Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Сооружение земляного полотна является наиболее важной частью комплекса работ по строительству железной дороги. Это обусловлено многими факторами, основными из которых являются:

- наиболее высокая доля стоимости и трудоемкости работ в общем комплексе;

- большая сложность выполнения работ, ввиду многообразия природных факторов, влияющих как на конструкцию, так и на способы сооружения;

- значительное увеличение стоимости и трудоемкости сооружения в сложных природных условиях (в районах распространения переувлажненных грунтов и болот - в 5-6 раз по сравнению с обычными, в условиях вечномерзлых грунтов - в 8-10 раз);

- линейная протяженность работ и первоочередность их выполнения по сравнению с другими объектами.

Большое разнообразие возможных вариантов распределения земляных масс и способов выполнения работ, в значительной степени обусловливающих их стоимость и трудоемкость, делают очень важным умение грамотно планировать производство земляных работ.

Большое разнообразие возможных вариантов распределения земляных масс и способов выполнения работ, в значительной степени обусловливающих их стоимость и трудоемкость, делают очень важным умение грамотно планировать производство земляных работ.

1. Подготовка исходных данных

1.1 Построение продольного профиля

Исходными данными для составления проекта производства работ (ППР) по сооружению земляного полотна (ЗП) железной дороги является:

· Категория дороги;

· Подробный продольный профиль (вариант №35);

· Поперечные профили - типовые;

· Характеристика грунтов полосы отвода и ландшафта;

· Общий срок выполнения работ - 3 летних месяца;

По данным писаного профиля земляного полотна участка железной дороги построен продольный профиль (М_В 1:500; М_Г 1: 1000), (чертёж 1).

На нулевом пикете проектная отметка принимается равной отметки земли. Проектные отметки сначала рассчитываются на переломах проектной линии, а затем во всех характерных точках.

Н_к+1=Н_к±i*l,

где i - ‰. l - км.

Рабочие отметки определяются для каждой характерной точки как разность между проектной отметкой и отметкой земли.

Н_раб=Н_пр-Н₃

Результаты вычислений снесены в таблицу 1.1.

Таблица 1.1

Пикеты и плюсы	Отметки
	Земли	Проектные	Рабочие
			Насыпь	Выемка
0 1 +40 2 3 +60 4 5 6 +30 7 8 9 +50 10 +40 11 12 +35 13 14 +45 15 +50 16 +30 17 18 +70 19 20 +70 21 +40 22 +50 23 24 +70 25 +50 26 +40 27 +50 28 29 30	181,00 177,90 177,00 178,15 173,50 172,80 175,95 178,40 188,00 192,00 191,70 192,50 187,30 180,00 178,35 178,30 177,90 177,60 177,80 177,95 178,30 178,60 179,00 180,00 180,40 180,80 183,00 184,00 185,00 185,10 185,50 185,60 185,80 184,00 183,00 180,10 178,00 176,30 177,50 181,30 186,90 190,15 190,20 193,60 193,80 198,90 196,70 189,60	181,00 181,00 181,00 181,00 181,00 181,00 181,00 181,00 180,80 180,74 180,60 180,40 180,20 180,10 180,00 180,08 180,20 180,40 180,47 180,60 180,80 180,89 181,00 181,30 181,60 181,78 182,20 182,80 183,22 183,40 184,00 184,35 184,50 184,70 185,00 185,25 185,50 186,00 186,42 186,60 186,90 187,20 187,44 187,80 188,10 188,40 189,00 189,60	0 2,1 2 2,85 7,5 8,2 5,05 2,6 1,6 1,78 2,3 2,8 2,67 2,65 2,5 2,29 2 1,3 1,2 0,98 0,7 5,15 7,5 9,І 8,92 5,3	7,2 11,6 11,1 12,1 7,1 0,1 0,8 1,2 1,78 1,7 0,5 1,25 1 0,8 0,00 3 2,76 5,8 5,7 10,5 7,7 0,00

1.2 Поперечные профили

В данном проекте принимают типовые поперечные профили, для самой глубокой насыпи (ПК2) и самой глубокой выемки (ПК8). В масштабе М 1:200 ширину земляного полотна однопутных линий на перегонах принимают в зависимости от категории дороги.

Ширина земляного полотна

Категория дороги	Ширина земляного полота, м, при грунтах
	Глинистых, песках не дренирующих, мелких и пылеватых, скальных легковыветривающихся	Скальных слабоветривающихся, песках дренирующих (кроме мелких и пылеватых)
I и II	7.6	6.6
III	7.3	6.4
IV	7.1	6.2

В данном проекте ширину земляного полотна принимаем В=7,6 м.

