Способ увеличения несущей способности ледяного покрова



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

Владельцы патента RU 2622960:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" (ФГБОУ ВПО "ПГУ им. Шолом-Алейхема") (RU)
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)
Земляк Виталий Леонидович (RU)

Изобретение относится к ледотехнике и может использоваться при создании ледяной переправы для транспортировки грузов. Способ состоит в том, что несущую способность ледяного покрова переправы увеличивают посредством стальных труб, опущенных на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец трубы выполнен заваренным, а верхний ее конец выступает над ледяной поверхностью. Трубы выполняют из двух частей, сочлененных между собой узлом в виде сферических поверхностей (своеобразного сферического шарнира). Нижнюю часть труб устанавливают на дно бассейна вертикально, а верхнюю - под углом, при этом верхнюю часть труб оснащают ледоскалывающими клиньями. 3 ил.

 

Изобретение относится к области ледотехники и может использоваться при создании ледяной переправы для транспортировки грузов.

Известно техническое решение (1. Козин В.М. Патент РФ №2135685 от 27.08.1999), в котором способ создания ледяной переправы заключается в размещении подо льдом стальных труб, опущенных вертикально на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец труб выполнен заваренным, а верхний ее конец выступает над ледяной поверхностью. Холодный воздух, как более тяжелый, поступает внутрь труб, вызывая намерзание льда по всей их наружной поверхности. По истечении времени, достаточного для надежного примерзания нижних и верхних частей труб соответственно к дну бассейна и ледяному покрову и намерзания на поверхностях труб слоя льда необходимой толщины, ледяная переправа готова к эксплуатации.

Недостатком способа является опасность его использования при значительных колебаниях уровня воды в водоеме, которые неизбежно возникают в течение всего зимнего периода. Так, при подъеме уровня может произойти отрыв от дна придонных концов труб, а при падении - разрушение самого ледяного покрова в местах его примерзания к верхним концам труб.

Задачей заявленного изобретения является создание ледяной переправы, несущая способность которой не зависела бы от колебаний уровня воды в водоеме.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в увеличении степени надежности эксплуатации ледяной переправы.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: несущую способность ледяного покрова, использующегося в качестве ледяной переправы, увеличивают посредством стальных труб, опущенных на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец трубы выполнен заваренным, а верхний ее конец выступает над ледяной поверхностью.

Отличительные: трубы выполняют из двух частей, сочлененных между собой узлом в виде сферических поверхностей, нижнюю часть труб устанавливают на дно бассейна вертикально, а верхнюю - под углом, при этом верхнюю часть труб оснащают ледоскалывающими клиньями.

Известно (2. Петров И.Г. Выбор наиболее вероятных значений механических характеристик льда. Труды ААНИИ, 1976, т. 331, с. 4-41), что прочность льда при сжатии примерно в 2 раза выше, чем при изгибе или растяжении, и в 4 - при срезе или сдвиге, т.е. скалывании.

Таким образом, если необходимо увеличить несущую способность ледяного покрова, использующегося в качестве ледяной переправы в условиях изменяющегося уровня воды в водоеме, то следует уменьшить неизбежно возникающие на опорах переправы ледоразрушающие нагрузки при колебании уровня воды. Это повысит степень надежности эксплуатации переправы. Для этого необходимо изменить вид нагружения намерзшего на трубе слоя льда: напряжения (растяжения или сжатия), возникающие в естественных условиях, заменить на изгибные или скалывающие (сдвиговые) напряжения путем предлагаемой конструкции сочленения труб опоры.

Способ осуществляется следующим образом.

