СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА Российский патент 2019 года по МПК E01D15/14 

Изобретение относится к области льдотехники и может быть 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 заключатся 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 во 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 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. Кроме того, к недостаткам способа можно также отнести недостаточное увеличение несущей способности ледяного покрова.

Задачей заявленного изобретения является создания ледяной переправы, несущая способность которой не зависела бы от колебаний уровня воды в водоеме, и увеличение жесткости ледяной пластины в составе ледяной переправы.

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

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: несущую способность ледяного покрова увеличивают посредствам 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: перед ожидающимся изменением уровня воды в водоеме в ледяном покрове по всей длине переправы выпиливают две ледяные балки таким образом, чтобы верхние концы трубы располагались по их центру, поперечное расстояние между ними было достаточным для прохода транспортных средств, а ширина балок не должна быть меньше диаметра намораживаемого на трубы слоя льда.

Способ осуществляется следующим образом.

В ледяном покрове по обеим сторонам намеченного пути транспортировки грузов сверлятся ряды сквозных отверстий. Через них на лед вертикально опускают трубы и упирают их в дно бассейна. Длина труб 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°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 поверхности 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 в целях сохранения целостности ледяного покрова в местах установки опор и увеличения несущей способности ледяного покрова перед ожидающимся изменением уровня воды в водоеме в ледяном покрове по всей длине переправы выпиливают ледяные балки таким образом, чтобы верхние концы труб располагались по их центру, поперечное расстояние между ними было достаточным для прохода транспортных средств, а ширина балок не должна быть меньше диаметра намораживаемого на трубы слоя льда.

При подъеме уровня воды ледяной покров начнет приподниматься относительно примерзших ко дну бассейна труб и выпиленных балок. Вода через пропиленные щели покроет выпиленные балки и по истечению определенного времени замерзнет. В результате целостность ледяного покрова восстановится. Кроме того, вдоль переправы во льду возникнут ребра жесткости, т.е. прочность переправы, а следовательно, и ее несущая способность возрастут. В результате будет достигнут заявленный технический результат.

При падении уровня воды все произойдет в обратном порядке.

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

В ледяном покрове 1 по обоим сторонам намеченного пути транспортировки грузов 2 сверлят ряды отверстий 3. Через них вертикально опускают трубы 4 с заваренными нижними концами и упираю в дно бассейна 5 (фиг. 1). За счет естественного холода на трубах 4 намерзает слой льда 6 диаметром D. Перед ожидаемым изменением уровня воды в водоеме в ледяном покрове 1 по всей длине переправы выпиливаются ледяные балки 7 шириной B>D (фиг. 2). При подъеме уровня воды ледяной покров приподнимется над балками 7. Вода 8 покроет балки 7 (фиг. 2а). После ее замерзания целостность ледяного покрова восстановится, балки 7 превратятся в ребра жесткости и несущая способность ледяного покрова 1 возрастет. При падении уровня воды все произойдет в обратной последовательности (фиг. 2б).

Изобретение может использоваться при создании ледяной переправы для транспортировки грузов. Способ состоит в том, что несущею 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. Перед ожидающимся изменением уровня воды в водоеме в ледяном покрове по всей длине переправы выпиливают две ледяные балки таким образом, чтобы верхние концы трубы располагались по их центру, поперечное расстояние между ними было достаточным для прохода транспортных средств, а ширина балок не должна быть меньше диаметра намораживаемого на трубы слоя льда. 2 ил.

Способ увеличения несущей способности 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 трубы выполнен заваренным, а верхний конец выступает над ледяной поверхностью, отличающийся тем, что перед ожидающимся изменением уровня воды в водоеме в ледяном покрове по всей длине переправы выпиливают две ледяные балки таким образом, чтобы верхние концы трубы располагались по их центру, поперечное расстояние между ними было достаточным для прохода транспортных средств, а ширина балок не должна быть меньше диаметра намораживаемого на трубы слоя льда.