CC BY
51
УДК 629.433
Особенности организации работы снегоуборочной техники на трамвайных путях
С. А. Дороничева, М. В. Малахов
Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, Российская Федерация, 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9
Для цитирования: Дороничева С. А., Малахов М. В. Особенности организации работы снегоуборочной техники на трамвайных путях // Бюллетень результатов научных исследований. -2020. - Вып. 4. - С. 35-43. DOI: 10.20295/2223-9987-2020-4-35-43
Аннотация
Цель: Разработка рекомендаций по организации работ по снегоочистке трамвайных путей в черте городских поселений. Методы: Анализируется влияние климатических особенностей районов РФ на организацию трамвайного движения и текущее содержание трамвайных путей, показатели, необходимые к учету при планировании работы снегоуборочной техники. Описаны требования к содержанию трамвайных путей в зимний период в условиях высокой интенсивности снегопадов и метелей. Обзор существующей снегоуборочной техники в советское и настоящее время, а также выявлены особенности ее применения. Результаты: Приведены рекомендации по организации различных видов снегоуборочной техники для различных типов трамвайных путей. Представлено расчетное обоснование размеров парка снегоуборочной техники применительно к региональным климатическим показателям. Практическая значимость: Показана предпочтительность внедрения специальной рельсовой снегоуборочной техники для текущего содержания трамвайных путей в зимний период, особенно в районах с большим объемом снеговыпадения, как построенных на базе трамвайного подвижного состава с обеспечением трамвайных габаритов, так и на комбинированном ходу. Разработаны практические рекомендации условий использования различных видов снегоуборочной техники.
Ключевые слова: Трамвайное движение, трамвайные пути, снегозаносимость, снегоборьба, трамвайные спецвагоны, снегоуборочная техника.
Введение
Транспортное обслуживание населения современных городов Российской Федерации при традиционном разнообразии используемых различных видов пассажирского транспорта часто обеспечивается за счет обычного и скоростного трамвайного движения. Причем наряду с реконструкцией ранее построенных трамвайных линий вводятся в обращение новые. Широко внедряются новые конструкции трамвайных путей, вводится в эксплуатацию новый подвижной состав, обеспечивающий повышенный комфорт пассажиров и снижающий эксплуатационные затраты.
Вместе с тем неблагоприятные природные факторы, влияющие на производственную и все другие сферы деятельности человека, типичные для большей части нашей страны, заставляют при организации эксплуатационной деятельности трамвайных линий принимать ряд дополнительных мер по обеспечению бесперебойности движения. К таким неблагоприятным факторам можно отнести выпадение осадков в зимний период (снега) и необходимости организации снегоуборочных работ. К районам трудной снегоборьбы относят: центральную часть Архангельской области, Тульскую, Орловскую, Курскую, Воронежскую, Белгородскую, Липецкую, Рязанскую, Тамбовскую, Пензенскую области, республики Мордовия, Татарстан, Марий Эл, Чувашия, Башкортостан, Саратовскую и Ульяновскую области, южные части Нижегородской, Омской, Калужской и Мурманской областей, Новосибирскую и Кемеровскую области, юго-западную часть Красноярского края, Республику Алтай, центральную часть Республики Коми, юго-западную часть Магаданской области, южную часть заполярной территории Республики Саха (Якутия) [1]. И именно конструктивные особенности трамвая как городского пассажирского транспорта делают его особенно уязвимым перед стихийными явлениями.
Важным показателем, типичным для каждого из регионов страны, северных в частности, можно назвать метелезаносимость (снегоперенос). Немаловажным также является такой показатель как количество метелевых дней в году. Наибольшее количество снега (около 90 %) переносится в нижнем слое потока в пределах 0,2 м над уровнем снежного покрова. В отличие от величины снегопереноса, в теории зимнего содержания дорог используют параметр снегоприноса - это количество снега, приносимого метелями к дороге в течение зимы [2]. Его объем обычно составляет только часть общего объема. Между снегопереносом и снегоприносом существует такая зависимость:
Жсд = жп ■ вша
где Wcд - снегопринос к дороге, м /п.м; а - угол между направлением ме-
3
телевого ветра и дорогой; Wn - снегоперенос, м /м.
