Расчет подземных инженерных сетей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчет подземных инженерных сетей

Введение

Водопропускные трубы -- это искусственные сооружения, предназначенные для про-пуска под насыпями дорог небольших постоянных или периодически действующих во-дотоков. В отдельных случаях трубы используются в качестве путепроводов тоннельного типа, скотопрогонов, для прокладки местных дорог через насыпь, в качестве коллекторов для газопроводов и других коммуникаций. Они позволяют сохранить непрерывность земляного полотна и способствуют обеспечению безопасности движения.

Трубы являются наиболее распространенными малыми искусственными сооружения-ми на автомобильных дорогах. Они составляют более 75% от общего количества сооружений на дорогах (1-2 трубы на 1 км трассы в зависимости от рельефа местности) и 40-50% стоимости общих затрат на постройку искусственных сооружений.

При проектировании дороги, особенно при небольших высотах насыпи, часто прихо-дится выбрать одно из двух возможных сооружений-малый мост или трубу. Если технико-экономические показатели этих сооружений примерно одинаковы или отличаются незначительно, то предпочтение отдается трубе по следующим причинам:

1) Устройство трубы в насыпи не нарушает непрерывности земляного полотна и дорожной одежды.

2) Эксплуатационные расходы на содержание трубы значительно меньше, чем малого моста.

3) При высоте засыпки над трубой более 2 м влияние временной нагрузки на сооружение снижается, а затем, по мере увеличения этой высоты, практически теряет свое значение.

По очертанию отверстия различают трубы круглые и трапецеидальные (только деревянные), а по количеству отверстий в одном сооружении- одно, двух- и многоочковые.

Трубы могут работать при полном или частичном заполнением сечения и характеризуются тремя гидравлическими режимами протекания воды: безнапорным, полунапорным и напорным.

В зависимости от материала трубы могут быть железобетонными, каменными, метал-лическими, гофрированными, стеклопластиковыми, деревянными. Деревянные трубы строят только в качестве временных сооружений на обходах, временных дорогах и т. п. Очень редко применяют и каменные трубы, т. к. они не отвечают условиями индустриализации строительства.

Липецкая область

Данная курсовая работа выполнена для строительства двухочковой водопропускной трубы с диаметром 1,5 м в районе Липецкой области. Труба проектируется для дороги второй категории.

Липецкая область расположена в центральной части восточно-европейской равнины. Большая часть территории занята Среднерусской возвышенностью --волнистой равниной, сильно расчлененной оврагами и балками. Распространены карстовые воронки, пещеры, исчезающие речки, карстовые ключи. Климат умеренно континентальный. Средняя температура января от -10 до -11 C, июля 19-20 C. Сре-днегодовое количество осадков 450-500 мм (максимум в летний период). По террито-рии Липецкой области протекает река Дон с притоками Воронеж, Сосна, Красивая мечта и др.

Преобладают черноземные почвы: на севере -- выщелоченные черноземы, на юго-востоке и юго-западе -- мощные черноземы, встречаются небольшими участками оподзоленные черноземы, темно-серые и серые лесные почвы.

8,3% территории занято лесами, преимущественно березовыми и сосновыми на песках. Значительный лесной массив -- на левом берегу реки Воронеж. На юго-востоке области --Усманский бор -- часть Воронежского заповедника. Разнотравная степь сохранена на участке Донско-Воронежского водораздела у реки Куйманка. Из животных представлены грызуны (крапчатый суслик, обыкновенный хомяк, сурок, полевки), белка, заяц-русак, лисица, волк и др. Много птиц (жаворонки, совы, серый журавль, перепел, утки, серый гусь и др.) . В водоемах -- рыба (карповые, окуневые и др.).

Липецкая область находится в III дорожно-климатической зоне. Глубина промерзания грунта 1,4 м.

