ОБГРУНТУВАННЯ ТИПУ РЕЛЬЄФУ МІСЦЕВОСТІ  ТА ВИБІР ОСНОВНИХ ТЕХНІЧНИХ НОРМАТИВІВ ПРОЕКТУВАННЯ ДОРОГИ.

1. ОБГРУНТУВАННЯ ТИПУ РЕЛЬЄФУ МІСЦЕВОСТІ  ТА ВИБІР ОСНОВНИХ ТЕХНІЧНИХ НОРМАТИВІВ ПРОЕКТУВАННЯ ДОРОГИ.

Природні умови району будівництва визначають вибір технічних нормативів проектування дороги, розміри та конструкцію окремих її елементів, об’єми будівельних робіт і в кінцевому результаті впливають на вартість спорудження дороги. 

Для визначення типу рельєфу місцевості необхідно обчислити максимальний ухил поверхні та найбільший перепад висот на довжині 1 км. Після цього виконуємо порівняння розрахованих величин з табличними      (табл. 1.1.  [1]).

Максимальний ухил (і_max) визначається за формулою

і_max=(Н₁-Н₂)/L_1-2,

де Н₁,Н₂ – висотні відмітки найближчих горизонталей в районі проходження траси майбутньої дороги, м (з карти Н₁=152,5м, Н₂=145,0м);

L_1-2 – відстань між цими горизонталями, м (вимірюється на кар-                ті, L_1-2=240м);

Найбільший перепад висот – різниця між найвищою і найвищою точками однойменного схилу, що має один напрям (визначається на довжині 1 км). Найбільший перепад висот (∆Н) визначається за формулою

∆Н= Н₃-Н₄,

де: Н₃, Н₄ – відповідно найвища і найвища точки однойменного схилу,  м (визначається з карти, Н₃=160м, Н₄=138м).

і_max=(152,5-145,0)/240=1:32

∆Н= 160-138=22м.

Оскільки  за напрямком проходження дороги найбільші коливання відміток  на 1 км складають менше 50 метрів і найбільші уклони поверхні  менші ніж 1:10, то рельєф  у районі будівництва дороги відноситься до рівнинного типу (табл.1.1, [1]). Місцевість є відносно рівнинною з невеликими перепадами висот.

Основні технічні нормативи проектування лісової дороги вибираємо з таблиці 1[2] і зводимо їх в табл. 1.

Для встановлення категорії дороги за таблицею 1[2], обчислюємо річний (розрахунковий) об’єм вивезення.

Річний об’єм вивезення визначається за формулою

Q_річ =Σq_n,

де q_n – річний вантажообіг окремих навантажувальних пунктів, м³ ( дана зі схеми вантажопотоків на зворотній стороні карти, q₁=17000 м³, q₂=30000 м³, q₃=18000 м³).

Q_річ =17000+30000+18000=65000 м³.

Річний ( розрахунковий )об’єм вивезення становить 65000 м³.

Нормативи проектування дороги наведені в табл.

Таблиця 1 − Основні нормативи проектування лісовозної дороги

№ п/п	Назва нормативу проектування	Значення
1	2	3
1.	Розрахункова швидкість руху, км/год	30
2.	Число смуг руху	1
3.	Ширина земляного полотна , м	5
4.	Ширина проїзної частини , м	3,5
5.	Найменші радіуси кривих плану  при  вивезенні сортиментів,  м:	30
6.	Найбільший керівний ухил, ‰	40
7.	Значення зрівноваженого ухилу в порожняковому напрямку, ‰	60
8.	Алгебраїчна різниця [ ∆i= i1 − i2] суміжних ухилів поздовжнього профілю при якій влаштовуються вертикальні криві, ‰	30 і >
9.	Розрахункова віддаль видимості, м : − поверхні дороги − зустрічного автомобіля	50 100
10.	Найменші радіуси вертикальних кривих у поздовжньому плані, м: − випуклих − увігнутих	600 600

2 .ТРАСУВАННЯ ДОРОГИ ЗА КАРТОЮ В ГОРИЗОНТАЛЯХ.

Трасування дороги проводиться від точки А до точки Б. Вантажним приймається напрямок від точки Б до точки А.

