RU2642728C1 - Method of increasing carrying capacity of ice cover - Google Patents

Method of increasing carrying capacity of ice cover Download PDF

Info

Publication number
RU2642728C1
RU2642728C1 RU2016142244A RU2016142244A RU2642728C1 RU 2642728 C1 RU2642728 C1 RU 2642728C1 RU 2016142244 A RU2016142244 A RU 2016142244A RU 2016142244 A RU2016142244 A RU 2016142244A RU 2642728 C1 RU2642728 C1 RU 2642728C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ice
pipes
layer
carrying capacity
ice cover
Prior art date
Application number
RU2016142244A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Михайлович Козин
Виталий Леонидович Земляк
Александра Владимировна Погорелова
Анна Александровна Матюшина
Михаил Васильевич Канделя
Константин Игоревич Ипатов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" (ФГБОУ ВО "ПГУ им. Шолом-Алейхема")
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский гуманитарно-педагогический государственный университет" (ФГБОУ ВО "АмГПГУ")
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук" (ФГБУН "ИМиМ ДВО РАН")
Виталий Леонидович Земляк
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" (ФГБОУ ВО "ПГУ им. Шолом-Алейхема"), Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский гуманитарно-педагогический государственный университет" (ФГБОУ ВО "АмГПГУ"), Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук" (ФГБУН "ИМиМ ДВО РАН"), Виталий Леонидович Земляк filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" (ФГБОУ ВО "ПГУ им. Шолом-Алейхема")
Priority to RU2016142244A priority Critical patent/RU2642728C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2642728C1 publication Critical patent/RU2642728C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D15/00Movable or portable bridges; Floating bridges
    • E01D15/14Floating bridges, e.g. pontoon bridges

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: carrying capacity of the ice cover is increased by means of steel pipes lowered vertically to the basin bottom through the through openings formed in the ice cover along both sides of the crossing along its entire length, the bottom end of the pipe being made welded and its upper end projecting over the ice surface, the pipes are made as telescopic pillars, wherein the connection portion of the movable element of the telescopic support with the immovable one is covered with an anti-icing layer, and a horizontal vibration generator is mounted inside it. With the help of feedback sensors, the generator is capable of turning to the natural frequency of the horizontal oscillations of the moving element with the ice layer set on it.
EFFECT: increased carrying capacity.
2 dwg

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 to the bottom of the pool and the ice cover, respectively, and the ice layer of the required thickness freezes on the pipe surfaces, 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 изобретение:The essential features characterizing the invention:

Ограничительные: 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.Restrictive: the load-bearing capacity of the ice cover is increased by means of steel pipes, lowered vertically to the bottom of the pool through the through holes formed in the ice cover on both edges of the crossing along its entire length, the bottom end of the pipe being welded and its upper end protruding above the ice surface.

Отличительные: трубы выполняют в виде телескопических опор, при этом участок соединения подвижного элемента телескопической опоры с неподвижным покрывают антиобледенительным слоем и снабжают генератором горизонтальной вибрации, способным настраиваться на собственную частоту горизонтальных колебаний подвижного элемента с намерзшим на него слоем льда.Distinctive: the pipes are made in the form of telescopic supports, while the connection section of the movable element of the telescopic support with the fixed one is covered with an anti-icing layer and equipped with a horizontal vibration generator capable of tuning to the natural frequency of horizontal vibrations of the moving element with an ice layer frozen on it.

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, оснащенными уплотнительными кольцами для обеспечения герметичности участка соединения, с заваренными нижними концами и упирают их в дно бассейна. Длина опор при этом должна быть достаточной для того, чтобы их верхний конец возвышался над поверхностью ледяного покрова. Для предотвращения возможного всплытия труб их временно закрепляют.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 are vertically lowered through the ice with one movable and one fixed elements equipped with o-rings to ensure the tightness of the joint, with the welded lower ends 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.

