ท่าเรือและเรือทุกลำทั่วโลกจำเป็นต้องมี เสาผูกเรืออย่างแน่นอน เสาผูกเรือที่ยึดติดกับพื้นดินใช้เพื่อยึดสายจอดเรือของเรือแทนส่วนหัวของเรือและทำหน้าที่ต้านทานแรงพลวัตของสภาพแวดล้อม การไม่ใช้เสาผูกเรือคุณภาพสูงอาจเป็นอันตรายต่อเรือ ท่าเรือ และผู้คนที่ทำงานใกล้ท่าเรือ
บทความนี้จะทบทวน เสาผูกเรือ ประเภทต่างๆ
พูดคุยเกี่ยวกับคุณสมบัติของการออกแบบ และทบทวนประสิทธิภาพในสถานการณ์ต่างๆ
ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง
หลักการคัดเลือกและการออกแบบเสาผูกเรือขั้นพื้นฐาน
การเลือกเสาผูกเรือที่เหมาะสมนั้นมีพื้นฐานมาจากการวิเคราะห์ทางวิศวกรรมอย่างเข้มงวด โดยเน้นที่การคำนวณภาระและความยืดหยุ่นของโครงสร้างเป็นหลัก1.
การกำหนดภาระและข้อกำหนดด้านความปลอดภัย
- ก่อนอื่น คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณทราบ Safe Working Load (SWL) และ Ultimate Working Load (UWL) สำหรับเสาผูกเรือ ในการดำเนินการนี้ คุณต้องพิจารณาเกณฑ์ต่อไปนี้:ขอบความปลอดภัย :
- เรือที่ใหญ่ที่สุดที่จะเทียบท่าจะกำหนดภาระขั้นต่ำที่เสาผูกเรือจะต้องสามารถรองรับได้ขอบความปลอดภัย :
- ตรวจสอบความเร็วลมสูงสุด ความเร็วของกระแสน้ำ และแรงคลื่นที่อาจเกิดขึ้นในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงต่อสภาพอากาศที่รุนแรงที่สุดขอบความปลอดภัย:
ข้อบังคับสากล (PIANC, OCIMF) ระบุว่าคุณต้องมีปัจจัยด้านความปลอดภัยขนาดใหญ่เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนด ซึ่งทำได้โดยการตรวจสอบให้แน่ใจว่า SWL ต่ำกว่าความแข็งแรงครากจริงของวัสดุอย่างมาก2.
ความสมบูรณ์ของโครงสร้างและการออกแบบจุดยึด
- ระบบเสาผูกเรือจะแข็งแรงเท่ากับจุดเชื่อมต่อที่อ่อนแอที่สุด สำหรับระบบส่วนใหญ่ ส่วนที่อ่อนแอที่สุดคือการเชื่อมต่อกับโครงสร้างท่าเรือ หลักการออกแบบต้องคำนึงถึงทั้งรูปร่างของเสาและจุดยึด:เรขาคณิตของการออกแบบ:
- เสาผูกเรือสมัยใหม่, T-Head และ Horn มักจะถูกออกแบบด้วย Design FEA เพื่อให้ได้การกระจายภาระที่ดีที่สุดและลดโซนความเค้นภายใต้ภาระเยื้องศูนย์ การออกแบบจุดยึด:
- สลักเกลียวสมอเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญที่ไม่ต้องเสียสละ ต้องคำนวณแรงดึงและแรงเฉือนทั้งหมดที่ต้องถ่ายโอนจากตัวเสาผูกเรือไปยังโครงสร้างคอนกรีตหรือเหล็กของท่าเรือ เพื่อหลีกเลี่ยงการดึงออกหรือการเสียรูปจากแรงเฉือน ซึ่งทำได้ด้วยการประมาณค่าปริมาณ เส้นผ่านศูนย์กลาง และความลึกของการฝังของโครงแบบอย่างแม่นยำ การเลือกวัสดุ:
ต้องมีการประนีประนอมระหว่างความแข็งแรงกับต้นทุนกับความทนทาน สำหรับการใช้งานที่มีความจุสูง ควรใช้เหล็กหล่อเนื่องจากมีความแข็งแรงกว่ามาก สำหรับภาระปานกลาง เหล็กดัดเป็นตัวเลือกที่ประหยัดกว่า
ประเภทเสาผูกเรือ ประโยชน์ การใช้งาน และคำแนะนำในการเลือก
