Организация, планирование и управление железнодорожным строительством

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

Организация, планирование и управление железнодорожным строительством



Введение

железный дорога строительство автодорога

Железная дорога - это комплекс различных по назначению, но технологически взаимосвязанных сооружений, обеспечивающих ее нормальную эксплуатацию. Строительство железной дороги - сложный процесс, при котором создаются железнодорожные линии и целые магистрали для облуживания перевозок грузов и пассажиров, сооружения для технического обеспечения дорог, бытовые объекты для работников железнодорожного транспорта. [4]

Строительство пути должно вестись в соответствии с утвержденным проектом организации строительства (ПОС). При разработке ПОС определяют: этапы и очередность ввода в эксплуатацию перегонов пути; очередность выполнения подготовительных и основных работ по каждому перегону; порядок развертывания строительства; порядок переустройства станций; устанавливают календарные сроки строительства, поставки оборудования и конструкций, потребность в материалах и трудовых ресурсах, средства механизации.

Проект организации строительства является неотъемлемой частью проекта. Составляется он одновременно с разработкой других его разделов в увязке с конструктивными, технологическими и объемно-планировочными решениями. Автоматизированное проектирование организации строительства железной дороги предусматривает этапное использование ряда методических документов [1].



1. Задание и условия проектирования

Планируется создание территориально-производственного комплекса (ТПК), стержнем которого является металлургический комбинат, базирующийся на месторождении коксующегося каменного угля в пункте А и месторождении железных руд в пункте В (рис. 1). Месторождение флюсов располагается в 20 км к юго-западу от А. Перечисленные пункты должны быть связаны железной дорогой, которая может иметь три выхода к крупным станциям действующей магистрали - в пункте Г. Необходимо установить сроки строительства железных дорог по указанным направлениям и основные потребные ресурсы для оценки возможностей ускоренного создания транспортных связей ТПК.

Рис. 1 План местности строительства участка железной дороги (Е-В-А)

По мерзлотно-грунтовым условиям на участке А-В должны преобладать насыпи. Болотные грунты на этом участке подлежат выторфовыванию на глубину в среднем 1,5 м. перечисленные пункты должны быть связаны железной дорогой, которая имеет выход к крупной станции действующей магистрали в пункте. На реке Гор имеется паромная переправа. Реки Гор, Алеб, Сета - судоходны. Постоянно действующий песчаный карьер расположен на участке Д - Е магистрали на расстоянии 90 км от ст. Д; щебеночный завод находится на расстоянии 195 км к западу от ст. Г.

Продолжительность строительства ТПК - 10 лет. Железная дорога должна вступить в строй на всем протяжении за год до полного ввода мощностей ТПК.

Таблица 1. Основные исходные данные

Наименования	Е-В-А
	Е-В	В-А
1. протяженность по трассе, км	285	270
2.транспортные пути: Протяженность, км/ на расстоянии от трассы, км	-	-
3. большие мосты: длина, м/ привязка, км	; ; ; ;	; ;



2. Организация сборочно-укладочного комплекса

2.1 Оптимизация линейной выработки лидера

Максимум мсL_ул линейной выработки на монтаже РШР получается в точке пересечения кривых двух функций, одна из которых выражается восходящей, другая - нисходящей зависимостью от дневной объемной выработки Q_мр. Первая раскрывает влияние фактора выделенного времени и решающим образом зависит от t_тс, вторая - циклический характер монтажного процесса при возрастающем в его ходе расстоянии от базового склада путевых звеньев до места монтажа. Для учебных целей имеет смысл непосредственное построение упомянутых зависимостей; это удобно для понимания последующих корректировок расчета.

