Организация механизированных работ при строительстве земляного полотна
СОДЕРЖАНИЕ: Технология строительства земляного полотна. Определение параметров потока, эксплуатационной производительности. Расчет удельных технологических показателей работы СКМ: стоимости производства работ, трудо-, металло- и энергоемкости единицы продукции.КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Организация механизированных работ при строительстве земляного полотна
Задание
Параметры элементов автодороги
L = 5,5 км
B1 = 15,0 м
m = 1:1,5
H = 1,3 м
Ведущая машина СКМ: Бульдозеры ДЗ-28, Скрепер ДЗ – 20
Дальность транспортирования материалов (полуфабрикатов), км: 0,03; 0,06; 0,09; 0,12. 30, 60, 90, 120.
Примечание: грунт 1-ой категории, Воронежская область.
Введение
В настоящее время повышение производительности труда в строительном производстве следует рассматривать с точки зрения применения новых технологий, максимального использования потенциальных возможностей средств механизации и широкого внедрения результатов научных разработок.
Важное место среди факторов, оказывающих влияние на темпы строительства, стоимость производства работ, затраты труда и времени, занимает механизация производства. Проектирование механизации связано с определением типов машин и их количества, которые объединяются в комплексы. Комплексная механизация осуществляется на основе рационального выбора машин и оборудования, обеспечивающего эффективную их работу во взаимосогласованных режимах, увязанных по производительности и условиям качественного производства работ.
В данном курсовом проектировании целью является приобретение навыков в области технологии и организации строительства земляного полотна. В работе выполняется выбор наиболее оптимального состава СКМ для возведения земляного полотна с точки зрения экономической целесообразности и производительности машин.
1. Технология строительства земляного полотна
Для строительства земляного полотна необходимо разрабатывать технологические карты, которые являются документом, устанавливающим рациональную и стабильную технологию производства. В них приводятся схемы комплексной механизации процесса, указания о методах производства работ и их последовательность, расстановка механизмов, калькуляции трудовых затрат, перечень необходимых материально-технических ресурсов, указания по охране труда и технике безопасности.
Технологическая схема устройства земляного полотна представляет собой детализацию проекта организации работ. В ней приводятся: описание последовательности выполнения технологических операций с распределением их по захваткам; расчет количества машиносмен; схема потока с расстановкой машин по захваткам. Приведем технологический процесс возведения земляного полотна из боковых резервов с ведущей машиной бульдозером, считая что необходимо уложить 3 слоя (таблица 1).
Таблица 1. Технологический процесс возведения земляного полотна
№ технологи- ческой операции |
Технологическая последовательность рабочих операций | Средства механизации |
| 1 | Снятие растительного слоя на полосе отвода | Бульдозер |
| Скрепер | ||
| 2 | Уплотнение естественного основания под растительным слоем тяжелым катком (15–20 проходов по одному следу). | Каток тяжелый |
| 3 | Разработка и перемещение грунта из бокового резерва для осыпки 1-слоя | Бульдозер |
| Скрепер | ||
| 4 | Разравнивание грунта 1-го слоя | Бульдозер |
| Скрепер | ||
| 5 | Уплотнение 1-го слоя грунта (10 проходов по одному следу) | Каток тяжелый |
| 6 | Разработка и перемещение грунта из бокового резерва для осыпки 2-слоя | Бульдозер |
| Скрепепер | ||
| 7 | Разравнивание грунта 2-го слоя | Бульдозер |
| Скрепер | ||
| 8 | Уплотнение 2-го слоя грунта (10 проходов по одному следу) | Каток тяжелый |
| 9 | Разработка и перемещение грунта из бокового резерва для осыпки 3-го слоя | Бульдозер |
| Скрепер | ||
| 10 | Разравнивание грунта 3-го слоя | Бульдозер |
| Скрепер | ||
| 11 | Уплотнение 3-го слоя грунта (10 проходов по одному следу) | Каток тяжелый |
| 12 | Профилирование верха земляного полотна | Автогрейдер |
2. Определение параметров потока
2.1 Темп строительства, м3 /см
(1)
где: Vo – общий объем работ, Nрд – количество рабочих дней в сезоне
Определение количества рабочих дней (строительный сезон: 5.05 – 8.10)
Nрд = No – Nвых – Nпр – Nм (2)
где: No – количество дней в сезоне, No = 158 дней
Nвых – количество выходных дней, Nвых = 23 дня
Nпр – количество праздничных дней, Nпр = 2 дня
Nм – количество нерабочих дней по метеоусловиям, Nм = 5 дней.
