Капитальный ремонт пути
1. Определение объемов земляных работ
1.1 Обработка продольного профиля
Продольный и поперечный профили земляного полотна являются рабочими чертежами, по которым определяются объемы земляных работ. Для подсчета объемов выемок и насыпей продольный профиль разбивается на расчетные участки, границами которых служат нулевые точки (места перехода выемок в насыпи, и наоборот), места изменения ширины земляного полотна, крутизны откосов насыпей.
Определение границ расчетных участков для подсчета геометрических объемов конструктивных элементов земляного полотна получило название обработка продольного профиля.
1.2 Определение положения нулевых точек
Нулевой точкой называется точка перехода выемки в насыпь, и наоборот.
Положение нулевых точек на продольном профиле определяется расстоянием от ближайшего пикета слева:
1.3 Определение положения высокой насыпи
При переходе нормальной насыпи (высота до 6 м) в высокую (высота более 6 м) изменяется очертание поперечного профиля за счет образования нижней уположенной части с показателем крутизны откоса 1,75. Поэтому при подсчете объемов насыпей предварительно определяют границы расположения на продольном профиле высоких насыпей.
Положение начала высокой насыпи находят из выражения.
1.4 Определение геометрических объемов выемок и насыпей
Используя методику профессора С.П. Першина, выполнить вычисления в табличной форме. Определить:
Основные объемы сооружения (выемки, насыпи) по формуле
где В-ширина выемки по низу, насыпи - по верху (м);
L - длина расчетного участка (м);
Н1 и Н2 - рабочие отметки на границах расчетного участка (м).
Поправки к основным объемам (дополнительные объемы):
-объем сливной призмы в насыпях по формуле
(5)
где Fcn - площадь поперечного сечения сливной призмы (м2);
L - длина расчетного участка (м);
b - ширина основной площадки земляного полотна (м);
-разность объемов кюветов и сливной призмы в выемках: при типовых размерах кювета разность объемов равна
(6)
где Fк - площадь поперечного сечения кювета, при типовых размерах кюветов она равна 0,78 м2;
L - расстояние между левыми и правыми рабочими отметками Нл и Нпр (м);
-поправку к объему на уположение высоких насыпей с откосами в нижней части 1:1,75 по формуле
(7)
-дополнительный объем на уширение земляного полотна в кривых участках
(8)
где а - уширение земляного полотна в кривых (м):
- поправку к объему за счет косогорности местности (круче 1:10)
(9)
где Ккг - коэффициент пропорциональности, определяемый из формулы
(10)
где т - показатель крутизны откосов земляного полотна, для высоких насыпей т принимается по нижней части (т.е. 1,75);
Vo - основной объем, подсчитанный без учета косогорности, по ф-ле(4);
S-дополнительная площадь поперечного сечения земляного полотна за счет косогорности местности;
объем, занимаемый телом водопропускной трубы, определяется по формуле
(11)
где Fтр - площадь сечения трубы по наружному обмеру (м2);
L - расчетная длина трубы в теле насыпи (м):
-для нормальной насыпи (до 6 м):
(12)
-для высокой насыпи (более 6 м)
(13)
где Н - рабочая отметка в месте расположения трубы (м);
dн - наружный диаметр круглой трубы или высота прямоугольной (м).
Толщина стенок круглой трубы из сборных железобетонных звеньев ориентировочно составляет от 0,15 до 0,18 м; прямоугольной трубы - от 0,12 до 0,15 м.
Объем, занимаемый трубой, вычитают; остальные дополнительные объемы прибавляют к основному объему сооружения.
Определение геометрических объемов выемок и насыпей выполняется в программе Microsoft Office Excel в табличной форме.
1.5 График попикетных объемов земляных работ
На основе расчетов (см. приложение 4) объемы являются профильными (геометрическими). Общая сумма всех геометрических объемов выемок и насыпей на участке называется профильной кубатурой. Ее следует различать с рабочей кубатурой, к которой относится только объем разрабатываемого на данном участке грунта (в выемках, резервах и карьерах).