Трасування дороги проводиться з урахуванням керівного та зрівноваженого ухилів.

Керівний ухил – найбільший підйом у вантажному напрямку. і_к=40 ‰ (табл.1).

Зрівноважений ухил – найбільший спуск у вантажному напрямку. Зрівноважений ухил приймається на 20 ‰ більший ніж керівний (і_зр=60 ‰)

Ділянка траси вільного ходу прокладають по найкоротшому напрямку з таким розрахунком  щоб вони знаходились з внутрішнього боку кривих, які розбиваються на кутах повороту.

Трасу дороги на ділянках утрудненого ходу слід вести керівним ухилом або мінімальним спуском. Прокладання траси проводять циркулем-вимірником, значення розгину якого, мм

l_y=(∆h×10⁶)/(М×і_т),

де ∆h – різниця відміток суміжних горизонталей, ∆h=2,5м (з карти); М – значення масштабу карти, М=10000 (з карти); і_т – ухил трасування (керівний або зрівноважений), і_к=40 ‰, і_зр=60 ‰ (табл.1).

l_y=(2,5×10⁶)/(10000×40)=6,25мм.

При проектуванні траси на підйом  необхідно застосовувати  зрівноважений ухил  (і_зр), оскільки авто буде рухатися на спуск .варіанті в

l_y=(2,5×10⁶)/(10000×60)=4,17мм.

Після проектування двох .варіантів траси для подальших розрахунків вибирається кращий, шляхом порівняння їх за різними показниками (довжина траси, коефіцієнт видовження, загальної кількості поворотів, кількості мостів, довжини заболоченої ділянки). Порівняння варіантів траси проводимо в табл. 2.

Таблиця 2.Порівняння варіантів трас

Назва показника	Значення показників за варіантами		Перевага варіанту
	I	II	I	II
1. Довжина траси, м	1870	1940	+	–
2. Коефіцієнт видовження траси	1,03	1,07	+	–
3. Загальна кількість поворотів траси	0	0	+	+
4. Кількість водопровідних труб	0	0	+	+
5. Кількість мостів	1	1	–	–

Коефіцієнт видовженню траси дорівнює відношенню довжини траси до найкоротшої відстані між початком і кінцем траси:

К= L/L_аб,

де L – довжина траси, L^I=1870м, L^II=1940м (табл. 2);

      L_аб – найкоротша відстань, L_аб=1810м (з карти).

К^I=1870/1810=1,03             K^II=1940/1810=1,07.

На основі порівняння варіантів трас вибираємо перший, оскільки він має кращі проективні показники.

3. РОЗРАХУНОК ЕЛЕМЕТІВ ПЛАНУ ТА ПОБУДОВА РОЗГОР-НУТОГО ПЛАНУ ТРАСИ НА КАРТІ

Вибраний варіант траси (перший) закріплюють пікетними та плюсовими точками і одночасно розраховують елементи кривих у плані.

Основні елементи колових кривих плану (рис. 1) обчислюють за формулами:

• дорожній тангенс, м

T= R×tg( α/2),

де R – Прийнятий радіус кривої, R₁=150м, R₂=150м (приймається не менше 100м), α − значення кута повороту траси (град), α₁=38º,  α₂=50º.    (з карти )

•  
• дорожня бісектриса, м

Б₁=R×( 1: cos α/2 − 1);

• довжина кривої, м

K₁= (π×R×α ): 180;

• домір, м

Д₁=2T−K;

• пікет початку колової кривої

ПК= ВКП−Т,

де   ВКП – пікет і плюс вершина кута повороту;

• пікет кінця колової кривої

КК= ПК + К або КК=ВКП+Т-Д,

Довжина прямої вставки l_i визначаються за формулою

l_i=ПК_і– КК_і-1

Рисунок 1 – Елементи колових кривих плану

Розрахунок елементів прямих і кривих плану наведений у табл. 3

Приклад розрахунку елементів прямих і кривих плану.

T =150×tg 19º= 51,62 м.

K = (3,14×150×38) : 180=99,43 м.

Б=150×(1: cos 19º−1)= 8,63м.

Д=2×51,62  − 99,43=3,81 м.

