RU2098560C1 - Device for strengthening of ground beds - Google Patents
Device for strengthening of ground beds Download PDFInfo
- Publication number
- RU2098560C1 RU2098560C1 RU95118813A RU95118813A RU2098560C1 RU 2098560 C1 RU2098560 C1 RU 2098560C1 RU 95118813 A RU95118813 A RU 95118813A RU 95118813 A RU95118813 A RU 95118813A RU 2098560 C1 RU2098560 C1 RU 2098560C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- screen
- bridge
- ducts
- exhaust
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству, капитальному ремонту и эксплуатации мостов любых типов, виадуков, эстакад, путепроводов и может быть использовано для долгосрочного упрочения материалов опор и грунтовых оснований путем их замораживания без затрат искусственных источников энергии до температур на 5 10oC ниже температуры подстилающей поверхности на данном участие в умеренном, субполярном и полярном климатах.The invention relates to the construction, overhaul and operation of bridges of any type, viaducts, overpasses, viaducts and can be used for long-term hardening of support materials and soil bases by freezing them without the expense of artificial energy sources to temperatures of 5 10 o C below the temperature of the underlying surface on given participation in temperate, subpolar and polar climates.
Сама идея увеличения прочности материалов и грунтов путем их замораживания не нова и была обоснована давно. Однако техническое воплощение этой идеи до сих пор оставляет желать лучшего. Причины такого положения должны быть рассмотрены подробно. The very idea of increasing the strength of materials and soils by freezing them is not new and has been substantiated for a long time. However, the technical embodiment of this idea still leaves much to be desired. The reasons for this situation should be considered in detail.
Известны жидкостные, парожидкостные и воздушные охладители природных сред и объектов [1]
Общим недостатком парожидкостных (ПДОУ) и жидкостных охладителей грунтов (ЖОУ) является локальность действия или малая экономическая эффективность из-за большой энергоемкости и материалоемкости. В зона БАМ, например, применение свай Гапеева практически не дало результатов на мостовых устоях. Кроме того, эти установки не обладают экологической чистотой, воздушные охлаждающие установки (ВОУ) экологически чисты, но в предложенных вариантах технически малоэффективны, так как в их конструктивных воплощениях используются один, два фактора, а не все механизмы, приводящие к максимальному вовлечению природных ресурсов для охлаждения грунтов. Принудительная вентиляция при помощи различных механических устройств не дает сколько-нибудь заметного эффекта по сравнению с ВОУ, что установлено экспериментально [1, с. 144] Это связано с особенностями теплообмена между атмосферой и телом с шероховатой поверхностью: при любых скоростях обтекания газом такого тела существует пограничный слой с малоподвижным воздухом, в котором градиенты температуры остаются почти постоянными [1, с. 343]
У всех охлаждающих устройств грунтов и сооружений за исключением плотин отсутствует водонепроницаемый экран, что коренным образом препятствует промерзанию грунтов и материалов при интенсивной циркуляции воды даже при значительном эффекте охлаждения, получаемом на контакте тел. Для средних и больших мостов это типичная ситуация. Это в массовом порядке обнаружено в зоне БАМ под скальными набросками, при забелении поверхности или снятии снежного покрова, например, на автодорожном мосту на трассе АЯМ через р. Сигикту или на территории пос. Дипкун, где годовой эффект охлаждения на глубине колебаний суточных температур (1,0 м) достигает минус 3,0oC4,0oC, а постоянные талики на участках циркуляции воды наблюдались с глубин 3,0 3,5 м.Known liquid, vapor-liquid and air coolers of natural environments and objects [1]
A common disadvantage of vapor-liquid (PDOU) and liquid soil coolers (JOUs) is the locality of action or low economic efficiency due to the high energy and material consumption. In the BAM zone, for example, the use of Gapeev piles gave practically no results on bridge abutments. In addition, these units do not have environmental cleanliness, air-cooled units (HEU) are environmentally friendly, but in the proposed options they are technically ineffective, since in their structural embodiments one, two factors are used, and not all mechanisms leading to the maximum involvement of natural resources for soil cooling. Forced ventilation with the help of various mechanical devices does not give any noticeable effect in comparison with HEU, which has been established experimentally [1, p. 144] This is due to the peculiarities of heat exchange between the atmosphere and a body with a rough surface: at any velocity of gas flowing around such a body, there is a boundary layer with slow-moving air in which the temperature gradients remain almost constant [1, p. 343]
All cooling devices of soils and structures, with the exception of dams, do not have a waterproof screen, which fundamentally prevents the freezing of soils and materials during intensive water circulation, even with a significant cooling effect obtained at the contact of bodies. For medium and large bridges this is a typical situation. This was found in droves in the BAM zone under rocky sketches, during whitening of the surface or removal of snow cover, for example, on a highway bridge on the AYaM highway across the river. Sigiktu or in the village. Deepkun, where the annual cooling effect at the depth of daily temperature fluctuations (1.0 m) reaches minus 3.0 o C4.0 o C, and constant taliks in the areas of water circulation were observed from depths of 3.0 to 3.5 m.
