RU2651665C2 - Method of increasing capacity of ice cap - Google Patents

Method of increasing capacity of ice cap Download PDF

Info

Publication number
RU2651665C2
RU2651665C2 RU2016115949A RU2016115949A RU2651665C2 RU 2651665 C2 RU2651665 C2 RU 2651665C2 RU 2016115949 A RU2016115949 A RU 2016115949A RU 2016115949 A RU2016115949 A RU 2016115949A RU 2651665 C2 RU2651665 C2 RU 2651665C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ice
pipes
crossing
cover
ferry
Prior art date
Application number
RU2016115949A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016115949A (en
Inventor
Виктор Михайлович Козин
Виталий Леонидович Земляк
Александра Владимировна Погорелова
Анна Александровна Матюшина
Елена Григорьевна Рогожникова
Михаил Васильевич Канделя
Никита Олегович Баурин
Сергей Валерьевич Николаев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" (ФГБОУ ВПО "ПГУ им. Шолом-Алейхема")
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский гуманитарно-педагогический государственный университет" (ФГБОУ ВПО "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 ВПО "ПГУ им. Шолом-Алейхема"), Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский гуманитарно-педагогический государственный университет" (ФГБОУ ВПО "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 ВПО "ПГУ им. Шолом-Алейхема")
Priority to RU2016115949A priority Critical patent/RU2651665C2/en
Publication of RU2016115949A publication Critical patent/RU2016115949A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2651665C2 publication Critical patent/RU2651665C2/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)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: method consists in that the carrying capacity of the ice cover of the ferry is increased by means of steel pipes that are lowered vertically to the bottom of the basin through through holes formed in the ice cover along both edges of the ferry along its entire length, the bottom end of the pipe being made welded and its upper end protruding above the ice surface. Pipes are made in the form of telescopic supports, while in the upper part of the fixed element, a conical attachment is mounted on the top surface of which an anti-icing coating is applied.
EFFECT: invention relates to ice-making and can be used to create an ice crossing for the transport of goods.
1 cl, 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 изобретениеThe 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 в верхней части неподвижного элемента устанавливают коническую наделку, на верхнюю поверхность которой нанесено антиобледенительное покрытие.Distinctive: the pipes are made in the form of telescopic supports, while in the upper part of the fixed element, conical fitting is installed, on the upper surface of which an anti-icing coating is applied.

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 их соединения, с заваренными нижними торцами труб 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. 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 его нежелательных последствий в виде разрушения ледяного покрова вблизи опор на верхнюю часть подвижного элемента телескопической опоры, опирающейся на дно бассейна и имеющей больший, чем у подвижного элемента, диаметр, устанавливают коническую наделку, на верхнюю поверхность которой наносят антиобледенительное покрытие, уменьшающее адгезию (примерзание) поверхности по льду. Угол конусности наделки α должен обеспечивать такую вертикальную нагрузку на подвижный элемент телескопической опоры, при которой бы вначале разрушался слой намерзшего на опору льда, а не сам примерзший к ней ледяной покров (эти нагрузки можно определить экспериментально).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 their connection, with the welded bottom ends of the pipes 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 will undoubtedly fluctuate during the entire period of freezing, then to eliminate its undesirable consequences in the form of ice cover destruction near the supports on the upper part of the telescopic support moving element, resting on the pool bottom and having a larger diameter than the moving element establish a conical cladding, on the upper surface of which an anti-icing coating is applied, which reduces the adhesion (freezing) of the surface on ice. The taper angle α of the insertion should provide such a vertical load on the movable element of the telescopic support, in which at first the layer of ice frozen on the support would collapse, and not the ice cover frozen to it (these loads can be determined experimentally).

