Проектирование и строительство лесовозных дорог

Проектирование и строительство лесовозных дорог

Введение

Транспорт - отрасль материального производства, занимающаяся перевозкой людей и грузов. Сухопутный транспорт леса занимается перевозкой людей и лесных грузов и является важной и часто определяющей составной частью технологии лесозаготовительного производства.

Основным звеном лесозаготовительного производства является вывозка леса. Для ее осуществления лесозаготовительные предприятия вынуждены выполнять большие объемы работ по строительству, содержанию и ремонту дорог, по организации движения лесовозного транспорта.

Под лесными дорогами понимают дороги, расположенные на лесной территории и находящиеся в ведении лесных организаций. В зависимости от подразделения они подразделяются на:

лесовозные - обеспечивающие в основном вывозку древесины;

лесохозяйственные - обеспечивающие постоянное выполнение всего комплекса лесохозяйственных работ;

противопожарные - обеспечивающие проезд в пожарные зоны;

хозяйственные - предназначенные для перевозки хозяйственных грузов от путей общего пользования;

служебно-контрольные - обеспечивающие постоянный контроль за каким либо сооружением (газопроводы и т.д.).

Целью данного курсового проекта является закрепление и расширение знаний в области проектирования и строительства лесовозных дорог.

1. Проектная часть

1.1    Характеристика рельефа местности. Определение уклона

Рельеф обуславливает многие характеристики проектируемых и строящихся дорог, а также эффективность эксплуатации, так как от крутизны и извилистости дороги зависит скорости движения транспортных средств, расход топлива и величина полезных нагрузок.

Основными элементами рельефа являются: равнины-участки суши с малыми колебаниями относительных высот отдельных точек, в некоторых местах равнины возможно наличие местных повышений или понижений (холмов, оврагов). Величина уклона при равнинном рельефе составляет 30‰. Холмистые возвышения местности не более 200м над уровнем моря, плавно переходящие в равнину, уклон от 30 до 80‰. Горный рельеф местности более 200м над уровнем моря, уклон составляет более 80‰.

При определении рельефа местности на учебной карте проводим прямую линию в любом месте и определяем начальную высотную отметку Н_2, м, конечную высотную отметку Н₁, м и длину L, м.

Уклон земли i , ‰, вычисляется по формуле:

, (1.1)

где   Н₁ - проектная отметка в начале участка, м;

Н₂ - проектная отметка в конце участка, м;

L - длина горизонтального заложения участка, м.

Подставляя эти значения в формулу (1.1), получим

‰

Рельеф холмистый, т.к. на участке в 1км превышение - 40 м., а уклон 38,8‰. Категория дороги 3Л, т.к. годовой объем вывозки составляет 346м³/год.

1.2    Шаг трассирования

Линия, определяющая ось дороги в пространстве, называется трассой, процесс размещения трассы на местности с разметкой направления - трассированием.

Различают камеральное трассирование и трассирование на местности. В зависимости от рельефа местности, дорогу трассируют различными способами. Если уклоны не превышают примятого значения руководящего уклона, то в этом случае трассирование ведут вольным ходом, то есть заданные точки на карте соединяют прямой линией, учитывая при этом топографические препятствия (болота, реки и т.д.)

Трассу укладывают с учётом шага трассирования, то есть минимально допустимого расстояния между двумя ближайшими горизонталями.

Шаг трассирования на подъёме _., мм, определяют по формуле:

=, (1.2)

где   h = 8м - высота сечения горизонталей, (по заданию);

М = 10000 - знаменатель масштаба карты;

= 50‰ - наиболее допустимая величина руководящего подъёма;

_.=

Шаг трассирования на спуске , мм, определяют по формуле:

=, (1.3)

где = 50‰ - наиболее допускаемая величина спуска;

Шаг трассирования будет производиться циркулем-измерителем.

После прокладки трассы производят разбивку пикетаж и кривых, в результате чего составляют журнал превышения и ведомость прямых и кривых (таблица 1.1-1.7). При примыкании к магистрали дороги веток отсчёт пикетов продолжается для магистрали, а для ветки начинается новый отсчёт.

1.3    Продольный профиль. Пикетаж

Продольный профиль дороги - проекция вертикального разреза пути по его оси на развёрнутую плоскость.

Продольный профиль является самой полной технической характеристикой дороги и как технический документ необходим при проектировании, строительстве и эксплуатации дорог. При изображении продольного профиля принимают различные вертикальные и горизонтальные масштабы.

Для автомобильных дорог: горизонтальный масштаб 1:5000, вертикальный масштаб 1:500.

Такое изображение даёт возможность наглядно представить рельеф местности по всей длине дороги.

Линия поверхности земли показывает естественный рельеф местности по оси дороги и наносится по данным журнала превышений высот или по данным журнала нивелирования.

Проектную линию продольного профиля в отличии от линии поверхности земли проектируют. Она состоит из отдельных элементов, образующих ломаную линию и при алгебраической разнице уклонов 20‰ и более на магистралях и ветках следует сопрягать вертикальными кривыми.

Пикетаж производится от нижнего склада к В и от мест примыкания веток к А и С. Плюсовые точки ставятся на местах переломах трассы, пересечения рек, озёр и на всех пониженных местах, на вершинах углов поворотов и на перекрёстках.