Построение целесообразно начать с нанесения на график L_ул=Ф₁(Q_мр) (рис. 2) линии, выражающей восходящую зависимость, для чего требуется: при заданных среднем расстоянии между раздельными пунктами L_рп= 20 км, значениях выделенного времени n_др.мг=30,5 дней на монтаж горловин в месяц и числа дней n_дмг= 4 дней, необходимого для выполнения монтажных работ на раздельном пункте, вычислить удельное время монтажа горловин

ф_мг= = = 0,0054 ;

при выбранном среденемесячном числе см n_дмр= 20 дней монтажа РШР найти значение параметра

А= 0,02501* см n_дмр= 0,02501*20 = 0,5002;

Зная продолжительность теплого сезона для балластировки песком t_тс.бп=t₄ - t₃ = 6,3 и задаваясь временем нахождения в работе сечения пути при балластировке песком = 0,8 мес, а также временем ожидания по концу = 0,2 мес, установить время совмещения монтажа РШР и балластировки песком

= = 6,3 - 0,8 - 0,2 = 5,3 мес.

При заданном нормативном значении L_оф(10 км) опережения по фронту монтажом РШР балластировки на первый слой, определить ряд протяженностей L_ул для нескольких значений объемом выработки Q_мр

L_ул= ;

Таблица 2. Протяженности L_ул для значений объемом выработки Q_мр.

Qмр	Lул
20	60,30
30	83,57
40	105,70
50	126,78
60	146,88

Для построения нисходящей зависимости L_ул= Ф₂(Q_мр) (рис. 2), которая, как явствует из формулы

L_ул= (t_цп - t_омр - t_опз - (К_омр + К_опз) Q_мр),

выражается прямой линией, требуется: принимая среднюю скорость движения звеновозного поезда по черному пути и на участке балластировки песком V₁= 10/15 км/ч, а на забалластированном пути V₂= 20/30 км/ч, установить среднюю скорость движения



V_п=

Задаваясь временем t_оппб операций в ППБ (1 час) и значением коэффициента резервирования времени для покрытия непредвиденных помех обратному выезду звеновозного поезда К_рнп= 1,15, вычисляем расчетное время его цикла:

t_цп= = = 20 часов;

найти ординату линии L_ул= Ф₂(Q_мр) по формуле при Q_мр= 0, что даст

L_ул2= ;

Найти абсциссу линии L_ул= Ф₂(Q_мр) по той же формуле при L_ул=0, что даст: через две точки проводим линию, выражающую зависимость L_ул= Ф₂(Q_мр) (см. рис. 2), определяем по графику координаты точки пересечения с кривой L_ул= Ф₁(Q_мр): мсL_ул и опт Q_мр.

Таблица 3. Значения t_омр, t_опз, К_омр, К_опз

Работы	Способы стыкования и погрузки путевых звеньев	Путеукладчик	Р50
			tомр	Комр
Монтаж РШР	Накладки с двумя болтами	УК-25	1,244	0,17
Погрузка звеньев	Стреловым краном с бокового пути	-	tопз	Копз
			0,826	0,2

Расчеты проводим для трех значений скоростей в интервале от минимальных до максимальных, находящихся в постоянном соотношении 0,5, что дает:



Таблица 4. Значения мсL_ул и опт Q_мр

V1/ V2	Vп	Lул2	мсLул	опт Qмр
10/20	16,92308	151,3685	75	27
12,5/25	21,15385	189,2106	78	28
15/30	25,38462	227,0527	90	30

2. Определение срока строительства железной дороги

Нормальные путевые звенья монтируются на большей части длины линии, за исключением станционных горловин, в которые наряду со стрелочными переводами укладываются неполномерные путевые звенья, и участков с особым верхним строением например на металлических мостах без балластного слоя. Это приводит к необходимости определения монтажной длины линии

L_лм= L_л*(1 - L_ксп/L_рп) - L_псп - L_уовс + 0,5L_пкс + L_пт

Где L_л - длина линии по километражу (555 км);

L_ксп - суммарная длина комбинаций стрелочных переводов в горловинах разъездов по главному пути (0,2 км/км);

L_псп - длина путей от оси отсчета километров станций примыкания, до заднего стыка стрелочных переводов, ответвляющих новую линию (0,85 км);

L_уовс - длина участков с особым верхним строением пути

L_уовс = ??L_бм= 650+306+520+183+1060+433+205= 3357 м = 3,357 км;

L_пкс - длина путей концевой станции (2 км);

L_пт - длина вытяжного тупика (0,5 км).