Заложение откосов насыпи (до 6 м) и выемок m=1:1.5.

Поперечные профили показываются на косогорных участках с косогорностью 1:7.

Технические условия, влияющие на поперечник земляного полотна.

Вид поперечного профиля земляного полотна зависит от:

1. Грунта;

2. Категории дороги;

3. Количество путей;

4. План участка, на котором проектируем;

5. Рабочие отметки участка.

1.3 Определение положения характерных точек

1.3.1 Определение положения нулевых точек

Нулевые места - точки продольного профиля где проектная отметка равна земле или точки перехода из насыпи в выемку и наоборот.

Используя свойства подобия треугольников составлена пропорция.

Рис. 1.1

где x - расстояния от отметки H₁ до нулевой точки, м;

й - расстояние участка, на котором определяем нулевую точку, м;

H₁, H₂ - рабочие отметки начала и конца участка, м.

Пикетное положение нулевой точки находится сложением пикетного положения нулевой точки сложением пикетного положения поперечника с отметкой H₁.

Используя формулу и данные таблицы 1.1 результаты вычислений занесём в таблицу 1.2.

Таблица 1.2

Положение элемента	, м	, м	, м	Х, м	Положение нулевой точки
ПК5-ПК6 ПК9-ПК10 ПК16-ПК17 ПК21-ПК22 ПК21-ПК22 ПК22-ПК23 ПК25-ПК26	100 50 70 40 60 50 50	2,60 0,1 0,98 1 0,7 0,8 5,3	7,20 1,6 0,8 0,7 0,8 5,15 3	26,53 2,96 38,54 23,53 51,53 6,72 50,00	ПК5+26,53 ПК9+50+2,96 ПК16+30+38,54 ПК21+23,53 ПК21+40+51,53 ПК22+6,72 ПК25+50,00

1.3.2 Определения положения границ насыпей с отметкой 6 и 12 метров

Границы высоких насыпей определены по рабочим отметкам H₁, H₂, между которыми находится граница высокой насыпи. Согласно рисунку 1.2 имеем:

где x - расстояния до нулевой точки, м;



Рис. 1.2

й - расстояние участка, на котором определяем нулевую точку, м;

H₀ - граница высокой насыпи 6 или 12 метров;

H₁, H₂ - рабочие отметки начала и конца участка, м.

Используя данные таблицы 1.1 и по формуле рассчитаны границы высоких насыпей. Результаты занесены в таблицу 1.3.

Таблица 1.3

Положение элемента	, м	, м	, м	Х, м	Пикетное положение
ПК2-ПК3 ПК3-ПК4 ПК5-ПК6 ПК7-ПК8 (12) ПК8-ПК9 (12) ПК9-ПК10 ПК22-ПК23 ПК24-ПК25 ПК27-ПК28 ПК29-ПК30	100 40 100 100 100 50 50 30 50 100	2,85 8,2 2,6 -11,1 -12,1 7,1 5,15 8,92 -5,7 -7,7	7,5 5,08 -7,2 -12,1 7,1 0,1 7,5 5,3 -10,5 0	67,74 29 73,91 90 2 7,86 18,09 24,10 3,13 22,08	ПК2+67,74 ПК3+29 ПК5+73,91 ПК7+90 ПК8+2 ПК9+7,86 ПК22+18,09 ПК24+24,10 ПК27+3,13 ПК29+22,08

1.3.3 Определение рабочих отметок точек начало кривой и конца кривой

В точках начала и конца кривой были определены рабочие отметки, интерполяцией по рабочим отметкам соседних поперечников (смотри рисунок 1.3).

Рис. 1.3

где H - рабочая отметка начало либо конца кривой, м;

l - расстояние от границы элемента до начала и конца кривой, м;

H₁, H₂ - рабочие отметки начала и конца участка, м;

L - расстояние между отметками границ элемента, м.

Использовав формулу рассчитаны рабочие отметки чала и конца кривой. Результаты всех вычислений снесены в таблицу.

· Пример решения:



Таблица 1.4

Номер кривой	Граница кривой	Пикетное положение расчетного элемента	Пикет НК и КК	, м	, м	, м		, м
	2	3	4	5	6	7	8	9
1	НК	ПК2- ПК3	ПК2+43	2,85	7,5	43	100	4,85
	КК	ПК4-ПК5	ПК4+55	5,05	2,6	55	100	3,7
2	НК	ПК13-ПК14	ПК13+30	2,65	2,5	30	100	2,61
	КК	ПК16-ПК17	ПК16+50	1,2	0,98	50	100	1,09
3	НК	ПК23-ПК24	ПК23+30	7,5	9,4	30	100	8,07
	КК	ПК26-ПК27	ПК26+60	-2,76	-5,8	600	100	4,58

2. Расчёт объёмов земляных работ и составление попикетной ведомости земляных работ

2.1 Аналитический метод расчёта объёмов земляного полотна

Понятие объёмов земляных работ в зависимости от цели рассмотрения имеет несколько разновидностей.

