Установка для исследования воздействия ледовых нагрузок на модель или фрагмент гидротехнического сооружения Советский патент 1993 года по МПК E02B1/02 E02B17/00 

ел

с

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при исследовании ледовых нагрузок на гидротехнические сооружения. Установка для исследования ледовых нагрузок на модели и фрагменты гидротехнических сооружений позволяет повысить точность измерений, а также существенно сократить время подготовки и проведения экспериментов за счет расширения функциональных возможностей. Это достигается тем, что подвижная ферма выполнена с возможностью вертикального перемещения и разворота в горизонтальной плоскости в виде пространственной конструкции с торцовой стенкой, снабженной верхними и нижними фиксаторами по ее углам для закрепления к ровному ледяному покрову и имеющей, установленные внутри нее гидроцилиндры, расположенные между телескопическими направляющими. 2 ил.

Изобретение относится к гидротехниче- скрму строительству и может быть использовано для исследования воздействия ледовых нагрузок на гидротехнические сооружения.

Целью изобретения является повышение точности результатов исследования и расширение функциональных возможностей установки за счет обеспечения возмож- нрсти затопления и поворота выпиленной в ледяном покрове льдины.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема заявляемой установки; на фиг.2 - подвижная ферма в аксонометрии.

Установка содержит объемную несущую ферму 1, которая опирается на салазки 2 для перемещения установки по ровному ледяному покрову 3. В средней части несущей фермы 1 находятся винты 4, по которым перемещаются гайки 5 траверсы 6. Ось 7 шарнирно связана с траверсой 6 и жестко

связана с подвижной фермой 8. Благодаря этому подвижная ферма 8 может перемещаться вертикально для установки в транспортное и рабочее положение, а также поворачиваться в рабочем положении в плоскости хоу относительно траверсы 6 в майне 9, выпиленной в ровном ледяном покрове 3. Подвижная ферма 8 состоит из объемной рамы 10, в верхней части которой устроены откидные винтовые домкраты 11 и 12, с помощью которых подвижная ферма 3 может жестко крепиться к ровному ледяному покрову 3. Откидные винтовые домкраты 11 и 12 связаны единой осью 13, служащей для их одновременной установки в рабочее положение. Ось 13 вращается в подшипниковых узлах 14 в плоскости хоу. Передний щит 15 и полоз 16 жестко связаны между собой телескопическими направляющими 17. Гидроцилиндры 18 жестко связаны между собой кронштейнами 19. Винты 20 шарнирно

00

о

.х|

СП

00

связаны.с кронштейнами 19 и с рамой 10 в верхней ее части при помощи соединения винт-гайка. Ведущая звездочка 21, установленная в верхней части рамы 10 справа (см. фиг.2), посредством цепной передачи 22 связана с ведомыми звездочками 23, жестко соединенными с винтами 20. Торцовая стенка 24 жестко связана с рамой 10, а с помощью подвижного соединения типа ласточкин хвост с полозом 16. Таким образом, гидроцилиндры 18 с передним щитом 15 и измерительным щитом 25, оснащенным системой точечных датчиков 26, могут юстироваться при установке подвижной фермы 8 в рабочее положение в плоскости xoz.

Работает установка следующим образом.

Установка в транспортном состоянии, когда подвижная ферма 8 находится в крайнем верхнем положении внутри объемной несущей фермы 1, надвигается на прямоугольную майну 9, выпиленную в ровном ледяном покрове 3. Подвижная ферма 8 опускается на выпиленную прямоугольную льдину и своей массой затапливает льдину под нижнюю кромку ледяного покрова 3. Вертикальное перемещение подвижной фермы 8 обеспечивается винтами 4 и гайками 5, с помощью которых передвигается траверса 6, к оси 7 которой шарнирно прикреплена сама ферма 8. Далее подвижная ферма 8 разворачивается в плане примерно на 45° и поднимается, а выпиленная льдина взвешивающей силой прижимается к нижней кромке ледяного покрова 3. Затем подвижная ферма 8 выставляется в рабочее положение и винтовыми домкратами 11 и 12, расположенными по углам рамы 10 подвижной фермы 8. жестко фиксируется к ровному ледяному полю 3 так, чтобы торцовая стенка 24 плотно прилегала к противоположной стороне майны 9.

Исследования могут осуществляться по двум схемам. По первой из них измерительный щит 25, оснащенный системой точечных датчиков 26 (или фрагменты опорных частей исследуемых гидротехнических сооружений), внедряется в естественный ледяной покров 3.. При этом с помощью системы точечных датчиков 26 регистрируются локальные ледовые нагрузки на измерительный щит 25 (или фрагмент опорной части исследуемого сооружения). Суммарная горизонтальная составляющая ледовой нагрузки может фиксироваться датчиком, вмонтированным в систему гидропривода. Показания датчиков регистрируются во времени в памяти ЭВМ. После прорезания естественного ледяного покрова 3 подвижная ферма 8 может быть развернута в другое

положение и после ее юстировки в планово- высотном положении опыт может быть повторен.Высотное положение измерительного щита 25 совместно с гидроцилиндрами 18, полозом 16 и передним щитом 15 на подвижной ферме 8 осуществляется с помощью винтов 20, шарнирно связанными с кронштейнами 19 и рамой 10 в верхней ее части при помощи

соединения винт-гайка. Для этого вращают ведущую звездочку 21, посредством цепной передачи 22 вращение передается на ведомые звездочки 23, которые жестко соединены с винтами 20,

При проведении исследований по второй схеме в ледовом поле 3 выпиливается майна 9 значительно больших размеров. Ее площадь определяется размерами отношения толщины льда, намораживаемого в искусственном бассейне, к ширине исследуемой модели опорной части гидротехнического сооружения. В искусственном бассейне может также устраиваться модель поля торошения. Данная схема опытов с

учетом прочностных характеристик ледовых образований, намораживаемых в искусственном бассейне майне 9, не требует фиксации подвижной фермы 8 к естественному ледяному покрову 3 в четырех точках. Для ее

фиксации в этом случае используют две пары домкратов 11 и 12 в торцовой части фермы 8, Движение без перекосов измерительного щита 25 (фрагмента опоры или модели опоры) при внедрении его в различные

виды ледовых образований (ровное ледяное поле или поле торошения) обеспечивает совместное закрепление переднего щита 15, гидроцилиндров 18, телескопических направляющих 17, полоза 16 и кронштейнов

момента от действия горизонтальной составляющей ледовой нагрузки непосредственно на подвижную ферму 8.

Возможности установки - затопление и поворот выпиленной в естественном ледяном покрове льдины, исследования локальных ледовых нагрузок на щиты различных форм, расширяют ее функциональные возможности. Отсутствие момента на установку в процессе опытов повышает точность

измерения ледовых нагрузок. Эффективность предлагаемой установки заключается в YOM, что сокращается время подготовки и проведения опытов примерно в 1,5 раза. При этом повышение точности измерений

возрастает на 20-30%.