Устройство для упрочнения ледяной переправы



Устройство для упрочнения ледяной переправы
Устройство для упрочнения ледяной переправы

 


Владельцы патента RU 2555990:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский гуманитарно-педагогический государственный университет" (ФГБОУ ВПО "АмГПГУ") (RU)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ФГБУН "ИМиМ ДВО РАН") (RU)

Изобретение может быть использовано при эксплуатации ледяного покрова в качестве ледяных переправ. Устройство для упрочнения ледяной переправы включает ледяной покров, в котором на всем протяжении намеченного пути транспортировки грузов по обеим его сторонам выполнены отверстия, через которые под лед при помощи тросов опущены железобетонные блоки. К верхним концам тросов прикреплены диски. Длина тросов выбрана с таким расчетом, чтобы при возникновении изгибно-гравитационных волн лед не приподнимался над первоначальным положением относительно дна. Расстояние между отверстиями вдоль переправы равно длине резонансных изгибно-гравитационных волн λр. Посередине между ними на расстоянии от них, равном λр/2, подо льдом также установлены диски. По одной и другой сторонам переправы все диски при помощи стоек жестко соединены с прочными горизонтальными балками. 2 ил.

 

Изобретение относится к области ледотехники и может использоваться при эксплуатации ледяного покрова в качестве ледяных переправ.

Известно техническое решение (1. RU 2281357 C1 от 10.06.2006. Бюл. №22), заключающееся в том, что в ледяном покрове на всем протяжении намеченного пути транспортировки грузов по обеим его сторонам во льду выполнены сквозные вертикальные отверстия, через которые под лед при помощи тросов опущены железобетонные блоки, к верхним концам тросов прикреплены диски диаметром, превышающим диаметры отверстий, при этом длина тросов выбрана с таким расчетом, чтобы при возникновении изгибно-гравитационных волн (ИГВ) лед не приподнимался над первоначальным положением относительно дна на вершинах ИГВ.

Недостатком решения является невозможность обеспечения опускания льда над первоначальным положением относительно дна на подошвах ИГВ.

Задачей заявляемого изобретения является уменьшение интенсивности ИГВ, возникающих в ледяном покрове от движущейся по нему нагрузки.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в повышении прочности ледяной переправы и степени ее надежности.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: устройство для упрочнения ледяной переправы, включающее в себя ледяной покров, в котором на всем протяжении намеченного пути транспортировки грузов по обеим его сторонам выполнены отверстия, через которые под лед при помощи тросов опущены железобетонные блоки, к верхним концам тросов прикреплены диски, при этом длина тросов выбрана с таким расчетом, чтобы при возникновении изгибно-гравитационных волн лед не приподнимался над первоначальным положением относительно дна.

Отличительные: расстояние между отверстиями вдоль переправы равно длине резонансных изгибно-гравитационных волн λр, посередине между ними, т.е. на расстоянии от них, равном λр/2, подо льдом также установлены диски, при этом по одной и другой сторонам переправы все диски при помощи стоек жестко соединены с прочными горизонтальными балками.

Известно (2. Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты. / М.: Изд-во «Академия Естествознания». 2007. - 355 с.), что при движении нагрузки по ледяному покрову в нем возникают ИГВ. При скорости нагрузки, совпадающей с минимальной фазовой скоростью ИГВ, т.е. с резонансной скоростью, в ледяном покрове начнут распространятся резонансные ИГВ длиной λр, их амплитуда резко возрастает и лед начинает разрушаться при нагрузках значительно меньше статических.

Для уменьшения интенсивности, т.е. высоты ИГВ, складывающейся из высоты гребня и глубины впадины ИГВ, предлагается использовать предлагаемое устройство, не позволяющее ледяному покрову подниматься и опускаться относительно своего первоначального, т.е. до начала движения нагрузки, положения, таким образом уменьшать его деформации, изгибные напряжения и соответственно повышать прочность ледяной переправы.

Устройство и его принцип работы осуществляется следующим образом.