Высотную отметку, лежащую внутри замкнутой горизонтали, определяем методом экстраполяции по формуле:

, (1.4)

где Н_-1 - высотная отметка нижней или меньшей горизонтали, м;

а - расстояние от меньшей горизонтали до искомой точки, мм;

h - сечение горизонтали, м;

L - расстояние между горизонталями, проходящие через искомую точку, мм. Элементы угла поворота в ведомости прямых и кривых определяются по таблице 1(3) в зависимости от угла поворот. Все показатели вносятся в ведомость прямых и кривых.

Начало кривой определяется по формуле:

НК = ВУП - Т (1.5)

где ВУП - вершина угла поворота.

Т - тангенс кривой.

Конец кривой КК определятся по формуле:

КК=НК+К, (1.6)

где К - длина кривой.

Таблица 1.1 - Журнал превышений

Место расположение точки		Высотная отметка H, м
ПК	+
0	00	160,48
1	00	158,4
2	00	156
3	00	156
4	00	156
5	00	156
5’	40	156
6	00	153,91
7	00	153,3
8	00	149,3
9	00	144,57
10	00	144,35
10’	75	144,33
11	00	144,57
11’	80	140
12	00	138
13	00	134
13’	50	132
14	00	124
14’	40	132
15	00	139
16	00	141,47
16’	85	148
17	00	149
17’	90	156
18	00	157,2
19	00	162,9
20	00	165,48
21	00	166,32
22	00	168,59
23	00	169,85
24	00	170,93
25	00	170,55
26	00	198,8
27	00	165,92
B	25	165,28

Таблица 1.2 - Журнал превышений для ветки А

Расстояние между точками L, м	H1 - H2	Уклон линии i, ‰
100	2,08	20,8
100	2,4	24
100	0	0
100	0	0
100	0	0
40	0	0
60	2,09	34,8
100	0,61	6,1
100	4	40
100	4,73	47,3
100	0,22	2,2
75	0,02	0,26
25	0,24	9,6
80	4,57	57,1
20	2	100
100	4	40
50	2	40
50	8	160
40	8	120
60	1	16,6
100	8,47	84,7
85	6,53	76,8
15	1	66,6
90	7	77,7
10	1,2	12
100	5,7	57
100	2,58	15,8
100	0,84	8,4
100	2,27	22,7
100	1,26	12,6
100	1,08	10,8
100	0,38	3,8
100	1,75	17,5
100	2,88	28,8
25	0,64	25,6

Таблица 1.3 Журнал превышений для ветки С

Место расположение точки		Высотная отметка H, м
ПК	+
0	00	166,32
0’	60	167,86
1	00	166,67
2	00	164,94
2’	30	164
3	00	160,5
4	00	154
5	00	148,8
5’	20	148
6	00	142,67
6’	80	140
7	00	140
A	70	137

Таблица 1.4 - Ведомость прямых и кривых

Расположение ВУП		Угол поворота		Элементы кривой							Начало кривой				Конец кривой
ПК	+	лево	право
				R	Т		К		Д	Б	ПК		+		ПК		+
5	40	110		1000	96,29		191,99		0,59	4,63	43,71		6		35,7
10	70		400	180	65,51		125,66		5,36	11,55	10		04,49		11		30,15
11	80		350	110	34,68		67,19		2,17	5,34	11		45,32		12		12,51
13	50	510		130	62,01		115,72		8,3	14,03	12		87,99		14		03,71
14	40	360		110	35,74		69,12		2,37	5,66	14		04,26		14		73,38
16	85		120	500	52,55		104,72		0,38	2,75	16		32,45		17		37,17
17	90		110	400	38,52		76,79		0,24	1,85	17		51,48		18		28,27
Ветвь А
21	60	500		100		46,63		87,27	5,99	10,34	21		13,37			22		00,6
23	30		260	200		46,17		90,76	1,59	5,26	22		83,83			23		74,59
26	25	190		200		33,46		66,32	0,61	2,78	25		91,54			26		57,86
27	80		320	200		28,67		111,7	3	8,06	27		22,65			28		34,35
Ветвь С
19	00		500	100		46,63		87,27	6	10,34		18	53,37	19			40,63
20	50		600	100		57,73		104,72	10,75	15,47		19	92,27	20			96,99
24	00	280		500		124,66		244,34	4,98	15,31		22	75,34	25			19,68

1.4 Расчет лесотранспортных измерителей

 

.4.1 Годовой объём вывозки

Годовой объём вывозки Q_ГОД, тыс. м³, определяют по формуле

Q_ГОД = Q_A + Q_B + Q_C, (1.7)

где - соответственно годовой объём вывозки из пунктов А, В, С, тыс. м³. = 112тыс. м³; = 135 тыс. м³; = 99 тыс. м³.

Подставляя эти значения в формулу (1.7), получим

Q_ГОД = 112 + 135 + 99 = 346 тыс. м³

1.4.2 Грузовая работа

Грузовая работа R тыс.м³км/год, определяется по формуле:

 (1.8)

где a, b, c, d, e - длины участков пути, км;

- коэффициент развития трассы.

