Проектирование автомобильной лесовозной дороги с годовым объемом вывозки 115 тыс.м3

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Сибирский государственный  технологический университет»

 

 

 

 

Факультет: Лесоинженерный

 

 

Кафедра: Промышленного  транспорта и строительства

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМОБИЛЬНОЙ  ЛЕСОВОЗНОЙ ДОРОГИ

с годовым объемом вывозки 115 тыс.м³

Пояснительная  записка

( ПТС. 000000.090. ПЗ)

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                      Руководитель:

                                                                                      ________Баранов.А.Н.

                                                                                     (подпись)

                                                                                     _____________________

                                                                                             (оценка, дата)

 

 

                                                                                     Разработал:

                                                                                     Студент группы 14-1

                                                                                     ________ Счастная О.В.

                                                                                     (подпись)

                                                                                    

 

         Содержание

            

       Введение                                                                                                               3

   1 Проектная часть                                                                                                   4

1.1 Характеристика рельефа  местности                                                                    4                                                    

1.2 Шаг трассирования                                                                                               4

1.3 Продольный профиль.  Пикетаж                                                                          5

1.4 Расчет лесотранспортных  измерителей                                                            10

1.5 Гидравлический расчет  искусственных сооружений                                      11

1.6 Расчет дорожной одежды нежесткого типа                                                      13

1.7 Расчет объема земляных работ                                                                          16

  2 Строительная часть

2.1 Расчёт основных параметров  дорожно-климатического потока                   19

2.2 Дорожно-климатический график  района строительства                                20

2.3 Разбивочные работы                                                                                           20

2.4 Подготовительные работы                                                                                 21

2.4.1 Прорубка просеки                                                                                            21

2.4.2  Подготовка дорожной полосы                                                                       23

2.5 Основные строительные работы                                                                       27

2.5.1 Строительство искусственных  сооружений                                                 27

2.5.2 Выбор ведущей землеройной  машины                                                          28

2.5.3 График распределения земляных  масс                                                          28

2.5.4 Возведение земляного полотна                                                                      30

2.5.5 Строительство дорожной одежды                                                                 35

   2.6 Обстановка дороги                                                                                             40

  2.7 Сводные данные                                                                                                  41

       Заключение                                                                                                           43

 

 

 

     Введение

 

 Транспорт – отрасль материального производства, занимающаяся перевозкой людей и грузов. Сухопутный транспорт леса занимается перевозкой людей и лесных грузов и является важной и часто определяющей составной частью технологии лесозаготовительного производства.

Основным звеном лесозаготовительного производства является вывозка леса. Для ее осуществления лесозаготовительные предприятия вынуждены выполнять большие объемы работ по строительству, содержанию и ремонту дорог , по организации движения лесовозного транспорта.   

Под лесными дорогами понимают дороги, расположенные на лесной территории и находящиеся в ведении лесных организаций. В зависимости от подразделения они подразделяются на:

- лесовозные- обеспечивающие в основном вывозку древесины;

- лесохозяйственные- обеспечивающие постоянное выполнение всего комплекса лесохозяйственных работ;

- противопожарные- обеспечивающие проезд в пожарные зоны;

- хозяйственные- предназначенные для перевозки хозяйственных грузов от путей общего пользования;

- служебно- контрольные- обеспечивающие постоянный контроль за каким либо сооружением (газопроводы и т.д.).

Целью данного курсового  проекта является закрепление и  расширение знаний в области проектирования и строительства лесовозных дорог.

 

 

 

 

 

 

 

1. Проектная часть

1. Характеристика рельефа местности

 

Рельеф обуславливает  многие характеристики проектируемых  и строящихся дорог, а также эффективность эксплуатации, так как от крутизны и извилистости дороги зависит скорости движения транспортных средств, расход топлива и величина полезных нагрузок.

Основными элементами рельефа являются: равнины-участки суши с малыми колебаниями относительных высот отдельных точек, в некоторых местах равнины возможно наличие местных повышений или понижений (холмов, оврагов). Величина уклона при равнинном рельефе составляет 30‰. Холмистые возвышения местности не более 200м над уровнем моря, плавно переходящие в равнину, уклон от 30 до 80‰. Горный рельеф местности более 200м над уровнем моря, уклон составляет более 80‰.

При определении рельефа местности  на учебной карте проводим прямую линию в любом месте и определяем начальную высотную отметку Н_2, м, конечную высотную отметку Н₁, м и длину L, м.

 Уклон земли i , ‰, вычисляется по формуле

 

                        ,                                                           (1.1)

 

где Н₁ - проектная отметка в начале участка, м;

                 Н₂ - проектная отметка в конце участка, м;

                 L  - длина горизонтального заложения участка, м.