Вначале в зависимости от условий ледовой обстановки (модуля Юнга льда E, глубины акватории H и достаточной для обеспечения прочности толщины ледяного покрова h при статическом действии нагрузки) определяют длину резонансных ИГВ ; где - цилиндрическая жесткость ледяной пластины; µ - коэффициент Пуассона; ρл - плотность льда; g - ускорение силы тяжести (3. Хейсин Д.Е. Динамика ледяного покрова. Л.: Гидрометеоиздат. - 1967. 215 с.). Найденному значению h необходимо обеспечить запас прочности ледяного покрова при движении по нему нагрузки, в том числе и с резонансными скоростями [2], [3]. Для этого в ледяном покрове на всем протяжении намеченного пути транспортировки грузов по обеим его сторонам сверлят ряды сквозных вертикальных отверстий на расстоянии друг от друга равном λр. Через них под лед на дно бассейна опускают, например, железобетонные блоки с прикрепленными к ним тросами, к верхним концам которых прикреплены стальные диски диаметром, превышающим диаметр отверстий. Длина тросов выбрана с таким расчетом, чтобы при возникновении ИГВ лед не поднимался над первоначальным, т.е. до начала движения нагрузки, положением. Все диски с одной и другой стороны переправы при помощи стоек жестко соединены с горизонтальными балками. Посередине между отверстиями, т.е. на расстоянии от них, равном λр/2, подо льдом также установлены диски, которые также жестко соединены с горизонтальными балками. За счет этих дисков и их жесткой связи с прочными горизонтальными балками лед не будет опускаться относительно его первоначального положения. Возникшие во льду ИГВ от движения нагрузки при их распространении в месте установки устройства будут им погашены, т.к. оно не позволит ледяному покрову подниматься и опускаться, т.е. совершать волновые движения, при возникновении в тросах растягивающих усилий, когда лед начинает подниматься относительно первоначального положения. Несмотря на периодичность работы устройства оно будет более эффективно гасить ИГВ по сравнению с прототипом, т.к. на развитие колебаний льда и возбуждение ИГВ максимальной высоты (интенсивности) требуется значительно большее время, чем период ИГВ, возбуждаемых движущейся нагрузкой, т.е. время прохождения волной расстояния, равного λр [2]. После замерзания воды в просверленных отверстиях переправа готова к эксплуатации.

Изобретение поясняется графически, где: на фиг. 1 показана схема общего вида на устройство; на фиг. 2 - сечение по A-A на фиг. 1.

В ледяном покрове 1 на всем протяжении пути транспортировки грузов 2 (фиг. 1) по обеим его сторонам просверлены отверстия 3 на расстоянии друг от друга λр. Через них под лед на дно бассейна 4 опущены тросы 5 с железобетонными блоками 6. К верхним концам тросов 5 прикреплены стальные диски 7 (фиг. 1, 2). Между отверстиями 3 просверлены отверстия 8, через которые на расстоянии λр/2 от дисков 7 подо льдом установлены диски 9 (фиг. 2). Все диски 7 и 9 с одной и другой стороны переправы при помощи стоек 10 жестко соединены с прочными горизонтальными балками 11 (фиг. 1, 2). Устройство начинает работать при возникновении в тросах 5 растягивающих усилий, т.е. оно не позволяет НТВ 12 развиться в ледяном покрове 1 (фиг. 2), что обеспечивает достижение заявленного технического результата.

