Курсовая работа: Проект транспортных сетей ЛЗП

содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. Общая часть

1.1 Краткая характеристика района строительства

1.2 Выбор основных норм проектирования плана и продольного профиля дороги

2 План и продольный профиль дороги

2.1 Трассирование дороги по карте. Описание воздушной линии и проложенного варианта трассы

2.2 Ведомость углов поворота, прямых, круговых и переходных кривых

2.3 Проектирование продольного профиля

2.3.1 Определение величины рекомендуемой рабочей отметки

2.3.2 Таблица расчета элементов проектной линии

2.3.3 Описание проектной линии

3.Земляное полотно и дорожная одежда

3.1 Земляное полотно

3.1.1 Поперечные профили земляного полотна

3.1.2 Расчет объема земляных работ по возведению насыпи на участке лесовозной дороги

3.2 Дорожная одежда

3.2.1 Конструкция и расчет дорожной одежды на прочность

3.2.2 Расчет потребности дорожно-строительных материалов и машин для сооружения дорожной одежды

4. Искусственные сооружения

4.1 Проектирование дорожной водопропускной трубы

4.2 Ведомость проектируемых труб и мостов

5. Организация строительства

5.1. Расчет подготовительных работ

5.1.1 Прорубка просеки

5.1.2 Снятие растительного слоя

5.2 Проектирование строительства дороги

5.2.1 Способ строительства участка лесовозной дороги

5.2.2 Разработка технологической карты строительства дороги

5.3 Определение потребного количества механизмов и рабочих для строительства дороги

6. Организация вывозки леса

6.1 Определение массы автопоезда и расчет полезной нагрузки

6.2 Расчет сменной производительности автопоезда

6.3 Определение потребности в ГСМ и авторезине

7. Мероприятия по содержанию и текущему ремонту дороги

8. Техника безопасности при эксплуатации лесовозных автомобильных дорог

9. Охрана окружающей среды

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Лесопромышленное производство включает в себя три фазы: лесосечные работы, транспорт леса и нижнескладские работы. Транспортная фаза является наиболее капиталоемкой, а технологический процесс вывозки древесины является определяющим для ЛЗП, так как именно по объему вывезенной древесины планируется производственная программа, рассчитываются показатели финансовой динамики предприятия.

Для эффективной работы лесовозного транспорта необходимо рационально организовать работу дорожной службы, правильно определить и подобрать тип автопоезда, наиболее оптимально выбрать требуемые нормы проектирования непосредственно самого лесовозного пути. Следует стремиться, чтобы лесовозная дорога отвечала всем требуемым параметрам, оптимально размещалась среди лесного массива, т.е. быстро окупалась и приносила желаемый экономический эффект.

Целью данного проекта является овладение навыками проектирования лесовозной фазы в технологическом процессе ЛЗП на основании конкретных лесорастительных и почвенно-грунтовых условий.

Задача проекта состоит в определении основных расчетных тягово-эксплуатационных параметров лесовозного транспорта, показателей его работы, в выполнении основных проектных расчетов и графической части в области дорожного строительства для автомобильного транспорта леса.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Краткая характеристика района строительства

Кировская область расположена на северо-востоке Европейской части России, площадь - 120374 км². Граничит на востоке с Пермским краем и Удмуртией, на севере - с республикой Коми и Архангельской областью, на западе - с Вологодской, Костромской, Нижегородской областями, на юге - с республиками Марий Эл и Татарстан.

Область, одна из крупнейших в Нечернозёмной зоне Российской Федерации, расположена на северо-востоке европейской части России. Рельеф области - всхолмленный, в центральной части области - Вятские Увалы, на северо-востоке - Верхнекамская возвышенность, на севере - Северные Увалы. Главные реки: реки бассейна Волги (Вятка, Кама).

Численность населения стабильно снижается за счёт отрицательного прироста населения и его оттока в Москву и ряд крупных городов региона (Казань, Нижний Новгород, Пермь). Так, согласно всероссийской переписи населения 2002 года, в области проживало 1503,5 тыс. жит.; на 1 января 2009 г. численность населения составляла 1401,2 тыс. чел. Крупнейший населённый пункт области и её центр - город Киров (464,5 тыс. жит. в 2009 г.).

Климат области умеренно континентальный. Средняя температура января -13,5...-15°С, средняя температура июля +17...+19°С. Абсолютный зафиксированный температурный максимум 36-38°С, абсолютный минимум - 45-50°С. Количество осадков - около 500-680 мм в год. Средняя годовая скорость ветра - 3-5 м/с. Область относится к зоне достаточного увлажнения. Среднегодовая относительная влажность воздуха - 75-79%

Основу природно-ресурсного потенциала области составляют лес (в основном хвойные породы), фосфориты, торф, пушнина, водные и земельные ресурсы. Встречается исключительно редкий минерал волконскоит. Широко распространены месторождения торфа. Велики запасы нерудного минерального сырья: известняков, мергелей, глин, песков и гравия. В последние десятилетия на востоке области выявлены незначительные промышленные запасы нефти, а также залежи бентонитовых глин. В области находится крупнейшее в Европе Вятско-Камское месторождение фосфоритов. Область богата минеральными источниками и лечебными грязями. Имеется около двухсот особо охраняемых природных территорий.

Основные отрасли промышленности: машиностроение и металлообработка, цветная и черная металлургия, химическая, микробиологическая, лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная, лёгкая, пищевая промышленность.

В г. Кирове расположен гражданский аэропорт Победилово. Через Кировскую область проходят железнодорожные магистрали, связывающие центр России с Уралом, Сибирью и Дальним Востоком (Транссиб), северные регионы – с южными регионами (Киров-Котлас). Общая протяжённость железных дорог - 1098 км. Сеть автомобильных дорог с твёрдым покрытием протяжённостью 9086 км. Вместе с тем, существует необходимость уделить внимание дорожному строительству, в особенности, с дорогами соединяющими Кировскую область с другими субъектами федерации. Так, до сих пор отсутствует дорожное покрытие на границе Кировской области и Удмуртии (дорога Киров-Глазов-Пермь) из-за чего выгодный транспортный путь практически не используется. Основной водной магистралью является р. Вятка. Протяжённость эксплуатируемых водных путей по Вятке и ее притокам - 1800 км.

