Обследование поворотного круга выполнялось с целью восстановления эксплуатационной надежности транспортного узла эксплуатационного локомотивного депо Санкт-Петербург – Варшавский (ТЧЭ-14).
Объект обследования представляет собой сложное техническое сооружение, предназначенное для поворота локомотивов или их разворота для въезда в стойла депо веерного типа.
Год постройки сооружения согласно Техническому паспорту БТИ - 1936 г. В 2005 г. была произведена модернизация всех элементов поворотного круга.
Обследуемый поворотный круг – неуравновешенного типа. Максимальная грузоподъёмность 300 т. Масса конструктивная 70 т. Имеет двух двигательный электромеханический привод на переменном трехфазном токе напряжением 380В, частотой 50 Гц.
Поворотный круг состоит из следующих основных элементов:
- котлован, ограниченный подпорной стенкой, опирающейся на кольцевой фундамент; в центре котлована заложен фундамент под центральную опору; дно котлована «чаша» выполнена железобетон-ной. Внутренний диаметр котлована 30,5 м.;
- круговой рельсовый путь, располагается внутри котлована и опирается на внутреннюю часть кольцевого фундамента подпорной стенки; диаметр кругового рельсового пути составляет 28,4 м.;
- центральная опора – механизм на котором происходит поворот пролётного строения вокруг собственной оси; центральная опора установлена на отдельностоящем железобетонном фундаменте;
- токоприёмник с нижним расположением, смонтирован на цен-тральной опоре; токоприёмник передаёт электроэнергию на вращающуюся часть поворотного круга;
- пролётное строение – стальная ферма с установленным железнодорожным путём по верху конструкции; в центре поворотного круга, пролётное строение крепится к верхнему балансиру механизма центральной опоры, а на концах опирается на ходовые тележки; пролётное строение способно осуществлять поворот в горизонтальной плоскости на 360 градусов вокруг оси центральной опоры;
- ходовые тележки обеспечивают движение пролётного строения по круговому рельсовому пути; на каждом конце пролётного строения располагаются по две ходовые тележки – ведущая и ведомая; ведущие тележки оснащены электромеханическим приводом;
- кабина управления – оснащена пультом и шкафом управления;
- фиксаторы положения – предназначены для фиксации пролётного строения при въезде и съезде локомотива.
- площадки ручного привода – конструкцией поворотного круга предусмотрен резервный ручной привод.
Технико-экономические характеристики объекта
Площадь застройки: 809,2 м.куб.
Грузоподъемность: 300 т.
Год постройки: 1936 г.
Заказчик: ОАО "РЖД";
Расположение объекта: эксплуатационно локомотивное депо "Санкт-Петербург – Варшавский (ТЧЭ-14), по адресу: г. Санкт-Петербург, ул. Витебская-Сортировочная, д.31.
Назначение: поворот локомотивов или их разворот для въезда в стойла депо веерного типа;
Срок работ: 60 календарных дней;
Окончание работ: 30 ноября 2019 года.
Комплексное (визуально-инструментальное) обследование ответило на вопросы о необходимости и объемах проведения капитального ремонта сооружения - поворотного круга. В рамках экспертизы было определено фактическое техническое состояние транспортного сооружения.
Обследование поворотного круга имело ряд особенностей
В связи с тем, что технология работ на объекте подразумевает постоянное движение поворотного круга и передвижения локомотивов, специалистами компании был подготовлен тщательный проработанный до минут календарный график работ с целью не допущения аварийных ситуаций на объекте и остановке локомотивов. В связи с вышесказанным, работы на объекте выполнялись как в дневное так и в ночное время с учетом графика движения поездов.
Второй особенностью объекта являлось значительное количество инженерных сетей залегающих в непосредственной близости от подпорной стены поворотного круга и наличие железнодорожных путей на подходе к поворотному кругу, что затрудняло откопку шурфов с целью определения категории технического состояния фундаментов.
Состав работ по обследованию поворотного круга
Работы выполнены в соответствии с требованиями ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния и включали в себя:
- подготовку к проведению обследования;
- предварительное (визуальное) обследование;
- детальное (инструментальное) обследование.
Согласно техническому заданию выполнено:
- изучение и анализ архивных материалов;
- отрывка шурфов для выявления фундаментов стенки поворотного круга;
- ручное бурение скважин глубиной до 10,0 м., d=89 мм, категория грунта II;
- отбор образцов грунта в основаниях фундаментов;
- полный комплекс определения физических свойств грунтов основания;
- съемка с натуры узлов фундаментов;
- проверочный расчет грунтового основания фундаментов в месте проходки шурфа;
- техническое заключение о состоянии фундаментов;
- выявление фактического состава конструкций поворотного круга;
- определение прочности бетона неразрушающим методом;
- фотосъемка отдельных фрагментов сооружения или конструкций;
- составление ведомости дефектов и повреждений сооружения;
- общая оценка технического состояния сооружения.
