Проектирование производства земляных работ
Объемы работ и распределение земляных масс. Определение границ производственных участков и средней дальности перемещения грунта, проектирование кавальеров. Выбор и формирование комплектов технологических машин. Проектирование календарного графика.
Рубрика | Строительство и архитектура |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 04.09.2016 |
Размер файла | 377,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Проектирование производства земляных работ
Введение
земляной кавальер грунт технологический
Курсовой проект по дисциплине «Технология, механизация и автоматизация железнодорожного строительства» выполнен на тему «Проектирование производства земляных работ по сооружению участка железнодорожного земляного полотна».
Курсовой проект состоит из следующих разделов:
подготовка исходных данных;
обработка продольного профиля и определение геометрических объемов выемок и насыпей;
распределение (баланс) земляных масс;
выбор на основе сравнения вариантов и формирование комплектов машин для производства земляных работ;
определение продолжительности работ и составление календарного графика сооружения земляного полотна.
1. Объемы работ и распределение земляных масс
1.1 Исходные данные
Исходные данные для выполнения курсового проекта приняты в соответствии с заданием, выданным кафедрой «Строительное производство».
1. Вариант продольного профиля, №3 км 0 - 3 (пикеты 0 - 30;)
2. Категория железной дороги - 2; 7,6 м
3. Вид грунта - глина мягкая жирная;
4. Участок дороги на кривой: пикеты 10-12;
а=0,4 м;
5. Участок дороги на косогоре: пикеты 4-6;
косогорность 1:7;
6. Число нерабочих дней по погодным условиям - 3;
7. Сроки производства работ - 5-9 месяцев.
В соответствии с указаниями СНиП 32-01-95 «Железные дороги колеи 1520 мм. Нормы проектирования» [9] в зависимости от категории железной дороги, вида грунта, рабочих отметок выбраны типы поперечных профилей насыпей и выемок (рисунки 1.1 - 1.4).
Характеристика сооружений земляного полотна дана в виде таблицы (табл. 1.1).
Таблица 1.1. Характеристика земляных сооружений
Сооружение |
Рабочая отметка (максимальная), м |
Характеристика сооружения |
Тип поперечного профиля |
|
Насыпь 1 |
11,56 |
Высокая насыпь. |
3-4 |
|
Выемка 1 |
6,99 |
Выемка. |
2 |
|
Насыпь 2 |
9,15 |
Высокая насыпь. |
3-4 |
|
Выемка 2 |
6,49 |
Выемка. |
2 |
|
Насыпь 3 |
3,98 |
нормальная насыпь |
3 |
Характеристика выбранных типов водопропускных труб через насыпи для заданного участка приведена в табл. 1.2.
Таблица 1.2. Характеристика водопропускных труб на участке земляного полотна
Пикет |
Тип трубы |
Рабочая отметка насыпи, м |
Отверстие трубы, м |
Высота трубы, м |
Толщина стенки звена, м |
|
3 |
КЖБТ-2 |
11,56 |
2 |
2 |
0,2 |
|
15 |
КЖБТ-2 |
9,15 |
2 |
2 |
0,2 |
Окончательно приняты следующие исходные данные для разработки курсового проекта (табл. 1.3).
Таблица 1.3. Технические параметры участка земляного полотна
Наименование |
Характеристика, значение |
|
Вариант задания Категория железной дороги Число главных путей Ширина основной площадки, м Тип водопропускных сооружений: ПК 3 ПК 15 Вид грунта Группа грунта при разработке: одноковшовым экскаватором скрепером бульдозером автогрейдером |
3 2 1 7,6 КЖБТ - 2,0 КЖБТ - 2,0 Супесь тяжелая 2 2 2 2 |
1.2 Обработка продольного профиля
Обработка продольного профиля участка земляного полотна заключается в определении протяженности и границ его частей, имеющих однотипные поперечные профили. Этими границами являются:
- нулевые места (нулевые точки),
- границы перехода нормальных насыпей в высокие,
- места начала и конца кривых участков пути и др.
1) Определение положения нулевых точек
Положение нулевой точки - места перехода насыпи в выемку (и наоборот) - на продольном профиле определяется расстоянием Х, м, от ближайшего пикета, находящегося слева от точки:
(1.1)
где Hл - рабочая отметка слева от нулевой точки, м; Нпр-то же, справа от нулевой точки, м; L - расстояние между рабочими отметками Нл и Нпр, м.
