Практическое занятие № 5 Порядок составления, оформления и согласования маршрута перевозки опасного груза

Настоящее занятие разработано с целью закрепления лекционного материала «Транспортировка опасных грузов автомобильным транспортом» и посвящена двум основным вопросам:

- закрепление навыков составления, оформления и согласования маршрута перевозки опасного груза в соответствии с действующими требованиями нормативных документов;

- решение задачи по определению устойчивости автомобильных цистерн для перевозки опасных грузов.

Средства и материалы для выполнения индивидуального задания:

- ЭВМ (при необходимости);

- лекции по данной дисциплине;

- задание по практическому занятию № 4 и его результаты;

- карта Российской Федерации.

Задание предполагает самостоятельную работу студентов по вариантам.

Задание.

Задание состоит из двух частей (аналитической и задачи):

1) Используя исходные данные опасного груза, представленные в задании к практической работе № 4, необходимо:

- определить, относится ли груз к грузам повышенной опасности;

- составить и правильно оформить маршрут транспортировки груза из пункта отправления в пункт назначения (таблица 5.1);

- указать последовательность согласования во всех необходимых организациях документов, необходимых для перевозки груза, перечень этих документов, а также документов, необходимых для перевозки.

Таблица 5.1 – Маршруты транспортировки опасного груза

№ ПП	Пункт отправления	Пункт назначения
1	г. Сочи, ул. Авиационная, д. 8а	г. Майкоп, ул. Хакурате, д. 194
2	г. Орел, ул. Семинарская, д. 20	г. Белгород, ул. Студенческая, д. 1т
3	Нижегородская обл, Борский р-н, дер. Зуево	г. Кострома, ул. Галичская, д. 101б
4	г.Пермь, ул. Соликамская, 307	г. Соликамск, ул. Всеобуча, д. 128
5	г. Каменск-Уральский, ул. Матросова, д. 30	г. Омск, бульвар Архитекторов, д.1
6	г. Новокузнецк, ул. Автотранспортная, д. 25	г. Абакан, ул. Аскизская, д. 150а
7	г. Санкт-Петербург, Пискаревский просп., д. 125	г. Великие Луки, ул. Дружбы, д. 30
8	г. Серпухов, ул. Володарского, д. 23/51	г. Кубинка, трасса М1, 64-й км, корп.1
9	г. Орехово-Зуево, Ликинское ш., д. 1	г. Бронницы, ул. Советская, д. 157а
10	г. Долгопрудный, п/о Павельцово	г. Москва, ул. Акад. Королева, д. 13а

2) Помимо транспортировки груза, рассмотренного в первой части работы, у логистической фирмы имеется собственная топливная автозаправочная станция и автомобили-цистерны для доставки нефтепродуктов от нефтебазы по вышеуказанному маршруту (табл. 5.2).

В соответствии с требованиями ДОПОГ необходимо определить допустимые уровни заполнения цистерны, обеспечивающие устойчивость и безопасность транспортного средства при движении. Дополнительно к этому, необходимо расчетным путем определить справедливость данного требования.

Таблица 5.2 – Параметры автомобиля цистерны и характеристика перевозимого груза

№ пп	Емкость цистерны, м3	Наличие системы отвода паров	Емкость секций, м3	Вид топлива	Плотность топлива ρ*, кг/м3
1	8	предохр. клапан	отсутствуют	Бензин АИ-98	780
2	8	нет	отсутствуют	Бензин АИ-95	750
3	10	предохр. клапан	5	Бензин АИ-95	750
4	10	нет	отсутствуют	Бензин АИ-92	750
5	12	вентиляц. система	4	Бензин АИ-98	780
6	12	предохр. клапан	отсутствуют	Бензин АИ-95	750
7	17	вентиляц. система	4	Бензин АИ-92	750
8	17	предохр. клапаны	4	Бензин АИ-92	750
9	25	вентиляц. система	5	Бензин АИ-92	750
10	25	предохр. клапаны	5	Бензин АИ-92	750

* При температуре +15^оС

Формулы для расчета.

Согласно пункту 4.3.2.2.1 ДОПОГ, для легковоспламеняющихся веществ, в т.ч. автомобильных бензинов, перевозимых в цистернах, оборудованных вентиляционной системой или предохранительными клапанами, степень наполнения цистерны не должна превышать значений, определяемых по формуле

где α – средняя величина коэффициента объемного расширения жидкости в температурном диапазоне от +15^оС до +50^оС; t_f – средняя температура жидкости во время наполнения цистерны, ^оС.

где d₁₅, d₅₀ – плотность жидкости при температурах, соответственно, +15^оС и +50^оС.

Для легковоспламеняющихся веществ, перевозимых в герметично закрывающихся цистернах, не оборудованных вентиляционной системой или предохранительными клапанами, степень наполнения цистерны не должна превышать значений, определяемых по формуле

Если корпус цистерны, предназначенной для перевозки веществ в жидком состоянии, не разделен с помощью перегородок или волногасящих переборок на отсеки вместимостью не более 7,5 м³, они должны наполняться в объеме: ≤ 20% или ≥ 80% их вместимости.

Плотность топлива для соответствующей температуры определяется относительно плотности, установленной для температуры +15^оС с учетом следующих поправочных коэффициентов на каждый 1^оС изменения температуры:

- для бензинов АИ-92 и АИ-95 (плотностью 750 кг/м³) – 0,831 кг/м³;

- для бензина АИ-98 (плотностью 780 кг/м³) – 0,792 кг/м³.

При температурах, выше +15^оС, жидкость становится менее вязкой, поэтому из нормативной плотности вычитается произведение поправочного коэффициента на число градусов, превышающих +15^оС (например, для бензина АИ-92 при температуре +20^оС: 750 - 0,831^.5 = 745,8 кг/м³). При температурах, меньших +15^оС, жидкость становится более вязкой, поэтому нормативная плотность увеличивается на аналогичное произведение (например, для бензина АИ-98 при температуре -12^оС: 780 + 0,792^.27 = 801,4 кг/м³).

В целях проверки объективности требований ДОПОГ, следует выполнить расчет устойчивости транспортного средства при движении на повороте для двух следующих сценариев: загрузка автомобиля на 100% и на 50%.

Движение транспортного средств на повороте определяется центробежной силой Р_ц, которая тем больше, чем больше скорость движения транспортного средства и чем меньше радиус его поворота R:

P_ц =

где m_a - полная масса автомобиля (автопоезда), кг; V – скорость транспортного средства на повороте, м/с; R – радиус поворота, м.

Опрокидывание автоцистерны произойдет в случае, если опрокидывающий момент центробежной силы М_опр на плече H_цт (рисунок 5.1) будет больше удерживающего момента от полной массы автоцистерны на плече В/2. Т.е. для обеспечения устойчивости движения автомобиля-цистерны необходимо, чтобы удерживающий момент М_уд был не меньше опрокидывающего М_опр:

М_уд ≥ М_опр или ≥ (Нм), (1)

где В – ширина колеи автомобиля, м; m_а – полная масса автомобиля-цистерны, кг; g – ускорение свободного падения, м/с²; R – радиус поворота, м; Н_цт – высота центра тяжести сосуда с жидкостью, м; V – скорость движения транспортного средства на повороте, м/с.

Выполнив некоторые преобразования выражения (1), можно прийти к выражению, определяющему предельную (критическую) скорость V_кр движения автомобиля-цистерны на повороте радиусом R, независимо от массы автомобиля:

V_кр = 3,6 ^. (км/ч), (2)

где 3,6 – переводной коэффициент скорости из м/с в км/ч.

Высота центра тяжести автомобиля-цистерны характеризуется, преимущественно высотой центра тяжести жидкости. Для полностью заполненной цистерны, центр тяжести останется неизменным как на прямолинейном участке, так и при выполнении автомобилем поворота. Т.е. формула (2) для случая 100% наполненной цистерны справедлива.

Центр тяжести цистерны будет расположен на пересечении ее осей:

Н_цт1 = h_пл + 0,5^.h_ц, (3)

где h_пл – высота платформы автомобиля, м; h_ц – высота цистерны (до горловины), м.

При транспортировке жидкого груза в частично заполненных цистернах возникает дополнительное нагружение резервуара вследствие перемещения центра тяжести жидкости, что приводит к увеличению поперечных сил и дополнительным динамическим нагрузкам (рисунок 5.1) (т.е. жидкость будет сопротивляться повороту и стремиться продолжить движение по прямолинейной траектории). В этом случае критическая скорость, определяемая по формуле (2) изменится (как правило, в меньшую сторону).

а) Прямолинейное движение б) Движение на повороте в) Определение изменения центра тяжести

Рисунок 5.1 – Положение центра тяжести жидкости

при движении автомобиля-цистерны

В случае поворотного маневра транспортного средства, центр тяжести сместится вместе с жидкостью (см. рисунок 5.1 в) по горизонтали на величину а относительно оси транспортного средства, а по вертикали – на величину b относительно центра тяжести при прямолинейном движении автомобиля.

Высота центра тяжести наполовину заполненной цистерны определяется расстоянием от поверхности проезжей части до поверхности жидкости в цистерне за вычетом величины 4R_ц/(3π) или:

Н_цт2 = h_пл + 0,5^.h_ц – 4^.r_ц/(3π), (4)

где h_пл – высота платформы автомобиля, м; h_ц – высота цистерны (до горловины), м; r_ц – радиус цистерны, м; π = 3,14.

При движении автомобиля-цистерны на повороте также возможен ее занос. Он обычно наступает раньше, чем опрокидывание, когда центробежная сила Р_ц достигает значения, равного силе сцепления колес с поверхностью проезжей части. Поэтому предельная (критическая) скорость движения автомобиля-цистерны на повороте из условий бокового заноса будет отличаться от скорости автомобиля, при которой произойдет опрокидывание:

V_з = (5)

где 3,6 – переводной коэффициент из м/с в км/ч; g – ускорение свободного падения, м/с²; R – радиус поворота, м; φ – коэффициент сцепления шины с дорожным покрытием (допускается принять равным φ = 0,4 – соответствует худшим условиям состояния дороги с асфальтированным покрытием (мокрая дорога) в теплый период года).

Результаты расчетов отражаются в таблице 5.3.

Таблица 5.3 – Результаты расчетов

№ пп	Показатель	Значе-ния		Радиус поворота R, м	Vкр, км/ч (100% загрузка)	Vз, км/ч	Vкр, км/ч (50% загрузка)	Снижение ско-рости (%) при:
								заносе	50% загрузке
1	Колея автомобиля В, м	2,036		10
2	Высота цистерны hц, м	1,7		20
3	Высота платформы hп, м	1,1		30
4	Ускорение свободн. падения, м/с2	9,81		40
5	Масса цистерны с загрузкой 100%,кг			50
6	Масса цистерны с загрузкой 50%, кг			60
7	Коэффициент сцепления φ			70
8	Высота центра тяжести цистерны Нцт1 при 100% загрузке, м			80
				90
9	Угол отклонения центра тяжести на повороте α, град. (50% загрузка)			100
10	Величина изменения координаты центра тяжести по ширине а, м
11	Величина изменения координаты центра тяжести по высоте b, м
12	Высота центра тяжести цистерны (Нцт2 + b) при 50% загрузке, м
13	Центр тяжести цистерны при 100% загрузке по ширине (B/2), м
14	Центра тяжести цистерны при 50% загрузке по ширине (B/2 - a), м

На основании правой части таблицы 5.3 следует построить графики скоростей (см. пример на рисунке 5.2).

Рисунок 5.2 – Пример выполнения графической части работы

По результатам выполнения второй части задания следует сделать следующие обоснованные выводы:

- о целесообразности требований ДОПОГ;

- о возможности снижения на 10…15% критической скорости движения транспортного средства с 50%-й загрузкой на повороте относительно критической скорости со 100%-й загрузкой?