2. Глава 3 «Расчеты и обоснования решений, принимаемых в технологической карте»

Далее рубрикация глав и параграфов приводится так, как они должны быть приведены в Пояснительной записке

3.1.Область применения технологической карты

Этот параграф пишется после полной разработки ТК, как обобщение принятых решений по всем разделам карты. Освещаются следующие вопросы:

краткая характеристика сети (наименование, протяженность, материал и параметры труб и колодцев);

укрупненная номенклатура работ с указанием их объемов ( земляные работы – объем грунта в траншеях и котлованах; монтаж трубопровода – протяженность; монтаж колодцев - количество колодцев; испытание сети – протяженность сети);

краткая характеристика методов производства работ с указанием ведущих машин и количеством рабочих;

характеристика условий и особенностей производства работ (район строительства, период времени года производства работ, грунтовые условия).

3.2. Обоснование организации и технологии производства работ

3.2.1.Готовность объекта к началу выполнения проектируемых работ.

Приводятся требования к готовности предшествующих процессов, которые обеспечивают необходимый и достаточный фронт работ для производства земляных работ, монтажа труб и колодцев, испытания сети. Эти сведения целесообразно принимать по рекомендациям Типовых технологических карт ( 13 ).

3.2.2. Обоснование методов организации и технологии производства работ, машин и механизмов.

Выбор машин и механизмов целесообразно осуществлять по следующим этапам:

- анализ исходных данных ( форма сооружения ; габариты сооружения; габариты и максимальная масса монтируемых конструкций);

- возможные схемы организации работ (по литературным источникам, учебникам, типовым или индивидуальным технологическим картам);

- обоснование целесообразных типов машин для принятых условий работ;

- расчет требуемых технических параметров ведущих машин на основании: принятых типов, анализа исходных данных и принятых схем организации процесса;

- выбор марок машин ( по справочникам), технические характеристики которых соответствуют расчетным требуемым параметрам.

3.2.2.а. Отрывка траншей и котлованов.

По данным Главы 2 (параметры траншей под трубы – рис.5, параметры котлованов под колодцы рис.6, параметры плана земляного сооружения – рис.7) рассчитываются параметры забоев при разработке траншей (рис. 8) и котлованов.

Расчет параметров забоя при разработке траншеи (Рис.8)

Площадь поперечного сечения траншеи – Fтр (м2)

Fтр = ( Атр + Втр)/2 * hтр; (40)

Площадь поперечного сечения отвала – Fо (м2)

Fо = ( Fтр – Fтрб) * (Кпр/Кор), (41)

где Fтрб – площадь поперечного сечения трубы, м2

Высоту отвала (hо) принимаем в пределах 2,5 м.

Ширина отвала по верху – Вов (м2)

Вов = (Fo – ho² ) / ho (42)

Возможно получение отрицательного значения Вов, это означает, что завышена высота отвала – hо и поперечное сечение отвала целесообразно принимать треугольной формы. В этом случае следует рассчитать hо, как корень квадратный из Fо.

Ширина отвала по низу – Вон (м2)

Вон = Вов + 2ho (при трапецеидальном поперечном сечении отвала) или (43)

Вон = 2hо ( при треугольном поперечном сечении отвала) (44)

Ширина забоя – А (м)

А = Втр + 1,5 + ho + Вов (сечение отвала трапецеидальное) (45)

А = Втр + 1,5 + hо (сечение отвала треугольное). (46)

Расстояние от оси траншеи до дальней от траншеи бровки отвала – А1 (м)

А1 = А – 0,5Втр (47)

Расчет параметров забоя при разработке котлованов

Площадь днища котлована – Fкта (м2)

Fкта = А²кт (48)

Площадь котлована по верху – Fктв (м2)

Fктв = В²кт (49)

Объем колодца – Vкл (м3)

Vкл = ПД ²к /4 * hкл (50)

Объем грунта, вытесненный колодцем из котлована и оставленный для обратной засыпки колодца – Vозкл (м3)

Vозкл =( Vкт – Vкл) * (Кпр / Кор) (51)

Ширина отвала по верху – Вотвкл (м)

Вотвкл =( Vозкл : (hо * Вктв)) – m *hо (52)

Ширина отвала по низу – Вотнкл (м)

Вотнкл =( Vозкл : (hо * Вктв)) + m *hо (53)

Ширина забоя при разработке котлована – Акт (м)

Акт = Вкт + 1,5 + hо + Вотвкл (54)

Расстояние от оси котлована до дальней от котлована бровки отвала – А1кт (м)

А1кт = Акт – 0,5Вкт (55)

Определение типов машин

Для отрывки траншей под трубы и котлованов под колодцы применяются в основном одноковшовые экскаваторы со сменным оборудованием «обратная лопата» (типы машин), которые относятся к разряду землеройных машин.

