СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ЛЕДОВОГО ДАВЛЕНИЯ НА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ
METHOD FOR REDUCTION OF ICE PRESSURE AT HYDROTECHNICAL STRUCTURES

Изобретение относится к области эксплуатации гидротехнических сооружений, а именно к способу снижения ледовых нагрузок на гидросооружения при весенней подвижке льда.
Известен способ предотвращения нагромождения льда и снижения ледовых нагрузок на сооружение при весеннем ледоходе, при котором до начала вскрытия реки прорубают прорези перпендикулярно оси моста длиной 300 м (150 м выше по течению реки от моста и столько же ниже), глубиной на 2/3 от толщины льда и шириной не больше ширины ската или трака с расстоянием между осями прорезей 3,8-4,5 м (Патент США 4498808, МК E02B 3/00).
Недостатком этого способа является возникновение силовых полей как на уровне плавления льда, так и при его подвижке, так как сток воды тающего льда по стенкам и дну прорезей будет неодинаковым.
Известен способ предотвращения нагромождения льда и снижения его давления на опоры моста при первой подвижке льда весеннего ледохода, при котором в ледовом поле нарезают прорези глубиной 2/3 толщины льда в виде решетки с ромбовидными ячейками, острые углы которых ориентированы на фарватер. Угол нарезки прорезей к продольной оси реки на участке мостового перехода 15-30°, расстояние между осями прорезей 5-15 м, длина диагонального поля с верховой стороны 150-500 м, с низовой (1-2)B, где B - ширина ледостава (Патент РФ 2188274).
Недостаток этого способа состоит в том, что для его реализации требуется наличие специального тяжелого оборудования для нарезания во льду прорезей и применение его в весеннее время, когда несущая способность льда в значительной степени уже снижена, может оказаться невозможным. Кроме того, выход на лед тяжелой техники будет сопровождаться загрязнением поверхности продуктами сгорания топлива в двигателях машин.
Прототипом данного изобретения принят «Способ снижения ледового давления на гидротехнические сооружения» (Патент РФ 2301863). Этот способ основан на использовании энергии только прямого солнечного света. Для этого в период, предшествующий весеннему ледоходу, на ледовое поле укладывают ленты из эластичного синтетического материала темного цвета шириной, равной 1-1,5 средней толщины льда в таком порядке, чтобы эти ленты очерчивали ромбы, острым углом направленные по направлению течения реки в сторону створа гидротехнического сооружения и размером наибольшей стороны не более 1/3-1/4 расстояния между опорами.
Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение интенсивности образования синтеза ледорезного сооружения для предотвращения нагромождения льда и снижения его давления на промежуточные опоры гидротехнического сооружения при первой подвижке льда весеннего ледохода за счет увеличения поглощаемой энергии солнечной радиации, достигаемого путем поглощения как прямого, так и отраженного световых потоков, повышение безопасности работ при пропуске льда и сокращение эксплуатационных затрат.
Указанная задача решается тем, что в период, предшествующий весеннему ледоходу, на ледовое поле укладывают ленты из эластичного синтетического материала (полиэтилен, лавсан) черного цвета шириной, составляющей от 1 до 1,5 средней толщины льда, так, чтобы эти ленты образовывали внутри себя фрагменты непокрытого льда в виде ромбов, острым углом обращенных по направлению течения реки в сторону створа гидротехнического сооружения и размером наибольшей стороны ромба не более 1/3-1/4 от расстояния между промежуточными опорами. Для увеличения светового потока, поглощаемого лентами из эластичного синтетического материала черного цвета, параллельно им и за ними (по отношению к солнцу) устанавливают на вертикальном каркасе (из дерева или проволоки) ленты из эластичного синтетического материала белого цвета на расстоянии от лежащих на льду лент черного цвета, обеспечивающем попадание отраженного света на ленты черного цвета в астрономический для данной местности полдень. Для предотвращения сноса или складирования лежащих на льду лент ветром их крепят с обеих кромок ко льду анкерами. По мере таяния под лентами льда и возможного погружения лент в воду их возвращают на поверхность. В случае занесения лент снегом его удаляют каким-либо способом (механическим, пневматическим или иным).
Длина обрабатываемого лентами ледового поля с верховой стороны 200-500 м, с низовой - 1-2 ширины реки в створе гидросооружения.
Указанные действия позволяют обеспечить повышение интенсивности образования синтеза ледорезного сооружения для предотвращения нагромождения льда и снижения его давления на промежуточные опоры гидротехнического сооружения при первой подвижке льда весеннего ледохода за счет увеличения поглощаемой энергии солнечной радиации, достигаемого путем поглощения как прямого, так и отраженного световых потоков, повысить безопасность работ при пропуске льда и сократить эксплуатационные затраты.
Сущность способа поясняется чертежами, где на фиг.1 показан план мостового перехода, пролетное строение которого не показано, на фиг.2 показано взаимное расположение в плане лент темного цвета и отражающих лент белого цвета, на фиг.3 показано то же, но в вертикальном разрезе.
Пример реализации способа предотвращения нагромождения льда и снижения ледовых нагрузок на промежуточные опоры гидросооружения: при первой подвижке льда весеннего ледохода на ледовое поле укладывают ленту 1 из эластичного материала черного цвета шириной от 1 до 1,5 средней толщины льда и расстоянием между осями 5-15 м в виде решетки 2, ориентируемой на фарватер под углом 15-30°, длиной с верховой стороны 150-500 м, с низовой - (1-2)B, где B - ширина ледостава, которая при таянии воды, поступающей с пойм, при первой подвижке льда формирует подвижное реактивное диагональное силовое поле, компонентами которого являются подвижные 3 и неподвижные 4 створные ромбы, объемлющие опоры 5, служащие консолидированными ледорезами 6 для первой подвижки льда, которые дробят и сбрасывают ледорезными гранями ромбовидные льдины и их осколки, выдавливая их в акваторию межопорного пространства с повышенной скоростью течения вешних вод. Для предотвращения сноса и складирования лент ветром их крепят с обеих кромок ко льду анкерами 7. Для увеличения светового потока, поглощаемого лентами из эластичного синтетического материала черного цвета, параллельно им и за ними (по отношению к солнцу) устанавливают на вертикальном каркасе 8 (из дерева или проволоки) ленты 9 из эластичного синтетического материала белого цвета на расстоянии от лежащих на льду лент 1, обеспечивающем попадание отраженного света на ленты черного цвета 1 в астрономический для данной местности полдень. Вертикальный каркас 8 фиксируют анкерами 10.
Преимущества предлагаемого способа предотвращения нагромождения льда и снижения ледовых нагрузок на промежуточные опоры гидротехнического сооружения при первой подвижке льда состоят в том, что реализован синтез ледорезного сооружения без применения тяжелой техники, способ можно применять при существенном снижении несущей способности льда и использовать, наряду с прямым, еще и отраженный солнечный свет, что ускоряет таяние льда и образование синтеза ледорезного сооружения.