Скачать 456.41 Kb.
страница1/3
Дата28.09.2018
Размер456.41 Kb.
ТипМетодические указания

Организация механизированных работ при сооружении земляного полотна жд пути


  1   2   3


РОСЖЕЛДОР

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ростовский государственный университет путей сообщения»

(РГУПС)


ОРГАНИЗАЦИЯ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ РАБОТ

ПРИ СООРУЖЕНИИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ
Методические указания по выполнению курсовых работ

и дипломных проектов

Ростов-на-Дону

2007



УДК 625.1 (075) + 06

Организация механизированных работ при сооружении земляного полотна железнодорожного пути : методические указания по выполнению курсовых работ и дипломных проектов / О.И. Мелешко, В.А. Могилевский, А.М. Лубягов, А.Л. Выщепан ; Рост. гос. ун-т путей сообщения. – Ростов-н/Д, 2007. – 24 с. : ил., табл., прил. – Библиогр.: 6 назв.

Изложена методика проектирования организации механизированных работ по сооружению земляного полотна железнодорожного пути.

Методические указания оформлены в соответствии с ГОСТ 2.105–95 «Общие требования к текстовым документам», предназначены для студентов 5-го курса, выполняющих курсовую работу по дисциплине «Комплексная механизация и автоматизация путевых работ» и раздел «Организация работ» дипломного проекта.

Рецензент канд. техн. наук, доц. А.В. Парчевский (РГУПС)

Учебное издание

Мелешко Олег Иванович

Могилевский Виктор Анатольевич

Лубягов Александр Михайлович

Выщепан Алексей Львович

ОРГАНИЗАЦИЯ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ РАБОТ ПРИ СООРУЖЕНИИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ

Методические указания по выполнению курсовых работ и дипломных проектов

Редактор Т.В. Бродская

Корректор Т.В. Бродская

Подписано в печать 21.12.07. Формат 60´84/16.

Бумага газетная. Ризография. Усл. печ. л. 1,39.

Уч.-изд. л. 1,68. Тираж 100 экз. Изд. № 228. Заказ №

Ростовский государственный университет путей сообщения.

Ризография РГУПС.

Адрес университета: 344038, г. Ростов н/Д, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2.
@ Ростовский государственный университет путей сообщения, 2007

Содержание


1 Объем и содержание работы

2 Введение

3 Определение местоположения нулевых точек

4 Определение средней рабочей отметки

5 Определение объемов земляных работ

6 Распределение земляных масс

7 Разработка вариантов комплексной механизации

8 Определение количества машин

9 Сравнение вариантов механизации

10 Определение фактического срока выполнения работ

11 Графическая часть проекта

12 Техника безопасности при сооружении земляного полотна

13 Заключение

Приложение А Покилометровый объём земляных работ

Приложение Б Состав землеройных комплектов

Приложение В Технико-экономические показатели машин

Приложение Г Библиографический список

1 Объем и содержание работы


Курсовая работа состоит из расчетно-пояснительной записки объемом 25…30 страниц и чертежа на листе формата A1.

Исходные данные, состав расчетно-пояснительной записки и графической части содержатся в задании, выдаваемом преподавателем.


2 Введение
Во введении должен содержаться краткий анализ исследуемой проблемы, её актуальность и новизна, обоснование необходимости разработки и постановка задачи.
3 Определение местоположения нулевых точек
При определении попикетных объемов земляных работ необходимо знать расстояние от нулевых точек (мест перехода насыпей в выемки) до ближайших пикетов.

Расстояние Хi от точки ближайшего плюсового пикета с рабочей отметкой Hi до нулевой точки (рисунок 1) определяется по формуле



где ln – расстояние между пикетами, м;

Hi, Hi+1 – рабочие отметки пикетов, м.



Рисунок 1 – Схема к определению положения нулевой точки
4 Определение средней рабочей отметки
Средние рабочие отметки пикета, части пикета при наличии нулевой точки, а также при наличии в пределах пикета дополнительных рабочих отметок (рисунок 2) определяются как частное от деления суммы рабочих отметок на их количество

где Нi – рабочие отметки, м;

n – количество рабочих отметок.