Nрд = 158 – 23 – 2 – 5 = 128
Определение общего объема работ, м3
Vo = Lд · Fзп (3)
где: Lд – длина дороги, Lд = 5500 м
Fзп – площадь поперечного сечения земляного полотна
Определение площади поперечного сечения земляного полотна, м2
(4)
где: В-ширина земляного полотна, B = 15,0 м
Во -ширина основания земляного полотна, м
Н – высота земляного полотна, м
Во = В + 2 · n (5)
По теореме Пифагора
(1,5n)2 =n2 +1,32 (6)
n = 1,16
Bo = 15 + 2 · 1,16 = 17.32
, м2
Vo = 5500 · 21 = 115500, м3
м3
/см
2.2 Длина сменной закладки, м
(7)
м
2.3 Определение слоев земляного полотна
3 слоя: толщина каждого слоя 0,44 м
2.3.1 Определение площади слоев, м2
В = 15 + 2 · 0,44 · 1,5= 16,32 м
Fзп = 0,44 ·(15 + 16,32)/2 = 6,89 м2
3. Определение эксплуатационной производительности машин, входящих в СКМ по ЕНиРАМ и аналитическим путем.
3.1 Срезка растительного слоя
Срезка производится бульдозером ДЗ – 17 на базе трактора Т – 100 (СКМ 1) и бульдозером ДЗ – 28 на базе трактора Т – 130 (СКМ 2).
Технические характеристики ДЗ – 28:
Тип отвала поворотный
Длина отвала, м 3,94
Высота отвала, м 1,0
Управление гидравлическое
Глубина резания, м 0,44
Мощность двигателя, кВт (л. с.) 116,8 (160)
Масса, кг 16550
Технические характеристики ДЗ – 20:
Вместимость ковша, м3 6,7
Глубина резанья, м 2,59
Толщина отсыпаемого слоя, м 0,35
Управление гидравлическое
Глубина резания, м 0,3
Мощность двигателя, кВт (л. с.) 79 (108)
Масса, кг 7000
Определение эксплуатационной производительности, м2 /см
(8)
где: Тсм – продолжительность смены, Тсм = 8,0 ч;
Кв – коэффициент использования машин по времени, Кв = 0,85;
Vн – нормативный объем, Vн = 1000 м2
НВ – норма времени, НВ(1) = 0,69, НВ(2) = 0,66.
Определение площади срезаемого слоя, м2
Sср сл = (Во + 4) · Lз (9)
Sср сл =(17,53 + 4) · 54,7 = 1177,7
Определение необходимого количества машиносмен
(10)
(1 бульдлзер ДЗ-17)
(1 бульдозер ДЗ-28)
3.2 Разработка и перемещение земляного полотна бульдозером
Перемещение производится с помощью бульдозера ДЗ – 17 на базе трактора Т – 100 и бульдозера ДЗ – 28 на базе трактора Т – 130 (технические характеристики в пункте 4.1 выше).