Определение объема работ и производительности машин

Глубина котлована оголовка трубы принимается равной глубине промерзания

Hк ог=Hпр=1,4 м

Глубина котлована трубы Hк тр=0,75Hк ог

Hк тр=0,751,4=1,05 м

Определение ширины котлована трубы Bк тр

Bк тр=nodтр+b1+2b2

b1 - расстояние между трубами (b1=0,5 м)

b2 - расстояние между трубой и стенкой котлована (b2=0,5м)

Bк тр=21,5+0,5+20,5=4,5 м

Определение ширины котлована под оголовок Bк ог

Bк ог=nodтр+b1+2lоткрsin

lоткр - длина открылка

(lоткр=dтрm=1,51,5=2,25 м)

- угол расхождения открылка (=300)

Bк ог=21,5+0,5+22,25sin300=6,75 м

Объём котлована

Vк=Vк тр+2Vк ог

Vк тр - объём котлована трубы

Vк тр=Bк трHк трLтр=4,51,0523=108,675 м3

Vк ог - объём котлована под оголовок

Vк ог=Bк огHк огlоткр=6,751,42,25=21,26 м3

Vк=108,675+221,26=151,2 м3

Объём работ составляет 151,2 м3

Расчет №1

Снятие растительного слоя бульдозером.

Объём растительного слоя Vрс=LрсBрсhрс , м3

Lрс - длина снятия растительного слоя.

Bрс - ширина снятия растительного слоя;

hрс - толщина растительного слоя.

Для III дорожно-климатической зоны hрс=0,2 м.

Lрс=Lтр+2lоткр+102=23+22,25+102=48 м

Bрс=Bк ог+102=6,75+102=26,75 м

Vрс=4826,750,2=256,8 м3

Расчет производительности бульдозера ДЗ-128 на срезе растительного слоя.

Пб =qКвКтКгр/t , м3/ч

q - объём грунта, перемещаемый перед отвалом; q=0,75h2bKп/Кр , м3

h - высота отвала (h=0,95 м)

b - длина отвала (b=2,56 м)

Кп - коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении.

Кр - коэффициент разрыхления грунта. (Кр=1,2)

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени. (Кв=0,75)

Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной.(Кт=0,6)

Кгр - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки. (Кгр=0,8)

Кп=1-0,005lпер

lпер=1/4Lрс+5=1/448+5=17 м

Кп=1-0,00517=0,915

q=0,750,9522,560,915/1,2=1,3 м3

tц - время полного цикла;

tц=tз+tп+tобх+tпер , ч

tз - затраты времени на зарезание грунта;

tз=lз/(1000v) , ч

lз - длина пути зарезания грунта;

lз=q/(bhрс)=1,3/(2,560,2)=2,54 м

v - скорость зарезания грунта (vз=2,9 км/ч)

tп - затраты времени на перемещение и разравнивание грунта, ч

vпр - скорость при перемещении грунта (vпер=5,8 км/ч)

tз=2,54/(10002,9)=0,0088 ч

tп=lпер/(1000vпер)=17/(10005,8)=0,0029 ч

tобх - время обратного хода, ч

vобх - скорость при обратном ходе (vобх=7,9 км/ч)

tобх=lпер/(1000vобх)=17/(10007,9)=0,0022 ч

tпер - затраты времени на переключение передач, подъем и опускание отвала (tпер=0.005 ч)

tц=0,00088+0,0029+0,0022+0,005=0,011 ч

Пб =1,30,750,60,8/0,011=42 м3/ч

Производительность в смену

Пб =Пб 8=336 м3/см

Расчет производительности бульдозера ДЗ-104 на срезе растительного слоя.

q=0,750,9523,280,915/1,2=1,7 м3

lз=q/(bhрс)=1,7/(2,560,2)=3,32 м

tз=3,32/(10002,9)=0,00114 ч

tп=lпер/(1000vпер)=17/(10004,6)=0,0037 ч

tобх - время обратного хода, ч

vобх - скорость при обратном ходе (vобх=5,2 км/ч)

tобх=lпер/(1000vобх)=17/(10005,2)=0,0032 ч

tпер - затраты времени на переключение передач, подъем и опускание отвала (tпер=0.005 ч)

tц=0,00114+0,0037+0,0032+0,005=0,013 ч

Пб =1,70,750,60,8/0,013=47,1 м3/ч

Производительность в смену

Пб =Пб 8=376,8 м3/см

Выбираем бульдозер ДЗ-104, так как его производительность наивысшая. труба песчаный транспортировка грунт

Расчет №2.

