Осушительная система

Мы с Вами приступаем к изучению дисциплины проектирование земляного полотна железных дорог

Предметом изучения данной дисциплины является один из основных элементов железнодорожного пути – земляное полотно.

Вы уже знакомились с конструкциями земляного полотна в курсе «Железнодорожный путь», который Вам читался во II семестре III курса. Поэтому настоящая дисциплина является логическим продолжением, прослушанного Вами курса. В ходе изучения данной дисциплины Вы должны будете освоить методы проектирования основных параметров земляного полотна железных дорог в различных климатических и инженерно-геологических условиях. Кроме лекционного курса Вам предстоит выполнить курсовой проект, включающий индивидуальное проектирование высокой пойменной насыпи и выемки в глинистых грунтах.

Основной литературой для изучения дисциплины являются:

учебник – «Железнодорожный путь» под ред. Т.Г. Яковлевой, 1999 г.;

учебное пособие – «Расчеты и проектирование железнодорожного пути» под ред. В.В. Виноградова и А.М. Никонова, 2003 г.

Кроме того, курс основан на нормативно-технической литературе, посвященной проектированию и эксплуатации земляного полотна железных дорог:

при проектировании и строительстве нового земляного полотна – СНиП 32-01-95 «Железные дороги колеи 1520 мм (раздел 4. Земляное полотно) и СП 32-104-98 «Проектирование земляного полотна железных дороги колеи 1520 мм: свод правил по проектированию»;

при проектировании новых железнодорожных линий и усилении (реконструкции) земляного полотна – СТН Ц-01-95 «Железные дороги колеи 1520 мм (раздел 5. Земляное полотно) – строительно-технические нормы Министерства путей сообщения Российской Федерации;

при содержании земляного полотна – «Инструкция по содержанию земляного полотна железнодорожного пути» утверждены МПС России в 1998 г.

Земляное полотно – это инженерное сооружение из грунта, на котором размещается верхнее строение железнодорожного пути. Оно воспринимает статические нагрузки от верхнего строения пути и динамические от подвижного состава и упруго передает их на основание. Земляное полотно предназначено также для выравнивания земной поверхности в пределах железнодорожной трассы и придания пути необходимого плана и профиля.

Земляное полотно является несущей конструкций железнодорожного пути, и от его надежности зависят техническая скорость движения поездов и разрешаемая статическая нагрузка подвижного состава.

Особенностью земляного полотна является, что оно сооружается из грунта, свойства которого неоднородны и изменяются во времени, существенно завися от природных условий.

К земляному полотну предъявляются следующие основные требования:

- оно должно быть прочным, устойчивым, надежным и долговечным;

- все поверхности земляного полотна, устройств при нем и полосы отвода должны быть спланированы и защищены так, чтобы атмосферная вода нигде бы не застаивалась, и был бы обеспечен её сток в стороны или водоотводные сооружения, а текущая вода не размывала откосы и основание;

- конструкции земляного полотна должны обеспечивать минимальные расходы на их устройство, ремонты и содержание при максимальной их механизации и автоматизации работ.

Кроме этих требований существует и ряд эксплуатационных требований:

- обеспечивать длительную эксплуатацию без отказов при пропуске современных и перспективных типов подвижного состава с заданной скоростью движения и при расчетной его интенсивности;

- быть ремонтнопригодным;

- быть равнонадежным по протяжению.

Земляное полотно должно рассматриваться как комплекс инженерных сооружений, в состав которых входит:

- собственно земляное полотно (насыпи, выемки, нулевые места и т.д.);

- устройства для отведения поверхностных и грунтовых вод (канавы, лотки, дренажи и т.д.);

- защитные сооружения для сохранения земляного полотна от повреждений или разрушений (подпорные и волнобойные стены, струенаправляющие дамбы, противолавинные и противоселевых сооружения и т.д.);

- укрепительные сооружения (плитные покрытия, каменные наброски и т.д.).

Поэтому в целом земляное полотно должно быть представлено в виде единой геотехнической системы (ГТС ЗП),являющейся подсистемой в природно-технической системе железнодорожный путь (ПТС ЖДП) (рис. 1), которая взаимодействует с другими подсистемами и выполняя ролевую функцию фундамента в конструкции железнодорожного пути обеспечивает стабильность положения верхнего строения пути в пространстве в течение заданного срока эксплуатации.

Выражение для стабильности положения верхнего строения пути в пространстве в течение заданного срока эксплуатации может быть представлено в виде основных зависимостей:

S(t) £ [S] и £ [i] (1)

при 0 £ t £ t_экс,

Рис. 1. Схема геотехнической системы земляное полотно железных дорог[1]

где S(t) – перемещение границы раздела между подсистемами земляное полотно и верхнее строение железнодорожного пути в момент времени t;

[S] – допустимое значение перемещения границы раздела между подсистемами земляное полотно и верхнее строение железнодорожного пути, определяемое техническими требованиями к качеству железнодорожного пути;

– производная перемещения границы в продольном и поперечном направлениях относительно оси железнодорожного пути;

[i] – допустимое значение неравномерности перемещения (уклоны) границы раздела между подсистемами земляное полотно и верхнее строение железнодорожного пути в продольном и поперечном направлениях, определяемое техническими требованиями к качеству железнодорожного пути.