Вычисления выполнены в табличной форме (табл. 1.4).
Таблица 1.4. Определение положения нулевых точек на продольном профиле
Номер точки |
Рабочая отметка, м |
Расстояние, Х, м |
Пикет, плюс |
||
левая |
правая |
||||
1 |
2,84 |
2,46 |
53,58 |
Пк5+54 |
|
2 |
3,64 |
1,32 |
73,39 |
Пк12+74 |
|
3 |
1,89 |
1,76 |
51,78 |
Пк16+52 |
|
4 |
2,04 |
1,36 |
60,00 |
Пк23+60 |
2) Определение положения высоких насыпей
Высокими принято называть насыпи с рабочими отметками более 6 м. Нижняя часть такой насыпи, ниже 6 м, имеет более пологие откосы с показателем крутизны m = 1,75 (1:1,75), что приводит к увеличению профильного объема земляного полотна. Положение начала высокой насыпи также определяется расстоянием Х, м, от ближайшего пикета (плюса) слева, которое находится из выражения:
, (1.2)
где Нл - ближайшая слева рабочая отметка от точки начала высокой насыпи, м; Нпр-то же, ближайшая справа, м; Но - высота нормальной насыпи, Но = 6 м; L - расстояние между рабочими отметками Нл и Нпр.
Аналогично определяется положение конца высокой насыпи:
, (1.3)
Вычисления оформлены в виде таблицы (табл. 1.5).
Таблица 1.5. Определение положения высоких насыпей на продольном профиле
Номер насыпи |
Точка |
Рабочая отметка, м |
Расстояние, Х, м |
Пикет, плюс |
||
левая, Нл |
правая, Нпр |
|||||
1 |
Начало |
2,95 |
7,15 |
72,62 |
2+73 |
|
Конец |
6,99 |
2,84 |
23,86 |
4+24 |
||
2 |
Начало |
1,32 |
8,16 |
68,42 |
13+69 |
|
Конец |
9,15 |
1,89 |
43,39 |
15+44 |
1.3 Профильные объемы насыпей и выемок
В дорожном строительстве объемы выемок и насыпей определяют попикетно с учетом типа и размеров соответствующих поперечных профилей и рабочих отметок на границах пикетов. Полученные в результате расчетов геометрические объемы земляных сооружений принято называть профильными.
Вычисления выполняются в два этапа:
- сначала определяются так называемые основные объемы сооружения (выемки, насыпи) по формуле
, (1.4)
где В-ширина выемки по низу, м, насыпи - по верху; L - длина расчетного участка, м; Н1 и Н2 - рабочие отметки на границах расчетного участка, м;
- затем подсчитываются поправки к основным объемам (дополнительные объемы).
1) объем сливной призмы в насыпях
Vсп= Fсп?L=0,075·(7,6+2,3)•L = 0,7425L м3 (1.5)
где b - ширина основной площадки земляного полотна, м; L - длина расчетного участка, м.
2) разность объемов кюветов и сливной призмы в выемках
Vспк=L·(2Fк-Fсп)=L·(1,56-0,075·(7,6+2,3))=L·0,8175м3 (1.6)
где Fк - площадь поперечного сечения кювета, равная при типовых размерах кюветов 1,56 м2; Fсп - площадь поперечного сечения сливной призмы, м2.
3) поправка на уширение земляного полотна в кривых участках
VКГ = 0,5 a L* (Н1 + Н2 0,3), (1.8)
где a - нормативное значение уширения земляного полотна в кривых (табл. 1.1), м; L - длина расчетного участка в кривой, м; Н1, Н2 - рабочие отметки на границах участка, м; - знак «+» для насыпей, «-» для выемок.
Вычисления выполнены в таблице 1.7.