L_лм=555*(1-0,2/14) - 0,85-3,357+0,5*2+0,5=544,36 км;

Среднее число сезонных (сдаточных) участков линии:

n_ул= ;

n_ул= = 7,25 8;

n_ул= = 6,97 7;

n_ул= = 6,48 7;

ориентировочно срок строительства линии в годах можно найти по формуле:

t_сл= t_сул + окрn_ул - 1;

где t_сул - срок строительства участка линии, 3,75 года (см. рис. 3)

окрn_ул - округленное значение числа участков;

1 год: работы подготовительного периода и устройство притрассовой автодороги.

2 год: устройство нижнего строения пути, включающее в себя: земляные работы и сооружение водопропускных сооружений.

3 год: устройство верхнего строения пути, балластировка, стабилизация пути.

4. 0,75 года: пуско-наладочные работы.

t_сл= 3,75 +8 - 1 = 10,75 года;

t_сл= 3,75 +7 - 1 = 9,75 года;

Условие не выполняется. Необходимо произвести пересмотр величин переменных, использованных ранее для построения функций Ф1 и Ф2. Предлагается изменить значения величин L_оф =20 км. Погрузку звеньев производить козловым краном. При новых значениях этих параметров выполняем пересчёт и построение функций Ф'1 и Ф'2

Протяженности Lул для значений объемом выработки Qмр.

L_ул= ;



Qмр	Lул
20	70,30
30	93,57
40	115,70
50	136,78
60	156,88

По полученным данным строим новую функциюФ₁

Произведенный расчет не дал нужного результата тогда предполагается использовать более быстрый стыкование звеньев при укладке и использование более производительный козловой кран вместо стрелового на погрузке звеньев.

Q_мр2= = = 83,5 зв/день;

Таблица 3.1. Значения t_омр, t_опз, К_омр, К_опз

Работы	Способы стыкования и погрузки путевых звеньев	Путеукладчик	Р50
			tомр	Копз
Монтаж РШР	Временные стыкователи	УК-25	1,046	0,12
Погрузка звеньев	Козловой кран	-	tопз	Копз
			0,365	0,103

Расчеты проводим для трех значений скоростей в интервале от минимальных до максимальных, находящихся в постоянном соотношении 0,5, что дает:

Таблица 4.1. Значения мсL_ул и опт Q_мр

V1/ V2	Vп	Lул2	мсLул	опт Qмр
10/20	16,92308	157,2915	103	34,5
12,5/25	21,15385	196,6144	109	37
15/30	25,38462	235,9373	118	41,5



n_ул= = 5,2 6;

n_ул= = 4,9 5;

n_ул= = 4,65;

t_сл= 3,75 +6 - 1 = 8,75 года;

t_сл= 3,75 +5 - 1 = 7,75 года;

Окончательно принимаем n_ул= 5 и пересчитываем L_ул для выбора скоростного режима:

L_ул= = = 109 км/год;

Для достижения годовой выработки на монтаже L_ул= 109 км/год необходимо обеспечить скоростной режим звеновозного поезда V₁=12,7 и V₂=25,2 км/ч при ежедневной укладке Q_мр= 83,5 зв/день (Прил. 1).

