Строительство и проектирование путей, насыпей, станций, перегонов, линий железнодорожной автоматики, телемеханики и связи

Если условие (5.6) не выполняется, что означает невозможность запроектировать односторонний кавальер, следует проектировать двусторонний кавальер, распределив объем грунта на две равные части, или разделив на два полученную по формуле (5.3) площадь поперечного сечения кавальера , м2,и далее определять по номограмме оптимальную высоту кавальера по величине площади одной стороны кавальера .Высота кавальера h1 и h2 с учетом планировки в полевую сторону: h1 = hK + 0,01аВ , мh2 = hK − 0,01аВ,мрасстояние lК между осями кавальера и выемкиlК = b + К+НВ + 5,0 + аН , м (5.7)где b - ширина основной площадки (b=6,6 м илиb=7,6 м в зависимости от грунтов),К= 2,2 м, НВ – рабочая отметка выемки (наибольшая).Кавальер № 1В соответствии с распределением земляных масс (таблица 4.1) объем кавальера Vк=10172 м3.Выемка ПК6 - ПК10 длиной LB = 400 м Длина кавальера LК = LB–50 = 400 – 50 = 350 мПлощадь поперечного сечения кавальера FK = = 29,06FКmax=34,5м3, то есть односторонний кавальерне удовлетворяет условию по предельно допустимым размерам , а значитпроектируемдвусторонний кавальер.Площадь одной стороны кавальера = = 47.24 м2>FКmax = 34,5 м2,двухсторонний кавальер также не удовлетворяет условию по предельно допустимым размерам, следовательно, проектируем двухсторонний кавальер по максимальным размерам с вывозом излишков за пределы полосы отвода, со средней дальностью возки lср=500м.Оставляем дляукладки в кавальерVкmax=34,5∙2∙LК=34,5∙2∙550=41250м3На вывозVк–Vкmax=51972–41250=10722м3Рассчитываем двухсторонний кавальер по FКmax = 34,5м3FK =34,5м3По номограмме принимаем hK = 3 маН = + = 16 (м)аВ= − = 5,18 мВысота кавальера с учетом планировкиh1 = 3 + 0,01= 3,7 мh2= 3 – 0,01= 2,93 мОпределяем расстояние между осями поперечников:lК= 0,5 ∙7,6 + 2,2 +1,5 ∙ 9 + 5,0 + 0,5 ∙ 16 = 32,5 м6ВЫБОР ВЕДУЩИХ ЗЕМЛЕРОЙНЫХ МАШИН. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ РАБОТЫ ВЕДУЩИХ МАШИН При сооружении земляного полотна используются следующие основные землеройно-транспортные машины и механизмы: экскаваторы вместимостью ковшей от 0,5 до 2,5 м2 ; скреперы прицепные и самоходные, бульдозеры, грейдеры-элеваторы, автосамосвалы, механизмы для уплотнения грунтов (катки), планировки откосов и основной площадки земляного полотна, а также механизмы для укрепительных работ.Так как сооружение земляного полотна производится методом комплексной механизации, то назначается комплект машин, главной, определяющей в котором является землеройная машина. Каждая землеройная машина может выполнять определенные виды работ при сооружении земляного полотна железных дорог. Зная «возможности» землеройных, сопоставляя их с условиями работы (исходными данными проекта), можно с уверенностью сказать, что грейдер-элеватор и бульдозер, как ведущая машины в комплекте, в проекте применяться не будут. Следовательно, для выбора остаются только две машины – экскаватор и скрепер. Наиболее эффективны в возведении насыпей и вырезке выемок скрепер (самоходный и прицепной) и экскаватор «обратная лопата». Экскаватор «обратная лопата» применяется при разработке грунта в выемке с отсыпкой его в кавальер и отсыпке грунта в насыпь при разработке бокового резерва.Разработка грунта экскаватором «обратная лопата»производится при стоянке экскаватора наверху разрабатываемой площадки и ведётся двумя способами: - проходками с торцовым забоем, когда экскаватор перемещается в пределах разрабатываемой им полосы. - проходками с боковым забоем, когда экскаватор перемещается за пределами разрабатываемой им полосы. Торцовый забой эффективнее бокового, так как за одну проходку даёт возможность разрабатывать грунт на полосе шириной, почти равной удвоенному радиусу резания, а также вести разработку с небольшими средними углами поворота. Погрузка грунта в автосамосвалы, устанавливаемые на дне забоя, даёт возможность сократить угол поворота до 10-150 и повысить производительность экскаватора. Целесообразно разработку выемки экскаватором производить челночным способом на всю ширину.При экскаваторных работах с доставкой грунта на большие расстояния используют различные вилы транспорта. Наиболее распространен автомобильный транспорт. При сооружении железнодорожного земляного полотна более 70 % объемов земляных работ выполняют автомобили-самосвалы с погрузкой грунта экскаваторами. Это объясняется большой маневренностью этого комплекта и возможностью обеспечения значительной (до 3 - 5 км, а при отсутствии местных грунтов - до 10 км) дальности возки грунта. На железнодорожном строительстве широко распространены автомобили-самосвалы грузоподъемностью 7, 10 т и более. При выборе землевозного транспорта необходимо учитывать местные условия, особенно рельеф местности.Для обеспечения бесперебойной работы экскаватора необходимо наличие определенного числа автомобилей-самосвалов.Скрепер – прицепная (к трактору) или самоходная машина цикличного действия предназначена для разработки грунта I и II групп в резервах, выемках или карьерах и перемещения его на значительные расстояния в насыпи или в отвалы (кавальеры). При строительстве железных дорог применяются прицепные скреперы (к тракторам мощностью 118 кВт и более) с ковшами вместимостью 7, 10 и 15 м3 при объемах работ на объекте 40, 40-80 и более 80 тыс.м3 и дальности возки до 500 м. Самоходные скреперы применяются при расстояниях перемещения грунта от 500до 3000 м. Скреперы наиболее целесообразны при разработке выемок (карьеров) с продольным перемещением грунта и укладкой в насыпь, поперечной разработке выемок с отсыпкой грунта в кавальеры или в насыпи из резервов, вертикальной планировке станционных и других площадок.При поперечном перемещении грунта резко возрастает сопротивление движению скрепера на подъемах, поэтому рабочие отметки насыпей или выемок не должны превышать 5 м. Скреперные агрегаты требуют для разворота довольно широкой полосы, которой не бывает в верхней части железнодорожной насыпи или в нижней части выемки, особенно в однопутном исполнении. Поэтому при строительстве железнодорожного земляного полотна зона действия скреперов сильно вытягивается в продольном направлении и дальности транспортирования увеличиваются за счет того, что скреперы должны следовать до места, где устроен временный съезд или въезд, Таким образом, применение скреперов на строительстве железнодорожного земляного полотна сопряжено с дополнительными работами по устройству (а затем удалению) грунтовых присыпок, образующих въезды и съезды. Также, ограничением для применения скрепера в ряде случаев является дальность продольной возки; в случае разработки резерва с отсыпкой насыпи ограничением является высота насыпи. Скреперы применяют в нескальных грунтах I и II групп трудности. Плотные и сухие грунты предварительно рыхлят. Не рекомендуется использовать скреперы в сухих или сильновлажных глинистых грунтах, поскольку из-за налипания на ковш глинистого грунта резко снижается их производительность. При всех перечисленных ограничениях, скреперы являются машинами высокой производительности и мобильности, отличаются простотой конструкции и обслуживания; стоимость 1 м3 выполненных скреперами работ почти в 2 раза меньше стоимости разработки того же объема грунта и транспортировки его самосвалами. Способы механизации