Устройство для упрочнения ледяной переправы, включающее в себя ледяной покров, в котором на всем протяжении намеченного пути транспортировки грузов по обеим его сторонам выполнены отверстия, через которые под лед при помощи тросов опущены железобетонные блоки, к верхним концам тросов прикреплены диски, при этом длина тросов выбрана с таким расчетом, чтобы при возникновении изгибно-гравитационных волн лед не приподнимался над первоначальным положением относительно дна, отличающееся тем, что расстояние между отверстиями вдоль переправы равно длине резонансных изгибно-гравитационных волн λр, посередине между ними, т.е. на расстоянии от них, равном λр/2, подо льдом также установлены диски, при этом по одной и другой сторонам переправы все диски при помощи стоек жестко соединены с прочными горизонтальными балками.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано при создании ледовой переправы по естественному льду. Способ создания переправы включает установку до образования естественного ледового покрова на водоеме емкостей с переменной плавучестью.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в плавучих объектах, предназначенных для проведения работ широкого спектра назначения. Предложено устройство для соединения корпусов плавучих объектов, содержащее балки швеллерного сечения, вваренные в стыкуемые поверхности соединяемых корпусов, с попарно закрепленными на балках упорами с приваренными к ним распорами и упорами со стыковочными отверстиями, при этом балка с упорами составляет направляющую конструкцию для перемещения клинового стопора, который в своем нижнем положении фиксирует распор одного корпуса в стыковочном отверстии другого, клиновый стопор включает в себя клин, который при перемещении вниз входит в наклонные пазы, образованные внутренней поверхностью упора, имеющего отверстие, и поверхностью распора, и основание, которое фиксируется в нижнем положении.

Изобретение относится к переправочно-мостовым средствам, а именно к понтонным (наплавным) мостам. Наплавной мост-лента с тремя полосами движения проезжей части включает соединенные между собой в продольном и поперечном направлениях посредством стыковых узлов складные речные и береговые звенья, состоящие из шарнирно соединенных понтонов, оснащенных встроенными в палубы проезжими частями.

Изобретение относится к переправочно-мостовым средствам, к наплавным мостам и паромам. Наплавной мост содержит береговые звенья со сходнями, речные звенья, аппарели, переходные звенья.

Изобретение относится к ледоведению и льдотехнике и может быть использовано для борьбы с трещинами на дорогах, причалах, аэродромах и других объектах, сооруженных на ледниках и айсбергах.

Морской мост, относящийся к наплавным средствам переправы, может быть использован в перевозках грузов и пассажиров через заливы, проливы и пр. в местах, где обычные мосты не могут работать.

Изобретение относится к мостопереправочным средствам и может быть использовано при наведении понтонных мостов, призванных служить круглогодично. Понтонный мост состоит из плавучих металлических опор и проезжей части, уложенной по балочному металлическому пролетному строению моста.

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к эксплуатации ледяных переправ при транспортировке по ним грузов. .

Изобретение относится к переправочно-мостовым средствам, а более конкретно - к паромам и наплавным мостам. .

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к конструкции автомобильных дорог, возводимых при сооружении новых магистралей для сухопутного транспорта в специфических условиях местности, например с резко переменным рельефом.

Изобретение относится к области мостостроения и может быть использовано на акватории моря с интенсивным судоходством, в штормовых условиях и при наличии течения и ледохода. Предложенный понтонный мост, в частности, может быть установлен через Керченский пролив. Сущность изобретения заключается в том, что пролетные строения выполнены в виде Г-образной жесткой несущей конструкции, которая верхним концом закреплена шарнирно к соседней Г-образной конструкции, а нижним концом - к понтону тоже с помощью шарнира, причем Г-образные пролетные строения установлены зигзагом. Предложенный мост имеет высокие пролетные строения, позволяющие пропускать под мостом все типы судов, обеспечивая нормальное судоходство, при этом мост обладает устойчивостью за счет зигзагообразного расположения пролетных строений и может иметь протяженность до нескольких километров. 5 ил.

Изобретение относится к ледотехнике и может быть использовано при упрочнении ледяного покрова, используемого в качестве взлетно-посадочных полос для самолетов и ледяных переправ. Способ заключается в закачивании под нижнюю кромку льда через просверленные в нем отверстия холодного (t<0°C) атмосферного воздуха в предварительно приготовленные замкнутые области при понижении уровня воды при отливе. 3 ил.