При составлении рабочих чертежей и смет различают три вида объёмов:

1. Профильный;

Объём откосов земляного полотна, подсчитанные по рабочим отметкам насыпи и выемок.

2. Рабочий;

Объёмы грунта, которые необходимо разработать, чтобы соорудить земляное полотно (сумма объёмов выемок, резервов, карьеров).

3. Дополнительный.

Объёмы земляных работ, разрабатывающиеся для устройства сооружения не входящих в насыпи и выемки (Банкеты, кавальеры, бермы и т.д.).

Профильный объём на участке между двумя соседними поперечниками называют частным объёмом.

При составлении проектной документации профильный объем обычно представляют в виде попикетных объемов, которые получаются суммированием частных объемов между поперечниками предыдущего и данного пикета. При этом объемы насыпей и выемок представляются отдельно.

2.2 Расчёт объёмов на ЭВМ

Основные объемы земляных работ рассчитываются с использованием ЭВМ, расчёт выполняется по программе «Пропоз - 2» при принятой ширине земляного полотна В=7.6 м. Для чего заполняется макет исходных данных (таб. 1.5). В макет заносятся: ширина основной площадки, отметки всех характерных точек продольного профиля, расстояния между этими отметками, нулевые точки, границы высоких насыпей. Отметки выемок заносятся со знаком минус. Результаты расчетов приведены в (таб. 1.6).

2.3 Профильный объём равен

W_проф.=W_н+W_в=92939,35+162477,12=255416,47 м³.

При этом объем земляных работ на 1 км равен.

2.4 Расчёт частных объёмов при возведений насыпей

Расчёт ведётся по формуле, предложенной Ф.Ф. Мурзо:

а) Для насыпи высотой до 6 м. (м³)

где b - ширина основной площадки земляного полотна, м;

l - расстояние между поперечниками с H₁ и H₂, м;

H₁, H₂ - рабочие отметки первого и второго поперечника, м;

m₀ - показатель крутизны откосов;

S_сп - площадь поперечного сечения сливной призмы, м²;

б) Для насыпи высотой более 6 м.

в) Расчёт частных объёмов для выемок.

где B - ширина основной площадки, увеличенная на ширину двух кюветов и двух полок;

l - расстояние между поперечниками с H₁ и H₂, м;

H₁, H₂ - рабочие отметки первого и второго поперечника, м;

m₀ - показатель крутизны откосов;

S_сп - площадь поперечного сечения сливной призмы, м²;

S_k - площадь поперечного сечения кювета, м².

В проекте требуется рассчитать объемы аналитическим методом для шести элементарных участков (трёх по насыпи трех по выемке).

· Определим площадь сливной призмы (S_сп) по формуле:

;

· Определение S_к площадь поперечного сечения кюветов.

· Рассчитаем объемы для трёх насыпей:

1. Пикет 2

Дано: H₁=2,85 м; H₂ =7,5 м; l =100 м; m₀=1,5;

100=8294 м³

2. Пикет 11

Дано: H₁=2,3 м; H₂ =2,8 м; l =100 м; m₀=1,5;

100=2990,75 м³

3. Пикет 23

Дано: H₁=7,5 м; H₂ =9,4 м; l =100 м; m₀=1,5;

100=17401,81 м³

· Рассчитаем объемы для трёх выемок:

1. Пикет 8

Дано: В=11.7 м; S_к=0.78 м²; S_сп=0.74 H1=7,5 м; H₂ =9,4 м; l =100 м; m₀=1,5;

100=25738,25 м³

2. Пикет 19

Дано: В=11.7 м; S_к=0.78 м²; S_сп=0.74 H1=1,7 м; H₂ =0,5 м; l =100 м; m₀=1,5;

100=1601,25 м³

3. Пикет 28

Дано: В=11.7 м; S_к=0.78 м²; S_сп=0.74 H1=10,5 м; H₂ =7,7 м; l =100 м; m₀=1,5;

100=23521,25

2.5 Расчёт поправок

2.5.1 Расчёт поправок на уширении земляного полотна в кривых участках пути

В кривых участках пути земляного полотна уширяется в наружную сторону, по сравнению с прямыми на величину ?b_кр.