1.2 Выбор основных норм проектирования плана и продольного профиля дороги

Для того чтобы правильно выполнить план трассы лесовозной дороги, а также продольный профиль лесовозной дороги необходимо периодически обращаться к основным нормам проектирования лесовозных автомобильных дорог, которые приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Основные нормы проектирования плана и продольного профиля дороги.

2. ПЛАН И ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ ДОРОГИ

2.1 Трассирование дороги по карте. Описание воздушной линии и проложенного варианта трассы

Выбор положения трассы дороги является одним из ответственных этапов проектирования, так как оказывает значительное влияние на стоимость строительства и эксплуатации дороги, удобство и безопасность движения, степень влияния дороги на окружающую среду. При выборе положения трассы необходимо учитывать топографические, инженерно-геологические и климатические условия местности. Поэтому при выборе положения трассы будем учитывать правила, перечисленные ниже.

Прямая, соединяющая начальный и конечный пункты трассы, называется воздушной линией. Трассу по возможности следует располагать ближе к воздушной линии, огибать крупные формы рельефа и пересекать мелкие, обходить населенные пункты, неблагоприятные по инженерно-геологическим условиям участки.

При невозможности обхода участков с неблагоприятными условиями их пересекают в наиболее узких и мелких местах, где не потребуется значительных затрат для обеспечения надежности работы дороги.

Большие водотоки, существующие автомобильные и железные дороги желательно пересекать под углом, близким к 90°.

При проектировании дорог направление вариантов трассы выбирают по топографическим картам масштаба 1:50000 -1:10000 (камеральное трассирование).

Начальный и конечный пункты трассы соединяют воздушной линией, устанавливают контрольные точки, через которые должна пройти трасса при обходе или пересечении контурных, высотных препятствий, больших рек и автомобильных дорог. При помощи линейки через контрольные точки наносят ломаный магистральный ход (полигон), измеряют углы поворотов, вписывают круговые кривые при R >600 м на магистралях, и при R>150 м на ветках, или переходные кривые с круговой вставкой при R < 600 м и при R < 150 м соответственно.

При трассировании необходимо выдерживать правила плавного сочетания элементов плана и продольного профиля: недопустимо проектировать трассу в плане, продольном и поперечном профилях без учета их взаимного влияния на условия движения.

Нормами на проектирование автомобильных дорог установлены значения допустимых в трудных условиях наименьших радиусов кривых в плане для различных категорий дорог (см. табл.1.2).

При назначении радиусов кривых необходимо стремиться к максимально возможному в условиях данного угла поворота радиусу, который должен быть, не менее минимально-допустимого для данной категории дороги.

2.2 Ведомость углов поворота, прямых, круговых и переходных кривых

При проектировании плана трассы для намеченных по карте вариантов определяют величины всех элементов, которые заносятся в ведомость углов поворота, прямых и кривых.

Чтобы заполнить графы ведомости, необходимо: определить пикетажное положение вершин углов поворота; рассчитать закругления; определить длину прямых участков и их направление; определить расстояние между вершинами углов.

Начало и конец трассы принимают за углы поворота с величиной угла, равной нулю.

Расчет закругления круговой кривой выполняют в следующей последовательности.

Из таблицы круговых кривых приложение 4 /1/, для величины угла α берут значение тангенса Т, длины кривой К, биссектрисы Б. Если радиус закругления R не равен табличному R_т =1000м, элементы круговой кривой пересчитываются по формулам:

; ; , (2.1)

где , , - табличные тангенс, длина кривой и биссектриса соответственно.

Определяют домер закругления Д:

(2.2)

Длина прямых участков определяется по формуле:

(2.3)

где , - соответственно начало и конец закругления.

Направление прямых участков определяется их румбами. Название и величину румба определяют по значению азимутов линий трассы. Азимут определяют по значению дирекционного угла ДУ, который измеряют на картетранспортиром по ходу часовой стрелки между северным направлением вертикальной линии сетки карты и линией трассы с учетом углов сближения меридианов С_б и склонения магнитной стрелки С_к :

(2.4)

Знак плюс принимают, если линия сетки или линия магнитного меридиана расположены к востоку от истинного меридиана, знак минус, если к западу.

Расстояние между вершинами углов поворота плана трассы определяют как разность между их пикетажным положением плюс домер предыдущей кривой:

(2.5)

Для составления ведомости в данном курсовом проекте мы воспользовались программным обеспечением «Ведомость УП П К» разработанным на кафедре ТОЛП Тихоокеанского государственного университета, в которую вводились координаты вершин углов поворотов и радиусы соответствующих поворотов. В свою очередь координаты вершин находились по карте задания в соответствии с нанесенной не неё координатной сеткой. Углы поворотов назначались в соответствии с нормами проектирования лесовозных дорог и ситуации на карте. Полученная ведомость приведена в приложении А.

2.3 Проектирование продольного профиля

2.3.1 Определение величины рекомендуемой рабочей отметки

Продольный профиль – это графическое изображение разреза дороги вертикальной плоскостью, проходящей через ее ось. Рекомендуемая рабочая отметка насыпи, которой следует придерживаться при проектировании продольного профиля дороги, устанавливается в соответствии с ограничениями СНиП 2.05.02-85.

Величина рекомендуемой рабочей отметки зависит от типа местности по характеру увлажнения, дорожно-климатической зоны, вида грунта земляного полотна.

К контрольным точкам проектной линии относятся: начальная и конечная точки трассы; минимальные отметки проезжей части больших мостов; минимальные отметки бровок земляного полотна у малых мостов и труб; отметки головки рельса или оси проезжей части на пересечениях в одном уровне с существующими железными и автомобильными дорогами.

Отметки фиксированных контрольных точек начала и конца трассы, а также на пересечениях при учебном проектировании отметки начала и конца трассы следует по возможности принимать в соответствии с рекомендуемой рабочей отметкой, а отметки на пересечениях — ориентировочно по карте с учетом рекомендуемой рабочей отметки на участке пересечения.

