ОДМ 218.2.045-2014 Рекомендации по проектированию лесных снегозадерживающих насаждений вдоль автомобильных дорог | НАДЗОР-ИНФО: Сообщество экспертов России

Для предотвращения снежных отложений на пути (при метелях) необходимо, чтобы проектируемая снегозащита полностью задерживала весь расход снеговетрового потока. Тогда количество снега q, которое должно быть задержано одним сантиметром защиты в течение одной метели составит:

q = t ∙ i,

где t — продолжительность метели (ветра), мин (см. табл. 2.3);

i — расход снеговетрового потока (интенсивность переноса сне­га), г/см² мин.

Интенсивность снеговетрового потока i определяют по фор­муле

i = c ∙ v³,

где с — коэффициент пропорциональности, принимаемый рав­ным 0,013; коэффициент представляет собой количество переноси­мого снега энергией ветра при скорости 1 м/с;

v — скорость ветра, м/с.

Если в расчетную зиму (с наибольшим числом метельных дней) было n метелей, то количество снега Q, которое должно быть задержано защитой

Q = t_j ∙ i_j,

Определив количество снега, которое должно быть задер­жано снегозащитой, находят площадь поперечного сечения вала w,м², образующегося у этой защиты (рис. 2.8)

W= ,

где d — плотность снега, принимаемая равной 0,3 г/см³.

Линия снегозащиты располагается параллельно ограждае­мому пути, направление которого может быть по отношению к снеговетровому потоку под различным углом атаки (рис. 2.9).

В этом случае

Q = t_j ∙ i_j · sin α_j,

Расчетная площадь снежного вала, м²,образовавшегося у проектируемой защиты, определяется по формуле

W= ·sin α_j

Наблюдения показали, что при углах атаки менее 15° снег продувается вдоль защит и почти не задерживается. Поэтому уг­лами атаки менее 15° при определении расчетной площади снеж­ного вала обычно пренебрегают.

Рис. 2.8. Площадь снежных

отложений w снегового вала

Рис.2.9 Расположение участка железнодорожного

пути относительно сторон света

Пример. Для линии Д-Ж (см. рис. 2.9) необходимо определить параметры постоянных снегозащитных заборов. Общая продолжительность метели в минутах для каждого направления (румба) ветра приведена в табл. 2.3. Скорость и направление ветра приведены в графах 1 и 2 табл. 2.4.

Сначала рассчитывают площадь поперечного сечения снежного вала, затем строят розу переносов снега и устанавли­вают основные параметры снегозащиты: высоту снегозащит­ного забора и ширину полосной живой защиты для участка ли­нии Д-Ж.

Таблица 2.3

Общая продолжительность ветра

1. Определение площади поперечного сечения снежного вала производят в табличной форме (табл. 2.4). В графе 3 опре­деляют интенсивность снеговетрового потока, в графе 4 — коли­чество снега, задерживаемого защитой; значения продолжитель­ ности ветра по румбам принимаются по табл. 2.3.

В графе 5 определяют суммарное количество снега для каждого румба. В графе 6 определяют площадь поперечного сечения снежного вала для данного румба и в графе 7 опре­деляют проценты от общего количества снега для каждого румба.

2. По данным графы 7 табл. 2.4 строят розу переносов сне­га (рис. 2.10).

3.По заданному углу между направлениями участка Д-Ж и Север-Юг, равному 30°, определяют угол атаки для каждого румба (рис. 2.9).

4.По установленным на рис. 2.9 углам атаки в табл. 2.5 опреде­ляют расчетную площадь снежного вала для каждой стороны пути. При этом в графе 1 проставляют румбы, для которых в графу 2 переносят из табл. 2.4 (графа 6) установленные значения площади поперечного сечения снежного вала. В графы 3 и 6 заносят вели­чину угла атаки с рис. 2.9, а затем в графах 5 и 6 определяют расчет­ную площадь снежного вала.

Таблица 2.4

Определение площади поперечного сечения снежного вала

Рис. 2.10. Роза переноса снега.

5. По итоговой строке табл. 2.5 (графы 5 и 8) определяют ши­рину проектируемой лесозащитной полосы (для района с метеля­ми средней силы):

для восточной стороны L = k ∙ √ w = 5 ∙ √653,6 = 127,5 м;

для западной стороны L = K ∙ √ w = 5 ∙√30,9 = 27,5 м.

Таблица 2.5

Определение расчетной площади снегового вала по румбам

6. Определяют высоту снегозащитного забора для восточ­ной стороны Н = 0,33√w = 0,33√653,6 = 8,4 м.

Высота забора получилась более 5,5 м, поэтому по технико-экономическим показателям целесообразно предусмотреть двух­рядные заборы (табл. 2.2), высоту которых определяют:

для восточной стороны H = 0,19 ∙ √ w = 0,19√653,6= 4,8 м;

для западной стороны H = 0,33 ∙√w = 0,33√30,9 = 1,8 м.

Расстояние между заборами устанавливают равным 22-24-кратным высоте забора.

Главным недостатком заборов с жесткой конструкцией обрешетки является снижение эффективности снегозадержания при острых углах между линией забора и направлением метелевого потока снега.

Поэтому в МИИТе проводилась разработка новой конструкции снегозадерживающего забора, которая имела бы значительно меньший вес, а задерживающая структура забора могла бы изменять направление, приспосабливаясь к направлению ветра.

В качестве перспективного снегозадерживающего устройства предполагается использовать флаги, прикрепленные к обрешетке. Одним из преимуществ такого устройства по сравнению с забором с проницаемостью 50% считается способность эффективно задерживать снег при направлениях ветра, сильно отклоняющихся от перпендикуляра к забору. Были проведены испытания, в ходе которых было установлено, что конструкция с флагами работает при ветрах с различными углами обдува по отношению к линии заборов.

Первым шагом испытаний фрагмента поверхности сетки с флагами в аэродинамической трубе являлось определение зависимостей его коэффициента сопротивления от длины флагов и направления ветра. Коэффициент сопротивления пропорциональность между силой приложенной к объекту и динамическим давлением ветра.

,

Где — плотность воздуха;

u — скорость потока;

S =0.36м² — площадь модели.

Для проведения таких исследований была изготовлена модель в виде фрагмента сетки размером 0.6*0.6 м, показанная на рис. 2.11. Она представляет собой раму из стальной полосы сечением 20 4мм, к которой крепятся съемные стержни диаметром 5мм, образующие сетку. В точках пересечения стержни скреплены между собой винтами. На четыре вертикальных стержня надеты 12 флагов, изготовленных из тентовой ткани. Первоначально длина флагов составляла 300мм. В ходе испытаний они последовательно обрезались до длины 250, 200, 150, 100 и 50мм. Модель устанавливалась в рабочей части аэродинамической трубы Т-129 на державке, оборудованной тензовесами. Державка представляла собой цилиндр диаметром ~100мм расположенный поперек потока. Длина части державки, находящейся в ядре потока составляла ~300мм. Угол между нормалью к плоскости модели и направлением потока изменялся путем поворота державки с помощью механизма аэродинамической трубы (поворотного круга).

Рис. 2.11 Модель фрагмента поверхности снегозадерживающего устройства в виде сетки с флагами. (a) — рамка с сеткой, (б) – флаг

Зависимости коэффициента сопротивления сетки с флагами различной длины от скорости потока при ее обтекании без наклона ( =0) показаны на рис. 2.12. Из него видно, что, начиная с длины флагов 100 мм, сопротивление флагов становится достаточно большим и сравнимо с коэффициентом сопротивления забора с проницаемостью 50%. Коэффициент сопротивления коротких флагов практически постоянен, а длинных заметно убывает при увеличении скорости потока. При увеличении длины флагов их коэффициент сопротивления растет, однако этот рост постепенно замедляется и сходит на нет при L=250-300мм. Эта закономерность более четко прослеживается на рис. 2.13, где построены зависимости С_x от длины флагов для двух значений скорости 10 и 25м/сек. Важная особенность этой зависимости — резкий пороговый характер возрастания сопротивления при малых L. Так при L=50мм сопротивление сетки с флагами практически не отличается от голой сетки, а увеличение их длины всего на 50мм приводит к увеличению Сx до 0.5. При этом также резко изменяется картина обтекания: флаги с L=50мм колеблются очень слабо, а при L=100мм амплитуда их пульсаций увеличивается во много раз.

Рис. 2.12. Зависимости коэффициента сопротивления сетки с флагами различной длины от скорости потока при обтекании потоком, направленным по нормали к поверхности ( ).

Рис. 2.13. Зависимости коэффициента сопротивления сетки с флагами от их длины L при обтекании потоком, направленным по нормали к поверхности ( ).

Испытания сетки с флагами при косой обдувке выполнялись для L=150, 200 и 300мм. Их результаты в виде зависимостей коэффициента сопротивления сеток с флагами разной длины от угла обдува представлены на рис. 2.14. Обработка результатов этих испытаний показала, что сила, действующая на модели, направлена практически по потоку. Коэффициент боковой силы не превышает 0.1 и находится в пределах погрешности измерений. По этой причине результаты измерений боковой силы на рис.2.12 не приводятся. Из рис. 2.12 видно, что при углах обдува меньших 60⁰ коэффициент сопротивления сетки с флагами относительно слабо меняется, уменьшаясь только в 1.5 раза. Это позволяет надеяться, что сетка с флагами будет достаточно хорошо работать в диапазоне углов обдува 0-60⁰.

