ҚККА Хабаршысы № 1 (50), 2008

ҚККА Хабаршысы № 1 (50), 2008 
 
 
33
возникают  отложения.  В  дальнейшем  происходит  одновременное  образование  снежного 
вала  с  обеих  сторон  до  полной  заработки  преграды,  при  которой  крутизна  откосов  с 
наветренной  стороны  составляет 1:8-1:10, а  с  подветренной –1:9-1:12. Поскольку  длина 
отложений  у  преград  с  просветами  больше,  чем  у  сплошных  преград,  они  задерживают 
больше  снега.  Объем  снегоотложений  при  полной  заработке  преграды  называют 
снегоемкостью  защиты. Ее можно определить по приближенной формуле (м
3
/м) 
 
(
)
2
1
H
n
W
+
=
,                         
 
 
 ( 3) 
 
где 
n
- коэффициент    (для сплошных   преград  равен  7-9, для преград  с  просветностью  
8-12). 
Исследования 
Г.В. 
Бялобжеского /3/ показали, 
что 
оптимальные 
снегозадерживающие устройства должны быть проницаемыми без завихренных зон с 
просветностью 0,4-0,5 . Расстояние от снегозащитных преград до дороги  не должно 
быть меньше 15Н, иначе шлейфы отложений достигнут дороги. 
При  испытаниях  моделей  было  выявлено  несколько  интересных  особенностей 
процесса  формирования  снегоотложений.  Скорость  выпадения  осадков,  по-  видимому, 
мало  влияла  на  механизм  роста  скоплений  снега  и  лишь  определяла  масштаб  времени 
протекания этого процесса. Действительно, увеличение интенсивности выпадения осадков 
приводило  только  к  ускорению  формирования  снегоотложений,  тогда  как  общая 
структура  отложений  оставалась  почти  неизменной.  При  высоких  скоростях  выпадения 
осадков  некоторые  детали  процесса  в  модели  становились  неясными,  а  сильный  «снег» 
мог  в  конечном  счете  занести  всю  модель.  Зависимость  формы  отложений  от  скорости 
потока оказались в известной степени аналогичной той, которая наблюдалась в натурных 
условиях,  так  что  моделирование  оказалось  целесообразным  проводить  в  определенном 
диапазоне скоростей потока в модели. Были определены его верхний и нижний пределы: 
минимальная  скорость,  конечно,  была  выше  той,  которая  необходима  для  срыва  частиц 
снега, а максимальная ниже той, при которой слой частиц становится неустойчивым /1/.  
В  КазАТК  разработаны  несколько  вариантов  сетчатых  конструкций.  
Снегозадерживающие  сетки  являются  простым,  экономичным  надежным  средством 
защиты против снежных заносов и лавин на автодорогах и железных дорогах. В одном  из 
вариантов сетка закреплена на стойках,  а в другом на арках заанкерных в грунт /5/.  
Устройство  сетчатого  типа  содержит  шарнирнозакрепленные  стойки,  и  свободно 
подвешенные  между  стойками  сетки  треугольной  формы,  размещенные  со  стороны 
верхнего и нижнего бьефов русла (рисунок 3). 
Треугольные  сетки  со  стороны  верхнего  бьефа  двумя  концами  прикрепляются  к 
вершинам  смежных  стоек,  а  третий  конец  анкеруется  на  дне  русла  к  фундаменту. 
Треугольные  сетки  со  стороны  нижнего  бьефа  подвешиваются  верхним  концом  к 
середине стоек, а нижние два конца анкеруются к фундаменту. 
Крайние стойки удерживаются тросами, заанкерованными в фундамент.  
Устройство данной конструкции образует пространственную решетчатую систему 
заплетенными сетками, расположенных в шахматном порядке.  
Устройство  работает  следующим  образом.  Установленные  на  опасном  участке 
стойки со свободно подвешенными со стороны верхнего и нижнего бьефов треугольными 
сетками  являются  ловушками  для  снежноветренного  потока.  Сетки  и  стойки  поглощают 
основную  часть  кинетической  энергии  движущегося  снежного  потока.  Часть  массы 
снежного  заноса  проходит  между  нижними  концами  треугольных  сеток  со  стороны 
верхнего  бьефа  и  встречается  со  стойками  и  сетками  нижнего  бьефа.  Эти  элементы 
воспринимают  и  давление  снежной  массы,  пропущенной  сетками  верхнего  бьефа. 
Перемешивание  снежных  масс  также  приводит  к  уменьшению  энергии  снежных  масс. 
Сквозные формы стойки, тоже создавая вихри способствуют снижению скорости снега. 

