ДОРОГИ И ТРАНСПОРТ ЛЕСНОЙ ПРОМ ЫШ ЛЕННОСТИ (справочное пособие) П од редакцией проф. И. И. Леоновича Ш и (о М И Н СК вы ш эйш ая ш кола » 1979 ( ВО .V,. - j - l чгМ о б л а t с ол о .ек а / in G ББК 43.9я2 УД К-Щ31Ш/.37 (035.5) А в т о р ы : Л еонович И. И., Вырко Н. П., Мартынихин В. Д ., Матвейко А. П., Абрамович К ■ Б., Г айдук А. И., Д а вы д у ли н Г. Г., Л ы щ ик П. А., Д орин Г. С., Чупраков А. М. Р е ц е н з е н т ы : кафедра «Транспорт леса» Л ьвовского лесотехнического института (зав. кафедрой канд. техн. наук Н. А. Г айд ар); В. К. К урьянов, канд. техн. наук зав. кафедрой «Транспорт леса и дорожно-строительные машины» Воронежского лесотехнического института Дороги и транспорт лесной промышленности: Справ. Д 69 пособие /[Леонович И. И., Вырко Н. П., М артынихин В. Д. и др.]; П од ред. И. И. Л еоновича.— Мн.: Выш. школа, 1979.— 416 с., ил. В пер.: 2 руб. В справочном пособии освещ ены вопросы техни ки и технологи и первичного т р а н с п о р т а л е с а , м етоды п р о екти р о ван и я д о р о ж н о -тран сп ортн ой сети л есо заго то в и ­ т ельн ы х п р едп р и яти й , л есо в о зн ы х авто м о би л ьн ы х , ж е л е зн ы х д о р о г и к а н а т н ы х л е ­ со тр ан сп о р тн ы х систем . И зл о ж е н ы вопросы о р га н и зац и и стр о и тель ств а л есовозн ы х д о р о г и у сл о ви я п рим ен ен и я д о р о ж н о -стр о и тел ьн о й техн и ки и о б оруд ов ан и я. П особие рассчи тан о н а рабо тн и ко в, за н я т ы х п роекти рован и ем , строительством н эк с п л у а т ац и е й л есо в о зн ы х дорог, а т а к ж е студен тов вузов л есо и н ж ен ер н о го про­ ф и л я. 3 1502— 176 Д ЛГз 04 ( 05 )— 79 Ю О - 7 9 3905010000 ББК 43.9 я2 6П6.2 (£) И здательство «Вышэйшая школа», 1979 ОТ А В Т О Р О В И зд ан и е л итературы по проблем ам лесной про­ мышленности обусловлено разнообразием вопросов, которые ставит соврем енная теория и практика, постоянным обновлением техники и технологии про­ изводства, возрастаю щ ими требованиями к качест­ ву продукции и эффективности труда, интересами инженерно-технических работников и студентов. Известны «Справочник изыскателя лесо заго­ товительных предприятий» В. М. Амолицкого, С. Е. Д орин а, В. В. Протанского и С. А. Сыромятникова (1955); «Л есопромышленный справочник» С. X. Будыки и А. Ф. Тихонова (1962); Справочник «Лесозаготовки. Сухопутный транспорт леса» под редакцией Б. А. Д о рох ова (1962); «Справочник м а с­ тера лесозаготовок» под редакцией В. А. Гацкевича (1971) и др. О днако изменились многие нормативные поло­ жения, л есн ая промышленность пополнилась новы­ ми м аш инами и механизмами, более современными стали технологические процессы при выполнении дорожно-строительных и транспортных работ. Н а предприятиях лесной промышленности возникла необходимость в специализации инженерного тр у ­ да — четко обозначились функции технолога, ме­ ханика, строителя, экономиста. Н астоящ ее справочное пособие охваты вает круг вопросов, связанны х с проектированием, строитель­ ством и эксплуатацией лесовозных дорог, а т а к ж е с организацией транспорта леса. К роме справочных материалов, в нем содерж ится значительное коли­ чество аналитических и графических зависимостей, номограмм и методических указаний. Численные значения, ф ормулы и зависимости приведены в основном в м еж дународной системе единиц и зм е­ рения и лиш ь отдельные величины — в других си­ стемах или во внесистемных единицах. Справочное пособие написано коллективом авторов Белорусского технологического института имени С. М. Кирова: введение — И. И. Леоновичем, гл. 1 — А. П. М атвейко, 2 — И. И. Леоновичем и А. М. Чупраковы м, 3 и 5 — Н. П. Вырко, 4 — А. И. Гайдуком, 6 — В. Д . М артынихиным, 7 — Г. Г. Д ав ы д ул и н ы м и И. И. Леоновичем, 8 — Г. С. Кориным, 9 — К. Б. Абрамовичем, гл. 10 — П. А. Л ы щ и ко м и К. Б. Абрамовичем. Пособие р а с ­ считано на работников, зан яты х проектированием, строительством и эксплуатацией лесовозных дорог, а т а к ж е студентов высших учебных заведений л е ­ соинженерного профиля. О тзывы и критические зам ечания просим н а ­ правл ять по адресу: 220048, Минск, П а р к о в а я м а ­ гистраль, 11, издательство «В ы ш эйш ая школа». ВВЕДЕНИЕ Советский Союз об л а д а ет огромными лесными богатствами. Н а площ ади, превыш аю щ ей 1230 млн. га, п роизрастаю т н асаж дения, различны е по возрасту, бонитету, породному составу и техническим свойствам. Б ази р у я сь на достаточном количестве лесосырьевых р е­ сурсов, в С С С Р интенсивно разви вается л есн ая промышленность. З а годы девятой пятилетки основные фонды предприятий лесной промышленности увеличились на 1,6 млрд. руб. Общий объем про­ изводства вырос на 17%. П роведена зн ачительн ая раб о та по р а ­ циональному использованию древесного сырья. Выпуск древесных плит возрос почти в д ва р аза , технологической щепы более чем в два, а технологических дров на 35%. З а счет этого удалось у в ел и ­ чить реальны е ресурсы деловой древесины на 15 млн. м3. П оследовательно проводилась политика перемещения центра тяж ести лесозаготовок на Урал. В многолесных районах севера Сибири и Д ал ьн его Востока объемы рубок увеличились на 6 млн. м3. П оявилась возможность в лесодефицитных рай он ах страны со к р а ­ тить рубки, приблизив их к уровню расчетной лесосеки, улучшить ведение лесного хозяйства. Произош ли существенные изменения в технологии и о р ган и за­ ции производства. Н а базе леспромхозов стали создаваться произ­ водственные лесозаготовительные объединения. П огрузка древеси­ ны на верхних ск л а д а х полностью отделена от трелевки, произво­ дится она лесопогрузчиками ПЛ-1А, ПЛ-2, П Л -3 (рис. В.1) и др. Получили распространение укрупненные лесозаготовительные бри­ гады и работа вахтовым методом по трехсменному режиму. Путем совершенствования производства в лесной промышленности у д а ­ лось высвободить более 20 тыс. человек производственного персо­ нала. В ы рабо тк а товарной продукции на одного рабочего выросла на 22,5%, а производительность — на 14,2%. Энерговооруженность труда на лесозаготовках возросла до 23 кВт, а уровень м е х ан и за­ ции труда на основных раб отах достиг 40,5%. К омплексная годо­ вая в ы работка на одного рабочего в 1970 г. составляла 509,6 м3, в 1975 г.— 560, а в 1978 г.— 546 м3. Р а б о т а лесной промышленности тесно св яза н а с сухопутным транспортом леса, на который расходуется до 40% к а п и тал о в л о ж е­ ний, вы деляемы х лесозаготовительной отрасли. Д о рож н о -тран сп орт­ ная состав л яю щ ая стоимости лесопродукции достигает 45% . Об 5 объемах работы сухопутного транспорта можно судить по данным табл. В.1. В силу особенностей географических условий, различий к л и м а­ та и р ельеф а местности, неодинакового экономического потенциала отдельных районов и других факторов д л я перевозки древесины применяются различны е виды сухопутного транспорта леса — авто­ мобильный, ж елезнодорож ны й, тракторный, канатный. В системе М инлеспрома С С С Р ведущее место зан и м ает а в т о ­ м о б и л ь н ы й т р а н с п о р т леса (рис. В. 2). Около 85% заг о ­ тавли ваем ой древесины (200 млн. м 3/г о д ) перевозится авто м о б и ля­ ми, тягачам и и автомобильными поездами. Общий объем перевозок превы ш ает 600 млн. т, а грузооборот достигает 20 млрд. т • км. Интенсивному развитию автомобильного транспорта леса спобобствуют: сравн и тельная легкость организации лесозаготовительных предприятий на б азе лесовозных автомобильных дорог, высокая маневренность транспортных машин по лесной территории, в о зм о ж ­ ность использования д ля перевозки леса части дорог общего польТ а б л . В .1. Годы 1971 1972' 1973 1974 1975 1976 1977 6 Объемы вывозки древесины в СССР, млн. ма В ся др евесин а 384,8 383,0 387,6 387,0 394,6 384,3 389,0 Д ел о в ая древесина Д рова 298,4 297,6 304,2 302,8 312,9 302,9 315,0 86,4 85,4 8 3 ,4 84,2 81,7 79,4 74,0 зования, широкие возможности выделения для нуж д лесозаготовок автомобилей и прицепного подвижного состава, серийно вы пускае­ мых промышленностью. Р азвити е автомобильного транспорта леса создает благоприятны е условия д ля обеспечения необходимых транспортных связей всем о траслям народного хозяйства. Рис. В.2. Вывозка леса автомобильным поездом К рА З-255+ Т М З -803 В н астоящ ее время в лесной промышленности функционирует более 2,8 тыс. лесовозных автомобильных дорог. П ротяж енность их превыш ает 88,5 тыс. км. О бъем вывозки по дорогам круглогодового действия составляет 66,2% (гравийные и щебеночные 45,4 %, ж е л е ­ зобетонные, бетонные, укрепленные вяж ущ им и 10,5%, леж невы е Т абл. В .2. П оказатели работы лесовозного автом обильного транспорта Годы Показатели работы 1973 Количество лесовозны х автомобилей, ты с. ш т. Выработка на списочный автомобиль, тыс. м3/год Производительность автомобиля, м3/см ен у С реднее расстояние вывозки, км Коэффициент технической готовности Коэффициент использования пробега Коэффициент сменности 'Вы работка на среднесписочную автопоездотонну, м3/год 1974 1975 2 2 ,2 22,1 21,8 8,6 9 ,0 9,2 3 7 ,0 3 5 , 8 3 7 ,2 36,9 38,2 3 9 ,3 0,71 0 ,71 0,71 0 ,52 0,52 0 ,5 2 1,46 1,51 1,57 21,0 19,7 22,2 1977 20,6 10,1 3 7 ,2 3 9,0 0 ,7 2 0 ,5 3 1,62 24,4 10,3%); по дорогам, раб ота которых зависит от погодных условий (грунтовые, грунтовые улучшенные, зимние), 33,5% и по дорогам общего пользования 0,3%. Средний объем перевозимых грузов в расчете на одну лесовозную автомобильную дорогу составляет 100 тыс. м3/'год. Если на дорогу с ж елезобетонны м покрытием при­ ходится более 260 тыс. м3/год, на неустроенные дороги — не более 75 тыс. м3/год. Д р угие п оказатели работы лесовозного автом оби ль­ ного транспорта М инлеспрома С С С Р приведены в табл. В.2. Рис. В.З. П еревозка леса по железным дорогам МПС Н а втором месте по объему вывозимых грузов стоит ж е л е з н о ­ д о р о ж н ы й т р а н с п о р т . По ж елезны м дорогам узкой колеи перевозится около 12% заготавли ваем ой древесины. В р яд е л есо за­ готовительных районов ж елезнодорож ны й транспорт леса играет особо важ н ую роль. Так, предприятия объединения Архангельсклеспром вывозят по узкоколейным ж елезны м дорогам 27% за г о т а в ­ ливаемой древесины, У дмуртлес — 48,8, Н овгородлес — 31, Горьклес — 28,3, Кировлеспром — 361, К остромалес — 30,4, Вологдалеспром — 23,2% и т. д. (данные за 1977 г.). П а р к локомотивов (тепловозы и мотовозы) на узкоколейных ж елезны х дорогах п ревы ш ает 2,7 тыс. шт. И м еется т а к ж е большое количество прицепного подвижного состава. Значительны й объем перевозок осущ ествляется и по ж елезны м дорогам широкой колеи (рис. В.З). К а н а т н ы й т р а н с п о р т леса (рис. В.4) используется, как правило, в горной местности и служ и т д л я спуска древесины с к р у ­ тых склонов, подтаскивания деревьев, хлыстов или сортиментов, а т а к ж е д ля погрузки древесины на подвижной состав. В качестве основных средств применяю тся канатны е установки У К -IT, УК-1Р, УК-1С, УК-1А, Л Л -20, СТУ-ЗС и др. В К ар п атах , на К а в к а з е и В горных районах А л тая с помощью канатного транспорта осуществляется подвозка около 30% заготавли ваем ой древесины. Кроме у казан ны х видов сухопутного транспорта, при небольших расстояниях д л я вывозки леса применяю тся колесные тракторы (т я г а ч и ), д ля спуска древесины с гор — естественные лесоспуски, аэростаты и другие транспортные средства. Сухопутный транспорт леса тесно связан со смежными ф азам и производства и вспомогатель­ ными сл уж б ам и — ремонтно­ механическими мастерскими, заправочны ми станциями, г а ­ р а ж а м и и др. С вязь с лесосеч­ ными р аботам и в ы р а ж ае т ся в выборе верхних складов, удобных в технологическом и транспортном отношении, в разм ещ ении подъездны х т р а н ­ спортных путей, в организации первичного и магистрального транспорта, в технологии по­ грузки леса и др. Н а нижнем ск ладе сухопут­ ный транспорт леса взаи м одей ­ ствует с разгрузочными устрой­ ствами, разделочны м и п л о щ а­ дями, сортировочными тр ан с­ портерами, автоматическими линиями и цехами по п ер ер а­ ботке древесины. П ланомерное прибытие лесовозных поездов в пункты разгрузки обеспечи­ вает четкую работу производ­ ственных звеньев нижнего скла- рис М ногопролетная канатная леДа и всего лесозаготовительносотранспортная установка го предприятия. С вязь сухопутного транспорта леса с работой транспорта общего п ользования в ы р а ж а е т с я в следующем. В ы возка леса автом об и ля­ ми часто производится по дорогам общего пользования. Л ес о в о з­ ные автомобили вливаю тся в общий транспортный поток и создаю т помехи д л я автомобилей, имеющих более высокие скорости д в и ж е ­ ния. С другой стороны, автомобили общего пользования часто н а­ п равляю тся на лесовозные дороги с целью обеспечения тр ан сп орт­ ных связей с организациями и населенными пунктами, р асп о л ож ен ­ ными в зоне деятельности лесозаготовительного предприятия. В заимосвязь м еж д у сухопутным транспортом леса и транспортом общего пользования (ж елезнодорож ны м, автомобильным, речным н др.) имеется в пунктах перегрузки древесины, в местах п р и м ы к а­ ния лесовозных дорог к магистральны м общего пользования. Эту нзаимосвязь необходимо учиты вать при изыскании, проектирова­ 9 нии, строительстве и эксплуатации лесовозных дорог, а т а к ж е при организации транспорта леса. З а девятую пятилетку и истекшие годы десятой сухопутный транспорт леса получил д альн ей ш ее разви тие к а к в техническом, т а к и в организационном отношении. Л есозаготовительны е пред­ приятия пополнились большим количеством современных лесовоз­ ных автомобилей КрАЗ-255Л , МАЗ-509, ЗИ Л -131 и др. Внедрение большегрузных автомобилей повысило производительность т р ан с­ порта леса в среднем на 25% . У дельная мощность лесовозных авто­ мобилей повысилась на 27% , а трелевочных тракторов — на 34% . Освоено производство узкоколейных тепловозов ТУ-6А и ТУ-7. Д л я н уж д народного хозяйства вывезено более 1,5 млрд. м3 древесины при среднем ежегодном грузообороте 25 млрд. т • км. В озросла про­ изводительность и ком плексная в ы работка транспортных машин, улучшилось использование машин по мощности и времени. Ежегодный объем дорожного строительства вырос на 20% , и удельн ая протяженность дорог в расчете на 1 млн. м3 вывозимого леса увеличилась почти на 16%. Выросли объемы строительства лесовозных магистралей круглогодового действия с улучшенными типами дорож ны х од еж д — железобетонными, цементно-грунтовы­ ми, грунтобитумными, гравийными и др. (табл. В.З). П роизош ли изменения в строительстве усов. Все ч ащ е находят применение инвентарные дорож н ы е покрытия — железобетонны е плиты, щиты Л Д -5, ЛВ-11 и др. Всего за девятую пятилетку было введено в эксплуатацию магистралей и веток общей протяженностью 43,2 тыс. км и усов около 150 тыс. км. ■> Т абл. В.З. П оказатели строительства лесовозных дорог круглогодового действия И з них Годы 1971 1972 1973 1974 1975 И того: Всего д о р о г, км Автомобильные до р о ги гр авийны е л еж н евы е 267 ж е л е зо б ето н ­ ные У зкоколей ны е ж е л е зн ы е д о ­ роги 1076 998 927 1000 880 4142 4398 4987 5611 6000 3066 3400 4060 4608 5120 2592 3163 3257 3490 3834 619 890 960 207 237 184 284 326 25138 100% 20254 80,8 16336 6 5 ,3 2736 10,8 1182 4 ,7 — 4884 19,2 Д л я разви тия дорожно-транспортной сети действующих л есо за­ готовительных предприятий и транспортного освоения новых л ес­ ных массивов только М инлеспромом С С С Р было выделено более 500 млн. руб., в том числе около 40% за счет централизованны х источников, 58% за счет себестоимости лесозаготовительной про­ дукции и 2% за счет нецентрализованны х источников. О д н ако в р аботе сухопутного транспорта леса имеется м н ож е­ ство неиспользованных резервов. Необходимо темпы роста проия10 водительности труда (в среднем 3,5% в год) приблизить к росту заработной платы, шире использовать транспортные машины; повы­ сить коэффициенты сменности, технической готовности, использо­ вания рабочего времени, пробега и удельный вес лесовозных дорог круглогодового действия. Все это расш ирит возможности д ля внед­ рения автомобильных поездов большой грузоподъемности. Отсут­ ствие необходимого зад е л а в дорожном строительстве отрицательно ск азы вается на вводе новых производственных мощностей, на р и т­ мичности работы лесозаготовительных предприятий, на э ф ф екти в ­ ности использования имеющихся в лесной промышленности т р ан с­ портных средств и лесозаготовительной техники. В результате реали заци и п лан а десятой пятилетки сухопутный транспорт леса долж ен выйти на более высокий технический и о р г а ­ низационный уровень. Н а вывозке будут применяться автомобили с мощностью д ви гател я до 260 кВт, грузоподъемность лесовозных поездов увеличится до 45 т. Н ай д ут применение многокомплектные поезда грузоподъемностью свыше 60 т. П огрузка леса на п одви ж ­ ной состав будет осущ ествляться преимущественно мощными че­ люстными погрузчиками. П ротяж енность лесовозных дорог д о ­ стигнет 120 тыс. км. Около 40% автомобильных лесовозных м а ­ гистралей будут иметь улучшенное покрытие. В ы р аботк а на среднесписочный автомобиль составит около 10 тыс. м 3/ г о д . К о эф ­ фициент сменности на вывозке леса достигнет 1,7, а коэффициент использования пробега лесовозных автомобилей — 0,6. Поднимется та к ж е уровень механизации дорожно-строительных работ и будет равен: зем лян ы е работы — 85% , работы по добыче грави я — 90, строительство дорож ны х од еж д — 75 % и т. д. Таким образом, ан али з р аботы сухопутного транспорта леса за последние годы, имеющиеся достижения, выявленны е недостатки и определивш иеся технико-экономические тенденции позволяют судить о перспективах разви тия лесовозного транспорта, сф ор м у­ лировать научные и практические задачи, которые необходимо р е ­ ш ать ученым и инженерно-техническим работникам лесной про­ мышленности. Одной из таких з а д а ч является расш ирение производственных мощностей лесной промышленности. Предстоит вовлечь в э к сп л у а­ тацию новые лесные массивы, преимущественно в восточных и се­ верных районах страны, выполнить большие работы по т р ан с­ портному освоению этих массивов, по строительству многочис­ ленных объектов промышленного и культурно-бытового н а з н а ­ чения. Н а р я д у с созданием новых лесозаготовительных предприятий будет вестись обширное строительство на действующих объектах, что д аст возможность вовлечь в эксплуатацию неосваиваемые р а ­ нее лесные массивы, увеличить производственные мощности, осу­ ществить необходимую реконструкцию. Среди них лесозаготови­ тельные участки, лесоперевалочны е базы, ремонтно-механические заводы, предприятия строительной индустрии, лесовозные автомо­ бильные и узкоколейны е ж елезны е дороги и т. д. . 11 Кроме централизованны х источников финансирования, на д о ­ рожное строительство вы деляю тся значительные суммы денежных средств за счет себестоимости лесозаготовительной продукции. В десятой пятилетке планируется построить лесовозных дорог при­ мерно на 15...20% больше, чем было построено в минувшей пятилет­ ке. Многие дороги будут реконструированы. Около 70% из вновь строящихся дорог будут круглогодового действия с гравийным, щ е­ беночным и черным покрытиями. Грузосборочные дороги и крупные автомобильные лесовозные м агистрали потребуют новых конструк­ тивных решений, дальнейш его соверш енствования технологии и организации строительства. В вод новых производственных мощностей в многолесных р ай о ­ нах страны позволит уменьшить объемы заготовок в ряд е лесоде­ фицитных районов, т. е. позволит осущ ествлять политику плано­ мерного и повсеместного доведения объемов заготовок до расчетной лесосеки. В стране будут проводиться большие работы по рацио­ нальному, полному и наиболее эффективному использованию д р е­ весины. Д е л о в а я древесина составит не менее 80...85% от общего объема вывозки. Увеличится удельный вес хлыстовой вывозки (65% ) и вывозки неочищенных от сучьев стволов (до 2 5 % ), более заметными станут перевозки технологической щепы (до 13,2 млн. м3), технологических дров, отходов лесозаготовительного производства. П олуч ат д альн ей ш ее развитие прогрессивные организационные формы лесозаготовок — концентрация переработки стволовой д р е ­ весины на крупных механизированных и автоматизированны х н и ж ­ них складах, п рям ая вывозка леса на бирж и сырья д ер ев ооб р аб а­ тываю щ их предприятий. П ри этом среднее расстояние вывозки будет в озрастать и к 1980 г. достигнет 50...60 км. Так, в 1978 г. на ск лады у линий ширококолейных ж елезны х дорог М инистерства путей сообщения было перевезено около 31,2% древесины, на в ер х ­ ние рам ы — 35,9% и в пункты потребления — 32,9%. В перспективе удельный вес вывозки леса к сплавным путям снизится до 30...35% и останется на уровне 90...100 млн. м3 в год. И з этого объема к судоходным рекам будет вывезено около 50%. Будут проведены значительные работы по строительству л е с о ­ заготовительных объединений, в за д а ч у которых будут входить лесозаготовки, лесохозяйственные работы, переработка древесины и отходов. Технологические и организационные изменения потребуют д а л ь ­ нейшего улучш ения тяговых, технологических и эксплуатационны х показателей подвижного состава, увеличения п ар к а автомобилей, тепловозов и прицепного подвижного состава. Н аучн ы е организад и и и конструкторские бюро ведут работы по созданию новых б о ­ лее мощных и экономичных транспортных машин. В ы сокая техническая оснащенность лесозаготовительных п р е д ­ приятий, наметившееся перевооружение производства новыми м а ­ шинами и механизм ами требуют коренного улучшения их эксп л уа­ тации. Д л я этого необходимо своевременно и качественно выпол­ 12 нять ремонты, р азв и ва ть ремонтные базы леспромхозов, улучш ать эксплуатационны е качества подъездных, м агистральны х и с к л а д ­ ских дорог. ' Р еш ен и е практических з а д а ч сухопутного транспорта леса не­ разры вно связано с дальнейш им соверш енствованием конструкции зем ляного полотна лесовозных дорог, д орож н ы х одежд, мостов, инвентарных колейных покрытий, верхнего строения ж е л е зн о д о р о ж ­ ного пути, созданием высокопроизводительных машин д л я всего ц икла дорожно-строительных, транспортных и погрузочно-разгру­ зочных работ, разрабо тк о й оптимальны х технологических приемов работы и методов организации труда, усовершенствованием у п р а в ­ ления лесозаготовительным производством на основе системного ан а л и за и современных м атематических методов. Д л я решения этих вопросов необходимо всемерно повышать уровень научных исследований, укрепл ять связь науки с производством и на этой основе обеспечивать научно-технический прогресс лесозаготови­ тельной отрасли народного хозяйства. Г лава 1. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРВИЧНОГО ТРАНСПОРТА ЛЕСА 1.1. Виды и способы первичного транспорта леса П ер ви чны м транспортом леса или трелевкой н азы вается про­ цесс перемещения деревьев, хлыстов или сортиментов от места в а л ­ ки леса к месту погрузки его на лесовозный подвижной состав. С у ­ ществуют р азличны е виды и способы трелевки леса (рис. 1.1). Н аиб ол ьш ее распространение получила т р а к т о р н а я т р е ­ л е в к а леса (около 8 0 % ) , прим еняем ая на лесосеках с сухими, незаболоченными или плотными слабозаболоченны ми грунтами в равнинной и слабохолмистой местностях с уклонами до 15°. Л е б е д о ч н а я т р е л е в к а леса не превыш ает 10... 12% об­ щего объем а механизированной трелевки и применяется на лесосе­ ках с заболоченны ми и слабы ми грунтами, в горной местности. Она неэффективна при освоении разрозненных лесосек, в н асаж д ен и ях с малы м зап асом древесины и при несплошных рубках. О днако при такой трелевке почти вся мощность расходуется на перемещение груза, тогда к а к при тракторной только 60...65%, а остал ьн ая часть затрачи в ается на перемещение самого трактора. Широко распростран ен а на лесозаготовках трелевка хлыстов и деревьев в п о л у п о г р у ж е н н о м или п о л у п о д в е ш е н н о м п о л о ж е н и и . Такими способами трелю ю т более 75% общего объема заготавл и в аем ого леса. Т релевка хлыстов применяется обычно на лесосеках со слабы ми грунтами, когда сучья и вершины необходимы д л я укрепления во­ локов, а т а к ж е при наличии на лесосеках крупномерного подроста и молодняка хозяйственно-ценных пород леса. Трелевку сортиментов применяют лишь при р азр а б о тк е лесосек в горной местности, при вывозке леса во двор потребителя или по дорогам с м алы м и радиусам и кривых. Обусловлено это тем, что очистка д еревьев от сучьев и р а с к р я ж е в к а хлыстов производятся на лесосеке, а это сн и ж ает производительность труда и качество в ы ­ полнения этих работ. Т релевка л е с а в п о г р у ж е н н о м п о л о ж е н и и и п о д в е с ­ н а я т р е л е в к а возможны лишь при использовании специальных транспортных средств: колесных тягачей с прицепами, подвесных канатны х трелевочны х установок и др. Трелевка л е с а волоком применения не получила в основном изза большого сопротивления движению деревьев, хлыстов или со р ­ 14 тиментов по волоку, так к а к перемещ аются они, соприкасаясь с грунтом по всей своей длине. П ри трелевке леса тр ак торам и наибольш ее распространение по­ лучила трелевка деревьев и хлыстов в полупогруженном положении, а лебедкам и — полуподвесная трелевка без несущего каната, с не­ сущим канатом и в горной местности — подвесная трелевка. П олуподвесная трелевка леса без несущего к а н а т а применяется в основном в равнинной местности. В этом случае требуется одна Трелевка Механизированная Гужевая Тракторная /Тевевочная г Л . 1 % I § I 1 1I ' * I! I I |1 » % tI 1 1, 1 | si I! I* 1 I :: % i1II II III I I I I It P1 Г §1 I 1 f а %A r 1 1 iI Puc. 1.1. Виды и способы трелевки леса трелевочная м ачта высотой 14...16 м1. Р ад иус полуподвесной тр е ­ левки тем больше, чем выше мачта, больше коэффициент трения хлыстов о волок. О днако движение пачки с приподнятыми верш и­ нами начинается лиш ь в 50...60 м от мачты, а на большем расстоя­ нии тр елевка производится волоком, что ухудш ает проходимость пачки. В результате сн и ж ается производительность лебедки на тр е ­ левке. Полуподвесную трелевку леса с несущим канатом применяют в холмистой и равнинной местностях. При этом требую тся две мачты и более. Передний конец пачки подвеш ивается грузовым канатом к каретке, перем ещ ающ ейся по несущему канату. Б л а г о д а р я этому он остается приподнятым над землей на всем пути перемещения пачки. В результате уменьш ается сопротивление движению пачки по волоку, а встречающ иеся препятствия легко преодолеваются. Установки д ля полуподвесной трелевки с несущим канатом р а з ­ личаю тся меж ду собой в основном конструкцией каретки, способом подвешивания к ней груза, расположением и способом крепления Холостого каната. 15 Подвесная тр елевка используется в горной местности, пересе­ ченной глубокими ущ ельями, оврагами, холмами, а т а к ж е на силь­ но заболоченных лесосеках. В этом случае груз перемещается по несущему канату в подвешенном положении, что позволяет со хр а­ нить подрост от повреждения, а почву от разруш ения и достичь в ы ­ сокой производительности трелевочных лебедок. Р а зл и ч а ю т сл е­ дующие подвесные трелевочные установки: с гибкой ветвью и в о з­ вратным канатом д ля спуска леса с гор; с несущим и тяговым канатам и д л я спуска или подъема леса в горной местности; с не­ сущим, тяговым и возвратным ка н а там и д л я равнинной заболочен ­ ной местности; с тягово-несущим непрерывно дви ж ущ им ся канатом (конвейеры). От подвесных канатны х дорог и лесоспусков они от­ личаю тся тем, что обеспечивают трелевку леса непосредственно от пня до погрузочного пункта. Н а трелевке л еса используют различны е механизмы и оборудо­ вание: тракторы, лебедки, многооперационные лесозаготовительные машины и др. Выбор вида трелевочного механизм а производят исходя из почвенно-грунтовых условий, р ельеф а местности и круп­ номерное™ насаждений. Так, например, при среднем объеме х л ы ­ ста до 0,4 м3 в зависимости от почвенно-грунтовых условий на тре­ левке рекомендуется применять трактор ТДТ-55, ТБ-1 и лебедки Л Л -14М , при среднем объеме хлыста выше 0,4 м3 —-тракторы ТТ-4, Л П -18А и лебедки Л Л -8, в крупномерных н езахлам лен ны х л есон асаж ден и ях — трактор общего назначения Т-ЮОМ и др. 1.2. Трелевочные волоки, среднее расстояние трелевки Т релевочны м волоком н азы вается простейший транспортный путь на лесосеке, по которому спиленные деревья, хлысты или сор­ т и м ен ты ' транспортирую тся от места вал ки леса на погрузочную площ адку или верхний склад. Волоки бы ваю т пасечные и магист­ ральные. П а с е ч н ы е т р е л е в о ч н ы е в о л о к и п роклад ы ваю т по­ средине пасек, а при ширине пасек 25...30 м — по их границам. Ш и ­ рина пасечного трелевочного волока зависит от типа трелевочного м ехан изм а и составляет 4...6 м. Объем перевозимого л еса по такому волоку небольшой, а срок его действия 2...4 дня. Поэтому специ­ ал ьная подготовка пасечного волока не требуется. Достаточно в процессе валки леса оставить низкие пни на волоке, расчистить его от в ал еж н и к а и кустарника, а при глубоком снежном покрове сд е­ лать проминку снега трактором. М а г и с т р а л ь н ы е трелевочные волоки соединяют несколько пасечных с погрузочным пунктом или верхним складом. Сроки их действия более длительные. М аги стральн ы е волоки шире пасечных на 1.,.2'м. Д ер ев ь я на них д о лж н ы быть спилены зап о д ­ лицо с землей, участки со слабы ми заболоченны ми грунтами — укреплены поперечным настилом из дровяной древесины, сучьев и других отходов лесозаготовок. П ри трелевке лебедкам и н а зе м ­ ным и полуподвесным способами подготовка волоков в болыпин16 стве случаев заклю чается в спиливании деревьев на волоках зап о д ­ лицо с землей. П р о к л а д к а м агистральны х и пасечных волоков на лесосеке не всегда обязательна. В отдельных случаях могут проклады ваться только пасечные или только магистральны е трелевочные волоки. I а Ж ч ч ч JL Вариант 1 j Вариант Ши i 1 1 1и 1 \/_ 1 1 1 1 ц р1 111 У ж Рис. 1.2. Схемы расположения трелевочных сосеке волоков на л е­ Трелевочные волоки необходимо располагать так, чтобы обеспе­ чить наиболее эффективную трелевку леса на всей площ ади о сваи ­ ваемой лесосеки, минимальное расстояние трелевки и м а к си м ал ь ­ ное сохранение жизнеспособного подроста хозяйственно-ценных пород. Н аиб ол ее распространенными схемами располож ения в ол о­ ков на лесосеке являю тся п арал л ел ь н а я, веерная, д иагональн ая и Рад иальн ая (рис. 1.2). Выбор схемы зависит главны м образом от В О .', о Олй с | о .е к а j 17 рельефа местности, почвенно-грунтовых условий, типа трелевочно­ го и погрузочного механизмов, х а р а к тер а лесонасаждений и вида лесовозного транспорта. П а р а л л е л ь н а я с х е м а (рис. 1.2, а, б) применяется на равнинных суходольных лесосеках при тракторной трелевке л еса, когда разр аботк у лесосек необходимо вести с сохранением под­ роста, а т а к ж е при заготовке леса с биологической сушкой д ерев ь­ ев на лесосеке и при постепенных рубках. С увеличением количест­ ва челюстных лесопогрузчиков на лесосечных раб о тах схема, изо­ б р аж е н н ая на рис. 1.2, б, получает широкое распространение, т а к ка к значительно уменьш ается среднее расстояние трелевки. Она т а к ж е применима при вывозке леса сам о загруж аю щ и м и ся лесоавтопоездами. При п араллельной схеме располож ения волоков п а ­ секи имеют прямоугольную форму и разм еры их одинаковы, что практически удобно при разби вке лесосеки на пасеки. В е е р н а я и д и а г о н а л ь н а я с х е м ы (рис. 1.2, в, г) н а ­ ходят применение при тракторной трелевке леса в равнинной и х о л ­ мистой местностях на лесосеках, имеющих неэксплуатационны е площ ади (куртины молодняка, поляны, болота и т. д .). П реи м у­ ществом диагональной схемы по сравнению с веерной является значительное сокращ ение расстояния трелевки. Н а производстве эти схемы применяются сравнительно редко. Р а д и а л ь н а я с х е м а (рис. 1.2, б) используется при т р е­ левке леса лебедкам и. Причем второй вариант этой схемы прим е­ няют при трелевке леса канатно-блочными установками с несущим канатом (ТПУ-7, У К - I P ) , а т а к ж е при тракторной трелевке>, когда несущ ая способность грунтов на лесосеке слабая. П ри р ади альн ой схеме располож ения волоков расстояние трелевки значительно меньше, чем при параллельной. Н едостатком этой схемы является трудность разбивки лесосеки на пасеки. При применении валочно-трелевочных машин волоки р а с п о л а ­ гают п араллельно, ка к показано на рис. 1.2, е, ж. Производительность трелевочных механизмов в основном за в и ­ сит от среднего расстояния трелевки. П ри равномерном распреде­ лении лесонасаж дений по площ ади на среднее расстояние тр ел ев ­ ки о казы ваю т влияние разм еры делянки и схема располож ения на ней трелевочных волоков. Среднее расстояние трелевки оп р ед ел я­ ется по формуле где d R — элем ен тар н ая грузовая работа, м3 • пог. м; а, Ь — р а з м е ­ ры делянки, м; q0 — средний зап ас лесон асаж ден и й на 1 м2. Определение грузовой работы д ля каж дого конкретного случая в производственных условиях затруднительно. Поэтому среднее расстояние трелевки с достаточной д ля практических целей точ­ ностью можно определить по эмпирической формуле lcp= ( k \ a Jrk2b)ko, 18 гд е k u k 2 — коэффициенты, зави сящ ие от схемы располож ения т р е­ левочны х волоков (п ар а л л е л ь н ая: &i = 0,5; й2= 0,25; веерная: k\ = = 0,5; = 0,35; рад и ал ьн ая : &i = 0,25; /г2= 0,25; диагональн ая: k\ = = 0,4; ^2 = 0,2; петлевая: Ai = 0,5; jfe2 = 0,3); k 0 — коэффициент у д л и ­ нения трелевочных волоков, зависящ ий в основном от рельефа местности; при тракторной трелевке k 0= 1,1...1,4. Среднее расстояние трелевки рекомендуется принимать со гл ас­ но табл. 1.1. Т абл. 1.1. Среднее расстояние трелевки Тип у са лесовозной д о р о ги Значение /Ср в зависимости от типа трактора, м ТД Т-55, Т Д Т -75, ТТ-41 А втомобильный: грунтовый и снежный гравийный, из железобетонных плит и лежневый У зкоколейны й T-J00M , Т-130Г 150. ..2 0 0 2 0 0 ...3 0 0 2 5 0 ...3 0 0 3 5 0 ...4 0 0 250. ..3 0 0 3 5 0 ...4 0 0 Производительность трелевочных механизмов во многом з а в и ­ сит от качества и состояния трелевочных волоков. Руководящ ий подъем на них не д олж ен превыш ать 100...150%о, а уклоны на спус­ ках — 200%о- Н а кривых участках волок д о лж ен быть шире на 1...2 м. Закр угл ен ия необходимо у страивать с радиусом не менее 30 м. М аги стральн ы е волоки по возможности следует п роклады вать по спускам в грузовом направлении, в горной местности — по р а с ­ пад кам , тальвегам , а т а к ж е по склонам с крутизной не более 15°. Н а более крутых склонах трелевочные волоки д л я тракторов не­ обходимо прокл ад ы вать по горизонталям или серпантинам с пре­ дельным уклоном до 15°. П одготовка трелевочных волоков заклю чается в разметке, р а з ­ рубке их по всей ширине и укреплении заболоченных участков н а ­ стилом из дровяной древесины и отходов лесозаготовок. Р азм етку целесообразно проводить непосредственно перед разработкой л есо­ секи. Эту работу д олж ен выполнять мастер совместно с б ри гади ­ рам и комплексных бригад. Н аправл ен и е волока обозначаю т з а т е с ­ ками на деревьях, а в зимнее время достаточно сделать проминку снега. Основное нап равлен ие волоков зад ается технологической картой на р азр аботк у лесосеки. Если необходимо учесть природ­ ные особенности, допускается отклонение от заданного н а п р а в л е ­ ния. Так, при р азм етке волока необходимо обходить крупные д е­ ревья, потому что пни создаю т помехи д ля работы трактора, кру п ­ ные камни, непромерзш ие места и т. д. И зменения направления нолоков вносятся в технологическую карту. Р а зр у б к у волоков лучш е вести в процессе выполнения основ­ ных лесосечных работ. В алку, трелевку и погрузку деревьев м о ж ­ но производить механизмами, имеющимися в комплексной б р и г а ­ де. Н о выполнять эту работу следует так, чтобы р азр уб ка волоков 19 оп ер еж ал а разр а б о тк у пасек и на лесосеке был резерв подготов­ ленных волоков. В период эксплуатации трелевочные волоки д о л ж н ы быть под постоянным наблюдением и своевременно ремонтироваться. О б н а ­ живш иеся пни д о л ж н ы выкорчевываться, а разруш енны е участки волока —• укрепляться сучьями и другими отходами лесозаготовок. Д л я укрепления слабы х участков волока п одтрелевываю т пачку деревьев к ним и обрубаю т сучья, а хлысты затем трелю ю т на по­ грузочную площ адку. 1.3. Лесовозные усы Своевременное проведение лесовозных усов на лесосеке — о б я ­ зательное условие успешного выполнения основных лесосечных работ. Н аправление, протяженность и очередность строительства лесовозных усов на год намечаю т после отвода лесосек в рубку. Эту работу выполняю т технорук лесопункта, мастер лесозаготовок и дорож ны й мастер. Р а з р а б о т к у схемы разм ещ ения лесовозных усов в годичном лесосечном фонде следует вести так, чтобы з а т р а ­ ты на их строительство и последующую эксплуатацию с учетом расходов на трелевку были минимальными. Тип лесовозного уса выбирается в зависимости от вида л есо в оз­ ного транспорта и почвенно-грунтовых условий с учетом наличия строительных материалов, оборудования и машин. П ри вывозке леса автомобилями лесовозные усы могут быть г р у н то вы е.естест­ венные (н акатан н ы е по естественному грунту) и улучш енные д о б а в ­ ками (песком, г р а в и е м ); снеж ны е (н акатан н ы е по уплотненному снегу); л еж н ев ы е из бревен или хлыстов; сборно-разборные из д е ­ ревянных щитов, инвентарных ленточных или ж елезобетонны х плит; засыпные на хворостяной подушке. Г р у н т о в ы е е с т е с т в е н н ы е л е с о в о з н ы е у с ы стро ­ ятся в лесосеках с дренирующ ими и слабодренирую щ им и грунтами (песчаные, супесчаные и д р .); на плотных слаб оувл аж н ен н ы х грун ­ тах; на плотных глинистых, имеющих включения грави я или об ло­ мочных материалов. Грунтовые улучшенные добавками лесовоз­ н ы е у с ы устр аиваю т на недренирующих (глинистых) грунтах при наличии песчано-гравийных материалов в радиусе до 5 км. П о ­ крытие проезжей части такого уса состоит из одного-двух слоев уплотненной смеси, приготовленной из местного грунта и д обавок (песка, гравия, щ ебн я). П окры тие у кл ад ы вается на зем лян ое по­ лотно серповидным профилем и долж но иметь толщину по оси уса 20...25 см, а у бровок 10...15 см. С н е ж н ы е л е с о в о з н ы е у с ы —•усы зимнего действия и строятся на лю бых грунтах, после того ка к они хорошо промерзли. При строительстве таких усов на хорошо промерзаю щ их болотах до снегопадов необходимо улож и ть поперек проезжей части д р о ­ вяную древесину диаметром 10...14 см или хворостяную подушку, 20 а на плохо промерзаю щ их болотах — хворостяную подушку и р ед ­ кий настил из дровяной древесины диаметром 8... 10 см. Л е ж н е в ы е л е с о в о з н ы е усы и усы из д е р е в я н ­ ных щитов и инвентарных ленточных плит (рис. 1.3) строятся обычно на слабы х минеральных грунтах и не­ глубоких болотах, заполненных торфом до дна. Л еж н ев ы е усы сложны по конструкции и требуют больших трудозатрат. П о к р ы ­ тие таких усов практически трудно использовать повторно. Усы из 950-1080 б 1100 Рис. 1.3. Переносные деревянные покрытия лесовозных усов: а — щ и ты Л В '1 1 ; б — л ен то чн о е п окры тие Л Д -5 ; в — н агел ьн ы й щ ит деревянных щитов и ленточных инвентарных плит значительно дешевле. Строительство их можно механизировать, а щиты и ленты многократно использовать. Лесовозные усы из железобетонных плит рекомендуется строить в лесосеках, не имеющих болот, когда пес­ чано-гравийные м атери алы отсутствуют в радиусе до 5 км. По т а ­ ким усам возможно движ ение лесоавтопоездов любого веса. Они требуют незначительных за т р а т на содерж ание пути, но стоимость их строительства высокая, хотя плиты могут использоваться не­ однократно. Засы пн ы е л е с о в о з н ы е у с ы на х в о р о с т я н о й п оД у ш к е целесообразно строить в переувлаж ненны х лесосеках с минеральными грунтами и торфом толщиной до 0,5 м. У лож енная и уплотненная хворостяная подуш ка засыпается местным грунтом 21 толщиной 15...20 см, получаемым из отры ваемы х канав. По такому лесовозному усу могут проходить тяж еловесны е лесоавтопоезда. Н езависим о от типа покрытия лесовозного автомобильного уса руководящий подъем не долж ен превыш ать 60...80%0. У зкоколей­ ные лесовозные усы строят, ка к правило, без б ал л аста, с укладкой звеньев на спланированное грунтовое полотно или деревянные клетки, а в зимнее время — на снежное основание. Р асп олож ен и е лесовозных усов на лесосеках зависит от р а з м е ­ ров последних, стоимости строительства и содерж ан ия 1 км уса. Тип трелевочного механизма и способ разработки лесосек влияния на расположение уса не оказываю т. Л есовозны е усы могут иметь тупиковое расположение на лесосеках, кольцевое и сквозное. П р и ­ чем при тупиковом и сквозном расположении лесовозный ус может проходить посредине лесосеки или по ее границе. Ус п р о к л ад ы в а ет ­ ся посредине лесосеки обычно при ширине лесосек 500 м, а по г р а ­ н и ц е — при ширине лесосек 250 и 100 м. П р о к л а д к а одного л есо­ возного уса посредине на лесосеках шириной 1000 м целесообразна лишь при большой стоимости строительства 1 км уса (узкоколей­ ные, леж н ев ы е). К ольцевое располож ение усов применяется обыч­ но на лесосеках шириной более 500 м (до 1000 м ), когда не т р е­ буются большие за тр а т ы на их строительство и содерж ание (грун­ товые, с н е ж н ы е ). П ри этом отпадает необходимость в устройстве разворотных петель д л я лесоавтопоездов. В озм ож ны и другие схе­ мы располож ения лесовозных усов на лесосеках. О б щ а я протяженность лесовозных усов в годичном лесосечном фонде зависит от принятого среднего расстояния трелевки распо­ лож ения лесосек, отведенных в рубку, и мож ет быть определена графически по схеме транспортного освоения этого лесфонда или ж е расчетным путем по годовому объему производства предпри­ ятия: где Q — годовой объем вывозки древесины, м3; k — коэффициент, учитывающий удлинение лесовозных усов и зависящ ий от х а р а к ­ тера располож ения лесосек: k = 1,1...1,4; q — зап ас древесины на 1 га, м3; х — ш ирина лесосеки (сторона, перпендикулярная лесо­ возному усу), м. В лесосырьевых б азах с равнинным рельефом, ка к показы вает опыт предприятий, для вывозки 8...10 тыс. пл. м3 древесины необ­ ходимо строить в среднем 1 км лесовозных усов. Строительство лесовозного уса выполняется в следующей последовательности: изыскивают трассу на местности, д ел аю т разбивку оси его и отвод дорожной полосы, разр у б аю т дорожную полосу шириной 8 м и у ст­ р аиваю т проезжую часть. По окончании разр аботки лесосеки верхнее строение лесовоз­ ных усов, выполненное из инвентарных щитов и сборно-разборных плит, а т а к ж е усов У Ж Д , снимается рабочими дорож но-строитель­ ной бригады для повторного использования. 22 Трудозатраты на строительство 1 км лесовозного уса колеблю т­ ся в больших пределах и зав и сят в основном от почвенно-грунто­ вых условий, типа покрытия уса (местный грунт, деревянные щиты, железобетонны е плиты и т. д.) и уровня м еханизации работ. Так, при механизированном строительстве 'автом обильны х усов трудо­ затр а ты на 1 км, вклю чая и разру б ку трассы, составляю т в сре д ­ нем: при покрытии из местных грунтов 25 чел.-дней; при устройст­ ве усов на снежном основании на грунтах с хорошей несущей спо­ собностью 24 и на хорошо промерзаю щ их болотах 72; при покрытии из ж елезобетонны х плит и гравием 120, а из деревянных щитов на шпальном основании 220 чел.-дней. Н а строительство и р азб ор ку 1 км узкоколейного лесовозного уса механизированным способом требуется в среднем 150 чел.-дней. Стоимость строительства лесовозных усов д л я выполнения го­ дового объем а производства предприятия составляет Cy = L y C1 = - ^ ~ ЮС)qx руб., где Cj — стоимость строительства 1 км уса, руб. 1.4. Способы разработки лесосек при тракторной трелевке леса Общие сведения. Н а выбор способов влияю т природные ф ак то ­ ры (почвенно-грунтовые условия, состав лесонасаж дений и др.), технологические (сохранность подроста, обеспечение безопаснос­ ти рабочих и т. д .), а т а к ж е способы рубок (сплошные, постепен­ ные и т. д.). Поэтому способы разрабо тки лесосек разнообразны, и каж д ом у из них присущи свои характерн ы е особенности. Способы разработки лесосек при сплошных рубках. Лесосеки могут р азр а б а т ы в ать ся способом узких лент, костромским, про­ дольно-ленточным, ленточно-ступенчатым способами, способом с биологической сушкой леса и др. Причем при одном и том ж е спо­ собе возможно несколько схем (рис. 1.4). Н а выбор схемы влияю т способ трелевки (хлыстами или д ер евьям и ), вид лесовозного т р ан с­ порта, схема располож ения волоков на лесосеке, тип погрузочного механизма и др. Р а з р а б о т к а лесосек с п о с о б о м у з к и х л е н т (рис. 1.4, а) применяется при трелевке деревьев или хлыстов за вершину т р а к ­ торами и наличии на лесосеке жизнеспособного подроста хвойных пород высотой 1 м и более или при слабой несущей способности грунта. П асеки д ел аю т шириной 25...30 м, которая зависит от сред­ ней высоты деревьев и определяется по формуле £ = 2 # s i n a + 6 м, гДе Я — средняя высота деревьев, м; a — угол м еж д у волоком и Доваленными деревьями: a = 3 0 ° ; b — ширина волока, м. П ри трелевке деревьев в один прием валят количество деревьев, Необходимое для наб ор а одного воза. З а т е м производят чокеровку п трелевку. 23 Ш..50м П ри слабой несущей способности грунтов трелевку производят хлыстами. В этом случае к а ж д у ю полупасеку р азр а б а т ы в а ю т в два приема лентами, п ар ал л ел ьн ы м и волоку, в определенной последо­ вательности, чтобы создать безопасные условия труда рабочим, зан яты м на очистке деревьев от сучьев и трелевке. Л ес в а л я т в ер ­ шинами на волок, аналогично к а к и при трелевке деревьев. Очист­ ку деревьев от сучьев производят на волоке. Сучья используют д ля укрепления волока и при необходимости их уплотняю т проходами трактора. Р а зр а б о т к у лесосек к о с т р о м с к и м с п о с о б о м рекомен­ д уется применять при трелевке деревьев за комли тракторам и , н а ­ личии на лесосеке жизнеспособного подроста высотой до 1 м (л е­ том до 0,5 м) в количестве 3 тыс. шт. и более на 1 га и удовлетво­ рительной или хорошей несущей способности грунта. Ш ирина пасек 35...40 м. Волоки п роклад ы ваю т посредине пасек (рис. 1.4, б ). Д ерев ь я сн ач ал а в а л я т на волоке, начиная с дальнего конца, к о м ­ лями вперед по направлению трелевки. З а т ем приступают к валке и трелевке сн ач ал а на одной полупасеке, а затем на второй. В ал к а деревьев на полупасеках производится на подкладочное дерево лентами, располож енны ми под углом к трелевочному волоку. Ш и ­ рину ленты принимаю т такой, чтобы зап ас деревьев на ней соот­ ветствовал примерно рейсовой н агрузке трактора. Ш ирина ленты может быть определена по формуле где Л4ср — средняя нагрузка на рейс трактора, м3. П ри в а л к е на подкладочное дерево комли о казы ваю тся припод­ нятыми и в процессе формирования пачки не п о вреж даю т мелкого подроста. О блегчается т а к ж е труд чокеровщика, и сок ращ ается время на чокеровку. П р о д о л ь н о -л е н т о ч н ы й способ (рис. 1.4, в) прим е­ няется при тракторной трелевке деревьев за комли, когда на л есо ­ секе отсутствует жизнеспособный подрост в требуемом количестве или ж е при искусственном лесовозобновлении. П оследовательность разработки пасек т а к а я же, к а к и при костромском способе. Л е н т о ч н о - с т у п е н ч а т ы й с п о с о б (рис. 1.4, г) п ред­ ложен лесозаготовителями К расноярского к р а я и применяется ими при тракторной трелевке в хвойных н асаж д ен и ях на лесосеках с переувлажненными почвами и преобладанием крупного подроста. Ш ирина пасек р ав н а 2 Н — 10 м, где Н — средняя высота деревьев в насаждениях. П асеки р азр а б а ты в аю тс я тремя или двумя про­ дольными лентами, примерно равными по ширине. П ри р а зр а б о т ­ ке пасеки тремя лентами волок прокл ад ы ваю т по средней ленте и применяют трехступенчатый способ, который эффективен при р а с ­ стоянии трелевки до 250 м в н асаж д ен иях с запасом на 1 га не ме­ нее 150 м3. П ри больших расстояниях трелевки и р азр а б о тк е л есо ­ н асаждений с меньшим запасом на 1 га пасеки рекомендуется р а з ­ р аб аты в ать двухступенчатым способом. В этом случае пасеку 25 разр а б а т ы в а ю т двум я лентами в две ступени с поочередным пере­ ходом вальщ иков и сучкорубов со ступени на ступень. Трелевочный волок располагается посредине пасеки на границе двух лент. При трелевке леса ч е л н о ч н ы м с п о с о б о м комплексная бригада одновременно р азр а б а т ы в а е т две пасеки (рис. 1.4, б). П р и ­ чем разрабо тк у каж д ой пасеки д о лж ен вести отдельный вальщик. Трелевка леса с этих пасек производится попеременно одним т р а к ­ тором. Д л я этого в бригаде долж но быть не менее трех сменных комплектов чокеров: один комплект на тракторе и по одному у каж дого в альщ ика. Чтобы сохранить постоянным среднее р асстоя­ ние трелевки, один из вальщ иков д олж ен начать разр аботк у н аи ­ более удаленной от погрузочной площ адки пасеки, а другой — ближней. К аж д ы й из них производит вал ку деревьев в один прием на рейс и затем чокеровку их. П осле того ка к трактор увезет п ач­ ку, в альщ ик приступает к в ал к е деревьев на второй рейс. 1.5. Способы разработки лесосек при трелевке леса лебедками При трелевке леса лебедкам и в равнинной местности лесосеки р азра б а ты в аю тс я продольно-ленточным способом по нескольким различным схемам. Р а зр а б о т к а канатной трелевочной у с т а н о в к о й с погрузочными стрелами производится следую ­ щим образом. Л есосеку разб и ваю т на делянки I, II, III, IV р а з м е ­ ром примерно 250X 25 0 м (рис. 1.5, а ) . К а ж д а я д ел ян ка делится на пасеки треугольной формы, вершиной которых является головная трелевочная мачта. С одной установки трелевочной мачты .можно освоить две смеж ны е делянки. Ш ирина пасек в дальнем конце мо­ ж ет быть 50...60 м, если волок р асполагается посредине пасеки, или ж е 20...30 м, если на границе пасек. Р а з р а б о т к а пасек в каж дой делянке ведется последовательно одна за другой, начиная с п асе­ ки, расположенной у лесовозного уса. С н ачала р азр а б а т ы в а ю т на пасеке ленту под волок, а затем остальные. Закончив работу на пасеке, канатно-блочную систему переносят в следующую. При расположении волока на границе пасеки можно непосред­ ственно переносить трелевочный к а н а т из пасеки в пасеку. Однако в этом случае значительно п овреж дается подрост и молодняк. П ри трелевке леса у с т а н о в к а м и У К - I P ( Т П У - 7 ) л е ­ сосеку разб и ваю т тож е на делянки разм ером до 2 5 0 x 2 5 0 м, а д е ­ л я н к и — на пасеки треугольной формы шириной в дальнем конце 80...125 м (рис. 1.5, б). Волоки распол агаю т посредине пасек. С н а ­ ч ал а производят вал ку деревьев на средней ленте под трелевочный волок на пасеке, расположенной у лесовозного уса, и приступают к ее разработке. Д а л е е р азр а б а т ы в а ю т одну половину пасеки, а затем вторую, начиная с дальнего от погрузочного пункта конца. Н а волоке в а л к а деревьев производится п арал л ел ьн о волоку, а на полупасеках — под углом к нему ком лями в направлении тр ел е в ­ ки. П осле разр а б о тк и первой пасеки переходят во вторую и т. д. У становками У К - I P и ТП У с погрузочными стрелами можно осваивать лесосеки различны х размеров. П ри разм ере лесосеки 26 250X 2 50 м установка монтируется в углу лесосеки, 2 5 0 x 5 0 0 м — посредине одной из длинных ее сторон, а при р а зм ер е 500X 500 м — в центре лесосеки. По окончании разработки двух смежных д е л я ­ нок установку демонтируют и устанавл и ваю т на новом месте для разработки следующих двух делянок. а Рис. 1.5. Схемы разработки лесосек при трелевке леса лебедками 1.6. Способы разработки лесосек многооперационными лесосечными машинами При применении многооперационных лесосечных машин лесосе­ ки разр а б а ты в аю тс я ленточным способом обычно без разбивки на пасеки. Ш ирина ленты зависит от величины за х в а т а машины, и ленты могут быть узкими (2...2,5 м) и широкими (5... 14 м). У у зко­ захватны х машин технологическое оборудование не позволяет у в е­ личивать ширину разр а б а ты в ае м о й ленты леса, и эти машины не обеспечивают сохранения подроста. .П ри применении у з к о з а х в а т н ы х м н о г о о п е р а ц и о н н ы х м а ш и н лесосека р азр а б а ты в ае тся следующим образом. 27 После разбивки на делянки вы рубаю т зону безопасности 2 вдоль лесовозного уса 3 и вокруг погрузочных п лощ адок 1 (рис. 1.6, а). З а т ем на к аж д ой делян ке прорубаю т волок 4 д ля з а е з д а машины в дальний конец. Д ел ян к и р азр а б а т ы в а ю т обычно лентами, п ер­ пендикулярными к лесовозному усу. Д л я этого по заездн ом у в о л о­ ку м аш ина 5 зах о д и т в дальний конец делянки, развор ач и вается и, °0 pi <§> & & Рис. 1.6. Схемы разработки лесосек многооперационны­ ми лесосечными машинами двигаясь вдоль стены леса, формирует пачку требуемого объема, которую затем д о став л яе т на погрузочный пункт (реж им работы: в а л к а — трелевка) или оставляет на ленте (режим работы: в а л к а — пакетирование) и пачки трелю ются другим механизмом. З а т ем м а ­ шина п р одол ж ает д виж ение вдоль стены леса и производит вал ку деревьев и формирование очередной пачки и т. д. В ы руб ая лес по­ следовательно на каж д ой ленте, м аш ина р азр а б а т ы в а е т всю д е ­ лянку. Если позволяю т грунт и микрорельеф, на д ел ян ке целесо28 образн о устраивать несколько погрузочных площ адок, что зн ач и ­ тельно со к ращ ает расстояние трелевки. П ри разр а б о тк е лесосек по этой схеме м и н им альн ая ширина делянки Лщщ д о л ж н а быть такой, чтобы маш ина при р азр а б о тк е ленты могла н аб р ать хотя бы одну пачку. Это возможно при у сл о­ вии, если Bmin = / + Вб = bq + Вб. где I — д ли н а ленты д ля наб ор а одной пачки, м; Вб — ширина зоны безопасности,, м; Q — объем пачки, м3; Ь — ширина ленты, м; q — средний зап ас леса на 1 га, м3. Практически Вт1п^ 120...150 м. Ш ирину делянки необходимо выбирать такой, чтобы она бы ла равн а кратном у числу р асстоя­ ний, которые необходимы д ля набора одной пачки: В = п1+Вб, где п — количество пачек, формируем ых на одной ленте. Обычно В = = 200...250 м. Чтобы реж е п рорубать заездной волок, д ли н а делянки д о л ж н а быть большей. При применении на погрузке челюстных лесопогруз­ чиков она равна 250...300 м. Р а з р а б о т к а лесосек ш и р о к о з а х в а т н ы м и м н о г о о п е ­ р а ц и о н н ы м и м а ш и н а м и при сплошнолесосечных ру бках в е­ дется лентами, перпендикулярны ми к лесовозному усу (рис. 1.6, б ). Д л я этого вы рубаю т зону безопасности 2 вдоль лесовозного уса 3 и вокруг погрузочных п лощ адок 1. З а тем на делян ке подго­ тавл и ваю т волок 4 д ля за е зд а машины в дальний конец делянки. По заездному волоку м аш ина 5 нап р авл яется в дальний конец л ен ­ ты, п одл еж ащ ей разработке, останавливается у стены леса и н а ­ чинает вал ку деревьев на ленте. Если р азр а б о тк а лесосеки ведется м а ш и н а м и с п о л н о ­ поворотным захватно-срезающим устройст­ вом ( в а л о ч н о - п а к е т и р у ю щ и е м а ш и н ы ) , они р а б о ­ таю т в реж им е в а л к а — пакетирование и осваиваю т лесосеку сл е­ дующим образом. М аш ин а останавли вается на оси ленты (на р а с ­ стоянии от вырубки, несколько меньшем максимального вылета стрелы) у стены леса и производит спиливание деревьев в радиусе действия захватно-срезаю щ его устройства и у к л ад к у их в пакеты за собой или сбоку. З а т е м она п ерем ещ ается к стене леса на ленте, и цикл повторяется. Д ви гая сь в направлении к лесовозному усу, машина р а зр а б а т ы в а е т ленту, оставляя за собой сформированные пакеты деревьев, которые затем трелю ются трактором (подборщ и­ ком пачек) на погрузочный пункт. П ри этом д о л ж н а соблю даться 50-метровая безопасная зона. Закончив разр а б о т к у одной ленты, Машина приступает к в ал к е и пакетированию деревьев на второй и т. д. Р а з р а б а т ы в а я делянку, валочно-пакетирую щ ая машина Должна формировать пачки, не допуская большого р азб ега к о м ­ лей по длине, в местах, удобных д ля подхода трелевочной машины. -При проведении проходных рубок, рубок ухода и других схема Разработки лесосеки м аш инами с полноповоротным захватно-сре29 заю щ им устройством в принципе не отличается от описанной. О д н а ­ ко сплош ная в а л к а деревьев производится только по ходу д в и ж е ­ ния машины, а выборочная — по обе стороны от нее. Если р азр а б о тк а лесосеки ведется маш инами с н е п о л н о п о ­ воротным захватно-срезающим устройством (валочно-трелевочные машины манипуляторн о г о т и п а ) и они р аб о таю т в реж им е в а л к а — трелевка, лесо­ сека осваивается таким образом. З а й д я в дальний конец ленты,, подлеж ащ ей разработке, машина останавли вается у кромки леса на краю ленты и производит вал ку деревьев в зоне действия м ани ­ пулятора ком лям и в направлении трелевки и формирование пачки путем у кл ад ки комлей на коник. З а тем она перемещ ается в д о л ь кр а я ленты в направлении к лесовозному усу к кром ке леса, и цикл повторяется. К огда будет сф орм ирована в конике пачка тр е ­ буемого объема, м аш ина доставл яет ее к м агистральному волоку или на погрузочный пункт, а затем во звращ ается на р а з р а б а т ы ­ ваемую ленту, аналогичным способом производит вал ку деревьев и формирование очередной пачки. По окончании одной ленты м а ­ шина приступает к р азр а б о т к е второй и т. д. П ри работе валочно-трелевочной машины манипуляторного типа в реж им е в а л к а — пакетирование разр а б о тк а д елян ки ведет­ ся аналогично. Но сформированные пачки деревьев м аш ина остав­ л яе т на ленте, которые затем трелюю тся на погрузочный пункт подборщиком пачек или другой трелевочной машиной. 1.7. Технологический процесс и приемы работы при трак1юрной трелевке леса Технологический процесс трелевки трак то рам и состоит из с л е­ дующих основных операций: дви ж ени я трак то ра без груза к месту набора пачки, сбора деревьев (хлыстов) и формирования пачки, дви ж ени я тр ак тора с грузом на погрузочный пункт (верхний с к л а д ), отцепки пачки и при необходимости вы равн и вани я к о м ­ лей. Д ви ж ен и е гусеничных тракторов на лесосеку без груза п р о­ изводится обычно на I I I . ..IV, а с грузом по волокам — на II...III пе­ редачах. Способ сбора деревьев и формирования пачки зависит от применяемого прицепного оборудования на трелевочных т р а к ­ торах. При трелевке за вершину тракторам и, оснащенными чокерным трелевочным оборудованием, продольная ось тр ак то р а д о л ж н а со­ впадать с направлением подтаскивания пачки, а при трелевке за комли трактор устанавли вается примерно под углом 60° к н а п р а в ­ лению подтаскивания, чтобы при формировании пачки комли не упирались в пни, Ч океровку деревьев (хлыстов) производят так, чтобы получи-’ лась у д ав н а я петля и зев крю ка был обращен кверху (рис. 1.7, а). Хлысты с тонкой и гладкой вершиной следует чокеровать двойной петлей во избеж ан и е соскальзы вания чокера (рис. 1.7, б ). При тр е ­ левке за комли деревья чокеруют на расстоянии 0,5...0,7 м от к о м ­ 30 левого торца, а при трелевке за вершину — на расстоянии 0,7...1,2 м от среза. Б л и зл е ж ащ и е два-три тонкомерных хлыста (дерева) р е ­ комендуется чокеровать одним чокером. П рицепка чокеров к тяго­ вому канату лебедки мож ет быть п оследовательная и зи гзагооб­ р а зн а я (рис. 1.7, в и г ) . П ри зигзагообразной прицепке об легчает­ с я сдвиг деревьев с места. П ри ц еп ляя деревья, следует избегать резких перегибов тягового каната, чтобы предотвратить его повы­ шенный износ. Рис. 1.7. Способы чокеровки и формирования пачки П ачка формируется лебедкой трактора, затем затаски вается на погрузочный щит и закреп ляется на нем путем зато р м аж и в ан и я лебедки. П родолж ительность чокеровки и формирования пачки зависит о т ее объема, среднего объема хлыста, зап аса на 1 га, конструкции прицепного оборудования и организации работы. О бъем пачки д о л ж ен быть таким, чтобы удельны е затр аты времени (на 1 м3) на чокеровку и формирование пачки были минимальными. Н а б л ю д е ­ ния за работой трелевочных тракторов показы ваю т, что при т р е ­ л ев к е леса тракто рам и ТДТ-55 удельны е затр а ты времени на сбор пачки будут минимальными при 13...20 деревьях в пачке, если сред­ ний объем хлыста 0,3...0,4 м3, и при 10...14 деревьях в пачке, если средний объем хлыста 0,5...0,8 м3. П ри трелевке леса трактор ам и ТТ-4 эти затр а ты будут наименьшими при среднем объеме хлыста 0,5...0,8 м3, когда в пачке 12...20 деревьев, а при среднем объеме хлыста 0,9...1,5 м3, когда в пачке 9...14 деревьев. П ри расстоянии подтаскивания деревьев к трактору до 20 м пачку формируют обычно в один прием, а при большем — в два. Если трактор не снабж ен специальным трелевочным оборудо­ ванием: лебедкой с тяговым канатом, погрузочным щитом, как, например, тракторы Т-ЮОМ или Т-130, сбор и формирование п ач ­ ки производятся иначе. Т рактор заходит в дальний конец ленты (пасеки) и останавливается у вершины дальнего хлыста. Рабочий чокерует его и кольцо чокера н адевает на прицепный крю к тр а к то ­ 31 ра. З а т е м трактор перем ещ аю т в сторону погрузочной площадки, останавли ваю т у вершин очередных хлыстов, и рабочие произво­ д я т их прицепку. Эта операция повторяется до тех пор, пока не будет сф орм ирован а пачка. Ф ормирование пачки путем прицепки отдельных хлыстов к крю кам тр ак тора Т-100М или Т-130 целесо­ образно применять в н асаж д ен иях со средним объемом хлыста 0,6 м3 и выше. При работе в н асаж д ен и я х с меньшим средним о б ъ ­ емом хлыста чокеровку лучше производить предварительно, до прибытия трак то ра на пасеку. В зимнее время, когда необходимо формировать большие п ач ­ ки (до 20...25 м 3), эту операцию целесообразно выполнять в два приема с применением собирающих канатов, д ля чего один соби­ раю щ ий ка н а т распол агаю т с одной стороны волока у места чокеровки хлыстов, а второй — с другой стороны. С н а ч а л а формируют одну пачку, вы таскиваю т и оставляю т на волоке в месте, удобном д ля ф ормирования воза, а затем вторую. Д а л е е кольца чокеров обеих пачек н адеваю т на прицепные крюки трак то ра, и он т р а н с ­ портирует воз на погрузочный пункт. Д л я облегчения сбора и ф о р ­ мирования воза целесообразно на тракторе Т-100М и Т-130 у с т а ­ н авливать однобарабанную лебедку. Отцепку пачки необходимо производить так, чтобы затр а ты на выравнивание комлей были минимальными. Так, при трелевке за вершину д ля уменьшения р азб ега комлей следует сн ач ал а отцепить короткие хлысты (деревья), а затем длинные, предварительно про­ тянув их вперед на требуемое расстояние. При трелевке ком лям и вперед пачку отцепляю т так, чтобы комлевы е торцы были на одной линии с торцами предыдущих пачек. О кончательное вы равнивание комлей производят тр актором при помощ и погрузочного щита, бульдозерного о тв ал а или толкателя. П ри челночном способе лес трелю ется в течение смены пооче­ редно из двух пасек. С формировав и доставив на погрузочный пункт прямы м ходом пачку с одной пасеки, тракторист без р а зв о ­ рота н ап рав л яется во вторую. П осле подтрелевки пачки на погру­ зочный пункт со второй пасеки он н ап р ав л яется в первую пасеку И т. д. П р и постепенных рубках подтаскивать деревья (хлысты) на волок необходимо так, чтобы они не п овреж д али подрост и стволы растущих деревьев. П ри этом трактор не д олж ен сходить с волока. Воз формирую т на волоке из нескольких подтрелеванны х пачек. Трелевать лес ж елател ьно на две погрузочные площ адки д ля об е­ спечения располож ения пачек ком лям и в н аправлении вывозки. Если имеется только одна погрузочная п лощ ад ка, то пачку, в ко ­ торой располож ение комлей не совпадает с направлением в ы в о з­ ки, трелюю т в противоположную от погрузочной площ адки сторо­ ну. З а т е м снимают чокеры, зачокеровы ваю т пачку с противополож ­ ного конца общим чокером и транспортирую т ее на погрузочную площ адку. П ри применении тракторов д ля бесчокерной трелевки, подборщ иков-трелевщ иков пачек и валочно-трелевочных машин техноло­ 32 гический процесс трелевки леса значительно упрощается. Так, при применении трактора с гидроманипулятором (ТБ-1, ЛП-18А ) он п ерем ещ ается по волоку и при помощи гидром анипулятора з а х в а ­ ты вает за комли или вершины хлысты (деревья) и у к л ад ы в а ет на коник, где они закреп ляю тся без чокеров специальными устройст­ в ам и (заж и м н ы м и рычагами, канатны м и увязочными устройства­ ми). З а т е м сформ ированная пачка трелюется на погрузочный пункт. Р а з г р у з к а пачки производится движением трактора вперед при раскрытом увязочном устройстве. П одборщ ик-трелевщ ик пачек производит трелевку сф орм иро­ ванных пачек. По прибытии на пасеку он зах в аты в ает очередную пачку, опустив челюстной захват, а затем в полуподвешенном по­ ложении трелюет ее на погрузочный пункт. Р а зг р у зк а пачки про­ изводится раскры тием челюстного захвата. Технологический процесс трелевки леса валочно-трелевочными м аш инами в основном такой же, ка к и тракто рам и с гидром анипу­ лятором. 