Рис. 2.14 Зависимости коэффициента сопротивления сетки с флагами от угла обдува при скорости потока 10м/сек.

В этом заключается преимущество флагов перед стандартным забором, который хорошо работает только при .

Опыт испытаний флагов в аэродинамической трубе показал, что они подвержены сильному износу. Так, флаги в виде отрезков капроновой стропы начали распускаться на отдельные нити в первые минуты работы. Изготовленные из тентовой ткани флаги успешно выдержали цикл испытаний в аэродинамической трубе продолжительностью порядка 1часа нахождения в потоке, однако на них были отмечены следы износа. Поэтому проблема обеспечения достаточного ресурса флагов является ключевой.

В ходе испытаний на ресурс были установлены зависимости износа от плотности и размеров флагов, а также были найдены оптимальные параметры. Так стало известно, что флаги с плотностью равной 960 гр/м² разрушаются быстрее чем более легкие, размеры были приняты 300 на 300 миллиметров. Конструкция флажкового снегозадерживающего забора представлена на рис. 2.15.

Рис. 2.15 Флажковый снегозадерживающий забор

По натурным измерениям было установлено, что флажковый забор заносится снегом быстрее и длина зоны отложения меньше чем у аналогичных конструкций. У деревянных снегозадерживающих конструкций зона отложения составляет порядка 35Н (Н- высота снегозадерживающего забора, устройства), а зона приноса порядка 15-20Н. Также снегозадерживающая способность флажкового снегозадерживающего забора меньше чем у аналогичных устройств. Параметры зон приноса и отложения и снегосборная способность деревянных снегозадерживающих заборов представлена на рисунке 15.

Рис. 2.16. Параметры зон отложения и приноса деревянных снегозадерживающих конструкций

Для очистки пути от снега применяют снегоочистители и струги-снегоочистители.

Снегоочистители бывают двух типов: плужные и роторные. Самыми распространенными являются плужные однопутные и двухпутные снегоочистители, обладающие большой скоростью и высокой маневренностью.

Снегоочистители двухпутные плужные СДП, СДП-М, СДП-М2 и однопутные плужные самоходные ТГМ-40Спредставля­ют собой прицепные машины вагонного типа, оборудованные от­вальными снегоочистительными устройствами в форме плуга. Пе­ремещаются снегоочистители локомотивом, который обеспечи­вает также сжатым воздухом пневматическую систему управ­ления рабочими органами машин.

Снегоочистители двухпутные плужные предназначены для очистки путей от снежных заносов на двух- и многопутных лини­ях железных дорог. Они могут использоваться и на однопутных участках. Снег при движении двухпутного плужного снегоочис­тителя отбрасывается в одну сторону, как правило, в правую по направлению движения.

Снегоочистители СДП, СДП-М, СДП-М2 очищают путь от заносов глубиной до 1,0 м при рабочей скорости до 70 км/ч. Ши­рина захвата составляет 3,18 м при закрытых крыльях и 4,95 м при открытых. Снегоочистители ЦУМЗ очищают путь от зано­сов глубиной до 0,6 м, шириной от 3,2 до 6,1 м при рабочей скоро­сти до 40 км/ч. Снегоочиститель однопутный плужный ТГМ-40С создан на базе маневрового тепловоза ТГМ-40 и предназначен для очистки путей от снега высотой до 1,0 м. Снегоочистительное устройство имеет ширину захвата 3,25 м без крыльев и 5,0 м с крыльями (приложение 1).

Основные технические характеристики плужных снегоочи­стителей приведены в табл. 3.1.

Струги-снегоочистители CC-1 и СС-1М, СС-3используются для очистки от снега путей на станциях и перегонах, сколки льда на станционных путях, отвалки снега в местах его выгрузки, очис­тки кюветов от снега из выемок. Благодаря наличию снегоочисти­тельных устройств с шарнирным соединением крыльев и передне­го щита струг-снегоочиститель может производить очистку от сне­га на однопутных участках, как однопутный снегоочиститель, а на двухпутных участках, как двухпутных. При установке крыльев в виде скрепера можно использовать струг-снегоочиститель для удаления снега из выемок.

Таблица 3.1

Технические характеристики плужных снегоочистителей

Тяговой единицей струга-снегоочистителя является локомо­тив, который одновременно снабжает сжатым воздухом пневма­тическую систему управления струга.

Основные технические характеристики стругов-снегоочистителей приведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2.

Технические характеристики стругов-снегоочистителей

Электрические роторные снегоочистители ЭСО-3, ЭСО-Щ,ФРЭС-2предназначены для расчистки железнодорож­ных путей на перегонах от глубоких снежных заносов с отбрасы­ванием снега в правую или левую сторону от оси пути на значи­тельные расстояния.

Главными рабочими органами роторных снегоочисти­телей являются роторы-питатели и выбросные роторы. Для увели­чения ширины захвата снегоочистители оборудованы боковыми крыльями. Тяговой и электрической единицей роторных снегоочи­стителей является тепловоз с переоборудованной электрической схемой. Эта схема позволяет, кроме «поездного» режима, иметь «снеговой» режим движения.

Трехроторный снегоочиститель ЭСО-3 оборудован двумя роторами-питателями и выбросным ротором. Этим снегоо­чистителем расчищают снежные заносы глубиной до 4,5 м при плотности снега до 0,5 т/м³. Минимальная ширина счищаемого слоя составляет 3,425 м, максимальная поверху — 6,0 м и понизу — 5,0 м.

Максимальная дальность выброса снега до 50 м.

Трехрогорный снегоочиститель ФРЭС-2 в отличие от ЭСО-3 имеет на режущих барабанах спиралевидные лопасти вместо прямых лопаток, что обеспечивает более эффективную работу рабочих органов. Основные технические характеристики ЭСО-3 и ФРЭС-2 отличаются незначительно.

Двухроторный снегоочиститель ЭСО-Щ имеет ротор-пита­тель и выбросной ротор. Снегоочиститель может расчищать снеж­ные заносы высотой до 3 м при плотности снега до 0,5 т/м³. Мини­мальная ширина очищаемого слоя 3,42 м, максимальная поверху -6,0 м, понизу -5,1 м. Дальность отброса снега до 50 м. При обору­довании ротора-питателя щетками снегоочиститель ЭСО-Щ мож­но использовать и для очистки станционных путей, стрелочных переводов и горловин станций.

Основные технические характеристики электрических ротор­ных снегоочистителей приведены в табл. 3.3.

Таблица 3.3.

Технические характеристики электрических роторных снегоочистителей

Организация работы снегоочистителей и обеспечение безопасности их движения.При подготовке путевого хозяйства к зиме определяют места стоянки снегоочистителей и снегоубо­рочных машин с учетом расположения заносимых мест железно­дорожной линии и крупных станций, а также с учетом возможнос­ти обеспечения снегоочистительной техники локомотивами.

Заранее намечают участки обслуживания каждого снегоо­чистителя. У мест препятствий для работы снегоочистителей вы­ставляют временные сигнальные знаки (рис. 3.1).

Работа снегоочистителей начинается в зависимости от со­стояния погоды, а также от количества снега, выпавшего на путь.

Особое внимание уделяют предупредительной очистке пути от снега на перегонах во время метелей и снегопадов, пропуская с рабо­той снегоочистители без нарушения графика движения поездов.

В случае возникновения угрозы бесперебойности движения поездов из-за заносов своевременно вводят в работу путевой струг, струг-снегоочиститель, роторный снегоочиститель.

В местностях с затяжными сильными метелями снегоочис­тители пропускают «челноком»: в середине становится локомотив, а с обоих его концов — снегоочистители. Это дает возможность вернуться назад для расчистки образовавшегося заноса.

Рис. 3.1. Схема установки временных сигнальных знаков: а — для обычных снегоочистителей; б — для скоростных снегоочистителей; 1 — опустить нож, открыть крылья; 2 — поднять нож, закрыть крылья; 3 — подготовиться к поднятию ножа и закрытию крыльев

При работе плужных снегоочистителей или путевого струга на перегоне двухпутного участка поездам, проходящим по сосед­нему пути, выдаются предупреждения о том, что на перегоне ра­ботает путевой струг или снегоочиститель и что при следовании необходимо соблюдать особую бдительность, быть готовым в слу­чае надобности к немедленной остановке и перед местами с пло­хой видимостью давать оповестительные сигналы.

При очистке пути роторным снегоочистителем на двухпут­ном участке, когда второй путь расчищен, поездам, следующим по расчищенному пути, выдаются предупреждения о проходе места работы снегоочистителя со скоростью 5 км/ч с посадкой у запре­щающего сигнала работника дистанции пути (проводника), так как место работы этого снегоочистителя ограждается по соседнему пути сигналами остановки. К проходу поезда работу снегоочисти­теля прекращают и крылья закрывают.

Несамоходные снегоуборочные поезда СМ-2.Снегоубороч­ный поезд СМ-2 состоит из головной машины СМ-2 (СМ-2А, СМ-2Б, СМ-2М) и СМ-7Н одного или двух промежуточных и конце­вого полувагонов. Головная машина является уборочным агрегатом, а полувагоны — тарой для погрузки снега. Концевой полувагон, кроме того, имеет разгрузочное устройство.

