СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЛЕДЯНОЙ ГРУЗОНЕСУЩЕЙ ПЛАТФОРМЫ Российский патент 1999 года по МПК E01D15/14 F25C1/02 E02B17/00 

Изобретение относится к ледотехнике и может использоваться при создании платформы на ледяной поверхности, предназначенной для движения транспорта и/ или хранения грузов.

Уровень техники заявляемого изобретения известен из способа создания грузонесущей платформы на ледяной поверхности, заключающийся в расчистке льда от снега, ведущей к понижению температуры воды и росту толщины льда в месте расчистки, что позволяет осуществлять безопасное движение транспорта по платформе и/или складировать грузы ( Песчанский И.С. Ледоведение и ледотехника. - Л.: Гидрометеоиздат, 1967, 461 с.).

Недостатком известного способа является низкая интенсивность роста толщины льда.

Задачей заявляемого изобретения является создание ледяной платформы, обеспечивающей безопасность движения по ней транспорта и надежных условий складирования грузов.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в увеличении грузонесущей способности ледяной платформы.

Это достигается повышением жесткости ледяной поверхности за счет формирования ледяных канавок бесконечной длины по крайней мере в одном направлении, после чего полученную ледяную поверхность подвергают воздействию низких температур (t<0^oC) в течение времени, необходимого для образования наростов подо льдом в местах выработки канавок с толщиной, равной толщине льда, после чего в тех же местах вновь производят выработку канавок глубиной, меньшей толщины нароста, и шириной не более прежней и повторно подвергают воздействию низких температур (t<0^oC) в течение времени, необходимого для увеличения высоты нароста на глубину выработки.

Известно, что грузонесущая платформа работает на изгиб. Жесткость грузонесущей платформы P в этом случае определяется следующей формулой:
P=E•I_x, (1)
где E - модуль упругости льда;
I_x - момент инерции поперечного сечения относительно главной центральной оси, перпендикулярной плоскости изгибающего момента
(Феодосьев В.И. Сопротивление материалов - М.: Наука. 1986, 512 с.).

Для увеличения грузонесущей способности ледяной платформы необходимо увеличить жесткость Р. Этого можно добиться за счет увеличения момента инерции I_x, так как E=const. Момент инерции I_x равен
(2)
где y - вертикальная координата элементарной площадки, имеющей площадь dF;
F - площадь поперечного сечения
(Феодосьев В.И. Сопротивление материалов - М.: Наука. 1986, 512 с.)
Из формулы видно, момент инерции I_x можно увеличить за счет увеличения вертикальной координаты у или площади поперечного сечения F. Наиболее эффективно увеличивать вертикальную координату y, так как в формуле она находится под знаком квадрата. Координату y можно увеличить путем смещения центра тяжести поперечного сечения вниз. Этого можно добиться, искривляя поперечное сечение. В нашем случае, это аналогично намораживанию подо льдом ребер.

Существенные признаки, характеризующие изобретение:
- ограничительные: расчистка льда от снега;
- отличительные: на ледяной поверхности образуют ребра жесткости посредством формирования канавок бесконечной длины, глубиной, меньшей толщины льда, по крайней мере в одном направлении, после чего полученную ледяную поверхность подвергают воздействию низких температур (t<0^oC) в течение времени, необходимого для образования наростов подо льдом в местах выработки канавок с толщиной, равной толщине льда, после чего в тех же местах вновь производят выработку канавок глубиной, меньшей толщины нароста, и шириной не более прежней и повторно подвергают воздействию низких температур (t<0^oC) в течение времени, необходимого для увеличения высоты нароста на глубину выработки.

Изобретение поясняется чертежом.

В ледяном покрове 1, имеющем толщину H, на некотором расстоянии друг от друга формируют канавки 2, например, с помощью ледорезной машины. Высота канавок h не должна превышать толщину льда H, длина канавок измеряется длиной ледяной поверхности. Канавки могут располагаться как в одном направлении, так и в нескольких, например, в виде сетки. Затем образовавшуюся ледяную поверхность подвергают воздействию низких температур (t<0^oC). В большинстве случаев это может быть естественная природная среда в зимнее время либо районы Земли с круглосуточной температурой ниже 0^oC. Возможно, при необходимости, создать условия (t<0^oC) искусственным путем.

В результате уменьшения толщины льда на величину h в местах выработки канавок происходит понижение температуры воды. Под воздействием низкой температуры подо льдом, в местах выработок канавок, образуются ледяные наросты 3 с толщиной H1=Н. После этого, в тех же местах вновь производят выработку канавок глубиной h1, меньшей толщины нароста H1, и шириной не более прежней. Затем образованную ледяную поверхность повторно подвергают воздействию низких температур. В результате уменьшения толщины льда на величину h1 в местах выработки канавок опять происходит понижение температуры воды. Под воздействием низкой температуры толщина нароста H2 увеличится на глубину выработки h1 и станет равной толщине льда H3=Н. Ледяные наросты искривляют поперечное сечение ледяной пластины, что ведет к смещению его центра масс вниз и к росту величины вертикальной координаты y элементарной площадки, а следовательно, увеличению момента инерции I_x (2) и достижению требуемого технического результата.

Кроме того, заявляемым изобретением достигается дополнительный технический результат, заключающийся в повышении плавучести грузонесущей ледяной платформы. Это достигается также ледяными наростами, которые при своем образовании вытесняют воду, увеличивая статическое давление на нижнюю поверхность ледяного покрова.

Изобретение относится к ледотехнике и может быть использовано при создании платформы на ледяной поверхности, предназначенной для движения транспорта и/или хранения грузов. Способ создания ледяной грузонесущей платформы содержит операцию очистки ледяного покрова от снега. После этого на ледяной поверхности образуют ребра жесткости посредством формирования канавок бесконечной длины глубиной, меньшей толщины льда, по крайней мере в одном направлении. Затем полученную ледяную поверхность подвергают воздействию низких температур (t<0^oC) в течение времени, необходимого для образования наростов подо льдом в местах выработки канавок с толщиной, равной толщине льда. После этого в тех же местах вновь производят выработку канавок глубиной, меньшей толщины нароста, и шириной не более прежней и повторно подвергают воздействию низких температур (t<0^oC) в течение времени, необходимого для увеличения высоты нароста на глубину выработки. Технический результат, достигаемый при решении задачи обеспечения безопасности движения по платформе и надежных условий складирования на ней грузов, состоит в увеличении грузонесущей способности ледяной платформы. 1 ил.

Способ создания ледяной грузонесущей платформы, заключающийся в очистке ледяного покрова от снега, отличающийся тем, что на ледяной поверхности образуют ребра жесткости посредством формирования канавок бесконечной длины глубиной, меньшей толщины льда, по крайней мере в одном направлении, после чего полученную ледяную поверхность подвергают воздействию низких температур (t < 0^oC) в течение времени, необходимого для образования наростов подо льдом в местах выработки канавок с толщиной, равной толщине льда, после чего в тех же местах вновь производят выработку канавок глубиной, меньшей толщины нароста, и шириной не более прежней и повторно подвергают воздействию низких температур (t < 0^oC) в течение времени, необходимого для увеличения высоты нароста на глубину выработки.