ПК₁ = 970−51,62= 918,38 м.

КК₁= 918,38+ 99,43 = 1017,81 м.

ПК₂ = 1210−69,91= 1140,09 м.

КК₂= 1140,09+ 130,83 = 1270,92 м.

 l₁ =918.38 м,  l₂ =1140,09-1017,81=122,28 м,  l₃ =1870-1270,92=599,08 м.

4. ПРОЕКТУВАННЯ ПОЗДОВЖНЬОГО ПРОФІЛЮ ЛІСОВОЇ АВТОМОБІЛЬНОЇ ДОРОГИ

Проектування повздовжнього профілю дороги вимагає комплексного вирішення таких питань проектування плану траси, земельного полотна, штучних споруд та водовідводу з урахуванням конкретних умов.

  Поздовжній профіль  автомобільної дороги − це креслення вертикального розрізу дороги по її осі , яке виконується в масштабах: горизонтальному – 1:5000, вертикальному – 1:500. Під поздовжнім профілем креслимо умовний план дороги з нанесенням румбів, довжин ліній, кутів повороту, елементів кривих плану тощо.

При складанні поздовжнього профілю спочатку обчислюють відмітки землі для кожного пікету і плюсові точки на довжині наміченої траси дороги за значенням відміток суміжних горизонталей.

Для визначення висотних відміток, пікетів і плюсових точок застосовують метод інтерполяції або екстраполяції. Метод інтерполяції застосовують у випадку знаходження шуканої точки між двома різними за значеннями горизонталями (рис. 2а). Порядок визначення:

• через шукану точку проводиться перпендикуляр до горизонталей;
• визначається а від горизонталі до шуканої точки і відстань б від неї до наступної горизонталі;
• визначається перевищення точки відносно горизонталей

∆Н₂=а/(а+б) × ∆h, м або ∆Н₁= б/(а+б) × ∆h м,

де ∆h – різниця відміток суміжних горизонталей, ∆h=2,5м (з карти);

• додаванням або ж відніманням  знайденого перевищення до горизонталі знаходиться висота пікета або плюсової точки

Н₁=Н_і-∆Н₂  або Н₁=Н_і-1+∆Н_2,

де Н_і, Н_і-1 відомі висотні відмітки горизонталей

Рисунок 2 Визначення відмітки землі на пікеті: а – знаходиться між двома горизонталями, б – знаходиться в межах однієї горизонталі.

Метод екстраполяції полягає у визначенні  висотної відмітки пікету, що лежать за межами горизонталей або в межах горизонталей одного значення:

• через шуканий пікет до двох найближчих суміжних горизонталей проводиться перпендикуляр;
• вимірюється відстань між горизонталями і від пікету до горизонталі;
• знаходяться перевищення  ∆Нточки відносно горизонталі;
• додаванням або ж  відніманням знайденого перевищення до горизонталі знаходимо висотну відмітку пікету.

Знайдені висотні відмітки заносимо у відомість розрахунку висотних відміток пікетів та плюсових точок.

Таблиця 4 – Висотні відмітки землі.

Пікети, плюсові точки	Висотні відмітки	Пікети, плюсові точки	Висотні відмітки	Пікети, плюсові точки	Висотні відмітки
0	147,50	7	153,08	14	151,80
1	150,35	8	153,66	15	151,47
2	152,28	9	154,24	16	151,41
3	153,25	10	154,44	17	150,65
4	154,03	11	152,67	18	150,16
5	154,85	12	151,90	18+70	150,00
6	152,50	13	152,17	—	—

При нанесенні на поздовжній профіль проектної лінії, необхідно домагатися можливого зменшення об’ємів земляних робіт при будівництві дороги, забезпечення належного відводу води та додержанням всіх вимог, технічних вказівок з проектування лісових автомобільних доріг.

Проекту лінію на лісовозних дорогах наносять, як правило, обгортувальною, тобто вона повторює в основному рельєф місцевості по осі дороги. Положення проектної лінії визначається також грунтово-гідрологічними умовами, значення прийнятого керівного зрівноваженого ухилів, кроком проектування.