Например:


; .
.



Рисунок 2 – Схема к определению средней рабочей отметки
5 Определение объемов земляных работ
Объемы земляных работ подсчитываются для каждого пикета. Покилометровый объем земляных работ определяется на основе табличных данных (см. приложение А) в зависимости от типа поперечного профиля, величины средней рабочей отметки и ширины основной площадки земляного полотна.

Попикетные объемы земляных работ определяются по формуле


Vпк i = q . lу,
где q – покилометровый объём земляных работ, м3/км;

lу – длина участка, км.

Для стандартного пикета ly = 0,1 км.

В пределах границ устоев моста объемы земляных работ не подсчитываются.

Результаты подсчета объемов земляных работ сводятся в таблицу 1.


Таблица 1 – Объемы земляных работ


Километр

Пикет,

ПК


Средняя

рабочая отметка,

м


Длина

участка,


км

Попикетные

объёмы, м3



Помассивные

объёмы, м3



насыпи

выемки

насыпи

выемки
























По результатам вычислений вычерчиваются графики попикетных и помассивных объемов земляных работ (см. приложение Б). Для этого на каждом пикете от горизонтальной нулевой оси откладываются в условном масштабе в виде вертикальных столбиков объемы земляных масс. При этом столбики, изображающие объемы выемок, откладываются вверх, а столбики, изображающие объемы насыпей, – вниз о нулевой оси. При наличии на пикете выемки и насыпи столбики также откладываются вверх и вниз на данном пикете.

Правила вычерчивания графика помассивных объемов те же. На графике указываются объемы каждой выемки и насыпи.

В пределах границ устоев моста на графиках делается пропуск.

При выполнении графических работ горизонтальный масштаб продольного профиля и всех графиков должен быть одинаковым, а вертикальный может быть разным.
6 Распределение земляных масс
Сумма объемов насыпей и выемок в пределах какого-либо участка железнодорожной линии называется профильной кубатурой земляных работ. Фактический объем грунта, разрабатываемого на данном участке, меньше профильной кубатуры, так как грунт из выемок может использоваться для отсыпки насыпи. Поэтому при распределении земляных масс грунт из выемок стремятся по возможности полностью укладывать в насыпь. Такой способ сооружения земляного полотна носит название продольной возки.

Излишний грунт перемещается из выемки в кавальеры или отвалы. При недостатке грунта в выемках для отсыпки насыпей или неэкономичности его перемещения из выемки разработку грунта для перемещения в насыпь ведут в резервах или карьерах. Этот способ называется поперечной возкой.

При распределении земляных масс необходимо установить, из каких выемок и в каком количестве грунт выгодно использовать для сооружения прилегающих участков насыпи, какой объем грунта подлежит вывозке в кавальеры и в отвалы и какая часть насыпи будет возводиться из грунта, взятого из карьеров и резервов. Для этого целесообразно применять графический метод, основанный на построении кривой суммарных объемов.

Кривая суммарных объемов представляет сбой график изменения суммарного объема земляных работ по длине железнодорожной линии. Для построения кривой объемов по горизонтальной оси откладываются расстояния (пикеты), а по вертикальной – изменяющийся суммарный объем грунта от пикета к пикету, начиная с первого и по всей длине участка. При этом объемы выемок считаются положительными, а объемы насыпей – отрицательными. Если на продольном профиле ука­заны мосты, то построение части кривой заканчивается на переднем устое моста, на уровне заднего устоя продолжение построения кри­вой начинается с нуля. Кривую суммарных объемов помещают под графиком попикетных и помассивных объемов в одинаковом с ними горизонтальном масштабе. Масштаб объемов (вертикальный) назначают для удобства дальнейшей работы с кривой.

При работе с графиком суммарных объемов необходимо учитывать следующее:

1 Восходящие ветви кривой соответствуют выемкам, а нисходя­щие - насыпям, точки максимума и минимума – нулевым точкам.