Рис. 1.4

Величина уширения основной площадки зависит от:

1. Категории дороги.

2. Радиуса кривой.

Для данного случая дороги первой категории составлена таблица:

Величина уширения земполотна.

Таблица 1.7

Радиус кривой, м	Уширение, м
Категория дороги I-IV
3000 и более	0,2
2500-1800	0,3
1500 - 700	0,4
600 и менее	0,5

Увеличение объёма рассчитывается для каждого элементарного участка в пределах кривой по формуле:

где ?b_кр - уширение основной площадки земляного полотна, м;

l_кр - длина элементарного участка в пределах кривой, м;

H₁, H₂ - рабочие отметки в начале и в конце элементарного участка, м.

· Пример:

Дано: H₁=4,85 м., H₂=7,5 м., l_кр=57 м., ?b_кр=0,4 м.

м³.

Результаты вычислений поправок уширения кривых участков пути приведены в таблице.

Таблица 1.8

Номер кривой	Пикетное положение элементов	Н1, м	Н2, м	lкр, м	?Vкр, м3
1 R=900 ?bкр=0,4	ПК2+57-ПК3 ПК3-ПК4 ПК4+55	4,85 7,5 5,05	7,5 5,05 3,7	57 100 55	140,8 251 96,3
2 R=1200 ?bкр=0,4	ПК13+70-ПК14 ПК14-ПК15 ПК15-ПК16 ПК16+50	2,61 2,5 2 1,2	2,5 2 1,2 1,09	70 100 100 50	244,6 90 64 22,9
3 R=700 ?bкр=0,І	ПК23+70-ПК24 ПК24-ПК25 ПК25+50 ПК25+50-ПК6 ПК26+60	8,07 9,4 5,3 0 2,76	9,4 5,3 0 2,76 4,58	70 100 50 50 60	244,6 294 53 27,6 88,1

2.5.2 Расчёт поправок на косогорность

Объем поправок на косогорность ?V_кос рассчитывается по формуле:

где V - объём на участке, подсчитанный по формулам Мурза, м³;

К_пк - коэффициент косогорности;

b - ширина основной площадки, м;

m₀ - показатель крутизны откосов.

Коэффициент косогорности подсчитывается по формуле:

m₀ и m_k - показатели крутизны соответственно откоса насыпи и косогора.

Объем поправок на косогорность учитывается при крутизне откоса 1:10 и более. При меньшей крутизне увеличение объема, в ввиду его незначительности обычно пренебрегают. В курсовом проекте необходимо рассчитать дополнительный объем работ от косогорности для четырех элементарных участков: для двух насыпей и для двух выемок. Один элементарный участок для самой высокой насыпи и один элементарный участок для самой глубокой выемки.

В данном проекте косогорность 1:7.

m₀=1.5, m_k=7.

Делаем расчет поправок на косогорность:

· Для двух элементарных участков насыпи.

1. Пикет 24.

м³

2. Пикет 3

м³

· Для двух элементарных участков выемки.

1. Пикет 8

м³

2. Пикет 28

м³

2.6 Составление попикетной ведомости

Это ведомость составляется по результатам вычисления пункта 3. Ведомость учитывает:

а). Основные объёмы (частные);

б). Поправки на уширение в кривых участках и косогорность;

в). В ведомость заносится суммарный объём земляных работ на пикетах с учётом поправок.

Ведомость попикетных объёмов.

