Материал: Проект организации работ по сооружению земляного полотна железной дороги колеи 1520 мм

Проект организации работ по сооружению земляного полотна железной дороги колеи 1520 мм

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уральский государственный университет путей сообщения»

ПЕРМСКИЙ ИНСТИТУТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Уральский государственный университет путей сообщения» в г. Перми

Факультет среднего профессионального образования

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Организация и технология строительства железных дорог»

на тему: «Проект организации работ по сооружению земляного полотна железной дороги колеи 1520 мм»

Пермь 2015 г.

Содержание

Введение

. Определение объемов земляных работ

. Распределение земляных масс

. Выбор способов комплексной механизации

. Определение площади укрепления откосов

. Требования охраны труда и техники безопасности при выполнении земляных работ

Заключение

Список использованных источников

Введение

Строительство как отрасль материального производства играет большую роль в хозяйственном развитии страны. Экономические задачи, решаемые с помощью строительства, связаны, прежде всего, с созданием основных фондов для всех отраслей народного хозяйства.

Железнодорожное строительство - наиболее сложное среди других видов капитального строительства и очень специфично из-за своей значительной линейной протяженности. Оно осуществляется в различных климатических и инженерно-геологических условиях, круглогодично, с применением мобильной техники и ведется обычно в малообжитых районах. К железнодорожному строительству относятся: постройка новых и соединительных путей, сооружение вторых и третьих путей, электрификация существующих и вновь строящихся железных дорог, реконструкция и переустройство отдельных линий.

Первая в мире железная дорога общего пользования была построена в Англии и начала действовать в 1825 году. В России первая железная дорога (Петербург - Павловск) протяженностью 27 км была построена в 1837 году. За долгие годы после этого был выполнен большой объем строительства новых железных дорог и разработаны перспективные планы развития сети железных дорог страны на ближайшие годы. Сегодня из Москвы по железной дороге можно уехать в Ниццу и Прагу, Берлин и Париж. Скоростное сообщение с Хельсинки налажено из Санкт-Петербурга.

Значительная роль в повышении эффективности железнодорожного строительства принадлежит рациональному планированию и оптимальной организации производства, улучшению его комплексной и инженерной подготовки, совершенствованию технологии производства строительно-монтажных работ.

Цель данной работы состоит в создании проекта организации работ по сооружению участка земляного полотна железной дороги.

Для достижения данной цели поставлены следующие задачи:

) изучить теоретические аспекты организации и технологии строительства железных дорог;

) расчетным методом определить объем земляных работ;

) выполнить распределение земляных масс по графику суммарных объемов;

) выбрать и обосновать способ комплексной механизации работ;

) определить площади укрепления откосов;

) изложить требования охраны труда и техники безопасности при выполнении земляных работ.

Проект производства работ выполняется на основании комплекса взаимосвязанных расчетов и рабочих чертежей (продольного профиля и типовых чертежей).

1. Определение объемов земляных работ

Земляное полотно железной дороги представляет собой ряд выемок и насыпей, возводимых по типовым или индивидуальным проектам (поперечным профилям). Для железнодорожной линии IIкатегории дороги однопутного участка пути принимаются поперечные профили земляного полотна, представленные на рисунке 1 и рисунке 2.

строительство железный дорога земляной

Рисунок 1. Поперечный профиль выемки

Рисунок 2. Поперечный профиль насыпи

Для выполнения расчетов используем следующие исходные данные:

план и профиль линии, рабочие отметки, представленные в Приложении 1;

железная дорога IIкатегории, вид используемого грунта - глина.

ширина основной площадки земляного полотна 7,6 м;

откосы на всей высоте имеют уклон 1:1,5;

поперечный уклон местности равен нулю.

Выполним предварительно расчеты постоянных величин по исходным данным. Поперечное очертание верха однопутного земляного полотна должно быть в виде трапеции шириной поверху 2,3 м, высотой 0,15 м и с основанием, равным ширине земляного полотна.

Ширина выемки по низу определяется по формуле:

В = b + 2 K (1),

где K-ширина верхнего основания кювета, принимаемая как 2,2 м;

b - ширина выемки по низу, м.

B = 7,6 + 2  2,2 = 12м.

Площадь сливной призмы определяется следующим образом:

f =  0,15 = 0,74м² (2),

причём для насыпи f= + 0,74 м², для выемки f = - 0,74 м².

Площадь кювета определяется по формуле:

ω =  0,6 = 0,78 м² (3),

тогда 2 = 1,56 м².