Підвищення низу дорожнього покриття над розрахунковим рівнем підземних чи поверхневих вод та над поверхнею землі на ділянках з незабезпеченим стоком поверхневих вод приймається як неменше ніж це наведено у (табл. 2.5 [1]). В нашому випадку ці значення будуть становити:

• над поверхнею землі 0,4 м;
• над рівнем підземних вод 0,5 м.

Штучні споруди розміщують на будь-якому доступному ухилі. Точки перелому проектної лінії слід розташовувати по змозі на прямих ділянках дороги і не менш ніж  назначення тангенса вертикальної кривої від штучних споруд.

На переломах проектної лінії поздовжнього профілю необхідно передбачати вертикальні криві, які забезпечують плавність руху, а також видимість дороги та зустрічних автомобілів.

Вертикальні криві використовують при алгебраїчній різниці ухилів, які сполучаються, більше 30 ‰  (табл. 1). Так як на запроектованому мною поздовжньому профілі різниця між ухилами не перевищує 30 ‰, вертикальні криві не обраховуються.

5. РОЗРАХУНОК ПРОФІЛЬНОГО ОБ’ЄМУ ЗЕМЛЯНИХ РОБІТ

Земляне полотно лісовозних автомобільних доріг будують з місцевих або рідше з привозних  грунтів і воно служить основою для дорожнього покриття .

При проектуванні земляного полотна слід керуватися типовими поперечними профілям, які розроблені на основі досвіду будівництва та експлуатації доріг.

Ширина земляного полотна розраховується за формулою

В=в+2с,

де в – ширина проїзної частини, м; с – ширина обочини, м (табл.2.9 [1]).

Ширина проїзної частини дороги для одно смужної дороги (табл.1) обраховується за формулою:

в=S+2a,

де S – ширина колії розрахункового автомобіля,  S= 2.16 м (табл.6.1 [1])

а – відстань від середини сліду колеса до корми проїзної частини а=0,45 м (табл.6.1 [1])

– ширина проїзної частини автомобіля

в=2,16+2 ×0,45=3,06 м.

•  
• ширина земляного полотна

В= 3,06+2×0,75=4,56 м.

Порівнявши дані розрахунків тих величин з даними табл. 1 для подальших розрахунків беремо дані з таблиці, які відповідно становлять для ширини земляного полотна 5 м, для ширини проїзної частини 3,5м.

Рисунок 3 Розрахункова схема для визначення ширини земляного полотна та проїзної частини дороги для одно смужної дороги

Об’єм земляних робіт визначається за допомогою спеціальних таблиць, номограм або розрахункових формул.

За формулами розрахунок проводять по ділянках між двома суміжними робочими відмітками поздовжнього профілю окремо для насипів і виїмок.

В нашому випадку земляні роботи будуть проводитись для створення насипу.

Рисунок 4 Розрахункова схема для визначення земляних робіт у насипах

– об’єм  насипу, м³

V_н = ω_н × L + ∆ V_н   ,

де: ω_н  − площа поперечного перетину насипу, м² ;

ω_н = a+ B×H_сер + m ×H²_сер

а − площа поперечного перетину зливної призми. при її трикутній формі

а= (B² ×i _п) : 4,

де i _п  − поперечний уклон зливної призми земляного полотна в частка одиниць, приймається в залежності від матеріалу дорожнього одягу та грунту земляного полотна (табл.2.12 [1]) він дорівнює 30 ‰;

В – ширина земляного полотна, м;

Н_сер – середня робоча відмітка

Н_сер = (Н₁ + Н2)/2,

де Н₁ і Н₂ – робочі відмітки двох суміжних точок;

m – коефіцієнт укосу для насипу із середньою крупністю піску, щебенистих 1:1,5 (табл.2.12 [1]);

L − довжина ділянки насипу між робочими відмітками Н₁ і Н₂, м.