Изобретение относится к ледотехнике и может применяться при упрочнении ледяного покрова, используемого в качестве взлетно-посадочных полос для самолетов и ледяных переправ. Формируют на ледяном покрове ребра жесткости. Ребра жесткости создают при выполнении на оси переправы концентраторов напряжений и приготовлении сквозных отверстий. В сквозные отверстия опускают якоря. На прикрепленные к якорям тросы надевают шайбы с диаметром большим диаметра отверстий и длиной тросов, обеспечивающей амплитуду прогиба не более толщины льда. При этом уровень воды изменяется во время морского прилива. Обеспечивается увеличение несущей способности ледяного покрова. 2 ил.

Изобретение относится к области льдотехники и может использоваться при создании переправ по естественному льду для движения автотранспорта. Армируют лед с помощью натянутой стальной сетки, которую вмораживают в нижнюю кромку льда. Стальную сетку во время монтажа удерживают на глубине на протяжении всей переправы до полного ее вмерзания захватами в каждой лунке. Создают прогиб между несущими стальными тросами и послойно вмораживают вспомогательные тросы снизу. Создают монолит льда по все толщине. Обеспечивает ввод переправы для широких водоемов в эксплуатацию в более ранние сроки, повышение грузоподъемности и срока службы переправы весной. 3 ил.

Изобретение относится к наплавным мостам, используемым для пропуска железнодорожного подвижного состава, колесной и гусеничной техники при разрушении или реконструкции капитальных мостов через широкие и глубокие водные преграды. Речная часть наплавного железнодорожного моста состоит из речных звеньев из понтонов, скрепленных между собой в продольном и поперечном направлениях палубными и днищевыми сцепными устройствами. Звенья установлены поперек течения водотока. Понтоны речных звеньев имеют водопропускные отверстия для пропуска случайных предметов, плывущих с верховой стороны водотока. 3 ил.

Изобретение относится к соединению звеньев мостов-лент и паромов. Технический результат - сокращение времени соединения звеньев, обеспечение возможности наведения переправы поперек реки при большой ее скорости течения и улучшение эксплуатационных характеристик звена. Сближают тросом 8, наматываемым на барабан 7, стыкуемое и состыкованные звенья, перебрасывают с одного звена на другое - ломаный рычаг 3 и закрепляют его конец осью 4 в опоре 5, после чего продолжают сближать звенья. При касании одного из плеч упора 6 другое плечо продолжает поворачиваться вокруг оси 4, при этом происходит автоматическое выравнивание положения звеньев по высоте путем подъема одного и погружения другого звена. После окончательного сближения звеньев их закрепляют путем фиксирования троса 8 и барабана 7, при этом на концы плеч рычага 3 или на оси 4 может быть надета скоба для частичной разгрузки троса 8. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к понтонно-переправочным средствам оборудования паромных переправ через водные преграды. Технический результат - сокращение времени наведения переправы и числа занятых для этого людей, обеспечение возможности наведения переправы при большой скорости течения и улучшение эксплуатационных характеристик. Спускают понтонное звено по направляющим в сложенном состоянии. После завершения схода звена с направляющих крайние понтоны 1, 2 поворачиваются на осях 3, 4 за счет момента, создаваемого силой веса понтона, приложенной к его центру тяжести. При этом увлекаемые крайними понтонами тросы 10 приводят в действие пиропатроны, в результате чего возрастает давление в камерах 9, стремящееся развести понтоны 5, 6, стянутые шнуром 8, и создающее в последнем большое напряжение, приводящее к его разрушению. В результате камеры 9 быстро увеличиваются в объеме под действием давления продуктов горения, что приводит к повороту понтонов 5, 6 вокруг оси 7 и увеличению угла между ними. При падении в воду погружение концов понтонов у камер 9 замедляется за счет более раннего воздействия выталкивающей силы на них, другие концы двигаются быстрее, что приводит к смыканию торцов средних понтонов между собой и с торцами крайних понтонов. Замки 11 автоматически запираются, благодаря чему понтонное звено готово к работе сразу же после его сброса в воду. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх