ЛЬДОЗАЩИТНАЯ ГИРЛЯНДА РЕЧНОГО НАПЛАВНОГО МОСТА
ICE-PROTECTIVE STRING OF THE RIVER FLOATING BRIDGE

Изобретение относится к области дорожно-мостового строительства и может быть использовано для организации переправ через реки с помощью льдо-устойчивых наплавных мостов.
Самым существенным недостатком наплавных мостов [1] является невозможность эксплуатации в период ледохода и ледостава (риск отрыва моста). Известен способ преодоления этого недостатка путем использования силы ледового напора для подъема понтонов наплавного моста с днищем эллипсоидной формы и пропуска ледовой массы под ними [2]. Недостатком этого способа является вертикальные колебания данного моста вместе с идущим по нему наземным транспортом, усиливающиеся при прохождении под понтонами:
- больших фрагментов ледового поля, которые, обладая большей подъемной силой, сильнее поднимают мост, чем мелкие фрагменты, которые мост своей тяжестью загоняет на глубину;
- торосов [3], которые имея значительную высоту могут не только сильно приподнять мост, но и резко накренить его, поскольку с увеличением высоты подъема, при неизменной длине моста, увеличивается его крен.
Известна также, попытка решить данную проблему, заменив понтоны с днищем эллипсоидной формы, на понтоны с корпусами ледокольных судов [4]. Такой мост дробит крупные фрагменты ледяного поля и разглаживает торосы, но для этого использует принцип работы ледокола, а именно: понтоны должны въехать на лед и разрушить его своей тяжестью. При этом проблема вертикальных колебаний смягчается, но не решается, поскольку ледяное поле дробится и разглаживается уже за мостом. То есть, не решается основное противоречие:
- для того, чтобы наплавной понтонный мост не разрушился под действием ледовых масс во время ледохода он должен совершать вертикальные колебания, пропуская разнородный ледовый поток под собой;
- для того, чтобы наплавной понтонный мост эффективно использовался в качестве переправы для наземного транспорта он вертикальных колебаний совершать не должен.
Преодолеть такое противоречие можно с помощью приема «разнесение в пространстве», когда мост «делится» вдоль на две части. При этом первая часть моста используется для формирования ледового потока с необходимыми свойствами, разглаживая, дробя и погружая ледовые фрагменты на необходимую глубину, с образованием за этой частью зоны свободной от поверхностного льда, в которой располагается вторая часть моста не контактирующая с ледовым потоком, и используемая для передвижения по ней наземного транспорта.
Например, перед наплавным понтонным мостом располагается льдозащитная гирлянда, состоящая из пустотелых барабанов, жестко зафиксированных на проходящем через них тросе, концы которого закреплены на противоположных берегах реки с возможностью вращения. Каждый из этих барабанов по высоте и массе превосходит отдельный понтон моста, располагающийся за ним. Набегающий поток льда будет вращать эти барабаны и они будут «наезжать» на лед, топя его, независимо от площади и высоты отдельных фрагментов на глубину необходимую и достаточную для того, чтобы за барабанами гирлянды образовалась зона свободная ото льда, поскольку всплывающие из под каждого барабана льдины будут глубинным течением относиться вниз по реке, то есть всплывать они будут не сразу за барабанами, а на определенном расстоянии после них.
Зону свободную ото льда можно увеличить, если на обоих концах троса гирлянды установить электродвигатели, закручивающий трос и передающие с помощью его энергию вращения на барабаны, которые при ускоренном вращении будут придавать ледовым фрагментам, проходящим под ними, дополнительную горизонтальную скорость и последние будут всплывать на большем расстоянии от гирлянды.
Цель изобретения: выведение речного наплавного моста из-под действия ледового потока.
Поставленная цель достигается тем, что перед наплавным мостом, состоящим из понтонов с днищем эллипсоидной формы, со стороны течения реки устанавливается льдозащитная гирлянда включающая пустотелые барабаны и трос, для закручивания которого и передачи энергии вращения на барабаны установлены двигатели на берегах реки.
Предлагаемая конструкция позволяет:
- переместить надвигающиеся на мост ледовые фрагменты на глубину необходимую и достаточную, чтобы они могли пройти под понтонами моста;
- придать ледовым фрагментам на глубине скорость движения необходимую и достаточную, чтобы они всплыли уже за понтонами.
Заявляемая конструкция с присущими ей существенными признаками может быть неоднократно и в различных вариантах, с использованием различных устройств и материалов, успешно реализована на практике с получением указанного выше результата.
Пример. Конструкция льдозащитной гирлянды поясняется чертежом на Фиг. 1, где показано расположение понтонов (1) моста, барабанов (2), троса (3) и двигателей (4) льдозащитной гирлянды в русле реки (5), на ее берегах (6) и относительно течения (7) на начало периода ледохода. При этом собственно понтоны (1) располагаются в зоне свободной ото льда (8).
На Фиг. 2, где барабан и понтон изображены в разрезе, показан механизм образования зоны, свободной ото льда. Набегающий на барабан (2) поток фрагментов льда (9) подминается барабаном и погружается им на значительную глубину, независимо от площади и толщины. Вращением троса (3) льдозащитной гирлянды через барабан этим фрагментам придается добавочный импульс для горизонтального движения. При этом основной импульс для такого движения придается фрагментам течением реки (7). Благодаря этому фрагменты всплывают не сразу за барабаном (2), а после понтона (1). Вследствие этого, понтон не испытывает воздействия льда и вертикальных колебаний, равно как и идущий по нему наземный транспорт (11).
Глубина погружения барабана относительно уровня реки регулируется уровнем (10) залитого в него антифриза (например, рассола). Этот антифриз также повышает массу барабана и, следовательно, давление на подминаемый лед, которое таким образом может регулироваться.
Источники информации:
[1]Электронный ресурс: https://chemistry-gid.ru/knigi/naplavnoi-pontormyi-chto-takoe-pontonnye-mosty-stroitelstvo.html
[2] Патент РФ N 2494189. МПК E01D 15/14, В63В 36/34. Понтонный мост трансформер. Н.П. Дьяченко Опубл. 27.09.2013. Бюл. N 27.
[3]Электронный ресурс: https://ru-ecology.info/post/103644804610018/
[4] Полезная модель к патенту N 200848. МПК E01D 15/14. Речной наплавной мост. Е.И. Романов. Опубл. 13.11.2020. Бюл. N 32.