Определение объема слоев, м3
Vсл = Fсл · Lз (11)
V = 5,71 · 54,7 = 312,3
Определение эксплуатационной производительности, м3 /см
где: Тсм – продолжительность смены, Тсм = 8,0 ч;
Кв – коэффициент использования машин по времени, Кв = 0,85;
Vн – нормативный объем, Vн = 100 м3
НВ – норма времени, НВ(1)30 = 0,5 + 2 · 0,43 = 1,36, НВ(2)30 = 0,35 + 2 · 0,3 = 0,95; НВ(1)40 = 0,5 + 3 · 0,43 = 1,79, НВ(2)40 = 0,35 + 3 · 0,3 = 1,25; НВ(1)50 = 0,5 + 4 · 0,43 = 2,22, НВ(2)50 = 0,35 + 4 · 0,3 = 1,55; НВ(1)60 = 0,5 + 5 · 0,43 = 2,65, НВ(2)60 = 0,35 + 5 · 0,3 = 1,85.
При дальности транспортирования 30 м: 
При дальности транспортирования 40 м: 
При дальности транспортирования 50 м: 
При дальности транспортирования 60 м: 
4.2.3 Определение количества машиносмен
При дальности транспортирования 30 м: 
(1 бульдозер)
(1 бульдозер)
При дальности транспортирования 40 м: 
(1 бульдозер)
(1 бульдозер)
При дальности транспортирования 50 м: 
(1 бульдозер)
(1 бульдозер)
При дальности транспортирования 60 м: 
(2 бульдозера)
(1 бульдозер)
3.3 Разравнивание отсыпаемого слоя
Разравнивание производится с помощью бульдозера ДЗ – 17 на базе трактора Т – 100 и бульдозера ДЗ – 28 на базе трактора Т – 130.
Определение эксплуатационной производительности, м3 /см
где: Тсм – продолжительность смены, Тсм = 8,0 ч;
Кв – коэффициент использования машин по времени, Кв = 0,85;
Vн – нормативный объем, Vн = 100 м3
НВ – норма времени, НВ(1) = 0,46, НВ(2) = 0,38.
Определение объема слоев, м3
Vсл = Fсл · Lз
V = 5,71 · 54,7 = 312,3
Определение необходимого количества машиносмен
(10)
(1 бульдлзер ДЗ-17)
(1 бульдозер ДЗ-28)
3.4 Уплотнение тяжелым катком
Уплотнение производится катком ДУ – 29 (Д – 624)
Технические характеристики:
Самоходный на пневматических шинах
Ширина уплотняемой полосы, м 2,22
Толщина уплотняемого слоя, м до 0,4
Мощность, кВт (л. с.) 96 (130)
Масса катка, т 30
Определение эксплуатационной производительности, м3 /см
Длина гона до 300 м, 7 проходов, с разворотом, со съездом с насыпи
где: Тсм – продолжительность смены, Тсм = 8,0 ч;
Кв – коэффициент использования машин по времени, Кв = 0,85;
Vн – нормативный объем, Vн = 100 м3
НВ = 0,32 + 3 · 0,06 = 0,5
Определение количества машиносмен
(1 каток)
3.5 Профилирование верха земляного полотна
строительство производительность стоимость продукция
Профилирование производится автогрейдером ДЗ – 14 (Д – 395 А)
Технические характеристики:
Длина отвала, м 3,7
Высота отвала, м 0,7
Глубина резания, м 0,5
Радиус разворота, м 18
Мощность двигателя, кВт (л. с.) 121 (165)
Масса грейдера, т 17,4
Определение эксплуатационной производительности, м2 /см
Рабочий ход в двух направлениях
где: Тсм – продолжительность смены, Тсм = 8,0 ч;
Кв – коэффициент использования машин по времени, Кв = 0,85;
Vн – нормативный объем, Vн = 1000 м2
НВ – норма времени, НВ = 0,17.
Определение площади верха земляного полотна, м2 /см
Sверха = В · Lз (12)
Sверха = 15 · 54,7 = 820,5
Определение количества машиносмен
(13)
(1 грейдер)
3.6 Профилирование откосов насыпи
Профилирование производится автогрейдером ДЗ – 14 (Д – 395 А) (технические характеристики представлены в пункте 4.5 выше).
Определение площади и длины откосов
Длина откосов, м
(14)
Площадь откосов, м2
Sотк = 2 · Lотк · Lз (15)
Sотк = 2 · 1,68 · 54,7 = 183,8
Определение эксплуатационной производительности, м2 /см
Рабочий ход в двух направлениях, длина гона до 300 м
где: Тсм – продолжительность смены, Тсм = 8,0 ч;
Кв – коэффициент использования машин по времени, Кв = 0,85;
Vн – нормативный объем, Vн = 1000 м2
НВ – норма времени, НВ = 0,44.
Определение количества машиносмен
(1 грейдер)
4. Определение удельных технико-экономических показателей работы СКМ
4.1 Определение стоимости производства работ на единицу продукции 
, 
(16)
где: H– накладные расходы предприятия, принимаем H = 1; 
- потребное количество машиносмен i машины; 
- стоимость машиносмены i машины, руб.
Стоимость машиносмены машин приведены в таблице 3.
Таблица 3. Стоимость машиносмены машин
| Марка машины | Стоимость машино-часа  , руб. |
Стоимость машиносмены
|
Потребное количество машиносмен i машины для возведения земляного полотна из 3-х слоев, |
||||
| Дальность транспортирования, м | |||||||
| 30 | 40 | 50 | 60 | ||||
| Бульдозер ДЗ-17 | 88,70 | 709,6 | 2,88 | 3,45 | 4,05 | 4,65 | |
| Бульдозер ДЗ – 28 | 115,13 | 921,04 | 2,16 | 2,55 | 2,97 | 3,39 | |
| ДУ-29А | 144,85 | 1158,8 | 0,69 | ||||
| ДЗ-14 | 104,47 | 835,76 | 0,032 | ||||
, руб.Для СКМ 1:
Дальность транспортирования грунта 30 м.
Дальность транспортирования грунта 40 м.
Дальность транспортирования грунта 50 м.
Дальность транспортирования грунта 60 м.
Для СКМ 2:
Дальность транспортирования грунта 30 м.
Дальность транспортирования грунта 40 м.
Дальность транспортирования грунта 50 м.
Дальность транспортирования грунта 60 м.
4.2 Определение трудоемкости единицы продукции А, 
, (17)
где: 
- количество операторов на 
машине, принимаем 
.
Для СКМ 1:
Дальность транспортирования грунта 30 м.
Дальность транспортирования грунта 40 м.
.
Дальность транспортирования грунта 50 м.
.
Дальность транспортирования грунта 60 м.
.
для 2 СКМ:
Дальность транспортирования грунта 30 м.
.
Дальность транспортирования грунта 40 м.
.
Дальность транспортирования грунта 50 м.
.
Дальность транспортирования грунта 60 м.
.
4.3 Определение энергоемкости единицы продукции 
, 
, (18)
где: 
- мощность силовой установки i машины (принимаем по таблице 4), кВт.
Таблица 4. Мощность силовых установок машин
| Марка машины | Мощность силовой установки, кВт |
| Бульдозер ДЗ – 17 | 78,9 |
| Бульдозер ДЗ – 28 | 116,8 |
| Каток ДУ-29А | 96 |
| Автогрейдер ДЗ-14 | 121 |
Для СКМ 1:
Дальность транспортирования грунта 30 м.
Дальность транспортирования грунта 40 м.
Дальность транспортирования грунта 50 м.
Дальность транспортирования грунта 60 м.
Для СКМ 2:
Дальность транспортирования грунта 30 м.
Дальность транспортирования грунта 40 м.
.
Дальность транспортирования грунта 50 м.
.
Дальность транспортирования грунта 60 м.
4.4 Определение металлоемкости единицы продукции 
, 
, (19)
где: 
– масса машины (принимаем по таблице 5), т.
Таблица 5. Массы машин
| Марка машины | Масса машин, т |
| Бульдозер ДЗ – 17 | 14,0 |
| Бульдозер ДЗ – 28 | 16,55 |
| Каток ДУ-29А | 30 |
| Автогрейдер ДЗ-14 | 17,4 |
Для СКМ 1:
Дальность транспортирования грунта 30 м.
Дальность транспортирования грунта 40 м.
.
Дальность транспортирования грунта 50 м.
.
Дальность транспортирования грунта 60 м.
.
Для СКМ 2:
Дальность транспортирования грунта 30 м.
.
Дальность транспортирования грунта 40 м.
.
Дальность транспортирования грунта 50 м.
.
Дальность транспортирования грунта 60 м.
.
4.5 Определение удельных приведенных затрат 
, 
, (20)
где: 
- коэффициент эффективности использования машин, 
;
- удельные капитальные затраты, определяемые по формуле:
, (21)
где: 
- отпускная цена машины, т. руб. (таблица 6) /5/;
- общий объем работ, Пгод
= 125230
.
Таблица 6. Цены машин
| Марка машины | Отпускная цена машины, тыс. руб. |
| Бульдозер ДЗ-17 | 1775 |
| Бульдозер ДЗ – 28 | 2550 |
| Каток ДУ-29А | 2850 |
| Автогрейдер ДЗ-14 | 3500 |
Удельные капитальные затраты для СКМ 1:
Дальность транспортирования грунта 30 м.
Дальность транспортирования грунта 40 м.
Дальность транспортирования грунта 50 м. 
Дальность транспортирования грунта 60 м. 
Тогда, удельные приведенные затраты
для СКМ 1:
Дальность транспортирования грунта 30 м.
Дальность транспортирования грунта 40 м.
.
Дальность транспортирования грунта 50 м.
.
Дальность транспортирования грунта 60 м.
.
Удельные капитальные затраты для СКМ 2:
Дальность транспортирования грунта 30 м.
Дальность транспортирования грунта 40 м.
Дальность транспортирования грунта 50 м.
Дальность транспортирования грунта 60 м.
Тогда, удельные приведенные затраты для СКМ 2:
Дальность транспортирования грунта 30 м.
.
Дальность транспортирования грунта 40 м.
.
Дальность транспортирования грунта 50 м.
.
Дальность транспортирования грунта 60 м.
.
4.6 Определение годовой экономической эффективности, 
(22)
где: 
– удельные приведенные затраты СКМ 2, = 13,17 ; 
– удельные приведенные затраты СКМ 1, = 12,69 ; 
– общий объем работ, = 125230; 
– затраты на модернизацию, = 0 рублей.
Определив экономическую эффективность, делаем вывод, что экономический эффект от применения СКМ 2 равен 60110,4 рублей.
Заключение
Выполненная в данном курсовом проекте работа, позволяет выбрать оптимальный комплект машин для строительства земляного полотна. В работе были рассчитаны производительность и технико-экономические показатели для двух комплектов машин с ведущими машинами бульдозер. Проанализировав результаты можно сделать вывод, что себестоимость, трудоемкость, металлоемкость единицы продукции у СКМ 2 ниже, чем у СКМ 1. Удельные капитальные затраты и удельные приведенные затраты меньше у СКМ 1. Следовательно, целесообразнее использовать первый комплект машин.
Список использованных источников
1. Пермяков В.Б. Комплексная механизация строительства. – М.: Высшая школа, 2005. – 383 с.
2. Пермяков В.Б. Обоснование выбора комплекта машин для производства дорожных работ. Методич. указ. к курсовому проекту по дисциплине «Комплексная механизация в строительстве». – Омск: СибАДИ, 1997. – 38 с.
3. Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы. Сборник 2. Земляные работы. – М.: Стройиздат, 1980. – 208 с.
4. Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы. Сборник 17. Строительство автомобильных дорог. – М.: Стройиздат, 1989. – 48 с.
5. Строительные и дорожные машины // М. Машиностроение, 2007 №8. – 38 с.