Проектирование организации строительства участка новой железнодорожной линии

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

КАФЕДРА «ПУТЬ И СТРОИТЕЛЬСТВО ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Строительство и реконструкция железных дорог»

на тему: «Проектирование организации строительства участка новой железнодорожной линии»

Выполнил: Иванова Г. П.

Проверила: Щенникова Т.В.

САМАРА 2015

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Разработка схемы организации строительства железной дороги

1.1 Определение категории трудоемкости строительства и характера рельефа местности

1.2 Определение продолжительности выполнения основных вводов работ

1.3 Определение расчетного срока строительства

1.4 Выбор схемы организации строительства

2. Детальная разработка принятого варианта

2.1 Описание периодов строительства

2.1.1 Подготовительный период

2.1.2 Основной период

2.1.3 Заключительный период

2.2 Организация работ по строительству малых искусственных сооружений

2.2.1 Определение объемов основных работ

2.2.2 Определение трудоемкости и сроков производства работ

2.3 Организация работ по сооружению земляного полотна

2.3.1 Экономико-математическая формулировка задачи

2.3.2 Построение исходного базисного плана методом аппроксимации Фогеля

2.3.3 Построение оптимального плана методом потенциалов

2.4 Организация работ по укладке пути

2.4.1 Определение объемов работ

2.4.2 Определение срока выполнения работ

2.4.3 Организация работы звеносборочной базы

2.5 Организация работ по балластировке пути

2.5.1 Определение объемов работ

2.5.2 Определение трудоемкости и сроков производства работ

2.5.3 Проверка срока строящейся линии по провозной способности

2.6 Строительство зданий

2.7 Связь, СЦБ и устройства энергоснабжения

3. Технико-экономические показатели проекта организации строительства

Список использованных источников

ПриложениЕ

ВВЕДЕНИЕ

Для обеспечения эффективного строительства новых железнодорожных линий существенное значение имеют вопросы целесообразного оптимального планирования и рациональной организации ведения работ. Основным проектным документом на строительство железной дороги является проект участка новой линии. Одну из важных составных частей проекта представляет раздел «Организация строительства».

Основным назначением ПОС является: определение целесообразной последовательности выполнения работ; установление оптимальной продолжительности строительства как в целом, так и по всем видам работ основного и подготовительного периодов и порядка развертывания строительства; сроков поставок строительных материалов, конструкций, технологического оборудования; назначение мест размещения материальных и звеносборочных баз; последовательности сдачи участков, очередей и пусковых комплексов железной дороги в постоянную эксплуатацию.

ПОС служит основанием для планирования капитальных вложений, финансирования строительства, обеспечения его кадрами, материально-техническими ресурсами, а также для организации долговременных потоков. Данные ПОС используются для определения строительной стоимости и составления смет. Кроме того, ПОС служит руководством для оперативного производственного планирования, контроля и учета строительного производства. Принятые организационные решения существенным образом влияют на выбор направления железной дороги, назначение конструкций зданий и сооружений, земляного полотна, использование тех или иных материалов [1]. Целью данного курсового проекта является проектирование организации строительства для заданного участка железнодорожной линии, протяженностью 28,3 км. Предполагается, что строительство осуществляется в районе умеренного климата в период положительных температур.

1. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦИ СТРОИТЕЛЬСТВА ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

1.1 Определение категории трудоемкости строительства и характера рельефа местности

Данные показатели устанавливаются в зависимости от удельного профильного объема земляных работ на 1 км строительной длины главного пути:

, (1.1)

где W_н - объем насыпей по профилю, тыс.м³; W_в- объем выемок по профилю, тыс.м³; L_гл - строительная длина главного пути, км.

, (1.2)

где L_пр- продольная длина линии между осями начальной и конечной станций , L_пр=26,25

L_ст- длина станционных путей (зависит от схемы расположения приемоотправочных путей), км.

Объемы земляных работ представлены в таблице 1.1.

L_гл=3,5+26,25=29,75

По удельному профильному объему земляных работ на 1 км строительной длины главного пути устанавливается, что линия относится к 4 категории по трудоемкости строительства и имеет горный рельеф местности.