В ледяном покрове по обеим сторонам намеченного пути транспортировки грузов сверлят ряды сквозных отверстий. Через них под лед вертикально опускают трубы с заваренными нижними торцами труб и упирают их в дно бассейна. Длина опор при этом должна быть достаточной для того, чтобы верхний их конец возвышался над поверхностью ледяного покрова. Для предотвращения возможного всплытия труб их временно закрепляют. Затем подготовленную таким образом ледяную переправу подвергают воздействию отрицательных температур. Холодный тяжелый воздух (t<0°C) поступает внутрь труб, вызывая намерзание льда по всей их наружной поверхности, т.е. образование под ледяным покровом своеобразных ледяных свай (ледяных опор), что, безусловно, повысит прочность ледяной переправы. По истечении времени, достаточного для намерзания на поверхностях труб слоя льда необходимой толщины, ледяная переправа готова к эксплуатации, но только для данного уровня воды в водоеме. Поскольку этот уровень, безусловно, будет колебаться в течение всего периода ледостава, то для устранения последствий изменения уровня воды трубы выполняют из двух частей, сочлененных между собой узлом в виде сферических поверхностей (сферических шарниров). Нижнюю часть труб устанавливают на дно бассейна вертикально, а верхнюю - под углом, величина которого должна исключать ее вертикальное (мертвую точку) или горизонтальное (безразличную точку) положения при максимально возможных колебаниях уровня воды в водоеме (под мертвой и безразличной точкой подразумеваются положения элемента, при которых перестает работать предлагаемый способ). Наличие между частями труб сочлененного узла, т.е. сферического шарнира, обеспечит им свободные угловые перемещения. Наклонность и вмороженность в ледяной покров верхней части опоры обеспечит при колебании уровня воды в бассейне возникновение изгибающих моментов и соответствующих скалывающих (сдвиговых) усилий в ледяном покрове и в слоях льда, намерзших на верхнюю часть труб, т.к. их оснащают ледоскалывающими клиньями, форма и длина которых позволит реализовать механизм разрушения намерзшего на трубах льда с наименьшими энергозатратами. Таким образом, если в процессе эксплуатации ледяной переправы изменение уровня воды окажется опасным для сохранения несущей способности ледяного покрова, то благодаря предложенному решению разрушение льда начнется на наклонном, т.е. верхнем, участке опоры.

При этом разрушение льда должно начинаться при минимальных углах наклона верхних частей опор и размерах ледоскалывающих клиньев, размеры которых предварительно определяются экспериментально-теоретически. Это условие обеспечит максимальные прочность опор и, соответственно, несущую способность ледяного покрова при постоянных или незначительных изменениях уровня воды в водоеме. Затем на наклонных участках опор за счет естественного холода вновь произойдет намерзание слоя льда необходимой толщины, и переправа будет готова к дальнейшей эксплуатации. В весенний период, когда эксплуатация переправы станет опасной, опоры вынимают.

Изобретение поясняется графически, где на фиг. 1 показан общий вид на ледяную переправу; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1.

В ледяном покрове 1 по обеим сторонам намеченного пути транспортировки грузов 2 сверлятся ряды отверстий 3. Через них под лед опускают трубы 4 (фиг. 1), т.е. опоры, выполненные из двух частей - верхней 5 и нижней 6, сочлененных узлом 7 под углом α (фиг. 2). Верхнюю часть опоры 5 оснащают ледоскалывающими клиньями 8 (фиг. 3).

Предложенное решение приведет к увеличению несущей способности ледяного покрова, т.е. к достижению заявленного технического результата.

Способ увеличения несущей способности ледяного покрова, использующегося в качестве ледяной переправы, посредством стальных труб, опущенных на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец труб выполнен заваренным, а верхний конец выступает над ледяной поверхностью, отличающийся тем, что трубы выполняют из двух частей, сочлененных между собой узлом в виде сферических поверхностей (своеобразного сферического шарнира), нижнюю часть труб устанавливают на дно бассейна вертикально, а верхнюю - под углом, при этом верхнюю часть труб оснащают ледоскалывающими клиньями.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ледотехнике и может использоваться при создании ледяной переправы для транспортировки грузов. Способ состоит в том, что несущую способность ледяного покрова увеличивают посредством стальных труб, опущенных вертикально на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец трубы выполнен заваренным, а верхний ее конец выступает над ледяной поверхностью.

Изобретение относится к ледотехнике и может использоваться при создании ледяной переправы для транспортировки грузов. Способ состоит в том, что несущую способность ледяного покрова переправы увеличивают посредством стальных труб, опущенных вертикально на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец трубы выполнен заваренным, а верхний ее конец выступает над ледяной поверхностью.