Нанесение проектной линии ведут в последовательности:

1) на точно вычерченный профиль линии земли по оси дороги наносим карандашом контрольные точки, точки изменения уклона (по пикетам, т.к. пересеченная местность)

2) намечаем при помощи прозрачной линейки или от руки (чуть заметно карандашом) проектную линию, придерживаясь рекомендуемой рабочей отметки

3) устанавливаем уклон прямых участков

(2.6)

где ∆h и L - соответственно превышение и расстояние по горизонтали между точками начала и конца прямой, установленные по вертикальному и горизонтальному масштабам. Отметки высот пикетов и плюсовых точек, расположенных между соседними горизонталями, определяем интерполяцией.

4)рассчитываем элементы проектной линии с установлением проектных отметок пикетных и плюсовых точек, а также местоположения и проектных точек сопряжений и точек перехода насыпи в выемку или наоборот;

5)заполняем расчетными данными графы «Уклоны» и «Отметки по бровке дорожного полотна» сетки профиля и определяют рабочие отметки всех пикетов и плюсовых точек

6)определяем величину рабочей отметки на каждом участке как

, (2.7)

где Н_зем - отметка точки поверхности земли;

Н_пр - проектная отметка.

(2.8)

2.3.2 Таблица расчета элементов проектной линии

Для того чтобы получить таблицу расчета элементов проектной линии на карте измеряют кратчайшее расстояние L между горизонталями, проходящее через точку, и расстояние X от пикетной или плюсовой точки до горизонтали с меньшей отметкой. Превышение между горизонталями h известно, превышение искомой точки над горизонталью с меньшей отметкой ∆h определяют из подобия треугольников. Все полученные данные сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Ведомость элементов проектной линии

Местоположение точек		Отметка нижней горизонтали	L аb (мм)	X аc (мм)		Отметка точки
ПК	+
00	00	637,5	49	3	0,15	637,65
01	00	635	18	12	1,67	636,67
02	00	635	0	0	0	635
03	00	632,5	16	6	1,14	633,64
04	00	635	19	2	1,26	635,26
05	00	635	17	6	0,38	635,88
06	00	635	9	3	0,33	635,83
07	00	635	14	9	1,61	636,61
08	00	637,5	13	4	0,68	638,18
09	00	640	0	0	0	640
10	00	642,5	0	0	0	642,5
11	00	642,5	12	5	1,03	643,53
12	00	640	11	9	2,05	644,05
13	00	637,5	15	14	2,33	639,83
14	00	637,5	15	5	0,83	638,33
15	00	635	15	11	1,33	636,83
16	00	635	15	4	0,67	635,67
17	00	635	16	2	0,98	635,98
18	00	632,5	13	12	2,31	634,81
19	00	632,5	14	8	1,43	633,93
20	00	632,5	15	1,5	0,25	632,75
21	00	630	16	9	1,41	631,41
22	00	630	0	0	0	630
23	00	627,5	12	10	2,08	629,58
23	25	627,5	15	5	0,83	628,33
24	00	630	8,5	1	0,29	630,29
25	00	632,5	18	2	0,28	632,78
26	00	632,5	19	10	1,59	634,09
27	00	632,5	20	14,5	1,81	634,31
28	00	632,5	18	15	2,38	634,58
29	00	632,5	15	12	2	634,5
30	00	632,5	15	13,5	2,25	634,75
31	00	635	13	4,5	0,87	635,87
32	00	637,5	12	1,5	0,31	637,81
33	00	637,5	15	12	2	639,5
34	00	640	7	3	1,07	641,07
35	00	642,5	9	2	1,63	644,13
36	00	642,5	10	6,5	1,63	644,13
37	00	642,5	12	10	2,08	644,58
38	00	645	13	2	0,38	645,38
39	00	645	19	4	0,53	645,53
40	00	645	17	7	1,56	646,56
41	00	645	23	11,5	1,25	646,25
42	00	645	30	14	1,17	646,17
43	00	645	25	2,5	0,25	645,25
44	00	642,5	25	1,3	0,13	642,63
45	00	642,5	52	10	0,48	642,98
46	00	642,5	0	0	0	642,5

2.3.3 Описание проектной линии

Задача проектирования продольного профиля сводится к нанесению проектной линии, обеспечивающей плавное безопасное движение автомобилей с более высокой скоростью при наименьшей строительной стоимости дороги и стоимости автомобильных перевозок.

В нашем случае проектная линия состоит из отдельных элементов, образующих ломаную в вертикальной плоскости, т.к. линия поверхности земли имеет неоднообразный уклон. Наибольшие отклонения имеются на участках пересечения пониженных мест и водотоков. Продольные уклоны в некоторых местах достигают 42‰.

3. ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО И ДОРОЖНАЯ ОДЕЖДА

3.1 Земляное полотно

3.1.1 Поперечные профили земляного полотна

Поперечным профилем земляного полотна называют проекцию полотна на вертикальную плоскость, перпендикулярную к оси дороги.

Земляное полотно является основанием для дорожной одежды или верхнего строения пути и в зависимости от положения проектной линии продольного профиля может иметь форму насыпи или выемки, т.е. форма земляного полотна определяется поперечным профилем дороги. Кроме того, типы поперечных профилей следует проектировать с учетом дорожно-климатической зоны, рельефа, типа местности по характеру и степени увлажнения.

В соответствии с нормами проектирования земляное плотно на данном участке дороги следует проектировать по типу 2б с резервами, согласно выше перечисленным условиям предусматриваем сооружение земляного полотна с односторонним резервом - выработки вдоль земляного полотна глубиной не более 1,2 м, грунт которого используется для возведения насыпи.

3.1.2 Расчет объема земляных работ по возведению насыпи на участке лесовозной дороги

Разработка, перемещение и рыхление грунта проводится бульдозером Д- 521А с нагорной стороны.

Объем насыпи или выемки на любом отрезке пути определяют как произведение площади поперечного сечения земляного полотна на дину принятого участка. Земляное полотно представляет собой призматоид с изменяющейся рабочей отметкой Н по длине дороги. Следовательно, будет изменяться и площадь поперечного сечения земляного полотна дороги.

В настоящее время подсчет объемов земляных работ производится двумя способами:

- по средней рабочей отметке;

- по средней площади.

Объемы земляных работ можно определить:

- аналитическим путем;

- графическим путем;

- по специальным таблицам;

- с помощью ЭВМ.