При різниці відміток більше 1 м  (Н₁ − Н₂ > 1) і відстані між ними більше   50 м (L > 50 м) визначаємо додатковий об’єм призматоїдальної поправки, м³

∆ V_н   =( m ×(Н₁ − Н₂) ² × L) : 12,

Результати розрахунків визначення об’ємів земляних робіт заносимо у спеціальну відомість (табл. 5). Після її заповнення визначаємо загальний профільний об’єм земляних робіт, а також об’єм, що припадає на 1 км довжини дороги

Таблиця 4 − Відомість попікетного розрахунку об’ємів земляних робіт 

Пікет	Плюс	Робоча відмітка, Н,м		Середня робоча відмітка, м	Площа попе-речного перетину, ω, м2		Відстань, L,  м	Основний робочий об’єм, V, м3	Додатковий об’єм , ∆V, м3	Загальний об’єм, V, м3
		насип	виїмка							насип	виїмка
					насип	ви-їмка
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
0		0,4
				0,425	2,090625		100	209,1	0,0	209,1
1		0,45
				0,435	2,151425		100	215,1	0,0	215,1
2		0,42
				0,335	1,570425		100	157,0	0,0	157,0
3		0,25
				0,255	1,148825		100	114,9	0,0	114,9
4		0,26

Продовження таблиці 4.

1	2	3	4		5	6	7		8	9	10		11		12
					0,255	1,148825		100		114,883		0,0		114,9
5		0,25
					1,025	5,224688		100		522,5		30,0		552,5
6		1,8
					1,11	5,7944		100		579,4		23,8		603,2
7		0,42
					0,43	2,12095		100		212,1		0,0		212,1
8		0,44
					0,45	2,24375		100		224,4		0,0		224,4
9		0,46
					0,36	1,71005		100		171,0		0,0		171,0
10		0,26
					0,795	4,739825		100		474,0		28,6		502,6
11		1,33
					1,365	7,633588		100		763,4		0,0		763,4
12		1,4
					0,915	5,775425		100		577,5		0,0		577,5
13		0,43
					0,465	2,337425		100		233,7		0,0		233,7
14		0,5
					0,515	2,659425		100		265,9		0,0		265,9
15		0,53
					0,41	2,00055		100		200,1		0,0		200,1
16		0,29
					0,47	2,36895		100		236,9		0,0		236,9
17		0,65
					0,695	3,942825		100		394,3		0,0		394,3
18		0,74
					0,625	3,420625		70		239,4				239,4
18	70	0,51
Разом								1870,0		5905,6		82,5		5988,0

Таким чином,  загальний профільний об’єм земляних робіт склав       5988,0 м³.  Профільний об’єм земляних робіт на 1 км дороги загальною довжиною 1870 м склав 3202,2 м³/км .

6. РОЗРАХУНОК ТРАНСПОРТНИХ ВИМІРНИКІВ

Для оцінки експлуатаційних показників лісовозної дороги  бо окремих її ділянок існує система транспортних вимірників.

1. Вантажообіг дороги − кількість деревини, яку перевозять по дорозі або її ділянці  за одиницю часу ( рік, місяць, добу).  Вантажообіг дороги виражають сумою вантажообігів навантажувальних пунктів.

Q_річ=Σq_n,

де  q_n − річний вантажообіг окремих навантажувальних пунктів, м³, q₁=17000 м³, q₂=30000 м³, q₃=18000 м³ (дані зі схеми вантажопотоків на зворотній стороні карти).

Q_річ=Σq_n= 17000+30000+18000= 65000 м³.

2. Вантажна робота дороги − це кількість кубокілометрів, виконаних дорогою  або окремими її ділянками за одиницю часу. Визначають як добуток вантажообігу на відстань вивезення, м³/км

R=Σr_i,

де r_i − вантажна робота окремих ділянок лісовозної дороги,  м³×км  .

r_i= q_i×l_i,

де q_i − вантажообіг ділянки дороги, м³;

l_i − дійсна довжина ділянки дороги, км.

Вантажна робота нашої ділянки дороги складе

R=Σr_i= q₁×(1₁+1₅ +1₆ +1₇)+ q₂×(l₂+1₄ +1₅ +1₆+1₇)  +q₃×(l₃ +1₄ +1₅+ +1₆+1₇)= 17000×(19.0+8.0+1.87+11.0)  +30000×(12.0+ 13.0+1.87+11.0)+               +18000×(10.0+13.0+8.0+1.87+11.0)  =

= 17000×39,87 + 30000×37,87 + 18000×43,87=2603550м³×км=

=2603,55 тис.м³×км.

