Защита железнодорожного пути и сооружений (стр. 7 )

, (Г.8)

где ∆V — уменьшение скорости лавинного потока при форсиро­вании им одного ряда лавинотормозящей системы, м/с;

Vл — скорость лавинного потока перед тормозящей систе­мой, м/с;

П2 — просветность одного ряда лавинотормозящей системы. При известных значениях ∆V и Vл число рядов тормозящей сис­темы определяют делением Vл на ∆V.

Г.22 Расстояние между сооружениями в ряду определяют разме-
рами отдельных тормозящих элементов и принятой просветностью П2.

Г.23 Расстояние между рядами тормозящих конструкций следует принимать в пределах от 4,5 до 7 Вс, где Вс — линейный размер тормо­зящей конструкции в направлении, перпендикулярном лавинному по­току, м.

Г.24 Высоту лавинорезов, направляющих дамб и стен следует на­значать не менее высоты лавинного потока. Начальный угол встречи лавинного потока с направляющей поверхностью сооружения не дол­жен превышать 30°. Угол взаимодействия снежной лавины с направ­ляющей конструкцией в вертикальной плоскости следует назначать в интервале от 70° до 90°.

Г.25 Защиту железнодорожного пути противолавинными галереями сле­дует предусматривать в местах, где лавины локализованы условиями рельефа (узкие лотки, зоны транзита), или существует возможность их локализации путём возведения лавинонаправляющих дамб (стен) или созданием искусственного лотка. Направляющие стены и борта искус­ственного лотка при необходимости должны выходить на порталы га­лерей.

Приложение Д

(рекомендуемое)

Методика расчета нагрузок на противолавинные

сооружения

Д.1 Снегоудерживающие и снеговыдувающие заборы и кольктафели следует расчитывать на ветровую нагрузку Рв, определяемую по формуле

Рв = (1,25 + 0,6р)S'(l-p)pвvе2, (Д.1)

где vе, – скорость ветра на высоте 10 м над поверхностью земли, превышаемая в среднем 1 раз в 5 лет, м/с;

S' – площадь проекции панели (по всему контуру) на вертикальную плоскость, перпендикулярную направлению ветра, м2;

р – просветность панели;

рв – плотность воздуха при температуре, характерной для периодов наиболее интенсивной ветровой деятельности со скоростью vс, кг/м3.

Д.2 Нагрузку снежного покрова на 1 м сплошного ряда удерживающих сооружений (см. рисунок Д.1) следует определять по формуле

, (Д.2)

где P0 – составляющая нагрузки снежного покрова, направленная параллельно склону, определяемая по формуле

Р0 = 0,5pogh02 k1k2sin2a , (Д.3)

P90-составляющая нагрузки снежного покрова, направленная перпендикулярно склону; определяют по формуле

. (Д.4)

В формулах (Д.3) и (Д.4):

р0 - средняя плотность снега в зоне установки снегоудерживающих сооружений, кг/м3;

h0 - расчётная высота снежного покрова в зоне застройки склона, м;

k1, k2 – эмпирические коэффициенты, определяемые по таблицам Д.1 и Д.2;

a – крутизна склона в зоне застройки, град;

f – безразмерный коэффициент; изменяется от 0 (плотный снег) до 0,5 (рыхлый снег).

Т а б л и ц а Д.1 – Значения коэффициента k1

Характер поверхности склона	При экспозиции склона
ЗСЗ-С-ВСВ	ЗСЗ-ЮВ-СВ
Крупнообломочная осыпь с поперечником обломков в 0,30 м и более; склон, покрытый отдельными скальными глыбами.	1,2	1,3
Склон с древесно-кустарниковой растительностью высотой не менее 1 м; хорошо выраженные бугры высотой более 0,50 м, задернованные и поросшие мелким кустарником; осыпь с поперечником обломков от 0,10 до 0,30 м.	1,6	1,8
Дёрн с низкорослой травой, поросший мелким кустарником (высотой около 1 м); мелкообломочная осыпь (с поперечником обломков 0,10 м и менее).	2,0	2,4
Гладкий дёрн с высокой травой; гладкие скалы; ровная щебенистая осыпь; увлажнённые участки.	2,6	3,2

Т а б л и ц а Д.2 – Значения коэффициента k2

р0 , кг/м3	200	300	400	500	600
k2	0,70	0,76	0,83	0,92	1,05

1,2- снегоудерживающие сооружения

1 – Схема воздействия снежного покрова на снегоудерживающие сооружения

Д.3 Нагрузку на края снегоудерживающих сооружений секционного типа (с разрывами) Ркр следует рассчитывать по формулам:

- при ширине разрыва а между секциями менее или равной 2 м

Ркр=0,5 а (0,92 + 0,65 k2) Р0 ; (Д.5)

- при ширине разрыва а между секциями более 2 м

Ркр=(1 + I,25k2)P0 . (Д.6)

Длину краевых участков, на которые действуют повышенные нагрузки, следует принимать равными 0,3а при а < 2 м и 0,33 h0 при а > 2 м.

Д.4 Распределённую нагрузку на 1 м сетчатого снегоудерживающего сооружения следует вычислять по формуле

Рс= kзР0 , (Д.7)

где kз - эмпирический коэффициент заполнения сетки. При использовании мелкоячеистых сеток типа «рабица» kз =1,0; при ячейках 0,05x0,05 м kз =0,8...0,9; при ячейке 0,10 х 0,10 м kз = 0,6...0,7; при ячейках 0,15 х 0,15 м kз = 0,5.