Таким образом, если в процессе эксплуатации переправы повышается уровень воды в водоеме, то вследствие слабых сил сцепления намерзшего на опору слоя льда с верхней поверхностью конической наделки ледяной покров всплывет, образуя при этом зазор между слоями намерзшего на опорах льда. По истечении времени, достаточного для замерзания воды на данном участке, переправа будет готова к последующей эксплуатации при повысившемся уровне воды.Thus, if during the operation of the crossing the water level in the reservoir increases, then due to the weak adhesion forces of the ice layer frozen on the support with the upper surface of the conical setting, the ice cover will float, forming a gap between the layers of ice frozen on the supports. After a sufficient time has elapsed to freeze water in this area, the crossing will be ready for subsequent operation with an increased water level.

При падении уровня воды конусная наделка начнет разрушать намерзший на подвижном элементе опоры слой льда за счет неизбежно возникающих при этом касательных напряжений (или «скола»). Их величина, очевидно, зависит от угла конусности α и качества антиобледенительного покрытия, т.е. его адгезионных свойств. Вышеупомянутые параметры должны обеспечивать начало разрушения намороженного слоя льда при внедрении в него конусной наделки при максимальном падении уровня воды и одновременном гарантированном сохранении целостности (неразрушенности) ледяного покрова в местах установки опор. В весенний период, когда эксплуатация переправы станет опасной, трубы вынимают.When the water level drops, the cone cladding will begin to destroy the ice layer frozen on the movable support element due to the inevitably occurring tangential stresses (or “cleavage”). Their value, obviously, depends on the taper angle α and the quality of the anti-icing coating, i.e. its adhesive properties. The above parameters should provide the beginning of the destruction of the frozen layer of ice during the introduction of cone cladding at the maximum drop in water level and at the same time guaranteed the integrity (indestructibility) of the ice cover in the places where the supports are installed. 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 переправу; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1 (фиг. 2«а» - при первоначальном уровне воды, фиг. 2«б» - при подъеме уровня, фиг. 2«в» - при понижении уровня).The invention is illustrated graphically, where: in FIG. 1 shows a general view of a crossing; in FIG. 2 is a section along AA in FIG. 1 (Fig. 2 "a" - at the initial water level, Fig. 2 "b" - when the level rises, Fig. 2 "c" - when the level decreases).

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 выполняют в виде телескопических опор с подвижным элементом 6 и неподвижным 7. (фиг. 2). На верхней части неподвижного элемента 7 устанавливают коническую наделку 8 (фиг. 1, 2) с антиобледенительным покрытием 9 (фиг. 2), угол установки которого α определяет разрушающую толщину намерзшего льда h (фиг. 1).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 the ice and abutted to the bottom of the pool 5 (Fig. 1), and the pipes are made in the form of telescopic supports with movable element 6 and fixed 7. (Fig. 2). On the upper part of the stationary element 7, a conical cover 8 (Fig. 1, 2) with an anti-icing coating 9 (Fig. 2) is installed, the installation angle α of which determines the destructive thickness of the frozen ice h (Fig. 1).

При повышении уровня воды ледяной покров всплывает, образуя вследствие слабости адгезионных свойств льда с покрытием наделок опоры области свободной ото льда воды 10 (фиг. 2«б»), которые затем за счет естественного холода замерзают. В результате сохраняется целостность ледовой переправы, и по истечении времени, достаточного для полного замерзания воды в области 10, она готова к дальнейшей эксплуатации (фиг. 2«б»).When the water level rises, the ice cover floats up, forming due to the weak adhesive properties of the ice with the coating of the cladding supports of the region of ice-free water 10 (Fig. 2 "b"), which then freeze due to natural cold. As a result, the integrity of the ice crossing is maintained, and after a sufficient time for complete freezing of water in region 10, it is ready for further operation (Fig. 2 "b").