Т.к. в нашем случае рабочая отметка меняется на всем протяжении участка дороги, то будем проводить по пикетный подсчет объемов насыпи по средним отметкам по формуле Мурзо:

, (3.1)

где - площадь сливной призмы, определяется по формуле:

, (3.2)

, - отметки начала и конца насыпи, м;

- средняя рабочая отметка, определяется по формуле:

, (3.3)

- длина насыпи, м.

(3.4)

Подсчет объемов земляных работ сведены в таблицу «Попикетная ведомость объёмов земляных работ», которая приведена в приложении.

3.2 Дорожная одежда

3.2.1 Конструкция и расчет дорожной одежды на прочность

Дорожная одежда – это элемент дорожной конструкции с ровной и прочной поверхностью, предназначенной для обеспечения движения автомобилей с расчетной скоростью.

Проектирование дорожной одежды заключается в установлении оптимального количества слоев, определении расчетных характеристик материалов, расчете и технико-экономическом анализе выбранных конструкций. При проектировании одежды следует учитывать категорию дороги, состав и перспективную интенсивность движения автопоездов, климатические и гидрологические условия местности, наличие дорожно-строительных материалов, особенности устройства отдельных слоев и дорожной одежды в целом. Конструкции дорожной одежды разрабатывают для участков с одинаковыми расчетными значениями модулей упругости (деформации) грунтов земляного полотна. Для каждого такого участка намечают сначала конструктивную схему одежды с покрытием заданного типа, причем толщина отдельных слоев конструкции должна быть достаточной для того, чтобы было обеспечено необходимое формирование слоя и его надежная работа.

Проектирование дорожных одежд состоит из двух последовательно выполняемых этапов — конструирования и расчета на прочность.

В лесной промышленности на дорогах применяются преимущественно переходные и низинные типы покрытий. Ввиду наличия в районе проектирования лесовозной дороги гравийного и песчаного карьеров, а также учитывая все выше перечисленные условия, в качестве дорожной одежды принимаю однослойную гравийную конструкцию одежды.

Все расчеты проводим с использованием программы разработанной для ЭВМ, что позволит сэкономить время и повысить точность расчетов. Необходимые для расчета данные и рассчитанные параметры приведены ниже.

3.2.2 Расчет потребности дорожно-строительных материалов и машин для сооружения дорожной одежды

В ходе сооружения дорожной одежды выполняются следующие мероприятия:

- разработка, погрузка гравия

- подвозка материалов

- разравнивание и планирование

- укатка покрытия

Подвозка осуществляется с помощью автомобилей-самосвалов, производительность которых определяется как:

, (3.5)

где q – грузоподъемность самосвала;

k – коэффициент использования автосамосвала;

0,571 – удельная плотность гравия;

l₁ и l₂ – дальность возки при различных дорожных условиях;

V₁ и V₂ – средние скорости движения при различных дорожных условиях;

t – среднее время, простоев автосамосвалов под погрузкой, разгрузкой, маневрированием.

Подставим численные значения в формулу 3.5

Проведем расчет производительности экскаватора ЭО-5122, которая определяется по формуле:

, (3.6)

где V – объем грунта, принимаем равным 100 м³ ;

H_вр – норма времени и расценки на 100 м³ грунта.

Подставим численные значения в формулу 3.6

Количество автосамосвалов определяется по формуле:

, (3.7)

где - производительность экскаватора;

- производительность автосамосвала.

Количество смен необходимых для выполнения задания по укладке дорожной одежды определяется по формуле:

(3.8)

Подставим численные значения в формулу 3.8

Результаты расчетов для удобства сведем в таблицы.

Таблица 3.1 - Количество требуемых экскаваторов ЭО-5122

После того как экскаватор разработает месторождение гравия самосвалы КамАЗ-5510 едут под погрузку и потом на разгрузку. Количество самосвалов приведено в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Количество требуемых самосвалов КамАЗ-5510

После того, как самосвал сформировал кучи автогрейдер Д-557 приступает к разравниванию и планировке дорожной одежды в несколько проходов.

Таблица 3.3 - Количество требуемых автогрейдеров Д-557

Для уплотнения и укатки дорожного покрытия используем каток Д-39А, на пневмошинах, в сцепе с трактором при 8 проходах по одному следу.

Таблица 3.4 - Количество требуемых катков Д-39А

4. ИСКУСТВЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ

4.1 Проектирование дорожной водопропускной трубы

На ПК 23+25 трасса лесовозной дороги пересекает реку, на пикетах 2+70, 69+50 она пересекает лог. В качестве расчетного принимаем ПК 69+50, так как на этом пикете будет самая большая водосборная площадь. Намечаем на карте границу водосборного бассейна и главный лог.

1. Ливневый район для Кировской области – 5.

2. Вероятность превышения паводка для водопропускных труб составляет 10%.

3. Интенсивность дождя часовой продолжительности, a_ч =0,46 мм/мин.

4. Площадь водосборного бассейна определяется как сумма площадей геометрических фигур, на которые можно разбить площадь бассейна планиметром, с учётом масштаба карты:

5. Длина главного лога:

6. Средний уклон главного лога:

7. Уклон лога у сооружения:

8. Коэффициент перехода от интенсивности ливня часовой производительности к интенсивности дождя расчетной продолжительности, .

9. Коэффициент потерь стока, .

10. Коэффициент редукции, .

11. Максимальный ливневый расход:

12. Общий объем стока ливневых вод:

По карте среднего многолетнего стока талых вод Кировская область относиться к районам, в которых расчетным является максимальный расход дождевых паводков.

Пропустить ливневый расход может пропустить круглая одноочковая безнапорная труба d = 1,5 м с глубиной воды перед трубой H =2,08 м, со скоростью на выходе из трубы V = 4,1 м/с.

Принимаем одноочковую трубу диаметром 1,5м.

Определение минимальной высоты насыпи у трубы.

Минимальная толщина засыпки труб установлена ∆=0,5 м. если толщина дорожной одежды , принимается

(4.1)

Определение длины трубы.

Длина трубы зависит от высоты насыпи, которую принимают равной рабочей отметке продольного профиля на трубе.

