Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Комплексная механизация дорожно-строительных работ. Практикум-1
.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»
Комплексная механизация
дорожно-строительных работ
Практикум
Воронеж – 2016
3
Ж87
Жулай, В.А.
Комплексная механизация дорожно-строительных работ:
практикум / В.А. Жулай, Н.П. Куприн. Воронежский ГАСУ. –
Воронеж, 2016. - 64 с.
УДК 625.7.0025(07)
ББК 39.311- 06 - 5 я7
Ж87
Рецензенты:
кафедра промышленного транспорта, строительства и геодезии
Воронежской государственной лесотехнической академии;
В.В. Кандалинцев, директор Воронежского филиала АП ЦНИИОМТП.
Предназначен для выполнения практических заданий и курсовых
проектов студентами направления подготовки (специальности) 08.05.01Строительство уникальных зданий и сооружений, 23.05.01 - Наземные
транспортно-технологические средства (специализация подъемнотранспортные, строительные, дорожные средства и оборудование), 23.03.02 Наземные транспортно-технологические комплексы, 23.03.03 - Эксплуатация
транспортно-технологических машин и комплексов, 23.04.02 - Наземные
транспортно-технологические комплексы, 23.04.03 - Эксплуатация
транспортно-технологических машин и комплексов.
Практикум включает краткий теоретический материал рассматриваемых
тем, порядок проведения расчетов по выбору оптимальных комплектов машин,
оптимальной расстановке машин и комплектов по объектам строительства и
выбор оптимальных объемов работ под имеющийся парк машин.
Ил. 12. Табл. 48. Библиогр.: 6 назв.
УДК 625.7.0025(07)
ББК 39.311- 06 - 5 я7
Печатается по решению учебно-методического совета
Воронежского ГАСУ
ISBN 978-5-89040-606-4 © Жулай В.А, Куприн Н.П., 2016
© Воронежский ГАСУ, 2016
4
Введение
Целью практикума по курсу «Комплексная механизация дорожно-
строительных работ" является закрепление полученных знаний и их
практическое применение при рассмотрении вопросов соответствия средств
механизации выполняемым строительно-монтажным работам. В настоящее
время объекты и условия строительства становятся более разнообразными,
расширяется номенклатура строительных и дорожных машин и оборудования,
ускоряется темп сменяемости моделей машин и темп выполнения строительномонтажных работ. Поэтому возникает необходимость применения системного
подхода к формированию оптимальных комплектов и парков машин,
правильной расстановки машин, комплектов и комплексов по строящимся
объектам с учетом минимальных суммарных затрат, а также прогнозирования и
определения эффективных видов и объемов работ под существующий парк
машин. Все это отражено в предложенных задачах данного практикума.
Теоретической основой решения задач являются ранее полученные
знания по курсам «Экономика», «Экономико-математические методы при
проектировании автомагистралей», «Современные проблемы и направления
развития технической эксплуатации дорожно-строительных работ», «Оценка
эффективности эксплуатации строительных и дорожных машин» и других
дисциплин.
1. ВЫБОР КОМПЛЕКТОВ МАШИН
Комплект машин представляет собой совокупность согласованно
работающих и взаимосвязанных по технологическим параметрам средств
механизации, необходимых для выполнения технологически связанных
операций и видов работ.
В состав формируемых комплектов входят ведущие, вспомогательные и
резервные машины. При подборе состава комплектов машин необходимо
соблюдать условие полного использования производительности ведущей и
вспомогательных машин. Необходимо стремиться к тому, чтобы число машин в
комплекте было минимальным, поэтому в технически и экономически
обоснованных случаях целесообразно применение универсальных машин с
широкой гаммой сменного рабочего оборудования.
Выбор состава комплектов машин осуществляется в два этапа.
На первом этапе в зависимости от технологической характеристики
строительного процесса и технологии работ определяют схему комплексной
механизации [1, 2], основные параметры ведущих машин, их типоразмер, а
также типаж технологически необходимых вспомогательных машин.
Из полученного ряда типоразмеров намечают несколько возможных
вариантов ведущих машин и соответствующих им вспомогательных.
В прил. 1 представлены ориентировочные материалы для выбора состава
комплектов машин и формирования парка машин строительных организаций.
5
Дополнительная информация изложена в работах [3, 4]
n
i
НЗПУД
Ч
ТЭ
Г
нуд
kS
V
С
V
Г
V
E
kY
1
"
.