Вантажну роботу дороги зобразимо для зручності у вигляді графіка вантажопотоків (рис. 5), який чітко показує нерівномірність завантаженості окремих ділянок дороги і дає змогу робити висновок про важливість ланок транспортної сітки.

Для його побудови   у масштабі креслимо схему лісотранспортної сітки, а перпендикулярно до осі кожної ділянки теж у масштабі відкладаємо обсяг вантажообігу. Загальна площа графіка вантажопотоків − це є повна вантажна робота дороги.

3. Середньозважена відстань  вивезення  ( середньозважений пробіг кожного кубометра деревини) є часткою від ділення  вантажної роботи дороги на її вантажообіг, км

l _сер=R/Q,

Залежно відсередньозваженої відстані  вивезення  встановлюють тип тягового та причіпного складу, визначають їх продуктивність і необхідну кількість. У нашому випадку

l _сер = 2603550 : 65000= 40,1 км.

4. Середньозважений вантажообіг  (густота руху) є часткою від ділення вантажної  роботи на експлуатаційну довжину  дороги, м³

q_сер=R/L_e,

де L_e − довжина доріг лісотранспортної сітки, що знаходяться в експлуатації протягом одиниці часу (року), км .

L_e= 19+12+10+13+8+1,87+11=74,9 км

Середньозважений вантажообіг дороги вказує на  середню завантаженість  роботою кожного кілометра дороги. Для нашої ділянки дороги від складає

q_сер=R/L_e=2603550/(19+12+10+13+8+1,87+11) =2603550/74,9=34760,3 м³== 34,8 тис.м³.

5. Коефіцієнт пробігу характеризує собою міру використання транспортної сітки та наближення її до лісосік. Це частка від ділення середньозваженої відстані вивезення на експлуатаційну довжину дороги

а=l_cep/L_e,

a=40.1/74.9=0.54.

6. Коефіцієнт розгалуженості дорожньої сітки є величиною оберненою до коефіцієнта пробігу. Він відображає збиральний характер лісотранспорту і встановлює ступінь розгалуження дорожньої сітки

В= L_e /l_ceр,

В= 74,9/40,1=1,87.

7. ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВОЇ МАСИ АВТОПОТЯГА

ТА КОРИСНОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА РЕЙС

Розрахункову масу автопотяга визначають за найбільшою дотичною силою тяги автомобіля на другій передачі. У нашій роботі використовується автомобіль КрАЗ-260. Дотична сила тяги цього автомобіля на другій передачі складає 80 кН (рис 6.1 [1]).

Можливість використання найбільшої дотичної сили тяги обмежується умовами зчеплення коліс автомобіля з дорогою. Максимальне значення сили тяги  за умовами зчеплення

F_зч = (P_a+ q_a) × φ ×1000×g,

де P_а − власна маса автомобіля, для автомобіля КрАЗ-260, P_а = 13,1 т(табл.6.1[1]);

 q_a  − паспортна вантажопідйомність автомобіля,  q_a=9 т; ( табл. 6.2 [1]);

φ − коефіцієнт зчеплення ведучих коліс автомобіля з дорогою, що залежить від типу та стану  покриття. Для дерев`яного, лежневого покриття      φ= 0,2-0,3 (табл.2.8[1]). Приймаємо значення φ = 0,2

F_зч = (P_a+ q_a) × φ ×1000×g,

F_зч =(13.1+9) ×0,2×1000×9,8=43316 Н.

Розрахункову масу причіпного складу автопотяга (брутто) , яку зможе автомобіль переміщати за собою  на керівному ухилі    з рівномірною швидкістю визначають за формулою

Q_бр.с. = F_д/( ω₀ + i_q) − (P_a+ q_a),

де F_д − розрахункова дотична сила тяги  автомобіля на другій передачі з урахуванням обмеження зчеплення., F_д=43316 Н;

ω₀ − основний питомий опір рухові потяга, Н/т. Для дерев`яного, лежневого покриття ω₀= 200-300 (табл.2.8[1]). Приймаємо значення ω₀= 200;

i_к − керівний ухил на проектованій дорозі,   i_к= 40‰;

g − прискорення земного тяжіння g= 9,8 м/с²;

P_a+ q_a = 13,1+9=22,1 т  − відповідно маса автомобіля і його вантажопідйомність, т (табл. 6.1 [1]).