Принимаем a = 0,71 км; b = 0,57 км; c = 0,84 км; d = 0,26 км; e = 1,9 км;  = 1,15;

R = 112(0,71+0,26+1,9) 1,15 + 135(0,57+0,26+1,9) 1,15 + 99(0,84+1,9) 1,15 = 1096,8 тыс.м³км/год

 

.4.3 Средневзвешенное расстояние вывозки

Средневзвешенное расстояние вывозки , м, определяют по формуле

 (1.9)

1.4.4 Длина эксплуатационных путей в расчётный год

Длина эксплуатационных путей в расчётный год , км, определяют по формуле:

, (1.10)

где   - длина эксплуатационной магистрали, км;

- длина эксплуатационных ветвей, км;

- длина эксплуатационных усов, км.

Для эксплуатационных усов , км, определяется по формуле:

=, (1.11)

где - коэффициент развития усов;

- ликвидный запас древесины на 1 га, м³;          - оптимальное расстояние между усами, км.

Принимаем =1,2; =200м³; =1,5 км.

Подставляем эти значения в формулу (1.11), получим

= км

Подставляя эти значения в формулу (1.10), получим

1.4.5 Коэффициент пробега лесных грузов

Коэффициент пробега , определяют по формуле:

, (1.12)

1.5 Гидравлический расчёт искусственных сооружений

При проектировании дороги производят расчёт искусственных сооружений, расположенных на трассе дороги, с целью определения минимальной высоты насыпи подходя к искусственному сооружению. Основными видами искусственных сооружений являются мосты и трубы. Над трубами делается насыпь не менее 0,5м.

Вначале определяется приток воды к искусственному сооружению, м³/сек

; м³/сек (1.13)

где  - морфологический коэффициент, зависящий от уклона, = 0,044;

 - расчётный сток водоотдачи, мм h =30 т.к. район строительства является Красноярский край;

z - потери стока на заполнение микрорельефа и смачивание расти-тельности, мм z=10, т.к характеристика растительности «Средний лес, кустарник»;

F - площадь бассейна;

      (1.14)

К - коэффициент учитывающий потери стока в зависимости от коэффициента шероховатости лога m_л и склонов m_ск, К = 2,8;

- коэффициент уменьшения расхода при наличие в бассейне озёр, =0,9;

- коэффициент, учитывающий неравномерность выпадения осадков, =0,99;

m и n - показатели зависящие от величины (h - z) и F: (h - z)^m = 132 и Fⁿ - 0,2

Определяем расчётный сток воды Q_р, м³/сек

 (1.15)

где n_c- коэффициент, учитывающий срок службы сооружений, n_c= 1,25

Принимаем прямоугольные трубы h_T = 1,1 м; Н = 1,52 м; V = 3,1 м/с.

Определяем отверстие водопропускных дорожных труб по формуле:

Гидравлический режим - полунапорный режим заполнения трубы водой

, (1.16)

где h_T - диаметр отверстия трубы, мм;

- коэффициент скорости, учитывающий потери энергии воды при входе потока в трубу (для обтекаемых оголовков  = 0,85);

- сечения отверстия трубы;

- коэффициент расхода;

H - напор воды перед трубой.

Длину трубы определяем по формуле:

 (1.17)

где В - ширина земляного полотна, В = 8,5 м;

- толщина стенки трубы;

a - угол между осью дороги и осью трубы, a = 90;

К- выход оголовков трубы за пределы откосов насыпи, равный 0,35м.

Минимальную высоту насыпи, измеряемую по бровке земляного полотна, определяют по формуле:

, (1.18)

где h₀ = 0,7м - толщина слоя грунта над трубой;

 1,1 + 0,12 + 0,7 = 1,92м.

1.6 Расчёт дорожной одежды нежёсткого типа

Дорожная одежда - верхняя часть земляного полотна, состоящая из одного или нескольких слоев дорожно-строительных материалов разной прочности, предназначенная для равномерного и плавного движения автомобиля, и передачи нагрузки от подвижного состава на земляное полотно.

По количеству конструктивных слоёв дорожные одежды делятся на однослойные, двухслойные и многослойные. В дорожных одеждах различают следующие основные слои: покрытие, несущий слой, основание.

Покрытие - основной слой, воспринимающий непосредственно нагрузку от колёс подвижного состава и воздействие атмосферных осадков. Покрытие передаёт нагрузку нижележащим слоям. Оно должно быть прочным, износоустойчивым, эластичным, водонепроницаемым.

Несущий слой - основной слой, характеризующий прочность дорожной одежды в целом; воспринимает главным образом вертикальные усилия динамического характера. Предусматривается в виде одного или нескольких слоёв.

Основание - это переходный слой от несущего к земляному полотну. Устраивается из хорошо дренированных материалов.

При использовании многоколёсных автопоездов или трёхосных автомобилей и двухосных роспусков, рассчитывая дорожную одежду на прочность, необходимо учитывать совместное воздействие смежных колёс подвижного состава на дородную конструкцию. С учётом этого интенсивность движения определяется по формуле:

, авт/сут  (1.19)

где f_пол - коэффициент, учитывающий число полос движения;

n - общее число марок транспортных средств;

N_m - число проездов транспортных средств каждой марки в сутки;

S_m - суммарный коэффициент приведения воздействия на дорожную одежду всех колёс транспортного средства n-ной марки.

Принимаем: f_пол= 0,55 для 2-х полос движения; n = 1; S_{m Сум} = 2,89 в оба конца для МАЗ5434.

