3. Способи захисту колії від снігу

Для захисту колії від снігу застосовуються:

- снігозахисні лісонасадження;

- постійні загорожі;

- переносні загорожі (щити);

- снігові траншеї і вали, що нарізаються плугами або бульдозерами в сніговому покритті.

Для захисту територій станцій від сніжних заносів застосовується контурна загорожа. На великих станціях і вузлах також використовується станційний захист з повним розрахунком затримання снігу, що переноситься.

До постійної контурної загорожі станцій відносяться лісонасадження і постійні загорожі, до станційного захисту – переносні малогабаритні щити.

Принцип дії всіх видів снігових захистів оснований на розширенні сніговітрового потоку при зустрічі з перепоною, що спричиняє випадіння снігу з потоку і утворення його відкладень.

3.1 Проектування снігозахисних лісонасаджень

Снігозахисні лісонасадження створюються за індивідуальними проектами, які розробляються проектними організаціями на основі матеріалів польових вишукувань і необхідних техніко-економічних розрахунків.

Проекти затверджуються службою колії, або з її дозволу, начальником дистанції захисних лісонасаджень.

Снігозахисні лісонасадження являють собою систему лісосмуг різноманітної ширини з розривами між ними (міжсмужних інтервалів).

Лісосмугою називається територіально єдина ділянка лісонасадження, яка має прямокутну форму.

Конструкція лісосмуги – це будова її вертикального профілю, яка визначає ступінь і характер вітропродуваємості лісосмуги, а також снігозатримуючі властивості.

По характеру вітропродуваємості лісосмуги мають різну конструкцію –продувну, не продувну й ажурну.

Продувні лісосмуги мають в облистяному стані в нижній або середній частині вертикального профілю великі наскрізні просвіти, через які вільно проходить частина вітрового потоку. Друга частина вітрового потоку обходить смугу через верх.

До продувних відносяться лісосмуги, які не мають підліску, а крони дерев підняті над землею, або коли підлісок невисокий і продувна частина лісосмуги розміщена між підліском та кроною дерев.

В продувних понизу лісосмугах сніговий вал починає формуватися поза смугою, а потім по мірі перенесення снігу схили валу зростають, засипаючи продувну частину лісосмуги, після чого продувна частина смуги працює як не продувна, або ажурна.

Лісосмуги з густим підліском і продувною частиною вище його, спочатку працюють як не продувні, а потім, після занесення снігом нижньої частини – як продувні.

Не продувні лісосмуги в облистяному стані зверху донизу не мають помітних простим оком просвітів. При хуртовинах вершина сніжного валу починає формуватися всередині або поблизу від завітреного узлісся лісосмуги.

Лісосмуги можуть бути із дерев і чагарників, із одних дерев або одних чагарників.

Дерева в лісосмузі виконують або головну, або допоміжну роль.

До головних відносяться породи, що виконують основну захисну функцію і можуть створювати верхній ярус насадження.

Головні породи вибирають із найбільш довговічних дерев, які стійкі, добре відповідають місцевим умовам клімату і добре відновлюються. До таких дерев відноситься [3]: хвойні – ялина, смерека, сосна звичайна, кримська, гірська, тис, туя; листяні – акація біла, береза, бересклет, дуб, глід, бук, в’яз, гледичія, граб, клен гостролистий, липа, верба біла, тополя, шовковиця, шипшина, яблуня лісна, ліщина.

Допоміжну роль виконують дерева, які називаються супутніми. Вони повинні ущільнювати вертикальний профіль смуги в середній та нижній її частинах, добре затіняти грунт і забезпечувати покращання росту та довголіття головних порід. Супутні породи необхідно вибирати із менш рослих (в порівнянні з головними), густо гіллястих дерев, які добре відновлюються.

До них відносяться: хвойні - ялина, сосна чорна, тис, туя; листяні породи – алича, абрикос, берест, в'яз, груша, граб, ільм, клен польовий, липа, горобина, туя західна., черешня, шовковиця біла, яблуня, барбарис, вишня, калина, кизильник, гледичія, та інші.