2.3 Проверка непротиворечивости предпосылок

Определение экстремальных показателей СУК проводилось при априорно принятом значении  мес., которое теперь может быть проверено. Для этого требуется вычислить сумму , в которой индексы означают: рд - разгрузка и дозировка балласта; пп - подъемка пути; вп - выправка пути. Следовательно, одна группа слагаемых представляет собой время нахождения в работе по разгрузке, подъемке, выправке пути, вторая - временные промежутки между полосами, включающими указанные работы, и линией конца балластировки на первый слой. Поскольку любая из работ выполняется один раз в сутки, занимая малую часть их, а любая последующая работа - в следующие сутки, правильнее принять к расчету целые дни, а не собственно продолжительность работ, что незначительно занизит фактически потребляемое время, но упростит расчет.

Однако для перехода от дневного к месячному исчислению времени, необходимо разделить слагаемые на число дней работы в месяц, которое зависит от ее характера. Для разгрузки балласта, имея ввиду непрерывность работы транспорта следует принять n_др.рб= 30,5, для прочих работ - обычный сменный режим пятидневной недели, при котором n_др.вп= 18 дн/мес. Следовательно:

Где n_зд.рб, n_зд.пп, n_зд.вп - число задействованных захваток по разгрузке балласта, подъемке и выправке пути;

n_зр.пб, n_зр.пп, n_зр.вп-то же, резервных захваток.

Противоречия не существует, если . При n_зд.рб= n_зд.пп= n_зд.вп =1, n_зд.рб= n_зр.вп = 5, n_зр.пп= 3, получается,  мес/км, что свидетельствует о наличии незначительного резерва времени, вполне оправданного для балластировки на первый слой. При послойной балластировке пути щебнем целесообразно принимать .

Также необходима проверка попадания запроектированной линии укладки в период года, благоприятный для ее проведения t_тс.мр. для этого необходимо выполнение двух условий:

Д_имр ? Д_итс.мр (1)

Д_имр = Д_итс.бп - = 3,8 - = 3,3 мес



3,3 > 2,7

Д_кмр ? Д_ктс.бп - (2)

Д_кмр= 9,9 - 0,8 - 0,2 = 8,9 мес.

8,9 < 10,3

Условия (1) и (2) выполняются, запроектированная линия укладки полностью попадает в благоприятный период (см. Прил. 1)

2.4 Ресурсы сборочно-укладочного комплекса

Потребная производительность сборки с учетом укладки звеньями станционных путей:

Q_сб=1,16 (Q_мр - 1)

Q_сб=1,16 (37 - 1)= 42

Число платформ в звеносборочном поезде с округлением в большую сторону до целого числа, кратного 2:

n_пл=[0,286 Q_мр]

n_пл=[0,286*37]= 12

Масса звеносборочного поезда:

m_пзв= К_трQ_мр + 23n_пл + m_л

m_пзв= 7,51*37 + 23*12 + 127= 680,87 т

Число n_лсук людей, занятых на всех операциях сборочно-укладочного комплекса при высоком темпе монтажа (60-80 км/год и более), невозможности пооперационных переходов рабочих в процессе монтажа и выправки пути, сборке звеньев в две смены с погрузкой в ночную смену для путеукладчика УК-25 105 человек.



3. Организация балластировочных работ

Предназначается для определения по темпу, продиктованному возможностями сборочно-укладочного комплекса:

- потребного объема прб V_б послойной балластировки сообразно с основными параметрами плана линии и распределением объема по слоям;

- числа n_вп вагонов для доставки балласта для каждого этапа балластировки;

- массы m_n балластного поезда, ведомого по строящейся линии типичным локомотивом;

- средней скорости V_с движения балластных поездов по действующей сети;

- средней скорости срV_бм балластного маршрута по действующей сети и строящейся линии;

- времени t_п погрузки балластного поезда в песчаном карьере или на щебеночном заводе;

- числа n_п балластных поездов, необходимых для доставки балласта от его источников;

- по силе тяги локомотива, развиваемой на руководящем уклоне;

- по числу вагонов в поезде;

- по наличному числу нал n_в вагонов для перевозки балласта;

- по возможности погрузочных средств;

- по степени использования Р_ипс подвижного состава в транспортных процессах балластировки пути.