Характеристика конструкций поворотного круга
Котлован и фундамент
Котлован под конструкции поворотного круга цилиндрической формы. Котлован ограничен подпорной стенкой из железобетона, опирающейся на кольцевой монолитный фундамент. Круговой рельсовый путь опирается на внутреннюю часть фундамента. Дно котлована «чаши» покрыто железобетонной стяжкой.
В центре поворотного круга заложен железобетонный фундамент под центральную опору. Внутренний диаметр круга (внутренний диаметр кольца по подпорной стенке) - 30,5 м.
В соответствии с техническим заданием, для выявления фактического состава конструкций была произведена откопка шурфа под подпорную стенку и сделаны три вскрытия (в подпорной стенке, дне котлована и центральном фундаменте).
Круговой рельсовый путь
Круговой рельсовый путь, располагается внутри котлована и опирается на внутреннюю часть кольцевого фундамента подпорной стенки. Диаметр кругового рельсового пути составляет 28,4 м.
Круговой рельсовый путь состоит из сегментов рельса Р50, установленных на железобетонных полушпалах, забетонированных в кольцевой фундамент (внутреннюю часть). Для связи рельс с полушпалами применяются промежуточные рельсовые скрепления типа КБ. Стыковка сегментов рельс осуществляется при помощи двухголовых шестидырных накладок.
Центральная опора
Центральная опора – механизм на котором происходит поворот пролётного строения вокруг собственной оси. Центральная опора установлена на отдельностоящем железобетонном фундаменте. На обследуемом поворотном круге применяется опора скользящего трения, состоящая из следующих основных элементов:
- станина;
- нижний балансир;
- верхний балансир;
- ось между балансирами;
- опорный бронзовый диск;
- упорное бронзовое кольцо;
- токоприёмник.
Станина крепится к центральному фундаменту при помощи восьми фундаментных болтов. Нижний балансир в виде стальной отливки накрывает станину. Нижняя поверхность балансира образует верхнюю опорную поверхность для бронзового диска. Верхняя часть балансира образует постель для оси. Верхний балансир имеет гнездо для оси и плиту, при помощи которой он крепится к центральной поперечной балке пролётного строения. Ось выполнена разрезной для возможности компенсации износа.
Между обработанными опорными поверхностями станины и нижнего балансира установлен опорный бронзовый диск, с канавками и отверстиями для распределения смазки. Для центровки опорного диска, а также для восприятия боковых нагрузок при въезде локомотивов на круг служит бронзовое кольцо.
На центральной опоре смонтирован токоприёмник, служащий для передачи электроэнергии на вращающуюся часть поворотного круга. Токоприёмник состоит из подвижного ротора с медными кольцами-проводниками, установленными на нижнем балансире. И неподвижного статора, закреплённого на станине центральной опоры. Подводящий кабель приходит на контактодержатели статора. Контактодержатели в свою очередь скользя по вращающимся медным кольцам ротора, передают электричество к силовым агрегатам пролётного строения.
Пролетное строение
Пролётное строение – стальная ферма с установленным железнодорожным путём по верху конструкции. Ферма состоит из двух продольных балок и центральной поперечной балки, скреплённых между собой болтами. По верху стальных балок устроен железнодорожный путь из рельс Р65, закреплённых к деревянным шпалам. Деревянные шпалы крепятся к полке продольной балки при помощи шпильки с прижимным наконечником, по типу струбцины.
В центре поворотного круга поперечная балка фермы крепится к верхнему балансиру центральной опоры болтами. На концах ферма пролётного строения опирается на ходовые тележки.
Пролётное строение способно осуществлять поворот в горизонтальной плоскости на 360 градусов вокруг оси центральной опоры. Вдоль всего пролётного строения, с двух сторон от пути, устроены ходовые площадки из деревянного настила с металлическими ограждениями.
В правой части пролётного строения располагается кабина управления поворотным кругом с пультом и шкафом управления. На крыше кабины установлены светофоры. Крепление кабины выполнено к швеллерам балки болтами.
В торцах фермы установлены фиксаторы положения для фиксации пролётного строения напротив путей подхода при въезде и съезде локомотивов на поворотный круг. При совмещении путей клин фиксатора заходит в наружный упор, установленный на подпорной стенке круга.
Ходовые тележки
Ходовые тележки обеспечивают движение пролётного строения по круговому рельсовому пути. На каждом конце пролётного строения располагаются по две ходовые тележки – ведущая и ведомая.
Ходовые тележки состоят из литой рамы с мостами, на осях которых запрессованы литые опорные колёса. На боковинах рамы имеются балансиры, которые служат для опоры концевых частей продольных балок.
Ведущие тележки оснащены электромеханическим приводом, смонтированным на раме. Рама изготовлена из швеллеров и подвешена к торцевым балкам пролётного строения.
Для аварийных ситуаций конструкцией поворотного круга предусмотрен резервный ручной привод, который осуществляется с площадок ручного привода, посредством ворота, присоединяющегося к быстроходному валу редуктора.