способ создания ледяной грузонесущей платформы

Формула изобретения

Способ создания ледяной грузонесущей платформы, заключающийся в образовании подо льдом ребер жесткости посредством формирования канавок, отличающийся тем, что ребра жесткости образуют посредством вмораживания в пластину ледяного покрова стальных балок, причем горизонтальная нейтральная ось площади поперечного сечения балок совпадает с нейтральной осью пластины ледяного покрова, а их высота должна быть достаточной для выхода нижних частей балок из-подо льда и возвышения верхних частей балок над ледяным покровом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области ледотехники и может использоваться при создании грузонесущих ледяных платформ.

Известен способ создания ледяной грузонесущей платформы (1. Козин В.М., Кустов А. Н. , Морозов B.C. Способ создания ледяной грузонесущей платформы. Патент РФ 2141610 от 20.11.99), заключающийся в том, что в ледяном покрове образуют ребра жесткости посредством формирования во льду канавок по крайней мере в одном направлении, после чего полученную ледяную поверхность подвергают воздействию низкой естественной температуры (t<0С ) в течение времени, необходимого для образования подо льдом наростов льда в местах выработки канавок толщиной, равной толщине ледяного покрова.

Недостатком данного способа является недостаточная цилиндрическая жесткость платформы и снижение прочности ребер жесткости при неизбежном заполнении выработанных канавок атмосферными осадками (например, выпавшим снегом), так как теплопроводность платформы в этих местах уменьшится, что вызовет подтаивание нижних слоев льда на намороженных ребрах жесткости.

Задачей заявляемого изобретения является создание ледяной грузонесущей платформы с высокой степенью надежности.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в уменьшении прогибов льда, возникающих в ледяном покрове при действии на него внешних нагрузок.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: ледяную грузонесущую платформу формируют путем образования подо льдом ребер жесткости посредством формирования канавок на поверхности ледяного покрова.

Отличительные: ребра жесткости образуют посредством вмораживания в ледяной покров стальных балок, причем горизонтальная нейтральная ось площади поперечного сечения балок совпадает с нейтральной осью ледяной пластины, а их высота должна быть достаточной для выхода нижних частей балок из-подо льда и возвышения верхних частей балок над ледяным покровом.

Известно (2. Песчанский И.С. Ледоведение и ледотехника. Л.: Морской транспорт, 1963, 345 с.), что наличие на льду снежного покрова уменьшает интенсивность нарастания его толщины за счет низкой температуры атмосферного воздуха. Таким образом, реализация известного технического решения [1] предусматривает необходимость периодической очистки выработанных канавок от возможных атмосферных осадков в виде выпавшего снега, что усложняет эксплуатацию платформ. Кроме того, формирование ребер жесткости только под ледяным покровом не способствует равномерному увеличению жесткости ледяной платформы при знакопеременных нагрузках от воздействия изгибно-гравитационных волн (ИГВ). Для устранения данных недостатков предполагается армировать ледяной покров стальными балками, т.е. балками из материала с высокой теплопроводностью, с достаточной изгибной жесткостью и высокой адгезией ко льду. Высокие жесткость и адгезия материала необходимы для надежного вмораживания балок в ледяной покров. При этом с целью обеспечения равнопрочности ледяной платформы при знакопеременных нагрузках от ИГВ горизонтальная нейтральная ось площади поперечного сечения балок должна совпадать с нейтральной осью ледяной пластины, а их высота должна быть достаточной для выхода нижних частей балок из-подо льда и возвышения верхних частей балок над ледяным покровом. Последнее условие обеспечивает контакт балок с холодным атмосферным воздухом и соответствующее охлаждение частей балок, выступающих из-подо льда.

Способ осуществляется следующим образом. В ледяном покрове на некотором расстоянии друг от друга формируют сквозные канавки, например, с помощью ледорезной машины. Длина канавок определяется длиной платформы. Затем в полученные канавки вмораживают стальные профили, например, таврового сечения. Высоту их положения по отношению к верхней поверхности ледяного покрова регулируют с помощью деревянных брусков так, чтобы горизонтальные нейтральные оси площадей сечения балок и ледяной пластины совпадали. Затем полученную ледяную платформу подвергают воздействию низкой температуры (t<0C) атмосферного воздуха. В результате высокой теплопроводности балок происходит намерзание льда на нижних выступающих из-подо льда частях балок, т.е. происходит искривление ледяной поверхности, и вмерзание балок в ледяной покров за счет замерзания воды, поступившей в сквозные канавки. При этом высокая адгезия стали ко льду и выступание верхних частей балок обеспечивает надежное вмораживание балок в ледяной покров.

По истечении времени, достаточного для полного замерзания воды, поступившей в канавки, и намерзания на нижних выступающих подо льдом частях балок льда необходимой толщины ледяная платформа готова к эксплуатации.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показана схема реализации изобретения.

В ледяном покрове 1 на некотором расстоянии L друг от друга формируют сквозные канавки 2, например, при помощи ледорезной машины. Ширина канавок b для удобства укладки балок не должна быть больше ширины пояса тавра В. Затем в полученные канавки вмораживают балки, например, 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 O совпадали. После этого полученную ледяную платформу подвергают воздействию низкой температуры (t<0C) атмосферного воздуха в течение времени, необходимого для образования наростов льда 5 на нижних частях профилей необходимой толщины h и замерзания воды, поступившей в сквозные канавки 2.