Для определения объема профильной кубатуры на участке пользуются графиком попикетных объемов земляных работ. Он дает наглядное представление о размещении профильной кубатуры вдоль оси земляного полотна и облегчает решение задачи распределения земляных масс. 1 рафик вычерчивается под продольным профилем земляного полотна. Горизонтальная ось принимается за нулевую линию графика. Она разбивается на отрезки по числу пикетов на продольном профиле. На каждом отрезке откладывают в условно принятом масштабе в виде вертикальных столбиков профильные объемы выемок и насыпей, подсчитанные попикетно. При этом объемы выемок располагают вверх, а насыпей - вниз от нулевой линии. Рекомендуется закрашивать диаграмму на участках выемок красным цветом, а на участках насыпей - желтым, как и на продольном профиле.
Исходные данные:
)Объект строительства: сборная железобетонная труба диаметром 2 метра.
)Количество труб: 5.
)Шаг частного потока: 4.
)Количество частных, n=6.
)Количество человек в бригадах.
)Оснащение бригад машинами:
автомобили-самосвалы: 4
экскаватор, бульдозер: 5
кран на пневмоходу: 8
машины не требуются: 5
бетоновозы: 5
экскаватор, бульдозер, автомобили-самосвалы, пневмокаток: 4.
T=nt+t (m-1), дни, где
N - количество частных потоков
T - шаг частного потока, дни
M - количество труб
T=4*6+4 (5-1)=40 дней.
Продолжительность строительства одной трубы:
T1=nt, дни
T1=6*4=24 дня.
2. Распределение земляных масс
2.1 Кривая объемов земляных работ
Кривую объемов земляных работ (земляных масс) получают путем преобразования столбчатой диаграммы графика попикетных объемов в кумуляту. Для ее построения алгебраически суммируются объемы выемок и насыпей от начала участка (слева направо). При этом объемы выемок считаются со знаком «плюс», объемы насыпей - со знаком «минус».
Ординаты кривой подсчитываются на всех пикетах и нулевых точках продольного профиля. При их вычислении необходимо учитывать, что рабочий объем грунта, получаемый из выемок, будет меньше профильного за счет недоборов и потерь грунта при транспортировании. С другой стороны, для возведения насыпей потребуется объем грунта большей профильной кубатуры, так как для удобства уплотнения грунта и производства планировочно-отделочных работ насыпь отсыпают с запасом грунта по высоте и на откосах, а затем лишний грунт срезают.
Принимая во внимание эти и другие факторы, влияющие на рабочий объем грунта, при построении кривой объемов профильную кубатуру выемок учитывают с коэффициентом 0,9; профильную кубатуру насыпей с коэффициентом 1,1.
Контроль вычисления ординат и построения кривой объемов производят по формуле
где - искомая ордината кривой объемов земляных работ;
, - соответственно профильные объемы выемок и насыпей от начала профиля до искомой ординаты.
Для удобства работы рекомендуется ординаты кривой объемов земляных работ подсчитывать в ведомости (приложение 5).
Кумулятивная кривая строится на помассивном графике объемов земляных работ под графиком попикетных объемов земляных работ.
Кривая объемов земляных работ обладает следующими свойствами:
5)площадь сегмента, ограниченного кривой объемов и распределительной линией, равна произведению рабочей кубатуры на среднюю дальность перемещения грунта из выемки в насыпь на данном участке.
Перечисленные свойства кривой позволяют решать задачи распределения земляных масс.
2.2 Определение рабочей и профильной кубатуры по участкам работ
С помощью кривой объемов земляных работ земляное полотно может быть разбито на несколько участков, отличающихся по способу перемещения грунта: с продольной или поперечной возкой.
Участки с продольной возкой получают, отсекая на кривой сегменты равных объемов. При этом положение распределительных линий выбирают таким, чтобы получить наименьший объем рабочей кубатуры, а также возможно меньшее среднее расстояние перемещения грунта.
Иногда роль распределительной линии выполняет нулевая линия кривой объемов. Проведя одну или несколько распределительных линий, разбивают земляное полотно на ряд участков (с продольной и поперечной схемой работ).
Если характер кривой позволяет рассмотреть несколько вариантов разбивки земляного полотна на массивы грунта, необходимо провести их сравнение и выбрать лучший из них.