Таблица 1.9

Пикетное положение	Объемы на элементарных участках, м3	Объем на пикетах, м3
	Основной объем	поправки	всего
	насыпь	выемка	насыпь	выемка	насыпь	выемка	насыпь	Выемка
0+100	1092,75				1092,75		1092,75
1+40 1+60	905,10 1685,02				905,10 1685,02		2590,12
2+68 2+32	4402,00 3892,73		140,8		4402,00 4033,53		8435,53
3+60 3+29 3+11	9520,05 3939,89 974,97		501,48		14936,39		14936,39
4+100	5250,88		96,3		5347,18		5347,18
5+27 5+47 5+26	371,49	2597,25 3797,07			371,49	2597,25 3797,07	371,49	6394,32
6+30 6+70		7457,33 23119,78				7457,33 23119,78		30577,11
7+90 7+10		30566,03 3632,23				30566,03 3632,23		34198,26
8+2 8+92		726,45 25011,81		1251,07		726,45 25011,81		26989,32
9+8 9+42 9+3 9+47	381,30	1131,23 2348,15 4,18			381,30	1131,23 2348,15 4,18	381,30	3483,56
10+40 10+60	714,99 1351,36				714,99 1351,36		2066,35
11+100	2990,75				2990,75		2990,75
12+35 12+65	1146,28 2042,07				1146,28 2042,07		2042,07
13+100	3010,74		71,5		3082,24		3082,24
14+45 14+55	1239,93 1317,61		90		2647,54		2647,54
15+50 15+50	871,38 629,38		64		1564,76		1564,76
16+30 16+39 16+31	324,44 190,65	186,79	28,9		543,99	186,79	543,99	186,79
17+100		1487,20				1487,20		1487,20
18+70 18+30		1584,69 787,19				1584,69 787,19		945,88
19+100		1601,25				1601,25		1601,25
20+70 20+30		877,54 486,71				877,54 486,71		1364,25
21+24 21+16 21+28 21+32	60,07 102,13	172,18 190			60,07 102,13	172,18 190	162,2	172,18 190
22+7 22+43 22+18 22+32	1453,07 1624,91 3850,50	39,90			1453,07 1624,91 3850,50	39,90	6928,48	39,90
23+100	17401,80		244,6		17646,41		1764,41
24+70 24+24 24+6	13911,95 3434,60 540		990,08		18876,63		18876,63
25+66 25+36	2313,95	786,97	70,2	18,6	2384,15		2384,15	805,57
26+40 26+60		1913,05 4848,62		88,1		6849,77		6849,77
27+50 27+3 27+47		5970,63 382,99 9582,22				5970,63 382,99 9582,22		15935,84
28+100		23521,25		1176,54		24697,79		24697,79
29+22 29+78		3395,08 4271,38				3395,08 4271,38		7666,46
Итого	92939,35	162477,12	2171,14	2534,31	140960,16	107804,96	143131,3	110339,27

2.7 Составление ведомости откорректированных объемов

Корректировка попикетных объемов основана на необходимости срезки растительного слоя под основанием насыпи и верха выемки. Этот грунт в последствии применяется при рекультивации, восстановлении нарушенных земель и также для укрепления откосов сооружений, рекультивации карьеров и других отделочных работ.

Объем срезаемого грунта подсчитывается по фактическим площадям и толщине плодородного слоя. По выемкам срезка уменьшает объем грунта (см. рис. 1.5).

Рис. 1.5

В насыпи потребный объем грунта увеличивается по сравнению с профильным (см. рис. 1.6.).



Рис. 1.6

После определения объема срезки на участках составляется ведомость откорректированных объемов, где попикетные объёмы приняты по таблице 2.

Ведомость откорректированных объемов земляных работ.

Таблица 2

пикеты	Профильный объем, м3	Объем срезки, м3	Откорректированный объем, м3	По массивный объем, м3
	насыпь	выемка	насыпь	выемка	насыпь	выемка	насыпь	выемка
1	1092,75		215		1307,75
2	2590,12		300,5		2890,62
3	8435,53		462,5		8898,03
4	14936,39		528,5		15464,89
5	5347,18		381,5		5728,68
6	317,49	6394,32	80,52	335,02	452,01	6059,3	34741,98
7		30577,11		789		29789,11
8		34198,26		936		3326,26
9		2699,32		822		26167,32
10	318,30	3483,56	100	226,5	281,3	325,06		68598,05
11	2066,35		269		3335,35
12	2990,75		305		3295,75
13	2042,07		315,5		2357,57
14	3082,24		306,5		3388,74
15	2647,54		287		2934,54
16	1564,79		248		1812,79
17	543,99	186,79	131,6	66	730,78	120,79	18136,82
18		1487,20		300		1187,2
19		945,88		327		618,88
20		1601,25		306		1295,25
21		1364,25		285		1079,25
22	162	172,18 190	6,79	69,53 128	168,99	102,65 62	168,99	4404,02 62
23	6928,48	39,90	351,67	17,74	7244,15	22,16		22,16
24	17646,41		659		18305,41
25	18876,63		593		19469,63
26	2384,15	805,57	206,04	1138	2590,19	694,19	47528,38
27		6849,77		507		6345,77
28		15935,84		729		15206,84
29		24697,79		786		23911,79
30		7666,46		471		7195,46		53354,05

3. Формирование производственных участков с выбором комплексов машин

земляной полотно машина дорога

При проектировании производства работ по сооружению ЗП на участке железной дороги решается задача выбора наиболее рационального варианта разбивки его на производственные участки и подбора комплексов машин для выполнения работ на них. Решение ее зависит от многих факторов, основными из которых являются наличие и характер грунтов для сооружения насыпей, дальность транспортирования, производственно-технические возможности имеющихся землеройных машин. Основными критериями выбора того или иного варианта в большинстве случаев являются трудозатраты и стоимость работ.