1. Длина трубы без оголовков

, (4.2)

2. Полная длина трубы:

, (4.3)

где М – длина оголовка (М=2,74 м).

Укрепления у трубы.

При растекании потока за трубой его скорость возрастает примерно в 1,5 раза, по этому скорость потока при растекании за трубой определяется по формуле:

, (4.4)

где - скорость на выходе из трубы

Принимаем укрепление русла бетонными плитами.

Конструкцию и размеры укрепления входного и выходного оголовков принимают по типовому проекту.

4.2 Ведомость проектируемых труб и мостов

Все полученные результаты сводим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 - Ведомость расчетных данных искусственных сооружений.

5. ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

5.1. Расчет подготовительных работ

5.1.1 Прорубка просеки

Площадь рубки может быть определена по ширине полосы А, м и длине трассы L, м как

(5.1)

Т.о. объем вырубленной древесины составляет

(5.2)

где q_o -объем древесины на 1 га, м³

5.1.2 Снятие растительного слоя

Площадь снятия растительного слоя определяется площадью резерва по длине участка дороги, в нашем случае общий объем снимаемого растительного слоя равен V_раст =717,6 м³ .

5.2 Проектирование строительства дороги

5.2.1 Способ строительства участка лесовозной дороги

В составе лесозаготовительного предприятия имеется отдел капитального строительства и дорожно-строительный отряд. Поэтому строительство проектируемой лесовозной дороги будет выполняться силами и средствами, имеющимися у ЛЗП. Такой способ строительства называется хозяйственным.

Для составления технологической карты необходимо определить длину захватки и их число на участке строительства для ведущей машины-бульдозера Д- 521А.

Календарное число дней строительства К=53 дня.

Период с сильными дождями определяется как:

(5.3)

Таким образом общее число рабочих дней

(5.4)

где, 1,19 – коэффициент, учитывающий выходные дни при 5 дневной рабочей недели.

Расчетный темп потока

(5.5)

где Р_з - период развертывания потока, принимаем 7 дней.

Средний объем земляных работ на захватку

, (5.6)

где ΣV-объем насыпи на протяжении 4,6 км;

L–протяженность дороги;

l - длина захватки.

Производительность ведущей машины бульдозера Д–521А

, (5.7)

где V–единица объема работ для которой исчислена норма времени.

Нвр–норма времени (ЕНИР)

Количество бульдозеров Д-521А

(5.8)

принимаем 1 бульдозер

Уточняем длину захватки

(5.9)

Длина захватки определяется по формуле:

(5.10)

Производительность на разработке и перемещении грунта, разравнивании грунта, уплотнении грунта, а также на планировке откосов, поверхности земляного полотна и покрытии откосов растительным слоем определяется по формуле приведенной выше. Нормы времени на эти работы берутся из ЕНиРа [9].

Определим количество механизмов на возведении земляного полотна.

Каток Д-39А трактор (Т-100+прицепной каток на пневмо-шинах)

принимаем 3 катка

К_исп =0,82

Автогрейдер Д-557

принимаем 1 автогрейдер

К_исп =0,16

Скрепер Д 3-30

принимаем 1 скрепер

К_исп =0,49

Для того чтобы составить технологическую карту нам нужно провести расчет средней рабочей отметки. Определим площадь поперечного сечения.

, (5.10)

где ΣV-объем насыпи на протяжении 4,6 км;

L–протяженность дороги.

Дальнейшие расчеты, приведенные ниже необходимы для получения средней рабочей отметки земляного полотна.

, (5.11)

где - толщина дорожной одежды

Определяем ширину бровки земляного полотна

(5.12)

Определим ширину земляного полотна по верху

, (5.13)

Определим площадь сливной призмы по формуле 3.2

Составляем уравнение

Из него действительный корень

Определим ширину подошвы земляного полотна

(5.14)

Из формулы 5.14 выразим

Откуда

Схема дорожной одежды с указанием основных размеров составных частей представлена на рисунке 5.1.

Рис.5.1 - Поперечный профиль дорожной одежды

5.2.2 Разработка технологической карты строительства дороги

На основе всех выше проведенных расчетов составим технологическую карту объема работ при возведении земляного полотна и дорожной одежды.

Технологическая последовательность операций с расчетом объемов работ и необходимых ресурсов на возведение земляного полотна бульдозером из боковых резервов.

Таблица 5.1 – технологическая карта на строительство дороги

Средняя рабочая отметка: 0,91 м. длина захватки: 184 м. количество захваток на участке дороги: 25 штук

№ процесса	№ захватки	Источник обоснования производительности	Описание технологических операций с указанием числа проходов машин. Расчет объема работ на захватку	Единица измерения	Объем работ на участок	Производительность машины в смену	Затраты, машино-смены		Затраты труда, человеко-дни
					на захватку		на участок	на захватку	на участок	на захватку
4	1	ЕНиР §2-1-29 табл. 2	Уплотнение нижнего слоя грунта в насыпи толщиной 0,31 м в плотном теле прицепным каткам Д-39А на пневмо-шинах в сцепе с трактором Т-100М при 8 проходах по 1 следу с разворотом на насыпи	М2		1673	23,57	0,94	23,57	0,94
5	1	ЕНиР §2-1-22	Разработка и перемещение грунта II группы бульдозером Д- 521А из боковых резервов в насыпь для отсыпки второго слоя на высоту 0,30 м в количестве 450,5 М3	М3		1390	8,10	0,32	8,10	0,32
6	1	ЕНиР §2-1-28	Разравнивание грунта второго слоя бульдозером Д- 521А	М3		1547	7,28	0,29	7,28	0,29
7	1	ЕНиР §2-1-29 табл. 2	Уплотнение второго слоя грунта в насыпи толщиной 0,30 м в плотном теле прицепным каткам Д-39А на пневмо-шинах в сцепе с трактором Т-100М при 8 проходах по 1 следу с разворотом на насыпи	М3		1673	20,40	0,82	20,40	0,82
8	1	ЕНиР §2-1-22	Разработка и перемещение грунта II группы бульдозером Д- 521А для отсыпки третьего слоя на высоту 0,30 м в количестве 381,6 М3	М3		1390	6,86	0,27	6,86	0,27
9	1	ЕНиР §2-1-28	Разравнивание грунта третьего слоя бульдозером Д- 521А	М3		1547	6,17	0,25	6,17	0,25
7	1	ЕНиР §2-1-29 табл. 2	Уплотнение третьего слоя грунта в насыпи толщиной 0,30 м в плотном теле прицепным каткам Д-39А на пневмо-шинах в сцепе с трактором Т-100М при 8 проходах по 1 следу с разворотом на насыпи	М3		1673	17,28	0,69	17,28	0,69
8	ЕНиР §2-1-21	Продольное перемещение земляных масс скрепером Д3-30 на расстояние: L=100 м	М3	5095	292	17,45	-	17,45	-
9	ЕНиР §2-1-39	Планировка откосов насыпи и боковых резервов автогрейдером Д-557, при рабочем ходе в двух направлениях, в количестве 1175,2 М2	М2		9647	4,26	0,12	4,26	0,12
10	ЕНиР §2-1-37	Планировка поверхности земляного полотна и дна резервов автогрейдером Д-557, при рабочем ходе в двух направлениях, в количестве 1653,6 М2	М2		48235	1,20	0,03	1,20	0,03
11	ЕНиР §2-1-40	Покрытие откосов насыпи и дна резервов растительным грунтом бульдозером Д- 521А, при рабочем ходе в одном направлении, в количестве 82,7 М3	М3		9213	0,31	0,01	0,31	0,01