Таблица 1.7. Расчет поправки к объёму земляного полотна на участке с кривой
Пикет, плюс |
Уширение земляного полотна, м, а |
Длина L, м, |
Рабочая отметка, м, Н1; Н2 |
Поправка, м3, Vкр |
|
Участок кривой ПК10-ПК12 |
|||||
10 |
6,23 |
||||
0,5 |
100 |
308 |
|||
11 |
5,77 |
||||
0,5 |
100 |
243 |
|||
12 |
3,64 |
4) поправка к объему за счет косогорности местности круче 1:10
(1.9)
где Vo - основной объем, подсчитанный без учета косогорности;
где Kкг - коэффициент пропорциональности, определяемый из выражения
(1.10)
где m - показатель крутизны откосов земляного полотна; n - показатель косогорности местности. Для высоких насыпей m принимается по нижней части (т.е. m =1,75); S - дополнительная площадь поперечного сечения земляного полотна за счет косогорности местности, подсчитываемая по формулам:
- для насыпей
(1.11)
- для выемок
(1.12)
где b - ширина основной площадки земляного полотна, м; B - ширина выемки по низу, м; Fсп - площадь поперечного сечения сливной призмы, м2; Fк - площадь поперечного сечения кювета, м2.
Вычисления выполнены в табличной форме (табл. 1.8).
Таблица 1.8. Расчет поправок к объёму земляного полотна на косогорность местности
Пикет |
L, м |
Коэффициент Ккг |
S, М2 |
Vo, м3 |
VКГ, м3 |
|||
n |
m |
KКГ |
||||||
ПК4-ПК5 |
100 |
1:7 |
1,75 |
0,0667 |
41,85 |
6406 |
706 |
|
ПК 5-ПК5+54 |
54 |
1:7 |
1,75 |
0,0667 |
41,85 |
1079 |
223 |
|
ПК5+54-ПК6 |
46 |
1:7 |
1,75 |
0,0667 |
8,89 |
368 |
52 |
6) объем, занимаемый телом водопропускной трубы
(1.13)
где Fтр - площадь сечения трубы по наружному обмеру, м2; Lтр - длина трубы в теле насыпи, м.
Расчетная длина трубы Lтр принимается:
- для нормальной насыпи (до 6 м)
(1.14)
- для высокой насыпи (более 6 м)
(1.15)
где Н - рабочая отметка в месте расположения трубы, м; dн - наружный диаметр круглой трубы или высота прямоугольной, м; m =1,5 - показатель крутизны откоса высотой до 6 м; = 1,75 - показатель крутизны уположенного откоса насыпи.
Расчет объема грунта, занимаемого в насыпи телом трубы, приведен в таблице 1.9.
Таблица 1.9. Расчет объема водопропускной трубы в теле насыпи
Пикет |
Тип трубы |
Рабочая отметка насыпи, м |
Длина трубы, м |
Площадь поперечного сечения, м2 |
Объем трубы, м3 |
|
ПК3 |
КЖБТ - 2,0 |
11,56 |
40,86 |
4,52 |
185 |
|
ПК 15 |
КЖБТ - 2,0 |
9,15 |
31,95 |
4,52 |
144 |
Vтрпк6=40,86*4, 52=185 м3
Lтрпк6=7, 6+2*1, 5*6+2*1, 75*(11,56-6-0, 5*2,4)=40,86 м
Fтрпк6= ((2+0, 2*2)/2)2*3, 14=4, 52 м2
Vтрпк10=31,95*4, 52=142 м3
Lтрпк10=7, 6+2*1, 5*6+2*1, 75*(9,15-6-0, 5*2, 4) =31,95 м
Fтрпк10= ((2+0, 2*2)/2)2 *3, 14=4, 52 м2
Объем, занимаемый трубой, вычитают; остальные дополнительные объемы прибавляют к основному объему земляного сооружения.
Таким образом, геометрический объем выемки равен:
VB= VO+ VСПК+ VКР+ VКГ. (1.16)
Соответственно геометрический объем насыпи -
VH = VO+VСП+ VУВН + VКР+ VКГ - VТР. (1.17)
Вычисления геометрических (профильных) объемов выемок и насыпей выполнены таблице 1.10.