ҚККА Хабаршысы № 1 (50), 2008 
 
 
34
При  взаимодействии  снежным  потокам  сетки  сдвигаются  в  направлении  его 
движения,  образуя  трамплины  торможения  для  сходящих  со  склонов  следующих  волн 
снега.  Таким  образом,  система  таких  трамплинов  стабилизирует  склоны  гор  или  ущелья 
останавливает движение снежной массы. 
После  удаления  или  таяния  снежной  массы  конструкции  устройства  легко 
принимают  исходное  положение,  готовые  к  повторному    использованию  для  защиты 
опасных участков дорог и народнохозяйственных объектов. 
Применение  предложенного  технического  решения  повышает  не  только 
эксплуатационную  пригодность  дороги  но  и    надежность  самого  устройства  за  счет 
подвижности    снегоудерживающих  сеток  треугольной  формы  и  их  шахматного 
расположения  в  пространстве,  так  как  они,  создавая  сопротивление,  соответственно 
распрямляются  и  частично  разрываются.  При  прохождении  снежной  массы  через 
пространственную  структуру  устройства  происходит  перемешивание  снежных  масс, 
движущихся  с  различной  скоростью.  В  результате  происходит  эффективное  гашение 
кинетической  энергии  и  скорости  снежной  массы,  образуются  снежные  трамплины, 
способные гасить энергию более мощных снежных потоков.  
 
 
 
 а-общий вид со сквозными стойками (план) б - разрез А-А 1- верхняя сетка;  
2- нижняя сетка; 3-сквозная стойка; 4-боковые фундаментные связи 
 
Рисунок 3 - Вантово-сетчатое  снегозадерживающее устройство  
 
Выбор  предложенных  конструкций  снегозадерживающих  устройств  в  каждом 
конкретном  случае  обосновываются  разработкой  вариантов  и  сравнением  их  технико- 
экономических показателей. 
Анализ эксплуатации и результаты аэродинамических исследований показало, что 
постоянного типа снегозадерживающих устройств не предусматривать: 
-  при  расчетном  годовом  снегопереносе  менее 20м
3
  на  1м  дороги,  расположенной  на 
орошаемых  или  осушенных  землях,  пашне,  земельных  участках,  занятых  многолетними 
виноградниками или плодовыми насаждениями;  
-  при  расчетном  годовом  снегопереносе  менее 10м
3
  на  1м  дороги,  расположенной  на 
остальных землях;  
-  при  насыпях  и  выемках,  отвечающих  требованиям  п. 5.7 СНиП  П-Д5-72  при 
снегопереносе до 200м
3
 на 1м дороги. 
Выводы 
На  снегозаносимых  участках  дорог  при  снегопереносе  более 200м
3
  на  1м  дороги, 
должны быть предусмотрены постоянного типа снегозадерживающие устройства: 
- бетонные снегозадерживающие или снегопередувающие устройства; 

ҚККА Хабаршысы № 1 (50), 2008 
 
 
35
-  лесонасаждения  (с  каждой  стороны  дороги)  где  есть  лесорастительные  условия  
шириною  достаточной  для  задержания  всего  расчетного  снегопереноса,  расположенные 
на расстоянии 5-10м от подошвы насыпей и от бровки выемок (целесообразно применение 
полезных плодоносящих деревьев и кустарников). 
ЛИТЕРАТУРА 
 