| เสาผูกเรือประเภทต่างๆ มีความแตกต่างกันตามรูปทรงเรขาคณิต ซึ่งกำหนดความสามารถในการยึดเชือก มุมสายจอดเรือที่อนุญาต และความจุสูงสุดโดยรวมโดยตรง | ประเภทเสาผูกเรือ | คุณสมบัติโครงสร้าง | การใช้งานที่เหมาะสม | ข้อดี |
| คำแนะนำในการเลือก | เสาผูกเรือแบบ T-Head | ส่วนหัวรูปตัว T ช่วยให้สามารถยึดสายจอดเรือได้จากหลายทิศทาง การออกแบบนี้ให้ความต้านทานแรงบิดที่แข็งแกร่งและกระจายภาระอย่างสม่ำเสมอทั่วตัวเสาผูกเรือ 1. ท่าเรือเชิงพาณิชย์น้ำลึก 2. อาคารผู้โดยสารคอนเทนเนอร์ 3. อาคารผู้โดยสารสินค้าเทกอง 4. ท่าเทียบเรือบรรทุกน้ำมัน |
5. ท่าเรือที่มีลมแรงหรือกระแสน้ำ 1. ความแข็งแรงหลายทิศทางที่ยอดเยี่ยม 2. เหมาะสำหรับภาระความจุสูง (50–200 ตัน) |
3. มั่นคงมากภายใต้แรงดึงสูง |
| ผู้ประกอบการท่าเรือที่จัดการเรือพาณิชย์ขนาดใหญ่ควรให้ความสำคัญกับเสาผูกเรือแบบ T-Head เนื่องจากขนาดและข้อกำหนดในการติดตั้ง นักออกแบบต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีความจุของฐานรากคอนกรีตเพียงพอ | เสาผูกเรือแบบ Horn (Staghorn) | เสาผูกเรือแบบ Horn มีแขนโค้งขึ้นสองข้างที่คล้ายกับเขา รูปร่างนี้ช่วยให้พันสายได้ง่ายและรองรับมุมจอดเรือได้หลายมุม 1. อาคารผู้โดยสารท่าเรืออเนกประสงค์ 2. อาคารผู้โดยสารเรือข้ามฟากและผู้โดยสาร 3. ท่าเทียบเรือสินค้าขนาดกลาง |
4. โครงสร้างพื้นฐานริมน้ำทั่วไป 1. ความยืดหยุ่นสูงสำหรับมุมเชือกที่แตกต่างกัน 2. สะดวกมากสำหรับการผูกและปล่อยอย่างรวดเร็ว |
3. เหมาะสำหรับเรือหลายประเภท |
| หากท่าเรือจำเป็นต้องรองรับเรือหลายประเภทโดยไม่มีอุปกรณ์จอดเรือพิเศษ เสาผูกเรือแบบ Horn (Staghorn) เป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้จริงที่สุด | เสาผูกเรือแบบ Double-Bitt | เสาผูกเรือแบบ Double-bitt มีเสาขนานกันสองเสา ทำให้เหมาะสำหรับการควบคุมแรงเสียดทานของสายและช่วยให้สมาชิกในทีมสามารถปรับแรงตึงในการจอดเรือได้อย่างมีประสิทธิภาพ การออกแบบนี้มักจะติดตั้งบนเรือมากกว่าท่าเรือ 1. เรือทำงาน 2. เรือลากจูง 3. เรือโดยสาร 4. เรือยอทช์หรู |
5. เรือขนาดกลาง 1. ความแม่นยำสูงในการควบคุมแรงตึงของเชือก 2. ใช้งานง่าย |
3. ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมเมื่อใช้สแตนเลส |
| สำหรับผู้สร้างเรือ ขอแนะนำให้ใช้เสาผูกเรือแบบ Double-Bitt สแตนเลส เนื่องจากมีอายุการใช้งานยาวนาน ความน่าเชื่อถือทางกล และความสวยงาม | เสาผูกเรือแบบ Pillar | เสาผูกเรือแบบ Pillar ประกอบด้วยเสาแนวตั้งเดี่ยวและใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับภาระการจอดเรือเบาถึงปานกลาง 1. ท่าจอดเรือยอทช์ 2. ท่าเรือประมง 3. ท่าเทียบเรือคลับ |
4. ท่าเรือพาณิชย์ขนาดเล็ก 1. รอยเท้าขนาดกะทัดรัด 2. ต้นทุนต่ำและติดตั้งง่าย |
