Глава 8 оценка инженерной обстановки

Оценка инженерной обстановки производится на основании данных се выявления. Основным методом выявления инженерной обстановки является прогнозирование.

8.1. Выявление инженерной обстановки при аварийных взрывах методом прогнозирования

8.1.1. Подготовка исходных данных

Основными исходными данными для прогнозирования инженерной обстановки на объектах железнодорожного транспорта являются:

• местоположение возможного центра взрыва (источника ЧС) и характеристика аварийного взрыва;

• удаление сооружений и устройств от источника ЧС и их способность противостоять воздействию воздушной ударной волны взрыва.

Характеристика аварийного взрыва и его местоположение позволяет определить значения параметров воздушной ударной волны (ΔР_ф и ΔР_ск) на удалении от центра взрыва R, т.е. в районе любого сооружения, находящегося в зоне ЧС. Такое определение параметров производят по заранее построенному графику. ΔР_ф = f(Q,R) Соответствующие значения ΔР_ск рассчитывают по формуле (3.1)

Порядок построения графиков ΔР_ф = f(Q,R) при взрывах взрывчатых материалов, горючевоздушных смесей и углеводородных газов рассмотрен в главе 3 (пример 3.1, рис. 3.6).

Способность сооружений противостоять воздушной ударной волне взрывов характеризуется их устойчивостью, которая определяется заранее экспериментально (при взрывах) или с использованием расчетов.

При подготовке исходных данных об устойчивости сооружений принято все сооружения делить на три группы (по характеру воздействия на них ударной волны).

Группа I — массивные сооружения больших размеров, имеющие соответствующий фундамент (здания различных типов, защитные сооружения, трансформаторные и тяговые подстанции, водонапорные башни и др.). Сооружения этой группы разрушаются в основном при воздействии на них избыточного давления во фронте ударной волны . Устойчивость этих сооружений достаточно хорошо исследована экспериментальным путем и с достаточной полнотой представлена в справочниках.

Группа II - элементы, быстро обтекаемые ударной волной (железнодорожный путь, подвижной состав, машины, станки, различные технические средства). Устойчивость многих элементов этой группы, имеющих разнообразные параметры, не представлена в полной мере в существующих справочниках, поэтому ее определяют путем расчета элементов на смещение, опрокидывание и отброс.

Группа III - элементы, подверженные инерционному разрушению (аппаратура связи и СЦБ, ЭВМ, электроприводы локомотивов, машин, измерительные приборы и др.). Для элементов этой группы опасны большие ускорения, получаемые ими в результате действия ударной волны. В элементах электроприборов, имеющих определенную массу и упругость, возникают силы, способные привести к внутренним повреждениям схем (отрыву припаянных элементов, разрыву соединений приборов, разрушению хрупких элементов). Устойчивость элементов третьей группы определяется расчетом на инерционное разрушение.

Определение устойчивости элементов второй группы с использованием расчетов на смещение, опрокидывание и отброс.

Принято считать, что смещение вызывает слабое разрушение, выводя из строя наиболее уязвимые части элементов (подводящие питающие кабели, пульты управления и т.п.). Опрокидывание вызывает среднее разрушение элементов в связи с деформацией опрокинутых конструкций. При отбросе происходят сильные и полные разрушения - деформируются несущие конструкции (рамы, станины, базовые детали). Поэтому элементы второй группы рассчитываются на смещение, опрокидывание и отброс по предельной величине скоростного напора. (Машины, подвижной состав и другие технические средства, имеющие ходовую часть, на смещение не рассчитываются.)

Расчеты на смещение состоят в определении предельного значения скоростного напора , Па, при превышении которого происходит смещение элемента из условия превышения смещающей силы силы трения (рис. 8.1)

(8.1)

где f - коэффициент трения (определяется по табл. 8.1);

т - масса элемента, кг;

g - ускорение свободного падения, 9,8 м/с";

_СХ - коэффициент аэродинамического сопротивления элемента (определяется опытным путем и зависит от его обтекаемости ударной волной) (табл. 8.2);

_SM- площадь Мидлева сечения обтекаемого элемента (площадь проекции элемента на поверхность, нормальную к направлению движения ударной волны), м². Для упрощения расчетов при определении Sm принимается самое неблагоприятное условие - направление движения фронта ударной волны перпендикулярно наибольшей площади элемента.

Рис. 8.1. Силы, действующие на элемент при смещении

Расчеты на опрокидывание элементов производят на основе сравнения опрокидывающего М_оп и удерживающего М_уд моментов (рис. 8.2), при этом определяется , Па:

, (8.2)

где - предельное значение давления скоростного напора, при превышении которого происходит опрокидывание элемента и он получает разрушения средней степени;

b/2 - удерживающее плечо, м;

z — плечо опрокидывания, м.

Таблица 8.1