Комплексная механизация работ по возведению земляного полотна железной дороги

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ Факультет ТС и З Кафедра «Железнодорожный путь, машины и оборудование»

КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Комплексная механизация и автоматизация путевых работ»

Москва, 2009

Содержание Введение

1. Комплексная механизация работ по возведению земляного полотна железной дороги.

1.1 Исходные данные и анализ продольного профиля участка железной дороги.

1.2 Определение объемов выемок и насыпей на участке и распределение земляных масс

1.2.1 Определение основных объемов работ

1.2.2 Определение дополнительных объемов земляных работ

1.2.3 Ведомость подсчета объемов земляных работ

1.3 Разработка и выбор наиболее эффективных вариантов механизации на рабочих участках

1.3.1 Выбор механизмов для участков строящейся дороги

1.3.2 Выбор механизмов и машин и разработка проекта производства работ по участкам

1.4 Техника безопасности при производстве земляных работ.

Основным направлением технической политики в области комплексной механизации производства земляных работ при сооружении земляного полотна является работа с минимальным применением ручного труда, подбор наиболее эффективного комплекта строительных машин, выбор оптимальных решений при проектировании производства механизированных работ с целью обеспечить наилучшее использование парка путевых и строительных машин, улучшение показателей деятельности строительных организаций и своевременное выполнение установленных заданий.

железная дорога земляной механизация

1. Комплексная механизация работ по возведению земляного полотна железной дороги

1.1 Исходные данные и анализ продольного профиля участка железной дороги

По заданию на курсовую работу (профиль № 4) значительная часть трассы протяжением 1,8 км проходит через лиственный лес, далее на участке 0,5 км расположен кустарник, затем заливной луг на участке 0,57 км.

На участке имеются одно искусственное сооружение: мост с отверстием 80 м (ПК 312+0,7)

Участок представлен одной выемкой и одной насыпью. Общая протяженность насыпей 1339 м. Основные объемы насыпи сосредоточены на подходах к мосту.

Более 70% участка — прямые. На 44 км расположена кривая радиусом 1000 м и длиной 230 м.

Грунты на участке — 2 группы, количество путей — 1, срок производства основных работ (рабочих суток) — 38, число рабочих смен 3.

Началу работ по возведению земляного полотна предшествуют подготовительные работы на участке:

- геодезическая подготовка;

- удаление с площади работ леса, кустарника, пней, крупных камней и др.;

- разбивка земляного полотна;

- устройство водоотводов для перехвата поступающей к земляному полотну воды;

- срезка растительного слоя 20 см и заготовка материалов для укрепительных работ;

- срезка плодородного слоя (20 см) с пахотных земель и вывоз его в предусмотренные рабочей документацией места;

- нарезка уступов в основании насыпи в пределах косогоров крутизной от 1:5 до 1:3 высотой до 2 м и шириной 1−4 м, но не менее ширины рабочего органа уплотнительной машины

- устройство землевозных дорог

1.2 Определение объемов выемок и насыпей на участке и распределение земляных масс

Первоначально определим расположение нулевой точки, т. е. место перехода насыпи в выемку:

61 м

Определим общую ширину моста:

1.2.1 Определение основных объемов работ

Для насыпи: b=6,5; m=1,5 (при H< 6м)

31 км ПК 0

ПК 1+47−2 ПК2+40,75−3

ПК 4

ПК 5

ПК 6

ПК 7

ПК 8

ПК 9

32 км ПК 0

ПК 1

ПК 2

ПК 3

ПК 3+39

Для выемок: принимаем b=6,5; B=11 (табл. 4.3);

ПК 4 — 61

ПК 5

ПК 6

ПК 7

ПК 8

ПК 9

33 км ПК 0 ПК 1

ПК 2

ПК 3

ПК 4

ПК 5

ПК 6

ПК 7

ПК 8

ПК 9

33 км ПК 0

1.2.2 Определение дополнительных объемов земляных работ

Дополнительный объем насыпи из-за косогорности участка.

Ввиду отсутствия поперечного профиля косогорность участка принимаем в среднем 1:7.

Для насыпи на пикетах 312+40,75−323+39 при постоянной крутизне откосов:

ПК 312+40,75

ПК 314

ПК 315

ПК 316

ПК 317

ПК 318

ПК 319

ПК 320

ПК 321

ПК 322

ПК 323

ПК 323+39

Поправки на уширение земляного полотна в кривых:

; где

H_ср. — средняя величина рабочих отметок на участке длиной L;

Д — по табл.4,5[2]

ПК 324+50 ПК 325

ПК 326

ПК 327

ПК 328

ПК 329

ПК 330

ПК 331

ПК 335

ПК 336

ПК 337

ПК 338

ПК 339

ПК 339+67

Объем кюветов в выемках определяем по формуле:

Для участков L=100м V_кюв = 4,4*100=440м³

Для остальных участков V_кюв сразу заносим в табл.1

Дополнительный объем на уширение насыпи на подходах к мосту где H₁, H₂ и H₃ — рабочие отметки соответственно у задней грани устоя моста, в 10 и 35 м от него.