В первую очередь определяются возможные источники грунта для сооружения насыпей. Это могут быть выемки, резервы, карьеры. Предпочтение отдается выемкам, так как в этом случае рабочий объем уменьшается в два раза. Но при этом учитывается дальность транспортировки грунта и окончательный выбор осуществляется на основании технико-экономического сравнения.

Одновременно с определением источников грунта для насыпей выбираются ведущие машины комплекса и средства транспортирования и устанавливаются границы производственных участков.

3.1 Распределение земляных масс

Распределение земляных масс - задача многовариантная, требует определенных практических навыков при решении. Она может решаться с помощью различных математических методов и ЭВМ.

В данном проекте эту задачу решают приближенно, на основании балансов объемов насыпей и выемок, принимая условно, что грунты выемок пригодны для отсыпки в насыпь. В случае недостатка грунта в выемках он добавляется из резервов, если есть возможность их закладки, и из карьеров. При избытке грунта в выемках он отсыпается в кавальер или отвал. Задача решается с использованием диаграммы попикетных объемов и кумулятивной кривой.

3.2 Построение диаграммы попикетных объемов

По данным ведомости откорректированных объёмов (таб. 2) построена диаграмма попикетных объемов, откладывая по оси абсцисс насыпи и выемки из колонок откорректированного объёма. Насыпи отложены вниз, выемки вверх.

Примечание: на пикетах, где расположены точки нулевых работ, откладываются значения и выемок и насыпей. Масштаб указан на диаграмме.

3.3 Построение кумулятивной кривой

Кумулятивная кривая - это ломаная линия, значение ординат которых показывают суммарный объём грунта на пикетах от начала трассы до данного пикета включительно.

Особенности кумулятивной кривой:

1. Восходящая ветвь кривой показывает объём выемок, а нисходящая - объёмы насыпей. Поэтому при суммировании объёмы выемок прибавляются, а объёмы насыпей вычитаются.

2. Точка нулевых работ - это точка перегиба кумулятивной кривой.

3. Точка пересечения кумулятивной кривой с нулевой линией - это точка равных объёмов.

4. Разность двух смежных ординат кривой равна объёму земляных работ на участке, ограниченном этими ординатами.

5. Любая горизонтальная хорда, отсекающая ветви параболы, определяет баланс объёмов насыпей и выемок в пределах участка продольного профиля. Замкнутая фигура заключает в себе равные объёмы насыпей и выемок.

С использованием кумулятивной кривой решаются следующие задачи:

1. Определение пикетного положения точек, соответствующих границам участков со сбалансированными объемами работ.

2. Определение однородных участков для последующего применения на них рациональных землеройно-транспортных комплексов машин.

3. Определение дальности продольного перемещения грунта на каждом назначенном участке.

4. Выявление необходимости дополнительных источников грунта (карьеры, резервы) или устройства кавальеров, отвалов.

Если на участке объёмы выемок больше объёма насыпей, то кумулятивная кривая в конце участка будет располагаться выше нулевой линии на величину разности объёмов. А если на участке преобладают насыпи, то кумулятивная кривая в конце участка будет располагаться ниже линии нулевых работ.

Процесс распределения земляных масс сводится к разбивке трассы на рабочие производственные участки.

Принципы распределения земляных масс и разбивки трассы на рабочие участки:

1. Если грунты, залегающие в выемках пригодны для отсыпки в насыпь (в данном проекте все грунты пригодны для отсыпки насыпей), то наиболее рационально выемки разрабатывать в близлежащие насыпи. Это приводит к продольному перемещению грунта, что наиболее экономически выгодно.

2. Грунты из выемок, не отсыпанные в насыпь, в случае их избытка отсыпаются в кавальеры, при условии возможности их устройства. Если таких условий нет (например, когда трасса проходит через населённый пункт), то лишний грунт увозят в отвал. Отвал устраивается как можно ближе к трассе (в данном проекте расстояние до отвала - 2000 м.).

3. При отсыпке насыпи поступают аналогично. В случае недостатка грунта, недостающий грунт отсыпается в насыпь из резервов. Если резервы по объёму не дают требуемого объёма грунта, то недостающий грунт привозится из карьера (в данном проекте расстояние до карьера - 2000 м.).

В данном проекте устройство кавальеров и резервов возможно при прохождении трассы через пашню, луга, кустарники, лес. Используя продольный профиль трассы, кумулятивную кривую и её свойства, учитывая принципы распределения земляных масс был сформирован вариант распределения земляных объемов, на котором обозначены рабочие участки, границы этих участков и дальность перемещения грунта.

3.4 Расчет дальности перемещения грунта

Средняя дальность продольного перемещения грунта на участках сбалансированных объемов работ (транспортировка грунта из выемки в насыпь) определяется по формуле:

где S - площадь, ограниченная кривой распределения и горизонтальной хордой

h - это максимальная ордината в данном сегменте.

· Пример расчета на участке I:



Рис. 1.7

м.

При возведении насыпи из резерва дальность транспортировки определяется как расстояние между центрами масс резерва и насыпи с учетом расстояний между въездами, которое принимаем по /таблица 6, 4/. Схема показана на рисунке 3.1, при этом глубина резервов принимается не более 2 м, а ширина поверху - не более 20 м.

Для перемещения из выемки в кавальер расстояние определяется аналогично, при этом высота кавальеров принимается не более 3 м, а ширина поверху - не более 10 м.

Дальность транспортирования определяется по соответственным схемам поперечный профилей.

После выявления излишка грунта проверяется возможность устройства кавальеров.

Принцип расчёта:

1. Проверяется возможность устройства одностороннего резерва.

а) Для этого определяется S_{кавальера} исходя из его максимальных размеров, и умножается на длину участка, полученный объём сравнивается с объёмом излишка грунта.

б) Если V_кав.> V_выемки, тогда возможен односторонний кавальер.

в) Если V_кав.< V_выемки, тогда проверяется возможность устройства двустороннего кавальера.

г) Если 2·V_кав.< V_выемки, тогда грунт отвозим в отвал.

д) Если 2·V_кав.> V_выемки, тогда возможен двусторонний кавальер.

3.5 Выбор комплексов машин для производства землеройных работ

Для каждого из определённых участков на схеме распределения выбирается ведущая землеройная машина. При этом учитывается рекомендации, в зависимости от вида распределения.

1. Перемещение грунта из выемки в насыпь.

· Бульдозерный комплекс l_тр=50-70 м. Ограничение высотой насыпи - h_р =1,5-2 м.

· Скрепер прицепной при l_тр=400-500 м.

· Скрепер самоходный при l_тр=500-2000 м.

· Экскаваторный комплекс при l_тр>2000 м.

Составы комплексов принимаются по /приложение 1, 4/, при этом следует стремиться к тем комплексам, которые не требуют применения автотранспорта. Желательно достигать однообразия применяемых машин. Предпочтительнее мобильные машины средней мощности 0,65-1,25 м³, скреперы прицепные - 6-10 м³, скреперы самоходные - 10-15 м³, бульдозеры - 75-108 кВт, автосамосвалы - 7-14 т.

2. Перемещение грунта из карьера в насыпь. Применяется экскаватор прямая лопата, который ставится в карьере с автосамосвалом.

3. Перемещение грунта из выемки в отвал. Применяется экскаватор обратная лопата или драглайн совместно с автосамосвалом.

4. Перемещение грунта из выемки в кавальер. При высоте рабочей отметки больше технических возможностей экскаватора - этот комплекс машин не применяется. При h_р1,5 м применяется бульдозерный комплекс. В остальных случаях применяются скреперные комплексы.

5. Перемещение грунта из резерва в насыпь. Аналогично п. 4.

Результатом выполнения данного раздела проекта является таблица 2.1

Итоговое распределение объемов земляных работ.

Таблица 2.1

Вид работ	Номера однородных участков	Средства механизации	Характеристика грунтов	Объемы земляных работ при дальности транспортировки, м3
				До 100 м	До 500 м	До 2000 м
Разработка грунта из выемки в насыпь	1	Скрепер прицепной (q=10м3)	Суглинок Лёгкий I группа		34741,98
	3	Скрепер прицепной (q=10м3)	Суглинок Лёгкий I группа Суглинок тяжелый II группа		8136,82
	4	Скрепер прицепной (q=10м3)	Суглинок тяжелый II группа Глина Твердая II группа		4404,02
	6	Скрепер самоходный (q=10м3)	Глина Твердая II группа		27569,94
Разработка грунта из выемки в отвал	2	Экскаватор драглайн	Суглинок Лёгкий I группа			15720,25
	7	Экскаватор драглайн	Глина Твердая II группа			15720,25
Разработка грунта из карьера в насыпь	5	Экскаватор прямая лопата (q=0,65 м3) с автосамосвалом	Суглинок тяжелый 1750 кг/м3, 2 группа			25784,14

3.6 Обоснование выбора ведущей машины в специализированном отряде

В каждый комплекс включаются ведущие землеройные машины, а затем выбираются вспомогательные. Сопоставимые по составу комплексы сравниваются по технико-экономическим показателям (ТЭП). В этих комплексах ведущие машины должны отличаться мощностью и производительностью.