работ по сооружению земляного полотна, назначенные в теме курсового проекта «Проект организации работ по сооружению земляного полотна железной дороги с применением экскаваторного и скреперного комплексов», а также рациональные пределы применениярассмотренных выше машин при различных проектных характеристиках земляного полотна (высота насыпи, объем земляных работ, дальность возки), позволяют выбрать ведущие машины. На участке 1при объеме земляных работ 46174 м3, дальностях возки 530 м и 100 м принимаем скрепер самоходный с емкостью ковша 15 м3в качестве ведущей землеройной машины.На участке 2при объеме земляных работ 88950 м3, дальностях возки 500 м,350 м и 100 м принимаем экскаватор «обратная лопата» с емкостью ковша 1,6 м3в качестве ведущей землеройной машины.Расчет числа ведущих землеройных машин и продолжительности их работы для каждого из участков приведен в таблице 6.1.Продолжительность работы ведущих машин определяется по формуле: , (дн) (6.1)где Нвр – норма машинного времени ведущей машины по ЕНиР (Нврскр, Нврэкс скрепера, экскаватора) ; О – объем работы по разработке земляных массивов на соответствующем участке, выполняемый ведущей машиной (Оскр, Оэкс), единица измерения поЕНиР (100м3 грунта);m – сменность работы, следует принять двухсменный рабочий день, m=2n – число ведущих машин; (nспр, nэкс).Таблица 6.1 - Расчёт затрат машинного времени и продолжительности работы ведущих землеройных машинучастокНаимено-ваниеи характе-ристика работы Объём работы(Оэкс, Оскр),100 м3 грунтаНорма времени работы машиныН, НЗатраты машинноговремениНВР∙ ОВедущие машиныСменыmПродолжи-тельность работы ,дн.маш-часмаш-смТип, маркаКоли-чествоn123456789102Разработка грунта при устройстве выемок и насыпей одноковшо-вымэкска-ватором «обратная лопата», грунт I группы - разгрузка в транспорт-ные средства - разгрузка навымет(из выемки в кавальер)477,00412,500,690,54329,1222,741,4+27,868,9ЭО5122Экскаватор «обратнаялопа-та», 1,6 м322t≤25 дн1Разработка и перемеще-ние грунта II группыскрепером на расстояние:L =100 мL = 530 м101,72360,021,41,4+3·0,16=1,88142,4676,817,8+84,6102,4ДЗ 13Скре-персамо-ход-ный, 15 м332t≤25 дн 7ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ ВЕДУЩИХ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН Планирование и организация работ экскаваторного и скреперного комплектов, а также технологические схемы их работы показаны листе 1 графической части проекта.Календарный график строительства учитывает рассчитанную продолжительность основных строительных работ по сооружению земляного полотна (см.п.6) - 17 дней на первом участке работа скреперного комплекса, 18 дней на втором участке - работа экскаваторного комплекса. В соответствии с продольным профилем, проектируемое земляное полотно представлено двумя насыпями и двумя выемками. В комплексе возводимых сооружений нижнего строения пути заданного участка дороги планируется постройка сборных железобетонных водопропускных труб,расположенных, в соответствии с проектом, на 2-м и 13-м пикетах.Строительство труб ведется поточным методом с шагом потока равным 3 дням четырьмя потоками, которые осуществляют специализированные бригады: бригада по планировке площадки и разработке котлована под водопропускную трубу, бригада монтажников, возводящая сборный железобетонный фундамент под трубу, бригада монтажников возводящая наземную часть – звенья, оголовки, откосные крылья, бригада гидроизоляционщиков, устраивающая оклеечную и обмазочную гидроизоляцию.