Таблица 1.1 - Ведомость объемов земляных работ

Тип профиля	Ширина основной площадки земляного полотна, м	Hmin, м	Hmax, м	Длина элемента, м	Объем элемента, м3
1	2	3	4	5	6
Насыпь	31	3,0	8,0	550	122870
Насыпь	31	2,5	3,0	150	14824
Насыпь	31	2,5	3,0	150	14824
Насыпь	7,6	3,0	3,5	100	4058
Насыпь	7,6	3,34	3,5	50	2177
Насыпь	7,6	2,6	3,34	100	3587
Насыпь	7,6	0	2,6	108,33	1436
Выемка	7,6	0	3,4	141,67	3930
Выемка	7,6	3,4	6,0	400	36776
Выемка	7,6	6,0	6,4	350	46774
Выемка	7,6	6,4	7,35	900	139564
Выемка	7,6	6,4	7,35	800	124057
Выемка	7,6	4,5	6,4	200	22393
Выемка	7,8	2,4	4,5	200	12411
Выемка	7,8	0	2,4	76,6	1462
Насыпь	7,8	0	2,3	73,4	853
Насыпь	7,8	2,3	7,1	100	7268
Насыпь	7,8	7,1	8,67	50	7754
Насыпь	7,8	8,67	12,0	100	24222
Насыпь	7,8	7,0	12,0	250	53150
Насыпь	7,8	4,5	7,0	150	14284
Насыпь	7,8	1,7	4,5	150	5936
Насыпь	7,8	0	1,7	248,16	2004
Выемка	7,8	0	4,47	601,84	23362
Выемка	7,8	4,47	4,8	100	9035
Выемка	7,8	4,8	5,18	150	14971
Выемка	7,6	5,18	7,6	950	133209
Выемка	7,6	7,6	8,88	300	60747
Выемка	7,6	8,88	9,7	100	24258
Выемка	7,6	8,5	9,7	400	94062
Выемка	7,6	8,5	8,6	100	21382
Выемка	7,6	6,3	8,6	450	78694
Выемка	7,6	2,5	6,3	200	17041
Выемка	7,6	0	2,5	91,46	1800
Насыпь	7,6	0	1,6	58,54	431
Насыпь	7,6	1,6	4,33	100	3665
Насыпь	7,6	4,33	5,6	50	3746
Насыпь	7,6	5,6	8,6	200	26140
Насыпь	7,6	8,6	10,4	400	83192
Насыпь	7,6	9,8	10,4	200	45964
Насыпь	7,6	8,5	9,8	100	19534
Насыпь	7,6	7,6	8,5	100	15849
Насыпь	7,6	7,6	7,6	250	36100
Насыпь	7,6	6,67	7,6	150	19604
Насыпь	7,6	6,0	6,67	300	32520
Насыпь	7,6	4,04	6,0	450	34395
Насыпь	7,6	3,86	4,04	500	26714
Насыпь	7,6	3,86	4,6	200	11811
Насыпь	7,6	3,2	4,6	450	23715
Насыпь	7,6	3,2	11,8	450	67779
Насыпь	7,6	9,25	11,8	150	37045
Насыпь	7,6	8,3	9,25	50	9115
Насыпь	7,6	3,43	8,3	100	9914
Насыпь	7,8	1,3	3,43	200	5481
Насыпь	7,8	0	1,3	200	1183
Выемка	7,8	0	1,3	200	2067
Выемка	7,8	1,3	3,3	500	19028
Выемка	7,8	3,3	3,83	50	3208
Выемка	7,8	3,83	7,5	250	30124
Выемка	7,8	7,5	7,78	800	145866
Выемка	7,6	7,78	7,94	450	84849
Выемка	7,6	7,94	9,9	450	102793
Выемка	7,6	9,69	9,9	50	13151
Выемка	7,6	9,6	9,69	600	154104
Выемка	7,6	6,4	9,6	300	58452
Выемка	7,6	5,75	6,4	100	12987
Выемка	7,6	4,4	5,75	300	30396
Выемка	7,6	2,67	4,4	200	12620
Выемка	7,6	1,4	2,67	100	3239
Выемка	7,6	0	1,4	196,88	2154
Насыпь	7,6	0	1,8	253,12	2141
Насыпь	7,6	1,8	5,8	250	13135
Насыпь	7,6	5,8	5,8	200	18908
Насыпь	7,6	3,8	5,8	1000	71540
Насыпь	7,6	3,8	3,8	50	2527
Насыпь	7,6	3,8	5,21	450	29218
Насыпь	7,6	5,21	7,0	250	25676
Насыпь	7,6	7,0	11,0	400	76760
Насыпь	7,6	10,11	11,0	100	24743
Насыпь	7,6	8,89	10,11	250	51940
Насыпь	7,6	8,8	8,89	100	18457
Насыпь	7,6	8,6	8,8	600	107796
Насыпь	7,6	6,0	8,6	300	40878
Насыпь	7,6	2,8	6,0	300	19128
Насыпь	7,6	0,2	2,8	400	6248
Насыпь	7,6	0	0,2	30,77	24
Выемка	7,6	0	2,4	369,23	6956
Выемка	7,6	0,4	2,4	400	8720
Выемка	7,6	0,1	0,4	100	467
Выемка	7,6	0	0,1	17,64	38
Насыпь	7,6	0	1,6	282,36	2078
Насыпь	18,2	1,6	3,25	100	4748
Насыпь	18,2	3,25	7,0	300	36639
Насыпь	18,2	7,0	9,0	250	55725
Насыпь	18,2	7,0	9,0	200	44580
Насыпь	18,2	4,0	7,0	750	100050
Насыпь	7,6	4,0	4,0	500	27200
Насыпь	7,6	1,4	4,0	400	12920
Насыпь	7,6	0	1,4	168,97	1065
Выемка	7,6	0	1,5	181,03	2115
Выемка	7,6	1,5	2,9	600	21279
Выемка	7,6	2,9	6,2	450	39859

Общий объем = 2946243,47 мі

Объем насыпей = 2348779,05 мі

Объем выемок = 597464,42 мі

Объем по станции и разъездам = 637941,01 мі

Объем по перегону = 2813404 мі

1.2 Определение продолжительности выполнения основных видов работ

Для оценки варианта требуется определить продолжительность выполнения ведущих работ основного периода. К таким работам относятся постройка искусственных сооружений, отсыпка земляного полотна, укладка и балластировка пути.

Полный срок постройки искусственных сооружений определяют по формуле

(1.3)

где Н_ис- норма затрат на постройку искусственных сооружений на 1 км строительной длины главных путей, Н_ис =870 чел.-дн.;

1,4- коэффициент перевода рабочих дней в календарные;

N_ис- количество человек в строительном подразделении (СМП в среднем 200 чел.).

(дн.)

