Курсовая работа: Земляные работы

Содержание

• г. Пермь 2010
• Длительность цикла работы бульдозера определяется по формуле
• Длина пути резания грунта (длина пути набора грунта на нож), м
• Длина пути перемещения грунта на отвале бульдозера, м
• Вывод:
• дальнейший расчет можно производить по минимальному значению производительности м3/см
• Определение плановой производительности (процента производительности) работы бульдозеров и катка в комплекте
• Производительность работы грунтоуплотняющей машины (катка):
• ,
• (20)
• где – производительность работы грунтоуплотняющей машины (катка), %; – принятая продолжительность катка (целое число), см.
• Производительность работы бульдозера определяется по формуле
• .
• (21)
• При несоблюдении условий (20) и (21) значение расчетного количества бульдозеров следует округлять в большую сторону до целого числа либо необходимо подобрать другой комплект планировочных машин.
• Скреперами разрабатывают песчаные, глинистые, суглинистые, галечно-гравийные, связные грунты с обломочными включениями скальных пород. Цикл работы скрепера состоит из следующих операций: набора грунта, движения груженого скрепера, разгрузки ковша, движения порожнего скрепера.
• При организации работы скреперов в качестве дополнительной операции может быть произведено предварительное рыхление плотных грунтов при значительном сопротивлении их резанию. Предварительному рыхлению подвергают грунты III и IV групп (ЕНиРсб.Е2 В1 табл. 1 глава I).
• При загрузке скрепера плотными и тяжелыми грунтами используется трактор-толкач, обеспечивающий недостающее усилие тягача скрепера. Применение трактора-толкача позволяет:
• увеличить толщину стружки срезаемого грунта,
• уменьшить длину резания грунта,
• обеспечить полное наполнение ковша.
• Тракторы-толкачи оборудованы толкающими плитами с амортизаторами.
• В расчетной работе следует рассмотреть два варианта планировочных машин с ведущей машиной – скрепером. В качестве отличительной особенности в рассматриваемых вариантах можно принять разные объемы ковшей скреперов.
• Выбор скреперов следует произвести с учетом рекомендаций (табл. 1, табл. 2, табл. 3 прил. 1), (табл. 1, табл. 2, табл. 3 прил. 3) и по техническим характеристикам скреперов (ЕНиРсб.Е2 В1). Перед расчетом проверить наличие Нвр (ЕНиРсб.Е2 В1), а также наличие данных для технико-экономического расчета (табл. 4, табл. 5, табл. 6 прил. 4).
• Определение сменной эксплуатационной производительности скрепера ДЗ - 23
• Сменная эксплуатационная производительность скрепера определяется по формуле (м3/см):
• м3/см (22)
• где q1 – вместимость ковша скрепера (технические характеристики), м3;
• k1 – коэффициент использования вместимости ковша,
• k1 = ; (23)
• kн – коэффициент наполнения ковша рыхлым грунтом (табл. 4 либо табл. 5 прил. 3);
• kв – коэффициент использования скрепера во времени (ЕНиРсб.Е2 В1 прил. 4); kв=0,8
• – длительность цикла работы скрепера, с, определяемая по формуле
• где t3, tг.х, tp, tп.х, tпов – соответственно продолжительность загрузки скрепера, груженого хода, разгрузки, порожнего хода, поворотов. Суммарное время на два поворота скрепера принять для прицепных tпов = 28–60 с, для самоходных tпов = 25 с.
• Продолжительность отдельных элементов цикла рассчитывается по общей формуле (25), где длина пути L и скорость скрепера V с являются переменными величинами, с:
• ,
• (25)
• где Kуск принимается по табл. 9 прил. 1.
• Дальность пути скрепера, м, на отдельных операциях определяется:
• а) при загрузке ковша по данным табл. 6 прил. 3 или по формуле
• , (26)
• где mпр – коэффициент призмы волочения (табл. 9 прил. 3);
• lс – ширина захвата скрепера (технические характеристики скрепера), м;
• – толщина стружки, срезаемая скрепером (табл. 2, табл. 3, табл. 7 прил. 3);
• б) при перемещении грунта (груженый ход) по формуле
• Lг.х = Lср – L3=163-34,89=128,11 м . (27)
• Длина пути разгрузки принимается по табл. 8 прил. 3 – 24м
• Длина пути порожнего хода Lп.х может быть принята равной средней дальности перемещения грунта Lср.
• Движение скреперов при наборе и отгрузке грунта целесообразно планировать на первой передаче, для груженого хода – на третьей передаче, для холостого (обратного) хода – на третьей или четвертой передачах. Скорости скреперов принять по данным табл. 3 прил. 3 или по техническим характеристикам (ЕНиРсб.Е2 В1).