Лісонасадження характеризуються такими параметрами:

- кількістю, шириною й розміщенням смуг;

- порядком розміщення лісосмуг різних конструкцій і міжсмужних інтервалів різної ширини;

- числом рядів лісових порід, їх чергуванням і змішуванням;

- шириною міжрядь і відстанню між рослинами в ряду.

Захисні лісонасадження можуть бути:

- одно смужними – які створюються вздовж колії з шириною смуги відведення не більше 25 м;

- двосмужними – які створюються при ширині відводу землі 25-90;

- три- і багатосмужними - які створюються при ширині відводу землі до 150м.

Кількість рядів лісових порід в одній смузі складного лісонасадження не повинно бути менше двох і більше п'яти, в тому числі не більше трьох рядів дерев однієї породи. В приколійних лісосмугах кількість рядів дерев збільшується на 1-2 у порівнянні із смугою від поля.

1. Розрахунок лісонасаджень

Розрахунок лісонасадження виконується окремо для східної та західної сторін колії.

Ширина лісонасадження визначається за формулою:

, (3.1)

де F_p – об’єм снігу, що наноситься зі східної або західної сторони колії;

Н_р – розрахункова висота насадження , м.

Кількість лісосмуг у лісонасадженні визначається за таблицею 3.1 [1] відповідно до ступеня снігозаносимості ділянки.

Висновок: Згідно таблиці 3.1 [1] при середньозаносимому ступені застосовуються дво-, три смугові лісосмуги.

Ширина лісонасаджень визначається за формулою(3.1):

Для східної сторони:,,;

Для Західної сторони: ,,;

Будова лісонасадження зі східної сторони

Будова лісонасадження зі східної сторони складається зі 2 лісосмуг та одного міжсмугового інтервалу.

Згідно пункту 3.2.3 [1] приймаємо:

• колійна лісосмуга – не продувна, складається з 5 рядів дерев;

• проміжна лісосмуга – ажурна, 2 ряди;

• польова лісосмуга – продувна, 3ряди;

Відстань між рядами дерев – 6 м.

Таким чином, дерева займають:

На міжсмуговий інтервал припадає:

Характеристика деревних порід:

На підставі пункту 3.1.3[1] приймаємо:

колійна лісосмуга: перший ряд – чагарник ;

другий і четвертий - супутні породи (акація біла);

третій – головна порода (береза).

• польова лісосмуга: перший ряд – супутня порода (береза );

другий ряд - головна порода (акація біла).

Будова лісонасаджень із західної сторони

Будова лісонасаджень із західної сторони складається із 2 лісосмуг та одного міжсмугового інтервалу.

Згідно пункту 3.2.3 [1] приймаємо:

• колійна лісосмуга – не продувна, складається з 4 рядів дерев;

• проміжна лісосмуга – ажурна, 3 ряди;

Відстань між рядами дерев – 6 м.

Таким чином, дерева займають:

На міжсмуговий інтервал припадає:

Характеристика деревних порід:

На підставі пункту 3.1.3[1] приймаємо:

• колійна лісосмуга: перший і четвертий ряд – чагарник ; другий -супутні породи (акація біла); третій – головна порода ( береза).

• польова лісосмуга: перший і третій ряд – супутня порода ( акація біла ); другий ряд - головна порода ( береза).

Відстань між рослинами в ряду у колійній смузі – 1,5 м, у польовій – 2,0 м.

Рисунок 3.1 Схема снігозатримувального лісонасадження

3.2 Постійна загорожа

У районах з несприятливими грунтово-кліматичними умовами, де важко або неможливо вирощувати лісонасадження, захист снігозаносимих ділянок здійснюють постійними загорожами або переносними щитами.

Снігозатримуючі загорожі бувають:

а) з рівномірною просвітністю по всій висоті;

б) полегшеного типу (з дерева);

в) комбіновані полегшеного типу (залізобетонні опори і дерев'яне заповнення;

г) дерев'яні з просвітністю (75% ) по всій висоті;

д) залізобетонні.

Перший і останній види застосовуються рідко.

Рекомендується споруджувати нові загорожі відповідно до пунктів б)-г). Вони відрізняються більшою снігозбірністю за менших витрат матеріалів.