Изобретение относится к переправочно-мостовым средствам, а именно к наплавным мостам и паромам. Технический результат - увеличение несущей способности моста за счет увеличения его поперечной прочности.

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.

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.

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.

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.

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

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 относится к ледотехнике и может использоваться при создании ледяной переправы для транспортировки грузов. Способ состоит в том, что несущую способность ледяного покрова увеличивают посредством стальных труб, опущенных вертикально на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец трубы выполнен заваренным, а верхний ее конец выступает над ледяной поверхностью. Трубы выполняют в виде телескопических опор. Участок соединения подвижного элемента телескопической опоры с неподвижным оснащают теплоизолирующим покрытием. 2 ил.

Изобретение относится к ледотехнике и может использоваться при создании ледяной переправы для транспортировки грузов. Способ состоит в том, что несущую способность ледяного покрова переправы увеличивают посредством стальных труб, опущенных вертикально на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине. Придонный конец трубы выполнен заваренным, а верхний ее конец выступает над ледяной поверхностью. Верхние части труб оснащают свободно вращающимся вокруг их вертикальной оси симметрии фрагментом в виде коаксиального цилиндра, длина которого должна быть не меньше максимального перепада уровня воды в водоеме, а на его поверхности устанавливают винтовую наделку в виде шнека. 2 ил.

Изобретение относится к ледотехнике и может использоваться при создании ледяной переправы для транспортировки грузов. Способ состоит в том, что несущую способность ледяного покрова переправы увеличивают посредством стальных труб, опущенных вертикально на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец трубы выполнен заваренным, а верхний ее конец выступает над ледяной поверхностью. Трубы выполняют из трех частей, сочлененных между собой двумя сферическими проницаемыми шарнирами, при этом нижнюю часть труб устанавливают на дно бассейна по вертикали, а две другие - под углом к ней, при этом вмороженную в ледяной покров верхнюю часть оснащают дополнительным сферическим шарниром, совмещенным со скользящим. Повышение надежности эксплуатации достигается за счет обеспечения независимости ее грузоподъемности от колебаний уровня воды в водоеме. 3 ил.

Изобретение относится к ледотехнике и может использоваться при создании ледяной переправы для транспортировки грузов. Способ состоит в том, что несущую способность ледяного покрова переправы увеличивают посредством стальных труб, опущенных вертикально на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец трубы выполнен заваренным, а верхний ее конец выступает над ледяной поверхностью. Трубы выполняют в виде телескопических опор, при этом участок соединения подвижного элемента телескопической опоры с неподвижным оснащают расположенным внутри труб нагревательным элементом. Повышение надежности эксплуатации ледяной переправы достигается за счет обеспечения независимости ее грузоподъемности от колебаний уровня воды в водоеме. 2 ил.

Изобретение относится к ледотехнике и может использоваться при создании ледяной переправы для транспортировки грузов. Способ состоит в том, что несущую способность ледяного покрова увеличивают посредством стальных труб, опущенных вертикально на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец трубы выполнен заваренным, а верхний ее конец выступает над ледяной поверхностью. В верхних концах труб на гибких связях прикрепляют нагревательные элементы, выполненные в виде колец, диаметр которых превышает габариты намерзших на трубах ледяных образований. 2 ил.

Изобретение относится к области военного мостостроения и может быть использовано при наведении наплавного железнодорожного моста из табельного имущества НЖМ-56 через водные преграды. С двух сторон на паромы речной части 2 наплавного моста закрепляют лебедки 3 с канатами. Команда понтонеров с речной части моста перебрасывают стальные канаты лебедок на выводную часть. Паромная команда крепит канаты за кнехты выводной части парома, после чего осуществляется натяжка канатов лебедками, с помощью которых направляют и удерживают выводной паром, пока понтонеры устанавливают винтовые стяжки натяжных стыков. Предлагаемый способ позволяет упростить технологию ввода парома, уменьшить трудозатраты, время ввода и закрепления выводной части парома в линии моста, что в целом сокращает срок наведения наплавного железнодорожного моста через водную преграду. 1 ил.