• Определение нормативной производительности скрепера
• Нормативная производительность скрепера определяется аналогично расчету нормативной производительности бульдозера и катка, м3/см:
• м3/см (29)
• где – норма времени разработки и перемещения грунта скрепером, чел.-ч/маш.-ч. = 0,93 + 0,05· 6,3 = 1,245 чел.-ч/маш.-ч.
• Необходимо сравнить значения и , при их приблизительном равенстве расчет вести по либо по минимальному значению производительности. В случае большого различия величин и в расчет можно принять одну из следующей производительности:
• расчетно-плановую эксплуатационную производительность скрепера, м3/см
• . м3/см (31)
• Предпочтительно дальнейший расчет выполнить с учетом , добиваясь минимального различия значений и методом подбора машин разной мощности.
• Определение количества скреперов в комплекте планировочных машин и их плановой производительности (процента производительности труда)
• Расчет выполняется по общей методике комплектования планировочных машин (пункты 1.1.1, 1.1.2).
• , (32)
• где Пс – принятая в расчете производительность скрепера ( , , , ).
• м2/см (33)
• . (34)
• Толщину уплотняемого слоя катком h1 принять по максимальному значению, указанному в технических характеристиках катка, м.
• По результату расчета принять целое число скреперов, ориентируясь на плановую производительность (процент производительности) труда.
• ; (36)
• . (37)
• В формулах (32–37) приведены следующие обозначения:
• – расчетная продолжительность скрепера, см.;
• – расчетное количество скреперов в комплекте, шт.;
• – плановая производительность работы скреперов в комплекте, %;
• – принятое число скреперов, шт.;
• – плановая производительность катка, м2/см.
• Определение количества скреперов, обслуживаемых одним толкачом
• В случае разработки плотных или тяжелых грунтов в комплект машин целесообразно включать толкачи, обеспечивающие полную загрузку скреперов.
• При необходимости использования толкача рассчитывают длительность его цикла:
• tц.тол = t1 + t2 + t3 = t4 =73,88+15+20+15=123,88 с (38)
• где t1 – время загрузки скрепера, с (по формуле (25));
• t2 = 15 с (время возвращения толкача в исходную позицию);
• t3 = 20 с (время подхода толкача к очередному скреперу);
• t4 = 15 с (продолжительность переключения передач и остановок перед началом толкания).
• Технико-экономические показатели комплектов планировочных машин
• Наименование показателей
• Единицы измерения
• Варианты
• I
• II
• Марка бульдозера, трактора
• Марка скрепера
• 1
• 2
• 3
• 5
• ДЗ-34С (ДЭТ-250)
• ДЗ-23 (ДЭТ-250)
• N
• Шт.
• 5
• 1
• Tкомпл.
• см
• 8,06
• 8,14
• Q
• Чхсм/маш.хсм.
• 96,04
• 31,39
• g
• Чхсм/маш.хсм.
• 0,0073
• 0,0024
• C0
• Руб.
• 2045,30
• 665,89
• Се
• 0,16
• 0,051
• Куд.
• Руб.
• 0,16
• 0,047
• Продолжительность работы комплекта машин
• Продолжительность работы комплекта машин следует принять по максимальному значению, сравнивая продолжительность работы бульдозеров с продолжительностью работы уплотняющей машины:
• (58)
• (59)
• где Тб, Тк – продолжительность работы соответственно бульдозера и катка в смену, см.;
• – продолжительность дополнительных работ, связанных с организацией подготовительных и заключительных работ, см. В расчете принять время на доставку машин из парка механизации до строительной площадки соответственно бульдозера и уплотняющей машины (катка) (см. общую методику расчета п. 4.1.1);
• – норма времени на доставку на строительную площадку соответственно бульдозера и катка (ЕНиРсб.Е2 В1, гл. 1, табл. 3), маш.-см.;
• – дальность прогона от парка механизации до строительной площадки соответственно бульдозера и катка (принять равной до 5 км).
• Трудоемкость разработки, перемещения и уплотнения грунта при планировке площадки комплектом машин
• Нормативная трудоемкость планировки площади ( ) определяется по формуле
• (60)
• где – трудоемкость разработки и перемещения грунта бульдозерами, чел.-ч/маш.-ч; – трудоемкость уплотнения грунта катками, чел.-ч/маш.-ч; – трудоемкость доставки бульдозеров на объект, чел.-ч/ маш.-ч; – трудоемкость доставки катка на объект, чел.-ч/маш.-ч;
• Нормативную трудоемкость Qн перевести из чел.-ч/маш.-ч в чел.-см./маш.-см. чел.-см./маш.-см.