0
'
)(
"
Н
k
"
Н
k
Г
o
н
T
kT
ECY
00
На втором этапе из числа отобранных вариантов производится
определение оптимального состава комплекта машин на основании
сравнительной технико-экономической оценки по 5-ти параметрам. При
обосновании выбора оптимальных комплектов машин, согласно инструкции по
определению экономической эффективности использования в строительстве
новой техники, изобретений и рационализаторских предложений (СН 509-78),
пользовались следующими показателями
1) удельные приведенные затраты:
, (1)
Где к н – коэффициент накладных расходов на затраты по эксплуатации
строительных машин; к н = 1,08;
'
'
Е – единовременные затраты, включающие затраты на монтаж, демонтаж,
погрузку, разгрузку и транспортировку машин, а также на возведение
вспомогательных обустройств, необходимых для нормальной работа машин,
руб.;
Vo – объем работ на объекте (ед. изм.);
Г, Ст.э.- соответственно годовые и текущие эксплуатационные затраты,
руб;
Vг – годовой объем работ;
Vч – часовой объем работ, выполняемых машиной;
Sуд.зп. – заработная плата рабочих, занятых на ручных операциях,
исчисленная на единицу продукции, руб.;
– коэффициент накладных расходов на заработную плату рабочих,
участвующих в технологическом процессе, кроме рабочих, занятых
непосредственно эксплуатацией машин, заработная плата которых учитывается
в себестоимости машино-часа,
= 1,6;
2) приведенные затраты:
, (2)
где С0 – себестоимость механизированных работ, выполняемых на
конкретном объекте строительства, руб.;
Ен – нормативный коэффициент эффективности вложений. Ен = 0,15;
k – капитальные вложения в средства механизации, руб.;
Т0 – время работы машин на объекте, час.;
6
Тг – время работы машин в течении года, час.;
n
i
зпнмн
SkTSkC
1
"
0
'
0
..0ЭТ
Г
м
С
Т
Г
T
E
S
n
i
нСМЭКСВСii
VТВTnTT
1
0.
//)(
i
СМЭКС
t
В
V
t
.
0
3) себестоимость механизированных работ:
где Sм – себестоимость 1 маш./ч., работы i-й машины на объекте,
руб./час.
Себестоимость 1 маш./ч. определяется по формуле
4) трудоѐмкость выполнения единицы конечной продукции:
где Тi . – затраты труда в смену на управление и обслуживание i-й
машины, чел./смен;
n – число машин i-го типоразмера, шт;
Tвс. – затраты труда в смену на основных и вспомогательных процессах,
чел./смен;
Тн – затраты труда в смену на подготовительных работах и в не основном
производстве, чел. /смен;
Вэкс.сп – сменная эксплуатационная производительность комплекта
машин;
, (3)
, (4)
(5)
5) продолжительность выполнения данного вида механизированных
работ с помощью комплекта машин:
, (6)
где ti – время на технические перерывы в работе (смена рабочего
оборудования, перестановка машин по захваткам и др.).
При получении технико-экономических данных предпочтение отдается
комплекту машин с наименьшими удельными приведенными затратами. Если
для сравниваемых вариантов комплектов машин этот показатель одинаков, то
переходят к следующему показателю и т.д. по всем 5 пунктам.
Данные для экономического расчета целесообразно брать из средних
показателей работы конкретной строительной организации или из нормативных
источников.
В связи с переходом на рыночную экономику Государственный комитет
Российской Федерации по строительству и жилищно-коммунальному
7
комплексу (Госстрой России) поэтапно утвердил и ввел в действие
постановлением от 17.12.99г. № 81 «Методические указания по разработке
сметных норм и расценок на эксплуатацию строительных машин и
автотранспортных средств (МДС 81-3.99)», переходя на новую сметнонормативную базу ценообразования в строительстве [5];
6) согласно МДС 81-3.99 при составлении смет на эксплуатацию машин в
строительстве используют экономический показатель стоимости машино-часа
(расценка), руб/маш.час. В состав сметных расценок на эксплуатацию машин
(Смаш.) входят следующие статьи затрат:
Смаш. = А + Р + Б + З + Э + С + Г+ П, руб/маш.час , (7)
где А – амортизационные отчисления на полное восстановление;
Р – затраты на выполнение всех видов ремонта, диагностирование и
техническое обслуживание;
Б – затраты на замену быстроизнашивающихся частей;
З – оплата труда рабочих, управляющих машиной (машинистов,
водителей);
Э – затраты на энергоносители;
С – затраты на смазочные материалы;
Г – затраты на гидравлическую и охлаждающую жидкость;
П – затраты на перебазировку машин с одной строительной площадки
(базы механизации) на другую строительную площадку (базу механизации),
включая монтаж машин с выполнением пусконаладочных операций, демонтаж,
транспортировку с погрузочно-разгрузочными операциями;
7) расчет годового режима работы строительных машин
(МДС 12-13.2003)
Годовые режимы работы строительных машин разрабатываются
применительно к конкретным условиям их эксплуатации, согласно
требованиям ГОСТ 25646 [6]. Количество рабочих суток машины в году Т
определяется путем исключения из календарного времени года числа суток
перерывов в работе машины по всем причинам, т.е.
Т = 365 - (Дв + Дпр + Дм +Дн + До + Дрем), дни, (8)
где Дв – праздничные и выходные дни;
Дпр – время, затрачиваемое на перебазировку машин;
Дм – перерывы в работе, связанные с неблагоприятными
метеорологическими условиями;
Дн – непредвиденные перерывы в работе машин;
До – время, затрачиваемое на капитальный ремонт машины;
Дрем – время нахождения машин в техническом обслуживании и ремонте;
8
8) расчет эксплуатационной производительности строительных
машин.
«Методические рекомендации по проектированию технически
обоснованных норм времени на механизированные строительные и ремонтностроительные работы расчетно-аналитическим методом в дорожном хозяйстве»
разработаны на основе указаний Госстроя и утверждены распоряжением
Минтранса России № ОС-338-р от 14.04.2003 г. [7].
Методические рекомендации содержат основные положения и порядок
проектирования норм времени с использованием формул производительности
машин на механизированные строительные и ремонтно-строительные работы.
Эксплуатационная производительность машины может быть подсчитана по
формулам технической производительности Пт с учетом коэффициента
внутрисменного использования рабочего времени Kв, т.е.
Пэ = Пт • Кв, м³/час. (9)
Коэффициент использования внутрисменного времени Кв определяется
на основании данных систематических наблюдений о внутрисменных потерях
рабочего времени. Если эти данные отсутствуют, можно использовать значения
Кв, приведенные в СП 12-134-2001.
Из рассмотренных методик и полученных формул выполненный
(планируемый) объем работ (выработка машин) за расчетный период Рг
определяется по формуле
Рг = Тч • Пэ, м³ (10)
где Тч – фонд времени планируемого периода, час.
Из формулы (10) выразим:
Тч = Рг / Пэ; (11)
9) общие затраты, связанные с эксплуатацией машины в
планируемый период (стоимость производства объема работ), можно
выразить следующим образом:
У = Смаш х Тч = Смаш / Пэ х Рг, руб, (12)
где Смаш / Пэ , ((руб/маш.час) / (куб.м/час) = руб/куб.м) есть стоимость
единицы произведенной продукции или затраты на выполнение единицы
объема работ.
Для практического применения и изучения дисциплины достаточно
рассмотренных экономических показателей по формированию оптимальных
комплектов машин, распределения множества машин по объектам
строительства и выбора оптимальных объемов работ под имеющийся парк
машин.
9
min]min[
))1(()(
jkiijij
YCY
))1(( jkiY
min
ij
Y
2. ФОРМИРОВАНИЕ КОМПЛЕКТОВ МАШИН
При эксплуатации машинного парка строительных организаций часто
приходится формировать комплект машин для выполнения известного
технологического процесса. Правильный подбор машин в комплект дает
наименьшие затраты при выполнении работ.
Для решения данной задачи существует метод динамического
программирования. Наиболее приемлем при решении принцип Беллмана,
который имеет математическую модель:
, (13)
где C(ij) – приведенные затраты на i-й операции, выполненные j-й
машиной;
– минимальные приведенные затраты для комплекта машин,
начиная с (i + 1) операции j-й машины в совокупности с k-й.
Для решения задачи составляется граф, вводится фиктивная операция, у
которой приведенные затраты равны 0, и решение начинается в обратной
последовательности построения графа. Затем при получении
поэтапно
определяют машины, давшие этот минимум.
Пример решения задачи
Условие задачи. Заданы технологический процесс строительства
автомобильной дороги, включающий операции разработки грунта в карьере
объемом V0= 30 тыс. м
3
экскаватором, транспортировку грунта автосамосвалом
на расстояние 6 км, планировку грунта автогрейдером с последующим
уплотнением катком.
В строительной организации имеются машины, которые способны по
своим техническим параметрам выполнить технологический процесс и по
которым известны приведенные затраты на выполнение каждой операции
каждой машиной.
Требуется сформировать оптимальный комплект машин для
строительства автодороги с наименьшими затратами.
На рис. 1 стрелочками показаны возможные связи машин по их
техническим параметрам и на каждой обозначены приведенные затраты (Сij) на
выполнение единицы объема работ (руб./м
3
).
Решение.
1. Составляем граф с обозначением приведенных затрат по стрелочкам и
вводим фиктивную 5-ую операцию (рис. 2). Соответственно С 5.1.1 и С 5.2.1 будут
равны нулю.
10
1
1
1
1
1
1 2 2
2
2
3
3
С 5.1.1= 0
С 5.2.1= 0
У4.1= 0
С4.1.1= 4,3
С4.2.2= 4,5
У4.2= 0
С 4.2.1= 4,1
С 4.1.2= 4,4
У3.1= 4,3
У3.2= 4,1
У2.2= 10,4
У2.3= 10,3
У1.2= 41,4
У1.3= 43,5
С 1.1.1= 4
С1.1.2= 4,3
С1.1.3= 4,2
С2.1.1= 31
С 2.3.1= 33
С 2.1.3=33
С2.2.2= 31
С 2.2.1=32
С2.2.3= 34
С3.1.1= 6,3
С3.1.2= 6,4
С 3.2.1= 6,2
С 3.2.2= 6,2
С3.3.2= 6,2
1
4,0
КамАЗ - 5511
МАЗ - 5549
4,3
4,2
ДЗ-31-1
ДУ-32
ДУ -3А
4,3
4,4
4,5
4,1
31
33
34
33
32
34
31
6,3
6,4
6,2
6,2
6,3
У 5.1= 0
У 2.1=10,5
У1.1= 41,5
С2.3.3= 34
У0.1=45.5
1-я операция 2-я операция 3-я операция 4-я операция
Разработка грунта Транспортировка Планировка Уплотнение
экскаваторами автосамосвалами автогрейдерами катками
Рис. 1. Граф исходных данных задачи
1-я операция | 2-я операция | 3-я операция | 4-я операция | 5-я операция |
Рис. 2. Граф решения задачи
11
000minmin
1.51.1.51.4
YCY
000minmin
1.51.2.52.4
YCY
3.4
04.4
03.4
minmin
2.42.1.4
1.41.1.4
1.3
YC
YC
Y
1.4
05.4
01.4
minmin
2.42.2.4
1.41.2.4
2.3
YC
YC
Y
5.10
1.44.6
3.43.6
minmin
2.32.1.3
1.31.1.3
1.2
YC
YC
Y
4.10
1.43.6
3.42.6
minmin
2.32.2.3
1.31.2.3
2.2
YC
YC
Y
3.101.42.6minmin
2.32.2.33.2
YCY
5.41
3.1033
5.1031
minmin
3.23.1.2
1.21.1.2
1.1
YC
YC
Y
4.41
3.1034
4.1031
5.1032
minmin
3.23.2.2
2.22.2.2
1.21.2.2
2.1
YC
YC
YC
Y
5.43
3.1034
5.1033
minmin
2.23.3.2
1.21.3.2
2.2
YC
YC
Y
5.45
5.432.4
4.413.4
5.414
minmin
3.13.1.1
2.12.1.1
1.11.1.1
2.1
YC
YC
YC
Y
2. Используя математическую модель Беллмана, производим решение по
этапам, начав с конца графа:
1-й этап Y
= 0 (мнимая).
5.1
2-й этап
.
3-й этап
,
.
4-й этап
5-й этап
,
,
.
,
6-й этап
Таким образом, минимальные суммарные затраты Y
,
.
.
= 45,5 руб./м3.
0.1
3. Определяем машины, давшие этот минимум. Порядок определения
идет с 6-го до 1-го этапа. Из полученных значений наименьшее (4 + 41,5)
желательно подчеркнуть (выделить), и по стрелке (С 1.1.1.=4) выходим на 1-ую
машину – экскаватор-ЭО-4321. Цифра 41,5 выводит на 5-й шаг, где
минимальное выражение (31 + 10,5). По стрелке (С 2.1.1 =31) – 1-й самосвал ЗИЛ-555. Аналогично далее – 2-й автогрейдер - ДЗ-31-1; 1-й каток ДУ-32.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]