СЖД учебно-методическое пособие к РГР

При работе с графиком суммарных объемов надо учитывать следующее:

1. Восходящие ветви кривой соответствуют выемкам, а нисходящие -

насыпям, точки максимума и минимума - нулевым точкам.

2. Любая горизонтальная прямая, пересекающая восходящую и нисхо-

дящую ветви кривой объемов, отсекает равные объемы насыпи и выемки.

Такая прямая называется распределительной линией. Расстояние от распределительной линии до соответствующей вершины кривой равно рабочей кубатуре грунта на данном участке.

3. Точки пересечения распределительной линии с кривой суммарных объемов соответствуют границам продольной возки рабочей кубатуры, а

расстояние между этими точками равно максимальному перемещению грунта на данном участке.

Выполняя данный раздел расчетно-графической работы и анализируя заданный профиль участка, необходимо после построения графика суммарных объемов рассмотреть возможность вывозки грунта из выемок в прилегающие к ним насыпи и выделить рабочие участки продольной возки.

Если имеется искусственное сооружение, то целесообразно его принимать за одну из границ рабочего участка.

При наличии нескольких возможных вариантов выделения границ рабочих участков продольной возки выбирают наиболее целесообразный.

Намеченные границы участков наносят на график суммарных объемов, и

точки пересечения соединяют распределительными линиями (рис. 3).

11

Средняя дальность поперечной возки зависит от размеров поперечных сечений резерва и насыпи или кавальера и выемки. Для скрепера она несколько больше среднего расстояния между въездом и съездом на насыпь и зависит от высоты насыпи (таблица 3).

Таблица 3 – Средняя дальность поперечной возки

Если высота насыпи и глубина выемки более 6 м, то затраты на сооружение въездов и съездов оказываются столь значительными, что рациональнее использовать комбинированный способ возки грунта, т.е.

въезд (съезд) устраивать там, где высота насыпи не превышает 6 м (поперечная возка), а далее движение идет по насыпи до места укладки грунта (продольная возка).

В результате распределения земляных масс весь участок строящейся железной дороги разбивается на ряд рабочих участков. Для каждого из них определяется рабочая кубатура и средняя дальность возки и эти данные заносятся в таблицу 4.

Таблица 4 – Характеристики рабочих участков

Разработка вариантов комплексной механизации

Для каждого рабочего участка в расчетно-графической работе

необходимо обосновать наиболее рациональный способ работ и выбрать для

13

последующего сравнения по два землеройных комплекта с разными ведущими машинами. Если из-за существующих ограничений возможно применение только одного типа ведущей машины, то в сравниваемых комплектах машин принимают две разные модели ведущей машины.

При выборе вариантов механизации работ следует руководствоваться следующим.

Для разработки выемок и возведения насыпей используют различные типы землеройных и землеройно-транспортных машин в зависимости от соответствия их технических и эксплуатационных характеристик про-

ектным данным отдельных массивов (рабочим отметкам, расстоянию пе-

ремещения грунта, группе и состоянию грунта, объему работ и др.).

Основные варианты комплексной механизации работ при возведении земляного полотна (по названию ведущей машины): бульдозерный, скре-

перный, экскаваторно-отвальный, экскаваторно-транспортный, грейдер-

элеваторный, гидромеханизированный, буровзрывной.

Бульдозерным комплектом возводят насыпи из резервов высотой до 2

м, разрабатывают выемки и перемещают грунт в насыпь на расстояние до

100 м. Наиболее перспективны модели бульдозеров на базе гусеничных тракторов мощностью 95...370 кВт и пневмоколесных тягачей мощностью

147...405 кВт с гидравлическим управлением.

Использование мощных тягачей позволяет расширить применение бульдозеров. В песчаных грунтах их оборудуют отвалами совкового типа,

что позволяет увеличить рациональную дальность возки грунта до 200 м и повысить производительность на 30 %. Для увеличения объема грунта, пе-

ремещаемого бульдозером, и уменьшения его потерь целесообразно отвалы оборудовать боковыми щитками, уширителями и открылками, разра-

батывать грунт траншейным способом, спаривать или страивать бульдо-

зеры.

Скреперным комплектом возводят насыпи из резервов и разрабатыва-

ют выемки, перемещая грунт в кавальеры (поперечная возка) при рабочих

14

отметках до 6 м. Выемки и карьеры с перемещением грунта в насыпь

(продольная возка) разрабатывают при любых рабочих отметках. В этом случае прицепные скреперы целесообразны при расстоянии возки до 500,

самоходные - до 3000 м. Скреперами разрабатывают грунт I группы без рыхления, грунты II группы предварительно разрыхляют. В глинистых грунтах с повышенной влажностью, сильно налипающих на ковш, а также в сухих песчаных грунтах скреперы применять не рекомендуется. В

железнодорожном строительстве наиболее эффективны прицепные скреперы с ковшами вместимостью 8...25 м3 и самоходные с ковшами вместимостью 9...25 м3. Экономические показатели работы скреперов при разработке выемок с продольной возкой грунта выше, чем у экскаваторных комплектов, поэтому в последнее время наметилась тенденция к росту удельного веса скреперных работ.