        Подставляя эти значения в  формулу (1.1), получим

 

‰

 

Рельеф холмистый, т.к. на участке в 1км. превышение – 30-40м., а уклон 40‰. Категория дороги IV л, т.к. годовой объем вывозки составляет 115 тыс. м³.

2. Шаг трассирования

 

Линия, определяющая ось  дороги в пространстве, называется трассой, процесс размещения трассы на местности с разметкой направления – трассированием.

Различают камеральное  трассирование и трассирование  на местности. В зависимости от рельефа местности, дорогу трассируют различными способами. Если уклоны не превышают  примятого  значения  руководящего  уклона,

то в этом случае трассирование  ведут вольным ходом, то есть заданные точки на

 

карте соединяют прямой линией, учитывая при этом топографические

  препятствия (болота, реки, озёра).

Трассу укладывают с учётом шага трассирования, то есть минимально допустимого расстояния между горизонталями.

Шаг трассирования на подъёме  _., мм, определяют по формуле

 

                                                = ,                                           (1.2)

 

где h=10м. – высота сечения горизонталей, (по заданию);

М=10000 – знаменатель масштаба карты;

=60‰ - наиболее допустимая величина руководящего подъёма;

 

.=

 

Шаг трассирования на спуске , мм, определяют по формуле

 

                                                               = ,                                                   (1.3)

 

где  =60‰- наиболее допускаемая величина спуска;

 

 

Шаг трассирования будет  производиться циркулем-измерителем.

После прокладки трассы производят разбивку пикетаж и кривых, в результате чего составляют журнал превышения и ведомость прямых и кривых. При примыкании к магистрали дороги веток отсчёт пикетов продолжается для магистрали, а для ветки начинается новый отсчёт.

 

3. Продольный профиль. Пикетаж

Продольный профиль дороги – проекция вертикального разреза пути по его оси на развёрнутую плоскость.

Продольный профиль является самой  полной технической характеристикой  дороги и как технический документ необходим при проектировании, строительстве и эксплуатации дорог. При изображении продольного профиля принимают различные вертикальные и горизонтальные масштабы.

Для автомобильных дорог:

Горизонтальный 1:5000

          Вертикальный 1:500

 

Такое изображение даёт возможность  наглядно представить рельеф местности  по всей длине дороги.

Линия поверхности земли  показывает естественный рельеф местности  по оси дороги и наносится по данным журнала превышений высот или  по данным журнала нивелирования. 

Проектную линию продольного  профиля в отличии от линии  поверхности земли проектируют. Она состоит из отдельных элементов, образующих ломаную линию и при алгебраической разнице уклонов 20‰ и более на магистралях и ветках следует сопрягать вертикальными кривыми.

Пикетаж производится от нижнего склада к В и от мест примыкания веток к А и С. Плюсовые точки ставятся на местах переломах трассы, пересечения рек, озёр и на всех пониженных местах, на вершинах углов поворотов и на перекрёстках.

Высотную отметку, лежащую  внутри замкнутой горизонтали, определяем  методом экстраполяции по формуле:

 

                                  ,                                                   (1.4)

 

где Н_-1 – высотная отметка нижней или меньшей горизонтали, м;

       а  – расстояние от меньшей горизонтали до искомой точки, мм;

       h – сечение горизонтали, м;

       L – расстояние между горизонталями, проходящие через искомую     точку, мм. Элементы угла поворота в ведомости прямых и кривых определяются по таблице 1(3) в зависимости от угла поворот. Все показатели вносятся в ведомость прямых и кривых.

Начало кривой определяется по формуле:

 

                               НК=ВУП-Т                                                            (1.5)

 

где  ВУП- вершина угла поворота.

       Т- тангенс кривой.

Конец кривой КК определятся по формуле:

 

                                КК=НК+К,                                                             (1.6)

 

где   К- длина кривой.

 

 

    

 

                    Таблица 1.1 — Журнал превышений.

МПТ		Н	L	H1-H2	i, ‰
П	+
0	00	55
			100		50
1	00	60
			100		50
2	00	65
			100		50
3	00	70
			100	0,53	42
4	00	70
			100	0,65	0
5	00	74,2
			80	0,55	40
5	80	74,2
			20	1,8	35
6	00	73,5
			100	0,07	88
7	00	77,0
			90	3,68	0
7	90	85,0
			10	1,67	75
8	00	85,0
			100	6,8	40
9	00	92,5
			100	7,78	100
0	00	96,2
			40	3,75	30
0	40	100,0
			60	3,34	48
11	00	101,5
			100	3,34	56
12	00	106,3
			30	0	120
12	80	110,0
			50	5,45	8
13	00	112,4
			20	2,4	78
13	25	112,6
			25	0,15	2,9
14	00	118, 5
			75	0,73	2,5
15	00	118,75
			100	7,23	2,5
16	00	119,0
			25	7,7	18
17	00	118,75
			75	0	24
18	00	116,92
			80	0,56	3
19	00	114,5
			20	1,05	35
0	00	114,2
			100	5	17
11	00	117,7
			100	1,25	6
12	00	119,4
13	00	120,0
			100	2,30	31
14	00	116,9
			100	2,61	29
15	00	114,0
			100	3,81	4
16	00	114,4
			100	5,91	24
16	25	115,0
			100	4,33	65
17	00	120,0
			100	3,78	0
17	80	120,0
			100	2,89	0
18	00	120,0
			100	0,50	2
19	00	120,2
			100	1,17	2
00	00	120,0
					0
11	00	120,0
			100	5,83	0
12	00	120,0
					0