Таблица 1.10. Ведомость подсчета профильных объемов выемок и насыпей
ПК/+ |
L, м |
B, м |
H, м |
V0, м^3 |
ПОПРАВКИ, м^3 |
Объем, м^3 |
Пикетные объемы, м^3 |
||||||
Vсп, Vспк |
Vувн |
Vкг |
Vкр |
Vтр |
насыпи |
выемки |
|||||||
0 |
1,50 |
||||||||||||
100 |
7,6 |
2460 |
74 |
2534 |
2534 |
||||||||
1 |
2,95 |
||||||||||||
100 |
7,6 |
7884 |
74 |
133 |
8091 |
8091 |
|||||||
2 |
7,15 |
||||||||||||
100 |
7,6 |
20480 |
74 |
403 |
20957 |
20957 |
|||||||
3 |
11,56 |
||||||||||||
100 |
7,6 |
20214 |
74 |
399 |
185 |
20502 |
20502 |
||||||
4 |
6,99 |
||||||||||||
100 |
7,6 |
7574 |
74 |
137 |
706 |
8491 |
8491 |
||||||
5 |
2,84 |
||||||||||||
54 |
7,6 |
801 |
40 |
223 |
1063 |
1063 |
|||||||
+ |
0,00 |
||||||||||||
46 |
16 |
1044 |
34 |
52 |
1131 |
1131 |
|||||||
6 |
2,46 |
||||||||||||
100 |
16 |
8121 |
74 |
8195 |
8195 |
||||||||
7 |
4,99 |
||||||||||||
100 |
16 |
13533 |
74 |
13 |
13620 |
13620 |
|||||||
8 |
6,12 |
||||||||||||
100 |
16 |
16943 |
82 |
12 |
17037 |
17037 |
|||||||
9 |
6,99 |
||||||||||||
100 |
16 |
17137 |
82 |
13 |
17232 |
17232 |
|||||||
10 |
6,23 |
||||||||||||
100 |
16 |
15003 |
82 |
1 |
308 |
15394 |
15394 |
||||||
11 |
5,77 |
||||||||||||
100 |
16 |
10905 |
82 |
243 |
11230 |
11230 |
|||||||
12 |
3,64 |
||||||||||||
74 |
16 |
2645 |
61 |
2706 |
2706 |
||||||||
+ |
0,00 |
||||||||||||
26 |
7,6 |
153 |
21 |
174 |
174 |
||||||||
13 |
1,32 |
||||||||||||
100 |
7,6 |
7557 |
82 |
7639 |
7639 |
||||||||
14 |
8,16 |
||||||||||||
100 |
7,6 |
17826 |
82 |
17908 |
17908 |
||||||||
15 |
9,15 |
||||||||||||
100 |
7,6 |
9425 |
82 |
144 |
9363 |
9363 |
|||||||
16 |
1,89 |
||||||||||||
52 |
7,6 |
466 |
38 |
505 |
505 |
||||||||
+ |
0,00 |
||||||||||||
48 |
16 |
750 |
36 |
786 |
786 |
||||||||
17 |
1,76 |
||||||||||||
100 |
16 |
5495 |
74 |
5569 |
5569 |
||||||||
18 |
3,67 |
||||||||||||
100 |
16 |
11326 |
74 |
11400 |
11400 |
||||||||
19 |
6,01 |
||||||||||||
100 |
16 |
15810 |
74 |
15884 |
15884 |
||||||||
20 |
6,46 |
||||||||||||
100 |
16 |
16017 |
74 |
16091 |
16091 |
||||||||
21 |
6,13 |
||||||||||||
100 |
16 |
13230 |
74 |
13304 |
13304 |
||||||||
22 |
4,79 |
||||||||||||
100 |
16 |
7308 |
74 |
7382 |
7382 |
||||||||
23 |
2,04 |
||||||||||||
60 |
16 |
1104 |
49 |
1153 |
1153 |
||||||||
+ |
0,00 |
||||||||||||
40 |
7,6 |
244 |
33 |
277 |
277 |
||||||||
24 |
1,36 |
||||||||||||
100 |
7,6 |
2517 |
82 |
2599 |
2599 |
||||||||
25 |
3,15 |
||||||||||||
100 |
7,6 |
4624 |
82 |
4706 |
4706 |
||||||||
26 |
3,98 |
||||||||||||
100 |
7,6 |
4869 |
82 |
4951 |
4951 |
||||||||
27 |
3,42 |
||||||||||||
100 |
7,6 |
3761 |
82 |
3843 |
3843 |
||||||||
28 |
2,73 |
||||||||||||
100 |
7,6 |
2467 |
74 |
2541 |
2541 |
||||||||
29 |
1,75 |
||||||||||||
100 |
7,6 |
818 |
74 |
892 |
892 |
||||||||
30 |
0,00 |
||||||||||||
105383 |
158114 |
263497 |
Профильный объем земляного полотна на 1 км дороги равен:
275152 /3= 91717,17772 м3/км.
