Расчет несущей способности ледового покрова

Обследование состояния льда должно производиться группой в составе не менее трех человек, следующих друг за другом на расстоянии 5м, первый и последний участники группы обвязываются веревкой, за которую держатся все остальные.

Существуют две методики обследования с последующим определением грузоподъемности льда.

Первая методика ведомственная, приведена в «Правилах по охране труда при сооружении мостов». Замеры толщины льда проводятся в прорубях, устраиваемых в количестве не менее двух на каждые 100м длины ледовой дороги, а на протяжении всей дороги не менее четырех, располагаемых на расстоянии 25м от дороги (рис 5-1).

Рис. 5-1

Отдельно определяются толщины прозрачного кристаллического льда и льда мутного или намороженного, толщина которого принимается с коэффициентом 0,5. Грузоподъемность льда определяется в зависимости от приведенной толщины льда по таблице п.11.38, помещенной в упомянутых правилах.

Контроль толщины льда ведется в течение всего времени работы и передвижения на нем каждые 10 дней, при оттепелях ежедневно. При появлении воды на льду его грузоподъемность снижается на 80%. Грузоподъемность весеннего льда снижается вдвое.

По второй методике (Министерства коммунального хозяйства РСФСР) замеры толщины льда выполняются в лунках диаметром 6-10см, расположенных в шахматном порядке по обеим сторонам ледовой дороги (рис. 5-2) на расстоянии 5м от ее оси через 10-12м по длине. При ширине реки менее 50м с каждой стороны будущей дороги пробуривается не менее трех лунок.

Рис. 5-2

По результатам замеров расчетная толщина льда определяется по формуле:

h_р=(h_пр+0,5h_мутн)k₁k₂, см, где (5.4-1)

h_{пр –} толщина прозрачного льда; h_{мутн –} толщина мутного льда; k₁=0,5 – коэффициент, учитывающий вероятность кратковременных оттепелей; k_{2 –} коэффициент, учитывающий структуру льда (для раковистой структуры k2=1).

Требуемая для пропуска заданной нагрузки толщина льда:

, где (5.4-2)

P – масса нагрузки, т; a=11 – при колесной нагрузке; a=9 – при гусеничной нагрузке; j – коэффициент, учитывающий интенсивность движения автотранспорта Nмаш/сутки

При N 500 маш/сутки j=1

500 N 2000 маш/сутки j=1,1

N 2000 маш/сутки j=1,2

Для безопасного пропуска по льду автотранспорта должно быть выполнено условие:

h_р≥h_тр (5.4-3)

При недостаточной толщине льда он может быть усилен намораживанием или укладкой настила.

Намораживание допускается при толщине образовавшегося льда до 30-40см и ведется на толщину не более 30% естественной его толщины. При большей толщине намораживания начинается таяние льда снизу на контакте с водой. В этом случае приведенная толщина льда составляет h_пр=h_{естеств}+0,7h_намор.

Для повышения грузоподъемности льда толщиной менее 30см устраивается деревянный настил. На лед укладываются с шагом 40-50см деревянные поперечины длиной на 2м, превышающей ширину груза. На поперечинах со стыками вразбежку размещают продольные бревна (брусья) диаметром 20см (сечением 20x20см). Образовавшийся настил заливается водой для смораживания со льдом (рис. 5-3).

Рис. 5-3

Доля нагрузки, приходящейся на ледовый покров составляет величину Q_п:

, где (5.4-4)

P – общая нагрузка; , где (5.4-5)

Jд – момент инерции поперечины; Eд – модуль упругости древесины; bп – шаг укладки поперечин; Eл=10⁷Н/см² – модуль упругости льда.

Практическое занятие № 11 (СД №6)

Раздел 5