1.8. Технологический процесс и приемы работы при трелевке леса лебедками Особенность лебедочной трелевки — о б язат е л ьн ая п рямолиней­ ность волоков, что не позволяет огибать препятствия, участки м о­ л од н я ка и семенные деревья и относится к числу недостатков это­ го способа. Н едостаткам и являю тся т а к ж е сложность и трудоем­ кость м онтаж но-дем онтаж ны х работ и больш ая потребность в канатах. Процесс трелевки леса леб ед кам и состоит из следующих основных операций: подачи грузового трелевочного ка н а та на л е ­ сосеку к месту наб ор а пачки, чокеровки хлыстов (деревьев) и ф ор­ мирования пачки, перемещения ее на погрузочный пункт (верхний с к л а д ), отцепки пачки. П о д ач а грузового к а н а та на лесосеку к месту н аб ор а пачки в целях сокращ ения продолжительности рейса д о л ж н а осущ ествлять­ ся на II или III передаче. Трел евка пачки производится на I или II передаче в зависимости от состояния волока и величины нагрузки на рейс. П риемы чокеровки и ф ормирования пачки в основном такие же, как и при тракторной трелевке. О днако при трелевке за вершины чокеровать деревья необходимо со смещением в сторону комля на 1,5...2,5 м, чтобы в процессе перемещения пачки не о б л а м ы в а ­ лись ее вершины. Д л я плавного и постепенного формирования п а ч ­ ки из нескольких крупномерных деревьев целесообразно прим е­ нять чокеры различной длины. Особо крупные и примерзшие к снегу деревья необходимо трогать с места сдвиганием их в сто­ рону. Д л я этого рекомендуется пропустить чокер через б л и ж а й ­ ший в стороне пень или валить крупномерные д еревья вершинами кримерно под углом 60° к волоку. Если на трелевке применяется Т П У с полупогрузочными стре­ лами, по прибытии пачки на погрузочный пункт, чтобы облегчить 2 Зак. 2241 33 работу на отцепке, лебедчик не выклю чает грузовой б а р а б а н л е ­ бедки до тех пор, пока передняя часть пачки не поднимется при­ мерно д о половины высоты мачты. П ри выключении б а р а б а н а после этого п ачка уп адет на землю, стволы р азъ ед ин ятся и займут более удобное положение д ля отцепки. После отцепки подтрелеванны е хлысты (деревья) разворотным канатом п одаю тся на по­ грузочную площ адку. П ри применении на трелевке установки У К - I P (Т П У :7) по­ грузка пачки совмещ ена с трелевкой и выполняется в конце ц и к­ л а трелевки. В этом случае отцепка чокеров производится после погрузки комлевой части пачки на коник лесовозного транспорта. П осле отцепки пачки чокеры холостым трелевочным канатом подаются на пасеку к месту набора очередной пачки, и весь про­ цесс повторяется. 1.9. Машины и оборудование, применяемые на трелевке леса Общие сведения. В связи с разн ообразн ы м и природными у сл о­ виями на трелевке леса применяются различны е маш ины и обору­ дование: специальные трелевочные тракторы ТДТ-55 и ТТ-4, тр е ­ левочные тр акторы с гидроманипулятором ТБ-1 и Л П -18А для бесчокерной трелевки, тракторы общего назначения Т-100М, под­ борщики-трелевщики пачек хлыстов и деревьев Л Т-40 и ЛТ-157, валочно-трелевочные машины ВТМ-4 и ЛП-17, специальные тр е ­ левочные лебедки Л Л -8 , Л Л -14М , Л Л -12 А в ком плекте с к а н а тн о ­ блочными установкам и ТПУ с погрузочными стрелами, УК-1Р (ТПУ-7), УК-1С. Т р ак торн ая тр елевка леса в С С С Р применяется с 1934 г. и до 1948 г. производилась гусеничными тракто рам и общего н азн ач е­ ния. Л ес тр ел евался волоком сортиментами, а в послевоенный пе­ риод — хлыстами. Эти тракторы не отвечали в полной мере у сл о­ виям работы в лесу и были достаточно эффективны лиш ь в кру п ­ номерных л есон асаж ден и ях У р ала и Сибири. В 1948 г. был принят к серийному производству специальный трелевочный трактор К Т -12 на гусеничном ходу, созданный К иро в­ ским заводом (г. Л ен и нград ) совместно с Л Т А имени С. М. К и ро ­ ва. Это был первый в мире специальный трелевочный трактор. Д ал ьн ей ш е е соверш енствование трелевочных тракторов шло по пути увеличения мощности д вигателя, усиления и улучш ения х о ­ довой части, трансмиссии и навесного трелевочного оборудования и приспособления их д ля работы применительно к различны м л е ­ соэксплуатационным условиям. В настоящ ее время тр ак то р ам и трелюется около 80% з а г о т а в ­ ливаемого леса. Н едостаток тракторов — ограниченность прим е­ нения в холмистой и заболоченной местностях и большие затр аты энергии на самопередвижение. Л еб ед ки на трелевке леса н ачали применять в 30-х годах. Н а и ­ более распространены несамоходные двух- и многобарабанны е л е ­ бедки с приводом от д ви гателя внутреннего сгорания. М н огобар а­ 34 банные лебедки имеют от трех до шести бараб ан ов и прим еняю т­ ся на лесосечных раб отах д ля привода в действие трелевочных и трелевочно-погрузочных канатны х установок. Л ебедки с четырьмя и более б ар аб ан ам и н азы ваю тся агрегатными, ими можно выпол­ нять несколько операций без привлечения других механизмов. В последние годы проведена больш ая работа по сокращению ти п а­ ж а лебедок, унификации их узлов и деталей, улучшению тягово-ско­ ростных характери сти к, созданию удобств в эксплуатации и об слу­ живании. Новые трелевочные лебедки оборудованы кабинам и д л я лебедчиков, снабж ены коробками перемены передач для увеличе­ ния числа скоростей намотки канатов на б арабан ы , пневматиче­ скими фрикционными муф тами сцепления и пневматическими то р ­ мозами. Д л я плавного подторм аж и ван ия б ар аб ан о в применены д и ф ­ ф еренциальны е золотники. Значительно усоверш енствованы конст­ рукции и канатно-блочных трелевочных установок. В настоящее время выпускается ун иверсальная канатно-блочная установка УК-1 с несущим канатом в пяти различны х модификациях, к а ж д а я из которых рассчитана на применение в определенных л есоэксплуа­ тационных условиях. Больш инство узлов в этих модификациях уни­ фицировано, что позволило уменьшить их стоимость. П одробно эти установки описаны в гл. 6. Гусеничные трелевочные тракторы ТДТ-55, ТТ-4, Т-100М и Т-130Г. Т р а к т о р ы Т Д Т - 5 5 и Т Т - 4 предназначены д л я тр е­ левки хлыстов и деревьев за вершину или комель в полупогруженном положении (рис. 1.8). Д л я этого они сн аб ж ены специальным технологическим оборудованием: лебедкой и погрузочным щитом. Тракторы имеют рамную конструкцию остова и ходовую систему с упругой (балансирной) подвеской, которая обеспечивает ровный и мягкий ход, высокую проходимость и маневренность. ТДТ-55 о т­ носится к классу тракторов малой мощности, и его рекомендуется применять в тонкомерных и средней крупности л есон асаж ден и ях (<7хл^0,4 м3), а ТТ-4 — к классу тракторов средней мощности. Его целесообразно использовать на трелевке в средних и крупномерных лесонасаж дениях (^Хл ^ 0 , 4 м3). Т р а к т о р ы Т-100 М и Т-130 Г — общего назначения и имеют рамную конструкцию. Ходовая система сн аб ж ен а полужесткой под­ веской. Б л а г о д а р я специальной коробке передач тракторы о тл и ча­ ются хорошей реверсивностью движения. И з вспомогательного оборудования имеются в ал отбора мощности и гидросистема с двумя шестеренчатыми насосами. В лесной промышленности Т-ЮОМ и Т-130Г применяются на трелевке леса волоком за верш и ­ ну в крупномерных н езахлам лен ны х насаж дениях, а т а к ж е на д о ­ рожных и транспортных работах. Д л я удобства сбора деревьев (хлыстов) в пачки и их отцепки на погрузочном пункте тракторы снабж ены специальным прицеп­ ным оборудованием: ТДТ-55 и ТТ-4 собирающим канатом со сто­ п н ы м разрезны м кольцом на конце и комплектом чокеров, а -100М и Т-130Г двум я двурогими крю ками и комплектом у д л и ­ ненных чокеров или ж е одним двурогим крюком, двум я собираю2* 35 Рис. 1.8. Гусеничные трелевочные тракторы: а — ТДТ-55; б — ТТ-4 щими ка н а т ам и со стопорными разрезны м и кольцами на конце и комплектом чокеров (табл. 1.2). Гусеничные тракторы для бесчокерной трелевки ТБ-1 и ЛП-18А. Т р а к т о р Т Б -1 создан на б азе трактора ТДТ-55 и отличается лишь конструкцией навесного рабочего трелевочного оборудования, которое состоит из гидром анипулятора с клещ евым захватом и ко ­ ника с заж им ны м и ры чагам и (рис. 1.9, а). Г идроманипулятор — стреловый, рычажно-ш арнирны й, непол­ ноповоротный, служ и т д л я зах в ата поваленных деревьев (хлыстов) 36 Рис. 1.9. Гусеничные бесчокерные трелевочные тракторы: а — ТБ-1; 6 — Л П - ISA Табл. 1.2. Размеры собираю щ их канатов и чокеров Чокеры С обираю щ ий канат М ар к а тр а к то р а Т Д Т -55 ТТ-4 Т-100М , Т-130Г Т-100М, Т-130Г длина, м ди ам етр, мм 3 0 .. .40 3 5 ...4 5 2 0 ...2 5 1 7 ...1 9 2 0 ...2 2 2 0 ...2 2 Техническая ко л и чество в к о м п л екте, шт. 12. 15. 15. 10. на шестой на седьмой на восьмой Д орож ны й просвет, м Вес трак тора в рабочем состоянии, кН 0 ,5 8 9 0 ,0 1 ,7 . .2 1 ,8 . .2 ,5 1 , 8 . .2 ,5 2 ,5 . .3 ,5 .15 .20 .20 .15 характеристика ТДТ-55 М арка трактора СМД-14Б М арка двигателя 45,7 М ощность двигателя, кВт 39,2 М аксимально допустимая н агрузка на щит, кН Тяговое усилие лебедки, кН 70,56 К анатоем кость б ар аб ан а лебед­ 40 ки, м Д иам етр к ан ата, мм 20 Тяговое усилие на крю ке, кН С корость движ ения, м /с 4 9 ,8 на первой передаче 0 ,6 9 3 4 ,8 на второй 0 ,9 3 2 4 ,8 на третьей 1,21 13,0 на четвертой 1,87 4,41 на пятой 3,06 длина, м ди ам етр, мм 9. . 1 2 ... 1 4 ... 1 4 ... 13 14 1Ь 1Ь тракторов Т-130Г Д-130 103 — ТТ-4 АМ-01 81,0 5 8 ,8 Т-100М Д-108 79,6 — 11,76 50 .— — — — 22 — — 97,0 0,65 82,3 0 ,7 6 62,7 0,95 45,1 1,25 39,2 1,46 32,3 1,7 2 2 ,5 2 ,1 3 14,7 2 ,8 3 0,55 122,5 93,1 0 ,6 6 54,9 1.С6 44,6 1,25 2 8 ,4 1,8 14,7 2,81 , 92,1 0,88 6 3 ,7 1,22 41,2 1,77 2 6 ,8 2 ,4 4 — — — — 0 ,3 9 112,2 0,385 137,0 и у кл ад ки на коник. Гидроманипулятором можно подтаскивать д е­ ревья или хлысты в пределах радиуса действия. Коник служ и т д ля закрепления комлей или вершин хлыстов (деревьев), погруженных на трактор, и разгрузки пачки на погру­ зочном пункте. Н а р ам е т р ак т о р а коник закреплен шарнирно. З а ­ ж им ны е рычаги его выполнены из двух шарнирно-соединенных ч а ­ стей. Верхние части рычагов могут поворачиваться относительно нижних внутрь коника. Это позволяет плотно у в язы в ать пачку деревьев (хлыстов) независимо от ее объема. У вязка пачки — к а ­ натная. З а кр еп л ен и е пачки на конике обеспечивается гидроакку38 мулятором, который по мере уплотнения пачки пополняет рабочую жидкость в гидроцилиндре и компенсирует ее утечку. Управление трелевочным оборудованием осущ ествляется из кабины трактора. Кабина, л еб ед ка и механизм передней навески (бульдозера) видо­ изменены по сравнению с ТДТ-55. Т р а к т о р Л П -18А создан на базе трак тор а ТТ-4 и имеет н а ­ весное рабочее трелевочное оборудование, аналогичное ка к и у ТБ-1, а т а к ж е щит (рис. 1.9, б ). Щ ит сл уж и т грузовой площ адкой и мож ет быть использован д л я вы равнивания комлей и ш та б е л е в ­ ки хлыстов на погрузочном пункте. Н а щите установлен коник с увязочным устройством д ля закрепления деревьев (хлы стов), по­ груженных на трактор. У вязка одного дерева или всей пачки осу­ ществляется канатной петлей при помощи лебедки трактора. У правление трелевочным оборудованием осущ ествляется из к а ­ бины трактора. Техническая характеристика рабочего оборудования М арка трактора У гол поворота гидром анипулятора в горизон­ тальной плоскости, град Вылет клещ евого захв ата, м: минимальный максимальный Величина раскрытия зах в ата, м Грузоподъемность клещ евого зах в ата, кН : минимальная м аксим альная Рабочее давление в гидросистеме, МПа К райнее полож ение зах в ата по высоте отн о­ сительно грунта, м: выше поверхности грунта ниже поверхности грунта Вес трактора в рабочем состоянии, кН т р е л е ВОЧ НОГ О ТБ-1 157 ЛП-18А 120 2 5 0 ,1 3 ...0 1,35 5 0 ,0 8 ...0 ,8 19,6 4 9 ,0 12,8 2 9 ,4 9,81 5 ,5 0 ,7 102,9 5 0 ,7 147,0 П одборщики-трелевщики пачек ЛТ-40 и J1T-157. В связи с при­ менением на-лесосечных р аботах валочно-пакетирую щих машин на трелевке леса используются подборщики-трелевщ ики пачек, со­ зданные на б азе колесных тракторов К-703 и Т-157 (рис. 1.10). Они оснащены специальным навесным трелевочным оборудованием: лебедкой, стрелой, гидравлическим клещ евым захватом , у в язо ч ­ ным устройством и упором с гидроприводом. Т ракторы имеют шарнирно-сочлененную рам у и все колеса в е ­ дущие, что обеспечивает им высокую маневренность на лесосеке. Скорости движ ения колесных тракторов по волоку выше, чем гусе­ ничных, и они особенно эффективны на средних и больших р ассто я­ ниях трелевки. Такие тракторы находят применение на прямой вывозке деревьев или хлыстов (непосредственно с лесосеки на н и ж ­ ний склад) на расстояние 8...10 км. Однако проходимость колес­ ных тракторов на лесосеках со слабой несущей способностью грун­ тов и при глубоком снеге хуже, чем гусеничных. Кроме того, н а ­ 39 весное трелевочное оборудование на тр ак то р ах располож ено так, что при трелевке пачки деревьев (хлыстов) задние колеса пере­ гружены. Это приводит к образованию колеи на слабы х грунтах, а следовательно, к уменьшению скорости движения или нагрузки на рейс. Основным узлом навесного трелевочного оборудования является клещ евой з а х в а т с увязочным устройством. Челюсти за х в а т а о т­ кры ваю тся и зак р ы ваю тся гидродилиндром. Увязочное устройство Рис. 1.10. Подборщ ик-трелевщ ик пачек J1T-157: 1 — б у л ьд о зер ; 2 — о гр а ж д е н и е р а д и а т о р а ; 3 — о гр а ж д е н и е к а п о т а и каби ны ; 4 — л е б е д к а ; 5 — б л о к эл ек тр о п н е в м о к л а п а н а ; 6 — редуктор п ривода л е б е д ­ ки; 7 — щ и т; 8 — а р к а ; 9 —• за х в а т ; 10 — о гр а ж д е н и е н иж н ее на Л Т-40 — канатное и п р едставляет собой петлю, пропущенную концами через н ап равл яю щ и е блоки на челюстях и ролики на стре­ ле и соединено при помощи серьги с канатом лебедки. П ри н а м а ­ тывании к а н а та на б ар аб ан лебедки петля уменьшается и п р и ж и ­ мает пачку к ребрам челюстей захв ата. Увязочное устройство на Л Т-157 отличается от описанного лишь способом запасовки увязочного каната. Упор — бульдозерного типа, предназначен д ля выравнивания комлей, окучивания пачки деревьев (хлы стов), у д ер ж а н и я трактора при подтаскивании пачки лебедкой и защ иты колес и рам ы т р а к ­ тора от повреж дения ком лями трелюемой пачки. П одъем и оп у ска­ ние щита производится гидродилиндром. Валочно-трелевочные машины ВТМ-4 и Л П-17. Эти машины без применения ручного труда производят срезание и н ап р ав л ен ­ ный повал деревьев, погрузку комлей деревьев на коник устрой­ ства д ля формирования пачки, увязку, трелевку, пачки деревьев на погрузочный пункт и ее разгрузку. М а ш и н а В Т М - 4 выполнена на б азе тр ак тор а ТТ-4 и имеет следующее навесное технологическое оборудование: пильный м е х а­ низм, механизм направленного п овала спиленных деревьев, погру­ зочно-формировочное устройство, разгрузочный щит, бульдозер со снегоочистителем. Пильны й механизм приводится в действие от гидродвигателя и снабж ен цепным пильным аппаратом консольно40 Те хническая характеристика пачек М арка трактора М арка двигателя М ощность дви гателя, кВт Разм ер шин Д авл ен и е в ш инах, МПа Количество ступеней передач Количество скоростей движения вперед Д и ап азо н скоростей, м /с М аксимальное тяговое усилие на крюке, кН Тяговое усилие лебедки, кН Канатоем кость барабана лебедки, м Диаметр к а н а та , мм М аксимальное раскрытие челюстей зах в ата, м М аксимальный объем трелюемой пачки, п л. м3 К ол ея, мм Дорож ны й просвет, мм Габаритные размеры, мм: длина ширина высота Вес трак тора в рабочем состоянии с навесным трелевочны м оборудова­ нием, кН В том числе навесное трелевочное оборудование подборщиков-трелевщиков ЛТ-40 К-703 ЯМЗ-238НБ 147,2 7 0 0 ...6 6 5 0 ,1 3 7 ...0 ,1 9 6 4 16 ЛТ-157 Т-157 СМД-62 127 6 1 0 ...6 6 0 0 ,1 0 8 ...0 ,1 6 7 0 ,7 8 ...9 ,0 4 58,8 1 ,5 ...8 ,7 5 39,2 117,6 40 22 3 ,5 7 1 ,0 40 19 3 ,2 8 ...1 0 6. ..8 2110 530 1910 515 7300 2810 3360 158,8 6700 2540 2900 126,4 3 4 ,3 2 9 ,4 — 8 го типа. Он установлен на специальной подвеске, которая обеспе­ чивает подвод пильного а п п ар ата к дереву и установку на нужной высоте от зем ли путем перемещения ап п ар ата в горизонтальном и вертикальном направлениях. Погрузочно-формировочное устройство состоит из коника, по­ грузочного и обвязочного рычагов и гидрополиспаста. Погрузочный рычаг сл уж и т д ля приема спиленного дерева и погрузки его ко м ­ ля на коник, а обвязочный рычаг — д ля увязки формируемой п ач­ ки деревьев канатом, чтобы она не сп о л зал а с коника при д в и ж е ­ нии машины. Гидрополиспаст установлен под коником и п ред на­ значен д ля з а т я ж к и канатной петли, об разовавш ей ся после закры ти я обвязочного рычага. Валочно-трелевочная машина Л П - 1 7 выполнена на базе трак то ра ТБ-1 и относится к манипуляторному типу машин. Навесное технологическое оборудование вклю чает гидром анипу­ лятор, захватно-срезаю щ ее устройство и коник. Захватно-срезаю Щее устройство состоит из двух заж им ны х рычагов симметричной формы, цепного пильного механизм а и гидродомкрата д ля н а п р а в ­ ленной вал ки спиленных деревьев. Оно установлено на конце р у ­ кояти гидром анипулятора на одном вертикальном и двух горизон­ тальных у п р ав л яем ы х ш арнирах. С редняя продолжительность ц и к ­ л а валки и у кл ад ки дерева на коник 50...60 с. 41 М аш ины ВТМ-4 и Л П -1 7 могут раб отать т а к ж е в реж им е в а л ­ к а — пакетирование. Кроме того, Л П -1 7 можно использовать на подготовительно-вспомогательных раб отах на лесосеке и подборе поваленных деревьев. Т е х ническая характеристи ка валочно-трелевочных машин М арка машины Привод рабочих органов Тип гидронасосов Тип гидродвигателя пильного механизма Д авл ен и е в гидросистеме, МПа Тип пильного механизма М аксим альны й диаметр спиливаемых д е ­ ревьев, м У гол поворота захватно-срезаю щ его уст­ ройства относительно вертикальной оси, град М аксимальный валочный момент, кНм М аксимальный вылет погрузочного ры ча­ га от продольной оси машины, м Грузоподъем ность погрузочного рычага на м аксим альном вылете, кН Вылет гидром анипулятора, м: минимальный максимальны й У гол поворота гидром ан ип улятора, град Грузоподъемность гидром анипулятора на вылете, кН : минимальном максимальном Т яговое усилие гидром анипулятора, кН Производительность машины при рассто­ янии трелевки до 300 м, м3/ч Габаритные размеры машины в тран с­ портном полож ении, мм: длина ширина высота Общий вес машины, кН ВТМ-4 ЛП-17 Гидравлический Ш естеренчатые МНШ-160 210.20 или НШ-50 9 ,8 12,8 Ц епной, консольны й 0 ,6 5 1, 2 320 70 3 ,7 75 29,4 1,7 6 173 19.6 7^8 Д о 20 19.6 Д о 15 6670 2800 3440 155,0 7050 2470 3500 112,7 Трелевочные лебедки. Л е б е д к а Л Л - 8 предназначена д ля привода в действие канатны х трелевочных и трелевочно-погрузоч­ ных установок, применяемых в равнинной и горной местностях (рис. 1.11, а). О на мож ет применяться т а к ж е на разгрузке, вы ­ грузке леса из воды и штабелевке. Л еб ед к а выпускается в че­ тырех- и пяти бараб ан ном исполнении, с генератором тока и без него. Основное исполнение — четы рехбарабанное, без ген ера­ тора тока высокой частоты. Л еб ед ки Л Л -12А и Л Л -1 4 М унифицированы и отличаются друг от друга в основном количеством барабанов. Л е б е д к а Л Л -12 А п редназначена д л я привода в действие подвесных канатны х установок, д вух б ар а б а н н ая . По требованию зак азч и к а она сн аб ж а ется устройством д ля самопередвиж ения, аэродинамическим зам едли телем и канатоведущ им шкивом. Устройство д ля самопередвиж ения позволяет зата ски в ать лебедку 42 вверх по горному склону к месту установки. Аэродинамический з а ­ медлитель п редставляет собой вентилятор и сл у ж и т д ля п о д д е р ж а ­ ния требуемой постоянной скорости спуска каретки с грузом по н е­ сущ ему канату установки. Он устанавли вается на первичном вал у редуктора лебедки и снабж ен муфтой включения. Рис. 1.11. Трелевочные лебедки Л е б е д к а Л Л - 1 4 М — четы рехб араб ан н ая и имеет то ж е н а ­ значение, что и Л Л - 8 (рис. 1.11, б). М ож ет применяться т а к ж е для привода кабель-кранов. Л ебедки сн абж ены пневмооборудованием д ля управл ен ия ф р и к­ ционными муфтами сцепления и тормозами. Компрессор обеспечиВает рабочее давлен ие в пневмосистеме 68,6 кП а. 43 Техническая характеристика М арка лебедки М арка двигателя М ощность двигателя, кВт Ч исло барабанов, шт. Грузовой основной барабан (рабочий тр е­ левочный): наибольшее тяговое усилие, кН скорость движ ения к ан ата, м /с Диаметр к ан ат а, мм канатоем кость, м Возвратный основной барабан (возвратный трелевочный): наибольш ее тяговое усилие, кН скорость дви ж ен ия к а н а т а , м /с Диаметр к ан ат а, мм канатоем кость, м Грузовой вспомогательны й барабан (по­ грузочный): наибольшее тяговое усилие, кН скорость дви ж ен ия кан ата, м /с диам етр к ан ата, м канатоем кость, м В озвратны й вспомогательный барабан (вспом огательны й погрузочный): наибольш ее тяговое усилие, кН скорость движ ения к а н а т а , м /с диаметр к а н а т а , мм канатоем кость, м Вспомогательный приставной барабан (канатоведущ ий шкив): наибольш ее тяговое усилие, кН скорость движ ения к ан ата, м /с диаметр к ан ата, мм канатоем кость, м Габаритные размеры , мм: длина ширина высота Вес лебедки без канатов, кН 1.10. лебедок ЛЛ-8 ЯМЗ-236 132 4. . . 5 ЛЛ-14М ЛЛ-12А Д37Е-С2 37 2 4 6 1 ,7 0 ,3 2 ...4 ,5 20 400 46 0,5 . . . 6 , 8 12,5 15,5 1000 550 2 2 ,5 0 ,3 8 ...7 ,7 2 11 800 6 1 ,7 0 ,1 7 ...1 ,9 8 2 2 ,5 100 2 2 ,5 0 ,3 8 ...5 ,5 11 200 2 2 ,5 0 ,8 6 ...1 ,6 6 11 200 3830 3015 2250 44,1 — — — — 2 5 ,5 0 ,4 5 ...7 ,7 6 9 ,9 800 39,2 25,5 0 ,ЗЕi . . .6 ,2 15 9 ,9 160 250 — .— — — 17,6 0 ,7 ...7 ,6 9 ,9 — 2130 2110 2540 2 0 ,6 25,5 0 ,4 5 ...7 ,7 6 9,9 250 ---- ----- 2350 2200 2520 2 7 ,4 Полуподвесные канатные трелевочные установки для равнинной местности Н а лесосечных раб отах в равнинной местности применяются канатны е установки У К - I P (ТПУ-7) и ТПУ с погрузочными стре­ лами. У с т а н о в к а У К - I P п редставляет однопролетную полуподвесную трелевочно-погрузочную установку с несущим канатом, приводится в действие от лебедки Л Л -8 и позволяет трелевать п ач­ ки деревьев или хлыстов ком лям и вперед на расстояние до 350 м. Она состоит из двух мачт 2 и 6, несущего ка н а та 5, грузовой к а р е т ­ ки 4 с подвесным крюком 9, полиспаста 12 для н атяж ен ия несущ е­ го каната, лебедки 1 и ком плекта канатов и блоков 8 (рис. 1.12, а). П е ред н я я м ачта изготавливается из сосны и л и ел и длиной 12...14 м и диаметром в вершине не менее 0,25...0,3 м, а зад н яя мач44 та 6 — растущ ее дерево диаметром на высоте груди около 0,4 м. Погрузочные мачты в установке отсутствуют, так ка к погрузка сов­ мещена с трелевкой и выполняется в конце трелевочного цикла. Д л я этого лесовозный транспорт 10 устан авл и в аю т так, чтобы ко­ ник для комлевой части пачки был под несущим канатом. Д л и н а несущего ка н а та 400 м, диаметр 26...28 мм. Н а тяж е н и е производит­ ся вспомогательным б араб ан о м лебедки через полиспаст 12. Рис. 1.12. Канатные трелевочно-погрузочные равнинной местности установки для Т П У с п о г р у з о ч н ы м и с т р е л а м и — установка без не­ сущего каната. Она приводится в действие от лебедок Л Л -1 4М или Л Л -8 и позволяет трелевать пачки хлыстов (деревьев) вершиной вперед на расстояние до 300 м. Состоит из трелевочной мачты 1, Двух погрузочных стрел 5, канатной системы 6 д л я трелевки, к а ­ натной системы 3 д ля разворота подтрелеванных пачек и погрузки их на лесовозный транспорт и лебедки 2 (рис. 1.12, б). В качестве мачты используют растущ ее дерево диаметром 0>35...0,4 м на высоте груди или ж е хвойное бревно диаметром в вершине не менее 0,25...0,3 м. Д л и н а мачты 12... 14 м. Погрузочные стрелы — деревянные и изготавливаю тся обычно из хвойных бре®ен длиной 8...9 м и диаметром в вершине не менее 0,2 м. Стрелы Устанавливаются так, чтобы их вершины находились над осью л е ­ совозного уса. 45 1.11. П роизводительность трелевочны х машин Расчет рейсовой нагрузки на трелевочную машину. О бъем п ач ­ ки хлыстов или деревьев, перемещ аемы й трелевочной машиной за один рейс, зависит от тяговых возможностей машины, дорож ных условий и способа перемещения груза и оказы в ает существенное влияние на производительность. Чтобы рассчитать рейсовую н а ­ грузку на трелевочный трактор, необходимо составить уравнение Рис. 1.13. Схемы для расчета рейсовой нагрузки тре­ левочного трактора равномерного движ ения трактора с грузом. П ри трелевке хлыстов или деревьев в полупогруженном положении (рис. 1.13) оно имеет следующий вид: FK= P ( w T± i p) + Q k ( w T± i p) + Q ( l - k ) ( wn ± i p), где FK — к а сательн ая силы тяги трактора, кН; Р — вес тр ак тора, кН; Q — вес трелюемой пачки, кН; k — коэффициент распределения в е­ са трелюемой пачки меж ду трактором и волоком; шт — удельное сопротивление движению тр ак тора по волоку; w a -— удельное со­ противление движ ению пачки по волоку; гр — расчетное значение уклона волока в тысячных долях. Тогда вес трелюемой пачки бу­ дет равен Q ________ Т к Р (Шт Ч ip ) _________ /j J4 _ k (ii>T + (р ) + (1 — ft) (шп ± ip) ' Коэффициенты сопротивления движению трак тор а и пачки д е ­ ревьев или хлыстов по волоку зав и ся т от времени года, способа и вида трелевки и приведены в табл. 1.3. Коэффициент k показы вает, к а к а я д оля веса пачки приходится на трелевочный трактор. Он зависит от способа и вида трелевки. Значения коэффициента приведены в табл. 1.4. П ри трелевке во л о к о м без подъема передней части п е р е м е щ а ­ емой пачки k = 0. Тогда форм ула (1.1) д ля определения веса тр е ­ люемой пачки примет вид Q = 46 , (1.2) Т абл. 1.3. Значения ы?т и w n Значения шт и доп при т р е л е в к е , к г / т ТД Т -55 Н аим ен овани е дв и ж у щ его ся п о во л о ку о бъекта зимой Трактор Хлысты Деревья 9 0 ...1 8 0 500 700 Т абл. 1.4. летом зимой летом 1 4 0 ...2 5 0 700 900 1 0 0 ...1 4 0 500 700 1 2 0 ...1 8 0 700 900 Значения коэф ф иц и ента k З н ач ен и я к п р и тр елевк е С редний объем хлы ста, м 3 0 ,2 0 ,4 верш инам и вп е р ед Т-100М ТТ-4 Значения к п р и т р е л е в к е Средний объем ко м л ям и вп е ­ х л ы ста, м 3 ред 0,39 0,26 0,72 0 ,6 5 0 ,6 > 0 ,8 вершинами вп еред ком лям н вп е ­ ред 0,23 0,23 0,64 0,6 3 Чтобы вес пачки, полученной по формуле (1.1) или (1.2), т р а к ­ тор мог перемещ ать по волоку без буксования, долж но соблю дать­ ся следую щее условие: F с ц > Е к, где F сц — сила тяги трак то ра по сцеплению, кН: Р с ц ~ Р с ц Ць Ясц — сцепной вес трактора, кН: Р СЦ~ Р + kQ \ Рч — коэффициент сцепления ходовой части т р ак то р а с грунтом. Д л я гусеничных тракторов: летом pi = 0,4...0,8; зимой ри = 0,3...0,5. Тогда Е сц= {P + kQ )\ii. (1.3) Если окаж ется, что F C4<-FK, необходимо определить вес тр ел ю ­ емой пачки по сцеплению, подставив в формулу (1.1) или (1.2) F сц вместо FK. При трелевке хлыстов или деревьев в полупогруженном поло­ жении вес трелю емой пачки мож ет ограничиваться грузоподъем­ ностью трактора: Q < - b k где q — грузоподъемность трактора, кН. Вес трелюемой пачки мож ет т а к ж е ограничиваться Усилием лебедки трактора... Поэтому необходимо, чтобы Q = -Fa — ~ > [х2 cos а + s in а (1-4) тяговым (1-5) 47 где F r — тяговое усилие лебедки тр актора, кН ; а — угол наклона волока к горизонтали, град. З а расчетную н агрузку Qp на рейс трак тор а принимается н а и ­ меньший вес пачки, определенный по форм улам (1.1)...(1.5) и по силе тяги по сцеплению. Объем древесины в трелюемой пачке где QKP — вес кроны в трелюемой пачке, кН ; у — объемный вес д р е ­ весины, к Н /м 3. Вес кроны составляет примерно 13...30% от веса трелюемой пачки. В производственных условиях тяговые свойства трелевочных тракторов используются не полностью, и фактические рейсовые н а ­ грузки, к а к правило, н иж е расчетных. Обусловлено это тем, что на объем трелюемой пачки влияю т условия ее формирования, спо­ соб трелевки (за вершину или комель) и средний объем хлыста. Очевидно, что при одном и том ж е количестве деревьев в пачке с увеличением среднего объем а хлыста н агрузка на рейс трелевоч­ ной машины возрастает. Д л я расчета производительности тр ел е­ вочных машин на трелевке деревьев Ц Н И И М Э рекомендуются сл е­ дующие нормативы нагрузки (табл. 1.5). Т абл. 1.5. Нормативная н агр у зк а на рейс трактора 'ГДТ-55 ТД Т -75 и Т-100М летом Т-100М зимой ТТ-4 ТБ-1 2 ,1 — — — 2 ,1 2 ,5 3 ,5 4 ,0 5 ,8 — — — — — — 6 ,6 6 ,6 2 ,5 3 ,5 4 ,0 1Л 0 ,4 0 ...0 ,4 9 о 0 ,3 0 ...0 ,3 9 © 0 ,2 2 ...0 ,2 9 ьМ ар к а т р а к то р а 0 ,1 8 ...0 ,2 1 Н ормативная н а г р у зк а п р и среднем объем е хлы ста, м ’ i о о ю о 4 ,4 7 ,0 8 ,5 8 ,5 4 ,4 4 ,5 8 ,0 9 ,9 9 ,9 4 ,5 «5 t-. О 4 ,7 9 ,7 12,4 12,4 — А 4 ,9 12,0 14,0 14,0 — . В результате исследований работы трелевочных тракторов, про­ веденных Ц Н И И М Э в различны х производственных условиях, получены средние нагрузки на рейс тр ак то р а (табл. 1.6). При трелевке леса лебедкам и полуподвесным способом вес тре­ люемой пачки зависит от тягового усилия грузового трелевочного б ар аб ан а лебедки и определяется по формуле Ф _ Fт ^бл — kPLclp Фт cos а + s‘n «) ^ р 2 cos а + sin а ’ где Кт — тяговое усилие грузового трелевочного б а р а б а н а л еб ед ­ ки на средних витках, кН; цбл — К П Д блока: 11бл = 0,96; kp — к оэф ­ фициент, учитывающий, к а к а я часть рабочего к а н а та волочится по волоку; L — расстояние от трелевочной мачты до н аправляю щ их 48 Т а бл. 1.6. Н агр у зк а на рейс трактора Н а гр у зк а на р ей с т р а к то р а , м 3 С редний объем х л ы с та, м 3 Д о 0 ,3 0 ,3 1 ...0 ,5 0 ,5 1 ...0 ,7 0 ,7 1 ...0 ,9 > 0 ,9 1 ТД Т-55 за комли за к о м ­ за в е р ш и ­ от вал ьщ и ­ ли ны ка 3 ,0 3 ,5 4 ,7 5 ,4 6 ,0 3 ,2 4 ,8 5 ,5 6 ,3 7 ,3 за ком ли от ЛП -2 2 ,5 3 ,8 4 ,8 6 ,0 5 ,8 ЛП -11-1 (ЛП -18)А ТТ-4 ТБ-1 3 ,0 3 ,5 4 ,5 6,1 6 ,2 з а ком ли 3 ,0 5 ,0 6 ,2 8 ,3 9 ,0 з а верш и ­ ны 3 ,2 6 ,0 8 ,0 9 ,5 12,0 за комли от Л П -2 3 ,6 4 ,9 7 ,4 8 ,8 10,5 угловы х блоков; qp — вес 1 ПОГ. м грузового трелевочного кана та; (ii — коэффициент сопротивления движению ка н а та по волоку: зимой (ii = 0,35; летом |ii = 0,5; р 2 •— коэффициент сопротивления движению пачки по волоку: зимой р,2 = 0,3; летом р,2= 0 ,8 ; а — угол наклона волока к горизонтали: при движ ении пачки по волоку на спуск sin а принимается со знаком минус. Объем трелюемой древесины в пачке м = Q - Q* kк р V Расчет производительности трелевочных машин. П рои зводи тель­ ность трелевочной машины оценивают по сменной вы работке и в ы ­ раб о тке на списочный трактор за год. Н а производительность м а ­ шин на трелевке о казы ваю т влияние расстояние трелевки, средний объем хлыста, почвенно-грунтовые условия, рельеф местности и время года. За ви си т она т а к ж е от их технического состояния, со­ вершенства технологии и организации работ, состояния трелевоч­ ных волоков. С окращ ение за т р а т времени на подготовительно-за­ ключительные работы и техническое обслуж и вани е без ухудшения качества их проведения увеличивает продолжительность рабочего времени на трелевке, а следовательно, и производительность т р е л е ­ вочной машины. Проведение технического обсл у ж и вани я и теку­ щего ремонта трелевочных машин специальной бригадой в межсменное врем я позволяет повысить сменную производительность машин на 6...8%. з).ф1Мср----- мз( я = и Г~ + ~ X (1 6) + 'пр + *0 где Тс — продолжительность смены; с, tn.-з. — время на подготови­ тельно-заключительные операции, с: ^п . - з . = 2400; <pi — коэффициент использования рабочего времени, учитываю щий время на отдых, личные надобности и перенос канатно-блочной системы из сектора в сектор (при трелевке л еб ед к ам и ); М ср — средний объем тр ел ю е­ мой пачки, м3; L — среднее расстояние трелевки, м; пг — средняя скорость д ви ж ени я машины с грузом (скорость перемещения пачки по волоку), м/с; vx — средняя скорость д ви ж ени я машины без груЗа (скорость подачи прицепного оборудования к месту чокеровки), 49 м/с; /пр — врем я на чокеровку д е р е в ь е в (хлыстов) и формирование пачки, с; t0 — врем я на отцепку п ач к и и чокеров на погрузочном пункте, вы равн и вани е комлей, с. L /v r+ L / v x — в рем я пробега тр ел е во ч н ы м средством расстояния трелевки в обоих н ап р ав л ен и я х , принимается по нормативам в ре­ мени на пробег расстояния т р е л е в к и на рейс, приведенным в д е й ­ ствующих норм ах вы работки н а лесозаготовительные работы. При их отсутствии значения vr и их б е р у т с я по технической х ар а к тер и с­ тике машины применительно к к о н к р е тн ы м производственным усло­ виям или ж е определяю тся х р о н о м е т р а ж н ы м и наблюдениями. В ремя tnp и t0 оп ределяется по следую щ им формулам: а) для тракторов ТДТ-55, Т Т -4 (ТДТ-75) и Т-ЮОМ. (при трел ев ­ ке летом) 0 ,8/W 2уИ.п /пР == 2,0 + 0,08/ -\ Н — мин; б) д л я тр а к т о р а Т-ЮОМ при т р е л е в к е зимой ALn top = 5,0 + 0,45 — */Х 175 М гп н------— 5- мин; ч0 в) д л я тракторов ТДТ-55, Т Т -4 (ТДТ-75) и Т-ЮОМ 0,06м сп t 0 — 0,6 -[----- f 0,5Л4Ср мин; г) д ля тракторов ТБ-1 и Л П - 1 8 при в ал к е леса бензопилами М ср 123 ------- —^ 2 - 0 +, 40,4/И ^пр — 0,25^х М ср -)- 0,44 — / И ср -|— —— <7х ср <?о 0,32 мин; t0 = 0,24 /И0р + 1,33 мин (с уч етом вы равн и вани я комлей), где / — среднее расстояние подачи т я г о в о г о ка н а та от трактора к месту чокеровки хлыстов (д еревьев ), м; М ср — средний объем трелюемой пачки, м3; п — количество р аб о ч и х , участвующих в чокеровке хлы с­ тов (деревьев); qx — средний о б ъ ем хлыста, м3; % — ликвидный зап ас древесины на 1 га, м3. Д л я п одборщ и ков-трелевщ и ков пачек tnр и t0 определяются хро­ н ом етраж н ы м и наблю ден и ям и и з-за отсутствия нормативов. При полуподвесной т р е л е в к е леса лебедкам и с применением по­ стоянного прицепного о б о р у д о в ан и я время /пр и t0 зависит от сре д ­ него объема хлыста и об ъ ем а трелю ем ой пачки и определяется по следующим эмпирическим ф о р м у л а м : /np = Ho/Wcp/ tp = bo Л СеД/ср. Коэффициенты а 0, Ь0, с0 о п р ед ел яю тся опытным путем и приве­ дены в табл. 1.7. По форм уле (1.6) о п р ед ел яе т ся т а к ж е производительность л е ­ бедки, занятой на трелевке и погрузке. При этом если трелевка и погрузка производятся в одно и то ж е время, то производитель­ ность лебедки на погрузке д о л ж н а быть равной или несколько в ы ­ ше производительности на тр ел е вк е. Если погрузка производится в процессе трелевки, к а к н ап р и м ер в установке У К -IP, о б щ ая про50 Табл. 1.7. Значения коэф ф ициентов а 0, Ь0, с0 Зн ачен и я коэффициентов С редний объем хлыст а, м 3 0 ,1 5 ...0 ,2 5 0 ,2 6 ...0 ,5 0 Яо 4,1 3 ,5 *0 Зн ач ен и я коэффициентов Средний объем х л ы ста, м 3 с0 3 ,0 2 ,9 0,38 0,24 0 ,5 1 ...0 ,7 5 0 ,7 6 ...1 ,0 а„ 3,1 2 ,3 Ьо с0 2 ,7 2,1 0,18 0 ,1 3 изводительность лебедки определяется ее производительностью на трелевке. При частичном совмещении операций трелевки и погруз­ ки по времени или раздельном выполнении их одним и тем ж е обо­ рудованием общ ая производительность лебедки, обслуживаю щ ей такую трелевочно-погрузочную установку, определяется по формуле j-j . ЛтПп Ят + Лп где Л т — производительность лебедки на трелевке, м3; Я п — п роиз­ водительность лебедки на погрузке, м3. С менная производительность валочно-трелевочной машины ср М ср Чх L (С + с + о + 41 ' ' а ' ‘ уг М ср _L_ 1 м° + ‘ где t\ — время на передвиж ение машины от дер ева к дереву (для машины типа ВТМ-4) или время на подвод захватно-срезаю щ его устройства к дереву и за х в а т дерева (для машин типа Л П -1 7 ), с; Ь — время на спиливание дерева, с; tz — время на погрузку комля спиленного дерева на коник, с; пя — количество деревьев, спиливае­ мых с одной стоянки, шт.; tn — время на перемещение машины с о д ­ ной стоянки на другую в процессе формирования пачки, с; ^ — в ре­ мя на разгру зку машины на погрузочном пункте и вы равнивание комлей, с. Н орм ативн ы е данны е д ля расчета производительности валочнотрелевочных машин не установлены. Значения vT и берутся из технических хар актери сти к машин, qx — из лесорубочного билета, другие данны е рассчиты ваю тся или определяю тся хронометражными наблюдениями. В ремя на спиливание дерева , _ пd2 ~4Пп ф2 ’ где d — средний диаметр дерева в месте спиливания, м; Я п — про­ изводительность чистого пиления пильного ап п ар ата, м2/с (берется из технической х арактери сти ки ); ф2 — коэффициент использования пильного а п п ар ата по производительности чистого пиления. По данны м производственных испытаний, маш ина Л П -17 с одн°й стоянки спиливает в среднем 2...3 дерева, переезды с одной стоянки на другую составляю т 9...12 с, н агрузка на р е й с — 5...7 м3. “ ремя на переезды от дерева к дереву д л я маш ины ВТМ-4 в среднсм- 16...20 с, нагрузка на рейс 4,5...7,0 мл и зависит от среднего °бъем а хлыста. 51 Г л а в а 2. ДО РО Ж Н О -ТРАН СП О РТН АЯ СЕТЬ Л ЕС О ЗАГО ТО ВИ ТЕЛ ЬН Ы Х П РЕ ДП РИ Я Т И Й 2.1. Структура дорожно-транспортной сети Объектом деятельности лесозаготовительного предприятия с л у ­ ж ит закрепленны й за ним лесной массив (сы рьевая б а з а ) . Д л я его освоения, а т а к ж е при проведении рубок ухода, охране лесов от п ож аров и выполнения других лесохозяйственных работ необходи­ ма р а зв и т а я д о р о ж н а я сеть. По сроку действия, количеству перево­ зимого груза и за т р а т а м на строительство д о р о ж н ая сеть п о д р а з­ деляется на следую щие составляю щ ие элементы: м а г и с т р а л ь , в е т к и и у с ы (рис. 2.1). М аги страли обычно со ставляю т 2...7%, в е т к и — 10...15 и усы 80...85% от общей длины дорог. П робег транспортных маш ин по м а ­ г и с т р а л я м — 60...70%, веткам — 20...35 и усам — 5...8%. Н е о д и н а ­ ковый объем лесных грузов приходится на различны е элементы дорожно-транспортной сети (рис. 2.2). Н а головной участок м а ги ­ страли — м аксимальный, а на дороги, подходящ ие непосредственно к лесосекам,— минимальный. Это обстоятельство приводит к д и ф ­ ф еренцированным нормам на проектирование м агистралей, веток и усов, необходимости принимать различны е конструктивные решения, по-разному организовы вать их сод ер ж ан ие и ремонт. Собирательный х ара ктер транспорта леса, существенные р а з л и ­ чия эксплуатационны х качеств транспортных путей в п ределах о д ­ ной сырьевой базы приводят к необходимости применять различны е транспортно-технологические схемы. 1. Сеть дорог по своей структуре и качеству сравнительно одно­ родна, низших категорий. В ывозка леса осущ ествляется одним транспортным средством (бестрелевочная в ы в озка). 2. С труктура дорожной сети менее однородна. В ы деляю тся м а ­ гистрали, ветки и усы. Д л я транспортировки леса по лесосекам про­ кл ад ы ваю тся волоки. Транспорт леса в целом состоит из двух технологических элементов — трелевки и вывозки. 3. В структуре дорожной сети ещ е в большей степени н а б л ю д а ­ ется разн и ца м еж д у качеством отдельных ее элементов. И м ею тся грузосборочные дороги, магистрали, подъездны е пути и волоки. Транспорт леса вклю чает: трелевку, подвозку и вывозку. Н аиб ол ее распространенной яв л яе тся вто рая транспортно­ технологическая схема. Т релевка обеспечивает сбор древесины на лесосеке и перем е­ щение ее в пункты погрузки (верхние с к л а д ы ) ; вывозка — перем е­ щение древесины от верхних складов до нижних или пунктов п о­ требления древесины (д еревообрабаты ваю щ и е п р едприятия). 52 Н а структуру дорожно-транспортной сети, качество и очеред­ ность ее создания влияю т эксплуатационны е запасы леса и х а р а к ­ тер их р азм ещ ени я по территории, почвенно-грунтовые условия, наличие и степень р азви тия сети дорог общего пользования, п лан и ­ руемые еж егодные объемы заготавли ваем ой древесины, вид тран с­ порта, тип транспортных машин, а т а к ж е вы б ран н ая схема т р ан с­ портного освоения. Р а зл и ч аю т следующие схемы транспортного освоения. %Qm m i и’7, 0% 80% % L ,m Ы 16 Рис. 2.1. Схема транспортных пу­ тей в лесном массиве: / — н иж н ий с к л ад ; 2 — усы ; 3 — ветка; 4 — гр ан и ц а сы рьевой б а зы ; 5 — м а ги ­ с тр ал ь; 6 — ту п и к ж е л е зн о й дороги Рис. 2.2. Распределение объема вывозки древесины по категориям лесовозных дорог 1. П оследовательное продвижение в глубь лесного массива от пункта прим ы кания с постепенным удлинением м агистрали и в е­ ток на минимально необходимую длину, обеспечивающую фронт работы. 2. М аги стр аль в первые годы освоения лесного массива строит­ ся до его центра. Л есозаготовки проводятся непосредственно вдоль магистрали в первые годы эксплуатации и на удаленных от м аги ­ страли участках в последующие годы. 3. Территория лесосырьевой базы р азд ел яется на зоны со сро­ ком эксплуатации 10... 15 лет. Освоение к аж д ой зоны производится раздельно. Схема транспортного освоения влияет т а к ж е на скорость ввода в эксплуатацию производственных мощностей, р азм ер пусковых комплексов и другие производственно-экономические показатели. 2.2. Измерители дорожно-транспортной сети Д л я оценки и сравнения условий работы лесотранспорта, сопоставления различны х лесовозных дорог применяются численные кРитерии, или измерители. 1- О бъем перевозки — общее количество древесины, перевози­ 53 мое по дороге в единицу времени (год, сутки и т. д .). Он у с та н а в л и ­ вается в зависимости от ликвидного з а п а с а в лесном массиве (М, м3), срока его эксплуатации (Т , лет) и в ы р а ж ае тся формулой Qi-од = - у - м3/год. О бъем перевозок всей дороги определяется к а к сум ма объемной отгрузки в к аж д ом погрузочном пункте (рис. 2.3, а ) . Q i-о д 1 = 2 Qi — Q i + Цг ~Г Яз ~Ь ■ • • ~Г Qn , где qi — объемы погрузки древесины в t-x погрузочных пунктах, м 3. Рис. 2.3. Схема лесовозной дороги: а — р а сп о л о ж ен и е п огрузоч ны х пунктов; то ко в б — гр а ф и к гр узоп о­ С ледовательно, ка ж д о м у участку дороги соответствует свой объ­ ем перевозок, который является не только транспортным п о к а з а ­ телем, но и измерителем работы лесозаготовительного пр ед при я­ тия. И сходя из объема перевозок и расстояния вывозки, у с т а н а в ­ ливается требуемое количество транспортных средств. 2. Грузооборот (грузовая р абота) — произведение объема (к о ­ личества) перевозимого груза на расстояние вывозки. Грузооборот дороги п оказы вает, какое количество кубометрокилометров (м3-км) оборачивается по данной дороге и ка ж д о м у отдельному участку дорожной сети. Следовательно, общий грузооборот дороги R = R a + R b + R c = 2 R l — 2 Qj-i, где Ri — грузооборот дороги при перевозке древесины с i-ro погру­ зочного пункта, м3-км. П о р а зм ер ам грузооборота мож но приближенно рассчитать з а ­ трату энергии, времени и средств на перемещение грузов, вычис­ лить требуемое количество топлива и подвижного состава, ш тат дороги и общую эксплуатационную стоимость выполнения данного задания. 54 Графические и зо бр аж ен и я объема перевозок и грузовой р аб о ­ ты (в соответствующих м асш табах) на схеме транспортных путей н азы ваю тся схемой грузопотоков (рис. 2.3, б ) , п оказы ваю т неравн о­ мерную загруж енность отдельных участков лесовозной дороги и н а ­ растан ие грузопотока по мере приближ ения к пункту примыкания лесовозной дороги — Г (нижний с к л а д ) . 3. Средневзвешенное расстояние вывозки древесины по лесовоз­ ной дороге, или средневзвешенный пробег каждого кубометра дре­ весины, перевезенного по этой дороге, определяется как частное от деления общего грузооборота '^i R i на объем перевозок ^’ \ q i 1 f ср = —— = + <7а^г + • • • + Qih --------- :---- :----------------:------------ К М . От средневзвешенного расстояния вывозки зависит выбор типа транспорта. Оно используется при определении производительности и потребного количества перевозочных средств, д л я расчета топ­ лива и себестоимости перевозки древесины. 4. Э ксп луатац и онн ая протяженность путей — об щ ая п р отяж ен ­ ность всех путей, находящ ихся в данный момент в эксплуатации. О пределяется по формуле: Г/эксп — L m -Г L b + Г/у, где LM, L B, Ly — эксп луатац и онн ая д ли н а магистрали, веток и усов, км. П од эксплуатационной д л и н о й лесовозной дороги понимают среднее протяж ение всех путей, находящ ихся в эксплуатации в д а н ­ ный период, которые постоянно изменяю тся по мере строительства новых путей и разборки части старых (веток, усов). По этому п о к а ­ зателю определяю т потребность в рабочих на сод ерж ан ие и ремонт пути, его используют д л я расчета других показателей. 5. К оэффициент пробега — отношение средневзвешенного р а с ­ стояния вывозки к полной эксплуатационной длине дороги со всеми разветвлениями а = — 'срv Г'ЭКСП Коэффициент пробега можно т а к ж е н азв ать коэффициентом ис­ пользования лесотранспортной сети, т а к к а к он характери зует транспортную загруж енность дороги и приближ ение дороги к л есо­ секам. В лесозаготовительных предприятиях он равен примерно 0,3...0,85 со значительными колебаниями д ля отдельных видов транспорта и в частных случаях их применения. 6. Коэффициент разветвленности дорожной сети — отношение эксплуатационной длины путей к средневзвешенному расстоянию вывозки Р = ^ЭКСП___ 1 'с р “ ~ 55 Коэффициент р о т р а ж а е т собирательный характер лесотранспор­ та и, следовательно, разветвленность дорожной сети и колеблется в пределах 1,5...3,5. 7. Коэффициент удлинения д орож ной трассы показы вает, во сколько р а з действительная протяженность данного участка доро­ ги длиннее прямой линии, соединяющей его начальны й и конечный пункты: 1 +/я = Ь-, где 1 + т — коэффициент удлинения трассы, зависит от типа д о р о ­ ги, ее категории и рельефа местности; Ь л — действительная длина трассы, км; L B — кратчайш ее расстояние (по воздуху) м еж д у р а с ­ см атри ваем ы м и точками, км. 8. Коэффициент разви тия линии п оказы вает относительное у в е­ личение действительной длины дороги против воздушной длины: т = L- " L° ; т = 0,1 . . . 0,4. Lq 9. Грузонапряж енность дороги (густота д виж ения) о п ределяет­ ся к а к отношение грузооборота к протяженности эксп л уатац и он ­ ных путей: W = эксп Существует зависимость м еж д у грузонапряж енностью и типом дорог. Чем больше грузонапряженность, тем прочнее д о л ж н а быть конструкция дороги. Г р узонапряж енность используется д ля ср авн и ­ тельной оценки работы однотипных дорог. 10. Удельный объем вывозки — производительность единицы пу­ ти, или объем вывозки, приходящ ийся на 1 км эксплуатационной длины дороги в единицу времени (год, сутки и т. д . ) : •^ЭКСП 11. У дельная протяженность путей (густота дорожной сети) — протяженность путей постоянного и временного типов, приходя­ щ а яся на единицу площ ади лесного массива: / Гм ~НL3 + Ly где LM, LB, Ly — об щ ая протяженность магистрали, веток и усов, необходимых при освоении лесосырьевой базы, км; F — о б щ ая пло­ щ адь лесосырьевой базы, га. Этот измеритель д ает представление о протяженности р а зл и ч ­ ных типов дорог, необходимых д л я освоения лесного массива п л о ­ щ адью в 1 га, и хар актери зу ет густоту дорожной сети в лесном массиве. 56 О т правильного установления удельной протяженности дорог зависят р азм ер з а т р а т на строительство дорожной сети, расходы на трелевку и вывозку древесины. 2.3. Схемы размещения транспортных путей в лесных массивах В практике проектирования лесовозных дорог широкое распро­ странение получили следую щ ие схемы р азм ещ ени я сети лесовоз­ ных путей в пределах сырьевой базы: в «елочку», в и л ьчатая и с раздвоенной магистралью . Рис. 2.4. Схема лесотранспортных сетей в «елочку»: а — с веткам и , не им ею щ им и ответвл ени й п остоянн ого т и п а; б — с дли нн ы м и ве тк а м и , и м ею щ им и о тветвл ен и я постоянн ого ти п а в т о ­ рого п о р яд к а; в — п рим ер тр а сс и р о в а н и я д а н н о й схем ы с учетом р е л ье ф а местности Рис. 2.5. В ильчатая схема лесотранспортных сетей 57 Н а рис. 2. 4 приведено н е­ сколько возможны х вариантов схемы разм ещ ения сети дорог в « е л о ч к у » . Д л я большей ясности на рисунке показаны только магистраль и ветки. В а ­ риант на рис. 2.4, а о тл и ча­ ется наиболее простой структу­ рой. Схема на рис. 2.4, б более слож на: в ней н аряд у с м аги­ стралью имеются ветки 1-го порядка, к которым п рим ы к а­ ют ветки 2-го п орядка и соот­ ветствую щ ая сеть усов. Д а н ­ ную схему наиболее целесооб­ Рис. 2.6. Схема лесотранспортной разно применять лиш ь в резко сети с раздвоенной магистралью пересеченной и горной местно­ стях, где располож ение сети дорог диктуется рельефом и разветвленностью речной си­ стемы данного бассейна. Вильчатую схему (рис. 2.5) целесообразнее ис­ пользовать при освоении узких и вытянутых сырьевых баз. В частности, она удобна при организации вывозки леса кольцевым методом и при о д ­ ностороннем движ ении поездов по однопутным веткам. Н а рис. 2.5, а представлен вариант вильчатой схемы, при котором ветки соединяются в единую магистраль на коротком р а зв ет ­ вленном участке магистрали, входящ ей в глубь лесосы рье­ вой базы. Р азновидностью д а н ­ ной схемы является соединение веток в единую м аги страль на границе сырьевой б азы (рис. 2.5, б ). Н а рис. 2.5, в приведен пример лесотранспортной сети вильчатой схемы, протрассиророванной с учетом фактическо­ го рельефа местности и р а з ­ мещения лесных ресурсов Рис. 2.7. Схемы транспортных путей: а — с «обр атны м з а е з д о м » ; б — п а р а л л ел ь н ы х к о ­ базы. согорн ы х ходов; в — р а сч ет н а я сх ем а: / — п о д ъ ­ П ри значительной ширине ездн ой п уть; 2 — погрузочны й пункт; 3 — м а ­ сырьевой базы и относительно ги с тр а л ь; 4 — ветки ; 5 — усы 58 03 + 5 03 а. 2 + > + (М 03 ._ц см -J с оз *5? см *см S3 > CQ CJ лесотранспортных сетей > оз 'Sj ю ь- см 03 Схемы СО h- S >-3 <d а I оз чз ю 03 ю к Ч =С 03 4 >> 5 а о е в U0 СМ + в + оо ы> «3 v2 СЗ &N оз 03 1C + аз >* а х *3 * г к а fc о св а-> та CL, схю Н .*н о С *я и £ о ь а> X та *»?3 ч _ ф 3 кс со та S я a a ч d •-303 W S м о и (Q 5 S f- И л> и * >, Он S та с 3 « 33 к ч о о Он с в *я О <ьL> 2з: с: >» Он та а> 2 К S > •8 и S с? & *< *4 й м тO.KJ а ~ 5и а ко. о«та j«оs О 0f- Ч <и^ ° -0 «° 5Я °< з о2 °*п S D о 5 о 2} 4) о У и S й S *=•?^с_ 59 небольшой длине целесообразно применять схему разм ещ ения путей лесотранспорта, имеющую в своем составе не одну, а д в е р а с ­ х о д я щ и е с я м а г и с т р а л и , к а к п оказано на рис. 2 .6 . Кроме рассмотренных основных схем лесотранспортных сетей, применяю тся и другие, представленные на рис. 2.7. П ри сравнении вариантов схем транспортного освоения лесосырьевых баз и видов транспорта, а т а к ж е разного рода экономических р азр аботок про­ тяженность дорог и среднее расстояние вывозки д л я всего лесного массива определяю т укрупненно. В табл. 2.1. сведены формулы проф. Б. А. И льина, по которым рассчиты вается протяженность транспортных путей д ля р ассм от­ ренных основных схем освоения лесны х массивов. В приведенных расчетных ф о рм ул ах приняты следую щ ие условные обозначения: А — длина лесосырьевой базы, км; В — ширина лесосырьевой б а ­ зы, км; d B — среднее расстояние м е ж д у ветками; k v — коэффициент развития линии; а — угол примыкания ветки 1 -го порядка к магистд с? рали, град: а = 50...70°; ai = a r c t g —-ц— - — угол между направлеаъ нием лесного грузопотока по ветке и м агистрали, град. Следует отметить, что при р азр а б о тк е проекта сети лесовозных путей в п ределах сырьевой базы необходимо учитывать интересы лесозаготовителей по обеспечению наилучш их условий вывозки леса, интересы лесного хозяйства и обеспечение н ад еж н ы х тран с­ портных связей предприятия с районной дорожной сетью. 2.4. Экономическое трассирование магистрали П роектирование транспортной сети в лесных массивах можно разбить на р я д этапов: 1 ) определение нап р авл ен ия магистральны х лесовозных путей; 2 ) определение у г л о в прим ы кания веток к м а ­ гистралям; 3) определение густоты сети (расстояния м еж д у усами и в е т к а м и ). Существуют различны е критерии оценки выгодности в а р и а н ­ тов н ачертания сети лесовозных доро г. Способ веревочных много­ угольников, п редлож енны й Н. М. Н евесским , требует большого ко­ личества графических построений. Позднее А. А. Р ан цевы м был п р е д л о ж е н другой, более простой прием установления направления м а ги с тр ал и дороги исходя из принципа обеспечения минимальной грузовой работы на ветках (рис. 2.8). М и н и м а л ь н ая транспортная р абота соответствует усло­ вию Ro = - у (*л + I n ) = min, где Ro — су м м ар н ая грузовая р а б о т а д ля всей полосы, м 3 -км ; Q — зап ас древесины во всей полосе, м 3; /л, 1а — среднее рассто я­ ние подвозки древесины из левой и п р а в о й частей полосы к оси д о ­ роги, км. Этот метод не позволяет учитывать разли чи я в грунтовых, гид­ рологических и топографических усл о в и ях , которые в зн ач и тель­ 60 ной степени определяю т стоимость строительства дорог и себестои­ мость перевозок грузов. Учесть разницу в условиях строительства и эксплуатации дорог на участках, располож енны х с левой и правой сторон от н ап р ав л е­ ния трассы, позволяет метод редуцирую щ их коэффициентов, п ред­ лож ен н ы й проф. Б. И. Кувалдиным. В данном случае критерием оптимальности явл яется себестоимость перевозки древесины. Ми- Рис. 2.9. Спрямление изло­ манных участков магистра­ ли при проектировании трас­ сы дороги Рис. 2.8. Установление предварительного мес тоположения трассы магистрали ним альн ая себестоимость транспортной работы на полосе соответ­ ствует условию Сл 1л 21 <7л + Сп /п 2 Qn — (^л “Ь In ) Сер, где С л , С п — себестоимость 1 м 3 • км при перевозке древесины со­ ответственно с левой и правой сторон от магистрали (см. табл. 2.4); 2 9л, 219 п — суммарный запас древесины, перевозимой соответствен­ но с левой и правой сторон; Сср— среднее значение себестоимости перевозок по полосе, равное 2СЛС П Р ср ~ Сл + сп ■ Редуцирую щ ие коэффициенты а л и а п определяю тся из соотно­ шений: Оптимальное положение дороги определяется из условия, чтобы объем перевозимой древесины с левой стороны магистрали был ра­ вен 2 <?л = а с правой — 2 <7п = -5»— . 2ссл 2ап И спользуя данны й метод, можно установить в первом п рибли­ жении нужное нап равлен ие магистрального пути лесовозной д оро­ ги, при котором расстояние вывозки леса по веткам будет мини­ мальным. О днако в случае неравномерного разм ещ ени я запасов древесины в п ределах границ сырьевой базы теоретическая трасса м агистрали мож ет получиться изломанной. В таких случ аях м а ­ гистраль следует спрямить, увеличив расстояние вывозки по веткам. Профессор Б. А. И льин предлож ил формулу д л я проверки ц еле­ сообразности спрям ления магистрали в к а ж д о м конкретном сл у­ чае (рис. 2.9): ^ kBTiCiAl с ^ К Q + F.Hc M ’ где L c — уменьшение длины м агистрали при ее спрямлении, км; k B — стоимость 1 м 3 • км грузовой работы на ветках (переменная часть расхо до в), руб.; ц ~ за п а с древесины на участке полосы, расположенном меж ду старым и новым положением оси м а ги с тра­ ли, км; АI -— расстояние от центра тяж ести этого участка до ново­ го полож ения оси м агистрали, км; k M— стоимость перевозки 1 м 3 • км по м агистрали, руб. (переменная часть расходов, з а в и с я ­ щ а я от расстояния в ы в о з к и ); Q — общее количество древесины, перевозимое по рассм атриваем ом у участку магистрали, м3; Е ц — нормативный коэффициент экономической эффективности: Е н = = 0 , 1 2 ; См — стоимость строительства 1 км магистрали, руб. (см. табл. 2.3). Т абл. 2.2. Формулы для расчета протяж енности лесовозны х дорог П р о т яж е н н о с т ь м а ги с тр а л и М L M— i -тр -ф 0,123] L M = 0,123 / Яоб М L B= 1 ,5 2 5 - Ш - з — Яоб La = ЯЯоб (С -ф О ЮО k 0M 100d tiq Яоб М k pM П ротяж ен ность веток — (h "Ь У — 0,123 / M Яоб I B= LB= Яср Gb + О 2 (/у -j- /т) 100 kp Qg 100<7CpdB В табл. 2.2 приводятся наиболее часто применяемые формулы по определению протяженности лесовозных дорог. 62 П риняты е обозначения: L M— длина магистрали, км; L B— д л и ­ на веток, км; М — ликвидный зап ас древесины в лесосырьевой б а ­ зе, м3; <7об — ликвидный зап ас древесины на 1 га общей площ ади сырьевой базы, м3; qcp — ликвидный зап ас древесины на 1 га п ло­ щ ади (средней меж ду общей и эксплуатационной), м3; /в — сред­ няя длина ветки, км; 1У — средняя длина уса, км; /т — расстояние трелевки, км; L Tp — транзитный участок магистрали, км; k p — к оэф ­ фициент развития линии; d B — расстояние меж ду ветками, км. П ри сетевом проектировании лесовозных дорог необходимо в ы ­ бирать наиболее рациональное направление веток по отношению к магистрали. От величины угла примыкания зависит длина путей, транспортная работа, расходы на содерж ание транспортной сети. С. К. Л ебедев и В. В. Щ елкунов вывели формулу д ля опреде­ ления оптимального угла прим ыкания веток к магистрали й яМ cos а Св - Ь„м Т абл. 2.3. У средненная стоимость строительства 1 км лесовозной автодороги (ты с. ру б .) и себестоимость 1 м3-км транспортной работы (к о п .) Ветка М агистраль . 2 Яя х н <и ш ирина зем л ян о го п о ло тн а, м Н аименование д о р о г J3 • О я О Я « О) • н 10 Дороги с покры- 47,6 .60,1 тием из щебеноч­ ных, гравийных м а­ териалов, обрабо­ танных вяжущими (с черным покры ­ тием) Гравийные доро­ 2 5 .1 ...3 6 .0 ги Колейные доро­ 3 8 .3 ...5 0 .3 ги из сборного же лезобетона Дороги с п окры ­ тием из грунта, об­ работанного в я ж у ­ щими материалами: органическими 3 7 ,5 . .5 0 ,2 неорганическими 30 ,5 . .42,1 Г рунтово-гравийные дороги (улуч­ шенные добавками гравийного м ате­ риала) Дороги только зимнего действия (с неж но-уплотнен­ ные! 8 5,5 • 5 'O 'L ac 4) “ О О и — с * — 6 ,5 ...7 ,5 1 8 ,7 ...2 7 ,8 1 3 ,5 ...2 1 ,0 1 0 ,8 ...1 6 ,9 7 ...8 3 4 ,8 .,.4 5 ,6 3 1 ,6 ...4 2 ,4 2 4 ,5 ...3 5 ,3 6 ...7 3 0 ,6 ...4 1 ,3 2 4 ,9 ...3 4 ,7 — 2 1 ,3 ...3 0 ,3 1 7 ,6 ...2 5 ,3 1 0 ,7 ..1 8 ,0 18,2. ..2 5 ,5 14,5. . 21,1 8 ,4 . ..1 4 ,3 7 ...7 .5 8 ...9 9 ...1 1 2 ,9 ...4 ,6 3 ,5 63 типами iOOONOiOCOts' ’-<fO^O)lO'^<DU?N t—COiOC^O^GOCOrfcDCO-^^t^-C^COCO с^"с<Гс<Гсчс^с^с^с<1С^с4сососчсососо я я СО СО 1Я О М П О СО ^ ю o '^ C 4 C 4 ( N c O .N < N C N O J < N < r O C O c O C O C ''J C O C O с различными Расходы, учитывающие стоимость простоев (а) и пробега тягачей (б) на дорогах дорожных покрытий при вывозке по м аги стралям , веткам и усам Табл. 2.4. СО ю " N о >>3 й= SS '-^00t^’^cD-^t^O00c£»C^-’^05<N00O ах ~<N<N—«<N<N<N XX t ' - T f t n t ^ c C 0 0 ^ L O c O c £ > ’—'СОСООО^Я _L. t^-<DOOOC^tOCOVOQD’-4Cr>OC<\0<J5^ Tt^cOcOt^-CO^lOt^-O^OO'^tOcDOO—0 0 (£)^O iO (N cO^OЮ O 1MЛOОlfl50cO (N ^ ЮрОт)<сО«£1сОСО, ’-'1ЛООазС^ ° с5 Л оЧ X. о>3 * а Я U Ч О ПА 0.0 сЛа сС к f з + + + + lO'tNCdJ) 00(McOacfi'^'tON-^ 0^ C 0C ^O U ?^N C ^'tcO 00,^ 0 1 ^ - <<ClO ао incO'tintOinWrt^^OlOWCOOO^ | а -Г 1а > *х - - - <n >т. '-'OC00QU3’t00C5^-HO500C£}f0Cn,!J< о ccco^comrfcsjcoinc-'-coooco^cocrx 2 я *=с о OiMOOcoWMWOlNCOOCOCCOUOOO OOC^^O^^OC^CNlCO'^fCMtDOOt^-C^OO юX TtTfTfTflClO’^Tfrpc^cotD^i^iOcD о >•« а !£ > Ь М Л 0 0 5 Ю М ^ О -1 Л Ь О О ^^iflCOCJtDO'tO^'t'fOCOlO'fW lOCO-S^OCOinoOOOOCOtfi--N cO ^ifl(O ts> N 't^ in « O O O O 0 O 5 O ^ N^'t^oiCoOOtOiOCOCON'^ (NO ^^ЮСО(ЛЮСОЮСОСОСОО^ЮСО^ >я я я. а> я «3 ся.о X 2 я. я. а; et асv ‘ я Си. я 3 я а> 4 а> 2 LO ^ in ю ^7 Юin ^ <n a си, О a Cl cl <N CL й. _|_N Cn| <N <N.^ _L _<N 00 . Ю +„ и+э )Л 0 2 10 LO - Г С С с, 0. В. 2" 2: 72- , „ , п 7 а 00 CL 00 С °9 ^N_ | Л Е‘„ J, С J, Q. Рч I J-< * ^ С а J. С*,40 ^ I' < ' 04 С4СЧ г S-+<*C4< n< n СО t x ® J x ® + + + + Х ХШ Ю йю О |>2 ^ « ^ о о § о з2 , С СО СОсо ^ ч ч Н* Я со Зо, о. З о.^ о.^ о .Зa З/ J З. SЗ ^ 4 S4 S *\0« СО >5 >3 64 Л н я * о я 2 CQ <и’ я я. я я а> 2 Я си. с:. где bM— стоимость пробега лесовозных поездов по магистрали (зависит от качества дороги), отнесенная на 1 м3 • км, ру б /м 3 • км (табл. 2.4.); Ьв — то ж е по веткам, руб/м 3 • км; М — л и к ­ видный зап ас древесины, тяготеющей к магистрали, тыс. м3; L n — длина ветки при угле прим ыкания 90°, км. И сследуя уравнения себестоимости вывозки 1 м 3 леса в зав и си ­ мости от дорожно-транспортных расходов на экстремум, профес­ сор Б. А. Ильин установил cos а = (6MQM~Г Си) Qb (ЬвЯв + Св) QM где См, Св — величины, учиты ваю щ ие путевые расходы, руб.; QB, Qм — объем вывозки древесины с веток и магистрали, м3. При этом величина c o s a будет колебаться от 0,5 до 0,83, а величина угла а — от 35 до 60°. 2.5. Определение расстояний меж ду ветками и усами Густоту сети трелевочных волоков, усов и веток при наличии одной магистральной дороги определяю т исходя из минимума себе­ стоимости перевозок по ним с учетом транспортной и дорожной составляющих. О птимальное расстояние м еж д у лесовозными в е т к а ­ ми определяется из ан ал и за суммы переменных за т р а т по л е с о з а ­ готовкам, приходящ имся на 1 м 3 вывезенной древесины в зав и си ­ мости от расстояния меж ду ветками. Рассмотрим р яд наиболее распространенных формул и зависимостей д л я расчета расстояния между ветками: по С. А. Сыромятникову (2 . 1 ) по М. М. Корунову (2-2) d-=o-2V W ’ где d B — расстояние меж ду ветками, км; Св — стоимость строитель­ ства 1 км ветки; в формулу (2.1) ставится в тыс. руб., в формулу ( 2 .2 ) — в руб.; q — зап ас ликвидной древесины, м 3/га; Ьу — пере­ менные затр а ты по перевозке леса по усам, руб/м 3 • км. Б. А. И льин дополнил способ определения расстояния между ветками, включив расходы на сод ерж ан ие веток и усов: d — Л [ fCe ~ Гу V ’ гДе Св — безвозвратные затраты на строительство и содерж ание в исправности 1 км ветки, руб.; Су — безвозвратны е затр а ты на строительство и сод ерж ан ие в исправности 1 км уса, руб.; у — Коэффициент, учитывающий про кл ад ку веток частично по территории с неэксплуатационными запасами: 3 З а к . 2241 65 •S06 — о б щ ая п лощ адь сырьевой базы, га; 5 ЭКсп — эксп л у атац и он ­ ная п лощ адь сырьевой базы , га. Профессор М. М. Корунов, реш ая зад ач у определения р ас сто я­ ния меж ду ветками с учетом расходов на лесовозобновление, по­ лучил следую щую зависимость: + Сз У Cl<?«Стр d = 0 1 l / ’ ’ где Ci — стоимость строительства 1 км уса, руб.; С 2 — расходы на расчистку и лесовозобновление 1 км 2 вырубки, руб.; Стр — себе­ стоимость трелевки, р уб /м 3; а — коэффициент, зависящ ий от р а с ­ полож ения волоков; при диаго нальн ом а = 0,50; при веерном а = = 40; при подвозке древесины непосредственно к дороге без устрой­ ства верхних складов а = 0,25. Д л я определения оп тим альн ы х расстояний меж ду ветками и усами, а т а к ж е общей протяж енности дорожной сети имеется боль­ шое количество ан алитических и графических зависимостей. 2.6. Оптимизация транспортных сетей лесозаготовительных предприятий В настоящ ее время типична сеть путей, состоящ ая из пасечных и м агистральны х трелевочны х волоков (первичный тран сп орт), усов, веток и м агистральны х лесовозных дорог, т ак н азы ва ем а я пятиэлементная система лесотранспорта. Основным недостатком существующей схемы транспортного освоения лесных массивов яв л яется излиш няя п ротяж енн ость веток и частично усов. Профессор Б. А. Ильин у тв е р ж д а е т, что в большинстве лесных районов страны д о л ж н а н а й т и широкое распространение система путей лесотранспорта с исклю чением усов и с подвозкой леса ко­ лесными тракторам и по м а ги с тр ал ьн ы м волокам непосредственно к веткам и магистральны м п у тям лесовозных дорог. С равни тел ь­ ный технико-экономический р а с ч е т п оказал, что сопоставимые р а с ­ ходы на первичный транспорт леса (до ветки) при включении в со­ став сети путей усов оп р ед ел и ли сь в 1 ,2 ... 1,4 руб/м 3, а при и склю ­ чении — 0,8...1,0 руб/м 3, или н а 40...50% меньше. Кроме того, при среднем расстоянии вывозки - в 30 км только за счет увеличения скоростей при работе авто п оезд ов на постоянных путях их произ­ водительность в озрастает на 2 0 %. В. А. Горбачевский п р е д л а г а е т заменить одноступенчатую схе­ му транспортного освоения л.