Для уменьшения объемов расчетов призматоидальную поправку в курсовом проекте не будем учитывать.

Таблица 1

Данная таблица заполняется и рассчитывается следующим образом.

Графа 1 - проставляются номера пикетов.

Графы 2, 3 - выписываются заданные рабочие отметки соответственно в графу «Насыпь» или «Выемка».

Графа 4 - определяются средние рабочие отметки на пикетах:

ПК 0-1 Н_ср =  =0,91 м;

ПК 1-2 Н_ср =  = 2,14 м и т.д.

Графы 5,6 - определяется первое слагаемое в формуле объема земляных работ, для чего предварительно были записаны постоянные величины: b = 6,6 м, В = 7,76м. Получаем:

ПК 0-1 В · Н_ср = 7,6 · 0,91= 6.92 м² (для выемки);

Графа 7 - средняя рабочая отметка возводится в квадрат.

Графа 8 - результат графы 7 умножается на показатель уклона откосов m, равный 1,5.

Так, для ПК 0-1 1,5 · 7,6 = 11,4 м² и т.д.

Графы 9, 10- проставляются постоянные величины, определенные ранее, причем объем сливной призмы обязательно со знаком «+» или «-».

Графа 11 - на пикетах, на которых располагается кривая, выписывается величина уширения земляного полотна в кривой (а). В нашем случае а = 0,5 м и кривая располагается с ПК 4 по ПК 8.

Графа 12 - определяется средняя рабочая отметка с учетом высоты сливной призмы, причем для насыпи +0,15 м, а для выемки - 0,15 м.

Например:

ПК 4-5 (выемка) 2,18- 0,15 = 2,03 м

ПК 5-6 (насыпь) 3,42+ 0,15 = 3,57 м.

Графа 13 - площадь от уширения земляного полотна (гр.11) умножается на гр.12.

Графа 14 - определяется суммарная площадь поперечника:

для насыпи гр.14 = гр.5 + гр.8 + гр.9 + (гр.13);

для выемки гр.14 = гр.6 + гр.8 - гр.9 + гр.10 + (гр.13).

(гр.13) - только на участках уширения в кривой.

Графа 15 - проставляются длины участков. В нашем случае длины всех участков составляют 100 м.

Графы 16, 17 - рассчитывается объем земляных работ отдельно для насыпи и для выемки путем умножения результата гр.14 на длину участка.

Суммарный объем грунта всех насыпей и выемок, определенный по проектным отметкам продольного профиля, называется профильным объемом (кубатурой) земляного полотна. Объем грунта, разрабатываемого в выемках, резервах и карьерах для образования земляного полотна называется рабочим объемом (кубатурой). Суммированием по графе 16 и 17 определяются помассивные объемы земляных работ и профильная кубатура:

V_пр = V_н + V_в  (4).

Так V_пр =46394+30390=76784 м³.

Рабочая кубатура на данном объекте определяется по формуле:

V_р= ƩV_в + ƩV_рез (5),

где ƩV_в - сумма объемов выемки;

ƩV_рез - сумма объемов резервов.

Возможны два случая:

) если ƩV_н< ƩV_в, то V_р = ƩV_в, а объем кавальера V_кав = ƩV_в - ƩV_н;

) если ƩV_н> ƩV_в, то необходимо предусмотреть резерв:

V_рез = ƩV_н - ƩV_в, а рабочая кубатура V_р = ƩV_в - V_рез.

В нашем случае: ƩV_н = 46394> ƩV_в = 30390м³.

Тогда объем резерва V_кав= 46394-30390=16004м³, а рабочая кубатура V_р = ƩV_в =30390м³.

Графа 18 - на каждом пикете определяются координаты графика суммарных объемов. Для этого производится алгебраическое суммирование объемов земляных работ (графы 16, 17) с учетом знаков этих объемов: выемка - «+», насыпь - «-».

Так, на ПК 15 координата равна 16004 м³, что точно совпадает с объемом резерв, определенным ранее. Это является контролем правильности расчета координат графика.

Графическая часть данного раздела выполнена на миллиметровой бумаге в соответствующем масштабе и представлена в Приложениях. Так, помимо плана и профиля участка, по объемам графы 16 и 17 таблицы 1 построен график попикетных и помассивных объемов земляных работ. По вычисленным координатам (гр.18 табл.1) выполнен график суммарных объемов.