График попикетных объемов
1.4 Объемы отделочных и укрепительных работ
В курсовом проекте определяются следующие объемы отделочных работ:
- по нарезке сливной призмы в выемках и насыпях;
- по планировке откосов выемок и насыпей;
- по устройству кюветов в выемках.
Площадь поверхности сливной призмы FСП однопутного земляного полотна, возводимого из не дренирующего грунта, можно определить по формуле
FСП = L (b + 0,08), (1.17)
где L - длина участка земляного полотна, м; b - ширина основной площадки земляного полотна, м.
Площадь планировки откосов выемок и насыпей приближенно равна
FOT = 3,6 HCP L, (1.18)
где FOT - площадь двух откосов земляного сооружения, м2; HCP - средняя рабочая отметка сооружения, м; L - длина участка, м.
Среднюю рабочую отметку выемок и насыпей подсчитана по формуле
(1.19)
где В-ширина выемок по низу, насыпей - по верху, м; L - длина сооружения, на которой определяется средняя рабочая отметка, м.
При высоте откосов до 3,5 м планировочные работы выполняют автогрейдерами или бульдозерами, оборудованными откосниками. При большей высоте откосов применяют экскаваторы-планировщики или драглайны с планировочным оборудованием. В связи с этим необходимо определять площадь поверхности откосов высотой до 3,5 м и, соответственно, более 3,5 м.
Приближенно часть поверхности двух откосов сооружения с рабочими отметками более 3,5 м составит
(1.20)
где FЭ - поверхность откосов высотой более 3,5 м, планировку которых выполняют с помощью экскаваторов, м2; L - общая длина земляного сооружения, м; HMAX - максимальная рабочая отметка земляного сооружения, м.
Соответственно, площадь планировки откосов с рабочими отметками до 3,5 м будет равна:
FA = FOT - FЭ, (1.21)
где Fот - общая площадь двух откосов выемки (насыпи); FА - площадь двух откосов сооружения, планировку которой можно выполнить автогрейдером; FЭ - объем работ по планировке откосов сооружения, выполняемый экскаватором.
В состав работ заключительного периода сооружения земляного полотна также входит нарезка кюветов в выемках. Объем этих работ измеряется в м3 вынутого грунта:
VK = 1.56 L, (1.22)
где 1,56 - площадь поперечного сечения двух кюветов, м2; L - длина выемки, м.
Вычисления объемов отделочных работ выполнены в табличной форме (табл. 1.11).
Таблица 1.11. Объемы отделочных земляных работ
Длина, L, м |
Рабочая отметка, м |
Сливная призма, FСП, м2 |
Откосы, м2 |
Кюветы, VK, м3 |
|||||
HCP |
HMAX |
FOT |
FA |
FЭ |
|||||
Насыпь 1 |
554 |
6,44 |
6,85 |
4255 |
12852 |
12852 |
948 |
- |
|
Выемка 1 |
720 |
5,09 |
5,84 |
5530 |
13185 |
13185 |
1010 |
1123 |
|
Насыпь 2 |
378 |
5,78 |
5,82 |
3003 |
7872 |
7872 |
527 |
- |
|
Выемка 2 |
708 |
4,46 |
5,13 |
5437 |
11358 |
11358 |
787 |
1104 |
|
Насыпь 3 |
640 |
2,67 |
4,32 |
4915 |
6147 |
6147 |
425 |
- |
|
Итого |
3000 |
23140 |
51413 |
47715 |
47715 |
2228 |
- |
Объем работ по укреплению откосов измеряется площадью поверхности откосов FOT.
1.5 Распределение земляных масс
В курсовом проектировании распределение земляных масс выполняют графо-аналитическим способом на основе построения так называемой кривой объемов.
Проф. С.П. Першиным балансовый метод распределения земляных масс.