ПК 311 — ПК 311+47

ПК 313 — ПК 313- 40,75

Дополнительный объем по снятию растительного слоя 0,2 м.

Для насыпи на косогоре при переменной крутизне с обеих сторон:

ПК 310−311

ПК 311+47

ПК 313−40,75

ПК 313−314

ПК 314−315

ПК 315−316

ПК 316−317

ПК 317−318

ПК 318−319

ПК 319−320

ПК 320−321

Для насыпи при косогоре 1:7 и m=1,5 (H до 6 м)

ПК 321−322

ПК 322−323

ПК 323+31

Для выемки при косогоре 1:7 и m=1,5

;

(табл. 4,3[2])

ПК 324+61

ПК 324−325

ПК 325−326

ПК 326−327

ПК 327−328

ПК 328−329

ПК 329−330

ПК 330−331

ПК 331−332

ПК 332−333

ПК 333−334

ПК 334−335

ПК 335−336

ПК 336−337

ПК 337−338

ПК 338−339

ПК 339−340

Объем сливной призмы определяем по формуле:

Для L=100 м V_сп =66 м³;

Для остальных участков объемы сразу заносим в таблицу.

1.2.3 Ведомость подсчета объемов земляных работ

1.3 Разработка и выбор наиболее эффективных вариантов механизации на рабочих участках

1.3.1 Выбор механизмов для участков строящейся дороги

На основании графика попекетных объемов работ производим распределение земляных масс. В нашем случае при недостатке грунта в выемке предусматриваем доставку грунта из действующего карьера. По данным распределения земляных масс получаем три рабочих участка по производству земляных работ:

— 1 участок — пикет ПК323+31-ПК340 (протяженность 1661 м) — выемка, грунт из которой вывозим в насыпь 2-го участка;

— 2 участок — пикет ПК 323+31- ПК313−40,75(протяженность 1071,75 м) — насыпь на подходе к мосту слева, для отсыпки которой используется грунт из выемки;

— 3 участок — пикет ПК310-ПК311+47 (протяженность 147 м) — насыпь на подходе к мосту справа, для которой предусмотрена доставка грунта из действующего карьера.

По выполненному графику попикетных объемов находим центр тяжести земляных масс. Центр тяжести земляной массы выемки расположен в месте нахождения нулевой точки (ПК323+31). Положение цента тяжести земляных масс соответствует равным объемам грунта справа от нулевой точки (выемка) и слева от нулевой точки (насыпь). По указанным пикетным значениям находим средневзвешенное расстояние, которое будет равно 1360 метров для первого и второго участков. Для третьего участка принимаем средневзвешенное расстояние -2500 метров.

Данные по участкам:

1.3.2 Выбор механизмов и машин и разработка проекта производства работ по участкам

Ввиду того, что рабочие отметки выемок и насыпей > 6 м, разработка грунта скреперами нецелесообразна ввиду сооружения высоких съездов с земляного полотна.

Для разработки грунта на I и IV участках применяем экскаватор — драглайн с отсыпкой в кавальер и бульдозер для формирования кавальера.

Минимально необходимая суточная производительность, м³/сут:

где

V_раб — полный объем грунта на рабочем участке,

Т_осн — продолжительность основного периода, которую принимаем в размере 80% от заданного директивного срока: 38*0,8=31. Для работы драглайна принимаем Т_осн =32 дня.

Необходимая часовая производительность при одно-, двухи трехсменном режимах работы

Для экскаватора драглайн ЭО 4111 Г с емкостью ковша 0,8 м³

где q — емкость ковша;

K_н — коэффициент наполнения ковша — принимаем равным 1,2 (табл. 1.1[3]).

t_ц = 21с (стр. 61,[4]).

;

Принимаем на I и IV участках экскаватор драглайн ЭО 4111 Г с емкостью ковша 0,8 м². Для перемещения грунта в кавальер принимаем бульдозер ДЗ 110 А-1.

Для разработки грунта на II участке применяем экскаваторно-транспортный комплекс.

Минимально необходимая суточная производительность

Необходимая часовая производительность при одно-, двухи трехсменном режиме работы

Для экскаватора ЭО — 3122 с гидравлическим приводом с объемом ковша 0,63 м³.

Эксплуатационная производительность

Принимаем для работы в 3 смены экскаватор ЭО-3122 с гидравлическим приводом.

По табл. 18[5] при вместимости ковша 0,63 м³, дальности возки до 1 км, грузоподъемности автосамосвалов 7 т число свободных автомобилей равно 5 шт., т. е. 5 автомобилей МАЗ 503Б.

Для разравнивания грунта на насыпи и уплотнения принимаем бульдозер ДЗ 110 А1 и пневмокаток массой 25 т ДУ 16 В. Для работы в 3 смены необходима передвижная электростанция ЖЭС — 4.5 — 2 шт.

III участок.

Для разработки грунта выемки и отсыпки насыпи в связи с тем, что рабочие отметки > 6 м, применяем экскаваторно-транспортный комплекс.

Минимально необходимая суточная производительность, м³/сут.

Необходимая часовая производительность при трехсменном режиме работы

Для экскаватора ЭО 6123 с емкостью ковша 3,2 м³, оборудованного прямой лопатой, при трехсменной работе:

Эксплуатационная производительность

Принимаем экскаватор ЭО 6123−1 с емкостью ковша 3,2 м³ при трехсменном режиме работы.

Число автомобилей, необходимое для обслуживания экскаватора

где П^э_эсм — эксплуатационная сменная производительность экскаватора, м³/смена;

П^а_эсм — эксплуатационная сменная производительность автомобиля — самосвала, м³/смена

где t_см — продолжительность рабочей смены, ч;

q — грузоподъемность автомобиля-самосвала, т;

К_В — коэффициент использования по времени (0,8−0,9);

l — средняя дальность возки, км;

х — средняя скорость движения, км/ч (20−25 км/ч);

t_n — время простоя под погрузкой и разгрузкой (t_n=0,2ч);

с — плотность грунта, т/м³; 1,6 т/м³

Принимаем 7 автосамосвалов грузоподъемностью 13,5 (КРАЗ- 6510).

По табл. 19[4] подбираем экскаваторно-транспортный комплекс:

- экскаватор прямая лопата ЭО 6123−1 с ковшом V=3,2 м³ — 1 шт.;

- автомобили — самосвалы грузоподъемностью 13,5 т (см. расчет выше) — 7 шт.;

- бульдозер ДЗ 110 А1 мощностью 117,6 кВт — 1шт.;

- пневмокаток массой 25−30 т ДУ 16В — 1шт.;

- передвижная электростанция ЖЭС — 4,5 — 2 шт.

1.4 Техника безопасности при производстве земляных работ

При возведении земляного полотна железных дорог разработка грунта, его транспортирование, уплотнение и планировка производятся механизированными комплексами и должны выполняться с проектом производства работ.

Перед началом работ необходимо проверить исправность машин и механизмов.

Непосредственно на объекте производителем работ проводится инструктаж по технике безопасности.

Первичный — со вновь принятыми в организацию после прохождения ими вводного инструктажа, а также с рабочими, переведенными на новое для них место работы. Все рабочие после первичного инструктажа на рабочем месте проходят проверку усвоения безопасных способов работы, после чего оформляется допуск их к работе, который фиксируют датой и подписью инструктирующего в журнале регистрации и личной карточке рабочего.

Повторный инструктаж проводится со всеми рабочими не реже чем через 6 месяцев производителем работ или мастером с целью восстановления в памяти рабочего основных требований охраны труда по программе инструктажа на рабочем месте. Проведение повторного инструктажа фиксируется в регистрационном журнале.

Текущий инструктаж проводится с рабочими перед началом работ с повышенной опасностью, на которые оформляют наряд — допуск. В наряде — допуске отмечают проведение текущего инструктажа. После проведения инструктажа работник, проводивший инструктаж, обязан проверить знания рабочего. При неудовлетворительных знаниях рабочий к работе не допускается. Он вновь должен пройти инструктаж.

Перед началом работ необходимо проверить исправность машин и механизмов.

Работы по возведению земляного полотна в охранной зоне — вблизи линий электропередачи и подземных коммуникаций — можно начинать только после получения письменного разрешения организации, ответственной за их эксплуатацию.

Машинисту землеройной машины разрешается начинать работу при условии получения письменного наряда — допуска на производство работ. Работы в таких условиях ведутся под наблюдением производителя работ или мастера, а в непосредственной близости от линий электропередачи, электрокабелей, находящихся под напряжением, кроме того, под наблюдением работника электрохозяйства.

Движение и остановка машин и другой техники около траншей и котлованов разрешаются только за пределами призмы обрушения данного грунта.

При установке и передвижении машин и механизмов, а также транспортных средств должны быть приняты меры, исключающие возможность их произвольного перемещения и опрокидывания под действием сил тяжести и внешних нагрузок.

При разработке грунтов экскаваторами ответственность за соблюдение правил охраны труда возлагается на машиниста экскаватора, который обязан следить за выполнением этих правил всеми работниками, обслуживающими машину и транспортные средства.