Разработка котлована экскаватором.

Объём работ 151,2 м3

Расчет производительности экскаватора ЭО-2621А

Пэ=qKвКгр/(tцКр), м3/ч

q - вместимость ковша (q=0,25 м3)при погрузке в отвал

Кв=0,8; Кт=0,6 ; Кгр=0,8 ; Кр=1,2

при q0,65 tц=0,04 ч

Пэ=0,250,80,60,8/(0,0041,2)=20 м3/ч

Производительность в смену

Пэ=Пэ8=160 м3/см

Расчет производительности экскаватора ЭО-3311Г

Пэ=qKвКгр/(tцКр), м3/ч

q - вместимость ковша (q=0,4 м3)при погрузке в отвал

Кв=0,8; Кт=0,6 ; Кгр=0,8 ; Кр=1,2

при q0,65 tц=0,04 ч

Пэ=0,40,80,60,8/(0,0041,2)=32 м3/ч

Производительность в смену

Пэ=Пэ8=256 м3/см

Выбираем экскаватор ЭО-3311Г, так как его производительность наивысшая.

Расчет №3

Перемещение грунта бульдозером.

Объём работ 151,2 м3

Расчет ведется на принятый бульдозер ДЗ-104

Пб =qКвКтКгр/tц ,

h=0,99 м Lрс =48; b=3,28 м4,19 ; Кр=1,2

Расстояние перемещения грунта

lпер=0,25Lрс+5=0,2548+5=17 м

Кп - коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении

Кп=1-0,005lпер=1-0,00517=0,915;

q=0,75h2bKп/Кр=0,750,9923,280,915/1,2=1,84 м3;

tз=0 ; tп=11,88/(10004,6)=0,0026 ч ; tобх=11,69/(10005,2)=0,0023 ч

tпер=0,005 ч ; tц=tз+tп+tобх+tпер=0,0026+0,0023+0,005=0,0099 ч;

Пб ч=1,840,750,60,8/0,099=66,91 м3/ч

Производительность в смену

Пб см=535,27 м3/см



где n - количество плит перевозимых в смену (n=9 шт.) ;

L - расстояние транспортировки (L=15 км) ;

V - скорость движения (V=30 км/ч) ;

tп и tр - время погрузки-разгрузки (tп=tр=0,14 ч) ;

- плотность материала (бетон=2,5 т/м3) ;

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени (Кв=0,75) ;

Кт - коэффициент перехода от технической производительности

к эксплуатационной (Кт=0,6) ;

П =3,16 шт./ч ,

Производительность в смену П=25 шт./см .

Расчёт №5

Уплотнение грунта в котловане двухвальцевым самоходным виброкатком ДУ-54

Определение объема работ

Объём грунта:

V=[ LтрBк тр+2( lоткрBк ог)]hсл

V=[234,5+22,256,75]0,3=40,16 м3

Расчёт производительности виброкатка ДУ-54 :

,

где b - ширина уплотняемой полосы (b=0,84 м) ;

а - ширина перекрытия смежных полос (а=0,3 м) ;

lпр - длина прохода (lпр=B к ог=6,75 м) ;

hс - толщина слоя уплотнения (hс=0,3 м) ;

tпп - время на переключение передачи (tпп=0,005 ч) ;

Vр - скорость движения (Vр=3 км/ч) ;

n - количество проходов по одному следу (n=6) ;

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени (Кв=0,75) ;

Кт - коэффициент перехода от технической производительности

к эксплуатационной (Кт=0,6) ; П=11,31 м3/ч

виброкатка ДУ-54 П =90,48 м3/см .