3. ข้อกำหนดในการบำรุงรักษาต่ำ |
เนื่องจากความสามารถในการรับน้ำหนักที่ต่ำกว่า เสาผูกเรือแบบ Pillar จึงไม่เหมาะสำหรับเรือขนาดใหญ่หรือสภาวะการจอดเรือที่มีพลังงานสูง
การเลือกวัสดุ: สแตนเลส เหล็กหล่อ เหล็กดัด และเสาผูกเรือแบบคอมโพสิต
1. เสาผูกเรือสแตนเลสเสาผูกเรือทำจากสแตนเลสเช่น เกรด 304 และ 316
ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีมากและเหมาะสำหรับพื้นที่ที่มีเกลือสูงและมีความชื้นสูง เช่น ทะเล เหล็กคุณภาพสูงใช้ในท่าจอดเรือยอทช์ ท่าเรือระดับไฮเอนด์ และสถานที่ริมทะเลอื่นๆ ที่ต้องการเหล็กที่ดูดีและแข็งแกร่งมาก สแตนเลสมีความเรียบ ดังนั้นจึงไม่ทำให้เชือกสึกหรอ เนื่องจากไม่ต้องทาสีใหม่และไม่เป็นสนิม จึงต้องบำรุงรักษาน้อยลง นอกจากนี้ สแตนเลสจะใช้งานได้นาน ดังนั้นจึงมีความน่าเชื่อถือมากและราคาไม่แพงในระยะยาว แม้ว่าราคาเริ่มต้นของเหล็กจะสูง แต่ก็ดีกว่าราคาของโลหะหล่อที่ทนทานน้อยกว่า
ทำงานได้ดีสำหรับท่าจอดเรือราคาแพงและท่าเทียบเรือยอทช์ระดับพรีเมียม เนื่องจากทนทานต่อการกัดกร่อนและต้องการการบำรุงรักษาน้อย เนื่องจากไม่ต้องทาสีเป็นประจำ เสาผูกเรือเหล็กหล่อ
ได้รับการออกแบบมาสำหรับท่าเรือเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมสำหรับเรือบรรทุกสินค้าขนาดใหญ่ เช่น เรือบรรทุกน้ำมัน ซึ่งใช้แรงจอดเรือจำนวนมาก มีความแข็งแรงในการดึงและแรงอัดสูง จึงมีความเสถียรเมื่อมีแรงหลายทิศทาง เสาผูกเรือเหล็กหล่อได้รับการออกแบบสำหรับการติดตั้งบนคอนกรีตเสริมเหล็กและสามารถทนต่อกิจกรรมการจอดเรือที่มีความเมื่อยล้าสูงมาก มีราคาถูกกว่า SS และด้วยการเคลือบ เช่น อีพ็อกซีและการชุบสังกะสี ทำให้ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี เสาผูกเรือชนิดนี้เหมาะสำหรับอาคารผู้โดยสารน้ำลึก ท่าเรือน้ำมันและก๊าซ และการติดตั้งทางทะเลที่มีการเคลื่อนไหวสูงอื่นๆ ที่มีความกังวลหลักคือความแข็งแรงของโครงสร้าง
3. เหล็กดัดและวัสดุคอมโพสิต
เสาผูกเรือเหล็กดัดเป็นตัวเลือกที่ดีซึ่งมีราคาถูกกว่า เหมาะสำหรับท่าเรือประมง ท่าจอดเรือขนาดเล็ก และท่าเรือที่มีน้ำหนักบรรทุกปานกลาง อย่างไรก็ตาม มักจำเป็นต้องมีการบำรุงรักษา และติดตั้งยากกว่าเล็กน้อย มีวัสดุอื่นๆ เช่น คอมโพสิต ที่มีน้ำหนักเบา แต่มีราคาแพงกว่า นอกจากนี้ยังมีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงและไม่ต้องบำรุงรักษาเป็นระยะเวลาหนึ่ง เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับกรณีที่น้ำหนักเป็นปัญหา วิศวกรต้องคำนึงถึงทุกสิ่งเมื่อออกแบบเสาผูกเรือเพื่อให้ใช้งานได้จริงและในขณะเดียวกันก็ได้รับมูลค่าที่ดีที่สุดจากเสาผูกเรือ
วิธีการเลือกเสาผูกเรือที่เหมาะสม
1. จับคู่ตามประเภทเรือเมื่อเริ่มเลือกเสาผูกเรือ ขั้นตอนแรกคือการวิเคราะห์ประเภทของหน่วยที่อาจเทียบท่าที่ท่าเรือ เรือบรรทุกสินค้าขนาดใหญ่และเรือบรรทุกน้ำมัน นำมาซึ่งแรงจอดเรือจำนวนมาก ซึ่งนำไปสู่ความต้องการ เสาผูกเรือแบบ T-Head หรือ เสาผูกเรือแบบ Kidney เนื่องจากสามารถทนต่อและกระจายภาระได้หลายทิศทาง เรือขนาดกลาง เช่น เรือข้ามฟากและเรือบรรทุกสินค้าเทกอง สามารถรองรับได้โดยใช้ เสาผูกเรือแบบ Horn หรือ Staghorn
เนื่องจากมีความยืดหยุ่นในการใช้งานในเรื่องของมุมของเชือก เสาผูกเรือขนาดเล็กและเสาสแตนเลสมีกำลังรับน้ำหนักที่เพียงพอ แต่ก็อาจดูสวยงามและจัดการได้ง่าย ความทนทานต่อการกัดกร่อนและความสามารถในการรับน้ำหนักโดยรวมพร้อมการออกแบบที่น่าดึงดูดใจนั้นเหมาะสำหรับท่าเรือเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจและท่าจอดเรือ
2. จับคู่ตามโครงสร้างท่าเรือนอกจากนี้ ภายในลักษณะโครงสร้างของท่าเรือ เสาผูกเรือชนิดใดที่เหมาะสมที่สุดก็จะแตกต่างกันไปด้วย สำหรับ ท่าเรือเชิงพาณิชย์น้ำลึกขนาดใหญ่ มีความจำเป็นต้องใช้ เสาผูกเรือรับน้ำหนักสูง วางบนฐานคอนกรีตเสริมเหล็กที่สามารถรับน้ำหนักจอดเรือได้มาก สำหรับ อาคารผู้โดยสารอเนกประสงค์ ที่จัดการเรือขนาดต่างๆ มีความสามารถในการใช้ เสาผูกเรือแบบ Horn เนื่องจากมีความยืดหยุ่นในการใช้งานมากขึ้นและการจอดเรือและการปลดเรือที่รวดเร็วขึ้น สำหรับ ท่าเทียบเรือขนาดเล็กหรือท่าจอดเรือขนาดเล็ก ที่รองรับเรือเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจและเรือประมง เสาผูกเรือแบบ Pillar
เหมาะสมที่สุดเนื่องจากมีขนาดเล็ก ติดตั้งง่ายกว่า และมีความสามารถในการรับน้ำหนักปานกลาง
3. พิจารณาแรงจากสิ่งแวดล้อมให้การพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อม เช่น ช่วงน้ำขึ้นน้ำลง ความแรงลม และคลื่น มีบทบาทในการเลือกเสาผูกเรือ น้ำขึ้นน้ำลงที่แรง เสาผูกเรือที่มีความแข็งแรงสูงควบคู่ไปกับ
ปัจจัยด้านความปลอดภัยขนาดใหญ่และฐานรากที่แข็งแกร่ง และเสาผูกเรือพายุจำเป็นต้องมีรอยร้าวมากขึ้น ตำแหน่งของบล็อกมีความสำคัญในการข้าม ไม่มีการลื่นของเชือกและสาย และการวางแนวของส่วนประกอบที่ไม่สม่ำเสมอ ปัจจัยที่ระบุไว้ช่วยลดการบำรุงรักษา เพิ่มความปลอดภัยในการจอดเรือ และหลีกเลี่ยงการหยุดทำงานในกรณีที่เสาผูกเรือขาด
4. ประเมินการบำรุงรักษาและงบประมาณการเลือกวัสดุมีบทบาทสำคัญในการบำรุงรักษาและค่าใช้จ่ายในอนาคต เสาผูกเรือสแตนเลส ทำงานได้ดีสำหรับท่าจอดเรือราคาแพงและท่าเทียบเรือยอทช์ระดับพรีเมียม เนื่องจากทนทานต่อการกัดกร่อนและต้องการการบำรุงรักษาน้อย เนื่องจากไม่ต้องทาสีเป็นประจำ เสาผูกเรือเหล็กหล่อ เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับท่าเรือเชิงพาณิชย์และท่าเรือที่มีการจราจรหนาแน่น เนื่องจากมีความแข็งแรงมากและเหมาะสำหรับช่วงราคา เสาผูกเรือเหล็กดัด