В курсовой работе необходимо выполнить:
где Vnp - объем профильной кубатуры на участке (м3);
Vр - объем рабочей кубатуры.
-для участка с продольным перемещением грунта:
из выемок в кавальеры (отвалы):
Пример вариантов распределения земляных масс представлен в приложении 6.
Анализ графиков попикетных и помассивных объемов земляных работ показывает, что суммарный объем выемок (179462 м3) превышает суммарный объем наевшей (37136 м3). Следовательно, липший грунт будет перемещаться в кавальер. Так как сумма объемов выемок больше, чем сумма объемов насыпей, то распределение земляных масс производится по принципу удовлетворения потребителей.
где Кд - коэффициент развития землевозной дороги;
Lcр - расстояние между центрами тяжести массивов грунта, определяемое графически (м).
На участках с поперечной схемой работ среднее расстояние перемещения грунта определяется с учетом поперечных размеров земляных сооружений (выемок и кавальеров, насыпей и резервов). Если на поперечном участке используется бестранспортная схема работ, среднее расстояние перемещения грунта принимается равным расстоянию между осью выемки (насыпи) и осью кавальера (резерва). В случае применения транспортных схем необходимо учитывать размещение на участке въездов и съездов:
где Scр - расстояние между осями сооружений (м).
3. Определение типоразмеров ведущих машин, состава землеройных комплексов и технико-экономических показателей их работы
Типоразмер экскаватора-драглайна характеризуется параметрами: емкостью ковша (м3); длиной стрелы (м); углом наклона стрелы (°).
Типоразмер экскаватора «прямая лопата» и экскаватора-драглайна при работе их в комплекте с автосамосвалами характеризуется емкостью ковша (м3) и определяется в зависимости от объема земляных работ на объекте (м3).
Типоразмер самоходного и прицепного скреперов характеризуется емкостью ковша (м3) и определяется в зависимости от дальности транспортировки грунта и объема земляных работ.
Типоразмер бульдозера характеризуется мощностью двигателя базового трактора (л.с.) и определяется в зависимости от дальности транспортировки грунта (при продольной схеме производства работ) или высоты насыпи (при поперечной схеме).
Например: в качестве ведущих машин землеройных комплексов выбирают комплект №1 - экскаватор-драглайн Э-652 с ковшом емкостью 0,8 м3, длиной стрелы 10 м и углом ее наклона 45°, так как наибольшая глубина выемки - 4,1 м; объем земляных работ на объекте 12238 м3.
3.3 Определение состава землеройных комплексов
Комплект машин подбирается с расчетом обеспечения максимальной производительности ведущей машины, наименьшей трудоемкости и стоимости работ.
В состав комплекса включаются машины, обеспечивающие все технологические операции по сооружению земляного полотна:
разработку грунта в отвал или с погрузкой в транспортные средства;
где V - общий объем грунта (м3);
Vдн - дневная выработка (м3/дн);
Т - срок выполнения работ (количество рабочих дней машины).
Дневная выработка машины определяется по формуле
где псм - число смен 1-2;
Нвр - норма времени ведущей машины по [4].
Количество необходимых транспортных средств определяется по формуле
где Тл Тп - продолжительность погрузки автосамосвала (0,2 ÷ 0,4 мин);
Туст.п-продолжительность установки автосамосвалов под погрузку (0,2 ÷0,3 мин);
Тр - продолжительность разгрузки автосамосвала (0,4 ÷ 0,5 мин);
Туст.р - продолжительность установки автосамосвалов под разгрузку (0,2÷0,4 мин);
Тм Тп - продолжительность технологических перерывов (маневры, разъезды) (0,4 ÷0,5 мин).
Продолжительность пробега автосамосвала в оба конца (Тпр) рассчитывается по формуле
где L - длина расчетного участка;
V - средняя скорость движения автосамосвала в оба конца, (25 км/ч).
(28)
где V - общий объем грунта (м3);
пм - количество ведущих машин.
Календарный график строится на масштабно-координатной бумаге по данным технологических расчетов.