, (1.20)

где Q_год - годовой грузооборот, м³;

А - число рабочих дней в году;

q - полезная нагрузка на рейс, м³.

Принимаем Q_год = 348000 м³; А = 200 дней; q = 29 м³ для .

.

 

Требуемый модуль упругости E_тр, МПа, определяют по формуле:

 (1.21)

где а = 65; b = 65.

; ; (1.22)

где D - расчётный диаметр эквивалентного круга для движущихся колёс.

Принимаем D = 0,33 м.

 

, отсюда ;

 

Общая толщина дорожной одежды определяется из выражения:

     (1.23)

где h_н - толщина нижнего слоя;

 h_в - толщина верхнего слоя;

h_изн - слой износа;

Принимаем h_изн= 0,05 м.

 

Рассчитав толщину дорожной одежды, необходимо определить потребное количество дорожно-строительного материала.

,         (1.24)

    (1.25)

где h - толщина нижнего слоя, м

В₀ - ширина проезжей части, м;

К_уп - коэффициент уплотнения;

 К_п.п. - коэффициент поперечного профиля.

Принимаем: К_уп=1,2; К_п.п.=1,2 (для серповидного).

лесотранспортный дорожный строительный земляной

 

Рисунок 1.2 - Поперечный профиль дорожной одежды серповидного профиля

1.7 Расчёт объёма земляных работ

После построения продольного профиля и принятия поперечного профиля земляного полотна, установления необходимых рабочих отметок, рассчитывают объём земляных масс. Объём насыпи V_н, м³, определяют по формуле

,       (1.26)

где а - площадь поперечного сечения сливной призмы, м²;

В - ширина земляного полотна, м;

m - коэффициент крутизны откоса;

L - длина участка, м.

Площадь поперечного сечения сливной призмы a, м², определяют по формуле:

, (1.27)

где i_n - поперечный уклон сливной призмы.

Таблица 1.5 - Ведомость попикетного подсчёта земляных работ

МПТ				H, м
ПК	+
0	00			0,5
1	00			1,08
2	00			1,98
3	00			0,48
4	00			0,48
5	00			0,48
6	00			4,55
7	00			0,46
8	00			0,46
9	00			2,79
10	00			0,61
11	00			0,49
12	00			1,56
13	00			0,86
14	00			0
15	00			3,05
16	00
17	00			0,85
18	00			0,55
19	00			0,45
20	00			0,47
МПТ			H, м
ПК		ПК
21		00	1,23
22		00	0,56
23		00	0,4
24		00	0,42
25		00	0,5
26		00	0,55
27		00	0,53
В		25	0,47
0		00	0,5
1		00	0,85
2		00	0,48
3		00	0,49
4		00	0,49
5		00	1,09
6		00	2,67
7		00	0,69
А		70	0,47
0		00	0,5
1		00	0,47
2		00	0,4
3		00	0,5
4		00	0,49
5		00	2,84
6		00	0,5
7		00	1,5
8		00	2,65
С		45	0,43

2. Строительная часть

На строительстве автомобильных дорог применяют различные методы организации работ. Наиболее прогрессивным и научно обоснованным является поточный метод строительства.

Поточным методом строительства называют метод, при котором обеспечивается непрерывный и равномерный выпуск продукции, а также непрерывное и равномерное использование трудовых и материально технических ресурсов. Эта характеристика справедлива и для дорожного строительства.

2.1 Расчёт основных параметров дорожно-строительного потока

Поточное строительство характеризуется численным значением ряда параметров:

а.) временем действия потока- продолжительностью работы всех средств потока. Для специализированного потока- это продолжительность работы одного специализированного отряда, включая периоды развёртывания и свёртывания работ. Для комплексного потока это время от начала работы первого специализированного отряда до конца работы последнего.

Расчёт начинается с определения количества рабочих дней, приходящихся на весь срок строительства. Для этого из числа календарных дней исключают выходные дни по погодным условиям.

Для расчёта воспользуемся дорожно-климатическим графиком района строительства дороги.

Таким образом, количество рабочих дней составляет:

 (2.1)

где Т_к- календарная продолжительность строительного периода;

t₁- нерабочие дни по погодным условиям;

К- коэффициент учитывающий выходные и праздничные дни;

Принимаем T_к=97дней; t₁=10,4; К=1,19.

б.) Скорость (темп) специализированного потока это протяжённость участка дороги в погонных метрах или километрах, на котором специализированный отряд или бригада выполняет все возможные для него работы в единицу времени.

Скорость (темп) комплексного потока- это протяжённость участка дороги, закончённого в течении смены или суток. Скорость (темп) потока- основной его показатель, определяется по формуле:

 (2.2)

где L- длина строящегося участка дороги, км

T_Р- кол-во рабочих дней, приходящихся на весь период, дней

t_Р- число дней на развёртывание потока, t_Р =15дней

Принимаем l= 50 п.м./сутки

2.2 Дорожно-климатический график района строительства

По графику определяем климатическую характеристику района строительства:

а. Продолжительность периодов с отрицательными и низкими положительными температурами (ниже 10⁰)

б. Глубину прорезания, сроки промерзания и оттаивания грунта, интенсивность осадков и распределение их по календарным периодам, продолжительность светового дня и т.д.

