способ создания ледяной грузонесущей платформы

Формула изобретения

Способ создания ледяной грузонесущей платформы, заключающийся в образовании подо льдом ребер жесткости посредством формирования канавок на верхней поверхности льда, по крайней мере, в одном направлении, после чего полученную ледяную поверхность подвергают воздействию низкой атмосферной температуры (t < 0^oС), в течение времени, необходимого для образования подо льдом наростов льда в местах выработки канавок достаточной толщины, отличающийся тем, что ребра жесткости создают в толще и на поверхности льда путем вмораживания в ледяной покров стальных труб.

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 N 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 < 0^oC) 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 грузонесушую платформу создают посредством формирования канавок на верхней поверхности льда, по крайней мере, в одном направлении, после чего полученную ледяную поверхность подвергают воздействию низкой атмосферной температуры (t < 0^oC)в течение времени, необходимого для образования подо льдом наростов льда в местах выработки канавок достаточной толщины.

Отличительные: ребра жесткости в толще и на поверхности льда создают путем вмораживания в ледяной покров стальных труб.

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 увеличению жесткости ледяной платформы при знакопеременных нагрузках от воздействия изгибно-гравитационных волн (ИГВ). Для устранения данных недостатков предполагается армировать ледяной покров в местах выработки канавок стальными трубами, т.е. трубами с высокой теплопроводностью, и с достаточной изгибной жесткостью. При этом трубы должны быть заглушены с торцов для исключения их забивания выпавшим снегом, а диаметр должен быть достаточным для контакта с нижней поверхностью канавок и возвышения над верхней поверхностью ледяного покрова. Последнее условие обеспечивает контакт выступающих над ледяным покровом поверхностей труб с атмосферным воздухом, оголяющим их от снега из-за ветровых возмущений и контактирующим с ним при его перемещениях.

Способ осуществляется следующим образом. В ледяном покрове на некотором расстоянии друг от друга формируют канавки, например, с помощью ледорезной машины. Глубина канавок не должна превышать толщину льда, а их длина определяется длиной платформы. Затем образовавшуюся ледяную поверхность подвергают воздействию низкой температуры (t < 0^oC) атмосферного воздуха. В результате уменьшения толщины льда в местах выработки канавок теплопроводность льда возрастает, что приводит к намерзанию подо льдом наростов льда, т.е. происходит искривление ледяной поверхности. Появление в ледяной пластине своеобразных гофров увеличивает ее изгибную (цилиндрическую жесткость). По истечении времени, необходимого для намерзания наростов льда достаточной толщины на дне канавок сверлятся вертикальные сквозные отверстия. После заполнения канавок водой, поступившей через эти отверстия, в канавки укладывают стальные трубы с заглушенными торцами. При этом диаметр труб должен быть меньше ширины канавок и больше их глубины. Если силы плавучести (Архимедовы силы) окажутся больше силы тяжести труб, т.е. трубы всплывут, то их прижимают ко дну канавок. После этого полученную ледяную поверхность, армированную трубами, вновь подвергают воздействию низкой температуры атмосферного воздуха (t < 0^oC) в течение времени, достаточного для полного замерзания воды, поступившей через отверстия в канавки, т.е. вмораживания труб в ледяной покров. Высокая теплопроводность стали и заглушенные торцы труб обеспечивают низкую температуру на дне канавок, примерно равную температуре наружного атмосферного воздуха. Заполнение полости канавок телом трубы исключает заполнение канавок выпадающими атмосферными осадками, а вмерзание труб в ледяной покров дополнительно увеличивает цилиндрическую жесткость и, соответственно, надежность грузонесущей платформы.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показана схема реализации изобретения.

В ледяном покрове 1 на некотором расстоянии L друг от друга формируют канавки 2, например, при помощи ледорезной машины. Глубина канавок h не должна превышать толщину льда H, а их длина определяется длиной платформы. В результате уменьшения толщины льда в местах выработки канавок теплопроводность льда возрастает, что приводит к намерзанию подо льдом наростов льда 3. По истечении времени, необходимого для намерзания наростов льда достаточной толщины H1 на дне канавок сверлятся вертикальные сквозные отверстия 4. После заполнения канавок водой, поступившей через эти отверстия, в канавки укладываются стальные трубы 5 с заглушенными торцами. При этом диаметр труб D должен быть меньше ширины канавок и больше их глубины. После этого полученную ледяную поверхность, армированную трубами, подвергают воздействию низкой температуры атмосферного воздуха (t < 0^oC) в течение времени, достаточного для полного замерзания воды 6, поступившей через отверстия в канавки, т.е. вмораживания труб в ледяной покров. После этого ледяная платформа готова к эксплуатации.