Несамоходный снегоуборочный поезд перемещает локомотив. Для снабжения электроэнергией приводов рабочих органов на голов­ной машине имеется дизель- электростанция.

В зимнее время снегоуборочный поезд применяют для очистки станционных путей и стрелочных переводов от снега высотой до 0,8 м. При профилактической очистке станционных путей высота снега мо­жет быть небольшой (до 100 мм). Ширина полосы, очищаемой от снега, при работе без крыльев составляет 2,45 м, а при работе с кры­льями — 5,1 м. Рабочая скорость машины зависит от толщины и со­стояния снега (плотности, твердости и др.) и составляет 5-10 км/ч.

При глубоком снеге машина, при необходимости, может очи­щать путь и междупутья подрезным ножом и боковыми крыльями за один-два прохода. При этом щеточный барабан-питатель под­нимают в верхнее положение и включают в работу, когда необходимо подталкивать снег на погрузочный транспортер. При уборке снега щеточным барабаном-питателем очистка междупутий про­изводится боковыми крыльями или боковыми щетками. Машины, у которых боковые щетки смонтированы на боковых крыльях (впе­реди машины), обеспечивают очистку междупутья за один проход машины. Если боковые щетки смонтированы в базе головной ма­шины СМ-2, очистка за один проход возможна лишь при обратном движении машины локомотивом вперед.

Снегоуборочные поезда СМ-2 всех модификаций могут так­же очищать путь от уплотненного снега и льда. Для этого необхо­димо два-три прохода снегоуборочного поезда по пути. При пер­вом проходе производится сколка уплотненного снега или льда, при последующих — очистка междупутий и забор материала щеточ­ным барабаном-питателем.

После заполнения полувагонов снегоуборочный поезд транс­портируется на место разгрузки. Разгрузочные устройства конце­вого полувагона позволяют выгружать материал в любую сторону от оси пути на стоянке или при движении снегоуборочного поезда.

Основные технические характеристики несамоходных сне­гоуборочных поездов СМ-2 приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1.

Технические характеристики головной машины и полувагонов снегоуборочного поезда СМ-2

Примечание. В числителе для промежуточного полувагона, в знаменателе — для концевого.

Самоходные снегоуборочные поезд и машина. Самоход­ный снегоуборочный поезд СМ-3, ПСС-1 и одновагонная самоходная ма­шина СМ-5 предназначены для тех же целей, что и несамоход­ные снегоуборочные поезда.

Поезд СМ-3 состоит из головного полувагона, двух про­межуточных полувагонов и концевого полувагона с приводной тяговой тележкой. В концевом полувагоне размещена силовая установка мощностью 500 кВт. Управление передвижением по­езда СМ-3 осуществляется из кабин в головном и хвостовом полувагонах. ПСС-1 состоит из головной машины, одного или двух промежуточных полувагонов, полувагона промежуточного с конвейером поворотным, тяговой энергетической секции (приложение 2).

Машина СМ-5 представляет собой одновагонный снегоу­борочный поезд с двумя кабинами управления, размещенными в голове и в хвосте поезда. Силовая установка, размещенная в хвосте поезда, имеет мощность 200 кВт. На СМ-5 разгрузка осуществляется посредством ротора с дальностью выброса до 35 м. Основные технические характеристики самоходных сне­гоуборочных поездов и машин приведены в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Технические характеристики самоходных снегоуборочных поездов и машин

Для правильного маневрирования снегоуборочных поездов пути и стрелочные переводы каждого парка станции разбиваются на отдельные зоны.

Технологию уборки снега разрабатывают для каждого пар­ка станции. Итоговые данные по каждому парку (группе путей) сводят введомость.

В сортировочном парке в первую очередь очищают и убира­ют снег с горочной горловины и сортировочных путей на расстоя­нии 150-200 м от башмакосбрасывателей в глубь парка.

Для этого снегоуборочный поезд направляется в сторону гор­ки, а локомотив — в сторону парка.

По команде дежурного по горке или по сигналу руководите­ля работ снегоуборочный поезд подается с горки на очищаемый путь; после проследования стрелочных переводов включаются боковые щетки для забора снега с междупутья внутрь колеи; локо­мотив со снегоуборочным поездом по сигналу руководителя работ движется в глубину парка, осаживая после прицепки находящиеся на пути вагоны, пока голова снегоуборочного поезда не пройдет 150-200 м за башмакосбрасыватель.

По сигналу руководителя работ осаживаемые вагоны, отцеп­ляют и машина в рабочем состоянии с включенными рабочими органами движется в сторону горки до предельного столбика. При отсутствии роспуска вагонов на данную группу путей по команде дежурного по горке снегоуборочный поезд продолжает двигаться за разделительную стрелку и переезжает на следующий путь; цикл повторяется до тех пор, пока не заполнится снегом весь состав.

По окончании уборки снега с участков тормозных позиций приступает к работе снегоуборочный поезд № 2, который убирает снег на путях сортировочного парка за пределами тормозных по­зиций.

Заезд для уборки снега на путях сортировочных парков про­изводится со стороны горловины парка формирования. При движе­нии машины в сторону горки включают боковые крылья и щетки для забора снега с междупутья внутрь колеи. Если на пути имеют­ся отдельно стоящие вагоны, по указанию маневрового диспетче­ра или дежурного по горке они прицепляются к локомотиву и осаживаются на горку до тех пор, пока головная машина не встанет на начало очистки пути в сторону парка. Затем снегоуборочный поезд в рабочем состоянии движется в сторону горловины парка формирования и очищает снег. Вагоны подтягиваются к предель­ному столбику этой горловины и отцепляются. При большой груп­пе вагонов на сортировочном пути в помощь локомотиву снегоубо­рочного поезда выделяется горочный локомотив. После очистки одного или нескольких путей парка до полной загрузки поезда сне­гом поезд отправляется под выгрузку, а затем возвращается к фрон­ту уборки снега. Цикл повторяется до полной уборки снега с путей парка.

Для очистки и уборки снега с путей парка приема поездов снегоуборочный поезд, сформированный по схеме: локомотив, кон­цевой полувагон, промежуточные полувагоны, головная машина, а вслед за ним и горочный локомотив, по команде дежурного по пар­ку передвигаются по свободному пути в противоположную от гор­ки горловину. Горочный локомотив, возвращаясь, заезжает под со­став, подлежащий роспуску, и убирает его на путь надвига, а сне­гоуборочный поезд вслед производит уборку снега с освобожден­ного пути. По окончании очистки поезд по этому же пути возвра­щается обратно и заезжает на следующий путь, с которого гороч­ный локомотив в том же порядке убирает состав.

При наличии в парке приема только одного свободного пути очистку можно также осуществлять способом перевалки снега. Струг-снегоочиститель при этом проходит последовательно по сво­бодному пути и переваливает снег на соседний путь по мере его освобождения от состава вагонов, надвигающихся на горку. При­менение такого способа работы возможно и в парке отправления.

В парке отправления уборка снега выполняется вслед ухо­дящему на участок поезду. По отправлении поезда дежурный по станции (парку) разрешает заезд снегоуборочного поезда на осво­бодившийся путь для очистки и уборки снега.

Не менее эффективным средством является перевалка сне­га стругом в сторону крайнего пути и под откос.

Перевалка снега стругом под откос производится в обе сто­роны от середины парка. Если нет возможности сбрасывать снег под откос, то его следует собирать в валы на выделенных путях и междупутьях с немедленной уборкой снегоуборочным поездом с тем, чтобы при возобновлении метели образовавшиеся валы не способствовали задержанию снега.

Образовавшиеся валы снега на междупутьях путей осмотра и ремонта вагонов впоездах подлежат немедленной уборке.

Стругом при помощи опущенной носовой части и одного рас­крытого крыла очищают сразу один путь и междупутье с перевал­кой снега на второе междупутье. После этого струг переходит на второй путь и таким же образом очищает снег со второго пути и междупутья, переваливая его через третий путь на третье между­путье и т.д.

Для перевалки снега стругом требуется последовательно освобождать на 20-30 мин с закрытием для движения поездов два соседних пути (первый путь занимается стругом, второй — его кры­лом).

После каждого рабочего прохода крыло и нож струга приво­дятся в транспортное положение для перехода на следующий путь.

В парках приема и отправления во время производства сне­гоуборочных работ пути должны занимать поезда и составы в со­ответствии с технологическим процессом механизированной очи­стки и уборки снега с таким расчетом, чтобы была возможность организовать работу снегоочистителей и снегоуборочных поездов без дополнительных маневров по перестановке составов.

4.2 Выбортипа снегоуборочных устройств и организация их работы

Для определения объема снега, подлежащего вывозке со станции, подсчитываем общую длину путей, на которых предусмотрено очистить снег снегоуборочной машиной, в том числе путей, с которых снег переваливается на соседний путь. Длину каждого пути находим по плану станции.

Подсчет общей длины L (м) указанных путей сводим в таблицу (табл.4.3).

Итого 8580

Площадь очис­тки снега по одному пути, м²,

ω_i = l_i b_cp,

где l_i — полезная длина пути, м;

b_cp — средняя ширина междупутья, м.

