RU2622959C1 - Method for increasing carrying capacity of ice cover - Google Patents
Method for increasing carrying capacity of ice cover Download PDFInfo
- Publication number
- RU2622959C1 RU2622959C1 RU2016115926A RU2016115926A RU2622959C1 RU 2622959 C1 RU2622959 C1 RU 2622959C1 RU 2016115926 A RU2016115926 A RU 2016115926A RU 2016115926 A RU2016115926 A RU 2016115926A RU 2622959 C1 RU2622959 C1 RU 2622959C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ice
- pipes
- pipe
- supports
- ice cover
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
- E01D15/00—Movable or portable bridges; Floating bridges
- E01D15/14—Floating bridges, e.g. pontoon bridges
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ледотехники и может использоваться при создании ледяной переправы для транспортировки грузов.The invention relates to the field of ice engineering and can be used to create an ice ferry for transporting goods.
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.A technical solution is known (1. Kozin VM, RF Patent No. 2135685 dated 08/27/1999), in which the method of creating an ice crossing consists in placing steel pipes under ice, dropped vertically to the bottom of the pool through the through holes formed in the ice cover on both the edges of the crossing along its entire length, with the bottom end of the pipes made brewed, and its upper end protruding above the ice surface. Cold air, as heavier, enters the pipes, causing ice to freeze over their entire outer surface. After a sufficient time has elapsed for reliable freezing of the lower and upper parts of the pipes, respectively, to the bottom of the pool and the ice cover and freezing on the pipe surfaces of an ice layer of the required thickness, the ice crossing is ready for operation.
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.The disadvantage of this method is the danger of its use with significant fluctuations in the water level in the reservoir, which inevitably occur throughout the winter period. So, when the level rises, detachment of the bottom ends of the pipes can occur, and when they fall, the ice cover itself can be destroyed in places where it freezes to the upper ends of the pipes.
Задачей заявленного изобретения является создание ледяной переправы, несущая способность которой не зависела бы от колебаний уровня воды в водоеме.The objective of the claimed invention is the creation of an ice ferry, the bearing capacity of which would not depend on fluctuations in the water level in the reservoir.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в увеличении степени надежности эксплуатации ледяной переправы.The technical result achieved by solving the problem is to increase the degree of reliability of the operation of the ice crossing.
Существенные признаки, характеризующие изобретениеThe essential features characterizing the invention
Ограничительные: несущую способность ледяного покрова, использующегося в качестве ледяной 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.Restrictive: the bearing capacity of the ice cover used as an ice crossing is increased by means of steel pipes lowered vertically to the bottom of the pool through the through holes formed in the ice cover along both edges of the crossing along its entire length, with the bottom end of the pipe being welded and its upper the end protrudes above the ice surface.
Отличительные: трубы выполняют в виде телескопических опор, участок подвижного элемента телескопической опоры в месте его соединения с неподвижным выполняют с неоднородностями в виде, например, переменности толщины стенки труб, длина участка должна превышать возможный максимальный уровень колебаний волы в водоеме, при этом на верхнем конце выступающей из-подо льда трубы устанавливают генератор, возбуждающий в опорах продольные колебания, которые будут трансформироваться в поперечные в местах неоднородностей волноводов, т.е. на участках труб с переменной толщиной, при этом в верхних их частях устанавливают теплоизоляционные заглушки.Distinctive: the pipes are made in the form of telescopic supports, the portion of the movable element of the telescopic support in the place of its connection with the fixed is made with heterogeneities in the form, for example, of the variability of the wall thickness of the pipes, the length of the section must exceed the maximum possible level of wave oscillations in the reservoir, while at the upper end a pipe protruding from under the ice is installed a generator that excites longitudinal vibrations in the supports, which will transform into transverse ones in the places of waveguide inhomogeneities, i.e. on sections of pipes with variable thickness, while in their upper parts install heat-insulating plugs.
Общеизвестно, что встречающиеся на пути распространения продольных волн неоднородности, например, в виде переменности толщин волновода, вследствие дифракции трансформируют их в поперечные и наоборот.It is well known that the inhomogeneities encountered in the propagation of longitudinal waves, for example, in the form of waveguide thickness variability, transform them into transverse ones due to diffraction and vice versa.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
В ледяном покрове по обеим сторонам намеченного пути транспортировки грузов сверлятся ряды сквозных отверстий. Через них под лед вертикально опускают трубы в виде телескопических опор с одним подвижным и одним неподвижным элементами 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°С) 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 в целях сохранения целостности ледяного покрова в местах установки опор, т.е. увеличения несущей способности ледяного покрова, участок подвижного элемента телескопической опоры в местах его соединения с неподвижным выполняют с неоднородностями в виде переменности толщины стенки трубы. Длина этого участка должна превышать возможный максимальный уровень колебаний воды в водоеме. На верхний конец выступающей из-подо льда трубы устанавливают генератор, возбуждающий в опорах продольные колебания, которые будут трансформироваться в поперечные на его участке с переменой толщиной стенки. Если в процессе эксплуатации переправы вследствие значительного изменения уровня воды возникнет опасность ее повреждения, то в верхней части трубы вначале устанавливают теплоизоляционные заглушки. Это ограничит поступление холодного воздуха внутрь опоры. Температура воздуха внутри опоры благодаря теплопроводности намерзшего на нее льда, материала самой опоры и поступающей от воды теплоте повысится. Это уменьшит адгезию, т.е. прочность примерзания слоя льда к стенкам опоры. Затем включают генератор вертикальных колебаний подвижного элемента опоры. Ослабленная адгезия намерзшего слоя льда к опоре и резонансное увеличение амплитуды горизонтальных колебаний (вследствие совпадения вынужденных и собственных частот) позволит разрушить намерзший слой льда на участке соединения элементов опоры. В результате подвижный элемент опоры, получив способность перемещаться по вертикали, вместе с примерзшим к нему ледяным покровом и оставшимся на нем намерзшим слоем льда переместится в соответствующем направлении: при подъеме уровня воды - вверх; при падении - вниз. После этого питание генератора отключают и вынимают теплоизоляционную заглушку. Затем за счет естественных низких температур произойдет повторное намерзание льда на этом участке. При достижении толщины намерзшего льда достаточной величины h (прочности ледяной сваи), что определяется расчетами или экспериментально, ледяная переправа будет готова к дальнейшей эксплуатации. В весенний период, когда эксплуатация переправы станет опасной, трубы вынимают.Rows of through holes are drilled in the ice sheet on both sides of the intended cargo transportation path. Through them, pipes in the form of telescopic supports with one movable and one fixed elements with welded lower ends of the pipes are vertically lowered under the ice and abut them in the bottom of the pool. The length of the supports should be sufficient so that their upper end rises above the surface of the ice sheet. To prevent possible ascent of pipes, they are temporarily fixed. Then, the ice crossing thus prepared is subjected to negative temperatures. Cold, heavy air (t <0 ° C) enters the pipes, causing ice to freeze over their entire outer surface, i.e. the formation of peculiar ice piles (ice supports) under the ice cover, which will certainly increase the strength of the ice crossing. After a sufficient time has passed for the ice layer of the required thickness to freeze on the pipe surfaces, the ice ferry is ready for operation, but only for a given water level in the reservoir. Since this level, of course, will fluctuate during the entire period of freezing, in order to maintain the integrity of the ice cover in the places of installation of supports, i.e. increase the bearing capacity of the ice cover, the portion of the movable element of the telescopic support in the places of its connection with the stationary is performed with heterogeneities in the form of variability of the pipe wall thickness. The length of this section should exceed the maximum possible level of water fluctuations in the reservoir. A generator is installed on the upper end of the pipe protruding from under the ice, which excites longitudinal vibrations in the supports, which will transform into transverse ones in its section with a change in wall thickness. If during operation of the crossing due to a significant change in the water level there is a risk of damage, then in the upper part of the pipe, heat-insulating plugs are first installed. This will limit the flow of cold air into the support. The air temperature inside the support due to the thermal conductivity of the ice frozen on it, the material of the support itself and the heat coming from the water will increase. This will reduce adhesion, i.e. the strength of freezing the ice layer to the walls of the support. Then include a generator of vertical vibrations of the movable support element. The weakened adhesion of the frozen ice layer to the support and the resonant increase in the amplitude of horizontal vibrations (due to the coincidence of forced and natural frequencies) will allow to destroy the frozen ice layer at the junction of the support elements. As a result, the movable support element, having gained the ability to move vertically, together with the ice cover that has frozen to it and the frozen ice layer remaining on it, will move in the corresponding direction: when the water level rises - up; when falling down. After that, the generator power is turned off and the heat-insulating plug is removed. Then, due to natural low temperatures, ice will freeze again in this area. When the thickness of the frozen ice reaches a sufficient value of h (strength of the ice pile), which is determined by calculations or experimentally, the ice ferry will be ready for further operation. In the spring, when the operation of the crossing becomes dangerous, the pipes are removed.
Изобретение поясняется графически, где на фиг. 1 показан общий вид на ледяную переправу; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1The invention is illustrated graphically, where in FIG. 1 shows a general view of an ice crossing; in FIG. 2 is a section along AA in FIG. one
В ледяном покрове 1 по обеим сторонам намеченного пути транспортировки грузов 2 сверлятся ряды сквозных отверстий 3. Через них под лед вертикально опускают трубы 4 с заваренными нижними концами и упирают в дно бассейна 5 (фиг. 1), причем трубы 4 выполнены в виде телескопических опор с подвижным элементом 6 и неподвижным 7. Участок соединения подвижного элемента 6 и неподвижного 7 выполнен с неоднородностями по толщине стенок трубы (область 8, фиг. 2). Длина этого участка ly должна превышать возможный максимальный уровень колебаний воды в водоеме. На верхнем конце трубы 6 установлен генератор 9, возбуждающий колебания с частотой ω. Для ослабления адгезии намерзшего слоя к опоре внутри опоры 6 устанавливают теплоизоляционную заглушку 10. При реализации предложенного способа намерзший слой льда на опору в области 8 разрушится, а затем по истечении достаточного количества времени восстановит свою прочность, т.е. несущую способность ледяного покрова.In the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115926A RU2622959C1 (en) | 2016-04-22 | 2016-04-22 | Method for increasing carrying capacity of ice cover |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115926A RU2622959C1 (en) | 2016-04-22 | 2016-04-22 | Method for increasing carrying capacity of ice cover |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2622959C1 true RU2622959C1 (en) | 2017-06-21 |
Family
ID=59241382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016115926A RU2622959C1 (en) | 2016-04-22 | 2016-04-22 | Method for increasing carrying capacity of ice cover |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2622959C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1223678C (en) * | 1984-03-30 | 1995-11-20 | Тверской политехнический институт | Method of strengthening ice coating |
RU2135685C1 (en) * | 1998-10-19 | 1999-08-27 | Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Method of building ice crossing |
RU2137877C1 (en) * | 1998-10-19 | 1999-09-20 | Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Method for creation of ice crossing |
RU2171333C1 (en) * | 2000-04-10 | 2001-07-27 | Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН | Method for erecting temporary ice bridge |
-
2016
- 2016-04-22 RU RU2016115926A patent/RU2622959C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1223678C (en) * | 1984-03-30 | 1995-11-20 | Тверской политехнический институт | Method of strengthening ice coating |
RU2135685C1 (en) * | 1998-10-19 | 1999-08-27 | Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Method of building ice crossing |
RU2137877C1 (en) * | 1998-10-19 | 1999-09-20 | Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Method for creation of ice crossing |
RU2171333C1 (en) * | 2000-04-10 | 2001-07-27 | Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН | Method for erecting temporary ice bridge |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6239508B2 (en) | Pile foundation and pile foundation installation method | |
RU2135685C1 (en) | Method of building ice crossing | |
RU2642183C2 (en) | Method of increasing carrying capacity of ice cover | |
RU2622959C1 (en) | Method for increasing carrying capacity of ice cover | |
RU2642726C1 (en) | Method of increasing carrying capacity of ice cover | |
RU2626087C1 (en) | Method of increasing carrying capacity of ice cover | |
RU2642728C1 (en) | Method of increasing carrying capacity of ice cover | |
US7131239B2 (en) | Structural slab and wall assembly for use with expansive soils | |
RU2137877C1 (en) | Method for creation of ice crossing | |
RU2626857C1 (en) | Method of increasing carrying capacity of ice cover | |
RU2695577C1 (en) | Method to increase bearing capacity of ice cover | |
RU2622967C1 (en) | Method for increasing carrying capacity of ice cover | |
RU2622956C1 (en) | Method for increasing carrying capacity of ice cover | |
RU2164975C1 (en) | Ice crossing construction process | |
RU2622960C1 (en) | Method for increasing carrying capacity of ice cover | |
SU1220572A3 (en) | Method of producing bodies from ice and device for effecting same | |
RU2679327C1 (en) | Method of increasing capacity of ice cap | |
RU2626851C1 (en) | Method of increasing carrying capacity of ice cover | |
RU2651665C2 (en) | Method of increasing capacity of ice cap | |
RU2626855C1 (en) | Method of increasing carrying capacity of ice cover | |
RU143963U1 (en) | COOLED FACILITY BASE | |
RU2171331C1 (en) | Method for erecting temporary ice bridge | |
RU2695190C1 (en) | Method to increase bearing capacity of ice cover | |
RU2661236C2 (en) | Anchor device for fastening pipeline in permafrost | |
RU2687211C1 (en) | Method of increasing dynamic rigidity of a foundation under a vibration load and a device for its implementation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180423 |