Файл: Бакуревич Ю.Л. Эксплуатация автомобилей на Севере.pdf

механизации и энергетики лесной промышленности (ЦНИИМЭ), Северным научно-исследовательским институтом промышленности (СевНИИП) и Горьковским политехническим институтом (ГПИ).

Агрегат ЦНИИМЭ работает без теплового подогрева. Он смон­ тирован на тракторе С-100 и включает навесную снегомешалку, представляющую собой ребристый каток диаметром 1700 м м с от­ крытыми зубьями, и прицепную гладилку-виброуплотнитель с дав­ лением 0,2—0,4 кГ/см2, возмущающей силой до 10 Г и числом коле­ баний от 1000 до 3000 в минуту. Агрегат имеет ширину захвата 2400 мм.

Агрегат СевНИИП работает на прицепе у трактора С-100 и вы­ полняет следующие операции: рыхление и измельчение снега, теп­ ловую обработку снежной массы, выравнивание и виброуплотнение снежной одежды. Все узлы машины — зубовая фреза, состоящая из двух секций в виде барабанов с лопатками, тепловая камера с фор­ сунками и вентилятором, виброуплотнитель — смонтированы на од­ ной раме вместе с двигателем мощностью 150 л. с., который служит для привода в действие рабочих органов. Зубовая фреза имеет диаметр 700 м м и делает до 425 об/мин. Удельное давление виброуплотнителя 0,4 кГ/см2 при возмущающей силе до 8 Г и числе ко­ лебаний от 600 до 4000 в минуту. Ширина захвата агрегата СевНИИПа — 3000 мм.

Рабочий процесс агрегата ГПИ также включает обогрев снега. Агрегат работает на прицепе к трактору С-100 и состоит из двух частей — рыхлителя-подогревателя и виброуплотнителя. Рыхлительподогреватель имеет зубовую фрезу диаметром 800 мм, которая делает от 150 до 500 об/мин. В измельченный и перемешанный снег, отбрасываемый фрезой, вносится тепловая энергия с помощью горячих газов, образующихся в двух тепловых камерах, снабжен­ ных форсунками и вентилятором. После тепловой обработки снег подвергается уплотнению виброуплотнителем с возмущающей силой до 4 Т, числом колебаний от 2000 до 4500 в минуту при удельном давлении от 0,15 до 0,60 кГ/см2.Агрегат ГПИ имеет ширину захвата 2200 мм.

Зимние дороги, уплотненные термовибрационным способом, об­ ходятся в 3 раза дешевле зимних дорог, расчищаемых бульдозера­ ми и обрабатываемых гладилками даже в лесных районах, где за­ носы дорог от метелей и пурги считаются редким явлением. Срок службы этих дорог весной удлиняется на 2—2,5 недели по сравне­ нию с продолжительностью обычного таяния снега иа полях.

Автомобили и дорожные машины северного исполнения надо эксплуатировать на зимниках, построенных новейшими технически­ ми методами. В этом случае для перевозок грузов по зимникам мо­ гут использоваться любые средства наземного транспорта. Многие автозимники строятся крайне примитивными техническими средст­ вами, что обходится очень дорого (более 2000 руб. за 1 км при ши­ рине проезжей части 8—9 м ) .

Фрезерование и уплотнение снега термовибрационными маши­ нами типа СУМ-280 дает наилучшее уплотнение по сравнению с тра-

141

диционными способами и обеспечивает достаточную твердость про­ езжей части, чтобы автомобили средней грузоподъемности после многократных проходов не нарушали верхнего покрова.

Расчеты канд. экон. наук Ю. М. Догаева показывают, что при серийном производстве термовибрационных машин и использова­ ния для их буксировки мощных тракторов стоимость строительства 1 км зимней дороги при ширине 9 м составит не более 360 руб., а это в 5—6 раз меньше стоимости строительства традиционными ме­ тодами. В целом по зоне Севера ожидаемый экономический эффект от применения термовибрационных машин составит около 55 млн. руб. в год.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛЬДА РЕК И ОЗЕР ДЛЯ ЗИМНИХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И РАСЧЕТ ДОПУСТИМОЙ НАГРУЗКИ НА ЛЕД

Строительство и эксплуатация зимних автомобильных дорог по льду рек и озер обходится наиболее дешево. Рассмотрим частный случай расчета ледяной переправы, характерной для зимней авто­ мобильной дороги.

Прокладка и эксплуатация ледяных переправ в обычных усло­ виях слагается из следующих элементов: выбора направления, ти­ па переправы и определения возможной продолжительности ее эксплуатации, строительства и эксплуатации переправы и искус­ ственных сооружений.

В первый период после ледостава скорость образования льда в зависимости от температуры воздуха и скорости течения составляет от 1 до 3 см в сутки. Однако на некоторых северных реках имеются порожистые места, перепады, быстрины, где лед вообще не обра­ зуется (даже при температуре воздуха —65°С), а если и образует­ ся, то при небольшом повышении температуры быстро размывается водой, образуя полыньи. Возможное увеличение толщины ледяного покрова за определенный период подсчитывают по эмпирической формуле

h = уЛо + уУ,і,

где /г0 — начальная толщина льда, см\ Ht — сумма ожидаемых сред­ несуточных температур за период; у — коэффициент: для рек — 4; морских заливов — 5; для озер — 6.

Максимальной несущей способностью обладает нижний кристал­ лический слой льда, и в основном от его толщины зависит рас­ четный вес нагрузки, выдерживаемой льдом. Переправы по своей надежности разделяются на нормальные, с пониженным запасом прочности и на пределе прочности.

Величину допустимой нагрузки для автомобилей по неусилен­ ному льду определяют по формуле

100

где Рт — допустимая нагрузка, т\ N — коэффициент запаса прочно­ сти и учета трещин (табл. 36); /г— фактическая наименьшая тол­ щина льда без снежного покрова, м\ S —коэффициент учета соле­ ности; для рек и пресных озер — 1; для морских заливов вблизи устья рек — 0,85; для морских заливов и соленых озер — 0,7; К — температурный коэффициент; при отрицательных температурах воз­ духа определяется, по формуле

взятая с положительным знаком (температурную поправку учиты­ вают лишь при температуре минус 12°С и ниже); при положитель­ ных температурах воздуха К = 1 —0,05 п, где п ■—число дней с момента появления воды на льду.

Для пропуска транспортных средств на гусеничном ходу весом до 18 т по неусиленному льду расчетная формула имеет вид:

/>T = ^ A * /C S

N

для тех же транспортных средств весом 18 т и более

Практикой установлено, что лед на широких и глубоких плесах выдерживает меньшую нагрузку, чем на перекатах или суженных участках рек с наименьшими глубинами, с большими скоростями по­ тока воды, так как лед на таких участках обычно обладает большей прочностью.

Если толщина льда недостаточна для движения транспортных средств заданного веса, то переправу (участок зимника) можно уси­ лить намораживанием.

Общая толщина намороженных слоев не должна превышать 7з толщины естественного льда. В противном случае возможно подтаи­ вание снизу естественного кристаллического льда.

143

Во избежание разрушения основного ледяного покрова усили­ вать лед намораживанием разрешается только при температуре воздуха ниже минус 10° С. При этом надо учитывать, что прочность намораживаемого льда в 2 раза ниже прочности естественного.

ЛЕДЯНЫЕ ПЕРЕПРАВЫ И ИХ ЭКСПЛУАТАЦИЯ

Для некоторых рек европейской части СССР усиление ледяной перепрывы намораживанием практических результатов не давало, так как выигрыш нескольких дней в начале эксплуатации перепра­ вы терялся весной: переправа становилась непригодной из-за более интенсивного таяния намороженного слоя.

Для предохранения льда от растрескивания и механического из­ носа, а также лучшего сцепления колес и гусениц с полотном доро­ ги во время снегоуборочных работ целесообразно оставлять на про­ езжей части слой рыхлого снега высотой 5—10 см или 3—5 см — слежавшегося.

При резких спадах воды надо внимательно следить при помощи контрольных лунок за состоянием льда и уменьшать допускаемую нагрузку на 20%.

Лед, не лежащий непосредственно на поверхности воды, очень ненадежен и, как правило, для переправы непригоден (за исклю­ чением участков сплошного промерзания). Это надо учитывать, так как зимой при понижении уровня воды бывают случаи, когда лед примерзает к берегам и не сразу опускается, тогда между льдом п водой образуется воздушная полость. Способность льда выдержи­ вать нагрузки, помимо его механической прочности, характеризует­ ся еще и его плавучестью (удельный вес льда 0,9). Кроме того, бла­ годаря известной упругости льда нагрузка распределяется на поло­ су его шириной до 10—15 м. Наблюдениями установлено, что при понижении горизонта воды и наличии воздушной полости прочность льда может уменьшаться более чем в 2 раза.

Для усиления льда переправы и для более равномерного распре­ деления давления на лед применяют доски, брусья и хворост. На расчищенной от снега полосе шириной 5—б м укладывают настил толщиной 5-—8 см, который засыпают тонким слоем битого льда или снега толщиной 4—6 см и заливают водой. Скорость наращивания льда зависит от температуры воздуха. Время замораживания насти­ ла толщиной 7 см, залитого водой, зависит от температуры возду­ ха, так при:

При строительстве Братской ГЭС на р. Ангаре широко применя­ ли усиление ледяной переправы лежневым настилом, что увеличило более чем на месяц время эксплуатации ледяной переправы (с уче­ том своевременной уборки лежневого настила со льда), сохранило

144

транспортную связь между берегами, несколько увеличило вес одиночно пропускаемых грузов, а также усиливали переправу на запасных полосах движения в. феврале-марте, когда полосы движе­ ния интенсивно эксплуатировались.

Расчет переправ с верхним строением сводится, по данным Гид­ роэнергопроекта, к определению рабочей длины прогонов, рабочей длины поперечин и грузоподъемности переправы:

и

где d — длина прогонов, см; d0— длина базы нагрузки, см; h — на­ именьшая толщина льда, см; т — число прогонов; B d — жесткость прогонов, кГ/см2; b — рабочая длина поперечин, см; Ь0— расстоя­ ние между осями колей, см; ВЬ — жесткость поперечин, кГ/см2; б — расстояние между поперечинами, см.

инерции поперечного сечения балки относительно нейтральной оси,

смА.

Допускаемую нагрузку для переправ с верхним строением опре­ деляют так:

Pt = -гг ax^KS,

N

где x = h—0,IP; N — коэффициент запаса прочности и учета тре­ щины (см. табл. 35); Р — вес погонного метра конструкции верхне­ го строения пути, т; h — толщина льда, м;

b — рабочая длина поперечин, м; d — длина прогонов, м.

Значение х5/4 можно определить из графика (рис. 116). Для этих переправ коэффициент запаса прочности и учета трещин мож­ но принимать более низким, т. е. для нормальной переправы не 1,6, а 1,2—1,4.

наружный колесоотбойный брус сечением 20X20 см и внутренний— 10X10 см.

145