есных массивов на двухступенчатую, вклю чаю щ ую лесовозный п о е з д высокой проходимости д ля подвоз­ ки леса к магистральны м п у т я м и автопоезд д л я вывозки леса по м агистралям . Это п о зв о л и т повысить эффективность м а ги ­ стрального лесотранспорта (41 ступени) путем применения тран с­ портных средств большей грузо п одъ ем н ости и мощности и концент­ рировать зап асы древесины и ее первичную обработку в пунктах перевалки с поездов I на поезда II ступени. И сследования Б. А. Д орохова подтвердили преимущества схем транспортного освоения при организации двухступенчатой вы в оз­ ки. И м рассм атривали сь п оказатели схем транспортного освоения при трехступенчатой вывозке (магистраль, ветка, усы) и двухсту­ пенчатой (магистраль, усы ). Бы ло рассмотрено пять вариантов схем транспортного освоения лесосек в зависимости от количест­ ва построенных магистралей. Автор пришел к выводу, что опти­ м а л ь н ая схема транспортного освоения лесосырьевой базы д о л ж н а п редусм атривать строительство нескольких м агистральны х н а п р а в ­ лений (летних и зимних) с отказом от строительства веток. А. Д ороф еев п ред лагает разм ещ ение транспортных путей в л ес­ ном массиве, п рибли ж аю щ и хся в конечном счете к схеме магист­ рал и — волоки. Применение этой схемы позволит одновременно с переходом на постоянные дороги и устранением излишней протя­ женности путей создать единую транспортную сеть. И сследовав модели различны х схем разм ещ ени я путей, автор получил ф орм у­ лы оптим альны х расстояний меж ду путями различны х категорий в зависимости от стоимости перевозки древесины по двум смежны м категориям путей. В опросам оптимального разм ещ ения транспортных путей лесо­ возных дорог посвящены исследования, проводимые на каф едре сухопутного транспорта леса Б Т И имени С. М. Кирова. В основу технико-экономического сравнения вариантов дорожной сети п оло­ ж ены требования снижения капитальны х вложений и наибольшей производительности автомобильного транспорта. Д о р о ж н о -т р ан с­ портные расходы определялись по формуле Э = ФгодБ5, где <3г0д — годовой объем перевозок, тыс. ма; L — среднее р асстоя­ ние вывозки, км; S — себестоимость вывозки леса, р у б /м 3 • км. С ум м а дорожно-транспортных затрат — это эксплуатационны е затр а ты на освоение базы, состоящие из двух составляю щ их — д о­ рожной и транспортной. Дорожная составляющая определялась из с у м м ар ­ ных з а т р а т на содерж ание и все виды ремонтов дороги, отнесенные к годовому объему вывозки древесины: о ~ K 'a + Dc.r оу гоДI ' где К 1— зат р а ты на строительство Дороги, руб.; а — ежегодные проценты ам ортизации на средний и капитальны й ремонт; £)с.т — ежегодные расходы на текущий ремонт и со д ерж ан ие дороги, руб. Транспортная с о с т а в л я ю щ а я себестоимости вклю ­ чает расходы, связанны е с эксплуатацией и содерж анием авто­ поездов на вывозке леса, и определяется по формуле з* 67 где М — стоимость машино-смены, руб.; Я см — сменная произво­ дительность автопоезда, м3. Значительное влияние на п оказатель дорожной составляю щей себестоимости о казы в ает соотношение протяженности постоянных и временных дорог, удельный вес веток и усов в транспортной сети предприятия. В свою очередь на величину транспортной со став л яю ­ щей себестоимости вывозки оказы в аю т влияние э к сп л у ата­ ционные п оказатели качества строительства и содерж ан ия м а ги с тр ал и ,в ето к и усов. Д л я определения о п ти м ал ь­ ного соотношения тран сп орт­ ных путей различны х типов ис­ пользуется м атем атическая м о­ дель и програм м а д л я расчета на ЭВМ «Минск-22» (рис. 2.10). Входными пар ам етрам и этой модели являю тся скорость движ ения автопоезда, рейсовая нагрузка, объем вывозки д р е­ весины, стоимость строитель­ ства 1 км м агистрали, веток и усов, затр а ты на сод ер ж ан ие и ремонт транспортных путей. Выходными — д о р о ж н ая и транспортная составляю щ ие се­ бестоимости на вывозке леса при соответствующих по п р о­ тяженности усов, веток и магиРис. 2.10. Укрупненная блок-схема для страли. В зад ач е в качестве расчета оптимального соотношения^ по критерия приняты з а т р а ты на ___ протяженности транспортных путей г г г i у у н 3 сод ерж ан ие лесотранспорта, распределенны е по категориям дорог в зависимости от времени пребывания автопоезда и объема вывезенной древесины при минимальной себестоимости. Внутрен­ ние п арам етры модели составляю т тяговые и скоростные х а р а к т е ­ ристики автопоезда, расходы на восстановление износа автомобиля и сод ерж ан ие автохозяйства. С одерж анием модели являю тся теоре­ тические зависимости всех вышеперечисленных внешних и внутрен­ них параметров. Приведенные алгоритм и програм м а являю тся общими зав и си ­ мостями и позволяют реш ать частные зад ач и в определении опти­ мальных п арам етров сети путем минимизации уравнения суммы транспортных и дорож ны х расходов применительно к конкретным лесоэксплуатационным условиям. 68 2.7. Применение экономико-математических методов при проектировании сети лесовозных дорог Применение ЭВ М д ля проектирования схем транспортного ос­ воения позволит осуществить многовариантное проектирование и повысить обоснованность проектных решений. Д л я решения много­ вариантны х зад ач применяется разнообразны й математический ап п ар ат — линейное и динамическое программирование, теория стратегических игр, комбинаторные методы, теория массового об ­ служ ивания, методы последовательного ан ал и за вариантов и др. З а д а ч а Ш тейнера зак л ю ч ается в том, чтобы определить точку, д ля которой сум ма взвешенных расстояний д л я зад ан н ы х пунктов была бы минимальна. Д л я нахож ден и я кратчайш ей сети исполь­ зуется алгоритм, разр аботанн ы й Р. К- Примом. С помощью этого алгоритма множество полюсов соединяются сетью звеньев, имею ­ щих наименьшую сум марную длину. Алгоритм П р и м а л еж и т т а к ­ ж е в основе метода д ля нахож дения кратчайш ей связы ваю щ ей сети общих дорог, разработанн ого проф. Я- В. Хомяком и Л . Ф. Ш е ­ ремет. З а д а н о множество, корреспондирующих точек, д ля к аж д ой п а ­ ры которых известны д орож н ы е D{j, транспортные Tij расходы и ве-. личины грузонапряженности Q<,. Вес транспортной связи характери зуется себестоимостью п ере­ возок м еж д у i и /: П роизведение расстояния /ц меж ду i и / на вес транспортной связи представляет приведенную длину звена Требуется все корреспондирую щие точки так соединить между собой, чтобы сум ма приведенных длин была минимальной. П рименительно к транспортным сетям лесовозных дорог лин ей ­ н ая модель предлож ена Г. А. Борисовым. Методы линейного про­ грам м ирован и я применяются, когда цел евая функция и ограниче­ ния вариантов в ы р а ж аю тс я в виде линейных зависимостей. К т а ­ кой схеме приводится, например, решение зад ач об оптимальном планировании перевозок, и эти зад ач и н азы ваю тся транспортными. Н а основе линейной модели разр а б о т а н а система механизиро­ ванного проектирования транспортных сетей лесозаготовительных предприятий (рис. 2.11). П редлож енн ы й К а р Н И И Л П (Г. А. Б о ­ рисов, Б. С. Герасимов и др.) способ разм ещ ения сети лесовозных дорог заклю чается в определении оптимальных парам етров сети путем минимизации уравнения суммы транспортных и дорожных расходов, что о т р а ж а е т следую щ ая м атем атическая модель т р ан с­ портной сети: 69 m inZ = 2 2 Г= 1 /= 1 при ограничении, если Х у < Qy. то Суу = ^ + Г у) /у-; Qy < * у < QB, то С у в = + г в) /у; X y > Q Bf то Сум = ( - | ^ + Г м) | у , где Z — суммарные дорожно-транспортные затраты, тыс. руб.; С у— удельные дорожно-транспортные затраты, руб/м 3; Х у — объем пере­ возок из точки i в точку /, тыс. м 3; Си , Си , Су — удельные доУу ув •'м рожно-транспортные затраты соответственно д ля усов, веток и магистрали, руб/м3; К у, К в, К м — стоимость 1 км уса, ветки, магист­ рали; Т у, Т в, Т м — затраты на м 3 • км вывозки по усу, ветке и ма­ гистрали, руб.; /у — расстояния между корреспондирующими точка­ ми i и /, км; Qy, QB, QM— максимальный объем вывозки по усу, ветке и магистрали, руб. Многие авторы пришли к выводу, что_наиболее целесообразным способом решения многовариантных зад ач является сравнение р а з ­ личных вариантов по определенной программе, построенной таким образом, чтобы можно было наиболее коротким путем вы брать лучший вариант из всех возможных. Решение зад ач и пред лагается с помощью методов дискретного программирования комбинаторного ан ал и за. Особенностью ком би ­ наторных зад ач является способность парам етров оптимизации принимать многие дискретные значения, относительно которых производятся операции упорядочения и выбора. Комбинаторные методы позволяют использовать в качестве целевой функции не удельные затраты, а суммарные, что д ает возможность учесть не­ линейный х арактер изменения сум марных затрат. С помощью т а ­ ких методов находится оптимальное решение посредством мень­ шего количества испытаний по сравнению с другими методами математического программирования. Известен р яд приемов, уск о­ ряющих поиск оптимального решения: а) метод последовательных расчетов предусматривает с р а в н е­ ние и выбор вариантов после полного решения отдельных ком би ­ наций по всему объему работ; б) метод направленного отбора вариантов рекомендуется п ри ­ менять для поиска оптимального решения при разм ещ ении одно­ родных устройств; в) в основе метода последовательного ан ал и за вариантов л е ­ ж ит принцип представления процесса решения в виде многосту­ пенчатой структуры. К а ж д а я ступень св язан а с проверкой н а л и ­ чия тех или иных свойств у множества вариантов (или у о тд ел ь ­ ных) и ведет либо к непосредственному сокращ ению исходного 70 л а в ;1риантов, либо п одготавливает возможность такого отсева. i j 1 и р е1цении вариационных зад ач применение метода последовал ь я о г о а н ал и за вариантов часто основывается на принципе оптиьности, предлож енном Р. Бел л м ановы м в качестве основы для решения зад ач динамического про­ граммирования, у г ) метод ветвей и границ — метод дискретного программирования, в основе которого л е ж а т построения, позволяющие существенно ум ень­ шить объем перебора. Р еал и зац и я метода св язан а с постепенным р а з ­ биением множества вариантов (плаН0 в) G на дерево подмножеств (вет­ влением). Ветвление происходит по многошаговой схеме. Д л я осущ ест­ вления метода ветвей и границ п ри ­ менительно к отдельным з ад ач ам необходимо установить правила ветвления, вычисления оценки (г р а ­ ниц) и нахож дения вариантов (п л а ­ нов) . Комбинаторный ан али з леж и т в основе зад ач по транспортному ос­ воению лесных массивов, р а з р а б о ­ танных В. Я. Л арионовы м и Б. И. Кувалдиным. Авторы пользуются ч аст­ ным методом комбинаторного а н а ­ лиза —• методом последовательных оценок, предлож енны м Н. С. Усковым. И сходная информация пред­ ставляет собой матрицу, строки ко ­ торой означаю т зад ан н ы е корреспон­ денции, а столбцы — н амечаемы е варианты транспорта. Алгоритм по­ строен по такой схеме, которая по­ зволяет на к аж д ом шаге вычислений находить минимальные оценки и включать их в дальнейш ий расчет, т - е- на к а ж д о м ш аге вычислений Рис. 2.11. Блок-схема системы ме­ исключаются те варианты, д ля кото­ ханизированного проектирования рых транспортных сетей лесозаготови­ тельных предприятий- Яу > min Яу; Яу £ Т K jj £ Т m in , причем множество T mjn с= Т, Ае hi] ^ искомые оценки матрицы; Т — критерий количественного показателя. 71 Р еш ение заклю чается в направленном отборе сформированных вариантов, т. е. в нахождении комбинации клеток матрицы, д а ю ­ щей минимум суммы приведенных за т р а т при сложении их по л о ­ гическому правилу, по которому повторный учет одних и тех ж е элементов расходов в сум ме исключен. К ак видим, почти во всех раб отах за критерий оптимальности в экономико-математических моделях принимается минимум сум­ мы дорожно-транспортных за т р а т на освоение лесосырьевой базы. З а последние годы методы комбинаторного ан ал и за, или мето­ ды упорядоченного сравнения вариантов, стали широко п рим енять­ ся д ля решения многих инженерных задач. Р а з р а б о т к а общей тео­ рии комбинаторного ан ал и за еще не заверш ена. Г л а ва 3. Л Е С О В О ЗН Ы Е АВТО М О БИ Л ЬН Ы Е Д О РО ГИ 3.1. Классификация лесовозных автомобильных дорог Л есовозны е автомобильные дороги являю тся одним из видов промышленных дорог. В соответствии со С Н и П II.-Д .6— 72 они под­ разд ел яю тся на категории: а) магистрали лесовозных дорог I категории — годовой объем перевозок более 500 тыс. м3; б) м агистрали лесовозных дорог II категории — годовой объем перевозок от 151 тыс. до 500 тыс. м3; в) магистрали лесовозных дорог III категории — годовой объем перевозок до 150 тыс. м3; г) лесовозные и лесохозяйственные ветки; д) лесовозные усы; е) дороги, не имеющие выраженного грузооборота (дороги для вывозки лесохимического сырья, пож арн ы е дороги в лесном м а с­ сиве) . Лесохозяйственные и хозяйственные дороги (магистрали) проектируются по нормам III категории лесовозных дорог. Ветки со сроком действия по вывозке леса более пяти лет с грузооборотом более 100 тыс. м3 в год — по нормам для магистралей III категории. Дороги нижнего склада до места разветвления их к отдельным производственным уча­ сткам склада проектируются по нормам для магистралей соответствующих к а­ тегорий, а после разветвления — по нормам для магистралей III категории. Д о ­ роги верхних погрузочных пунктов — по нормам для усов. По типам дорож ных о д еж д лесовозные автомобильные дороги п одразделяю тся на грунтовые, гравийные, щебеночные, лежневы е, снежные и др. По числу полос движ ения они бываю т с одной по­ лосой движения, двумя, многополосные и колейные. 3.2. Элементы дорожных конструкций Л есовозн ая автомобильная дорога п редставляет комплекс ин­ женерных сооружений, обеспечивающих безопасное движ ение ав то­ поездов с расчетной скоростью. В этот комплекс входят земляное полотно, д о р о ж н ая одеж д а, мосты, трубы и т. д. (рис. 3.1). Д л я р а з ­ мещения комплекса от зем лепользователей отчуж дается полоса отвода. Ш ирина этой полосы в соответствии с «Техническими у к а ­ заниями по проектированию лесозаготовительных предприятий» (ТУ— 64) д о л ж н а быть не менее суммарной ширины просеки и по­ 73 лосы н асаж ден ий д ля защ иты полотна дороги от снеж ных заносов. Ш ирина просеки обычно принимается равной: д ля дорог круглого­ дового действия — м агистрали 30 м, ветки 12, пож арн ы е проезды 8 м; д ля зимних дорог при устройстве грузового и порожнякового направлений в одной п р о с е к е — 14 м, а при раздельном — 8 (гру­ зовое н ап рав л ен ие), 6 м (порож няковое). Ш ирина защ итной полосы лесонасаж дений принимается не ме­ нее 60 м с к а ж д о й стороны дороги. В открытых местах ширина полосы отвода устанавл и вается с учетом установки снеговых щ и ­ тов. Снеговые щиты могут быть по согласованию с влад ельц ам и зем ель установлены на п р и н ад л еж а щ и х им земельных участках. П ол о са отвода зем ель д л я строительства дорог вне зем ель гослесфонда проектируется в соответствии с действующей «Инструкцией о п орядке отвода и использования земель полосы отвода д ля авто­ мобильных дорог». 74 3 .3 . П л а н д о р о г и Общие сведения. Под планом дороги п одразум евается ее про­ екция на горизонтальную плоскость. В связи с относительно не­ большими поперечными разм ерам и дороги по отношению к длине на плане п оказы ваю т только ее ось и н азы ваю т трассой дороги. П л ан дороги оформляется в соответствии с эталоном, фрагм ент которого представлен на рис. 3.2. Процесс разм ещ ения и закрепления дороги (трассы) на мест­ ности н азы вается трассированием. Лесовозную автомобильную д о ­ рогу пр окл ад ы ваю т по кратчайш ем у расстоянию. Но при трасси ро­ вании встречаются различны е препятствия: озера, реки, болота, овраги, ущ елья, крупные оползни, горные хребты, ценные сельско­ хозяйственные угодья, заповедники, населенные пункты и др. П р е ­ одоление этих препятствий по прямой требует больших м а тер и ал ь ­ ных затрат, поэтому меняют направление трассы. В местах и зм е­ нения нап равлен ия образую тся углы поворота. В результате дорога в плане п редставляет ломаную линию, сопрягаемую плавными кривыми, обеспечивающими возможность вписывания автомобилей и автомобильных поездов. В аж нейш им вопросом при проектировании п лана дороги я в л я ­ ется правильное назначение радиуса кривых, который в н о р м ал ь ­ ных (нестесненных) условиях принимается, согласно ТУ— 64, не менее: на м аги страл ях дорог I, II и III категорий — 400 м; на вет­ ках, усах и дорогах, не имеющих выраженного грузопотока,— 150 м. В стесненных условиях р азреш ается при соответствующих обоснованиях применять меньшие радиусы, но не менее указанны х в табл. 3.1. Т а б л . 3.1. Н аименьш ие радиусы круговы х кривы х в плане, м В ы возка в х л ы стах п р и рельеф е В иды д о р о г М агистраль: I категории II категории III категории Ветки Усы и поворотные петли складах равнинном и х олм и ­ стом на нижних 125 60 50 40 30 горном 60 50 40 30 30 Вывозка в сортим ен ­ т а х п р и рельеф е равнинном и холми­ стом горном 125 60 30 60 30 20 20 15 15 20 Элементы круговых кривых при известных значениях R и а (рис. 3.3 ) определяю тся по формулам: длина кривой К = R a м; длина тангенса Т = R tg -у- м: 75 Рис. 3.2. Развернуты й длина биссектрисы Б ~ R ^sec l j м; длина домера D = 2Т — К м. лпая вопрос выбора местоположения вершины угла поворота, :одимо учитывать см еж ны е кривые. М инимальное расстояние ,у верш инами двух см ежны х углов поворота (рис. 3.4) долж но штворять условиям: при односторонних и обратных кривых, не имеющих вираа т а к ж е при односторонних кривых, имеющих в и р а ж и с одизыми уклонами, Б ^ Т х+ Т2, где Т\, Т2 — тангенсы кривых, м; б) при односторонних кривых, имеющих различны е уклоны ви ­ раж а, Ь (i„ — L > T 1+ T, + ~ ^ sL, ОТ.В где b — ширина проезжей части, м; i‘b. гв — уклоны виражей, °/00; г'от.в— уклон отгона виража: /от в —■ 1 0 . . . 20 % 0; Рис. 3.3. Элементы и главные круговой кривой точки план дороги в) при обратны х кривых, имеющих различны е уклоны ви р а ж а, L > 7 \ + 7\ + + от.в Д л я характеристики эксплуатационно-строительного качества плана дороги определяют следующие технические показатели: L — полную строительную длину дороги, км; 1 -f- т = L /L 3 — коэффици­ ент удлинения дороги, где L B— длина дороги по воздушному на­ правлению (прямому), км; tfmin — минимальный радиус круговой УК кривой, м; Дер = 5 7 ,3 средний радиус; У Д — сумму длин 1а Есех кривых, м; — сумму градусов всех углов поворота; Z — 77 _ j^£P_ — отношение среднего радиуса к минимальному; р = — °min L коэффициент, характеризующий кривизну дороги, количество углов 2а поворота на 1 км; —---------количество градусов углов поворота на 1 км дороги; Zmln — минималь­ ную прямую вставку между обратными кривыми. Окончательная оценка плана дороги производится с учетом продольного профиля. Вираж. Вираж ом н а з ы в а ­ ется участок пути на кривой, имеющий односкатный попе­ речный профиль с уклоном внутрь кривой (рис. 3.5). Н а лесовозных автомобильных дорогах в ир аж и у с т р а и в а ­ ют на м агистральны х пу­ тях и ветках при радиусе кривой менее 400 м с попе­ речным уклоном не более 60%о и не менее уклона про­ езж ей части дороги на п р я ­ мом участке пути: Рис. 3.5. Схема вираж а радиусы горизонтальны х кривых, м величина уклона на вираж е, ° /00 до 125 150 60 50 200 40 2 5 0 ...4 0 0 более 400 2 0 ...3 0 без вираж а В районах с продолжительным и тум анам и и гололедицей уклон в и р а ж а д о лж ен быть не более 40%о, а в горной местности, когда центр кривой располож ен в сторону обрыва, поперечный профиль допускается проектировать с уклоном 1 0%0 в сторону горы с соот­ ветствующим ограничением скорости движения. Поперечный уклон в и р а ж а определяется по формуле У2 где v — скорость движения, м/с; g — ускорение свободного п ад е­ ния, м/с2; R — радиус круговой кривой, м; р — коэффициент попе­ речной силы на лесовозных дорогах: р = 0,15...0,20. Д л и н а отгона в и р а ж а при устройстве переходной кривой при­ равнивается ее длине. При отсутствии переходной кривой длину отгона в и р а ж а оп ределяю т по формуле 10Т где b — ш ирина проезжей части, м; iB — уклон в и р а ж а , %0; гот — У К Л О Н О ТГ О Н З . ВИрЗ.Ж Э.1 £*от = 1 0 ...2 0 % о . 78 Уклон отгона на всем протяжении в и р а ж а д ел аю т одинаковым с уклоном проезжей части. Это облегчает разби вку уширения про­ езж ей части на кривой. Изменение поперечного уклона обочины производится до н а ч а л а отгона в и р а ж а на участке длиной 5 м. Уширение проезжей части и земляного полотна. Автопоезд на кривой зан и м ает большую ширину, чем на прямом участке дороги, поэтому необходимо уш ирять проезж ую часть, а в некоторых сл у­ чаях и зем ляное полотно. Величину уширения проезжей части р а с ­ считывают из условия обеспечения той ж е величины за зо р а между автомобилями на кривых, что и при движ ении их на прямых уч аст­ ках дороги. Причем величина уширения при левых и правых пово­ ротах на двухполосных д орогах будет разной. П ри одном и том ж е радиусе кривой на левы х меньше, а на правых — больше, т а к как при правом повороте в грузовом направлении встречному д в и ж е ­ нию будут мешать свисаю щ ие сзади роспуска концы хлыстов. Н а двухполосной дороге в грузовом направлении уширение на левых поворотах устраивается при R<L400 м, на правых — при R < 8 00 м и на однополосных дорогах на обоих поворотах при R < 300 м. З н а ­ чение величин уширения приведено в табл. 3.2...3.3. В других с л у ­ чаях уширение определяется по форм улам : д л я двухполосной д о ­ роги при левом повороте L2 , 0 ,3 6 а У Т абл. 3.2. R . 2 (4R + В 0) м; У ш ирение двухполосны х лесовозных дорог в грузовом направлении, м Р ади усы кр и вы х , м В ы возка в сортиментах В ы возка в х л ы стах или ствол ах с кронам и дли ной (м) до 20 0 ,8 200 0 ,5 300 0 ,4 0 ,9 1 ,0 1,2 1 ,5 0 ,5 2 ,2 0 ,6 2 ,9 0 ,7 1,1 0 ,4 1,4 0 ,5 0 ,6 0 ,8 1 ,0 0 ,4 м 0 ,6 0 ,8 0 ,5 0 ,6 0А Щ5 400 500 700 800 - Примечание. Для правого. 30 ОО ^ j о"о1 100 25 0 ,4 В числителе — для левого поворота, в знам енателе — Т абл. 3.3. Радиусы к р и в ы х , м У ш ирение однополосных лесовозны х дорог в грузовом направлении, м В ывозка в с о р ти ­ ментах Вывозка в хл ы стах или стволах с крон ам и длиной д о , м 25 20 50 0 ,7 0 ,4 100 200 — — 300 0 ,8 0 ,5 0 ,3 1 ,2 0 ,6 — — 30 1,5 0 ,8 0 ,4 0 ,3 0 ,3 д л я двухполосной дороги при правом повороте L2 0,36о R + У 1Г R + + для однополосной дороги -V { r+t r+L'-(«+ е■ , 0,36о М, УУ- где L — расстояние меж ду передним буфером и задней осью ав то­ мобиля (величину L мож но принять равной приближенно базе автомобиля плюс 0, 8 ...1,0 м ); R — радиус круговой кривой, м; v — скорость д ви ж ени я автопоезда, м/с; В 0 — ш ирина проезжей части на прямой, м; Г — г аб ар и т подвижного состава по ширине, м; / — расстояние м е ж д у кониками автом обиля и полуприцепароспуска, м: ; / = @пОл(Г^ХЛ -----------------------------? п .р ,,М , С2пол — п олезная нагру зка на автопоезд, т; г — коэффициент, р а в ­ ный 0,33 д ля хлыстов и 0,37 — д ля деревьев с кронами; Ехл — р а с ­ четная д ли н а пакета хлыстов, м; d — расстояние от коника ав то­ мобиля (полуприцепа с седельной сцепкой) до концевой комлевой части хлыстов ( 1 ,0 ...2 ,5), м; ^п.р — полезная н агр узка на роспуск, т. Уширение проезж ей части делается за счет внутренней обочины. Если ее ш ирина недостаточная, то одновременно с уширением про­ езжей части уш иряю т зем ляное полотно. Ш ирина обочины на кри ­ вой и на прямом участке д о л ж н а быть одинакова. Отвод уширения производится на участке, прим ыкаю щ ем к кр у ­ говой кривой (рис. 3.6). Д л и н а его принимается равной длине пе­ реходной кривой или отгона ви р а ж а, но не менее длины расчетно­ го автомобиля. Н а лесовозных дорогах с колейным покрытием уширение земляного полотна в кривых принимается, ка к и для обычных дорог с бесколейным покрытием, а уширение колесопроводов следующее: 80 радиусы кривых, м уш ирение колесопроводов, м 50 0,6 60 0 ,5 80 0 ,4 100 0 ,4 150 0 ,3 200 0 ,2 Н а дорогах с колейным железобетонным покрытием уширение колесопроводов выполняется за счет устройства на уширенной части гравийного или грунтоще­ беночного покрытия, а т а к ж е пу­ тем у кл ад ки монолитных уширений из армированного или неармированного бетона. Переходные кривые. Л ес о в о з­ ные автомобильные дороги при 7 ? ^ 2 5 0 м на м аги страл ях и R ^ I O Q м на ветках и дорогах, не имеющих вы раж енного грузопо­ тока, сопрягаю тся с прямы ми у ч а ­ сткам и дороги посредством пере­ ходных кривых, д ли н а которых устан авл и в ается в зависимости от величины радиуса круговой кр и ­ вой (табл. 3.4). Н аиболее распространены пе­ реходные кривые в виде клотоиды (радиоидальной сп и рал и ), лем н и ­ скаты Бернулли, кубической п а ­ раболы и другие (рис. 3.7). Рис. 3.6. Устройство уширении на Р азб и в к у клотоиды можно кривых: произвести методом п рямоуголь­ а — у ш и р ен и е при отсутстви и переходн ой кривой; б — уш ирение при нали чи и п ер е­ ных координат. ходн ой кри вой ; 1— о сн о в н ая к р и ва я ; А Д — о тво д у ш и рен и я; L, — отгон в и р а ж а х —S S3 У= S8 S9 4 ОС2 3456С4 s7 6С ' _ 336С3 , (3.1 S 11 42240С6 где S — текущ ая длина переходной кривой, м; С — парам етр пере­ ходной кривой: C = R L м2; L — полная д ли н а переходной кривой, м. В практических расчетах достаточно первых двух членов у р а в ­ нения (3.1). П од ста вл яя в них переменные значения длины 5 переТ абл. 3.4. Длина переходных кривы х Д лин а переходны х кр и вы х п ри ради усах круговой к р и во й , м В иды д орог 15 20 | 30 I 50 | 60 | 80 ! М агистрали 20 25 30 35 40 45 В етки и дороги, не 10 15 20 25 25 30 имеющие выраж енного грузооборота 100 50 30 125 55 — | 150 45 200 40 | 250 30 81 ходной кривой, например 5,10 м и т. д., можно определить абсцис­ сы и ординаты ее точек. П р и определении конечных координат Хо и у 0 (рис. 3.8) в формулы (3.1) п одставляется полная длина L пере­ ходной кривой. Д л я разбивки ее на практике пользуются сп ец и ал ь­ ными таблицами. П ри устройстве переходных кривых длина к р у ­ говой кривой сокращ ается, так к а к ее центральный угол а будет меньше на величину 2ср (рис. 3.8). П оэтому д ля разбивки их необ- Рис. 3.7. Основные виды ных кривых переход­ Рис. 3.8. Р азб и вк а переходной кривой по клотоиде ходимо соблю дать условие, при котором а ^ 2 < р . Если а = 2ср, то закругление состоит из двух переходных кривых, соединяющихся в середине, а круговая кри в ая отсутствует. Угол ф можно опреде­ лить из следующего вы раж ен и я: L Ф= 2R рад. Если это условие не выполняется, необходимо или увеличить радиус кривой или уменьшить длину переходной кривой. В табл. 3.5 приведены данны е д ля разбивки переходных кривых по клотоиде. Видимость дороги в плане. Видимость дороги в п л а н е — мини­ мальное расстояние в метрах, которое необходимо д л я полной остановки автомобиля при появлении препятствия на проезжей части или д л я безопасности о б ъ езд а его. В связи с этим план, про­ дольный и поперечный профили автомобильных лесовозных дорог долж н ы быть запроектированы с учетом обеспечения расстояния видимости, которое зависит от состояния дороги, реакции водите­ ля, скорости дви ж ени я и тормозного пути автомобиля. Оно с к л а ­ ды вается из расстояния, проходимого автомобилем за в рем я р е а к ­ ции водителя Si, тормозного пути S T и запасного расстояния S 3. Р асстоян ие видимости д ля автомобиля, встречающего п реп ят­ ствие на полосе дви ж ени я (рис. 3.9, а ), определяется по форм уле 82 Т а б л. 3.5. Данные для разбивки переходных кривы х по к л о то и д е Я = 30, 1 = 3 0 Я =50, Л =60, =35 R = 80, .= 4 5 =40 Я =ю о, L=50 X У X У X У X У X У 0 4 ,0 0 8 ,0 0 10,00 15,97 19,90 23,75 27,47 29,25 0 0,01 0 ,1 0 0,19 0,76 1,48 2 ,5 4 4 ,0 0 4,91 0 5 ,0 0 10,00 0 0,01 0 ,1 0 0 5 ,0 0 10,00 0 0,01 0,01 0 5 ,0 0 10,00 0 0,01 0,0 4 0 5 ,0 0 10,00 0 0 ,0 0 0 ,0 3 14,99 19,97 24,92 29,80 34,57 0 ,3 2 0,76 1,48 2,56 4 ,0 5 15,00 16,99 24,96 29,90 34,77 39,55 0,2 3 0,5 6 1,08 1,87 2,96 4,41 15,00 14,99 24,98 29,95 34,90 39,80 44,65 0,16 0,3 7 0,7 2 1,25 1,98 2,96 4 ,2 0 28° 39' Р = 1 , 24 м t = 14,86 м a min ~= 57,3° <р = «р = 20°03' р = 1,02 м t = 17,43 м a mln — 40,1° Ф = 19° 05' 55" Р = 1,11 м t = 19,93 м a mln — 3 8 ,2 ’ 16° 06' 52" Ф = р = 1,07 м t = 2 2 ,4 5 м a min — 32,2° 15,00 0,11 20,00 0 ,2 7 0 ,5 2 24,99 0 ,9 0 29,98 1,43 34,95 2,1 4 39,90 44,72 3 ,0 4 49,69 4,1 7 Ф = 14° 19' 26 р = 1,08 м t = 24,95 м a min — 28,7° П р и м е ч а н и е , р — сдвиж ка круговой кривой в нее внутреннюю сторо­ н у, м (рис. 3.8); t — расстояние от начала круговой кривой до начала п ереход­ ной кривой, т. е. положение начала переходной кривой, м. Р азб и в к а круговых и переходной кривых возмож на не только методом абсцисс и ординат, но и другими способами. S B = vt -( -г-Q2g Я \ - f S 3, Ф + /о ± t , где v — скорость дви ж ени я автомобиля, м/с; t — время реакции водителя: / = 1...2 с; k 3 — эксплуатационны й коэффициент, при гид­ равлическом и пневматическом п р и в о д е — 1,4; при механичес­ к о м — 1,7; g — ускорение свободного падения, м/с2; QT — вес, п ри ­ ходящийся на тормозны е колеса автопоезда, Н; QПОл — полный вес автопоезда, Я ; ср — коэффициент сцепления колес автомобиля с д о ­ рогой; /о — коэффициент основного сопротивления движению; i — продольный уклон дороги; S 3 — запасное расстояние безопасности: S 3 = 5...10 м. Расстояние видимости д ля встречного д виж ения двух автомо­ билей по одной и той ж е полосе (рис. 3. 9, б) определяется по ф ор ­ муле S B = v 4 \ + Vrfi + r -f------ ------------------------ y ~ + S 3. 2S I —г - — ф + /0 i ' По техническим условиям согласно табл. 3.6. li I 2S\ допускается —т - — Ф + Z o i h принимать видимость 83 Р асчетное расстояние видимости в плане и профиле принимаю т из условия располож ени я гл а з а водителя на высоте 1,2 м над по­ верхностью проезж ей части и нахож дения на крайней правой по­ лосе д ви ж ен и я на расстоянии 1,5 м от кромки проезжей части. Д л я обеспечения расчетной видимости на кривых в плане ( з а ­ крытой местности) необходимо, чтобы водитель, находясь в точке А (рис. 3.10, а ), мог увидеть дорогу или препятствие на ней в точа sf |7|Й ож ЗУ * I7 il3 Sr Jj , rCZ-rvS' № : т дА U2 1 1_ ш Рис. 3.9. Схемы д л я определения расстояния видимости ке Б. Р асстоян ие А Б д о лж н о быть не менее установленной расчет­ ной видимости, приведенной в табл. 3.6. Д л я обеспечения этого условия на кривых в плане с внутренней стороны д олж н ы преду­ см атриваться следующие мероприятия: расчистка леса и ку с тар ­ ника; р азр а б о тк а откосов выемки или крутых косогоров и перенос строений, препятствующих видимости (рис. 3.10, б ). Ш ирина полоТ а б л . 3.6. Расчетное расстояние видимости, м П ри равнинном и холмистом Виды до р о г М агистрали дорог: I категории II категории III категории В етки и дороги, не име­ ющие выраженного грузо­ оборота Усы п оверхности до р о ги автомобиля 75 50 40 25 150 20 П ри горном рел ьеф е поверхности дороги автом обиля 80 50 50 40 25 20 100 80 50 40 40 15 30 100 сы расчистки леса и кустарника, р азр а б о тк а откосов выемки и пе­ ренос строений у станавли ваю тся расчетом. При расчете могут быть д ва случая: 84 а) при 5 В> / С (рис. 3.11, а) Z = r {\ — c°s Л - — К 2 ■ а sin — м; 2 б) при S h^ / C (рис. 3.11, б) Z = R 11 — cos -£■-j м, где Я — радиус круговой кривой, м; а — угол поворота, рад; К — д ли н а кривой, м; 5 В — расстояние видимости, м; р — угол, ограни­ чивающий расстояние видимости, рад: Р = — ; при iSB = К R $шж Рис. 3.10. * ZO ■ Обеспечение кривых: р = а. I видимости на Рис. 3.11. Схемы для расчета димости на кривых ви­ а — зо н а, п о д л е ж а щ а я р асч и стке или ср езке (заш т р и х о в а н а ) в п лан е; б — то ж е в п опе­ речном п роф иле Н а кривых в плане д о л ж н а быть обеспечена боковая видимость. Р асстояние ее определяется из условия равенства времени останов­ ки автомобиля и выхода пешехода на проезжую часть (рис. 3.12). *7 ^бок . 2SBt)n w М> "а где' уп — скорость пешехода или автомобиля по пересекаю щей д о ­ роге, м/с; оа — скорость автомобиля, м/с. 85 Проектирование серпантин. В горной местности д ля преодоле­ ния крутых подъемов и спусков у страиваю т кривые с углом пово­ рота, близким к 180°. П ри таком повороте разместить кривую внут­ ри угла невозможно,, поэтому ее выносят за пределы и соединяют Рис. 3.12. Схема определения видимости расстояния боковой с прямыми участками трассы обратным и сопрягаю щими кри вы ­ ми (рис. 3.13). Такой участок трассы н азы вается серпантиной. Серпантины могут быть симметричными относительно биссектрисы угла у и несимметричными, более удобно вписываемыми в рельеф местности. В зависимости от располо­ жения вспомогательных (со­ прягаю щ их) кривых р а з л и ч а ­ ют серпантины первого и в то­ рого рода. В серпантинах пер­ вого рода вспомогательные кривые располож ены вы п укло­ стями в разн ы е стороны, а в серпантинах второго рода они нап равлен ы в одну сторону. П роектирование серпантины заклю чается в установлении величин отдельных элементов д ля ее разбивки и провер­ ки возможности разм ещ ения земляного полотна на мест­ ности. П о ря док расчета и р азб и в ­ ки элементов серпантины п ер­ вого рода следующий. Рис. 3.13. Серпантины: 1. О пределяю т минимальное а — п ервого р о д а ; б — второго р о д а ; в — с х е ­ ма д л я оп р ед ел ен и я м и ни м ал ьн о го р а сс то я н и я расстояние меж ду вершинами меж ду о сям и н и ж н ей и вер х н ей ветвей вспомогательных кривых, необ­ сер п анти ны 86 ходимое д ля разм ещ ени я элементов поперечного профиля дороги, по формуле L = В + С + m (hi + где С == 2m h K + 6 К; hx = Bt° , ; 2 ( 1 — m ' i 0) 1 2 2 ( 1 — m"i 0) С», 1 — m i0 Обозначения см. на рис. 3.13, е. 2. И з треугольника OFM (рис. 3.13, а) по известным сторонам находятся углы |3 и б. Р g 2 — Р + У р 2 + 3 R* 3R где р — п р ям а я вставка, м. 3. О пределяю т расстояние от вершины основной до вершины вспомогательной кривых O M = O N = d по формуле d= sin р 4. Н а х о д я т расстояние от вершины угла вспомогательной кри­ вой до н а ч а л а основной кривой M F = N E по форм уле M F = p + T = = dcosp. 5. В зависимости от у гл а поворота вспомогательной кривой |3 и ее радиуса R по таб л и ц ам н аходят элементы вспомогательной кривой: Т; К; Б. 6 . О пределяю т рассстояние м еж д у осями ветвей серпантины Z — 2d sin — + 2Б. 2 7. С равниваю т полученное значение Z с расстоянием L, найден­ ным, к а к у казан о в п. 1. Если значение Z ^ L , то можно разместить все элементы дороги зад ан н ы х размеров, а если Z < L , необходимо произвести перерасчет, изменив некоторые пар ам етры дороги или элементы серпантины. 8 . Вычисляю т угол и длину кривой по форм улам : угол основной кривой у = 2 (я —б); д ли н а основной кривой S = R оу. 9. П рои зводят разби вку основной кривой, д ля этого задаю тся некоторым числом точек k, тогда д ли н а дуги будет а центральны й угол, соответствующий этой дуге, будет равен Имея значения и R 0, производят разбивку основной кривой на местности. Н орм ы проектирования серпантин приведены в табл. 3.7. 87 Т абл. 3.7. Нормы проектирования серпантин Наименование элем ентов серп анти н Расчетная скорость д в и ж е н и я , м /с 8 ,3 Наименьший радиус основной кривой, м: при вывозке леса в хлыстах при вывозке леса в сортиментах Д л и н а переходной кривой, м Поперечный ук л он проезжей части на вира­ ж е, °/ Наименьший продольный уклон в пределах серпантины, °/00 50 30 30 60 | 5,5 40 20 25 60 1 4 ,2 30 15 20 60 П ринимается согласно щим требованиям оо- Уширение проезжей части на серпантинах д ел ается за счет внешней обочины на 0,5 м, а о стальн ая часть — за счет внутренней обочины и дополнительного уширения земляного полотна. П р о е з­ ж а я часть в пределах серпантин, ка к правило, устраивается д вух ­ полосной, при однополосной — на серпантине проектируют р а з ъ ­ езды. Расстояние меж ду концом и началом сопрягаю щ их кривых двух смежных серпантин долж но приниматься возможно большим, но не менее 100 м. 3.4. Продольный профиль дороги П р о д о л ь н ы й проф иль — это графическое и зображ ен и е разр е за автомобильной дороги вертикальной плоскостью вдоль ее п родоль­ ной оси (рис. 3.14). Он определяется проектной (красной) линией, которая относится к бровке земляного полотна. Эта линия п оказы ­ вает положение проектируемой дороги по отношению к поверхнос­ ти земли. Если проектная линия располож ена выше поверхности земли, дорога проходит в насыпи, если ниж е — в выемке. Основными геометрическими элем ен там и продольного профиля являю тся уклоны проектной линии (подъемы и спуски), ш аг проек­ тирования и вертикальны е кривые, устраиваем ы е на переломах про­ филя. У клоном н азы ваю т отношение разницы отметок крайних точек любого участка профиля к горизонтальной проекции линии, соеди­ няющей эти точки ( i = ( H 2— H l) / l ) . Уклоны проектной линии в ы р а ­ ж аю тся десятичной дробью, в промилле, процентах или радианах. Соотношения меж ду этими единицами измерения следующие: 1 % о = 0,1 % = 0,001. Основными уклон ам и продольного профиля д о­ роги являю тся руководящий и уравновешенный. Р у к о в о д я щ и й у к л о н — максимальны й подъем в грузо­ вом направлении, располож енны й на прямом участке пути, преодо­ л еваем ы й одиночной тягой с равномерной скоростью. У р а в н о в е ш е н н ы й у к л о н — м аксимальны й спуск в гру­ зовом направлении, величина которого допускается наличием то р ­ мозных средств лесовозного поезда, т. е. максимальный спуск не долж ен превосходить величины уравновешенного подъема. 88 Величина руководящ его п одъема устанавл и вается на основании технико-экономических расчетов с учетом грузооборота дороги, ти ­ па автомобиля и покрытия проезжей части, способа вывозки д р е­ весины и рельефа местности. Значения руководящ их подъемов для различны х типов дорог приведены в табл. 3.8. Т абл. 3.8. Значение руководящ его уклона Н аибольш ие [величины руководя­ щ его п о д ъ е м а в грузовом н а­ п равлении ( % „ ) при рельеф е Виды до р о г равнинном М агистрали, ветки и усы лесовозных дорог I и II категорий М агистрали, ветки и усы лесовозных дорог III категории и лесохозяйственны е дороги Д ороги, не имеющие выраженного грузооборо­ та, и хозяйственные дороги (наибольш ая величи­ на укл он а в обоих направлениях) холмистом горном 30 50 80 40 60 90 70 90 110 Уравновешенный подъем устанавл и вается с учетом р ел ь еф а местности и долж ен приниматься возможно меньшим, однако в осо­ бых условиях его значение мож ет быть принято на 2 0 % о больше р у ­ ководящего подъема, установленного д ля данной категории д о­ роги. При изменении уклонов на продольном профиле дороги о б р а зу ­ ются переломы, которые вызы ваю т неудобства при движении, соз­ даю т резкие изменения усилий в сцепных приборах, у х уд ш аю т управляемость автомобилей, на выпуклы х переломах ограничивает­ ся видимость, а на вогнутых создается перегрузка рессор и т. д. П о ­ этому переломы продольного профиля см ягчаю т устройством в е р тикальныхкривых. Р ад иус вогнутых вертикальных кривых (рис. 3.15, б) опреде­ ляют по условиям допускаемой перегрузки рессор от действия цент­ робежной силы F — m v 2/R по формуле: R m m ^ ^ v 2, где v — скоростьдвижения автомобиля, м/с. Р ад и ус выпуклых вертикальных кривых (рис. 3.15, а) опреде­ ляют с учетом условия обеспечения видимости р Amin С2 !L 2d ’ где 5 В — расстояние видимости поверхности дороги, м; d — возвы ­ шение г л а за водителя над поверхностью дороги: с?=1,2 м. В ерти­ кальные кривые у страиваю тся в местах переломов проектной л и нии в продольном профиле при алгебраической разнице соп р ягае­ мых уклонов более 15%о на магистрали и ветках и более 2 0 % 0 — На усах. П ри проектировании лесовозных автомобильных дорог р е ­ комендуется принимать радиусы вертикальных кривых: выпуклыеа = 2500 м, вогнутые R — 500 — д л я магистралей и соответственно 89’ (Наименование Ведомства,, в подчинении ноторого находит ся проент ная организация) ( Проентная организация) Продольный профиль м агист рали __________________ авт ом обильной йо ро ги _______________________________________ О сн о в н ы е леспромхоза п о ка за т е л и 1. Категория дороги г. Д лина строящегося у частно 3. Ширина воротного полот на 4. Покрыт ие В Наибольший подъем 6 грузовом направлении о. Наибольший слусн 7. Минимальный радиус кривы х в плане в. Расчетная нагрузка мост ов д. Гип связи Ю. Профильный объем земляных работ н а / км насы па вы ем ки (го р о д ) 197 .... год Рис. 3.14. Продольный профиль нм м °/00 °/00 м м3 м3 Грузовое направление 237 Складские дороги % » РГГН1 Сосковый л ес Ситуация Ч-у Типпокрытия(П-пооси) шт ч-а ч-а уклоны Чъ левая 5= канава или „ Отметки резерв ‘о & привоя канава резерв О клокы 16 Р -— Z 1 по йолотр Гравийное п =см Песок 1б0кг/кв.см т 1а С Осушителбная s? § 200~ Ш ^ 1 Осуи/ительнаяЩ канава. ^ Отметки г С клоны 5а Отметки по бровке дорож ного полот на (п о верху покрыт ия) Отметки земли по оси дороги в / 750 ~4ПО % Г ч>' Ча N I' Расст ояния !£Э' ". Редкой мелкий' Средней грст оап/ и кряанослги Гравийное Л - см /дОкг/кв. см 1 2оВ~~ § н<W С ?4 S' 5м § S' ■i: S: Чз § пикет ы 1 С лан л и н и и Километры ; Сосковый лес 106,6 С3 16°30' А о 1 Р -60О У г-13°30’ т -71,02 К -141,4 автомобильной лесовозной дороги S S' s!; P-2500 т-го Б-007 I J 5-0,08 85 * 5 & § S" 75-^90^ ff-K \^K/oOem5-o,6^si>2V j4 5 \ l ^ ЙЗ S ' v< S . 5* * * 1 ш т £ S i S$ 1 1 p Too |i $ §5 & о C\j <3JV-j(»^s ® >S Vs % % ^ ^ <ЪГ vs I § л^-ооО *£>S£ 'l l й <4cC oNp» I>si I^s. *5 N% sN '4N4 ‘ N -4 ^ § О & k> ^y N k> L\i <b в 5 7 0 ,0 •C 3 -J ° 0 0 '(J ',0 0 /1 й N Ss <5> Ol л: «§ 4J ^ io K>>v> tpT' ks fO kC I I I fs N ► "Nj О 700 4 § III! § S Hill I' §5 № Ю p -200 У г-г8 °/г' Г -70,37 0-/3S, 9 Э t -40 1 Puc. 3.14. П родолж ение резерО 4 ’ 50 Ш' If 5? so WXI25 p —£jH §' l fe 2 3 7 5 ,7 CO ■2 0 a0 0 '(2 5 °/2 '! Pn.fJ°?-f7J,862 со 1 * \1 •к т с S& °М ' 1 A Га X UО & аГ S> if? Vf\ £ <\j £ N'kiS^SN* £ 'I IfA 3 IM Б у ^ 1<й р s> <*> _ н ♦ 3 * « &а 5; <*аN Nb К S & £ § $Г <v*b■ $ §Г £ § сз <ь 5 £ 6 U U ~ UU ш е зка м Щ Rs И§ § § §5 $ <1 Й! $ § (о ч> *3 7 резе р в * $ V» NK ¥ $Г *5 % в 9 595,3 С 6 ■f3°00 у/?°РО') Р-900 Уг-72°32' г-95,дг и- 87,5 Рис. 3.14. Окончание го ч> jn / i? = 1000 м и R = 200 м — д ля веток и прочих дорог. В стесненных условиях в соответствии с ТУ — 64 радиусы вертикальны х кривых следует принимать не менее указан ны х в табл. 3.9. Зн ач ен ия основных элементов вертикальных кривых о п ред ел я­ ются по приближенны м формулам: длина кривой К т R h i м; тангенс кривой Т = — м; биссектриса Б ж Т 2R м, где R — радиус вертикальной кривой, м; Ai — алгебраическая р а з ­ ность сопрягаемы х уклонов. О рди ната любой промежуточной точки, н аходящ ейся от н ачала кривой на расстоянии х , определяется из следующего в ы р а ж ен и я: X2 Этой формулой пользую тся д ля определения п оправок к рабо-' чим отметкам. Р ассто ян и е м еж д у верш инами переломов проектной линии в про­ дольном профиле ( ш а г п р о е к т и р о в а н и я ) н азн ачается из расчета обеспечения разм ещ ени я вертикальных кривых. Смеж ные вертикальны е кривые могут сопрягаться меж ду собой без прямых вставок. Ш аг проектирования при пилообразном продольном про­ филе принимается не менее величин, указан ны х в табл. 3.10. 94 Т абл. 3.9. Наименьшие радиусы вертикальных кривы х Н аименьш ие радиусы кри вы х, м во гн у ты х вы п у кл ы х В иды до р о г в равнинном и холмистом р е л ье ф ах М агистрали: I категории II категории III категории Ветки, усы и дороги, не имеющие выраженного грузопотока 2500 1000 600 250 в горном рельеф е в равнинном и холмистом рельеф ах в горном рел ьеф е 1000 600 400 150 500 200 100 100 200 100 100 100 П р и м е ч а н и е . Значения радиусов вертикальны х кривых следует н азн а­ чать с таки м расчетом, чтобы длина кривой была не менее 10 м, а биссектри­ са — не менее 5 см. Т абл. 3.10. Величина ш ага проектирования, м Величина ш ага п р о екти р о ван и я при р ел ьеф ах местности равнинном и холмистом Н а м агистралях лесовозны х и лесохозяйственны х дорог Н а дорогах, не имеющих вы раж енного грузооборота горном 50 20 30 20 Н а участках дорог в горной и пересеченной местностях с про­ дольными уклон ам и круче 6 0 %0 через к а ж д ы е 2...3 км необходимо п редусматривать вставки длиной не менее 50 м меж ду концами в е р ­ тикальны х кривых с продольным уклоном не более 2 0 % 0 или у стр а и ­ вать специальные площ адки д ля стоянки автомобилей. П родольный профиль вычерчивается на миллиметровой бумаге в соответствии с установленными п равилам и (см. рис. 3.14). При этом применяю тся следую щие масш табы : д ля дорог в равнинной местности: горизонтальный 1 : 5000 (в 1 см 50 м ), вертикальный 1 : 500 (в 1 см 5 м ) ; д ля дорог в горной местности: горизонтальный 1 : 2000 , вертикальный 1 : 20 0 . Условные знаки, применяемые при построении продольного про­ филя дороги, приведены на рис. 3.16 и 3.17. Р азл и ч аю т два метода разм ещ ения проектной линии: о б е р ­ т ы в а ю щ а я и с е к у щ а я п р о е к т и р о в к и . В первом случае проектную линию н ан осят п арал л ел ь н о поверхности земли, отсту­ пая от этого п равила на пересечениях, пониженных местах рельефа п близком располож ении переломов продольного профиля. Второй 95 метод применяю т при сложном рельефе местности, когда уклоны рельефа местности значительно превы ш аю т руководящий уклон. После построения продольного профиля проверяют правильность его составления. Он д о лж ен удовлетворять следующим условиям: 1 ) ал геб раи ч еск ая сум ма произведений всех уклонов д о л ж н а равняться разности крайних проектных отметок; 2 ) разность суммы высот всех насыпей и глубин выемок д о л ж н а . равняться разности сумм всех проектных и черных отметок; У,-'/-' V/.'- / S ’/ s v /,v /,v 2 ....... Elll II [IM11ЕIИ Е HlllllllMlliJ Рис. 3.16. Условные обозначения грунтов и горных пород на продольных п роф илях автомобильных дорог: 1 — супесь л е гк а я ; 2 — су п е с ь п ы л е в а т а я ; 3 — супесь т я ж е л а я ; 4 — сугл и н ок л егки й ; 5 — сугл и н о к л егки й п ы л е в а т ы й ; 5 — су гл и н о к т я ж е л ы й ; 7 — с у гл и н о к т я ж е л ы й п ы ­ л еваты й ; 8 — гл и н а п е с ч а н а я ; 9 — гл и н а п ы л ев а та я ; 10 — гл и н а ж и р н а я ; 11 — песок м елки й; 12 — п есок п ы л е в а ты й ; 13 — п лы ву н ; 14 — суглин ок т я ж е л ы й вал у н н ы й ; 15 — торф ; 16 — торф р а зж и ж е н н ы й ; 17 — с ап р о п ел ь; 18 — ил, и л о в а ты й грун т; 19 — н а ­ сы пной гр у н т; 20 — гр а в и й ; 21 — г а л ь к а ; 22 — вал у н ы ; 2 3 — гр а н и т ; 24 — д и а б а з ; 25 — с л ан е ц гли ни сты й; 26 — и зв е с т н я к ; 27 — м ер гел ь; 28 — и зве с т н я к -р а к у ш е ч н и к ; 29 — песчан ик; 30 — т р е щ и н о в а т о с т ь п ород. Грунты р а зн о р о д н ы е по со ставу п о к а ­ зы в а ю т ся у сл о вн ы м и зн а к а м и их ком п он ен тов 3) сум ма длин всех уклонов и площ адок д о л ж н а р авн яться д л и ­ не линии; 4) сум ма длин всех п рям ы х и кривых д о л ж н а р авн яться полной длине линии; 5) сум ма расстояний по обеим сторонам верти кальн ой линии, проведенной в месте п ерел ом а проектной линии или в н ачале и в конце кривой, д о л ж н а р ав н ять ся 100 м; 6 ) ал геб р аи ч еск ая сум м а всех углов поворота д о л ж н а равняться углу меж ду первой и последней прямой, взятой по их румбам. Д л я х ар а ктери сти ки ка ч е ств а запроектированного продольного профиля, сравнения и оценки различны х вар и ан то в применяются следующие основные и зм ери тел и : величины руководящ его подъема, м аксимального (расчетного) спуска, среднего у к л о н а, протяжения 96 с. *г“? я 0*Q. <и «о 'и* О) S c «в 2Ч 5а &^ зg 2о !§s &в - (U а О X о S ... , 2 С РЗ S о еС а> ч <и 1: > «•1 К о °«g ащи. Оц‘■ж Ь ^ vl Ч св-ёй (U -г? °( 'If Ш Ш 'ЯИ 95* =с о " х ч ; 5 « * ^ £ 2 \с® ™й- о" 3" й я Л ---------------------- П || Ш Ж 9 9 5С* I I I « о* °SаD2л &н И В» с 2 н ^£ у гaа 1 1к7 а « я н 8 ^ 2« а о fe < о . . д 3 2 aR в 2 к ттоо т*о[_.§Р я= •>. • в ^ca^fcO tuo s s ..s I § | | | Hi s\o uo,o® ^ fel u ;S 2o g, «§ * ..« > к 5 $ "' -фэиэш ог* 1 . 2 3 g K S B 5 * 5 I 5 _g.g I S I 7 »o к-Э-g д ц x S 2a . « 1 U2 .--TO to H I “CO 1I x. - У <CU 5 I *3 F«- d 5 * « Р 1S “ h = s i o' 3^ 4 j> га P к ...£ ~ J3 3П*S ф 2= =(Q о щ О o, * 9 ‘* в * o ? h s 2 ф x■s . g ffl « f. g^ t=o «a *i 5 OHa s l 2 3 о ..-о 3 Чс З КУ^ к ЯЯ. . о“ ш я , и. gЙ ся К= зH Я д as!I£oro §§■* X Набпрофимные обозначения TO у ^ т 05 S у I a* 5? С3 ® Я о H О 4> a о a 9о 1H У 'I сGJ 22 <y Da, Исо 05 £ c s H гь+ Ф л» a as s? iз у 2 tt у 4> TO r . e r; a >^» u *>S a * °to со < a® x £ x . о 52 у | 0) « =- с о m л со i: л о о я >.011 * £ - k x 2S « = 5 о а н s* *4>ТнО55 ~S4*7Г ““ 2ля 4 х2 Iг 2 =5 05 05* g§ И& !| о то л о То оо С !Уф л GJ « е (0 К т У Q дтоК 3 4> O, 3 ТО_ fа aл.: я я S ^ -а s тоSч : т eL| \П I 4 З ак. 2241 Н о г2 о >. g ^ fr" О2 S о . ^ подъемов ( %) , спусков, горизонтальных площ адок, ш аг проектиро­ вания, нор м ал ьная и м акси м ал ь н ая величины принятых радиусов вертикальны х кривых, общее количество зем ляных работ на 1 км пути, количество искусственных сооружений и их длина по настилу на 1 км пути. 3.5. З ем л ян ое полотно З ем л ян ое полотно следует проектировать по типовым попереч­ ным профилям в соответствии с дорожно-климатической зоной, с учетом р ельеф а, типа местности по х ар а ктер у и степени у в л а ж н е ­ ния (табл. 3.11). Т абл. Я 11. Типы местности по характеру и степени увлаж нения Тип местности по х а р а к т е р у и степени у вл ажнения I Х а р ак те р и сти к а типа местности Сухие места избыточного лаж нения П р и зн аки увлаж нен ия без Поверхностный сток обеспечен, и грунтовые ув- воды не оказываю т существенного влияния на увлаж нение верхней толщ и грунтов II Сырые места с избыточным у в л а ж нением в отдельные периоды года П оверхностный сток не обеспечен. Весной и осенью появляется застой воды на поверхности, но грунтовые воды не оказываю т существенного влияния н а увлаж н ени е верхней толщи грунтов III Мокрые места с постоянным избыточным увлаж н ением Грунтовые воды или длительно стоящие (более 20 сут.) поверхностные воды влияют на увлаж нение верхней толщ и грунтов; почвы торфяные, оглеенны е с признаками з а ­ болачивания Р а зл и ч а ю т 12 типов поперечных профилей земляного полотна (рис. 3.18): I тип — насыпи высотой до 1 м с ка н а ва м и или р езе р ­ вами при поперечном уклоне местности до 1 : 10 при песчаных и су­ песчаных грунтах. П ри поперечном уклоне круче 1 :2 5 канавы устраиваю тся только с верховой стороны; II тип — насыпи высотой до 1 м с кан авам и или резервами при поперечном уклоне местности до 1 : 10 при суглинистых и глинистых грунтах. П ри поперечном уклоне круче 1 : 25 канавы устраиваю тся только с верховой сторо­ ны; III тип — насыпь на сырых и заболоченных участках при попе­ речном уклоне местности до 1 : 10. П ри поперечном уклоне местно­ сти круче 1 : 25 канавы устраиваю тся только с верховой стороны. Этот профиль применяется т а к ж е во всех случаях, когда дорожные канавы совмещ аю тся с лесомелиоративными. IV тип — насыпь в ы ­ сотой до 1 м из привозного грунта без канав (на валунны х грунтах, болотах II типа и д р . ) ; V тип — насыпь высотой от 1 до 12 м при по­ перечном уклоне местности до 1 : 10. Н асы пь высотой до 12 м из 98 4* крупного и средней крупности песка, гравия, гальки, щ ебня слабовыветриваю щ ихся горных пород устраивается с откосами 1 : 1,5 на всю высоту насыпи; VI тип — насыпь на косогоре крутизной от 1 : 10 до 1 : 5; VII тип — насыпь без резервов на косогоре крутизной от 1 : 5 до 1 : 3. Н а косогорах из дренирую щ их грунтов, не покрытых растительностью, уступы не делаю тся; V III тип — п о дтапл и ваем ая насыпь; IX тип — вы емка без к а в а л ь е р а в песчаных и супесчаных грунтах глубиной до 12 м, при поперечном уклоне местности круче 1 : 5 банкеты не устраиваю тся; X тип — вы емка без к а в а л ь е р а в гл и ­ нистых и суглинистых грунтах до 12 м при поперечном уклоне мест­ ности не круче 1 :3 . П р и уклоне местности круче 1 : 5 банкеты не устраиваю тся; XI тип — выемка глубиной до 12 м в мелких п ы л е в а ­ тых песках, лёссах, жирны х и пылеватых глинах, легковы ветривающейся или сильнотрещиноватой ск ал е при поперечном уклоне мест­ ности не круче 1 : 3. П ри высоте откосов до 2 м закю ветны е полки не устраиваю тся; XII тип — выемки в слабовы ветриваю щ ихся с к а л ь ­ ных породах. П р и проектировании и возведении земляного полотна ав то м о ­ бильных дорог руководствуются дорожной классификацией грунтов. За п р е щ ает ся применять при возведении земляного полотна: н едре­ нирующие грунты, со д ерж ащ и е водорастворимые соли в количестве более 8 % при хлоридном и более 5% при сульфитном засолении; ж и рн ы е глины, меловые и тальковы е грунты и трепелы при наличии грунтовых вод на глубине менее 1 м и на поймах рек; торф; илистые грунты — ил, мелкий песок с примесью торфа или ила, ж и р н ы е гли­ ны с примесью ила. Без ограничений д ля отсыпки насыпей допускаются: камень, щ е ­ бенистые, гравелисты е грунты и пески (за исключением п ы л ев а­ ты х); кислые и н ейтральны е металлургические шлаки. Глинистые грунты (супеси, суглинки, глины) допускаю тся для возведения н а ­ сыпей при влаж н остях, не превыш аю щ их оптимальны е более чем на 1 0 %. Устойчивость земляного полотна обеспечивается соблюдением проектных размеров, отводом поверхностных и грунтовых вод, под­ бором грунтов соответствующего качества и отсыпкой их горизон­ тальными слоями на всю ширину насыпи с послойным уплотнением до требуемой плотности, которая определяется по формуле: /7тр = ХуЯтах, где Ку — коэффициент уплотнения (табл. 3.12); /7тах — наи бо л ьш ая плотность при оптимальной влаж ности, опре­ д ел яе м ая в лаб оратори и методом стандартного уплотнения. Н а участках трассы с несложными инженерно-геологическими, гидрогеологическими и другими природными условиями земляное полотно проектируется по типовым проектам. И н диви дуальн ы е про­ екты земляного полотна р азр а б а ты в аю тс я в следующих случаях (С Н и П П -Д . 5— 72): д ля насыпей высотой более 12 м из нескальных грунтов; д ля насыпей на участках временного подтопления, а так ж е в местах пересечения водоемов и водостоков; д ля насыпей на б оло­ тах глубиной более 4 м или при меньшей глубине, когда не преду­ см атри вается выторфовывание, а т а к ж е при наличии поперечных 100 Табл. 3.12. М инимально требуемые коэф ф ициенты уплотнения Виды зем ляного п олотна Насыпь Ч асть зем ляного п олотна Глубина расп оло­ ж ения слоя от п о вер х ­ ности покры ­ ти я, м Усоверш енствован­ ны е п о кр ы ти я кап и тальн о го типа Усоверш енствованны е п окры ти я об легчен ­ ные и п ереходного типа доро ж н о-кл и м ати чески е зоны II . . . III I V ...V II . . . III | IV . . . V 0 ,9 8 ... 0 ,9 5 — 0 ,9 5 0,98. 0,9 5 В ерхняя Д о 1,5 1 ...0 ,9 8 Н иж няя неподтап ли ваем ая 1 ,5 ...6 >6 0 ,9 5 0,9 8 Н иж няя под­ 1 , 5 . . . 6 0 ,9 8 . . . 0 , 9 5 0 ,9 5 тапливаемая >6 0 ,9 8 0,98 Выемка и есте­ В зоне промер­ Д о 1,2* 1 ,0 ...0 ,9 8 0,98 ственные осно­ зания 0 ,9 5 вания низких Ниже зоны про­ Д о 1,2* 0 ,9 5 0 ,9 5 ... насыпей мерзания 0,92 — 0 ,9 5 — 0 ,9 5 0 ,9 5 ... 0,9 0 0 ,9 5 0,95 0,98. 0,9 5 0,95. 0 ,9 2 0,9 5 0,90 П р и м е ч а н и я : 1. Большие значения коэффициента уплотнения принимают при цементНо-бетонных и цементно-грунтовых покрытиях и основаниях, а т а к ­ же при усовершенствованных облегченных покры тиях. 2. Коэффициент уплотнения верхней части грунтового основания непосред­ ственно под дорожной одеждой на глубину 0 ,2 м принимают 1,0 при покры­ тиях капитального типа и 0,98 — при покрытиях облегченного типа. 3*. В I V . . . V дорож но-климатических зон ах принимается 0 ,8 м . уклонов дна болота более 1 : 1 0 ; д л я насыпей на участках со с л а б ы ­ ми естественными основаниями, в том числе в местах размещ ения водоспускных устройств, а т а к ж е при выходе ключей в пределах основания; д ля выемок в нескальны х грунтах при высоте откосов более 12 м и в скальны х — более 16 м при благоприятных и нж ен ер­ но-геологических условиях; для выемок при высоте откосов менее 16 м в скальны х породах, имеющих наклон пластов в сторону по­ лотна; д ля выемок в глинистых переувлаж ненны х грунтах с к о э ф ф и ­ циентом консистенции более 0,5 или вскры ваю щ их водоносные го­ ризонты; д ля выемок глубиной более 6 м в глинистых пылеватых грунтах в районах с избыточным увлаж нением , а т а к ж е в глинистых грунтах, теряющих прочность и устойчивость в откосах под воздей­ ствием климатических факторов; д л я насыпей и выемок, с о о р у ж ае­ мых в слож ны х инженерно-геологических условиях (на косогорах кРуче 1 : 3 , на участках с наличием или возмож ны м развитием оползней, оврагов, карста, обвалов, осыпей, селей, снежных лавин, н ал е д е й ). Геометрическая ф орм а и конструкция земляного полотна д о л ж ­ ны способствовать незаносимости дороги снегом и песком. Снегонезаносимость обеспечивается наличием пологих откосов насыпей и выемок (от 1 : 4 до 1 : 6 ), возвышением бровки полотна на 0,5... 0,8 НаД поверхностью снегового покрова (в данной местности при р а с ­ 101 четной вероятности превыш ения 5 %) , ограж дением дороги н а с а ж ­ дениями и снегозащитными устройствами. Л учш е всего трассу про­ к л ад ы вать вдоль господствующих ветров в зимнее время. Возвышение низа дорож н ой одеж ды над расчетным уровнем грунтовых вод или длительно стоящих (более 20 сут.) поверхност­ ных вод (II и III типы местности) и над поверхностью земли д о л ж ­ но быть не менее величин, приведенных в табл. 3.13 в соответствии с ТУ—64. Т абл. 3.13. Возвышение низа дорожной одежды над уровнем грунтовы х вод и над поверхностью земли Г рун ты зем лян ого полотна Н аименьш ее возвы ш ение низа дорож н ой о д е ж д ы н ад уровнем грун товы х вод (числитель) и н ад поверхностью земли (зн а м е н а т е л ь ), м II зона П ески средние и мелкие, супеси легкие П ески пылеватые, супеси тяж елые Супеси пылеваты е, тяж елы е пы лева­ тые; суглинки легки е, легки е пы лева­ ты е и тяж елы е пылеватые С углинки тяж ел ы е, глины пылеватые, песчанисты е и жирные III зона IV зона V зон а 0 ,7 0 ,6 0 ,5 Щ4 0 ,5 Ь2 0 ,4 0 ,8 0 ,3 0 ,8 0 ,2 0 ,7 0 ,6 1,9 0 ,8 0 ,5 1,7 0 ,4 1,4 0 ,3 1,3 0 ,6 0 ,5 0 ,4 1,9 М 0 ,6 1,1 0 ,4 0 ,4 0/7 1,0 П р и м е ч а н и е . Бровка земляного полотна дорог летнего действия на подходах к мостам и трубам в пределах разлива и при расположении дороги вдоль р ек , в зоне водохранилища и бровка оградительных дамб должны возвы­ ш аться не менее чем на 0,5 м, а бровка незатопляемы х регуляционных соору­ ж ений и берм у насыпей — не менее чем на 0,25 м над отметкой подпорного горизонта, определяемого по расчету. П ри проектировании земляного полотна на косогорах крутизной 1 : 5 и более предусматриваю т мероприятия д л я предотвращения оползания насыпей по склону и р азм ы в а земляного полотна водами, поступающими с нагорной стороны. Н а расстоянии не менее 5 м от наруж ной бровки, выемки или 2 м от основания насыпи п редусм ат­ риваю т нагорные кан авы с банкетами, располож енны ми с низовой стороны. Н а косогорах крутизной менее 1 : 5, а т а к ж е в скальных грунтах нагорные канавы проектируют без банкетов. Грунтовые воды, которые могут наруш ить устойчивость земляного полотна, д олж н ы прихваты ваться дрен аж н ы м и сооружениями. Эти соо руж е­ ния выполняются по специальным проектам. П ри проектировании земляного полотна принятие наиболее р а ­ ционального решения долж но быть обосновано технико-экономиче­ скими расчетами на основе соответствующих обследований трассы проектируемой или реконструируемой дороги. В зависимости от р а с ­ положения проектной линии по отношению к окру ж аю щ ей местно­ 102 сти существуют следующие основные формы земляного полотна: насыпь, выемка, полунасыпь-полувыемка. Ш ирина земляного полотна по верху р ав н а расстоянию между бровками и определяется в зависимости от типа подвижного соста­ ва, скорости движения, р ельеф а местности и др. Основные п а р а ­ метры земляного полотна и проезжей части автомобильных л есо­ возных дорог в соответствии с ТУ— 64 приведены в табл. 3.14. Табл. 3.14. Ш ирина зем ляного полотна и проезж ей части Ш ирина, м Виды дорог М агистрали дорог: I категории II категории III категории М агистральны е на­ правления л есохозяйст­ венных дорог, лесовоз­ ные и л есохозяй ствен ­ ные ветки и дороги д л я вывозки ж ивицы Усы и пожарные дороги в леснем массиве Дороги хозяйственного значения при равнинном и холмистом рел ьеф ах п р и горном рельеф е и д р у ги х с л о ж н ы х услови ях зем ляного п олотн а п р о езж ей части о бо ­ чины зем лян ого п олотн а п роезж ей части обочины 10 8 5 ,5 5 7 6 4 3 ,5 1 ,5 1 0 ,7 5 0 ,7 5 9 8 5 4 ,5 7 6 4 3 ,5 1 1 0 ,5 0 ,5 4 ,5 3 ,5 0 ,5 3 0 ,5 6 ,5 3 ,5 1,5 3 ,5 0 ,5 4 . 4 ,5 П р и м е ч а н и е . Ширина земляного полотна и проезжей части приведена на габарит по ширине автомобилей и прицепного состава до 2,75 м, при б о л ь ­ шей ширине данные увеличиваются на 0,5 м при габарите коника до 3,3 м и на 1 м — при габарите коника 3 ,4 ...3 ,7 м. Н а однополосных дорогах двустороннее дви ж ени е обеспечивает­ ся устройством разъ езд о в полезной длиной не менее 30 м, рас п о л о ­ женных в пределах видимости, но не д ал ее 500 м д руг от д руга. Ш и ­ рина земляного полотна на р а зъ е зд а х и проезж ей части п риним ает­ ся по табл. 3.14, ка к для дороги II категории. П ереход от однополос­ ной ширины земляного полотна к двухполосной на р а зъ е зд а х осущ ествляется на протяжении 10 м. Д л я обеспечения стока дож девы х и тал ы х вод поверхности зе м ­ ляного полотна придается двухскатный поперечный профиль в з а ­ висимости от типа устраиваемой од еж д ы с поперечными уклонами: при устройстве дорожной одеж ды серповидного профиля — 10...30 % о; полукорытного или корытного профиля — дну коры та придается уклон, равный уклону проезжей части; при устройстве Дорог без покрытий — 40...50%0. -Крутизна откосов насыпей высотой до 1 м, возводимых из мест­ ных нескальных грунтов, а т а к ж е крутизна внутренних откосов к а ­ 103 I Рис. 3.19. Типовые поперечные профили насыпей на бо­ лотах: а, е — п олное вы то р ф о вы в ан и е с п о садко й на м и н ер ал ьн ое дн о; б, в — с части ч н ы м вы то р ф о вы ван и ем ; г — с д р е н а ж н ы м у п рорезям и ; д — с п о гр у ж ен и ем н асы п ей н а сп л ави н у ; 1 — бо р о зд ы от п роходов ди ск о во ­ го к а т к а ; 2 — др ени р у ю щ и й слой; 3 — д р е н а ж н ы е прорези нав и канав-резервов назн ачается в пределах от 1 : 1,5 до 1 : 3 в з а ­ висимости от типа грунтов, способа производства работ и п рим ен яе­ мых средств механизации. З ем л ян ое полотно на болотах проектируется в соответствии со следующей классификацией болот: I тип — болота, заполненные торфам и устойчивой консистенции, подстилаемы е достаточно плотными минеральны ми грунтами; 104 II тип — болота, заполненны е торфам и неустойчивой консистен­ ции, подстилаемые органическими или полуорганическими илами (с а п р о п е л я м и ); III тип — болота, заполненны е ж идкими торф ам и с плаваю щ ей торфяной коркой (сплавинные б олота). При проектировании зем ляного полотна на болотах п редусм атри­ вают: пересечение болот в наиболее узком и неглубоком месте, имеющем наименьшие поперечные уклоны минерального дна; о г р а ­ ничение сроков стабилизации осадки насыпи периодом ее возведе­ ния; осушение болота во всех случаях, когда это технически в о зм о ж ­ но и экономически целесообразно (мелиоративные работы произво­ д ят до возведения насыпей). Н а дорогах с усоверш енствованными капитальны ми п окры тия­ ми при глубине болота до 4 м, а т а к ж е с облегченными усоверш енст­ вованными покрытиями до 2 м торф из-под насыпей долж ен быть полностью удален. При проектировании дорог с переходными и низшими типами покрытий на болотах с устойчивыми торф ам и насыпи возводят без в ыторф овы вания или с частичным выторфовы ванием с таким расче­ том, чтобы толщина оставш егося слоя торфа с учетом его об ж ати я была при переходных покрытиях не более ‘/з, а при низших — не б о­ лее 7 2 толщины минеральной части насыпи. Н а болотах II и III ти­ пов насыпи д олж ны возводиться с посадкой на минеральное дно бо­ лота. Н асы пи на болотах проектируют, к а к правило, из водоустой­ чивых гравелистых, песчаных или супесчаных грунтов. Т а б л. 3.15. Рекомендуемые конструкции земляного полотна на болотах Тип бол ота К атегори и д о р о г Глубина болота, м I I До 2 2. . . 4 >4 И До 2 2...6 >6 III До 8 >8 I И Полное выторфовывание П олное выторфо­ вывание П олное выторфовывание П олное выторфовивание или дренажные прорези В ертикальны е дрены В ертикальны е дрены Полное выторфовывание Полное выторфовывание П осадка насыпи на ми- П о садк а насыпи неральное дно болота на м инеральное путем вы давливания дно торфа В ертикальны е дрены П осадка насыпи на ми- П осадка насыпи неральное дно путем на дно болота вы давливания торфа | III М ассивная н а­ сыпь, отсыпаемая на поверхность болота О блегченная насыпь из ш л ак а плаваю щ ая или насыпь на фаш инной (хворостяной) вы стилке в осн о­ вании С вайная эстакада С вайная эстакад а П рокладка трассы по болоту экономически нецелесообразна С вайная эстакада 105 Многочисленные конструкции земляного полотна на болотах сво­ дятся к следую щим основным типам (рис. 3.19): I тип — зем ляное полотно, опирающееся на минеральное дно б о­ лота: свайные эстакады ; . полное выторфовы вание с засыпкой дренирующ им грунтом. II тип — зем ляное полотно, опираю щееся на торфяную з а л е ж ь . с улучшением строительных свойств слабого основания: частичное выторфовывание, зем ляное полотно с вертикальными дренами и дрен аж н ы м и прорезями, глубинное уплотнение и химическое укр е п ­ ление слабы х грунтов основания. III тип — зем ляное полотно, пролож енное непосредственно по поверхности: п лав аю щ и е насыпи; облегченные насыпи; настилы и елани. Типовые решения рекомендуемых конструкций земляного полот­ на на болотах приведены в табл. 3.15. Все насыпи на болотах д олж н ы быть отсыпаны с запасом на осадку, величина которой устанавл и вается по расчету. 