Способ увеличения несущей способности ледяного покрова
Владельцы патента RU 2695577:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук (RU)
Изобретение относится к ледотехнике и может использоваться при создании ледяной переправы для транспортировки грузов. Способ состоит в том, что несущую способность ледяного покрова 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. Трубы выполняют гофрированными. Повышение надежности эксплуатации ледяной переправы достигается за счет обеспечения независимости ее грузоподъемности от колебаний уровня воды в водоеме. 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 верхник 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 путем создания ледяной переправы, несущая способность которой не зависит от колебаний уровня воды в водоеме.
Существенные признаки, характеризующие изобретение:
Ограничительные: 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.
Отличительные: трубы выполняют гофрированными.
Способ осуществляется следующим образом.
В ледяном покрове по обеим сторонам намеченного пути транспортировки грузов сверлятся ряды сквозных отверстий. Через них под лед вертикально опускают гофрированные трубы с заваренными нижними торцами и упирают их в дно бассейна. Длина труб при этом должна быть достаточной для того, чтобы их верхний 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°C) 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 h, 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 изменения уровня воды, т. е. разрушения опор, трубы выполняют гофрированными.
Изменение уровня воды в месте создания ледяной переправы приведет к возникновению сложного напряженно-деформированного состояния в намерзших на трубах слоях льда. При подъеме уровня воды в водоеме гофрированные трубы, т. е. опоры, начнут растягиваться. Благодаря запасам их прочности начнется растрескивание, а затем и разрушение некоторых участков ледяных свай. После прекращения паводка благодаря поступлению в трубы холодного атмосферного воздуха разрушенные участки «залечатся», т.е. восстановится целостность свай и ледяная переправа будет готова к ее дальнейшей эксплуатации.
При падении уровня воды опоры начнут сжиматься, что приведет к аналогичным результатам и последствиям.
Изобретение поясняется графически, где: на фиг. 1 показан общий вид на переправу; на фиг. 2 — сечение A-A 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), причем трубы 4 выполняют гофрированными (фиг. 2). На трубах 4 намерзает слой льда 6 толщиной h (фиг. 1, 2), после чего переправа готова к эксплуатации.
Способ увеличения несущей споcобности ледяного покрова 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 гофрированными.