Определение требуемых параметров землеройных машин

Необходимо определить следующие требуемые параметры:

А^трб квш - требуемая наружная ширина ковша;

h^трбкоп – требуемая глубина копания;

H^трбвгр – требуемая высота выгрузки.

Для траншей:

А^трбквш < либо = Атр (Акт), (56)

h^трбкоп > либо = hтр (hкт) (57)

H^трбвгр > либо = hо (58)

Выбор марки экскаватора

По требуемым параметром из справочника ( 17 ) выбираем марки экскаваторов, технические характеристики которых не ниже требуемых. Для выбранных марок выписываем следующие данные.

Из таблицы «Размерные параметры»:

Объем ковша (Vквш), м³;

Ширина ковша наружная(Аквш), м;

Длина рукояти (Lр), м;

Наибольшая глубина копания (м)

траншеи hкоптр

котлована hкопктл

Наибольший радиус копания на уровне стоянки – R (м);

Радиус выгрузки конечный – R₂ (м);

Высота выгрузки начальная – H₁ (м).

Из таблиц «Технические характеристики»:

Сменное рабочее оборудование

Ходовое устройство

Радиус хвостовой части платформы – R_х ,м;

Расстояние (А) от оси пяты стрелы до оси вращения, м;

Ширина поворотной платформы (В), м;

Высота

до оси пяты стелы, м;

до верха кабины кузова, м;

База - Б, м;

Колея – К ,м;

Ширина гусеничной ленты – В₁ .

По техническим характеристикам вычерчивается эскиз экскаватора.

Расчет максимальной ширины забоя (А^эмах) которую может обеспечить экскаватор исходя из его размерных параметров

А^эмах = V( 0,9R)² - L² пер + 0,9R₂ , (59)

где Lпер – расстояние передвижки экскаватора

Lпер = 0,75Lр (60)

Определение проходки экскаватора

Проходка экскаватора может быть:

- продольной осевой, при движении экскаватора в процессе разработки грунта по оси траншеи;

- продольной неосевой , при расположении оси проходки экскаватора параллельно оси траншеи, но со смещением от нее в сторону отвала;

- зигзагообразной, с расположением отвалов грунта с двух сторон траншеи.

При условии: А^эмах > или = А - проходка продольная.

Теперь надо установить осевая или неосевая.

При осевой проходке соблюдается условие: А1 < 0,9R₂

При неосевой проходке А1 > 0,9R₂

При условии А^эмах < А – проходка зигзагообразная.

Определение положения оси экскаватора ( расстояние сдвижки оси экскаватора от оси траншеи в сторону отвала - Еоэ )

Еоэ = А₁ - 0,9R_в (61)

Вид проходок определяется для траншей и котлованов.

Выбор марок и количества в смену самосвалов (Nсм) для отвозки грунта в кавальер.

Определяется требуемая емкость кузова самосвала (V ^тр кз) из условия:

V^тркз = от 6 до 10 Vквш (62)

По V^трбкз выбирается из Справочника строителя «Земляные работы» (17) марка самосвала, для которой выписываются технические данные:

Vкз – объем кузова (м³),

Qсмс – грузоподъемность самосвала, (т),

Lкз – длина кузова (м),

Bкз – ширина кузова (м)

Рассчитывается вес грунта, загруженного в самосвал (Qфакт), с учетом загрузки сверхом в объеме 5% ( Кзгр = 1,05) :

Qфакт = (Vкз * Кзгр * Pгр): Кпр, (63)

где Ргр – плотность грунта (табл. 3).

Определяем коэффициент использования самосвала по грузоподъемности – Кгрп:

Кгрп = Qфакт : Qсмс, (64)

Кгрп может колебаться в пределах 0,8 – 1. При других значениях Кгрп следует подобрать наиболее подходящую марку самосвала.

Выбрав марку автомашины рассчитывается продолжительность цикла ее работы - Тц.

Тц = t₁ + t₂ + t₃ + t₄ + t₅ + t₆ , (65)

где t₁ – продолжительность нагрузки самосвала, мин;

t₂ – продолжительность пробега машины к месту разгрузки и обратно, мин

t₃ – продолжительность разгрузки, мин

t₄ - продолжительность установки машины под погрузку, мин

t₅ – продолжительность установки машины под разгрузку, мин

t₆ – продолжительность технологических перерывов (маневры, пропуск встречного транспорта и т.д.), мин (17).