Расчёт №6

tп и tр - время погрузки-разгрузки (tп=tр=0,25 ч) ;

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени (Кв=0,75) ;

Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (Кт=0,6) ;

П =0,6 шт./ч =4,8 шт./см, следовательно ПКамАЗ= 4 шт./см

Расчёт №7

Транспортировка песчано-гравийной смеси КамАЗ-5320 Определение объема работ

Объём песчано-гравийной смеси: V= LтрBк трhПГС+2( lоткрBк огhПГС)

V= 234,50,15+22,256,750,15=20,08 м3

Расчёт производительности:

,

где q - грузоподъемность (q=10 т) ;

L - расстояние транспортировки (L=15 км) ;

V - скорость движения (V=30 км/ч) ;

tп и tр - время погрузки-разгрузки (tп=0,2 ч, tр=0,02 ч) ;

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени (Кв=0,75) ;

Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (Кт=0,6) ;

- плотность ПГС (=2 т/м) ; П =1,84 м3/ч

Производительность КамАЗа-5320 П =14,72 м3/см

Расчёт №8

Планировка основания из песчано-гравийной смеси ДЗ-104

Определение объема работ

Площадь основания: S= LтрBк тр+2( lоткрBк ог)

S= 234,5+22,256,75=134 м2

Расчёт производительности ДЗ-104:

,

где b - ширина уплотняемой полосы (b=3,28 м) ;

а - ширина перекрытия смежных полос (а=0,3 м) ;

lпр - длина прохода (lпр=B к ог=6,75 м) ;

tпп - время на переключение передачи (tпп=0,01 ч) ;

Vр - скорость движения (Vр=2,3 км/ч) ;

n - количество проходов по одному следу (n=2) ;

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени (Кв=0,75) ;

Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (Кт=0,6) ; П =256 м3/ч

Производительность ДЗ-37 П=2048 м3/см .

Расчёт №9

Уплотнение основания двухвальцовым виброкатком ДУ-54 при 6 проходах по одному следу

Определение объема работ

Объём песчано-гравийной смеси:

V= LтрBк трhтр+2( lоткрBк огhог)

V= 234,50,18+22,256,750,28=27,14 м3

Расчёт производительности виброкатка ДУ-54 :

,

где b - ширина уплотняемой полосы (b=0,84 м) ;

а - ширина перекрытия смежных полос (а=0,3 м) ;

lпр - длина прохода (lпр=B к ог=6,75 м) ;

hс - толщина слоя уплотнения (hс=0,3 м) ;

tпп - время на переключение передачи (tпп=0,005 ч) ;

Vр - скорость движения (Vр=3 км/ч) ;

n - количество проходов по одному следу (n=6) ;

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени (Кв=0,75) ;

Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (Кт=0,6) ; П =11,32 м3/ч

Производительность виброкатка ДУ-54 П=90,5 м3/см .

Расчёт №10

Транспортировка цементного раствора КамАЗ-5320

Определение объема работ :

Объём цементного раствора: V= hподушк (LтрBк тр +2Bк огlоткр)

V= 0,1(234,5+26,752,25)= 17,43 м3

Расчёт производительности КамАЗа-5320 :

где q - грузоподъемность (q=10 т) ;

L - расстояние транспортировки (L=15 км) ;

V - скорость движения (V=30 км/ч) ;

tп и tр - время погрузки-разгрузки (tп=0,14 ч, tр=0,05 ч) ;

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени (Кв=0,75) ;

Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (Кт=0,6) ;

- плотность материала (=2 т/м3) ; П =1,89 м3/ч

Производительность КамАЗа-5320 П=15,12 м3/см

Расчёт №11

Транспортировка звеньев трубы КамАЗ-5320

Определение объема работ :

Количество звеньев: N=46 шт.