В курсовом проекте можно ограничиться 10%-й поправкой к профильным объемам выемок и насыпей, т.е. профильные объемы выемок следует брать с коэффициентом 0,9; профильные объемы насыпей - с коэффициентом 1,1
Пикет, плюсы |
Профильные объёмы, м^3 |
Ординаты кривой |
Коптроль вычислений |
|||
Насыпи |
Выемки |
+ |
- |
|||
0 |
0 |
|||||
2534 |
||||||
1 |
-2787,4 |
|||||
8091 |
||||||
2 |
-11687,5 |
|||||
20957 |
||||||
3 |
-34740,2 |
|||||
20502 |
||||||
4 |
-57292,4 |
|||||
8491 |
61638*1,1= |
|||||
5 |
-66632,5 |
=67801,8 |
||||
1063 |
||||||
5+54 |
-67801,8 |
|||||
61638 |
1131 |
|||||
6 |
-66783,9 |
|||||
8195 |
||||||
7 |
-59408,4 |
|||||
13620 |
||||||
8 |
-47150,4 |
|||||
17037 |
||||||
9 |
-31817,1 |
|||||
17232 |
||||||
10 |
-16308,3 |
|||||
15394 |
||||||
11 |
-2453,7 |
61638*1,1- |
||||
11230 |
-86545*0,9 |
|||||
12 |
7653,3 |
=10088,7 |
||||
2706 |
||||||
12+74 |
10088,7 |
|||||
174 |
86545 |
|||||
13 |
9897,3 |
|||||
7639 |
||||||
14 |
1494,4 |
|||||
17908 |
1,1*(61638+35589) |
|||||
15 |
-18204,4 |
-0,9*86545 |
||||
9363 |
=29059,2 |
|||||
16 |
-28503,7 |
|||||
505 |
||||||
16+52 |
-29059,2 |
|||||
35589 |
786 |
|||||
17 |
-28351,8 |
|||||
5569 |
||||||
18 |
-23339,7 |
|||||
11400 |
||||||
19 |
-13079,7 |
1,1*(61638+35589) |
||||
15884 |
-0,9*(86545+71569) |
|||||
20 |
1215,9 |
=35352,9 |
||||
16091 |
||||||
21 |
15697,8 |
|||||
13304 |
||||||
22 |
27671,4 |
|||||
7382 |
||||||
23 |
34315,2 |
|||||
1153 |
||||||
23+60 |
35352,9 |
|||||
277 |
71569 |
|||||
24 |
35048,2 |
|||||
2599 |
1,1*(61638+35589+ |
|||||
25 |
32189,3 |
+19809) |
||||
4706 |
-0,9*(86545+71569 |
|||||
26 |
27012,7 |
=13563 |
||||
4951 |
||||||
27 |
21566,6 |
|||||
3843 |
||||||
28 |
17339,3 |
0,9*(61367+43108)- |
||||
2541 |
-1,1*(20249+40536) |
|||||
29 |
14544,2 |
=27164 |
||||
892 |
||||||
30 |
19809 |
13563 |
Кривая объемов земляных работ (кривая распределения земляных масс) обладает следующими свойствами:
1) значение ординаты любой точки кривой представляет собой алгебраическую сумму объемов выемок и насыпей, расположенных от начала кривой до данной точки. При этом объемы выемок принимаются со знаком
«плюс», объемы насыпей - со знаком «минус». Таким образом, знак и величина ординаты дают представление о балансе земляных масс: знак «плюс» означает избыток рабочей кубатуры, знак «минус» - дефицит ее;
2) восходящие ветви кривой соответствуют положению выемок на продольном профиле, нисходящие ветви - положению насыпей;
3) вершины кривой (точки перегиба) соответствуют нулевым точкам на продольном профиле;
4) любая горизонтальная прямая, пересекающая восходящую и нисходящую ветви кривой, отсекает на ней участок, в пределах которого объем выемки равен объему насыпи (участок равных объемов). Такую прямую называют распределительной линией. Расстояние от распределительной линии до соответствующей вершины кривой равно объему рабочей кубатуры на этом участке;
5) площадь сегмента, ограниченного кривой объемов и распределительной линией, равна произведению рабочей кубатуры на среднюю дальность перемещения грунта из выемки в насыпь на данном участке.
