , потому что его относительно низкая плотность означает, что плавучесть уравновешивает большую часть его массы. Чугун, будучи гораздо более плотным, теряет под водой лишь около 10% своего веса — это означает, что данный сухой вес железа обеспечивает значительно большую фактическую удерживающую силу, когда он находится на морском дне.

Почему бетон все еще широко используется

Несмотря на увеличение веса в погруженном состоянии, бетон остается наиболее распространенным материалом для грузил, поскольку он недорогой, может быть изготовлен в нестандартных формах в нужном масштабе и может включать в себя армирующую проволоку или встроенные рым-болты во время заливки. Для заданной удерживающей способности бетонные грузила просто должны быть большего размера, чем эквивалентные чугунные грузила, чтобы компенсировать большую потерю плавучести.

Соответствие формы грузила типу морского дна

Форма определяет, полагается ли грузило исключительно на массу или получает дополнительную удерживающую силу от погружения в дно, а правильная форма во многом зависит от того, из чего на самом деле состоит морское дно.

Грибовидные якоря для мягкой грязи и песка

Якоря грибовидной формы, обычно отлитые из железа, имеют чашеобразный колпачок, который погружается в мягкий материал дна и создает всасывание при заглублении. Это наиболее распространенный тип швартовных якорей, их вес варьируется от От 25 фунтов до 1000 фунтов или более , при этом обычное правило определения размера составляет от 5 до 10 раз длину лодки в фунтах. Плохо работают на твердом или каменистом дне, так как шапке не во что зарыться.

Пирамидальные якоря для большей удерживающей силы на фунт

Якоря в форме пирамиды представляют собой копающую кромку, которая проникает в дно быстрее и глубже, чем якоря в форме гриба, а широкая площадь поверхности создает сильное всасывание по мере того, как он погружается глубже. Якоря-пирамиды обычно обладают удерживающей силой, в 3–10 раз превышающей их сухой вес. - например, якорь-пирамида весом 650 фунтов может обеспечить примерно 6500 фунтов удерживающей силы после полной закладки, что делает его значительно более эффективным на фунт, чем простой блок с собственным грузом.

Блоки дедвейта для твердого или каменистого дна

На твердом, каменистом или сильно утрамбованном дне, где ничто не может закопаться, стандартным решением является простой бетонный или железный блок. Поскольку удерживающая сила здесь зависит исключительно от массы, эти блоки должны быть существенно тяжелее — бетонный швартовочный станок весом 8000 фунтов обычно обеспечивает только около 4000 фунтов фактической удерживающей силы, что составляет примерно половину его сухого веса, поскольку он не получает никакой пользы от заглубления или всасывания.

Удерживающая сила по типу грузила

В таблице ниже показано сравнение удерживающей способности основных типов грузила и якоря относительно их веса на основе типичных полевых данных для каждой конструкции.

Фигура винтового анкера поражает контекстом: один упомянутый случай описывает правильно установленный 150-фунтовый винтовой анкер демонстрируя удерживающую силу, эквивалентную Бетонное грузило весом 40 000 фунтов . Этот разрыв показывает, насколько удерживающая сила, основанная на закладке, может превосходить чистый собственный вес, хотя винтовые анкеры требуют специального монтажного оборудования и не подходят для каменистого или очень твердого дна.

Выбор размера грузила: практические факторы для подтверждения

Прежде чем заказывать или заливать грузило, подтвердите эти факторы, поскольку неправильная ошибка любого из них может привести к недостаточному размеру всей швартовочной системы.

1. Состав морского дна. Проверьте или изучите фактический материал дна — мягкий ил, песок, утрамбованную глину или камень — поскольку только этот фактор определяет, подходит ли фасонный якорь или простой грузоподъемный блок.
2. Глубина воды и диапазон приливов. Более глубокая вода и большие приливные колебания увеличивают нагрузку, которую цепь и стояк передают грузилу, что влияет как на вес грузила, так и на размер цепи.
3. Вес судна или конструкции и воздействие. Более крупное судно или буй, подверженные сильному течению, порывам ветра или штормам, требуют пропорционально большей удерживающей силы, чем защищенный, легко нагруженный причал.
4. Материальная и погружная потеря веса. При сравнении показателей сухого веса разных материалов учитывайте потерю веса бетона под водой примерно на 45% по сравнению с потерей веса железа примерно на 10%.
5. Доступный способ установки. Блоки дедвейта могут быть опущены баржей и краном; фасонные и винтовые якоря могут потребовать установки дайвера или специального гидравлического оборудования, что влияет как на стоимость, так и на реальную глубину.

Ключевые выводы

Эффективность морского тонущего камня сводится к тому, чтобы его материал и форма соответствовали морскому дну, на котором он находится, а не просто покупали самый тяжелый из доступных вариантов. Бетонные или железные блоки собственного веса являются надежным выбором по умолчанию для твердого или каменистого дна, в то время как якоря определенной формы, такие как пирамиды и винтовые анкеры, обеспечивают значительно большую удерживающую силу на фунт в грязи или песке. - в некоторых задокументированных случаях правильно установленный якорь весом в несколько сотен фунтов превосходит по эффективности грузоподъемный блок, во много раз превышающий его размер. Подтверждение фактического типа морского дна перед выбором грузила является самым важным шагом во избежание швартовки, которая тянется или выходит из строя под нагрузкой.