5.3 Определение потребного количества механизмов и рабочих для строительства дороги

На основании всех расчетов произведенных в ходе выполнения курсового задания составим сводную ведомость необходимого числа механизмов и рабочих для строительства данного участка дороги (ветки).

Таблица 5.2 - Ведомость потребного числа рабочих и механизмов

6. ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫВОЗКИ ЛЕСА

6.1 Определение массы автопоезда и расчет полезной нагрузки

Расчетную массу автопоезда на лесовозных дорогах определяют из условия обеспечения возможности его равномерного движения на руководящем подъеме. На автомобильных дорогах расчетная масса автопоезда определяется с учетом нескольких критериев: по силе тяги автомобиля, по допустимой нагрузке на коники автомобиля и прицепа-роспуска, по допустимому свесу хлыстов за коником прицепа-роспуска, по троганию с места на подъеме и возможности размещения груза между кониками.

Расчетное значение силы определяют при максимальном значении крутящего момента на валу двигателя на II передаче коробки скоростей и низшей передаче раздаточной коробке.

Кроме того, производят проверку по условиям сцепления колес с поверхностью дороги. Зависимость силы тяги от условий сцепления выражается следующим неравенством:

(6.1)

где - коэффициент продольного сцепления ведущих колес тягача с путем, для гравийного типа покрытия и мокрого состояния дороги ;

- ускорение свободного падения ;

- сцепная масса автопоезда, для автомобиля КрАЗ-260Л .

Для дальнейших расчетов берут меньшее значение . Расчетную массу определяют из уравнения тягового баланса:

(6.2)

где - основное удельное сопротивление движению, для гравийного вида покрытия ;

- руководящий подъем, для лесовозной ветки, примыкающей к магистрали V категории и пересеченной местности .

Расчетную массу автопоезда также следует проверить по условию обеспечения трогания с места:

(6.3)

где - максимальная сила тяги тягача по условию сцепления ;

- дополнительное удельное сопротивление троганию с места ;

- предельный подъем на погрузочных пунктах, разъездах и других остановочных пунктах ;

- начальное ускорение при трогании .

Так как сила тяги больше силы тяги по сцеплению, то за расчетную силу тяги принимаем силу тяги по сцеплению.

Определив , подбирают состав автопоезда так, чтобы его масса с грузом была, возможно, ближе к расчетному значению .

Для автопоезда КрАЗ-260Л номинальная загрузка:

, что меньше .

Подобрав состав автопоезда, (КрАЗ-260Л + САВ 580000. 0000010) определяют полезную нагрузку м³

, (6.4)

где q_а и q_пр – грузоподъемности автомобиля и прицепа соответственно;

- объемная масса древесины =0,8 т/м³ .

Далее определяем нагрузки, приходящиеся на каждую ось автомобиля и прицепа. По данным нагрузкам получаем распечатку «Расчета дорожной одежды на прочность», которая приведена в приложении.

Рисунок 6.1 - Схема лесовозного автопоезда

6.2 Расчет сменной производительности автопоезда

Сменная производительность автопоезда определяется

, (6.5)

где Т_см - продолжительность рабочей смены, мин;

К- коэффициент, учитывающий потери рабочего времени К=0,85;

l_м ,l_в ,l_ус -протяженность участка магистрали, ветки и уса соответственно, км;

V- средние скорости движения на заданных участках;

- время простоев на один рейс.

, (6.6)

где t₀ - время на установку автопоезда и ожидание погрузки, t₀ =10 мин;

t₁ – время на погрузку 1 м³ древесины, t₁ =1,2 при погрузке челюстными погрузчиками;

t₂ – время на установку автопоезда под разгрузку и ожидание разгрузки, t₂ =5 мин;

t₃ - время разгрузки автопоезда козловыми кранами с грузоподъемностью 27 т, t₃ =6,5 мин;

t₄ – время на встречу со встречными автопоездами на ветках, усах, или односторонних путях, t₄ =3 мин.

6.3 Определение потребности в ГСМ и авторезине

Потребность в топливе при вывозке древесины определяется на основании действующих норм и пробега лесовозных автопоездов.

Общее расстояние пробега:

, (6.7)

где l_н – нулевой пробег, l_н =0,5 – 1км.

Расход топлива определяется по формуле:

, (6.8)

где q₁ – линейная норма расхода топлива на 100 км пробега, q₁ = 47 л;

q₂ – норма расхода топлива на 100 т*км грузовой работы, q₂ = 1,3 л;

R_г – общая грузовая работа;

- алгебраическая сумма предусмотренных действующими нормами надбавок и скидок для учета особых условий работы, %.