5. Технология основных работ по сооружению земляного полотна
Технология основных земляных работ разрабатывается в соответствии с Техническими указаниями по технологии сооружения железнодорожного земляного полотна в зависимости от вида землеройного комплекта и включает:
При продольном перемещении грунта чаще всего используется так называемая вытянутая эллиптическая (кольцевая) схема движения скреперов с устройством дороги за пределами возводимого земляного полотна. Скреперные дороги устраивают, как правило, с односторонним движением с минимальным числом поворотов, подъемов и спусков. Расстояние между съездами и въездами на земляные сооружения зависит от рабочих отметок на участке. Въезды на насыпь и съезды при высоте ее до 1,5-2 м рекомендуется устраивать прямыми, при большей высоте - косыми.
Ширина проезжей части скреперных дорог принимается не менее 4,5 м при емкости ковша до 10 м3 и не менее 5,5 м при емкости ковша свыше 15 м3; крутизна - не более 1:5 или 1:6 для въездов и 1:2 или 1:3 для съездов.
После отсыпки слоя грунта он уплотняется пневмокатком весом 25-30 т, перед пропуском которого отсыпанный слой должен быть спланирован бульдозером.
Землевозные дороги следует содержать в исправном состоянии.
5.4 Разработка выемок и возведение насыпей бульдозерами
Технологический процесс сооружения земляного плотна бульдозерами состоит из разработки грунта в выемке (или резерве) и перемещения его в насыпь (или кавальер) послойного разравнивания, уплотнения грунта грунтоуплотняющими машинами.
Разработку выемки бульдозером следует вести, начиная от откосов, слоями толщиной до 30-40 см по всей длине забоя и ширине выемки. Для обеспечения заданной крутизны откоса выемки, разработку каждого нижележащего слоя начинают с отступом от края предыдущего слоя на величину не менее т h (m - показатель крутизны откоса; h - толщина слоя).
Резание, особенно плотных грунтов, следует производить по гребенчатой схеме. В тяжелых грунтах набор осуществляется «плавающим», т.е. незакрепленным отвалом; в легких грунтах отвал следует закреплять в положении, обеспечивающем определенную глубину резания.
Возведение насыпи бульдозерами из резервов производится попеременно на двух смежных захватках. При этом на одной из них ведется отсыпка грунта с разравниванием его горизонтальными слоями по всей ширине насыпи, а на другой - уплотнение грунта грунтоуплотняющими машинами.
Насыпь, возводимая с перемещением грунта из выемки, по длине делится на две захватки. Отсыпка слоя начинается с дальней от выемки захватки. После отсыпки и разравнивания грунта на этой захватке он уплотняется, а на смежной с ней захватке - отсыпается. Уплотнение грунта рекомендуется выполнять навесными на тракторе трамбующими машинами.
С увеличением высоты, возводимой из резерва насыпи, значительно снижается производительность бульдозера и увеличивается объем грунта, необходимый для устройства въезда его на насыпь. Въезд необходимо устраивать сплошным на всем протяжении насыпи с уклоном не круче 1÷5‰. Потребный для устройства въезда грунт является дополнительной присыпкой к насыпи и в дальнейшем не используется.
5.5 Технология уплотнения насыпей
Уплотнение насыпей должно производиться послойно в процессе производства работ специальными грунтоуплотняющими машинами. Эффективность уплотнения зависит от вида и влажности грунта, толщины уплотняемого слоя, режима работы грунтоуплотняющих машин, температурных условий.
Наибольший экономический эффект достигается при уплотнении грунтов, имеющих оптимальную влажность. В процессе производства работ не следует допускать переувлажнения грунта. В дождливый период года отсыпанный грунт необходимо немедленно разравнивать и уплотнять, придавая поверхности слоя уклон 1-2‰ в сторону откосов.
Легковыветривающиеся размягчаемые скальные грунты (мергели, аргиллиты, алевролиты и т.п.), а также крупнообломочные грунты необходимо отсыпать слоями толщиной не более 0,4 м (при размере отдельных камней не более 0,3 м) и уплотнять по следующей технологии:
в верхней метровой части насыпи каждый слой уплотняется шестью - восьмью проходами пневматических катков типа ДУ-16 (Д-551), решетчатых ЗУР-25 или машинами ударного типа за один проход со скоростью 150 м/ч.