Объем неуплотненного снега, подлежащего уборке с одного пути, м³:

Q_i = ω_i ∙ h_сн,

где h_сн — толщина слоя снега, м.

Объем неуплотненного снега, подлежащего вывозке со станции, определяем по формуле

Q = L∙5,3∙h_сн,

где 5,3 – средняя ширина междупутья, м;

h_сн – высота выпавшего снега, м.

Q = L∙5,3∙0,53 = 8580∙5,3∙0,60 = 27284,4 м³

Необходимо количество рейсов n_p для вывозки снега со всей станции определяется по формуле

n_p = Q∙K_y / q∙K_з,

где K_y – коэффициент уплотнения снега (K_y = 0,4-0,5);

K_з – коэффициент заполнения снегом емкости (K_з = 0,8-0,9);

q – емкость снегоуборочной машины, м³;

Емкость снегоуборочной машины определяется по формуле

q = n∙q_п q_к,

где n – количество промежуточных вагонов;

q_п – емкость промежуточного вагона;

q_к – емкость концевого вагона.

Значения q_п и q_к находятся по таблице основных характеристик машин (прил.2 [1]). В снегоуборочных машинах СМ-2 и СМ-3 принимают n = 2, тогда емкость снегоуборочной машины будет

q = 2∙140 95 = 375 м³.

Подставив численные значения получим необходимое количество рейсов для вывозки снега со станции

n_p = 27284,4 ∙ 0,5/375 ∙ 0,9 = 40.

Продолжительность одного цикла работы Т снегоуборочного поезда без учета простоев, связанных с поездной и маневровой работой станции, определяется по формуле

Т_ц = t₁ t₂ t₃ t₄ t₅,

где t₁ – время загрузки снегоуборочного поезда;

t₂ – время на приготовление маршрута для выезда на выгрузку;

t₃ – продолжительность рейса к месту выгрузки;

t₄ – продолжительность выгрузки;

t₅ – продолжительность обратного рейса.

Время загрузки определяем по формуле

t₁ = ((q∙K_з)/j)∙ 60 t_зр,

где q – емкость снегоуборочного поезда, м³;

К_з – коэффициент заполнения снегоуборочного поезда, К_з = 0,8-0,9;

j – производительность загрузочного устройства снегоуборочной машины, м³/ч;

t_зр — время на зарядку и разрядку машины (t_зр = 3 мин)

t₁ = 375∙0,8/1200∙60 3 = 18 мин.

Время на приготовления маршрута принимаем равным t₂ = 5 мин.

Продолжительность рейсов к месту выгрузки t₃ и обратно t₅ принимаем равным друг другу и определяем по формуле

t₃ = t₅ = L_в /V_ср ∙ 60,

где L_в – расстояние от места погрузки до места выгрузки, км;

V_ср – средняя скорость следования снегоуборочного поезда, км/ч, принимаем V_ср = 10-25 км/ч.

Средняя дальность рейса от места погрузки до места выгрузки определена по схеме станции и составляет 1,1 км, среднюю скорость на таком небольшом протяжении можно принять равной 10 км/ч.

t₃ = t₅ = (1,1 /10 ) ∙ 60 = 6,6 мин.

Продолжительность выгрузки снега в среднем t₄ = 9 мин. Подставив все численные значения получим продолжительность цикла работы снегоуборочной машины:

Т_ц = 18 5 6,6 9 6,6 = 45,2=45 мин.

Время Т, необходимое для очистки всей станции от снега одной снегоуборочной машиной, определяется по формуле

Т = Т_ц∙n / 60 = (45 ∙ 40)/60 = 30.

Технологию уборки снега разрабатывают для каждой станции отдельно.

В таблице 4.4 приведена ведомость механизированного выполнения снегоуборочных работ в парке при толщине слоя снега 60 см.

По ведомости механизированного выполнения снегоуборочных работ на станции строим график работы снегоуборочной машины (рис.4.1).

По графику видно: в какой последовательности производится очистка путей, продолжительность очистки каждого пути и где находится машина в какой момент времени. Каждый цикл работы машины изображен двумя горизонтальными и двумя наклонными отрезками линий. Так, например, первый цикл работы машины изображен горизонтальными отрезками а-а и в-с и двумя наклонными линиями а-в и с-d.

Отрезок а-а, отложенный в определенном масштабе, отображает сумму интервалов времени t₁ t₂ в течение которых снегоуборочная машина находится на пути № I, производя очистку снега и дожидаясь готовности маршрута для следования к месту выгрузки.

Наклонная линия а-в отображает передвижение машины после загрузки ее на пути № I к месту выгрузки. Горизонтальная проекция линии а-в отображает время t₃ следования к месту выгрузки. Отрезок в-с отображает операцию по выгрузке снега, а отрезок с-d – следование машины к следующему месту погрузки снега. Сумма всех перечисленных интервалов t₁ t₂ 2t₃ = Т_ц, где Т_ц, в течение которого машина совершает первый цикл работы.

Снегоуборочные работы в парках планируют на основе су­точного плана-графика работы станции, рассчитанного на макси­мальный поток поездов. При анализе суточного плана-графика выявляют свободные промежутки времени по каждому пути пар­ка, району станции, горловине и отмечают их на этом плане.

В эти «окна» вписывают расчетное количество рейсов сне­гоуборщиков с учетом очередности очистки путей и объема уби­раемого снега. Так составляют единый график.

В едином графике указывают место работы снегоубороч­ных машин, маршруты следования их к месту выгрузки и обратно.

Таблица 4.4

Ведомость механизированного выполнения снегоуборочных работ при толщине слоя снега 60 см

Снег вывозится в снегоуборочный тупик 7 пути.

Примечание: 1 – отрезок а-а; 2 – отрезок а-в; 3 – отрезок в-с; 4 – отрезок с-d.

Рис. 4.1. График работы снегоуборочной машины

Для своевременной и быстрой очистки стрелочных перево­дов от снега применяют различные стационарные пневматичес­кие, электрические и газообогревательные устройства.

Устройства пневматической очистки стрелочных пе­реводов. Устройства пневматической очистки стрелочных пере­водов подразделяются на стационарные устройства пневмоочист-ки стрелок от снега и устройства ручной шланговой лневмообдув-ки. Стационарные устройства пневматической очистки стрелок предназначены для текущей очистки от снега пространства меж­ду остряком и рамным рельсом. Шланговая пневмообдувка пред­назначена для очистки от снега всего стрелочного перевода. При этом снежные валы, образующиеся у стрелочного перевода в ре­зультате работы пневмоустройств, периодически должны убирать снегоуборочные поезда или другие средства.

В систему стационарной пневмоочистки стрелок входят ком­прессорная, воздухосборники, устройство маслоотделения и осушки воздуха, разводящий трубопровод, электропневматические кла­паны, установленные около стрелок и подающие сжатый воздух на стрелку по команде устройств управления, а также стрелочная арматура с отводами и приваренными к ним соплами (диаметр проходных сечений 6-8 мм), направленными в сторону острия пера остряка.

Для управления циклом продувки стрелок используются раз­личные устройства:

однопрограммное пневмоочистительное устройство с шаго­вой системой управления для крупных станций и узлов в районах слабой заносимости, обеспечивающее поочередную очистку стре­лок от снега с режимом работы продувка стрелки в течение 4 с через каждые 6 мин;

многопрограммное пневмоочистительное устройство с блоч­ной системой управления для крупных станций и узлов с интенсив­ной поездной и маневровой работой.

Блочная система управления предусматривает три способа очистки:

циклический для пневмоочистки всех стрелок на станции, как и при шаговом управлении;

групповой для наиболее деятельных стрелок, выделенных в отдельную группу;

индивидуальный для пневмоочистки любой стрелки, вызван­ной производственной необходимостью при ее снегозапрессовке.

При блочной системе управления возможны три режима ра­боты: нормальный, облегченный и усиленный. При нормальном режиме продувка стрелки происходит в течение 4 с через каждые 6 мин; при облегченном — в течение 4 с через каждые 10 мин; при усиленном — в течение 5 с через каждые 4 мин.

В устройство шланговой ручной пневмопродувки входят: воз-духозаборные колонки, установленные у стрелок, гибкие шланги длиной 10-15 м с металлическими наконечниками и приваренными к ним соплами Лаваля сдиаметром проходных сечений 6 мм. Вохдухоразборные колонки оборудованы разобщительными кранами с головками от тормозных рукавов вагонов. Такой же головкой обо­рудован конец гибкого шланга.

Работа по ручной обдувке стрелок выполняется двумя мон­терами пути, один из которых (старший группы) должен иметь раз­ряд не ниже четвертого. Обязанности между монтерами пути рас­пределяются следующим образом:

старший группы следит за проходом поездов, закрывает и открывает разобщительный кран воздухоразборной колонки, рас­правляет и переносит шланг;

второй монтер пути соединяет головку шланга с воздухораз­борной колонкой и с наконечником в руках производит пневмообдувку стрелочного перевода.