Рисунок 2.1 Дорожно-климатический график района строительства дороги

2.3 Разбивочные работы

 

В состав разбивочных работ входит: закрепление углов поворота, восстановление оси трассы, вынос пикетажа, определение границы просеки затесками, разбивка кривых, осей мостов, установление высотников, указателей ширины подошвы насыпи или выемки, границ резервов или карьеров. Для выполнения этих работ создаётся геодезическое звено, состав которого 3 человека (техник геодезист и два рабочих). Звено оснащается необходимыми приборами и работает в течении всего срока строительства дороги.

Трудозатраты на разбивочные работы составляют:

 (2.3)

где Т_Р- число дней работы звена, Т_Р=69 дней

N- количество людей в звене, N=3человека

2.4 Подготовительные работы

В состав подготовительных работ при строительстве лесовозных дорог входят работы: прорубка просеки, подготовка дорожной полосы (корчёвка пней, снятие растительного слоя, планировка и осушение дорожной полосы). Прорубка просеки осуществляется обычно в зимнее время, для лучшего просыхания дорожной полосы весной и уменьшения количества рабочих в летний строительный сезон.

2.4.1 Прорубка просеки

Таблица 2.1 Объёмы работ по прорубке просеке в зависимости от характеристики леса

Участок		Длина уч-ка	Площадь, га	Объём древесины при лесе, м3				Густота м3/га
от	до			Купн.	Средн.	Мелк.	Всего
0	43,4	4340	21,7		2712,5		2712,5	125

Таблица 2.2 Трудозатраты и потребное количество механизмов

Наименование показателей	Ед. измерения	Объёмы при лесе			ВСЕГО
		крупный	средний	мелкий
1. Объём древесины 2. Потребность в м-см ЛП-49 ЛП-33 3. Трудозатраты	м3 м-см м-см Чел-дн		2712,5  23 10,3		2712,5 23 10,3 33,3

Сваленный лес трелюется на временные склады, расположенные по просеке, раскряжёвывается и штабелюется с целью использования в дальнейшем для строительства искусственных сооружений или для вывозки на нижний склад предприятия.

Количественный состав бригады по прорубке просеки определяется, исходя из расчётного темпа потока:

 (2.4)

где Т_пп- общие трудозатраты на прорубку просеки

l- темп потока, Т=50п.м./сутки

L- длина строящегося участка дороги, L=4340м

Принимаем состав бригады- 2 человека

Таблица 2.3 Состав бригады по профессиям

Наименование профессии	Разряд по сетке	Количество
Оператор ЛП-49	6	1
Оператор ЛП-33	6	1
Всего		2

Таблица 2.4 Оснащение бригады механизмами

Наименование механизмов	Марка	Количество
Валочно-трелёвочная машина	ЛП-49	1
Сучкорезная машина	ЛП-33	1
Всего		2

2.4.2 Подготовка дорожной полосы

В состав работ по подготовке дорожной полосы входят: корчёвка пней, снятие растительного слоя, уборка валунов и кустарников, срезка пней на уровне земли, планировка полосы. Исходя из объёмов работ по корчёвке пней и снятию растительного слоя, норм производительности и норм трудозатрат определяем потребное количество машино-смен и человеко-дней для выполнения этих работ:

а) на корчёвке пней:

 (2.5)

где S- площадь корчёвки, S=21,7га

П_СМ- производительность корчевателя =3,67маш-см/га

Принимаем 80,74 дней на корчевку пней.

Определим потребное количество механизмов.

 (2.6)

где М_к- общее количество машино-смен на корчёвке.

l- темп потока, Т=50м/сутки

Z- сменность механизмов, Z=2

L- длина дорожной полосы, L=4340м

 

Принимаем 1 корчеватель.

б) на снятие растительного слоя

 (2.7)

где Q_PC- объём растительного слоя;

; (2.8)

где B_ПР- ширина просеки, В_ПР=50м

h- толщина растительного слоя, h=0,2

 

П_СМ- производительность бульдозера на снятие растит. слоя, П_СМ=665м³/см

 

в) на планировке дорожной полосы.

 (2.9)

где S_Д.П- площадь дорожной полосы, S_Д.П=217000м²

П_СМ- производительность бульдозера на планирование,

П_СМ=5100м³/см

 

Определим потребное количество механизмов на снятие растительного слоя и планировку:

 

Принимаем 1 бульдозер.

Таблица 2.5 Состав бригады по профессиям

Наименование профессии	Разряд по сетке	Количество
Машинист бульдозера	6	1
Машинист корчевателя	6	1
Всего		2

Таблица 2.6 Оснащение бригады механизмами

Наименование механизмов	Марка	Количество
Бульдозер	ДП-25	1
Корчеватель	ДЗ-90С	1
Всего		2

2.5 Основные строительные работы

В состав основных строительно-монтажных работ входят:

а) строительство искусственных сооружений

б) возведение земляного полотна

в) строительство дорожной одежды

2.5.1 Строительство искусственных сооружений

Трудозатраты на изготовление и сооружение сборных элементов труб:

Устройство основания под звенья труб

 (2.10)

Укладка звеньев трубы краном:

Укладка краном блоков оголовок с устройством основания гидроизоляции:

Таблица 2.6 Трудозатраты на изготовление и сооружение сборных элементов труб.

Наименование работы	Трудозатраты, чел-дней
Сооружения
-устройство основания под звенья труб	1,7
-укладка звеньев трубы краном	21,02
- укладка краном блоков оголовок с устройством основания гидроизоляции	13,09
Всего	36,64

Таблица 2.7 Состав бригады по профессиям

Наименование профессии	Разряд по сетке	Кол-во
Автокрановщик	6	1
Бульдозерист	6	1
Разнорабочие	3	3
Автогудронаторщик	6	1
Всего		6

Таблица 2.8 Оснащение бригады механизмами

Наименование механизмов	марка	Кол-во
Автокран	КС-3577	1
Бульдозер	ДЗ-90С	1
Автогудронатор	ДС-53А	1
Комплект шансовых инструментов		3
Всего		6

2.5.2 Выбор ведущей землеройной машины

Возведение земляного полотна можно осуществить различными комплектами механизмов. Для возведения земляного полотна принимаем ведущую землеройную машину- бульдозер.

Группа грунтов II-III

Высота насыпи земляного полотна до 1 метров

Расстояние перемещения грунта (10-200)метров

Объем работ на механизм 5000 м³

Требуется рыхление грунтов II группы

2.5.3 График распределения земляных масс

Для определения затрат машино-смен ведущих земляных машин составляется график распределения земляных масс на основании ведомости пикетного объёма земляных работ, подсчитанном в соответствии с продольным профилем дороги.

От оси абсцисс вверх в выбранном масштабе откладываем объёмы земляных работ (для выемки), а вниз- объёмы земляных работ (для насыпей) в виде прямоугольников, у которых одна сторона (ордината) показывает объём земляных работ в м³, другая сторона- длину участка дороги.

Внизу вычерчивается сетка, в которой график указывают методом перемещения грунта различными механизмами на различное расстояние в зависимости от высоты насыпи или глубины выемки. При поперечном перемещении грунта из резервов в насыпь расстояние перемещения принимается исходя из равенства объёмов грунта в насыпях и резервах.

Для возведения насыпи из односторонних резервов исходят из равенства:

V_H=V_P, м³ (2.11)

где Vн- объём грунта в насыпи;

V_P- объём грунта в резерве, м³

Объем грунта в резерве определяется:

 (2.12)

Объем грунта в насыпи:

 (2.13)

Исходя равенства объемов грунта в насыпи и резерве, получаем:

 (2.14)

где h_P- глубина резерва, h_P=0,8м

l- длина участка, l=4340м

m- показатель крутизны откоса, m=1,5

 

Отсюда расстояние перемещения определяется:

 (2.15)

где l_Б- ширина бермы, l_Б=1,0м

В- ширина земляного полотна, В=8,5м

 м

Полученную число округляем до величины кратной 5м, Принимаем l_P=10м

2.5.4 Возведение земляного полотна

Земляное полотно является основной несущей конструкцией дороги «его фундаментом» и от его качества зависит качество и эксплуатационные показатели дороги.

Потребность в Машино -сменах бульдозера при разработке и перемещении грунта, определяется по формуле.

 (2.16)

где ∑Q_l- объём грунта перемещаемый на расстояние l;

П_Б- производительность бульдозера, м³/см.

Потребность в машино-сменах рассчитывается для расстояния перемещения до 5, 10, 15, 20м; объёмы грунта перемещаемого на эти расстояния определяем по графику распределения земляных масс.

Принимаем

Производительность находим по таблице и подставляем в формулу 2.16

 

Бульдозеры наряду с разработкой и перемещением грунта выполняют его разравнивание. Потребность в машино-сменах бульдозера на разравнивание грунта определяют по формуле:

 (2.17)

где Q_раз- объём грунта по разравниванию, м³

П_Б- производительность бульдозера на разравнивание грунта при

рабочем ходе в обоих направлениях, П_Б=5100

h- толщина слоя грунта, h=0,2-0,3м

 

Потребность в машино-сменах на разработке, перемещении и разравнивании грунта определяется по формуле.

 (2.18)

Тогда количество механизмов определяется по формуле

 (2.19)

где Т- темп потока, п.м. (сутки)

Z- сменность, Z=2

L- длина участка, L=4340м

 шт.

Принимаем 1 бульдозер

Операция уплотнения грунта осуществляется прицепным пневмокатком ДУ-39С.

Потребность в машино-сменах при уплотнении участка грунта:

 (2.20)

где Q_упл- объём уплотнённого грунта, Q_упл=40642,43м;

П_СМ- производительность катка, П_СМ=570м³/см.

Количество катков определяется по формуле (2.19)

 

Принимаем 1 каток.

Планировка поверхности земляного полотна и откосов составляет:

 (2.21)

где S_g- площадь поверхности дороги, м²

 (2.22)

 (2.23)

где h- средняя высота насыпи, h=1м;

m- коэффициент заполнения откосов, m=1,5

тогда

Потребность в машино-сменах автогрейдера при планировке земляного полотна определяется по формуле:

 (2.24)

где П_ГР, П_ОТК- соответственно производительность автогрейдера на

планировке поверхности П_гр=36400м²; П_отк=92200

 

Количество автогрейдеров определяется по формуле (2.19)

Принимаем 1 автогрейдер.