K₁ – надбавка при t < 0º C:

умеренный – 10%,

север – 15%,

крайний север – 20%;

K₂ – надбавка при работе в горной местности, высота над уровнем моря:

1501 – 2000м – 10%,

2001 – 3000м – 15%;

K₃ – надбавка при работе в период сезонной распутицы или снежных заносов, до 35%;

K₄ – надбавка при пробеге 1 тыс. км для новых или вышедших из капитального ремонта автомобилей, 5%;

K₅ – надбавка на вывозку леса по веткам и усам,

%

K₀ – коэффициент учитывающий гаражные расходы топлива, K₀ = 1,005.

Грузовая работа определяется по формуле:

, (6.9)

где - общее расстояние пробега;

- полезная нагрузка на автопоезд.

Моторное масло – 2,4 – 3,2% от Q_т ;

Трансмиссионная смазка – 0,3 – 0,4% от Q_т ;

Пластичные смазки – 0,3 – 0,2% от Q_т ;

Меньшие значения выбираются для карбюраторных, большие для дизельных автомобилей.

Моторное масло – 0,03*Q_т = 92275 кг;

Трансмиссионная смазка – 0,004*Q_т = 12303 кг;

Пластичные смазки – 0,003*Q_т = 9228 кг.

Расход резины (шин).

, (6.10)

где n₁ – количество шин на колесах лесовозного автопоезда, шт;

L_пр – общий пробег авто на прочих работах, км;

n_пр – количество шин на колесах хозяйственных авто;

m – нормы пробега авторезины.

Подставим численные значения в формулу 6.10

7. МЕРОПРИЯТИЯ ПО СОДЕРЖАНИЮ И ТЕКУЩЕМУ РЕМОНТУ ДОРОГИ

1. Для сохранения устойчивости земляного полотна и дорожной одежды, обеспечение исправного состояния водоотвода работы по содержанию и текущему ремонту следует проводить в течении всего года.

2. В весенний период вся система водоотвода должна быть подготовлена к отводу от земляного полотна талых вод, грунтовых и других. Для этого ранней весной очищают проезжую часть дороги, обочины, искусственные сооружения от снега.

3. На очистке обочин и проезжей части, дороги от снега следует использовать грейдер или бульдозер. В трудных местах работу производят в ручную.

4.В период весенней распутицы проводятся лишь аварийные ремонтные работы, предотвращающие дальнейшее разрушение дороги. Исправлять деформации элементов дороги следует в конце весенней распутицы.

5. Заделка выбоин, ям, колеи после их осушения производятся гравийной смесью. В местах засыпки грунт уплотняют и планируют вровень с поверхностью с соблюдением проектного уклона.

6. Места размывов откосов земляного полотна заделывают грунтом и укрепляют камнем, щебнем.

7. Летом исправляют дефекты дорожной одежды, обочин и земляного полотна.

8. После просыхания гравийное покрытие профилируется автогрейдером поочередными проходами.

9. Уборку с дороги мусора и отходов лесозаготовок следует проводить систематически, потерянный или сбросанный на дорогу лес должен убираться немедленно.

10. В осенний период до наступления заморозков покрытие дорог периодически профилируется для получения необходимой ровности покрытия после его замерзания.

11. До наступления осенней распутицы должны быть выполнены все работы по ремонту системы водоотвода, удалены препятствия, дну предается уклон.

12. За пучистыми участками дороги устанавливается систематическое наблюдение и фиксируется время появления и затухания пучения, состояние дороги в пределах пучистых участков с указанием характера и степени разрушения. В весенний период данные участки ремонтируются.

13. Для полной ликвидации пучин проводят следующие мероприятия:

- улучшение системы водоотвода

- устройство дренажей

- поднятие земляного полотна с целью увеличения его высоты над уровнем поверхности вод

- устройство в земляном полотне изолирующих прослоек

- замена водонасыщаемого грунта верхней части земляного полотна гравийным на глубину не менее 0,6 м от верха поверхности земляного полотна.

8. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛЕСОВОЗНЫХ ДОРОГ

При вывозке леса, текущем ремонте лесовозных автомобильных дорог следует руководствоваться правилами технической эксплуатации автомобильных дорог предприятия.

Эксплуатация автомобильных дорог разрешается при наличие продольного профиля дороги и акта о ее приемке.

Для безопасности движения все дороги круглогодового действия должны быть оснащены соответствующей дорожной сигнализацией и знаками.

Начальники дорог и дорожные мастера обязаны обеспечить постоянный надзор за исправностью водоотводных и водопропускных сооружений, проезжей части дороги, откосов и других сооружений.

Строительство, ремонт и содержание должны производиться в соответствии с утвержденными проектами организации работ, действующими производственными инструкциями и типовыми техническими картами.

Целесообразно на автомобилях устанавливать приемно-передающие радиоустройства, обеспечивающие оперативную связь.

На опасных местах лесовозных дорог устанавливаются ограждения в виде столбиков и труб.

На участках дорог, где проезжую часть ремонтируют, устраивают объезды с установкой переносных ограждений барьеров на концах ремонтируемого участка и указателей объезда с установкой запрещающего знака.

К движению по дорогам допускаются только исправный подвижной состав с надежными тормозами, оснащенный соответствующими сигналами. Водители должны иметь необходимую квалификацию и права.

Подвижной состав должен следовать друг от друга на расстоянии, которое сможет предотвратить наезд при резком торможении идущей впереди машины.

На дороге должна быть обеспечена расчетная видимость как в плане, так и в профиле. При гололеде все участки дороги с крутыми спусками и подъемами, а также на кривых малых радиусов следует регулярно посыпать песком.

На ремонте дороги ремонтные работы необходимо проводить на одной полосе движения, оставляя вторую свободной для движения. При ремонте однополосных дорог следует либо закрывать на необходимое время движение, либо устраивать объезды ремонтируемых участков. Ремонтируемый участок ограждается предупреждающими знаками за 40-50 метров до ремонтируемого участка, а также непосредственно у начала ремонтируемого участка. Места ямочного ремонта ограждаются переносными стойками с предупреждающими знаками на них.

9. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

В соответствии со СНиП 2.05.02-85 при проектировании автомобильных дорог предпочтение следует отдавать решениям, оказывающим минимальное отрицательное воздействие на окружающую природную среду, предусматривающим оптимальное сочетание дороги с ландшафтом.

В сельскохозяйственных районах трассу автомобильной дороги по возможности прокладывают по границам полей, севооборотов или хозяйств. Не допускается проложение трассы по государственным заповедникам и зонам, отнесенным к памятникам природы и культуры.