Расчёт производительности КамАЗа-5320 :

Производительность

,

где n - количество лекальных блоков (n=3 шт.) ;

L - расстояние транспортировки (L=15 км) ;

V - скорость движения (V=30 км/ч) ;

tп и tр - время погрузки-разгрузки (tп=tр=0,14 ч) ;

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени (Кв=0,75) ;

Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (Кт=0,7) ;

П =0,86 шт./ч =6,85 шт./см, следовательно ПКамАЗ= 6 шт./см

Расчёт №12

Транспортировка цементного раствора для забивки пазух трубы КамАЗ-5320

Определение объема работ :

Объём цементного раствора: V= LтрS, S=0,9 м2

V= 230,9= 20,7 м3

Расчёт производительности КамАЗа-5320 :

,

где q - грузоподъемность (q=10 т) ;

L - расстояние транспортировки (L=15 км) ;

V - скорость движения (V=30 км/ч) ;

tп и tр - время погрузки-разгрузки (tп=0,14 ч, tр=0,05 ч) ;

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени (Кв=0,75) ;

Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (Кт=0,6) ;

- плотность материала (=2,4 т/м3) ; П=1,58 м3/ч

Производительность КамАЗа-5320 П=12,64 м3/см

Расчёт №13

Транспортировка открылков КамАЗ-5320

Определение объема работ :

Количество открылков: N=4 шт.

Расчёт производительности КамАЗа-5320 :

Производительность

,

где n - количество лекальных блоков (n=3 шт.) ;

L - расстояние транспортировки (L=15 км) ;

V - скорость движения (V=30 км/ч) ;

tп и tр - время погрузки-разгрузки (tп=tр=0,14 ч) ;

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени (Кв=0,75) ;

Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (Кт=0,7) ;

П =0,86 шт./ч =6,85 шт./см, следовательно ПКамАЗ= 6 шт./см

Расчёт №14

Снятие дорожных плит с подкранового пути ТО-18

Определение объёма работ :

Количество дорожных плит N= 56 шт.

Расчёт производительности погрузчика ТО-18 :

Производительность П= nKвKт / tц

где n - количество перевозимых плит (n=1 шт) ;

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени (Кв=0,8) ;

Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (Кт=0,7) ;

tц - время полного цикла :

tц=0,012+50,008=0,052ч

П= 10,76 шт/ч= 86,15 шт/см,

следовательно принимаем П=86 шт/см.

Расчёт №15

Обратная засыпка котлована ДЗ-104 и послойное уплотнение виброплитами ИЭ-4504

Определение объёма работ :

Объём грунта:

V=Lтр Sтр +2 Vлотка , м3

Sтр=2[(Hтр-hПГС-hц.р.)(Bк тр-2bбл) + (bбл-dтр) (Hтр- -hПГС-hц.р.-hбл)] м2

Sлотка= Bк тр ( hПГС+hц.р.)lоткр

Sтр=2[(1,4-0,1-0,1)(4,5-21,6)+(1,6-1,5)(1,4-0,1-0,1-0,52)]=1,628 м2

Vлотка=4,5(0,1+0,1)2,25=2,025 м3

V=231,628+22,025=41,49 м3

Расчёт производительности бульдозера ДЗ-104 :

Производительность Пб =qКвКтКгр/tц ,

где q - объём грунта, перемещаемый перед отвалом :

q=0,75h2bKп/Кр , м3

~ h - высота отвала (h=0,65 м)

~ b - ширина отвала (b=2,1 м)

~ Кп - коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении: Кп=1-0,005lпер

lпер=1/4Lрс+5=1/453+5=18,25 м

Кп=1-0,00518,25=0,91 ;

~ Кр - коэффициент разрыхления грунта (Кр=1,2) ;

q=0,416 м3 ;

