Устройство для создания ледяной переправы Российский патент 2019 года по МПК E01D15/14 

Изобретение относится к области ледотехники и может использоваться при создании ледяных переправ для транспортировки грузов.

Известно техническое решение (1. Иванов К.Е., Песчанский И.С. Грузоподъемность ледяного покрова и устройство дорог на льду. Изд-во Главсевморпути. Москва — Ленинград. — 1949. — 183 с.), в котором описано устройство ледяных переправ с верхним строением, состоящее из поперечных и продольных деревянных пиломатериалов, вмораживаемых в ледяной покров, принятое заявителем за прототип. Недостатком устройства является то, что с увеличением толщины льда эффективность его работы снижается, а затраты при использовании — возрастают.

Задачей заявленного изобретения является увеличение несущей способности ледяной переправы.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в увеличении степени надежности эксплуатации ледяной переправы благодаря увеличению её несущей способности.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: устройство для создания ледяной переправы, выполненное в виде верхнего строения.

Отличительные: верхнее строение выполнено в виде вантового моста, при этом: длина вантов способна изменяться в зависимости от колебаний уровня воды в водоеме; обеспечивается неизменная сила их натяжения; на вантах установлены демпферы для гашения колебаний силы натяжения; расстояния между точками крепления вантов ко льду не должно превышать половину длины волны статического прогиба ледяного покрова от действия статической нагрузки. Кроме того концы переправы оснащены скользящими по льду и шарнирно закрепленными на берегу пандусами.

Изобретение осуществляется следующим образом.

На обоих берегах намеченной ледяной переправы устанавливают опоры с размещенными на них блоками и приводами. Приводы состоят из двигателей и барабанов с частично намотанными на них вантами (тросами). Каждый барабан имеет свое автоматическое устройство, которое при включении двигателя создает вращающий момент для необходимого натяжения ванта с учетом его угла наклона α к горизонту. Это обеспечит равенство вертикальных составляющих от сил натяжения в каждом ванте. Свободные концы вантов пропускают через блоки.

Известно (2. Козин В.М., Земляк В.Л. Физические основы разрушения ледяного покрова резонансным методом. — Комсомольск-на-Амуре: ИМиМ ДВО РАН, ПГУ им. Шолом-Алейхема, АмГПГУ: 2013, 250 с.), что при движении по ледяному покрову транспортного средства во льду возникают изгибно-гравитационнные волны (ИГВ). Амплитуда этих волн, а следовательно, их ледоразрушающая способность резко возрастает при наступлении изгибно-гравитационного резонанса, неизбежно возникающего при движении по льду автотранспорта [2]. С целью уменьшения последствий резонансных эффектов на свободных участках вантов установлены демпферы, работающие по принципу, например, автомобильных амортизаторов, и предназначенных для гашения возбуждаемых ИГВ.

После ледостава и намерзания ледяного покрова безопасной для пешеходов толщины концы вантов (тросов) ниспадающих с опор, вмораживают в ледяной покров, через приготовляемые лунки с помощью соответствующих креплений к нижней поверхности льда. Расстояния между точками крепления вантов ко льду не должно превышать половину длины волны статического прогиба ледяного покрова λ_ст от действия статической поперечной нагрузки (, где: D — цилиндрическая жесткость ледяной пластины; ρ_в — плотность воды; g — ускорение силы тяжести. См. 3. Хейсин Д.Е. Динамика ледяного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. — 215 с.). В этом случае при остановке транспортного средства суммарные деформации от его прогиба будут накладываться на выгибы льда от натяжения вантов. В результате изгибные напряжения, а значит и разрушающая нагрузка, уменьшатся.

В процессе эксплуатации ледяной переправы неизбежны колебания уровня воды в водоеме, что будет приводить к изменению сил натяжения вантов. Для обеспечения необходимого и постоянного их значения используют вышеописанный привод, а для схода с берега и выхода транспортных средств с переправы — скользящие по льду пандусы, верхняя часть которых шарнирно закреплена на берегу, а нижняя — скользит по льду в зависимости от изменения уровня воды в водоеме. В результате будет достигнут заявленный технический результат.

Изобретение поясняется графически, где: на фиг. 1 показан общий вид на ледяную переправу; на фиг. 2 — вид A на фиг. 1; на фиг. 3 — вид B на фиг. 1.

На берегах 1 устанавливают опоры 2 с размещенными блоками 3 и приводами 4 (фиг. 1, 2). Приводы 4 состоят из двигателей 5 и барабанов 6 с частично намотанными на них вантами (тросами) 7 (фиг. 3). Для гашения возбуждаемых автотранспортом ИГВ (на фиг. 1 они не показаны) на вантах установлены демпферы 8 (фиг. 1). После намерзания ледяного покрова 9 ниспадающие с опор 2 концы вантов 10 вмораживают в ледяной покров 9 на расстояниях друг от друга, не превышающих λ_ст/2. После необходимого натяжения вантов с помощью приводов 4 они будут иметь углы наклона α (фиг. 1). Для обеспечения схода с берега и выхода транспортных средств с переправы при колебаниях уровня воды установлены пандусы 11, одним концом скользящие по льду 9, а вторым с помощью шарниров 12 закреплены на берегах 1 (фиг. 1).

Изобретение относится к ледотехнике и может использоваться при создании ледяной переправы. Устройство выполнено в виде вантовых мостов, при этом: длина вантов способна изменяться в зависимости от колебаний уровня воды в водоеме; обеспечивая тем самым неизменную силу их натяжения. На вантах установлены демпферы для гашения колебаний силы натяжения. Расстояния между точками крепления вантов ко льду не должно превышать половину длины волны статического прогиба ледяного покрова от действия статической нагрузки. Концы переправы оснащены скользящими по льду и шарнирно закрепленными на берегу пандусами. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1.Устройство для создания ледяной переправы, выполненное в виде верхнего строения, отличающееся тем, что верхнее строение выполнено в виде вантового моста с возможностью изменения длины вантов в зависимости от колебаний уровня воды в водоеме, на вантах установлены демпферы, расстояния между точками крепления вантов ко льду выбраны не превышающими половину длины волны статического прогиба ледяного покрова от действия статической нагрузки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что концы переправы оснащены скользящими по льду и шарнирно закрепленными на берегу пандусами.