Ледовая автодорожная переправа
ICE ROAD CROSSING

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройствам для пропуска автомобильного транспорта по льду рек и др. акваторий с ледоставом.
Известна ледяная автодорожная переправа, содержащая ледяной покров, усиленный намораживанием сверху, верхним деревянным настилом или комбинацией этих вариантов [Отраслевые дорожные нормы ОДН 218.010-98 "Автомобильные дороги общего пользования. Инструкция по проектированию, строительству и эксплуатации ледовых переправ"]. Ее достоинством являются минимальные строительные трудозатраты. Недостатком - низкая грузоподъемность переправы, усиленной намораживанием и деревянным настилом. Лед плохо работает на изгиб, при превышении прочности льда на растяжение при изгибе в нем возникают трещины. ОДН 218.010-98 ограничивает расстояние от оси перемещаемого груза до сквозных трещин расстояниями от 3-х до 38 м (табл. 7.1). Иначе есть вероятность опрокидывания растрескавшихся и отколовшихся ледяных участков и погружения автомобиля под воду.
Известна ледяная автодорожная переправа, содержащая ледяной покров, усиленный вдоль колеи непрерывным несущим тросом, вмороженным в лед вдоль колеи под каждое колесо [патент РФ №2132898].
Достоинство данного решения заключается в некотором увеличении грузоподъемности переправы. Тросы служат армирующим элементом, перераспределяющим нагрузку в продольном направлении. Однако в поперечном направлении нагрузка не перераспределяется, в результате чего грузоподъемность возрастает незначительно и опасность опрокидывания растрескавшихся участков сохраняется. Таким образом, недостатком данного решения является, так же как и в аналоге, недостаточная грузоподъемность конструкции.
Целью предлагаемого изобретения является повышение грузоподъемности ледяной автодорожной переправы.
Поставленная цель достигается тем, что ледяная автодорожная переправа, содержащая ледяной покров, усиленный вдоль колеи непрерывным несущим тросом, вмороженным в лед вдоль колеи под каждое колесо, содержит установленные на расстоянии « L » друг от друга поперечные несущие элементы, выполненные в виде поплавка, представляющие в поперечном сечении полутрубу за счет разреза трубы горизонтально, при этом закругленная часть обращена книзу, а место разреза закрыто горизонтально расположенной опорной плитой, которая герметично закреплена на трубе, торцы которой герметично заглушены, а несущий трос пересекает поперечные элементы сверху, при этом
d≥4h, м
где L - расстояние друг от друга поперечных несущих элементов;
k - коэффициент, учитывающий местные условия льдообразования: k≤1,33 (ненарушенный ледяной покров постоянной толщины по длине переправы), k≥0,67 (ледяной покров резко неравномерной толщины с сухими трещинами);
- длина поперечного несущего элемента, м;
d - диаметр полутрубы;
h - толщина ледяного покрова в момент сооружения ледяной переправы, м;
с - расстояние между параллельными несущими тросами и между центрами колес оси транспорта, м.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены
на фиг. 1 - схема устройства в профиль в начале ледостава;
на фиг. 2 - схема устройства в профиль в конце ледостава;
на фиг. 3 - план устройства;
на фиг. 4 - поперечный несущий элемент в разрезе. Ледяная автодорожная переправа включает установленные на расстоянии « L » друг от друга поперечные несущие элементы длиной  выполненные в виде поплавка. Поплавки в поперечном сечении представляют полутрубу 1 диаметром «d» за счет разреза трубы горизонтально, при этом закругленная часть обращена книзу. Место разреза трубы закрыто сверху горизонтально расположенной опорной плитой 2 с отогнутыми вниз краями. Плита 2 усилена продольной диафрагмой 3 и герметично закреплена на полутрубе. Торцы полутрубы 1 заглушены полукруглыми фасонками 4, которые прикреплены герметично. Несущий трос 5 пересекает поперечные элементы сверху, располагаясь на опорной плите 2 и закреплен на ней болтами. Длина  поперечного несущего элемента назначается в диапазоне (1,5÷2)с, исходя из того, что расстояния между центрами колес у всех автомобилей изменяется в диапазоне (1320 мм…2010 мм).