Изобретение относится к ледотехнике и может использоваться при транспортировке грузов по ледяным переправам. Способ переправы транспортных средств по ледяному покрову заключается в том, что осуществляют движение по ледяному покрову двух движущихся с резонансной скоростью друг за другом транспортных средств, возбуждающих изгибно-гравитационные волны. При движении одновременно двух транспортных средств одинакового веса их располагают на расстоянии друг от друга, равном длины изгибно-гравитационных волн. В результате обеспечивается безопасность транспортировки грузов по ледяному покрову. 1 ил.

Изобретение относится к области военных инженерно-технических сооружений и, в частности, может быть использовано для сооружения оперативной и скрытой от противника переправы через водные акватории. Технический результат - повышение эффективности проведения работ для обеспечения невидимости моста путем погружения понтонных секций моста под воду, их последующее соединение друг с другом, спуск и соединение понтонных секций осуществляют в темное время суток, на воде, вдоль берега реки, конец моста, расположенный ниже по течению реки, скрепляют осевым шарниром с берегом, а конец моста, расположенный выше по течению реки, открепляют от берега и перемещают к противоположному берегу. После причаливания моста к берегу его закрепляют, все отверстия понтонных секций одновременно открывают для заполнения внутренних полостей понтонных секций водой до опускания их верхних поверхностей ниже уровня воды на глубину половины колеса боевой машины пехоты (БМП), после чего отверстия закрывают. На концах моста устанавливают закрытые сверху световые источники. После окончания переправы военной техники мост разбирают, выливные отверстия понтонных секций открывают, воду выливают, а отверстия закрывают. 2 ил.

Изобретение относится к области военных, инженерно-технических сооружений и, в частности, может быть использовано для организации и сооружения оперативной и скрытой от противника переправы через водные акватории. Технический результат - создание переправы в любом месте берега водного пространства оперативно и скрытно от авиационных и спутниковых систем. Мост содержит сдвоенные понтоны и дополнительно два моторных понтона, блоки управления которыми замаскированы под моторную лодки, установленные на поверхности моторных понтонов, все понтоны имеют установленные на боковой поверхности понтонов, ниже ватерлинии, на глубину, равную половине высоты колеса грузового автомобиля, закрываемые штуцеры. Все понтоны соединены в колонну, длина которой равна ширине реки в месте предполагаемой установки моста. Сборку моста осуществляют в безопасном месте, на берегу притока или заводи водоема, в ночное время, соединяют понтоны в плавучую колонну, спереди и сзади которой располагают моторные понтоны, колонну притапливают посредством открытия штуцеров каждого понтона до осадки поверхности моста на глубину половины колеса грузового автомобиля, после чего сплавляют к месту запланированной переправы боевых подразделений. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ледотехнике и может использоваться при создании ледяной переправы для транспортировки грузов. Способ состоит в том, что несущую способность ледяного покрова переправы увеличивают посредством стальных труб, опущенных вертикально на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец трубы выполнен заваренным, а верхний ее конец выступает над ледяной поверхностью. Трубы выполняют в виде телескопических опор. Участок соединения подвижного элемента телескопической опоры с неподвижным оснащают свободно вращающимся вокруг вертикальной оси симметрии подвижного элемента фрагментом коаксиального цилиндра, длина которого должна быть не меньше максимального перепада уровня воды в водоеме. На его поверхности устанавливают винтовую наделку в виде двухзаходного шнека, при этом диаметр труб подвижного, т.е. верхнего, элемента должен быть больше неподвижного, т.е. нижнего, элемента, а концы двухзаходных шнеков оснащают резцами. 2 ил.

Изобретение относится к ледотехнике и может использоваться при создании ледяной переправы для транспортировки грузов. Способ состоит в том, что несущую способность ледяного покрова переправы увеличивают посредством стальных труб, опущенных на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец трубы выполнен заваренным, а верхний ее конец выступает над ледяной поверхностью. Трубы выполняют из двух частей, сочлененных между собой узлом в виде сферических поверхностей. Нижнюю часть труб устанавливают на дно бассейна вертикально, а верхнюю - под углом, при этом верхнюю часть труб оснащают ледоскалывающими клиньями. 3 ил.

Наверх