Перечисленные свойства кривой позволяют решать на ее основе задачи распределения земляных масс:
- наиболее рационально распределить земляные массы с преимущественным использованием продольной возки грунта с учетом условий транспортирования;
- установить границы рабочих участков с продольным и поперечным перемещением грунта;
- определить средние дальности возки грунта по каждому рабочему участку;
- определить рабочую, профильную кубатуру и коэффициент использования рабочей кубатуры на каждом участке и по всей линии.
1.6 Определение границ производственных участков
Результаты балансового распределения объемов грунта представлены в виде структуры участков по производству земляных работ в таблице 1.13. В таблице 1.13 по каждому участку даны рабочий и профильный объемы грунта. Профильный объем при известном рабочем объеме грунта на участке подсчитан по формулам:
для участков с продольным перемещением грунта
для участков с поперечным перемещением грунта:
- из резервов (карьеров) в насыпь
;
- из выемок в кавальеры (отвалы)
;
Результаты балансового распределения объемов грунта представлены в таблице
Структура участков по производству земляных работ
Участок |
Длина, м |
Схема работ |
Объем, м3 |
||
Рабочий |
Профильный |
||||
1 |
1120 |
Продольное перемещение грунта |
67801,8 |
136973,196 |
|
2 |
290 |
Продольное перемещение грунта |
10088,7 |
20381,19 |
|
3 |
590 |
Продольным перемещением грунта |
23339,7 |
47150,86 |
|
4 |
80 |
Из выемок в кавальер |
13563 |
15070 |
|
5 |
920 |
Продольным перемещением грунта |
21789,9 |
44019,96 |
|
Сумма |
3000 |
136583,1 |
263595,2 |
Коэффициент распределения земляных масс равен:
К = 136583,1/263595,21=0,518.
1.7 Определение средней дальности перемещения грунта
Среднее расстояние перемещения грунта на участках с продольной схемой работ определяется с помощью кривой распределения земляных масс. Для этого на сегментах равных объемов строят равновеликие им прямоугольники. Сторона такого прямоугольника, параллельная распределительной линии, представляет собой расстояние между центрами тяжести соответствующих земляных массивов. Это расстояние с учетом коэффициента развития землевозной дороги КД, равного 1,15…1,2, является средней дальностью возки грунта на данном продольном участке Lв:
где Lср - расстояние между центрами тяжести массивов грунта, м, определяемое графически, - Кд - коэффициент, учитывающий развитие землевозной дороги, равный 1.2;
Lв1=1,2*1120=1344 м
Lв2=1,2*290=348 м
Lв3=1,2*590=708 м
Lв5=1,2*920=1104 м
На участках с поперечной схемой работ среднее расстояние перемещения грунта определяется с учетом поперечных размеров земляных сооружений (выемок и кавальеров, насыпей и резервов). Размещение и размеры кавальеров и резервов регламентируются указаниями СНиП (4) и СН (5).
1.7 Проектирование кавальеров.
Кавальеры служат для размещения в них излишнего грунта из выемки. Размеры кавальера назначают с учетом разрыхления грунта при разработке. Поэтому площадь поперечного сечения кавальера рассчитывают по формуле:
где: F1 - площадь поперечного сечения кавальера при одностороннем расположении, м2;
F2 - площадь поперечного сечения кавальера при двустороннем расположении, м2;
Kр. - коэффициент первоначального рыхления грунта;
L - длина расчетного участка, м.;
Vпр. - профильная кубатура, подлежащая перемещению в кавальер, м.