1.Дюнин А.К. Механика метелей. Новосибирск 1963г., 380с 
2.Ядрошников  В.И.  Проектирование  лавиноостанавливающих  систем.  М.,  Транспортное 
строительство, 2004, №2 с. 10-12. 
3.Бялобжеский  Г.В.,  Амброс  Р.А.  Повышение  эффективности  и  экономичности 
снегозадерживающих устройств. М., Автотрансиздат, 1956, 156 с. 
4.Байнатов  Ж.Б.,  Уразбеков  А.К.  Опыт  применения  и  разработка  новых  конструкций 
снегозащитных устройств дорог РК /Труды международной конференции, Алматы, АИЭС, 2001, 
с.167-173. 
5.Байнатов  Ж.Б.,  Исаенко  Э.П.  Защита  автомобильных  дорог  от  снежных  лавин  М., 
Информавтодор,1993, 73 с.  
 
 
УДК 625.768.5 
 
Базанова Инна Амандыковна – к.т.н, доцент (Алматы, Каз АТК) 
 
ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕНОСА СНЕГА И ЗАКОНЫ ОБРАЗОВАНИЯ 
СНЕЖНЫХ ЗАНОСОВ 
 
Суровые 
климатические 
условия 
значительной 
части 
Казахстана 
характеризуются  в  зимний  период  низкими  температурами  воздуха,  сильными  и 
продолжительными  метелями  и  зачастую  ливневыми  снегопадами.  Из-за  интенсивных 
заносов  железнодорожного  пути  АО  «НК  «КТЖ»  несет  большие  убытки,  возникают 
задержки грузов в пути, перерывы в движении поездов. 
Так, например, в Западном Казахстане, на участке Киргизская-Мугаджарская, за 
период  с 28 февраля  по 6 марта 1989г.  перерывы  в  движении  поездов  из-за  снежных 
заносов пути достигли 6 суток. В 1993г. из-за снежных заносов в Западном Казахстане 
трое суток не было движения на участке Никель-Тау. 
Поэтому  для  эффективного  назначения  защитных  мероприятий,  необходимо 
знать не только законы заноса дороги, но и историю борьбы со снежными заносами. 
 
 Железные дороги должны работать непрерывно и ритмично в любое время года 
и       суток. Снег и песок, попадая на путь, создают   дополнительное    сопротивление    
движению  поездов,  вызывают  дополнительный  расход  энергии  и  топлива,  снижение 
скоростей движения, осложняя эксплуатационную работу заносимого участка.  
 
Исключительно  трудные  условия  эксплуатации  пути  в  зимнее  время  заставили     
инженерную  мысль  напряженно  работать  в  области  изыскания  эффективных  средств 
защиты  пути  от  снежных  заносов.  В  суровой  и  продолжительной  борьбе  с  заносами 
выработаны  снеговые  защиты,  которые  позволили  значительно  уменьшить 
колоссальные  расходы  сил  и  средств,  а  также  ликвидировать  задержки  в  движении 
поездов.  Русским  инженерам  путей  сообщения  в  разработке  методов  борьбы  со 
снежными  заносами  принадлежит  несомненный  приоритет.  В 1861 г.  на  Московско-
Нижегородской дороге впервые посажены  живые  изгороди.   В   1863 г.   на  той  же 
дороге  впервые  был применен  переносный решетчатый щит - изобретение инж. В. А. 
Титова.  Основные  принципы  ограждения  заносимых  мест  переносными  щитами 
разработаны   инж.   С. И. Лазаревым-Станищевым.   В 1877 г. впервые по проектам и 
под руководством   Н. К. Срединского    на    Курско-Харьковско-Азовской дорогах были 