Продолжительность очистки стрелки

t₀ = PV·60/n_c·Q_c,

где Р – разность между допускаемыми верхним и нижние пределами давлений в воздушной магистрали (0,13-0,21 МПа);

V – вместимость воздухо-сборочной и воздухопроводной сети, м³ (для одной компрессорной установки — 1 м³);

n_с – число одновременно очищаемых стрелок;

Q_c – расход воздуха через сопла арматуры одной стрел­ки, м³/мин (при арматуре из 11 сопел на один остряк на одну очистку пространства между остряком и рамным рельсом рас­ходуется 1,0-1,2 м³/мин).

Продолжительность восстановления давления после очист­ки t_и или интервал между очистками

t_и = PV/n_k·Q_k,

где n_к — число компрессоров;

Q_k — подача компрессора, равная 0,385-0,5 м³/мин.

Продолжительность цикла очистки

t_п = t_о t_и.

Схема такого пневмообдувочного устройства приведена на рис. 4.2.

Практика показала, что пневмообдувочные устройства удовлетворительно очищают стрелки от снега лишь в районах с суро­выми зимами.

В районах, где преобладают оттепели, где выпадает мокрый снег, более эффективными являются электрические и газообогре­вательные устройства.

Рис. 4.2. Схема пневмообдувочного устройства:

1 — рамный рельс; 2 — остряк; 3 — обдувочные сопла; 4 — распределительный трубопровод;

5 — отвод к соплу; 6 — электропневматический клапан; 7 — подключение переносных шлангов для обдувки; 8 — магистральный трубопровод

Электрические стрелочные обогревателис дистанцион­ным и местным управлением предназначены для текущей очистки от снега и льда стрелок, оборудованных электрической централи­зацией.

Для обогрева стрелок применяют электронагреватели раз­личных конструкций. Наиболее распространены стержневые и подошвенные Круглые однопроводные стержневые электронагрева­тели (наружный диаметр 16 мм) применяют на участках с рельсо­выми цепями, питающимися током частотой 25-75 Гц, стержне­вые плоскоовальные двухпроводные (сечением 6×12 мм) и подо­швенные — на всех участках. Стержневые нагреватели устанавли­вают с внешней стороны рамного рельса под упорками в месте перехода шейки в подошву. Между упорками ставят экраны с теп­лоизоляцией. Упорки для пропуска стержневого электронагревате­ля в нижней части имеют специальную выкружку.

Стержневой электронагреватель должен иметь возможность свободно перемещаться относительно рамного рельса при нагре­ве. Подошвенные нагреватели устанавливают в межшпальном ящике под подошву рамного рельса, к которой они крепятся двумя металлическими скобами.

Электрические обогревательные устройства для очистки стрелок представляют собой стальные цельнотянутые трубки, внутри которых помещается спираль накала из нихромовой прово­локи и масса электрического изолятора (оксида магния). При про­пуске тока по спирали выделяется тепло, необходимое для растап­ливания снега и испарения образовавшейся влаги.

Отбор мощности производится от продольных линий энерго­снабжения или местных источников через понизительные подстан­ции. В систему электрообогрева входят: кабельные сети питания и управления устройствами; шкафы с разделительными трансфор­маторами и пусковой аппаратурой, электронагреватели; пульты дистанционного управления, устанавливаемые в помещениях де­журного по станции. Шкафы располагают рядом с обогреваемы­ми стрелками. К одному шкафу в зависимости от мощности раз­делительного трансформатора может подключаться до шести стрелок. Автоматы контроля изоляции на участках с рельсовыми цепями, питающимися током частотой 50 Гц, отключают систему обогрева при утечке из нее тока свыше 10 мА, на остальных уча­стках свыше — 40 мА.

Обычно реализуется следующая схема электрообогрева.

Посредством мачтового разъединителя электроэнергия по­дается к понижающему трансформатору. Ток напряжением 220В по распределительной сети идет к шкафам управления. По коман­де с пульта электрообогрев включается или отключается. Конт­роль электроизоляции в системе питания электрообогревателей осуществляется специальным прибором.

Техническая характеристика системы электрообогрева стре­лок

Р65 1/9 и 1/11:

Рабочее напряжение, В 230

Погонная мощность ТЭНов, кВт/м 0,5-0,7

Температура нагрева ТЭНов в контакте

с подошвой рамного рельса, °С 80-100

Длина ТЭНов, м 3,0-4,0

Установочная мощность электрообогрева

на стрелку, кВт:

для железных дорог Центра 6-8

для железных дорог Севера и Сибири 8,5-10,4

Рис. 4.3. Схема работы газообогревательной установки:

МГП — магистральный газопровод; ЭП — электропитание;

ИБ — исполнительный блок (А — регулятор давления;

Б — предохранительный сбросной клапан; В — электромагнит­ный клапан;

Г — запорная арматура с манометром; Д — зажига­тельное устройство);

ПУ — пульт управления; 1 — электрическая цепь зажигания горелок и контроля за их работой; 2 — электри­ческий коллектор; 3 — газопровод низкого давления; 4 — газовый коллектор; 5 — горелки

Электрический обогрев стрелок экономически целесообра­зен в районах, где имеется достаточно электроэнергии. В районах, располагающих достаточным количеством природного газа, бо­лее эффективным является газовый обогрев стрелок.

Установка газового обогрева стрелок состоит из двух ос­новных частей: газообогревательного аппарата и подводящей газ сети (рис. 4.3).

В качестве газообогревательного аппарата служит излуча­ющая газовая горелка, состоящая из всасывающей и смеситель­ной камер, излучающей головки с керамическими плитками, на поверхности которых происходит сгорание газа, ветрозащитной камеры и переходной трубки, соединяющей горелку с газопрово-дящей сетью. Тепло передается металлическим элементам стрелки и окружающему воздуху, при этом обеспечивается таяние снега и испарение влаги в пределах зоны рамных рельсов и остряков. Ко­личество таких обогревателей определяется расчетом и зависит от типа стрелочного перевода, марки крестовин, мощности обо­гревательных элементов и климатических условий. В среднем на стрелочный перевод устанавливается 10-12 обогревателей.

Зарубежный опыт проектирование снегозадерживающих заборов на цифровых топографических картах

Цифровая карта-это двумерная визуальная модель карты или поверхности Земли, отображаемая с помощью средств компьютерной графики в заданной картографической проекции и обладающая возможностью (в отличии от обычной карты) изменения масштаба отображения и визуально отображаемых деталей.

Цифровые топографические карты и программное обеспечение для карт позволяют пользователем наносить проектные линии расположения заборов точной длины и располагать их на цифровой топографической карте. Также в данном программном обеспечении, возможно, увеличить изображение, что дает возможность подробно изучить рельеф местности.

Ниже показан пример процедуры использования программного обеспечения при защите снегозаносимой выемки снегозадерживающим забором 50 % просветности:

1) нанесение границ защищаемой местности на топографической карте(см.рис.5.1); Рис. 5.1 Границы защищаемого объекта:

1- направление господствующего ветра;

2- выемка;

3- железнодорожный путь.

2) нанесение на границы защищаемого объекта линий параллельным господствующим направлениям ветра, угол перекрытия должен составлять 30⁰ (см. рис.5.2);

Рис. 5.2 Нанесение на карту линий параллельных направлению

господствующих ветров

3) в зависимости от конструкции снегогозадерживающего устройства откладывается расстояние равное сумме длины зоны отложения и запаса (10-15 м) или принимается по таблицам, описанным в [2]. Для деревянного снегозадерживающего забора с просветностью 50% длина равна 35H_забора, откладывается она по линиям параллельным направлению господствующего ветра (см. рис.5.3).

Рис. 5.3 Нанесение проектной линии (красный цвет)

4) в примере не описан случай, когда из-за топографических условий невозможно построить неразрывную линию снегозадерживающего забора, на рис. 5.4 показан пример проектирования снегозадерживающих заборов

После того как все предварительные этапы завершены, следующим шагом является пересмотр предлагаемого места расположения заборов на местности, это делается в том случае, если на картах программы DeLorme XMap 3.5 не показаны особенности местности. Связав опции GPS приемника с портативным компьютером с установленной программой DeLorme можно облегчить задачу расположения предлагаемой защитной снегозадерживающей линии в поле.

Программа DeLorme также работает совместно с Sat 10 Satellite Imagery которое в свою очередь может быть использовано в соединении с XMap и 3-D TopoQuads.

Рис. 5.4 Пример проектирования снегозадерживающих заборов с помощью программы DeLorme XMap 3.5 и 3-D TopoQuards 1.0

Примечание:

-Equilibrium drift (снежный занос, образуемый снегозадерживающим забором, рельефом местности или другим внешним фактором);

— West Protection Limit (западная граница защищаемого участка);

— East Protection Limit (восточная граница защищаемого участка);

— Prevailing wind (направление господствующего ветра);

— Country road (проселочная дорога);

— R/W Fence (забор, ограждающий полосу отвода);

— Fence Height =10.3 ft (забор высотой 3.09 метра).

Образы полученные со спутника 10-meter очень полезны для обновления особенностей которые могут быть не показаны на более старых топографических картах, например визуализация растительного покрова и топографических неровностей. На рис. 5.5 показано применение этих возможностей для примера показанного на рис. 5.4 и показан интерфейс программ XMap 3.5. На разделенном пополам экране показан вид, полученные со спутника (с левой стороны) и карта из XMap 3.5.