Все расчёты по возведению земляного полотна сводятся в таблицу 2.9

Таблица 2.9 Расчёт потребности в механизмах для производства земляных работ

Наименование работ и механизмов	Ед. изм	Объём работ	Норма выработки	Количество маш.-смен	Число смен работы	Количество дней
1. Разработка и перемещение грунта II группы бульдозером ДЗ-90С на, м 5 10 15 20	м3	2318,3 5732,7 21170,4 10943	1530 1530 1190 850	1,5 3,7 17,8 12,9	2 2 2 2	0,5 1,85 8,9 6,45
2. Послойное разравнивание грунта бульдозером ДЗ-90С	м3	40642,4	5100	39,84	2	19,92
3. Послойное уплотнение грунта прицепным пневмокатком ДУ-39	м3	40642,4	570	71,3	2	35,65
4 Планировка верха земляного полотна автогрейдером ДЗ-140	м2	36890	36400	1,01	2	0,5
5 Планировка откосов автогрейдером ДЗ-140	м3	15648,1	92200	0,17	2	0,08
ИТОГО				147,72		73,85

Таблица 2.10 Оснащение бригады механизмами

Наименование механизмов	Марка	Количество
1. Бульдозер	ДЗ-90С	1
2. Пневмокаток	ДУ-39	1
3. Автогрейдер	ДЗ-140	1
ВСЕГО		4

2.5.5 Строительство дорожной одежды

Наиболее распространены на лесовозных дорогах дорожные одежды нежёсткого типа из гравийного и щебеночного материала. Гравийное покрытие предусматривается серповидного профиля на грунтовом основании. Гравийный материал должен быть оптимального состава.

Расстояния между кучами дорожно-строительного материала при отсыпке составляет:

 (2.27)

где - расстояние между кучами гравия, ;

- грузоподъёмность самосвала, для КаМАЗ =10т.;

γ- объёмный вес- супесь -1,6т/м³ ;

 щебня 1,75 т/м³

Q-расход материала на 1км: - супесь-4212м³

щебня-4680м³

а) при отсыпке супесь:

б) при отсыпке щебня:

Потребность в машино - сменах автосамосвалов определяется по формуле:

 (2.28)

где Qгр = объём материала;

 

Q_гр=4212*4,34=18280,08м³(супесь),Qгр=4680*4,34=20311,2м³ (щебень)

а) при отсыпке супеси

б) при отсыпке щебня

Общая потребность в машино-сменах автосамосвалов составляет:

.

Потребное количество автосамосвалов при двухсменной работе и принятом темпе потока определяется по формуле:

 (2.30)

где ∑М_А/С- общая потребность маш.-смен автосамосвалов,

∑М_А/С=991,5маш.-см.;

l- темп потока, l=50п.м./сут;

Z- число смен работы, Z=2;

L- длина строящегося участка дороги, L=4340м

Принимаем 6 автосамосвала.

Для разработки и погрузки дорожно-строительных материалов применяется экскаватор: ЭО-5124, П_СМ=455м³.

Средняя потребность в дорожно-строительных материалах составит:

 (2.31)

где Q_ГР- потребное количество материала для строящегося участка дороги, м³

а) для супеси:

б) для щебня:

Производительность экскаватора принимается равной односменной потребности в дорожно-строительных материалах, П_СМ=455м³, потребное машино-смен определяется по формуле:

 (2.32)

Для супеси:

Для щебня:

Потребное количество экскаваторов при двухсменной работе, определяется по формуле 2.30

 

Принимаем 1 экскаватор.

Потребное количество машино-смен автогрейдера на разравнивании определяется:

 (2.33)

где П_СМ- производительность автогрейдера на разравнивание

П_СМ=36400м² ;

h- толщина разравниваемого слоя, м.

а) для песка h=0,5м

 

б) для щебня h=0,38м

 

Потребное количество автогрейдеров при двухсменной работе, определяется по формуле 2.25

 

Принимаем 1 автогрейдер.

Потребное количество машино-смен. На участке грунтов прицепным пневмокатком определяется по формуле:

 маш.-смен (2.34)

где П_СМ- производительность катка, П_СМ=570м³.

Нижнего слоя:

Верхнего слоя:

Определим количество катков по формуле 2.30

Принимаем 1 каток

Определим потребность в машино-сменах автогрейдера на планировке покрытия дороги под шаблон:

 (2.35)

где S_g- площадь покрытия дороги, S_g=36890м²

 

Определим количество автогрейдеров по формуле 2.25

Принимаем 1 автогрейдер.

