Подземные инженерные сети (стр. 1 из 3)
Расчет подземных инженерных сетей
Введение.
Водопропускные трубы — это искусственные сооружения, предназначенные для про-пуска под насыпями дорог небольших постоянных или периодически действующих во-дотоков. В отдельных случаях трубы используются в качестве путепроводов тоннельного типа, скотопрогонов, для прокладки местных дорог через насыпь, в качестве коллекторов для газопроводов и других коммуникаций. Они позволяют сохранить непрерывность земляного полотна и способствуют обеспечению безопасности движения.
Трубы являются наиболее распространенными малыми искусственными сооружения-ми на автомобильных дорогах. Они составляют более 75% от общего количества сооружений на дорогах (1–2 трубы на 1 км трассы в зависимости от рельефа местности) и 40-50% стоимости общих затрат на постройку искусственных сооружений.
При проектировании дороги, особенно при небольших высотах насыпи, часто прихо-дится выбрать одно из двух возможных сооружений–малый мост или трубу. Если технико–экономические показатели этих сооружений примерно одинаковы или отличаются незначительно, то предпочтение отдается трубе по следующим причинам:
1) Устройство трубы в насыпи не нарушает непрерывности земляного полотна и дорожной одежды.
2) Эксплуатационные расходы на содержание трубы значительно меньше, чем малого моста.
3) При высоте засыпки над трубой более 2 м влияние временной нагрузки на сооружение снижается, а затем, по мере увеличения этой высоты, практически теряет свое значение.
По очертанию отверстия различают трубы круглые и трапецеидальные (только деревянные), а по количеству отверстий в одном сооружении– одно, двух– и многоочковые.
Трубы могут работать при полном или частичном заполнением сечения и характеризуются тремя гидравлическими режимами протекания воды: безнапорным, полунапорным и напорным.
В зависимости от материала трубы могут быть железобетонными, каменными, метал-лическими, гофрированными, стеклопластиковыми, деревянными. Деревянные трубы строят только в качестве временных сооружений на обходах, временных дорогах
и т. п. Очень редко применяют и каменные трубы, т. к. они не отвечают условиями индустриализации строительства.
Липецкая область
Данная курсовая работа выполнена для строительства двухочковой водопропускной трубы с диаметром 1,5 м в районе Липецкой области. Труба проектируется для дороги второй категории.
Липецкая область расположена в центральной части восточно-европейской равнины. Большая часть территории занята Среднерусской возвышенностью —волнистой равниной, сильно расчлененной оврагами и балками. Распространены карстовые воронки, пещеры, исчезающие речки, карстовые ключи. Климат умеренно континентальный. Средняя температура января от -10 до -11 °C, июля 19–20 °C. Сре-днегодовое количество осадков 450–500 мм (максимум в летний период). По террито-рии Липецкой области протекает река Дон с притоками Воронеж, Сосна, Красивая мечта и др.
Преобладают черноземные почвы: на севере — выщелоченные черноземы, на юго–востоке и юго–западе — мощные черноземы, встречаются небольшими участками оподзоленные черноземы, темно-серые и серые лесные почвы.
8,3% территории занято лесами, преимущественно березовыми и сосновыми на песках. Значительный лесной массив — на левом берегу реки Воронеж. На юго–востоке области —Усманский бор — часть Воронежского заповедника. Разнотравная степь сохранена на участке Донско–Воронежского водораздела у реки Куйманка. Из животных представлены грызуны (крапчатый суслик, обыкновенный хомяк, сурок, полевки), белка, заяц–русак, лисица, волк и др. Много птиц (жаворонки, совы, серый журавль, перепел, утки, серый гусь и др.) . В водоемах — рыба (карповые, окуневыеи др.).
Липецкая область находится в III дорожно–климатической зоне. Глубина промерзания грунта 1,4 м.
Определение объема работ и производительности машин
Глубина котлована оголовка трубы принимается равной глубине промерзания
Hк ог=Hпр=1,4 м
Глубина котлована трубы Hк тр=0,75*Hк ог
Hк тр=0,75*1,4=1,05 м
Определение ширины котлована трубы Bк тр
Bк тр=no*dтр+b1+2*b2
b1 – расстояние между трубами (b1=0,5 м)
b2 – расстояние между трубой и стенкой котлована (b2=0,5м)
Bк тр=2*1,5+0,5+2*0,5=4,5 м
Определение ширины котлована под оголовок Bк ог
Bк ог=no*dтр+b1+2*lоткр*sinj
lоткр – длина открылка (lоткр=dтр*m=1,5*1,5=2,25 м)
j – угол расхождения открылка (j=300)
Bк ог=2*1,5+0,5+2*2,25*sin300=6,75 м
Объём котлована Vк=Vк тр+2*Vк ог
Vк тр – объём котлована трубы
Vк тр=Bк тр*Hк тр*Lтр=4,5*1,05*23=108,675 м3
Vк ог – объём котлована под оголовок
Vк ог=Bк ог*Hк ог*lоткр=6,75*1,4*2,25=21,26 м3
Vк=108,675+2*21,26=151,2 м3
Объём работ составляет 151,2 м3
Расчет №1
Снятие растительного слоя бульдозером.
Объём растительного слоя Vрс=Lрс*Bрс*hрс , м3
Lрс - длина снятия растительного слоя.
Bрс - ширина снятия растительного слоя;
hрс - толщина растительного слоя.
Для III дорожно–климатической зоны hрс=0,2 м. Lрс=Lтр+2*lоткр+10*2=23+2*2,25+10*2=48 м
Bрс=Bк ог+10*2=6,75+10*2=26,75 м
Vрс=48*26,75*0,2=256,8 м3
Расчет производительности бульдозера ДЗ–128 на срезе растительного слоя.
Пб =q*Кв*Кт*Кгр/t , м3/ч
q - объём грунта, перемещаемый перед отвалом; q=0,75*h2*b*Kп/Кр , м3
h - высота отвала (h=0,95 м)
b - длина отвала (b=2,56 м)
Кп - коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении.
Кр - коэффициент разрыхления грунта. (Кр=1,2)
Кв - коэффициент использования внутрисменного времени. (Кв=0,75)
Кт - коэффициент перехода от технической производительности к
эксплуатационной.(Кт=0,6)
Кгр - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности
разработки. (Кгр=0,8)
Кп=1-0,005*lпер
lпер=1/4*Lрс+5=1/4*48+5=17 м
Кп=1-0,005*17=0,915
q=0,75*0,952*2,56*0,915/1,2=1,3 м3
tц - время полного цикла; tц=tз+tп+tобх+tпер , ч
tз - затраты времени на зарезание грунта; tз=lз/(1000*v) , ч
lз - длина пути зарезания грунта; lз=q/(b*hрс)=1,3/(2,56*0,2)=2,54 м
v - скорость зарезания грунта (vз=2,9 км/ч)
tп - затраты времени на перемещение и разравнивание грунта, ч
vпр - скорость при перемещении грунта (vпер=5,8 км/ч)
tз=2,54/(1000*2,9)=0,0088 ч
tп=lпер/(1000*vпер)=17/(1000*5,8)=0,0029 ч
tобх - время обратного хода, ч
vобх - скорость при обратном ходе (vобх=7,9 км/ч)
tобх=lпер/(1000*vобх)=17/(1000*7,9)=0,0022 ч
tпер - затраты времени на переключение передач, подъем и опускание
отвала (tпер=0.005 ч)
tц=0,00088+0,0029+0,0022+0,005=0,011 ч
Пб =1,3*0,75*0,6*0,8/0,011=42 м3/ч
Производительность в смену Пб =Пб *8=336 м3/см
Расчет производительности бульдозера ДЗ–104 на срезе растительного слоя.
q=0,75*0,952*3,28*0,915/1,2=1,7 м3
lз=q/(b*hрс)=1,7/(2,56*0,2)=3,32 м
tз=3,32/(1000*2,9)=0,00114 ч
tп=lпер/(1000*vпер)=17/(1000*4,6)=0,0037 ч
tобх - время обратного хода, ч
vобх - скорость при обратном ходе (vобх=5,2 км/ч)
tобх=lпер/(1000*vобх)=17/(1000*5,2)=0,0032 ч
tпер - затраты времени на переключение передач, подъем и опускание
отвала (tпер=0.005 ч)
tц=0,00114+0,0037+0,0032+0,005=0,013 ч
Пб =1,7*0,75*0,6*0,8/0,013=47,1 м3/ч
Производительность в смену Пб =Пб *8=376,8 м3/см
Выбираем бульдозер ДЗ–104, так как его производительность наивысшая.
Расчет №2.
Разработка котлована экскаватором.
Объём работ 151,2 м3
Расчет производительности экскаватора ЭО–2621А
Пэ=q*Kв*Кгр/(tц*Кр), м3/ч
q - вместимость ковша (q=0,25 м3)при погрузке в отвал
Кв=0,8; Кт=0,6 ; Кгр=0,8 ; Кр=1,2
при q£0,65 tц=0,04 ч
Пэ=0,25*0,8*0,6*0,8/(0,004*1,2)=20 м3/ч
Производительность в смену Пэ=Пэ*8=160 м3/см
Расчет производительности экскаватора ЭО–3311Г
Пэ=q*Kв*Кгр/(tц*Кр), м3/ч
q - вместимость ковша (q=0,4 м3)при погрузке в отвал
Кв=0,8; Кт=0,6 ; Кгр=0,8 ; Кр=1,2
при q£0,65 tц=0,04 ч
Пэ=0,4*0,8*0,6*0,8/(0,004*1,2)=32 м3/ч
Производительность в смену Пэ=Пэ*8=256 м3/см
Выбираем экскаватор ЭО–3311Г, так как его производительность наивысшая.
Расчет №3
Перемещение грунта бульдозером.
Объём работ 151,2 м3
Расчет ведется на принятый бульдозер ДЗ-104
Пб =q*Кв*Кт*Кгр/tц ,
h=0,99 м Lрс =48; b=3,28 м4,19 ; Кр=1,2
Расстояние перемещения грунта lпер=0,25*Lрс+5=0,25*48+5=17 м
Кп - коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении
Кп=1-0,005*lпер=1-0,005*17=0,915;
q=0,75*h2*b*Kп/Кр=0,75*0,992*3,28*0,915/1,2=1,84 м3;
tз=0 ; tп=11,88/(1000*4,6)=0,0026 ч ; tобх=11,69/(1000*5,2)=0,0023 ч
tпер=0,005 ч ; tц=tз+tп+tобх+tпер=0,0026+0,0023+0,005=0,0099 ч;
Пб ч=1,84*0,75*0,6*0,8/0,099=66,91 м3/ч
Производительность в смену Пб см=535,27 м3/см
где n - количество плит перевозимых в смену (n=9 шт.) ;
L - расстояние транспортировки (L=15 км) ;
V - скорость движения (V=30 км/ч) ;
tп и tр - время погрузки–разгрузки (tп=tр=0,14 ч) ;