Продолжительность строительства одного объекта (водопропускной трубы) определим по формулеТо = n∙tц,дн(7.1) где tц= 3 дн- время цикла в днях, или шаг потока, за которое каждая из бригад будет выполнять работы своего цикла на каждом из объектов,n=4 - количество циклов, на которое разбит весь объем строительных работ одного объекта (количество специализированных бригадпо возведению водопропускной трубы);То = 4∙3= 12днПри организации работ поточным методом общий срок строительства всех объектов определяется по формулеТс = n∙tц + tц∙ (m− 1)(7.2)где m =2- количество объектов (водопропускных труб) в потоке;Тс4∙3 + 3∙ (2− 1)=15 днПри планировании совмещения работ по искусственным сооружениям и земляному полотну, должна быть учтена необходимость опережающего строительства искусственных сооружений по отношению к земляному полотну. Основные работы по сооружению земляного полотна на первом участке производит скреперный комплекс. Грунты выемки ПК6-10 разрабатываются самоходными 15-кубовыми скреперами в количестве 3-х машин с вывозом в насыпь ПК 0-6 и в кавальер, с последующей их планировкой бульдозером и уплотнением катком. Работы занимают 17 дней: начинаются на 1-й день и заканчиваются на 17-йдень. На втором участке грунты разрабатывают экскаваторы «обратная лопата» в количестве 2-х машин. Грунты из выемки ПК14 –20 перевозятся в насыпь ПК10-14 и на вывоз за пределы полосы отвода на автосамосвалах, а перемещение грунта в кавальер осуществляется экскаватором разгрузкой навымет. На насыпи планировку грунта ведут автогрейдер и бульдозер, а уплотнение – каток. Продолжительность производства работ на втором участке составляет 18 дней, работыначинаются на 1-й день строительства, заканчиваются – на 18-й день. По окончании основных работ проводятся планировочно-отделочные работы экскаватором-планировщиком по нарезке откосов и сливной призмы.Перечни машин и механизмов в комплектах для производства работ по сооружению земляного полотна по участкам приведены в таблицах 7.1 и 7.2.Таблица 7.1 –Комплект машин 1-го участка (скреперный комплект)№п/пТип машиныКоличество машинв комплекте1Скрепер самоходный, вместимость ковша 15 м332Трактор-толкач Т-100013Рыхлитель для грунта II группы (для песков не требуется)-4Пневмокаток 25-30 т15Автогрейдер16Передвижная электростанция АБ4 –Т/2301Таблица 7.2 –Комплект машин 2-го участка (экскаваторный комплект) №п/пТип машиныКоличество машинв комплекте1Экскаватор «обратная лопата», вместимость ковша 1,6 м322 Бульдозер на тракторе Т-100013Автогрейдер14Пневмокаток 25-30 т15Передвижная электростанция АБ4 –Т/23016Автомобили-самосвалы грузоподъемностью 10 т КрАз-2568 СПИСОК ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1 СП.119.13330.2012. Железные дороги колеи 1520 мм. Актуализированная редакция СНиП 32-01-95. 2 СНиП 11-01-95 Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений. 3 СП 48.13330.2011 Организация строительства. Актуализированная редакция СНиП 12-01-2004. 4 Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы ЕНиР. Сборник Е2. Земляные работы. Выпуск 1. Механизированные и ручные земляные работы М.: Стройиздат, 1988. 5 Кантор И.И., Гулецкий В.В. Основы проектирования и строительства железных дорог. М.: Транспорт, 1990.6 Методические указания и задания на контрольную и курсовую работы для студентов-заочников по дисциплине «Организация и технология строительства железных дорог», брошюра № 96, Московский колледж железнодорожного транспорта, Москва, 2005. 7 Спиридонов Э.С., Призмазонов А.М. Технология железнодорожного строительства. М.: ФГБОУ УМЦ по образованию на железнодорожном транспорте, 2013. 8 Призмазонов А. М. Организация и технология возведения железнодорожного земляного полотна. М.: ГОУ УМЦ по образованию на железнодорожном транспорте, 2007. 9 Шабалина Л.А.. Организация и технология строительства железных дорог. М.: УМК МПС России, 2001.