ҚККА Хабаршысы № 1 (50), 2008 
 
 
36
созданы  семирядные  посадки,  которые  вскоре  стали  применяться  на  других  дорогах.  С 
1878  г.  систематически        проводились        съезды        инженеров  служб  пути  русских 
железных  дорог,  на  которых  решались  актуальные  вопросы  борьбы  со  снежными 
заносами.  С  течением  времени  все  рельефнее      выявлялись    недостатки    переносных 
щитов.  В  конце  прошлого  столетия  на  дорогах    сети    начали    применяться  снегоза-
щитные заборы. Однако посадки живой защиты и снегозащитные заборы потребовали 
увеличения  полосы  отвода,  что  в  условиях  частной  собственности  на  землю 
оказалось  непреодолимым препятствием. 
В   1900 г.   в   своем   капитальном   труде «Борьба со снегом на русских железных 
дорогах С. Д. Карейша обобщил опыт борьбы со снежными заносами на отечественных 
дорогах.  В 1909 г.  вышла  в  свет  книга  выдающегося инженера-путейца Н. Е. Долгова 
«Борьба  со  снегом  на  русских  железных  дорогах»,  в  которой  снегозащитные  заборы 
рассматриваются,  как  самостоятельный  вид  снеговых  зашит  и  установлены  основные 
принципы проектирования  и  параметры  заборов  для  конкретных условий 12 участков 
пути б. Екатерининской дороги /1/. 
Одновременно  русские  инженеры  работали  над  созданием  снегоочистителей  и 
снегоуборочных  машин.  В 1879г.  русский  инженер  С.  С.  Гендель  построил  плуговой 
снегоочиститель,  смонтированный  на  паровозе.  В  том  же 1879г.  на  ст.  Минеральные 
Воды  русский  машинист  Беренс  демонстрирует  модель  роторного снегоочистителя, на 
шесть лет опередив американского инженера Лесли. В 80-х годах прошлого столетия 
инж.  Лобачевский  создал  роторный  снегоочиститель,  который  очищал  слой  снега  до 
1,5м.  В 1890-1891гг.  на    Риго-Орловской    дороге    работал    снегоочиститель  инж. 
Якубенко. Начальником Тагильского участка пути инж. А. Э. Бурковским был испытан 
в 1985г. плуговой снегоочиститель с автоматическим подъемом плуга. В конце 90-х годов 
изготовлен  снегоочиститель  «Бьерке».  В 1910г.  инж.  А.Н.Шумиловым  разработан 
проект снегоуборочной машины с транспортерной подачей снега на платформы, стоящие 
на соседнем пути. 
В 1919 г. была создана комиссия по изучению снежных заносов во главе с выдаю-
щимся ученым-аэродинамиком Н.Е. Жуковским. В работе этой комиссии принимал учас-
тие С. Д. Чаплыгин, написавший в 1920-1921 гг. ряд статей по теории работы снеговых 
защит.  Многочисленные  теоретические  исследования  и  практические  наблюдения  за 
работой  снеговых  защит,  позволившие  повысить  их  эффективность,  были  проведены  Б. 
Н. Веденисовым, А. X. Хргианом, сотрудниками  ЦНИИ  МПС  Д.  М.  Мельником, A.А. 
Поветьевым, Н.Т.Макарычевым, Антоновым и др., сотрудниками  НИИЖТа   А. К. Дюниным, 
А.А.Комаровым, Э. П. Исаенко и др., а также рядом сотрудников других транспортных вузов. 
Первую  эксперементальную  формулу  интенсивности  снегопереноса  предложил  А.Х.Хриган. 
Метод учета аккумуляции метелевого снега в зоне влияния различных препятствий предложил 
П.Х.Платонов.  Проведенные  исследования  и  большой  опыт  путейцев    дали  возможность 
создать теорию проектирования надежных средств защиты пути от  снежных заносов пути от 
снежных заносов. 
Инженеру, проектирующему средства борьбы со снежными заносами, необходимо 
знать не только транспортирующую способность низовых и верховых метелей, но и при 
каких условиях снежные массы, несомые ветром, останавливаются, накопляются, и когда, 
где и при каких обстоятельствах они проносятся мимо, не угрожая заносами. Возникает 
понятие  снегозаносимости  инженерных  объектов,  т.е.  степень  их  подверженности 
снежным  заносам.  Если      сооружение      ослабляет      ветер,   а      метель      насыщена   
снегом, то отложения снега неизбежны. Снежные валы растут до тех пор, пока ветер на 
их  вершинах  не  сравняется  по  скорости  с  полевым,  набегающим  ветром.  При 
ненасыщенной        метели        отложения        необязательны        даже        при        заметном 
ослаблении ветра. В самом деле, пусть общий расход снега набегающей метели 
 
 
Q
H
= 0,077n (v
ф1
-5)
3
,                                                      (1) 

ҚККА Хабаршысы № 1 (50), 2008 
 
 
37
 
где  коэффициент  насыщения  n  =Т
с
/100<1,  v
ф1
-  скорость  ветра  в  поле  перед 
сооружением. С другой стороны, 
                                        Q
H
= 0,077n (v
ф2
-5)
3
, 
                                            (2) 
 
где v
ф2
 - та скорость ветра, при которой метель была бы насыщенной (v
ф2
< v
ф1
) Тогда 
 
v
ф2
 =( v
ф1
-5)
3
5
+
n
.                                                      (3) 
 
Допустим, например, что v
ф1
 
 
=25
 М
/
С
,
 
а n =0,3 (в первых двух третях зоны разгона). 
В  этом  случае  v
ф2
=18,4  м/с,  когда  набегающая  метель  становится  насыщенной. 
Следовательно, скорость ветра в зоне сооружения может упасть до 18,4 м/с, то есть на 
26%, без отложений снега. 
Во  многих  случаях  инженерным  сооружениям  можно  придать  такие  формы, 
чтобы метели проносились через них, не образуя скоплений снега.  
Перенос  снега  начинается  при  скорости  ветра  5м/с  и  более.  Метели, 
сопровождающиеся  ветром  со  скоростью  более 5-6 м/с,  представляют    уже  
серьезную   опасность  для движения  поездов,  так  как  на  пути,  не защищенном от 
заносов  или  при    неправильной  расстановке  снеговых  защит,  образуются  плотные 
отложения  снега.  Снеговетровой  поток  по  высоте      насыщен      снежинками      не-
равномерно. Во время метели снежинки   поднимаются   над   поверхностью  земли 
на  высоту  до    2м.  Наиболее  насыщенным  снегом  оказывается    нижний    слой  на  
высоте 10-15см,  в  котором  сосредоточено  до 85-90% всего  количества  снега, 
перемещающегося  во  время  метели.  В  этом  слое  находятся  тяжелые  (ломаные) 
снежинки, способные образовывать снежные отложения, в то время как выше этого 
слоя в воздухе плавают   более   легкие   (несломанные) снежинки. 
Характеристика  снегозаносимости  участков.  Все  снегозаносимые  участки  пути 
характеризуются  двумя  признаками:  категорией  заносимости,  зависящей  от 
поперечного профиля земного полотна и степенью заносимости, определяемой коли-
чеством  снега  (в  кубических  метрах,  на  1м  пути),  приносимого  к  пути  в  течение 
наиболее снежной зимы. 
Существенное  влияние  на  заносимость  пути  оказывает  поперечный  профиль 
земляного  полотна.Путь,  расположенный  на  насыпи,  имеющей        высоту        более    
высоты снежного покрова (обычно 0,7м), во  время метели на равнинной местности 
не  заносится.  Объясняется  это  тем,  что  насыпь  представляет  собой  препятствие,    
вызывающее      сжатие  снеговетрового  потока,  а  следовательно,  и  увеличение  его 
скорости  над  насыпью  (рисунок  1а).  У  насыпей  отмечается  отложение  снега  с 
наветренной  и  подветренной  сторон  откосов.  У  насыпей  высотой 12,0м  и  более 
наблюдается  отложение  снега    на    ее    вершине  с  подветренной:  стороны      (рисунок 
1,б),   создающее   односторонний занос рельсовой колеи /2/. 
Снеговетровой  поток,  встречая  на  своем  пути  откос  высокой  насыпи,  двигаясь 
по нему вверх, приобретает нарастающую скорость.  Дойдя: до  вершины  насыпи,  этот 
поток под влиянием потока в  верхних слоях; отклоняется от равнодействующей,  в 
результате  чего  над  подветренным  ребром  вершины  насыпи  создается  затишье  и 
происходит  оседание  снежинок.  В  это  же  время  с  подветренной  стороны  создается 
поток  воздуха    снизу    насыпи,   вследствие    чего  снежных  отложений  на  вершине 
откоса не образуется.  
Выемки  глубиной  более 0,4м  подвержены  сильной  снежной  заносимости. 
Объясняется  это  тем,  что  снеговетровой  поток  со  стороны  поля,  подходя  к  урезу 
выемки, над самой выемкой расширяется, теряет свою скорость. Под влиянием потока 
вышележащих слоев в выемке образуются вихри: мощный вихрь в центральной части и 
два вихря у кюветов. 

ҚККА Хабаршысы № 1 (50), 2008 
 
 
38
 
а - больше высоты снежного покрова; б, 8-12 м и более 
 
Рисунок 1 - Заносимость насыпи при ее высоте 
Наличие  вихрей  в  выемке  и  служит  основной  причиной  образования  в  ней  снежных 
отложений. В начале  зимы  в  выемках  в  первую очередь заносятся кюветы; выемка 
получает плановое очертание. После этого  в  выемке  остается  только  главный  вихрь 
Б,  способствующий  заносу самой выемки (рис.2,б Выемки глубиной более 8,5м заносятся 
более  интенсивно  с  наветренной  стороны.  Отложение  снега  растет  по  мере  поступления 
снеговетрового потока в выемку и может вызывать занос выемки. 
Путь в выемке на косогоре также подвержен снежным заносам (рисунок 2, а, б). 
 
 
а- в выемках глубиной более 0,4м; б- на косогорах 
Рисунок 2 - Заносимость пути 
 
Таким  образом,  поперечный  профиль  земляного  полотна  является  решающим 
фактором, влияющим на заносимость пути. В заносимости различают три категории пути. 
В  первую  очередь  ограждают  места 1 категории - выемки глубиной от 0,4 до 8,5м и 
более, где это требуется по местным условиям, нулевые места, расположенные на косогорах, 
участки на перегонах с путями в разных уровнях и территории станций и узлов.  
Во  в т о р у ю   очередь  должны  ограждаться  заносимые  места II категории - мелкие 
выемки глубин до 0,4м и нулевые места. 
В  третью  очередь  ограждаются заносимые места III категории - мелкие  насыпи 
высотой  до 0,70м в равнинной местности и на 
 
косогорах  и  сильно  заносимых  участках 
пути - до  1м.  Эти  участки  ограждаются  обычно  во  второй  половине  зимы.  При 
проектировании    продольного  профиля  железной  дороги  необходимо  стремиться  к  сок-
ращению      количества      и    протяженности  выемок,  а  минимальную  высоту  насыпи 
устанавливать с учетом  толщины снежного покрова. 
Характеристика пути по степени снежной заносимости зависит от метеорологических   
условий   данного  района и определяется в кубических метрах метелевого снега, который 
может  откладываться  на  1м  пути  соответственно с правой и левой его стороны. Степень 
заносимости пути с каждой стороны обычно различная. 
По  степени  снежной  заносимости  пути  участки  делят  на  особо  сильно  заносимые,      
сильно      заносимые, среднезаносимые   и   слабо   заносимые.  Характеристикой  пути  по 
степени снежной заносимости руководствуются при выборе средств снегозащиты пути, их 

жүктеу/скачать 5,12 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: