Организация и технология строительства железных дорог

В обеих формулах после раскрытия скобок первое слагаемое называется «основным объемом», а второе слагаемое – «поправкой» (ΔV).

Если поправкой пренебречь, то формулы примет вид:

Формула Винклера : ;

Формула Мурзо :

• По формуле Винклера объем получается завышенный, а по формуле  Мурзо заниженный по сравнению с  истинным.

На основании формулы Мурзо выведены формулы для более точного определения объемов земляных работ в насыпях и выемках:

 

объем насыпи:

объем выемк:

                    поправка для насыпей и выемок  одинакова:

 

где b – ширина оснований площадки земляного полотна; ω1 – площадь поперечного сечения сливной призмы; ω2 – площадь поперечного сечения двух кюветов; B – ширина выемки по верху.

Железная дорога 2 категории, грунт – суглинок, имеем ширину земляного полотна – 7,6 м.

При выполнении курсовой работы, с целью уменьшения однообразных расчетов, все расчеты ведутся при помощи специальной компьютерной программы Microsoft Excel. Все расчеты по определению объемов земляных работ производятся в табличной форме.

Таблица 1.2. заполняется и рассчитывается следующим образом:

Графа 1 − проставляются номера пикетов;

Графа 3 − выписываются заданные рабочие отметки соответственно в графу «Насыпь» или «Выемка»;

Графа 4 − определяются средние рабочие отметки на пикетах, вписываются  соответственно в графу «Насыпь» или «Выемка».

Графа 5 и 6 − в зависимости от средней рабочей отметки определяем объемы земляного полотна. Так как средняя рабочая отметка насыпи или выемки может не совпадать с рабочими отметками указанными в таблице, то объем земляного полотна для заданной рабочей отметки определяется интерполяцией между объемами земляного полотна при меньшей и большей, средней рабочей отметке в таблице.

 

 

Таблица 1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Графа 7 и 8 − определение помассивных объемов, т. е. отдельно объемы всех выемок и насыпей на участке. Помассивные объемы определяются суммированием попикетных объемов.

Сумма насыпей и выемок даст нам объем профильной кубатуры на объекте:

Vn = ΣVн + ΣVв

Разность сумм насыпей и выемок даст нам (с учетом знаков) контрольную

величину расчета координат графика суммарных объемов на ПК49. Координата на ПК49 и разность сумм насыпей и выемок должны бытьравны.

Графа 10 − определяем на каждом пикете координаты графика суммарных объемов, причем при расчете координат графика следует контролировать свои расчеты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3. Распределение земляных масс по графику суммарных объёмов земляных работ. Определение дальности возки и рабочей кубатуры.

        Суммарный объем грунта всех  насыпей и выемок, определенный  по проектным отметкам продольного  профиля, называется профильным  объемом земляного полотна. Объем  грунта, разрабатываемого в выемках, резервах и карьерах для образования  земляного полотна называется рабочим объемом (кубатурой). Объем и дальность перемещения рабочей кубатуры существенно влияют на стоимость производства земляных работ.

        Для уменьшения рабочей кубатуры  необходимо максимально использовать  грунт из выемок для отсыпки  насыпей. Это основная задача и решается при распределении земляных масс, которое ведется в следующем порядке:

        продольный профиль разбивается  на отдельные рабочие участки, для каждого из которых решается  вопрос распределения земляных  масс;

        определяются участки продольной и поперечной возки грунта;

        определяется, из каких выемок, в  какие насыпи, в каких объемах  и на какое расстояние будет  перемещаться грунт;

        устанавливается, какие насыпи, в  каких объемах будет перемещаться  грунт в кавальеры или отвалы;

        вычисляется средняя дальность  перемещения на участках продольной  и поперечной  возки грунта;

        рассчитывается коэффициент использования  грунта:

        где V раб - рабочий объем; V проф - профильный объем земляных работ.

        Теоретически дальность перемещения  грунта на участках продольной  возки определяется расстоянием  между центрами тяжести рассматриваемых  массивов насыпи и выемки, где  происходит перемещение грунта.

 

Распределение земляных масс начинаем с продольной возки, как наиболее рациональном способе производства работ при сооружении земляного полотна железной дороги, по сравнению с поперечной возкой и разобьём участок пути на 2 участка.                                                                                                                             На первом участке насыпь ГК0 – ГК4 будем разрабатывать продольной возкой из выемки ГК4 – ГК11. Объем насыпи ГК0 – ГК4 равен 32879 . Объем выемки ГК4 – ГК11 равен 41105 следовательно грунт вынутый из  выемки будет достаточен для отсыпки насыпи ГК0 – ГК4. Также вынутый грунт из выемки ГК4 – ГК11 не достаточен для отсыпки насыпи ГК4 – ГК9 равен 41105 , не достаёт 8226 грунта.

       На втором участке грунт из выемки ГК30 – ГК50 объёмом 40108 , будет отсыпан в насыпь ГК37 – ГК50, объем которого 69877 . Остаток будет отсыпан в резерв объёмом 70454 .    

   После  распределения земляных масс  необходимо определить общую  рабочую кубатуру на участке  строительства, которая определяется  по формуле:     ,

           где  - сумма объемов всех выемок;

                  - сумма объемов всех резервов;

       V кар - объем грунта из карьера, который разрабатывается и отсыпается в тело насыпей. То есть объемов всех выемок, что является контролем всех предыдущих расчетов. Таким образом, в результате распределения земляных масс определились следующие участки работ.

       Теоретически дальность перемещения грунта на участках продольной возки определяется расстоянием между центрами тяжести рассматриваемых массивов насыпи и выемки, где происходит перемещение грунта.

2.4 Расчёт размеров резервов. Поперечный профиль насыпи с резервом.

По результатам распределения земляных масс определяем объем резерва. Поэтому, прежде чем приступить к выбору ведущих землеройных машин для производства работ на объекте, необходимо расчетом определить размер резерва, так как их размеры могут влиять на выбор землеройных машин.

Расчетные схемы поперечного профиля резерва приведены.

Площадь поперечного профиля резервов и кавальеров определяется по формуле:

                         ,

       где Vр(к) - объем грунта, отсыпаемый из резерва в насыпь, м3;

 LP(K) - длина резерва м

 

Так как размеры резерва зависят от двух переменных (длины и высоты), то в курсовой работе определяем возможную длину резерва из условия - резерв должен начинаться и оканчиваться не ближе 25 м от "нулевого места", т.е. длина насыпи или выемки по пикетажу на продольном профиле минус 2 х 25.

длина резерва Lp =2100 - 100 = 2000 м.

Отсюда, зная объем резерва – 70454 м3, определяем площадь поперечного сечения.

Определяем глубину резерва приблизительно ширину его по номограмме. По номограмме глубина резерва равна   hp = 3 м.

 

Приняв глубину резерва hp = 3 м, определяем размеры резерва. Размеры резерва определяем по формулам:

Ширина резерва поверху

   

Ширина резерва понизу

Так как дно резерва для водоотвода планируются с уклоном 0.02 определим глубину резерва с учётом планировки. При ширине резерва понизу менее 10 м планировка производится  односкатный в полевую сторону и глубины резерва определяется по формулам:

h1 = hp - 0.01 * aн = 3 - 0,01 * 7,24 = 2,92 м;

 h2= hp + 0.01 * aн = 3 + 0,01 * 7,24 = 3,07 м;

 

Чтобы начертить поперечный профиль насыпи с резервом, необходимо определить расстояние между осями поперечников.

lp = 0.5 * bн + 1.5 * HH  + 3 + 0.5 * aВ =

        0,5 * 7,6 + 1,5 * 4 + 3 + 0,5 * 18,8 = 3,8 + 6 + 3 + 9,4 = 22,2 м

Поперечный разрез насыпи, отсыпаемой из резерва.

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение ведущих машин.

3.1. Выбор ведущих землеройных машин и вспомогательных машин для производства земляных работ методом комплексной механизации.

        Каждая землеройная машина может  выполнить определенные виды  работ при сооружении земляного полотна железных дорог. Поэтому необходимо четко знать «возможности» землеройных машин: какие работы она может выполнить, в каких случаях применять ее нельзя, какой фактор является определяющим при  выборе землеройной машины в зависимости от  вида земляных работ и условий их производства.

        Так как сооружение земляного  полотна производится методом  комплексной механизации, то назначается  комплект машин, главной определяющей  в котором является землеройная  машина. Судя по исходным данным, можно с уверенностью сказать, что грейдер-элеватор бульдозер, как ведущая машина в комплекте, в моей курсовой работе не может быть принята. Следовательно, остаются для выбора только две машины – экскаватор и скрепер. Причем отмечу, что наибольшей универсальностью отсюда большей частотой применения, обладает экскаватор-драглайн. Экскаватор-драглайн может работать как с автотранспортом, так и без него – в отвал.

 Скрепер – землеройная и транспортная машина – может разрабатывать выемку в насыпь. Ограничение для применения – дальность продольной возки. Скрепер может также разрабатывать выемку в кавальер и разработать резерв с отсыпкой насыпи, в этом последнем случае ограничением является высота насыпи. Так как мой отрезок длиной 5 км и разделен на 2 участка.

На первом участке выполняется продольная возка в двух направлениях грунта. Разработка и перемещение грунта 500 м, то будут работать самоходные скреперы. Объем земляных работ V = 69877  м3. На один толкач будут работать скрепера. Для въезда скрепера на насыпь установлены въезды в зависимости от высоты насыпи.

При высоте насыпи до 6 м расстояние между въездами 290 м, а средняя дальность возки грунта 300 м.

Состав скреперного состава на I участке
Типы машин	Количество машин в комплекте
Скрепер самоходный емкость ковша 10 м3 Скрепер прицепной емкость ковша 8 м3	4 3
Трактор толкач Т-100	1
Рыхлитель для грунтов II группы	1
Пневмокаток 25-30 т	1
Передвижная электростанция АБЧ-Т/230	1

 

На втором участке выполняется продольная возка. Объем земляных работ V=40108 м3 . В левую сторону разработка и перемещение грунта 560 м. Высота насыпи до 6 м расстояние между въездами 130 м, а средняя дальность возки грунта 150 м. При работе будут работать 4 самоходных скрепера на один толкач емкостью ковша 10 м3. При поперечной возке из резерва в насыпь разработку и перемещение грунта до 50 м, то будет использоваться 2 прицепных скрепера с емкостью ковша  15 м3. Объем земляных работ V=69877 м3.

Состав скреперного состава на II участке
Типы машин	Количество машин в комплекте
Скрепер самоходный емкость ковша 10 м3 Скрепер прицепной емкость ковша 15 м3	4 3
Трактор толкач Т-100	1
Рыхлитель для грунтов II группы	1
Пневмокаток 25-30 т	1
Передвижная электростанция АБЧ-Т/230	1

 

 

      

 

По данным определили рекомендуемые ведущие землеройные машины. При продольных возках более рационально принять самоходные скреперы, который имеет значительно большую скорость при работе до 30 км/ч. Таким образом определили ведущие землеройные машины на участках. Принятые проектные решения занесли в табл 3.1

Пикеты  0  1  2  3  4  5   6   7   8   9   10   11 12   13   14   15   16   17   18   19   20  21  22  23  24  25  26  27  28 29 30 31 32 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
№  участка схема работ	1 [Н<-В->Н]+Р	2 В->Н+Р
Рабочая кубатура .	Vр= 111559 м3	Vр = 69877 м3
Дальность возки	300м <-|->290 м	560 м Резерв~50 м
Грунты	суглинок II	суглинок II
Землеройные машины	скрепер-С-10 м3-4 скрепер-П-8 м3	скрепер-С-10 м3-4 Скрепер-П-15 м3-2
Норма времени машины на 100 м3	N300=1,7 м.часа N290=1,64 м.часа	N560=2,8 м.часа N50=0,93 м.часа
Время работы (дней)