Экскаваторно-отвальным комплектом возводят насыпи высотой не более 6 м грунтом из резерва и разрабатывают выемки глубиной не более 10

м с укладкой грунта в кавальеры. Ведущая машина в комплекте -

экскаватор-драглайн с ковшом вместимостью 0,4...1,5 м3. Наибольшая высота отсыпаемой экскаватором насыпи зависит от длины и наклона стрелы, а также от расположения и глубины резерва. Например, для экскаватора ЭО-4112-А-1 при длине стрелы 15 м и угле наклона 45° с

двусторонним расположением резервов глубиной 1,5 м эта высота составляет 6,3 м. Наибольшая глубина выемки, разрабатываемой экскаватором, зависит от длины и угла наклона стрелы, а также способа разработки. Для этого же экскаватора при торцевом забое максимальная глубина выемки 11 м.

Экскаваторно-транспортным комплектом разрабатывают выемки,

карьеры, резервы и возводят насыпи при любых рабочих отметках с транспортировкой грунта от 0,25 до 5 км, а при отсутствии местных грунтов

- и на более дальние расстояния. Одноковшовый экскаватор можно использовать с любым навесным оборудованием (прямая лопата, обратная

15

лопата, драглайн) с ковшом вместимостью 0,65...2,5 м3. Грунт с погрузкой в автомобили-самосвалы можно разрабатывать роторными экскаваторами и грейдер-элеваторами. Транспортируется грунт автомобилями-самосвалами,

землевозами грузоподъемностью до 25 т, железнодорожным транспортом

(состав думпкаров грузоподъемностью 60 т). Наиболее эффективен комплект при дальности возки грунта свыше 2000 м.

Грейдер-элеваторный комплект целесообразен преимущественно в равнинной местности при разработке грунта в резервах и перемещении его в насыпи высотой до 3 м. Грейдер-элеваторами можно также разрабатывать грунт в карьерах с погрузкой его в автомобили-самосвалы. Сухие плотные грунты при разработке грейдер-элеваторами рекомендуется предварительно рыхлить, так как они не работают в сыпучих песках, переувлажненных глинистых грунтах и при наличии каменных включений. Грейдер-элеваторы эффективны при возведении насыпи из двусторонних резервов с длиной фронта работ 400...2000 м и при объеме земляных работ на одном объекте не менее 10000 м3.

Гидромеханизированный комплект наиболее эффективно используется на объектах с объемом работ более 100 тыс.м3 при устройстве высоких насыпей на подходе к мостам, намыве дренирующего грунта со дна водотоков с целью последующей погрузки его в транспортные средства и перевозки в насыпь, при возведении насыпей в труднодоступных заболоченных местах, например, в районах Западно-Сибирской низменности.

Гидромеханизированным способом намывают дамбы, перемычки,

контрбанкеты, территории под строительство, делают выемки.

Непременное условие для применения средств гидромеханизации – водные источники, дешевая электроэнергия и грунты, поддающиеся разработке гидроустановками, гидравлическому транспортированию и намыву.

Буровзрывным комплектом разрабатывают выемки в скальных грунтах V группы и выше, в мерзлых грунтах при глубине промерзания

16

более 0,4 м, а также грунты в карьерах при вытеснении илистых или торфяных грунтов из-под насыпей, возводимых на болотах и т.д.

Каждый землеройный комплект состоит из ведущей машины

(например, экскаватора, скрепера, бульдозера и др.), а также машин и механизмов, обслуживающих ведущую машину и выполняющих транспортные и вспомогательные работы, рациональный землеройный комплект выбирается по характеристикам ведущей машины и рабочих участков.

Состав землеройных комплектов приведен в приложении 2.

Рациональные пределы применения различных моделей скреперов указаны в таблице 5.

Таблица 5 – Рациональные пределы применения скреперов

Один из наиболее эффективных способов ускорения наполнения ковша скрепера – подталкивание. Число тракторов толкачей зависит от числа скреперов в комплекте и дальности возки грунта (таблица 6).

Таблица 6 – Потребность в тракторах-толкачах

17

Таблица 8 – Рекомендуемая емкость ковша

Для экскаваторно-транспортного комплекта примерное число и грузоподъемность автомобилей самосвалов, обслуживающих один экскаватор, приведены в таблице 9.

Дальнейшие расчеты осуществляются только для одного рабочего участка (по согласованию с преподавателем) с двумя-тремя возможными вариантами землеройных комплектов.

Таблица 9 – Примерная потребность в автомобилях-самосвалах на один экскаватор

Расчеты необходимо начать с определения количества ведущих машин в каждом комплекте.

Определение количества машин

Число ведущих машин в i-ом землеройном комплекте определяется по формуле

V

Ni b T g Пiс ,

где Vg - объем земляных работ на g-ом рабочем участке, м3; b - число рабочих смен в сутках;

19

T – срок выполнения работ, рабочие сутки;

Пiс - эксплуатационная сменная производительность ведущей машины

вi-ом комплекте, м3/смена.

Пiс 8,2 Пiч K1 K2 ,

где: 8,2 – продолжительность смены, ч;

Пiч - норма часовой выработки ведущей машины;

К1 – коэффициент, учитывающий средние производственные условия; К1=0,93;

К2 – коэффициент перехода от часовой нормы выработки к сменной;

К2= 0,75

Для экскаватора

Пч 100 ,

Нв

где Нв – норма времени на разработку 100 м3 грунта, (приложение 3)

Для бульдозера

где lср - средняя дальность возки грунта на участке, м;

Н вдоп - дополнительная норма времени, ч (см. приложение 3).

Для прицепного скрепера

Для самоходного скрепера

20