Продолжительность нагрузки самосвала – t₁ рассчитывается исходя из объема грунта в м³ нагружаемого в самосвал – (Vкз * Кзгр), где Кзгр – коэффициент, учитывающий загрузку кузова с верхом, и равен 1,1

t₁ = 0,01 (Vкз * Кзгр )* 0,5( Нвр^тр-ттр + Нвр^тр-ткт) * 60 (66)

Остальные продолжительности (t₂ - t₆) принимаем по 17, Глава Х

Определяем количество циклов в смену – n_ц:

n_ц = Тсм : Тц, (67)

где Тсм продолжительность смены в мин (8 ч * 60 = 480 мин)

Определяем сменную производительность машины – Qсм (м³):

Qсм = Vкз * Кзгр * n_ц (68)

Определяем продолжительность отрывки траншей и котлованов – Т , см

Т = Тр : Nэ, (69)

где Тр - машиноемкость производства отрывки , маш.см

Nэ - число экскаваторов, работающих в одну смену

Тр = Тр^вымтр + Тр^тр-ттр + Тр^вымкт + Тр^тр-ткт, (70)

Тр^вымтр = Нвр^выитр * V^вымтр (71)

Тр^тр-ртр = Нвр^тр-ттр * V^тр-ттр (72)

Тр^вымкт = Нвр^вымкт * V^вымкт (73)

Тр^тр-т кт = Нвр^тр-ткт * V^тр-ткт (74)

Число экскаваторов, работающих в одну смену на данном этапе принимаем равным одному .

Определяем количество грунта, увозимого с участка в одну смену – V1см

V1см = (V^тр-ттр + V^тр-ткт) : Т (75)

Рассчитываем необходимое количество автосамосвалов в одну смену

Nсм = V1см : Qсм (76)

3.2.2.б. Монтаж труб и колодцев

1). Выбор по литературным и проектным источникам ( Учебник «Технология и механизация строительного производства», Б.Ф.Белецкого; Справочник по прокладке трубопроводов систем водоснабжения и водоотведения под редакцией Белецкого Б.Ф.; Справочник монтажника под ре6дакцией Перешивкина; Типовые технологические карты в строительстве) рациональных схем организации монтажа.

Описание этих схем ( Тип монтажной машины: кран стреловой на гусеничном или колесном ходу ; трубоукладчик; тренога или козлы с лебедкой и полиспастом. Способ монтажа : отдельными трубами , звеньями, секциями, плетями. Расположение труб и элементов колодцев перед началом укладки их в траншею и котлованы: между бровкой траншеи и краном; перед краном по направлению его перемещения; за краном параллельно бровке траншеи).

Рисунок схемы в плане (Рис. 9., Рис. 10)

2) Расчет требуемых технических параметров крана

При расчете исходим из условия, что трубы и колодцы монтируются одним и тем же краном.

Рассчитываются требуемая грузоподъемность – Qтрб и требуемый вылет крюка – Lтрб.

Qтрб = Qmax + Qосн, (77)

где Qmax – максимальный вес монтируемого элемента, т;

Qосн – вес оснастки (грузозахватных приспособлений), т.

На данном этапе принимаем Qосн = 0,2 т.

Lтрб рассчитывается по принятой схеме.

Для длинномерных труб: Lтрб = 0,5Втр + 1 + Дтрб + 1 +0,5В (м) (78)

Для труб длиной до 6м: L¹ трб = 0,5Атр + Абез + 0,В, (79)

где Абез – безопасное расстояние по горизонтали от основания откоса выемки до ближайшей опры машины, м. Принимается по СНиП III – 4 – 80, глава «Эксплуотация строительных машин»

L¹¹трб = 0,Атр + m*hтр + 1,5 + 0,5В (80)

Из двух величин за Lтрб принимается наибольшая.

3). По значениям рассчитанных параметров (грузоподъемности и вылету) подбирается по справочникам марка кран, технические параметры которого не менее требуемых. Для выбранного крана вычерчивается график грузовой характеристики, по которому определяется вылет крюка (Lф) для Qтрб (Рис. 11).

4) Расчет длины фронта работы крана с одной стоянки – Lфрн

Lфрн = V L²фрн - L²трб + lтрб (81)

5) Определяется количество труб, монтируемых с одной стоянки крана – n_трб1ст

n_трб1ст = Lфрн : lтрб (округляется до целого числа в меньшую сторону)

6). Определение длины передвижки крана от одной стоянки до другой (расстояние между стоянками крана), м.

l_перкр = lтрб х n_трб1ст (82)

7) Указания по организации и технологии монтажа ( руководствоваться типовыми технологическими картами по укладке труб).

3.2.2.в. Обратная засыпка смонтированного трубопровода

Организацию и технологию обратной засыпки смонтированного трубопровода принимать типовую по «Технологическим картам на уплотнение грунта обратных засыпок в стесненных условиях промышленного и гражданского строительства»,

Выпуск II, ЦНИИОМТП, М., 1980.

3.2.2.г. Испытание трубопровода

Организацию и технологию испытания наружных сетей трубопровода принимать по Типовой технологической карте и СНиП 3.05.04 – 85 «Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации», Госстрой СССР, М., 1988.