Потребность в машино-сменах и трудозатратах сводится в таблицу 2.12

Таблица 2.12 Потребность в механизмах и трудозатратах на устройстве дорожной одежды

Наименование работ и механизмов	Ед. изм.	Объём работ	Норма выработки в смену	Количество машино-смен	Число смен работы	Численость раб.	Количество человеко-дней
1. Разработка и погрузка дорожностроительного материала экскаватором ЭО-5123 с погрузкой на автосамосвалы.	м3	38591,3	455	85	2	2	30
2.Возка на расстояние 4км автосамосвалами КаМАЗ	м3	38591,3	78	494,8	2	6	2968,8
3.Разравнивание нижнего слоя автогрейдером ДЗ-140	м3	20311,2	10200	1,99	2	1	1,99
4.Уплотнение нижнего слоя катком, за 10 проходов	м3	20311,2	1400	14,5	2	1	14,5
5.Разравнивание верхнего слоя автогрейдером ДЗ-140	м3	18280,1	17000	1,1	2	1	1,1
6. Уплотнение верхнего слоя катком, за 10 проходов	м2	18280,1	1400	13,1	2	1	13,1
7. Планировка покрытия грейдером под шаблон	м3	36890	40000	0,92	2	1	0,92
8. Уплотнение покрытия	м3	18280,1	1400	13,1	2	1	13,1
Всего:							709,5

Таблица 2.13 Оснащение бригады механизмами

Наименование механизмов	Марка	Количество
Автосамосвал	КаМАЗ	6
Экскаватор	ЭО-5124	1
Автогрейдер	ДЗ-140	1
Пневмокаток	ДУ-39	1
Всего:		9

Таблица 2.14 Состав бригады по профессиям

Наименование профессииРазряд по сеткеКоличество
Водитель автосамосвала	1	6
Машинист экскаватора	6	1
Машинист автогрейдера	6	1
Машинист пневмокатка	6	1
Всего:		9

2.6 Обстановка дороги

Таблица 2.15 Объем работ по обстановке дороги и расчет трудозатрат на линейные работы

Наименование работ	Ед.изме рения	Количество	Трудозатраты
			на ед.изм.	всего
Установка дорожных знаков: -километровые знаки -крутой спуск -опасный поворот -перекресток -ограничение скорости -пересечение реки Всего:	10шт.	4 5 14 4 21 4 50	1,4	7
Установка надолб	10шт.	16	1,4	2,24
Всего		68		9,24

Потребность в рабочих на обстановку дороги при темпе потока 50 пог/м в смену определяется по формуле:

 (2.36)

На линейные работы требуется 3человека.

2.7 Сводные данные

Таблица 2.16 Сводный расчет потребности в дорожно-строительных машинах и механизмах

Наименов. машин и механизм.	Рабочее количество механизмов по видам работ						Списочное количество
	Проруб.просеки	Стр-во искуств. сооруж	Подготовка дорожной полосы	Возведение земляного полотна	Всего
ЛП-49	1					1	1
ЛП-33	1					1	1
ДП-25			1			1	1
ДЗ-90С		1	1	1		3	3
КС-3577		1				1	1
ДС-53А		1				1	1
ДУ-39				1	1	2	2
ДЗ-140				1	1	2	2
КАМАЗ					3	3	3
ЭО-5124					1	1	1

Таблица 2.17 Сводный расчет потребности в квалифицированных кадрах для основных работ

Наименование профессии	Кол-во человек
Оператор ЛП-49	1
Оператор ЛП-33	1
Машинист корчевателя ДП-25	1
Машинист бульдозера ДЗ-90С	3
Автокрановщик КС-3577	1
Автогудронаторщик ДС-53А	1
Разнорабочие	3
Машинист катка ДУ-39	2
Машинист автогрейдера ДЗ-140	2
Водитель автосамосвала КаМАЗ	6
Водитель автосамосвала ЗИЛ 130	1
Машинист экскаватора ЭО-5124	1
Плотник- бетонщик	1
Техник геодезист	1
Всего(с учетом сменности)	25(50)

Таблица 2.18 Сводный расчет потребности в трудозатратах

Наименование работ	Трудозатраты, чел.-дн
-прорубка просеки -подготовка дорожной полосы -возведение земляного полотна -строительство дорожной одежды -строительство искусств. сооруж. -обстановка дороги -разбивочные работы	33,3 188,54 73,85 709,5 36,64 9,24 219
Всего:	1270,07

Заключение

В курсовом проекте был проведен расчет и организация строительства лесовозной автомобильной дороги III категории.

В проектной части была протрассирована дорога, построен продольный профиль, произведен пикетаж, рассчитаны искусственные сооружения и дорожные одежды, определены объёмы земляных работ.

В строительной части, были выбраны и рассчитаны механизмы, необходимые для строительства автомобильной лесовозной дороги. Так же рассчитано количество рабочих на каждой операции при строительстве дороги.

По результатам проделанной работы, можно сделать вывод, что строительство лесовозных дорог очень трудоемкий и сложный процесс. Рационально размещенная сеть устроенных лесных дорог не только обеспечивает своевременное выполнение лесокультурных работ, эффективную борьбу с лесными пожарами, вредителями и болезнями леса, снижения себестоимости перевозок, но и повышает общую культуру ведения лесного хозяйства.

Густота и качество дорожной сети оказывают решающее влияние на весь производственный процесс, на экономические показатели.

Библиографический список

1. Сухопутный транспорт леса: Учебное пособие по выполнению курсового проекта для студентов специальностей 260100, 260200, 170400 всех форм обучения/ Козинов Г.Л., Гаврилец Г.М., Данилов А.Г., Коченовский В.И.- Красноярск: СибГТУ, 2002.-80с.

. Сухопутный транспорт леса: Учебное пособие для студентов специальностей 26.01, 26.02, 17.04 всех форм обучения/ Баранов А.Н., Гаврилец Г.М., Козинов Г.Л., Давыдова А.Л.- Красноярск: СибГТУ, 2001.-108с.