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 установившегося 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 участок соединения подвижного элемента телескопической опоры с неподвижным покрывают антиобледенительным слоем. На этом участке внутри опоры устанавливают генератор горизонтальной вибрации. Генератор снабжен датчиком обратной связи, при помощи которой частоту вибрации настраивают на собственную частоту горизонтальных колебаний подвижного элемента с намерзшим на него слоем льда. Если в процессе эксплуатации переправы вследствие значительного изменения уровня воды в водоеме возникнет опасность ее повреждения, то включают генератор горизонтальной вибрации с собственной частотой подвижного элемента опоры с намерзшим на него слоем льда. Наличие на этом участке опоры антиобледенительного слоя и резонансное увеличение амплитуды горизонтальных колебаний стенок опоры (вследствие совпадения вынужденных и собственных частот колебаний и способности генератора с помощью датчика обратной связи настраиваться на собственную частоту колебаний опоры в зависимости от изменяющейся в процессе работы генератора степени разрушенности намерзшего слоя) позволит разрушить именно на этом участке и с наименьшими энергозатратами намерзший слой льда.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 elapsed 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 steady-state level of water 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 at the places of installation of the supports, the junction of the movable element of the telescopic support with the stationary one is covered with an anti-icing layer. In this section, a horizontal vibration generator is installed inside the support. The generator is equipped with a feedback sensor, with which the vibration frequency is tuned to the natural frequency of horizontal vibrations of the moving element with a layer of ice frozen on it. If during the operation of the crossing due to a significant change in the water level in the reservoir there is a risk of damage, then turn on the horizontal vibration generator with the natural frequency of the moving support element with a layer of ice frozen on it. The presence of an anti-icing layer on this section of the support and a resonant increase in the amplitude of horizontal vibrations of the walls of the support (due to the coincidence of forced and natural frequencies of oscillation and the ability of the generator using the feedback sensor to tune to the natural frequency of the oscillations of the support, depending on the degree of destruction of the frozen layer during the operation of the generator) it will allow to destroy the frozen ice layer precisely in this section and with the least energy consumption.

В результате подвижный элемент опоры, получив вертикальную степень свободы, вместе с примерзшим к нему ледяным покровом и намерзшим на него ледяным слоем переместится в соответствующем направлении: при подъеме воды - вверх; при падении - вниз. После этого питание генератора отключают. Затем за счет естественных низких температур произойдет повторное намерзание льда на этом участке. При достижении толщины намерзшего слоя льда достаточной величины (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.As a result, the movable support element, having received a vertical degree of freedom, together with the ice cover frozen to it and the ice layer frozen on it will move in the corresponding direction: when the water rises - up; when falling down. After that, the generator power is turned off. Then, due to natural low temperatures, ice will freeze again in this area. Upon reaching the thickness of the frozen layer of ice of sufficient size (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 на А-А на фиг. 1.The invention is illustrated graphically, where: in FIG. 1 shows a general view of an ice crossing; in FIG. 2 is a section through 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 выполняют в виде телескопических опор с подвижным элементом 6 и неподвижным 7. Участок соединения подвижного элемента 6 и неподвижного 7 покрывают антиобледенительным покрытием 8 и снабжают генератором горизонтальной вибрации 9, к которому подключен источник питания 10 (фиг. 2«а», «б»). При включении генератора намерзший на участке 11 слой льда толщиной h разрушится (фиг. 1, фиг. 2«б»). В результате подвижный элемент опоры 6 вместе с примерзшим к нему ледяным покровом 1 и примерзшим на нем слоем льда 12 (фиг. 2«б») переместится в соответствующем направлении (на чертеже это не показано). За счет естественных низких температур произойдет повторное намерзание слоя льда на участок 11. В результате ледяная переправа будет готова к дальнейшей эксплуатации.In the ice sheet 1, on both sides of the intended route of cargo transportation 2, rows of through holes 3 are drilled. Through them, pipes 4 with welded lower ends are vertically lowered under them and abut against the bottom of the pool 5 (Fig. 1), and pipes 4 are made in the form of telescopic supports with a movable element 6 and a fixed 7. The connection area of the movable element 6 and the fixed 7 is covered with an anti-icing coating 8 and is equipped with a horizontal vibration generator 9, to which a power source 10 is connected (Fig. 2 "a", "b"). When the generator is turned on, the ice layer of thickness h frozen in section 11 is destroyed (Fig. 1, Fig. 2 “b”). As a result, the movable support element 6, together with the ice cover 1 frozen to it and the ice layer 12 frozen on it (Fig. 2 “b”), will move in the corresponding direction (this is not shown in the drawing). Due to the natural low temperatures, the ice layer will re-freeze to section 11. As a result, the ice ferry will be ready for further operation.