3.6. Водно-тепловой реж им грунтов Водно-тепловым режимом грунтов н азы вается совокупность при­ родных факторов, влияю щ их на распределение влаж ности и тем пе­ ратуры. Изменение в л аж н ости и тем пературы происходит во в р е­ мени: в течение суток, месяца, года; в зависимости от количества выпавш их осадков; изменения тем пературы и в л аж н ости возду­ ха и т. д. По предлож ению А. Я. Т ул аева разли чаю т следую щие периоды: I — первоначальное накопление влаги осенью в результате пр оса­ чивания дож девы х осадков; II — промерзание грунтов и зимнее перераспределение влаги; III — оттаивание грунтов и весеннее переувлаж нение грунта; IV — летнее просыхание грунта. В разн ы е периоды года количество влаги не является постоян­ ным, а изменяется за определенный п ромеж уток времени согласно уравнению водного баланса. W = ( A + B + C ) - ( D + E + F ), где А — осадки, вы п адаю щ ие на грунт, мм; В — приток воды с по­ вышенных участков рельефа, мм; С — приток воды от уровня грун­ товых вод, мм; D — сток воды с рассм атриваем ого участка грунта, мм; Е — испарение влаги с поверхности грунта, мм; А — расход воды на просачивание в более глубокие слои грунта. И з уравнения видно, что в течение года приток влаги в слой грунта д олж ен быть равен расходу влаги за это ж е время. — Водный реж им грунтов в условиях естественного залегани я изучался Г. Н. Высоцким, который установил три типа: промывной, непромывной и выпотной. П р о м ы в н о й т и п характери зуется еж егодным промачиванием грунтовой толщи до уровня грунтовых вод. В водном реж име н е п р о м ы в н о г о т и п а отсутствует сквозное промачивание 106 грунтовой толщи выше уровня грунтовых вод. Д л я в ы п о т н о г о т и п а характерн о превышение испарения н ад количеством осадков. Р азн о о б р а зи е климатических и гидрогеологических условий на территории С С С Р не позволяет проектировать д орож н ы е конструк­ ции, по единым правилам. В связи с этим территория С С С Р разбита на V дорожно-климатических зон. Д л я II дорожно-климатической зоны характерен промывной тип водного реж им а. Температурный реж им грунтов яв л яется более сложным, чем водный. Уравнение теплового б ал ан са сл агается из потока тепловой Рис. 3.20. Источники увлаж нения грунтов земляного полотна: / — атм о сф ер н ы е осад ки ; 2 — п о вер х но стная в о д а; 3 — к а п и л л я р н а я вода от гр у н то вы х вод; 4 — п а р о о б р а зн а я вод а энергии, поступающей в поверхностный слой грунта и расходуемой им в течение года. Д л я расчета водно-теплового реж и м а грунтов земляного полот­ на применяется метод, разработанн ы й Н. А. П узаковым , зак л ю ч аю ­ щийся в определении общего количества влаги, накопившейся в зем ляном полотне за зимний период при различны х источниках ув л аж н ен и я земляного полотна (рис. 3.20). В зависимости от источ­ ников у в л аж н ен и я имеются три схемы расчета. 1. Сухие места с обеспеченным стоком поверхностных вод, глу­ боким залеганием уровня грунтовых вод и относительно м алы м к о ­ личеством осадков. Осенняя влаж н ость менее 0,6 W?. Накопление влаги в верхних слоях земляного полотна происходит за счет пере­ распределения ее запасов в зоне отрицательны х температур без д о­ полнительного притока воды из других слоев. В этом случае общее количество влаги, переместившейся в зону отрицательны х тем п е р а­ тур за время промерзания, составит Qi = 2 ^ 0- и у _ Y W , У «о — У (3.2) щ где k — коэффициент молекулярной влагопроводимости грунта, см 2/сут; W 0 -— м олекул яр н ая в л аж н о сть грунта; Wi — тройная гиг­ роскопическая влаж н о сть грунта; ао — климатический парам етр, определяю щий наибольш ую глубину проникновения в грунт изо­ термы 0 °С за длительность зимы, см 2/сут; <ц — то же, изотермы 107 I —3 °C за определенный промеж уток времени, см 2/сут; Г — продол­ жительность промерзания, сут. 2. Р ай оны с достаточным количеством осадков и затрудненным стоком воды от земляного полотна. Осенью верхние слои грунта переувлаж няю тся, осенняя влаж н ость W ос превыш ает 0,6 W т. Н а ­ копление влаги в зоне отрицательны х температур происходит за счет перемещения пленочной и капиллярно-подвеш енной воды. П р и ­ ток капиллярной влаги в зону отрицательны х температур составит Q2 = 1 , 1 5 ( Г ос- Г 0) V К Т (3.3) где W oc — осенняя влаж н ость грунта: k K — коэффициент к а п и л л я р ­ ной влагопроводимости грунта, см 2/сут. 3. Постоянные сырые места с близким располож ением уровня грунтовых вод от поверхности земли, с необеспеченным водоотво­ дом. Осенняя влаж н о сть принимается равной капиллярной влагоемкости грунта ( W 0C= W K) . Н акопление влаги в зоне о тр и ц ател ь ­ ных температур происходит за счет перемещения капиллярной воды от уровня грунтовых вод, причем путь фильтрации потока к а п и л ­ лярной воды постоянно уменьш ается с увеличением глубины про­ мерзания. О бщ ее накопление влаги определяется по уравнению Н. А. П у за ков а — М. Б. Корсунского. 2 *к (В У г.в -^ п р ) (3.4) №у.г.в, 1Г Пр — влажность грунта в долях от объема вблизи уровня грунтовых вод и у границы промерзания, причем ^ у .т,в — ^ к\ W np = W 0; Н в — расстояние до уровня грунтовых вод, см; h — об­ щ ая толщина дорожной одежды, см; Z — глубина промерзания от поверхности покрытия по оси проезжей части, см. Глубина промерзания грунта земляного полотна мож ет быть определена по методу, п р ед л о ж ен н о м у ' И. И. Леоновичем и Н. П. Вырко. П оря док расчета следующий. 1. Д л я заданного района строительства по карте изолиний (рис. 3.21) н аходят среднюю глубину промерзания грунта Z cp, а по карте изолиний (рис. 3.22) — коэффициент в ариации С„. 2. В зависимости от заданного процента обеспеченности, коэф ­ фициента в ари ац ии Cv и асимметрии CS= 2C V по таб л и це С. И. Р ы б ­ кина (табл. 3.16) определяю т модульный коэффициент k s. П р о ­ цент обеспеченности принимают в зависимости от категории дороги. Д л я дороги I категории — 5 % ; д л я II — 10 и д л я III — 20% . 3. З н а я модульный коэффициент k s и среднюю глубину п ромер­ зания грунта Z cp, определяют глубину п ромерзания грунтов з е м л я ­ ного полотна по ф ормуле Z = kaksZ 'П fis^ ,ср> 108 Рис 3.21. К арта изолиний средней многолетней глубины промерзания грунтов где k n — коэффициент, учитывающий теплофизические свойства грунта, снежный покров и др.: ku = 1,7...2 ,0 ; k s — модульный к о эф ­ фициент, определяемый по табл. 3.16; Z cp — средняя глубина про­ мерзания грунта, оп ределяем ая по карте изолиний, м. З н а я количество воды, поступившей в зону отрицательны х тем ­ ператур, можно (допуская, что вся вода зам ерзает) определить для всех случаев ув л аж н ен и я высоту морозного пучения по формуле 109 Рис. 3.22. К арта изолиний коэффициента вариации С„ / п у ч = 1Д Qi, ( 3 .5 ) где Qi — величина влагонакопления, оп ределяем ая по ф ормулам ( 3 . 2 . . . 3 .4 ) . Д л я обеспечения устойчивого водно-теплового р еж и м а в течение года предусматриваю тся следующие мероприятия: уплотнение грун­ тов земляного полотна; возвышение бровки земляного полотна над уровнем грунтовых вод; устройство гидро- и теплоизолирующих прослоек; строительство др ен аж н ы х устройств; зам ен а пучинистого грунта дренирующим и др. 110 Т абл. 3.16. Модульный коэффициент ks по С. И. Рыбкину при С, = 2Cv П роцент обеспеченности Коэффициент вариации 5 0 ,1 8 0,20 0,30 0 ,4 0 0 ,5 0 0,60 0 ,6 5 0 ,7 0 0 ,8 0 10 1,314 1,350 1,540 1,736 1,938 2 ,1 4 6 2,252 2 ,3 5 8 2,568 20 1 1,237 1,264 1,399 1,536 1,670 1,804 1,871 1,938 2,064 1,148 1,164 1,240 1,312 1,378 1,438 1,468 1,497 1,544 Табл. 3.17. Значения расчетных влажностных характеристик грунта л; Коэф фициент Г рунты П ески пылер.атые Супеси Супеси мелкие Супеси пылеваты е Суглинки С углинки пылеватые Глины м олекулярной влаго п р о во дн о сти к, см 2/с у т . 1,65 1,70 1,85 2 ,8 0 1,10 1,20 1,20 кап и л л я р н о й в л а го ­ п роводн ости кк> см2/с у т . 6 ,6 — 7,1 10,0 О Jf 0 ,0 5 — 0,1 0 0 ,1 3 — — 17,0 0 ,1 8 еГ 1 о ь 0 ,1 6 0,1 7 0,1 9 0,31 0 ,1 4 0 ,1 4 0 ,1 2 Средние значения некоторых величин, входящих в формулы д ля разны х типов грунтов, по данны м Н. А. П узако ва, приведены в табл. 3.17. 3.7. Д о р о ж н ы й водоотвод Дорож ны й водоотвод — это искусственные сооружения по сбору и отводу воды от земляного полотна: продольные и нагорные к а н а ­ вы, лотки, резервы, перепады, быстротоки, д р ен аж и и т. д. Р е з е р в ы за к л ад ы в аю тс я д ля возведения земляного полотна и используются в системе водоотвода. Они имеют правильную гео­ метрическую форму и обеспечивают сток воды в сторону от з е м л я ­ ного полотна. Д л я этого дну резерва придается поперечный уклон не менее 2 0 % 0 при ширине резерва менее 10 м и к середине при ш ири­ не не более 10 м. Д н о р езерва долж но распол агаться выше уровня грунтовых вод. Р езервы в равнинной местности рекомендуется д е ­ л ать глубиной не более 1,5 м. Продольны й уклон дна принимается не менее 2%о и не более предельного по условиям разм ы ва. .К рутизна откосов со стороны земляного полотна 1 : 1,5, а с по­ ля — 1 : 1 . Если насыпь высотой более 4 м, считая от дна резерва, то м е ж ­ ду подошвой насыпи и бровкой откоса у страивается берма шириной 2 м с поперечным уклоном в сторону от насыпи 20 % оРасстояние от наруж ной бровки резерва до границы полосы о т­ вода долж но быть не менее 1 м. Поперечные разм еры резерва оп ределяю т по объему грунта, ко­ торый нужен д ля возведения насыпи. П р о д о л ь н ы е к а н а в ы сл у ж а т д ля отвода поверхностных вод от земляного полотна на участках, где высота насыпи менее 1 м. Их устраиваю т с двух сторон земляного полотна при уклоне мест­ ности не более 1 : 25, с одной стороны — если более 1 : 25. Р азм е р ы поперечных сечений продольных к ан ав определяю т по расходу воды с вероятностью 1 : 20 на м аги страл ях и 1 : 10 на ветках, но прини­ мают не менее указан ны х в табл. 3.18. Табл. 3.18. Очертание и размеры продольных канав Показатели Гравелистый песок, гравий О чертание канавы Глубина канавы , м: для II и III климатических зон для IV и V климатических зон Ш ирина канавы по д н у , м К рутизна о т к о с о е : внутренних н аруж ны х Продольный уклон Дна к а н а ­ вы, о/00: для II и III климатических зон для IV и V климатических зон Песок, супесь и пылеватый песок Суглинок, глина, пылеватый грунт Т рапецеидаль­ ное Треугольное 0 ,3 0 ,5 0 ,6 -- 0 ,4 0 ,5 -- -- 0 ,4 1 3 1 : 1 ,5 ... 1,2 1:3 1 : 1 ,5 ... 1 : 2 1 : 1 ,5 ... 1 : 3 1 : 1 ,5 <5 <3 П р и м е ч а н и я : 1. Глубина канав считается от поверхности земли. 2. На водоразделительных у частках глубина к а н а в может быть уменьш ена до 0 ,2 м. 3. На болотах, речных поймах и в других случаях затрудненного водоотво­ да допускается уклон 2V 00. 4. В остальных грунтах продольные канавы могут иметь иные очертания и размеры в соответствии с допускаемой скоростью течения воды. П ри дренирующ их грунтах с коэффициентом фильтрации более 1 м/сут. в климатических зонах с годовым количеством осадков м е­ нее 300 мм продольные канавы можно не устраивать. У глублять продольные канавы до водоносного слоя запрещ ается, за исключе­ нием случаев, когда они с л у ж а т д ля п ерехвата грунтовых вод. 112 В о д о о т в о д н ы е к а н а в ы используются д ля пропуска в о ­ ды из пониженных мест и логов к искусственным сооруж ениям и д ля отвода воды из кюветов, резервов, нагорных и осушительных канав, от искусственных сооружений с заглубленны м руслом и др. Р азм е р ы канав определяю тся по расходу воды: с вероятностью п ре­ вышения 1 : 20 — на м аги страл ях и 1 : 1 0 — на ветках и других д о ­ рогах, не имеющих выраженного грузооборота, но они д олж ны быть не менее величин, у казан ны х в табл. 3.19. Т абл. 3.19. Очертание и размеры водоотводных канав П о к а за т е л и О чертание к анавы Глубина канавы не менее, м: на м агистрали н а ветках К рутизна откосов: во всех грун тах в скальны х Возвышение низовой бровки над уровнем грунтовых вод не менее чем на, м Продольный уклон дна канавы , ° / 00 О чертан и я и разм еры Трапецеидальное 0 ,6 0 ,5 1:1,5 1: 1 0 ,1 5 5 П р и м е ч а н и я . 1. При затрудненном водоотводе продольный уклон дна канавы может быть уменьшен до 2 7 00. 2. Н а болотах водоотводные канавы устраиваю т в соответствии с у к а з а ­ ниями для осушительных канав. К ю в е т ы с л у ж а т д ля сбора и отвода поверхностных вод с в ы е­ мок и полувыемок. С нагорной стороны они отводят воду в лог, р е ­ зерв или водоотводящую канаву, а с подгорной —•в пониженные места. Очертание и р азм еры кюветов в зависимости от вида грунта приведены в табл. 3.20. Н а г о р н ы е к а н а в ы применяются д ля п ерехвата и отвода поверхностных вод, притекаю щ их к зем ляному полотну с п рилегаю ­ щего бассейна. И х устраиваю т вдоль выемок и полувыемок при н а ­ личии поперечного уклона местности к дороге. Р азм е р ы поперечных сечений нагорных канав устраиваю тся на основе гидравлических расчетов, но д олж ны быть не менее у ка зан н ы х в табл. 3.21. О с у ш и т е л ь н ы е к а н а в ы с л у ж а т д л я осушения болот, пересекаемых дорогой. Они устраиваю тся с обеих сторон земляного полотна на расстоянии 5... 10 м от подошвы откоса насыпи. Р азм ер ы и уклоны осушительных и водоотводных кан ав на болотах прини­ маются по табл. 3.22. Водоотводные д е р е в я н н ы е л о т к и применяют на временных дорогах при невозможности или нецелесообразности расш ирить выемку; при слабых, малоустойчивых и оплы ваю щ их грунтах, не способных д е р ж а ть откосы; при понижении уровня грунтовых вод или п ерехвата и отвода вод; при невозможности про­ пускать расчетный расход вод по обычному кювету, д ля осушения земляного полотна и т. д. 113 Табл. 3,20. Очертания и размеры кюветов Г равелисты й п есок, грави й Г Г ж азател и Очертание кювета П есок, с у ­ песь и п ы л е ­ ваты й песок Треугольное Глубина кю вета, м: для II и III климатических зон для IV и V климатических зон Ш ирина по дну, м К рутизна откосов: внутренних наруж ны х 0 ,3 0 ,3 — С у гл и н о к , глина и п ы л еваты й грун т Трапецеи дальное 0 ,8 0 ,6 0 ,4 0 ,6 0 ,5 — 1:3 1 : 1,5 1: 3 1 : 1,5 1 : 1,5 1 : 1,5 П р и м е ч а н и я : 1. Кюветам придают продольный уклон, равный уклону земляного полотна, но не менее 3 ... 5°/оо. 2. На водораздельны х у ч ас тк а х глубина кюветов может быть уменьшена до 0 ,2 м. 3. В скальны х грунтах очертание кювета принимается в соответствии с допускаемой скоростью течения воды. 4. Трапецеидальные кюветы принимают только при значительном их про­ тяжении, больших расходах воды и высоком уровне грунтовых вод. Табл. 3.21. Наименьшие размеры нагорных канав П о к а за т ел и О чертание кан авы Глубина канавы , м Ш ирина канавы по дну, м Продольный у к л о н , ° / 00 Крутизна откосов: во всех грунтах в скальны х У даление бровки нагорных емки, м кан ав от бровки М аг и с т р ал ь В етка 0 ,6 0 ,6 3 0 ,5 0 ,5 3 1 : 1,5 1 : 0 ,2 1 : 1,5 1: 0 ,2 вы- П р и м е ч а н и я : 1. Продольный уклон нагорных к ан ав в исклю чительных случаях допускается уменьшить до 2э/ 00. 2. При отсутствии к авальера между выемкой и напорной канавой банкеты назначаю тся вне зависимости от крутизны косогора. По конструкции деревянные лотки бываю т с в а й н ы е и р а м н ы е. С вайны е применяю т в неустойчивых грунтах, а рам ны е — при невозможности заб и рать сваи в грунт. Глубина деревянны х л о т­ ков назн ачается в соответствии с глубиной зал е га н и я водоупора или с требуемой величиной понижения уровня грунтовых вод; ш ири­ на — в зависимости от его глубины и расчетного расхода воды. Обычно р азм ер ы л отка в свету составляю т: глубина — 1 м; ш и­ рина — 0,5 м. Продольны й уклон тот же, что и д ля кюветов. Д но лотка при необходимости укрепляется в соответствии со скоростью 114 Табл. 3.22. Размеры осуш ительны х и водоотводны х канав на болотах П о казател и Глубина канавы , м: при мощности торфа менее 1 м при мощности торфа более 1 м Ш ирина канавы по дну, м К рутизна откоса в торфах с ненарушенной структурой Продольный уклон канавы Р азм еры < 0 ,5 м 1,0 м < 0 ,6 м 1:1 2 Э/' ОО Примечания: 1. Продольный уклон осушительных и водоотводных канав в исклю чительных сл у ч аях м ож ет быть уменьшен до 1° / 002. На болотах, содержащих под поверхностной коркой жидкий торф , устраивать осушительные канавы не допускается. течения воды. В стенках лотка выше слоя гидроизоляции д елаю т д р ен аж н ы е отверстия д ля сброса воды. Д р е н а ж и - п р е г р а д и т е л и п р егр аж даю т доступ воде в зем ляное полотно из водоносного слоя, выклиниваю щегося на ск ло ­ не при переходе из выемки в насыпь. Р асп ол агаю тс я поперек з е м ­ ляного полотна в нулевом ме- „ сте с заглублением дна т р а н ­ f ///ушеи в водоупор на 0,7 м. Ш и ­ 1//'ill/ll'/[//п^Ттуу^ренаж-преградигпель рина д рен аж н ой транш еи 1,3 м, уклон дна — не менее 10%о. Со стороны насыпи устраиваю т экран из мятой жирной глины на 0,3 м выше УГВ (не пони­ женного) (рис. 3.23). Ограждающие дре­ нажи о г р аж д а ю т земляное полотно от грунтовых вод, по­ ступающих из водоносных сло­ ев. У страиваю т их вдоль зе м ­ ляного полотна насыпи или выемки. Основные данны е по огр аж д а ю щ ем у д р ен аж у при­ ведены в табл. 3.23. В качестве дрен могут сл у ­ ж ить гончарные, бетонные, пластмассовые и деревянные трубы. Д ер ев ян н ы е трубы изго­ тавливаю тся из антисептированных досок сечением 200Х Рис. 3.23. Д ренаж -преградитель: Х 25 мм. Д р е н а ж н ы е трубы а — на п ер ех о де дороги из вы ем ки в н асы пь; у кл ад ы ваю т на слой щебня или 6 — боковой о гр а ж д а ю щ и й д р е н а ж д л я насы пи; гравия и засы п аю т ф и л ьтр ую ­ в — боковой о гр а ж д а ю щ и й д р е н а ж д л я вы ем ­ ки; / — насы п ь; 2 — о гр а ж д а ю щ и й д р е н а ж ; щим материалом на 0,2 м выше ■3 — супесь п ы л е в а т а я ; 4 — суглин ок; 5 — глина 115 гтественного УГВ (не пониженного). Потом у кл ад ы ваю т слой дерi или мха и засы паю т грунтом. П о д к ю в е т н ы й д р е н а ж у страиваю т д л я перехвата или ш иж ения УГВ в основной площ адке земляного полотна (рис. 3.24). азличаю т совершенный и несовершенный д р ен аж . Совершенный ренаж используется при неглубоком залегани и водоупора (менее м, считая от бровки земляного полотна) с полным перехватом >унтового потока, несовершенный — при глубоком залегании водо- Рис. 3. 24. Подкюветный дренаж : 1 — у р о вен ь п р о м е р за н и я гр у н та; 2 — д р е н а ж ; 3 — у р овен ь г р а ­ ви тац и о н н ы х вод д о п о н и ж ен и я; 4 — к р и в а я кап и л л я р н о го п о д ъ ­ е м а ; 5 — к р и в а я д епр ессий гр ун товы х вод ; 6 — водоупор гора (более 4 м ). Д н о несовершенного д р е н а ж а находится выше эдоупорного слоя. Глубина зал о ж е н и я совершенного д р е н а ж а определяется глубиой зал о ж ен и я водоупора, при этом глубина д р е н а ж а д о л ж н а быть е менее глубины максимального п ромерзания грунта плюс 0,3 м. лубина зал о ж ен и я несовершенного д р е н а ж а для понижения УГВ пределяется расчетом, исходя из водонепроницаемых свойств дреирующих грунтов и климатических условий, и мож ет быть найдена э формуле h — Z + E + j + d + йд —г, \е Z — глубина промерзания грунта, м; Е — расстояние от граниы промерзания до кривой капиллярного подъема (в расчетах можэ принять 0,25...0,3 м ); / — высота капиллярного подъема воды о т Т а бл. 3. 23. Размеры и технические нормативы ограж даю щ его дренаж а П о к а за т ел и Н аименьш ее расстояние дренаж а, м: от бровки выемки от подошвы насыпи или внешней бровки канавы Ш ирина дренаж ной траншеи, м: при глубине дрен аж а до 2 м при глубине дренаж а более 2 м У клон дренажа, ° / 00 Н орм ативы (разм еры ) 10 2 1 ... 1,5 2 ...5 1 уровня кривой депрессии, м; d — высота кривой депрессии по оси дороги, м; ho — см. рис. 3.24; г — глубина кювета, м. Р асстоян ие от отметки уровня грунтовых вод до границы за л о ­ ж ения д р ен аж а H = h + r + ( Я у.г.в-Яз.д), где Яу.г.в — отметка уровня грунтовых вод до их понижения, м; Я 3.п — отметка бровки земляного полотна, м. Р асстояние от границы зал о ж е н и я д р е н а ж а до границы водоупора Т = (Яуг.в —Я ву —Я ) , где Я ву — о тметка водоупора, м. Если глубина зал о ж е н и я подкюветного д р е н а ж а меньше мощ но­ сти водоносного слоя Т, проектируемый д р е н а ж будет несовер­ шенным. Ш ирина д р е н а ж а при ручной р азработк е траншеи: при глубине д р е н а ж а до 2 м — 0 ,8 ... 1 м; при глубине д р е н а ж а от 2 м и более — 1... 1,5 м. З а к ю в е т н ы й д р е н а ж устраивается при соответствующем технико-экономическом обосновании. И з подкюветного или закюветного др ен аж ей долж ен быть свободный выпуск воды в лощины, водотоки и другие пониженные места. Выход д р е н а ж а д олж ен располагаться выше уровня вод водо­ отводных канав, а т а к ж е предохраняться от промерзания. Д л я это­ го верх траншеи утепляется присыпкой из местного грунта. О голов­ ки д р е н а ж а устраиваю т из бутовой клад ки на растворе шириной 0,8 м, глубиной (от дна трубы) 1 м и высотой (от дна трубы) 0,85 м. Д но и откосы открытой канавы , в которую выпускается вода из д р е ­ ны, укрепляю т одиночным мощением на протяжении 2 м. Рис. 3.25. Схема продольного профиля боковой дорож ной кана­ вы с перепадами П е р е п а д ы устраиваю т при больших (больш е критического) продольных уклонах кюветов и канав (рис. 3.25). К ак правило, они вписываются в продольный профиль склона, т. е. отношение высо­ ты ступени п ереп ада к ее длине долж но примерно равняться ук л о ­ ну склона. Высота перепада принимается равной 0,3...0,5 м, а попе­ речное сечение — трапецеидальны м. В зависимости от расчетной скорости течения воды перепады устраиваю т к а м е н н ы е и б у ­ тобетонные. 117 Р асстояние меж ду перепадами (рис. 3.25) определяется по ф ор­ муле Нп (3.6) I где hn — высота перепада, м; ц — уклон местности; iQ— м а кси ­ мально допустимый по условиям разм ы ва грунта уклон канавы. И з формулы (3.6) можно определить hR, задавш ись значением I. Количество перепадов, которое необходимо устроить на участке длиной L при разности отметок Я, определяется из вы раж ен и я п= Н~ ^ hn или п , H + i°L . лп + «V Элементы конструкций перепадов определяю тся статическими и гидравлическими расчетами, инженерно-геологическими условиями и наличием местных строительных материалов. Гидравлический расчет перепадов приведен в «Методических у казан и я х по проекти­ рованию водоотводных устройств на лесовозных дорогах». 3.7.1. Гидравлический расчет п арам етров водоотводных канав П р е ж д е чем приступить к гидравлическому расчету п арам етров водоотводных канав, определяю т количество воды, притекаю щ ее к ним. Д л я этого все п р о тя ж е­ ние канавы р азб и ваю т на у ч а ­ стки длиной 100...200 м (рис. 3.26) и д ля каж дого участка находят расчетный м а к с и м а л ь ­ ный приток воды по формуле ЦИС МПС Qp = CKk a F 3 /i, где Ск — климатический коэф ­ фициент, равный 0,85... 1,2 м 3/к м 2 ■с; k — коэффициент, учитывающий рельеф местно­ сти. Д л я равнинной местности Рис. 3.26. Схема накопления воды для k = 10, х о л м и с т о й — 15, гор­ расчета канав: F h F2, F3, F4,— части пло­ н о й — 20...25; а — коэф ф и ци ­ щади бассейна; Qi, Q2, <3з, Qt— соответ­ ент, учитывающий впитываествующие расходы воды мость грунтов: для песчаных — а = 0,5, супесчаных — 0,8, сугл и н и сты х — 1,0 и г л и н и с т ы х — 1,3; F — п лощ адь бассейна, км 2. З н а я расчетный максимальный приток воды к канаве, опреде­ л яю т ее основные п арам етры , используя при этом чащ е всего два случая (две з а д а ч и ) . 118 1. По задан н ом у расходу Q и уклону дна канавы i необходимо определить другие пар ам етры проектируемого русла. 2. По известным геометрическим п ар ам етрам существующего русла найти допустимую величину расхода Q, который мож ет про­ пустить данное русло, и среднюю скорость потока v. Гидравлический расчет геометрических парам етров водоотвод­ ных канав, кюветов и лотков при заданном расчетном расходе и продольном уклоне — задача первого типа. Гидравлически самым выгодным поперечным сечением водоотводного русла будет такое, которое при заданном расходе и продольном уклоне дна имеет н а и ­ меньшую п лощ адь живого сечения потока. И з равновеликих геометрических фигур этому условию ближ е всего отвечает полукруг. Но на практике открытым руслам чаще всего придаю тся тр ап ец еи д ал ьная и треугольная формы. Г идравлически наивыгоднейш ее ж ивое сечение русла х а р а к т е ­ ризуется коэффициентом русла, который равен отношению ширины русла (канавы ) по дну b к глубине потока в ней h, и мож ет быть принято по формуле Р= у . (3.7) П ри зад ан н ом расходе и уклоне расчет ведут методом постепен­ ного приближения. 1. С учетом типа грунта и изложенного выш е принимаю т кру­ тизну откосов водоотводной канавы и соответственно у с т а н а в л и ­ ваю т коэффициент зал о ж е н и я m (при прямоугольном сечении пг = 0 ). 2. З а д а ю т с я шириной водоотводной канавы по дну b с учетом заданного расхода Q (м 3/с) и типа кан авы (кювет, водоотводная, н агорная канавы , лоток и т. д.). 3. При принятом коэффициенте зал о ж ен и я m находят значение коэффициента русла |3: коэффициент откоса m значение р 0 0 ,5 2 1,236 1 1,25 1,5 1,75 0,828 0,702 0,606 0,539 2 2 ,2 5 0,472 0,424 2 ,5 0,385 Коэффициент откоса m = H/l, где Н — высота откоса; I — з а л о ­ жение. По ф ормуле (3.7) оп ределяю т глубину потока h. Т ак поступают при расчете наивыгоднейшего гидравлического сечения, а вообще глубиной потока h обычно задаю тся. 4. П о принятым b и h определяю т прощ адь живого сечения рус­ л а со: при трапецеидальной форме со = 6 /i + m h 2 м2; (3.8) при треугольной форме со = h 2 j' mx + j ма> (3 9 ) гд е »1 | и ш 2 — соответственно зал ож ен и е внутреннего и наружного откосов. 119 5. О пределяю т смоченный периметр живого сечения: при трапецеидальном сечении р = b + 2h V при треугольном сечении р = h ( У 1 + т\ 1 + т 2 м; + V 1 + т\ (3.10) м. (3.11) 6 . О пределяю т гидравлический радиус живого сечения Я = — м. (3.12) Р 7. Н а х о д я т среднюю скорость потока v = CY~Ri м/с, (3.13) где С — скоростной коэффициент (коэффициент Ш ези ), о п р ед ел я е­ мый по форм уле Н. Н. Павловского; R — гидравлический радиус живого сечения, м; i — уклон канавы. 8 . О п ределяю т расход потока по ф ормуле Q = a v и сравниваю т его с зад ан н ы м расходом. П ри значительных расхож дениях произ­ водится приближение до тех пор, пока определенный расход не бу­ дет отличаться от заданного не более чем на 5% . 9. Определяю т полную глубину канавы //к ~h~\~ А /г, где Ah — допускаемое минимальное возвышение низовой бровки канавы над уровнем расчетного горизонта воды, м (принимается равным 0,15). Определение допустимого расхода Q, пропускаемого руслом, имеющим зад ан н ы е характеристики Ь, /7К, т, п, i — задача второго типа. Р асч ет ведут в следующем порядке. 1. О пределяю т глубину потока h = H K— Ah м. 2. О пределяю т площ адь ж ивого сечения потока, его смоченный периметр и гидравлический радиус по ф орм улам (3.8)...(3.12). 3. П ро и зво дят расчет средней скорости потока по формуле (3.13). 4. Н а х одя т величину расхода, пропускаемого существующим руслом: Q = (av. Если при расчете получится скорость потока, п риводящ ая к р а з ­ мыву русла, и ее невозможно уменьшить, производят укрепление русла. Тип укрепления вы бираю т в зависимости от скорости тече­ ния потока, расхода воды, вида грунта, наличия местных м а тер и а­ лов, возможности механизированного способа строительства, удобств содерж ания, ремонта и т. д. 3.8. Дорож ны е одежды Общие сведения. Дорож ная одежда — элемент дорожной кон­ струкции с ровной и прочной поверхностью, предназначенный для обеспечения дви ж ени я автомобилей с расчетной скоростью. Она со­ стоит из слоев различного назначения, неразры вно связанны х с зем ­ 120 ляны м полотном, на которое передается н агрузка от подвижного со­ става. Поэтому при проектировании и расчете дорожную одеж ду не­ обходимо рассм атривать в комплексе с зем ляны м полотном. Д о ­ рож ны е одеж ды в зависимости от свойств материалов, из которых они устроены, дел ятся на две группы: жесткие и нежесткие. Ж е с т к и е д о р о ж н ы е о д е ж д ы состоят из одного или н е­ скольких слоев, о б л а д а ю т сопротивлением изгибу и модулем упру­ гости, не зависящ им от водно-теплового реж им а. Это одежды с цементно-бетонными покрытиями, с деревянными колесопроводами. К н е ж е с т к и м д о р о ж н ы м о д е ж д а м относятся о д е ж ­ ды, у которых сопротивление изгибу и модули упругости слоев з а ­ висят от водно-теплового реж им а. Это одеж ды из каменных м а т е­ риалов и грунтов, обработанны х органическими вяж у щ им и или м алы м и дозам и минерального вяжущ его, а т а к ж е одеж ды из м а т е ­ риалов, не обработанны х вяжущ ими. В зависимости от количества конструктивных слоев дорож ны е одеж ды разд ел яю тся на м н о г о с л о й н ы е и о д н о с л о й н ы е . В многослойной дорожной одеж д е разл и чаю т следующие конструк­ тивные слои: покрытие, основание, подстилающий слой. П о к р ы т и е — верхний н аиболее прочный слой одежды, вос­ принимающий усилия от колес подвижного состава, а та к ж е хорошо сопротивляю щийся истирающим и ударны м н агр узкам и воздейст­ вию природных факторов. О с н о в а н и е — несущ ая часть дорожной одежды , обеспечива­ ю щ ая совместно с покрытием передачу и распределение давления от подвижной нагрузки на дополнительные слои основания или на грунт земляного полотна. Основание у страиваю т из одного, двух и более конструктивных слоев, причем верхние слои д елаю т из более прочных материалов. П о д с т и л а ю щ и й с л о й ( г р у н т ) — уплотненные верхние слои земляного полотна, на которые у к л ад ы в а ю т дорожную о д е ж ­ ду. Некоторы е конструкции од еж д могут состоять только из одного слоя, например гравийные. В этом случае он выполняет роль и по­ крытия, и основания. Классификация дорожных одеж д. П о д разделен и е типов д о р о ж ­ ных покрытий по степени совершенства приведено в табл. 3.24. В лесной промышленности на дорогах применяются преимущ ест­ венно переходные и низшие типы покрытий. Основные типы поперечных профилей дорожных одеж д. В за в и ­ симости от технологии строительства и применяемых материалов разли чаю т следующие основные типы поперечных профилей д о р о ж ­ ных о д еж д (рис. 3.27): серповидный, корытный, полукорытный и полосный (колейный). Выбор типа определяется технико-экономическими расчетами. При этом д олж ны быть уточнены стоимости ка к покрытия, т а к и укрепления обочин при корытном профиле. ' Д л я отвода воды при выпадении осадков проезжей части дороги придаю т поперечные уклоны (табл. 3.25). 121 Табл. 3.24. Типы дорож ны х покрытий Тип п окры тий У соверш ен­ ствованные: капитальные О блегченные Переходные Низш ие К а т е го р и я д о р о ги , на которой д о п у ск ается применение данного типа п о к р ы т и я Н аименование покры тий Цементно-бетонные (монолитные и сборные). А сфальтобетонные, уклады ваемы е в горя­ чем и теплом состоянии. Из прочных щебе­ ночных материалов подобранного состава, обработанных в смесителе вязкими битума­ ми или дегтями. Мостовые из брусчатки и на каменном или бетонном основании Из щебеночных и гравийных материалов, обработанных органическими вяжущими. Из холодного асф альтобетона. Из грунта, обработанного в установке вязкими биту­ мами Щ ебеночные, грунтощебеночные, грави й ­ ные, шлаковые, колейные из сборного ж елезобетона, пластобетона, асф альтобето­ на и др. И з грунтов, обработанных жидкими орга­ ническими вяжущими Грунтовые, укрепленны е различными мест­ ными материалами. Грунтогравийные Грунтовые оптимальные Деревянно-грунтовые I ... II I ... III и ветки I ... III, ветки и прочие III, ветки и прочие Ветки, усы щ прочие III, ветки и прочие Табл. 3.25. Поперечные уклоны проезжей части П оперечны е уклон ы на д о р о га х , % 0 Наименование п о кр ы тий с дв ум я п о л о ­ сами дви ж ен и я Гравийные, щебеночные, обработанные вяжущим Гравийные, щебеночные, грунтощебеночные без обработки И з грунта, обработанного вяжущими • с одной п о ­ лосой д в и ж е ­ ния 20 ...3 0 30 ...4 0 5 0 ...6 0 2 0 ...3 0 30 ... 40 П р и м е ч а н и е . Поперечные уклоны обочин шириной 1 м и маются н а 20 ° /00 больш е уклонов проезжей части, а д л я обочин равными поперечному уклону проезжей части. более принименее 1 м — Гравийные дорожные одежды. Н а лесовозных д орогах грави й ­ ные одежды, к а к правило, проектируются по принципу плотной оп­ тимальной смеси (см. т а б л . 3.32), но могут у страиваться из естест­ венного гравийного м атери ал а. В зависимости от толщины они про122 о С и о Ч X 3 4s V O О 5о ч *1> *о3 £о а. о Ч К ч Я •е* о <N 3 ектируются в один, два или три слоя. Толщина одного слоя 13...15 см. Гравийны е дорож н ы е одеж ды на лесовозных дорогах обычно устраиваю тся серповидного профиля. Основания необходимы водопроницаемые, поэтому оптимальные смеси для оснований и подстилающ их слоев д олж н ы содерж ать м и­ нимум мелких частиц. Если карьерный гравийный м атери ал не имеет оптимального соста­ ва, его улучш аю т отгрохоткой излишних крупных или мелких фракций или добавкой мелкозема. П о д б и р а я гравийный м атери ал д ля дорожных^ покрытий, встречаю т еле-' дую щие случаи. 1. ри ал е имеются в избы т­ ке фракции недопустимо крупных размеров, но по005 0,63 2,5 5 1U зи f j еле отделения которых мо''Отверстия c m , мм ж е т быть получена опти­ м а л ь н ая смесь. Рис. 3.28. Кривые оптимальных смесей 2. И мею тся д ва к а р ь е ­ ра с различны ми грави й ­ ными м а тер и ал ам и и путем смешения их мож но получить о п ти м ал ь­ ную смесь. 3. В карьерном м а тери ал е недостает мелких фракций — м елко­ зема, при введении которого можно получить оптимальную смесь. Подбор гравийных оптимальных смесей ведут по кривым (плот­ ных) оптимальны х смесей (рис. 3.28). Д л я их построения на оси абсцисс о ткл ад ы в аю т диаметр зерен в логарифмическом масштабе. П ри н им ая начало координат за разм ер наибольшего (наименьш е­ го) зерна d u получают абсциссу х д ля любого меньшего (большего) д иам етра do. х = 3,32 l g - 4 - . di По этому м асш табу вычисляют все абсциссы. О рдинаты д л я по­ строения предельной кривой берут из таб л и ц оптимальны х смесей (см. табл. 3.33), в результате получают площ адь, показанную на рис. 3.28 (за ш тр и х о ва н а ), которая соответствует составу оп ти м ал ь­ ной смеси. Д а л е е определяю т гранулометрический состав карьерного г р а ­ вия, наносят его на граф ик и, соединяя точки, получают кривую. Если она р аспол агается внутри контура, м атери ал соответствует требованиям оптимальной смеси. Если местами выходит за п реде­ лы контура, в м а тер и ал е имеется диспропорция м еж д у отдельными фракциями. 124 Так, если кри в ая выходит вниз в н ачале граф и ка, в материале недостаточно мелких фракций (необходимо добавить мелкозема), в середине — недостаточно песчано-гравийных, в конце — избыток крупных ф ракций (требуется отгрохотка). Если к р и в ая выходит за пределы верхней линии контура в на­ чал е абсциссы, в м а тери ал е избыток мелкозема, в середине — из­ бы ток песча-но-гравийных фракций и недостаток крупноскелетных и мелкозернистых, в конце — недостаточное количество крупных фракций. К ри в ая выходит за пределы контура на значительном рассто я­ нии — м атери ал по составу не соответствует требованиям и должен ул учш аться введением добавок. Количество д обавок определяется следую щим образом. Н а граф и к (рис. 3.28) наносятся кривые гранулометрического состава см еш иваемы х материалов (например, гравий кр и в ая / и супесь кри вая I I ) . Д а л е е на всех фиксированных абсциссах в ы д ел я­ ются разности ординат двух кривых (а " — а '). Отрезки а " — а' р а з ­ деляю тся в соотношении Z\ : z2, чтобы полученные точки по всем ор­ дин атам (А, Б и т . д.) не выходили за пределы контура рекомендуе­ мых смесей. Процентное содерж ание материалов, необходимых .для о б р а зо ­ вания оптимальной смеси, обратно пропорционально отрезкам м е ж ­ ду кривой оптимальной смеси и кривыми исходных материалов, т. е. рх = — h ЮО; Р2 = — ^ — а" — а' 100. а" — а' Потребное количество карьерного м а тер и ал а д л я постройки 1 км покрытии из оптимальной смеси определяю т по формуле Q = bhPk, -I52L., 7кар где b — ширина проезж ей части, м; h — толщ ина покрытия, м; Р —процент добавок; k y — коэффициент уплотнения смеси: k y = 1 , 1 ... 1 ,2 ; Тдор л ------------- отношение объемных масс д орож ного и карьерного матеТкар риалов. (П ри д обавк е песка и грави я принимается 0,90...0,95, а прй добавк е суглинков — 1,05...1,1.) Р асх од грави я на 1 км с учетом поперечного профиля дорожной одеж ды определяется по формуле Q = bhkya, где а — коэффициент, учитываю щий поперечный профиль покры ­ тия: при корытном профиле а = 1 ; при полукорытном — 1,05...0,15; при серповидном — 1,15...1,25. По прочности и морозоустойчивости гравийный м атери ал долж ей отвечать требованиям С Н и П 1-Д.2— 70. -Грунтощебеночные покрытия. При отсутствии на месте строи ­ тельства дороги гравийного м а тер и ал а используют щебень из д о ­ 125 менных ш лаков, дресву и т. д. Д л я грунтощебеночных покрытий применяется щебень с временным сопротивлением на сж ати е не ни­ ж е 30 М П а, со д ерж ащ и й не менее 40% щебеночных частиц. По з е р ­ новому составу он д олж ен соответствовать оптимальным смесям, приведенным в табл. 3.'32, долж ен быть не ниж е 3...4-го класса проч­ ности с морозоустойчивостью д ля II дорожно-климатической зоны Мрз — 25; Мр 3 — 50 (С Н и П 1-Д.2— 70). Д ом енны е ш л ак и д л я покрытий применяются и кислые, и ос­ новные. П окры тия у страиваю тся серповидного профиля в один или д ва слоя в зависимости от толщины его и применяемых механизмов д ля перемеш ивания грунта со щебнем. Дорожны е одежды с покрытием или основанием из грунтов, укрепленных вяжущими материалами. Такие покрытия проектируют при отсутствии в районе строительства грави я или щебня и когда строительство колейных покрытий из ж елезобетонны х плит неце­ лесообразно. Ограничение применения данны х дорог связано с к л и ­ матическими условиями, а т а к ж е со значительной потребностью в вяж ущ их м атериалах. Так, по д ан ны м проф. Б. А. Ильина, д л я постройки покры тия из грунтоцемента толщиной 0,20 м и шириной 6 м на 1 км дороги тр е ­ буется не менее 200 т цемента, 180 м 3 щ ебня-клинца и 14,5 т битума на поверхностную обработку. Н а лесовозных дорогах покрытие и основание мож но у страивать из грунтов, укрепленных портландцементом, известью — только ос­ нование. Д о зи р о в к а минерального вяж ущ его приведена в табл. 3.36. П редел прочности на сж ати е водонасыщ енных образцов д олж ен быть не менее 4 М П а д л я двухполосных магистралей и 2 M t l a —• д ля однополосных м агистралей и веток. Д л я укрепления грунтов органическими вяж ущ им и применяю тся в основном битум и каменноугольные дегти. Ими лучш е всего об р аб аты в ать супеси и легкие суглинки. Р асх од органического вяжу щего приведен в табл. 3.38, 3.41. Д л я обработки грунтов т а к ж е применяю т битумные эмульсии, расход которых приведен в табл. 3.38. Д л я повышения качества ми­ неральных и органических в яж ущ и х вводят различны е добавки (из­ весть, ж и д кое стекло, хлористое ж елезо и т. д.). Колейные покрытия. Колейные покрытия на лесовозных ав том о­ бильных дорогах у страиваю т при отсутствии гравийных и других каменных м атери ал о в с грузооборотом дороги 150 тыс. м 3 и более, а т а к ж е используются в качестве переносных покрытий на ветках со сроком действия до 5 лет и усах с гравийным и другими видами покрытий. Колейные покрытия из ж елезобетонны х плит проектируются в, соответствии с типовыми поперечными профилями, приведенными на рис. 3.29, техническая хар актери сти ка дорож ных плит приведена в табл. 3.26. В связи с применением на вывозке леса по усам большегрузных автопоездов внедряю тся сборно-разборные покрытия из щитов Л В-11, нагельных щитов и гибких лент Л Д -5. 126 Колейное покрытие из щитов JIB-11 — деревянное покрытие, со­ стоящ ее из двух колесопроводов, собираемых из отдельных щитов. Щ иты соединяются шарнирно, изготавливаю тся из деревянных двухкантны х брусьев толщиной 0,18 м и длиной 6 м или из круглых /. а Однополосные дороги на дренирующих грунтах (песон, лесная супесь] в 1,0 0,9 1,0 т гй п №. тгЫ на недренирующих грунтах 6 В -*1 Песон Неменее госм на магистрами 0,15 на бетнах г. Дбухполосные дороги на дренирующих грунтах ( песок, легкая супесь) Л Ж \ , _ V: б Неменее « О,ю 1 5O.0Z* х-. тр 1,0 “Щ ш р.;.-: на недренирующих грунтах В (5м длядорог Iкатегории и / 1,0 дляВорог П категории - 50. 60%° ///голох ' Неменее 0,20, Рис. 3.29. Типовые поперечные профили колейных автомобильных лесовозных дорог покрытий лесом атериалов диам етром 0,19...0,22 м. Н а концы щитов надеты ме­ таллические оголовники коры тообразного профиля. Б русь я в щите соединяют трем я ш пильками М20. Колейное покрытие из щитов с нагельным креплением, р а з р а б о ­ танное Коми Гипрониилеспромом, пред ставл яет собой щ ит р а з м е ­ ром 1 X 6 м, толщиной 0,2 м, собираемый из двухкантны х или четырехкантных брусьев, которые соединяются деревянными нагелями. 127 OOOoObN(M^NOOO^N 0 5 О СО т * CN <М - н ем T f tv. CM CM CM « £ '^NO^h'OOCO-'CONOCON CM CM CM CM CM CM ^FCM CO CM CM CO CM О ст> C M о Xо ?© 8« О О ^ СМ О О О Г- 00 СО CM 0 0 CO O O O CM cO O CM O O C M O O cO CM CM CM CM CM ■Nf’ 1,’ J C 'J U J l ' ' I"— l 1 *- (.NJ (jy —4 TfcOCOlOh'SNN(MCNOOOO-N . T /N ГчТ /V I /ЧТ ГЧ1 /V I /NT /N1 / О /NT /NT __ , C O Is- CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM — ' - H ю f j CO 0 0 r f LO ^ 00 оГо —nT CO COCOON О CM CO OOO^COOOtO'tCiiO’tOlO о ^ СМ^СОСМ^СМ^^<Ооо"о''^*'аГ со"Ю 00 CMсо 'Ф 00 CM— CMg оооо ^ 1ЛсоооЮC O05 соО О C O05о о — « с м с о с о с с с о -^ -н о за л ч — о о о о о о о о о о о о 'о ою о о сосмо о 1ГЭ00О 0005 0 5 О 0 5 С 0 С 0 Ю 2 ~ дорож ны х ,-r я 5 * о o о cm CO o o g о 0 0*0 0* Табл. 3.26. Техническая характеристика железобетонных о ою о о СОСО -н 1 Л Г-. f - Ю СО ^ со СМ см ОООО X X СОСОСОСМ О ОООО X X X СО 00 см со 00 СО см ХХХХ X f- СО ооооооооооо со со т*< rj< x x x £ £12 & £ юx »x1yо «х хоо К К£ {2 X X Х ю ю ю со й 5 « з ft Л го о я я о Я О R 5ГОг4о 8 £О ®— WГ S IS га го Я s w § § 5 е* о о о о я я 4 05 н S а, : я Го •я « •Ь « к а, 1 га с S * У Я S x v£ д с я сха £ Я Я 05 Е о CQ !=r 128 S со д я 05 о о я о я я CJ я ^ 05 £ =■ CL го S 'я О 05 Z Я с \о 05 о го 5 J О , ГО Я ь05 05 ч 05 О т* ч о s 05 *< К о г о <15 ^ ^ 05 Ю го * га о н я о. а. : 1 Е »я н 05 NO ,Я оя , . "Т га га го го го g . а. S .сх g .сi ,. Sа-Х: .< < кQк 4 о, rj w 5 г? э §*2 а2>,33м 5З^Чга 05 га го го го^Ь* 05 ч Н а с HCCCcOCQcQCQCQ^t^^C С о о ос- Со-Н < го го Н Ь1 £— Н (-> 05 Я Я н <и я Я 3- 05 я я (=с 05 Сн <e о b я Я Si к aя <и а> а> (у ? D* f О tx tx tx tx о 1—1 й5 я05 CM w я , , я гяо О Л О Ч — ' 05 н I и- 1 S О. S к Х к к w cira го го го н Е- Н н « а, I I i sя о е -р - « s Ю 2 CL &■§ &Я s K 05 О) S g 5 s S s X со СО я s я -я (1 » SS X —Г о 2 а, § СО —* со X X с et ГГ СО СО ■=** со со СО J'o о о о о о - о -*о- о-*о-* о ~о ~ о Х Х Х ^ ^ Х Х х х Х Х Х Х о — ХХХХ Х о Ю Х к о* Я Ьн О tv.cOt^iOlOtOcOiOrfTfrjH СМ СМ СМ а о о ю оо 1 — IО £ ° II й* £ т с ^ 1 4 о < к о а. |о g я g я С=с 05 2 3 s £ ' 05 ~r- . S. / Т • Д ерев ян н ы е нагеля (восьмигранник, диаметр 75 мм, длина 1 м) изготовл'яют из брусков второсортной здоровой древесины воздуш ­ но-сухого состояния. Расстояние от торцов щ ита до первого нагеля со ставляет 0,5 м, а м еж д у нагелям и вдоль щ ита — 1 м. Брусья в щите у кл ад ы ва ю тся в разноком елицу и скрепляю тся шестью н аге­ лями, которые запрессовы ваю тся заподлицо с боковыми граням и щ ита (допускается выход не д ал ее 2 см ). Д л я предотвращ ения вер­ тикального смещения щитов относительно друг друга в стыках пре­ д усм атр ивается установка специальной закидной металлической детали. Л енточное покрытие Л Д -5 — это две гибкие ленты, улож енны е в колесопроводы. К а ж д а я лента собирается из отдельных звеньев (щ итов), соединенных м еж д у собой шарнирно. Л енты связы ваю тся в колесопроводы через 14 щитов соединительным щитом, который обеспечивает устойчивость покрытия и фиксирует межколейное р а с ­ стояние. Основные звенья (щ иты) разм ером 0,12 X 0,7 X 1,1 м соби­ раю т из четырехкантных брусьев сечением 0,12X0,16 м и длиной 1,1 м. Б р усь я в щит соединяют двум я металлическими хомутами, к концам которых привари ваю т кронштейны с отверстиями под п а ­ л ец д л я шарнирного соединения щитов в ленту. В ленте щиты л е ж а т так, чтобы д виж ение происходило перпендикулярно брусьям щита. Соединительный щит собираю т из брусьев разм ером 0 ,1 2 x 0 ,1 6 x 3 м. Техническая характери сти ка сборно-разборных покрытий, ре­ комендованных М инлеспромом С С С Р д ля внедрения, приведена в табл. 3.27. Т а б л . 3.27. Т ехническая характеристика деревянных покрытий Тип п окры тия П о казател и Р азм еры щ ита, м: длина толщина ширина Ч исло щ итов на 1 км дороги, шт.: основных соединительных Р асх о д древесины (бруса) на 1 км дороги, м3 Р асх о д металла на 1 км дороги, т Вес одного щита, кН Количество перекладок щ иты Л В -П н агельны е щ иты гибкие ленты Л Д -5 6,1 0,18 1,1 6 ,0 0,2 0 1,0 0 ,7 0,12 1,1 328 334 — — 345 371 2666 96 248 13 7 ,5 ... 8 ,0 Более 10 4 ,4 7 ,5 ... 8 ,0 8 2 7 ,5 6 ,0 10 Н а двухполосных лесовозных дорогах колейное покрытие из плит (железобетонных, ЛВ-11, Л Д -5 и т. д.) проектируется, к а к п р а ­ вило, только д л я грузовой полосы движения. П ри дренирую щ их грунтах земляного полотна, а т а к ж е грунтах зем ляного полотна, соответствующих оптимальным грунтовым см е­ сям, полоса д ля дви ж ени я порожних автопоездов проектируется без 5 З а к . 2241 129 покрытия, а при недренирующих — с гравийным, грунтогравийным покрытием, в отдельных случаях с покрытием из песчано-глинистой оптимальной смеси. Н а р а зъ е зд а х однополосных дорог устр аивается дорога из плит или производится улучшение зем ляного полотна д о бавк ам и гравия, щебня, песка. Д еревянно-грунтовы е покрытия. Такие покрытия п редставляю т д ва колесопровода из хлыстов или бревен, улож енных на попере­ чины длиной 3,5 м и засы панны х слоем грунта толщиной 0,1...0,15 м. Д л я засыпки д олж ен применяться грунт, по составу близкий к оп­ тимальному. Применение суглинков с числом пластичности более 10...12 не допускается, их необходимо улучш ать крупнозернистыми добавками. Д л я устройства деревянно-грунтовых покрытий применяется хвойная и лиственная древесина. Ш ирина колесопроводов д о л ж н а быть не менее 0 , 8 ... 1,0 м. Таким образом, д ля одних и тех ж е условий могут быть прим е­ нены различны е типы дорож ны х конструкций. Д л я выбора наиболее экономичной дорожной одежды производят сравнение двух-трех конкурентоспособных вариантов с учетом т р е­ бований автомобильного движения, местных условий, наличия дорожно-строительных материалов, индустриальных методов стро­ ительства и т. д. При этом можно пользоваться формулой проф. Б. А. Ильина, из которой следует, что применение более дорогой дорожной одежды (Si > S2), но с лучшими эксплуатационными по­ казателями (т. е. при <7i < q2 и £ пут < £ пут) будет выгодным; если с ° I ^ пут ~ Впут'> d v 6 /m3 (3 Ml юоо(Лнхот к + о, 01п р Т Г ру0/м ’ где Si, S i — соответственно стоимость постройки 1 м 2 одежды д ля первого и второго вариантов, руб/м2; Q — годовой грузооборот доМх 8 ~~ Mi роги; qx = — цг — — соответственно величины, учитывающие П1 П2 транспортные расходы; М ъ М 2 — полная стоимость машино-смены автопоезда, включая зарплату водителя, начисления, накладные и общезаводские расходы, соответственно д л я автопоездов I и II ва­ риантов, руб.; IJi, Я 2 — производительность лесовозных автомобилей I и II вариантов, м 3/смену; £ пут, В пут— затраты на эксплуатацию и содержание в исправности 1 км дороги соответственно д ля I и II вариантов; L — строительная длина дороги, км; р — коэффициент приведения: р = 0,2 . . .0,3; £„ — нормативный коэффициент сравни­ тельной эффективности: £„ = 0 , 1 2 ; Яот.к — коэффициент учета о т д а - ' ленности капитальных вложений в последующие очереди строитель­ ства: ^от.к = 0 , 2 2 . . . 0 , 2 7 ; п — размер амортизационных отчислений, %; b — ширина одежды, м. И з формулы (3.14) видно, что с увеличением грузооборота д оро­ ги Q и строительной длины дороги L целесообразно применять бо­ лее дорогой тип дорожной одеж ды с лучшими эксплуатационны ми качествами. 130 3 .9 . Р а с ч е т и п р о е к т и р о в а н и е н е ж е с т к и х д о р о ж н ы х о д е ж д Общие положения. П роектирование дорожной одеж ды за к л ю ­ чается в установлении оптимального количества слоев, определении расчетны х характери сти к материалов, расчете и технико-экономи­ ческом ан ал и зе выбранных конструкций. При проектировании о д е ж ­ ды следует учитывать категорию дороги, состав и перспективную интенсивность дви ж ени я автопоездов, климатические и гидрологи­ ческие условия местности, наличие дорожно-строительных м атери ­ алов, особенности устройства отдельных слоев и дорожной одежды в целом. Конструкции дорожной одеж ды р а зр а б а ты в а ю т д л я участков с одинаковы ми расчетными значениями модулей упругости (дефор­ мации) грунтов земляного полотна. Д л я каж дого участка н ам е ч а­ ют сн ач ал а конструктивную схему одеж ды с покрытием заданного типа, причем толщ ина отдельных слоев конструкции д о л ж н а быть достаточной д ля обеспечения необходимого ф ормирования слоя и его надежной работы. Толщ ина слоя колеблется от 0,05 до 0,15 м. М атери алы в конструкции дорожной одеж ды д олж н ы р а с п о л а ­ гаться по убываю щ ей прочности в соответствии с затуханием по глубине н апряж ений от временной нагрузки, т. е. необходимо стре­ миться обеспечить плавны й переход от ж естких верхних слоев о д е ж ­ ды к нижним — менее жестким. При этом отношение модулей упругости см еж ны х слоев из с л а ­ босвязных м атери алов не д олж н о превыш ать 5 ...6 или модулей д е­ формации 1,5...3. Р асч ет нежестких дорож ны х од еж д зак л ю ч ается в определении необходимой ее толщины в целом или отдельных слоев с учетом зад ан н ы х условий движ ения, климатических, грунтовых и ги дроло­ гических условий местности. О деж ды с усовершенствованными капитальны м и и облегченными типами покрытий д олж н ы проекти­ роваться без накопления, а переходного типа — с некоторым н акоп ­ лением остаточных деф орм аций под действием автомобильного транспорта. В районах с холодным и в л аж н ы м климатом одеж ды с усовер­ шенствованными покрытиями д олж ны быть рассчитаны т а к ж е на морозоустойчивость с обеспечением отвода воды путем устройства д р ен аж н ы х систем. Р асч ет ведется по трем критериям прочности: упругому прогибу одежды, ее сопротивлению сдвигу и растяж ени ю при изгибе. О д еж д ы с покрытиями переходного типа рассчиты ваю тся только по величине упругого прогиба. Д л я расчета гравийных од еж д и од еж д с покрытиями низшего типа допускается применение ста р о ­ го метода Союздорнии. Н еж естки е д орож н ы е одеж ды рассчиты ваю т на пропуск наибо­ лее т яж ел ы х автомобилей, обращ ение которых п редусматривается в расчетный период. Р асчетны й период — время от н ач ал а ввода в эксплуатацию дороги после строительства или реконструкции (к а ­ питального ремонта) до очередного капитального ремонта дорожной 5* 131 одежды. Расчетные нагрузки, принимаемы е при расчете дорож н ы х од еж д в соответствии с ГОСТ 9314— 59 и С Н и П П -К-З— 70, приве­ дены в табл. 3.28. Табл. 3.28. Расчетные нагрузки для дорог общ ей сети Тип транспорта По ГОСТ 9 3 1 4 -5 9 Автомобили: группа А группа Б По СНиП II-K. 3 - 7 0 Н-10 Н-30 Н аибольш ая статическая н а ­ г р у з к а на одиночную ось, кН С реднее р ас­ четное у д е л ь ­ ное давление на п о кр ы тие, М Па 100 0 ,6 60 0 ,5 95 0 ,5 5 120 0 ,6 П лощ адь кон такта ко л е са , Расчетны й ди ам етр с л ед а ко л е са , м 0,0835 0,0600 0 ,3 3 0 ,2 8 0,0864 1 ,0 0 ,3 3 0 ,3 6 м2 П р и м е ч а н и я : 1. Н агрузки группы А использую т при расчете одежд на автомобильных дорогах I и II категорий общей сети и магистралей лесовозных дорог, а нагрузки группы Б — на дорогах общей сети остальны х категорий и лесохозяйственных, если не ож идается появления автомобилей группы А. Под нагрузку Н-30 рассчитывают скоростные дороги и Н-Ю(Н-ЗО) — проезжую часть улиц и дорог местного значения. 2. В таблице приведены нагрузки на дорогу, передаваемые колесами наиболее нагруженной оси при расстоянии между смежными осями 3 м и бо ее. Если расстояние между осями менее 3 м, для трехосных автомобилей и двухосных роспусков н агрузка на ось снижается до 90 кН д л я автомобилей групп ы А и до 55 кН для группы Б. , Расчетные параметры основных м арок автомобилей принимаю т по табл. 3.29. Т абл. 3.29. Расчетные параметры основных марок автомобилей М арки транспортны х ср ед ств Урал-377 Урал-375 Т Урал-355 М З И Л -130 ЗИЛ-131 З И Л -151 З И Л -164 З И Л -157 МАЗ-516 МАЗ-200 МАЗ-500 МАЗ-501 МАЗ-509 КрАЗ-214 КрАЗ-255 Л КрАЗ-257 132 С татическая н аибольш ая н агр у зк а на одиночную ось, кН 55x2 87 48 69 65 75 61,5 75 90 9 7 ,6 100 83 88 135 124 93X 2 С реднее расчетное удельн ое д авл ен и е на п о кр ы ти е, М Па 0 ,3 9 0 ,3 6 0 ,4 5 0 ,5 0 ,4 7 0 ,5 5 0,44 0 ,2 8 0 ,5 5 0 ,6 0 0 ,5 5 0 ,6 0 0 ,6 0 0 ,6 0 0,39 0 ,5 5 Расчетны й д с л ед а коле< 0 ,3 0 0 ,5 5 0 ,2 6 0 ,3 0 0 ,4 2 0 ,2 5 0,295 0,293 0 ,3 3 0,328 0 ,3 4 0,328 0 ,3 8 0 ,3 3 0 ,6 3 0 ,3 3 Интенсивность движ ения — количество автомобилей, п роходя­ щих в сутки по одной наиболее загруж енной полосе. Она оп ред ел я­ ется с учетом движения, которое ож и д ается к концу расчетного периода: д ля дорог с усовершенствованным капитальным типом по­ крытия — 15 лет, облегченным — 10, а д л я дорог с переходным ти ­ пом покрытия — 8 лет. О пределенная таким образом интенсивность д вижения носит назван ие расчетной. П ри определении расчетной интенсивности более легкие автомобили приводят к расчетному пу­ тем умнож ения количества двухосных автомобилей с той или иной нагрузкой на задню ю ось на соответствующие коэффициенты, опре­ деляем ы е по табл. 3.30. Табл. 3.30. Коэффициенты для приведения автомобилей с различными нагрузкам и на ось к расчетному автомобилю Н а г р у зк а на ось приводим ого автомобиля, кН Расчетны й автомобиль 40 По ГОСТ 9 3 1 4 -5 9 Группа А Группа Б По СНиП II-K.3—70 Н-30 Н-10 60 70 80 95 100 0,12 0 ,2 0 0,1 1,0 0 ,3 6 0,43 0,6 8 1,0 0,01 0 ,0 3 0 ,0 5 0 ,1 5 0,18 0,55 0 ,2 2 0,65 0 ,3 5 1,0 0 ,5 — 115 120 0 ,8 — 1,0 П р и м е ч а н и я : 1. При вычислении приведенной интенсивности движения трехосные автомобили принимают за два с соответствующими нагрузками на ось автопоезда — за столько автомобилей, сколько осей в поезде. 2. Д л я однополосной проезжей части за расчетную принимают приведен­ ную суммарную интенсивность движения в обоих направлениях; для двух- и трехполосной без разделительной п о л о с ы —0 ,7 от суммарной в обоих н а п р ав л е­ ниях. При четырехполосной проезжей части с разделительной полосой (по обе полосы движения в каждом направлении) — 0 ,3 5 от суммарной интенсивности в обоих направлениях, но не более пропускной способности одной полосы. Приведенную суточную интенсивность дви ж ени я на автомобиль­ ных лесовозных дорогах, используя значения коэффициентов, при­ веденных в табл. 3.30, определяю т по формуле <?л2 [ak ' " = M :r £ r + JV " , где б — коэффициент, учитывающий движение по грузовой полосе в порожняковом направлении (б = 1 , 0 5 . . . 1,1, большая цифра для однополосных дорог); (?л — объем вывозки леса за летне-осенний пе­ риод, м3; — количество осей (грузонесущих) в составе поезда; k np — коэффициент приведения д л я каждой оси (табл. 3.30); Т Л— продолжительность летне-осеннего периода, дни; Qn0JI— полезная нагрузка на автопоезд, м 3; N ap — суточная интенсивность движения прочего транспорта (хозяйственного, пассажирского и др.). Расчет по допускаемому упругому прогибу. В качестве критерия принимают величину вертикальной деформации (прогиба) д о р о ж ­ ной одеж ды в неблагоприятны й по степени у в л аж н ен и я период года 133 под нагрузкой от расчетного автомобиля. Р асчет ведут в следующем порядке. 1. Уточняется состав д виж ения по дороге и определяется при­ веденная интенсивность д ви ж ени я так, ка к описано выше. 2. Определяется требуемый а модуль упругости дорожной конструкции, который может быть найден по номограммам (рис. 3.30). О днако независимоот полученных данных требуе­ мые модули упругости следует н азн ач ать не ниже указанных в табл. 3.31. Д л я лесовозных дорог мо­ дуль упругости, определенный по номограмме, должен быть увеличен на коэффициент k\ = = 1,08, учитывающий движение трехосных автомобилей и д ву х­ осных роспусков. При работе на дороге автомобилей с одно­ скатными колесами (типа З И Л - 130) дополнительно вво­ дится коэффициент &2= 1 ,3 3 , а, для автомобилей типа КрАЗ-255Л коэффициент- k 2= 1. 3. Н а зн ачаю тся варианты д о­ рожного покрытия с учетом ме­ стных условий и наличия строи­ тельных материалов в районе строительства. Схема конструк­ ции дорожной одежды п о к а за ­ на на рис. 3.31. Рис. 3.30. Номограммы для определения 4. Д л я каж дого принятого требуемого модуля упругости: строительного м атериала по од­ а — при н а г р у зк а х по ГОСТ 9314—59 ( -------------ной из табл. 3.33; 3.37; 3.40; ---------------- д л я н агр у зк и группы А ; ----------------------------- д л я н агр у зк и группы Б ); б — при 3.42 определяют расчетные мо­ н агр у зк а х Н-30 и Н-10 ( --------------------------- д л я н агр у зо к Н-30; ------------------ д л я н агр у зо к дули упругости. Н -Ю ); / — усо вер ш ен ство ван н ы е к а п и т а л ь н ы е 5. Д оро га разбивается на покры тия; 2 — усо вер ш ен ство ван н ы е о б л е г­ ченны е; 3 — п ер ех о дн ы е (н а оси абсци сс: расчетные участки с однотип­ а — и нтенсивность д в и ж е н и я , п р и в ед ен н ая к н агр у зк а м группы А н Б: и нтенсивность ными грунтово-гидрологически­ д в и ж ен и я , п р и в ед ен н ая к н аг р у зк а м Н-30 и ми условиями и для каж дого Н-10) типа грунта экспериментально или по табл. 3.45 определяется модуль упругости, угол внутреннего трения и сцепления. 6. Д л я намеченных вариантов дорожной одеж ды принимается толщ ина верхнего слоя покрытий. Д л я материалов, обработанных органическими вяж ущ им и, в зависимости от требуемого модуля упругости Е-гР она м ож ет быть принята следующей: при Е тр> 134 Табл. 3.31. Требуемы е модули упругости дорог общ ей сети Т ребуемы й м о ду л ь у п ругости д л я п о к р ы ти й , М Па К оличество расчетны х автомобилей в су тки на о д н у полосу К атегори я дороги кап и тальн ы х Группа А | Группа Б 500 150 70 1 II III IV V 210 185 165 150 700 250 100 усоверш енствован­ ных облегченны х п ереходн ого ти п а 150 135 115 90 85 65 уЕрдщ ~ Етр £ /; чЕ'обис £2 Рис. 3.31. Расчетная схема много. слойной дорож ной одеж ды Егр 1 Угр >Егр > 2 0 0 М П а толщ ина слоя 0,12...0,15 м; при £ Тр = 180...200— 0,10...0,12; при £ т Р= 160...180— 0,08...0,10; при Е тр= 140...160— 0,06...0,08 м и ниже. 7. Зная требуемый модуль упругости и принятую толщину покрытия, берут о т н о ш ен и я £ Т р — -Еобщ -------- и h i „ , где Е 0бщ— общии мо­ дуль упругости дорожной конструкции; Е х — модуль упругости материала покрытия; h i — толщина слоя покрытия; D —-расчетный диаметр следа колеса автомобиля (см. табл. 3.28, 3.29). Е тр hi Имея по номограмме (рис. 3.32) находят отноD шение £ общ из которого определяют Е 0вщ — общий модуль уп ру­ Ei гости на верхней границе основания (см. рис. 3.31). 9. По величине модуля упругости на верхней границе основания и модуля упругости грунта земляного полотна определяют толщину основания дорожной одежды, пользуясь той ж е номограммой. Д л я этого берут отношение Риала \ основания, Е у:бщ и £2 £2 (Е%— модуль упругости мате- — модуль упругости грунта земляного полотh На) и по номограмме (рис. 3.32) находят отношение — , которое равНо отсюда находят /г2 — толщину основания дорожной одежды. Численные значения модулей упругости Е ъ Е 2, Е гр принимают по таблицам, указанным в п. 4 и 5. Ю. П роизводятся технико-экономические сравнения равнопрочНЬ1Х вариантов и вы бирается наиболее выгодный из них. -Если целесообразно устроить многослойное основание из различь>х материалов, расчет рекомендуем вести следующим образом. 135 1. Н а зн а ч аю т толщину нижнего слоя основания с учетом типа покрытия. 2 . По номограмме (рис. 3.32) определяю т модуль упругости на поверхности нижнего слоя основания. 3. З н а я модуль упругости на поверхности верхнего и нижнего слоев основания, модуль упругости м а тер и ал а верхнего слоя осно- Рис. 3.32. Н омограмма для определения общего модуля упругости двух­ слойной системы вания, с помощью номограммы (рис. 3.32) вычисляю т толщину у к а ­ занного слоя. Расчет общей толщины дор одн ой одеж ды по сопротивлению сдвигу в подстилающем грунте. О б щ а я толщ ина одеж ды д о л ж н а быть такой, чтобы не возникали остаточные деформации, в ы зы в ае­ мые пластическими смещениями в подстилающ ем грунте. Условие, при котором не образую тся пластические деформации в подстилаю ­ щем грунте, в ы р а ж ае тся неравенством /Q 1 С\ Та.м +1 Та.в < - 7 -------------------------------------- (3.15) эксп где т а.м — максим альное активное н ап ряж ени е сдвига в нижнем слое двухслойной системы от расчетного автомобиля; та.в — актив­ ное н ап ряж ени е сдвига от соответственного веса одежды; k\ — ко136 эффициент, учитывающий влияние воздействия повторных нагру­ зок, равный 0 ,6 ; k 2 — коэффициент зап ас а на неоднородность усло­ вий работы одеж ды (k2= \ при интенсивности дви ж ени я до TV= 100 автомобилей на 1 полосу и А= 0,8 — до TV= 1ООО); сгр — сцепление грунта земляного полотна; йЭКСп — коэффициент, зависящ ий от эксплуатационны х качеств одежды; д л я усовершенствованных по- а 1 ^ ‘ ' 1^ Ef ------------ ' £2 £3 £4 ! < t| Ег р , Егр, СГр ) Ег. Сср Ш Ш МШ ММЩ Егр •'Егр >сгр Рис. 3.33. Схема приведения многослойной конструк­ ции а к двухслойной б крытий: капитального типа k wcn= l ; облегченного типа &Эксп=0,85... 0,95; д ля переходного типа /гЭКс п = 0,75...0,85; п — коэффициент, учи­ тывающий влияние перегрузки автомобилей: « = 1 ,1 5 ; т — коэф ф и ­ циент, зависящ ий от типа грунта: д ля связны х грунтов т = 0,65; для м алосвязны х грунтов т = 1 , 1 5 , т. е. расчет сводится к определению значений та.м и т а.в. Р асч ет на сдвиг в подстилающ ем слое грунта ведут методом последовательного приближения. 1. П редварительно намеченную или рассчитанную по допусти­ мому упругому прогибу многослойную конструкцию приводят к двухслойной системе, у которой толщ ина верхнего слоя равна сумме толщин конструктивных слоев многослойной одеж ды (рис. 3.33) h = h i + h 2+ h z + ... + h n . 2 . О пределяю т средний модуль упругости приведенной толщины дорожной одеж ды по формуле Ecp — F.pii -+- EJt« + E ,h 3 + . . . + E nh n (3.16) hi + h2 + h3 + . . . + h n где Ei, E 2,E3,..., E n — расчетные модули упругости отдельных кон­ структивных слоев, толщины которых равны hi, h 2, h 3,...,h n . Ern h -cp табл. 3.45 определяют 3. Находят отношение -г р угол внутреннего трения фгр грунта земляного полотна и его мо­ дуль упругости Е гр, а значение D — по табл. 3.28 или 3.29. 4. По номограмме (рис. 3.34, для связных грунтов) или (рис. 3.35, д ля малосвязных) находят величину ■ ра м . Умножив найден­ ное значение на р (удельное давление колеса), получают величину На монограммах (рис. 3. 34; 3. 35) принято: Е ^ Е с р; Е 2— Е гр. • 5. По номограмме (рис. 3.36) в зависимости от толщины о д е ж ­ ды h и угла внутреннего трения грунта фгр н ах од ят т а.в. т а .м- 137 46 44 42 38 36 34 32 28 26 24 22 18 /6 Puc. 3.34. Н омограмма для определения активных напряжений сдвига от временной нагрузки в нижнем слое двухслойной системы при совме­ стной работе слоев Рис. 3. 35. Н омограмма для определения активных напряжений сдвига от временной нагрузки в нижнем слое двухслойной систе­ мы при свободном смещении слоев на контакте 6 . О пределяю т сумму т а.м + т а.в и сравниваю т ее с правой частью уравнения (3.15). Если эта сумма находится в допустимых пределах ( ± 5 % ) , расчет считают законченным. Если ж е она больше, увеличиваю т толщину обычно самого дешевого слоя о д е ж ­ ды или зам ен яю т м атери ал какого-либо слоя м атериалом с более высоким модулем упругости и повторяют расчет. Зн ачен ия расчетных в е­ личин фгр, сгр при соответст­ вующей влаж ности грунта мож но принять по табл. 3.45. 7. В озмож ен и другой порядок расчета, если н у ж ­ но узн ать общую толщину одежды . Д л я этого зад аю тся Дер и по н омограмм ам (рис. 3.34, 3.35) определяют h. М о ­ гут быть и другие варианты. Расчет конструктивных слоев из сл абосвязны х м а те­ риалов. Конструктивные слои одеж ды из сл аб о св я з­ ных м атери алов — грави й ­ ных, песчаных и других, а Рис. 3.36. Н омограмма для определения ак­ т а к ж е м атери алов и грун­ тивных давлений сдвига т а.