Полный срок производства земляных работ определяется из условия выполнения всех объемов работ в установленный срок

(1.4)

где W_р-рабочий объем земляных работ, тыс.м³;

П_мк- годовая производительность мехколонны (принимается 2000 тыс.м³ в год);

365-число календарных дней в году;

n- количество мехколонн, n=1.

W_р^н=2348,779 тыс.м³;

W_р^в= 59,7464 тыс.м³.

Т.к.W_р^в<W_р^н, следовательно в расчеты принимаем W_р= 2348,779 тыс.м³.

(дн.)

Время устройства верхнего строения пути определяется по формуле

(1.5)

(дн.)

где Н_ВСП - нормы затрат труда по сооружению верхнего строения пути на 1 км строительной длины главного пути;

N_ВСП - численность рабочих в СМП, производящих работы по устройству верхнего строения пути (300 чел.);

1,4 - коэффициент перевода рабочих дней в календарные.

При построении графика организации строительства условно допускается

, (1.6)

где - время производства работ по балластировке пути на песок на одной захватке (на 1 км), дн.;

- время производства работ по балластировке пути на первый слой щебня на одной захватке, дн.;

- время производства работ по балластировке пути на второй слой щебня на одной захватке, дн.;

- время производства работ по укладке пути на одной захватке, дн.;

- интервал между укладкой и балластировкой пути, дн. (= 5 дн.);

3- количество слоев балластировки.

(дн.)

Все основные работы выполняются в темпе балластировки каждого из слоев или в темпе укладки.

Время производства работ на одной захватке (на 1 км) определяется:

для земляных работ

; (1.7)

(дн.)

для искусственных сооружений

; (1.8)

( дн.)

1.3 Определение расчетного срока строительства

Срок подготовительных работ для данных рельефа местности и категории трудоемкости t_nn= 3 мес.=3•30=90 дн.

Общий срок подготовительных работ, которые выполняются последовательно по всей длине линии, определяется темпом ведущей работы по формуле

; (1.9)

 (дн.)

Общий расчетный срок строительства определяется по формуле

(1.10)

где - интервал времени между земляными работами и укладкой пути (=15 дн.);

Т_зп - продолжительность заключительного периода, дн.

(дн.)

Работы заключительного периода выполняются одновременно по всей длине железной дороги. Принимаем Т_зп = 3 мес.= 3•30=90 дн.

По рассчитанным срокам строят схему организации строительства железной дороги.

1.4 Выбор схемы организации строительства

Нормативный срок строительства = 33 мес.= 33•30=990 дн.

Сравнивая срок строительства с нормативным, а также наличие пунктов примыкания, осуществляют выбор организационной схемы строительства.

Строительство осуществляется по однолучевой схеме, потому что длина строящейся линии менее 70 км, <, барьерные места на трассе отсутствуют и имеется один пункт примыкания (ст. А).

Строительство зданий и сооружений, объектов водоснабжения и канализации ведется независимо от остальных работ поточным методом. Временная связь монтируется во время подготовительного периода, работы по устройству АТС начинаются после укладки пути и завершаются в конце заключительного периода. Сооружение энергохозяйства производится параллельно с возведением земляного полотна. Схема организации строительства заданного участка приведена в приложении к курсовому проекту.

2. ДЕТАЛЬНАЯ РАЗРАБОТКА ПРИНЯТОГО ВАРИАНТА

2.1 Описание периодов строительства

2.1.1 Подготовительный период

В подготовительный период выполняется ряд организационно-технических мероприятий, обеспечивающих нормальное производство основных работ. К первоочередным мероприятиям относятся: передислокация строительных подразделений в район сооружения линии; организация базы снабжения; подготовка территории строительства; оборудование ремонтных служб, сооружение поселков, подъездных путей и автодорог; устройство строительной связи и энергоснабжения.

2.1.2 Основной период

К ведущим работам относятся: постройка искусственных сооружений, отсыпка земляного полотна, укладка и балластировка пути. Эти работы строго взаимоувязаны и выполняются примерно в одинаковом темпе. Остальные основные работы, а именно: прокладка водоснабжения и канализации, сооружение энергохозяйства, АТС, строительство поселков - технологически связаны с ведущими работами, но непосредственно не влияют на срок строительства.

Малые искусственные сооружения возводят комплексные бригады СМП.

Земляное полотно сооружает мехколонна.

Укладка и балластировка пути на все слои осуществляется силами СМП.

Возведение станционных поселков выполняется в течение всего периода строительства.

2.1.3 Заключительный период

Работы этого периода ведут широким фронтом одновременно на всем протяжении дороги. К работам заключительного периода относятся: послеосадочный ремонт ВСП; устройство переездов и шлагбаумов; установка путевых знаков и формирование покилометрового запаса материалов ВСП.

2.2 Организация работ по строительству малых искусственных сооружений

2.2.1 Определение объемов основных работ

Исходным материалом для определения объемов работ по возведению искусственных сооружений служат продольный профиль и ведомость искусственных сооружений. Объемы работ определяются только по малым искусственным сооружениям - трубам и малым мостам. Продолжительность постройки больших и средних мостов, тоннелей, необходимая для составления общего календарного графика, определяется по нормам СНиП [4].

Длину тела трубы определяют с округлением до целого метра по формулам: при 6м

; (2.1)

при > 6м

, (2.2)

где - показатели крутизны соответственно нижней и верхней частей насыпи;

В- ширина основной площадки земляного полотна, В=7,6 м, при уширении В=7,8 м (R=2500 м);

- рабочая отметка по оси трубы на продольном профиле, м;

d- диаметр круглой трубы или высота прямоугольной, м;

1₀- суммарная длина элементов двух оголовков, м. Для прямоугольных труб 1₀=5 м.

