Устройство для создания ледяной переправы

Изобретение относится к области ледотехники и может использоваться при создании ледяных переправ для транспортировки грузов.

Известно техническое решение (1. Иванов К.Е., Песчанский И.С. Грузоподъемность ледяного покрова и устройство дорог на льду. Изд-во Главсевморпути. Москва — Ленинград. — 1949. — 183 с.), в котором описано устройство ледяных переправ с верхним строением, состоящее из поперечных и продольных деревянных пиломатериалов, вмораживаемых в ледяной покров, принятое заявителем за прототип. Недостатком устройства является то, что с увеличением толщины льда эффективность его работы снижается, а затраты при использовании — возрастают.

Задачей заявленного изобретения является увеличение несущей способности ледяной переправы.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в увеличении степени надежности эксплуатации ледяной переправы благодаря увеличению её несущей способности.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: устройство для создания ледяной переправы, выполненное в виде верхнего строения.

Отличительные: верхнее строение выполнено в виде вантового моста, при этом: длина вантов способна изменяться в зависимости от колебаний уровня воды в водоеме; обеспечивается неизменная сила их натяжения; на вантах установлены демпферы для гашения колебаний силы натяжения; расстояния между точками крепления вантов ко льду не должно превышать половину длины волны статического прогиба ледяного покрова от действия статической нагрузки. Кроме того концы переправы оснащены скользящими по льду и шарнирно закрепленными на берегу пандусами.

Изобретение осуществляется следующим образом.

На обоих берегах намеченной ледяной переправы устанавливают опоры с размещенными на них блоками и приводами. Приводы состоят из двигателей и барабанов с частично намотанными на них вантами (тросами). Каждый барабан имеет свое автоматическое устройство, которое при включении двигателя создает вращающий момент для необходимого натяжения ванта с учетом его угла наклона α к горизонту. Это обеспечит равенство вертикальных составляющих от сил натяжения в каждом ванте. Свободные концы вантов пропускают через блоки.

Известно (2. Козин В.М., Земляк В.Л. Физические основы разрушения ледяного покрова резонансным методом. — Комсомольск-на-Амуре: ИМиМ ДВО РАН, ПГУ им. Шолом-Алейхема, АмГПГУ: 2013, 250 с.), что при движении по ледяному покрову транспортного средства во льду возникают изгибно-гравитационнные волны (ИГВ). Амплитуда этих волн, а следовательно, их ледоразрушающая способность резко возрастает при наступлении изгибно-гравитационного резонанса, неизбежно возникающего при движении по льду автотранспорта [2]. С целью уменьшения последствий резонансных эффектов на свободных участках вантов установлены демпферы, работающие по принципу, например, автомобильных амортизаторов, и предназначенных для гашения возбуждаемых ИГВ.

После ледостава и намерзания ледяного покрова безопасной для пешеходов толщины концы вантов (тросов) ниспадающих с опор, вмораживают в ледяной покров, через приготовляемые лунки с помощью соответствующих креплений к нижней поверхности льда. Расстояния между точками крепления вантов ко льду не должно превышать половину длины волны статического прогиба ледяного покрова λ_ст от действия статической поперечной нагрузки (, где: D — цилиндрическая жесткость ледяной пластины; ρ_в — плотность воды; g — ускорение силы тяжести. См. 3. Хейсин Д.Е. Динамика ледяного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. — 215 с.). В этом случае при остановке транспортного средства суммарные деформации от его прогиба будут накладываться на выгибы льда от натяжения вантов. В результате изгибные напряжения, а значит и разрушающая нагрузка, уменьшатся.

В процессе эксплуатации ледяной переправы неизбежны колебания уровня воды в водоеме, что будет приводить к изменению сил натяжения вантов. Для обеспечения необходимого и постоянного их значения используют вышеописанный привод, а для схода с берега и выхода транспортных средств с переправы — скользящие по льду пандусы, верхняя часть которых шарнирно закреплена на берегу, а нижняя — скользит по льду в зависимости от изменения уровня воды в водоеме. В результате будет достигнут заявленный технический результат.

Изобретение поясняется графически, где: на фиг. 1 показан общий вид на ледяную переправу; на фиг. 2 — вид A на фиг. 1; на фиг. 3 — вид B на фиг. 1.

На берегах 1 устанавливают опоры 2 с размещенными блоками 3 и приводами 4 (фиг. 1, 2). Приводы 4 состоят из двигателей 5 и барабанов 6 с частично намотанными на них вантами (тросами) 7 (фиг. 3). Для гашения возбуждаемых автотранспортом ИГВ (на фиг. 1 они не показаны) на вантах установлены демпферы 8 (фиг. 1). После намерзания ледяного покрова 9 ниспадающие с опор 2 концы вантов 10 вмораживают в ледяной покров 9 на расстояниях друг от друга, не превышающих λ_ст/2. После необходимого натяжения вантов с помощью приводов 4 они будут иметь углы наклона α (фиг. 1). Для обеспечения схода с берега и выхода транспортных средств с переправы при колебаниях уровня воды установлены пандусы 11, одним концом скользящие по льду 9, а вторым с помощью шарниров 12 закреплены на берегах 1 (фиг. 1).