Снегозаносимость дороги (линии) определяется формой поперечного профиля и высотой насыпи или глубиной выемки. Чтобы обеспечить сне-гонезаносимость дороги, необходимо выполнить два основных требования к поперечному профилю: земляное полотно должно быть аэродинамически обтекаемым для ветра без образования вихревых зон; скорость ветра над всей поверхностью дороги должна быть достаточна для сдувания попадающего на нее снега. Возникающие около земляного полотна или преград зоны завихрения ветра оказывают тормозящее действие на движение при-
земного слоя снеговетрового потока и способствуют увеличению снежных отложений [3]. Особенностью трамвайных линий является положение трамвайных путей либо в одной отметке с поверхностью автодороги, либо в одной отметке с тротуарами (для выделенных линий), т. е. для трамвайных линий значения снегопереноса и снегоприноса будут фактически равны, а вихревые зоны минимальны вследствие отсутствия высоких насыпей. Применение устройства постоянной снегозащиты, проектируемые согласно [3], в частности сплошных, решетчатых, деревянных, железобетонных или комбинированных заборов снегозадерживающего действия, решит проблему лишь частично. В работе [4] подробно рассмотрена возможность их использования на обособленных линиях.
Отличительные особенности содержания трамвайных путей относительно автодорог заключаются в том, что уровень снежного покрова выше поверхности катания рельсов не допускается. Желобчатые рельсы и стандартные одноперые стрелки также создают ряд трудностей. Заполнение желобов снегом с дорожным мусором и его смерзание служат предпосылкой к сходу подвижного состава, особенно в кривых. Традиционные технологии уборки уличной дорожной сети не смогут обеспечить своевременную уборку трамвайных линий от снега с очисткой рельсов, так как количество готовой и выводимой на линию техники по своим показателям (в том числе производительности) предполагают очистку дорожного покрытия от снега с учетом остаточного слоя. Интенсивный же снегопад и метелепринос предъявляют повышенные требования к скорости уборки (производительности техники), в противном случае неизбежны остановки в движении. Только применение снегоочистительной или снегоуборочной техники может обеспечить устойчивое функционирование трамвайных линий в условиях интенсивного снеговыпадения и метелевого снегоприноса. Для содержания трамвайных путей в зимний период отечественной промышленностью на протяжении всей советской, а в дальнейшем и российской истории выпускался специализированный подвижной состав [5]. В советское время такой спецтранспорт строили в Москве, Ленинграде, Куйбышеве (ныне Самара), Воронеже и Горьком (сейчас Нижний Новгород). Первые экспериментальные модели относят к 1929 г., ас 1931г. Киевский трамвайный завод приступил к серийному выпуску снегоочистителя С-01. После войны производство такой техники (ГС-1) было налажено в Горьком и Ленинграде (ЛС-3, завод Ленинградский ВАРЗ-1) [6]. Но наибольшее распространение получили снегоочистители моделей ГС-4 и ГС-5 (горь-ковского производства). ГС-4 имел по одной щетке с обоих торцов вагона, а ГС-5 - с одного торца вместо щетки роторный снегоуборочный механизм с двумя шнеками, захватывавшими снег и с силой выбрасывавшими его в сторону. Подъемным механизмом щеточного барабана являлся пневмо-
цилиндр. Для этих моделей характерен деревянный кузов, схожий по дизайну с кузовом снегоочистителей СХ-2, но несколько удлиненный и имевший двери по центру. Часть электрооборудования было вынесено на крышу. Вагоны выпускались до 1970-х годов. В конце 80-х годов появились вагоны ВТК - серия трамвайных вагонов специального назначения на базе вагонов МТВ-82 и 71-605 разрабатки КБ «Росремэлектротранс» и выпускавшиеся Воронежским трамвайно-троллейбусным ремонтным заводом (ВРТТЗ). Вагоны ВТК до сих пор встречаются во многих трамвайных депо. Еще одно направление развития специальных вагонов - вихревые снегоочистители. Яркий представитель - ВТК-24 производства Новосибирского трамвайно-троллейбусного ремонтного завода (НТТРЗ), выполненный в кузове вагона КТМ-5М3. Принцип работы такого снегоочистителя заключался в сдувании снега с трамвайных путей мощным потоком теплого воздуха [7].
В настоящее время такая техника выпускается и другими заводами. Например, новосибирским заводом «Горэлектротранс» - спецвагон ВТК-24, представляющий собой снегоочиститель воздушно-вентиляторного типа на базе трамвая КТМ-5М3 или снегоуборочный трамвай РОСТ производства ТМЗ им. В. В. Воровского [8, 9]. Интересным можно признать опыт применения техники на комбинированном ходу с навесным снегоуборочным оборудованием.