На вибір постійної загорожі впливає об’єм снігу, що носиться.

Згідно таблиці 4.1 [1] обираємо тип загорожі – для східної сторони обираємо 2 тип загорожі, для західної сторони – 3 тип. Таким чином:

Східна сторона:

• тип загорожі – 3;

• висота панелі обрешітки, м – 1,8 м;

• розрив у обрешітці, м – 0,7 м,

• кількість панелей – 2;

• Загальна висота загорожі, м – 5 м;

• Снігозбірність – 370 м³/м.

Західна сторона:

• тип загорожі – 1;

• висота панелі обрешітки, м – 1,0 м;

• розрив у обрешітці, м – 0,5 м,

• кількість панелей – 2;

• Загальна висота загорожі, м – 3 м;

• Снігозбірність – 130 м³/м.

Висновок: Для східної сторони приймемо загорожу 3-го типу (рисунок 3.2), а для західної 1-го типу(рисунок 3.3) із снігозаносимістю 315 м³/м та 108 м³/м. відповідно.

На рисунку 3.2 наведено схему загорожі полегшеного типу для східної сторони

Рисунок 3.2 Схема загорожі полегшеного типу висотою 3м.

1 - дошка обшивки; 2 - стовп; 3 - прогін; 4 - підкіс; 5 – підкладка.

На рисунках 3.3 наведено схему загорожі полегшеного типу для західної сторони

Рисунок 3.3 Сема загорожі полегшеного типу висотою 5 м.

1 - дошка обшивки; 2 - стовп; 3 - прогін; 4 - підкіс; 5 – підкладка.

На рисунку 3.4 показано схему розташувань загорож відносно колії

Рисунок 3.4 Схема розташування загорож біля ділянки колії А-Б

4. організації робіт з очищення та прибирання снігу зі станції

План організації робіт по попередженню сніжних заносів на великих станціях складається з наступних розділів, які передбачають:

- заходи по захисту станції від сніжних заносів, такі як огорожа ділянок станції, що заносяться, по всьому контуру;

- технологію очистки і прибирання снігу в трьох варіантах – при товщині снігу 10, 20 і 30 см.

В цій частині плану організації робіт по очистці станції від снігу розробляється і розраховується:

- черговість, обсяг та порядок роботи по очистці і прибиранню снігу з горловин, стрілок і колії;

- потреба в снігоочисних машинах і поїздах з розрахунку очистки та прибиранню снігу зі всієї станції при заданій товщині снігу в термін не більше трьох діб;

- розстановка машин і механізмів, порядок призначення і виїзду їх на роботу, маршрути перевезення снігу і місця вивантаження машин;

- кількість людей, необхідна кожний день для прибирання снігу на станції.

При необхідності технологія робіт очистки і прибирання снігу може розроблятися для кожного парку станції, а парк станції може розбиватися на окремі зони.

Важливою частиною оперативного плану є встановлення місць розвантаження снігоприбиральних поїздів, які повинні бути погоджені з санітарно-епідеміологічною станцією. Розвантаження снігоприбиральних поїздів на перегоні зв'язане зі зменшенням пропускної спроможності ділянок. Для того, щоб не займати перегін при вивантаженні поїздів і виконувати вимоги санітарно-епідеміологічної станції, необхідно розбити снігорозвантажувальні тупики. Корисна довжина тупиків визначається потрібною місткістю і повинна бути більше 600 м. Корисною довжиною снігорозвантажувального тупику є його частина, розташована на насипу висотою більше 2,5 м.

Організація робіт снігоприбиральних поїздів і машин на станції погоджується з переробкою і відправленням поїздів і виконується по спеціальному графіку.

При розробці оперативного плану враховується технологія очистки станційних колій від снігу, яка залежить від типу машин, що використовуються.