Рис. 5.5 Использование программы XMap cовместно с Sat10 Satellite Imagery

Примечание:

-West Protection Limit Mile 329.30 (западная защищаемая граница от заносов);

— East Protection Limit Mile 329.73 (восточная защищаемая граница от заносов);

— Fetch Distance 2.30 miles (длина снегосборного бассейна 2.3 мили (3.9 км));

— Fetch Boundary (граница снегосборного бассейна).

Горизонтальные бруски значительно сокрушают тенденции к отложению вблизи снегозадерживающего забора. Даже если нижний просвет засыпается в процессе работы, то пространство между горизонтальными брусками служит просветом замедляющий зарабатывание снегозадерживающего забора.

Маленькие ячейки пластиковых сеток обычно ведут к отложению вблизи снегозадерживающего устройства и увеличивают вероятность зарабатывания конструкции рис. 5.10.

Если нижний просвет оставить открытым, то существует небольшая разница между снегосборной возможностью среди материалов имеющих просветность от 40 до 55%.

Рис. 5.10. Более маленькие ячейки вызывают снегоотложение в непосредственной близости от забора.

Доски расположенные вертикально или горизонтально могут быть использованы как заборный материал для ограждающих заборов. Если используется горизонтальная обрешетка, то должна учитываться осадка снежного покрова, так как во время весеннего паводка плотность снега увеличивается в 2.5 раза и может составлять 800 кг/м³, что может привести к излому обрешетки. Максимальная длина доски должна составлять 2.4 метра, а поперечное сечение составляет 25 на 150 мм, 3.7 метра для поперечного сечения 50 на 200 мм. Пространство между досками определяется просветностью. Горизонтальные планки шире 25 сантиметров не так эффективны как более узкие, так как образующиеся вихри за планкой выносят снежные частицы за зону отложения и они продолжают движение в составе метели.

Крепежные элементы применяемые при деревянных снегозадерживающих сооружениях представлены в виде гвоздей действие которых ослабляется со временем из-за влажности, ветров переменного направления. Чтобы ликвидировать данный недостаток рекомендуется применять шурупы и скобы. Горизонтальный брусок также должен прикрепляться к стойкам болтами. Планки могут быть установлены вертикально и прикреплены к продольным балкам между вертикальными стойками рис. 5.11. Потому что вертикальная обрешетка допускает больший просвет между столбами, эта конструкция может уменьшать стоимость строительства.

Рис. 5.11. Вертикальные планки, поддерживаемые горизонтальными продольными балками между вертикальными стойками

Обычный реечный снегозадерживающий забор также рассматривается как пикетный забор. Реечный забор состоит из планок шириной 40 мм шириной и 13 мм толщиной, эти планки удерживаются плетеным проводом (тросом). Высота планки на сегодняшний день составляет 1.6 метра, но в прошлом она доходила до 1.8 метра. Снегосборность такого забора ниже на 10 % чем у заборов с горизонтальными планками такой же высоты, это объясняется тем, что планки расположены на большем расстоянии друг от друга и обеспечивают просветность равную 60 %. Однако просветность зависит от натяжки троса, и изменяется в некотором диапазоне.

Если нижний просвет предусматривается под конструкцией установленной в постоянную эксплуатацию, то верх забора должен быть сделан из горизонтальной деревянной балки размером 50 на 100 мм. Со временем некоторые планки соскальзывают с троса на землю иногда под действием силы гравитации, а также от снеговой осадки. По этой причине реечный забор не рекомендуется для заборов высотой больше 1.2 метра рис. 5.12. Горизонтальные продольные планки могут быть использоваться для увеличения высоты забора рис. 5.13.

Рис. 5.12. Реечный забор высотой более 1.2 метра, верни рейки соскользнули под действием силы гравитации

Рис. 5.13. Реечный забор высотой более 1.2 метра, сделанный за счет горизонтальных планок.

Для временной установки реечный забор может быть установлен с минимальным количеством поддержек, а также без устройства нижнего просвета. Материал не удобен для хранения, складирования и перегрузки с транспорта на транспорт.

Множество видов искусственных материалов используются для обрешетки снегозадерживающих заборов, зависят от тканевых матриц до вытянутых пластиковых сеток. В преимущество синтетического материала входит:

— не требуется горизонтальные поддержки;

— компактность, облегчающая хранение и перегрузку;

— легче чем пиломатериалы, поэтому легче при установке;

— не подвержены гниению;

Тканный или вязаный материал легче повреждается и подвергается стиранию, если не крепко прикреплен к вертикальным стойкам, большие прогибы возникают когда этот материал заносится снегом, и повреждается снежной осадкой. Этот недостаток полагает, что эти материалы должны использоваться только для временных конструкций снегозадерживающих заборов.

Два основных типа пластиковой обрешетки разделяются по методу изготовления. Первый способ состоит в выдавливании отверстий различной формы в пластиковом листе и прессовке этого листа в окончательную форму рис. 5.14. Позднее появился процесс, имеющий молекулярное направление, основанный на растяжении маленьких сеток. Большинство решеток делается из полиэтилена и сополимера.

Рис. 5.14. Высокоплотный полиэтилен, полученный методом выдавливания

К производителям сеток методом вытягивания относятся компания DuPont и Tenax. Самыми популярными производителями сеток методом выдавливания являются ADPI Enterprises, Conwed Plastics, Tenax, Tenzar.

Ультрафиолетовый свет от солнечной радиации может являться причиной быстрого разрушения пластика, но на сегодняшний день все пластики оказывают сопротивление ультрафиолетовому фиолетовому излучению, это осуществляется за счет химических добавок и оптимизации толщены сеток. Черный уголь является хорошей добавкой для этой цели, и черные материалы для обрещетки являются хорошей защитой от ультрафиолета. Лабораторные исследования показали, что срок эксплуатации таких сеток достигает 13-15 лет. На полигоне изображенном на рис. 5.14 было установлено, что через 8 лет эксплуатации заборной сетки никаких изменений не произошло.

Согласно Кокеру (ведущему специалисту в области полимерной индустрии) большинство обрешеточных материалов остаются неизменными под влиянием температур в диапазоне от – 50⁰ до 95⁰С. Пластиковые материалы используются на Аляске с 1988 года для снегозадерживающих заборов высотой от 4 до 5 метров, и они устанавливались при температуре -40⁰С , видимых изменений при этом в конструкции не происходило рис. 5.15. Снегозадерживающие сетки должны обладать следующими характеристиками:

— включать в состав 2% черного угля, для сопротивления ультрафиолетовому излучению;

— обладать высокой прочностью в продольных и поперечных направлениях, также при расчете сетки в вертикальном направлении должна учитываться сила от снеговой осадки.

Рис. 5.15. Снегозадерживающий забор высотой 4.6 метра на Аляске

Хотя многие искусственные материалы имеют высокую прочность на растяжение, большинство из них легко режется и подвергается истиранию. Все материалы применяемые при строительстве должны быт лишены вертикального перемещения.

Для высоких постоянных заборов, полосы из эластичной мембраны (ЕРDM) должны быть расположены между вертикальной стойкой и стальной планкой рис. 5.16.

Рис. 5.16. Схема установки полимерной сетки при сооружении постоянного снегозадерживающего забора.

Крайние стойки должны быть упрочнены раскосами или ребрами, чтобы обеспечить натяжку сетки рис. 5.17.

Рис. 5.17. Крайняя стойка укреплена раскосом, для обеспечения натяжки сетки.

До этого момента описывались сетки сделанные из пластика, в следующих разделах будут описаны композитные сетки. На сегодняшний день для постоянных заборов высотой выше 1.8 метра рекомендуются пластиковые сетки по ширине не превышающие 1.2 метра. Когда пластиковые снегозадерживающие сетки шириной 1.2 метра невозможно натянуть с равномерным по всей ширине напряжением из-за неровности рельефа местности. В результате, в процессе установки вертикальных стоек должен учитываться факт неровности рельефа местности рис. 5.18.

Рис. 5.18. Особенность натягивания сетки на неровном рельефе местности

Чтобы избежать чрезмерного прогиба сетки от снежной осадки, и предотвратить чрезмерный прогиб от снежной осадки и предотвратить чрезмерную вибрацию (рис. 5.19.), которая может привести к разрыву сетки в точках крепления, перед прикреплением к стойкам сетки должны быть вытянуты и натянуты. Натяжение может быть определено мерой удлинения. Для сеток изготовленной методом выдавливания напряжение может составлять 4.4 кН, что составляет 1% удлинения от начальной длины сетки.

Рис. 5.19. Сетка должна быть натянута, чтобы не произошло прогиба всей конструкции, и обрыва пластиковой сетки

На рис. 5.20 процедура натяжения осуществляется тросом диаметром 25 миллиметров, трос закрепляется за 2 конца натягиваемой сетки и крепится к металлической цепи. Напряжение, прикладываемое в центре троса, создается ручной лебедкой или автомобильным транспортом рис.5.21.

Рис. 5.21. Натяжка сетки посредством автомобильного транспорта

Гибкий композитный, полимерный забор изначально был разработан для конного забора, данная конструкция идеально подходит для снегозадержания. Материал является прочным, надежным и позволяет строить снегозадерживающий забор любой высоты и просветности. Материал состоит из высоковязкого полимера и трех тросов рис. 5.22.