  Q_бр.с. = F_д : ( ω₀ + g×i_к) − (P_a+ q_a)=43316:( 200 + 9,8×40) − (13,1+ 9,0)= 51,1т.

При вивезенні деревини в сортиментах довжиною 14 м приймаємо схему автопотягу  КрАЗ-260+ ТМЗ-803К ( автомобіль КрАЗ-260 з розпуском     ТМЗ-803К (табл. 6.2 [1])).

Найбільше корисне навантаження на автопотяг

Q’_н= Q_бр.с+ q_a−P_пр,

де P_пр− маса причіпного складу без вантажу,    P_пр=4.0 т (табл. 6.2 [1]),

Q’_н= Q_бр.с+ q_a−P_пр= 51,1 + 9.0− 4.0= 56,1 т.

Корисне навантаження на автопотяг не може перевищувати номінальної вантажопідйомності автомобіля та причіпного складу, т

Q”_н  = q_a+ q_пр,

деq_a  та  q_пр − відповідно паспортна вантажопідйомність автомобіля та причіпного складу, т.  q_a=9.0 т;  q_пр= 15.0 т (табл. 6.2 [1]).

Q‘‘_н=9.0+15,0=24,0 т.

З двох значень Q‘_н  та   Q”_н для наступних розрахунків приймаємо менше значення з метою забезпечення тривалої експлуатації рухомого складу та безпеки руху.

 Корисне навантаження на рейс в   м³  буде рівним

Q_к= Q”_н / р,

де р − об’ємна маса деревини, приймаємо р= 0.8 т/м³,

Q_к=24.0: 0,8=30 м³.

Повна маса (т) завантаженого потяга (брутто)

Q_бр.п= Q”_н+ Р_а + Р_пр,

Для нашого автопотяга КрАЗ-260 + ТМЗ-803К повна маса завантаженого потяга (брутто) складе 

Q_бр.п = 24+13,1+4.0=41,1 т.

Маса автопотяга без вантажу (нетто) складає

Q_т= Р_а+Р_пр=13.1+4.0=17.1 т.

8. РОЗРАХУНОК ВІДСТАНІ МІЖ КОНИКАМИ АВТОПОТЯГА

Правильний розподіл навантаження між кониками автомобіля –тягача та розпуску відповідно до їх номінальної вантажопідйомності зумовлює безпеку руху та довговічність експлуатації тягового і причіпного складу. Він досягається зміною довжини дишла, а разом з тим і відстані між кониками автопотяга.

Рисунок 6−Розрахункова схема для визначення відстані між кониками автопотягу.

Відстань (м) між кониками автопотягу визначають за формулою

с =( Q_н ×(b − a₁) ) / q_p,

де Q_н − корисне навантаження на автопотяг, Q_н = 24.0 т;

b=0,5 l при вивезенні сортиментів довжиною14 м.  При довжині сортиментів 14 метрів b=0,5×14 м = 7 м;

а₁ − звисання сортиментів за коник автомобіля , м.  При схемі автопотяга автомобіль + розпуск     а₁= 1.0 м;

q_p − номінальна вантажопідйомність розпуску, для розпуску ТМЗ-803К q_p=15.0 т.

с =( Q_н ×(b − a₁) ) / q_p  =( 24×(7.0 − 1,0) ) / 15.0 =9,6м.

Звисання сортиментів за коник розпуску, м

Для  нашого випадку а₂=l−c−a₁= 14 −9.6−1,0=3.4 м.

Отже  відстань між кониками автопотягу повинна бути 9.6 м.

9. ВИЗНАЧЕННЯ ЗМІННОЇ ПРОДУКТИВНОСТІ НА ВИВЕЗЕННІ

Змінну продуктивність лісовозного автомобіля визначають за  формулою м³/зм

                            ((Т− Δt)× Q_н ×  Кв))                   _.