График суммарных объемов имеет следующие свойства:

каждому наклону его линии соответствует определенный вид земляных работ. При рассмотрении графика слева направо отрезки, идущие на подъем, соответствуют выемкам; идущие на спуск - насыпям. В нашем случае отрезки К-С и М-Р - выемки, а отрезки С-М и Р-N-насыпи.

точки переломов графика (переход от подъема на спуск и обратно) соответствуют нулевым местам на профиле. В нашем случае т. С - ПК 5, т. М - ПК 10, т. Р - ПК 15.

каждая горизонтальная линия, проведенная на графике, отсекает равновеликие объемы, т.е. объем выемки равен объему насыпи. Это справедливо и для нулевой горизонтальной оси, на которой проставлены номера пикетов.

В нашем случае объемы выемки (ПК 0 - ПК 5) и насыпи (ПК 5 - ПК 10) равны - 9752 м³; объемы насыпи (ПК 5 - ПК 10) и выемки (Пк 10 - ПК 15) равны - 3118 м³; объемы выемки (ПК 10 - ПК 15) и насыпи (ПК 15 - ПК 19) также равны - 16005 м³.

Совокупность объемов двух выемок по графе 18 за вычетом остатка из первой выемки должна составить суммарный объем выемок (гр. 17):

- 3118+ 16005 = 22639 м³.

Недостаток грунта полученный при разработке выемок в объеме -16005 м³ - будет взят из резерва.

. Распределение земляных масс

Объем и дальность перемещения рабочей кубатуры существенно влияют на стоимость производства земляных работ. Для уменьшения рабочей кубатуры необходимо максимально использовать грунт из выемок для отсыпки насыпей. Эта основная задача решается при распределении земляных масс, которое ведется в следующем порядке:

продольный профиль разбивается на отдельные рабочие участки (массивы насыпей и выемок), для каждого из которых решается вопрос распределения земляных масс;

определяются участки продольной и поперечной возки грунта. Продольная возка - это перемещение грунта из выемок в насыпи. Поперечная возка - это перемещение грунта из резервов в насыпи или из выемок в кавальеры;

определяется, из каких выемок, в какие насыпи, в каких объемах и на какое расстояние будет перемещаться грунт;

устанавливается, какие насыпи, в каких объемах будут отсыпаться грунтом из резервов или кавальеров;

определяется, из каких выемок, в каких объемах будет перемещаться грунт в кавальеры или отвалы;

вычисляется средняя дальность перемещения на участках продольной и поперечной возки грунта;

рассчитывается коэффициент использования грунта:

K =  (6),

гдеV_раб - рабочий объем;

V_проф - профильный объем земляных работ.

На основе экономического сравнения необходимо выбрать наиболее рациональный способ выполнения работ по сооружению земляного полотна. Первый способ - продольная возка - имеет преимущества по сравнению с поперечным - дает минимальный объем рабочей кубатуры, поэтому с него и начинаем распределение земляных масс. В случае, если получатся слишком большие дальности возки грунта, необходимо перейти на поперечный способ производства работ.

Используя график суммарных объемов (Приложение 3), выполним распределение земляных масс. На рисунке 3 представлен продольный профиль, который разделен на отдельные рабочие участки - массивы насыпей и выемок, где указан объем работ.

Рисунок 3. Распределение земляных масс

При разработке выемок в насыпи применяется продольный способ возки, обозначенный на рисунке горизонтальными стрелками. Также нам потребуется переместить недостающий объем грунта из резерва во вторую насыпь, для этого используем поперечный способ возки - вертикальная стрелка. Так, часть грунта из первой выемки в размере 16168 м³ будет использована для разработки первой насыпи, а оставшееся количество грунта (9750 м³) необходимо взять из второй выемки. Поскольку суммарный объем выемок не превышает требуемый объем для насыпей, недостаток грунта во второй насыпи (16004 м³) отсыпаем из резерва.

Средняя дальность возки грунта составит 500м.

Используя формулу (6) рассчитаем также коэффициент использования грунта:

K =  =  = 0,83.

. Выбор способов комплексной механизации

Наиболее рациональным методом организации земляных работ является комплексная механизация. Входящие в комплексный процесс земляных работ подготовительные и основные работы выполняются комплектами машин и механизмов, рационально подобранных по их основным параметрам. Ведущим процессом является разработка грунта, а ведущей машиной в комплексе основных работ - землеройная машина.

Организация земляных работ должна обеспечивать максимальную производительность ведущей машины, а также наименьшую стоимость производства работ.