в от собствен­ тов, укрепленных жидким ного веса одежды битумом, рассчиты ваю т так, чтобы в них не 'возникли остаточные деф орм ации под действием сдвигаю щих нап ряж ени й (см. формулу (3.15)). Р асч ет ведут сл е­ дующим образом. 1. Многослойную дорожную конструкцию (рис. 3.37,а ) , в кото­ рой слой /г3 яв л яется рассчитываемым, приводят к двухслойной (рис. 3 .3 7 ,6 ). Толщину верхнего слоя приведенной конструкции О С/ Е 'ср 4 boim fj,y j> c j Epp, fyp, Сгр Рис. 3.37. Схема приведения многослойной конструкции к двух­ слойной при расчете промежуточного слоя h 3 на сдвиг принимают равной суммарной толщине слоев, располож енны х выше рассчитываемого: h = h l + h2, а средний модуль упругости опреде­ ляю т по формуле (3.16). 2. Нижележащие слои, включая рассчитываемый, приводят к э к ­ вивалентному по жесткости однородному полупространству с моду139 лем £гр ■ gr упругости К £ 0бщ (рис. 3.37,6). и —— и по номограмме / Для этого о ол\ (см. рис. 3.32) берут отношение определяют £ общ —я— . Умножив полученное значение на Д3 — модуль упругости рассчи­ тываемого слоя, получают Т^бщ£* h 3. Определяют отношение —~ и — и, принимая д л я малоЕобщ ® связного материала ф 3 (для песчаного подстилающего слоя, или гравийного материала, или укрепленных грунтов и т. д.), по номограмме (см. рис. 3.34) определяют ■ -р ~ - Умножив полученное зна­ чение на р, получают та.м, а по номограмме (рис. 3.36) получают Та .в- 4. Н а й д я сумму т а.м4-Та.в, проверяют, выполнено ли условие прочности, в ы раж ен н ое неравенством (3.15), если оно не выполне­ но, увеличивают толщину одного из в ы ш ел еж ащ и х слоев или з а м е ­ няю т м атери ал слоя материалом с более высоким модулем уп ру­ гости. Р асчет на р астяж ени е при изгибе. Н а р астяж ен и е при изгибе рассчиты ваю т монолитные слои из асфальтобетона, грунты, у креп ­ ленные вязкими битумами, дегтями и минеральны ми вяж ущ им и, из фракционированного щебня, обработанного битумом или дегтем, щебня, обработанного по способу пропитки, и т. д. Все эти слои про­ в еряю тся на растяж ение, за исключением смесей, которые об рабо­ таны ж идкими органическими вяж ущ им и. Р аст я ж е н и е при изгибе рассчитываю т по условию ov^~7?u, где Gr — наибольш ее растяги ваю щ ее н ап р яж ен и е в р ас см а тр и в ае­ мом слое, устанавл и вается расчетом, П а; R u — предельное допу­ стимое растяги ваю щ ее нап р яж ени е м а тер и ал а рассчитываемого монолитного слоя, П а (можно принять по табл. 3.37). Н а практике при расчете могут быть д в а случая. I. Монолитный слой расположен на поверхности дорожной одеж­ ды. Расчет производят с помощью номограммы (рис. 3.38). НомоНл грамма связывает относительную толщину монолитного слоя (горизонтальная ось) с величиной максимального растягивающего напряжения при изгибе аг в материале монолитного слоя от еди­ ничной нагрузки (вертикальная ось). Номограмма составлена д ля , случая, когда отсутствует сцепление покрытия с основанием. Расчет ведут в следующей последовательности. 1. Находят величину общего модуля упругости на поверхности основания Е 0бщ. оси- Расчет Е 0бщ. от ведут путем последовательного £ к приведения слоев. Д л я этого берут отношение и и по номограмме 140 Е, (рис. 3.32) находят отношение - - -- 3 (данные на кривых). У множ ая полученное значение на Е 3 — модуль упругости материала слоя Н 3 , находят Е 0 б щ . Затем расчет повторяется. Берут отношение £ обт-- и по номограмме (см. рис. 3.32) находят отношение Рис. 3.38. Н омограмма для определения растягиваю щ их напря­ жений при изгибе от единичной нагрузки в верхнем монолитном слое (цифры на кривых означаю т отношение ЕрЕдбщ ) £ ~-g£a-Pc11- (данные на кривых) и, умножая полученное значение на Е 2 — модуль упругости материала слоя толщиной /г2, находят Бобщ.ося и т. д. 2. Зная Бобщ.осн, берут отношение Е h 1---- и - ± - . По номограм- ■^общ.осн ме (см. рис. 3.38) на вертикальной сси находят максимальное растя­ гивающее напряжение от единичной нагрузки аг. 141 Полное растяги ваю щ ее н ап ряж ени е в верхнем монолитном слое определяю т по формуле <хг = 1,15ра,, (3.17) где 1,15 — коэффициент динамичности; р — расчетное удельное д а в ­ ление на покрытие от колеса автомобиля, Па. Рис. 3.39. Н омограмма для определения растягиваю щих напряжений при изгибе единичной нагрузки в промеж у­ точном монолитном слое (цифры на кривых означаю т отношение E iIE 2, а на лучах — Е 21Ез) 3. Величину ог сопоставляю т с R 4. П ри o r ^ . R u обеспечивается нор м ал ьная работа покрытия, если or> R u, необходимо усилить одежду путем увеличения толщины монолитного слоя или повы ­ сить жесткость основания Е 0бщ.осн• II. Монолитный слой располож ен внутри дорожной одежды . Р асч ет ведут по номограмм е (рис. 3.39). П оследовательность р а с ­ чета следую щ ая. 142 1. Многослойную конструкцию а приводят к трехслойной б, где средним является рассчиты ваемый монолитный слой (см. расчет­ ную схему на номограмм е (рис. 3.39). 2. Определяют средний модуль упругости конструктивных сло­ ев, лежащих выше рассчитываемого (на схеме E i = Еср) по формуле (3.16). Слои, подстилающие монолитный слой, приводят к эквива­ лентному по жесткости однородному полупространству с модулем упругости £обЩ путем последовательного приближения, как указано при расчете верхнего монолитного слоя в п. 1 . ,— , о Н Ел 3. В зависимости от отношении — ; — — и — D Е2 ^ по номограм- ^общ ме определяют растягивающее напряжение аг в рассчитываемом слое от единичной нагрузки на поверхности покрытия. Порядок нахождения аг показан на номограмме. 4. Н а х о д я т расчетную величину растягиваю щ их напряж ений в монолитном слое по ф ормуле (3.17). Если ar^ R u , работа одежды обеспечена, а если ar> R u , необходимо ее усилить или зам енить м а ­ тер и ал монолитного слоя, обладаю щ и м более высоким сопротивле­ нием растяжению . При расчете д орож н ы х од еж д по приведенным критериям при­ д ер ж и в аю тся следующего п орядка: устанавл и ваю т перспективную интенсивность движ ения; проектируют конструкцию дорожной одеж ды с учетом наличия дорожно-строительных, местных м а те­ риалов и природных условий; рассчиты ваю т од еж д у по величине упругого прогиба; рассчиты ваю т од еж ду по условию сдвига в под­ стилаю щ ем грунте и в промежуточных слоях из слабосвязны х м а ­ териалов; рассчиты ваю т монолитные слои одеж ды на растяж ени е при изгибе; проверяю т дорожную конструкцию на морозоустойчи­ вость (для покрытий переходного типа проверки не т р е б у е т с я ); при изменении толщины или м а т ер и ал а хотя бы одного слоя одеж ды необходимо произвести повторный расчет; расчет дорожной о д е ж ­ ды считается законченным, если получаемые модули упругости н ап ряж ен и я или толщины слоев по трем критериям отличаются от предельно допустимых или минимально необходимых их значений не более чем на 5 %. Расчет дорожной конструкции на морозоустойчивость. Д о р о ж ­ н ая конструкция считается морозоустойчивой, если выполняется условие ^пуч“Ь ^M3^S ^доп, (3.18) гДе /Пуч — расчетное пучение грунта земляного полотна (см. ф ор ­ мулу (3 .5 )); /мз — расчетное пучение м а т ер и ал а морозозащитного слоя (для крупных песков и грави я /мз = 0 ; д л я мелких песков, круп­ ных супесей и других определяется опытным путем); 1Д0П — д оп у­ ск аем ая величина земного вспучивания покрытия (для ж е л езо бето­ на — 0,02 м, асф альтобетона — 0,04 и усовершенствованных облег­ ченных покрытий — 0,06 м ) . 143 При невыполнении неравенства (3.18) следует предусмотреть следующие основные мероприятия: возвышение низа дорожной одеж ды над уровнем грунтовых вод; возведение земляного полотна из непучинистых грунтов или его верхней части; устройство морозо­ защ итны х слоев и применение теплоизолирую щих материалов. 3.10. Дорожно-строительные материалы Дорожно-строительными материалами н азы ваю т м атериалы , ко­ торые по своим свойствам, р азм ер ам и форме соответствуют специ­ фическим условиям работы в дорож ных конструкциях и со о р у ж е­ ниях. Они дел ятся на местные и промышленные. М е с т н ы е — материалы , которые находятся в районе строительства дороги и используются при незначительной п ереработке или без нее. П р о ­ м ы ш л е н н ы е — материалы , которые изготавливаю тся на зав о д ах и поставляю тся на строительство централизованно. М естные и промышленные м атери ал ы делятся на природные и искусственные. К ним относятся каменные материалы , минеральны е и органические вяжущ ие, бетон, железобетон, асфальтобетон, м атери алы из д р е в е ­ сины и металлы. Природные каменные материалы получаю т из скальны х горных пород путем их переработки и обработки (тески, сортировки), при этом физико-механические свойства их остаю тся постоянными. Они могут быть в виде колотого м а тер и ал а (бут, ш а ш ка для мощения, ш а ш к а -п а к е л я ж ), пиленого (блоки ), ш туч­ ного м а тер и ал а разной степени обработки (брусчатка, бортовой камень, плиты ), дробленого м а тер и ал а (щебень, гравий, ка м ен н ая крош ка) и др. По генезису горные породы п одразделяю тся на магматические, осадочные и метаморфические. М агматические горные породы о б р а ­ зовались в результате засты ван и я магм ы — гранит, сиенит, д ио­ рит, габбро, базальт, диабаз, ангезид и т. д. Осадочные — резул ьтат выпадения в осадок различны х веществ, действия физического и химического выветривания. Это песчаники, конгломераты, опоки, известняки, гравий, галька, дресва и др. М етаморфические, или ви ­ доизмененные, горные породы о бразовали сь из магм атических или осадочных горных пород под действием высоких тем ператур и б оль­ ших давлений, а иногда и химических процессов. Х арактеристики горных пород приведены в табл. 3.33. И с к у с с т в е н н ы е к а м е н н ы е м а т е р и а л ы получаю т из природного сырья или отходов заводского производства с соответ­ ствующей переработкой и обработкой (действием тем пературы или давления, механической обработкой и т. д .). К ним относятся ке­ рам ические изделия (дрен аж ны е т р у б ы ) , дорож ны й клинкер (кир­ пич д ля дорож ны х покры тий), строительный кирпич, керамзит, аглопорит, шлаки, каменное литье, си таллы и др. Ф изико-механи­ ческие свойства керам зи та приведены в табл. 3.34. Минеральные вяжущие материалы п редставляю т собой порош кообразны е вещества, которые при смешивании с водой 144 Табл. 3.32. Зерновой состав гравийной (щебеночной) и гравийно­ песчаной (щебеночно-песчаной) смесей для необработанных покрытий К оличество частиц, п р о х о д я щ и х чер ез сито с отверсти ям и в м и л л и м етр ах , % по весу Н ом ер смеси 40 1 2 3 100 — — | 20 1 10 5 6 0 ...8 0 4 5 ...6 5 3 0 ...5 5 8 0 ...9 5 6 5 ...9 0 5 0 ...7 5 — 9 0 ...1 0 0 7 0 ...8 5 2,5 2 0 ...4 5 3 5 ...6 5 4 5 ...7 5 1 0,63 1 5 ...3 5 2 0 ...4 5 2 5 ...5 5 | менее 0,05 7 ...2 0 8 ...2 5 8 ...2 5 П р и м е ч а н и я : 1. Влажность фракций 0 ,6 3 мм на границе текучести дол ж н а быть не более 25, а число пластичности — не более 6. 2. Д анны е табл. 3.32 распространяю тся на гравий 1 ...2 -г о классо в, для 3 ...4 - г о — зерновой состав определяется после предварительного испы тания на сж атие в стальном цилиндре при удельном давлении 15 М Па. Табл. 3.33. Расчетные модули упругости М атер и ал Сортировочный щебень из горных пород 1 ...2 -г о классов и кислых металлургических ш лаков, устроенны й по принципу заклин ки То же из горных пород 3-го к л асса О снования из основных однородных по качеству м еталлургических ш лаков с подбором гранулометрического со­ става и применением искусственной ш лаковой муки То ж е с применением естественной доменной муки О снования из основных однородных по качеству металлургических шлаков без подбора гранулометрического состава Мостовые из колотого кам н я и п акел яж Гравийные материалы и рядовой щебень из горных пород не ниж е 3-го кл асса в зависимости от зернового со став а (для щ ебня на 10% выше, чем д л я гравия): частиц крупнее 2 мм, 85% частиц мельче 0,05 мм, 3% 70 7 60 10 50 12 Пески: мелкозернисты е среднезернисты е крупнозернисты е гравелисты е М одули уп ругости м атери ал ов при расчете по т р е б у е ­ мым п роги б ам , М П а 4 0 0 ...4 5 0 3 0 0 ...3 5 0 4 0 0 ...4 5 0 3 5 0 ...4 0 0 2 5 0 ...3 0 0 4 5 0 ...5 0 0 2 6 0 ...2 9 0 2 0 0 ...2 6 0 1 7 0 ...2 0 0 1 5 0 ...1 7 0 8 0 ...9 0 100...120 1 2 5 ...1 3 0 1 4 0 ... 150 переходят из тестообразного состояния в твердое, п р ев ращ аясь в искусственный камень. По хар актеру твердения они д елятся на в о з­ душные, твердею щие на воздухе, и гидравлические, твердеющие на воздухе и в воде. К воздушным в яж ущ и м м а т ер и ал ам относят воздушную известь, гипсовые и магнезиальны е вяжущ ие, раство ри ­ мое стекло и т. д. К гидравлическим — цемент, гидравлическую извеггь и т. д. Физико-механические свойства их приведены в табл. 3.35...3.37. 145 Табл. 3.34. Ф изико-механические свойства М арки к е р а м ­ зитового гр а в и я (объ­ ем ная м а гс а ), к г /м 3 П р е д ел проч­ ности при р аздавли вани и д л я кл ассо в, М Па А 150 200 250 300 350 400 1 0 ,4 0 ,5 0 ,8 1,0 1,4 1,7 М арки к е ­ рам зи тового грави я (объем ная м а с с а ), к г / м 3 В одопоглощ ение по массе, % , не более керамзита П р е д ел п роч­ ности п ри раздавли вани и д л я классов, М Па Б А 0 ,3 0 ,4 0 ,6 0 ,8 1,0 1,4 Б | 2 ,0 2 ,5 3 ,0 3 ,5 4 ,5 6 ,0 450 500 550 600 700 800 25 25 25 25 25 Водопоглощ ение по м ассе, % , не более 20 20 20 20 15 15 1,7 2 ,0 2 ,3 3 ,0 3 ,0 4 ,0 Т абл. 3.35. Технические требования к цементам М ар к а ц ем ен та Наименование цем ента 200 | 300 400 500 600 200 П ортлан дц ем ен т Гидрофобный порт­ ландц ем ент П ластиф ицированны й п о р тлан дц ем ен т С ульф атостойкий п ортлан дц ем ен т Ш лакопортландцем ент П уццолановы й п орт­ ланд ц ем ент 400 | 500 ' 1 600 — 30 30 40 40 50 — 60 — - — 38 40 50 — — — — 40 20 20 30 30 40 40 — 4 ,5 4 ,5 5 ,5 5 ,5 6 ,0 — 6 ,5 — — 4 ,5 5 ,6 6 ,0 — — 5 ,5 — 3 ,5 3 ,5 4 ,5 4 ,5 5 ,5 5 ,5 6 ,0 — — 300 п редел прочности при с ж ати и ч е р е з 28 с у т ., не м ен ее, М П а п р ед е л прочности п р и изгибе ч ер ез 28 с у т . , не м ен ее, М Па — — — i 50 — — — О р г а н и ч е с к и е в я ж у щ и е м а т е р и а л ы — это преимущ е­ ственно вы сокомолекулярные углеводородные соединения, пред­ ставляю щ и е собой твердые, вязкопластичные или ж и дки е вещества, изменяю щ ие свои физико-механические свойства в зависимости от температуры. К ним относятся: битумы нефтяны е дор ож н ы е в я з ­ кие, улучшенные; битумы нефтяны е дорож ны е жидкие, улучш ен­ ные; битумы сланцевые; дегти каменноугольные дорож ные; э м у л ь ­ сии битумные и дегтевые. Битумы могут быть природными, нефтяными и сланцевыми, а дегти — каменноугольными, торфяны ми и древесными. П риродны е битумы п одразделяю тся на твердые (а сф ал ьти ты ), вязки е (мальты ) и ж и дки е (тя ж ел ы е нефти). Н еф тян ы е битумы бы ваю т вязкие и жидкие. В язки е дорож н ы е нефтяны е битумы р азл и ч а ю т следующих марок: БН Д -200/300, Б Н Д - 130/200, БН Д -90/130, БН Д -60/90, БН Д -40/60. Ц и ф ры я в л я ­ ются характеристикой вязкости, п оказы ваю т глубину проникания иглы пенетрометра. Ж и д к и е д ор ож н ы е нефтяны е битумы подраздел яю тся на классы СГ и МГ. К ласс СГ — ж и д ки е битумы, густеющие со средней ско146 осо Ф s О 00 О 4—4 1—1 ОЕ* Ко S СО о о о СО 1-н 00 J О Сч) lO ю О СО 00 о о 00 ^4 rt< 00 о со ха а* 8о СО Е S Лф со 5SI 00 ^ S Яо о о —1 ^ оо 1-н тр о h- 00 сч) т-Н СЧ) О со О о О СО О со о 00 : со О СЧ) LO со о 1-Н со О О СЧ) —■ t>H о о Сч) со о о СЧ) — о оо о Сч) о о О СЧ) О со О СО со о о о ю — 00 о о 00 о о о гLOО 1-Н СЧ) ts. 00 —н ^ 1—1 СЧ) Сч) СЧ) 1— СЧ) СЧ) О Л о h- ю ю СЧ) ’-н СЧ) *5* 00 & о 5Я № S ° s 5 и * я с •2 * >>° CU t- & м a s £Я 5 1К =5 S <Я сею 1 О £F ле- 5Я о Он о Uо к S а) Я 2 Я сд со оо о ^ со Я Я S 4 а-1 ~ си щ О 5 Я я * й Я Я з Я с Л 3 я и § О -н О СО о СО о 00 ^ Сч) СЧ) s я я ч° 4s ag^ яв* ч «° и Я J - S 2 Б о оя оо 2 >> а я о я <и ч VO с °,Л S'S м и а ° >1 К ? 2 &nS си 3 н сО я О) 4 3 я И £ и о 5^ «и я оя я я • cuS 5Я 35 я я ч Я Я *Л 13 я я •*• ffl 1-» е( О я я 33 я н н ч я я Я Ч я я я и-№си я о я о Ян я з S o g я я 0и4 ° Ч я S 9. я > =с0 ч 3 я я * н «у \о я г я я я я я о я к 3 2 Si о я а ш * е я яо « S 3 °О э*§ Я Ч я я я я g Е G о я >» я \о 3 Й « и я Я 3 s Ян <у я я с н 2 со я си си ^ * Я * g g я & я 2 (-1 со т о й я о « >> я н ф Я . , м ® со а) я я ч с и ■3 « Я m я я я я S .S g а» я я >> сз я о 23 £Н1 я« м ® « „> Ч - * О CU 3 О о . CU н 2 я * о_ о - s S у 5Й я £ я я 2 о ~ и о я о о s я я Я ^ § н Я к Я СО Ч Ж 4 - я со е\п 03 VO О) g я -'О > .* C0 CJ о а и си О VO я си о о я S >'>ч—' о О) я Си ^ £ я- & Я s я я я я £ я Я 5* я #я .5 О g с I ^' ЯЯ . £о с ;.. си з ч Й s с_ U 6* в >>? я й> я я н си о ё Й>Т Я S > > Я 03 к/ со Я К а, « О СО О U в с « и Я го Я си ч я си ч ч я , __ч материалов &о g смеси, в знаменателе яИ ж л о со со СО в ч и с л и т е л е — % от массы «к « —1 00 указан о 5* ОИ вяжущих для материалов вяжущих минеральных о о хп оЧ 9 “ СО Табл. 3.36. Расход CD СЧ) i-H со <и Sсо я я ч я я 3 я я 4 и, Расход I оh , к« я я о 5 Примечание, укрепления грунтов (СН 25—74) 83 &§ ► 52 м со к г /м 3. о О 00 — о 1—< 1—4 Сч) 147 Табл. 3.37. Расчетные модули упругости дорожно-строительных материалов укрепленны х цементом М одули у п р у го с т и м а т е р и а л о в , М Па М атериал Щебень и гравий, обработанные 6 . . .7% цеме нта То ж е при содержании цемента 4 ...5 % Грунты оптимального гранулометрического СОстава, укрепленны е цементом, % п р и расчете по требуем ым п р о ­ гибам п ри расчете на изгиб 6 5 0 ...7 0 0 5 0 0 ...5 5 0 6 5 0 ...7 0 0 5 0 0 ...5 5 0 200 300 400 450 200 300 400 450 180 280 350 400 180 280 350 400 150 220 270 300 150 220 270 300 420(300) 480(420) 540(480) — (540) 420 480 540 280(420) 350(490) 420(560) 490(630) 280 350 420 490 6 8 10 12 0/ % 6 8 10 12 Суглинистые грунты , укрепленные цементом, % 6 8 10 12 П ески крупные и средней крупности разнозер­ нистого состава либо с добавкой 1 0 ...2 0 % пыле­ вато-глинисты х частиц, % : Супесчаные грунты, укрепленные цементом, 6 8 10 12 Г равелисты е пески разнозернистого состава или с добавкой 1 0 ...2 0 % пылевато-глинистых части ц , % 4 6 8 10 П р и м е ч а н и е . В скобках даны модули упругости пылевато-глинистых частиц. с добавк ой 1 0 .. .2 0% ростью, бы ваю т следующих марок: С Г - 15/25, СГ-25/40, СГ-40/70, СГ-70/130, СГ-130/200. Применяю тся при строительстве дорог в 111...V дорожно-климатических зонах. К ласс М Г — медленно гу­ стеющие ж и дки е битумы: МГ-25/40, МГ-40/70, МГ-70/130, М Г - 130/200. Ц и ф ры в индексах м аро к означаю т пределы условной вязкости в секундах. П рим еняю тся при строительстве дорог в 111...V дорожно-климатических зонах. По вязкости и фракционному составу дегти в соответствии с ГОСТ 4641—49 д е л я т на восемь марок: Д-1, Д -2, Д-3, Д-4, Д-5, Д - 6 , Д -7, Д - 8 . В язки е битумы применяют д л я приготовления горячих и теплых асфальтобетонны х смесей, а ж и д ки е и р азж и ж ен н ы е битумы м а ­ 148 рок БН Д -40/60, БН Д -60/90, БН Д -90/130 — д ля приготовления хо­ лодных асфальтобетонны х смесей. Они могут быть применены для у к р е п л е н и я грунтов смешением на дороге. Д о р ож н ы е эмульсии — в яж ущ ий пленкообразую щ ий м атериал, представляю щ ий собой однородную м аловязкую жидкость темнокоричневого цвета, состоящую из битума (или д егтя), водного р а с т ­ вора и эмульгатора. П рименяют д ля обработки минеральных материалов, в том числе и грунтов. В соответствии с ведомственны­ ми нормами В С Н 115— 75 дорож ны е эмульсии по структуре делят на два типа: прямы е и обратные. В прямых эмульсиях битум р а в ­ номерно распределен в воде в виде мельчайших ( 1...10 мк) капель, окруженных слоем эмульгатора. В обратных — вода равномерно распределена в битуме (или дегте) в виде мельчайш их капель, т а к ­ ж е стабилизированных слоем эмульгатора. П о природе эм ульгатора прямы е эмульсии д ел ят на три вида: анионные, катионные и пасты. В анионных эмульсиях эмульгатораТ абл. 3.38. Расход органических вяж ущ их для укрепления грунтов Р асх о д Грунты о р ган и ч ески х в я ж у щ и х (ори енти ро­ вочно) ж и д ки й нефтяной би тум ная битум (кл ассы эм ульсия (по кам ен н о-уголь­ МГ и СГ) и ж и д ­ со д е р ж а н и ю ный деготь кий сланцевы й би тум а) битум Крупнообломочные несцементированные грунты, близкие к оптималь­ ному составу, пески гравелистые крупные и средней крупности (р а з­ нозернистые), супеси, близкие к о п - . тимальному составу Крупнообломочные несцементиро­ ванные грунты неоптимального сос­ тава, пески гравелистые крупные, средней крупности и одноразмерные мелкие, супеси пылеватые с числом пластичности менее 3 Супеси легкие пылеватые, тяжелые пылеватые, суглинки мелкие и л ег­ кие пылеватые Суглинки тяжелые и тяжелые пы­ леватые’ Глины песчанисть,е и пы" леватые с числом пластичности не 3 ...5 3 ...5 6 6 ....1 1 0 6 6 . ,,.110 66. . .110 4. . .6 4 .. .6 4. . . 6 88. ..1 3 0 8 8 .,..130 88. ..1 3 0 5. ..8 5 ....7 6. . .9 110.. ..180 111.. .160 130... .120 8 .. .10 6 .. ..7 8 .. .13 180 . . .220 1 3 0 ... 160 1 8 0 ...2 8 6 более 22 Примечания: 1. Расход вяж ущ их в знаменателе — к г /м 3. в ч ислител е— % массы грунта, 2. При использовании в качестве вяж ущ его нефти расход ее такой ж е, как и Жидкого битума. Кроме П АВ, в битумоминеральные смеси вводят активаторы поверхности минеральных м атериалов — цемент, известь, сланцевую золу. Их назначение— n°flD,T0BKa поверхности зерен кислы х грунтов к взаимодействию с битумом. АВ и активаторы выбирают и применяют согласно ВСН 59—68 149 ми являю тся мы ла высокомолекулярных органических кислот, в катионных — органические азотосодерж ащ ие соединения, в п ас­ тах — минеральны е порош кообразны е материалы . Основное р а з л и ­ чие м еж д у видами эмульсий зак л ю ч ается во взаимодействии с о б р а ­ баты ваемы ми м атери алам и . Анионные эмульсии активно в заи м о ­ действуют с основными минеральными м атери алам и , содерж ащ им и С аО, и слабо — с кислыми, сод ерж ащ и м и SiCb. К атионные э м у л ь ­ сии взаимодействуют с основными и кислыми минеральными м а те­ риалами, особенно с кислыми. П асты явл яю тся малоактивны м вяж ущ им . По скорости рас п а д а при внесении в об раб аты ваем ы й м атери ал в соответствии с В С Н 115— 75 прямы е эмульсии д ел ят на три класса: быстро-, средне- и м едленнораспадаю щ иеся. О братны е эмульсии по вязкости д ел ят на ж и дки е ЭО и вязкие ЭО-В. С одерж ан и е вяж ущ его в обратных эмульсиях долж но быть в пределах 70...80%. Р асхо д органических в яж ущ и х д л я укрепления грунтов и прочностные характеристики приведены в табл. 3.38...3.41. Д л я улучш ения свойств битумов, дегтя, эмульсий иногда вводят поверхностно-активные вещества (П А В ). Б е т о н — искусственный каменный материал, состоящий из в я ­ ж ущ его м атер и ал а, мелкого и крупного заполнителя. В зависимоТабл. 3.39. Характеристика грунтов, укрепленных химическими и средний расход основного реагента Р еагент Фурфурол и анилин Г р у н т ы , рекомендуем ы е д л я о бр або тки Оптимальные смеси, супесчаные, суглинистые и тяжелосуглинистные бескарбонатны е грунты с кислой р еак ­ цией (pH < 7 1 ; число пластичности не более 17; содержание гумуса до С редний рас­ ход хим иче­ ск о го реагента 1,5. реагентами, М одуль д е ф о р ­ мации через 7 с у п после укрепления, МПа 9 0 ...1 3 0 4...5,5 6% Фосфорные Сырая нефть Бескарбонатны е кислые (pH < 7) с у ­ песи, суглинки и глины с различной влажностью ; минеральные и гумусированные; число пластичности 8 ...27 Супеси, близкие к оптимальному со­ ставу, пылеватые тяж елы е суглинки; число пластичности 3 . . . 7 Суглинки легкие; число пластичности 7 ...1 2 Суглинки тяж елы е и тяж елые пыле­ ватые; число пластичности 1 2 ...1 7 Концентрат Песчаные, супесчаные и суглинистые сульфоспиргрунты; содерж ание гумуса до 10%; товой барды с число пластичности 1 . . . 17 хромовыми отвердителями 8 0 ...1 2 0 6 ,7 5 5 .. 1 5 .. 24 6 .. 1 5 .. 24 . . .10 2 4 .. 30 3 50 2 7 ,5 Примечание. В числителе — средний расход реагента, сухого грунта, а в знам енателе — к г /м а слоя толщиной 15 см. 150 20...4 % от массы Табл. 3.40. Расчетные характеристики дорож но-строительны х материалов, укрепленны х органическими вяжущими П арам етры , определяю щ ие соп роти влени е сдвигу М ат е р и а л кон структи вн ого слоя М одуль у Иру гости, М Па 1|>, рад Слои из фракционированного щебня, обработанного вязким битумом или дег­ тем смешением в установке (открытые смеси) 1-го и 2-го классов 3-го кл асса Слои из щебня 1-го и 2-го классов, об­ работанного вязким битумом или дегтем по способу пропитки Подобранные смеси из щебеночных и гравийных материалов с жидким биту­ мом, дегтем или битумной эмульсией: смешением в установке смешением на дороге Грунты, обработанные ж идкими о р га ­ ническими вяжущими: супесчаные непылеватые суглинистые и пылеватые супесчаные Т а б л . 3.41. с, к Н /м 2 6 0 0 ...9 0 0 5 0 0 ...6 0 0 4 0 0 ...6 0 0 3 0 0 ...5 0 0 2 0 0 ...2 8 0 1 5 0 ...2 5 0 8 0 ...1 5 0 0 ,4 4 ...0 ,6 1 0 ,2 6 ...0 ,4 4 2 0 ...3 5 2 0 ...3 5 Ориентировочный расход вяж ущ их материалов Р а с х о д вяж ущ его при смешении, % к мине­ ральном у м а т ер и а л у Вид вя ж у щ е го м атер и ал а грави й ны е и щебеночные м атери алы Ж идкие нефтяные битумы Ж идкие сланцеватые би­ тумы Д егти В язкие битумы Дорожные эмульсии (в пересчете на битум) при п р о п и т к е , при п о вер х ­ ностной о б р а ­ л /м 2 б о т к е , л /м 2 сл абы е м ате­ р и ал ы 4 ,5 ...6 ,5 5...7 6...7 6,5...8 5 ,5 ...7 5...7,5 4...6,5 7...8,5 — 6 ,5 . ..7 __ --- 1 0 ...1 2 9. . . 11 7.. .8, 5 1 ,2 ...2 ,8 — 1. . . 2. 5 1. . . 2. 5 0 ,6 5 ...1 ,5 сти от типа вяж ущ его он подраздел яется на цементобетон, а с ф а л ь ­ тобетон, дегтебетон, глинобетон и т. д. Цементобетон бы вает особо тяж елы й, тяж ел ы й, облегченный, легкий, особо легкий. Если он арм ирован стальной арматурой, его н азы ваю т ж е л е з о б е т о н о м . А с ф а л ь т о б е т о н в зависимости от тем пературы укладки смеси в д орож ное покрытие д е л я т на горячий, теплый и холодный. Плотный асфальтобетон об л а д а ет остаточной пористостью 3...5%, пористый — 5...10%- По содерж анию щебня или песка асфальтобе151 тонные смеси д л я плотного асфальтобетона п одразделяю тся на сл е­ дую щ ие типы: А — многощебенистые, со д ер ж ащ и е 50...65% щебня; Б — среднещебенистые — 35. ..50% щебня; В — малощебенистые, со д ер ж ащ и е 20...35%. щебня; Г — песчаные из дробленого песка, со д ер ж ащ и е ф ракции 1,25...5 мм не менее 33% ; Д — песчаные из природного песка, сод ер ж ащ и е фракции 1,25...5 мм не менее 14%. В зависимости от р а зм ер а зерен щебня или песка ас ф ал ь то б е­ тонные смеси д ел ят на крупнозернистые — с разм ером зерен до 40 мм; среднезернистые — до 25; мелкозернистые — до 15; песча­ ные — с р азм ером зерен до 5 мм. По прочности щебня и качеству минерального порошка а с ф а л ь ­ тобетонные смеси подраздел яю тся на две марки: 1 и 2. Д л я 1-й м а р ­ ки в качестве зап олн ителя применяется щебень из магматических и метаморфических пород марки по прочности не н иж е 1200 для смесей типов А, Б, В и осадочные породы м арки не ниже; 1000. Д л я 2 -й марки — щебень, изготовленный из горных пород по прочности н иж е 1000. Р асчетн ы е модули упругости асфальтобетона приведе­ ны в табл. 3.42. Т а б л. 3.42. Расчетные модули упругости асф ал ьто б ето н а М одул и у п р у го с ти , М атер и ал Горячий асфальтобетон с минеральным порош­ ком Горячий асфальтобетон без минерального по­ рош ка (нижний слой) Холодный асфальтобетон Щебеночные горячие смеси 1-й марки Гравийные горячие смеси 1-й марки Щебеночные горячие смеси 2-й марки и горя­ чий черный щебень Гравийные горячие смеси 2-й марки Щебеночные из горных пород 1 ...2 -г о классов, обработанные органическим вяжущим по методу пропитки То же из горных пород 3-го класса Щебеночные теплые смеси и смеси на эм уль­ сиях, изготовленные в установке То ж е гравийные Щебеночные холодные смеси и холодный чер­ ный щебень, изготовленные в установке То ж е гравийные Гравийные холодные смеси, изготовленные смешением на дороге Грунты оптимального состава, обработанные о р ­ ганическим вяжущим, % Супесчаные грунты, ским вяж ущ им, % 10 12 152 обработанные М Па при расчете по требуемым прогибам при расчете на из^иб 1000.. .1500 1500..,,.2500 700. ..8 0 0 1000.. .1200 8 0 0 .. .1000 800. . .900 700.. ..800 700., , .800 1200.. 1200.. 1000.. 1000.. .1500 1400 1200 .1200 6 0 0 .. .700 6 0 0 .. , .700 9 0 0 .. .1000 9 0 0 .. .1000 4 5 0 .. .500 5 5 0 .. .600 600. ..7 0 0 800. ..9 0 0 5 0 0 .. .550 5 0 0 .. ,.550 700. ..8 0 0 700. ..8 0 0 4 5 0 .. ..500 350., , .400 650. ..7 0 0 550. ..6 0 0 200. ..250 300. ..4 0 0 200. . .250 250. . .280 300. ..4 0 0 400. ..4 5 0 170. ..2 0 0 200. ..2 5 0 250. ..3 0 0 300. ..4 0 0 органиче­ Т абл. 3.43. Виды крупнообломочных и песчаных грунтов (СН 4 4 9 — 72) С одерж ание ч а с т и ц , % от общ ей массы с у х о го гр у н та Грун ты Крупнообломочные: грунт глыбовый (при преобладании окатан ­ ных камней — валун ­ ный) грунт щебенистый (при преобладании окатан­ ных ч ас ти ц — галечниковый) грунт дресвяный (при преобладании окатан ­ ных частиц — гравий­ ный) Песчаные: песок гравелистый песок крупный песок ности средней песок мелкий песок пылеватый круп­ П р иго дно сть грунтов д л я дорож ного с тр о и тел ь ств а при сооруж е- I при укр еп л ен и и в я ж у ­ нии земляного щими м атериалам и полотна М асса камней П ригоден крупнее 200 мм составляет более 50% Ч астицы менее 50 мм применяют к ак гра­ нулометрическую до­ бавку М асса частиц круп- Весьма при- Ч астицы менее 50 мм нее 10 мм состав- годен использую т ляет более 50% Весьма пригоден при разнозернистом соста­ ве частиц и отсутст­ вии частиц крупнее 25 мм М асса частиц круп ­ Весьма при- Весьма пригоден д л я нее 2 мм состав- годен укрепления цементом, л я е т более 25% при разнозернистом составе частиц или. к ак гранулометричес­ к ая добавка к гли ­ нистым грунтам М асса частиц круп- Пригоден То же нее 0,5 мм состав­ л яет более 50% М асса частиц к р у п -Т о же Менее пригоден, крупный песок нее 0,25 мм сос­ т авл яет более 50% Масса частиц круп ­ Пригоден, но Пригоден д л я у крепнее 0,1 мм состав­ менее устой- ления цементом или чив, чем битумной эмульсией ляет более 75% крупный и при разнозернистом, средний составе частиц М асса частиц круп­ Мало приго-Т о ж е нее 0,1 мм состав­ ден л яет менее 75% М асса частиц круп- То же нее 2 мм более 50% П р и м е ч а н и е . Наименование грунта устанавливаю т последовательным, суммированием процентного содерж ания частиц исследуемого грунта: сначала, крупнее 10 мм, затем крупнее 2 мм, дал ее крупнее 0,5 мм и т. д. Наименова­ ние грунта принимают по первому удовлетворяю щ ему показателю в порядке расположения наименований в таблице. Д р е в е с н ы е м а т е р и а л ы , используемые в строительстве, классифицирую тся по породам, видам и сортам деревьев. По ви­ дам они дел ятся на круглые, пилом атериалы и клееные материалы. Сортность древесины зависит от х а р а к т е р а и величины пороков. Д ревесн ы е м атери ал ы широко используются при строительстве леж невы х и деревянно-грунтовых покрытий, д л я изготовления Шпал и т. д. 153'- Табл. 3.44. Виды глинистых грунтов (СН 4 4 9 —72) Г рун т Супесь Разновидность гр у н та Л егк ая крупная Л егк ая П ы леватая Т яж ел ая пылеватая Суглинок Л егкий Л егкий пылеватый Т яж ел ы й Глина Т яж елы й пылеватый Песчанистая П ы леватая Ж и рн ая С о дер ж ан и е пес­ чаны х частиц раз мером от 2 до 0,05 мм Число п ласти ч­ ности >50 1 .. .7 >50 2 0 ... 50 <20 1...7 1. . . 7 1. . . 7 >40 <40 П ригодность грун тов д л я д о ­ рож ного строительства при укрепле­ при сооруж ении зем л ян ого полотна нии в я ж у щ и м и м атери ал ам и Весьма приго­ ден Пригоден М алопригоден Не пригоден 7 . . .12 Пригоден 7 . . .12 М алопригоден >40 1 2 ...1 7 Пригоден <40 1 2 ...1 7 Малопригоден >40 1 7 ...2 7 Пригоден 1 7 ...2 7 Меньше, чем пылеватых раз­ мером 0 ,0 5 ... 0,005 Не нормируется >27 Весьма при­ годен То же Пригоден М алоприго­ ден Пригоден То ж е Пригоден с ограничением То ж е М алопригоден М алоприго­ ден То же Не пригоден Не пригоден М е т а л л и ч е с к и е м а т е р и а л ы по составу дел ятся на чер­ ные и цветные. К черным относят чугун и сталь, к цветным — медь, свинец, олово, цинк, алюминий и т. д. Они широко применяю тся в дорожном и железнодорож ном строительстве. П ри строительстве автомобильных лесовозных дорог находит применение местный м атери ал — г р у н т , представляю щ ий собой дисперсную систему, состоящую из твердой (минеральные частицы) и жидкой (вода) ф аз и газа (в озд уха). Свойства твердой ф азы зави сят от разм ера, формы и минералогического состава частиц, которые в природных условиях довольно разнообразны. В зав и си ­ мости от степени разруш ен ия горной породы и некоторых других свойств грунты в соответствии с С Н 449— 72 п одраздел яю т на скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые. К л асс и ф и к а­ ция грунтов и некоторые их свойства приведены в табл. 3.43...3.45. 3.11. Строительство лесовозных автомобильных дорог В лесной промышленности строительство лесовозных дорог осу­ ществляю т организуемые в составе строительно-монтажных у п р а в ­ лений (СМУ) и передвиж ны х механизированны х колонн (П М К ) дорожно-строительные участки (Д С У) или дорожно-строительные отряды ( Д С О ) . Строительство лесовозных усов в леспромхозах в ы ­ полняется специальными бригадами рабочих под руководством 154 ^ Ю О СЧ ^ сч со • сч ОО — СО оо оо ‘^-'t'-^JcO^COLOCOcOCO Ю СЧ сч СЧ сч CO ^О о 04 СЧ g S g S g tO O (N O < ^ I 1 I 1 05 X 00 Ю O a о H X >> n со СЧ о 05 00 00 CO CO C0OC4OO5tOt--GO^fC4O о Ю CO CO CO CO l O с ч с ч —^ COn Ю Й CD 2 S ljc o z a. я s H o s Ю — О СЧ CO _ СЧ CO со CO СЧ CO о о о о* о ю сч сч r-v 2 ю й о 2 соосяоа>ь^N^CO^CPLOCOCOCOCO Cu я cd & 05 00 СОЮ СЧ с ч — I cd X X 3 X со сч С 20 0 юОй^ ос00 )о 2°,— о«СО оОсю чссо оо ос о 5СО00 а с5о сч ог-н с^о с^о 05 а cd ж a о -е- Ю СЧ СЧ со сч >—, О , 0 0 - С 5 со со 9и5?.0)2«оосчо05сч с О ^ С Ч с 0 О сд ц ^ ( ^ с 1о сО'н^1 сч сч СО сч о о о о СО - н СЧ с о с о —Н нф СО СЧ 25 - о ^ °о^ ^ 00 00 ~ 0«Sc5gcOOC4005LO го о. с X о 00 с ч о —< с ч 1-н СО СО S <у 2 Я w са а<а *я S ed о . -с, я жя ж с< S i о- я < а. х Э-сГhi ©- CJ cd ^ О-^ КН cd Сц § 'О £ я >> СЦ я с Оя »я 2 Я с >» SS Я я ч SS Л о« Я ЗЯ О н о О О о ы о ^ чяд; С С О«нд; С OJ а я я >, М К cd я £С ** Н >■> cd и CQ V ч я н я -ас и Э 0J X ч я з g я и я s и я я я >> я и я я 0) г я § 155 дорожного мастера, подчиненного начальнику дороги или лесо­ пункта. Современное д орож ное строительство характери зуется широким применением индустриальных способов с внедрением комплексной механизации и автоматизации технологических процессов, поточно­ го метода, который является наиболее прогрессивным методом о р г а ­ низации дорожно-строительных работ. При строительстве дороги поточным методом все работы дел ятся на линейные и сосредо­ точенные. Л и н е й н ы е р а б о т ы — это работы, которые необходимо вы ­ полнять на всем или большей части п ротяж ения дороги в более или менее одинаковы х объемах на единицу ее длины: работы по расчи ­ стке дорожной полосы, устройство невысоких насыпей и неглубоких выемок, оснований, покрытий, отделочные и укрепительные работы. К с о с р е д о т о ч е н н ы м относят работы, большие объемы которых сконцентрированы на отдельных участках дороги неболь­ шой протяженности: высокие насыпи и глубокие выемки (более 30 тыс. м 3 на 1 км д ороги), большие мосты и путепроводы и т. д. Их следует выполнять до подхода линейных работ. П ри поточном методе технологические процессы выполняю т в следующей последовательности: производство подготовительных р а ­ бот и орган и зац ия связи; строительство м алы х искусственных со­ оружений; возведение земляного полотна, устройство сооружений водоотвода, производство укрепительных работ; устройство д о р о ж ­ ной одежды; отделочные работы и обстановка пути дорож ным и знаками. Основной организационной единицей яв л яется комплекс­ н ы й п о т о к — совокупность объектных потоков возведения всех инженерных сооружений дороги, у в я з а н н а я по п арам етр ам . О б ъ ­ е к т н ы й п о т о к — специализированные потоки, обеспечивающие выполнение полного объем а работ по строительству участка д о р о ­ ги, моста и т. д. С п е ц и а л и з и р о в а н н ы й п о т о к состоит из частных потоков выполнения комплекса процессов данного вида работ, объединенных общей продукцией (например, участок з е м л я ­ ного полотна, основания или дорожной одеж ды и т. д .). Ч а с т н ы й п о т о к — орган и зац ия работы звена однотипных машин, последо­ вательно выполняю щих технологический цикл операций на соответ­ ствующих участках работ. Основными элементам и потока являются скорость, темп, длина, шаг, зах в атк а, периоды развер ты ван и я и свертывания. Скорость потока — длина участка дороги, на котором поток з а ­ канчивает работы в единицу времени (час, смену). Это величина переменная, и в плановых расчетах следует использовать ее средние значения. Скорость потока на линейных раб отах характер и зует его линейную производительность. Темп специализированного потока с неравномерным расп р еде­ лением объемов р абот по длине дороги характер и зу ет его произво­ дительность в единицах измерения выполняемых работ (м2, м3) в единицу в р е м е н и ( час, смену). 156 З а х в а т к а — участок дороги, на котором в течение смены р аб о ­ т а ю т машины частного потока. Д ли н у захв атк и следует назн ач ать с учетом требований экономии и технологии выполняемых работ, а т а к ж е эксплуатационны х х арактери сти к машин-исполнителей. Н апри м ер, увеличение длины захв атк и при уплотнении насыпи по­ вы ш ает производительность катков, особенно нереверсивных. Но это ведет к увеличению периода р азверты ван и я специализированно­ го потока в целом, что экономически невыгодно. Д л и н а специализированного, объектного или комплексного пото­ ков —• сумма зах в ато к частных потоков, его образующих. Ш аг потока — время в ч асах м еж д у вводом в работу очередных звеньев в н ач ал е потока в период его развер ты ван и я или меж ду н ач ал ам и их работ на любой последующей захватке; интервал вре­ мени м еж д у частными потоками. Величина ш ага д о л ж н а обеспечи­ вать меж ду соседними звеньями (частными потоками) минимально необходимую длину захватки, а т а к ж е время на технологические пе­ реры вы р абот (например, д л я твердения бетона в дорожном покры ­ тии и т. д . ) . Период р азвер ты ван и я потока — период от н ач ал а вступления в работу первого специализированного потока и до заверш ения р а ­ боты последнего. Комплексный технологический процесс сооружения земляного полотна состоит из следующих последовательно выполняемых р а ­ бот: подготовительных; основных; планировочных; отделочных; укрепительных. В состав п о д г о т о в и т е л ь н ы х р а б о т входят восстанов­ ление и закрепление трассы дороги, полосы отвода; расчистка по­ лосы отвода от кустарника и камней; в ал к а леса; корчевка пней; р азб и в к а земляного полотна — установка колышков с высотными отметкам и, указы ваю щ им и проектные границы и очертания буду­ щих насыпей, выемок, водоотводных сооружений, а т а к ж е р езе р ­ вов и кавальер ов; снятие растительного слоя; подготовка основания насыпей — планировка, осушение или удаление переувлажненного слоя грунта. О с н о в н ы е р а б о т ы вклю чаю т устройство водоотводных и д р ен аж н ы х сооружений, строительство насыпей: рыхление и р а з р а ­ ботка грунта в резерве, выемке или карьере, перемещение его в те­ ло насыпи, разравн и ван и е слоями требуемой.толщины и послойного уплотнения; р азрабо тк у выемок с перемещением грунта в насыпь , или кавальер. Планировочные, отделочные и укрепительные р а б о т ы заклю чаю тся в устройстве присыпных обочин; проф или­ ровании, окончательной планировке и у катке поверхности зем л я н о ­ го полотна, в кл ю чая откосы; укреплении откосов посевом трав, одерновкой и т. д. Р аб о ты по сооружению земляного полотна д о лж н ы произво­ диться в соответствии с продольным и поперечным профилями лесо­ возной дороги. При строительстве лесовозных дорог следует пользоваться ти157 новыми технологическими п равилам и и картам и , разработанны м и Гипролестрансом. Н а работы, не входящ ие в типовые материалы, технологические карты составляю тся специалистами строительных трестов и СМУ. Строительство дорожной одеж ды осущ ествляется сп ециализи­ рованны м потоком (бригадой). Д о н ач ал а работ проверяю т ка ч е­ ство земляного полотна и производят необходимые разбивки, затем выполняю т основные работы. Гипролестрансом т а к ж е р азр а б о та н ы технологические п равила по строительству дорож ны х одежд. Тех­ нология строительства автомобильной дороги п оказан а на рис. 3.40. Группа однотипных машин, которые выполняю т работы частно­ го потока, н азы вается звено м маш ин. Число и тип их определяю тся расчетом. Группа звеньев машин-исполнителей, определенная расчетом данного специализированного потока, составляет комплект машин. При выборе машин и механизмов д л я сооруж ения земляного по­ лотна и определения их количества необходимо произвести расчет. 1. Определить производительность сравниваем ы х машин по ф ор­ муле где П — производительность, м 3 (или другой и зм е р и т е л ь ); Т — продолжительность смены, ч; k B — коэффициент использования рабочего времени: &в= 0 ,8 ; q — производительность машины, м 3 (или другой измеритель) за один рабочий цикл; t — п родолж и тель­ ность одного рабочего цикла, ч. 2. Н айти требуемое количество машин где Q — общий объем работ, подл еж ащ и х выполнению за строи­ тельный сезон; п — количество рабочих смен в сутки; Г р —-расчет­ ная продолжительность строительного сезона, сут. 3. Определить среднюю себестоимость зем ляны х работ 1 4~ SffipCp&2 ~Ь SAT -Г Св руб/м3, Q где 2 М С Ы— сумма произведений количества машино-смен на их стоимость, руб.; 2 т Р — суммарная трудоемкость работ, выполняемых вручную, чел/смен; Ср — средняя расчетная дневная ставка рабочих, занятых ручным трудом, руб.; k u k 2 — коэффициенты, учитывающие накладные расходы: k x — 1,14 . . . 1,18; k% = 1,60 . . . 1,80; — СУМ" марная стоимость материалов, руб.; Сп — стоимость подготовитель­ ных и вспомогательных работ, не учитываемых в стоимости машиносмен, руб. 4. Определить стоимость машино-смены с = + С, 159 где Р г о д — сумма годовых за т р а т на восстановление пер во началь­ ной стоимости машины и на капитальны й ремонт, руб.; М ГОд — ко­ личество рабочих смен в году; Р ед— сумма единовременных затрат по обеспечению работы машины на данном объекте; M aR — количе­ ство смен, в течение которых м аш ина н аходилась на данном о б ъек­ те; Спр — прочие расходы, отнесенные к одной машино-смене. 5. Определить сменную выработку на одного рабочего Q = ------ ----пх + л 2 м 3/смену, где п 1 — количество рабочих, работаю щ их на машинах; «2 — коли­ чество рабочих, зан яты х на подготовительных и вспомогательных работах. Трудоемкость работ является величиной, обратной сменной вы­ работке на одного рабочего, т. е. 6 . Определить расход энергии на единицу продукции Э = 2^1. п где V 3 c — суммарная мощность двигателей всех машин, используе­ мых д ля выполнения земляных работ, кВт. Определив и сравнив эти показатели, вы бираю т лучшую м а ш и ­ ну (комплект). В н ачале вы бираю т основные (ведущие) маш ины , затем вспомогательные (комплектующие) . П ри этом следует у в я ­ зать производительность ведущих и вспомогательных машин. Д л я возведения насыпей высотой 1 ,0 ...1,5 м из грунта боковых резервов целесообразно применять бульдозеры, а при перемещении грунта из выемки в насыпь они эффективны лиш ь при дальности перемещения не более 50 м. Поэтому целесообразно ком бинирован­ ное использование различны х ведущих машин. Так, при возведении насыпи высотой 1,5...3,5 м из грунта боковых резервов ниж ню ю часть (до 1,5 м) мож но возводить бульдозером, а верхнюю — ск р е­ пером. 3.12. Содержание и ремонт лесовозных автомобильных дорог Р аботой лесовозной дороги руководит н ачальник (технорук) лесопункта — если дорога входит в состав лесопункта; н ач ал ьн и к дороги — если она выделена в самостоятельный цех в составе л ес­ промхоза; директор (главный инженер) — при бесцеховой структу­ ре леспромхоза. Д л я п о дд ер ж ан ия автомобильной лесовозной дороги в техниче­ ски исправном состоянии выполняю т следующие виды дорож н о-ре­ монтных работ: содерж ание, текущий, средний и капитальны й ремонты. С о д е р ж а н и е закл ю ч ается в систематическом уходе за д о ­ рогой с целью п оддерж ан ия ее в н ад л е ж ащ ем порядке в течение всего периода эксплуатации, д ля обеспечения непрерывного и б ез­ 160 опасного дви ж ени я автотранспорта с установленными скоростями д ви ж ен и я и нагрузками. Р аб оты по содерж анию дороги р а з л и ч а ­ ются по их направленности и сезонам года: весенние — ликвидация последствий зимнего вспучивания и подготовка к летнему периоду; летние — обеспечение наилучших условий д ля движ ения; осенние — подготовка к зимнему периоду; з и м н и е — очистка проезжей части от снега и борьба с гололедом. Т е к у щ и й р е м о н т дорог вклю чает работы по устранению отдельных мелких деф орм аций и разруш ений земляного полотна и дорожной одежды ; водоотводной системы и искусственных соору­ жений. П роводится ежегодно. С р е д н и й р е м о н т — комплекс ремонтных работ д ля восста­ новления дорож ны х сооружений, возмещения износа покрытия и улучш ения транспортно-эксплуатационны х качеств дороги. П ро в о­ дится один раз в несколько лет (табл. 3.46). Т а б л . 3.46. Межремонтные сроки капитальны х Тип п о к р ы ти я и ви д основания К а т е го р и я дорог и средних ремонтов дорог М еж рем онтны е ср о ки в годах ка п и та л ь н ы й К олейное железобетонное на песчано­ гравийном или песчаном основании Щ ебеночные и гравийные из смесей оптимального состава на песчаном ос­ новании Щ ебеночные и гравийные из смесей рядового состава Грунтощебеночные, грунтогравийные Г рунтовы е улучшенные средни й II...III 18(5) 9 I . . . II 9(2,5) 5 II . . .111 9(1,5) 4 III III 6(1 ,0 ) — 3 2 Примечания: !. В скобках у казан объем вывозки древесины в млн. м3 о т начала постройки дороги до капитального ремонта. 2. М ежремонтные сроки: д л я капитального ремонта — период от сдачи доро­ ги в эксплуатацию (или от реконструкции) до капитального ремонта: д л я с р ед ­ него — период от сдачи дороги в эксплуатацию (или от реконструкции) или капи тального ремонта до первого среднего ремонта или меж ду двумя средними ремонтами. К а п и т а л ь н ы й р е м о н т вклю чает работы по восстановле­ нию разм еров дороги с одновременной заменой изношенных, у т р а ­ тивш их прочность и требуемые свойства конструктивных слоев д орож ной од еж д ы и искусственных сооружений. Проводится пе­ риодически один р аз в несколько лет (табл. 3.46) подрядным или хозяйственным способом. Сроки проведения среднего и капитального ремонтов уст а н а вл и ­ ваю тся в зависимости от состояния дороги по решению сп ец и аль­ ной комиссии, н азначаем ой вышестоящей организацией (ком бина­ том, объединением). Т ру д озатраты по содерж анию и ремонту дорог на 1000 м 3 вы ве­ зенной древесины, по д анны м А. С. И ванковича, д олж н ы быть не вы ш е приведенных в табл. 3.47 и 3.48. 6 З а к . 2241 161 Табл. 3.47. Трудовые затраты по содерж анию и ремонту дорог на 1000 м3 Годовой объем вы возки п р и ти п е п о к р ы т и я , т ы с . м 3 С реднее расстояни е вы возк и , км железобетонном, гравийном, снежном, ледяном 50 36 42 48 54 69 1 100 1 150 | лежневом 300 50 1 грунтовом 50 100 1 150 100 | 150 42 28 24 67 54 72 59 43 11,2 9,6 22 8,8 99 15,8 19,8 13,4 10,8 18,0 14 ,0 10,4 48 33 28 25 115 79 63 84 68 50 19,2 12,8 10,8 10,0 13,0 14,8 3 2,6 21,0 1 6,0 12,4 54 38 32 28 132 90 72 96 78 58 21,6 14,8 12,4 11,2 2 6 ,4 18,0 14,4 2 4,0 1 8,0 14,0 60 42 36 31 148 81 108 16,0 13,6 12,4 2 9 ,6 16,2 27,0 88 20,0 65 24,0 101 20,2 66 47 40 34 155 113 90 120 98 72 26,0 16,8 14,4 13,6 3 3,0 22,6 18,0 3 0 ,0 22,0 18,0 ечание В числителе указаны а в зн ам ен ател е — в маш ино-сменах. трудозатраты в 16,0 человеко-днях, Табл. 3.43. Дорожно-эксплуатационные затраты на содержание и восстанов­ ление дорожных покрытий в зависимости от интенсивности движения (на 1 км дороги в тыс. р уб.) .1000 С в с в 0,7 1,2 0,7 1,5 1,5 1,5 2,0 2,5 1,5 2,0 2,0 3,0 0,8 1,2 1,0 1,8 1,2 1,5 2,0 — 200. .500 о о сл И нтенсивность движ ения, а в т /с у т 200 и менее Наименование п о кр ы ти й Черные щебеночные шоссе Щебеночные гравийные: из прочных каменных материалов из каменных материалов слабы пород П окры тия из грунтов, укрепленны битумом или дегтем Грунтовые и профилированные улу> шенные добавками Примечание. С В — — 1,0 1,2 1,0 1,5 0,7 0,9 0,6 1,0 С — содерж ание; В — восстановление. Г л а в а 4. Л Е С О В О ЗН Ы Е Ж Е Л Е З Н Ы Е Д О РО ГИ 4.1. Классификация лесовозных железных дорог По объему вывозимых грузов ж елезнодорож н ы й транспорт з а ­ нимает второе место. Грузооборот лесовозных ж елезны х дорог со­ ставл яет 5,5 млн. т * к м . Ж е л е зн ы е дороги разли чаю тся по ширине колеи. К олея 1435 мм яв л яется нормальной международной колеей. Д ороги с большей шириной колеи н азы ваю т ш ирококолейны м и, с меньшей — узкоколей н ы м и . В С С С Р ста н д ар тн ая ширина нор­ мальной колеи д ля ж елезны х дорог общего пользования составляет 1520 мм, д ля узкоколейны х лесовозных дорог — 750 мм. В зависимости от грузооборота лесовозные ж елезны е дороги д ел ятся на следующие категории: н о р м а л ь н о й колеи: I категории — с годовым объемом вывозки более 2500 тыс. м3; II категории — с годовым объемом вывозки до 2500 тыс. м3; III категории — пути с маневровым характером движения; узкоколейные; I категории — с годовым объемом вывозки более 600 тыс. м3; II категории — с годовым объемом вывозки 201...600 тыс. м3; III к атегори и — с годовым объемом вывозки до 200 тыс. м3. Пути нижнего ск лада до места р азветвлен и я их к отдельным производственным у ч асткам проектируются по нормам магистрали соответствующей категории, а после разветвления — по нормам веток. Ветки ж елезны х дорог колеи 750 мм со сроком действия более 5 лет и объемом вывозки более 200 тыс. м 3 проектируются по техни­ ческим нормам д ля м агистрали III категории. Ветки с объемом вывозки до 200 тыс. м 3 в год и усы проектируются по специальным нормам. Ж е л е зн ы е дороги способствуют вовлечению в эксплуатацию крупных лесных массивов, удаленных от имеющихся путей т р ан с­ порта, являю тся основным средством транзитной перевозки д реве­ сины и др. 4.2. Проектирование плана трассы железных дорог П л ан трассы ж елезны х дорог проектируется с учетом особенно­ стей р ельеф а местности и п р едставляет собой сочетание прямы х и кривых участков. П р я м ы е участки х арактеризую тся длиной линии и ее направлением, а кривые — углом поворота и радиусом. От ра-' 6* 163 диуса зак р углени я в п лан е зав и сят плавность движ ения поездов и разм ещ ени е трассы в пространстве, а следовательно, и качество дороги. Н а кривых узкоколейных ж елезны х дорог применяются р а ­ диусы от 500...600 до 2000 м. При больших рад и усах трудно обес­ печить постоянство кривизны на криволинейных участках. Р адиусы меньше 600 м п риводят к увеличению длины линии. Н а путях кратковременного действия, на усах и ветках не сл е­ дует применять большие радиусы: они вы зы ваю т увеличение строи­ тельных затрат. В таких случаях могут использоваться допустимые значения минимальных радиусов. В п ределах одной дороги целесообразно применять кривые т рех ­ четырех различны х радиусов. Согласно ТУ Л З П — 64, наименьш ие значения допустимых радиусов приведены в табл. 4.1. Табл. 4.1. Наименьшие допустимые радиусы кривых Н аименьш ая величина кри вой , м Виды дорог н орм альны е вия М агистрали I и II к атего р и й М агистраль III категори и Ветки Усы 400 200 200 100 усло-1 1 радиуса трудн ы е условия 200 100 80 80 В особо слож ны х топографических условиях, при подходах к станциям, нижним складам , искусственным сооруж ениям и в других случаях при соответствующем обосновании радиусы кривых д о ­ пускается ум еньш ать до 100 м на м аги страли и до 60 м на ветках и усах. П р я м ы е вставки м еж д у концами см еж ны х переходных и кру го­ вых кривых, если переходные кривые не предусматриваю тся, по ТУ Л З П — 64 принимаются длиной не менее указанной в табл. 4.2. Т абл. 4.2. Н аименьш ая длина прямых вставок между кривыми, м В нормальны х условиях при направлении кр и в ы х Виды дорог В трудн ы х условиях при направлении к ри вы х в р а з ­ ные стороны одну сторону в разны е стороны М агистрали рии М агистрали категорий Ветки I катего- 45 30 15 II 25 15 15 15 15 и III Не устраиваю тся Н а усах п рям ы е вставки могут не п редусматриваться. Н а подхо­ д ах к мостам длиной более 5 м и путепроводам с б езбалластн ы м пролетным строением п р я м а я в ставка м еж д у началом моста или 164 путепровода и начальны ми точками круговых или переходных кри­ вых д о л ж н а быть, к а к правило, не менее 10 м. В трудных условиях кривые, направленны е в одну сторону, необходимо зам ен ять одной общей кривой. 4. 3. Проектирование продольного профиля железных дорог П ри проектировании продольного профиля лесовозных у зк о ­ колейных ж елезны х дорог необходимо правильно вы брать величину руководящ его уклона, которая устанавл и в ается на основе техникоэкономических расчетов в соответствии с грузооборотом дороги, типом и мощностью локомотива, топографическими и другими мест­ ными условиями. Д л я ж елезны х дорог нормальной колеи следует учитывать пер­ спективы разви тия района и возможность включения проектируемой лесовозной дороги в сеть дорог М ПС. При назначении руководящ его уклона без детальны х техникоэкономических расчетов в соответствии с ТУ Л З П — 64 его п редель­ н ая величина в грузовом направлении на магистрали не д о лж н а превыш ать величин, указан ны х в табл. 4.3. Т абл. 4.3. Наибольшие уклоны в грузовом направлении Наибольш ие у кл о н ы в гр у зо во м направлении при р ел ьеф ах местности, ° / 00 Виды дорог Д ороги колеи 750 мм: м агистрали 1 и II категорий магистрали III категории ветки и усы Дороги колеи 1520 мм: магистрали I категории магистрали II категории ветки равнинном и с л а ­ бохолмистом си л ьн охол ­ мистом горном 12 15 40 20 25 40 40 40 40 12 12 30 20 20 30 20 40 40 Величина руководящего уклона t'p о ка зы в ае т влияние на стои­ мость сооружения и эксплуатации дороги. Поэтому при выборе ip необходимо учиты вать следующее: чем больше грузооборот дороги, тем выгоднее уклон г'р д ел ать более пологим; величина уклона ip зависит главны м образом от условий технологического процесса предприятия. При назначении руководящ их уклонов полож е 6 %о необходимо проверять вес поезда на возможность трогания с места на п л о щ а д ­ ке. М инимальное значение г'р в этом случае вычисляется по формуле tp m i n ^ 0 ) т р Т " С с> ГДе (отр — коэффициент сопротивления движению при трогании с места; г00 — величина максимального подъема, до пускаем ая на остановочных пунктах, %0. 165 • Величина руководящ его подъема в негрузовом направлении мож ет приниматься большей, чем в грузовом, и устанавл и в ается в соответствии с топографическими условиями местности. Н а и б о л ьш ая величина уравновешенного уклона г'ур не д о л ж н а превыш ать 4 0 %0: Fк typ ^ BcOq Qnop^o 7 + q^ ’ p где FK — расчетная сила тяги, Н; Р — вес локомотива, Н; о/о — ко ­ эффициент сопротивления движению локомотива; Qnop — вес соста­ ва в негрузовом направлении, Н; ©"о — коэффициент сопротивления движению вагонов, сцепов. П ри совпадении п одъема с кривой величины руководящ его и уравновешенного уклонов д о лж н ы ум еньш аться на величину экв и ­ валентного уклона /эк> определяемого по формулам: при 1К /п /эк 0 ,7 . R при /к /п /эк 1 2,2а In при расположении поезда на нескольких кривых 1 2 ,2 2 а где /к — д л и н а круговой кривой, м; /п — дл и н а поезда, м; R — р а д и ­ ус круговой кривой, м; a — угол поворота, рад. В местах преодоления высотных препятствий при соответствую­ щем технико-экономическом обосновании д о п у с к а е тс я ’ применение подъемов, больших руководящего, с введением на участках двойной тяги. Подъем, д л я преодоления которого в составе поезда имеются два или более тягачей, н азы вается ук л о н о м кратной тяги iKp. Его вели­ чина определяется из в ы раж ен и я nF K 1кп — кр -------------------------- СОп, nP+Q °’ где п — количество вагонов в составе грузового направления; Q — вес состава в грузовом направлении, Н; ш0 — коэффициент средне­ взвешенного сопротивления движению поезда в грузовом н а п р а в ­ лении. Н аибольш ие уклоны при тяге двум я локомотивами одинаковой мощности по ТУ Л З П —64 принимаются в соответствии с табл. 4.4. Н а ветках в пересеченной местности при м алы х р а зм ер ах д в и ж е ­ ния допускается применение расцепочного подъема гр а С ц с вывозкой состава по частям :___ Тк._____ расц Q Р+ — П 166 ш 0- Т абл. 4.4. Н аибольш ие подъемы при двойной т я ге локомотивами одинаковой мощности, ° /со Руководящ ий подъем Н аибольш ий п о д ъ ­ ем двойной тяги Руководящ ий п о д ъ ем Н аибольш ий п одъем двойной тяги 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 И 13 15 17 18 20 22 24 26 28 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 и круче 29 30 32 34 35 36 37 38 39 40 Д л и н а элементов продольного п роф иля ж елезнодорож н ого пути н азн ачается возможно большей. Н а и м е н ь ш а я длина д о л ж н а быть не менее половины длины поезда, а при длине поезда менее 200 м — не менее 100 м. В продольном профиле дорога проектируется в основном в насыпях. В зависимости от дорожно-климатической зоны и типа местности по х ар а к т ер у и степени ув л аж н ен и я минимальное возвышение земляного полотна принимается согласно табл. 4.5. Т абл. 4.5. М инимальные высоты зем ляного полотна У Ж Д Величина возвы ш ения, м н ад уровнем гр у н т о в ы х или д л и тел ьн о (бо л ее 20 с у т .) над п оверхностью земли —II тип стоячих поверхностны х м естности вод — II и III тип местности В иды гр у н то в Пески средние и супеси мелкие, легкие 0J 0 ,5 0 ,6 0 ,4 1,2 0 ,6 0 ,8 0 ,5 Супеси пылеватые, суглинки т я ­ желые пылеватые, легкие пылеватые П9 0 ,8 1,7 0 ,6 Суглинки тяжелые, глины тые, песчаные и жирные 1,9 0 ,7 Г ,4 0 ,6 Пески пылеватые, супеси тяж елые пылева­ Примечание. В числителе данны е для II дсрож но-климатической зоны , в зн ам ен ателе — д л я III. Д л я обеспечения плавности д ви ж ени я поездов ал гебраи ческая Разность уклонов см ежны х элементов продольного профиля д о лж н а Не превыш ать норм, приведенных в табл. 4.6. При алгебраической разности см ежны х уклонов более 5 % 0 на Магистралях и 8 % 0 на ветках см еж ны е элементы продольного про­ филя д олж н ы сопрягаться вертикальны ми кривыми радиусом не Менее 2000 м на магистрали и 1000 м на ветках. 167 Т абл. 4 .6. Наибольшая алгебраическая разность сопрягаемых уклонов и наименьшая длина разделительных площадок и элементов переходной крутизны Вес состава брутто, МН К олея 1520 мм >500 4 0 0 ...5 0 0 3 0 0 ...4 0 0 2 0 0 ...3 0 0 1 0 0 ...2 0 0 <100 А лгебр аи ­ ч еская р а з­ ность со­ п рягаем ы х уклонов, / 00 8 12 14 18 26 30 Д лина разд ел и ­ А л гебраическая р а з ­ Д лин а го ­ тельны х площ адок ность сопрягаем ы х ри зо нтал ь­ и элем ентов п е р е ­ уклонов, ° / 00 ных р а зд е ­ ходной крути зн ы , лительны х Вес соста­ м п лощ адок ва б р у тто , и элементов в у глубле­ МН в у г л у б л е ­ на в о з­ переходной ниях и у с ­ на в о з в ы ­ ниях и у с ­ вы ш е­ к р у ти зн ы , т у п а х п р о ­ ш ениях т у п а х п р о ­ ниях м профиля ф иля филя п роф и ­ ля 350 300 250 200 200 200 >50 3 0 ...5 0 2 0 . . .30 1 5 ...2 0 <15 2 ,5 4 6 10 14 К олея 4 6 9 14 20 750 мм 200 150 100 75 50 150 100 75 50 50 П р и м е ч а н и е . Приведенные в табл. 4.6 нормы д л я узкоколейны х ж е­ лезных дорог рассчитаны д л я подвижного состава, оборудованного ручной сцеп­ кой. При обращении на дорогах подвижного состава, оборудованного исклю ­ чительно автосцепкой, допускается нормы алгебраической разности сопряга­ емых уклонов увеличивать вдвое. Д л я дорог колеи 1520 мм при алгебраической разности уклонов более 3 %о элементы профиля сопрягаю тся в верти кальн ой плоско­ сти кривой радиусом не менее 5000 м. Величина тангенса вертикальной кривой м ож ет быть определена по формуле гр (й — i%) R 2Ш A iR 2000 ’ где й и i2 — величины см ежны х уклонов элементов продольного про­ филя, %о; # — радиус вертикальной кривой: при # = 5000 м 7’=2,5Дг; при # = 2000 м T = A i. П ереломы продольного профиля д о л ж н ы п р оекти роваться вне горизонтальных переходных кривых, а т а к ж е вне пролетных строе­ ний мостов и путепроводов на расстоянии не менее 2,5At — д ля д о­ рог колеи 1520 мм, Ai — д л я м агистралей У Ж Д и 0,5Ai — д л я веток. Н а усах они могут распол агаться вне зависимости от п лан а линии. Н а путях ж елезны х дорог всех категорий н о рм ал ьной и узкой колеи при соответствующем обосновании, а т а к ж е при смягчении подъемов на кривых переломы профиля д о п у скается проектировать независимо от располож ени я кривых и р асстоян и я до их начала. 4. 4. Устройство и проектирование рельсовой колеи Р ел ьсо в ая колея определяется шириной, полож ен ием рельсовых нитей по уровню и подуклонкой рельсов. Д л я обеспечения безопасности д ви ж ен и я ж е л е зн о д о р о ж н ы й путь д олж ен иметь установленную ширину колеи с н ебольш им и допуска­ 168 ми соответственно ходовым частям подвижного состава и, в частно­ сти, колесным парам . Ш ирина колеи измеряется специальными металлическими ш абл он ам и м еж д у внутренними граням и головок рельсов ниж е их поверхности на 10 мм. Некоторы е министерства и ведомства д л я промышленных путей приняли колею 1520 мм в качестве стандартной. Н а большинстве ж е промышленных п у т е й — 1524 ( + 6 ; —4) мм. Д л я узкоколейных ж елезны х дорог наиболее распространенной шириной яв л яе тся колея 750 мм. Уширение допускается 4 мм и сужение 2 мм. И зм енение ширины колеи — не более 1 мм на метр пути. Д л я плавного д ви ж ени я колес верх головок рельсов д олж ен быть на одном уровне. Д опу скаем ое понижение одной головки под другой составляет д л я широкой колеи 4 мм и д ля у зкой —2 мм. Места, в которых эти понижения имеют большие разм еры , н азы ваю тся про­ садками. Н а протяжении менее 25 м не допускается отклонение высоты рельсов, т. е. чтобы с н ач ал а правый рельс был н и ж е левого, а затем левый рельс ниж е правого или наоборот. Н а таких местах, н а з ы в а е ­ мых перекосами, к а к и на просадках, возмож ен сход поезда с р е л ь ­ сов. Высоту рельсов проверяют по уровню на шаблоне. В соответствии с коничностью колес 1/20 рельсы устанавли ваю тся с подуклонкой 1/20. П р и д ать это или другое значение можно и при плоских п о д к л а д к ах созданием необходимого у клон а опорной п ло­ щ адки на ш п але или наклейкой на деревянны е ш палы клинчатых п рокладок из бакелизированной фанеры, пластмасс, древесины твердых пород и т. д. Д опуски в содерж ании рельсовой колеи по шаблону, уровню и подуклонке регламентирую тся ПТЭ, Инструкцией по текущему содержанию железнодорож ного пути и другими нормативными документами. К олесная п ара состоит из оси (рис. 4.1) и наглухо насаж ен н ы х на нее колес. Р ассто ян ие tH,„ м еж д у внутренними гран ям и колес назы вается насадкой. Р а зл и ч аю т нормальную, узкую (наименьшую) и широкую (наибольшую ) насадки колес на оси и ширину <?ш .к ко­ лесных пар, изм еряем ую м еж д у рабочими граням и гребней (реборд) колес. Если на прямом горизонтальном участке установить в колею колесную пару (рис 4.1), то м еж д у гребнями колес и боковыми гранями головок рельсов останутся зазо р ы Si и 62, которые не равны. Как видно из рисунка, ш ирина колеи на расчетном уровне мож ет быть определена суммированием всех разм еров цепочки S о = ^ ш .к + б ш .к Es, гДе <?ш.к — ш ирина колесной пары, м; б ш.к — суммарный зазор, м; es — величина, учиты ваю щ ая упругое изменение ширины колеи под нагрузкой, м. Ш ирина колесной пары определяется по формуле <?ш.к = ^н.к + h-2 + Й2 + 2рг -f- Eg, 169 где t n,K— насадка колесной пары: д ля дорог колеи 1520 мм t H,к = = 1440 ± 3 мм, д ля У Ж Д 7Н.К == 685 + 3 мм; h'2> hi — толщина греб­ ней соответственно первого и второго колес, м; р г — допуск на увеличение толщины гребня, м; ед — величина, учитывающая изгиб осей колесных пар под нагрузкой, м. Д л я широкой колеи толщ ина гребней чугунных вагонных колес без износа 36 мм, с износом 25, д ля прочих — соответственно 33 и. Рис. 4.1. Схема к расчету ширины колеи ж елезнодорожной 25 мм. Д л я узкоколейных локомотивных колес — 25 и 16 мм, для прочих— 25 и 14 мм. В зависимости от степени износа рельсов и колес разли чаю т следующие значения зазоров: б — нормальный при новых рельсах и колесах: д ля колеи 1520 мм 6 = 1 7 ...2 0 мм; д л я колеи 750 мм 6 = 15 мм; 6 min — минимальный при изношенных рельсах и новых колесах с учетом допускаемого суж ения колеи: д л я колеи 1520 мм <5min = 9...13 мм, д ля колеи 750 мм 6 min = 8...10 мм; бшах — м акси ­ мальный при неизношенных рельсах при минимальной ширине колесной пары и м акси м альн о допустимой ширине колеи: д л я колеи 1520 М М бщах —44...49мм, д ля колеи 750 мм 6щах = 40 мм. С возникновением под подвижной нагрузкой дополнительных упругих деф орм аций пути следует ограничиваться минимальными и нормальны ми зазорам и . Условие дви ж ени я подвижного состава в кривых отличается от д ви ж ени я на прямы х участках пути. В кривых малы х радиусов из-за появления центробежной силы и условий вписывания возникает необходимость в р яд е дополнительных устройств: возвышении н а­ ружного рельса; уширении колеи; устройстве переходных кривых; у к л а д к е укороченных рельсов. 