Способ увеличения несущей способности ледяного покрова

Изобретение относится к ледотехнике и может использоваться при создании ледяной переправы для транспортировки грузов. Способ состоит в том, что несущую способность ледяного покрова увеличивают посредством стальных труб, опущенных вертикально на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец трубы выполнен заваренным, а верхний ее конец выступает над ледяной поверхностью. Трубы выполняют в виде телескопических опор. Участок соединения подвижного элемента телескопической опоры с неподвижным оснащают теплоизолирующим покрытием. 2 ил.

 

Изобретение относится к области ледотехники и может использоваться при создании ледяной переправы для транспортировки грузов.

Известно техническое решение (1. Козин В.М. Патент РФ №2135685 от 27.08.1999), в котором способ создания ледяной переправы заключается в размещении подо льдом стальных труб, опущенных вертикально на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец труб выполнен заваренным, а верхний ее конец выступает над ледяной поверхностью. Холодный воздух, как более тяжелый, поступает внутрь труб, вызывая намерзание льда по всей их наружной поверхности. По истечении времени, достаточного для надежного примерзания нижних и верхних частей труб соответственно к дну бассейна и ледяному покрову и намерзания на поверхностях труб слоя льда необходимой толщины, ледяная переправа готова к эксплуатации.

Недостатком способа является опасность его использования при значительных колебаниях уровня воды в водоеме, которые неизбежно возникают в течение всего зимнего периода. Так, при подъеме уровня может произойти отрыв от дна придонных концов труб, а при падении - разрушение самого ледяного покрова в местах его примерзания к верхним концам труб.

Задачей заявленного изобретения является создание ледяной переправы, несущая способность которой не зависела бы от колебаний уровня воды в водоеме.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в увеличении степени надежности эксплуатации ледяной переправы.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: несущую способность ледяного покрова, использующегося в качестве ледяной переправы, увеличивают посредством стальных труб, опущенных вертикально на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец трубы выполнен заваренным, а верхний ее конец выступает над ледяной поверхностью.

Отличительные: трубы выполняют в виде телескопических опор, при этом участок соединения подвижного элемента телескопической опоры с неподвижным оснащают теплоизоляционным покрытием.

Способ осуществляется следующим образом.

В ледяном покрове по обеим сторонам намеченного пути транспортировки грузов сверлятся ряды сквозных отверстий. Через них под лед вертикально опускают трубы в виде телескопических опор с одним подвижным и одним неподвижным элементами, оснащенными уплотнительными кольцами для обеспечения герметичности участка их соединения, с заваренными нижними концами и упирают их в дно бассейна. Длина опор при этом должна быть достаточной для того, чтобы верхний их конец возвышался над поверхностью ледяного покрова. Для предотвращения возможного всплытия труб их временно закрепляют. Затем подготовленную таким образом ледяную переправу подвергают воздействию отрицательных температур. Холодный тяжелый воздух (t<0°С) поступает внутрь труб, вызывая намерзание льда по всей их наружной поверхности, т.е. образование под ледяным покровом своеобразных ледяных свай (ледяных опор), что, безусловно, повысит прочность ледяной переправы. По истечении времени, достаточного для намерзания на поверхностях труб слоя льда необходимой толщины, ледяная переправа готова к эксплуатации, но только для данного уровня воды в водоеме. Поскольку этот уровень, безусловно, будет колебаться в течение всего периода ледостава, то для устранения нежелательных последствий, т.е. разрушения опоры вследствие колебаний уровня, внутри подвижного элемента опоры на участке его соединения с неподвижным элементом устанавливают теплоизоляционное покрытие. В результате в этом месте толщина намерзшего на опору льда окажется меньше, чем на других ее участках, т.е. в намерзшем слое льда возникнет слабое звено, способное первым разрушиться при изменениях уровня воды, но одновременно с этим обеспечивающим достаточную прочность опоры при их отсутствии. Выполнение этих противоречивых требований обеспечивается соответствующим выбором толщины теплоизоляционного покрытия.

Таким образом, если в процессе эксплуатации ледяной переправы изменится уровень воды, то этот участок (слабое звено) независимо от направления колебания уровня воды разрушится в первую очередь. Срабатывание этого своеобразного спускового механизма должно происходить при таких изменениях уровня воды, которые могут вызвать либо разрушение ледяного покрова в местах их смерзания с опорой, либо отрыв последних от дна водоема, т.е. разрушение ледяных опор. После разрушения слабого звена, т.е. освобождения ото льда подвижного элемента опоры, ледяной покров вместе с вмороженным в него этим элементом и намерзшим слоем льда переместится вверх (при подъеме уровня воды) или вниз (при его понижении). Очевидно, что длина опор должна быть достаточной для таких перемещений ледяного покрова вследствие колебаний уровня воды. Затем на этом участке за счет естественного холода вновь намерзнет слой льда и переправа будет готова к ее дальнейшей эксплуатации. В весенний период, когда эксплуатация переправы станет опасной, трубы вынимают.

Изобретение поясняется графически, где: на фиг. 1 показан общий вид на ледяную переправу; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1.

В ледяном покрове 1 по обеим сторонам намеченного пути транспортировки грузов 2 сверлятся ряды сквозных отверстий 3. Через них под лед вертикально опускают трубы 4 с заваренными нижними концами и упирают в дно бассейна 5 (фиг. 1). На трубах намерзает слой льда толщиной h (фиг. 1, 2). Трубы 4 выполняют в виде телескопических опор с одним подвижным 7 и неподвижным 8 элементами (фиг. 2). Внутри подвижного элемента 6 устанавливают теплоизоляционное покрытие 9. В результате в этом месте толщина намерзшего слоя льда h₁ окажется меньше h, т.е. возникнет слабое звено (область 10) (фиг. 2). При изменениях уровня воды, т.е. глубины Н, эта область разрушится. Ледяной покров 1 вместе с вмороженным в него элементом опоры 7 и намерзшим слоем льда 11 переместится либо вверх, либо вниз в зависимости от изменения уровня воды. После намерзания на этом участке слоя льда достаточной толщины переправа будет готова к дальнейшей эксплуатации, т.е. будет достигнут заявленный технический результат.

Способ увеличения несущей способности ледяного покрова, использующегося в качестве ледяной переправы, посредством стальных труб, опущенных вертикально на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец труб выполнен заваренным, а верхний конец выступает над ледяной поверхностью, отличающийся тем, что трубы выполняют в виде телескопических опор, при этом участок соединения подвижного элемента телескопической опоры с неподвижным оснащают теплоизоляционным покрытием.