Способ увеличения несущей способности ледяного покрова



Способ увеличения несущей способности ледяного покрова
Способ увеличения несущей способности ледяного покрова

 


Владельцы патента RU 2565710:

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 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 ледотехнике и может применяться при упрочнении ледяного покрова, используемого в качестве взлетно-посадочных полос для самолетов и ледяных переправ.

Известен способ создания ледяной грузонесущей платформы, заключающийся в образовании на ледяном покрове ребер жесткости посредством формирования в нем канавок (1. Способ создания ледяной грузонесущей платформы. Патент RU 2141610 С1 от 20.11.99, Бюл. №32).

Недостатком известного решения является его большая трудоемкость.

Задачей заявляемого изобретения является использование природных явлений в виде морских приливов и отливов для образования в ледяном покрове ребер жесткости.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в увеличении несущей способности ледяного покрова.

Существенные признаки, характеризующие изобретение

Ограничительные: способ увеличения несущей способности ледяного покрова включающий формирование на ледяном покрове ребер жесткости.

Отличительные: ребра жесткости создают при выполнении на оси переправы концентраторов напряжений и приготовлении сквозных отверстий, в которые опускают якоря, а на прикрепленные к якорям тросы надевают шайбы с диаметром большим диаметра отверстий и длиной тросов, обеспечивающей амплитуду прогиба не более толщины льда, а также за счет изменения уровня воды во время морского прилива.

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. ISBN 978-5-85094-519-0), что после образования в ледяном покрове сквозных трещин при его нагружении вертикальной нагрузкой несущая способность ледяного покрова полностью не утрачивается, т.е. она больше сил плавучести отдельных обломков льда (Архимедовых сил). Это объясняется взаимодействием обломков на берегах трещин и с неразрушенным полем, т.е. так называемым "арочным эффектом". Полностью образовавшаяся блочная конструкция рассыплется, если максимальная амплитуда прогиба льда превысит толщину льда (см. [2] стр. 188).

Способ осуществляется следующим образом. В ледяном покрове по обеим сторонам и по оси намеченной переправы с помощью ледорезной машины на достаточной для переправы ширине выполняют концентраторы напряжений (неглубокие канавки), необходимые для образования в ледяном покрове после его нагружения областей разрушения с прямолинейными границами, что уменьшит энергозатраты для достижения заявленного технического результата. Затем на оси переправы во льду приготовляют сквозные отверстия на расстоянии, не превышающем половину длины волны статического прогиба (где - цилиндрическая жесткость ледяной пластины; h - толщина льда; Е - модуль упругости льда; µ - коэффициент Пуассона; ρв - плотность воды; g - ускорение силы тяжести) (см. 3. Хейсин Д.Е. Динамика ледяного покрова. Л.: Гидрометеоиздат. 1967. - 215 с., на стр. 74). В этом случае будет происходить суммирование деформаций от двух соседних нагрузок, т.е. для разрушения льда потребуются их меньшие значения и увеличение этого расстояния нецелесообразно.

В образованные отверстия вдоль всей длины переправы опускают якоря, масса которых достаточна для пролома ледяного покрова от вертикального воздействия на лед за счет их силы тяжести и влияния концентраторов напряжений. На прикрепленные к якорю троса надевают шайбы, диаметр которых должен быть больше диаметра отверстий. При достижении минимального уровня отлива шайбы фиксируют на тросах при помощи замков с таким расчетом, чтобы во время прилива длина тросов обеспечивала амплитуду прогиба льда в каждом месте установки якорей не более толщины ледяного покрова.

Начавшийся прилив приведет к натяжению тросов якорей, соответствующему деформированию и неизбежному разрушению ледяного покрова при существующих ширинах (15-20 м) переправ. Образовавшиеся ледяные блоки повернутся на определенные углы, способствуя образованию ребер жесткости, трещины на их границах раскроются, а ограничение амплитуды прогиба льда не даст распасться образовавшейся конструкции. Поступающая через трещины вода заполнит образовавшийся канал и за счет отрицательной температуры атмосферного воздуха начнет замерзать. Если времени начавшегося отлива окажется недостаточно для полного замерзания воды в канале, то описанный выше процесс повторится при следующем приливе и т.д. В результате несущая способность ледяного покрова в месте намеченной переправы увеличится как за счет сформировавшегося ребра жесткости, так и за счет увеличения толщины льда.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано состояние переправы при отливе, а на фиг. 2 - формирование ребра жесткости при приливе.