2 Любая горизонтальная прямая, пересекающая восходящую и нисходящую ветви кривой объемов, отсекает равные объемы насыпи и выемки. Такая прямая называется распределительной линией. Рассто­яние от распределительной линии до соответствующей вершины кривой равно рабочей кубатуре грунта на данном участке.

3 Точки пересечения распределительной линии с кривой сумма­рных объемов соответствуют границам продольной возки рабочей кубатуры, а расстояние между этими точками равно максимальному перемещению грунта на данном участке.

Выполняя данный раздел курсовой работы и анализируя заданный профиль участка, необходимо после построения графика суммарных объемов рассмотреть возможность вывозки грунта из выемок в приле­гающие к ним насыпи и выделить рабочие участки продольной возки. Если имеется искусственное сооружение, то целесообразно его прини­мать за одну из границ рабочего участка.

При наличии нескольких возможных вариантов выделения границ рабочих участков продольной возки выбирают наиболее целесообразный. Намеченные границы участков наносят на график суммарных объемов и точки пересечения соединяют распределительными линиями (см. рисунок 3).

На каждой из отсеченных волн кривой объемов строят прямоуголь­ник с основанием на распределительной линии с таким расчетом, что­бы заштрихованные площадки справа и слева от каждой из его боковых сторон в пределах полуволн были приблизительно равны. Длина основания прямоугольника будет равна расстоянию между центрами тяжести равновеликих объёмов выемки и насыпи l0. В этом случае средняя дальность продольной возки грунта


lcp = l0 + Dl,
где l0 – величина, определяемая графическим методом по графику суммарных объёмов земляных работ, м;

Dl – расстояние, учитывающее дополнительный пробег машин на развороты и маневрирование (Dl = 100 для скреперов, для автомобилей – 200 м).

Оставшийся грунт из выемок должен быть перемещён в кавальеры.

Затем проектируют насыпи, отсыпаемые поперечной возкой. Невысокие насыпи (до 3 м) могут быть отсыпаны из резерва, а для отсыпки высоких насыпей необходимо наметить карьеры. Обычно карьеры закладывают в повышенных местах вблизи трассы железной дороги или в выемках за счёт их уширения.

Средняя дальность поперечной возки зависит от размеров поперечных сечений резерва и насыпи или кавальера и выемки. Она несколько больше среднего расстояния между въездом и съездом на насыпь и зависит от высоты насыпи (см. таблицу 2).
Таблица 2 – Средняя дальность поперечной возки


Средняя высота

насыпи участка, м



Расстояние между въездами, м

Средняя дальность возки, м

Средняя высота

насыпи участка, м



Расстояние между въездами, м

Средняя дальность возки, м

1

50

55

4

95

110

2

65

70

5

110

130

3

80

90

6

130

150

Если высота насыпи и глубина выемки более 6 м, то затраты на сооружение въездов и съездов оказываются столь значительными, что рациональнее использовать комбинированный способ возки грунта, т.е. въезд (съезд) устраивать там, где высота насыпи не превышает 6 м (поперечная возка), а дальнейшее движение организовать по насыпи до места укладки грунта (продольная возка).





Рисунок 3 - – График суммарных объёмов земляных работ
В результате распределения земляных масс весь участок строящейся железной дороги разбивается на ряд рабочих участков. Для каждого из них определяется рабочая кубатура и средняя дальность возки, данные заносятся в таблицу 3.
Таблица 3 – Характеристика рабочих участков


№ рабочего

участка


Вид возки

грунта


Рабочая

кубатура


V, м3

Дальность средней возки

lср, м

Максимальная рабочая

отметка, м



Возможные

варианты

комплектов

землеройных машин



выемки

насыпи























7 Разработка вариантов комплексной механизации
Для каждого рабочего участка в проекте необходимо обосновать наиболее рациональный способ работ и выбрать для последующего сра­внения по два землеройных комплекта с разными ведущими машинами.

Если из-за существующих ограничений возможно применение только одного типа ведущей машины, то в сравниваемых комплектах машин при­нимают две разные модели ведущей машины.