Приняв некоторую высоту кавальера hk, определяем ширину его основания а1 и а2
В курсовом проекта геометрические размеры кавальеров и резервов принимаю по средней рабочей отметке соответственно выемки или насыпи, величину которой для участка длиной L и профильной кубатурой Vпр подсчитывают по формуле:
237,35 м2;
74,61 м;
83,61 м;
=60,9 м;
=7,07;
Структура производственных участков по возведению земляного полотна
Номер участка |
Границы участка |
Схема работ |
Кубатура, мі |
Дальность возки, м |
||
Рабочая |
Профильная |
|||||
1 |
ПК0 - ПК11+20 |
Продольное перемещение грунта |
67801,8 |
136973,196 |
1344 |
|
2 |
ПК11+20-ПК14+10 |
Продольное перемещение грунта |
10088,7 |
20381,19 |
348 |
|
3 |
ПК14+10-ПК20 |
Продольное перемещение грунта |
23339,7 |
47150,86 |
708 |
|
4 |
ПК20-ПК20+80 |
Из выемок в кавальер |
13563 |
15070 |
60,9 |
|
5 |
ПК20+80-ПК3 |
Продольное перемещение грунта |
21789,9 |
44019,96 |
1104 |
2. Выбор и формирование комплектов машин
Выбор способов производства работ является главной задачей технологического проектирования. Целью является достижение экстремума определенного технического или экономического показателя - показателя эффективности, называемого критерием оптимальности, который принимается за меру оценки качества всей системы или ее отдельных элементов. Результаты организационно-технологического проектирования представляют собой технологические нормали строительных процессов, технологические схемы комплексно-механизированных строительных процессов, технологические карты и так далее.
Существует несколько видов комплектов машин для основных земляных работ.
Бульдозерными комплектами можно возводить насыпи из боковых резервов, разрабатывать короткие выемки с перемещением грунта в насыпи. При этом область эффективного использования бульдозерных комплектов ограничена. При поперечной схеме работ в грунтах I, II групп высота насыпи должна быть не более 1 м, в грунтах III группы - не более 1,5 м.
При продольной схеме работ область эффективного применения бульдозерного комплекта ограничивается дальностью возки 50…100 м (под уклон до 100…150 м).
Скреперными комплектами возводят насыпи из резервов и разрабатывают выемки, перемещая грунт в кавальеры при рабочих отметках до 6 м. выемки с перемещением грунта в насыпь (продольная схема работ) разрабатывают при любых рабочих отметках. целесообразная дальность транспортирования грунта прицепными скреперами до 500 м, самоходными (полуприцепными) - до 3000 м.
Экскаваторные комплекты могут быть двух типов: экскаваторно-отвальные и экскаваторно-транспортные. Этими комплектами разрабатывают выемки, карьеры, резервы с перевозкой грунта в насыпи при любых рабочих отметках и дальности возки до 5 км, а при отсутствии местных грунтов и на более дальние расстояния.
Рассчитаем два комплекта машин для возведения земляного полотна.
Комплект скреперов:
ѕ 1 участок: скрепер самоходный q=25 м3;
ѕ 2 участок: скрепер прицепной q=8 м3;
ѕ 3 участок: скрепер самоходный q=15 м3;
ѕ 4 участок: скрепер прицепной q=8 м3;
ѕ 5 участок: скрепер прицепной q=8 м3;
Комплект экскаваторов:
ѕ 1 участок: одноковшовый экскаватор лопата q=2,5 м3;
ѕ 2 участок: одноковшовый экскаватор драглайн q=0,65 м3;
ѕ 3 участок: одноковшовый экскаватор лопата q=1,6 м3;
ѕ 4 участок: одноковшовый экскаватор драглайн q=0,65 м3;
ѕ 5 участок: одноковшовый экскаватор лопата q=1,25 м3;
2.1 Формирование комплектов машин
Тип ведущей машины определяется по ведущему процессу, которым при возведении земляного полотна является разработка грунта в выемке, резерве или карьере с перемещением его в тело насыпи, кавальер или отвал. Кроме ведущих машин, в комплекты входят вспомогательные или комплектующие машины. Их количество должно соответствовать номенклатуре, объему, темпу, фронту работ. Чтобы гарантировать непрерывность работы ведущей машины, необходимо соблюдать условие:
ПК>ПВ,
где ПВ - сменная эксплуатационная производительность всех ведущих машин комплекта; ПК-то же комплектующих машин, выполняющих определенный технологический процесс.
Таблица 6. Типовые модули комплекта машин для производства земляных работ комплектом скреперов
Комплектующие машины |
№ участка |
Модуль машины |
||
назначение |
тип |
|||
Транспортирование грунта |
Автосамосвалы грузоподъемностью, т Бульдозеры на тракторе типа |
1 |
- |
|
2 |
- |
|||