4.1 Машини для очистки і прибирання снігу

В нинішній час на мережі доріг України для очистки і прибирання снігу з перегонів та станцій застосовуються плугові двоколійні снігоочисники СДП і СДП-М, колійні струги ПС-2А, МОП, струги-снігоочисники СС-1 та СС-1М, снігоприбиральні поїзди СМ-2, СМ-2М, самохідні снігоприбиральні поїзди СМ-3, самохідні снігоприбиральники СМ-3 та СМ-4, двох і трироторні снігоочисники.

Для визначення типу машини, для прибирання снігу скористуємося технічними характеристиками машин з таблиці 5.1[1]. Таким чином проаналізувавши вихідні дані та вище вказану таблицю приймемо для прибирання снігу снігоприбиральний поїзд СМ-2М та плуговий снігоочисник СДП-М.

Снігоприбиральний поїзд СМ-2М призначений для прибирання колії від снігу. Він складається з головної машини, одного або двох проміжніх та одного кінцевого вагона. Розвантаження поїзда відбувається з допомогою поворотного конвеєра, що забезпечує вивантаження снігу в будь-яку сторону від осі колії на відстань 6-10 м.

Плуговий снігоочисник призначений для очищення снігу з колії при снігових заметах до 1м. на дво- та багатоколійних ділянках. Нижче рівня головки рейки сніг за допомогою ножа прибирається на глибину до 50 см. Найбільш ефективна робоча швидкість – 70 км/год.

4.2 Визначення потреб у снігоочисних і снігоприбиральних машинах

Кількість машин для очищення станції від снігу визначається в залежнос­ті від загального часу, що витрачається однією машиною на очищення тери­торії станції, і максимального нормативного часу, встановленого для завер­шення робіт з очищення станції від снігу (три доби).

Об'єм снігу, який випав у парку або на колію (W_i), визначається з виразу:

(4.1)

де - розгорнута довжина всіх колій у парку або довжина колії, м;

М - середня величина міжколійя, м;

h - висота шару снігу, що випав, м.

Об'єм снігу, який випав на територію станції, () визначається за формулою:

(4.2)

де n - кількість парків та окремих колій на станції.

Визначення об'єму снігу, який прибирається снігоприбиральними поїздами або машинами з парку або колії () визначається з виразу:

(4.3)

де - коефіцієнт, що враховує доступність території станції для роботи сні­гоприбиральних машин і приймається рівним 0,8-0,9;

- ширина снігу, м, що очищується чи прибирається снігоприбиральними поїздами або машинами;

- при прибиранні снігу снігоочисниками або снігоприбиральними по­їздами з роторним робочим ор­ганом - =

Визначення тривалості одного рейсу снігоприбирального поїзда:

Тривалість одного рейсу снігоприбирального поїзда (машини) для вивезення снігу з парку або колії t_pi визначається за залежністю:

(4.4)

де -час завантаження поїзда (машини), хв;

- час руху поїздів до місця розвантаження і назад («туди і назад»), хв;

- час розвантаження поїзда (машини), приймається 10... 12 хв;

- час, необхідний на погодження виїзду поїзда, приведення поїзда в ро­бочий та транспортований стан, на розгін, гальмування та інше (приймається 15...20хв).

Час завантаження поїзда (машини) залежить від наявності в колійному розвитку парку резерву пропускної спроможності та продуктивності робочого органу снігоприбирального поїзда (машини).

Резерв пропускної спроможності закладається для здійснення одночасно­го пропускання поїздів, виконання маневрової роботи та очищення від снігу території станції. За відсутності такого резерву або в разі великих обсягів експлуатаційної роботи очищення станції від снігу буде гальмуватися, як правило, за рахунок збільшення часу завантаження снігоприбирального по­їзда (машини).

Час, хв, завантаження поїзда (машини) в парку знаходиться за формулою:

(4.5)

де -довжина колії, м, при якій повністю завантажується снігоприбира­льний поїзд, м;

- швидкість завантаження снігоприбирального поїзда снігом, км/год.

Швидкість завантаження снігоприбирального поїзда снігом ви­значається як менша зі швидкостей:

- звільнення колій у парку від вагонів;

- завантаження снігоприбирального поїзда снігом, що залежить від продуктивності робочого органу.