При выборе вариантов механизации работ следует руководствоваться следующим.

Для разработки выемок и возведения насыпей используют различ­ные типы землеройных и землеройно-транспортных машин в зависимости от соответствия их технических и эксплуатационных характеристик проектным данным отдельных массивов (рабочим отметкам, расстоянию перемещения грунта, группе и состоянию грунта, объему работ и др.). Основные варианты комплексной механизации работ при возведении зе­мляного полотна (по названию ведущей машины): бульдозерный, cкрeперный, экскаваторно-отвальный, экскаваторно-транспортный, гpeйдep-элеваторный, гидромеханизированный, буровзрывной.



Бульдозерным комплектом возводят насыпи из резервов высотой до 2 м, разрабатывают выемки и перемещают грунт в насыпь на рассто­яние до 100 м. Наиболее перспективны модели бульдозеров на базе гу­сеничных тракторов мощностью 95...370 кВт и пневмоколесных тягачей мощностью 147...405 кВт с гидравлическим управлением. Использова­ние мощных тягачей позволяет расширить применение бульдозеров. В песчаных грунтах их оборудуют отвалами совкового типа, что позволя­ет увеличить рациональную дальность возки грунта до 200 м и повы­сить производительность на 30 %. Для увеличения объема грунта, пе­ремещаемого бульдозером, и уменьшения его потерь целесообразно от­валы оборудовать боковыми щитками, yширителями и открылками, раз­рабатывать грунт траншейным способом, спаривать или страивать буль­дозеры.

Скреперным комплектом возводят насыпи из резервов и разраба­тывают выемки, перемещая грунт в кавальеры (поперечная возка) при рабочих отметках до 6 м. Выемки и карьеры с перемещением грунта в насыпь (продольная возка) разрабатывают при любых рабочих отметках. В этом случае прицепные скреперы целесообразны при расстоянии возки до 500, самоходные – до 3000 м. Скреперами разрабатывают грунт I и II групп без рыхления, грунты III группы предварительно разрыхляют. В глинистых грунтах с повышенной влажностью, сильно налипающих на ковш, а также в сухих песчаных грунтах скреперы при­менять не рекомендуется. В железнодорожном строительстве наиболее эффективны прицепные скреперы с ковшами вместимостью 8…15 м3 и самоходные с ковшами вместимостью 8…25 м3. Экономические пока­затели работы скреперов при разработке выемок с продольной возкой грунта выше, чем у экскаваторных комплектов, поэтому в последнее время наметилась тенденция к росту удельного веса скреперных работ.

Экскаваторно-отвальным комплектом возводят насыпи высотой не более 8 м, перемещая грунт из резерва, и разрабатывают выемки глубиной не более 12 м с укладкой грунта в кавальеры. Ведущая машина в компле­кте – экскаватор-драглайн с ковшом вместимостью 0,65…1,5 м3. Наи­большая высота отсыпаемой экскаватором насыпи зависит от длины и наклона стрелы, а также от расположения и глубины резерва. Наибольшая глубина выемки, разрабатываемой экскаватором, зависит от длины и угла наклона стрелы, а также от способа разработки.

Экскаваторно-транспортным комплектом разрабатывают выемки, карьеры, резервы и возводят насыпи при любых рабочих отметках с транспортировкой грунта от 0,25 до 5 км, а при отсутствии местных грунтов – и на более дальние расстояния. Одноковшовый экскаватор можно использовать с любым навесным оборудованием (прямая лопата, обратная лопата, драглайн) с ковшом вместимостью 0,65…2,5 м3. Грунт с погрузкой в автомобили-самосвалы можно разрабатывать роторными экскаваторами и грейдер-элеваторами. Транспортируется грунт автомобилями-самосвалами, землевозами грузоподъемностью 12 т, железнодорожным транспортом (состав думпкаров грузоподъем-ностью 60 т). Наиболее эффективен комплект при дальности возки грунта свыше 2000 м.

