МОРСКОЙ МОСТ Российский патент 2013 года по МПК E01D15/14 

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ: Изобретение относится к средствам переправы, в частности к наплавным мостам.

Известен понтонный мост, составляемый из отдельных секций, которые после спуска на воду соединяются стыковыми устройствами. Длина и грузоподъемность такого моста обеспечиваются путем изменения числа секций /БСЭ, второе издание, том 34, стр.147/.

Применение понтонных мостов ограничивается небольшой шириной водного пространства и большим волнением.

Использование предлагаемого морского моста исключает эти недостатки.

ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА: Морской мост представляет собой путепровод 1, проходящий сквозь поплавки 2, выполненные из жесткого пенопласта, заключенного в прочную нержавеющую оболочку 3 /фиг.1/.

Путепровод состоит из отдельных трубчатых элементов 7 и 8, соединенных внутри поплавков "гармошкой" 9 наподобие той, что у переходных площадок поездов. На подшипниках 6 поплавок может вращаться вокруг путепровода /фиг.3/.

Между двойными стенками путепровода 1 проходят сверхпрочные натяжные тросы 4, закрепляющие мост на обоих берегах /фиг.1/.

Внутри поплавков путепровод установлен на амортизирующих растяжках 5.

Центр тяжести транспортирующей части путепровода находится ниже его средней линии. Он может транспортировать автомобили и железнодорожные составы на воздушной или магнитной подушке.

Поплавки выполнены такой величины, что под путепроводом свободно могут проходить океанские суда всех типов /фиг.2/.

В незамерзающих водах морской мост может быть заякорен.

РАБОТА УСТРОЙСТВА: Представим себе морской мост через Берингов пролив, соединяющий Россию и США, расстояние между которыми 85 км, и примерно посередине находятся острова Диомида. При сильном волнении элементы моста вместе с поплавками могут уходить вверх-вниз, поплавки будут вращаться, но проходящая по трубопровду техника не будет иметь значительного крена, а будет идти плавно "в гору" и "с горы".

Ввиду высокой обтекаемости моста даже при сильном шторме ему не будут нанесены повреждения.

В зимнее время поплавки будут выдавливаться льдом на его поверхность, а во время таяния льда и прохода поплавки моста будут свободно перекатываться по нему.

В перспективе возможно генерировать электроэнергию вращающимися поплавками для освещения морского моста в ночное время.

РАСЧЕТ МОРСКОГО МОСТА

Примем диаметр поплавка 80 м, удельный вес пенопласта 50 кг/куб.м, удельный вес металла 8 т/куб.м.

Длина элемента путепровода 200 м, диаметр 20 м, общая толщина вставленных одна в другую четырех труб 0,2 м.

Диаметр троса 0,1 м, длина 200 м, удельный вес металла 8 т/куб.м. Число тросов 100 шт.

Расчет проведем на 200 метров пути.

1. Поверхность поплавка; 3,14·80²=20.096 кв.м.

2. Объем поплавка: 3,14:6·80³=267.947 куб.м.

3. Диаметр пустоты 15 м в шаре, отсюда ее объем: 1.766 куб.м.

4. Объем поплавка без пустоты: 267.947-1.766=266.181 куб.м.

5. Вес пенопласта: 50 кг/куб.м·266.181 куб.м=13.309 т.

6. Объем оболочки при ее толщине 0,02 м: 20.096 кв.м·0,02 м=401.9 куб.м.

7. Вес оболочки: 8 т/куб.м·401.9 куб.м=3.215 т.

8. Вес пенопласта плюс вес оболочки: 13.309 т + 3.215=16.524 т.

9. Площадь элемента путепровода: 2·3,14·200 м=12.560 кв.м.

10. Объем элемента путепровода: 12,560 кв.м·0,2 м=2.512 куб.м.

11. Вес элемента путепровода: 8 т/куб.м·2.512 куб.м=20.096 т.

12. Вес поплавка плюс вес элемента путепровода /без тросов/: 16.524 т + 20.096 т=36.620 т.

13. Площадь сечения троса: 0,00785 кв.м.

14. Объем 200 м троса: 0,00785 кв.м·200 м=1,57 куб.м.

15. Вес троса: 8 т/куб.м·1,57 куб.м=12.56 т.

16. Вес всех тросов на участке 200 м: 12,56 т·100 шт.=1,256 т.

17. Общий вес поплавка: 36.260 т + 1.256 т = 37.876 т.

18. Пусть по участку 200 м проходит состав весом 1.000 т и 20 автомобилей общим весом 300 т, тогда вес нагруженного поплавка составит: 37.876 т + 1.000 т + 300 т = 39.176 т.

19. Какая часть объема поплавка под действием общей силы тяжести уйдет под воду: 39.176 т: 266.181 куб.м = 0,147, что соответствует примерно 1/7 объема поплавка.

ПОСТСКРИПТУМ. Величина погружения поплавка-шара в воду может быть значительно снижена за счет металла оболочки, удельный вес которого может быть ниже 8 т/куб.м, а также за счет уменьшения толщины слоя пенопласта. Приблизительный расчет показывает, что сооружение 100-километрового морского моста /то есть через Берингов пролив/ может обойтись немногим более 15 миллиардов долларов.

Морской мост, относящийся к наплавным средствам переправы, может быть использован в перевозках грузов и пассажиров через заливы, проливы и пр. в местах, где обычные мосты не могут работать. Технический результат достигается за счет выполнения морского моста из гигантских шаров-поплавков из жесткого пенопласта в прочной оболочке и проходящих через их середину тросов с трубчатыми элементами путепровода на растяжках и подшипниках, позволяющих поплавкам вращаться вокруг путепровода. 3 ил.

Морской мост, отличающийся тем, что он содержит шары-поплавки в прочной оболочке, путепровод из соединенных гармошкой трубчатых элементов, натяжные тросы, амортизирующие растяжки и подшипники, позволяющие поплавкам вращаться вокруг путепровода.