Швидкість звільнення колій в парку від вагонів, км/год., тобто протяжність колій, що будуть звільнятися від вагонів в кожну годину доби, дорівнює:

(4.6)

де -коефіцієнт зайнятості станційних колій в парку.

Коефіцієнт зайнятості станційних колій (), 1/год, визначається за такою залежністю:

(4.7)

де - кількість транзитних вагонів, що переробляються в парку за добу;

- довжина умовного вагона (14,0 м);

- планова тривалість простою транзитного вагона, год.;

- коефіцієнт, що враховую щільність розстановки вагонів на коліях при їх переробці. Для сортувальних та навантажувально-розвантажувальних пар­ків

= 0,7- 0,8, для приймально-відправних парків = 0,92... 0,97;

- час, для якого визначається показник а. Приймається рівним 1 год.

Швидкість завантаження снігоприбирального поїзда (машини) снігом, км/год., що залежить від продуктивності робочого органу, визначається за формулою:

(4.8)

де -продуктивність робочого органу, м³/год.

Довжина колії, при якій повністю завантажується снігоприби­ральний поїзд (машина), визначається з виразу:

(4.9)

де -місткість поїзда (машини), м³;

- коефіцієнт ущільнення снігу при завантаженні снігоприбирального поїзда (машини). При щітково­му =2,5. ..3,5;

- коефіцієнт завантаження, рівний 0,8.

Час руху поїзда до місця розвантаження і назад:

(4.10)

де -відстань від місця навантаження до місця вивантаження(прийма­ється як відстань від середини парку або колії до упору сніговивантажувального тупика), м;

- транспортна швидкість руху по станції, що дорівнює 20...25 км/год.

Визначення кількості рейсів снігоприбирального поїзда (машин), яка необхідна для повного вивезення снігу з парку або окремої колії, викону­ється за залежністю:

(4.11)

Кількість снігоприбиральних поїздів (машин) даного типу, необ­хідна для прибирання снігу зі станції, визначається за формулою:

(4.12)

де - нормативний час для очищення станції від снігу (4320 хв.).

4.2.1 Розробка плану організації робіт по очищенню станції від снігу

Для визначення загального об’єму снігу, м³, який випав на станцію, спочатку визначаємо об’єм снігу, який випав на територію окремих парків та колій за формулою (3.1). Схема станції зображена на рисунку 1 (див. ст.5).

Визначення об’єму снігу, м³, який випав у парку А.

Довжина окремих колій в парку А при міжколійї 5,3 м та стрілочних переводах марки 1/11:

;

;

;

;

;

;

;

Розгорнута довжина колій в парку А:

;

Об’єм снігу який випав у парку А:

Визначення об’єму снігу, м³, який випав у парку Б.

Довжина окремих колій в парку Б при міжколійї 5,3 м та стрілочних переводах марки 1/9:

;

;

;

;

Розгорнута довжина колій в парку Б:

;

;

Об’єм снігу який випав у парку Б:

;

Визначення об’єму снігу, м³, який випав у парку В.

Довжина окремих колій в парку В при міжколійї 3,6 м та стрілочних переводах марки 1/6:

;

;

;

;

Розгорнута довжина колій в парку В:

;

;

Об’єм снігу який випав у парку В:

;

Визначення об’єму снігу, м³, який випав на головні колії:

Довжина головних колій відповідно до схеми станції рисунок 1:

;

Розгорнута довжина головних колій:

;

Об’єм снігу який випав на головні колії:

;

Визначення об’єму снігу, м³, який випав на колію 23:

Довжина колії 23 відповідно до схеми станції рисунок 1:

.

Об’єм снігу який випав на колію 23:

;

Визначення об’єму снігу, м³, який випав на колію 25:

Довжина колії 25 відповідно до схеми станції рисунок 1:

.

Об’єм снігу який випав на колію 23:

;

Визначення об’єму снігу, м³, який випав на колію 27:

Довжина колії 27 відповідно до схеми станції рисунок 1:

.

Об’єм снігу який випав на колію 27:

;

Визначення об’єму снігу, м³, який випав на колію 29:

Довжина колії 29 відповідно до схеми станції рисунок 1:

.

