Курсовая работа: Организация механизированных работ при строительстве земляного полотна

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)

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 , руб.	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

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.