Строительство автодорог

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАБОТЫ ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСТПОРТНЫХ МАШИН

2.1 Выбор схемы производства работ

Рисунок 2.1 – Условия строительства.

 

На рабочем  участке  ПК5  - ПК19 производим возведение насыпи из грунта выемки. На участке ПК2-ПК5 насыпь возводится из грунта, привезённого из карьера.

Общий объем  насыпи  V_нас=51304,61 м³ , объем выемки V_выем=21910,03 м³. Объём насыпи на участке ПК2-ПК5 равен 22642,1 м³.

В соответствии с выбранной схемой производства работ и рабочими отметками, и  полученным объемом насыпи и выемки на технологическом участке   ПК2 – ПК19, в качестве ведущей машины для возведения земляного полотна принимаем скрепер самоходный БелАЗ-7422.

Для разработки грунта применять схему движения скрепера по «эллипсу».

 

2.2 Выбор марки ведущей  машины

 

В соответствии с выбранной схемой производства работ и рабочими отметками, и  полученным объемом насыпи на технологическом участке   ПК2 – ПК19, в качестве ведущей машины для возведения земляного полотна принимаем скрепер ДЗ-13Б.

        Технико-эксплуатационные характеристики скрепера ДЗ-13Б представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Технико-эксплуатационные характеристики скрепера ДЗ-13Б

Показатель	Единица измерения	Количество
Базовый тягач		БелАЗ-7422
Объем ковша	м3	16
Грузоподъемность	т	30
Мощность двигателя	кВт	265
Способ разгрузки ковша		Принудительный
Ширина резания	м	3,41
Глубина резания	м	0,30
Средняя толщина слоя отсыпки	м	0,30
Наибольшая скорость движения	км/ч	45
Радиус разворота	м	9,75
Скорость скрепера при наборе грунта	м/c	0,6
Скорость скрепера с грунтом	м/c	4-6
Скорость скрепера при разгрузке  грунта	м/c	1-3
Скорость порожнего скрепера	м/c	5,5-7
Масса скрепера	т	37,5
Ширина скрепера	м	3,92

 

 

 

2.3 Определение эксплуатационной  производительности ведущей машины

Для определения  производительности самоходного скрепера на разработку грунта необходимо предварительно вычислить длины отдельных элементов  схемы его движения.

Длина пути набора грунта определяется по формуле

(2.1)

где   q – вместимость ковша, м³;  k_н – коэффициент наполнения ковша, равный 1,0; α – коэффициент, учитывающий неоднородность грунта и потери его при образовании призмы волочения и образовании боковых валиков, α = 2; b – ширина обрезаемой стружки; h – толщина обрезаемой стружки; k_р – коэффициент первоначального разрыхления грунта, k_p=1,2.

При   q = 16 м³; h = 0,3 м; α = 2; k_н = 1; b = 3,41; k_p=1,2 по формуле (2.1)

 

 

Длина разгрузки  скрепера

                   (2.2)

где   h_р – толщина отсыпаемого слоя.

При  h_р = 0,3 м по формуле (2.2)

 

Длины путей  груженого и порожнего скрепера определим по формулам:

	(2.3)
	(2.4)

где   l_c – средняя дальность транспортировки грунта.

Примем  l_c = 700м.

При  l_c = 7000 м по формулам (2.3), (2.4)

 

 

Продолжительность цикла работы скрепера определяется по формуле:

(2.5)

где     l_н – длина пути набора грунта, м; l_г  – длина пути груженого скрепера, м;  l_р – длина пути разгрузки скрепера, м; l_п – длина пути порожнего скрепера, м; υ_н, υ_г, υ_р, υ_п, –  скорость перемещения скрепера, м/мин, соответственно при наборе,  груженом ходе, разгрузке и порожнем ходе (значения скоростей принимаются по данным, которые равны соответственно 40 м/мин, 300 м/мин, 120 м/мин, 420 м/мин; t – время на переключение передач скрепера за один рабочий цикл,0,4 мин;   t_п – время, затрачиваемое скрепером на повороты за один рабочий цикл, 1 мин.

При  l_н = 26,1м; l_г = 679,13 м; l_п = 720,87  м; l_р = 15,64 м по формуле (2.5)

 

Производительность  скрепера определяется по формуле:

(2.6)

где  480 – усредненная продолжительность рабочей смены, мин; λ – коэффициент, учитывающий технологию производства работ, с учетом принятых  технологических мероприятий, определяется по формуле

(2.7)

где λ₁ – коэффициент учитывающий использование «клиновой» схемы при   наборе грунта, λ₁ = 1,25;    λ₂  – коэффициент, учитывающий автоматическое регулирование режима резанья, λ₁=1,16.          

 

k_в – коэффициент использования скрепера по времени, k_в = 0,80;

При   q = 16 м³; k_н = 1;   k_p=1,15;   t_ц = 7 мин;  λ =1,45 по формуле (2.6)

 

2.4 Установление состава комплекта землеройно-транспортных   машин

Для расчета  производительности вспомогательных  машин используются нормы времени  ЕНиР [8]. Расчет производительности ведем по формуле (1.3).