Об’єм снігу який випав на колію 29:

;

Визначення об’єму снігу, м³, який випав на колію 31:

Довжина колії 31 відповідно до схеми станції рисунок 1:

.

Об’єм снігу який випав на колію 31:

;

Визначення об’єму снігу, м³, який випав на колію 14:

Довжина колії 14 відповідно до схеми станції рисунок 1:

.

Об’єм снігу який випав на колію 14:

;

Визначення об’єму снігу, м³, який випав на колію 10:

Довжина колії 10 відповідно до схеми станції рисунок 1:

.

Об’єм снігу який випав на колію 10:

;

Визначення об’єму снігу, м³, який випав на колію 12:

Довжина колії 12 відповідно до схеми станції рисунок 1:

.

Об’єм снігу який випав на колію 12:

;

Загальний об’єм снігу, який випав на територію станції визначаємо за формулою (3.2):

;

;

Об’єм снігу, м³, що прибирається з парку або колії снігоприбиральним поїздом СМ-2М, визначимо за формулою (3.3).

Приймаємо: ,,

Об’єм снігу, що прибирається снігоприбиральним поїздом:

;

;

;

;

;

;

.

Для визначення тривалості рейсів снігоприбирального поїзда з парку А,Б,В, та інших колій, необхідно визначити час завантаження (в год.) снігоприбирального поїзда.

Загальна кількість транзитних вагонів розподіляється пропорційно розгорнутій довжині у парках, отримуємо N_А=159 шт., N_Б=80 шт., N_В=81 шт., ,

Швидкість звільнення колій від вагонів в парку А:

;

Швидкість завантаження снігоприбирального поїзда снігом, що залежить від продуктивності робочого органу:

.

Висновок: для розрахунку швидкості завантаження снігоприбирального поїзда снігом приймаємо швидкість завантаження, що залежить від продуктивності робочого органу, - 0,44км/год.

Довжина колій, при яких повністю завантажується снігоприбиральний поїзд снігом, визначається за формулою (3.9):

Приймемо: =235м³, .

.

Час завантаження поїзда визначається за формулою (4.5)

Визначимо час руху поїзда до місця розвантаження і назад за формулою (4.10), прийнявши :

Знайдемо відстань від місця навантаження до місця вивантаження в паках А, Б, В а також на головних коліях:

;

;

.

.

Час руху поїзда буде складати:

;

;

;

.

.

Тривалість рейсів снігоприбирального поїзда визначимо за залежністю (4.4):

Приймемо: ,.

;

;

;

.

.

Кількість рейсів снігоприбирального поїзда, необхідну для повного вивезення снігу, визначається за формулою (4.11) :

;

;

;

.

Кількість снігоприбиральних поїздів, що необхідна для очищення території станції від снігу, визначається за формулою (3.12):

приймемо 2 снігоприбиральних поїзди.

Висновок: таким чином, виконанні розрахунки дають підставу стверджувати, що два снігоприбиральний поїзд СМ-2М гарантовано очистить територію станції від снігу менш ніж за 3 доби.

4.3 Визначення потреби в робочій силі

Об'єм снігу, що прибирається зі станції сформованими бригадами, приймемо за такою залежністю:

(4.13)

Кількість людино-змін, необхідна для прибирання снігу під час си­льних снігопадів та хуртовин в місцях, де це неможливо зробити машинами:

(4.14)

де -маса снігу, яку необхідно прибрати зі станції;

- маса снігу, яка прибирається одним працівником за зміну і дорівнює 2,5...3,0 т.

Значення знаходиться за формулою:

(4.15)

Потреба в робочій силі визначається за залежністю:

(4.16)

де цифра 3 в знаменнику - це три доби.

Визначимо Об'єм снігу, що прибирається зі станції сформованими бригадами за формулою (4.13):

;

Кількість людино-змін визначимо формулою (4.14), та масу снігу за (4.15) формулою:

;

.

Тоді потреби в робочій силі визначимо за залежністю (4.16):

.

Висновок: враховуючи те, що роботи повинні виконуватися в дві зміни, то в одній зміні повинно працювати 55 чоловік, а в другій – 55.