книги из ГПНТБ / Кондаков Н.П. Проектирование организации и планирование путевого хозяйства учеб. пособие

На основании этого закона с достаточной для практических целей точностью определяется объем метелевого снега, который должен быть задержан проектируемой защитой.

Если известна продолжительность действия ветра / (какого-либо румба по горизонту), имеющего скорость v, то количество снега qr,e, приносимого к 1 см защиты, расположенной перпендикулярно к на­ правлению ветра, равно qr = ti.

При различных по величине скоростях ветра и соответствующей

скорости /-го ветра Vj\

п — число случаев ветра данного румба.

При определении интенсивности переноса снега следует учитывать, что верхние частички снежного покрова начинают перемещаться при отрицательной температуре и скорости ветра более 5 м/сек. Практика показала, что необходимо учитывать при этом высоту снежного покрова, так как при величине последнего до 10 см из-за неровностей территории и растительного покрова перенос снега может быть незна­ чительным. Поэтому при расчетах снегозаносимости нужно исключать из величины п те случаи, при которых выпавший снег по указанной выше причине не перемещается.

Закономерности ветропесчаных потоков в принципе не отличаются от закономерностей снеговетровых потоков. Но наиболее надежной ме­ рой по предотвращению песчаных заносов является закрепление актив­ ных песков на месте, а не накопление их в виде валов у защит, хотя последняя мера и применяется для временной защиты пути от песча­ ных заносов.

Рис. II 1.3. Интенсивность переноса снега по высоте над снежной поверхностью:

а — при слабом ветре; б — при среднем ветре; в — при сильном ветре

152

При разработке и осуществлении организационных мер второго этапа необходимо учитывать надежность и работоспособность всех существующих защитных устройств, а также, что является весьма су­ щественным, гидрометеорологические прогнозы. Неподготовленность дистанций пути к ожидаемым гидрометеорологическим условиям яв­ ляется основной причиной нарушения графика движения поездов; только неподготовленностью организационных и технических мер объя­ сняются срывы планируемого режима работы дорог, а иногда и дли­ тельные перерывы в движении поездов и маневровой работе.

153

Наблюдения за состоянием погоды осуществляют гидрометеороло­ гические станции, которые ежесуточно в 03, 06, 09, 12, 15, 18, 21, 24 ч дают сведения о направлении и скорости ветра, осадках, температуре воздуха и другую информацию.

Гидрометеорологическое обслуживание железнодорожного тран­ спорта выполняется Главным управлением гидрометеорологической службы СССР (ГУГМС). Гидрометеорологический отдел МПС состав­ ляет бюллетень погоды по сети дорог, а дорожные геофизические стан­ ции по данным метеорологических станций составляют бюллетень по­ годы (рис. II 1.4) по дороге и информируют соответствующие подразде­ ления об ожидаемых снегопадах, метелях, гололеде, начале вскрытия рек и других природных явлениях.

Гидрологическая информация заключается в сообщении сведений о начале вскрытия рек и интенсивности паводков.

§ 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СНЕГОЗАДЕРЖИВАЮЩИХ ЗАЩИТ

Работа всех видов защит характеризуется их способностью задер­ живать снег (в объеме Qc м3 на протяжении 1 пог. м). Работоспособ­ ность защиты можно также характеризовать площадью поперечного сечения отлагающегося снежного вала юс (м2), которая определяется по формуле (рис. II 1.5):

где т1 и т2 — показатели крутизны откосов снежного вала со сто­ роны пути и со стороны поля;

Н — высота забора или щитовой линии.

Для практических расчетов принимаются средние значения пока­ зателей крутизны откосов:

,8 + 12

12

+12

При этом площадь поперечного сечения снежного вала будет

154

вала со стороны пути до перестановки щитов на новые места. Плани­ руемое число п перестановок щитов в предстоящую зиму по каждому заносимому участку определяется по соотношению

где 25 — средняя снегосборность щитовой линии после установки и последующих перестановок щитов, м3/пог. м.

Потребная высота однорядного забора определяется из выражения

(III.3):

где у — опытный коэффициент, величина которого принимается от 7 до 9 и зависит от просветности защит, рельефа местности и других факторов;

(3 — коэффициент заполнения пространства между рядами за­ щит снегом, равный 0,7—0,9;

22 — средняя величина кратности высоты забора при определе­ нии расстояния L3 между рядами защит (L3 = 22#).

При проектировании вновь строящихся заборов значения коэф­ фициентов у и р принимаются на основании данных о работе существу­ ющих заборов по близкой характеристике рельефа и топографии ме­ стности.

На дорогах СССР применяются типовые деревянные заборы высо­ той 4,2; 5,2; 6,2 и 6,7 м, конструкция которых приведена в учебнике [10]. Железобетонные заборы проектируются высотой 4; 5,5 и 7 м.

Основные размеры деревянных снеговых заборов приведены в при­ ложении II 1.1, а нормы расхода материалов на их постройку и ремонт в приложении II 1.2.

По технико-экономическим соображениям высота деревянного забора не должна превышать 6,7 м, а железобетонного — 7 м. Поэтому в тех случаях, когда высота забора Н по формуле (III.6) получилась выше указанных величин, следует предусматривать два ряда забо­ ров с высотой, определяемой по формуле (III.7) или с использованием данных табл. III.3.

Для улучшения аэродинамических свойств заборов в нижней их части оставляется прогал, свободный от обшивки, высотой от 0,4 до 0,5 м. При защите в две линии заборов рекомендуется в заборе со сто­ роны поля делать прогалы от 0,7 до 1,0 м.

Наиболее надежной защитой пути от снега, эффективной по техни­ ко-экономическим показателям, являются защитные лесонасаждения.

155

75% полевого и 47% путевого ряда (расстояние между заборами 80—120 м)

Op м3

Пр и м е ч а н и е . <о_= —— ------- •

Р1 пог. м

Поэтому применение защит в виде постоянных заборов или переносных щитов является временной мерой, на период ввода в эксплуатацию лесонасаждений. Только в местах, где по почвенно-климатическим ус­ ловиям не представляется возможным вырастить защиту из лесных по­ лос, железнодорожный путь защищается постоянными заборами или переносными щитами. Причем при сравнении двух последних видов защит предпочтение следует отдавать постоянным заборам, тем более что они могут служить ограждением, предотвращающим выход без­ надзорного скота на путь.

Конструкция лесонасаждений и подбор пород деревьев и кустар­ ников должны обеспечивать полное задержание расчетного объема снега <2Р, без повреждения растений при осадке снежных отложений, биологическую устойчивость посадок и рациональные условия для при­ менения современной техники при уходе за посадками. Расположение полос в защите должно быть таким, чтобы затухание ветра от поля к пути обеспечивало равномерное отложение снега по всей ширине Ьл насаждений. На рис. II 1.6 показаны типовые конструкции лесонасаж­

ЛЛр-Я с н ’

где Нсп — высота снежного покрова, м.

156

Рис. Ш,6 . Размещение пород в защитных полосах типовых конструкций

Расчетная рабочая высота посадок hv принимается:

а) на мощных, выщелоченных и обыкновенных черноземах, на се­ рых лесных почвах — 3 м;

б) на тяжелых суглинистых подзолистых и смытых, а также на сла­ босолонцеватых южных почвах — 2,5 м;

в) в сухостепных районах с темно-каштановыми почвами и солонце­ ватыми южными черноземами — 2 м;

г) на почвах каштано-солонцеватого комплекса и бурых почвах су­ хой степи и полупустыни, где защитные насаждения создаются преи­ мущественно из кустарников, h9 = 1 -у- 1,5 м.

Надежность защитных насаждений любой конструкции проекти­ руется равной 100%, а существующие посадки оцениваются по пока­ зателю надежности К а, %, задержания метелевого снега:

дает количественную оценку существующей защите, на основании ко­ торого дистанции пути могут заблаговременно предусмотреть в опера­ тивных планах снегоборьбы сосредоточение соответствующего коли­ чества щитов, как дополнительной меры по доведению фактической снегосборности до расчетной величины, впредь до увеличения мощности снегозадерживающих лесонасаждений.

Пример 1. Определить расчетную снегозаносимость Qp по метеорологиче­ ским данным для участка пути АБ, пролегающего по румбу СЗ 30°. Снегоза­ носимость по румбам горизонта определена с вероятностью повторения 1 : 15 (7%). Основные исходные данные приведены в табл. III.4. При составлении

157

табл. III. 4 для уменьшения арифметических подсчетов сделано некоторое сокра­ щение числа случаев снеговетровых потоков по румбам, а также оставлен один случай снеговетрового потока при скорости 5 м/сек с познавательной целью. Объем снега при скоростях ветра (по флюгеру) менее 6 м/сек ничтожно мал и им можно пренебречь при практических расчетах.

Объем снега q0, м3, подлежащий задержанию на 1 пог. м длины защиты за время tj, определяется на основании выражения (II 1.2) по формуле

где 104 — переходный коэффициент от см2 к м2;

d — плотность снега, принимаемая для большей части европей­ ской территории СССР равной 0,25 г/см3, а для районов Казахстана и Сибири — 0,30 г/см3.

В табл. III,5 дан подсчет объемов снега по (III. 11) по всем 16 румбам.

158

Т а б л и ц a III.5

159

По данным колонки 6 табл. III .5 вычерчивается роза переносов снега (рис. III.7) для конкретного района. С учетом розы переносов снега может быть наиболее эффективно организовано механизирован­ ное снегозадержание устройством снежных траншей и стенок, на­ правление которых должно быть преимущественно перпендикулярно преобладающему направлению переноса снега.

Рассматриваемый снеговетровой поток может быть направлен по отношению к защите под различным углом а. Из рис. II 1.8 видно, что объем задерживаемого снега защитой равен

углы атаки ак. Снегозаносимость определяется отдельно для правой

(начиная с 1970 г.) скорости ветра и его продолжительность фиксиру­ ют по 16 румбам, что приводит к более точному определению расчетной снегозаносимости, то в формуле (III. 13) величина т — 8. Кроме того, в практических расчетах углами атаки меньше 15° можно пренебрегать [6], так как в таких случаях основная масса снега продувается вдоль защиты.

В табл. III. 6 приведен подсчет объемов снега для правой илевой стороны пути по формуле (III. 13). При подсчете приняты:

г-сек2

С= 0,013 -----—; d = 0,30 г/см3.

см4

160

С такой шириной типовых конструкций лесонасаждений нет, поэтому реко­ мендуется в таких местах осуществлять полосные насаждения по индивидуаль­ ным проектам.

Для левой стороны участка пути А Б соответственно будем иметь:

161