Способ создания ледяной грузонесущей платформы

 

Изобретение относится к области ледотехники и может быть использовано при создании ледяной грузонесущей платформы. Изобретение направлено на увеличение грузонесущей способности ледяной платформы. Технический результат достигается за счет образования подо льдом замкнутых по периметру областей, в которые подается газ. Газ обладает низкой теплопроводностью, что приводит к выравниванию температуры ледяного покрова по толщине и соответствующему повышению прочности льда. 1 ил.

Изобретение относится к области ледотехники и может использоваться при создании ледяных платформ повышенной грузонесущей способности.

Уровень техники заявляемого изобретения известен из способа создания грузонесущей платформы повышенной грузонесущей способности за счет укладки на ледяной покров бревенчатого настила, т.е. образования ребра жесткости, что позволяет осуществлять безопасное движение транспорта и складирование грузов (1. И. С. Песчанский. "Ледоведение и ледотехника". - Л.: Гидрометеоиздат, 1967. - 461 с.).

Недостатком известного способа является неполное использование прочностных свойств льда.

Сущность изобретения заключается в создании ледяной платформы, обеспечивающей безопасное движение транспорта и складирование грузов.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в увеличении грузонесущей способности ледяной платформы.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: ледяную грузонесущую платформу создают путем образования ребер жесткости на ледяном покрове.

Отличительные: ребра жесткости образуются путем формирования в ледяном покрове канавок в продольном и поперечном направлениях глубиной меньше толщины льда, в образовавшихся ячейках ледяного покрова формируют сквозные отверстия, по крайней мере более одного, через которые под нижнюю кромку льда закачивают газ, отверстия закрывают, после чего ледяной покров подвергают воздействию низких температур (t < 0^oC) в течение времени, необходимого для выравнивания температуры на верхней и нижней кромках ледяного покрова.

Известно (2. В.В. Богородский, В.П. Гаврило. "Лед. Физические свойства. Современные методы гляциологии. - Л.: Гидрометеоиздат. 1980. - 383 с.), что по толщине ледяного покрова температура льда изменяется от t=0^oC (нижняя поверхность) до температуры окружающего воздуха. В соответствии с этой закономерностью изменяются и физико-механические свойства льда. Так при t=0^oC модуль упругости и предел прочности льда на изгиб равны нулю. С понижением температуры происходит возрастание прочностных свойств льда [2]. Такая анизотропия физико-механических свойств льда по толщине даже в естественных условиях является причиной пониженной прочности льда в составе ледяного покрова по сравнению с образцами льда, у которых по толщине температура неизменна и равна температуре окружающего воздуха. Укладка на лед дополнительного бревенчатого настила приводит к появлению на верхней поверхности ледяного покрова теплоизолирующего слоя, что повышает температуру льда и соответственно снижает его прочность.

Повысить прочность льда можно за счет размещения теплоизолирующего слоя под нижней поверхностью ледяного покрова. Это приведет к уменьшению температурного градиента по толщине и к понижению средней температуры льда, что, в свою очередь, повысит предел прочности льда на изгиб.

Способ осуществляется следующим образом.

В ледяном покрове сверлят отверстия, через которые под нижнюю поверхность льда закачивают вещество, например воздух, обладающий низкой по сравнению с водой теплопроводностью, в количестве, достаточном для образования подо льдом теплоизолирующего слоя. После чего отверстия закрывают. Для предотвращения растекания вещества подо льдом предварительно при помощи выморозочных работ наращивают ребра как в продольном, так и в поперечном направлениях.

Изобретение поясняется графически, где на чертеже показана схема образования под ледяным покровом теплоизолирующего слоя.

В ледяном покрове 1 при помощи ледорезной машины на равном расстоянии друг от друга выбирают канавки как в продольном 2, так и в поперечном 3 направлениях. Глубина канавок h₁ должна быть меньше толщины льда h₂. Вследствие уменьшения толщины льда в местах выборки и, как следствие, увеличения теплопроводности льда под ледяным покровом из-за низкой температуры окружающего воздуха начинают намерзать ребра 4. Таким образом, подо льдом образуются замкнутые по периметру области 5. После этого во льду сверлят отверстия 6, через которые под лед 1 закачивают вещество 7 (например, воздух) с низкой теплопроводностью. После заполнения областей 5 отверстия 6 закрывают, а приготовленная таким образом несущая платформа подвергается воздействию низких температур (t < 0^oC) в течение времени, необходимого для выравнивания температуры по толщине льда.

Формула изобретения

Способ создания ледяной несущей платформы, заключающийся в образовании ребер жесткости на ледяном покрове, отличающийся тем, что ребра жесткости образуют посредством формирования в ледяном покрове канавок в продольном и поперечном направлениях глубиной меньше толщины льда, в образовавшихся ячейках ледяного покрова формируют сквозные отверстия, по крайней мере более одного, через которые под нижнюю кромку льда закачивают газ, отверстия закрывают, после чего ледяной покров подвергают воздействию низких температур (t<0C) в течение времени, необходимого для выравнивания температуры на верхней и нижней кромках ледяного покрова.

РИСУНКИ

Рисунок 1