170 П ри следовании подвижного состава по кривой возникает цен­ тр об еж н ая сила, н ап р ав л ен н ая по радиусу в сторону от центра к р и ­ вой. Если установить обе рельсовые нити в одном уровне, то р ав н о­ действую щ ая центробежной силы и силы веса будет отклоняться к н аруж н ом у рельсу, п ерегруж ая его. Д л я обеспечения примерно одинаковой нагрузки на к а ж д у ю рельсовую нить в кривой и сн и ж е­ ния бокового д авл ен ия на рельсы наруж ной нити производится возвышение н аруж н ого рельса н ад внутренним, величина которого определяется по ф о рм улам и округляется до 5 мм: д л я колеи 1520 мм д л я колеи 750 мм h = 77,8— , R где v — скорость движения, м/с; R ■ — радиус круговой кривой, м. М акси м ал ьное возвышение н аруж н ого рельса в кривых не д о л ж ­ но превы ш ать 150 мм д л я широкой и 60 мм д л я узкой колеи. Отвод возвышения производится на участке длиной l0= h l i 0, р а с п о л а г а е ­ мом симметрично по отношению к нач ал у круговой кривой. Уклон отвода принимается равным г0 == 1%о в нормальны х условиях и t'o = = 2...3 % о — в стесненных. П ри большей крутизне длина отвода со­ кращ ается, но ухудш аю тся условия эксплуатации. Увеличение крутизны отвода мож но допускать только на у ч астк ах с небольшими скоростями. Ш ирина колеи в кривых определяется условиями вписывания подвижного состава. Д в и ж е н и е э к и п а ж а по кривой в к а ж д ы й от­ дельный момент мож но представить в виде поступательного д в и ж е ­ ния в н аправлении его продольной оси и поворота около точки, н а ­ зы ваемой центром поворота, явл яю щ им ся основанием радиуса, перпендикулярного к продольной оси жесткой базы. Ш ирина колеи в кривой д ля каж д о го радиуса д о л ж н а обеспечивать нормальное, без чрезмерных давлений на рельсы вписывание всех видов п одв и ж ­ ного состава. Н орм ы ширины колеи устанавл и в аю тся из расчета достаточно свободного вписывания самых массовых видов п о дв и ж ­ ного состава. О пределяю щ им минимально возможную ширину колеи данной кривой будет многоосный экипаж , имеющий наибольшую жесткую базу. В се другие эки п аж и будут проходить кривую по схеме свобод­ ного или принудительного вписывания. При установлении разм еров уширения в кривых и норм ширины колеи в зависимости от радиуса кривой учиты ваю т вид и разм еры подвижного состава и возмож ны е скорости движ ения. З н а я х а р а к ­ теристику о б р ащ аю щ и хся по кривой экипаж ей, мож но установить необходимую ширину колеи в кривых д л я ка ж д о го конкретного з н а ­ чения радиуса. О д н ако это вы звал о бы значительные затруднения в содерж ании кривых по шаблону. П оэтому п рав ил ам и технической 171 эксплуатации промышленных ж елезны х дорог установлено пять значений ширины колеи д ля ширококолейных дорог, унифициро­ ванных д л я определенных групп радиусов кривых, и четыре зн ач е­ ния д л я узкоколейных (табл. 4.7...4.8). Т абл. 4.7. Размеры колеи в кривы х ширококолейных ж елезны х дорог Ради усы кр и вы х , м Н о р м ал ьн ая ши­ рина ко л еи , мм >350 3 4 9 ...3 0 0 2 9 9 ...1 5 0 1 4 9 ...1 0 0 <99 Т абл. 4.8. У ш ирение к о ­ леи в с р ав н е ­ нии с п р ям ы ­ ми, мм 1524 1530 1540 1545 1550 Д опуски со д ер ж ан и я колеи д л я п утей , мм постоянны х +6 +6 +6 +6 +3 0 6 16 21 26 временны х —4 —4 —4 —4 —3 + 10 —4 + 10 —4 + 10 —4 + 6 —4 + 3 —3 Ш ирина колеи в кривы х узкоколейны х железны х дорог Ради усы кр и вы х , м Н орм альн ая ширина колеи, мм У ширение колеи в сравнении с прям ы ми, мм >301 3 0 0 ...2 0 1 2 0 0 ...1 0 1 <100 750 755 760 764 0 5 10 14 Д оп уски содерж ан ия колеи, мм +4 +4 +4 +4 —2 —2 -2 —2 К а к видно из таблиц, д л я кривых определенных радиусов р а з м е ­ ры колеи строго регламентированы . Ч тобы проверить геометриче­ скую проходимость отдельных эки паж ей и сцепов д ля заданной кри­ вой, применяю тся разр а б о та н н ы е разли чн ы е виды вписывания. Ш ирина колеи в кривой при нормальном принудительном впи­ сывании _ | ^min 5 Н.пр --- *->np "I 2 1 где 5 пр — ш ирина колеи при принудительном вписывании, м; Smin — минимальный зазор, м. Ш ири н а колеи при принудительном вписывании 5 яр = <7ш.к + /н, где <?ш.к — ширина колесной пары, м; f s — н а р у ж н а я стрелка, т. е. расстояние от наружной нити кривой в середине ж есткой базы до линии, соединяющей точку ка сан и я гребней крайних колес, м: 1+Г 2 Я+ I — длина ж есткой базы, м; b — заб ега н и е колеса на рельс крайних осей, м; R — радиус кривой, м; S — м а к си м ал ь н ая ш ирина колеи в кривой, м. 172 Уширение ж елезнодорож н ой колеи на кривой G— S н.р —S 0, где S 0 —-н о р м а л ь н ая ш ирина колеи: S 0= 1 5 2 0 мм; S o = 750 мм. Ш ирина колеи в кривой, полученная по расчету, не д о л ж н а быть менее ширины колеи в прямой и превы ш ать м акси м ал ьн ы е значения колеи в кривой. Возвышение наруж ного рельса в кривой д ел ает невозможны м сопряж ение ее впритык с прим ыкаю щ ими прямыми. Д л я постепен­ ного отвода возвы ш ения наруж ного рельса, уш ирения колеи при переходе из прямой в круговую кривую, д л я предотвращ ения вне­ запного появления центробежной силы устр аиваю т переходные кривы е переменной кривизны. ^ Н а длине переходной кривой ее кривизна К, р а в н а я 1/р, в о зр а с ­ тает, т. е. переменный радиус кривизны р плавно ум еньш ается от бесконечно большого на прямой до R — радиуса круговой кривой. Отвод возвышения на всем протяжении переходной кривой д ел ает ся однообразным уклоном г. Д л и н а переходной кривой /п св яза н а с возвышением h и уклоном отвода возвы ш ения зависимостью •— ^ Уклон отвода возвышения i одинаков на всем протяжении кри ­ вой, поэтому величина возвышения рельсов наруж ной нити в л ю ­ бой точке на расстоянии 1Х от н ач ал а переходной кривой будет hx = - ^ h , Iп т. е. с увеличением 1Х пропорционально увеличивается и возвышение hx. В этом случае наклон единицы подвижного состава при проходе от н а ч а л а переходной кривой до ее конца будет возрастать, а з н а ­ чит, и ц ентрострем ительная сила будет расти пропорционально 1Х. Следовательно, переходная кривая должна иметь такую форму, чтобы ее кривизна -----длины 1Х, т. е. изменялась пропорционально изменению Рл 1Х = С— = СК, Рх г Д е С — коэффициент пропорциональности, назы ваем ы й парамет­ ром переходной кривой; К — кривизна кривой. Таким свойством о б л а д а ет кривая, н а зы в а е м а я ра диои да ль ной спиралью , уравнение которой в координатах х и у в ы р а ж ае тся в виде р яд а X3 1 _ L 2 * 4 , 2 9 3 л:8 (4.1) У= 6С 35С2 237 000С4 173 Д л я практического использования удобнее, когда координаты радиоидальной спирали в ы р а ж ен ы через длину 1Х и п ар ам етр С: (4.2) 21120С4 В следствие того что /п мало по сравнению с С и величины членов ряд а быстро убывают, практически достаточно ограничиваться пер­ выми д ву м я членами (в ск обк ах). Если ограничиться только одним первым членом, то из формулы (4.1) получим Это уравнение кубической п араболы , которым пользую тся при разб и вк е переходных кривых. В связи с тем что х = 1х, создается погрешность, р а в н а я величине второго члена р яд а в ф ормуле (4.2). З а д а в а я с ь обычной относитель­ ной погрешностью 0 ,0 0 1 , получим условия применения кубической параболы: R 2 > 5С, или R > 2,23 V С , или Я > 5 / п , так как C = R l n . П ри м алы х углах поворота применение переходных кривых не­ возможно. М и н и м аль н ая величина поворотов, оп ред ел яю щ ая воз­ можность разбивки переходных кривых, у станавл и в ается из формулы а 0 > 5 7 ,3 — . ^ Я2 Если угол поворота меньше полученной величины, радиус з а ­ кругления д о лж ен н азн ач аться таким , чтобы не было необходи­ мости в применении переходной кривой. П ри определении длины переходной кривой ее величина, полу­ ченная по формуле, округляется до стандартны х разм еров. П р и м е­ нение стандартны х длин переходных кривых в сочетании со стандартны м и величинами радиусов позволяет при подготовке таб л и ц пользоваться ограниченным количеством величин п а р а м е т ­ ров переходных кривых. Д л и н а их н азн ач аетс я в зависимости от конфигурации профиля. Современные нормы д ел ят участки пути по конфигурации профиля на скоростные зоны: углубления профиля и прим ыкаю щ ие к ним участки затя ж н ы х спусков, а т а к ж е участки, проходимые гружены ми поездами хотя бы в одном направлении с м аксимальны ми или близкими к ним скоростями; зона, к которой относятся все остальные участки. В зависимости от радиуса круговой кривой и скоростной зоны длины переходных кривых приведены в табл. 4.9. 174 Табл. 4.9. Д лина переходны х кривых при категории путей, м М аги стр ал ь I и II категорий р а д и у с кр у го в о й кривой, м 100 150 200 250 300 3 5 0 ...4 0 0 5 0 0 ...6 0 0 I зона скоростей 30 30 30 20 20 15 10 ..2 0 ..2 0 ..2 0 ..1 5 ..1 5 ..1 0 ..0 М а г и с т р ал ь III категории И зона скоростей 20 20 15 15 ..1 5 ..1 5 ..1 0 ..1 0 I зон а скоростей 3 0 .. 2 0 .. 1 5 .. 1 5 .. 1 0 .. _ — — — — .20 .15 10 .10 .0 II зона скоростей 1 5 ...1 0 1 0 ...0 __ _ _ _ -- При отсутствии ограничений следует принимать большую длину переходной кривой. В нутренняя рельсовая нить в кривой короче наружной, т а к к а к она имеет меньший радиус на величину расстояния м е ж д у осями нитей. В связи с этим д л я сохранения одинакового количества рельсов и располож ени я их по наугольнику в кривой на внутренней нити у к л ад ы в а ю т укороченные рельсы. Укорочение внутренней нити по отношению к наружной _ S J к ев. н - — , где S] — расстояние меж ду осями рельсов на кривой, м; /к — длина круговой кривой, м. Р асстоян ие м е ж д у осями рельсов на кривой ■S1 = S q+ е + Ог.р, где Ог.р — ш ирина головки рельса, м. П ри наличии переходных кривых следует учитывать величину уширения ж елезнодорож н ого пути где /„ — длина переходной кривой, м. О бщ ее укорочение внутренней нити железнодорож ной колеи вобщ — Бв.н + S i. Укорочение одного рельса на круговой кривой s / = 5 ia i, где a i — центральны й угол, соответствующий одному рельсу: Укорочение одного рельса на переходной кривой 175 где n p — число рельсов, у кл ад ы ваем ы х на переходной кривой: /Р — длина рельса, м. О бщ ее количество рельсов, укл ад ы ваем ы х на круговой кривой, N = — . h О бщ ее количество рельсов, у к л ад ы ва ем ы х на круговой и пере­ ходных кривых, Л^общ= N + 2 ир. О бщ ее количество укороченных рельсов где k c.y — стандартное укорочение, т. е. р азн и ца в длине м е ж д у н ормальны м и укороченным рельсами. Укороченные рельсы на внутренней нити кривой распределяю тся равномерно, чтобы несовпадение стыков по наугольнику не превы ­ ш ало половины величины стандартного укорочения. 4.5. Зем л ян ое полотно Зем л ян о е полотно сооруж ается из грунтов, которые с л у ж а т и основанием, и м а тери алом д ля его сооружения. Н аи б ол ее р аспрост­ раненные природные песчаные и глинистые грунты х ар а к тер и зу ю т­ ся гранулометрическим составом, представленным в табл. 3.43, 3.44. По условиям располож ени я в зем ляном полотне грунты р а з д е ­ л яю тся на следующие группы: каменистые и щебенистые грунты; гравийные и песчаные; супесчаные; мелкозернистые супесчаные; суглинистые; глинистые, лёссовые. Требования к грунтам д л я отсыпки насыпей земляного полотна д ля ж елезны х дорог те же, что и д ля автомобильных. При проектировании земляного полотна в нормальны х условиях применяются типовые поперечные профили. П о индивидуальным проектам зем ляное полотно до лж но проектироваться в следующих случаях: а) при расположении выемок в неблагоприятны х и нж енерно­ геологических условиях (в переувлаж ненны х грунтах, при вскрытии водоносных горизонтов, на участках оползневых и неустойчивых ко-, согоров) или глубине их более 12 м; б) при расположении насыпей на оползневых и неустойчивых косогорах, на поймах рек, на пересечении озер, болот, староречий и др.; в) при возведении фильтрую щ их насыпей и намы вны м спо­ собом; г) при р азр а б о тк е выемок в обильно обводненных грунтах, в толщ е лёссовидных грунтов, на крутых и неустойчивых косогорах, 176 в нескальных грунтах глубиной более 12 м и в скальны х — более 16 м, при наклонном залегани и горных пород с уклоном в сторону полотна круче 1 : 3 и в других неблагоприятны х условиях; д) при расположении земляного полотна в сейсмических р а й ­ онах. Н а прямы х участках пути ширина земляного полотна по верху принимается не менее указан ной в табл. 4.10. Табл. 4.10. Ш ирина земляного полотна на прямых у ч ас тк ах пути Ш ирина зем ляного п олотна по в е р х у , Наименование п утей М агистраль I категории М агистраль II категории М агистраль III категории, ционные пути и пути нижних станскла- м из всех г р у н т о в , за исключением с к а л ь ­ ных, крупнооблом оч­ ных и песков из с к а л ь н ы х , кр у п н о о б ­ ломочных и песчаны х грун тов, кроме мелких и п ы л ев аты х песков 4 ,3 3 ,9 3 ,5 3 ,8 3 ,6 3 ,3 3 ,2 3 ,0 3 ,0 2 ,7 2 ,7 2 ,4 дов Ветки со сроком службы более 5 лет Ветки со сроком службы до 5 лет Усы Примечания: 1, Ширина земляного полотна д л я насыпей на слабы х основаниях устанавливается с расчетом обеспечения требуемых таблицей норм после полной осадки. 2. В выемках в скальны х грунтах, а такж е при устройстве подпорных сте­ нок ширину земляного полотна доп ускается уменьшать. П ри этом расстояние от оси пути до откосов в уровне подошвы шпал долж но быть не менее 2,25 в одну сторону и 2 м в другую . В таких выемках через каждые 300 м в ш ах­ матном порядке проектируются камеры шириной 4 м, глубиной 2 и высотой 2 ,8 м. В промежутках между ними через каждые 60 м п роектирую тся ниши шириной 3 м, глубиной 1 и высотой 2 м. Ш ири н а земляного полотна на раздельны х пунктах у ста н а вл и ­ вается в соответствии с проектируемым путевым развитием. Р а с ­ стояние от оси крайнего станционного пути до бровки земляного полотна долж но быть не менее половины ширины полотна, п р ин я­ той на перегоне, а на стрелочных улицах и вы тяж н ы х путях — не менее 2,75 м. Н а кривых участках пути ^ ^ 6 0 0 м на дорогах I и II категорий и Я ^ З О О м на дорогах III категории зем ляное полотно уш иряется с наруж ной стороны на 0,15 м. Н а усах ширина земляного полотна в кривых не увеличивается. Поперечное очертание верха однопутного земляного полотна проектируется в виде трапеции шириной по верху 1,2 м и высотой на м агистрали I и II категорий — 0,10 м, а на дорогах III катего­ рии и ветках — 0,06 м. В скальны х и хорошо дренирующ их грунтах зем ляное полотно по верху проектируется горизонтальным. Поперечное очертание зем лян ого полотна станционных площ ад о к в зависимости от мест­ 177 ных условий и числа путей проектируется односкатным или д в у х ­ скатным. Поверхности земляного полотна и балластной призмы придаю тся следую щие уклоны в сторону водоотвода: при при в в дренирующ их грунтах земляного полотна недренирую щих грунтах земляного полотна: районах с малым увлаж нением районах с большим и средним увлажнением 5_10°/оо Ю ...15°/00 15...20°/00. В обоснованных случаях поверхность зем ляного полотна мож ет проектироваться с уклоном до 30°/ооКрутизна откосов земляного полотна насыпей и выемок н а зн а ­ чается в зависимости от свойств грунтов, геологических и кл и м ати ­ ческих условий местности, намечаемы х способов производства раТ абл. 4.11. К рутизна откосов насыпей К р у т и зн а откосов при вы соте насыпи д о , м Х а р ак те р и сти к а насыпей 6 1 : 1 . . .1 : 1,3 1 : 1 , 3 . . . 1 : 1,5 1 : 1,5 1 : 1,5 1 : 1 , 5 . . . 1 ; 1,75 В ер х н яя часть высо­ той 6 м : 1 : 1 ,5 .. .1: : 1,75. Н иж няя часть высотой до 6 м 1 : 1 ,7 5 ... 1 : 2 1 : 2,0 - 1 : 2,0 Н асы пи из м елкого бархан н ого п еска в условиях засуш ливого кли­ мата Т абл. 4.12. К рутизна откосов выемок Выемки в глинах, суглинках, супесях и пес­ к ах однородного напластования Выемки в крупнообломочных (щебенистых, гравелисты х и др.) грунтах в зависимости от ха­ р а к тер а н апластования, свойств грунтов и вы­ соты откосов В ыемки в слабовыветриваю щ ейся ск а л е при отсутствии трещиноватости и н аклона пластов в сторону полотна Прочие скальны е выемки в зависимости от свойств грунтов, характера напластований их и высоты откосов Выемки в сухих лёссах в рай онах с засуш ли­ вым климатом Выемки в лёссах вне районов с засушливым климатом Выемки в мелких барханны х песках Выемки в м елких барханны х песках Высота откоса до, м К рутизна откосов 12 1 : 1,5 12 1 : 1 . . . 1 : 1,5 12 1 : 0,2 12 1 : 0 , 2 . . . 1 : 1 ,5 12 1 : 0,1... 1 12 2 12 1 : 10,0 1 : 1 ,7 5 О СЛ Х а р ак те р и сти к а выемок 178 12 О сл Насыпи из кам ня слабовыветриваю щ ихся скальны х пород Насыпи из крупного и средней крупности п еска, гравия, гальки, щебенистых и дресвяны х грунтов, м еталлургического ш лака Насыпи из мелкого и пылеватого п еска, глинисты х грунтов, лёсса и лёссовидных суглинков I : 1,5 бот, а т а к ж е в зависимости от высоты насыпи и глубины выемки. В благоприятны х инженерно-геологических условиях крутизна о т­ косов насыпей назн ачается согласно табл. 4.11, а выемок — табл. 4.12. 4.6. Верхнее строение пути Верхнее строение рельсового пути н ап р ав л яет д виж ение тягово­ го и прицепного составов, воспринимает сосредоточенное давление от колес подвижного состава и передает это д авление с н аи бол ь­ шей равномерностью при наименьших д еф ор м аци ях на земляное полотно. В его состав входят рельсы , ш палы , балл аст, скреп ле­ ния и в необходимых случаях противоугонные устройства, перевод­ ные и мостовые брусья. Р е л ь с ы непосредственно воспринимают д авление и д и н ам и ­ ческие нагрузки от колес подвижного состава. Д а в л е н и е с о с тав л я­ ет от 2 до 10 т и более на одно колесо, а удельное д авление на ш п а ­ л у — 2,0...4,0 М П а. Ш п алы передаю т на б ал л а с т более сниженное д ав л ен и е — 0,2...0,5 М П а, б а л л а с т — на зем лян ое полотно всего 0,08...0,15 М П а. Д л я изготовления рельсов применяется к а к мартеновская, так и бессемеровская стали с содерж анием углерода 0,35...0,80%, серы не более 0,055 и фосфора не более 0,05% — для мартеновской с т а ­ ли, а д л я бессемеровской соответственно не более 0,065 и 0,085%. Типы рельсов разли чаю тся по массе 1 пог. м. Д л я ж елезны х д о­ рог нормальной колеи рельсы изготовляют четырех типов — Р43, Р50, Р65 и Р75, а д ля ж елезны х дорог узкой колеи — Р15, Р 18 и Р24. Д л я лесовозных У Ж Д поставляю т рельсы типов Р18 и Р24. Н а основных н ап равлен иях ж елезны х дорог при сплошной з а м е ­ не в зависимости от грузонапряженности в путь у к л ад ы в а ю т новые рельсы трех типов Р75 (ГОСТ 16210— 70), Р65 (ГОСТ 8161— 63) и Р 50 (ГО С Т 7174— 65). Н а менее деятельны х линиях имеются ранее улож енны е рельсв 1 типов Р43 (Iy ), la, Р38 ( П а ) , РЗЗ ( I l i a ) и IVa. У тверждены новые стандарты на рельсы типа Р 65— ГОСТ 8161 — 75, типа Р 5 0 — ГОСТ 7174— 75. Очертание верхней поверхности го­ ловки рельсов по этим ста н д арта м принято ради усам и 15— 80— 500— 80— 15 мм. К роме того, несколько увеличена толщ ина шейки под головкой. О стальны е разм еры сохранены таким и же, ка к и в соответствующих ГОСТах. Основные р азм ер ы и расчетные дан ны е рельсов д л я ж елезны х дорог колеи 1520 мм приведены в табл. 4.13, д ля колеи 750 мм — в табл. 4.14. П рейскурантом № 01-02, утверж денны м Госпланом С С С Р , цены на новые рельсы установлены за единицу длины (за один метр или з а один рел ьс), а д о п л ата за термическую обработку з а 1 т (табл. 4.15). Самой распространенной конструкцией подрельсового основания являю тся ш п а л ы . Они воспринимаю т вертикальные, боковые и продольные усилия от рельсов, упруго перер абаты ваю т их и пере179 ю сч оо NWO- Ю -О Ю*T f* •»с о- C M C N C M C O — СМ СМ СМ СМ >й in О1 СО X CD со О c s см СО см" 00 со 05 я СО щ см см Tt< см —1 in C h" Табл. 4.13. Основные размеры рельсов колеи 1520 мм СУU.и н и Ос см Tf 00 СО in суи £ S o; 1 1 см 05 Tt< СО t- со со со 1П —н •» СО 00 щ ю СО N. Я4 оо оо со со *— 1 я 00со со Ю -Н «П «— ■ 05 —* 00 in in in о см тн аз CO CM CO —<о 05 in со СГ5 00 о n T со rf CM t - C M O O r f lO c O C M O O CM CM г—i 00 о см Ю hCO 00 N - Ю СМ СО 00 05 00 см in W о СО 05 *-< см — CM CM CM CO 00 CM <J> CM t o CM TP O O t F I O -C O CM 05 00 CM CM — < *-H - t"— Tf Tf CM CM СОО)ОЮОЮ(М^ СО Ю CO N Ю (M C5 0 0 CO «-» —> - TJH Tf CO со 00 -hO^N<-Tt<T}HCO—H CM ~ СО тр со CM 1 о со Tt< 00 со я см о Л cb<o «gJL in см in см cuu- §H f O:? p s СМ Ю 00 T f 12 оо см «—1 S 2 oo s О in см CM CM Tt< Ni г-ч О О 05 со СО 05 00 00 05 05 S н Я ^ w о о я J3 ч «У н я и о я Ь * о : S в CO <0 о ~ ю~ о . тя счи D * 4 S * * о “I S t,' 2 (MЮ Q .H «и CQ 2 о Ч 399 —I О о о « « s s У со 8со §ч Ф «и я о с Sc с о я я ч со о я ч м S о- SS2 s s 2 2 ,- s а 2 ч ч к g Я ° н З о S « о а . о ш я с . g ‘- • & S 3 ^ о ? о доя я % ’Л SJ о Ч г о а§к sй ЯЯ я о о с я vo со (U О) 0,^5 § t=i но wя о g —1cs с я OCM CMUOOLOCM^ O C 0 0 5 N .IO C M 0 5 0 0 ^ rf- Tf- о in ^-Н Tj< — 180 ст» о см СО СМ ю о ^ сн*д «ч-Ол У I EH4 00 •—< со 00- о s ° о >>* & £ с Л о со а, н 5* н 5 " со 2 2 Я в tZ я я я Р О) я ОЯя Ч я о о п о, о, г к я Яз я я с н я со «г а? Н о2 Ой я о со JS, Я ^ <и я S а СО 3 о, н ю эд X 3 я я о. я к 4 < я я я ч е=с я я я я о я о а. о я >5 Табл. 4.14. Основные размеры рельсов колеи 750 мм Типы рел ьсов по ГОСТ 6368 —52 П о казател и Р24 М асса 1 пог. м, к г М асса одного рельса нормальной длины, кг П лощ адь поперечного сечения, см2 Распределение м еталла по элементам про­ ф иля от общей площади сечения, %: головка ш ейка подошва Момент инерции относительно осей, см4: горизонтальной вертикальной Момент сопротивления, см3: по низу подошвы по верху головки по боковой грани подошвы Высота профиля, мм Ш ирина головки, мм Ш ирина подошвы, мм Отношение ширины подошвы к высоте про­ филя Отношение момента инерции к погонному весу профиля относительно осей, см4/к г : горизонтальной вертикальной Н орм альная длина рельса, м У короченная дли н а д л я кривых, м Табл. 4.15. Р18 24,14 18,06 15,00 193 145 105 30,75 23,07 19,16 Р75 Р65 Р50 Р50 Р43 Р8 РП 11,20 78 14,31 8,42 59 10,76 4 5 ,5 2 1 ,9 3 2 ,6 43,9 19,3 36,8 4 5 ,0 19,1 35,9 4 2 ,9 2 3 ,3 33,8 468 81 240 47 222 32 125 15 59 10 87 88 17,5 107 51 92 56 51 10,3 90 40 80 49 48 8 ,3 9 1 ,5 37 76 32 30 4 ,5 8 8 0 ,5 32 66 21 16 3 ,5 6 65 27 54 0,8 6 0 ,8 9 0,8 3 0,82 0,8 3 34,3 24,9 40,8 13,3 14,8 18,3 И ,2 7 ,0 1,19 2,13 1,34 3,16 2,61 7 7 7 8 8 7,875 7,875 6,900 6,900 6,900 Оптовые цены на рельсы (рельсы франко-вагон станция назначения), руб. О дного р е л ь с а д л и ­ ной 25 м Тип рельса Р15 1 п о г . м рельса Р о д стали М артеновская То же » Б ессемеровская То же I сорта II сорта I сорта II сорта 196 171 135 118 102 157 137 108 94 82 7 ,8 5 6,84 5,40 4 ,7 2 4 ,0 8 6 ,2 5 5 ,4 8 4,3 2 3,7 9 3,28 д аю т на б алластны й слой, а т а к ж е обеспечивают неизменность ши­ рины колеи. Н азначением ш пал определяю тся и требования, п ред ъ­ явл яем ы е к ним: прочность, упругость (по возможности одинако­ в ая у всех), экономичность. Кроме того, ш палы д олж ны об ла д а ть достаточно большим сопротивлением прохождению электрического тока, т а к ка к на участках с автоблокировкой меж ду рельсовыми нитями, используемыми в качестве рельсовых цепей, имеется н а ­ 181 пряжение, и сигнальный электрический ток не д олж ен переходить через ш палы от одной рельсовой нити к другой. Д еревян н ы е ш палы — наиболее распространенный вид рельсо­ вых опор на сети ж елезны х дорог. Это объясняется высокой сте­ пенью их соответствия п ред ъявл яем ы м требованиям, особенно по упругости, несложностью изготовления, удобством прикрепления рельс, большим сопротивлением электрическому току. В соответ- ✓ \ Рис. 4.2. Поперечные сечения ш пал для д о ­ рог колеи 1520 мм: Рис. 4.3. Поперечные сече­ ния ш пал для дорог узкой колеи: а — о бр езн ы е; б — н ео бр езн ы е а — бр усковы е; б — п ласти н н ы е ствии с ГОСТ 78— 65 д л я дорог широкой колеи они изготовляются трех типов. По форме поперечного сечения ш п ал ы подр аздел яю тся на два вида: А (обрезные) — пропилены четыре стороны; Б (необрез­ ные) — пропилены две противоположные стороны. Д л и н а ш палы д о л ж н а быть 2750 мм. Форма поперечного сечения п о казан а на рис. 4.2, а основные разм ер ы приведены в табл. 4.16. Т абл. 4.16. Размеры деревянных шпал для дорог колеи 1520 мм Р азм ер ы ш п ал , мм (ГО СТ 78—65) Типы ш п ал IA IIA IIIA Ш НБ ШБ h Ь 180 160 150 180 160 150 165 160 150 165 160 150 Л, 250 230 230 250 230 230 — — 280 260 250 150 130 105 — — — О бъем одной ш п а ­ лы , мэ М асса одной ш п алы , кг 0,123 0,101 0,094 0,134 0,112 0,101 71 58 54 77 65 58 Д л я ж елезны х дорог колеи 750 мм применяются четыре типа шпал. С тан дартны е р азм ер ы и ф ормы поперечного сечения их при­ ведены на рис. 4.3 и в табл. 4.17. Д еревян н ы е ш п алы изготовляю т из сосны, ели, пихты, листвен­ ницы, кедра, бука и березы. В зависимости от наличия пороков в древесине ш палы разд ел я ю тся на первый и второй сорт. К ривизна вдоль ш палы допускается: в вертикальной плоскос­ т и — со стрелой прогиба не более 10 мм, в горизонтальной — не более 50 мм д ля первого и не более 100 мм д л я второго сорта. 182 Табл. 4.17. Ф орма поперечного сечения ш пал Брусковы е I То ж е III Пластинные II То ж е IV Размеры деревянны х шпал д л я дорог колеи 750 мм Толщ ина (в ы с о т а ), см 13 12 12 11 Ш ирина в тонком к о н це, см верхней постели 10 10 10 9 ,5 I нижней постели 21 19 26 24 Д иа­ метр, см Момент инер­ ции, см 4 Момент сопро­ тивле­ ния, см* П лощ адь сечения, см* 22 20 26 24 3206 2378 2906 2025 458 353 434 329 253 215 259 226 Д о у кл ад ки в путь ш палы д олж ны быть пропитаны на зав од ах специальными антисептиками. Н а одном торце каж д ой ш палы от­ бойным клеймением или стойкой краской по тр аф а р ету ука зы в аю т марку и сорт ш палы. Ш палы д олж ны храниться на ск л а д а х в ш т а ­ белях. Б а л л а с т н ы й с л о й ; является основанием д ля рельсовых опор. Основное назначение — обеспечение вертикальной и горизон­ тальной устойчивости рельсо-ш пальной решетки при воздействии на нее динамических поездных нагрузок без накопления или с ми­ ним альны м накоплением остаточных деформаций; выравнивание поверхности зем ляного полотна и верхних постелей шпал; см ягче­ ние ударов колес подвижного состава о рельсы; отвод воды от зе м ­ ляного полотна, обеспечивающий уменьшение глубины п р о м ер за­ ния его и п редотвращ аю щ ий пучины и деф орм ации пути. Толщ ина балластного слоя колеблется в пределах 10...25 см. М атери ал д л я б а л л а с т а д о л ж ен быть атмосфероустойчивым, проч­ ным и устойчивым под нагрузкой, не д олж ен дробиться и крош ить­ ся при уплотнении, не пылить при проходе подвижного состава, не р азм ы в аться водой, не п рорастать травой, об ла д а ть диэлектриче­ скими свойствами, быть долговечным и дешевым. Д л я создания балластного слоя применяется щебень, гравий, песок, ракуш ка, а с ­ бестовые отходы, доменные шлаки. Одним из лучших балластны х м атери алов явл яется щебень. Щ ебеночный б ал л а с т изготовляют из естественного кам н я (ГОСТ 7392— 70), из валуйов и гальки (ГОСТ 7393— 71) путем дробления и последующей отгрохотки с разделением на соответствующие ф ракции по зерновому составу. Д л я у кл ад ки в главны е пути целесообразно применять щ е­ бень нормальны х ф ракций 25...60 или 25...50 мм. К роме того, по ГОСТ 7392— 70 п редъявляю тся требования к процентному с о д е р ж а ­ нию зерен различной крупности (табл. 4.18). Щ ебень не рекомендуется у к л ад ы ва ть непосредственно на зе м ­ ляное полотно из обычных грунтов, так ка к под воздействием н а ­ грузки происходит взаимопроникновение щебня и грунта, что от­ рицательно ск азы вается на работе обоих элементов. П оэтому на зем ляное полотно у к л ад ы в а ю т песчаную подушку толщиной 20 см. П о д воздействием поездной вибрационной нагрузки происходит постепенное уплотнение б ал л аста , хар актер которого зависит от 183 Т абл. 4.18. Процентное содержание зерен различной крупности в щебне ф ракций 2 5 ...6 0 и 25. ..50 мм П олны е о с т ат к и (% ) по массе на си тах с диам етром о т в е р с ти й , мм Резм ер ф ракции щ ебня, мм 70 60 2 5 ...6 0 2 5 ...5 0 0 0 0 ...5 0 50 40 1 4 ...4 0 0 ...1 0 4 0 ...6 7 3 0 ...6 0 25 0,1 9 5 ...1 0 0 9 5 ...1 0 0 9 9 ...1 0 0 9 9 ...1 0 0 начальной пустотности, зернового состава и формы зерна, от его прочности и других физико-механических свойств. Причем д а ж е после предельного уплотнения) балластн ого слоя осадки рельсо­ шпальной решетки могут продол ж аться за счет выпирания б а л л а с ­ та в ш пальны е ящ ики и за торцы шпал. Величина остаточной осадки рельсовой нити h мож ет быть определена по следующей эмпирической формуле: где Т — пропущенный тоннаж, млн. т брутто; а, b — коэффициен­ ты, зави сящ ие от физико-механических свойств б ал л аста , н а ч а л ь ­ ной его плотности, типа рельсов, вида подрельсового основания и величины осевой нагрузки. В первый период работы балластного слоя основная доля о с а ­ док Ah происходит за счет уменьшения о бъем а пустот п 0— п, с в я ­ занного с переупаковкой зерен и сколом острых их граней. П ри о т­ сутствии выпирания зерен в ш пальны е ящ ики и за торцы ш пал д /j = Ао (»о — «) 1— п ’ где h0 — н ач ал ьн ая толщ ина слоя щебня в балластной призме; п 0 — н ач ал ьн ая пустотность слоя щебня; п — конечная пустотность слоя щебня. Установлено, что предельная плотность, или миним альная п у ­ стотность, щебня составляет пп~ 0,33...0,34, бытовая пустотность щебня в балластн ой призме пк ~ 0,35...0,43 и н ач ал ьн ая пустотность в насыпном состоянии пн~ 0,45...0,50. Таким образом, следует стр е­ миться к уплотнению щебня до пустотности, п рибли ж аю щ ейся к 0,33...0,34. Н а лесовозных ж елезны х д орогах наибольш ее распространение получили гравийный и песчаный б алласты . Н есущ ая способность карьерного гравия ниже, чем у щебеночного б ал л аста , т ак к а к он не содерж ит дроблены х зерен. Согласно ГОСТ 7394— 70, наличие в гравии более 5% зерен разм ером 60...100 м неж елательно, так ка к это приводит к увеличению неравномерности остаточных о са­ док и объему выправочных работ. Гранулометрический состав г р а ­ вийного б а л л а с т а приведен в табл. 4.19. При отсутствии ф ракции разм ером 60...100 мм зерен разм ером 3...60 мм долж но быть не менее 51% . С этой ж е целью введено огра184 Табл. 4.19, Гранулометрический состав гравийного балласта Разм ер зерен, мм 1 0 0 ...6 0 6 0 ...3 3 ...0 .1 В том числе менее 0 ,5 То же 0 ,1 В том числе глинистых частиц С одерж ан ие зерен разн ы х размеров грави и , % по массе До 5 4 6 ...8 0 • 2 0 ...4 3 Д о 1 4 ...2 2 Д о 4 . . .6 До 0 ,5 ... 1 ничение содер ж ан ия зерен слабы х и кварцевы х пород, допускается в первом с л у ч а е '— не более 15%, а во втором — не менее 50% от массы зерен р азм ером 0 Д...З мм. В песчаном и гравийно-песчаном б ал л а с т а х (ОСТ 32-2— 72) по тем ж е причинам введено ограничение наличия зерен разм ером 60...100 мм (не более 1 0 %) и к а к исключение — до 15% от общей массы б а л л а с т а (табл. 4.20). Т а б л . 4.20. Гранулометрический состав песчаного и гравийно-песчаного балластов Р азм ер зерен, мм 3 . . . 100, в том числе 6 0 ...1 0 0 >100 < 3 , в том чи сле < 0 ,5 < 0 ,1 Глинистых частиц С одерж ание зерен разны х размеров общей массы 0 . . .80 0 . . .10 0 Д о 100 Д о 49 Д о 10 До 2 Ракуш ечны й б ал л а с т (ГОСТ 7395— 70) представляет собой есте­ ственную смесь целых и обломанных морских ракуш ек. Применение его ограничивается локальн ы м и районами, прилегаю щими к м ор­ ским побережьям, на линиях с небольшой грузонапряж енностью и малы ми скоростями движения. В качестве асбестового б а л л а с т а применяют отходы асбестовых обогатительных фабрик. П о крупности он соответствует гр ав ел и ­ стым крупнозернистым пескам, но существенно отличается от пес­ чаного и гравийного балластов. С огласно техническим условиям ТУ-32 Ц П -254— 72, отходы асбестового производства считаются пригодными д ля использования в качестве асбестового б а л л а с т а , если они со д ер ж ат зерен разны х р азм еров в количествах, у к а з а н ­ ных в табл. 4.21. Ш ирина балластной призмы на прямы х участках лесовозных У Ж Д д о л ж н а быть равной 1,7 м, а на ветках со сроком сл у ж б ы менее 5 лет и у с а х — 1,6 м. Толщина балластного слоя под ш п а л а ­ ми зависит от нагрузки на оси локомотива (табл. 4.22). С уменьш е­ нием количества ш пал толщ ина слоя д о л ж н а увеличиваться. 185 Табл. 4.21. Гранулометрический состав Р азм ер отверстий контрольны х сит, мм П олные о статки на ситах, % по массе 25 12 6 0 0 . . . 20 5 ...4 0 Табл. 4.22. Полные остатки на ситах Р азм ер отверсти й % по массе контрольны х сит, мм 2 0 ...7 0 5 0 ...9 0 <90 1,6 0 ,5 0,1 Типы верхнего строения лесовозных УЖД Н а гр у зк а на ось л о ко м о ти ­ ва, кН Виды д о р о г М агистрали: I категории I f категории 80 О tO о г- 80 7 0 ...6 0 45 и < 45 и < 80 7 0 .,.6 0 45 и < 80 7 0 ...6 0 45 и < 45 и < III категории В етки, пути нижнего ск л ада и приемо-отправочные станционные пути Прочие станционны е асбестового балласта пути Усы Тип рельсов Толщ ина К оличество ба л л ас т н о ­ ш пал на го сл о я под 1 км пути ш палой, см Р24 Р24 Р24 Р18 Р18 Р18 Р18 Р18 Р18 Р18 Р 18 Р18 Р18 1700 1600 1700 1600 1500 1500 1600 1600 1500 1500 1500 1400 1400 25 20 25 20 20 15 20 15 15 20 15 15 10 О бъем ная насы пная масса б алластн ы х материалов приведена в табл. 4.23. Т абл. 4.23. Объемная насыпная масса балластных материалов, т/м 3 С остояние бал л аста Наименование бал л аста рыхлый Щ ебень Гравий Р ак у ш к а Асбестовый Песок влаж ны й воздуш но -сухой 1 .3 5 ...1 .5 0 1 .8 0 ...2 .0 0 1 .2 0 ...1 .5 5 1,45 1 .6 0 ...1 .8 0 плотный 1 .6 0 ...1 .7 5 2 .2 0 ...2 .4 0 1 .6 5 ...1 .8 5 1,9 1 .8 5 ...2 .1 0 рыхлый 1 .9 5 ...2 .0 5 1 .2 5 ...1 .6 0 1,5 1 ,7 ...1 ,9 | плотн ы й 2 .5 0 ...2 .6 5 1 .7 5 ...1 .8 5 1,9 2 ,1 ...2 ,3 Объем б а л л аста на 1 км пути без вычета объема, занимаемого шпалам и, приведен в табл. 4.24. Цены на бал л астн ы е м а тери ал ы установлены франко-вагон стан ­ ция отправления и дифф еренцированы д ля каж дого щебеночного завод а и карьер а (прейскурант М П С № 06-12-16 1972 г.). Средние значения цен за 1 м 3 в насыпном состоянии приняты следующие: за щебень по ГОСТ 7392—70 за щебень по ГОСТ 7393— 71 за карьерный гравий по ГОСТ 7394—70, а так ж е за песок 186 2 ,2 ...3 ,4 руб. 2 ,1 ...2 ,9 руб. 0 ,5 0 ...0 80 руб. Табл. 4.24. Толщина бал л астн о го под ш п алой , м слоя О бъем балласта на 1 км пути, м3 О бъем бал л аста на 1 км пути с учетом 5% на потери при ширине балластной призмы по верху 1,7 м 0 ,2 0 0 ,1 5 0 ,1 2 0 ,1 0 778,47 638,19 557,55 505,47 | 1,6 м 606,59 529,20 479,22 К рельсовым скреплениям относятся специальные д етали верхнего строения пути: промежуточные, д ля прикрепления рельсов к ш п алам ; стыковые, д ля скрепления рельсов в стыках; противоугоны д л я противодействия угону пути в продольном н а ­ правлении. Принято разл и чать следующие виды промежуточных рельсо­ вых скреплений: а) простейшее, когда рельс опирают непосредст­ венно на деревянную ш п ал у и прикрепляю т к ней двум я-тремя ко­ сты лями (или ш ур уп ам и); б) нераздельное, когда м еж д у рельсам и и шпалой у к л ад ы в а ю т металлическую подкладку, причем рельс и подкладку прикрепляю т одними и теми ж е элементам и (косты­ л ям и или ш ур уп ам и); в) раздельное, когда рельс прикрепляю т к металлической подкладке, которая в свою очередь отдельными э л е ­ ментами прикрепляется к подрельсовому основанию; г) см еш ан ­ ное, когда п одкладку прикрепляют к ш п але отдельными эле м ен та­ ми, а другими элементам и прикрепляю т к ш п ал е рельс вместе с подкладкой. Основными прикрепителями промежуточных скреплений для деревянных ш пал являю тся путевые костыли и шурупы. Н а и б о л ь ­ шее распространение получили костыли квадратного сечения, т а к к а к круглые способствуют образованию в ш п ал ах трещин в боль­ шей мере, чем квадратны е. Р азм е р ы и вес костылей д ля ж е лезн ы х дорог колеи 750 мм приведены в табл. 4.25. Д л я узкоколейных ж елезны х дорог применяются в основном плоские безребордны е двухды рны е подкладки, и только д ля р ел ь ­ сов типа Р24 изготовляют одноребордные клинчатые подкладки (табл. 4.26). Внедрение бесстыкового пути на деревянных ш п ал ах потребо­ вало создания скреплений раздельного вида, обладаю щ и х зн ач и ­ тельным погонным сопротивлением. Основные элементы этого скрепления: двухребордная клинчатая п одкладка, п рикреп ляем ая к ш п ал ам четырьмя путевыми шурупами, и две жесткие П -образные клеммы, которые с помощью клеммных болтов п р и ж и м аю т рельс к п одкладке с силой 1000...2000 кг на клемму. П ри этом обес­ печивается погонное сопротивление нити более 25 кг/см. Это поз­ воляет полностью исключить угон пути, у кл ад ы ва ть рельсовые плети на деревянные ш палы, что и является основным преимущ е­ ством этого скрепления. Однако оно имеет и недостатки. Скрепле187 без го л о в ­ ки 90 100 110 135 150 165 200 130 165 200 80 89 98 123 138 153 188 114 151 186 20 22 24 24 24 24 24 28 28 28 10 11 12 12 12 12 12 16 16 16 ширина по у глам 10 11 12 12 12 12 12 14 14 14 длина по­ п ерек рельса X X X X X X X X X X высота 10 11 12 12 12 12 12 14 14 14 острия Р7 и Р8 Р11 Р15 и Р18 Удлиненны е То же » » Р24 Р24 удлиненные То же Р азм еры головки, мм Д л и н а , мм п олная Тип р е л ьс а Размеры и вес костылей для ж ел е зн ы х дорог колеи 750 мм Размеры п о ­ перечного с е ­ чения, мм Табл. 4.25. 19 21 23 23 23 23 23 28 28 28 18 20 22 22 22 22 22 23 23 23 11 0,078 0,099 0,135 0,163 0,180 0,195 0,230 0,210 0,264 0,318 Примечание. Д опускаемы е отклонения: по толщине ± 0 , 5 мм; п о длине стерж ня + 3 мм. Д л я узкоколейных железных дорог наиболее ш ирокое распространение получили жесткие костыли сечением 12 X 12 мм (Р15 и Р 18), 14 X 14 мм (Р24) и длиной 110 и 130 мм соответственно. Т абл. 4.26. П одкладки для узкоколейны х ж елезны х дорог колеи 750 мм Разм еры , мм Тип рельсов ширина дли на Толщ ина по оси, мм П л о щ а д ь п о д ­ Вес п о д к л а д ­ к л а д к и б ез от­ ки , к г верстий, см2 Одноребордные Р24 200 Р18 Р15 Р11 150 132 118 100 15,0 194 100 100 100 10,0 9 ,0 8 ,0 146 128 114 - 2 ,2 3 Плоские 1,247 0,905 0,721 ние многодетально (19 шт.), металлоем ко (вес одного комплекта 13,79 кг), сложно при сборке, р азб орке и эксплуатации пути. Кроме того, ж естко прикрепляется рельс к п о дк ладк е и п о д к ла д к а к ш п а ­ ле. П од воздействием поездов эти соединения быстро р ас с т р а и ­ ваются. 4.7. Расчет верхнего строения пути Общие положения. В практике проектирования и строительства лесовозных дорог установлены нормативы, которыми следует р у ­ ководствоваться при назначении типа рельсов, количества ш пал на 1 км пути и прочих данны х в зависимости от объема перевозок и принятого типа локомотива. И ногда приходится производить поверочный расчет верхнего строения пути, например при получении новых типов локомотивов д л я использования на построенных путях, при повышении скоростей 188 д ви ж ени я, при устройстве временных путей с пропуском по ним т я ­ желовесны х составов и т. д. Всесторонний расчет верхнего строения пути при действии на путь динамических вертикальных и горизонтальных сил представ­ л я е т значительную сложность, поэтому ограничиваю тся п р иб л и ­ женн ы м и методами расчета, в основу которых принимаются сл ед у ­ ющие предпосылки. 1. Д л я характеристики работы основания пути принимаю т н аи ­ более простую гипотезу о прямой пропорциональности м еж д у д а в ­ лением на единицу площ ади основания ш пал и вызы ваемой этим давлением упругой осадкой основания у Р = Су, где С — коэффициент пропорциональности, назы ваемы й коэф ф и­ циентом постели шпал, Н /м 3. К оэффициент постели является характеристикой упругости ос­ нования. Его величину можно рассм атр ивать ка к вертикальную силу, приложенную к единице площ ади основания, вызы ваю щ ую упругую осадку на 1 м. Прим ерны е значения коэффициента постели шпал, М Н /м 3: для для для для грунтового основания без бал л аста песчаных балластов гравийных балластов щебеночного балласта 8 . . . 12 15.. .40 40...60 6 0 ... 100 П ри веден ная гипотеза не учиты вает вязких свойств основания. 2. Р ел ьс считается неразрезной балкой бесконечной длины по­ стоянного сечения, не ослабленного болтовыми соединениями. Р ел ьсы рассчитывают на изгиб. 3. В ертикальны е силы п редполагаю тся приложенными в пло­ скости симметрии рельсов, а рельсы обеих нитей колеи — р а в н о з а ­ груженными. 4. П ри движении колес последние не отры ваю тся от рельсов и уд арн ы е воздействия отсутствуют. 5. В качестве критерия прочности рельсов принимают допуска­ емые нап ряж ени я, сравн и ваем ы е с наибольшими расчетными н а ­ пряжениям и. Н а п р я ж е н и я и деформации, возникаю щ ие в рельсах, скреп ле­ ниях, ш п ал ах и б ал л асте под воздействием внешних сил, опреде­ ляю тся расчетом. Расчет пути по способу, рассматривающему рельс как балку, леж ащ ую на сплошном упругом основании. П ри этом способе р а с ­ чета действительную конструкцию пути из рельсов, опирающихся на отдельные шпалы, необходимо представить в виде условной б ал к и с той ж е площ адью опоры на сплошное упругое основание, что и действительный путь. Фиктивная ширина такой б алки Ь0, экв и в ал ен тн ая действительной площ ади опирания ш п ал на б а л ­ ласт, равна 189 где а — длина шпалы, м; Ь — ш ирина нижней постели ш палы, м; I — расстояние меж ду осями соседних шпал, м; а — коэффициент, учитываю щий изгиб ш палы и представляю щ ий отношение средней (по длине) осадки ш палы к ее осадке под рельсами: д ля д ерев ян ­ ных ш п ал колеи 750 мм сс= 0,70...0,75; д ля железобетонны х — а = 0,90...1,0. Х арактеристикой упругих свойств основания рассматриваемой фиктивной б алки является сила, п рилож енная к единице длины рельса, в ы зы в аю щ ая единичную упругую осадку основания в се­ чении под рельсом. Т а к а я характери сти ка упругости н азы вается м о д улем упругости рельсового основания. и - Т /о ai> а , D = С гл 2 где D — коэффициент жесткости шпалы. U = C a— . 21 Значение U д л я колеи 1520 мм принимается в п ределах 15...35 М П а; д л я балласти рован ны х дорог узкой колеи U = = З...Ю М П а ; д ля н ебалластированны х — 0 = 1 . ..2 М П а. Интенсивность реактивного отпора основания на единицу д л и ­ ны б алки зависит от величины просадки б алки и упругости основа­ ния q=Uy, где у — упругая о садк а основания, м. Рассмотрим изгиб бруса на сплошном упругом основании под воздействием одной вертикальной силы р (Н ). З а положительное нап равлен ие оси у примем ее нап равлен ие книзу. Д иф ф ерен ц иальн ое уравнение д ля изгибающего момента в сече­ нии балки, удаленном от н ач ал а координат на расстояние х, M (x ) = - E l f L , dx 2 где Е — модуль упругости инерции рельсов, м4. П оперечная сила рав н а « « = рельсовой ^ = - £ ' - стали, 2 М П а; I — момент - а интенсивность реактивного погонного отпора , W = ^ . = _£, g -, и л ил П ри ращ ен ие поперечной силы на участке длиной d x равно dQ = qdx или С ледовательно, П осле дифф еренцирования уравнения д ля изгибающ его момен­ та получим р = е kx(co skx — sin&x); г] = e~kx(cos k x -f- sin kx), где р — давление колеса на рельс, Н; k — коэффициент относи­ тельной жесткости основания и рельса. Этот коэффициент я в л я е т ­ ся комплексной характеристикой конструкции верхнего строения пути при расчете рельсов по методу сплошного упругого основа­ ния: д л я дорог колеи 1520 мм — k — 0,009...0,015; д ля колеи 750 мм — k = 0,007...0,020. Уйругая осадка Величина давления рельса на шпалу М акси м альны е значения прогиба, изгибающего момента и д а в ­ ления получим при х — 0, когда т] = 1, р = 1 . П ри единичном грузе, катящ ем ся по рельсу, наибольшие значения у, М , Q получаются под самим грузом. При движ ении подвижного состава на рельс действует не одна сила, а система сил, соответствующая расположению колес под­ вижного состава. В этом случае следует учитывать влияние к а ж ­ дой силы, представляю щ ей собой д авление колеса подвижного со­ става, на работу расчетного сечения пути. В соответствии с расстоянием точек приложения грузов от р а с ­ четного сечения ум н ож аю т значение к а ж д о й нагрузки r\ = fi ( k x ) для прогибов и давлений и на p = f 2 (k x ) д ля изгибаю щ их моментов. С ледовательно, при действии системы грузов значения М , у, Q для расчетного сечения пути могут быть определены из следующих выражений: 191 (=1 'EiPiPt и H P N i — эквивалентные грузы, заменяющие данную систему колес, соответственно первый д ля изгибающего момента, второй д л я прогибов и давлений на шпалу, а также при определе­ нии давления на находящиеся под шпалами балласт и земляное полотно. В ертикальное д авление колес на рельсы п р едставляет собойсумму статического давлен ия и различны х значений составляю щ их вертикального д ав л ен и я (сил, обусловленных колебаниями надрессоренных и неподрессоренных масс, сил, возникаю щ их на к о л е­ сах в связи с работой машин и механизмов локомотива, сил, с в я ­ занных с возвышением наружного рельса над внутренним). Теоретические основы современного метода расчета дин ам ич е­ ских сил, действующих на рельсы, р азр а б о т а л проф. М. Ф. Вериго. Расчетное максимальное вертикальное усилие, передаваем ое от колес на рельсы, определяется по формуле где рдин.ср — среднее динамическое давление: РдИН.Ср = Рв-|- Рср.р-Ь Рср.и.п', р в — весовая со ставл яю щ ая вертикального давлен ия (оп ред еляет­ ся по паспортным д ан н ы м ); р ор.р — среднее значение составляю щ ей вертикального усилия, обусловленное колебаниями надрессоренных масс и дополнительным прогибом рессор; р ср.и.п—-среднее значение вертикальны х составляю щ их сил инерции и ., п ар а (д л я ведущих колес п а р о в о з а ) ; 5 — среднеквадратическое уклонение вертикального д авл ен ия колеса на рельс, обусловленное всеми пере­ менными силами: 5 В — среднеквадратическое уклонение весовой составляю щей от среднего значения (на лесовозных дорогах из-за неровностей на пути и колесах, неравномерностей нагрузок и д р.). М ожно прини­ мать 0 ,12 р в; S p — среднеквадратическое уклонение вертикальной составляю щей, обусловленное колебаниями рессор; S H.n — среднее квадратическое уклонение вертикальной составляющей, обуслов­ ленное силами инерции и п ара; S H.n — среднеквадратическое у к л о ­ нение, обусловленное неровностями пути. Д л я определения н апряж ений в элементах пути расчетное м а к ­ симальное динамическое д авление при определении изгибаю щ его момента равно Рэкв.шах — Рв + Рр.ср "Ф Рср.и.п “I" 2 ,5 5 -f- 2 P/Picp? а при определении давлений и просадок Рэкв.шах — Рв ~Ф Рр.ср ~Ф Рср.и.п "Ф 2,5S -j- 5 . T liP ic п 192 При определении эквивалентного груза от группы колес находят максим альное динамическое д авление по ф ормуле д ля колеса, н а ­ ходящегося над расчетным сечением, а вертикальное усилие для см ежны х колес (учитывается их меньшее влияние на р езультаты расчета) принимают равным среднему динамическому, причем по­ следнее сл агаем ое в формуле учитывается только д ля ведущих ко­ лес паровоза. Н аибольш ие н апряж ения в кромках подошвы рельса о п ред ел я­ ются по ф ормуле о Р э к в .т а х — — — к — ~W ~ W k Д опускаем ы е динамические напряжения, М Па: дл я рельсов I сорта 170 для рельсов II сорта 140 Д инам ические нап ряж ени я под рельсом на шпале _ JL _— Ош — w kl " — Р экв.ш аХ ) 2w где w — площ адь смятия ш палы, р авн ая произведению ширины по­ дошвы рельса на ширину верхней постели шпалы. Д о пускаем ы е н ап ряж ени я на смятие шпал, М П а: сосновы х, еловых, осиновых пихтовых буковых и березовых кедровых лиственничных 2,5 2,0 4,0 2,2 3,0 Н аиб ольш ее н ап ряж ени е под шпалой на уровне ее нижней по­ стели в б ал л асте СТя = и ^m ax = aab --------;— kl — м э к в .т а х aab Д опускаем ы е нап ряж ени я в балласте, М Па: щ ебень 25...70 мм щебень мелкий и сортированный гравий карьерны й гравий, ракуш ка песок крупно-и среднезернистый песок мелкозернистый ш лаки топливные 0,5 0,4 0,3 0,275 0,20 0,225 Н а п р я ж ен и е в земляном полотне « -— ‘ 2 ° hб% Оз.п 1 + ~ьГ где. h — толщина б а л л аста под шпалой; b — ширина нижней посте­ ли шпалы; I — расстояние между шпалами. 7 З а к . 2241 193 Д опускаем ы е нап ряж ени я в земляном полотне, М Па: супеси, суглинки, твердые глины, мелкие и пы леваты е пески глины пластичные торф слаборазлож ивш ийся 0,10 0,07 0,03...0,04 Полученные расчетом н апряж ения не д олж ны превыш ать допускаем ы х значений, приведенных выше. 4.8. Соединения и пересечения пути Д л я перевода подвижного состава с одного пути на другой при­ меняют специальные устройства, назы ваем ы е соединениям и путей. Основным видом таких устройств являю тся стрелочные переводы.' С т р е л о ч н ы е п е р е в о д ы могут быть одиночными, д во й н ы ­ ми и перекрестными, а одиночные — обыкновенными, симметричны­ ми, разносторонними и односторонними. Н а небольших лесовозных узкоколейных ж елезны х д орогах бы ­ вает по 60...80 стрелочных переводов, которые состоят из д еталей о б ­ щим весом 800...1500 кг. Применяю тся д ва типа обыкновенных стрелочных переводов: од ­ носторонний и симметричный. Н аиболее часто укл ад ы ва ю тся одно­ сторонние стрелочные переводы. Стрелочный перевод состоит из стрелки, сл у ж а щ ей д л я н а п р а в ­ ления движения и вклю чаю щей д ва рам ны х рельса, два остряка и переводной механизм; крестовины с контррельсами, п ри к р еп ляе­ мыми напротив нее вдоль наруж ны х рельсов; соединительных пу­ тей из рельсов, л е ж а щ и х между стрелкой и крестовиной, в к л ю ­ чающих прямой участок и соединительную (переводную) кривую. Р ам ны м и р ельса м и н азы ваю тся наруж н ы е рельсы, к которым приж им аю тся передвиж ные остряки. И зготовляю тся они из о тр ез­ ков рельсов длиной от 3,5 до 6,5 м с дополнительными отверстиями в шейке для упорных болтов. Остряки д ел аю т из обыкновенных рельсов или специальных с утолщенной шейкой и уменьшенной высотой. Острый конец н а з ы ­ вается острием, а другой — корнем . Угол, образуем ый рабочими граням и пера и рамного рельса, назы вается угло м уд а р а или стре­ лочны м угло м . Величина его |5 (рис. 4.4) определяется из условия где t — зазор меж ду наруж ной гранью остряка и внутренней гранью рамного рельса, м; ог.р — ширина головки рельса, м; 10С — длина остряка, м. Д л я узкоколейных дорог м и н им альн ая величина за зо р а t составляет 55 мм. О ба остряка соединяются тягой так, чтобы один из них был п р и ж ат к рамному рельсу, а другой — отжат. Д л я перемещения остряков применяют переводные механизмы, у ста н а вл и в аем ы е у переднего конца их на двух длинных брусьях (2, 8 ...3.0 м ). Пере194 водной механизм состоит из станины, противовеса и сигнальной стойки с фонарем или указател ем , установленным на двух брусьях. Крестовина служ и т д ля свободного прохода реборд колес под­ вижного состава через пересечения рельсов и состоит из сердечни­ ка и усовиков (рис. 4.5). Крестовины могут быть сборными из нор­ мальны х рельсов, соединенных болтами и в клады ш ам и , и литыми. Точка пересечения рабочих кантов сердечника н азы вается матема- Рис. 4.4. Р асчетн ая схема угла стрелочного Рис. 4.5. Общий вид крестовины: 1 — сер д еч н и к; 2 — усовики тическим центром крестовины, а угол, образованны й рабочими граням и сердечника,— у гло м крестовины. О пределяется он из в ы ­ р аж ен и я где N — зн ам енател ь марки крестовины (от 5 до 15). От величины этого у гла зав и ся т все р азм еры крестовины. М а р к о й крестовины н азы вается отношение ширины сердечни­ ка в любом месте к расстоянию от этого места до математического центра крестовины. Н а ж елезны х дорогах узкой колеи прим еняю т­ ся крестовины с маркой от ‘/б до 7 э; на дорогах широкой колеи ДО '/is. Д л и н а передней части крестовины р = р '+ р " , где р ' — расстоя­ ние от н а к л а д к и до математического центра крестовины, м: р ' = = (50 + « —vr.p)N, и — ширина подошвы рельса, м; р " — длина пол у н а кл ад ки , м. Д л и н а зад н ей части крестовины q = q' + q", где q' — расстояние от математического центра до н акладки, м; q" — д ли н а полунакладки, м: q '= (50 + u -f v r.p)N . М и н и м а л ь н ая длина крестовины lKV= p + q. В связи с примене­ нием вывозки в хлыстах осущ ествляется переход от марок 1/7 к м а р к ам 1/9. Основные разм еры элементов крестовины односторонних стре­ лочных переводов приведены в табл. 4.27, а симметричных — в табл. 4.28. В соответствии с техническими у ка зан и я м и по содерж анию лесо­ возных ж е л е з н ы х дорог колеи 750 мм р азм еры желобов в стрелоч­ ных п еревод ах д олж ны быть: в корне остряка 57 мм, в горле к р е­ стовины 50, в ж елоб е крестовины до сечения сердечника в 40 мм — 38 и на участке в прямой части контррельсов — 32; на отводах усо7* 195 Т а б л . 4. 27. Основные размеры элементов крестовины односторонних стрелочных переводов Д лина крестовины Тип ко н тр ­ М ар к а кр есто ­ Тип р е л ь ­ р ел ьсо в вины сов н щ IV V VI VII VIII I II II II III IV IV 1/9 1/9 1/8 1/7 1/7 1/6 1/5 Р24 Р18 Р18 Р18 Р15 Р11 Р11 п ер е д н ей ч а с ­ задн ей части ти 1,832 1,650 1,307 1,280 1,280 1,103 0,988 0,947 0,854 0,873 0,814 0,814 0,726 0,739 2,779 2,504 2,180 2,094 2,094 1,829 1,727 Т а бл. 4. 28. Основные размеры элементов крестовины симметричных переводов Д/ ина крестовины • м Тип кр е с ­ Тип к о н т р ­ М ар ка товины р е л ьс о в крестовины I II III IV V VI I I II II II III 1/8 1/7 1/7 1/6 1 /5 ,5 1/5 Тип р ел ьсо в Р24 Р24 Р 18 Р18 Р18 Р15 передн ей части 0,903 0,814 0,814 0 ,803 0 ,705 0 ,750 задн ей чаети 1,550 1,281 1,280 1,143 1,050 1,150 всей 2,453 2,095 2,094 1,446 1,800 1,900 виков и контррельсов — на входах 74 и в отведенной части 56 мм. Ш ирина колеи в стрелочных переводах д о л ж н а быть: в сты ках р а м ­ ных рельсов, в крестовине и в конце переводной кр и в о » — 750 мм; у острия остряка и в середине переводной кривой — 760 и в корне остряка — 755 мм. Ш ирина ж е л о б а между остряком и рамны м рельсом V = Sq S mln Cmin> где S 0 — стан д артн ая ширина колеи; S mln — расстояние м еж д у ре­ бордами, мм: д л я колеи 1520 мм — 1437 мм; д ля колеи 750 мм — 682 мм; сш1п— ш ирина реборды: д л я колеи 1520 мм — 22 мм; д ля колеи 750 мм — 14 мм. Ш ирина ж елоб а между рельсом и контррельсом y = S о—Smax —^max 6, где S щах — расстояние меж ду ребордами, м: для колеи 1520 мм — 1443 мм; д ля колеи 750 мм — 688 мм; ст ах — ширина реборды, м: д л я колеи 1520 мм — 33 мм; д ля колеи 750 мм — 25 мм; 6 — зап ас на износ рельса: 6 = 2 мм. Ш ирина ж е л о б а меж ду усовиками и сердечником крестовины X = Сщах "Ь ^ тах 5т1п Ч" 6 . Основные расчетные р азм еры обыкновенного стрелочного п ере­ вода показаны на рис. 4.6. Л инейны е разм еры перевода о п р ед ел я­ 196 ются из уравнений, полученных проектированием всех его частей на вертикальную и горизонтальную оси. Теоретическая длина стрелочного перево­ д а — расстояние от н ач ал а остряка до математического центра крестовины. L T= /Ocosp + b + ncosa, где /0 — длина остряка, м; |3 — стрелочный угол; Ь — проекция пе­ реводной кривой на ось абсцисс, м: Ъ = (Я„.к + - y j (sin a — sin p), Rn.n — радиус переводной кривой, м; S — ширина колеи у остряка пера, м; п — п рям ая вставка, м: S — /0 sin р — ( r „ 'K + у ) (cos Р — cos a ) л = -------------------^--------- :— --------------------- , sin а а — угол крестовины. т г — -------- 11------ У- S 1 1j ■■ fei. к Рис. 4.6. Расчетная схема обыкновенного лочного перевода стре­ Полная, или практическая, длина перевода вклю чает дополнительно расстояние от стыка рамного рельса до н ач ал а остряка т, длину задней части крестовины q и длину приго­ ночного рельса k\ La — L T+ Z, где т — расстояние от стыка рамного рельса до острия пера, м: I с— S т = m Qa — -— , п ц — число пролетов, н азн ачаем ы х при выборе рамного рельса: лг0= 1 . ..5, а — расстояние меж ду осями переводных брусьев, м; 197 с — расстояние меж ду осями переводных брусьев на стыках, м; б — стыковой зазор, м; LT — теоретическая длина перевода, м; г — расстояние от математического центра до конца перевода, м: 2 = — q + k, q — длина задней части крестовины, м; k — длина вставки пригоночного рельса, м. Д л и н а переводной кривой £о = (Я п.к + - | - ) ( а - р ) . Рис. 4.7. Стрелочный перевод в осях По полученным расчетным данны м вычерчивается масш табный план располож ения всех элементов перевода, назы ваемы й эпю рой перевода (рис. 4.7). П ри составлении эпюры производится р а з м е ­ щение всех брусьев с учетом положения стыков на весу-и р а с к л а д ­ ка переводных брусьев с расстоянием между их осями 400...500 мм. Расстояние от центра перевода до конца крестовины b= SN + q, где 5 — стан д ар тн ая ширина колеи, м; N — зн ам енатель марки крестовины; q — расстояние от математического центра до конца крестовины, м. Расстояние от н ач ал а рамного рельса до центра перевода, пред­ ставляю щ его пересечение основного и примыкающего путей, a = L T— S N + т. Расстояние от центра перевода до предельного столбика U v = rN . Путь, на котором на определенных расчетных расстояниях р а с ­ положен р яд различны х стрелочных переводов, н азы вается стре­ ло чн о й у л и ц е й (рис. 4.8). При небольшом количестве путей, при­ мыкающ их к стрелочной улице, ее проектируют под углом, равным углу крестовины от основного пути или бокового. Р асч ет таких улиц 198 сравнительно прост и состоит в определении необходимых данных д ля разбивки и у кл ад ки (координат центров всех переводов). Д л и н а стрелочной улицы Lc.y = nb + (га+ 1) (я + f) + f i + Т, где п — количество соединяемых путей; f — п рям ая в ставка м е ж ­ ду двумя стрелочными переводами, м; f 1 — п рям ая вставка послед­ ней улицы, м. Расстояние м еж д у двум я центрами стрелочных переводов а d . е sin а > где е — расстояние между соединяемыми путями, м; а — угол к р е­ стовины. ника П р я м а я вставка меж ду двумя стрелочными переводами f = d — (a + b ), где d — расстояние между двумя стрелочными переводами, м. П р я м а я вставка последней улицы f l = d - ( b + T ), где Т — тангенс кривой, м. П ол н ая длина соединения L c = L\ + a, где L\ — проекция стрелочной улицы на горизонтальную ось: L\ = “ ^ с . у COS (X. Д л я соединения двух б ли зл еж ащ и х рельсовых путей посред­ ством стрелочных переводов устраиваю т съезды, полная длина ко­ торых (рис. 4.9) определяется из вы раж ен и я: L , L \ -(“ 2 ц , где L\ — проекция соединения на горизонтальную ось: 1 — е tg a 199 Такие съезды на ж елезны х дорогах получили наибольш ее р а с ­ пространение: они просты по устройству, разбивке и нетрудоемки по уходу. Д л я смены направления движения подвижного состава в пунк­ тах оборота устраиваю тся поворотные путевые устройства — пово­ ротные круги, петли, треугольники. Поворотный треугольник (рис. 4.10) представляет основной вид путевого поворотного устрой­ ства. Д л я его устройства требуется площ ад ка с ровной поверх­ ностью. Д л я разбивки и у кл ад ки определяю тся элементы поворот­ ного треугольника. З а д а в а я с ь значением минимального радиуса кривой R u определяю т полную высоту поворотного треугольника Я д = b sin а + R x cos а + b + а + /т, где Ъ — расстояние от центра перевода до конца крестовины, м; R\ — радиус кривой, м; /т — длина тупика, м: /т = /п "Н1з> где /п — длина единицы подвижного состава, м; 13 — зап ас н а я д л и ­ на: /3 = 3...5 м. Величина радиуса поворотного устройства опреде­ л яется по формуле ^ Rx cos а — 6 (cos а — 1) П'У sin (90° — а ) — sin а П о л н ая длина основания поворотного треугольника L a = 2 (а + b cos а) + b sin а + R [sin (90° — а) — sin а] -J+ Rx ( 1 —sina). З н а я высоту и полную длину поворотного треугольника, можно найти необходимую величину площ адки д ля устройства треуголь­ ника. Г лава 5. И СКУССТВЕННЫ Е СООРУЖ ЕНИЯ 5.1. Классификация искусственных сооружений Искусственные сооружения являю тся составной частью д о р о ж ­ ной конструкции. Р а зл и ч аю т следующие искусственные соору­ жения: по капитальности к о н с т р у к ц и и — капитальные, рассчитанные на длительный срок службы , и временные, п редна­ значенные д ля непродолжительной эксплуатации; п о м а т е р и а л а м — металлические, каменные и бетонные, железобетонные, деревянные; п о р о д у и р а с п о л о ж е н и ю е з д ы — автодорож ные и ж е ­ лезнодорожные, с ездой по верху и по низу; п о ч и с л у п р о л е т о в и о ч к о в — д л я мостов: однопро­ летные, двухпролетны е и т. д.; д ля труб: одноочковые, двухочко­ вые и т. д.; п о г а б а р и т а м — габаритные, удовлетворяю щ ие действую ­ щ ему габари ту (табл. 5.1, рис. 5.1), и негабаритные, ограничиваю ­ щие пропуск подвижного состава; Т абл. 5. 1. Габариты мостов на автом обильны х лесовозны х дорогах 03 5о а г < р,я элементами конструкций на высоте а Я \о са U 2 К а о VO 3 м от верха 4,5 м от верха п роезж ей час­ п роезж ей час­ ти, Б ти, Л Г-8 8 8 ,5 7 Г-7 7 7 ,5 6 4 ,5 5 3 ,5 2 Виды д о р о г М агистрали лесозсзны х дорог I к а т е ­ гории М агистрали лесовозных дорог II к а т е ­ гории М агистрали лесовозны х дорог III к а ­ тегории, ветки и усы, хозяйственны е до­ роги, не имеющие выраж енного грузооборота, зимние лесовозные дороги Расстояние в свету в м етрах м еж д у э Г-4,5 П р и м е ч а н и я : 1. Ш ирина тротуаров н азначается равной 0,75 м. 2. Высота колесоотбойного бруса (высота бордюра) на деревянных мостах принимается равной 0 , 1 5 . . . 