Принятые практически во всех хозяйствах городского транспорта схемы уборки снега с трамвайных путей с использованием специального подвижного состава можно условно разделить на две категории: уборка с путей щеточным или роторным снегоочистителем в сторону от пути, в том числе и на проезжую часть улиц, откуда в последующем они удаляются снегоочистительной техникой на колесном ходу, или же уборка снегоочистителем с одновременной погрузкой в кузов автосамосвалов. Расчет потребности в снегоочистительной технике определяется расчетным путем, исходя из потребного объема вывоза снега [4]:
Wуб = В Ь Нсп ,
где В - ширина захвата навесного снегоуборочного оборудования, м; Ь -длина линии (однопутного участка), м; Нсп - средняя многолетняя наибольшая высота снежного покрова в данной местности. Определяется на основании справочных данных или по работе [3].
При задании параметра В для специальной техники необходимо учитывать требования [10] для районов с высотой снежного покрова более 30 см.
Определим количество единиц уборочной техники для уборки одной линии по формуле
жуб ь
N =
1000 Пспр Краб Кс Кв Коб
3
здесь Пспр - справочная производительность оборудования (машины), м /ч; Краб - рабочая скорость машины, км/ч; кс - коэффициент, учитывающий состояние машины (кс = 1 для новой техники и 0,6 - для изношенной); кв -коэффициент использования рабочего времени; коб - коэффициент, учитывающий потери рабочего времени от необеспеченности машины грузовым автотранспортом для вывоза снега.
Недостатком этого решения можно считать необходимость совместного использования снегоочистительной и автомобильной грузовой техники, что требует размещения пути вдоль существующих автомобильных дорог (улиц). Уборка снега на выделенных и обособленных трамвайных путях уже сопряжена с определенными трудностями, накопление же снегоза-пасов вдоль путей нежелательно по причине невысоких насыпей, малых расстояний между трамвайными путями и автодорогами, а также большого количества обустроенных остановочных пунктов для посадки и высадки пассажиров на обычных трамвайных линиях. Помимо этого, применение снегоочистительной техники для трамвайных путей на совмещенном полотне создает дополнительную нагрузку на снегоуборочную технику дорожных эксплуатационных предприятий. Работа роторных снегоочистителей с откидыванием снега в сторону от трамвайных путей на таких дорогах приводит к тому, что нагрузка на дорожную технику еще возрастет. Объемы вывоза снега при одновременном задействовании как спецвагонов, так и дорожной снегоуборочной техники можно определить по формуле
жуб = жуб + жуб
" " тр " ад '
в которой Жтурб - объем вывозимого снега с трамвайных путей; Жаудб - объем
вывозимого снега с автодорог.
Формулу же расчета количества единиц необходимой техники запишем в виде
ж уб ь жуб ь
N =_ ад _+ ^тр^
1000 ПсПр1 ^раб1 Кс Кв Коб 1000 Пспр2 ^раб2 Кс Кв
где Пспр1, Краб1 - справочная производительность оборудования и рабочая скорость автодорожной снегоуборочной техники соответственно; Пспр2, Краб2 - справочная производительность оборудования и рабочая скорость вагонов-снегоочистителей соответственно.
При определении размеров парка машин, необходимого для уборки трамвайных линий, следует учитывать общее количество трамвайных линий, потери времени на перемещение техники между фронтами снегоуборочных работ, потери времени на перемещение техники в автопарк и из автопарка к месту производства работ, потери времени на заправку техники, процент неисправных и находящихся в ремонте. Перед обоснованием размеров парка техники целесообразно разработать суточный график оборота техники и оборудования с учетом предполагаемого графика движения трамваев. Это особенно важно с учетом данных о количестве средней продолжительности метелей и количестве дней с метелями по месяцам.