Малая техническая эффективность и нестабильность во времени предложенных ранее технических решений кроется в неправильном методологическом подходе к проблеме теплообмена между телами и средами и формирование в них температурного поля. Low technical efficiency and time instability of previously proposed technical solutions lies in the incorrect methodological approach to the problem of heat exchange between bodies and media and the formation of a temperature field in them.
Все изобретатели предшественники в данной области пытаются охладить грунты путем отнимания у них внутреннего тепла, не воздействуя на внешние по отношению к системе потоки (источники) энергии. All inventors predecessors in this field are trying to cool the soil by taking away their internal heat, without affecting external (relative to the system) energy flows (sources).
В нашем же техническом решении использованы представления Швецова П.Ф. о положительном теплообороте в телах [3] и Лугового П.Н. [2] об абсолютном температуроформирующем потоке энергии к подстилающей поверхности, в соответствии с которыми предусматриваются мероприятия, ведущие к уменьшению величины этого потока, а соответственно температуры и внутренней энергии опор и грунтов (см. уравнения 3.60 и 3.68 в [2]). In our technical solution, the representations of Shvetsov P.F. positive heat transfer in bodies [3] and P. Lugovoi [2] on the absolute temperature-forming energy flux to the underlying surface, in accordance with which measures are envisaged that lead to a decrease in the magnitude of this flux, and accordingly the temperature and internal energy of the supports and soils (see equations 3.60 and 3.68 in [2]).
Основой конструктивных решений изобретения является применение непрозрачных и водонепроницаемых многослойных (не менее двух слоев) экранов с воздушной полостью под ними над конусами устоев или непосредственно над опорами или в грунтах, устраиваемых на глубину не менее мощности сезоннопротаивающего слоя или мощности активной циркуляции грунтового потока. The basis of the constructive solutions of the invention is the use of opaque and waterproof multilayer (at least two layers) screens with an air cavity under them above the cones of abutments or directly above supports or in soils arranged to a depth of not less than the thickness of the seasonally spreading layer or the power of active circulation of the ground flow.
Широко известно, что многослойные экраны резко уменьшают поток лучистой энергии, а в природных условиях энергии солнца и излучения атмосферы. Под экраном же на границе воздушной полости и грунтов или материала опоры образуется новая, ниже дневной подстилающая поверхность. В зимний период при постоянной циркуляции в полости под экраном, расположенным под снежным покровом, воздуха с очень низкой температурой, формируемой под снежной поверхностью, грунты будут отдавать тепло (отрицательная адвекция тепла), и их температура на новой подстилающей поверхности будет стремиться уравняться с температурой наружного воздуха над снегом. Если бы летом удалось достичь абсолютной теплоизоляции воздушной полости под многослойным экраном (т.е. не допустить сюда притоков тепла из внешней среды), то температура грунтов была бы близка к среднезимней температуре снежной поверхности, т.е. намного ниже средней многолетней температуры приземного воздуха (минус 20-30oC).It is widely known that multilayer screens dramatically reduce the flux of radiant energy, and in natural conditions, solar energy and atmospheric radiation. Under the screen, at the border of the air cavity and soil or material of the support, a new surface is formed below the daytime. In winter, with constant circulation in the cavity under the screen located under the snow cover, air with a very low temperature formed under the snow surface, the soil will give off heat (negative heat advection), and their temperature on the new underlying surface will tend to equal the outside temperature air over the snow. If in the summer it was possible to achieve absolute thermal insulation of the air cavity under the multilayer screen (i.e., to prevent heat inflows from the external environment here), then the soil temperature would be close to the average winter temperature of the snow surface, i.e. much lower than the average multi-year temperature of surface air (minus 20-30 o C).