1 ПБЖТ:

=4,88 м;

4,88-2=2,88<6 м;

(м)=6,6+2·1,5(4,88-2)-5=10,24

2 ПБЖТ:

=4,08 м;

4,08-2=2,08<6 м;

(м)=7,6+2·1,75(4,08-2)-5=9,88

3 ПБЖТ:

=6,19 м;

6,19-2=4,19<6 м;

(м)=7,6+2·1,75(6,19-2)-5=17,265

4 ПБЖТ:

=8,1 м;

8,1-2=6,1>6м

(м)=7,8-12(1,75-1,5)+2·1,75(8,1-2)-5=20,95

5 ПЖБТ

=10,18 м;

10,18-2=8,18>6м

(м)=7,8-12(1,75-1,5)+2·1,75(10,18-2)-5=28,23

6 ПБЖТ:

=3,3 м;

3,3-2=1,3<6 м;

(м)=7,8+2·1,75(3,3-2)-5=7,15

Данные об объемах земляных работ, фундаментов, звеньев труб и оголовков, гидроизоляции, приходящиеся на 1 пог. м трубы принимают по типовым проектам.

Вычисленные объемы работ приведены в таблице 2.1.

2.2.2 Определение трудоемкости и сроков работ

Строительство искусственных сооружений должно быть закончено за 10…15 дней до окончания земляных работ на данном участке с тем, чтобы было время для засыпки трубы или отсыпки конусов моста. Строительство искусственных сооружений должно осуществляться индустриальными методами с применением сборных конструкций.

Продолжительность выполнения каждого вида работ по сооружениям определяют по формуле

, (2.3)

где Т_р - трудоемкость работ, чел.-ч;

R_i - численность рабочих в специализированном звене или в бригаде, чел.;

п - число смен;

1,4 - коэффициент перевода рабочих дней в календарные.

Трудоемкость работ Т_р определяют по формуле

, (2.4)

где W_р- объем соответствующего элемента трубы, м³;

Н_вр- норма затрат труда на единицу объема, чел.-ч (определяем в зависимости от типа искусственного сооружения по [10]);

П- заданный показатель производительности труда ( П = 120…130%).

При постройке сборных железобетонных труб специализированная бригада монтажников в количестве 7…10 человек после выполнения всех строительно-монтажных работ на каждой отдельной трубе перемещается на следующую.

Продолжительность работ по постройке труб представлена в таблице 2.2.

По полученной продолжительности работы строится сетевой график организации работ по искусственным сооружениям.

Делается проверка: Т_кр<Т_ис.

Т_кр=86,6 дн.

Т_ис=177,4 дн.

Условие выполняется.

Сетевой график сооружения водопропускных труб представлен на рис. 2.1.

строительство трудоемкость сооружение энергоснабжение



Рисунок. 2.1 - Сетевой график сооружения водопропускных труб

Таблица 2.1 - Ведомость объемов работ на постройку водопропускных труб

Таблица 2.2 - Ведомость продолжительности циклов работ для каждой водопропускной трубы

№ цикла	Наименование работ	Единица измерения	Объем	Трудоемкость, чел.-дн	Состав звена	Количество смен	Продолжительность, дни.
				единичная	полная
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1. Прямоугольная железобетонная труба отверстием 1,5 м на ПK 131+00
I	Котлован Щебеночная подготовка	1000 м3 100 м3	191 11	5,563 29,86	3,318 4,54	2 5	2 2	0,5 0,5
II	Строительно-монтажные работы: фундаменты звенья трубы звенья оголовков	100 м3 м3 м3	37,7 13,0 21	45,64 0,42 0,366	28,388 10,08 11,852	8 8 8	2 2 2	2,5 0,9 1,0
III	Гидроизоляция: обмазочная оклеечная	м2 м2	127 49,1	0,07 0,145	8,82 9,164	2 3	2 2	3,1 2,1
2. Прямоугольная железобетонная труба отверстием 2,3 м на ПK 173+50
I	Котлован Щебеночная подготовка	1000 м3 100 м3	596,5 53,2	5,563 29,86	2,566 15,887	2 5	2 2	0,9 2,2
II	Строительно-монтажные работы: фундаменты звенья трубы звенья оголовков	100 м3 м3 м3	252,7 264 44,6	45,64 0,366 0,366	115,332 96,624 16,324	8 8 8	2 2 2	10,1 8,5 1,4
III	Гидроизоляция: обмазочная оклеечная	м2 м2	253,8 335,9	0,07 0,145	17,766 48,706	2 3	2 2	6,2 11,4
3. Прямоугольная железобетонная труба отверстием 2х1,5 м на ПК 194+50
Котлован Щебеночная подготовка	1000 м3 100 м3	635,4 50,4	5,563 29,86	3,528 15,05	2 5	2 2	1,2 2,1
Строительно-монтажные работы: фундаменты звенья трубы звенья оголовков	100 м3 м3 м3	276,2 283,4 48,4	45,64 0,338 0,37	41,71 30,24 0,366	8 8 8	2 2 2	11,0 8,4 1,6
Гидроизоляция: обмазочная оклеечная	м2 м2	221,6 349,2	0,07 0,145	15,512 50,634	2 3	2 2	5,4 11,8
4. Прямоугольная железобетонная труба отверстием 2 м на ПK 203+00
Котлован Щебеночная подготовка	1000 м3 100 м3	382 31,6	5,563 89,86	2,125 9,437	2 5	2 2	0,8 1,3
Строительно-монтажные работы: фундаменты звенья трубы звенья оголовков	100 м3 м3 м3	154,8 92 36,1	45,64 0,564 0,496	70,651 51,888 17,906	8 8 8	2 2 2	6,2 4,5 1,6
Гидроизоляция: обмазочная оклеечная	м2 м2	154 186,2	0,07 0,145	10,5 26,999	2 3	2 2	3,7 6,3
5. Прямоугольная железобетонная труба отверстием 2,0 м на ПK 237+00
Котлован Щебеночная подготовка	1000 м3 100 м3	486,6 28,7	5,563 29,86	2,707 8,751	2 5	2 2	0,9 1,2
Строительно-монтажные работы: фундаменты звенья трубы звенья оголовков	100 м3 м3 м3	162,7 178,2 32,4	45,64 0,338 0,366	74,256 60,232 11,858	8 8 8	2 2 2	6,5 5,3 1,0
Гидроизоляция: обмазочная оклеечная	м2 м2	253,8 262,4	0,07 0,145	17,766 38,048	2 3	2 2	6,2 8,9
6. Прямоугольная железобетонная труба отверстием 1,5 м на ПK 247+50
Котлован Щебеночная подготовка	1000 м3 100 м3	486,6 28,7	5,563 29,86	2,707 8,751	2 5	2 2	0,9 1,2
Строительно-монтажные работы: фундаменты звенья трубы звенья оголовков	100 м3 м3 м3	162,7 178,2 32,4	45,64 0,338 0,366	74,256 60,232 11,858	8 8 8	2 2 2	6,5 5,3 1,0
Гидроизоляция: обмазочная оклеечная	м2 м2	253,8 262,4	0,07 0,145	17,766 38,048	2 3	2 2	6,2 8,9