Расстояние L между поперечными несущими элементами назначается в зависимости от  с тем, чтобы обеспечить условие  пересечения кругов прогиба 7 (заштриховано на фиг.3) ледяного поля 6 между двумя смежными поперечными несущими элементами при прохождении по ним передвижной нагрузки. Этим достигается защита от опрокидывания растрескавшихся участков льда.
Диаметр полутрубы d назначается превышающим в четыре раза толщину ледяного покрова в момент сооружения переправы для того, чтобы обеспечить поступление холода под трубу с прилегающих к ней поверхностей. Зона их теплового влияния r=2h, (соответственно d=4h) согласно п. 5 СТО Газпромтранс 4 - 2012 «Технические условия на проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию железных дорог на полуострове Ямал» стр. 44.
Устройство работает следующим образом. При наезде автомобиля на вмороженный в лед трос 5 вес автомобиля распределяется на лед 6 не только по длине троса, но и передается на несущие элементы устройства, а через них и на лед 6. В результате нагрузка на лед 6 непосредственно под автомобилем существенно уменьшается. В данном случае нагрузка распространяется по кругу 7 в соответствии с радиусом прогиба ледяного поля, причем эти круги пересекаются в средней части (заштриховано на фиг.3).
В связи с этим вес перевозимого груза может быть увеличен по сравнению с конструкцией в прототипе, где нагрузка передается только по длине тросов.
Ледяную автодорожную переправу устраивают следующим образом. В начале ледостава, когда толщина ледяного покрова h достигает величины ≥ 0,1 м (фиг. 1), с помощью средств малой механизации от берега до берега выпиливаются узкие майны длиной  и шириной (d+0,1) м на расстоянии « L » друг от друга и в них опускаются поперечные несущие элементы. По всей длине переправы поверх поперечных несущих элементов укладывают и закрепляют болтами к опорной плите 2 от одного до трех тросов 5 в заранее устроенные под каждую колею несквозные пропилы во льду глубиной 0,05 м, которые заливают водой. После вмерзания тросов и естественного прироста льда 6 снизу до расчетной величины (фиг. 2) возможен пропуск по переправе автомобилей массой 20 т при количестве тросов под каждую колею: один диаметром 14 мм или два диаметром 9,2 мм; при следующих значениях других параметров переправы: L=5 м,  d=0,63 м. Расстояние между центрами колес одной оси с=1,8 м.
В весенний период, когда эксплуатация переправы станет опасной, с помощью этих же тросов поплавки вытаскивают на берег, отсоединяют троса и складируют до следующей осени.
Первым существенным признаком являются поперечные несущие элементы (поплавки), они выполняют основную функцию патентуемой полезной модели: повышение грузоподъемности переправы за счет перераспределения нагрузки по ширине ледяной переправы, что исключает опрокидывание растрескавшихся участков льда.
Вторым существенным признаком являются закрепленные на поплавках стальные троса, которые распределяют нагрузку не только по длине ледяной переправы, но и по ее ширине.
Третьим существенным признаком являются геометрические характеристики несущих элементов (поплавков): их форма, размеры, расстояние между ними. Эти характеристики частично берутся из практики, частично определяются расчетом.
Все три существенных признака являются необходимыми и достаточными для достижения заявляемого технического результата. Все они отражены в формуле. Технический результат определяются всеми существенными техническими признаками и достигается тем, что вес автомобиля перераспределяется на большую площадь, в результате лед может выдержать большую нагрузку.
Эффективность предложенного технического решения определяется повышенной грузоподъемностью переправы, простотой ее изготовления вскоре после ледостава и демонтажа в короткий срок перед весенним ледоходом на реке с ледоставом с целью многократной оборачиваемости элементов переправы.