книги из ГПНТБ / Комягин Л.Ф. Бесшатровые неотапливаемые водонапорные сооружения научно-техническое сообщение

Рис. 23. Подъем башни с цилиндрической опорой на шпальную клетку.

П Л

Рис. 24. Схема такелажного оборудования для подъема башни небольших размеров.

23

шетчатых опорах строят емкостью от 20 до 15000 .я'1 (рис. 28).. Строительство их в США ведется по временным техническим

Рис. 28. Бесшатровые стальные водонапорные банши в США. Слева направо -башня-колонна; башни на решетчатой опоре и баками с днищем: полусферическим, полуэллипсоидальным и радиально коническим.

условиям [53]. Башни с решетчатыми опорами, в зависимости от емкости баков, имеют днища обычно полусферической, полуэллипсоидальной, радиально-конической или торроидальной формы. Реже применяют башни с баками шаровой или груше­ видной формы. Стандартные резервуары с полусферическим днищем строят емкостью до 3800 м3 с наибольшим диаметром бака до 15 ле и с полуэллипсоидальным днищем соответственно7600 м3 и 27 м. Резервуары с радиально-коническим днищем

25-

строят емкостью до 9500 я3. Днища у них покоятся на системе балок, опирающихся на центральную трубу-горловину и ряд колонн; секторы днища между балками имеют форму коничеческих поверхностен, приваренных к балкам. Резервуары с днищем торроидальной формы строят емкостью до 15 000 я3. Торроидальная форма представляет собой комбинацию форм полуэллипсоидального днища с плоским. Величина диаметров вертикальных стояков-горловин (шахт) равна 0,9—1,2 я для баков емкостью до 570 я3 и 1,5—3 я для баков большей ем­ кости.

Водоуказательную сигнализацию устанавливают разнооб­ разных типов и конструкций от обычного поплавкового уст­ ройства с наружной рейкой до приборов, управляемых по ра­ дио на расстоянии [52]; [54]. Для предохранения стальных ре­ зервуаров от коррозии и придания им приятного внешнего вида их окрашивают специальными красками.

§ 2. ОБОБЩЕНИЕ ОПЫТА ЭКСПЛУАТАЦИИ БЕСШАТРОВЫХ ВОДОНАПОРНЫХ СООРУЖЕНИИ

Для обобщения опыта эксплуатации бесшатровых водона­ порных сооружений автором этой работы в период 1947— 1958 гг. было обследовано около 70 башен на Северной, Ок­ тябрьской, Горьковской, Западной и Юго-Восточной желез­ ных дорогах и в нескольких колхозах Московской и Ленин­ градской областей. В результате обследований и изучения данных об эксплуатации за предыдущие годы установлено сле­ дующее.

Все бесшатровые водонапорные сооружения работают, в зимнее время, как правило, без отопления, а в некоторых слу­ чаях и без утепления. Обогрев башен обеспечивается поступ­ лением тепла от воды, циркулирующей в башне, от льдообра­ зования и солнечной радиации. Часть этого тепла уходит на­ ружу, а часть задерживается внутри сооружения благодаря естественной теплоизоляции, образующейся на внутренних по­ верхностях бака и стояка в виде слоя льда, или искусственной теплоизоляции, устраиваемой, в случае надобности, на наруж­ ной поверхности стенок сооружения.

В первых опытных образцах гидронневматических аккуму-

.ляторов, башен-колонн, гидроколонн с баками-ускорителями и башен на решетчатой опоре, по требованию НКПС, устанав­ ливали печки (на случай временного отключения водонапор­ ного сооружения от сети, большого льдообразования в них, резкого понижения температуры воздуха и пр.). Однако опыт многолетней, массовой эксплуатации этих сооружений пока­

:2б

зал, что они совершенно не нуждаются в отоплении, поэтому через 2—?> года эксплуатации печи удалили.

Неутепленные башни с баками диаметром свыше 3 м ра­ ботают бесперебойно при наличии на их стенках льда толщи­ ной до 0,7 м, а в отдельных случаях и более [14], [26]. В утеп­ ленных башнях лед или вовсе не образуется, или имеет тол­ щину не более 0,1—0,2 м. При подаче воды из подземных источников с температурой 6° и выше, обмене воды в баке не менее двух раз в сутки, в местностях со средней скоростью ветра не более 3 м/сек и температурой наружного воздуха за наиболее холодную пятидневку не ниже — 30’ башни, как правило, не утепляют, за исключением стояков-горловин не­ большого диаметра. ■ .