0 , 2 м, а на мостах капитального типа — 0,3 м. 3. На дорогах с двухполоснкм земляным полотном при применении автопо­ ездов с кониками, имеющими ширину более 2,75 м, габариты мостов увеличи­ ваю тся на 1 м. 201 по д л и н е и величине водосборной площ а­ д и — д ля мостов: м алы е (длиной до 25 м вклю чительно и водо­ сборной площ адью до 25 км2); средние (от 25 до 100 м длиной и от 25 до 100 к м 2 водосборной п лощ адью ) и большие (длиной и водо­ сборной площ адью более 100 м и 100 км2). Д л я других искусствен­ ных сооружений такого деления не установлено. Среди искусственных сооружений на лесовозных автом оби ль­ ных д орогах наибольш ее распространение получили м а л ы е мосты (деревянные и железобетонные), круг­ лые трубы. Т , г I —* Г □х Рис. 5.1. Габариты приближения конструкций стов на автомобильных дорогах: мо­ а — с ездо й по н изу; 6 — с езд о й по в ерху Составными частями моста являю тся опоры и пролетные строе­ ния. Р а зл и ч аю т концевые опоры моста (устои) и промежуточные (бы ки). Концевые опоры в отличие от промежуточных подд ерж и ­ ваю т не только конец пролетного строения, но и примыкаю щ ую к мосту насыпь, п редохраняю т ее от обрушения. Опоры деревянных мостов бываю т свайные, рамно-свайные, лежневы е, р ам н о-леж н е­ вые (с зал о ж ени ем на подуш ке), клеточные быки и устои. Насыпь у моста закан чи вается конусами. П ролетное строение опирается на опоры. Расстояние между центрами опорных частей н азы вается вели чи н о й расчетного п р о л е ­ та. Количеством и величиной расчетных пролетов в ы р а ж а ю т схему моста. Н апример, запись 27 + 2 x 3 2 + 1 8 означает, что в мосту име­ ется одно строение с расчетным пролетом 27 м, д в а по 32 и одно 18 м. Запи сь схемы моста ка к и счет опор (начиная с нулевой) и пролетных строений (начиная с первого) ведут в направлении ки л о м етр а ж а дороги. Конструкция опор и пролетного строения зависит от вида и к а ­ чества применяемого м атери ала. Основными м атери ал ам и при со202 оружении мостов на лесовозных дорогах являю тся древесина и железобетон. Д л я изготовления несущих конструкций применяется бетон м а р ­ ки 200, 250, 300 при обычном армировании и марки 300, 400, 500 и 600 — при армировании с предварительным напряж ением а р м а т у ­ ры и первосортная, высококачественная древесина. Р азм е р ы моста х арактеризую тся длиной, величиной отверстия и высотой. Д л и н о й моста н азы ваю т расстояние между наружны ми (задними) граням и устоев. Отверстие моста — это суммарное р а с ­ стояние в свету между всеми опорами на уровне расчетного гори­ зонта водотока, а высота моста — возвышение дороги над обрезом ф ун дам ен та опор. Д л я малы х водотоков с расходом до 10 м3/с и действующих периодически (при выпадении дождей, таянии снега и т. д.) вместо мостов применяют водопропускные одиночные трубы. Трубы бы ­ ваю т железобетонные, бетонные, каменные, металлические и д е р е ­ вянные. Н аиб ольш ее распространение получили железобетонные круглы е трубы с отверстиями 0,5; 0,75; 1; 1,25; 1,5, 2 м. Отверстия и высота в свету труб д олж ны быть, к а к правило, не менее 1 м, при длине трубы до 15 м — не менее 0,75, а на съездах и пересечени­ ях — не менее 0,5 м. В стесненных условиях д л я пропуска воды по кю ветам допускается устройство круглы х труб отверстием 0,5 м и прямоугольных сечением 0,4 X 0,4 м. Р асчет мостов и труб на воздействие водного потока произво­ дится по расчетным расходам и соответствующим им уровням сл е­ дующей повторяемости: д л я дорог со сроком службы мосты и трубы малы е деревянные мосты д л я дорог со сроком сл у ж ­ бы на вывозке л еса от 5 лет до 20 лет для дорог со сроком службы на вывозке леса до 5 лет на вывозке леса более 20 лет: 1 раз в 50 лет 1 раз в 33 года 1 раз в 33 года 1 раз в 10 лет. Р асч ет отверстий малы х мостов и труб производится по расхо­ дам, определяемым согласно действующим у ка зан и я м и средним допускаемым скоростям течения воды, по допускаемым возвы ш е­ ниям низа конструкции сооружения и подтоплениям насыпей. Б о л ь ­ ших и средних мостов — по расходам, определяемым по натурным данным, с учетом возможного р азм ы в а и срезки грунта д ля у в ел и ­ чения рабочей площ ади под мостом. С ледовательно, чтобы рассчи­ тать величину отверстия искусственных сооружений, необходимо произвести гидравлический расчет, который вклю чает определение расчетного расхода воды; установление подпора перед сооруж ени­ ем, по величине которого можно судить о том, затоплено или нет выходное отверстие сооружения и достаточна ли высота насыпи; определение глубины воды в сооружении, что д ает возможность судить о соблюдении технических норм проектирования в отноше­ нии предельно допускаемого затопления отверстия; определение 203 глубины и скорости течения воды на выходе из сооружения с целью выбора мероприятий по защ ите русла от размывов и установление возвышения бровки земляного полотна на подходах к мостам, ко­ торая д ля м алы х мостов д о л ж н а быть не менее 0,5 м над отметкой подпертого уровня при безнапорном реж им е и не менее чем на 1 м для труб, диаметром 2 м и более при напорном и полунапорном реж имах. 5.2. Определение расчетного расхода воды для малых искусственных сооружений Количество воды, стекаю щ ее к искусственному сооружению в единицу времени через живое сечение, н азы вается расходом или стоком. Сток воды дел ят на поверхностный и подземный, или грун­ товый. Поверхностный в свою очередь — на ливневый и от талых вод, или весеннего снеготаяния. Наибольш ий объем воды от одно­ го ливня или снеготаяния, притекающий к искусственному соору­ жению за срок его работы, н азы вается расчетным расходом. Территория, с которой поверхностные воды стекают к данном у искусственному сооружению, н азы вается во­ досборной или бассейном во­ дотока. Граница бассейнов проходит по наивысш им точ­ кам местности, назы ваемы м вод ораздельн ы м и ли н и я м и или вод оразделам и. Линия, соединяю щ ая пониженные точки бассейна, носит н а ­ звание лога или тальвега. П оперечны м сечением р ус­ л а н азы ваю т сечение русла вертикальной плоскостью, перпендикулярной н ап р ав л е­ нию течения. Ж и во е сече­ ние — поперечное сечение, ограниченное сверху гори­ зонтом воды. Расчетным горизонтом вы соки х вод н азы ваю т гори­ Рис. 5.2. К арта изолиний для определения зонт, по которому выполня­ климатического коэффициента А д л я Е вро­ ется расчет сооружения. пейской части СССР Р абочей площ адью назы ваваю т площ адь живого сечения в сооружении. В дорож ных проектных организациях при расчете ливневого стока получила широкое распространение упрощ енная формула Союздорнии. Гипролестранс рекомендует применять метод Н Т К Н К П С , по которому ливневый расход определяется по формуле 204 <2Л =-• П м3/с, (5 .1 ) где Л — климатический коэффициент, характеризую щ ий количе­ ство осадков, м 3/с, вы падаю щ их на 1 км 2 площ ади бассейна в 1 с (определяется по к ар те изолиний с точностью до единицы, рис. 5.2 и 5.3); F — п лощ адь бассейна, оп ределяем ая по карте, планом или обходом в натуре, км 2; т.\ — поправочный коэффициент на залесен- Рис. 5.3. К арта изолиний для определения климатического ента А для Азиатской части СССР коэффици­ ность (принимается по табл. 5.2); т г — поправочный коэффициент на впитываемость почв (принимается по табл. 5.3); п — ко эф ф и ­ циент, принимаемый в зависимости от типа водоотводного соо руж е­ ния и срока его сл у ж б ы (принимается по табл. 5.4); а — коэф ф ици­ ент зам ед лени я стока (принимается по табл. 5.5 в зависимости от длины I и среднего уклона i бассейна). Т абл. 5. 2. Значение коэффициента залесенности т х Х арактери сти ка бассейна Залесенны й и сильнозаболоченны й Залесен ны й и слабозаболоченны й сп лош ь пашней площ адью 20 км 2 В остальны х случаях или Коэффициент т , покрытый почти 0 ,7 0 ,8 1,0 С р едняя д ли н а безрусловых склонов водосбора определяется по ф ормулам : при наличии боковых логов 205 , 1000F I = ---------------------- м; 1,8 (L + Zf6) при отсутствии боковых логов и двухскатном бассейне при односкатном бассейне 1000F I = ----------- M, L где L — длина главного лога (расстояние от сооружения до водо­ раздела по главному тальвегу), км; 2 ^5 — сумма длин боковых л о ­ гов русловой системы, км. Т абл. 5 .3 . Значение коэффициента на впитываемость почв tn 2 Х ар актер и сти ка бассейна С ильнопроницаемые почвы, покрывающие большую часть площ ади бассейна (сыпучие пески при мощности залегани я не менее 1 м; рыхлые осыпи из щ ебня и гальки; сильнотре­ щ иноватые известн яки и глины) Хорошо впитывающ ие почвы (супеси, пески с маломощным слоем, мох при открытых заболоченны х пространствах) Средневпитывающие почвы (суглинки, чернозем) Слабовпитывающ ие почвы (вечная мерзлота, бли зкая к по­ верхности 0 , 4 . . . 0 , 5 м, и с к а л а без трещин, ж ирн ая глина) К оэффициент т , 0 ,5 0 ,7 1,0 1,3 Табл. 5. 4. Значение коэффициента п Наименование искусственных сооруж ений Мосты на постоянных опорах, кюветы и продольны е к ана вы Д еревян н ы е мосты при сроке службы более 10 лет, бетонные и ж елезобетонны е трубы, нагорные канавы Д еревянны е мосты при сроке службы от 5 до 10 лет Временные деревянны е мосты и трубы при сроке службы до 5 лет и прочие водоотводные устройства, размыв которых не угрож ает полотну К оэффициент п 1,25 1,50 1,75 2 ,0 0 Средний уклон склонов бассейна определяю т по ф ормуле ;= ГЪ 1* - г где Г — расстояние между смежными горизонталями на карте по высоте, м; ^ 1 Г— общая длина всех линий горизонталей в пределах площади бассейна, км. Средняя ш ирина бассейна определяется по ф ормуле В = — . L 206 О to СО СО 00 Ю СО со СО —* -н О 00 со to -Г -Г o ' o ' o ' 00 СО -н СЧ Ю Tf о 'о * ' 0 ,3 5 0 0 ,3 1 8 0 ,2 5 0 и -о О О Ю 0 ,3 1 3 t* О 00 О со тр I тР T (N 0 0 ^ ОЮ Ю 0 ,3 5 0 Ю^ 0 ,3 9 6 СОсо 0 ,3 9 6 СО СО 0 ,4 6 3 Ю 0 0 о о СО Ю СЧ СО 0 0 СО СЧ *-* О ) CD Ю со о СО О СО СО О О О О о со СЧ о " о" ■'f о Tf оо тг СО о о О СО 00 СО со со о о со сч ^ о to сч сч сч сч ю СО сч сч оо 00 сч со со со сч сч сч о о о о о о Я =3 о о? =3 чс 05* Я 405 я=3 £ 0П я 4С К н S СП 05 РЗ я Ю со СО о сч сч o' 5 кCJ CQ0Н 5 II °* 0) СЧ 'О стока О *-« 05 00 СО ю Ь- Г-. 05 05 00 05 О О тг т*н о TfH TJH Tf со СО СО о о о 'о " о " o ' ООО Ю со о г - I-'— 1 со со сч сч сч сч о о" о " o ' о" Csсч О 00 —н — f - 00 N I СО тГ СО СО со со сч <NC4 — о" о" о* о" I о" о" I о о о 'о " о " о " О Ю COlO IЮ замедления О 05 1>- Ю ^ о сч о " о" о ^ Л 0) Я Я щ со 1 я о о to 05 СЧ *-н 4 Я 0н5 0 ^35 Я со ^ ^ сч ю сч оо сч ^ о о О 05 05 Ю 00 05 СОСО о о СО to —1 сч о о о о о о о сч оо со О) 0 5 Ю Ю СЧ 0 5 о to со со сч сч сч сч сч сч сч —■ 1 о о о о о I о " о " о " о" о " о " о " о " о о " о " СО Ч X >. сч h- сч сч сч О О О О О Iо о 00 о 1=3 Ч( 05 и Я to to ю ^ 05 СЧ О со ю со ю СЧ 00 00 Ю ю со TJH —< СЧ 05 о -н —н 1—«г-н т—. — 1 ю ^ со сч сч сч ^ о о о о о о о" о" о " о" о" о" о" о о" о" о" с4 Я _ •©< в «е* сп РЗ о яь* я я- 5 J•©■ Hо СП Я о си Я О СО О СЧ со I 00 ^ Tf СО СО СЧ —■I —н ^ о о о о о Iо о Табл. 5. 5. Я S iя S s ю юю O IO N N N Значение коэффициента 03 ююю СЧ О 05 00 О h- СО сч о о со ^ сч сч о —<05 О h- 00 1-н —1 1-Н — — о -Н О о о " о" о " о" о " о" о о" о" 05 я со со Ю00 — о 05 Ю05 TJH 00 to Tt< со ю со о —< 05 оо со Г- Ю со ^1’"^ -н О о о о о ° - ° - о <М=Я v / f о" о " о" о " о " о " о" о "о " о " о" о" СО я Си Ю 00 00 . СЧ С* ■ о СЧС Ч’ О О О © ,о " Ю со со о сч С"- Ю Г - Ю о о о о о о о " о " о "о " о " о" о " о" г-н оо -н О со со оо 05 СО о о о о * "о "о o, ' о o ' ОСОЮ ' сч * о . to*-* «22 х® к « Ч и -« СО 05 05 со 05 05 со —« со со rf< ю о о о о " о" о" т*< tO СО Г- СО »"Н О СО ^ ю СО ^ tO Tf to со о о о о о о о о о о о о о о с я я я я J о £ ,* „ S B « O S я- а в " Г. с sч ■и ^ К 0) f ч п С и^ * Сеч• аs ■ »в я S 207 П риток воды к искусственным сооружениям д л я гористых б а с ­ сейнов при уклоне i более 100 % 0 определяется по формуле п (^л Gm2kF3/4 - (5.2) м 3/с, где G — коэффициент гористости, принимаемый: д ля сл аб охо л м и ­ стых бассейнов при i<10°/oo — 5; д ля сильнохолмистых бассейнов при t = 10 ... 100 % о — 8 ; д ля слабогористых бассейнов при i = 100 ... 300%о — 12; д л я сильногористых бассейнов при />300°/оо— 15 (i — поперечный уклон местности к линии канавы , определяемый по к а р ­ те, плану или нивелированием); k — климатический коэффициент. Зн ачен ия его принимаю тся следующие: д л я Северного края д л я Л енинградской области для Европейской части СССР: восточные и юго-восточные районы центральны й район западный юго-западный для А зиатской части СССР: Приморье Ц ентральн ая часть Д альнего Востока Зап адн ая и Восточная Сибирь 0 ,7 0 ,9 0,9 1, 0 1,1 1,4 1,1 0,9 0,8 Значение площ ади бассейна F 3/4 приведено в табл. 5.6. Т а б л . 5.6. * , км2 * 3 /4 0,005 0,006 0,007 0,008 0 ,0 0 9 0,0 138 0,01 0,02 0,0 316 0,0 5 0 4 0,0721 0,0 8 9 4 0,1 0 5 8 0 ,03 0 ,04 0 ,05 0 ,06 0,07 0 ,08 0 ,09 0,1 0,2 Значение площади бассейна F V * F, км2 0 ,3 0,4 0,5 0,0222 0,0 2 4 2 0,0 2 6 7 0,0 2 9 2 0,6 0 ,7 0,8 0 ,9 1 2 3 4 5 0,1212 0 ,1 3 6 0 0 ,1 5 0 3 0 ,1 6 4 3 6 7 8 0,1781 0,2891 9 10 * 3 /4 0 ,4 0 5 9 0,5 0 3 5 0,5943 0,6819 0,7 6 5 4 0,8459 0,9241 1,0 1,682 2 ,2 8 2 ,82 8 3 ,34 4 3 ,834 4 ,3 0 8 4 ,7 5 7 5 ,1 9 6 5 ,6 2 *, км2 *'3/4 11 12 6,04 6 ,4 4 7 6 ,8 4 6 7,238 7 ,622 13 14 15 16 17 18 19 20 30 40 50 60 70 80 90 100 8,00 8 ,3 7 2 8,739 9,10 9,457 12,82 15,90 1 8,80 2 1 ,5 4 2 4 ,2 0 2 6 .7 5 2 9 ,2 2 3 1 .76 О пределение весеннего стока воды от снеготаяния и весеннего д о ж д я производится по формуле Qs = 208 Ш + 0,25Qj- М3/с, (5.3) где М — модуль снегового стока, зависящ ий от площ ади и района располож ени я бассейна (определяется по табл. 5.7). Т абл. 5.7. Значения модуля снегового стока Районы с сезонным пром ерзанием грун тов П л ощ адь бассейна, к м 2 Северо-Восток С евер С ибирь 1,4 1,22 1,1 1,0 0 ,8 5 0,7 6 1,15 1 ,0 0,91 0 ,8 2 0 ,7 2 0 ,6 5 2 ,0 2 ,0 1,83 1,52 1,2 1,0 1 2 ,5 5 10 25 50 Примечание. распространяю тся. П риведенные данные на районы вечной мерзлоты не При расчете м алы х искусственных сооружений определяю тся величины расходов от ливневого (форм ула (5.1) или (5 .2 )), снегово­ го или смешанного стоков (форм ула (5 .3 )), а за расчетный — при­ нимается больший из них. 5.3. Р асчет отверстий м а лы х мостов При расчете отверстий м алы х мостов в первую очередь у ста н а в ­ ливаю тся бытовая глубина и бытовая скорость vq. Б ы то в ая глубина определяется путем построения кривой расхо ­ дов. Д л я этого на имеющийся поперечный профиль водотока (рис. 5.4, а) наносят не менее а трех произвольно взяты х гори­ зонтов глубиной h\\ h 2\ h$ и в ы ­ числяют соответствующие им гидравлические х арактери сти ­ ки и расходы. 1. П л о щ адь живого сечения: Д/ . it при трапецеидальной форме S w = bh + m h 2 м2; при треугольной форме w — h2 Щ + Щ где b — ширина потока, м; h — глубина потока, м; т , гп\, т 2 — зал о ж е н и е откосов при т р ап е­ цеидальном и треугольном се­ чениях (т 1 — зал о ж е н и е внут­ реннего откоса, т 2 — н а р у ж ­ ного) ; Рис. 5.4. Расчетные схемы: а — схем а п оперечного сечен и я л о га ; б — кри ­ в а я р асх о д о в воды в зави си м ости от бы то­ вой глуби ны 2. Смоченный периметр ж ивого сечения: при трапецеидальной форме p = b+ 2 h V l+ m 2 м при треугольной форме р = h [ ] / r 1 + m? + ] /" 1 + m l I м; 3. Гидравлический радиус w м. Rг> = — Р 4. С редняя скорость потока v — С V Ri м/с, где R — гидравлический радиус ж ивого сечения, м; i — продольный уклон лога перед сооружением (определяю т по к а р т е ) ; С — ско­ ростной коэффициент (коэффициент Ш ези ), определяемый по ф о р­ муле Н. Н. П авловского: С = — Ry, п (5.5) у — п о каза тел ь степени, определяемый: по полной формуле у = 2,5 Y T — 0 , 1 3 — 0,75 V R ~ { Y T — 0 , 1 ); по приближенны м форм улам при R < 1 м у = 1,5 У п ; при R > 1 м у — \ ,Ъ У п . К оэффициент ш ероховатости п определяется по табл. 5.8. Т а б л . 5.8. К оэф ф ициент гидравлической шероховатости Коэффициент ш ерохо­ ватости п Х а р ак т е р п оверхности грун та Зем л ян ы е стенки в обычном состоянии Х орош ее состояние поверхности русла, местны х углублений Зем л ян ое русло в относительно хорошем частично заросш ее, слабоизвилистое З асо р ен н о е и заросш ее русло ровное, без 0,0225 0,0330 состоянии, 0,0400 0,0500 З н а я п лощ адь ж ивого сечения д л я к аж д о й глубины hi, /12, h3 и среднюю скорость течения, определяют соответствующий им расход по формуле: Q = w v м 3/с. Н а основании полученных данны х в прямоугольных коорд и на­ тах строят кривую Q = f ( h ) (рис. 5.4, б). О тлож и в на оси х величину расчетного расхода Qp, из полученной точки проводят вертикаль до пересечения с кривой расходов, из точки пересечения — горизонталь 210 д о пересечения с осью ординат, величина которой соответствует бытовой глубине потока /igПосле определения Нб вычисляют критическую глубину потока в искусственном сооружении V2 hK = — м, g где Од — д оп ускаем ая скорость воды в сооружении, выбирается по дан ны м табл. 5.9 в зависимости от типа грунта или принятого укрепления дна и глубины потока, м/с; g — ускорение силы т я ж е ­ сти: g = 9,81 м/с2. Т а б л . 5.9. Допускаемые скорости течения воды в естественных руслах и при различных способах их укрепления Тип гр у н та или способ у кр еп л ен и я Д опускаем ая скорость течения (м /с) при средне!) глубине п отока, м 0,4 Пыль и ил Песок Г равий Булы ж ник Г ли н а и суглинки О дерн овка плаш мя О дерновка в стенку Мощение на мху М ощ ение на щебне К ам ен н ая наброска Б утовая кладка Бетон Бетонный лоток Д еревянны й лоток 1,0 2, 0 3,С 0 ,1 5 ....0 ,2 0 0 ,2 .,..0 ,3 0 ,2 5 .. .0 ,4 0 ,3 ...0 ,4 5 0 ,2 0 . ..0 ,6 5 0 ,3 ....0 ,7 5 0 , 4 . . .0 ,8 0 ,5 ...0 ,9 0 0 ,5 0 . ..1 ,0 0 0 ,0 6 .,..1 ,2 0 , 7 . . .1 ,3 5 0 ,7 5 ..1 ,5 2 ,0 0 ....3 ,5 0 0 ,7 5 .. .4 ,3 2 ,4 ..,.3 ,8 3 ,1 0 ...4 ,6 5 0 ,3 5 ....1 ,0 0 0 ,4 .,..1 ,2 0 ,4 5 .. .1 ,4 0 ,5 ...1 ,5 0 ,9 0 1,2 1,3 1,4 1,50 2 ,0 2 ,2 1,8 2 ,0 .,..3 ,0 3 . . .4 2 ,5 ....3 ,5 3 ,5 ...4 ,5 2 ,5 . . .3 ,5 3 , 5 . . .4 ,5 3 ,0 .. .4 ,0 4...5 3 ,0 3 ,5 4 ,0 4 ,5 6 ,5 8 ,0 10,0 12,0 5 ,0 ....7 ,0 7 .. .9 6 ,0 ..,.8 ,0 7 ,5 ...1 0 ,0 1 0 ,0 .. .1 3 ,0 1 2 ,0 .. .1 6 ,0 1 3 ,0 .. .1 9 ,0 1 5 ,0 ...2 0 ,0 8 ,0 10,0 12,0 14,0 В зависимости от соотношения кб и h K могут быть два вида про­ текан ия воды через сооруж ение и соответственно им две расчетные схемы при определении отверстия моста. При 1,25 происходит свободное истечение воды через соЛк оружение. В этом случае имеет место водослив с незатопленным порогом (рис. 5.5,а). При - ^ - > 1 , 2 5 устанавливается несвободное ha истечение воды, которое соответствует затопленному водосливу (рис. 5.5,6). Величина отверстия малого искусственного сооружения при незатопленном водосливе определяется по формуле Бресса где k\ — коэффициент, учитывающий стеснение русла от пром еж у­ точных опор: &i = l ...l , 2 ; Qp — расчетный расход воды, м 3/с; р — ко­ 211 эффициент бокового сж ати я русла в зависимости от пролета (табл. 5.10). Полученную по ф ормуле (5.6) величину отверстия сооруж ения округляю т до бли ж айш его типового значения, и проводится провер­ ка реж и м а работы искусственного сооружения. а Типовые проекты предусматЩ{<(25 риваю т следую щие величины отверстий д ля деревянных мо­ стов любых систем: 1; 2; 3; 4; 5; 6 ; 7; 10; 12; 15 и 20 м. Одна"■"-t—i;g ко если по расчету отверстие У^Т железобетонного или д ер ев ян ­ ного мостов получается менее 2...3 м, то рекомендуется приЬ£ менять трубы. ШШ. \ $1,25 П осле окончательного в ы ­ \ !Г бора величины отверстия опре­ \ \ д ел яю т фактическую скорость \ ящ протекания воды в сооружении з Рис. 5.5. Гидравлические схемы проте­ кания воды через малое искусственное сооружение: а — н езато п л ен н ы й водосли в; ный водосли в Критическая глубина пото­ б — за т о п л е н ­ ка: д л я трапецеидального сечения Ь0 — Нк — V ь2 0—4mwcp 2т где w cр — ф ак тич еская п лощ адь ж ивого сечения потока, м2; д ля треугольного сечения hПк — — о 2т Т абл. 5.10. К оэф ф ициент сжатия ц П рол ет, м 4 6 10 20 30 П ри совпадении л ед о х о д а с высоким историческим горизонтом 0 ,7 5 0 ,8 0 0 ,8 5 0 ,9 0 0 ,9 5 Б ез со вп ад ен и я л е д о х о д а с высоким историческим горизонтом 0 ,8 0 0 ,8 5 0 ,9 0 0 ,9 5 0,9 6 Фактическую скорость воды под мостом Уф и полученную кр и ­ тическую глубину сравниваю т с ug и йб и проверяют, остался ли водослив после округления величины отверстия раб отать по схеме незатопленного или ж е реж им протекания воды в сооружении изме­ нился. 212 П ри затопленном водосливе величина отверстия малого моста определяется по ф ормуле и округляется в большую сторону до ве­ личины, кратной 1 м: рУдЛб Д а л е е определяю т высоту подпертого горизонта перед сооруж е­ нием, необходимую д ля определения отметки низа пролетнего стро­ ения и минимальной отметки бровки зем ляного полотна у соору­ жения: при незатопленном водосливе Я п, = — V2 где v — средняя скорость течения воды по ф ормуле при затопленном водосливе Яп.Г “Ь (5.4), м/с; vl ~ v2 ч З н а я величину Я п.г, определяют: минимальную высоту насыпи Я н= Я п.г + А , где А — возвышение бровки земляного полотна насыпи на подходе к мосту, в расчетах принимается не менее 0,5 м; минимальную высоту моста ям=ян+я+г, где К — конструктивная высота моста от низа пролетного строения д ля проезжей части по оси моста (принимается по табл. 5.11, 5.12); t — возвышение пролетного строения над подпертым горизонтом, м: / = 0,5. По рассчитанным Ь0 и Я м подбирают, согласно типовым проек­ там Гипролестранса, соответствующий тип искусственного сооружеТ абл. 5.11. Размеры основных элементов однопролетны х деревянны х мостов П р о л ет в свету 10, м Расчетны й п р о л е т Д лин а моста на свайн ы х о п о р ах , м Д . м 1 2 3 4 5 6 ' Примечание. 0 , 3 м. 1,3 2 ,3 3 ,3 4 ,3 5 ,3 5 ,8 При лежневых 2 3 4 5 6 6 ,5 опорах С троительная высота габ ари тов , м К для Г-7 г -8 0,41 0 ,4 6 0,49 0,52 0 ,5 5 0,57 0,42 0 ,4 7 0 ,5 0 0 ,5 3 0 ,5 4 0 ,5 8 длина моста увеличивается на 213 Табл. 5.12. Основные размеры малы х мостов из сборного ж ел езобетон а П рол ет в с ве т у 2 3 4 5 17,5 10 12 15 20 1„, м Р асчетны й п ролет 1р, м П олная дли на пролетного строения 1, м С троительная высота К, м 0,36 0,40 0,44 0,47 0,87 0,97 1,02 1,17 1,42 2,6 3,6 4,6 5, 6 8,66 11,36 14,06 16,76 22,16 2,18 3,22 4,26 5, 29 8,40 11,10 13,70 16,30 21,60 ния. Д а л е е определяется величина уклона в сооружении, необходи­ м ая д л я обеспечения принятых скоростей течения по формуле i = (5.7) Д л и н а моста по настилу определяется по формуле L M — b + 2 d + 2 т \ Н Ы— ч где Ь — отверстие моста, м; 2 ^ — сумма ширин промежуточных опор, м; Н м — высота моста. Остальные размеры см. на рис. 5.6. К расчету сооруж ения прилагается поперечный профиль водото­ ка с нанесенной схемой рассчитанного искусственного сооружения (в осях) с приведением всех его разм еров в м асш табе 1 : 20...1 : 50 (см. рис. 5.6). Рис. 5.6. Схема деревянного моста в осях П о окончании расчета искусственного сооруж ения необходимо проверить рабочие отметки на продольном профиле дороги у соору­ жения. Если приняты е на продольном профиле высоты насыпей меньше, чем определено расчетом, вносят исправления в положение красной линии продольного профиля дороги. 214 5.4. О пределени е отверстий водопропускны х дорож ны х труб П о форме поперечного сечения на лесовозных автомобильных дорогах применяю т круглые, прямоугольные и треугольные трубы (рис. 5.7). Элементы труб: фундамент, звенья (или к ол ьц а), вход­ ной и выходной оголовки (рис. 5.8). Оголовки обеспечивают соп ря­ ж ени е звеньев с откосами земляного полотна и создаю т условия для нормального протекания воды в трубе. П о хар актеру гидравлической работы и конструкции оголовки р а з д е ­ ляю тся на портальные, р а с т ­ рубные, коридорные, ворот­ никовые, обтекаемы е (рис. 5.9). П ервы е четыре типа оголовков создаю т условия д л я безнапорного и полунапорного реж им ов протекания воды, а обтекаемы е — для напорного и безнапорного. Р еж и м ы протекания воды в трубах устанавл и ваю т в IW P T W T W 1 IW I зависимости от величины р асхода воды Q и отверстия трубы (рис. 5.10). Безнапорный ре­ ж и м устанавл и вается в тр у ­ бе, если # < 1,2 h T (рис. 5.10, а ). В зависимости от Рис. 5.7. Поперечное сечение водопропуск­ ных труб: соотношения бытовой и кри ­ а — кр у гл о й тр у бы (б е зн а п о р н о й ); б — п рям о­ тической глубин б езн ап ор­ у го льн ой (н ап о р н о й ); в — треугол ьн ой (н апорной) ные трубы рассчитываю тся по схеме незатопленного и затопленного водосливов с широким по­ рогом. Н аиб ол ее часто встречается реж им протекания воды в трубе, при котором безнапорны е трубы работаю т по принципу незатоплен­ ного водослива. Р асч ет этих труб проводится по степени наполнения S > JLhr Продольный разрез 2 Фасад ГЧ Ф ТЧ Рис. 5.8. Основные части дорожной трубы: ] — входной оголовок; 2 — зе м л я н о е полотно; 3 — зв ен ья ; оголовок; 5 — ф у н д ам ен т 4 — вы ходной 215 s: C-ri to * • г®o ^ to • * в H S ъ>3 X3 я 1xE 0 * 0 СЛ-• T3 gЙа °га “ra2 Ti3 sW 5 cr ш О 53 ® O v>2 s ^ E 04 » Та б л . 5.13. Д и ам етр труб, м Тип о го ­ ловков Расход, М3/С 0 ,6 0 ,8 1,0 1,2 1,6 2 ,0 2 ,5 3 ,0 3 ,5 4 ,0 4 ,5 5 ,0 5 ,5 6 ,0 6 ,5 7 ,0 8 ,0 9 ,0 10,0 = 0,75 d II Т Я 0 ,7 9 1,0 1,33 1,72 2,69 d V Я 1,9 0 ,7 2 1,9 2 ,9 0 ,8 5 2 ,3 3 ,5 0 ,9 9 2 ,3 4 ,2 1,14 2 ,7 9 ,6 1,44 3 ,5 1,84 4 ,3 2 ,4 2 5 ,4 Примечание. = 1,0 I V Я 0 ,7 0 ,8 2 0 ,9 4 1,06 1,37 1,80 2 ,4 7 3 ,2 6 4 ,2 0 Гидравлические параметры к р углы х т р уб d II V 1,8 2 ,0 2 ,1 2 ,3 3 ,4 4 ,1 5,1 6 ,2 7 ,2 Я 0 ,6 4 0 ,7 8 0 ,8 6 0 ,9 6 1,14 1,32 1,58 1,82 2 ,1 4 2 ,4 7 2 ,8 7 3 ,2 7 3 ,7 6 = 1,25 I V 1,8 2 ,0 2,1 2 ,3 2 ,6 2 ,7 3 ,2 3 ,8 4 ,5 5,1 5 ,7 6 ,3 6 ,9 Я 0 ,7 3 0 ,8 2 0,91 1,09 1,23 1,43 1,86 2 ,2 4 2 ,6 6 3 ,2 6 3 ,7 0 4 ,2 6 5 ,0 d = II V 1,8 1,9 2,1 2 ,3 2 ,3 2 ,8 3 ,8 4 ,6 5 ,2 5 ,9 6 ,5 7 ,2 7 ,8 Я 0 ,6 7 0 ,7 5 0,8 4 1,0 1,13 1,31 1,45 1,60 1,84 1,98 2 ,1 7 2 ,3 7 2 ,5 8 2 ,8 2 3 ,0 9 3 ,6 4 4 ,2 2 — 1,5 1 ,8 1,9 2,1 2 ,3 2 ,3 2 ,8 2 ,9 3,1 3 ,2 3 ,7 4 ,0 4 ,5 4 ,8 5 ,2 5 ,7 6 ,4 7 ,2 Я 0 ,6 9 0 ,7 2 0 ,8 7 1 ,0 1,15 1,30 1,47 1,63 1,75 1,07 2 ,3 8 2,67 2 ,9 9 3,32 3,77 5,54 5 ,6 0 — V 1,8 1,9 2 ,0 2 ,2 2 ,3 2 ,5 2 ,7 2 ,9 3,1 4 ,2 4 ,6 5 ,0 5 ,5 5 ,9 6 ,3 7 ,2 8 ,2 — Я 0 .6 4 0,7 2 0 ,8 0 0 ,9 3 1,05 1,20 1,33 1,48 1,60 1,71 1,83 1,95 2,0 9 2 ,2 7 2,40 2 ,6 4 3 ,2 9 2 ,9 3 Тип оголовков: I — портальны е, воротниковы е, раструбны е; II — обтекаемые. 2,0 II 1 И I V d = V Я 1,8 1,9 2 ,0 2 ,2 2 ,3 2 ,5 2 ,7 2 ,9 3,1 3 ,2 3 ,3 3 ,4 3 ,6 3 ,7 4 ,0 4 ,5 5 ,6 5,1 — — — — 1,03 1,19 1,30 1,41 1,53 1,65 1,75 1,86 1,97 2,06 2,16 2,34 2 ,6 6 3,07 я — — — — 2 ,2 2 ,3 2 ,4 2 ,6 2 ,7 2 ,8 2 ,9 3 ,0 3,1 3 ,2 3 ,3 3 ,6 4 ,6 5,1 Я —• — — — 0,97 1,10 1,21 1,31 1,43 1,53 1,61 1,71 1,79 1,88 1,97 2,08 2,,29 2,44 о — — — — 2 ,2 2 ,3 2 ,3 2,4 2 ,7 2 ,8 2 ,9 3 ,0 3,1 3,2 3 ,3 3 ,6 3 ,7 3,8 Таб л. 5.14. Гидравлические параметры пр ям оугольны х труб Обтекаемые оголовки Р асх о д воды на 1 п о г . м трубы , м3/с высота трубы высота напора И, м ^т , м 1,0 1,2 1,4 1,6 2 ,0 3 ,0 4 ,0 5 ,0 6 ,0 7 ,0 8 ,0 9 ,0 10,0 0 ,6 0 ,6 0 ,7 0 ,8 0 ,9 1,1 1,4 1,6 1,8 2 ,0 2,2 2 ,4 2 ,6 Н еобтекаемые оголовки скорость V, м/с 0,74 0,84 0 ,9 2 1,00 1,17 1,52 1,86 2,14 2 ,4 0 2 ,7 0 2,98 3,22 3,46 2,1 2 ,3 2 ,4 2 ,5 2 ,7 3,1 3 ,4 3 ,6 3 ,9 4,1 4 ,3 4 ,4 4 ,6 высота трубы высота н а­ пора Я , м ^т , м 1,0 1,2 1,3 1,4 1,6 2 ,0 2 ,4 2 ,8 3 ,2 3 ,5 3 ,8 4 ,0 — 0 ,8 2 0 ,9 3 1,02 1,11 1,31 1,68 2 ,0 5 2,39 2,7 0 3,02 3 ,3 0 3 ,5 6 — скорость V, м /с 2,1 2 ,3 2 ,4 2 ,5 2 ,7 3,1 3 ,4 3 ,7 3 ,9 4,1 4,3 4,5 — данном расходе Q = l ,6 м 3/с и предельной степени наполнения S 0= 0,85. Из табл. 5.13 берем, что расход Q = l ,6 м3/с мож ет быть пропущен трубой с диаметром d = 1 м при # = 1,37 м и 0 = 3,4 м/с; трубой диаметром cf = 1,25 м при # = 1 , 0 9 м и и = 2,3 м/с. Д л я тр у ­ бы d = 1,25 м степень заполнения составит: S.,25 = J L = hT 1,25 = 0,875 > 0,85. Следовательно, чтобы обеспечить степень заполнения So = 0,85, нужно взять трубу с d = 1,5 м при # = 1 м и и = 2,2 м/с или d = 1,25 м, но с обтекаемы м оголовком, тогда # = 1 м и о = 2,3 м/с. Степень з а ­ полнения будет для S i ,5 = 0 ,6 7< 0 ,8 5; д ля S i ,25 = 0 ,8 < 0 ,8 5 , т. е. у сл о­ вие выполнено. П ри применении безнапорных труб скорость проте­ кания воды в них не д о л ж н а превыш ать 6 м/с. М и ни м альн ая высота насыпи у входного отверстия безнапорной трубы определяется по формуле # н = hr + 6 + h3, где Ян — высота насыпи, м; б — толщ ина стенок трубы, м; h 3 — то л ­ щина слоя засыпки грунта над трубой, принимается не менее 0,5 м. Д л и н а трубы с раструбны ми оголовками определяется по ф ор ­ муле L = [й з .п 2т (Я н — hT — б )] -------------- [- k sin а -) - 2/ о г , где 5 3.п — ширина зем ляного полотна, м; б — толщ ина стенки т р у ­ бы: при d = 0,75 м — 6 = 0,08 м; d = l м — 6 = 0,1 м; d — 1,25 м — 6 = 0,12 м; d — 1,5 м — 6 = 0,14 м; а — угол м еж д у осью дороги и осью трубы (обычно а = 90°); к — выход оголовков трубы за пределы откосов насыпи, равный 0,35 м; 10г — д ли н а раструбного оголовка, у ст а н а вл и в аем ая д ля круглых и прямоугольных труб по типовому 218 проекту': при d = 1 м — /ог= 1 ,7 8 м; d = 1,25 м — /0г = 2,26 м и d = l , 5 м — /ог = 2,74 м. Д ли н у трубы с портальным оголовком определяю т по ф ормуле L = [йз.п “Н 2/71 (/ / н — hT — б)]---------- 1- k. sin а Р еком ендуется звеньевую часть (т. е. длину без оголовков) округлить в большую сторону до стандартной длины звена. К рити­ ческий уклон находят по ф ормуле (5.7). Скорость на выходе д ля безнапорных труб определяю т по ф ор­ мулам: ПрИ I 5-7 / к Пвых — ~~~ i шсж при / > г к пВых = 0,91— - р - , а сж где i —• уклон трубы; /к — критический уклон трубы; Q — расход воды, м 3/с; Wcm — п лощ адь ж ивого сечения потока в сж атом сече­ нии, м2: щСж = епу, е — коэффициент сж ати я: д ля прямоугольных труб е = 0 ,6 ; для круглых — 8 = 0,65; w — п лощ адь сечения трубы, м2; а — коэф ф и ­ циент, характеризую щ ий условие протекания воды в трубе: а = 0,75. Скорость на выходе из трубы т а к ж е мож ет быть определена по формуле где w вых — п лощ адь выходного сечения, за в и с я щ а я от к вых- При ( < / к h Bbix = i>hK, где ф — коэффициент, равный 0,75...0,8 — для не­ обтекаемы х оголовков и 0,8...0,85—-д л я обтекаемых. Критическая глубина определяется по формуле _ Пк ~ 3/aQ L " V gB* ’ где a = 0,75; В — ширина трубы в свету. При / > /'к йк мож ет быть принята равной нормальной глубине протекания воды в трубе h0, определяемой из условия равномерного дви ж ени я жидкости в такой последовательности. 1. О пределяю т расходную характеристику сечения трубы (м о­ дуль пропускной способности) K d = 24 d8/3, где d — диаметр трубы, м. 2 . Н а ходя т фактическую расчетную хар актери сти ку Ко 219 IS Вычисляют отношение — и по этому отношению в табл. Kd 5.15 находят отношение ——, которое, допустим, будет равно а, d hg т. е. —— = а. d 3. Т абл. 5.15. С тепень наполнения кр у гл ы х тр у б , d 0 ,0 5 0 ,1 0 0 ,2 0 0 ,3 0 0 ,40 0,50 0,60 0,70 0 ,8 0 0 ,90 1,00 Значение расходных характеристик К ритическая ф у н кц и я 3 WK Вк Q d5 Отношение расходны х Отношение скоростных характери сти к Ко д^ х арактери сти к gd® 0 ,004 0,017 0,080 0,188 0,332 0,500 0,678 0 ,850 0,994 1,082 1,000 0 0 0,001 0,009 0,025 0,060 0,121 0,220 0,382 0 ,685 со 0,184 0,333 0 ,565 0,748 0 ,889 1,000 1,083 1,137 1,159 1,142 1,000 4. И з этого отношения н аходят глубину воды на выходе, которая рав н а h MUX= ad. 5. В зависимости от отношения — - по табл. 5.15 находят отKd W ношение скоростных характеристик — - , равное, допустим, Ь, т. е. Wd W — — = b. Вычисляют скоростную характеристику трубы по форму­ ле; ле: W d = 30,5d2/3. 6 . З н а я W d и b, находят фактическую скоростную х ар а к т е р и ­ стику: W Q= b w d 7. З атем устан авл и в аю т скорость воды на выходе из трубы ^ВЫХ = V • П ропускная способность безнапорной трубы Q = Шс v — q>wc V 2 g ( H — h0), где w 0 — живое сечение в трубе, м2; ho — глубина воды в со ор уж е­ нии, м; ср — коэффициент скорости: ср= 0,9. П о л у н а п о р н ы й р е ж и м у станавливается, когда 1 ,2 /iT< < Я < 1,4 йт. В этом случае на отдельных участках сечение трубы пе­ рекры вается потоком воды по всему периметру, другие ж е участки имеют свободную поверхность (рис. 5.10, в). Д л я подд ер ж ан ия по220 лунапорного реж и м а необходимо, чтобы уклон трубы i был больше уклона трения iw при работе ее полным сечением, т. е. = 'т ’ <5 - 8 ) где шт — площ адь живого сечения трубы, м2; Ст— скоростной ко­ эффициент (см. формулу (5 .5 )); R T — гидравлический радиус, м. Н апор воды перед входным отверстием трубы Я = вhr -J2g cp 2 где е — коэффициент сж ати я: д л я прямоугольных труб е = 0,60; д ля круглых — е = 0,65; ср — коэффициент скорости: д л я обтекаемых оголовков ф = 0,95; д ля необтекаемых — ф = 0,85. Если д аны отверстие трубы и высота насыпи, то предельный д о ­ пустимый расход воды мож но определить по формуле Q = фew У 2g (Я — е/гт) , где Я — напор воды перед входным отверстием трубы, м (или Я = = Я Н—ЛЯ, где Я н — высота насыпи, м; А Н — возвышение бровки зем ляного полотна над подпертым горизонтом воды, принимаемое не менее 0,5 м ). В практике при расчете полунапорных труб поль­ зуются табл. 5.13 и 5.14. Р асч ет скорости и глубины воды на выходе трубы определяется аналогично, ка к и д ля безнапорных труб. Н а п о р н ы й р е ж и м у станавли вается, когда Я > 1,4 /гт (рис. 5 .1 0 ,6 ). В этом случае труба рабо тает полным сечением на всем протяжении. Н апорны е трубы со специальными обтекаемы ми оголовками рассчиты ваю тся по формуле, выведенной д ля истечения воды через насадки, а т а к ж е с помощью табл. 5.13 и 5.14, аналогично расчету безнапорных и полунапорных труб. О днако следует иметь в виду, что уклон трубы не долж ен поевы ш ать уклона трения iw, определяемого по форм уле (5.8). Но значения w, С и R берутся д л я полного сечения трубы. Если уклон трубы меньше уклона трения, то глубина перед вхо­ дом будет больше приведенной в табл. 5.13 и 5.14 и ее необходимо уточнить по формуле Я --- Я табл “Н L ( i w i) , где Я табл— табличное значение глубины Я , м; L — длина трубы, м; iw — уклон трения. Скорость течения воды на выходе напорной трубы определяю т делением р асхода Q на п лощ адь поперечного сечения трубы: ^вых === W м/с. Но при свободном истечении труба мож ет р аб о тать у выхода неполным сечением, и тогда скорость определяется по формуле « вы х = Q °вы х М /с , где ёвых — коэффициент сж ат и я на выходе: е Вы х = 0,91. 221 Д л я полунапорных и напорных труб м и н им альн ая высота н асы ­ пи определяется по формуле: # Н= # + Д # м, где АЯ — за п а с н ад уровнем подпертой воды, принимаемый не менее 0,5 м. 5.5. Расположение мостов и труб в плане и профиле Выбор места перехода водотока и полож ения сооруж ения в п л а ­ не и профиле дороги производится с учетом строительных и эксплуатационны х показателей, реж и м а водотока, гидрологических и других условий, определяю щ их оптимальное технико-экономиче­ ское решение соответствующего участка дороги. М ал ы е и средние мосты и трубы могут быть располож ены на любом сочетании профиля и п лан а дороги, предусмотренных н о р м а­ ми проектирования. Н а больших мостах продольный уклон ездового полотна долж ен быть не более 20%о, а при высоте бордю ра 45 см его можно у в ел и ­ чить до 40%о. Н а всех мостах с деревянным настилом продольный уклон д о лж ен быть: при продольной у к л ад к е досок не более 20%о, а при поперечной — не более 30%о, если ж е продольный уклон более 30%о —• дощ аты й настил зам ен яю т покрытием, принятым на дороге. Отметки бровки насыпи у сооружений д о лж н ы удовлетворять условию, чтобы толщ ина засыпки н ад сводами и верхом труб, счи­ т ая от верха дорожной одежды, бы ла не менее 0,5 м. Д л я труб, р а с ­ считанных на динамические нагрузки, высоту насыпи н ад трубой мож но уменьшить до 0,4 м д л я круглы х и до 0,3 — д л я прям оуголь­ ных труб. Трубы, к а к правило, следует у к л ад ы ва ть перпендикулярно к оси дороги, т а к к а к в этом случае д ли н а трубы будет наименьшей. Но допускается и отклонение, когда необходимо, чтобы ось трубы со­ впал а с направлением течения потока. Глава 6. Л ЕС О ТРАН СП О РТН Ы Е КАНАТНЫ Е УСТАНОВКИ 6.1. Классификация канатных установок Л есотранспортны е канатны е установки применяются в горных районах, а т а к ж е в районах со значительной заболоченностью мест­ ности (рис. 6.1). Н а р я д у с серийными установками имеются т а к ж е некоторые виды перспективных, конструкции которых у ж е и сп ы та­ ны или признаны промышленно полезными. По основному кон­ структивному признаку канатны е установки д ел ятся на установки с несущим и тягово-несущим канатам и , которые могут быть одно- и многопролетными и применяться д ля полуподвесной и подвесной транспортировки леса. В свою очередь у казан н ы е установки могут быть классифицированы по видам канатно-блочной оснастки и принципу действия. Устройство конкретных установок х ар а к т е р и ­ зуется конструкцией грузонесущего органа, числом и назначением применяю щ ихся канатов, типом лебедки и конструкцией канатны х опор. Эти разновидности канатны х установок п оказаны на рисунке у казател ьн ы м и стрелками. 6.2. Подвесные установки с несущим канатом Особенность лесотранспортных канатны х установок состоит в применении только одного несущего каната, по которому соверш ает возвратно-поступательное движ ение грузовая каретка, сн аб ж ен н ая устройством д ля прицепки леса по всей длине трассы установки. Монтируется ка н а т на концевых и промежуточных опорах простой конструкции. П роектирование установок производится на основе ГОСТ 17810— 72. В нем предусмотрены три типа установок: 1) трелевоч­ но-транспортные (УТТ) — д ля трелевки леса к несущему кан ату на расстояние не менее 30 м и д л я последующей транспортировки под­ весным способом на верхний с к л а д с погрузкой на подвижной состав; 2) транспортные (УТ) — д ля транспортировки леса подвес­ ным способом и погрузки его на подвижной состав и погрузочные (УП) — для погрузки л еса на подвижной состав, а т а к ж е его ш т а ­ белевки. Основные п арам етры подвесных канатны х установок д олж ны соответствовать указан ны м в табл. 6 . 1 . Установки типов УТ и УТТ д о лж н ы изготовляться с одно- или двухсекционными кареткам и и одним несущим канатом, а типа УП — с двумя несущими канатами. 223 ОБЛАСТЬ ■I а 6 s £$ § § гг ПРИМЕНЕНИЯ | КАНАТНЫЕ канатных УСТАНОВКИ Рис. 6.1. Классификация »-1 установок 1 ВЫПОЛНЯЕМЫЕ РАБОТЫ Т абл. 6.1. Основные параметры подвесны х канатны х установок по ГОСТ 17810 — 72 Л 53«* ПS 5О2ttf £*3 <0 05 сз 53 2 нн 0J со +8 УТТ УТ УП 8 16 32 32 63 32 63 125 *5 а- 54й к Я ft 2о с5 оя «юи ** 1Н у ftS о Оо о. с оВ hМ^Я и НЧ +30 7 ,0 250 250 Ш О) ft еа о и о. 1000 Б аза подцеп ки гр у з а , м 3 ,0 ±10 2 ,0 6 ,0 -О н S ag «S *rt *'0 s* ^o) я P'S « X на* S-S 5 oojK >5 О Я t- 2 ,3 5 4,5 5 8 ,8 0 6 ,8 12,9 6 ,8 6 ,8 12,9 11 10,5 10 11,0 10,0 10,5 11,0 11,5 >» ч я я П р и м е ч а н и я: 1. П од базой подцепки гр уза следует понимать расстс яние между вертикальны ми осями грузозахватны х приспособлений при го р и ­ зонтальном положении к ар ето к. 2. П араметр удельная металлоемкость каретки не учиты вает массу вынос­ ных стопоров к ареток и грузозахватны х приспособлений, подвешиваемых на крюк или вместо крю ка. 3. Д оп уск ается и зготовлять установки типа УТТ грузоподъемностью 8 и 16 кН, длиной 1500 м. В лесной промышленности применяется у н и в е р с а л ь н а я к а н а т н а я у с т а н о в к а УК-1, п р ед став л яю щ ая собой п ере­ носную канатную систему с лебедкой и кареткой, соверш ающей возвратно-поступательное движ ение по несущему канату. И з уни­ фицированной оснастки мож ет собираться несколько модификаций установки д ля работы по различны м технологическим схемам, к а ж ­ д а я из которых рац и ональн а в определенных лесоэксплуатац ион ­ ных условиях. М одификации УК-1-ЗТ, УК-1-6Т и УК-1-ЗА являю тся подвесными установками. В горных условиях применяется л егкая установка Л Л -2 4 (Л С У-1,6). Основные их технические д анны е приведены в табл. 6 .2 . О д н ако некоторые парам етры , такие, к а к длина пролета и провес несущего ка н а та, п одл еж ат поверочному расчету с учетом то п огра­ фии склона. У с т а н о в к и УК-1-ЗТ и УК-1-6Т разли чаю тся грузоподъем­ ностью и представляю т собой многопролетный кабель-кран с воз­ вратно-поступательным движением грузонесущего органа в виде одно- или двухсекционной каретки. Т а к к а к прицепка груза произ­ водится только под несущим канатом, лес трелю ю т к нему автоном­ ными трелевочными средствами, например трак тор ам и или мобиль­ н ы м и ’ канатны ми установками. Н а верхнем ск ладе в озм ож н а по­ грузка леса на дорож ны е транспортные средства непосредственно с несущего каната. Схема установки УК-1-ЗТ с односекционной кареткой, р а б о т а ю ­ щей «на спуск», п оказан а на рис. 6.2. Установка состоит из двух8 За к . 2241 225 о80 т*а та Н О, та 02 \о 02 о о «Оо СО О Й 2 -о ю с о ю ^ ^ -н о о u ° о тва ^ Э О о 04 КГ н ж в 2 2 s S § а- о Н к Э тка оо> _ в о V Ш НО е< в со С 2S >> ч ВТ ч >> •е- ■ о со •о < 04 'Ю Ь Ю * 00 » 04 О о о C<J С " ~ чч ^ О _ ю СО +1 та а. в оо Е1Ч> В ВТ О Ь“ о о си н в О оо о со о О : •, 02 О СО С ? S2 ** О со 00 С О С О +1 * >> Ч о о о § СО 00 о • ю • о <N Ч 04 О о ч О to со 8 о +1 м >» о Он с та Табл. 6.2. в в 0) 8 -У. S ,s s ч ч н в- s в ч 02 ь £ ч ^ £ я Н В ! та Ш : 5 0) ч ч ;S та 02 ^ w £ -? * £ ! В о л 4 §55 *С 1 яс1о о< Й S *“ о * Я о та 12Ч та со >» а, и ч в CQ s * * со ь та л я i s s Р*Я яС в н с S “ °Н' Е в «в >--■ 2 ^ а . ' о - се ^ я S ® о. (нС 02н с 5 й и Ч С ч 226 О О СО 04 в Краткая техническая характеристика подвесных установок в ч ч В °О * - В В В В Ч Н) 0н2 0 а, в та ч в о в та та 02 В « §. SU б араб ан н о й лебедки 1, каретки 2, несущего к а н а т а 3, а т а к ж е гр у ­ зоподъемного 4 и тягового 5 канатов. Основным элементом канатной системы является несущий канат, обычно открытого типа, двойной свивки. К ан ат натягивается полиспастом и зак реп л яется концами при помощи специальных заж и м о в за пни. Н а концевых и промежуточных опорах ка н а т под­ д ерж и в ается баш м акам и. Грузоподъемный канат, запасованны й в в каретку, образует двукратны й полиспаст или последовательно два двукратны х полиспаста, если ка р етка состоит из двух секций, соединенных м е ж д у собой дыш лом. П рицепка леса производится стропами при ослаблении грузоподъемного к а н а т а и опускании под действием собственного веса полиспастных блоков с крю ками на землю. П осле подъема груза и зато р м аж и в ан и я грузоподъемного б а р а б а н а происходит спуск каретки на тяговом ка н а те под д ей ­ ствием силы тяжести. В ряд е случаев к а к при работе установки «на спуск», т а к и «на подъем» величина уклона несущего ка н а та менее 10 ° м ож ет быть недостаточна д ля гравитационного д ви ж ени я каретки. В этом сл у ­ чае возникает необходимость принудительного дви ж ени я каретки в обоих н ап равлен иях путем применения возвратного к а н а та с при­ водом от отдельного б а р а б а н а лебедки. И н аче эта з а д а ч а мож ет быть реш ена заменой тягового и возвратного канатов зам кнутым тяговым канатом с системой его н атяж ен и я и приводом от к а н а т о ­ 8* 227 ! ведущего шкива. Применение канатоведущ его шкива целесообразно т а к ж е тогда, когда канатоемкость б араб ан о в недостаточна. Д л я координации действий лебедки с рабочими на лесосеке предусмотрена телеф онн ая связь с помощью проводного громкого­ ворящ его телефона ТГ-1 симплексного типа пы левлагонепроницае­ мого исполнения. У с т а н о в к а УК-1-ЗА предназначена к а к д л я транспортиров­ ки сортиментов и хлыстов по несущему канату, т а к и д л я подтас­ кивания их к трассе установки на несколько десятков метров. У ста­ новка применима при сплошных, постепенных и выборочных р у б ­ ках. Ее достоинствами являю тся м а л а я канатоемкость и наличие только одного приводного каната. У становка состоит из б арабан н ой лебедки, несущего и тягово­ подъемного канатов и автоматической каретки. П ростота схемы обусловлена особенностью конструкции каретки, снабженной ав то ­ матическим стопорным механизмом, обеспечивающим сцепление каретки с несущим канатом в любом месте и выдачу или з а х в а т на корпус грузового крюка. У правление кареткой производится тяго­ во-подъемным канатом. При этом механизмы автоматики с р а б а т ы ­ вают от командного механизма, который приводится в действие от вращ ения ходовых катков при движении по несущему канату. Схема автоматического устройства п оказан а на рис. 6.3. Устрой­ ство установлено на корпусе каретки 1. И зм ен яя нап равлен ие д в и ­ ж ени я каретки по сигналу командного механизм а 3, ср а баты в ает стопорный механизм 2, который перем ещ ает клинообразны е колод ­ ки, п риж им аю щ иеся к несущему канату. Одновременно через тяги 228 7 и механизм расфиксации 6, со д ерж ащ и й фиксатор 5, в заи м одей ­ ствующий с бобышкой 4, подается ком ан да на освобождение или за х в а т грузовой обоймы. Д л я зацепки груза ка р етка стопорится на несущем канате, при этом под действием силы тяж ести опускается на землю свободный конец тягово-подъемного к а н а т а с крюком. Д ревеси н а подтаски­ вается к несущему кан ату и после фиксации грузовой подвески на каретке освобож дается от к а н а т а и перемещается. П ри работе у с т а ­ новки применяется т а к ж е телефонная связь. У становка типа УК-1-ЗА с системой подтрелевки к несущему к а ­ нату предназначена д ля подтрелевки сортиментов в полуподвешенном состоянии с расстояния до 125 м к несущ ему кан ату основной канатной установки. Отличительной особенностью этой системы конструкции Г. Г. К окая яв л яется применение поперечного несущ е­ го к а н а та с дополнительной кареткой и способ передачи груза с д о ­ полнительной кареткой на основную без отцепки его от тягово­ подъемного ка н а та. У становка раб о тае т с двух б арабанн ой л еб ед ­ кой. П осле остановки автоматической каретки н ад поперечным несущим канатом и выдачи крю ка тягово-подъемный к а н а т запасовывается в раскры ваю щ и йся блок дополнительной каретки, и она по поперечному несущему ка н а ту возвратным канатом подается на лесосеку. Тягово-подъемный ка н а т при этом см аты вается с б а р а б а ­ на лебедки. Д опо л н ител ьн ая кар етк а с грузом передвигается к основному несущему канату, где после ослабления тягово-подъем­ ного ка н а та и его снятия с раскры ваю щ егося блока дополнительной каретки груз передается на автоматическую каретку УК-1-ЗА для спуска вниз по склону на тягово-подъемном канате. Установка Л Л -2 4 применяется д ля рубок ухода. Она устроена и рабо тает по схеме установки УК-1-Т. Основная ее осо­ бенность — применение самоходного привода на б азе колесного трак тор а Т-40М, на котором смонтированы л ебедка с б ар абан ом д ля намотки грузоподъемного к а н а та диаметром 8 мм и к ан атове­ дущий шкив д ля привода замкнутого тягового ка н а та диаметром 10,5 мм. В установке применена двухсекционная каретка. 6.3. Полуподвесные установки с несущим канатом Установка УК-1 имеет две модификации д ля полуподвесной тр е ­ левки, предназначенны е д л я сплошных рубок в равнинной местно­ сти и в горных условиях восточных районов. Техническая х а р а к т е ­ ристика их приведена в табл. 6.3. У с т а н о в к а УК-1С предназначена преимущественно д ля В о ­ сточной Сибири и Д ал ьн его Востока. Отличительной особенностью ее является использование рельеф а и места располож ени я головной опоры д л я варьирован и я провесом несущего каната. Д л я этого пе­ редний конец несущего ка н а та через полиспаст соединен с б а р а б а ­ ном лебедки, что позволяет регулировать поднятие вершинной части пачки над волоком и и зб е ж ать появления чрезмерных усилий в канате. 229 Табл. 6. 3. Краткая техническая характеристика полуподвесных установок УК-1 Н аименование х а р ак те р и сти к и или п ар ам етр а Тип Вид груза Грузоподъемность — верти кальная н агрузк а (числитель); усилие в сбор­ ном или тяговом к а н а т е (зн ам ен а­ тел ь), кН П ротяж енность (числитель), длина пролета (знаменатель), м У клон трассы , град Р асстояни е подтрелевки к трассе, м С корость движения каретки , м Д иаметр несущего к ан а т а, мм П риводная лебедка М асса каретки , кг П роизводительность, м*/см М одиф икации У К -1 С У К -1 Р О днопролетная, полуподвесн&я Хлысты, стволы с Хлысты кроной 10 10 40 40 Д о 500 Д о 350 — ( 2 0 ... 30) Д о 30 1...3 2 5 ,5 ЛЛ-8 130 3 0 ...3 5 0...8 Д о 30 1...3 2 5 ,5 ЛЛ-8 220 60 У становка У К -1C состоит из лебедки, несущего каната, который опирается на блок головной опоры, а другим концом закреп лен на лесосеке за пни; каретки, а т а к ж е из натяж ного тягового, в о зв р а т­ ного и сборного канатов. Сборный ка н а т присоединяется при помо­ щи муфты к концу тягового и сл у ж и т д л я формирования на лесосе­ ке воза с помощью скользящ их чокеров. Н а несущем к а н а т е в месте отцепки пачки закреплен упор для взаимодействия со стопорным механизмом каретки. Эта установка р аб отает с полуавтоматической кареткой, устройство которой п о к а­ зан о на рис. 6.4. Н а корпусе 1 каретки, которая при помощи балансирных тел е ж ек 2 опирается на несущий канат, располож ены н а ­ правл яю щ и е ролики 12, блок 7 и стопорный механизм д ля сборного к а н а т а 13. Н а корпусе т а к ж е имеется скоба 3 д ля крепления в оз­ вратного ка н а та. Сборный к а н а т пропускается через кар етку и з а ­ канчивается скобой 6 д л я упора чокеров. Н а нем на расстоянии 30 м д руг от д ру га закреп лен ы д ве конусные бобышки 8 и 14, в заи м о ­ действующие с ф и ксаторам и стопорного механизма. Стопорный механизм состоит из холостого 11 и грузового 5 фиксаторов, упора 9, пружины фиксаторов 10, ры чаж ной системы 4 и рычага 15, в з а и ­ модействующего с буфером, закрепленны м на несущем канате в месте отцепки груза. Принцип действия каретки и ее стопорного м еханизм а следую ­ щий. К аретк а с вы травленны м на 30 см и застопоренным при помо­ щи холостой бобышки сборным канатом подается на лесосеку воз­ вратным канатом. К месту прицепки древесины на расстояние до 30 м сборный к а н а т до ставл яется вручную, и его конец пропускает­ ся через кольца чокеров поваленного леса. П одтаски вани е леса к несущему кан ату производится тяговым канатом и при одновремен­ ном у д ер ж ани и каретки на месте возвратны м канатом. П од дей­ ствием н атяж ен и я бобы ш ка холостого хода выходит из стопорного 230 устройства, о тж и м а я фиксатор холостого хода. П одтаски вани е про­ д о л ж аетс я до тех пор, пока в кар етк е не произойдет стопорение грузовым фиксатором грузовой бобышки. П осле чего груз повисает на каретке и производится полуподвесная трелевка при помощи двух б ар аб ан о в лебедки: тяговым — перемещение древесины, а воз­ вратным — п риторм аж и ван ие каретки от произвольного спуска. Во и збеж ан и е чрезмерного поднятия передней части пачки н ад воло­ ком осущ ествляется опускание несущего ка н а та. Д ви ж е н и е каретки вниз по несущему кан ату происходит до упора ры чага стопорного механизма в буфер, закрепленны й на несущем канате. П ри этом грузовая бобы ш ка освобож дается путем выключения грузового фиксатора, и п ач ка леса опускается. Сборный к а н а т в ы тр а вл и в ает­ ся из каретки до момента стопорения в ней бобышки холостого хода. После этого производится отцепка леса, каретка возвратным канатом подается на лесосеку, и рабочий цикл трелевки повторяет­ ся. Установкой т а к ж е производится погрузка леса на подвижной состав. У с т а н о в к а У К - I P предназначена д л я полуподвесной тр ел ев ­ ки хлыстов при сплошных ру бках в равнинной и слабохолмистой местностях, а т а к ж е д ля погрузки леса на подвижной состав. О со­ бенностью ее является то, что подача чокеров производится непо­ средственно к поваленному лесу при помощи возвратного каната, а трелевка осущ ествляется за комлевые части стволов. Установка так ж е характери зуется весьма эффективным приемом погрузки с несущего к а н а та путем использования сочетания движ ения каретки с поднятой вершинной частью всего воза и подвижного состава (обычно У Ж Д ) с погруженными в процессе трелевки комлями хлыстов. 231 Схема установки п оказан а на рис. 6.5. Она состоит из лебедки 1, несущего к а н а т а 2 с постоянным н атяж ен ием головной и конце­ вой опор, каретки 3, тягового 4 и возвратного 5 канатов. Тяговый ка н а т крепится к корпусу каретки, огибает грузовой и н а п р а в л я ю ­ щий блок и н авивается на трелевочный б ар аб ан лебедки. В о зв р а т ­ ный к а н а т соединен с крюком грузового блока и через систему блоков, один из которых является переносным и располож ен у ме­ ста зацепки пачки, поступает на возвратный б ар аб ан лебедки. Рис. 6.5. К анатн ая установка УК-I P д л я полуподвесной трелевки грузки хлыстов и по­ Р а б о т а установки происходит следую щим образом. Возвратным канатом кар етка подается на лесосеку, и затем грузовой блок с крю ­ ком оттаскивается в сторону к поваленному лесу. Чокерам и, одеты­ ми на крюк, производится прицепка хлыстов. Д а л е е тяговым к а н а ­ том осущ ествляется подтаскивание хлыстов к несущему кан ату и после этого — трелевка к головной опоре. Комли хлыстов стрелеванной пачки сразу укл ад ы ва ю тся на коник подвижного состава. После выполнения нескольких рейсов и набора пачек на конике в объеме воза выполняется операция погрузки вершинной части воза на второй коник. Она осущ ествляется следующим образом. П ри помощи отдельной стропы, один конец которой зацеплен за специальный крю к каретки, а другой — за крю к грузового блока, тяговым канатом производится подъем вершинной части воза и ее перемещение к головной мачте. Одновременно лебедкой приводится в движ ение т а к ж е подвижной состав. Скорости д ви ж ен и я каретки и подвижного состава таковы, что в момент подхода каретки к д о ­ роге под ней д о лж ен находиться второй коник подвижного состава. После опускания вершинной части воза на коник операция погруз­ ки заверш ается. 232 Установка типа 1К-1Р с системой ограничения н атяж ен и я несу­ щего к а н а т а * устроена на возможности изменения провеса несу­ щего к а н а та при чрезмерном увеличении на него действия попереч­ ной нагрузки в периоды подтаскивания леса со стороны. Особен­ ность запасовки канатов установки состоит в том, что натяж ен ие несущего к а н а та создается усилием, возникаю щ им в тяговом к а н а ­ те, и предельно равно его двукратной величине. Это достигается путем присоединения несущего к а н а та к н ап рав л яю щ ем у блоку д ля тягового каната. М и ни м альн ая ж е величина натяж ен ия, необходи­ м а я д л я у д ер ж а н и я несущего к а н а т а в подвешенном состоянии при подаче ненагруженной каретки на лесосеку, обеспечивается при помощи специального тормозного блока, установленного на голов­ ной опоре. Д л я этого на несущем ка н а те зак р еп л ен р яд бобышек, взаимодействую щих с профилированным ручьем тормозного блока, исклю чаю щих скольж ение каната. Без применения бобышек канат укл ад ы вается на параболическую поверхность ручья несколькими витками. Тормозной блок снабж ен механизмом предельного момен­ та одностороннего действия, срабаты в аю щ им только при опреде­ ленном натяж ении. 6.4. Канатные установки с тягово-несущим канатом В установках этого вида функции несущего, тягового и в о зв р а т­ ного канатов выполняет один зам кнутый канат, назы ваем ы й тяговонесущ им . Д ругой особенностью установок является использование грузоподъемности обеих ветвей к а н а та (тяговой и возвратной) пу­ тем совместного их нагруж ени я поперечной нагрузкой. Это дости­ гается посредством запасовки к а н а та в каретке и на опорах. У ста­ новки с тягово-несущим канатом раб отаю т с переменным н а т я ж е ­ нием. Поэтому подъем и опускание груза производятся путем уменьшения н атяж ен и я к а н а т а и опускания каретки. Б л а г о д а р я уменьшению канатоемкости и числа приводных канатов эти уста­ новки являю тся более мобильными, чем с несущим канатом. Техни­ ческая характери сти ка установок приведена в табл. 6.4. У с т а н о в к а СТУ-ЗС (рис. 6 .6 ) с системой запасовки тяговонесущего к а н а та предназначена д л я сплошных рубок леса. Состоит из трелевочного тр ак то р а 1, оборудованного канатоведущ им ш к и ­ вом и дополнительными нап равл яю щ и м и блоками; передвижной головной опоры 2, зам кнутого тягово-несущего к а н а т а 3, каретки 6 и сборного к а н а т а 5, который присоединяется к тяговой ветви при помощи муфты 4. Реверсивное д виж ение тягово-несущего ка н а та осущ ествляется при помощи канатоведущ его ш кива с п араб о л и че­ ской поверхностью ручья, который монтируется на вал у лебедки и на шкив у кл ад ы ваю тся 3...4 витка каната. Н а основе щита т р а к ­ тора установлены дополнительные н ап р ав л яю щ и е блоки. * М арт ынихин В . Д . К анатно-подвесная установка д л я полуподвесной тр е­ левки деревьев. Авт. свид. № 195486. — «Бюл. изобрет.», 1967, № 10. 233 3S я о Я ь 2 s а> г я н та 1=3 со о <D я ^ о сз ~ я О — о . «а «в ° н 2 ю „ га ё I О со IO © I© со К И ° и 3 , СЧ о Я та К 5 установок характеристика 41= 33 о к си та в к (-Н0> о и «в 4 ? О ^ сч 3 Г? озё* о со 11 ю сч со '"ТЧо * ■ •сч , d ю. ю сч О I© ' о о СО I о. о U тна S я о та я я яя Ю •— 1 е, 03 а 52 «я « as Ну *й=2 «CQ 0—3 о Cf g а. о g С С Ц 2 с; рГ*ег в as t( o о О с с О © со Г- сч o' © сч со •о ю°° d © т сч о © о © СЧ t -s нн Я та Я н § >> Ь та я О? та £ о в о аЧ> аш з о © со о *=£ 0 ,0 со 5. >1 к © ^ 2 Я я >> Он о; о 03 н m я о та Н S о , та о я5 яо §к техническая су _0 в Я 2 та >>о о ята та а. 2 Краткая as та о о. с я Табл. 6.4 я о. §* S- <я й н о °я >» CU с А к н 03 Я ш я и Я Я IС.ДГ " 5я 1=3 о S S' та 1та тОа' Я S3 П я 2 о я та та я я а» 2,i Й О1 тяа та та А ъ 03 ь Я а та O' о Н 1 си >• S « и аз аз я о я X та ои а, _! С О н § В о Й со я* О та, ю. я я t= r я « та a03 Я та Iв а, н .— , & о£, яя : аз ь -н а ч _ Й- аз я 3 о * ч я о § s 0т таа3 С иш яя а , аз <=С>^ А аз о §Я sа) н я п аз а og >> Я 203 аГ >» о “•м § аз « я я 5 2 о я г Й S х^ 03 03 2 О) £ я - о ^ 9 5 03 ° t3 та я>*. т04а Д о , § 'я 'З та я су а и «Си ч Чй 03 g чд Йя КН 234 о © 2 Я & < Я к я + 5; с >> Н U : “ s4 : © + л н я О) s я н О у с тягово-несущим канатом О £ 2- S * о § 2 * § § й О 2 * 3 § S. 03 о Я Я я 03 н § о я та Я• о си с 1 Установка р аб отает с облегченной кареткой упрощенной кон­ струкции. Она сн аб ж ена катком, опираю щ имся на верхнюю ветвь тягово-несущего каната, которая, огибая концевой блок, крепится к корпусу каретки. Н а каретке располож ены н ап равляю щ и й ролик д ля сборного к а н а та и за щ е л к а д л я зап и ран и я муфты. П од ач а каретки на лесосеку происходит после н атяж ен и я тя г о ­ во-несущего к а н а т а ходом тр ак то р а и при запертой в корпусе к а ­ Рис. 6.6. К анатн ая установка СТУ-ЗС ретки муфте (сборный к а н а т при этом свободно подвеш ен). Н а лесосеке в месте прицепки груза кар ет к а опускается на землю, и сборный ка н а т с чокерами относится к поваленному лесу. После выключения вручную защ ел ки и освобождения муфты производится н атяж ен ие тягово-несущего каната, которое осущ ествляется ходом тр актора. П ри этом хлысты вначале подтаскиваю тся к каретке, а затем в полуподвешенном состоянии транспортирую тся к головной опоре. Д л я отцепки леса сн и ж ается н атяж ен и е тягово-несущего к а н а та и при подаче каретки н а за д в ней фиксируется муфта. При дальнейш ем снижении н атяж ен и я к а н а та или при движении к а р ет ­ ки вперед осл аб л яется сборный ка н а т и создаю тся условия д л я б ез­ опасной расцепки чокеров. В случае необходимости хлысты могут быть стрелеваны дальш е, но у ж е на щите трелевочного тр актора долж ен быть снят тягово-несущий канат. Р а зр а б о т к а лесосек с применением СТУ-ЗС производится сек­ торами шириною до 30 м. У с т а н о в к а СТУ с с а м о х о д н ы м а г р е г а т о м Л Л -20 не имеет принципиальных отличий от установки СТУ-ЗС. Однако применение самоходного агрегата на б азе тр ак то р а ТТ-4 со с к л а д ы ­ вающейся мачтой и барабан н ого привода тягово-несущего каната, образую щ его вместе с трансмиссией лебедки зам кнуты й контур, по­ зво л яет резко снизить за тр а ты на м он таж но-дем онтаж н ы е работы. 235 У становка предназначена в основном д ля работы «на спуск» д рев е­ сины полуподвесным или подвесным способом. Общий вид са м о ­ ходного агрегата п оказан на рис. 6.7, а на рис. 6.8 —• кинематиче­ ск ая схема лебедки. М ачта лебедки опирается на отвал б ульдозер­ ного типа, что обеспечивает устойчивость агрегата без применения растяж ек. П одъем и перевод мачты в транспортное положение осу­ щ ествляю тся двум я гидроцилиндрами. Рис. 6.7. Л ебедка Л Л -20 Отличительной особенностью лебедки является синхронная н а ­ вивка и вы дача канатов с двух б ар аб ан ов лебедки при многослой­ ной у к л ад ке на них канатов, впервые примененная в лебедке Б Т И имени С. М. Кирова. Это необходимо д ля подд ерж ан ия заданного н атяж ен ия канатов при транспортировке леса и достигается тем, что рабочий б ар аб ан вр ащ а ет ся с постоянной д ля данной передачи угловой скоростью, а обороты возвратного (холостого) б ар аб ан а регулируются. Л еб ед к а состоит из рабочего, возвратного и монтаж ного б а р а б а ­ нов, привод которых осущ ествляется от д ви гател я 13 трактора через раздаточную коробку 14, промежуточный вал 10 и редуктор 5. Включение м онтаж ного б а р а б а н а 11 производится фиксатором 9. Р абочий б ар аб ан 12 приводится от выходного в ал а 6 и редуктора 5 через открытую зубчатую пару 8— 7. Включение рабочего б ар аб ан а производится при помощи ленточной муфты 4. В озвратный б араб ан 16 приводится от выходного в ал а 19, являю щ егося водилом д и ф ф е­ ренциального редуктора, через открытую зубчатую пару 17— 18. Включение возвратного б ар аб ан а производится ленточной муфтой 236 3. В ращ ени е на ц ентральны е колеса диф ф ерен ц иала редуктора пе­ редается по двум независимым кинематическим цепям по закону двухпоточной передачи. С одной стороны, через шестерни 26, 22, 21, 23, вал 24, вал-водило 19, с другой — через гидромотор 2, вал 20, шестерни 1, 25, вал 24 и вал-водило 19. Изменение оборотов воз­ вратного б а р а б а н а осущ ествляется путем изменения оборотов гидромотора 2, связанного гидролиниями с гидронасосом переменной производительности. П ри вод последнего осущ ествляется от в а л а от­ бора мощности трактора. П о д в е с н а я у с т а н о в к а БТИ-1 п редназначена д ля под­ весной трелевки сортиментов из поперечных лесосек к трассе тр а н ­ спортной канатной установки в горах. Она относится к числу много­ пролетных с «плаваю щ ими» промежуточными опорами тягово-не­ сущего к а н а та и чокеровкой леса непосредственно под кареткой. Схема установки п оказана на рис. 6.9. Она состоит из лебедки 1, снабженной канатоведущ им шкивом и двумя б ар аб ан ам и ; зам к н у ­ того тягово-несущего к а н а та 7, н атяж ен и е которого осуществляется 237 при помощи блока 8 канатом 2 от б а р а б а н а лебедки; сочлененной каретки 5; роликоопор 6, подвешенных на поперечных несущих к а ­ н атах 4\ дополнительного к а н а т а 3, прикрепленного к роликоопоре и предназначенного д ля поперечного перемещения последней вто­ рым б араб ан ом лебедки. К числу особенностей установки относится устройство рол ико­ опор и каретки. Н а роликоопорах подвешены верхняя и ниж няя Рис. 6.9. Схема подвесной установки БТИ-1 ветви ка н а та, и они предназначены д ля прохода каретки. В ерхняя ветвь зап ас о ва н а в роликовый б а ш м а к с несимметрично р асполо­ женной осью поворота. П ри этом более длинное плечо б аш м ак а д ля плавного вы езда каретки находится со стороны грузового н а ­ правления. Н и ж н я я ветвь опирается на ролик, ручей которого с в ер ­ ху зак ры т фиксатором. К ар етк а состоит из двух одинаковых сек­ ций, к а ж д а я из которых сн аб ж ен а катком с фиксатором д ля опирания на верхнюю ветвь и устройством секторного типа с коуш ами д ля закреп лен ия концов каната. Ф орма секторов соответствует ф о р ­ ме р уч ья р о ли ка с ц е л ь ю обеспечения плавного перехода через р о ­ лик роликоопоры. Н е сущ а я часть секущей каретки выполнена в ви­ де трубы или имеет коробчатое сечение. Н а нижнюю ее часть н ад е­ вается стропа д ля зацепки леса. Р а б о т а установки происходит следующим образом. П ри помощи канатоведущ его шкива каретка подается на лесосеку и д а л е е при помощи б а р а б а н а путем поперечного перемещения роликоопоры к месту п овала леса. Ч океровка леса производится в двух точках после опускания каретки путем сб расы вания н ат яж ен и я тягово-не­ сущего каната. Д л я подъема груза вновь н атягивается канат, и в ы ­ травливанием дополнительного к а н а т а кар етк а п ерем ещ ается к се­ редине лесосеки. Эта операция необходима д ля обеспечения прохо­ 238 д а каретки через роликоопору. Д а л е е при помощи канатоведущ его ш кива древесина транспортируется к головной опоре, при этом к а ­ ретка проходит через роликоопоры. У головной опоры производится перецепка леса на каретку основной канатной установки. У с т а н о в к а БТИ-1-А п редназначена к а к д л я подвесной, так и д л я полуподвесной транспортировки леса с возможностью под­ таски вани я древесины к волоку со стороны. В конструкции каретки предусмотрены у становка нап равл яю щ его блока д ля сборного кана- а — д л я п олу п о двесн о й тр е л е вк и ; б — д л я п одвесн ой тр е л е вк и та, а т а к ж е элементы автоматики. Схема установки п о казан а на рис. 6.10. По принципу действия она отличается от установки БТИ-1 тем, что многопролетной яв л яется только верхняя ветвь тягово-не­ сущего к ан ата, оп ираю щ аяся на роликоопору, имеющую только один баш м ак. О днако эф ф ект увеличения грузоподъемности к а н а т ­ ной системы за счет спаренной работы ветвей тягово-несущего к а н а ­ та здесь достигнут при помощи каретки и двух дополнительных связей ветвей, находящ ихся в пролетах, см ежны х с пролетом, в котором распол ож ена каретка. Д л я д ви ж ени я каретки по всей д л и ­ не установки связи при подходе к концевым опорам автоматически отсоединяются от ка н а та, взаимодействуя с фиксаторами. К а н а т н а я оснастка установки состоит из тяговой 2 и возвратной 3 ветвей зам кнутого тягово-несущего к ан ата; роликоопоры 5; к а ­ ретки 4 с н ап р авл яю щ и м блоком д л я сборного к ан ата, который соединен с возвратной ветвью; передней 8 и задней 7 связей, в за и ­ модействующих с ф иксаторами, установленными на б локах голов­ н ой ”./ и концевой 6 опор. К ар етк а и связи соединены с ниж ней вет­ вью ка н а та и опираются каткам и на верхнюю ветвь. При этом со­ 239 единение к аж д о й из связей с нижней ветвью осущ ествляется с по­ мощью подпружиненного з а м к а и бобышки, закрепленной на канате. Р а б о т а установки в отношении чокеровки леса и трелевки про­ исходит по схеме СТУ-ЗС с той разницей, что передача нагрузки на верхнюю ветвь производится к а к при помощи каретки, т а к и связей. При подходе к концевым опорам зам о к передней или задней связей вы клю чается от упора в фиксатор, которым кар етк а удерж и вается у опоры. При этом бобышка, освобож даясь, проходит блок, д в и ­ гаясь с канатом. Отсоединение связи от к а н а т а позволяет каретке приблизиться к опоре. При реверсировании к а н а та бобы ш ка вновь автоматически соединяется со связью, отсоединяя ее от фиксатора и у в л екая вместе с канатом. Д л я подвесной трелевки кар ет к а сн аб ­ ж а е т с я дополнительной секцией 9 без фиксатора сборного ка н а та и дополнительной стропой 10, присоединяемой к основной секции каретки. З а ц е п к а второго конца пачки производится после п одтас­ кивания ее к волоку сборным канатом первой секции и после опу­ скания каретки. 