Оглавление

1. Введение…………………………………………………………………………………………..3

2. Распределение земляных масс на заданном участке…………………………………………...3

3. Детальная разработка принятого варианта……………………………………………………..7

4. Проектирование технологической карты на разработку выемки………………………..…..10

5. Проектирование технологической карты на возведение насыпи……………………………17

6. Список используемой литературы………………………………………………………….…..20

1. Введение

Требуется разработать проект производства работ по сооружению участка земляного полотна однопутной железной дороги второй категории протяженностью три километра, составленного из двух профилей. При этом общий участок начинается с ПК 00+00. Отметка первой нулевой точки находится на отметке 50 м над уровнем моря.

Трасса находится в Кингисеппском районе Ленинградской области, проходит по пересеченной местности, через участок леса и выгон для скота. На ПК 23+80 устраивается станция. Трассой пересекается три ручья с малым расходом через которые планируется перебросить водопропускные трубы сечениями диаметром 0,5 м и 1,5 м, а также квадратным сечением 3х2 м. Грунты представлены суглинками. Работы по устройству земляного полотна будут вестись летом.

В составе проекта решены следующие задачи:

1. Подсчет объёмов земляного полотна;

2. Решена задача оптимального распределения земляных масс;

3. Выбраны рациональные средства механизации для ведения земляных работ;

4. Разработаны технологические карты на производство отдельных видов земляных работ;

5. Определены сроки производства работ;

6. Составлен календарный график производства земляных работ на участке;

7. Решены другие вопросы.

2. Распределение земляных масс на заданном участке

1. Разбивка участка на массивы

Заданный участок представлен продольным профилем с графиком попикетных объёмов.

Прежде всего разбиваем продольный профиль на отдельные участки – массивы, которые при решении задачи будут рассматриваться как поставщики и потребители.

Одним из основных вопросов при проектировании производства земляных работ является вопрос о вывозе грунта из выемок и доставка его в насыпи. Задача распределения земляных масс многовариантна, поэтому необходимо найти наиболее выгодный, оптимальный вариант.

Объёмы выемок и насыпей можно определить из графика, которые составляют:

тыс. м³,

тыс. м³.

Определим разность сумм объёмов выемок и насыпей, которая составит:

95 – 71 = 24 тыс. м³.

Для правильной разбивки продольного профиля на отдельные участки (массивы), которые рассматриваются как поставщики и потребители необходимо понимать их сущность. В качестве поставщиков могут быть выемки (основные), резервы и карьеры (резервные). В качестве потребителей – насыпи (основные), кавальеры и отвалы (резервные).

Для разбивки продольного профиля на отдельных поставщиков и потребителей необходимо, прежде всего, выявить на профиле места возможного заложения резервов и кавальеров. По их границам делят насыпь (выемку) на соответствующие массивы.

После разбивки заданного участка на поставщиков и потребителей определяем объём каждого из поставщиков и каждого из потребителей при помощи графика попикетных объёмов.

Объём резервов (кавальеров) устанавливается из расчета, что он равен объёму соответствующей насыпи (выемки). Объём отвала определяется в последнюю очередь из ограничения. Объём поставщиков должен равняться объёму потребителей.

2. Выбор возможных средств механизации

Для определения минимальной стоимости распределения грунта от поставщика к потребителю необходимо найти соответствующую дальность возки грунта (продольного или поперечного) и выяснить, какие из средств механизации могут быть, в принципе, пригодны для этой связи, а затем, используя графики единичной стоимости из приложения 2 методических указаний часть 1 [1], определим то средство механизации, которое даёт минимальную стоимость работ для этой связи. График единичной стоимости представляет собой зависимость единичной себестоимости и перевозки грунта (руб./м³) от дальности перевозки грунта (м). На графиках сплошной линией показана зависимость при продольной возке грунта, а пунктирной – при поперечной возке.

3. Распределение земляных масс на заданном участке на основе линейного программирования

Задача оптимального варианта производства работ определяется в результате решения транспортной задачи, которая формулируется следующим образом:

,

где С_ij – себестоимость разработки и перевозки одного метра грунта от i –Ого поставщика к _j–ому потребителю; Vij – объём перевозимого грунта от i –ого поставщика к j –ому потребителю.

Решаем задачу методом наименьших стоимостей на ЭВМ. Для решения составляем таблицу в программе «Транспортная задача». В левой стороне таблицы приводятся номера и объёмы поставщиков, в верхней части номера и объёмы потребителей. В правом верхнем углу каждой выделенной клетки при возможности реальной поставки указывается дальность транспортировки. В левом верхнем углу – минимальная себестоимость разработки и транспортировки грунта и указывается конкретные средства механизации, для которых и получены эти себестоимости. Далее нажимаем «Расчет данных» и программа определяет оптимальным план распределения земляных масс.