3.1 Исходные данные

- объемные массы: песчаного балласта _п= 1,7 т/м³, щебеночного балласта _щ= 1,65 т/м³;

- грузоподъемность m_вн вагона: хоппер-дозатора 60 т;

- масса вагона брутто m_вб= 85 т;

- доля щебня в первом слое сравнительно со вторым равна К_бщ1 = 0,6;

- число рабочих дней в месяце n_др= 20 дней;

- коэффициент потерь балласта и запаса на осадку К_пб= 1,05;

- удельное время

ф_бп; ф_бщ1=ф_бщ2=ф_бп, мес./км;

ф_бп=; ф_бп==0,0509 мес./км;

- коэффициент К_дв= 1,2 дополнительного времени на погрузке балласта;

Характеристики производственной ситуации:

- удельный вес в прямых и кривых на строящемся участке, наиболее типичные радиусы, значения возвышения;

- расстояние L_с от станции примыкания до источника балластных материалов, длина L_л строящейся линии, L_мб - маршрута балластного, км:

L_л= 555 км;

= 77 км; = 555 + 77 = 632 км;

= 142 + 195 + 167 = 504 км; = 555 + 504 = 1059 км;

- руководящий уклон i_р= 8 ‰;

- коэффициент увеличения сопротивления движению на строящейся линии К_ус= 1,2;

- производительность Q_э погрузочного устройства, м³/ч:

При погрузке, осуществляемой экскаватором = 100 м³/ч,

При погрузке, осуществляемой через бункер = 300 м³/ч;

- локомотив, обслуживающий строительство - ТЭ-3;

- интервал между отправлением и прибытием балластных поездов на станцию примыкания t_иоп= 1 ч;

- время ожидания следования поезда t_осп= 0,5 ч.

- запас на неточность в пределах установленных норм планировки основной площадки для песка К_кпп= 1,15, для щебня учитывается добавкой V_щ= 50 м³/км.

3.2 Последовательность расчетов

1) Покилометровый рабочий объем балластных материалов:

Песчаной подушки: прб V_бп= К_кпп ??в_к ппрV_бп,

щебня первого слоя: ппр V_бщ1= К_бщ1 ??в_к ппрV_бщ + ?V_щ,

щебня второго слоя: ппр V_бщ2= (1 - К_бщ1) ??в_к ппрV_бщ + ??в_к ппрV_щя,

прб V_бп= 1,15*1253 = 1441 м³/км,

ппр V_бщ1= 0,6*2123 + 50 = 1324 м³/км,

ппр V_бщ2= (1 - 0,6)*2123 = 849 м³/км;

2) Количество вагонов в поезде с песком (щебнем), округляемое в большую сторону:

n_вп== = 43,

n_вщ1= = = 38,

n_вщ2= = = 24.

3) Масса поезда при тяге одной секцией тепловоза ТЭ-3:

m_n = = = 2051,5 т;



4) Допускаемое число вагонов в поезде:

доп n_ваг= m_n/m_вб ? [n_вп]: допn_ваг= = 48,

в связи с полученным значением возникает ограничение по тяге, требуется удвоение секций состава.

5) Средняя скорость в км/ч балластных поездов при движении по линиям действующей сети:

- в пределах одного отделения дороги: V_дс= 0,1L_c + 2,36*ln - 4,93

V_дс= 0,1*77+2,36*ln77 - 4,93 = 47,3 км/ч;

- в пределах одной дороги при переходах через границы отделений: V_дс= 0,713 = 0,713*504^0,483 = 14,4 км/ч.

Средняя скорость движения балластного поезда по строящейся линии принимается равной V₂=27 км/ч - средней скорости движения звеносборочного поезда по забалластированному пути;

Средняя скорость движения балластных поездов по сети и строящейся линии:

= = = 26,18 км/ч;

= = = 18,41 км/ч.

