Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
1.6.1. Способы повышения несущей способности ледяного покрова
Создать ледяную платформу с повышенной несущей способностью можно путем образования на поверхности льда ребер жесткости. Для этого в ледяном покрове в одном направлении формируют сквозные канавки. В них вмораживают стальные балки. Горизонтальная нейтральная ось поперечного сечения балок должна совпадать с нейтральной осью ледяной пластины. Верхняя часть балок возвышается над ледяным покровом, а нижняя - выходит из - подо льда в воду. После этого такую полученную конструкцию подвергают воздействию низких температур в течение времени, необходимого для образования наростов подо льдом в местах выступа частей балок толщиной , равной толщине ледяного покрова.
Способ позволяет создать ледяную платформу, жесткость которой обеспечивает безопасность движения по ней транспорта и надежные условия складирования грузов (рис.1.137.) и реализуется в следующей последовательности. В ледяном покрове 1 на некотором расстоянии L друг от друга формируют сквозные канавки 2 при помощи ледорезной машины. Ширина канавок для удобства укладки балок не должна быть больше ширины пояса тавра. В приготовленные канавки вмораживают балки в виде тавров 3, регулируя их высоту относительно верхней поверхности ледяного покрова с помощью брусков 4 так, чтобы горизонтальные нейтральные оси площадей сечения балок и ледяной пластины совпадали. После этого полученную ледяную платформу подвергают воздействию низкой температуры атмосферного воздуха в течение времени, необходимого для образования наростов льда 5 на нижних частях профилей необходимой толщины и замерзания воды, поступившей в сквозные канавки 2 [351].
Рис.1.137. Схема создания ледяной платформы
Следующий способ может использоваться для транспортировки грузов по ледяному покрову с минимальной несущей способностью (рис.1.138), который осуществляется следующим образом. Если возникла крайняя необходимость в транспортировке по ледяному покрову 1 (ледяной переправе) груза 2, (транспортного средства), вес которого превышает несущую способность льда, то к намеченному месту переброски средства 2 по переправе 1 доставляют более легкое транспортное средство 3, вес которого ледяной покров способен выдержать как в статике, так и при его движении с резонансной скоростью. Затем средство 3 выводят на ледяной покров 1 с резонансной скоростью, что приведет к возбуждению во льду 1 резонансных ИГВ 4. Средство 3 при этом будет иметь максимальный дифферент на корму, то есть его центр тяжести будет находиться в точке перегиба профиля ИГВ 4. В момент, когда средство З удалится от береговой линии переправы 1 на расстояние, равное 2/3 длины резонансных ИГВ, на переправу выводят средство 2 и начинают его перемещать за средством 3 с такой же скоростью. В результате средство 2 будет перемещаться на вершине ИГВ 4, возбуждаемых средством 3. Таким образом, силы тяжести транспортного средства 2 будут уравновешиваться не только силами упругости льда и реакцией упругого основания (архимедовыми силами), но и динамическими силами льда и воды, направленными на вершине ИГВ вверх. Очевидно, что при таком способе эксплуатации ледяной переправы ее грузоподъемность в месте расположения груза 2 увеличится за счет использования энергии возбуждаемых ИГВ [374].
Рис.1.138. Способ транспортировки грузов по ледяному покрову
Рис.1.139. Устройство ледовой переправы
Для повышения несущей способности ледяной переправы при транспортировке грузов разработано устройство, для изготовления на всем протяжении намеченного пути транспортировки грузов по обеим его сторонам во льду выполняют сквозные вертикальные отверстия, через которые под лед при помощи тросов опускают железобетонные блоки, к верхним концам тросов прикрепляют диски с диаметрами, превышающими диаметры отверстий, при этом длина тросов выбрана с таким расчетом, чтобы при возникновении ИГВ лед не приподнимался над первоначальным положением относительно дна (рис.1.139). Во время движения по переправе динамической нагрузки во льду будут возникать ИГВ, высота которых будет меньше, по сравнению с высотой ИГВ в ледяном покрове без данного устройства, за счет удержания льда тросами, то есть будет происходить гашение ИГВ. В весенний период, когда эксплуатация переправы станет опасной, железобетонные блоки с тросами и дисками вынимают. Способ реализуется в следующей последовательности. В ледяном покрове 1, на всем протяжении намеченного пути транспортировки грузов 2, по обеим его сторонам просверливают ряды сквозных отверстий 3. Через них под лед на дно бассейна 4 опускают тросы 5 с железобетонными блоками 6. К верхним концам тросов 5 прикрепляют стальные диски 7 [418]. Автором также разработаны и другие гидродинамические, термодинамические и конструктивные предложения для решения проблемы повышения несущей способности ледяного покрова при оборудовании ледяных аэродромов, переправ или грузовых платформ [351-374].