Путь, по которому будет передвигаться экскаватор в пределах объекта производства работ, должен быть спланирован, а при необходимости усилен настилом или щитами.

Лестницы, трапы и ступеньки, предназначенные для обслуживания экскаватора, должны быть всегда сухими, без следов масла и в исправном состоянии.

Во время прекращения работ или при ремонте экскаватор необходимо переместить от края забоя на расстояние не менее 2 м, а ковш опустить на грунт. Очищать ковш от остатков грунта и других предметов можно только в опущенном состоянии.

Во время работы одноковшового экскаватора запрещается: подтягивать груз при помощи стрелы, менять вылет стрелы при заполненном ковше, регулировать тормоза при поднятом полном ковше, работать с изношенным канатом или менять канат при нахождении экскаватора у подошвы забоя.

При работе экскаватора необходимо следить, чтобы поворот ковша на выгрузку начинался после достаточного выхода ковша из разрабатываемого грунта. При разработке тяжелых грунтов нельзя выдвигать рукоять до отказа.

При работе экскаватора необходимо следить за правильностью навивки каната на барабан лебедки, не допуская перекрещивания каната. Запрещается на ходу поправлять канат руками.

При работе драглайна высота забоя не должна превышать наибольшей глубины черпания. Во избежание забрасывания ковша на повороте не следует допускать значительных отклонений его от продольной оси стрелы.

Погрузку грунта в автомобили производят только со стороны бокового или заднего борта. Кабина автомобиля — самосвала должна быть перекрыта защитным козырьком. При отсутствии защитных козырьков водитель обязан покинуть кабину. Запрещается односторонняя нагрузка или загрузка, превышающая установленную грузоподъемность автомобиля — самосвала.

Движение автомобиля задним ходом к месту погрузки или выгрузки не должно превышать 50 м. В начале движения водитель должен подавать звуковые сигналы. Нагруженный автомобиль отъезжает только после сигнала машиниста. При движении автомобиля — самосвала по отсыпанной насыпи допускается не менее 1 м. Во время разгрузки грунта автомобиль — самосвал не должен подъезжать ближе 2 м задним колесом к бровке естественного откоса грунта.

При работе бульдозером запрещается разработка грунта и его перемещение при движении под уклон или на подъем более угла наклона, указанного в паспорте. При перемещении грунта бульдозером необходимо следить за тем, чтобы нож отвала не врезался в грунт при подъеме, а при сбрасывании грунта под откос — чтобы отвал бульдозера не выходил за бровку откоса насыпи.

В процессе уплотнения грунта прицепными пневмокатками запрещается движение тягача задним ходом. На уплотненном слое грунта нельзя производить крутые повороты катка.

Во время уплотнения земляного полотна край вальца не должен приближаться к бровке ближе 1,5 м для предотвращения обрушения откосов и возможностью падения катка.

При возведении земляного полотна опасные места должны быть ограждены и снабжены соответствующими предупредительными и запрещающими знаками и надписями по ГОСТ 12.4.026−76.

При производстве земляных работ оборудуются помещения (не менее 8 м²) для отдыха, питания, обогрева работающих, а также гардеробные, душевые. Для этого могут использоваться различные типы передвижных вагонов или помещений контейнерного типа, т. е. помещений, перевозимых в неразобранном виде.

Вагоны должны устанавливаться только на спланированных поверхностях. Под колеса подкидывают башмаки.

Подключение и отключение вагонов к электросети производятся лицами, прошедшими специальное обучение. Вагоны должны быть заземлены.

Для работы в темное время суток при возведении земляного полотна применяют искусственное освещение в виде ламп накаливания или прожекторов, устанавливаемых около рабочих мест. Их устанавливают на передвижных опорах и подключают к передвижным электростанциям ЖЭС.

[1]. Комплексная механизация и автоматизация путевых работ. Задание на курсовую работу с методическими указаниями для студентов VI курса специальности СМ. М.: РГОТУПС, 2006

[2]. Сотников Л. С. Проектирование производства земляных работ на участке строительства железной дороги. М.: РГОТУПС, 2002.

[3]. Добронравов С. С. Строительные машины и оборудование. Справочник. М.: Высш. шк., 1991

[4]. Строительные машины: справочник в 2 т., т.1. /Под общ. ред. Э. Н. Кузина. М.: Машиностроение, 1991.

[5]. Михайловский Г. И., Лончаков Э. Т. Комплексная механизация и автоматизация путевых и строительных работ. М.: Транспорт, 1986.

[6]. Лончаков Э. Т. Комплексная механизация и автоматизация путевых и строительных работ, ч.1. Учебное пособие для студентов VI курса специальности СМ. М.: ВЗИИТ, 1980.

[7]. Уралов В. Л., Воробьев Э. В. и др. Комплексная механизация и автоматизация путевых работ. М.: Маршрут, 2005.