При понижении воды конусная наделка 8 начнет разрушать намерзший на подвижном элементе опоры 6 слой льда 11 (фиг. 2), при этом обломки разрушенного намерзшего льда благодаря их силам плавучести (закону Архимеда) сконцентрируются в области 12 (фиг. 2«в») и после их смерзания с контактирующими с ними поверхностями (ледяным покровом 1 и намерзшим слоем льда 11) дополнительно увеличат несущую способность ледяного покрова в месте создания ледяной переправы. После прекращения значительных колебаний уровня воды в водоеме слой льда 11 вновь примерзнет в зависимости от угла α достаточно прочно к поверхности 9 (фиг. 2«в»), обеспечив дальнейшую безопасную эксплуатацию ледяной переправы. В рассмотренных случаях предложенное решение приведет к увеличению несущей способности ледяного покрова, т.е. к достижению заявленного технического результата.As the water decreases, the cone cladding 8 will begin to destroy the ice layer 11 frozen on the movable support element 6 (Fig. 2), while fragments of the destroyed frozen ice due to their buoyancy forces (Archimedes law) will concentrate in region 12 (Fig. 2 “c”) and after freezing with the surfaces in contact with them (ice sheet 1 and frozen ice layer 11), the bearing capacity of the ice sheet at the place where the ice crossing was created will additionally increase. After the cessation of significant fluctuations in the water level in the pond, the ice layer 11 will again freeze, depending on the angle α, firmly enough to the surface 9 (Fig. 2 "c"), providing further safe operation of the ice crossing. In the cases considered, the proposed solution will lead to an increase in the bearing capacity of the ice sheet, i.e. to achieve the claimed technical result.

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 в верхней части неподвижного элемента устанавливают коническую наделку, на верхнюю поверхность которой наносят антиобледенительное покрытие.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 in the upper part of the fixed element, conical fitting is installed on the upper surface l which is applied anti-icing coating.
RU2016115949A 2016-04-22 2016-04-22 Method of increasing capacity of ice cap RU2651665C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115949A RU2651665C2 (en) 2016-04-22 2016-04-22 Method of increasing capacity of ice cap

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115949A RU2651665C2 (en) 2016-04-22 2016-04-22 Method of increasing capacity of ice cap

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016115949A RU2016115949A (en) 2017-10-26
RU2651665C2 true RU2651665C2 (en) 2018-04-23

Family

ID=60153756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016115949A RU2651665C2 (en) 2016-04-22 2016-04-22 Method of increasing capacity of ice cap

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2651665C2 (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

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016115949A (en) 2017-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6279147B2 (en) Connecting socket for buoyancy pipe for floating structures
RU2642183C2 (en) Method of increasing carrying capacity of ice cover
RU2135685C1 (en) Method of building ice crossing
WO1997025483A1 (en) Ice composite bodies
CN100552145C (en) A kind of self-lifting active ice-resistant damping device
RU2626087C1 (en) Method of increasing carrying capacity of ice cover
RU2651665C2 (en) Method of increasing capacity of ice cap
RU2626857C1 (en) Method of increasing carrying capacity of ice cover
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
RU2695190C1 (en) Method to increase bearing capacity of ice cover
KR20140000871U (en) Heli-deck having water draining structure
RU2679327C1 (en) Method of increasing capacity of ice cap
CN103822019A (en) Suspension-in-water conveying pipeline and construction method thereof
RU2622967C1 (en) Method for increasing carrying capacity of ice cover
RU2137877C1 (en) Method for creation of ice crossing
RU2626851C1 (en) Method of increasing carrying capacity of ice cover
RU2626855C1 (en) Method of increasing carrying capacity of ice cover
RU2642728C1 (en) Method of increasing carrying capacity of ice cover
RU2622959C1 (en) Method for increasing carrying capacity of ice cover
RU2171331C1 (en) Method for erecting temporary ice bridge
EP1965005B1 (en) Device for driving a handrail post into the edge of a slab
RU2642726C1 (en) Method of increasing carrying capacity of ice cover
CN110920816A (en) Novel floating type ice-resistant platform

Legal Events

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

Effective date: 20180423