• Проектируемая (принятая) трудоемкость планировки площадки определяется по формуле
• (61)
• Удельная трудоемкость разработки 1 м3 грунта при планировке площадки комплектом машин определяется по формуле (чел.-см./маш.-см.)
• Себестоимость механизированных работ при планировке площадки
• Себестоимость разработки, руб., всего объема земляных работ определяется по формуле
• (63)
• Значения стоимости машино-смен См.см приведены в СНиП IV-3-82, в приложении "Сборник сметных цен эксплуатации строительных машин" (М., 1984) в виде стоимости одного машино-часа, в расчете требуется увеличить ее значение на продолжительность рабочей смены.
• Стоимость машино-смены См.см для каждой машины, входящей в комплект, можно рассчитать, используя (48).
• Стоимость машино-смены (См.см) для любого вида машин можно определить двумя способами:
• принять по данным СНиП IV-3-82 приложения "Сборник сметных цен эксплуатации строительных машин" (Москва, 1984);
• рассчитать по формуле
• , (48)
• При отсутствии данных на годовые затраты выполнить расчет по формуле
• , (49)
• где А – амортизационные отчисления, % (прил. 4);
• М(i) – инвентарно-расчетная стоимость машины, руб.
• где Е – единовременные расходы по доставке машин от парка механизации до строительной площадки, руб.;
• Т(i) – расчетная продолжительность работы комплекта рассматриваемых машин Ткомпл, см.;
• Г – годовые затраты, связанные с амортизационными отчислениями на полное восстановление и на капитальный ремонт машин, руб.;
• Тн.г – нормативное количество смен работы машины в году, см.;
• Сэк – эксплуатационные расходы, руб.
• Себестоимость разработки, руб., единицы продукции Се (1 м3 грунта) комплектом планировочных машин рассчитывается по формуле
• . (64)
• Удельные капитальные вложения на единицу работ
• Для их определения используются следующие формулы:
• , (65)
• , (66)
• , (67)
• , (68)
• , (69)
• где – расчетные стоимости соответственно бульдозеров и катка, руб. (рассчитываются по (66, 67));
• – инвентарно-расчетные стоимости соответственно бульдозера и катка, рассчитываются по (50) или принимаются в расчет по данным табл. 1 и 2 прил. 4 и табл. 8 прил. 4;
• – значения принять по табл. 9 прил. 4 либо
• для бульдозеров по табл. 1, табл. 2, табл. 3 прил. 4;
• для уплотняющих машин по табл. 8 прил. 4.
• Примечание: приведенные затраты на разработку и перемещение 1 м3 грунта, экономическую эффективность разработки 1 м3 грунта и всего объема грунта следует определять по общей методике расчета (п. 4.1.5; п. 4.1.6) соответственно по (55, 56, 57). Результаты расчета свести в табл. 1.
• Продолжительность работы комплекта машин
• Продолжительность работы комплекта машин Ткомпл следует рассчитывать по продолжительности ведущих машин-скреперов и вспомогательных машин (катка), , в качестве окончательного результата принять максимальное значение.
• , (70)
• Нормативная трудоемкость разработки всего объема грунта (объем выемки Vв) при планировке площадки, чел.-ч/маш.-ч,
• (72)
• где – трудоемкость разработки грунта скрепером, – трудоемкость загрузки скреперов толкачом, – трудоемкость уплотнения грунта катком, – трудоемкость доставки скреперов на объект, – трудоемкость доставки толкача на объект, – трудоемкость доставки катка на объект.
• Принятая (проектируемая) трудоемкость разработки всего объема грунта при планировке площадки рассчитывается по формуле, чел.-см./маш.-см.
• (73)
• Удельная трудоемкость разработки 1 м3 грунта комплектом машин
• , (74),m . (75)
• Себестоимость разработки механизированных работ
• Себестоимость, руб., разработки всего объема земляных работ комплектом машин
• . (76)
• Значения См.см принять по СНиП IV-3-82, приложению "Сборник сметных цен эксплуатации строительных машин" (М., 1984) (стоимость одного машино-часа увеличить на продолжительность смены) либо рассчитать по (48). Для расчета по (76) можно принять среднее значение продолжительности комплекта машин.
• , (48)
• При отсутствии данных на годовые затраты выполнить расчет по формуле
• , (49)
• где А – амортизационные отчисления, % (прил. 4);
• М(i) – инвентарно-расчетная стоимость машины, руб.
• , (49)
• Себестоимость разработки, руб., единицы продукции (1 м3 грунта)
• . (77)
• Удельные капитальные вложения на единицу работ
• Для определения удельных капиталловложений, руб., используют формулу
• , (78)
• где – расчетная стоимость соответственно скрепера, катка (т.е. машин, входящих в комплект планировочных машин);
• – годовая эксплуатационная производительность машин соответственно скрепера, толкача, катка, м3/год:
• (79)
• ,
• (81)
• ,
• Приведенные затраты на разработку единицы продукции (1 м3 грунта) и экономическую эффективность разработки грунта следует рассчитывать соответственно по (55, 56, 57).
• 13. Выбор комплекта землеройной и транспортной техники
• Определение длины передвижки экскаватора
• Длина передвижки экскаватора lп, м (или шаг передвижки) принимается по практическим рекомендациям (табл. 6 прил. 5) и должна быть проверена на соответствие условиям:
• для экскаватора, оборудованного обратной лопатой, объем ковша 0,65 м3 (ЭО-4121А)
• . –по техническим характеристикам (82)
• – максимальный (табл. 8 прил. 5) (технические характеристики) радиусы копания на уровне стоянки, м;
• Расчет сменной эксплуатационной производительности экскаватора транспортной единицы
• Сменная эксплуатационная производительность экскаватора
• Сменная эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле
• Псм.э = 60сqnтkвk1= 60*8*0,65*1,89*0,64*1,052=397,02 м3/см (107)
• где q – вместимость ковша экскаватора, м3; nт – техническое число циклов в минуту
• ; (108)
• kв – коэффициент использования экскаватора во времени (ЕНиРсб.Е2 В1);
• tц.э – нормативная продолжительность цикла экскавации в секундах (табл. 10 прил. 5);
• k1 – коэффициент наполнения ковша плотным грунтом
• , (109)
• где kн – коэффициент наполнения грунта рыхлым грунтом (табл. 11 прил. 5);
• kп.р – коэффициент первоначального разрыхления грунта (ЕНиРсб.Е2 В1).
• Сменная эксплуатационная производительность автотранспорта
• Сменная эксплуатационная производительность автотранспорта, м3/см, рассчитывается по формуле
• м3/см (110)
• где – время цикла работы автотранспорта (самосвала), мин (формула (114)); – коэффициент использования автотранспорта во времени, принять = 0,85; р – объем грунта в плотном теле в кузове самосвала, м3, определяется по данным табл. 12 прил. 5 (КАМАЗ – 5511 на 10т)
• р = 7,6 м3 (111)
• Принимаем 2 единицы транспорта. где μ – рассчитывается по (121);
• Тц и – определяются по методике расчета в п. 5.4.1, при использовании формул (114, 115, 117, 119).
• , (121)
• где k и – рассчитываются соответственно по (122, 123).
• , (122)
• где , – значения плановой производительности экскаватора соответственно при работе в отвал и в транспорт, м3 в смену;
• , (123)
• где Vо.з, Vл.гр – соответственно объемы грунта, складируемого в отвал для обратной засыпки, и лишнего грунта, предназначенного на вывоз, м3.
• Расчетные параметры землеройной техники
• Наименование показателей
• Условные
• обозначения
• Марка экскаваторов
• Вариант I
• 1. Длина передвижки экскаватора
• lп
• 1,55
• 2. Оптимальный радиус резания грунта, м
• R0
• 9,0
• 3. Требуемые размеры выемки по низу и по верху, м
• а × b
• a' × b'
• 3,2х54
• 4. Ширина забоя по верху выемки (обеспечиваемая экскаватором)
• Вв
• 7,95
• 5. Ширина забоя по основанию выемки (обеспечиваемая экскаватором)
• Вн
• 6,95
• 7. Количество транспортных единиц, обслуживающих экскаватор
• N
• 2,0
• 8. Сменная эксплуатационная производительность экскаватора
• 397,02
• 9. Сменная эксплуатационная производительность автотранспорта
• 89,10
• Экономическое обоснование выбора оптимального варианта землеройной транспортной техники
• Определение нормативной трудоемкости разработки выемки
• Нормативная трудоемкость разработки всего объема грунта экскаватором с погрузкой попеременно в отвал и в транспорт, чел.-ч/маш.-ч, определяется по формуле
• (125)
• где , – норма времени соответственно разработки грунта с выгрузкой ковша в транспортные средства (лишний грунт) и на вымет (создание отвала грунта для обратной засыпки пазух фундамента), чел.-ч/маш.-ч;
• – объем лишнего грунта (на вывоз), разгружаемого экскаватором в транспортные средства;
• Vо.з – объем грунта на обратную засыпку при работе экскаватора с разгрузкой ковша на вымет, т.е. в отвал;
• Vв.тр – объем грунта, разрабатываемого при создании въездной траншеи и котлован, м3.