Рис. 5.22. Композитная планка из вязкого полимера и трех тросов.

Данный материал выпускается компанией Centaur HTP Fencing Systems, размерами 120 мм ширина и 200 метров длина, предел прочности такого материала составляет 20 кН. Опыты в Вайоминге и Арктике показывают, что это материал подходит для использования при низких температурах, без увеличения хрупкости, эти показатели говорят о возможности использования данного материала для снегозадерживающих конструкций.

Упрочненный и более гибкий материал Perma-rail производимый компанией Perma-rail International, выпускается двумя размерами 127 мм и 150 мм. Четыре троса используется в 150 мм версии. Большей гибкостью Perma-Rail обладает за счет использования нитей меньшей толщины. Преимуществом такого забора является возможность менять просветность рис. 5.23. Коэффициент просветности такой конструкции может быть увеличен с 0.37 (на рисунке в центре) до 0.74 (на рисунке с правой стороны). Данное преимущество также используется при необходимости смягчить постепенный переход видимости, так как при резком переходе из защищенной зоны в незащищенную видимость машиниста сокращается, что может привести к аварии на ж.д. пути.

Горизонтальные направляющие должны быть натянуты, чтобы устранить его перемещение в поперечном направлении, так как это может привести к истиранию материала. На стойках установлены лебедки для периодического натяжения, данная конструкция облегчает процесс установки и ручной труд. Лебедки сделаны на принципе трещотки и крепятся к крайним стойкам рис. 5.23.

Рис. 5.23. С левой стороны показана трещоточная лебедка, прикрепленная к крайней стойке, с правой стороны показана мертвая заделка сделанная на другой крайней стойке.

На относительно ровной поверхности, длиной 300 метров и более натягивание обрешетки можно осуществлять с помощью одной лебедки, но для более длинных участков или неровной поверхности лебедки необходимо устраивать на обеих крайних стойках.

При очень крутых уклонах лебедки можно устраивать на шарнирах, как показано на рис. 5.24.

Рис. 5.24. Схема установки лебедки при крутом уклоне местности.

Сейчас компания Perma-Rail International выпускает лебедки для натяжки обрешетки, которые можно устанавливать в любом месте пролета рис 5.25

Рис. 5.25. Лебедка, устанавливаемая в любое место обрешетки.

Это значительно облегчает строительство и не требует дополнительных крепежных работ. Композитный забор также был приспособлен для низких мест (сильно- неровного рельефа), но стойки в выбоинах должны быть закреплены анкерами, чтобы их не выдернула сила натяжения обрешетки. В качестве такого анкера применяют бетон. Чтобы сократить количество бетона требуемого для этих целей, в дно скважины забивается анкер «утконос», устанавливается фундаментная стойка, после чего в скважину укладывается бетон.

Еще есть несколько особенностей данной конструкции.

Присутствуют вихревые распространения, из-за которых возникают вертикальные колебания подвешенной полимерной обрешетки, самые большие колебания происходят в пределах первых 1.5 метров высоты над землей, так как в пределах этой высоты присутствует составляющая компонента вертикальной скорости. Вследствие этих колебаний происходит истирание полимерной части, а потом из-за частых изгибаний свинцового троса происходит излом обрешетки рис. 5.26.

Рис. 5.26. Истирание обрешетки вследствие поперечной компоненты скорости.

Чтобы не допустить эти изломы необходимо уменьшать пролеты, экспериментальным путем был установлен оптимальный размер равный 1.5 метра. Также установлено, что частотные колебания увеличиваются с натяжением обрешетки, поэтому не рекомендуется натягивать обрешетку выше, чем это необходимо для выполнения условия не провисания между стойками.

Преимущества композитной обрешетки:

— может устанавливаться в местах где скорость ветра достигает 70 км/ч (19.5 м/c), и с ветрами переменного направления;

-легко крепится к вертикальным стойкам и натягивается с помощью лебедок выпускаемых компанией Perma- Rail International;

— может устанавливаться на местности с крутыми уклонами;

— может использоваться как для улучшения видимости, так и для контроля снежных отложений;

— удовлетворяет условиям строительства снегозадерживающих сооружений при любой просветности и высоте;

— обладает сопротивлением повреждаемости снежной осадки.

Обрешетка для снегозадерживающих конструкций из полимерного волокна.

Компания Paraweb Fеnce выпускает композитные сетки из волокна. Производство находится в Англии, сетки изготавливаются их горизонтальных полосок шириной 50 мм, полоски расположенные в горизонтальном направлении расположены с просветом 50 мм, полоски в вертикальном направлении имеют просвет от 500 до 1000 мм, в зависимости от назначения продукта.

Компания PARAWEB производит сетки из связанных волокон заключенных в полимерную оболочку рис. 5.27.

Рис. 5.27. PARAWEB сетка состоит из полиэстерных волокон, заключеченных в полимерную оболочку.

Материал приходит в рулонах длиной 30 метров, а шириной 1.0, 1.5 и 2.0 метра. Сетки можно изготовить любой прочности, но номинальным пределом прочности является нагрузка 1.62 кН, данная нагрузка является допустимой, для того чтобы материал использовался в области снегозадержания. Этот материал должен быть натянут с усилием, составляющим 10-15 % от предельного усилия, или 1 % от номинальной длины. Производитель также может производить каркасы для сеток, но в этом нет необходимости, так как сетки должны использоваться различными видами рамных конструкций. На рис. 5.28 показано закрепление сетки на двухсекционном каркасе.

Рис. 5.28. Сетки компании PARAWEB закреплены зажимами к двухсекционным каркасам.

Плотность материала компании PARAWEB достигает 0.5 кг/м², это значительно превышает плотность обычного материала из пластика, поэтому длинные пролеты между вертикальными стойками требуют горизонтальной поддержки выполненной в виде троса, это сделано для предотвращения прогибов данной конструкции. Данный материал можно получить со специальными петлями на вертикальных полосах, которые облегчают подвешивание сетки к стойкам рис. 5.29.

Рис. 5.29. Сетка компании PARAWEB подвешена тросом к вертикальным стойкам.

Стойки для сеток компании PARAWEB должны быть построены с условием, что они выдерживают ветровые нагрузки, а также нагрузки создаваемые натяжением сеток. Так как пластиковые сетки требуют натяжение 2.5 кН на метр длины стойки, то сами стойки должны быть прочными по всей длине. Данная конструкция сетки может эксплуатироваться при скорости 44 м/c.

При подготовке к зиме территории станций и перегоны дол­жны быть подготовлены к работе снегоочистителей и снегоубо­рочных машин: материалы верхнего строения убраны и уложены в определенные места, которые при необходимости должны быть ограждены, высокая трава и бурьян должны быть скошены, на стре­лочных переводах установлены таблички с номером стрелочного перевода или нанесен номер стрелочного перевода на приводе, а путевые коробки, бутлеги и другие устройства следует обозначить соответствующими знаками. Необходимо произвести пробные по­ездки снегоочистителей в рабочем положении, в ходе которых оп­ределить опасные места, особенно пассажирские платформы, ме­ста скопления людей и другие препятствия, где в целях предотвра­щения травм пассажиров запрещается открывать крылья и необ­ходимо ограничить скорость движения снегоочистителя в рабо­чем положении. На основе пробных поездок должно быть опреде­лено время работы снегоочистителя на перегоне для его включе­ния в график движения поездов.

Для каждой станции, оборудованной электрической центра­лизацией стрелочных переводов, должна быть разработана и ут­верждена в установленном порядке местная инструкция по охране труда при очистке стрелочных переводов, в которой должны быть установлены:

— порядок оповещения монтеров пути, выполняющих работу по очистке централизованных стрелок, о приеме и отправлении по­ездов, маневровых передвижениях;

— порядок оповещения локомотивных и составительских бри­гад о местах, где выполняются работы по очистке стрелок;

порядок записи руководителя работ о месте и времени производства путевых работ на станции в Журнале осмотра путей стре­лочных переводов, устройств СЦБ, связи и контактной сети.

Очисткой стрелок от снега могут руководить: дорожный мастер, бригадир пути, специально обученные монтеры пути не ниже 3-го разряда дистанций пути и ПМС, а также работники дру­гих предприятий железных дорог, направленные на борьбу со сне­гом, прошедшие медицинское освидетельствование и оформлен­ные приказом по дистанции пути в установленном порядке.

Руководители работ по очистке стрелок являются ответ­ственными за обеспечение безопасности работников. Они не дол­жны принимать непосредственное участие в работе по очистке путей и стрелок от снега.

Для очистки от снега путей и стрелок к руководителю этих работ допускается прикреплять группы рабочих: на однопутных участках и станционных путях — не более 15 чел; на двухпутных участках — не более 20 чел; на стрелках — не более 6 чел.

На раздельных пунктах, где нет постоянной маневровой ра­боты, разрешается выполнять работы на стрелочных переводах одному монтеру пути не ниже 3-го разряда.

Монтеры пути, работающие первую зиму, к самостоятель­ной работе по очистке централизованных стрелочных переводов не допускаются. Они должны быть обучены особенностям рабо­ты в зимних условиях, работать только в группе, и закреплены за опытными монтерами пути.