6) Время погрузки поезда в карьере:

t_п = = = 18,21 ч;

t_щ1 = = = 5,52 ч;

t_щ2 = = = 3,49 ч.

7) Число поездов, необходимое для доставки балласта:

n_п= = = 2;

n_щ1= = = 5;

n_щ2= = = 5.

8) Проверка ограничения по наличному числу вагонов: [n_вп] [n_п] ? нал n_в.

= 43*2 + 38*5 + 24*5 = 369

Нал n_в=430 шт.

Проверка: 396 < 430, условие выполняется, ограничений по наличному числу вагонов нет.



4. Организация строительства притрассовой автодороги

В организационно-технологическом отношении строительство притрассовой дороги близко к сооружению земляного полотна, поскольку здесь тоже приходится иметь дело с грунтами и сыпучими минеральными материалами. Объем земляного полотна автомобильной примерно в 3-5 раз меньше, чем железной дороги, но нагрузка от подвижного состава воспринимается легким слоем дорожной одежды, лежащей непосредственно на земляном полотне, что требует тщательного послойного уплотнения, предваряемого многократными планировками.

В земляное полотно принято укладывать грунт из водоотводных канав, но его бывает достаточно лишь для насыпей подъездных дорог. Для притрассовых дорог основную часть грунтов требуется завозить из карьеров, притом на значительно большие расстояния, чем для ж.д. земляного полотна. Выемок стремятся по возможности избегать; как источник грунта на трассе, они, обычно не имеют значения. В целом, работы по строительству автомобильных дорог, хотя и близки к земляным, но отличаются тонкослойностью конструкционных слоев и малыми заглублениями в основание. Работы такого рода практически не допускают зимнего исполнения, поэтому не могут выходить за пределы теплого сезона с положительными суточными температурами, т.е. время t₄-t₃, составляющее лишь часть года.

В сооответствии со СНиП автомобильные дороги IV-V категории при протяженности 25-50 км должны сооружаться за 12 мес. Это возможно только при ведении работ на широком фронте без потерь времени теплого сезона, что требует начала земляных работ всеми подразделениями одновременно. При строительстве притрассовой дороги целесообразно ориентироваться на меньшее значение нормативного срока и повышенное насыщение линейных фронтов, чтобы избежать укладки дорожной одежды в холодный сезон.

Располагая большим числом транспортных средств, дорожно-строительные подразделения способны выполнить за зимний период до начала года работы по завозу материалов на строительные площадки участка, т.е. обеспечить эксплуатацию построенной дороги.

Выделяя на строительство притрассовой автодороги один календарный год, нельзя терять и зимнего периода в его начале. Обычно приступают к строительству снежно-ледового зимника вдоль трассы автомобильной дороги с ледовыми переправами через водные преграды.

Наличие зимника позволяет приступить к строительству водопропускных сооружений и устройств автомобильной дороги, завозу на промежуточные склады материалов дорожной одежды и грунтов, которые обычно располагаются на расстоянии около 10 км. С наступлением положительных среднесуточных температур развертываются осуществляемые потоком работы по сооружению земляного полотна и дорожной одежды.

Для данных условий строительства (ст. Демидов, Московская обл.) целесообразно принять четыре дорожно-строительно-эксплуатационных подразделения с параллельным выполнением работ. [3]



5. Организация работ по сооружению земляного полотна

Земляные работы - комплекс работ по возведению земляного полотна, земляных сооружений и другого преобразования грунтов.

5.1 Исходные данные

1. Коэффициент эффективности организации земляных работ:

К_э= (-0,15)

2. Удельное время разворачивания и сворачивания земляных работ: ф_р=ф_т= 0,02 мес/км

3. Отношение покилометрового рабочего объема к профильному: б=0,91

4. Покилометровый профильный объем:

V_пп=