2.3 Организация работ по сооружению земляного полотна

2.3.1 Экономико- математическая формулировка задачи

При распределении земляных масс используют метод линейного программирования, в основе которого лежит решение транспортной задачи. При этом в качестве поставщиков грунта принимаются выемки, карьеры и резервы, а в качестве потребителей - насыпи и кавальеры. Запас поставщиков - выемок - должен быть полностью использован - это основные или обязательные поставщики. Карьеры и резервы являются резервными поставщиками. Аналогично насыпи - это основные потребители, а кавальеры - резервные. Выемки и насыпи разделяют системой вертикальных и горизонтальных плоскостей на частные массивы в соответствии с технологией производства работ. На размеры членения (длину и высоту) влияют такие показатели, как рациональный фронт работ и глубина забоя. После разделения массивов на частные объемы исследуются всевозможные связи "поставщик - потребитель", и для каждой из них рассчитываются затраты на разработку и перемещение 1м³ грунта.

Суть транспортной задачи заключается в следующем.

Имеется т пунктов производства (поставщиков) и п пунктов его потребления (потребителей). Мощность каждого поставщика A_i(i=l, 2,...,m), спрос каждого потребителя B_j(j=l, 2,..., n). Объем производства равен спросу. Известны затраты на доставку единицы продукции от поставщика i до потребителя j (С_ij).

Требуется составить такой план перевозок, при котором полностью используются мощности всех поставщиков, полностью удовлетворяется спрос всех потребителей и обеспечивается минимум суммарных затрат на перевозки.

Искомые размеры поставок продукции от 1-го поставщика к j-му потребителю обозначаются х_ij. Математически задача формулируется следующим образом.

Требуется привести к минимуму линейную функцию

(2.5)

при соблюдении следующих условий:

- обеспечение равенства мощности поставщиков и спроса потребителей

; (2.6)

- объем поставок должен равняться количеству имеющейся у поставщиков продукции

(2.7)

- объем поставок каждому потребителю должен равняться спросу данного потребителя

(2.8)

при этом исключается отрицательное значение поставок, т.е.

.

Задача решается с помощью общего приема последовательного улучшения планов, состоящего из следующих этапов:

1) составляется базисный план;

2) производится проверка на вырожденность и ликвидация ее;

3) базисный план проверяется на оптимальность;

4) если базисный план не оптимален, то выполняется итерация по его улучшению;

5) улучшенный план вновь проверяется на вырожденность и оптимальность.

Расчеты повторяются в том же порядке до тех пор, пока не будет получен оптимальный план.

2.3.2 Построение исходного базисного плана методом аппроксимации Фогеля

Исходными данными для составления базисного плана являются продольный профиль и ведомость объемов земляных масс.

Продольный профиль необходимо разбить на элементарные участки. Как показывает накопленный опыт решения задач рассматриваемого типа, наиболее рациональные размеры членения массивов заключены в интервале 100…300 м.



Рисунок. 2.2 - График распределения земляных масс

Таблица 2.3 - Базисный план

Размещено на http://www.allbest.ru/

После разделения массивов на частные объемы исследуются все возможные связи поставщик-потребитель и для каждой из них подсчитываются затраты на разработку и перемещение 1м³ грунта. Затем составляется модель участка - матрица исходных данных.