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени (Кв=0,75) ;

Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (Кт=0,6) ;

Кгр - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (Кгр=0,8) ;

tц - время полного цикла (tп=0,0047 ч) ;

Пб =25,38 м3/ч

Производительность булдозера ДЗ-104 Пб =203,01 м3/см

Расчёт №16

Строительство насыпи земляного полотна в зоне трубы ДЗ-104 с послойным уплотнением ДУ-54

Определение объёма работ :

Объём грунта :

Vобщ=2Vср+H2BкотлВ1 ,

где H2 - ширина насыпи:

Н2=dтр++0,5

~ dтр - диаметр трубы (dтр=1,5 м.)

~ - толщина стенки трубы (=0,12 м)

Н2=1,5+0,12+0,5=2,12 м;

B1 - длина насыпи:

B1=B+2m(Нн-Н2)

~ m - поперечный уклон насыпи (m=1,5)

В1=15+21,5(4-2,12)=20,64 м;

Вкотл - ширина котлована (Вкотл=4,5 м);

Vср - средний объём насыпи:

Vср =FнL2 / 2

~ Fн =H2(В1+Н2m)=2,12(20,64+2,121,5)=50,5 м2

~ m1 - продольный уклон насыпи (m1=10)

~ L2 =Н2m1=2,1210=21,2м

Vср =50,521,2 / 2=535,3 м3 ;

Vобщ =2535,3+2,124,520,64=1265,79 м3 .

Расчёт производительности бульдозера ДЗ-104 :

Производительность

Пб =qКвКтКгр/tц ,

где q - объём грунта, перемещаемый перед отвалом :

q=0,75h2bKп/Кр , м3

~ h - высота отвала (h=0,99 м)

~ b - ширина отвала (b=3,28 м)

~ Кп - коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении:

Кп=1-0,005lпер

lпер=1/4Lрс+5=1/453+5=18,25 м

Кп=1-0,00518,25=0,91 ;

~ Кр - коэффициент разрыхления грунта (Кр=1,2) ;

q=1,507 м3 ;

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени (Кв=0,75) ;

Кт - коэффициент перехода от технической производительности

к эксплуатационной (Кт=0,6) ;

Кгр - коэффициент, учитывающий группу грунта по

трудности разработки (Кгр=0,8) ;

tц - время полного цикла

tц=tз+tп+tобх+tпер, ч

~ tз - затраты времени на зарезание грунта tз=lз/(1000v), ч

lз - длина пути зарезания грунта lз=q/(bhрс), м

v - скорость зарезания грунта, км/ч

tз=0,004 ч

~ tп - затраты времени на перемещение и разравнивание грунта

tп=lпер/(1000vпер), ч

vпр - скорость при перемещении грунта, км/ч ; tп=0,003 ч

~ tобх - время обратного хода tобх=lпер/(1000vобх), ч ;

vобх - скорость при обратном ходе (vобх=7,9 км/ч) ; tобх=0,001 ч

~ tпер - затраты времени на переключение передач, подъём и опускание отвала, ч ; tпер=0,0005 ч ; tп=0,0085 ч ;

Производительность бульдозера ДЗ-104 Пб =510,64 м3/см.

Расчёт производительности катка ДУ-52:

,

где b - ширина уплотняемой полосы (b=2 м) ;

а - ширина перекрытия смежных полос (а=0,3 м) ;

lпр - длина прохода (lпр=25 м) ;

hс - толщина слоя уплотнения (hс=0,5 м) ;

tпп - время на переключение передачи (tпп=0,005 ч) ;

Vр - скорость движения (Vр=3,5 км/ч) ;

n - количество проходов по одному следу (n=6) ;

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени (Кв=0,75) ;

Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (Кт=0,6) ;

П =131,25 м3/ч

Производительность катка ДУ-52 П=1050 м3/см

Размещено на Allbest.ru

...