Ведомость вертикальных кривых.

№	Вершина кривой		алгебр.разность.	Элементы         кривых				Начало кривой		Конец кривой
№	пк	+	∆і	R	K	T	Б	пк	+	пк	+
1	3	0	50	600	30	15	0,19	2	85	3	15
2	4	0	42	1300	54,6	27,3	0,29	3	72,7	4	27,3
3	5	0	42	1600	67,2	33,6	0,36	4	66,4	4	33,6
4	6	0	52	500	26	13	0,17	5	87	6	13
5	7	0	44	1500	66	33	0,37	6	34	7	33
6	9	0	36	1200	43,2	21,6	0,2	8	78,4	9	21,6
7	0	0	40	600	24	12	0,12	9	88	0	12
8	0	0	45	500	20,5	11,2	0,13	0	10	0	51,2
9	4	0	62	1500	93	46,5	0,72	3	53,5	4	46,5
11	3	40	37	1500	55,5	27,7	0,26	2	72,3	3	27,7
12	5	0	36	2000	72	36	0,33	4	64	5	36
13	6	0	42	2000	88	44	0,49	5	56	6	44
14	7	0	47	1000	47	23,5	0,28	6	76,5	7	23,5

Таблица 1.2 – Ведомость прямых и кривых

 

ВУП		α, º		Элементы угла поворота					НК		КК		Прямая	Румб
ПК	+	Л	П	R	Т	К	Д	Б	ПК	+	ПК	+
5	80	27		900	433,54	220,37	8,2	95,4	3	59,6	7	93,1	370,0	СЗ: 86°
													110	СЗ: 76°
0	40	12		1000	209,44	105,1	0,76	5,51	8	90	2	00
													30	ЮЗ: 80°
2	80		9	600	94,24	171,2	0,12	1,85	2	30	3	25
													1160	ЮЗ: 38°
6	25	20		800	279,25	141,016	2,87	12,34	4	90	7	80
													410	ЮЗ: 82°
5	80	27		900	433,54	220,37	8,2	25,4	3	59,6	7	93,1
													100,41	СЗ: 53
0	40	12		1000	209,44	105,1	0,76	5,51	9	34,9	1	44,34
													88,44	СЗ: 77°
2	80		9	600	94,24	47,22	0,19	1,85	2	32,78	3	27,0
													1115,69

   6     25      20               800     279,25    141,06     2,87      12,34       4          83,9      7          63,0

 

1.4 Расчет лесотранспортных измерителей

1. Годовой объём вывозки.

 

Годовой объём вывозки  , тыс. м³, определяют по формуле

 

                                   ,                                    (1.7)

 

         где - соответственно годовой объём вывозки из пунктов А,В,С, тыс. м³.

=50 тыс. м³; =40 тыс. м³; =25 тыс. м³.

Подставляя эти значения в формулу (1.7), получаю

 

 2. Грузовая работа дороги.

 

Грузовая работа тыс.м3*км/год, определяется по формуле:

               (1.8) 

 

где - длины участков пути, км;

        - коэффициент развития трассы.

 Принимаю =1,790 км; = 0,470 км; =0,950км; =3,2 км; =1,5 км; =1,10.

 

R=50(1,790+3,2)·1,10+40(0,470+3,2+1,5)·1,10+25(0,950+1,5)·1,10=502,85тыс.м³/год.

3. Средневзвешенное расстояние вывозки.

 

Средневзвешенное расстояние вывозки  , м, определяют по формуле

 

                                                                                (1.9)

 

 Длина эксплуатационных  путей в расчётный год  , км, определяют по формуле:

 

                           ,                            (1.10)

 

где  - длина эксплуатационной магистрали, км;

 

 

- длина эксплуатационных ветвей, км;

 

 
          Подставляя эти значения в формулу (1.10), получим

 

 Коэффициент пробега лесных грузов.