П_зм = −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−,

                     Σt _пр+ 120 (l_с /V_с + l_у/V_у)

де Т− тривалість зміни, при 8-годинному робочому дні Т=8×60=480хв;

Δt − підготовчо-заключний час зміни ( заправка, догляд, прийняття та здавання автомобіля), хвилин. Для автомобіля КрАЗ-260 Δt=30 хвилин;

Q_н − корисне навантаження на рейс, м³;  Q_н= 30.0  м³;

Σt _пр − сумарний час простоїв автопотягу на рейс, хв.;

l_с,  − середньозважена відстань вивезення лісу  по магістралях і вітках, км. Згідно завдання і розрахунків з розділу 6 нашої роботи l_с=40.1 км;

l_у – середньозважена відстань вивезення лісу по вусах l_у = 1,7 км (ст.204 [1]);

V_с,  − середні технічні швидкості руху автопотяга по магістралях і вітках, V_с = 30 км/год, (табл.1);

V_у – середня розрахункова швидкість руху автопотяга по вусах           V_у=15 км/год     (ст.204 [1]);  

Кв − коефіцієнт використання робочого часу (0,8 – 0,9).Приймаємо значення Кв=0,8;

Σt _пр − сумарного часу простоїв автопотягу на рейс − знаходимо за формулою

Σt _пр=  t₁+ t₂× Q_н + t₃+ t₄,

де t₁ − час, який потрібний, щоб поставити потяг під навантаження t₁=10хв;

t_2. − час навантаження 1 м³ деревини. t₂= 1,2 хв при навантаженні машин щелепними навантажувачами;

t₃ − час встановлення автопотягу під розвантаження. t ₃= 5хв;

t₄ − час розвантаження автопотягу t₄= 6.5хв.

Σt _пр =10_.+ 1,2_.× 30,0 + 5,0+ 6,5=57,5 хв.

П_зм  =((480-30)× 30,0×0,8) / ( 57,5+ 120 (40,1:30 + 1,7:15))=(450× 24) /       / ( 57,5+ 120×  ( 1,34 + 0,11 ))= 10800/231,5 =46,65  м³/зм.

Отже, змінна продуктивність одного автопотяга у складі, автомобіль КрАЗ-260 з причепом ТМЗ-803К. складає 46,65 м³/зм деревини

10. ВИЗНАЧЕННЯ ПОТРЕБИ ВТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБАХ

Потрібну кількість лінійних автомобілів розраховуємо за формулою

Q_річ

N_л =  −−−−−−−− ×K ,

A × П_зм ×Z

де  А – розрахункова кількість робочих днів у році (250 днів (ст.205 [1]));

 П_зм − змінна продуктивність лісовозного автомобіля в м³/зм;

 Z – число змін на добу, Z=1 (ст.205 [1]);

К – коефіцієнт нерівномірності роботи дороги протягом року ( при однозмінній роботі К=1,1 (ст.205 [1]));

Q_річ − річний вантажообіг дороги, Q_річ =65000 м³(на зворотній стороні завдання);

N_л = 65000 / (250×46,65×1) ×1,1=6,13≈6 автомобілів.

Загальна необхідна кількість автомобілів з врахуванням  резервних і запасних

N_інв = N_л × К_з + ( N_л/6),

де К_з – коефіцієнт що враховує потребу в запасних машинах на ремонт ( прий-мають 1,25);

( N_л/6) – число резервних автомобілів (за діючими нормативами – 1 автомобіль на 6 лінійних);

N_інв = 6 ×1,25 + (6/6)=8,5≈9 автомобілів.

N_пр = N_л × К_з × К_к ,

де К_к – коефіцієнт комплексності, тобто кількість комплектів причіпного складу, що обслуговує один лінійний автомобіль ( при роботі без змінного робочого складу, К_к =1,0 (ст.205 [1]));

К_з – коефіцієнт запасу на ремонт ( для колісних причепів стано-      вить 1,15(ст.205 [1]));

N_пр = 6 × 1,15 × 1,0=6,9≈7 розпусків.

Література

1. Гайдар М.О. Проектування лісовозних автомобільних доріг. − Львів: вища школа, 1982 − 231 с.

2. Кувалдин Б.И. Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Проектирование, строительство и эксплуатация лесовозных дорог» − М.: МЛТИ, 1980 − 50 с.