В ледяном покрове 1 выполняют концентраторы напряжений 2. Затем на оси переправы приготовляют сквозные отверстия 3 диаметром d на расстоянии друг от друга λст/2, в которые опускают якоря 4. На троса 5 надевают шайбы 6 диаметром D>d (фиг. 1). Шайбы 6 фиксируют на тросах 5 при помощи замков 7. Длина тросов 5 должна обеспечивать амплитуду прогиба Н не более толщины льда h (фиг. 2). Прилив приведет к натяжению тросов 5 и разрушению ледяного покрова 1. Образовавшиеся ледяные блоки 8 повернутся на определенные углы α, способствуя образованию ребер жесткости 9. Поступающая через трещины 10 вода заполнит образовавшийся канал 11. После ее замерзания переправа готова к эксплуатации.

Способ увеличения несущей способности ледяного покрова, включающий формирование на ледяном покрове ребер жесткости, отличающийся тем, что ребра жесткости создают при выполнении на оси переправы концентраторов напряжений и приготовлении сквозных отверстий, в которые опускают якоря, а на прикрепленные к якорям тросы надевают шайбы с диаметром большим диаметра отверстий и длиной тросов, обеспечивающей амплитуду прогиба не более толщины льда, а также изменение уровня воды во время морского прилива.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к верхнему строению морской платформы и способам установки на ней; и, в частности, касается способов установки и систем быстроразъемного соединения верхнего строения с одной или несколькими связанными с ней баржами, временного несения верхнего строения морской платформы.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства. Способ предусматривает погружение сооружения путем принятия сооружением балласта и постановку основания сооружения на морское дно.

Изобретение относится к устройствам для производства работ в гидротехническом строительстве и может быть использовано для возведения свайных мостовых оснований, эстакад, перегрузочных комплексов и причальных сооружений на акваториях.

Изобретение относится к возведению монолитных конструкций в труднодоступных районах, а именно к литым бетонным смесям для монолитного бетонирования строительных конструкций.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к морским технологическим платформам различного назначения и может быть использовано при создании плавучих, погружных и стационарных морских платформ для освоения месторождений шельфа.

Изобретение относится к судостроению, а именно к плавучим буровым установкам. Обеспечивает снижение энергозатрат при перемещении плавучей буровой установки по мелководью и вытаскивании ее на твердое основание с незначительным уклоном.

Изобретение относится к области судостроения и касается защиты корпуса морских ледостойких платформ от внешнего ледового воздействия. Корпус морской ледостойкой платформы имеет усиленную, преимущественно вертикальную ледовую обшивку с подкрепляющим набором, снабжен жесткими элементами, имеющими в поперечном сечении треугольную форму, установленными на поверхности обшивки и размещенными по ее поверхности с образованием многозаходной спирали, которая имеет угол наклона образующей к горизонту 10÷70 градусов, и с шагом спирали - не более 1/3 максимальной толщины льда в районе эксплуатации платформы.

Устройство противоледовой защиты для гидротехнического сооружения, расположенного на мелководном континентальном шельфе, включает защитные элементы 2 и закрепляющие элементы, соединяющие защитные элементы с дном акватории.

Изобретение относится к строительству морских платформ, сооружений, городов, в частности к способу изготовления элементов конструкций для строительства морского города.

Изобретение относится к плавучим средствам, а именно к понтонам, плавучим докам, плотам. Плавучая платформа содержит соединенные, по крайней мере, одним фиксирующим элементом, по крайней мере, два плавучих элемента, состоящих из двух боковых граней с, по крайней мере, одним вертикальным выступом на каждой из них и двух боковых граней и с, по крайней мере, на каждой из них одной вертикальной впадиной, соответствующей вертикальному выступу, из верхней грани и днища, образующих вместе пустотелый корпус плавучего элемента.

Изобретение относится к ледотехнике и может быть использовано при упрочнении ледяного покрова, используемого в качестве взлетно-посадочных полос для самолетов и ледяных переправ.

Изобретение относится к области мостостроения и может быть использовано на акватории моря с интенсивным судоходством, в штормовых условиях и при наличии течения и ледохода.

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.

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 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.
Наверх