Claims (1)

Способ увеличения несущей способности ледяного покрова, использующегося в качестве ледяной переправы, 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 труб выполнен заваренным, а верхний конец выступает над ледяной поверхностью, отличающийся тем, что трубы выполняют в виде телескопических опор, при этом участок соединения подвижного элемента телескопической опоры с неподвижным покрывают антиобледенительным слоем и снабжают генератором горизонтальной вибрации, способным настраиваться на собственную частоту горизонтальных колебаний подвижного элемента с намерзшим на него слоем льда.The method of increasing the bearing capacity of the ice cover used as an ice crossing by means of steel pipes dropped 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, the bottom end of the pipes being welded and the upper end protruding above the ice surface, characterized in that the pipes are made in the form of telescopic supports, while the connection area of the movable element of the telescopic support with the stationary cover anti-cloud a unitary layer and they are equipped with a horizontal vibration generator capable of tuning to the natural frequency of horizontal vibrations of the movable element with a layer of ice frozen on it.
RU2016142244A 2016-10-26 2016-10-26 Method of increasing carrying capacity of ice cover RU2642728C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016142244A RU2642728C1 (en) 2016-10-26 2016-10-26 Method of increasing carrying capacity of ice cover

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016142244A RU2642728C1 (en) 2016-10-26 2016-10-26 Method of increasing carrying capacity of ice cover

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2642728C1 true RU2642728C1 (en) 2018-01-25

Family

ID=61023506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016142244A RU2642728C1 (en) 2016-10-26 2016-10-26 Method of increasing carrying capacity of ice cover

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2642728C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU2171331C1 (en) * 2000-02-07 2001-07-27 Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН Method for erecting temporary ice bridge
WO2008048778A2 (en) * 2006-10-21 2008-04-24 Fountainhead, Llc Highly buoyant and semi-rigid floating islands

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU2171331C1 (en) * 2000-02-07 2001-07-27 Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН Method for erecting temporary ice bridge
WO2008048778A2 (en) * 2006-10-21 2008-04-24 Fountainhead, Llc Highly buoyant and semi-rigid floating islands

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6239508B2 (en) Pile foundation and pile foundation installation method
RU2135685C1 (en) Method of building ice crossing
KR101278509B1 (en) Fiber Reinforced Plastic Suction Foundation and Construction Method
RU2642728C1 (en) Method of increasing carrying capacity of ice cover
RU2642183C2 (en) Method of increasing carrying capacity of ice cover
RU2626087C1 (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
RU2626857C1 (en) Method of increasing carrying capacity of ice cover
RU2137877C1 (en) Method for creation of ice crossing
RU2622956C1 (en) Method for increasing carrying capacity of ice cover
RU2695577C1 (en) Method to increase bearing capacity of ice cover
RU2622960C1 (en) Method for increasing carrying capacity of ice cover
RU2622967C1 (en) Method for increasing carrying capacity of ice cover
RU2164975C1 (en) Ice crossing construction process
RU2679327C1 (en) Method of increasing capacity of ice cap
CZ306190B6 (en) Drainage element and process for producing thereof
RU2626855C1 (en) Method of increasing carrying capacity of ice cover
RU2651665C2 (en) Method of increasing capacity of ice cap
US20170045157A1 (en) Pipe support plate
RU2626851C1 (en) Method of increasing carrying capacity of ice cover
RU2695190C1 (en) Method to increase bearing capacity of ice cover
RU2171331C1 (en) Method for erecting temporary ice bridge
RU2695578C1 (en) Method to increase bearing capacity of ice cover
RU2132901C1 (en) Method for creation of ice-bound crossing

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181027