Порядок расчета.

1. Рассчитывается контрольный темп отряда:

где W_i - объем земляных работ i-го вида, м³

T_p - расчетное время выполнения i-го вида работ, смена.

,

где T_k - календарная продолжительность работы (директивный срок), 92 дня.

T₁ - количество выходных дней, 26 дней.

T₂ - ремонтные или профилактические работы машин, T₂=0.04 T_k=3,68

T₃ - количество дней на простои по организационным причинам и переходе с объекта на объект, 0,045 T_k=4,14_.

T₄ - количество нерабочих дней по метеоусловиям, 7-8% от T_k или (0,07-0,08) T_k=6,44

k_см - коэффициент сменности, количество смен в сутки. (k_см=2)

Т_р=(92-26-3,68-4,14-6,44)*2=104.

разработка грунта из

выемки в насыпь.

2. В каждый комплекс назначаются вспомогательные машины.

· Отряд скреперов: бульдозер (разравнивание), рыхлитель прицепной (при необходимости), пневмокаток с тягачом (при отсыпке насыпей).

· Отряд экскаваторов при отсыпке насыпи автосамосвалами:

автосамосвалы,

бульдозер на тракторе 75 кВт,

автогрейдер,

грунтоуплотняющая машина.

· Экскаваторный комплекс при работе в отвал:

бульдозер,

грунтоуплотняющая машина или каток с трактором.

3. По ЕниР (сборник 2 выпуск 1,» Земляные работы») определяется производительность ведущей машины по формуле:

где Т_см - продолжительность смены в часах (8 часов),

W_ед - объем работ в единицах измерения (по ЕНиР) (100м³),

Н_вр - норма времени на единицу измерения (по ЕНиР)

4. Определяется потребное количество машин для обеспечения конкретного темпа:

Полученное значение N округляют в большую сторону. Допускается округление в меньшую сторону, но перевыполнение не должно быть более 20%. Для принятого количества ведущих машин (N') определяется расчетный темп работы j-го отряда:

Выбор отряда производится по следующим ТЭП:

5. Прямые затраты на разработку 1 м³ грунта (руб.).

6. Выработка грунта на 1 рабочего

7. Коэффициент внутрисменной загрузки машин.

Для оценки ТЭП сравниваем 2 отряда на 1 участке.

Отряд №1

Скрепер прицепной q = 10м³ (ДЗ - 26)

Разработка грунта из выемки в насыпь

L_тр=315,6 м.

Грунт I - группы.

Расчет ведем по формулам приведенных выше;

Н_вр=0,95+0,05*21,56=2,03 машин/час.

,

отсюда - берем 1 скрепер.

q_j=1395=395 м³/смен

Бульдозер ДЗ - 53 на тракторе Т - 180

L_тр=175,41 м.

Мощность 132 кВт

Н_вр=0,53 машчас

Самоходный каток ДУ-31А ДУ-29

Тип: на пневматических шинах

Ширина полосы: 1,9 м 2,22 м

Толщина слоя: до 0,35 м до 0,4 м

Мощность: 66 кВт 96 кВт

Масса: 16 т 30 т

Н_вр= 0,26 0,22 машчас

Отряд №2

Скрепер прицепной q = 15м³ (ДЗ - 23)

Разработка грунта из выемки в насыпь

L_тр=315.6 м.

Грунт I - группы.

Н_вр=0,79+21,560,04=1,65 машчас

,

отсюда - берем 1 скрепер.

q_j=1485=485 м³/смен

Бульдозер Д - 34C на тракторе ДЭТ - 250

L_тр=175,41 м.

Мощность 221 кВт

Н_вр=0,34 машчас

Самоходный каток ДУ-31А ДУ-29

Тип: на пневматических шинах

Ширина полосы: 1,9 м 2,22 м

Толщина слоя: до 0,35 м до 0,4 м

Мощность: 66 кВт 96 кВт

Масса: 16 т 30 т

Н_вр= 0,26 0,22 машчас.

Список литературы

1. Железнодорожное строительство. Технология и механизация. Под ред. С.П. Першина. - М: Транспорт, 1991

2. Технические указания по технологии сооружения железнодорожного земляного полотна. ВСН 186-75. М: Оргтрансстрой Минтрансстроя СССР, 1975.

3. ЕНиР, сборник Е2, Земляные работы, выпуск 1. Госстрой СССР. М: Стройиздат, 1988.

4. Проектирование производства земляных работ при сооружении железнодорожного земляного полотна. Методические указания. Новосибирск 1998 г.

Размещено на Allbest.ru