Для сетчатых сооружений нагрузку, перпендикулярную склону, определять не следует.

Д.5 Для снегоудерживающих сооружений секционного типа необходимо также определить боковую распределённую нагрузку, направленную поперёк склона, по формуле

Рб=0,1Р0 lс, (Д.8)

где lс –длина секции, м.

Д.6 Давление движущейся лавины на сплошное препятствие следует определять по формуле:

sмах = сpVsinb, (Д.9)

где с- скорость распространения пластических волн в снегу, м/с;

для сухого снега с = 30 м/с, для влажного снега с = 25 м/с;

р - плотность лавинного потока, кг/м3 ;

V- скорость лавинного потока, м/с;

β - угол взаимодействия лавинного потока с препятствием в вертикальной плоскости, град.

Д.7 Линейный размер зоны распространения лавинного давления в направлении движения снега lф (см. рисунок Д.2) определяют по формуле

аф =dфFrsin β, (Д.10)

где аф – безразмерная длина зоны взаимодействия;

dф, - эмпирический коэффициент, dф = 0,9;

Fr - число Фруда.

В формуле (Д.10) аф =lф /hф;

где hф - высота переднего фронта лавины, м.

Значение числа Фруда определяют из соотношения

, (Д.11)

где g - ускорение свободного падения, м/с2 ;

Wо - объём снежной лавины, м3.

1 - лавинный поток; 2 - эпюра лавинных давлений

2 - Схема распределения лавинного давления на преграде

В пределах зоны воздействия лавины на сооружения лавинные давления изменяются по линейному закону от максимальных значений в месте сопряжения поверхности скольжения снега и преграды до минимальных значений в концевой зоне преграды (см. рисунок Д.2).

Д.8 Давление лавины на сквозные препятствия (однорядные лавинотормозящие системы) sн определяют по формуле:

sн /sмах = 1- По , (Д.12)

где По - просветность преграды.

Д.9 Линейный размер зоны распространения лавинного давления на сквозной преграде lн определяют из соотношения:

sн /sмах = lн / lф. (Д.13)

Д.10 Силу трения, действующего по поверхности лавинонаправляющих и тормозящих сооружений, а также кровле галерей при обтекании их лавиной, следует определять по формуле:

Т=f0sмах , (Д.14)

где f0- коэффициент трения снега о поверхность сооружения, определяемый из соотношения

f02=kfd/(pV), (Д.15)

где kf - эмпирический коэффициент, кг/м3 с;

d - линейный размер выступов шероховатости, м.

Для сухого снега kf =144 кг/м3 с, для влажного kf = 489 кг/м3 с.

Д.11 Нормальную нагрузку от веса движущихся снежных масс Рл определяют по формуле:

Рл=pg hлcosgл, (Д.16)

где hл - высота лавинного потока, м;

gл - угол наклона кровли галереи к горизонту, град.

В формуле (Д.16) высоту лавинного потока hл определяют для влажного снега по формуле

hлв =0.25 (Д.17)

и для сухого снега - из соотношений

hлс = aлFrа , (Д.18)

hлс = вл Fr-f , (Д.19)

где aл, вл – эмпирические коэффициенты (м), определяемые по таблицам Д.3 и Д.4; а, f – показатели степени (см. таблицы Д.3, Д.4).

Применение того или иного из соотношений (Д.18) зависит от достоверности определения объёма лавины W0 или её скорости V.

Т а б л и ц а Д.3 – Численные значения коэффициента ал и показателя степени а

W0 ,м310-3	ал, , м	а	Q0, м310-3	ал, , м	а
5	4,0	0,600	70	15,2	0,660
10	5,8	0,610	90	17,2	0,666
20	8,3	0,620	110	19,1	0,670
30	9,9	0,640	130	20,7	0,676
40	11,4	0,650	150	22,3	0,678
50	12,8	0,652	170	23,9	0,679
60	14,1	0,655	190	24,6	0,681

Т а б л и ц а Д.4 – Численные значения коэффициента вл, и показателя степени f

V, м/с	вл, м	f	V, м/с	вл, м	f
5	0,380	0,655	35	91	0,967
10	2,020	0,777	40	145	0,983
15	6,210	0,843	45	229	1,020
20	14,89	0,908	50	333	1,040
25	30,00	0,924	55	483	1,064
30	55,21	0,956	60	650	1,065

Д.12 Прочность и устойчивость противолавинных галерей следует определять с учётом ударного воздействия лавины, веса лавинного потока и сил трения.

Д.13 При определении расчётных сочетаний нагрузок на элементы галерей следует учитывать временные нагрузки, вызванные воздействием:

- на кровлю галерей снежного покрова расчётной высоты;

- проходящей снежной лавины;

- бокового давления грунта от временной вертикальной нагрузки.

Если наблюдениями установлено, что при сходе лавин возможен вынос крупных камней, то в качестве временной нагрузки следует учитывать удар крупного камня.

Д.14 Нормативную нагрузку от собственного веса конструкций определяют по проектной документации.

Д.15 При определении нормативной нагрузки от веса грунта его объемный вес следует принимать по данным инженерно-геологических изысканий в районе строительства противолавинных сооружений.

Д.16 Нагрузку от лавинных отложений на кровле галерей следует определять при условии, что их высота не превышает 6 м, а наклон поверхности отложений с долинной стороны равен 45º.

Приложение Е

(рекомендуемое)

Определение расчетных параметров снежного

покрова и лавин

Е.1 При проектировании лавинопредупреждающих сооружений расчётные параметры снежного покрова на склоне следует определять, исходя из вероятности превышения: