Скачиваний:
2
Добавлен:
21.04.2019
Размер:
100.86 Кб
Скачать

Глава 7 Безопасность в чрезвычайных ситуациях

Разработка вариантов дублирования моста

Исходные данные:

На удалении R=200м метров от ближайшей береговой опоры моста, расположена база горюче-смазочных материалов с общей массой жидкого топлива Q=800 т. база размещена под углом 45 к продольной оси моста (средняя точка моста)

Требуется исполнить:

1.Изложить характеристику взрыва горяче-воздушной смеси ГВС и параметров воздушной ударной волны взрыва.

2.Определить возможное действие взрыва ГВС на мост.

3.Выбрать и обосновать выбор используемого инвентарного имущества.

4.Разработать принципиальную схему дублирования моста и определить потребное количество инвентарного имущества.

7.1 Характеристика взрыва ГВС и параметров воздушной ударной волны взрыва

В условиях чрезвычайной ситуации, взрывается не само топливо, а ГВС, те пары топлива, скапливающиеся в воздушном объеме между верхней поверхностью жидкости и крышкой резервуара. Инициирующим условием взрыва ГВС являются, как правило, открытый огонь, искрообразование, высокая температура. При взрыве ГВС в процесс взрыва вовлекается вся масса топлива, находящегося в резервуаре.

Основным поражающим фактором взрыва является ударная волна, которая представляет собой зону сильно сжатого воздуха,

распространяющегося во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Передняя граница зоны сжатого воздуха имеет наиболее высокое давление и называется фронтом ударной волны.

Основными параметрами ударной волны, определяющими ее поражающее действие, являются: избыточное давление во фронте ударной волны Рф, давление скоростного напора Рск и время действия ударной волны tу.в.

Избыточное давление во фронте ударной волны Рф – это разница между максимальным давлением воздуха во фронте ударной волны и атмосферным давлением: Рф=Рф-Р0.

Избыточное давление Рф обладает разрушительным действием, выводя из строя устойчивые, крупногабаритные массивные сооружения, жесткие конструкции с фундаментами.

Скоростной напор действует на сооружение в виде динамической нагрузки, смещая, опрокидывая или отбрасывая малогабаритные, быстро обтекаемые и малоустойчивые сооружения, такие как: опоры контактной сети и электропередач, мостовые фермы, станки, транспортные, технические средства и аппаратуру.

Существует зависимость величины скоростного напора Рск, кПа, от избыточного давления Рф:

Время действия ударной волны, в какой-либо точке пространства зависит, главным образом, от мощности взрыва, его вида, удаления от центра взрыва и измеряется в секундах.

Для различных видов взрывоопасных материалов одинаковой массы при аварийных взрывах значения параметров ударной волны на одинаковом удалении от центра взрыва будут различными. Это объясняется различной

природой и характером взрыва взрывчатых материалов, горючевоздушных и газовоздушных смесей.

При взрыве ГВС образуются три круговые зоны (см рис 7.1).

Рис. 7.1 Зоны очага взрыва

  1. Зона детонационной волны находится в пределах облака ГВС с примерно одинаковым давлением, радиус R зоны зависит от массы продукта взрыва и может составлять при Q=10,100,500,1000 соответственно 40,90,150,190 м. В пределах этой зоны действует постоянное избыточное давление.

  2. Зона действия продуктов взрыва, охватывает всю площадь разлета продуктов взрыва, где избыточное давление постепенно падает. Радиус действия продуктов взрыва R2 в среднем в 1,7 раза больше R.

  3. Зона действия воздушной ударной волны, в ней формируется фронт ударной волны, распространяющейся по поверхности земли. Значения параметров воздушной ударной волны в этой зоне при одной и той же массе взрывоопасных веществ на одинаковом удалении от центра

взрыва зависят от вида взрывоопасных веществ. Действие аналогично действию ударной волны ядерного взрыва.

В зонах 1 и 2 все наземные здания и сооружения разрушаются полностью. Определение возможного действия взрыва ГВС на наземные сооружения производится для зоны 3, где избыточное давление интенсивно падает. Избыточное давление в первой зоне составляет более 1700кПа, во второй от 1700 до 300кПа, в третьей менее 300кПа.

7.2 Определение возможного воздействия взрыва ГВС на мост

В данном параграфе необходимо:

- построить график зависимости избыточного давления во фронте ударной волны от расстояния и массы жидкого топлива;

- определить последствия воздействия взрыва на элементы моста.

Для характеристики параметров ударной волны необходимо построить график зависимости избыточного давления во фронте ударной волны от расстояния,

Рф=f(R) ,

где:

R – расстояние от эпицентра взрыва;

Рф – избыточное давление во фронте ударной волны.

График зависимости строится с использованием данных о взрыве дизельного топлива массой 1000т и закона подобия взрывов.

где:

Rтабл – радиусы изолиний давления ударной волны от взрыва топлива массой Qтабл.

Qзад= 800 т – масса топлива по заданию.

Расчеты выполнены для следующих величин:

Рф = 300,200,100,50,30,20,10 кПа.

R300=297 м;

R200=353 м;

R100=482 м;

R50=705 м;

R30=965 м;

R20=1245 м;

R10=1782 м;

Используя данные, полученные в результате расчета, построен график зависимости избыточного давления во фронте ударной волны от расстояния (см рис.7.2).

Результаты воздействия взрыва на элементы моста см рис.7.3 и таблицу 19.

Таблица 19

Элемент

моста

Расстояние

до склада

Рф

Степень разрушения

Состояние элемента

Вид

Ремонта

Опора0

200

469

Сильное

Повреждение конуса насыпи

Замена

Пролетное

Строение1

215.6

442

Полное

Разрушение

Замена

Опора1

218

437

Полное

Разрушение

Замена

Пролетное

Строение2

246.5

386

Полное

Разрушение

Замена

Опора2

282

325

Полное

Разрушение

Замена

Пролетное строение3

336

228

Полное

Разрушение

Замена

Опора3

367

189

Сильное

Разрушение

Капитальный ремонт

Пролетное строение4

378

180

Среднее

Разрушение

Замена

Опора4

388

172

Среднее

Разрушение

Капитальный ремонт


Общие выводы:

На основании полученных данных, в результате взрыва, близлежащая половина моста получит основные повреждения пролетных строений и опор, что требует замены их на новые. Данная операция требует много времени, а перерыв в движении поездов должен быть сведен к минимуму и, исходя из этого, принимаем решение о дублировании моста. Схема моста дублера представлена ниже.

7.3 Выбор и обоснование использования инвентарного имущества

Инвентарным имуществом, которое может быть использовано в данных условиях, является наплавной железнодорожный мост НЖМ-56, так как в реке достаточно стабильный горизонт воды, дно реки слагают слабые грунты, затрудняющие устройство фундаментов опор. Длина моста составляет 267.46м., требуется использование одного комплекта НЖМ-56. Наплавной мост состоит из речной части, 2-х переходных и двух береговых. Речная часть состоит из мостовых понтонов и собираемых из четырех секций пролетных строений длиной 37.5м.

Береговое пролетное строение собирается из трех монтажных блоков длиной по 6,25м.

Чтобы обеспечить меньший уклон рельсового пути на подходах, железнодорожный проезд наплавного моста сооружается при двух надстройках МЗ 1 на понтонах.

Для дублирования моста используются три пролетных строения длиной 37,5м, каждое из которых удерживается на плаву шестью понтонами комплекта НЖМ-56, общее количество понтонов 18 шт. Схему моста-дублера см. на рис.7.4.

Допускаемая нагрузка 6,2 тс/м. Возможность пропуска восьмиосных вагонов только через 70м друг от друга. При необходимости обеспечения судоходства, в составе речной части моста подготавливается выводной паром, присоединенный к соседним быстро разъемным, натяжным стыкам.

Сооружение моста производится по паромной наводке с одного берега при замыкании моста установкой парома переходной и береговых частей на противоположном берегу. Ввод и постановка в линию моста осуществляется в течении суток, звеном в составе 16 человек.

Подача парома в линию моста и выравнивание производится буксирами-толчками в количестве пяти штук. Для обеспечения быстрого

наведения временного наплавного моста-дублера, необходимо заблаговременное сооружение насыпей подходов. Сооружение насыпей подходов производится в течение шести суток, пятью автосамосвалами КрАЗ 225, имеющимися в составе парка организации, производящей реконструкцию моста.

Потребное количество инвентарного имущества.

Понтоны из трех секций - 24 шт.

Подъемные опоры - 2 шт.

Пролетные строения - 8 шт.

Клеточные устои – 2 шт.

Катер – толкач – 5 шт.

Соседние файлы в папке Диплом