ویژگی تکنولوژی شمع مکشی

مزایای شمع های مکشی متعدد است که مهم ترین آن دقت در تعیین ظرفیت باربری و دقت جایگذاری در حین اجرا است. بعنی با تلورانس کمی دقیق ترین پیش بینی را از ظرفیت را می دهد. نصب یک شمع مکشی در حد 12 ساعت در عمق 400 متر آب است.

در ضمن شیب شمع باید کمتر از 3 درجه باشد. در حین انتخاب شمع های مکشی هزینه کم در ترکیب با مزیت های تکنیکی ماند دقت در قرار دادن در محل شمع احتیاج به پیش تنیده کردن و دقت بالا در تعیین ظرفیت عوامل مهمی هستند. شمع های مکشی در اعماق مختلف و همچنین در شرایط مختلف خاک قابل اجرا هستند.

شرایط خاک

در طول سال ها، شمع های مکشی در شرایط مختلف محلی، از خاک نرم گرفته تا خاک سفت و محکم مانند خاک های کلوخه ای که باعث افزایش ناگهانی نیروی نفوذ می شوند و رس های سفت و ماسه ای متراکم اجرا شده اند. تنها شرایطی که نمی توان در آن از شمع های مکشی استفاده کرد وجود بستر شنی یا قلوه سنگی، رس های خیلی سخت و خاک های به شدت سیمانته شده است. البته شرایط به ندرت در سواحل یافت می شوند. در این حالت ها باید به سراغ تکنیک های دیگر مانند شمع های ثقلی یا دریل شده و گروت شده رفت.

ناهمگونی توپوگرافی بستر دریا

ناهمگونی توپوگرافی بستر دریا نیز ممکن است مشکلاتی را ایجاد کند.

عمق آب

اجرا در اعماق بالا همواره یکی از مشکلات سازه ای دریایی بوده است. اما با پیشرفت تکنولوژی اجرای شمع های مکشی و با توجه به پیشرفت خوب و سریع وسایل و ابزار نظارت برای نصب زیر دریا و پمپ های ایجاد کننده خلا به نظر می رسد عمق مساله مهمی نباشد.

شمع و هندسه شمع مکشی و محل اعمال نیرو

قطر و طول شمع، عوامل تعیین کننده ظرفیت شمع های مکشی هستند. رابطه بین قطر و طول با ظرفیت عموماً غیر خطی است. شاید بهترین پارامتر برای بحث، پارامتر بدون بعد ضریب ظاهری با به عبارت دیگر نسبت ارتفاع به قطر شمع است. این نسبت در شمع های اولیه در حدود 1 تا 2 بود اما به تدریج تا 10 نیز افزایش یافت. هنوز مشخص نیست که چه ضریب ظاهری برای شرایط خاص بهینه است.شکل شمع های مکشی پارمتر دیگری است که دارای تنوع زیادی است. معمولاً سطح شمع های مکشی دایره ای است. اما شکل های دیگری نیز اجرا شده است.

هندسه شمع مکشی

سطح مقطع مثلثی مخصوصاً با اضلاع محدب به طرف داخل برای غلبه بر نیروی مکش ساخته شده که مزیت راحتی انبار کردن و حمل و نقل و پایداری در عرشه کشتی در حین حمل را نیز دارد. اما چون از سطح مقطع آن کاسته می شود باید نیروی مکشی بیشتری وارد شود و به خاطر این امر کاهش ظرفیت به وجود خواهد آمد. در ضمن ساخت آن نیز دشوارتر و هزینه برتر است.

البته هنوز در بعضی موارد ساخت این شکل شمع شمع ترجیح داده می شود. شکل کلاهک شمع برای شمع هایی با قطر کم و مکش های متعادل به صورت تخت است اما برای فشارهای بالا یا قطرهای زیاد از کلاهک های گنبدی استفاده می شود.شمع مکشی تحت نیروی محوری طراحی شود، مرکز اعمال نیرو محور شمع است. چنین وضعیتی برای سازه های شناور متصور است. در سایر شرایط مانند لنگر کشتی ها، نیرو به بدنه شمع مکشی وارد می شود.

محل اعمال نیرو

محل اتصال بار به شمع، بسیار مهم است، چرا که تأثیر زیادی بر ظرفیت باربری شمع دارد. این نقطه معمولاً به گونه ای انتخاب می شود که در حین بارگذاری نهایی حرکت دورانی در آن رخ نمی دهد. این نقطعه در خاک هایی که مقاومتشان با افزایش عمق به صورت خطی افزایش می یابد نزدیک دو سوم زیر سطح بستر است.

با افزایش زاویه بار نسبت به بستر، نقطه بهینه تماس به سمت بالا حرکت می کند، در صورتی که افزایش نسبت طول به قطر، نقطه ای فوق را به پایین حرکت می دهد. در شمع هایی که تحت بارهای استاتیکی دائمی قرار دارند به خاطر ایجاد فاصله، در پشت نقطه تماس پایین تر قرار می گیرد. ابته باید در نظر داشت که پایین تر بردن نقطه تماس باعث افزایش زاویه بار می شود.