Элеваторный комплект целесообразен преимущественно на равнинной местности при разработке грунта в резервах и перемещении его в насыпи высотой до 3 м. Грейдер-элеваторами можно также разрабатывать грунт в карьерах с погрузкой его в автомобили-самосвалы. Сухие плотные грунты при разработке грейдер-элеваторами рекомендуется предварительно рыхлить, так как грейдер-элеваторы плохо работают в сыпучих песках, переувлажненных, глинистых грунтах и при наличии каменных включений. Грейдер-элеваторы эффективны при возведении насыпи из двухсторонних резервов с длиной фронта работ 400...2000 м и при объеме земляных работ на одном объекте не менее 10 000 мЗ.

Гидромеханизированный комплект наиболее эффективно используется на объектах с объемом работ более 100 000 м3 при устройстве высоких насыпей на подходе к мостам, намыве дренирующего грунта со дна водостоков с целью последующей погрузки его в транспортные средства и перевозки в насыпь, при возведении насыпей в труднодоступных заболоченных местах. Гидромеханизированным способом намывают дамбы, перемычки, контрбанкеты, территории под строительство, делают выемки. Непременное условие для применения средств гидромеханизации – водные источники, дешевая электроэнергия и грунты, поддающиеся разработке гидроустановками, гидравлическому транспортированию и намыву.

Буровзрывным комплектом разрабатывают выемки в скальных грунтах V группы и выше, в мерзлых грунтах при глубине промерзания более 0,4 м, а также грунты в карьере, при вытеснении илистых или торфяных грунтов из-под насыпей, возводимых на болотах и т.д.

Землеройный комплект состоит из ведущей машины (например, экскаватора, скрепера, бульдозера и др.), а также машин и механизмов, обслуживающих ведущую машину и выполняющих транспортные и вспомогательные работы. Рациональный землеройный комплект выбирается по характеристикам ведущей машины и рабочих участков.

Состав землеройных комплектов приведен в приложении Б. Рациональные пределы применения различных моделей скреперов указаны в таблице 4.


Таблица 4 – Рациональные пределы применения скреперов


Скрепер прицепной

Скрепер самоходный

Ковш

ёмкостью, м3



Дальность возки, м

Объём

работ,


тыс. м3

Ковш

ёмкостью, м3



Дальность возки, м

Объём работ,

тыс. м3



8

До 500

40

8

500…3000

40

10

40…80

15

40…80

15

Более 80

Более 15

Более 80

Один из наиболее эффективных способов ускорения наполнения ковша скрепера – подталкивание. Число тракторов-толкачей зависит от числа скреперов в комплекте и дальности возки грунта (см. таблицу 5).


Таблица 5 – Потребность в тракторах-толкачах


Расстояние перемещения грунта, м

Число скреперов на один толкач с ковшом ёмкостью, м3

Прицепной

Самоходный

8…9

10…15

8…10

15…25

100

2

2

-

-

300

3

3

3

2

500

4

5

4

2

750





5

3

1000





6

3

1500





9

5

2000





11

6

3000





16

9

Данные для предварительного выбора экскаватора с рациональной ёмкостью ковша приведены в таблице 6.


Таблица 6 – Рекомендуемая ёмкость ковша


Емкость ковша, м3

Объём земляных работ, тыс. м3

Прямая лопата

Драглайн

0,5

25

15

1

2

3

1,0

25…50

15…30

2,0

50…100

30…70

3,0

Более 100

Более 70

Для экскаваторно-транспортного комплекта примерное число и грузоподъёмность автомобилей-самосвалов, обслуживающих один экскаватор, приведены в таблице 7.


Таблица 7 – Примерная потребность в автомобилях-самосвалах на один экскаватор


Грузоподъёмность автомобилей-

самосвалов, т



Емкость ковша экскаватора, м3

Количество автомобилей-самосвалов

при дальности возки (км), шт.



0,25

0,5

1

1,5

2

3

4,5…5

0,4…0,65

4

5

6

7

8

9

7

3

4

5

6

7

8

7

1,0…1,5



5

6

7

8

9

10



4

5

6

7

8

25

1,5…3



3

4

4

5

6

  1   2   3