Предлагаемое техническое решение по расчету обеспечивает стабильные температуры с малой амплитудой колебаний, на 5-10oC ниже средних годовых температур подстилающей поверхности в данной местности, что вполне достаточно для серьезного повышения прочности материала опор мостов, даже сильно разрушенного физико-химическими криогенными процессами.The proposed technical solution for the calculation provides stable temperatures with a small amplitude of oscillations, 5-10 o C below the average annual temperatures of the underlying surface in a given area, which is quite enough to seriously increase the strength of the material of the bridge supports, even severely destroyed by physicochemical cryogenic processes.
Аналогом предлагаемого решения может служить устройство для охлаждения и противоэрозийной защиты от атмосферных осадков грунтового основания зданий [4] Но это положительное решение не может быть применено к промораживанию опор и оснований мостов вследствие другой конструкции и, прежде всего, отсутствии водонепроницаемого экрана под дневной поверхностью. Кроме того, в этом изобретении в качестве постоянной движущей силы для циркуляции воздуха вверх не предусмотрено использование оранжерейного эффекта атмосферы в воздуховыводящих каналах и не могла предусматриваться в качестве движущей силы принудительная вентиляция под воздействием движущегося транспорта, а внутреннее тепло на мостах отсутствует. В теле опор моста нельзя устроить также, как под зданием, вентиляционную полость с металлической воздухонаправляющей перегородкой. An analogue of the proposed solution can be a device for cooling and anti-erosion protection from atmospheric precipitation of the soil base of buildings [4] But this positive solution cannot be applied to freezing supports and base bridges due to a different design and, above all, the lack of a waterproof screen under the day surface. In addition, in this invention, the use of the greenhouse effect of the atmosphere in the air outlet channels was not provided as a constant driving force for upward air circulation and forced ventilation under the influence of a moving vehicle could not be provided as a driving force, and there was no internal heat on the bridges. In the body of the bridge supports, it is impossible to arrange, as under the building, a ventilation cavity with a metal air guide wall.
Целью изобретения является упрочнение разрушенных физико-химическими процессами опор и оснований мостов путем их промораживания и длительного сохранения температурного режима в состоянии не выше -2oC (твердомерзлые породы) без применения установок по принудительному охлаждению грунтов и материалов, производства ремонтных работ механизмами, нагнетания закрепляющих материалов и жидкостей в опоры и грунты, без использования других традиционных приемов с одновременным существенным повышением технико-экономической эффективности перевозочного процесса, в частности повышением нагрузок.The aim of the invention is the hardening of supports and bases of bridges destroyed by physical and chemical processes by freezing them and preserving the temperature regime for a long time in a state of not higher than -2 o C (hard frozen rocks) without the use of forced cooling of soils and materials, repair work with mechanisms, and injection of fixing materials and liquids in supports and soils, without the use of other traditional techniques, while significantly increasing the technical and economic efficiency of transport ozogo process, in particular increased loads.
Это достигается устройством сплошного непрозрачного вертикально или субвертикально расположенного и водонепроницаемого экрана, например из стеклопластика, вокруг конусов устоев моста или непосредственно вокруг опор с заглублением его в грунты в некотором отдалении от подошвы конусов и подходной насыпи на глубину, превышающую глубину нормативного промерзания или мощность грунтового и подруслового потока с активной циркуляцией воды. This is achieved by a device of a continuous opaque vertically or subvertically located and waterproof screen, for example, made of fiberglass, around the cones of the abutments of the bridge or directly around the supports with its deepening into the ground at some distance from the base of the cones and the embankment to a depth exceeding the depth of normative freezing or the power of the ground and under-flow with active water circulation.
Под экраном преимущественно белого цвета должна оставаться воздушная полость мощностью 0,5 0,7 м, чем обеспечивается наиболее активный воздухообмен и постоянное разрушение пограничного слоя воздуха в полости. Экран сваривается из секций непрозрачного и водонепроницаемого стеклопластика, а на нижней и верхней частях экрана делают горизонтальные площадки с размером, несколько большим мощности воздушной полости под экраном. На площадках на каждой секции врезаются и наглухо закрепляются приточные и вытяжные стояки, в которых располагаются струйные кольцевые ветрозахваты для направлений струй воздуха вниз в приточных и вверх в вытяжных. Приточные стояки должны быть перекрыты колпаками от попадания атмосферных осадков, а вытяжные - дефлекторами. Все стояки должны быть оборудованы автоматическими поворотными устройствами, открывающими их отверстия зимой и закрывающими летом за счет действия природных ресурсов. Вытяжные стояки-каналы выше поворотных устройств должны быть сделаны из прозрачного стеклопластика и доходить до уровня перил моста для того, чтобы возникающий парниковый эффект был достаточен для постоянной тяги воздуха по воздуховыводным каналам, включающим приточные и вытяжные стояки и воздушную полость под многослойным экраном. Under the screen of predominantly white color, an air cavity with a thickness of 0.5 0.7 m should remain, which ensures the most active air exchange and constant destruction of the boundary layer of air in the cavity. The screen is welded from sections of opaque and waterproof fiberglass, and on the lower and upper parts of the screen horizontal platforms are made with a size slightly larger than the power of the air cavity under the screen. Supply and exhaust risers cut into and tightly fixed on the sites on each section, in which jet ring wind grips are located for the direction of air jets down in the supply and up in the exhaust. Supply pipes must be covered with caps from atmospheric precipitation, and exhaust pipes with baffles. All risers should be equipped with automatic rotary devices that open their openings in winter and close their openings in summer due to the action of natural resources. Exhaust risers-channels above the rotary devices must be made of transparent fiberglass and reach the level of the bridge railing so that the resulting greenhouse effect is sufficient for constant air draft through the air outlet channels, including the supply and exhaust risers and the air cavity under the multilayer screen.
Непрозрачный многослойный экран предпочтительно белого цвета в атмосферной части крепится посредством каркаса из тонких стержней из стеклопластика (нержавеющей стали) и путем забивания их в отверстия в материал конусов устоев или непосредственно в опорах. An opaque multilayer screen, preferably white in the atmospheric part, is fixed by means of a frame made of thin rods of fiberglass (stainless steel) and by driving them into holes in the material of the cones of abutments or directly in the supports.
Верхняя площадка экрана обязательно должна заделываться в материал конусов опор или непосредственно в опоры, а поры и трещины должны цементироваться нагнетанием раствора. The upper screen area must necessarily be embedded in the material of the cones of the supports or directly in the supports, and pores and cracks should be cemented by injection of the solution.
Заглубление экрана в грунты устраивается рытьем траншей на некотором расстоянии от подошвы устоя моста или подходной насыпи в зависимости от рода грунта и возникающих углов откосов траншей в целях предотвращения обрушения насыпей и конусов устоев. The screen is deepened into the ground by digging trenches at a certain distance from the bottom of the abutment of the bridge or approach embankment, depending on the type of soil and the resulting slope angles of the trenches in order to prevent collapse of embankments and cones of abutments.
В предлагаемом техническом устройстве, в отличие от предыдущих изобретений, задействованы практически все мыслимые силы для постоянный циркуляции зимой атмосферного воздуха по воздуховыводным каналам простейшего вида. Из-за инверсии температур зимой, оседания и стока охлажденного воздуха в низины, действия дефлекторов в воздуховыводящих стояках зимой в таком устройстве будет иметь место градиент плотностей воздуха. Этот градиент вызывает появление сил плавучести в поле тяготения, которые приводят к постоянной конвекции воздуха в направлении снизу вверх и теплоотдаче внутреннего тепла грунтов и материалов в канал и выносу его в атмосферу через вытяжные стояки (отрицательная адвекция тепла). К тому же эффекту приводит нагревание воздуха в верхней части воздуховыводящего стояка при формировании парникового эффекта. In the proposed technical device, in contrast to the previous inventions, practically all conceivable forces are involved for the constant circulation of atmospheric air in winter through the air outlets of the simplest form. Due to the inversion of temperatures in winter, the deposition and runoff of chilled air into the lowlands, the action of deflectors in the air outlets in winter, a gradient of air densities will occur in such a device. This gradient causes the appearance of buoyancy forces in the gravitational field, which lead to constant convection of air in the direction from the bottom up and heat transfer of the internal heat of soils and materials to the channel and its transfer to the atmosphere through exhaust risers (negative heat advection). The heating of the air in the upper part of the venting riser leads to the same effect during the formation of the greenhouse effect.
Из-за увеличения скорости ветра с высотой и при прохождении поездов благодаря действию ветрозахватов будет постоянное действовать принудительная вентиляция воздуха в направлении от приточных до вытяжных каналов. Due to the increase in wind speed with height and when passing trains due to the action of wind grips, forced air ventilation will constantly operate in the direction from the supply to the exhaust channels.
Наконец, более холодный воздух атмосферы, вступая в полости под экраном во взаимодействие с грунтами, будет вызывать движение пара к поверхности охлаждения, а в воздушной полости к его сублимации. Это приведет к нагреванию воздуха в полости и, в конечном итоге, к появлению сил плавучести в направлении вытяжных каналов. Finally, the colder air of the atmosphere, entering into the cavity under the screen in interaction with the soil, will cause the vapor to move to the cooling surface, and in the air cavity to its sublimation. This will lead to heating of the air in the cavity and, ultimately, to the emergence of buoyancy forces in the direction of the exhaust channels.
Таким образом, в отличие от существующих конструкций и изобретений предлагаемое решение обладает всеобщностью применения в поясах умеренного, субполярного и полярного климатов благодаря использованию приемов и устройств для одновременного задействования всех движущих сил для создания под влиянием природных факторов постоянной свободной конвекции или принудительной циркуляции воздуха зимой по воздуховодному каналу снизу вверх:
1) при океаническом режиме теплообмена главной движущей силой воздухообмена и теплообмена в плоскости под многослойным непрозрачным и теплоизолированным экраном зимой становится принудительная вентиляция воздуха через ветрозахваты;
2) при континентальном режиме теплообмена на первый план выступает движущая сила плавучести, возникающая вследствие появления в солнечную погоду парникового эффекта в верхней части вытяжных стояков днем, инверсивного распределения температур в атмосфере и стоковых ветров круглосуточно или ночью, наибольшего давления атмосферы зимой на самых низких отметках местности, действию дефлекторов.Thus, in contrast to existing designs and inventions, the proposed solution has universal applicability in temperate, subpolar, and polar climates due to the use of techniques and devices for simultaneous use of all driving forces to create, under the influence of natural factors, constant free convection or forced air circulation in winter through the air duct channel from bottom to top:
1) under the oceanic regime of heat exchange, the main driving force of air exchange and heat exchange in the plane under a multilayer opaque and heat-insulated screen in winter is forced air ventilation through wind grips;
2) in the continental heat transfer mode, the buoyancy driving force comes to the forefront due to the greenhouse effect in the upper part of the exhaust risers during the daytime in sunny weather, the inverse temperature distribution in the atmosphere and stock winds around the clock or at night, and the highest atmospheric pressure in winter at the lowest elevations action of deflectors.
Применение в предлагаемом устройстве тех или иных известных элементов из прежних решений не является простым повторением, а преследует главную цель, не осуществленную никем: создать зимой интенсивный постоянный поток воздуха снизу вверх (а не сверху вниз, как это предложено многими) над теплоизолированной от лучистых потоков Солнца и атмосферы поверхностью охлаждения грунтов и не допустить сюда потоков от внешней среды, в том числе из гидросферы летом, оригинальными способами, без затрат искусственных источников энергии. The use in the proposed device of one or another known element from the previous solutions is not a simple repetition, but pursues the main goal that has not been accomplished by anyone: to create in winter an intense constant air flow from bottom to top (and not top to bottom, as many have suggested) over heat-insulated from radiant fluxes The sun and the atmosphere by the cooling surface of the soil and prevent the flow from the external environment, including from the hydrosphere in the summer, by original methods, without the expense of artificial energy sources.
На фиг. 1 изображено в разрезе вдоль дороги устройство для упрочнения грунтов оснований и опор мостов; на фиг. 2 его соотношение в плане с элементами моста и подходной насыпи; на фиг. 3 оригинальный поворотно-запорный механизм; на фиг. 4 детали напорно-вытяжного механизма циркуляции воздуха. In FIG. 1 shows a section along the road a device for hardening the soils of foundations and bridge supports; in FIG. 2 its ratio in plan with elements of the bridge and approach embankment; in FIG. 3 original rotary locking mechanism; in FIG. 4 parts of the pressure and exhaust mechanism of air circulation.
В качестве типового моста рассмотрим однопролетный мост (фиг. 1 и 2) (эстакаду, виадук, продуктопровод) с опорами 1, пролетным строением 2, корытом с балластом 3 на мосту, балластом 4 на основной площадке подходной насыпи 5, конусом устоя 6, водным потоком 12 под мостом, имеющим фильтрующие подрусловые отложения 13, подстилающие их нефильтрующие отложения 14 и коренные породы 15. As a typical bridge, consider a single-span bridge (Fig. 1 and 2) (overpass, viaduct, product pipeline) with
Устройство для упрочнения промораживанием опор моста 1, подходной насыпи 5, конусов устоев 6, грунтовых оснований 14, 15 включает в себя воздуховодную сплошную полость 7, размещенную под сплошным многослойным экраном 9, тепло- и водонепроницаемым, из непрозрачного преимущественно белого гладкого или профилированного стеклопластика или пластмассы с образованием между слоями воздушных прослоек. Экран 9 сваривается из секций различных конфигураций и образует закругленное покрытие вдоль откосов конусов и подходных насыпей (см. фиг. 2). Экран 9 опирается в надземной части на каркас из стержней 3 высотой 0,5 0,7 м, закрепленных с экраном 9 грунтами устоек 6 или непосредственно с материалом опор моста 1. A device for hardening by freezing the supports of the
В верхней и нижней частях надземного экрана устраиваются горизонтальные площадки, на которых устанавливаются в каждой секции 1 2 воздухоприточных 10 и воздуховыводящих 11 стояков с ветрозахватами и дополнительно дефлекторами в верхних стояках. In the upper and lower parts of the elevated screen, horizontal platforms are arranged on which 1
Подземная часта водонепроницаемого экрана 9 может быть слоистой или сплошной и заглубляется в грунты, несколько отступая от нижней границы экрана в атмосфере 17 и границы подходных насыпей 20, на глубину подошвы сильно фильтрующего слоя отложений или нормативного слоя сезонного протаивания грунтов. The underground part of the
В нижней части прямоугольных всасывающих и вытяжных стояков 10, 11 на горизонтальных стержнях 24 закреплены крышки-клапана 25, располагающиеся зимой вертикально, что допускает постоянную циркуляцию холодного воздуха под экраном 9. Летом крышки-клапана 25 располагаются горизонтально, перекрывая сечение всасывающих и вытяжных стояков, что практически исключает циркуляцию воздуха и миграцию пара по воздухопроводящей полости под экраном, т.е. теплообмен с внешней средой стремится к нулю. In the lower part of the rectangular suction and
Постановка крышки-клапана в горизонтальное или вертикальное положение производится при помощи предложенного нами поворотно-запорного устройства, прикрепляемого к прямоугольным частям всасывающих и вытяжных стояков. Setting the valve cover in horizontal or vertical position is carried out using our proposed rotary locking device, attached to the rectangular parts of the suction and exhaust risers.
Экономическая эффективность предлагаемого технического решения по упрочнению грунтовых оснований зависит также и от четкой работы автоматического поворотно-запорного механизма, использующего только природные ресурсы, изображенного на фиг. 3. The economic efficiency of the proposed technical solution for hardening soil bases also depends on the accurate operation of the automatic rotary locking mechanism using only natural resources, shown in FIG. 3.
Автоматическое поворотное устройство состоит из цилиндра из гидрофобного материала расчетной длины с уширением в верхней части 26, заполненного водой 27, запасы которой в теплый период пополняются из атмосферы. В цилиндрике располагается поршень 28 с небольшими отверстиями 29 сбоку для притока воды под него. Под поршнем снизу находится ограничитель в виде утолщения стенки 30, не позволяющий стягивающим пружинам 31 осаждать его ниже заданного уровня. Поршень 28 связан через шарнир с негнущимся вертикальным стержнем 32, который, в свою очередь, связан с подвижным вверх и вправо (влево) горизонтальным негнущимся стержнем 33, имеющим ограничители 34. Горизонтальный подвижный стержень 33 жестко связан со стягивающими пружинами 31, которые другим концом жестко закреплены с рамкой 36. В верхней части этой рамки имеются отверстия для свободного хода вверх вниз и вправо влево стержня 33. The automatic rotary device consists of a cylinder of hydrophobic material of the estimated length with a broadening in the
Стержень 32 через шарнирное устройство связан с рычагом, жестко насаженным на болт 38, который длинным плечом также шарнирно завязан с болтом 40, встроенным наглухо в крышку-клапан 25. The
Болт 40 выходит наружу из всасывающего стояка или воздухо-выводящего стояка через отверстие 41, по которому он передвигается в течение года. Все поворотное устройство крепится к вытяжным или всасывающим стоякам болтами 37. The
В летний период положение всех работающих частей поворотного устройства обозначено сплошной линией, а зимний прерывистой. Оно работает следующим образом. In summer, the position of all working parts of the rotary device is indicated by a solid line, and the winter by a dashed line. It works as follows.
После замерзания воды 27 в цилиндре 26 лед расширяется и занимает больший объем благодаря отсутствию связи со стенками цилиндра. Благодаря гидрофобности материала цилиндра 26 поршень 28 перемещается в верхнее положение, а вслед за ним через систему стержня 32, рычага 39 и болта 40 крышка-клапан 25 занимает вертикальное положение, позволяя воздуху свободно поступать под экран 9. Летом лед растаивает, вследствие чего пружины 31 возвращают поршень 23 и всю систему поворотного устройства в летнее состояние, когда крышка-клапан занимает горизонтальное положение и закрывает отверстия всасывающих 10 и вытяжных 11 стояков. Испарившаяся вода, осев, снова заполняет весь цилиндр и цикл снова повторяется. Избыток воды, скопившейся выше поршня, при замерзании выталкивается из цилиндра и падает вниз. After freezing
Следует детальнее рассмотреть и напорно-вытяжной механизм циркуляции воздуха снизу-вверх на примере однопролетного моста без конуса устоя (фиг. 4). It should be considered in more detail and the pressure-exhaust mechanism of air circulation from the bottom up to the example of a single-span bridge without an abutment cone (Fig. 4).
Над нижней прямоугольной частью всасывающих стояков с помощью креплений 43 надстраивают круглые трубы 44 из белого стеклопластика (пластмассы) с прорезями для кольцевых напорных, сужающихся к внутренним стенкам, ветрозахватов 45, направляющих струи воздуха вниз. Over the lower rectangular part of the suction risers, with the help of
Над трубами 44 на тонких стойках 50 подвешивают крышки для защиты от попадания атмосферных осадков 51. Та часть всасывающих стояков, на которых имеются напорные ветрозахваты 45 с трубами, направленными вниз, всегда должна находиться выше снежной поверхности. Lids are suspended above the
Вертикальная часть экрана 9, слои которого разделены между собой подпорками 46, опирается на сваи 52 и крепится к телу опоры болтами-стяжками 8. Выше экрана 9 воздух циркулирует сначала в плоской прямоугольной части вытяжных стоек, где на стержнях 24 располагаются крышки-клапаны 25. The vertical part of the
На прямоугольную часть вытяжных стоек устанавливаются круглые трубы 47 из прозрачного стеклопластика с прорезями для кольцевых ветрозахватов 48, направляющих поток воздуха вверх. Круглые трубы заканчиваются дефлекторами 49, дающими еще одну тягу для воздуха через полости под экраном.
Предлагаемые технические решения могут обеспечить устойчивую во времени эксплуатацию мостов и сооружений в умеренной и полярной климатических зонах, там, где они запроектированы по первому принципу в области вечной мерзлоты, или при их помощи можно создавать искусственную вечную мерзлоту и переводить функционирование природных и техногенных ландшафтов из режима протаивания грунтов в режим появления многолетних устойчивых вечномерзлых грунтов с примерной границей 16 на фиг. 1. В связи с наблюдающимся, например, на Забайкальской ж. д. и возможным потеплением климата вообще, изобретение может найти самое широкое применение. The proposed technical solutions can ensure stable operation of bridges and structures in temperate and polar climatic zones, where they are designed according to the first principle in the field of permafrost, or with their help it is possible to create artificial permafrost and transfer the functioning of natural and man-made landscapes from the regime thawing of soils in the mode of occurrence of perennial stable permafrost soils with an approximate boundary of 16 in FIG. 1. In connection with the observed, for example, on the Trans-Baikal railway. D. and possible global warming, the invention can find the widest application.
Экономический эффект в этом случае будет исчисляться многими миллионами конвертируемой валюты, так как изобретение чисто экологически, сравнительно технологично для изготовления, не требует затрат искусственных источников энергии при эксплуатации, хотя действие предлагаемых устройств может измеряться десятками лет без ремонта благодаря применению стойких к разрушению материалов. The economic effect in this case will amount to many millions of convertible currencies, since the invention is purely environmentally friendly, relatively technologically advanced for manufacturing, does not require artificial energy sources during operation, although the effects of the proposed devices can be measured for decades without repair due to the use of materials resistant to destruction.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95118813A RU2098560C1 (en) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | Device for strengthening of ground beds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95118813A RU2098560C1 (en) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | Device for strengthening of ground beds |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95118813A RU95118813A (en) | 1997-11-20 |
| RU2098560C1 true RU2098560C1 (en) | 1997-12-10 |
Family
ID=20173494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95118813A RU2098560C1 (en) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | Device for strengthening of ground beds |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2098560C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113529654A (en) * | 2021-08-11 | 2021-10-22 | 济宁市水利事业发展中心 | River engineering management ecological slope protection and construction method thereof |
-
1995
- 1995-10-31 RU RU95118813A patent/RU2098560C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Коновалов А.А. Охлаждение мерзлых оснований для повышения их прочности. - Красноярск: Издательство Красноярского университета, 1989, с. 144, 348. 2. Луговой П.Н. Пространственно-статический подход к проблеме теплообмена в криосфере Земли. - Благовещенск, 1990, с. 52, 1977. 3. Швецов Основы геокриологии. - М.: Издательство АН СССР, 1959, ч. 1, с. 98. 4. RU, патент, 2039860, кл. E 02 D 27/35, 1995. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113529654A (en) * | 2021-08-11 | 2021-10-22 | 济宁市水利事业发展中心 | River engineering management ecological slope protection and construction method thereof |
| CN113529654B (en) * | 2021-08-11 | 2022-11-15 | 济宁市水利事业发展中心 | River engineering management ecological slope protection and construction method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2561840C2 (en) | Underground circuit in system of low temperature energy and method of its generation | |
| CN101553662A (en) | A wind energy converter, a method and use hereof | |
| US3331207A (en) | Method and system for collecting and distributing water | |
| CN108193575A (en) | The anti-freeze expansion structure and its paving method of seasonal frozen soil region roadbed | |
| EA001953B1 (en) | Protective elements, devices comprising said elements and method for protecting a zone against floods and avalanches | |
| NO171464B (en) | ARTIFICIAL OEY FOR LOCATION IN AN ARCTIC CLIMATE AREA | |
| RU2098560C1 (en) | Device for strengthening of ground beds | |
| RU2318098C1 (en) | Seasonal freezing retarding method | |
| RU2303675C1 (en) | Culvert structure for road embankment erected on permafrost ground | |
| RU2592113C2 (en) | Ground dam on permafrost base and method for creation thereof | |
| RU2465395C1 (en) | Dam from soil materials | |
| RU2385985C1 (en) | Hydrotechnical channel on permafrost soils of slope | |
| RU2039860C1 (en) | Device for cooling of building ground base and its protection from corrosion caused by atmospheric precipitation | |
| SU1710666A1 (en) | Earth structure | |
| CN1230592C (en) | Heat absorption thermal insulation compound apparatus for controlling salivary ice of road building | |
| SU1714030A1 (en) | Earth dam | |
| RU197653U1 (en) | Culvert in a road embankment on permafrost | |
| SU1100378A1 (en) | Method of forming and maintaining ice-proof water basin | |
| WO2000029791A1 (en) | Paving or revetment provided with a heat conveying element | |
| RU2029016C1 (en) | Earth dam of frozen type | |
| CN206928152U (en) | A kind of road foundation structure of Permafrost Area | |
| JPH11222836A (en) | Overfall power generation system | |
| RU30362U1 (en) | Permafrost intermediate bridge support | |
| CN205653674U (en) | Utilize earth source heat pump cooling and melt airport road surface system that freezes | |
| RU2254415C1 (en) | Diversion unit |