هر بندر و کشتی در سراسر جهان قطعاً به یک بولارد دریایینیاز دارد. بولارد دریایی که در زمین پیچ میشود، برای محکم کردن خطوط پهلوگیری کشتی به جای سر کشتی استفاده میشود و به عنوان مقاومتی در برابر نیروهای دینامیکی محیط عمل میکند. عدم استفاده از یک بولارد دریایی با کیفیت بالا میتواند کشتی، بندر و افرادی را که نزدیک بندر کار میکنند، به خطر بیندازد.
این مقاله رایجترین بولارد دریایی انواعرا بررسی میکند، ویژگیهای طراحی آنها را مورد بحث قرار میدهد و اثربخشی آنها را در موقعیتهای مختلف بررسی میکند.
فهرست مطالب
اصول اساسی انتخاب و طراحی بولارد دریایی
انتخاب صحیح هر بولارد پهلوگیری اساساً ریشه در تجزیه و تحلیل مهندسی دقیق دارد که در درجه اول بر محاسبه بار و انعطافپذیری ساختاری متمرکز است.
1. تعیین بار و الزامات ایمنی
قبل از هر کاری، باید مطمئن شوید که بار کاری ایمن (SWL) و بار کاری نهایی (UWL) را برای بولارد میدانید. برای انجام این کار، باید معیارهای زیر را در نظر بگیرید:
- تناژ کشتی: بزرگترین کشتی که در اسکله پهلو میگیرد، حداقل باری را تعیین میکند که بولارد باید بتواند تحمل کند.
- بارهای محیطی: حتماً حداکثر سرعت باد، سرعت جریان و نیروهای احتمالی موج را برای شدیدترین آب و هوایی که منطقه در معرض خطر است، بررسی کنید.
- حاشیه ایمنی: مقررات بینالمللی (PIANC، OCIMF) بیان میکنند که برای رعایت الزامات باید یک ضریب ایمنی بزرگ داشته باشید. این کار با اطمینان از این که SWL به طور قابل توجهی کمتر از مقاومت تسلیم واقعی مواد است، انجام میشود.
2. یکپارچگی ساختاری و طراحی لنگرگاه
یک سیستم بولارد فقط به اندازه ضعیفترین حلقه آن قوی است. برای اکثر سیستمها، ضعیفترین بخش، اتصال به ساختار اسکله است. اصول طراحی باید هم شکل ستون و هم اتصالات آن را در نظر بگیرد:
- هندسه طراحی: بولارد مدرن، T-Head و Horn اغلب با Design FEA شکل داده میشوند تا توزیع بار بهینه و کاهش مناطق تمرکز تنش تحت بارگذاری خارج از مرکز حاصل شود.
- طراحی لنگرگاه: پیچهای لنگر یک ملاحظه حیاتی و غیر فداشونده هستند. کل نیروهای کششی و برشی که باید از بدنه بولارد به ساختار اسکله بتنی یا فولادی زیرین منتقل شوند، باید محاسبه شوند تا از بیرون کشیدن یا شکست برشی جلوگیری شود. این امر با برآوردهای دقیق از کمیت، قطر و عمق تعبیه پیکربندی حاصل میشود.
- انتخاب مواد: باید مصالحی بین استحکام در مقابل هزینه در مقابل دوام وجود داشته باشد. برای کاربردهای با ظرفیت بالا، فولاد ریختهگری ترجیح داده میشود زیرا بسیار قویتر است. برای بار متوسط، چدن داکتیل یک گزینه اقتصادیتر است.
انواع بولارد دریایی، مزایا، کاربرد و توصیههای انتخاب
انواع مختلف بولارد دریایی با پروفیلهای هندسی آنها متمایز میشوند که مستقیماً ظرفیت نگهداری طناب، زوایای خط پهلوگیری مجاز و ظرفیت کلی حداکثر آنها را دیکته میکند.