В районах лесных массивов автомобильные дороги прокладывают по возможности с использованием направлений просек и противопожарных разрывов, границ предприятий и лесничеств с учетом нормативных документов о порядке использования лесов по категории защищенности и данных экологических обследований. Желательно, чтобы направление трассы автомобильных дорог 1-3 категорий, проходящих по лесным массивам, совпадало с направлением господствующих ветров в целях обеспечения естественного проветривания и уменьшения заносимости дорог снегом. При пересечении автомобильной дорогой путей миграции животных разрабатывают мероприятия по обеспечению безопасного и беспрепятственного их передвижения.

На землях, занимаемых под дорогу и ее сооружения, плодородный слой подлежит снятию и использованию для повышения плодородия малопродуктивных сельскохозяйственных угодий. Плодородный слой почвы не снимают, если рельеф местности не обеспечивает его снятие, а также на участках с выходом на поверхность скальных обнажении, валунов, крупных (более 0,5м) камней.

При выборе направления трассы необходимо учитывать требования защиты окружающей среды. Постройка дороги вносит большие изменения в экологическое равновесие природы и хозяйственную жизнь района ее проложения. Изъятие земель под постройку дороги и нарушение границ угодий может нарушить рациональную систему севооборотов и принести большой экономический ущерб сельскому хозяйству. Смываемые дождями с проезжей части масла и продукты износа шин и особенно применяемые для борьбы с гололедом гигроскопические соли угнетают растительность придорожной полосы и попадая в водотоки, вызывают загрязнение. Это необходимо учитывать при проложении дорог вблизи водоемов и в пределах водоохранных зон, где в замкнутой системе дорожного водоотвода предусматривают водоочистительные отстойники.

Следует обходить трассой заповедники и заказники, зоны, отнесенные к памятникам природы и культуры. По возможности желательно вдоль рек, озер, и других водоемов прокладывать дороги за пределами водоохранных зон.

Дорога привлекает к себе большое количество людей. Поэтому при ее проектировании следует предусмотреть возможности обозрения открывающихся природных ландшафтов и достопримечательных мест.

Учет требований охраны природы при проектировании дорог не должен ограничиваться только мерами по ее защите. Продуманная постройка дороги может существенно улучшить местность осушением болот, созданием водохранилищ, закреплением песков, повышением устойчивости склонов, предохранением почв от эрозии и др. Использование для земляного полотна и дорожных одежд шлаков, зол ТЭЦ и других побочных продуктов промышленности дает возможность ликвидировать накопившиеся за много лет их отвалы.

Почва является ценнейшим народнохозяйственным ресурсом, на создание которого природе потребовались тысячелетия. Поэтому необходимо строго выполнять требования СНиП и проектов по сохранению почвы, которую предварительно снимают и в специально отведенных местах складывают без загрязнения и перемешивания ее с другими материалами.

Охрана окружающей среды при устройстве земляного полотна автомобильной дороги требует, в первую очередь изыскания возможности возведения земляного полотна из отходов производства. В сельскохозяйственных районах следует избегать устройства глубоких сосредоточенных резервов, качественно меняющих рельеф местности. Боковые резервы, как правило, устраивают глубиной до 1,5 м. Рекультивацию и восстановление земель требуется выполнять сразу после окончания возведения земляного полотна.

При выполнении работ на дорогах применяемые вяжущие материалы, активаторы, поверхностно-активные вещества не должны попадать на прилегающие к дороге земли.

Места стоянки строительных машин и автомобилей выбирают в удалении от сельскохозяйственных угодий и лесонасаждений. В процессе мойки и заправки машин в сливах воды содержатся частицы цемента, химические вещества, масло и горючие материалы. Все эти примеси отрицательно влияют на корневую систему растений; все загрязненные стоки воды собираются в специальный отстойник. По окончании строительных работ выполняются работы по очистке стоков, закрытие отстойника и рекультивация его поверхности. В итоге выполняются работы по планировке и озеленению дорожной полосы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте на основании исходных данных, которые характеризуют район места расположения проектируемой дороги (ветки), были рассчитаны основные технико-экономические показатели работы лесовозного транспорта.

Также были определены основные параметры дорожных конструкций, объемы дорожно-строительных работ проектируемого участка, выполнен расчет тягово-эксплуатационных характеристик работы автопоездов в течение года.

Полученные результаты в ходе проектирования вполне соответствуют реальным производственным условиям.

Кроме этого, курсовой проект является одной из главных форм самостоятельного изучения дисциплины, поэтому его выполнение способствовало закреплению знаний, полученных при изучении курса «Транспорт леса», способствовал развитию навыков по выполнению инженерных задач и обоснованию принятых решений.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Вырко Н.П. «Сухопутный транспорт леса»: Учебник для вузов. Минск «Высшая школа» 1987.-440 с.

2 Грехов Г.Ф. «Сухопутный транспорт леса»: Учебное пособие -Л.,ЛТА, 1982.-92 с.

3 Матвеенко Л.С. «Автомобильные лесовозные дороги»-М.: Эклогия, 1991.-336 с.

4 Шмелев Г. С. «Технологические процессы лесопромышленного производства», Хабаровск, ХГТУ, 2000.

5 Проектирование плана трассы лесовозных дорог: Методические указания по курсовому проектированию/ Сост. Н.И.Плужников.-Хабаровск.-2004.-24 с.

6 Проектирование продольного профиля лесовозных дорог: Методические указания по курсовому проектированию/ Сост. Н.И.Плужников.-Хабаровск.-2004.-28 с.

7 Расчет дорожных одежд лесовозных дорог с применением ЭВМ: Методические указания по курсовому проектированию/ Сост. Н.И.Плужников.-Хабаровск.-2004.-32 с.

8 Проектирование водоотвода и водопропускных сооружений на лесовозных дорогах: Методические указания по курсовому проектированию/ Сост. Н.И.Плужников.-Хабаровск.-2005.-38 с.

9 ЕНиР. Сборник Е2. Земляные работы. Вып. 1. Механизированные и ручные земляные работы/Госстрой СССР.-М.: Стройиздат, 1989-224с.