Металлические части водонапорных сооружений под дейст­ вием воздуха, воды и льда подвергаются коррозии. Для увели­ чения срока их службы требуется соответствующая защита. С этой целью на железнодорожном транспорте красят башни через каждые 3- 5 лет. Исследованиями, проведенными ЦНИИ МПС [48], установлено, что наиболее удовлетворительные ре­ зультаты получаются при покрытии наружных неутепленных, предварительно зачищенных, поверхностей металлических ба­ ков красками марок СЖА и АЛ-177 в два-три слоя. Для пре­ дохранения же внутренних поверхностей стенок бака, покрытие которых быстро разрушается водой и льдом, ЦНИИ рекомен­ дует катодную защиту с применением выпрямителя марки ВАК-9 с силой тока 0,6 а и напряжением 25 в. В качестве анода могут служить старые рельсы или трубы, подвешенные внутри бака. Так как катодный способ пока еще не получил распро­ странения в водонапорных сооружениях, то проверить техникоэкономический эффект его применения при длительной эксплуа­ тации не представилось возможным. За последнее время для борьбы с коррозией начали покрывать поверхности металличе­ ских стенок специальными полимерными пленками и эпоксид­ ными красками; наша промышленность осваивает массовый выпуск этих красок для широкого применения Вопрос о воз­ можности использования их для баков с питьевой водой тре­ бует дополнительных исследований.

В железобетонных баках наблюдались случаи утечки воды через днище и стенки бака, особенно в местах пересечения их трубопроводами. Причиной утечки воды обычно являлось неудовлетворительное выполнение железобетонных работ при строительстве бака [25]. Устранение утечек сопряжено со мно­ гими неудобствами и убытками, в том числе с длительным вы­ ключением баков из работы на время ремонта, особенно ба­ ков с плоским .дном, опирающимся на сплошное перекрытие

27

(см. рис. 2). Поэтому за последние годы, наряду с совершен­ ствованием метода производства работ, стали строить железо­ бетонные резервуары из водонепроницаемых бетонов. Водоне­ проницаемость бетона достигается добавкой к бетонной смеси раствора солей кальция и натрия или гидроокиси железа (журнал «Железобетон» № 12, 1951 г.).

На некоторых железнодорожных водопроводах с короткими напорно-разводящими трубопроводами наблюдения за поло­ жением уровня воды в башне ведут дежурные машинисты по показанию манометра, установленного на напорной трубе возле насоса. При таком способе наблюдений неоднократно происходило переполнение баков с образованием зимой нале­ дей на наружной поверхности башен.

Для обеспечения нормальной эксплуатации водонапорных сооружений необходима более совершенная, автоматически действующая водоуказательная сигнализация между этими сооружениями и насосными станциями.

Результаты эксплуатации новых конструкций водоуказа­ тельной сигнализации показали следующее. Водоуказательная сигнализация с передатчиком (реле уровня воды) поплавко­

Рис. 29. Схема автоматической водоуказательной сигнализации бесиоплавкового типа конструкции ЦНИИ МПС.

В бесшатровых же сооружениях этот тип сигнализации рабо­ тает неудовлетворительно из-за обледенения поплавков, тро­ сов, полудисков, рычагов и пр. Более надежно работают пе­

28

В итоге работа бесшатровых неотапливаемых водонапор­ ных сооружений полностью автоматизирована. На обязан­ ности местных работников водоснабжения остаются лишь пе­ риодические осмотры, окраска металлических частей и ремонт оборудования, чаще всего — передатчика водоуказательной сигнализации.

§ 3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВОДОНАПОРНЫХ БАШЕН

Технико-экономическое сравнение водонапорных сооруже­ ний различных типов и конструкций проведено по строитель­ ной стоимости и ежегодным расходам.

Строительная стоимость сооружения, как известно, зависит от: типа, конструкции и размеров; стоимости материалов, оборудования и рабочей силы; местных условий; организации работ и других факторов. Для возможности срав­ нения основных показателей строительной стоимости (расхода денежных средств, рабочей силы и материалов) эти показатели отнесены к 1 т-м воды, поднятой в бак водонапорного соору­ жения, и выражены в общем виде отношением

где

« = ai; а = а-2 и а = а3—относительные расходы, соответст­

от поверхности земли до его дна, м. Для определения величины а выбирались водонапорные башни разной конструкции, но с баками примерно одинаковой емкости и высоты расположения. При этом строительная стои­ мость их исчислялась по сметам к типовым проектам. В стои­ мость башен включены: устройство фундамента, стен, шатра, бака; оборудование трубопроводами, арматурой, лестницами, водоуказательной сигнализацией; укладка наружной водопро­ водной линии длиной 10 м для присоединения башни к на- порно-разводящей сети; испытание и покраска сооружения.

29

При определении строительной стоимости учтены расходы на перевозку крупных блоков, такелажных приспособлений, инст­ румента и, кроме того, переезд бригады рабочих-монтажников- по железной дороге в среднем на расстояние до 1000 км и ав­ тотранспортом до 1 км и обратно, включая все расходы, свя­ занные с этим переездом (проездные билеты, суточные, квар­

тирные и пр.).

Расход рабочей силы определен путем выборки из смет це­ тиловым проектам и учета фактических данных завода Стройводпневматика по строительству и монтажу бесшатровых ба­ шен. Расход металла подсчитан по типовым проектам и рабо­ чим чертежам, включая все части сооружения, трубопроводы,, арматуру. Результаты определения величин Сстр) «2 и а3 при­ ведены в графах 4, 5 и 6 табл. 1, а относительный расход ме­ талла, кроме того, показан на рис. 30.

Таблица 1

30