| انواع بولارد دریایی | ویژگیهای ساختاری | کاربردهای مناسب | مزایا | توصیههای انتخاب |
| بولارد T-Head | سر T شکل به خطوط پهلوگیری اجازه میدهد تا از چندین جهت محکم شوند. این طراحی مقاومت زیادی در برابر نیروهای پیچشی ایجاد میکند و بار را به طور مساویتری در سراسر بدنه بولارد توزیع میکند. | 1. بنادر تجاری آبهای عمیق 2. ترمینالهای کانتینری 3. ترمینالهای کالاهای فله 4. اسکلههای نفتکش 5. بنادر با بادهای شدید یا جریانهای جزر و مدی |
1. استحکام چند جهته عالی 2. مناسب برای بارهای با ظرفیت بالا (50–200 تن) 3. بسیار پایدار تحت کشش شدید |
اپراتورهای بندری که کشتیهای تجاری بزرگ را اداره میکنند باید بولارد T-Head را در اولویت قرار دهند. با توجه به اندازه و الزامات نصب آنها، طراحان باید از ظرفیت کافی فونداسیون بتنی اطمینان حاصل کنند. |
| بولارد Horn (Staghorn) | بولارد Horn دارای دو بازوی رو به بالا است که شبیه شاخ گوزن است. این شکل به خطوط اجازه میدهد تا به راحتی پیچیده شوند و زوایای پهلوگیری متعدد را در خود جای دهد. | 1. ترمینالهای بندری چند منظوره 2. ترمینالهای کشتی و مسافربری 3. اسکلههای بار متوسط 4. زیرساختهای عمومی ساحلی |
1. انعطافپذیری بالا برای زوایای طناب متفاوت 2. بسیار مناسب برای بستن و رها کردن سریع 3. مناسب برای طیف گستردهای از کلاسهای کشتی |
اگر بندر ملزم به پذیرایی از انواع مختلف کشتیها بدون تجهیزات پهلوگیری تخصصی باشد، بولارد Horn (Staghorn) عملیترین انتخاب است. |
| بولارد Double-Bitt | بولارد Double-bitt دارای دو ستون موازی است که آنها را برای کنترل اصطکاک خط و اجازه دادن به اعضای خدمه برای تنظیم کارآمد کشش پهلوگیری ایدهآل میکند. این طرح معمولاً روی کشتی نصب میشود، نه اسکله. | 1. قایقهای کاری 2. یدککشها 3. کشتیهای مسافربری 4. قایقهای تفریحی لوکس 5. کشتیهای متوسط |
1. دقت بالا در کنترل کشش طناب 2. عملکرد آسان 3. مقاومت در برابر خوردگی عالی هنگام استفاده از فولاد ضد زنگ |
برای سازندگان کشتی، بولارد Double-Bitt فولاد ضد زنگ به دلیل عمر طولانی، قابلیت اطمینان مکانیکی و جذابیت زیباییشناختی توصیه میشود. |
| بولارد Pillar | بولارد Pillar از یک ستون عمودی منفرد تشکیل شده است و به طور گسترده برای بارهای پهلوگیری سبک تا متوسط استفاده میشود. | 1. اسکلههای قایقرانی 2. بنادر ماهیگیری 3. اسکلههای باشگاه 4. اسکلههای تجاری کوچک |
1. ردپای فشرده 2. هزینه کم و نصب آسان 3. الزامات نگهداری کم |
به دلیل ظرفیت بار کمتر، بولارد Pillar برای کشتیهای بزرگ یا شرایط پهلوگیری با انرژی بالا مناسب نیست. |
انتخاب مواد: فولاد ضد زنگ، فولاد ریختهگری، چدن داکتیل و بولارد کامپوزیت
1. بولارد فولاد ضد زنگ
بولارد قایق ساخته شده از فولاد ضد زنگ، مانند درجههای 304 و 316، بسیار مقاوم در برابر خوردگی هستند و برای مناطقی که دارای شرایط رطوبت بالا و نمک زیاد هستند، مانند دریا، بهترین هستند. فولاد با کیفیت بالا در اسکلههای قایقرانی، اسکلههای گرانقیمت و سایر مکانهای ساحلی که به فولادی نیاز دارند که خوب به نظر میرسد و بسیار محکم است، استفاده میشود. فولاد ضد زنگ صاف است، بنابراین طنابها را فرسوده نمیکند. از آنجایی که نیازی به رنگآمیزی مجدد ندارد و زنگ نمیزند، به نگهداری کمتری نیاز دارد. همچنین، فولاد ضد زنگ دوام زیادی دارد، بنابراین بسیار قابل اعتماد است و در درازمدت مقرون به صرفه است. حتی اگر قیمتهای اولیه فولاد بالا باشد، بهتر از قیمتهای فلزات ریختهگری با دوام کمتر است.
2. بولارد فولاد ریختهگری
بولارد فولاد ریختهگری برای بنادر تجاری و صنعتی سنگین برای کشتیهای باری بزرگ مانند نفتکشها طراحی شدهاند که نیروهای پهلوگیری زیادی را اعمال میکنند. آنها دارای استحکام کششی و فشاری عالی هستند و بنابراین در حضور نیروهای چند جهته پایدار هستند. بولارد فولاد ریختهگری برای نصب بر روی بتن مسلح طراحی شدهاند و قادر به تحمل فعالیتهای پهلوگیری با خستگی بسیار بالا هستند. آنها هزینه کمتری نسبت به SS دارند و با پوششهایی مانند اپوکسی و گالوانیزه، مقاومت در برابر خوردگی خوبی دارند. این نوع بولارد برای ترمینالهای آبهای عمیق، بنادر نفت و گاز و سایر تأسیسات دریایی با تحرک بالا که نگرانی اصلی آنها استحکام ساختاری اولیه است، نصب میشود.
3. چدن داکتیل و مواد کامپوزیت
بولارد چدن داکتیل یک گزینه مناسب است که در سمت ارزانتر قرار دارد. برای بنادر ماهیگیری، اسکلههای کوچکتر و اسکلههای با بار متوسط خوب است. اگرچه اغلب به نگهداری نیاز دارد و نصب آن کمی دشوارتر است. مواد دیگری مانند کامپوزیت وجود دارد که سبک وزن هستند، اما گرانتر هستند. آنها همچنین مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارند و برای مدتی نیازی به نگهداری ندارند. این یک انتخاب عالی برای مواردی است که وزن یک مسئله است. مهندسان باید هنگام طراحی یک بولارد همه چیز را در نظر داشته باشند تا کاربردی باشد و در عین حال بهترین ارزش را از آن دریافت کنند.
