СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЛЕДЯНОЙ ПЕРЕПРАВЫ Российский патент 2024 года по МПК E01D15/14 

Изобретение относится к области ледотехники и может быть использовано при создании ледяной переправы.

Известен способ создания ледяной грузонесущей платформы, заключающийся в образовании на поверхности льда ребер жесткости, которые создают посредством формирования канавок в ледяном покрове. После чего полученную ледяную поверхность подвергают воздействию отрицательных атмосферных температур воздуха ниже нуля градусов по шкале Цельсия в течение времени, необходимого для образования ледяных наростов подо льдом в местах выработок канавок толщиной, равной толщине ледяного покрова (RU 2141610 С1. 20.11.1999).

Недостатком способа является недостаточное увеличение прочности ледяной переправы, т.к. при его использовании высота образующихся ребер жесткости не может превышать толщину ледяного покрова.

Сущность изобретения заключается в увеличении высоты ребер жесткости, т.е. в увеличении цилиндрической жесткости ледяной пластины.

Технический результат при реализации изобретения заключается в увеличении грузоподъемности ледяной переправы,

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: способ создания ледяной переправы, включающий образование подо льдом ребер жесткости.

Отличительные: ребра жесткости образуют вдоль всей длины переправы по обеим ее сторонам и на расстоянии от ее оси равном половине ее ширины посредством размещения подо льдом воздухопроводов из теплопроводящего материала в виде труб, каждый из воздухопроводов выполняют в виде длинного участка, длина которого равна длине переправы, и соединенных с ним вертикальных участков, расстояние между которыми не превышает λ_ст/2, где λст - длина волны статического прогиба ледяного покрова от действия статической поперечной нагрузки, при этом свободные концы вертикальных участков размещают над поверхностью ледяного покрова.

Способ осуществляется следующим образом.

По одной стороне ледяной переправы на расстоянии от ее оси равном половине ее ширине и по всей ее длине во льду приготавливают сквозные канавки шириной не менее диаметра, погружаемого в нее воздухопровода. Воздухопровод изготавливают в виде систем труб из длинного и присоединенных перпендикулярно к нему коротких участков. Длина длинного участка равна длине переправы, а длина коротких определяется необходимой глубиной погружения длинного участка воздухопровода. После изготовления воздухопровода все его отверстия заглушают. Затем воздухопровод через приготовленные канавки погружают на глубину, которая будет определять степень увеличения грузоподъемности ледяной переправы и определяется предварительным расчетом. При погружении длинному участку воздухопровода обеспечивают горизонтальное положение, а коротким - вертикальное, при этом короткие участки должны возвышаться над поверхностью ледяного покрова, что обеспечит приток холодного воздуха внутрь воздухопроводов. Замерзание воды в канавках обеспечит его закрепление. Расстояние между вертикальными участками воздухопроводов выбирают из желаемого времени формирования ребер жесткости: чем оно меньше, тем быстрее они сформируются благодаря конвекции воздуха. При этом следует учитывать, что оно не должно превышать половину длины волны статического прогиба ледяного покрова λст от действия статической поперечной нагрузки цилиндрическая жесткость ледяной пластины; ρ_B - плотность воды; g -ускорение силы тяжести, (см. Хейсин Д.Е. Динамика ледяного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. - 215 с). В этом случае максимальные деформации от прогиба льда между вертикальными участками воздухопроводов из-за веса транспортного средства будут накладываться на выгибы льда, возникающих на двух соседних. В результате суммарные изгибные напряжения, а значит, и разрушающая лед нагрузка уменьшатся.

Затем аналогично поступают с воздуховодами по второй стороне переправы. После полного вмерзания в ледяной покров вертикальных участков воздухопроводов по обеим сторонам переправы заглушки с них снимают одновременно, что обеспечит равномерное нарастание толщины льда по всей поверхности воздухопроводов. При этом горизонтальные участки воздухопроводов оставляют заглушенными. Благодаря конвекции, т.е. движению теплых воздушных масс вверх (воздух в воздухопроводах подо льдом теплее атмосферного), уступая место холодному воздуху, и тому, что воздухопроводы выполняют из теплопроводящего материала, например, из стали, то вся их поверхность начнет покрываться льдом. В результате подо льдом вдоль переправы по ее обеим сторонам возникнут ребра жесткости, что увеличит ее грузоподъемность.

Кроме того, описываемым изобретением достигается дополнительный технический результат, заключающийся в увеличении сил поддержания упругого основания (воды), действующих на ледяной покров. Это происходит благодаря тому, что воздухопроводы и образующиеся ледяные наросты вытесняют воду, увеличивая статическое давление на нижнюю поверхность ледяного покрова, т.е. увеличивают его силы плавучести.

Изобретение поясняется графически, где: на фиг. 1 показано продольное сечение переправы; на фиг. 2 - сечение А-А по фиг. 1.

По одной стороне ледяной переправы 1 на расстоянии от ее оси равном половине ее ширины В, т.е. на расстоянии В/2, и по всей ее длине во льду приготавливают сквозные канавки шириной L не менее диаметра, погружаемого в нее воздухопровода D (фиг. 1, 2). Воздухопровод изготавливают в виде систем труб из длинного 2 и присоединенных перпендикулярно к нему коротких участков 3, расстояния между которыми не должны превышать λ_ст/2 (фиг. 2). Изготовленный воздухопровод через приготовленные канавки шириной L погружают на глубину Н, при этом короткие участки должны возвышаться над поверхностью ледяного покрова на величину h (фиг. 1). Замерзание воды в канавках шириной L обеспечит его закрепление. Затем аналогично поступают с воздухопроводами по второй стороне переправы. В результате подо льдом вдоль переправы по ее обеим сторонам возникнут ребра жесткости 4, что увеличит ее грузоподъемность, т.е. позволит достичь заявленный технический результат.

Изобретение относится к ледотехнике и может использоваться при создании ледяной переправы. Подо льдом образуют ребра жесткости, которые формируют вдоль всей длины переправы по обеим ее сторонам и на расстоянии от ее оси, равном половине ее ширины, с помощью размещения подо льдом горизонтальных и соединенных с ними вертикальных участков воздухопроводов из теплопроводящего материала в виде труб. Каждый из воздухопроводов выполняют в виде длинного участка, длина которого равна длине переправы, и соединенных с ним вертикальных участков, расстояние между которыми не превышает λ_ст/2, где λ_ст - длина волны статического прогиба ледяного покрова от действия статической поперечной нагрузки. Свободные концы вертикальных участков размещают над поверхностью ледяного покрова. Это обеспечивает проникновение под ледяной покров атмосферного воздуха с температурой ниже 0°С благодаря его конвекции, что приводит к обледенению воздухопроводов, т. е. к формированию ребер жесткости. Технический результат - увеличение грузоподъемности ледяной переправы. 2 ил.

Способ создания ледяной переправы, включающий образование подо льдом ребер жесткости, отличающийся тем, что ребра жесткости образуют вдоль всей длины переправы по обеим ее сторонам и на расстоянии от ее оси, равном половине ее ширины, посредством размещения подо льдом воздухопроводов из теплопроводящего материала в виде труб, каждый из воздухопроводов выполняют в виде длинного участка, длина которого равна длине переправы, и соединенных с ним вертикальных участков, расстояние между которыми не превышает λ_ст/2, где λ_ст - длина волны статического прогиба ледяного покрова от действия статической поперечной нагрузки, при этом свободные концы вертикальных участков размещают над поверхностью ледяного покрова.