 

Коэффициент пробега  , определяют по формуле:

 

                                       ,                                              (1.12)

 

W=Q/L_экс=115/7.05=16.31м³/км

1.5  Гидравлический расчёт искусственных сооружений

При проектировании дороги производят расчёт искусственных  сооружений, расположенных на трассе дороги, с целью определения минимальной высоты насыпи подходя к искусственному сооружению. Основными видами искусственных сооружений являются мосты и трубы. Над трубами делается насыпь не менее 0,5м.

Вначале определяется приток воды к искусственному сооружению, м³/сек

; м³/сек                              (1.13)

 

где - морфологический коэффициент, зависящий от уклона, т.к рельеф местности горный, то значит =0,040;

        - расчётный сток водоотдачи, мм h=30 т.к. район строительства является Красноярский край и категория почвы II ;

        z - потери стока на заполнение микрорельефа и смачивание расти- тельности, мм z=15, т.к характеристика растительности «Средний лес, кустарник»;

                    F =2,2 км² - площадь бассейна;

    К - коэффициент учитывающий потери стока в зависимости от коэффициента шероховатости лога m_л и склонов m_ск, К=1,2;

      - коэффициент уменьшения расхода при наличие в бассейне озёр, =1;

          - коэффициент, учитывающий неравномерность выпадения осадков, =0,94;

       m и n - показатели зависящие от величины (h-z)=20 и F, (h-z)^m=75 и Fⁿ=3км²

 

 

Определяем  расчётный сток воды Q_р, м³/сек

                                                   (1.14)

где n_c- коэффициент, учитывающий срок службы сооружений, n_c=1,25

Принимаем круглые  трубы d=1м

                                                              Н= 1,2 м

                                                              v=5,28м³/с

Определяем  отверстие водопропускных дорожных труб по формуле:

             ,                                    (1.15)

 

- коэффициент скорости, учитывающий  потери энергии воды при входе   потока  в  трубу (для обтекаемых оголовков =0,85);

  -площадь живого сечения потока в трубе, м²;

 

                                = ;                                (1.16)

 

 H – напор воды перед трубой, Н=1,2 м

 

Длину трубы определяем по формуле:

 

                                                (1.17)

 

 где  В – ширина земляного полотна, В=5,5 м;

                     - толщина стенки трубы (при диаметре трубы 1м =0,1 м);    

                     a - угол между осью дороги и осью трубы, a=90;

                К– выход оголовков трубы за пределы откосов насыпи, равный 0,35м.

 

 

Минимальную высоту насыпи, измеряемую по бровке земляного полотна, определяют по формуле:

 

                 ,                                        (1.18)

 

;

 

   

 

1.6 Расчёт дорожной одежды нежёсткого типа

 

Дорожная одежда –  верхняя часть земляного полотна, состоящая из одного или нескольких слоев дорожно-строительных материалов разной прочности, предназначенная для равномерного и плавного движения автомобиля, и передачи нагрузки от подвижного состава на земляное полотно.

По количеству конструктивных слоёв дорожные одежды делятся на однослойные, двухслойные  и многослойные. В дорожных одеждах различают следующие основные слои: покрытие, несущий слой, основание.

Покрытие – основной слой, воспринимающий непосредственно  нагрузку от колёс подвижного состава и воздействие атмосферных осадков. Покрытие передаёт нагрузку нижележащим слоям. Оно должно быть прочным, износоустойчивым, эластичным, водонепроницаемым.

Несущий слой – основной слой, характеризующий прочность  дорожной одежды в целом; воспринимает главным образом вертикальные усилия динамического характера. Предусматривается в виде одного или нескольких слоёв.

Основание – это переходный слой от несущего к земляному полотну. Устраивается из хорошо дренированных  материалов.

При использовании многоколёсных  автопоездов или трёхосных автомобилей и двухосных роспусков, рассчитывая дорожную одежду на прочность, необходимо учитывать совместное воздействие смежных колёс подвижного состава на дородную конструкцию. С учётом этого интенсивность движения определяется по формуле

 

, авт/сут (1.19)

 

  где   f_пол – коэффициент, учитывающий число полос движения;

                        n – общее число марок транспортных средств;

           N_m – число проездов транспортных средств;

     S_m – суммарный коэффициент приведения воздействия на дорожную   одежду всех колёс транспортного средства n-ной марки.

 

Принимаем: f_пол=0,55 для 2-х полос движения; n=1; S_{m сум}=5,14  в оба конца для МАЗ 54331 255Л.

                            ,                                                    (1.20)

 

 

где   Q_год – годовой грузооборот, м³;

         А – число рабочих дней в году;

          g – полезная нагрузка на рейс, м³.

Принимаем Q_год=362000 м³; А=200 дней; g=29 м³ для КрАЗ 255Л.