Заключение
Вывод, который можно сделать из вышеизложенного, вполне очевиден. Применение специальных вагонов - снегоочистителей на трамвайных путях с совмещенным с автотранспортом движением или расположенным на обособленном полотне, но вблизи автодорог для уборки снега крайне неэффективно, так как приводит к необходимости привлечения дополнительных единиц техники. Одновременная работа рельсовой и колесной техники значительно снизит пропускную способность автодорог, что не может не привести к образованию затруднений в движении автотранспортных средств - так называемых «пробок». Перевозная способность самих трамвайных линий тоже ожидаемо понижается из-за необходимости включения в график рабочих поездов и помех трамвайным вагонам в обычном движении, создаваемых уборочной техникой. Присутствие щеточных или воздушно-вентиляторных вагонов-снегоочистителей негативно сказывается на безопасности уличного движения. Поднимаемая в процессе уборки снежная пыль значительно снижает видимость для водителей рельсового и автомобильного транспорта, поэтому использование такой техники в дневное время или на улицах с круглосуточным интенсивным движением желательно ограничить. В любом случае оно должно сопровождаться рядом мероприятий по организации дорожного движения, направленных на уменьшение рисков для участников дорожного движения.
Ограниченность же территорий размещения трамвайных линий не позволяет при уборке снега с обособленных и выделенных трамвайных путей раскидывать снег на достаточном удалении. Аналогичные ограничения накладываются и на очистку снега с проходящей рядом с трамвайными путями проезжей части автодорог.
Эффективность мероприятий по снегоборьбе на трамвайных линиях можно было бы повысить за счет применения специальных вагонов-снегоуборщиков, аналогичных снегоуборочным машинам на железнодорож-
ном транспорте. Построенные на базе трамвайного подвижного состава с обеспечением трамвайных габаритов они могли бы оказать серьезную помощь в текущем содержании трамвайных путей в зимний период, на обособленном или выделенном полотне, особенно в районах с большим объемом снеговыпадения. Но, к сожалению, подобная техника фактически в парках трамвайных депо отсутствует. Разработка и внедрение ее - насущная задача ближайшего будущего, особенно с учетом планов развития как скоростного, так и обычного трамвайного движения.
Библиографический список
1. Методические рекомендации по озеленению автомобильных дорог. - М.: Федеральная дорожная служба России, 1998. - 52 с.
2. ОДМ 218.2.045-2014. Рекомендации по проектированию лесных снегозадерживающих насаждений вдоль автомобильных дорог. - М.: Федеральное дорожное агентство (Росавтодор), 2014. - 52 с.
3. ОДМ 218.5.001-2008. Методические рекомендации по защите и очистке автомобильных дорог от снега. - М.: Федеральное дорожное агентство (Росавтодор), 2008. -83 с.
4. Doronicheva S. A. Features of tram traffic organization in permafrost areas / S. A. Doronicheva, M. V. Malakhov, E. P. Dudkin, G. L. Akkerman // Transportation Soil Engineering in Cold Regions. - 2019. - Vol. 1. - P. 373-379.
5. Ефремов И. С. Технические средства городского электрического транспорта / И. С. Ефремов, В. М. Кобозев, В. В. Шевченко. - М.: Высшая школа, 1985. - 448 с.
6. Технический справочник по городскому электротранспорту. Т. 2. Трамваи. -М.: Изд-во Министерства коммунального хозяйства РСФСР, 1960. - 566 с.
7. Гладкий Д. Грузовые трамваи / Д. Гладкий // Автобизнес. - Weekly. - 2006. -
№ 7.
8. Официальный сайт мэра Москвы. - URL: http://www.mos.ru/news/item/20761073/ (дата обращения: 15.05.2020 г.).
9. Официальный сайт ТМЗ им. В. В. Воровского. - URL: http//tmzv.ru/news/pressa-o-nas/v-krasnodarskom-krae-zavershaiut-sborku-pervogo-snegouborochnogo-tramvaia-rost/ (дата обращения: 15.05.2020 г.).
10. СП 98.13330.2018. Трамвайные и троллейбусные линии. - Актуализированная редакция СНиП 2.05.09-90. - М.: Минстрой России, 2018. - 58 с.