• Определение удельной трудоемкости разработки 1 м3 грунта
• Удельная трудоемкость разработки экскаватором 1 м3 грунта определяется по формуле, чел.-см./маш.-см.,
• (126)
• где – суммарный объем грунта, разрабатываемого экскаватором (с учетом объема грунта въездной траншеи), м3.
• Продолжительность работы экскаватора при разработке выемки
• Продолжительность разработки грунта экскаватором (когда не заданы директивные сроки выполнения работ) определяется по формуле
• (127)
• где – нормативная производительность работы экскаватора при отгрузке грунта в отвал, м3/см; – нормативная производительность работы экскаватора при отгрузке грунта в транспорт, м3/см.
• Время работы автотранспорта не учитывается, т.к. процесс транспортировки грунта производится одновременно с разработкой грунта экскаватором.
• Себестоимость разработки экскаватором 1 м3 грунта
• (128)
• Себестоимость разработки экскаватором всего объема грунта
• Себестоимость разработки выемки экскаватором и транспортировки лишнего грунта автотранспортом, руб., определяется по формуле
• (129)
• где – стоимость машино-смен экскаватора, руб., определяется по СНиП, где значения приведены на один машино-час. Для учета в расчете необходимо увеличить значения стоимости машино-часа на продолжительность рабочей смены с.
• = с · , (130)
• – стоимость машино-смены автотранспортной единицы (самосвала), руб., определяется по формуле
• , (131)
• где Сэ – эксплуатационные расходы автотранспортной единицы, руб. (табл. 11 прил. 4);
• Эед – расходы на единицу пробега (на 1 км), руб. (табл. 11 прил. 4);
• Lсм – пробег автотранспорта за смену, км, рассчитывается по формуле
• , (132)
• где с' – продолжительность занятости транспортной единицы в рабочую смену, с' принять равной 7,3–7,5 ч, т.к. 0,5–0,7 ч в смену затрачивается на выезд и возврат автотранспорта в автопарк;
• kв – коэффициент использования машины во времени, принять равным 0,85. Продолжительность работы автотранспорта, ч, рассчитывается по формуле
• . (133)
• Удельные капиталовложения
• Удельные капиталовложения разработки экскаватором выемки и транспортировки лишнего грунта автотранспортом, руб., определяются по формуле
• (134)
• где – расчетная стоимость экскаватора, руб., величина которой может быть определена:
• по данным табл. 10 прил. 4,
• по расчетной формуле
• , (135)
• где Nэкс – количество экскаваторов, участвующих в процессе разработки выемки, шт.;
• Мi – инвентарно-расчетная стоимость одного экскаватора, руб.
• =19027 руб. – расчетная стоимость одной автотранспортной единицы, руб. (табл. 11 прил. 4);
• – годовая эксплуатационная производительность соответственно экскаватора и транспортной единицы, м3/см.:
• м3/год, (137)
• м3/год (138)
• где – нормативное число рабочих смен в году соответственно экскаватора и одной транспортной единицы (табл. 9 прил. 4).
• Приведенные затраты на разработку и транспортировку 1 м3 грунта
• Приведенные затраты на разработку и транспортировку 1 м3 грунта рассчитываются по формуле
• Прив = Се + Ен · Куд =0,16+0,12*0,47=0,22 (139)
• где Ен=0,12 – нормативный коэффициент (см. п. 4.1.5).
• Экономическая эффективность разработки 1 м3 грунта
• Экономическая эффективность разработки 1 м3 грунта комплектом землеройной и транспортной техники определяется по формуле
• =0,16+0,12*0,47=0,22 , руб., (140)
• где – себестоимость разработки 1 м3 грунта экскаваторами сравниваемых вариантов; – удельные капиталовложения разработки и транспортировки грунта в сравниваемых вариантах.
• Экономическая эффективность разработки объема грунта экскаватором
• =0,22*1216,09=267,54 руб. (141)
• Результаты расчета по определению оптимального варианта землеройной техники (экскаватора) представить в табл. 4.
• Технико-экономические показатели землеройной техники
• Наименование показателей
• Единицы измерения
• Варианты
• Марка экскаватора
• ЭО-4121А
• N
• Шт.
• 1
• Tкомпл.
• см
• 1,44
• Q
• Чхсм/маш.хсм.
• 22,92
• g
• Чхсм/маш.хсм.
• 0,018
• Куд.
• Руб.
• 0,47
• Пприв.з.
• Руб.
• 0,22