Перед началом очистки на централизованных стрелочных пе­реводах старший группы или монтер пути, работающий в одно лицо, должен оградить место работы днем красным сигналом, ночью и в дневное время при тумане, метели и других неблагоприятных услови­ях, ухудшающих видимость, — ручным фонарем с красными огнями.

На стрелочном переводе между отведенным остряком и рамным рельсом, а также на крестовинах с подвижным сердечни­ком между сердечником и усовиком против тяг электропривода должен закладываться деревянный вкладыш.

Проход к месту очистки путей от снега на перегоне и воз­вращение обратно должны происходить в стороне от железнодо­рожного пути или по обочине. Работы по очистке централизованных стрелочных переводов от снега должны производиться в перерывах между движением по­ездов и маневровых составов. Работы на стрелках, расположенных на горочных и сортировочных путях, должны производиться только во время перерывов в маневровой работе и роспуске вагонов или с закрытием пути после согласования с дежурным по горке.

Во всех случаях производства работ на стрелочных перево­дах руководитель работ должен сделать соответствующую запись в Журнале осмотра путей, стрелочных переводов, устройств СЦБ, связи и контактной сети с указанием места и времени производ­ства работ.

Руководитель работ, старший группы или самостоятельно работающий монтер пути должен лично или по телефону согласо­вать план работы с дежурным по станции (горке, маневровому району); контролировать своевременное оповещение монтеров пути о приеме, отправлении, проследовании поездов и предстоящих ма­невровых передвижениях.

Работы на стрелочных переводах, оборудованных устрой­ствами пневматической обдувки, должны проводиться двумя мон­терами пути. Один монтер пути должен работать непосредствен­но со шлангом. Другой монтер пути должен выполнять обязаннос­ти сигналиста. Он должен находиться у крана присоединения шлан­га к воздухоразборной колонке, следить за передвижением под­вижного состава и быть готовым в любой момент прекратить по­дачу сжатого воздуха, сигнализировать работающему со шлангом о приближении подвижного состава (в том числе по соседнему пути) и вместе с ним убрать шланг в междупутье.

При пересечении нескольких путей шланг следует прокла­дывать иод рельсами в шпальных ящиках, заблаговременно очи­щенных от снега и балласта.

При работе на стрелочных переводах, оборудованных уст­ройствами электрообогрева, включение и отключение обогрева соответствующей группы стрелок могут осуществляться дистан­ционно дежурным по станции непосредственно на месте из шкафа управления работниками дистанции пути или другими ра­ботниками в соответствии с Техническими указаниями по обслуживанию устройств электрообогрева для очистки стрелочных пе­реводов от снега с учетом местных условий.

Запрещается при включенном электрообогреве производить какие-либо работы на стрелочном переводе, кроме ручной очистки с помощью неметаллического инструмента и шланговой обдувки.

Очистка пути от снега и его уборка на перегонах и станциях должны производиться, как правило, снегоочистителями и снегоубо­рочными машинами. В местах, где невозможна работа машин или при их отсутствии, допускается очистка путей от снега и его уборка вручную с соблюдением следующих требований безопасности:

— при очистке пути траншеями или разделке снеговых отко­сов после очистки снегоочистителями в откосах должны быть сде­ланы ниши на расстоянии 20-25 м одна от другой с расположением их в шахматном порядке для возможности размещения в них ра­бочих при пропуске поездов;

— размеры ниши должны определяться в каждом отдельном случае количеством работающих, с учетом их расположения в нише не ближе 2 м от крайнего рельса, но быть глубиной не менее 0,75 м и шириной не менее 2 м;

— при очистке пути от снега в выемках следует принимать меры, необходимые для предотвращения снежного обвала;

— при очистке станционных путей и стрелок необходимо скла­дывать снег в валы, в которых должны быть сделаны разрывы (шириной по 1 м не реже, чем через 9 м), или в кучи с такими же разрывами для удобства работы и прохода.

Работа по очистке и уборке горочных и подгорочных путей от снега может производиться лишь в периоды, когда эти пути закрыты.

Хозяйственные поезда для вывозки снега за пределы стан­ции формируются из 10-15 платформ и вагона для обогрева работ­ников, следующих к месту выгрузки и обратно.

Погрузка снега на платформы поезда и его выгрузка долж­ны производиться только при полной остановке состава. При пере­движениях поезда по фронту работ работники могут находиться на платформе не ближе 1 м от бортов.

В периоды сильных морозов на местах массовых работ по очистке пути и стрелок от снега должны находиться медицинские работники для профилактики и оказания помощи при возможном обморожении.

При работе снегоуборочных и снегоочистительных машин необходимо соблюдать следующие требования:

— работой снегоочистителя по очистке путей от снега на пе­регонах и станциях должен руководить дорожный мастер;

— при работе машины обслуживающая бригада обязана вни­мательно следить за сигналами светофоров и путевых знаков, за свободностью пути, препятствиями и своевременно убирать рабо­чие органы снегоуборочной и снегоочистительной техники в пре­делы габарита подвижного состава, повторять звуковые сигналы локомотива;

— в кабине машины должен быть утвержденный перечень опасных мест;

— расцепление снегоочистителя, струга-снегоочистителя от локомотива должно производиться машинистом или помощником машиниста снегоочистительной машины после надежного закреп­ления машины тормозными башмаками и контролироваться руко­водителем работ;

— запрещается подсоединять электрические кабели и прово­да от тепловоза к роторному электроснегоочистителю или отсое­динять их при работающем дизеле тепловоза;

— осмотр, ремонт и постановку транспортных креплений ра­бочих органов следует выполнять только при полностью выпущен­ном из рабочих резервуаров воздухе;

— при работе снегоочистителей не допускается нахождение работающих на расстоянии менее 400 м впереди плужного снегоо­чистителя и в зоне рабочих органов при открытии и закрытии кры­льев, при опускании плуга, а также во время работы машины;

— запрещается находиться со стороны выброса снега или бли­же 5 м от пути с противоположной стороны, а также на пути перед вращающимися питателями снегоочистителя на расстоянии от снегоочистителя менее

30 м;

— запрещается открывать двери станции управления, если электроснегоочиститель не обесточен;

— закрепление крыльев в транспортном положении и освобождение их из этого положения необходимо производить при от­соединенной питательной магистрали локомотива;

— передвижение снегоуборочных машин в пределах станции без работы разрешается только с приведенным в транспортное положение и закрепленным разгрузочным транспортером;

— наблюдение за работой транспортеров в полувагонах ве­дется на ходу из кабины концевого полувагона;

— находиться на транспортерах снегоуборочной машины или полувагонов при ее работе и движении запрещается;

— при работе электроснегоочистителя на электрифицирован­ных участках напряжение с контактной сети должно быть снято, а контактная сеть заземлена;

— начинать работу разрешается только по указанию руково­дителя работ после получения письменного разрешения от работ­ника дистанции контактной сети, ответственного за снятие напря­жения с контактной сети и ее заземление;

— при приведении электроснегоочистителя в транспортное положение нижний питатель должен быть надежно закреплен во избежание вращения кронштейнов, поставленных на рассекатель.

ВОПРОСЫ И УЧЕБНЫЕ ЗАДАНИЯ

Какие виды метелей Вам известны?

Каковы особенности взаимодействия снеговетрового пото­ка с основными элементами поперечного профиля земляного по­лотна?

Какие признаки характеризуют участок железнодорожного пути по снегозаносимости?

Перечислите категории снегозаносимости железнодорожного пути.

Каковы возможные варианты защиты пути от метелевых заносов в зависимости от степени заносимости пути?

Как и кем разрабатывается и утверждается оперативный план организации снегоборьбы?

Расскажите принцип работы естественного леса и специаль­ных лесонасаждений по защите пути от снега.

Нарисуйте типовые схемы снегозадерживающих лесозащитных насаждений для участков пути различной степени заносимости.

Какова последовательность расчета основных параметров средств защиты пути от снега на перегоне?

Каков порядок перестановки деревянных решетчатых переносных щитов?

Перечислите основные отечественные снегоочистители и приведите их основные технические характеристики.

Как подразделяются станционные пути по очередности их очистки от снега?

Как определить продолжительность цикла работы снегоуборочной машины?

Перечислите станционные устройства для очистки стрелочных переводов от снега.

Каковы требования безопасности при очистке путей и стрелочных переводов от снега?

ЛИТЕРАТУРА

1. Инструкция о порядке подготовки к работе в зимний период и организация снегоборьбы на железных дорогах ОАО «РЖД»/ОАО «РЖД» — М.: ИКЦ «Академкнига», 2006.

2. Пособие бригадиру пути: Учебное пособие для образовательных учреждений ж.-д. транспорта, осуществляющих профессиональную подготовку/ Под. Ред. Э.В. Воробьева. – М.: Маршрут, 2005.- 665 с.

3. Ronald D. Tabler Controlling Blowing and Drifting Snow with Snow Fences and Road Design. Final Report., 2003. – 302 с.

4. Предупреждение снежных заносов на дорогах Заполярья/

А.А. Комаров. – Новосибирск, 1965. – 152 с.

Приложение 1

Характеристика машин для очистки пути от снега на перегонах и станциях

Приложение 2

Характеристика машин для очистки пути от снега на станциях

Приложение 3