Дата поступления: 20.08.2020 Решение о публикации: 03.09.2020
Контактная информация:
ДОРОНИЧЕВА Светлана Андреевна - инженер; 92.lana@mail.ru МАЛАХОВ Максим Вячеславович - преподаватель; 9354528@mail.ru
Management of the snow clearing equipment operation on tram tracks
S. A. Doronicheva, M. V. Malakhov
Emperor Alexander I Petersburg State Transport University, 9, Moskovsky pr., Saint Petersburg, 190031, Russian Federation
For citation: Doronicheva S. A., Malakhov M. V. Management of the snow clearing equipment operation on tram tracks. Bulletin of scientific research results, 2020, iss. 4, pp. 35-43. (In Russian) DOI: 10.20295/2223-9987-2020-4-35-43
Summary
Objective: To develop recommendations for the management of snow clearing of street railways in urban settlements. Methods: The article analyzes the Russian regional climatic influence on the management of street railway traffic and the current maintenance of tram tracks, and the indicators to be monitored when planning the work of snow clearing equipment. The requirements for the maintenance of tram tracks in winter in heavy snowfalls and blizzards have been described. An overview of the snow clearing equipment available in the soviet and present times, as well as its application has been discussed. Results: Recommendations for the management of various types of snow clearing equipment for various types of tram tracks are given. The justifying calculations of the size of the snow clearing fleet in relation to regional climatic indicators are presented. Practical importance: The article demonstrates the preference of introduction of special rail snow clearing equipment for the tram track routine maintenance in winter, especially in snow heavy areas, both tram type based on tram dimensions and hybrid road-rail type. Practical recommendations for the conditions for the use of various types of snow clearing equipment have been developed.
Keywords: Street railway, tram tracks, snowdrift extent, snow control, special streetcars, snow clearing equipment.
References
1. Metodicheskiye rekomendatsii po ozeleneniyu avtomobil'nykh dorog [Guidelines for landscaping highways]. Moscow, Federal Road Service of Russia Publ., 1998, 52 p. (In Russian)
2. ODM 218.2.045-2014. Rekomendatsii po proyektirovaniyu lesnykh snegozaderzhi-vayushchikh nasazhdeniy vdol' avtomobil'nykh dorog [Sectoral Road Guidance Document 218.2.045-2014. Recommendations for designing snowdrift-preventing forest along highways]. Moscow, Federal Road Agency (Rosavtodor) Publ., 2014, 52 p. (In Russian)
3. ODM 218.5.001-2008. Metodicheskiye rekomendatsii po zashchite i ochistke avtomobil'nykh dorog ot snega [Sectoral Road Guidance Document 218.5.001-2008. Methodological recommendations for road protection and cleaning from snow]. Moscow, Federal Road Agency (Rosavtodor) Publ., 2008, 83 p. (In Russian)
4. Doronicheva S. A., Malakhov M. V., Dudkin E. P. & Akkerman G. L. Features of tram traffic organization in permafrost areas. Transportation Soil Engineering in Cold Regions, 2019, vol. 1, pp. 373-379.
5. Efremov I. S., Kobozev V. M. & Shevchenko V. V. Tekhnicheskiye sredstva go-rodskogo elektricheskogo transporta [Urban electric transport technical means]. Moscow, Vysshaya Shkola Publ., 1985, 448 p. (In Russian)
6. Tekhnicheskiy spravochnik po gorodskomu elektrotransportu. T. 2. Tramvai [Technical reference book on urban electric transport. Vol. 2. Streetcars]. Moscow, the Ministry of Communal Services of the RSFSR Publ., 1960, 566 p. (In Russian)
7. Gladkiy D. Gruzovyye tramvai [Freight trams]. Avtobiznes - Weekly, 2006, no. 7. (In Russian)
8. Moscow Mayor official website. Available at: http://www.mos.ru/news/item/20761073/ (accessed: May 15, 2020). (In Russian)
9. Official site of Vorovsky V. V. TMZ. Available at: http//tmzv.ru/news/pressa-o-nas/ v-krasnodarskom-krae-zavershaiut-sborku-pervogo-snegouborochnogo-tramvaia-rost/ (accessed: May 15, 2020). (In Russian)
10. SP 98.13330.2018. Tramvaynyye i trolleybusnyye linii. Aktualizirovannaya redak-tsiya SNiP 2.05.09-90 [Set of rules 98.13330.2018. Tram and trolleybus lines. Revised edition of SNiP (Construction rules and regulations) 2.05.09-90]. Moscow, Minstroy Rossii [Ministry of Construction, Housing and Utilities of Russia] Publ., 2018, 58 p. (In Russian)
Received: August 20, 2020 Accepted: September 03, 2020
Author's information:
Svetlana A. DORONICHEVA - Engineer; 92.lana@mail.ru Maksim V. MALAKHOV - Lecturer; 9354528@mail.ru