Сущность метода аппроксимации Фогеля состоит в том, что для выбора клеток загрузки первоначально определяется разность между двумя наименьшими элементами С_ij по строкам и столбцам матрицы. Затем из всех полученных разностей выбирается наибольшая по величине, которая может находиться как в строке, так и в столбце. Затем в клетку с наименьшим показателем С_ij, с помощью которого была получена максимальная разность, направляем максимально возможный объем груза, учитывая при этом соотношение спроса и предложения. Далее по строке или столбцу с максимальной разностью проверяем полностью ли удовлетворен спрос потребителя. Если эти условия удовлетворяются, то остальные клетки по данному столбцу или строке вычеркиваются и в последующем распределении не участвуют. Затем расчеты повторяются до тех пор, пока мощность всех поставщиков не будет полностью исчерпаны, а спрос потребителей полностью удовлетворен.

При решении практических задач возможны случаи, когда максимальное значение разностей встречается одновременно и в столбце и в строке матрицы, т. е. создаются условия равных значений. В этом случае для клеток, с помощью элементов затрат С_ij которых получены максимальные разности, определяются вторые разности между минимальными элементами и элементами, не ближайшими к ним по величине, а следующими за ними. Причем та клетка, которая имеет наименьшую вторую разность, приобретает право получить поставку.

Число корреспонденций равно m+n-1=3+4-1=6.

Суммарная стоимость по данному плану определяется суммой произведений:

2.3.3 Построение оптимального плана методом потенциалов

Сущность метода состоит в следующем. После того как найден исходный опорный план, каждому поставщику (строке) ставится в соответствие некоторое число u_i, а каждому потребителю (столбцу) - некоторое число v_j . Числа u_i и v_j называются потенциалами соответственно поставщика и потребителя и выбираются так, чтобы в любой загруженной клетке их разность равнялась тарифу этой клетки, т.е.

. (2.9)

Так как всех потенциалов m+n, а занятых клеток m+n-1, то для определения чисел u_i и v_j придется решать систему из m + n -1 уравнений m + n неизвестными. В этом случае одной из неизвестных можно придать произвольное значение, и тогда система будет иметь единственное решение, т.е. все остальные неизвестные определяются однозначно. Затем для проверки оптимальности плана просматриваются свободные клетки. План оптимален, когда каждая свободная клетка удовлетворяет условию

. (2.10)

Если условие не удовлетворяется для каких-либо свободных клеток, то это указывает на перспективность этих клеток, загрузка которых приведет к улучшению плана. По найденным потенциалам столбцов определяем потенциалы строк. Процесс повторяется до тех пор, пока не будут найдены все потенциалы строк и столбцов. При несоблюдении условия план считается не оптимальным. Следовательно, план можно улучшить путем перераспределения корреспонденции.

Цикл пересчета заключается в том, что выбирается клетка с наибольшей величиной нарушения и в нее назначается корреспонденция. Чтобы определить величину вводимой перевозки, строят замкнутый контур, представляющий собой прямоугольный многоугольник с четным числом вершин, одна из которых находится в клетке с нарушением оптимальности, а все остальные - только в занятых клетках. Причем клетке с нарушением присваивается знак плюс. Затем определяем минимальную величину корреспонденции, находящихся в клетках со знаком "минус".

Примечание. Если в четных вершинах контура окажутся две (или более) одинаковые минимальные перевозки, из плана исключают одну из них, а вместо другой оставляют условную нулевую перевозку и поступают с ней в дальнейшем как и в случае вырождения.

Таблица 2.4 - I операция

Поставщики	Мощность м3	Потребители и их спрос	ui
		1	2	3
		33981.72	129156	91086.47
А	118320,02	2,0 33981,72	2,71 10239,36	3,3 74098,94	0
Б	100075,25	1,45 -	2,0 100075,25	2,67 -	0,7
В	18841,39	0,9 -	1,45 18841,39	2,1 -	1,26
Г	16987,53	1,58 -	1,58 -	1,58 16987,53	1,72
Vj	2,0	2,71	3,3

После определения потенциалов из таблицы 4 видно, что план являет оптимальным. Число корреспонденций равно m+n-1=3+4-1=6.

Суммарная стоимость по данному плану определяется суммой произведений:

2.4 Организация работ по укладке пути

2.4.1 Определение объемов работ

Объем работ по укладке пути включает укладку главного пути на перегонах и станциях, станционных путей и стрелочных переводов.

Для определения объемов укладки станционных путей принимаем, что на станции примыкания укладывается 5 путей, а на разъездах - по 2 пути. Количество стрелочных переводов зависит от количества путей на станции.

Потребное количество звеньев главного пути определяют по формуле

, (2.11)

где L_ГЛ - строительная длина главного пути, м; - суммарная длина стрелочных переводов в главном пути, м; - длина нормального звена, с учетом стыкового зазора = 25,01 м.

Потребное количество звеньев для станционных путей:

, (2.12)

где L_СТ - длина станционных путей, м;

- суммарная длина стрелочных переводов на станции

2.4.2 Определение срока выполнения работ

Определив объемы укладки пути, выбираем тип путеукладчика ПУ-4М.

Подобрав необходимый тип путеукладчика, определяем время укладки пути по формуле

, (2.13)

где П_у - производительность путеукладчика в смену, км/см;

0,8- коэффициент, учитывающий потери времени на укладку стрелочных переводов.

Выбираем путеукладчик ПУ-4М с производительностью П_у=0,7 км/смену.

(дн.)

Укладку пути начинают не позднее, чем через 7…10 дней после окончания земляных работ на данном участке.

2.4.3 Организация работы звеносборочной базы

Поставку звеньев путевой решетки и блоков стрелочных переводов производят со звеносборочной базы.

Суточная производительность звеносборочной базы П_б зависит от заданного темпа укладки пути и должна быть больше его на 10…15%.

; (2.14)

, (2.15)

где К - темп строительства, определяемый балластировкой пути;

n - число слоев балластировки n=3;

L_ГЛ - строительная длина главного пути, км;

Т_всп - срок устройства верхнего строения пути, дн.;

t"- интервал между укладкой рельсо-шпальной решётки и балластировкой, t " = 5дн.).

(км/дн.); = 0,57•1,1 = 0,627 (км/смену).

Так как сборку звеньев осуществляем с помощью козловых кранов и пути-шаблона, производительность звеносборочной базы определяется производительностью ее секций.

Необходимое число секций в смену, обеспечивающее темп укладки:

, (2.16)

где 1_р - длина звена, 1_р =25 м; п - число смен работы секций по сборке звеньев п = 1.

(шт.).

Принимая во внимание, что половина времени затрачивается на погрузку решетки, пополнение материалами верхнего строения пути и то, что одна секция выделяется под сборку стрелочных переводов, общее число секций на звеносборочной базе равно

, (2.17)

(шт.).

Число составов, необходимое для перевозки звеньев со звеносборочной базы, определяем исходя из условия непрерывной работы путеукладчика в течение смены по формуле

, (2.18)

где- время загрузки состава звеньями на звеносборочной базе, ч.

(время загрузки 1 км звеньев на подвижной состав на базе: при деревянных шпалах - 3,2 часа);

L - дальность возки звеньев от звеносборочной базы к путеукладчику (принимается равной длине строящегося участка), L =29,125 км;

- средняя скорость движения грузовых и порожних составов, км/ч;

, (2.19)

- скорость движения груженого состава, = 10 км/ч;

- скорость движения порожнего состава, = 10 км/ч;

(км/ч) - продолжительность укладки звеньев, привезенных на одном составе, ч.

, (2.20)

где - продолжительность рабочей смены, =8 ч;

Q- емкость состава в километрах звеньев (Q = 1 км);

- производительность путеукладчика, км/смену. Выбираем путеукладчик ПУ - 4 с производительностью П_у=1,35 км.

(часов),

(шт.).

2.5 Организация работ по балластировке пути

В комплексе работ по сооружению верхнего строения пути при строительстве железных дорог балластировка представляет наиболее сложный и трудоемкий вид работ.

В состав балластировочных работ при обычной технологии их выполнения входят:

разработка и погрузка балласта;

подготовка сливной призмы земляного полотна и уложенной путевой решетки к балластировке;

доставка, выгрузка и дозировка балласта в путь;

послойная подъемка пути на балласт с выправкой для обеспечения безопасности рабочего движения;

уплотнение балласта в призме и обкатка забалластированного пути поездами;

послеосадочный ремонт пути.

Балластировочные работы должны следовать за укладкой пути с разрывом от нее не более, чем на 6…10 км.

2.5.1 Определение объемов работ

Объем песчаного и щебеночного балласта определяют по формуле:

; (2.21)

, (2.22)

где - объем песчаного балласта, м³;

- объем щебеночного балласта, м³;

- нормы расхода щебеночного и песчаного балласта на 1 км строительной длины главных и станционных путей, м³;

;

коэффициент потерь (для песчаного балласта - 1,08; для щебеночного - 1,05).

= 1233·(29,125+0,753+7,073)·1,08 = 49205 (м³);

= 1709·(29,125+0,753+7,073)·1,05 = 66306 (м³).

2.5.2 Определение трудоемкости и сроков работ

Важной задачей, решаемой на стадии разработки проектов организации строительства, является прикрепление балластных карьеров к участкам строительства, назначение схемы балластировки пути (к карьеру, от карьера или поперегонно).

Общая продолжительность балластировки пути (Т₆) определяется на основе использования норм СНиП [5] по формуле

, (2.23)

где и - продолжительность балластировки соответственно на песок и щебень, дн.;

W_n; W_щ - объем песчаного и щебеночного балласта, м³;

Н₃ - норма затрат труда на 1000 м³ песчаного и щебеночного балласта, чел.-дн.;

=109,225 чел.-дн.;

=141,74 чел.-дн.;

N_n и N_щ - количество человек в колонне при балластировке на песок и на щебень соответственно, N_n =N_щ =300 чел.

(дн).

Для того чтобы обеспечить срок балластировки, определенный по формуле, следует выполнить проверку.

2.5.3 Проверка срока строящейся линии по провозной способности

Суточную провозную способность линии (м³/сутки) в общем случае определяют по формуле

, (2.24)

где N₆- число балластных поездов;

Q_нm - масса одного состава нетто, т;

г - объемная масса балласта (песка -1,9 т/м³; щебня -1,7 т/м³).

В условиях временной эксплуатации линии можно принять

N₆=0,7 N, (2.25)

где 0,7 - коэффициент, учитывающий необходимость пропуска рабочих, материальных и укладочных поездов по строящейся линии;

N - пропускная способность линии.

, (2.26)

где Т - период графика движения поездов.

, (2.27)

где - длина наибольшего перегона, =25,25 км;

- скорость груженого состава (при движении по невыправленному пути принимается равной 10км/ч);

- скорость порожнего состава (20км/ч);

(ч);

(пар поездов/сутки);

N₆=0,7·6 ? 5 (шт.).