Слабовыветривающиеся скальные грунты рекомендуется отсыпать слоями толщиной не более 1,5-2 м.
Уплотнение насыпей катками рекомендуется производить на участках длиной не менее 200 м. Уплотнение машинами ударного действия можно эффективно производить при фронте работ не менее 25 м.
Если ширина насыпи меньше указанных размеров, поворот уплотняющих машин выполняется на специальных разъездах, нулевых местах или вне пределов насыпи с использованием въездов и съездов.
При фронте уплотнения до 50 м работа уплотняющих машин ударного действия возможна без разворота, по челночной схеме, при условии принятия специальных мер безопасности по обеспечению видимости при движении назад.
Перед началом уплотнения грунт разравнивается бульдозером или автогрейдером слоем принятой толщины. Особое внимание должно быть уделено уплотнению грунтов на участках въездов, съездов и концевых участков захваток.
Работа грунтоуплотняющих машин должна быть четко увязана-с работой основных машин для возведения насыпи.
Уплотнение насыпей катками. Уплотнение пневмокатками. Пневмокатки весом 25-30 т с давлением на колесо 4-5 т рекомендуется применять для уплотнения насыпей, возводимых из талых песчаных и глинистых грунтов.
Пневмокатки типа ЗУ-25 позволяют уплотнять слои грунта по всей ширине насыпи, включая бровочные части, не нарушая при этом требования охраны труда. Они оснащены автосцепкой на переднем и заднем дышле, что позволяет реверсировать их работу на площадках шириной 8 м путем быстрой перецепки тягача.
Давление в шинах всех колес катка должно быть одинаковым и составлять при уплотнении глин, суглинков и каменных материалов 6-8 атм., супесей - 3-4 атм. и песков - 2 атм. Для уплотнения несвязных грунтов следует применять катки, вес которых меньше конструктивного, с балластом на 40%.
В качестве тягачей прицепных пневмокатков используются тракторы мощностью 100-130 л.с.
Уплотнение решетчатыми катками. Для уплотнения насыпей из всех видов грунтов, в том числе связанных с влажностью не более оптимальной, применяются прицепные решетчатые 25-тонные катки ЗУР-25.
Наиболее рационально уплотнять решетчатыми катками скальные и крупнообломочные грунты, а также грунты с включениями мерзлых комьев при производстве работ зимой.
При уплотнении песчаных и супесчаных грунтов каток ЗУР-25 рекомендуется разгрузить до 20 т (снять четыре балластных блока симметрично продольной оси катка), чтобы уменьшить величину разрыхления верхней части слоя при уплотнении. В качестве тягача к решетчатому катку используются тракторы мощностью 100-130 л.с.
Уплотнение виброкатками. Прицепные виброкатки Д-480, Д-630 и Д-613А (статическая масса, соответственно 3, 6 и 12 т) используются для уплотнения, в основном, песчаных, крупнообломочных, скальных, а также увлажненных глинистых грунтов.
Виброкаток Д-631А используется также для уплотнения основной площадки выемок в слабых грунтах.
Для перемещения виброкатков используются тракторы мощностью 75-100 л.с.
Уплотнение насыпей машинами ударного действия. Грунтоуплотняющие машины ударного и виброударного действия предназначаются для уплотнения всех видов грунтов, независимо от фронта работ, в летний и зимний периоды.
Конструкции дизель-трамбовочной машины УМТС-2 и виброударных машин позволяют уплотнять слои по всей ширине насыпи без нарушения требований охраны труда. Рабочие органы этих машин сдвигаются поперек тракторного хода до 1 м за след гусеницы, что может вызвать обрушения откоса.
При уплотнении насыпей необходимо сохранять постоянную высоту подъема плит у машины Д-471 и не допускать передвижения отдельных трамбовок у дизель-трамбовочных и виброударных машин при прекращении работы.
Список литературы
ремонт путь земляной грунт
3.СНиП 04.80 «Техника безопасности в строительстве». М.: Стройиздат, 1980.
Больше работ по теме:
Предмет: Строительство
Тип работы: Курсовая работа (т)
Новости образования
КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]
Скачать реферат © 2018 | Пользовательское соглашение
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