способ создания ледяной грузонесущей платформы

Формула изобретения

Способ создания ледяной грузонесущей платформы, заключающийся в очистке ледяного покрова от снега, отличающийся тем, что на ледяной поверхности образуют ребра жесткости посредством формирования канавок бесконечной длины глубиной, меньшей толщины льда, по крайней мере в одном направлении, после чего полученную ледяную поверхность подвергают воздействию низких температур (t < 0^oC) в течение времени, необходимого для образования наростов подо льдом в местах выработки канавок с толщиной, равной толщине льда, после чего в тех же местах вновь производят выработку канавок глубиной, меньшей толщины нароста, и шириной не более прежней и повторно подвергают воздействию низких температур (t < 0^oC) в течение времени, необходимого для увеличения высоты нароста на глубину выработки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ледотехнике и может использоваться при создании платформы на ледяной поверхности, предназначенной для движения транспорта и/ или хранения грузов.

Уровень техники заявляемого изобретения известен из способа создания грузонесущей платформы на ледяной поверхности, заключающийся в расчистке льда от снега, ведущей к понижению температуры воды и росту толщины льда в месте расчистки, что позволяет осуществлять безопасное движение транспорта по платформе и/или складировать грузы ( Песчанский И.С. Ледоведение и ледотехника. - Л.: Гидрометеоиздат, 1967, 461 с.).

Недостатком известного способа является низкая интенсивность роста толщины льда.

Задачей заявляемого изобретения является создание ледяной платформы, обеспечивающей безопасность движения по ней транспорта и надежных условий складирования грузов.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в увеличении грузонесущей способности ледяной платформы.

Это достигается повышением жесткости ледяной поверхности за счет формирования ледяных канавок бесконечной длины по крайней мере в одном направлении, после чего полученную ледяную поверхность подвергают воздействию низких температур (t<0C) в течение времени, необходимого для образования наростов подо льдом в местах выработки канавок с толщиной, равной толщине льда, после чего в тех же местах вновь производят выработку канавок глубиной, меньшей толщины нароста, и шириной не более прежней и повторно подвергают воздействию низких температур (t<0C) в течение времени, необходимого для увеличения высоты нароста на глубину выработки.

Известно, что грузонесущая платформа работает на изгиб. Жесткость грузонесущей платформы P в этом случае определяется следующей формулой:

P=EI_x, (1)

где E - модуль упругости льда;

I_x - момент инерции поперечного сечения относительно главной центральной оси, перпендикулярной плоскости изгибающего момента

(Феодосьев В.И. Сопротивление материалов - М.: Наука. 1986, 512 с.).

Для увеличения грузонесущей способности ледяной платформы необходимо увеличить жесткость Р. Этого можно добиться за счет увеличения момента инерции I_x, так как E=const. Момент инерции I_x равен

(2)

где y - вертикальная координата элементарной площадки, имеющей площадь dF;

F - площадь поперечного сечения

(Феодосьев В.И. Сопротивление материалов - М.: Наука. 1986, 512 с.)

Из формулы видно, момент инерции I_x можно увеличить за счет увеличения вертикальной координаты у или площади поперечного сечения F. Наиболее эффективно увеличивать вертикальную координату y, так как в формуле она находится под знаком квадрата. Координату y можно увеличить путем смещения центра тяжести поперечного сечения вниз. Этого можно добиться, искривляя поперечное сечение. В нашем случае, это аналогично намораживанию подо льдом ребер.

Существенные признаки, характеризующие изобретение:

- ограничительные: расчистка льда от снега;

- отличительные: на ледяной поверхности образуют ребра жесткости посредством формирования канавок бесконечной длины, глубиной, меньшей толщины льда, по крайней мере в одном направлении, после чего полученную ледяную поверхность подвергают воздействию низких температур (t<0C) в течение времени, необходимого для образования наростов подо льдом в местах выработки канавок с толщиной, равной толщине льда, после чего в тех же местах вновь производят выработку канавок глубиной, меньшей толщины нароста, и шириной не более прежней и повторно подвергают воздействию низких температур (t<0C) в течение времени, необходимого для увеличения высоты нароста на глубину выработки.

Изобретение поясняется чертежом.

В ледяном покрове 1, имеющем толщину H, на некотором расстоянии друг от друга формируют канавки 2, например, с помощью ледорезной машины. Высота канавок h не должна превышать толщину льда H, длина канавок измеряется длиной ледяной поверхности. Канавки могут располагаться как в одном направлении, так и в нескольких, например, в виде сетки. Затем образовавшуюся ледяную поверхность подвергают воздействию низких температур (t<0C). В большинстве случаев это может быть естественная природная среда в зимнее время либо районы Земли с круглосуточной температурой ниже 0^oC. Возможно, при необходимости, создать условия (t<0C) искусственным путем.

В результате уменьшения толщины льда на величину h в местах выработки канавок происходит понижение температуры воды. Под воздействием низкой температуры подо льдом, в местах выработок канавок, образуются ледяные наросты 3 с толщиной H1=Н. После этого, в тех же местах вновь производят выработку канавок глубиной h1, меньшей толщины нароста H1, и шириной не более прежней. Затем образованную ледяную поверхность повторно подвергают воздействию низких температур. В результате уменьшения толщины льда на величину h1 в местах выработки канавок опять происходит понижение температуры воды. Под воздействием низкой температуры толщина нароста H2 увеличится на глубину выработки h1 и станет равной толщине льда H3=Н. Ледяные наросты искривляют поперечное сечение ледяной пластины, что ведет к смещению его центра масс вниз и к росту величины вертикальной координаты y элементарной площадки, а следовательно, увеличению момента инерции I_x (2) и достижению требуемого технического результата.

Кроме того, заявляемым изобретением достигается дополнительный технический результат, заключающийся в повышении плавучести грузонесущей ледяной платформы. Это достигается также ледяными наростами, которые при своем образовании вытесняют воду, увеличивая статическое давление на нижнюю поверхность ледяного покрова.