چگونه بولارد دریایی مناسب را انتخاب کنیم
1. مطابقت با نوع کشتی
هنگام شروع انتخاب بولارد دریایی، اولین قدم تجزیه و تحلیل انواع واحدهایی است که ممکن است در اسکله پهلو بگیرند. کشتیهای باری بزرگ و نفتکش نیروهای پهلوگیری قابل توجهی را به همراه دارند که منجر به تقاضا برای T-Head سنگین یا بولارد Kidney میشود زیرا آنها قادر به تحمل و توزیع بار در چندین جهت هستند. کشتیهای متوسط مانند کشتیهای مسافربری و فلهبر را میتوان با استفاده از بولارد Horn یا Staghorn در خود جای داد زیرا آنها انعطافپذیری عملیاتی را در رابطه با زاویه طنابها فراهم میکنند. بولاردهای کوچک دریایی و ستونهای قایقرانی و بولاردهای فولاد ضد زنگ دارای ظرفیت بار کافی هستند، اما ممکن است از نظر زیباییشناختی خوشایند باشند و کار با آنها آسانتر است. مقاومت در برابر خوردگی و ظرفیت بار کلی با طراحی جذاب برای اسکلههای تفریحی و اسکلهها ایدهآل است.
2. مطابقت با ساختار بندر
همچنین، در ویژگیهای ساختاری یک بندر، نوع بولارد بهینه نیز متفاوت خواهد بود. برای بنادر تجاری بزرگ با پیشنویس عمیق، نیاز به بولارد با بار اهرمی بالا قرار داده شده بر روی پایههای بتنی مسلح وجود دارد که میتواند بارهای پهلوگیری سنگین را تحمل کند. برای ترمینالهای چند منظوره که کشتیهای با اندازههای مختلف را اداره میکنند، امکان استفاده از بولارد Horn، وجود دارد، زیرا آنها انعطافپذیری عملیاتی بیشتری و پهلوگیری و باز کردن سریعتری را فراهم میکنند. برای اسکلههای کوچک با وظیفه سبک یا اسکلههای کوچک که وسایل تفریحی و کشتیهای ماهیگیری را در خود جای میدهند، بولارد Pillar بهینه هستند زیرا کوچکتر، نصب آسانتر و دارای ظرفیت بار متوسط هستند.
3. در نظر گرفتن نیروهای محیطی
ملاحظات محیطی مانند محدوده جزر و مد، قدرت باد و امواج را در انتخاب بولاردها نقش میدهد. جزر و مدهای قوی، بولاردها با استحکام بالا همراه با یک ضریب ایمنی بزرگ و فونداسیون قوی، و بولاردهای طوفانی در صورت ترکهای ناگهانی بیشتر مورد نیاز هستند. موقعیت بلوک در دور زدن، عدم لغزش طناب و خط، و جهتگیری نامناسب اجزا مهم است. عوامل ذکر شده نگهداری را کاهش میدهند، ایمنی را در هنگام پهلوگیری افزایش میدهند و از خرابی در صورت شکستن بولاردها جلوگیری میکنند.
4. ارزیابی نگهداری و بودجه
انتخاب مواد نقش مهمی در نگهداری و هزینههای آینده دارد. بولارد فولاد ضد زنگ برای اسکلههای گرانقیمت و اسکلههای قایقرانی ممتاز خوب عمل میکنند، زیرا در برابر خوردگی مقاوم هستند و به نگهداری کمی نیاز دارند، زیرا نیازی به رنگآمیزی منظم ندارند. بولارد فولاد ریختهگری یک گزینه عالی برای اسکلههای تجاری و بنادر با ترافیک سنگین است زیرا بسیار قوی هستند و برای محدوده قیمت عالی هستند. بولارد چدن داکتیل برای انتهای سبک وظیفه طیف قیمت کار میکند، اگرچه آنها در شرایط سختتر اقیانوس باید بررسی شوند. یافتن نقطه مناسب در وسط بین هزینههای اولیه و طول عمر، با نیازهای عملیاتی همیشه منجر به بهترین ارزش میشود.
افکار نهایی
انتخاب بولارد دریایی مناسب برای ایمنی پهلوگیری و راندمان بندر و اسکلهها واقعاً مهم است. به عنوان مثال، بولارد T-Head سنگین است و دیگری یک بولارد قایق است که از فولاد ضد زنگ ساخته شده است و برای اسکلههای لوکس ساخته شده است. انواع مختلفی از بولارد دریایی وجود دارد که همگی متفاوت هستند و در شرایط مختلف دریایی مزایای بیشتری دارند. داشتن دانش در مورد این انواع بولارد و درک اصول طراحی و مواد صحیح و قابل اجرا به قابلیت اطمینان عملیات پهلوگیری کمک میکند و ایمنی همه عملیات پهلوگیری را افزایش میدهد.