Производительность бульдозера ДЗ–19, который используется при разравнивании грунта в теле насыпи при Т’ = 8ч; V’= 100м³;  Н_вр= 0,78 маш·ч составит

 

Производительность катка  ДУ – 31А при первоначальном уплотнении грунта в теле насыпи, при  Т’ = 8ч; V’= 100м³;  Н_вр= 0,46 маш·ч составит

 

Производительность катка  ДУ – 29 при последующем уплотнении грунта в теле насыпи, при  Т’ = 8ч; V’= 100м³; Н_вр= 0,78 маш·ч составит

 

Количество  ведущих машин в отряде назначаем  исходя из схемы производства работ  и объемов работ. В данном случае при возведении насыпи объемом 22642,1 м³   принимаем 3 скрепера ДЗ–13Б.

Производительность комплекта  определяется по формуле

(2.8)

где   П^вед – производительность одной ведущей машины; К^вед – количество ведущих машин.

 

 

 

Количество вспомогательных машин  в отряде определяем по формуле

.              (2.9)

Количество бульдозеров ДЗ–19 составит

 

Количество самоходных катков ДУ–31А  составит

 

Количество самоходных катков ДУ–29 составит

 

Необходимое число толкачей определяется как частное от деления количества скреперов в комплекте на число  скреперов обслуживаемых одним  толкачом

               (2.10)

           (2.11)

где   t – время работы цикла толкача.

(2.12)

где   υ₀ – скорость обратного хода толкача, υ₀ = 120м/мин; t_т – время, затрачиваемое толкачом на переключение передач, маневры и ожидание скрепера, t_т = 0,35мин.

 

 

 

Состав скреперного комплекта  приведен в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Состав скреперного комплекта по строительству земляного полотна, землеройно-транспортными машинами

Состав комплекта			Состав бригады
Наименование машин	Марка	Количество	Профессия	Разряд	Количество
Скрепер самоходный	ДЗ – 13Б	3	Машинист	6	3
Бульдозер-толкач	Д – 384	1	Машинист	6	1
Каток легкий	ДУ – 31А	3	Машинист	6	3
Каток средний	ДУ – 29	4	Машинист	6	4
Бульдозер	ДЗ – 19	4	Машинист	6	4
Электростанция	ГАБ 4т/230	2	Телефонист	5	2
Итого		17			17

 

Технические характеристики вспомогательных машин приведены в таблице 2.3.

 

Таблица 2.3 – Технические характеристики вспомогательных машин

Показатель	Единица измерения	Количество
Бульдозер ДЗ – 19
Длина отвала	м	3,0
Высота отвала	м	1,3
Мощность	кВт	79
Марка трактора	–	Т–100
Масса	т	17,1
Самоходный каток ДУ – 31А
Ширина уплотняемой полосы	м	1,90
Толщина уплотняемого слоя	м	0,35
Мощность	кВт	66
Масса	т	16
Самоходный каток ДУ – 29
Ширина уплотняемой полосы	м	2,22
Толщина уплотняемого слоя	м	до 0,40
Мощность	кВт	96
Масса	т	30
Бульдозер-толкач Д – 384
Мощность	кВт	228
Марка трактора	–	ДЭТ–250
Масса	т	32,4
Электростанция ГАБ 4т/230
Мощность	кВт	4
Напряжение	В	230
Максимальный ток	А	12,5
Частота тока	Гц	20
Масса	т	0,27

 

2.5       Составление  технологической  карты работы комплекта

2.5.1       Технология производства работ

Технологический процесс производства работ при  сооружении земляного полотна скреперами самоходными Д3-13Б состоит из разработки грунта в выемке, перемещении и укладки его в насыпь, послойного разравнивания и уплотнения.

После отсыпки  слоя грунта уплотнение производим сначала 5 проходами по одному следу пневмокатком ДУ-31А весом 16т, затем 10 проходами  пневмокатка ДУ – 29 весом 30т. Отсыпанный слой планируем бульдозером Д3-19.

При наполнении ковша скрепера набор грунта осуществляем по клиновой схеме.

Набор грунта осуществляем принудительно с помощью  бульдозера-толкача Д–384.

При перемещении  грунта из выемки в насыпь скреперы должны двигаться в пределах контура земляного полотна и разворачиваться на специальных площадках.

Длина площадок для разворота

L_р = 2R + b + 1,          (2.13)

где  R – радиус поворота скрепера, м; b – ширина скрепера, м.

При R = 9,75 м; b = 3,92 м по формуле (2.13)

 

Так как  ширина насыпи поверху меньше (12 м) расчетной величины длины площадки для разворота (25,5м), то площадки для разворота не устраиваются.

Участки отсыпки грунтов делим на две  захватки: на одной захватке производится отсыпка грунтов, на другой – уплотнение.

Расстояния  между площадками для разворота  определяем из равноценности объемов  работ на всех захватках.

Разгрузка скрепера производится при их движении вперед на прямолинейном участке  с малой скоростью (2-3 м/с). Кромку ножа скрепера устанавливают на уровне, обеспечивающем требуемую толщину слоя отсыпки грунта (0,3 м).

Допустимые  отклонения размеров земляного полотна  от проектных значений приведены  в таблице 2.5.

Таблица 2.5 – Предельные отклонения параметров от проектных

Контролируемые параметры	Предельные отклонения	Способ проверки
Отметки бровки или оси земляного  полотна, м	0,05	нивелирование
Ширина земляного полотна	недопустимо уменьшение	промеры через 50 м
Крутизна откосов земляного полотна	недопустимо увеличение	промеры не менее чем на двух поперечниках в пределах одного пикета