Масса поезда нетто

, (2.28)

где - масса поезда брутто с учетом массы подвижного состава, т, определяется по формуле

, (2.29)

где F_k - сила тяги локомотива, 35000 Н;

w_mр- основное удельное сопротивление при трогании с места, принимают 4 Н/т;

i_р - руководящий уклон, i_р =12 ‰;

1,5- коэффициент, учитывающий увеличение руководящего уклона в период строительства;

р - масса локомотива, р =180 т.

(т);

(т);

(м³/сут.);

(м³/сут.).

При рабочем движении поездов и временной эксплуатации используются маневровые тепловозы и сравнительно маломощные грузовые тепловозы. Выбираем тепловоз ТЭМ2М.

Срок вывозки песчаного балласта составит

; (2.30)

(дн.).

Срок вывозки щебеночного балласта

; (2.31)

(дн.);

; (2.32)

(дн.);

; (2.33)

(дн.).

Сравнивая c и с , делаем вывод о выполнении проверки. Если > (25>21) и > (44>26), то расчеты верны.

Потребность в подвижном составе определяют по формуле

, (2.34)

где m - количество единиц подвижного состава в балластном поезде;

q - емкость одной единицы подвижного состава (q = 40 м³), м³;

г -объемная масса балласта, т/м³.

(шт.);

(шт.).

2.6 Строительство зданий

При строительстве железных дорог возводятся здания различного назначения: служебно-технические, производственные и культурно-бытовые. Для их постройки требуется большое количество различных строительных материалов и конструкций. Поэтому строительство зданий необходимо, как правило, начинать после устройства автомобильных дорог.

На стадии проекта организации строительства определяют трудоемкость строительства зданий на 1 км строительной длины главного пути и, задаваясь численностью бригады и их количеством, определяем срок строительства зданий. Количество людей, необходимое для строительства зданий, определяется по формуле

, (2.35)

Н^ЗД=750 чел.-дн.;

Т_ОП=Т^р_стр-Т_ПП-Т_ЗП=725,8-142,7-90=493,1 (дн.);

(чел.).

2.7 Связь, СЦБ и устройства энергоснабжения

Определяем трудоемкость работ по связи, СЦБ и устройствам энергоснабжения на 1 км строительной длины главного пути. Принимаем необходимый состав бригад для выполнения этих работ, определяем сроки их выполнения.

Вследствие того, что связь необходима с первых дней строительства, еще в подготовительный период выполняют работы по устройству временной связи с максимальным использованием запроектированной постоянной связи. На устройство связи приходится 20% затрат труда от общего комплекса работ по устройству связи.

Количество людей, необходимое для устройства связи определяется по формуле

, (2.36)

Н^СВ=340 чел.-дн.;

(чел.).

Количество людей, необходимое для устройства энергоснабжения определяется по формуле

; (2.37)

Н^ЭН=210 чел.-дн.;

(чел.).

Количество людей, необходимое для устройства СЦБ

; (2.38)

= 900 чел.-дн.;

(чел.).

3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЕКТА ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

1 .Продолжительность строительства

дн.

2.Продолжительность строительства основных работ:

Земляные работы

дн.;

Искусственные сооружения

дн.;

Укладка пути

Ту = 92,4 дн.;

Балластировка пути

(дн).

3.Общий темп строительства

(км/сутки).

4.Темпы основных работ:

Земляные работы

(тыс.м³/сутки);

Искусственные сооружения

(м³/сутки.);

Укладка пути

(км/сутки);

Балластировка пути - км/сутки:

(км/сутки).

список ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Организация строительства и реконструкции железных дорог: Учебник для вузов ж.-д. транспорта/И.В. Прокудин, Э.С. Спиридонов и др.; Под ред. И.В. Прокудина. - М.: ГОУ «УМЦ по образов. на ж.-д. трансп.», 2008. - 736 с.

2.Строительство железных дорог. Учеб. пособие. Под ред. Грицыка В.И. - М.: УМК МПС, Россия, 1999. - 384 с.

З.Жинкин Г.Н., Луцкий С.Я., Спиридонов Э.С. Строительство железных дорог/ Учеб. для вузов. - М.: Транспорт, 1995. - 208 с.

4.Нормы продолжительности строительства и задела в строительстве зданий и сооружений, СНиП 01.04.03-85. - М.: Стройиздат, 1986. - 477 с.

5.СНиП IV-2-82. Строительные нормы и правила. Часть IV. Гл. 2. Приложение. Том 1.- М.: Стройиздат, 1982.-208 с.

б.СНиП IV-2-82. Строительные нормы и правила. Часть IV. Гл. 2. Приложение. Том 4. Сб. 28. - М: Стройиздат, 1982. - 276 с.

7.СНиП IV-2-82. Строительные нормы и правила. Часть IV. Гл. 2. Приложение. Том 4. Сб. 30. - М.: Стройиздат, 1982. - 276 с.

8.ЕНиР. Сб. 16. Сооружение верхнего строения железнодорожных путей широкой колеи/Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1982. - 276 с.

9.Расчетные нормативы для составления проектов организации строительства. Часть III. - М.: Железные дороги, Стройиздат, 1973. - 189 с.

10. Проектирование организации строительства участка новой железнодорожной линии для студентов специальности 23.05.06 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» специализации №1 «Строительство магистральных железных дорог» очной формы обучения / составители: Т.В. Щенникова, В.В. Калинина. - Самара: СамГУПС, 2015. - 36 с.

Приложение

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок П 1 - Схема организации строительства участка новой железнодорожной линии

Размещено на Allbest.ru