Предельная дальность возки из выемки (основной поставщик) в насыпь (основной потребитель) можно определить по расстоянию между центрами тяжести соответствующих массивов.

Центр тяжести массива находят как центр тяжести площади графика попикетных объёмов рассматриваемого массива.

Вычисление центра тяжести массива определяется по формуле:

Приведен пример расчета для определения расстояния продольной возки из поставщика 1 к потребителю 1, значения округляем кратно 10 м:

м,

м.

Дальность возки равна (см. график попикетных объёмов): 300 + 330 – 180 + 50 = 500 м. На разворот землеройно-транспортной машины добавляем по 50 м.

При определении дальности поперечной возки пользуемся данными таблицы 2.3 из первой части методических указаний [1]. Искомое расстояние зависит от средней рабочей отметки массива, вычисляемой по формуле:

, где:

B - ширина основной площадки земляного полотна (5,8 м),

m – крутизна откоса (1,5),

l – длина элемента,

V – объём элемента.

Для примера рассмотрим возку из поставщика 1 в потребитель 5. Средняя рабочая отметка массива примерна равна 5 м, следовательно принимаем дальность поперечной возки – 130 м:

м.

Все расчёты сводим в таблице 1.

Принятые сокращения: Э – экскаватор Э-1252, а/c МАЗ-503Б, СС – скрепер самоходный ДЗ-13А, СП – скрепер прицепной ДЗ-79А, Б – бульдозер ДЗ-350.

4. Решение задачи о распределении земляных масс

Далее определяем запрещенные и фиктивные поставки. Запрещенная поставка – там, где перемещение груза невозможно по технологическим или другим причинам, обозначается «ЗП». Следует предусмотреть формальную возможность вывоза излишнего грунта из резервов и карьеров и заполнения кавальеров и отвалов. Такие поставки называются фиктивными и в соответствующей клетке таблицы записывается – «Ф».

Соответственно для запрещенной поставки проставляем заведомо большую цену перевозки (=1000), а для фиктивной при любом объёме фиктивно перевозимого грунта цена равна нулю. Далее программа решает транспортную задачу.

Таблица 1

Связь	V,	Расстояния, м		Машина	Стоимость,
	тыс. м3	продольные	поперечные		руб./м3
1-1`	32	500		СС	10
1-2`	5	260		СС	8,5
1-3`	26	1160		Э	11
1-4`	8	1820		Э	13
1-5`	35		130	СП	14
1-9`	35	580		СС	10
2-1`	32	1130		Э	11
2-2`	5	370		СС	9
2-3`	26	630		СС	10
2-4`	8	1290		Э	12
2-6`	38		140	СП	14,5
2-9`	38		140	СП	14,5
3-1`	11	2040		Э	14
3-2`	5	1280		Э	11,5
3-3`	11	380		СС	8,5
3-4`	8	380		СС	8,5
3-7`	11		90	СП	13
3-9`	11	960		СС	11
4-1`	11	2730		Э	18
4-2`	5	1970		Э	19
4-3`	11	1070		Э	11
4-4`	8	410		СС	9
4-8`	11		90	СП	13
4-9`	11	1650		Э	18
5-1`	32		150	СП	16
6-2`	5		70	Б	12
7-3`	26		110	СП	14
8-4`	8		70	Б	12
9-1`	32		150	СП	16
9-2`	5	760		С	10,5
9-3`	26	1660		Э	18
9-4`	8	2320		Э	15,5

Решаем задачу с помощью программы «TZ». Решение представлено в табличном виде (таблица 2).

В ячейках таблицы в числителе слева указаны объёмы, справа стоимость, в знаменателе указаны расстояния. Для упрощения восприятия для фиктивных и запрещённых поставок не приведены данные. Решение проведено по методу минимальных стоимостей.

Итоговая стоимость земляных работ по принятому варианту:

971500 рублей.

Таблица 2

Поставщ.			1				2						3					4				5					6									7									8									9
Потреб.			35				38						3					11				32					5									26									8									200
1`	32	22		10	10			11		11				14		11			18	32			16																											32					16
		500				1130						2040					2730				150																																150
2`	5	5		8,5	5			9		5				12		5			19						5			12																						5					11
		260				370						1280					1970									70																										760
3`	26	26		11	23			10		3				8,5		11			11													26					14													26					18
		1160				630						380					1070																	110																			1660
4`	8	8		13	8			12		8				8,5		8			9																						8					12				8					16
		1820				1290						380					410																										70									2320
5`	35	35		14
		130
6`	38				38			15
					140
7`	11									11				13
										90
8`	11															11			13
																90
9`	200	13		10	38			15		11				11		11			18
		580				140						960					1650