В состав ГТС ЗП кроме комплекса инженерных сооружений самого земляного полотна (определяется Инструкцией ЦП-544) включено основание (зона влияния технического сооружения – земляного полотна на геологическую среду). Влияние надсистемы “железная дорога” на схеме представлено в виде внешней поездной нагрузки.

Целевая функция управления системой может быть определена как обеспечение надежности земляного полотна на заданном уровне в течение всего срока эксплуатации, что может быть записано, как известно из теории надежности в виде

R = 1 - P³[R], (2)

где R – показатель надежности (вероятность безотказной работы) земляного полотна за период эксплуатации t (лет);

P– вероятность отказа земляного полотна за период времени t (лет), т.е. вероятность не выполнения одного или совместно двух условий (1);

[R] – заданный показатель надежности для земляного полотна.

Величина заданного уровня (показателя) надежности земляного полотна при этом определяется критериями двух типов: безопасностью движения (главный) и экономической эффективностью и зависит от степени опасности возникновения деформации и категории линии, на которой расположен рассматриваемый объект земляного полотна.

Надежность земляного полотна (выполнение условий 1 и 2) обеспечивается не выходом его в течение срока эксплуатации за предельные состояния. В общем виде условия не выхода земляного полотна за предельные состояния первой и второй групп в течение срока эксплуатации (т.е. критерий стабильности) можно записать как:

условие прочности грунта t_max(t)£ [t];(1 группа) (3.а)

условие устойчивости ; (1 группа) (3.б)

условие деформативности ; (2 группа) (3.в)

во временном интервале 0 £ t £ t _экс для всех трех условий,

где t_max(t) – максимальные касательные напряжения в точке грунтового массива ГТС ЗП на текущий момент времени t;

[t] – допустимые касательные напряжения по одному из условий прочности (например, Мора-Кулона, Треска-Хила или другие);

T_уд(t)или M_уд(t)– суммарная удерживающая сила или удерживающий момент, действующие по поверхности смещения, пересекающей поперечный профиль ГТС ЗП на текущий момент времени t;

T_сд(t)или M_сд(t)– суммарная сдвигающая сила или сдвигающий момент, действующие по поверхности смещения, пересекающей поперечный профиль ГТС ЗП на текущий момент времени t;

g – заданный коэффициент запаса для единичного объекта ГТС ЗП;

e (t) – обобщенное понятие деформации единичного объекта ГТС ЗП на текущий момент времени t (в качестве деформации здесь рассматриваются различные деформации: осадки, просадки, деформации морозного пучения и т.д.);

[e] – предельно допустимое значение деформации единичного объекта ГТС ЗП;

t_экс – срок эксплуатации единичного объекта ГТС ЗП.

Во всех случаях, в течение всего срока эксплуатации должны быть выполнены:

условие (3.а) в каждой точке грунтового массива, принадлежащей ГТС ЗП;

условие (3.б) для любой поверхности скольжения, пересекающей поперечный профиль, для всех поперечных профилей ГТС ЗП;

условие (3.в) для всех единичных объектов ГТС ЗП.

Условия (3) раскрывают сущность общего условия (1), для выполнения которого необходимо, чтобы были выполнены все три условия (3). Из условий (3) может быть записана функция надежности работы ГТС ЗП (вероятности сохранения состояния ГТС ЗП в пространстве допустимых значений) в виде:

, (4)

при 0£ t £ t_экс.

Выход земляного полотна на предельное состояние является результатом сложного многомерного, многофакторного, стохастического процесса, определяемого условиями взаимодействия ГТС ЗП с другими подсистемами ПТС ЖДП, окружающей и геологической средой, а также меняющимися в результате этого взаимодействия свойствами самой ГТС ЗП.

[1] На схеме земляное полотно представлено насыпью, но аналогичная схема может быть и для выемки.

Осушительная система

Осушительная система предназначена для удаления сравнительно небольших количеств воды, скапливающейся в трюмах, МО и других помещениях судна в результате отпотевания, протечек трубопроводов, насосов, корпуса, механизмов и аппаратов, воды после мойки судовых помещений и т.д. Осушительная система состоит из всасывающего трубопровода, приёмников, грязевых коробок, запорных и невозвратнозапорных клапанов, самовсасывающих насосов и сепаратора трюмных вод. Приемники имеют защитные сетки и устанавливаются в льялах и сточных колодцах в кормовой части трюмов и МО. Схема осушительной системы приведена на рис.7.10.В некоторых помещениях (цепной ящик, румпельное..), удаленных от МО, для осушения устанавливаются ручные насосы или эжекторы, работающие от пожарной магистрали.

Перепускная система служит для перепуска воды из помещений, в которых нет приемников осушительной системы в нижележащие или соседние помещения.

1 – осушительный насос; 2 – коробка с невозвратно-запорными клапанами; 3 – приемный патрубок; 4 – грязевая коробка; 5, 6 – коробки с невозвратно-запорными клапанами; 7 – сепаратор трюмных вод; 8 – клинкет; 9 – отливной невозвратно-запорный бортовой клапан; 10 – приемный отросток системы аварийного осушения помещения; 11 – магистраль водяной пожарной системы; 12 – клапан запорный пусковой напорной воды эжектора; 13 – водо-водяной эжектор.

Дата добавления: 2014-05-08; просмотров: 728; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!