6.5. Специальные виды канатных установок Секторной установкой производится р а зр а б о т к а л е ­ сосеки при сплошных рубках, в угл ах которых располож ены голов­ н ая и концевые мачты. Р оль последних выполняю т растущие деревья. У становка р аб отает (рис. 6.11) от лебедки 1, обеспечиваю ­ щей реверсивное дви ж ени е тягово-несущих канатов с определенным провесом, при помощи специальной лебедки синхронно-барабанного или шкивного вида. К ан атам и 2 и 3 вдоль границ сектора в о зв р а т­ но-поступательно п ерем ещ аю тся каретки 4. Запасовкой канатов каретки соединены м е ж д у собой. Н ави вка-свивка сра зу двух концов тяговой ветви вы зы вается уменьшением длины участков канатов, соприкасаю щ ихся с древесиной, а следовательно, стремлением к со­ кращ ению износа канатов. Установкой в озм ож н а полуподвесная и подвесная тр елевка леса. П осле подачи к а реток на лесосеку к «сте­ не» леса и опускания канатов производится повал леса на участок к а н а т а м е ж д у каретками. Д ер ев ь я зац еп ляю тся чокерами, н ад еты ­ ми на тяговую ветвь каната. П осле н атяж ен и я канатов и движения кареток к головной мачте деревья перем ещ аю тся от места п овал а к мачте, объединяясь в процессе дви ж ени я в пакет. Аналогично про­ изводится трелевка и п редварительно поваленных деревьев. С це­ лью исключения трения возвратны х ветвей о стоящие деревья, р а с ­ полож енные внутри сектора, ц елесообразно применение скользящ их блочных опор, которые зак реп л яю тся стропами за пни в местах з а ­ цепки леса. К аретки сн абж ены подпружиненными заж и м ам и , к рычагам которых присоединены возвратн ы е ветви канатов. Это позволяет при зац еп ке леса уд ер ж и в ать каретки и возвратны е ветви в воздухе, что со к р ащ ает время на опускание и подъем канатной системы. Д л я подвесной трелевки необходима установка дополнительных 240 двух кар еток и соединение м е ж д у собой возвратно-несущих к а н а ­ тов. Т релевка в этом случае будет бесчокерной, так к а к повал леса мож ет производиться на д ва каната. П о л у п о д в е с н а я у с т а н о в к а с п р и ц е п о м н а кан а т н о й т я г е предназначена д л я полуподвесной трелевки леса в горной местности на сравнительно ровных склонах, имеющих од­ нообразный уклон к подножью, где проходит л есовозная дорога. Отличительными п ризнакам и этого вида транспорта являю тся: отсутствие чокеровки — повал деревьев производится на п о дп руж и ­ ненный ка н а т прицепа, при котором см ягчается удар и исключается повреждение прицепа и излом стволов; б ольш ая грузоподъемность при значительных расстояниях трелевки; простота м о н таж а и д е­ монтаж а. У становка состоит из лебедки 1 д ля привода замкнутого контура канатов 2 и 3, трелевочного прицепа 4, соединенного с тягово-несу­ щим 2 и возвратно-несущим канатом 3 по определенной схеме з а п а ­ совки (рис. 6 . 1 2 ). Д л я работы установки требуются три блока, д ва из которых к р е­ пятся на головной мачте, а третий — в конце лесосеки. В процессе работы прицеп п ерем ещ ается канатной тягой по склону вдоль сте­ ны леса. При этом не исключена его транспортировка без нагрузки по воздуху. П ов ал леса на ширине полосы, равной высоте дерева, во избеж ан и е поломки стволов производится на подпружиненный канат 5 прицепа, закрепленны й м еж д у жесткими стойками. После 'н аб ор а воза деревья опускаются на рам у (при освобождении одно­ го из концов подпружиненного к а н а та) и производится у в язк а воза 241 отдельным канатом, необходимое усилие в котором создается от н атяж ен ия основных канатов. Д л я подбора не взяты х при помощи прицепа деревьев в комплекте установки предусматривается к а р е т ­ ка д л я полуподвесной трелевки, з ан и м аю щ ая в этом случае место прицепа. Д ал ьн ей ш е е р азвитие конструкций канатны х установок с н азем ­ ным несущим органом привело к созданию валочно-пакетирую- Рис. 6.12. Установка Б Т И имени С. М. К ирова с наземным грузонесущим органом в виде прицепа щей установки д л я горных лесосек конструкции И Ф Ц Н И И М Э . Т а ­ кая установка предназначена д ля срезан ия деревьев и укл ад ки их в пакетирую щ ее устройство, располож енное на к а н а те с последую­ щим спуском древесины в подвешенном состоянии к погрузочному пункту. В алочно-пакетирую щ ая м аш ина монтируется на сп ец и аль­ ном шасси с механизмом установки несущей части маш ины в гори­ зонтальное полож ение на косогоре. Технологическое оборудование машины состоит из стрелового упора, который при помощи ролико­ вой каретки опирается на ветвь тягово-несущего ка н а та, и поворот­ ного круга с телескопической стрелой, на конце которой р ас п о л о ж е­ ны з а х в а т и пильное устройство д ля срезания деревьев. Вся система уп равлен ия механизм ами стрелы, з а х в а т а дерева и пильного устройства — гидравлическая, р аб о тает от д ви гател я и насосной станции, располож енны х на шасси машины. 6.6. Канатоведущие шкивы для привода замкнутого тягово-несущего каната К приводу зам кнуты х канатов пр ед ъявл яю тся следую щие тр еб о­ вания: обеспечение передачи необходимого тягового усилия; со к р а ­ щение за т р а т на м о н т аж на лесосеке; вы сокая долговечность р а б о ­ ты к ан ата; простота конструкции и обслуж ивания. 242 К ан атоведущ и е шкивы с параболической поверхностью ручья н аса ж и ва ю тся либо на вал тракторной лебедки (СТУ-ЗС), либо дел аю тся из двух половин, которые н адеваю тся на поверхность б а р а б а н а и стягиваю тся м е ж д у собой болтами (Л Л -12А и д р .). Д л я обеспечения необходимой силы сцепления к а н а т у кл ад ы ва етс я в ручей несколькими витками, а сб егаю щ ая ветвь натяги вается от­ дельным канатом от б а р а б а н а или перемещением лебедки. Д л я обеспечения работы ш кива необходимо поперечное сколь­ ж ени е набегаю щ его витка к центру шкива. Ф орма поперечного сече­ ния ручья рассчиты вается по формуле где а — опытный коэффициент: а = 7...9; d K — д иам етр каната; х, у — координаты параболической поверхности, считая от реборды. Тяговые свойства ш кива могут быть ориентировочно определены по ф ормуле Эйлера Si = S 2^ “ , где S; и S 2 — усилия в набегаю щ ей и сбегающей ветвях к ан ата; р — коэффициент трения к а н а та на поверхности шкива; а — угол обхвата. Б олее точный расчет требует учета продольного и поперечного скольж ения к а н а та и бокового сцепления витков м еж д у собой. Преимущ ество ш кива с параболической поверхностью ручья — простота конструкции и однозначность перегибов на нем каната. Основной недостаток из-за большого скольж ения — интенсивный абразивны й износ каната, что в несколько р аз сн и ж ает его д о лго ­ вечность по сравнению с работой на блоках. Канатоведущие шкивы с рифленой п о в е р х ­ ностью ручья обеспечивают высокие сцепные качества и п родолжительный срок служ бы каната. Р и ф л ен и я в виде отпечат­ ков прядей к а н а та соответствуют углу и ш агу свивки каната. Н а рис. 6.13 и зо бр аж ен рифленый шкив конструкции В. Д . М артынихина и А. В. Д ом ен и кан а, который состоит из двух дисков 1, насаж енны х на ведущий вал и соединенных м еж д у собой болтами 2. В выточке дисков располож ены клинообразны е кольца 3 из к а ­ чественной стали и подпружиненные секции 4 с рифлениями, о б р а ­ зующими опорную часть ручья. Секции имеют скошенные боковые грани д л я заклин и вани я м еж д у кольцами от д авл ен ия каната. Они подпружинены в радиальном направлении при помощи колец 5, а по дуге окружности — упругих стержней 7, которыми секции соеди­ няются с неподвижным кольцом 6. У пругая податливость секций необходима д л я их установки по изменяю щ емуся при эксплуатации шагу свивки прядей каната. П ри входе к а н а та к а ж д а я из секций устанавл и вается по канату и зак л ин и вается от его д авл ен ия м еж д у дисками. П ри сходе — сек­ ции в озвращ аю тся в исходное положение, вы д ав л и ва ясь из кли но­ вой выточки при помощи упругих колец и одновременно у ста н а в л и ­ 243 ваясь с одинаковыми зазо р а м и м еж д у собой за счет работы упругих стержней. Установка секций происходит автоматически. Н а рис. 6.14 показан шкив с ручной регулировкой полож ения секций, которая выполняется периодически по мере вы тяж ки к а н а ­ та. Д л я этого секции ж естко соединены с пальцам и, распо л о ж енн ы ­ ми в п азах боковин и опертыми своими скошенными концами на Рис. 6.13. Конструкция канатоведущ его ш кива с подпружиненным рифленым желобом конические диски. Р егулировка производится за счет зазо ров м е ж ­ ду секциями путем их р ади альн ого перемещения при помощи кони­ ческих дисков. Р асч ет тяговой способности рифленых канатоведущ их шкивов ведется по условию винтового скольж ения по формуле ац sin С Oi — 0С 2£o s i n ф Ф c o s Ф~М - , где ф — угол н аклон а рифлений, равный углу свивки прядей каната. Канатоведущий шкив с б о к о в ы м п р и ж а т и е м каната (рис. 6.15) создан Б. И. Д обром ысловы м. М еж д у вра244 щ аю щ ейся 7 и неподвижной 2 частями ш кива расположены кольцо 6 с выточкой под канат и эластичный диск 5 д л я боко­ вого п р и ж ати я ка н а та, который посаж ен на пальцы 8. Н а э л а ­ стичный диск д авление п ер ед а­ ется через ролики 3 и копир 4. Последний в секторе между точками входа и выхода к а н а ­ та в пределах угла |3 имеет углубление, что обеспечивает свободный вход и выход к а н а ­ та со ш кива на нап равляю щ и е ролики 9 б лаго даря местной д е ­ формации эластичного диска. Боковое давлен ие на к а н а т соз­ д аетс я при помощи гайки 1. Р азв и в ае м о е шкивом тяговое усилие зависит от силы боково­ го п р и ж ати я к а н а та и опреде­ ляется из формулы ( 1 - ц ) S, ( 1 - ц ) S2 Рис. шкив 6.14. Рифленый с радиальным секций канатоведущ ии перемещением 2Р 1 2Р __ g n (l-ц) а 1 ,5я где Р — усилие бокового п риж ати я; 1,5 я — дуга, по которой пере­ д аетс я боковое давление. Рис. 6.15. Канатоведущий шкив с боковым прижатием каната 245 К анатоведущ ий шкив с боковым п риж ати ем к а н а т а мож ет р а б о ­ тать с небольшими н атяж ен иям и сбегающей ветви. Канатоведущий привод с переменны м ч и с ­ лом витков к а н а та обеспечивает к а к зам кн утое д в и ж е ­ ние ка н а та, т а к и намотку определенной длины к а н а т а на лебедку в виде зап а с а витков с последующим кольцевым движ ением всего каната. Такой привод лебедки позволяет обеспечить кольце­ вое д виж ение к а н а та при помо­ щи канатоведущ их шкивов, в том числе и рифленых, без уст­ ройства д л я н атяж ен и я сбе­ гаю щ ей ветви. У становка име­ ет оптимальную канатоемкость. Н а рис. 6.16 и зо бр аж ен а ки­ н ематическая схема лебедки. Она содерж ит двигатель 1, ко­ робку перемены передач 2, ме­ ханизм реверса 3 и приводное устройство, которое соединяет­ ся с двигателем в зависимости от выполняемой операции при помощи муфт 4 и 5. Приводное устройство смонтировано на центральной оси 6 и состоит из левой 7 и правой 12 групп к а ­ натоведущих шкивов, .располо­ ж енны х по окружности с коль­ цевыми канавкам и . Оно в ы п о л ­ нено в виде остова с ребордами 8 и корпусом редуктора 9, в ко­ Рис. 6.16. Кинематическая схема баратором располож ены шестерни банно-шкивной лебедки 10 и 11 шкивов, а сн аруж и ус­ тановлен отклоняю щий б лок 13. В ращ ение канатоведущ их шкивов и всего приводного устройства относительно центральной оси осущ ествляется от отдельных пере­ дач. Д л я в ращ ения всего приводного устройства на реборде 8 у с т а ­ новлен зубчатый венец 14. В лебедке предусмотрено раздельное тормож ение канатоведущ их шкивов и остова приводного устрой­ ства. При работе лебедки в транспортном цикле канатоведущ ие ш ки­ вы левой и правой групп в ращ а ю тся в противоположных н а п р а в л е ­ ниях. К а н а т с одной группы шкивов на другую переходит через блок. При этом остов приводного устройства заторм ож ен. И зм ен е­ ние числа витков к а н а та на канатоведущ их ш кивах левой и правой групп производится вращ ением приводного устройства относитель­ но центральной оси, канатоведущ ие шкивы при этом заторм ож ены . В зависимости от нап равлен ия в ращ ения приводного устройства 246 ветви к а н а т а или одновременно укл ад ы ва ю тся спирально в кольце­ вые канавки обеих групп шкивов или сматы ваю тся. Р а б о т а приводного устройства при н ам аты вании (сматывании) всего к а н а т а при м о н таж е (дем онтаж е) трелевочной установки про­ изводится после разъединения замкнутого к а н а та в описанном в ы ­ ше реж им е с той лиш ь разницей, что в этом случае имеет место навивка (свивка) к а н а т а в несколько слоев. О пределение тяговой силы, реализуемой шкивом, производится по форм уле Э йлера или по ф ормуле д ля рифленых шкивов с уче­ том общего угла об хвата канатоведущ их шкивов канатом. 6.7. Привод замкнутого тягово-несущего каната барабанами лебедки В основу б арабан н ого привода замкнутого к а н а та положен принцип регулирования соотношения угловых скоростей двух б а р а ­ банов д ля д ви ж ени я канатной системы с зад ан н ы м провесом. Это достигается за счет изменения скорости возвратного (холостого) б а р а б а н а с помощью двухпоточной передачи с дифф еренциальным механизмом. П ри определении п арам етров такой лебедки преж д е всего тр е ­ буется определить число слоев к а н а та на б а р а б а н а х где LT — дли н а тяговой ветви к ан ата; D T — диаметр б ар аб ан а; d i — диаметр тяговой ветви к ан ата; /т — д ли н а б ар а б а н а ; г, у —■ко ­ эффициенты, учиты ваю щ ие плотность укл ад ки и ради альн ое сж ати е витков на б арабан е. Д л и н а возвратной ветви в д ва р а з а больше, чем тяговой, и чис­ ло слоев на возвратном (холостом) б ар аб ан е м ож ет быть опреде­ лено из другого квадратн ого уравнения Д л я синхронной работы б араб ан ов по длине навивки и с м а т ы в а ­ ния канатов при их многослойной у к л ад к е число оборотов в о зв р а т­ ного б а р а б а н а изменяется при помощи передачи и определяется по формуле Ят [DT + d T (2mr — 1)] D B - d B (2mB - l ) где пт — число оборотов тягового б ар аб ан а, включенного в нерегу­ лируемую ветвь трансмиссии. К числу основных парам етров синхронно-барабанной лебедки относятся круговое передаточное число в трансмиссии возвратного б ар аб ан а и д иапазон регулирования, а т а к ж е распределение пото­ ков мощности по ветвям и коэффициент полезного действия. Эти парам етры рассчиты ваю тся по зак о нам двухпоточной передачи. 247 В качестве бесступенчатого регулятора скорости мож ет быть при­ менена ги дравли ческая передача с гидромотором и насосом пере­ менной производительности, к а к в л еб ед ке Л Л -20, или вариатор скорости, к а к в л еб ед ках Л С -4 и Б Т И имени С. М. Кирова. В ка ч е­ стве дифф еренциального механизм а могут быть использованы п л а ­ нетарные механизмы типов 2К -Н и ЗК . Схема привода б ар аб ан ов с м ех ан из­ мом 2К-Н п о казан а на рис. 6.17. Водило дифференциального м еханизм а соедине­ но с возвратным барабаном . В зави си м о­ сти от нап равл ен ия д ви ж ени я каретки он находится либо на выходе (грузовое н а ­ п равлен ие), либо на входе (порожнее н а ­ правление) передачи. П риняты е на схеме обозначения: d — ведущее звено, с в я за н ­ ное с двигателем; х — ведомое звено (б а ­ р а б а н ); k и Ь - — ц ентральны е шестерни дифф еренциального механизма. Р асч ет п арам етров производится на основе уравнений кинематической связи м еж д у звеньями диф ф еренциального ме­ ханизм а без учета потерь на трение внутри м ехан изм а по следую щим ф ор ­ мулам. Д л я передачи с дифф еренциальным механизмом на выходе Рис. 6.17. Схема бараб ан ­ ного привода замкнутого каната с планетарным ме­ ханизмом 2К-Н tdx 1 Ыкх, l dbx 1 — i dbkd ИЛИ ld x = dkbd где idx — передаточное отношение двухпоточнои передачи от звена d к звену х; idbkd, ккьа — круговые передаточные числа замкнутого контура; i d b x , i d k x — передаточное отношение части двухпоточной передачи через звено b при остановленном звене k и через звено k при остановленном звене Ь. При помощи кругового передаточного числа н аходятся потоки мощности, перед аваем ы е по обеим ветвям передачи через звенья к и в: м = 1 1 N* l dkbd ■ К1 ’ * ' 1 1 N* ; l dbkd • I I _ • ’\ г --------IdkbdN k Соотношение м еж д у крутящ ими моментами зависит от внутрен­ него передаточного отношения дифф еренциального механизм а и равно щk АС • Ib k • Коэффициент полезного действия двухпоточной передачи опреде­ ляется по форм улам 248 1~ ldbkd „ ^xkd 1— l dkbd ' Vxbd где ц — К П Д отдельных участков передачи, вычисляется в н а п р а в ­ лении потоков мощности в соответствии с индексами. А налогичная методика применяется и д л я расчета передач с дифф еренциальным механизмом на входе. Больш ое значение д л я б ар аб ан н ы х лебедок с многослойной укладкой к а н а та имеет з ащ и та витков на б ар аб ан е от разру ш ен ия ' при их взаимном контакте. Д л я этого применяется п олимерная или м еталлополи м ерн ая лента, которой оберты вается ка н а т на половину д и ам етра при входе на б ар аб ан . Т акое устройство, предлож енное В. Д . М арты нихиным и С. Н. Тереховым, монтируется на каретке ка н атоу кл ад чи ка и состоит из катуш ки с лентой, привод которой через муфту предварительного момента осущ ествляется от б а р а б а ­ на и пары н ап рав л яю щ и х роликов, проходя через которые ка н а т оберты вается лентой. В р езультате м еж д у витками образуется про­ слойка, п ред о твр а щ аю щ ая витки от смятия при контакте меж ду собой. При см аты вании к а н а т а с лебедки лента убирается обратно на катушку. 6.8. Стальные канаты лесотранспортных установок В канатны х лесотранспортных установках преимущественно применяю тся открытые прядевые канаты двойной свивки (тросы). Работоспособность их зависит от правильного выбора конструкции по ГОСТу в зависимости от условий работы. Реком ендую тся в ос­ новном канаты типов Л К - Р б Х 1 9 + 1 о с ГОСТ 2688— 69 и Л К -0 6х19+1ос ГОСТ 3077— 69, а т а к ж е типа Т К бХ19+1ос ГОСТ 3070— 74. Д л я несущих канатов ц елесообразно применение их с сгр=1700 Н /м м 2 и в основном первых двух ГОСТов. К о эф ф и ­ циенты зап ас а прочности д олж ны приниматься не менее 3...4 д ля тяговых, грузоподъемных, тягово-несущих и других, а д л я несу­ щих — 2,5 и ниже. О днако пониженные зап асы прочности могут назн ач аться с учетом действия динамических нагрузок. Срок с л у ж ­ бы канатов по механическим повреждениям устанавл и вается в з а ­ висимости от числа обрывов проволок на одном ш аге свивки (табл. 6.5). С ледует пользоваться временной инструкцией У к р Н И И М О Д и данны ми исследований Л Л Т И . П о рекомендации Л Л Т И в качестве критерия опасного состоя­ ния несущего к а н а та следует принимать 15... 16 обрывов проволок на ш аге свивки или 4...5 обрывов на одной пряди на участке д в и ж е ­ ния каретки. При наличии у к а н а та поверхностного износа или коррозии чис­ л о обрывов проволок на ш аге свивки уменьш ается на следующую величину: 249 уменьшение диаметра проволок от износа и коррозии, % принимаемый процент обрывов проволок от нормы браковки без учета износа и коррозии 10 15 20 25 30 85 75 70 60 50 При применении канатов односторонней свивки б раковку произ­ водят по числу обрывов проволок, вдвое меньшему указанных. Р асх од стальных канатов при эксплуатации определяется по действующим нормам расх ода из расчета на 1000 м 3 п ер ерабо тан ­ ной древесины. 1 Табл. 6 . 5 . Нормы выбраковки канатов по числу оборванных проволок на шаге свивки (по УкрНИИМОД) Тяговы е, грузоподъем ны е канаты Н есущ ие кан аты ГОСТ 2688--69 П ервоначальный коэф ф ициент з а ­ паса прочности 2 ,5 4 >4 ГОСТ 3077—69 12 15 — — — ГОСТ 3070—74 D гост Ееличина 3070—74 — ГОСТ 3077—69 12 16 5 6 7 8 20 24 9 и 10 12 dk 12 | 16 | 20 6 9 24 12 16 20 | 24 7 9 10 8 10 12 14 10 11 12 10 12 14 16 П р и м е ч а н и я : 1. D — диаметр блока (барабан а); d K — диаметр кан ата. 2. При обрыве пряди дальнейш ая работа к ан ата зап рещ ается. 3. При подсчете обрывов наружных проволок в кан ате по ГОСТ 2688— 69 обрыв двух тонких проволок принимается за одну. 6.9. Блоки и ходовые катки кареток канатных установок Основными характери сти кам и блоков являю тся отношение его диам етра по дну ручья к д и ам етру ка н а та, соотношение радиуса выточки ручья к радиусу ка н а та, а т а к ж е твердость м а тер и ал а ро­ лика. Н аибольш ее распространение в канатны х установках имеют подвесные блоки. Р а з р а б о т к а их конструкций д о л ж н а вестись по ГОСТ 13688—76. Основные п арам етры приведены в табл. 6 .6 . М а ­ териал ж ело б а блоков д олж ен иметь высокую твердость. Новым направлением увеличения срока служ бы канатов я в л я е т ­ ся р азр а б о тк а в Б Т И имени С. М. Кирова блоков с рифленой по­ верхностью ж елоба. Особенностью этих блоков является то, что, во-первых, опорная поверхность их ж е л о б а пред ставл яет собой винтовые углубления в виде оттисков прядей к ан ата, а во-вторых, эта часть ж е л о б а о б л а­ д ает упругой податливостью и состоит из отдельных дуговых под­ пружиненных меж ду собой секций. У пругая податливость ж ело б а необходима д ля обеспечения ко н такта прядей с впадинами ри ф л е­ ной поверхности в связи с изменениями ш ага и угла свивки прядей из-за упругих и остаточных деформаций, возникаю щ их при работе каната, а т а к ж е из-за р азл и чи я канато в одного ти поразм ера в п р е­ делах допусков на изготовление. 250 Ю *Ч т}< О осч сч ^ со" § ю ОН? со ^ ю я я 3О3) осч о сч С"сч —■сч о Табл. 6. 6. Основные о со" сч 00 *я ю 3 ш 00 о>§ о сч 20 со 3,9 м 5О -£сч ) 5S 00 160 16,7/ ю параметры подвесных блоков по ГОСТ 13688—76 СО сч ю сч сч u i Ю 0 СЧ0 СО СО со со я Си \о с сч ’Я § *Е .! я —. со а» ^ 5^ СЧ , а) н О СО СОa я е; я О СЧ \о Я s M 43 2 5 § а> я £ а> isl- Qs l сч _ я >**1. 2 Й н я 5 (U си . Я £5 • £зЭ -е-о § Ч § w 3о о VO ^ 1 s-s-r0 £*£ а.1 § й ~ о S и Я t=CCU II * 5 о Ц— >>« Си ч я <и ая> s я В 2о ^ 3 а* а , J=[U м СУ 251 При работе канатов на рифленых блоках уменьш аю тся ко н так т­ ные н апряж ения, а т а к ж е местные деформации прядей и проволок в местах их контакта с желобом, н азы ваем ы е вторичным изгибом. Н а рис. 6.18 показан блок, в ко­ тором секционный ж елоб н абран в кольцевой выточке ролика 1. С ек­ ции 3 длиною, равной половине или ш агу свивки ка н а та, у с т а н а в ­ ливаю т в выточке с зазорам и , м еж д у их торцевыми граням и р а с ­ положены упругие элементы 5, которые при сборке сж аты. Одна из секций во и збеж ан и е вращ ения ж е л о б а относительно ролика мо­ А -А ж е т быть соединена с последним упругим стержнем 4, один конец которого закреплен на секции, а , другой — в углублении ролика. Д л я сборки ж е л о б а на внутрен­ них поверхностях реборд ролика предусмотрены местные вырезы на длину одной секции. П осле з а ­ к л ад ки последней секции в местах вырезов устанавл и ваю тся в став ­ ки 2, которые прикрепляю тся к Рис. 6.18. Блок с рифленым желобом р ебордам винтами. Р а б о т а ходовых катков к а н а т ­ ных установок рассм атри в ается во взаимодействии с открытым не­ сущим канатом двойной свивки. Н а гр у з к а на каток принимается в соответствии с ГОСТ 17810— 72. К атки изготавливаю т из стали с твердостью до 400 НВ. Значительное увеличение срока служ бы канатов и к а т ­ ков достигается при примене­ нии катков с рифленой поверх­ ностью ж е ло б а (рис. 6.19) с ш а ­ гом рифлений, соответствую­ щим шагу свивки прядей к а ­ ната. 6.10. Основы расчета натяжений несущих канатов Р асч ет стальных канатов, н агруженны х поперечной н а ­ грузкой, ведется по теории гиб­ ких нитей. Выбор метода р а с ­ чета зависит от соотношения величины провеса в середине 252 р ис g j g Рифленый каток лесотранспортной канатной установки п ролета / к длине пролета I. П ри провесах f^. 0, 11, принятых в л е ­ сотранспортны х установках, н атяж ен и е канатов определяется по квадратн ой параболе, что д ает Допустимые д л я практики р е зу л ь т а­ ты по сравнению с более точным методом расчета по цепной линии. Несущие канаты рассчиты ваю тся только на вертикальные н а ­ грузки от действия силы тяж ести к а н а та и сосредоточенных сил. Р асч ет ведется к а к на статические, т а к и динамические нагрузки. Д л я к а н а та в любом пролете где Н — горизонтальная со ставл яю щ ая натяж ен ия; М§ — балочный и згибаю щ ий момент; f — провес к а н а т а в рассм атриваем ом се­ чении. П ри опорах, располож енны х на одном уровне, # £ ё 7 \ где Т — н атяж ен и е каната. П р и опорах, располож енны х на разны х уровнях, # = Г cos а, где а — угол наклона пролета. При нагружении к а н а та одной сосредоточенной силой, р асполо­ женной в середине пролета, натяж ен ие где I — д лина пролета; / — провес к а н а та под грузом; q — сила т я ­ ж ести 1 пог. м к ан ата; а — угол наклона пролета; Р — сосредото­ ченная сила. Д л я наклонных пролетов полученное значение Т будет средним, т а к ка к н атяж ен и я нижней и верхней опор разные. Они отличаются на величину Ahq (Ah — превышение верхней опоры над ниж ней). Р асчетн ы е формулы д л я нахож дения натяж ен ий по задан н ом у про­ весу к а н а та под грузом д л я других случаев приведены в граф е 3 табл. 6.7. О д н ако расчет натяж ен ий таким образом д л я несущих канатов с закрепленны ми концами является только частью реш ения задачи. Формулы, приведенные в гр аф е 3 табл. 6.7, о тр аж аю т ф ункциональ­ ную зависимость м еж д у Т и /, но действительное соотношение м е ж ­ ду этими величинами зависит от первоначального (монтажного) н атяж ен и я к а н а та и его упругого удлинения при нагружении. П о ­ этому расчет н атяж ен и я несущего к а н а т а ведется по кубическому уравнению, полученному из сопоставления длины ка н а та до и после нагружения. Эта з а д а ч а реш ается двояко: по известному м о н т а ж ­ ному натяж ен ию находится рабочее или наоборот. Б ол ее рац и о ­ нально вести расчет вторым способом. При этом уравнение без уче­ та влияния тем пературы имеет вид: а) д ля однопролетных установок j Q \dx-T о EF cos2 a 21 J Q$dx = 0; о 253 254 Табл. 6.7. Расчетные и формулы составляющие схемы 0> а » Л Ч СО ы X н CV КО К зг со. в* 0) 5 S сu e .g X опорных реакций для определения для балки несущих простой натяжения от действия сосредоточен- б) д ля многопролетных установок с идентичными пролетами (пренебрегая трением ка н а та на промежуточных опорах) Г ° + Т ° { Е1шт\ а [ ( т - 1 }I q2°d x + J Q2ldx] ~ Г1} о о E F u l * j Q2°d x = о = 0, (6 . 1) где Т0и Т {— м онтаж ное и рабочее натяж ен ия; Е — модуль уп ру­ гости к ан ата; Ем— металлическое сечение к ан ата; m — число про­ летов установки; Q0, Q i — поперечные силы в простой балке, соот­ ветственно от действия полной нагрузки и силы тяж ести каната. После введения обозначений А°= Е - Щ ^ \ ^ ~ (6 .2 ) т ъ о о Лх = 1 [ ( т “ 1} j Q°dx + о о ~ T l- Получаем уравнения вида: То + Л 0То — Во = 0 ; Т 3о + А 1Т 2о - В 0 = 0. Р еш ение их д ает один действительный и д ва комплексно-сопря­ женных корня. И н тегралы поперечных сил вычисляются по способу В ер ещ аги ­ на. Д л я наиболее характерн ы х нагрузок их значения приведены в граф е 2 табл. 6.7. Д л я решения кубических уравнений целесообразно пользоваться номограммой, приведенной на рис. 6.20. Д л я большего д и ап азон а значений Т и В она выполнена составной. Д л я нахож дения по номо­ грамме монтаж ного н атяж ен и я необходимо иметь значения к оэф ­ фициентов Ао или А\ и В 0, а т а к ж е рабочее н атяж ен и е Т\. В ы бирая часть, где находится Т0, проводим горизонталь, соответствующую значениям вычисленного коэффициента Л,- до пересечения с верти­ калью, проведенной через точку, соответствующую значению В 0. Точка пересечения горизонтали и вертикали у к а ж е т на луч, п ока­ зываю щий величину м онтаж ного натяж ения. Кубические уравнения этого вида удобно т а к ж е реш ать способом итерации, пользуясь зависимостями Т „_|_1 = j, ^ д / » если 4Л; + В 0 > 0; (6.3) 255 Т"-Н = "If ^П Т — Ai> если 4Л? + Во < О; — А ь если 4Л,- + б 0 = 0. Рис. 6.20. Н омограмма для определения натяж ений несущих канатов Р асч ет рабочих натяж ен ий требует выполнения нескольких попыток, т а к к а к в ф ормулы входит сила тяж ести 1 пог. м ка н а та, за в и с я щ а я от величины н атяж ения. Чтобы облегчить расчет, сл е­ дует принять (6.4) а т а к ж е д л я канатов с органическим сердечником V= 0,1PM, (6.5) где q — сила тяж ести 1 пог. м ка н а та, Н; FM— су м м ар н ая п лощ адь поперечного сечения проволок к а н а т а (м еталлическое сечение), мм2; 0ра=О,85стр — предел прочности проволок, отнесенный к агр е­ гатной прочности каната, Н /м м 2; п — коэффициент зап а с а несущего каната. 256 Тогда мож но получить непосредственно металлическое сечение каната. Н апример, д л я случая с одним сосредоточенным грузом в середине пролета 2 P in cos а = 80pa/c o s 2 a — 0 , l l 2n „ ММ2 . Б ол ее точно по натяж ен ию у верхней опоры FM.B будет равно: п 2Р п cosa (/ + / s i n 2a) г м.в — ■— --------------------------------------MM 8<тра/ cos2 a — 0 ,1 In (I + 2f sin 2a ) В этих ф ор м у л ах величина сосредоточенной силы Р, н а п р я ж е ­ ния ара, длина пролета /, провес к а н а та / и угол накл о н а пролета a принимаю тся соответственно в Н, Н /м м 2, м, град. По полученному или FM.B находится величина Т по формуле (6.4), а т а к ж е диаметр ка н а та по ф ормуле где — коэффициент конструктивной плотности стального к а ­ н ата с органическим сердеч­ ником. 6.11. Основы расчета натяжений тяговонесущих канатов Общие сведения. Особен­ ности расчета тягово-несу­ щих канатов определяю тся следующими основными ф а к ­ торами: 1 ) поперечная н а ­ грузка воспринимается д в у ­ мя ветвями, м еж д у которы ­ ми она р аспределена н ер ав ­ номерно; 2 ) на тяговую ветвь, кроме вертикальных сил, действует продольное усилие, необходимое для д виж ения груза вместе с к а ­ натной системой; 3) н а т я ж е ­ ние замкнутого к а н а т а со­ здается после к аж д о й при­ цепки груза, и соотношение меж ду н атяж ен ием и прове­ сом не зависит от м о н т а ж ­ ной длины ка н а та и его Упругого удлинения. Н е см о тр я на разли чи я в схеме запасовки к а н а та д ля ® З а к . 2241 Рис. 6.21. Р асчетная схема однопролетной установки с тягово-несущим канатом: а — п р и н ц и п и а л ьн а я схем а; 6 — р а сч ет н а я схем а верхн ей ветви; в — р а с ч е т н а я схем а н и ж н ей ветви 257 использования грузоподъемности обеих ветвей, методологический подход к расчету тягово-несущих канатов яв л яется единым. Он основан на методе сечений по связям м еж д у ветвями, составлении уравнений отдельно д ля каж д ой ветви и в совместном их решении при условии равенства натяж ен ий на концевой опоре с учетом или без учета потерь на блоках. Расчет натяжений однопролетной установки. Н а рис. 6.21 и зображ ен ы принципиальная и расчетные схемы однопролетной установки с пар ал л ел ьны м расположением ветвей по всей длине пролета. П о условию зад ач и к числу известных относится и величи­ на провеса к а н а т а в месте располож ени я каретки fx и усилие в к а ­ нате 5. В ерхняя ветвь нагру ж ена равномерно распределенной н а­ грузкой от силы тяж ести к а н а та qB и реакцией отброшенной связи Р в х , а н и ж н яя — равномерно распределенной нагрузкой от силы т я ­ жести возвратной qB и тяговой qT ветвей, силой Р вх, направленной вверх, и силами К и Р, полученными после р азл о ж е н и я S по двум н ап равлен иям — п арал л ел ьном у хорде пролета и по вертикали. Д л я к аж д ой из ветвей записы ваю тся д ва уравнения натяж ен ий относи­ тельно сечения х от сил, действующих справа. П ри условии, что T Bi = Т в ,'Цб, где цб — коэффициент потерь на блоке. Р еш и в эти уравнения, п олу­ чим в ы раж ен и е д л я силы n _ ( P x — K fx c o s a )r \6 * ( l + ti6 ) ( x ( q T — qB)f ]6 — qBl ( l — x\6 ) 2 (1 + Ц6 ) cos а /R * ' в котором сила Р м ож ет быть вы р аж ен а через усилие S: Р = S(cosy ± sinytga). Зн ак и + и — соответствуют работе установки «на спуск» и «на подъем». П р енебр егая вторым членом формулы ( 6 .6 ), получим з н а ­ чение Р Вх = Р в при х = 0 , 5 1: ^ 17 ^ ) [ / ( c t g Y ± t g a ) - 2 /]. З н ачен ие двойных знаков то же, что и ранее. П о известному з н а ­ чению Р в определяется натяж ен ие верхней ветви Т в по табл. 6.7. Н а т яж е н и е в тяговой ветви Т т= Т в + К, где К — сила, н ап рав л ен н ая п арал л ел ьн о хорде и необходимая д ля перемещения груза и к а н а т ­ ной системы. Д л я непосредственного определения сечения тягово-несущего к а н а т а целесообразно воспользоваться ф орм улам и (6.4) и (6.5) и тогда металлическое сечение возвратной и тяговой ветвей ка н а та находится по формулам: 2 Р в п cos a (Z + / sin 2 a) = 8o pJ cos2 a — 0 , 1/re (/ + 2f sin 2a ) ’ n (I + Zsin 2a) [4 ( P — P B ) I cos a + qB I2 + 8/C /cos2 a ] F m.t 258 Z [16apa/: cos2 a — 0 , lZn (Z + 3 / sin 2a)] При раб оте установки «на спуск» в ф ор м у л ах перед членами с двойными зн ака м и берутся знаки минус, а «на подъем» — плюс. Расчет натяж ений многопролетной установки. Н а рис. 6.22 и зо б р а ж ен а расчетная схема многопролетной установки БТИ-1-А. К числу известных относятся длина и 'у к л о н ы пролетов (приняты один аковы м и ), усилие в сборном ка н а т е S и провес верхней ветви под кареткой / к- П редв ари тел ьно з ад ан ы т а к ж е сила тяж ести 1 пог. м канатов qr , qB и коэффициенты потерь на б локах и роликах опор Рис. 6.22. Расчетная схема многопролетной установки с тяговонесущим канатом: а — п р и н ц и п и а л ьн а я схем а; б — р а сч ет н а я сх ем а верхн ей в е тви ; в — р а сч етн а я сх ем а н и ж н ей ветви ц*. О п ределяю тся н атяж ен и я в возвратной Гв и тяговой ветвях Тг ка н а та, нагрузки, передаю щ иеся на верхнюю ветвь в местах распо­ лож ен и я связей Р\, Р 2 и каретки Р к, а т а к ж е провесы верхней ветви под св язям и /i и /гТри уравнения составляю тся д ля пролетов верхней ветви: А х г — М 1Л — Т в / i cos = 0; В 2х 2 — M kB — Т в / к cos а л = 0; CVn — М 2С — Т в /2 cos ajT]2 = 0, где А , В г, C i — опорные вертикальные реакции простых балок; M lA, M kB, М 2С— балочные изгибающие моменты от внешних сил в местах расположения связей и каретки. О стальны е у равнения составляю тся д ля ниж ней ветви. При этом д л я реальн ы х условий в расчет мож ет приниматься только пролет м еж д у связям и , которые принимаю тся условно з а опоры и N 2. 9» 259 И м ея в виду, что на верхнюю- ветвь п ередается т а к ж е н агр узка от силы тяж ести канатов, находящ ихся перед передней и позади зад н ей связей, получим р __ р ' | Ут Х 1 р р ' + 2 cos а 2 > . ^ 9В 0 + Х Р) 2"cos~a2 • где Pi, Р2 — опорные реакции на опорах и N 2 от нагрузки, дей­ с т в у ю щ е й ^ пролете. М ож н о зап и сать т а к ж е еще д ва условия: Тг = тв + К ; qT (dx + 0 , 5*]) qB (d2 + х4 + /) cos а 2 cos а 2 Pi + Рг + Рк = Р + О днако этих уравнений недостаточно, потому что в некоторых из них со д ер ж ат ся произведения 7 B/i и TBf 2, и они яв л яю тс я н ели ­ нейными. Д л я реш ения способом подстановки необходимо составл е­ ние еще двух уравнений, которые записы ваю тся д л я пролета N iN 2 по аналогии пролетов верхней ветви, но с учетом действия силы К: P [ d i — M N — Т т / к c o s a 2 = 0; P2d2 — M N — Т в /« c o s a a = О, 2 где / к — провес каната под кареткой в пролете NXN2. Н айденны е величины Тт и Тв следует уточнить после выбора сечения к а н а т а и соответственно значений qT и qB и величин г];, з а ­ висящих т а к ж е от н атяж ения. Д л я непосредственного определения металлического сечения к а н а т а и натяж ен ий мож но воспользоваться зам ен ам и Ъ и q через Рк т а к ж е по форм улам (6.4) и (6.5). П ри полуподвесной трелевке н атяж ен и е тягово-несущего к а н а та регулируется з а счет в ы травл и ван ия из каретки сборного каната. При подвесной трелевке проследить траекторию д ви ж ени я груза и связан ны е с этим изменения н атяж ен и я мож но путем сравнения всей длины гибкой нити до и после загруж ен ия. П р и м е ч а н и е . И спользованн ы е в гл. 6 н азв ан и я канатны х установок БТИ-1, БТИ-1-А, Б Т И имени С. М. К ирова не с т а н д ар ти ­ зованы и поэтому являю тся условными. Г л а ва 7. ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАН И ЗАЦИ Я ТРАНСПОРТА ЛЕСА 7.1. Лесовозные автомобили и тягачи В лесной промышленности д л я вывозки леса используются почти все грузовые автомобили, а т а к ж е специальны е автомобилилесовозы, имеющие технологическую оснастку в виде коников, при­ цепной балки (д ы ш л а), ограж дения, лебедки и др. В ы возка древесины производится поездными составами, п ред­ ставляю щ ими собой автомобиль-тягач с роспуском, полуприцепом и прицепом на колесном или санном ходу. В составе автопоезда тягачам и с л у ж а т автомобили повышенной проходимости и со специальным седельно-сцепным устройством. Отечественная автом обильная промышленность выпускает р а з ­ личные модификации автомобилей-тягачей: З И Л -1 5 7 КВ, З И Л -1 30 В1, З И Л -13 1В , КАЗ-608 «Колхида», МАЗ-504, УрАЛ-377С, 375С, КрАЗ-258. Использую тся т а к ж е автомобили повышенной проходи­ мости З И Л -157 К , ЗИ Л -131, У рАЛ-375Д, МАЗ-501, К рА З-255Б. Они имеют ведущие передние и задние мосты, разд ато ч н ы е коробки, двигатели повышенной мощности. К ратки е технические характеристики лесовозных автомобилей приведены в табл. 7.1...7.3. 7.2. Агрегатные лесовозные машины При значительной разбросанности погрузочных пунктов, у с л о ж ­ няющих организацию погрузочных работ, целесообразно применять специальные лесовозные автомобили, оснащенные самозагрузочным оборудованием. Применение таких автомобилей д ает следующие преимущества: п овы ш ается производительность труда комплексных бригад на лесозаготовках в р езу л ьтате более полного использова­ ния трелевочных тракторов без отвлечения их на погрузочные опе­ рации; увеличивается вы работк а лесовоза в связи с устранением простоев в ож идании погрузки; создаю тся м еж операционны е б у ф ер­ ные зап асы древесины, что позволяет организовать круглосуточную вывозку; простота р азгру зк и леса на нижнем складе; удобство под­ борки аварийного леса с магистральной лесовозной дороги. Л есовозны е автопоезда по способу погрузки бывают: с боковой погрузкой с помощью канатно-блочной системы; с контейнерной погрузкой и погрузкой с помощью гидрокрана. 261 Табл. 7. 1. Технические характеристики лесовозны х автомобилей М одель П о к а за т е л и 1 Общие данные Завод-изготовитель МАЗ-509А МАЗ-509 2 3 К рА З-255Л 4 Кременчугский а в ­ томобильный завод Н азначение Р або та с двухосным роспуском на вывозке хлыстов и деревьев 78,4 5 3 ,9 Грузоподъемность, кН 53,9 Ч исло осей: 3 общее 2 2 3 ведущих 2 2 К олесная формула 4x4 4x4 6 X6 М асса, кг: 8270 11 360 сухого 8270 снаряж енного 12 390 8800 8800 20 790 полного 14 450 14620 Г абарит, мм: 8130 длина 6770 6770 3000 ширина 2600 2600 3370 Высота (по ограж де­ 3020 2900 нию, по конику), мм 5300 Б аза автомобиля, мм 3950 3960 — „__ 1400 Б аза тележ ки, мм К олея колес, мм: 2160 1950 передних 1950 2160 задних 1900 1900 360 Наименьший дорожный 300 300 просвет, мм - 13,0 Наименьший радиус по­ 11,5 11,5 ворота, м 18 Н аибольш ая скорость 18 18 автопоезда, м /с 18 П уть тормож ения авто­ 21 21 поезда со скоростью 40 к м /ч , м Контрольный расход 50 48 48 топлива автопоездом, л / 100 км Минский автомобильный завод Двигатель Модель Тип Располож ение цилинд­ ров Число цилиндров Н аибольш ая мощность при 2100 об/м и н, кВ т Наибольш ий крутящ ий момент при 1500 об/м ин, кНм Топливо Силовая Сцепление 262 ЯМЗ-236 ЯМЗ-236 Ч еты рехтактны й V-образный ЯМЗ-238 Дизельны й 6 133 6 133 8 176 68 68 90 Д изельное Д Л и Л — летом Д З , 3 или Д А , А — зимой передача Д вухдисковое сухое фрикционное Продолжение Коробка передач П ередаточные коробки передач: М еханическая, пятискоростная, трехходовая с синхрони­ заторами на I I . . . V передачах числа II III IV V задний ход Р азд аточн ая коробка 5,26 2 ,9 0 1,52 5,26 2,90 1,52 1,00 0,66 1,00 1,00 0,66 0,66 5,26 2,90 1,52 5,48 5,48 5,48 М еханическая двухступенчатая с М еханическая межосевым цилиндрическим несим- двухступенчатая с метричным дифференциалом отбором мощности на лебедку, имеет­ ся межосевой диф­ ференциал Передаточные числа раздаточной коробки: низшие 1,635 1,63 высшие 1,18 1,18 К ардан ная передача Три карданных вала и шесть ш ар- П ять ниров валов 2 ,2 8 1,23 карданных открытого типа Ведущие м о с т ы П ередаточное мостов Передний и задний число 8,28 8 ,2 8 Передний, средний и задний 8,21 Механизмы управления Рулевой м е х а н и з м У силитель Тормоза: рабочий привод стояночный вспомогательный Ходовая Винт, гайка-рейка с перекатываю щ имися сектор зубчатый Г идравлический ш ариками, Барабанного типа на все колеса Пневматический Барабанного типа, действует на трансмиссию Моторный часть Р ам а К олеса Обод Шины пневматические Д авлени е воздуха в шинах, МПа Э л е к т р о о б о р у д о в ан и е Н апряж ение в систе- ■ Ш тампованная, клепаная Бездисковые 8 ,5 В -20 3.5В-20 320— 508 12, 00—20 0 ,470 0,539 24 24 К лепано-сварная 4 4 0 ...5 3 3 1300 x 530 X 533 0,343 24 ме, В Генератор Р ел е-р егул ятор А ккум уляторны е бата­ реи С тартер Г-270А РР-127 6ТСТ-182-ЭМС СТ-103 Г-270А Г-270А РР-127 РР-127 6ТСТ-165-ЭМС СТ-103 СТ-103 263 Окончание Кабина К абина Ц ельн ом еталли ческая, двухместная, двухдверная, откидывается впер ед на угол около 45° М еталлическая, трехместная С п е ц и а л ь н о е обо­ рудование Л ебедка Барабанного типа, Типа ЗИЛ-131, Типа КрАЗ-255Б, располож ена в зад- предназначена предназначена для ней части рамы, д л я погрузки погрузки роспуска предназначена для роспуска на на шасси автомопогрузки роспуска шасси автомо- биля на тягач биля Т яговое усилие, кН 4 9 ,0 6 8 ,6 78,4 Н ачальная высота по— 1655 1824 грузки древесины, мм К оник Сварной с откидными стойками, стоечными замками и тросами Р асстояние между 2340 2360 2650 стойками коника, мм Высота стоек коника, 1260 1260 1500 мм О граж дение кабины Сварной конструкции из металлических профилей Р ам а кон и ка С варная, в передней части имеет защитный металли­ ческий пол Н акатны е плоскости Сварные д л я перевозки роспуска По первому способу раб о таю т автопоезда Л К -9, JIT-24, JIT-25 и сортиментовоз Коми Гипрониилеспром (Л М 1-Ц Н И И М Э ,). Силовым органом этих автопоездов яв л яется лебедка, управление которой осущ ествляется дистанционно с помощью переклю чателей на вынос­ ном пульте, что позволяет шоферу-оператору выбирать удобные по­ зиции во время погрузки или разгрузки. Н акл оняю щ и еся коники с неоткидными стойками-мачтам и и от­ кидными погрузочными стойками облегчаю т процесс погрузки и выгрузки, позволяю т автом атизи ровать опускание и подъем вспо­ могательных стоек, а т а к ж е откры вание автоматических зам ко в откидных стоек. Соединение роспуска с автомобилем дыш ловое с крестообразной сцепкой. П о второму способу погрузки раб о т аю т автопоезда АСК-1 на б а ­ зе седельного тягача, КрАЗ-255В и ЛТ-43. З а г р у з к а древесиной сн я­ того и установленного на зем ле контейнера производится вручную или краном. Д л я погрузки на полуприцеп автопоезд задним ходом подходит к предварительно загруж ен ном у контейнеру. Тяговый трос лебедки пропускают через блоки контейнера и автомобиля и л еб ед ­ кой н атаски ваю т загруж енны й контейнер на автомобиль. Автопоезд Л ТГ-95М р аб отает по третьему способу погрузки д р е ­ весины. П л а т ф о р м а полуприцепа п ерем ещ ается при помощи гидро­ манипулятора и зак р еп л яетс я в крайних полож ениях зам кам и . Стойки полуприцепа откидные на двойных ш арнирах, обеепечиваю264 ью сч СО < 00 со со ооо со о Ю Ю о о СО СО СП сч <©Ю со ^ со а * О , сч со сч 1 ою оо С"- тр Ю-т ою осч О )<О )< •— — о о о о О S3 ' 00 GO Он s •• •>п ^H CO о СЧ OO ^ ^ о - сч — о ою C о о о ю р- 1тр тр с--» СОСО ю Oi О С© СО11C >- СП—< О —О) 00 сч сч со Ь- О г-ч СО тр LC 2 2 § сч сч 00 ° •- ^ •* с СО О *5 «3 со сч со С. о _ ~ о сч —‘ Тр о IS. С-со ю юо тр Р- О г-- сч о оо оо С ОЮ г— сч оЧ 1 оо оо С со 1 еч тр тр сч о О о О о 2 1C с о с и ~ 2 _ Л Л с00 О О тр 1C о о о о ICO) о о 00 00 СО О) сч сч о о оо; сч тр V 4 тг 00 о о2 ^ *-» СЧ СЧ ^ о о о о , 1C 00 о , S о о тр О о ю ^ сч 00 о ю тр О) сч сч ю о Г- 1C О) сч со •— СЧ 1C СЧ -н О) СО «О сч о 1C СО со О) сч сч 1C о сч сч СЧ -и ^ СЧсо - У р а л -3 7 5 Д лебед кой ЗИЛ-131 с лебедкой Т -157 с л е ­ бедкой М одель о ю ч* ю тр со ео ^ ^ О О О оо тр сч со со г - сч ^°°СО О О 1C о о сч СО Г"- т р 1C СО 1С<00 о О <-ч сч сч S 2 2 « • * К 00 —<счю о о о СЧсч й 2 Л о*•СЧ* с со о^ ^ счсч со сч о со 1C СЧ СО СО ООО iC О 1C оо оо тр тр 1C оо Ю ОЛ со се 2 тр w• o * aс S - ч 00 —' 00 о о со 4 5 со сч СО Т р <сч со К со сч о 1C о о ю о о сч осою тр тр о ю о о о со ю со сч о о Ю 1. о со 1 * 00 сч со ОО) к" S -ч ©*> °А* & К я 00 ю СЧ 00 СЧ 1— 1со со н с си о X ф ffl о о о. в П о к а за тел и Табл. 7- 2. Технические характеристики автомобилей повышенной применяемых на вывозке леса проходимости, К рА З-255Б лебедкой о 8S 3 X X А н о о В В г 2 о В щ о си о SC о »s > . ,й я Ч ч 2* в в £ ..ё м ,\о - “ Л - ° S ~ зя - s g l * S - l s i l P l кs !s С s g^ аl l& - s l l l sS0* gS3 и 5. . sОНs* gН *“=~ !оН !ВЬ *ф« !«О. В Ф •?? я ^ОЗЯк^нЗ"с оиСОо О я с авшШе ^й ^) sfcC*s Р ки О ОИ ШяуО^ К ^О У o c С ' 0 § 5 § 3 3 ^a Сe С< С «= «Яr Ьa fп- §Сc со eo ч— и CQ tQ X s i; ф *в *и ф ф о 2 а и я в А си ЛС н и о к си в о в в ей в ч в о н *=С о X ч " XX 265 ЯМЗ-238 ЯМЗ-238 Дизельный четырех­ тактный S- S- | & а> s 4 СХО I СО о 5 О О I . . VO л CU (Я [Д £ g я Н 3* « ** °°о ^ >. «в 5 З И Л -131 Карбюраторный ЗИЛ-375 ЗИЛ-375 Ю LO СО СО - О О с> оО i© 2 • !. я3 sr го СЧ■я « « - iсс — со *То юю о о « 7 О о Xо S с> со ~ я <м U5 ЗИЛ-157 1 о о оГ ЗИЛ-130 со S (N Модель двигателя Тип двигателя (1) я «3 sS Ё I е I о" о" 8 о « Си X X i n 'ю о х о ' о *\о «з , сх со, о ю ю- со -о ь- Си со со о 266 > о о о о 8f< T Табл. 7. 3. Т ехнические характеристики седельн ы х тягачей М о д ел ь седельного тя га ч а П о к а за т ел и Число осей в том числе ведущих К олесная формула Допустимая н агрузка на сед­ ло, Н М асса, кг: сн аряж ен ­ ного полного Габарит, мм: ■длина ширина высота База, мм: автомобиля тележ ки К олея колес, мм: передних задних Наименьший дорожный про­ свет, мм Наименьший радиус поворо­ та , м Н аибольш ая скорость, м /с Путь торм о­ ж ения при ск о ­ рости, м К онтрольны й расход топлива, л/ 100 км М одель дви­ гателя Наибольш ая мощность, кВ т Топливо Шины Д авление воз­ духа в шинах, МПа: передних задних ЗИ Л -1 3 0 В 1 У рА Л-375С М А З-504 А 2 1 3 3 4X 2 | М А З-5431 К рА З-258 2 1 2 2 3 2 6x 6 4X 2 4X 4 6x4 54 000 55 000 77 500 72 000 120 000 3860 7500 6400 7650 9680 9485 13 300 14 375 15 000 21 905 5280 2360 2355 6990 2500 2690 5630 2500 2640 6400 2600 2850 7375 2630 2620 3300 4200 1400 3400 3950 _ _ _ — _ _ _ 4780 1400 1800 1790 270 2000 2000 400 1970 1860(1900) 270 1950 1900 300 1950 1920 290 7 ,0 10,5 7 ,5 11,5 12,3 23,6 65 23,6 18,0 18,8 13 при 8 ,3 3 м /с 21 при 11,1 м /с 21 при 11,1 м /с 21 при 11,1 м /с 25 при 11,1 м /с 35 63 32 48 50 З И Л -130 УрАЛ-375 ЯМЗ-236 ЯМЗ-236 ЯМЗ-238 110 128 132 132 176 Бензин 260—20 А-76 14,00—20 11, 00—20 Дизельное 320—508 12,00—20 0,35(0,45 ) 0 ,5 ( 0 ,6) 0 , 3 2 . . . О’, 05 0 ,3 2 ...0 ,0 5 0,6(05) 0,65(0,55) 0 ,5 0 ,5 0 ,5 0 ,5 5 Щих поворот в продольном и поперечном направлениях. В табл. 7.4 приведены технические характеристики автопоездов-самопогруз­ чиков. 267 Я CQ *СО -<00to00 о N. ^ сп а, о >>'аГ ж ч £ ® о £ о Ч о W j СО СЧСО н 5 д: В S ^ ed со О Б 5!л П ■со gx* cd о S ш я а* 2 о 2 н о Б а лес 5 о 2 £ Б Л о 5 о н а , 1? я у О О мл о и 3 ч “ | 1 ° S o |й * е - Э -ч я Й 5 >> £>>>о я е &, 5 си ч L- (—1 аЯ> ^ £5 с аз а> 0 5 СО О о о о сч о о о 05 сч U? 00 СОСО Я я 5“ 5Ч i м ^ 3 я 2 Q.W к « д 'тт 2 о* о * ^ Ф я Б£ «о cd td ^О яCd Б2 ® ю Н со ^ Я я \о о о о о 00 00 сч со со Я о Я cd Я cd оЯ Я я£д cd a * cdcq \О cd _ ,r S ^ cd^ - 3 Q- o Tt* с-ч о о^00 9 ^ , о Я о о о со to сч с ч со я X я н u О Б О 2 cd иI аз О сч Й £i>»а 0I ’-1 исо ® о о о о Ю О _ о о г- О Э rt<о 00 со со СО S tL H о и о 'О d я я Си = — Я Cd S аз Я Й § л & р Б CЯ о, Rf Б г> Л S : S 5 2 | § о о о о § | | - сч сч СО (X н •{2 о о 0 5 —' N^COIO Ю N- 00 05 СЧ со со ” . >> 43 г* 36 cd О. св К а> я s Б К sag sa& v со § ago I Г* I _ы ю ю 05 05 05 о о о 05 < о £С Ц Н сч С со 05 Я о ^ о О QQ о Ю JT со1 Бt >г о2 ^ < о < — СО S 2 сбсо со сч Н Б cd CQtt о я со со cd Я >» Си U- в iQtQ со « Б я ч о Си Ю л ч -■ я я » * сч о Kri-X *ю о сч я ч о в я я я я аз Я « я я о § >» 2 я Ох Б Я 2 >» -Г 2 я * Ох я53 § § _, я я ь |О S 8 Б яБ Ох |я 8— ч я aя Й к я я я я н л 2 о я я 2Б юя 03 а> о 3 ю к « >> X я о w си я г « о«Я -Оя и cj ч 5 со •я аз о Os я аз о н 2 Б я я £ о о о я я -с п СЗ >•* н о . о аз ' о. я ■ § Б «CQ «я о я о 2 »я »Я ' XS я си • 2 °Б •«too к о ^ я б - о о g Qs н о >> О) я О 2 аз cQ Я ■ о t-Ю Юл \о я я Os Б Б о я Я о сч о ю ” . V « *я о о я 2 • аз н g-> sS 2s < я ф ^ СО о *& со 03 я ео о s g . 8 >% о о тр о N X ’S К г * . R 5я « S ' к® Й ж 4н5 Б я “ а о ь а о я О х О С< я о ь о я ч я я си о. аз я Я Bt \о S § a о 268 в § s. » Я Q. ,ю О соою S ” g g о • 8 о ■ * 2 ° 1 « о о ю аз С- N о ю о 00 о to со со я с Ь Н ё 2 я я Я Б gн — фУ 5 ОО 2 6 S 2 и си я « Я Я о о ОхЯ а о а в ё й "-х °1 a * * as си m Я со 2 _ о Я О S & sis S Си я s Я о о 3 Б VQ to о ч я к а .Я ^ м Б Я —. м СЧ о „ У,® ^ Й’ • 1 - я 2Б И2 ^aО , ' 1I о м о -Я бо аз S -x : s ч Я вОх оБ | 2 ° • £ шЯ о О ю 2 И О о Б О *г§ *> я о о X \о С _^ чо я С " ю с о я 1 1 я * ^ — сч СО ~ 3d Э ач с 2 с о '^ я о. S О со § Н Ё | Оо о я СО Н Си - Q Я VO to Я я о о со о со со ® о 2 1 1 S v § 5 s : s “ s ! 5 о О Ох >1 , 7 .3 . П ри цепной состав Н а вывозке леса по лесовозным дорогам широко используются автомобильные поезда. А втопоезд состоит из автом обиля (тягача) и прицепных единиц — прицепа, полуприцепа и роспуска. П р и ­ цепом н азы вается повозка, п еред аю щ ая вертикальную н агрузку от собственного веса и груза на дорогу через колеса. П о л у п р и ц е п ы п р едставляю т повозку, передаю щ ую часть вертикальной нагрузки (собственный вес и груз) на дорогу через колеса и часть нагрузки на автомобиль (тягач) через опорное седельное устройство. Р о с ­ пу с к — это повозка, пред назначенн ая д л я длинномерного груза, вес которого п ередается на опорную поверхность частью через колеса автомобиля (тя г ач а), частью через колеса роспуска. Полуприцепы цельнометаллических конструкций состоят из р а ­ мы, поворотного коника с откидными стойками, опорных л ап и ходо­ вой части. Одноосные роспуски — из рамы, поворотного коника с откидными стойками, рессор, ходовой части на двухосных шинах и тяговых сцепных приборов (ды ш ла и тросов крестообразной сцепки). Р а м а двухосных роспусков имеет специальны е опоры, которыми они устанавл и в аю тся на ось балансиров. Тросы крестообразной сцепки у роспусков крепятся к передним концам балансиров. Технические характеристики прицепного состава приведены в табл. 7.5, 7.6. 7.4. Технологическая оснастка тягового и прицепного подвижного составов Автомобили, используемые на вывозке леса, оборудуются спе­ циальными устройствами в соответствии с технологическим процес­ сом, применяемым на лесозаготовительном предприятии. В зав и си ­ мости от технологии вывозки л еса автомобили по назначению и оборудованию разд ел я ю тся на следующие группы: 1 ) автомобили, оборудованные кониками и тяговыми балкам и; 2 ) автомобили, оборудованные специальным седельным устрой­ ством; I 3) автомобили, оборудованные и загр уж ен ны е постоянным б а л ­ ластом; 4) автомобили, оборудованные оснасткой д л я самопогрузки и сам ор азгру зк и леса. П е р в а я группа автомобилей получила наиболее широкое р аспр о­ странение. Л есовозны е автомобили МАЗ-509 и К рА З-255Л обору­ дованы специальным технологическим устройством. Автомобили без специального заводского оборудования оборудуются им в Р М М (ремонтно-механические мастерские) лесозаготовительных п ред­ приятий. О борудование состоит из рам ы с н акатны м и плоскостями, буксирной рамки, коника, о граж дени я кабины и тросовой системы Для крестообразной сцепки. Н а автомобилях со склады ваю щ и м ся 269 Я о Я Ю О О О О О О о яа . I я СОСО СО СЧ —' СЧ ^ С с я я \о я я оо оо оо о Я I g o а, О О О О О О 2о со ю со со а> о - - O N со со —« Ю СЧ СЧ —<сч О о о я полуприцепов характеристики г m н V *я о я со о *я о О О CD со О О —' О 00 00 о о 00 СОСО Tf т}< О сч со сч сч ^ т}. а , о я0J осо он°>Rо О .Р ) ^ я я ^о о s о. « я я я Я o ' СОО Н 8 ОСЧ W о я си о I С? а- 0,0 X С < ^ о со со О О со —<го о 0 0 Ю СО ю о сч сч е - СЧ —« ОО) о ю я ч <и о _ч . Си £И £> Sк £ к я ч я р « « g С \оа; я я я CQ о >» о, о \о о ясо со о ю ю о о с O W N СЧto о С СОсо О) Ю С О ^ С to сч сч - н с ч —• с ; ю С Табл. 7. 5. Технические CU S® IQ 00 о сч а> ю а.» е* £ я С сч я я я си о о и 0) си я си VQ я ч я я 2 ° я сч 3 <и я я о си я я Н я я ч ч о со <а, я СО о о ООО КИ о to о to to О £° ^0 г л с? Ч со со о Tt< СО ^ 2 3 я о ЮСЧсч —, сч о -С LIJ сч Si оо с а с и 2 2 я я* я" Я 2 2 2 я я я о CU5S Л О ° Н с 2 я си 0) 2 я н я >■»я Й s и {■7 си m и 8 * s К оси s 3« as 5 * си я я ч - О) о О Си Я о° §1 % § | 5 я яя 5 ° О <и Я я - § ? с - Я я 1i s g^g г Я £ g £ s о £ § « § i S g S sо J t t C п S ^ 'S 4 я шJ2 я 22 и ? и я я си я >» ч о 2 о о >т я sг Хыг Э ^нь я я 0) я я си я >т 4 о я я 3 н о VO я си к я я я эя ч 2 Я Ч а * я я 5Я ьв 3 ч Я^ О си я уГ! CJ tЯ о к и а ^си | н я 270 Табл. 7.6. Т ехническая характеристика двухосны х роспусков Д вухосны е роспуски П о к а за т ел и ТМ З-802 TM 3-803 TM 3-803A ТМ З-804А К оличество осей 2 2 1 2 Г рузоподъемность, 80 150 50 150 кН М асса, кг: собственная 2465 3360 2875 1050 полная 10 465 18 360 17 875 6050 Д л и н а перевозимого 6 5 0 0 ... 30 ООО 6500. ..3 0 000 6500. ..3 0 000 4 5 0 0 ...6 5 0 0 груза, мм _ _ _ База, мм 1200 1350 1350 К ол ея, мм 1790 1920 1920 1790 Высота погрузки, 1530 1630 1630 1420 мм Наименьший дорож ­ 380 420 420 435 ный просвет, мм 8 К оличество колес 8 8 4 260—20 Шины 320— 518 320—508 260—20 ( 12, 00- 20) ( 12,00—20) Д авлени е воздуха 0 ,4 5 0 ,5 0 0 ,5 0 0 ,4 5 в ш инах, МПа Г абаритные разм е­ ры , мм: длина без дышла 2130 — 2500 2500 длина с дышлом — 10 8 2 5 ... 11 325 1 0 8 2 5 ... 11 325 3,180 3160 Д ли на с транспорт­ — 3810 3810 ным дышлом, мм Ш ирина, мм 2375 2618 2618 2365 Высота по стойкам, 2780 2895 2895 2500 мм Р асстояние между 2100 2260 2260 2075 стоикам и кони ка, мм В ы сота стоек кони­ 1200 1215 1215 1015 ка, м Н аибольш ая ско­ 2 0 ,8 2 0 ,8 16,6 16,6 рость автопоезда, м /с Т ормоза Барабанного типа на все Тормозов нет Тормозов нет колеса Тип сцепки роспусТ росовая крестовая и дышловая сцепка Ч ерез дышло к а с тягачом Э лектрооборудова- Д ва задних ф онаря: левый для освещения номерного ние 24 В зн ака с сигналом «стоп», правый — д л я подачи светово­ го сигнала тормож ения «стоп», обозначения заднего га­ барита, заднего отраж ателя света и указателей поворота ды ш лом устанавл и в ается л еб ед ка д л я подъема прицепа-роспуска на шасси автомобиля. Р а м а лесовозного оборудования св ар н ая и состоит из продоль­ ных лонж еронов и поперечин. В средней части распо л о ж ена опор­ н ая плита коника. К тяговой б ал ке рам ы крепятся тросы крестооб­ разной сцепки роспуска. К о н и к и п р едставляю т собой седельное поворотное устрой­ ство, через которое н агр узка от разм ещ аем ого на нем груза пере­ 271 д ается на рам у автомобиля и оборудования. Коник состоит из осно­ вания, двух стоек, соединенных с основанием осью, и н атяж н ы х канатов с зам кам и . Коник соединяется с рамой лесовозного обору­ дования при помощи шкворня, который крепится в гнезде гайкой. О г р а ж д е н и е к а б и н ы выполнено сварны м из уголкового про ката и п редохран яет кабину от ударов бревен во врем я погрузки и транспортировки. К роме крестовой сцепки, автомобиль с роспуском соединяет дыш ло (деревянное или м еталлическое), на конце которого н ах о­ дится прицепная скоба, н ад ев аем ая на буксирный прибор ав т о м о ­ биля. Л е б е д к а устанавл и вается в задней части рам ы лесовозного оборудования. П ривод ее осущ ествляется кар данн ы м валом от ко ­ робки отбора мощности. Н а вывозке леса применяются т а к ж е автомобили-тягачи, обору­ дованны е седельным устройством. Седельное устройство д в у х ш а р ­ нирное, создаю щ ее свободу качани я на оси б ал ан си ра в поперечном направлении и на оси седла в продольном до 15° в к а ж д у ю сторо­ ну. Д л я установки седельного устройства в горизонтальное п о л о ж е­ ние при движении без полуприцепа с л у ж а т две амортизационные пружины. С едло в свободном состоянии под действием собственного веса опирается на салазки . Н а верхней плите седла располож ен замок, автоматически запираю щ ий шкворень полуприцепа. З а м о к состоит из двух захватов, свободно установленных на осях. З а п о р ­ ный к у л а к зап и р ает за х в а т ы при перемещении их в зад н ее п олож е­ ние. Д л я откры вания з а м к а к у л ак отводится рычагом управления в переднее полож ение и фиксируется защ елкой. Д л я сцепки полуприцепа с тягачом тягач подаю т к прицепу з а д ­ ним ходом. Ш кворень полуприцепа, п ерем ещ аясь м е ж д у са ла зка м и , входит в р азв и л ку плиты и упирается в зам о к седельного устрой­ ства. Сцепка происходит автоматически. При работе автомобилей-тягачей с седельным устройством ц ел е­ сообразно применять предварительную погрузку, т ак к а к при этом повы ш ается см енная производительность за счет сокращ ения про­ стоев под погрузкой и увеличения грузоподъемности автопоезда. К третьей группе лесовозных автомобилей относятся автомоби­ ли, оборудованные специальными п латф орм ам и, заполненны ми б а л ­ ластом — песком, гравием, камнем, бетонными и металлическими монолитами. З а б а л л ас ти р о в а н н ы е тягачи лучш е всего использую т­ ся на вывозке л еса по зимним дорогам. Прицепной состав мож ет быть санным и колесным. Четвертую группу составляю т агрегатные автомобили типа JIK-9, Л Т-25 и т. д. 7.5. Схемы лесовозных автопоездов Н аи б ол ьш ее распространение получили поезда, состоящ ие из автомобиля и роспуска, оборудованных кониками. В основу ф орм и ­ рования лесовозных автопоездов полож ены следующие принципы: м а кси м ал ь н ая грузоподъемность при реглам ентированном осевом 272 весе и удельны х д авл ен иях на путь, оп тим альн ая энерговооруж ен­ ность, достаточный уровень опорной проходимости и хорошие м а ­ невренность и управляемость. Повыш ение грузоподъемности подвижного состава при строгой реглам ентации осевой нагрузки мож ет быть достигнуто только пу- а 6 д Рис. 7.1. Схемы лесовозных автомобильных поездов: а — дву х о сн ы й а вто м о би л ь с о дн оосн ы м р оспуском ; б — д в у х ­ осны й а вто м о б и л ь с дву х о сн ы м р оспуском ; в — двухосн ы й а в ­ то м о би л ь с о дн оосн ы м сед ел ьн ы м полуп ри цепом и с двухосн ы м и одноосн ы м р оспуском ; г — трехосн ы й а вто м о б и л ь с двухосн ы м р оспуском ; д — трехосн ы й авто м о б и л ь с одноосн ы м и ли д вухосны м п олуп ри цепом и дву х о сн ы м роспуском а в Р ис. 7.2. Схемы поездов для сортиментной вывозки: а — дву х о сн ы й авто м о б и л ь, им ею щ ий со ед и н и тел ьн ую о сн астк у с одноосн ы м колесн ы м р оспуском ; б — дву х о сн ы й авто м о б и л ь-тя гач , им ею щ ий оп орно-сц еп н ое у стройство с одноосн ы м колесн ы м п олу­ п рицепом ; в — трехосн ы й авт о м о б и л ь-т я га ч б а л л ас т н о го ти п а с о д ­ ним (или н еско л ьки м и ) дву х о сн ы м и п р иц еп ам и ; г — трехосн ы й а в ­ то м о б и л ь, и м ею щ ий сп е ц и а л ьн о е о б о р у д о в ан и е с двухосн ы м роспуском и дв у х о сн ы м п рицепом тем увеличения числа осей. Перспективными являю тся лесовозные автомобили с трем я и четы рьмя ведущими мостами и многоосные прицепы. С нижение удельных д авлений на опорную поверхность достигается за счет применения эластичны х шин пониженного давления. В лесной промышленности на вывозке леса используются в 273 'вном две схемы лесовозных автопоездов: д ля вывозки древесиi хлыстах; д ля вывозки древесины в сортиментах. 1ы возка древесины в хлыстах д ает следующие преимущества: ичивается грузоподъемность поезда, п редставляется возможь раб о тать со сменным прицепным составом; возрастает сменпроизводительность. Автопоезда могут иметь прицепной состав юсный и многоосный. Автомобили-тягачи имеют одну или неько ведущих осей. Н а рис. 7.1 приведены схемы лесовозных поездов. 1ри вывозке древесины в сортиментах применяют автопоезда типов: автомобиль с роспуском, седельный тягач с полуприцеи многокомплектные поезда. Н а рис. 7.2 п о казаны схемы поездля сортиментной вывозки. 7.6. Выбор ти па лесовозного автомобиля >т типа лесовозного автомобиля зав и сят парам етр ы и элементы трукций автомобильной дороги, капи тальн ы е влож ения на ее ительство, а т а к ж е эксплуатационны е расходы по вывозке леса, [звестно, что чем больше грузоподъемность автомобиля, тем ш ая н агру зка на оси и соответственно на конструкцию дороги, ичение нагрузок требует более капитальной д орож ной одеж ды /гих увеличенных п арам етров дороги. ксплуатационные и строительные за тр а ты на автомобильную гу определяю тся технико-экономическими расчетами. Обычно деляют величину предельного грузооборота дороги, при кото­ ц елесообразно переходить от легкого типа автомобиля к более :лому. еличина предельного грузооборота определяется из вы р аж ен и я I ‘ [1000(S1- S 2)(£„X OT K + 0,01/lf5)60- ( S ’ T - B ' nyT) f , ] L ------------------------------------------------------— 41 и S 2 — стоимость строительства 1 м 2 дорожной одежды при вариантах загрузки на колесо, руб.; Е я — нормативный коэфент сравнительной эффективности: £ н = 0,15; i 0T.K— коэффициугдаленности капитальных вложений; п — размер амортизационотчислений, %; Ь0 — средняя приведенная ширина одежды, м; и В пут— затраты на эксплуатацию и содержание в исправнокм путей постоянного типа двух вариантов; |3 — коэффициент, пвающий схему расположения транспортных путей: р = 0, 2 . . . L — эксплуатационная длина дороги, км; Мх _ = ( ? 1 И М2 - _ = , 2, М 2 — полная стоимость машино-смены автопоездов I и II ватов, руб.; П\ и П 2 —• производительность лесовозных автомобии II вариантов, м 3/смену. казан ное неравенство мож но использовать при выборе типа зозного автомобиля. К ак у ж е отмечалось, грузоподъемность м/год, автопоезда зависит в основном от допускаемой нагрузки на одну шину и количества шин на колесах. У читывая это и имея в виду, что увеличение нагрузки на шину вы зы вает у д о ро ж ан и е дорожной оде­ ж ды , мож но считать достаточно обоснованной целесообразность увеличения количества колес, а следовательно, и шин у автопоезда. Из изложенного мож но сделать вывод, что автомобили, прим е­ няемые д л я вывозки леса, д о лж н ы удовлетворять следую щим основ­ ным требованиям: иметь повышенную мощность д вигателя, обеспе­ чивающую возможность работы автомобилей с прицепным соста­ вом, т. е. позволяющую вывозить лес автопоездами; шасси долж но быть, к а к правило, трехосным (типа 6 X 6 ) со всеми ведущими ося­ ми и повышенной прочности; трансмиссия т я г а ч а д о л ж н а иметь в своем составе многоступенчатую коробку передач и дем ультипли­ катор; колеса на всех осях (кроме передних) д олж н ы быть сп ар ен ­ ными, т. е. иметь по две шины на к а ж д о е колесо; шины долж ны быть по возможности большего диам етра, с большей шириной про­ филя, а рисунок протектора д олж ен быть типа «дорожный» или «комбинированный»; шины с допускаемой нагрузкой 2400...3600 кг при давлении воздуха в п ределах 0,40...0,45 М П а следует считать наиболее подходящ ими д ля дорог с нежесткими о деж дам и; на д оро­ гах с жесткими покрытиями ц елесообразно применять шины боль­ шей грузоподъемности с давлением воздуха 0,50...0,55 М П а. В н астоящ ее время основными видами лесовозных автопоездов являю тся: 1 ) легкие автопоезда грузоподъемностью 8 ... 12 т на базе З И Л -1 5 7 (131, 1 3 3 )+ 2 -Р -8 А ; 2) средние грузоподъемностью 15... 17 т на б азе М А З -5 0 9 + 2-Р-15; 3) т я ж ел ы е автопоезда грузоподъемностью 20...25 т на базе К р А З - 2 5 5 Л + 2-Р-15. Л егки е типы автопоездов ц елесообразно применять при неболь­ ших грузооборотах дорог (до 100 тыс. м 3/год) и среднем объеме л есонасаж дений до 0,25...0,3 м3. Средние и т я ж ел ы е — при больших грузооборотах дорог, имеющих усоверш енствованные типы покры ­ тий (гравийные, гравийные смеси с толщиной дорожной одежды 30...40 см или колейные типы покрытий из ж елезобетонны х плит), при больших расстояниях вывозки в крупномерных л е с о н а с а ж ­ дениях. 7.7. Тяговые характеристики лесовозных автомобилей и тягачей Тяговые характеристики п оказы ваю т графическую зависимость касательной силы тяги и скоростей дви ж ени я автомобилей на р а з ­ личных передачах. При построении тяговых характери сти к опреде­ л яю т эффективные крутящ ие моменты в д и ап азон е рабочих оборо­ тов д ви гателя через 100...200 об/мин. К аса т ел ь н а я сила тяги FK по крутящ ем у моменту д ви гател я определяется из в ы раж ен и я 275 где М э — эксплуатационны й крутящ ий момент д ви гателя при м а к ­ симальной мощности, кН-м; г'к-п— передаточное число коробки пере­ дач на включенной передаче; гр.к — передаточное число р а зд а т о ч ­ ной коробки; г'о — передаточное число главной передачи; г — д и н а ­ мический радиус шин ведущих колес, м; г]Тр — механический К П Д Fh . oh FK,KH во 60 55 50 45 V\ кЯ 1-РК 40 35 30 25 20 15 10 5 и-к 1-РК 1-К л\ ш-к -</N и-к щ-к V-K iV'K V-K iw k 1-РК 11-РК IV-K ’1-РК, 11-РК ГРн И-РК П'РК s' К / О /0 20 30 40 50 60 70 80 90 IF,КМ/9 ■ О 10 20 30 40 50 60 70 If, км/ч Рис. 7.3. Т яговая характери­ стика автомобиля ЗИ Л -157К Рис. 7.4. Тяговая характеристика ав ­ томобиля ЗИ Л-131 трансмиссии, учитывающий потери на трение в элем ен тах передачи мощности от д ви гател я к ведущим колесам. Д л я определения типа автомобиля т]Тр, «о и г мож но принять по­ стоянными, и тогда форм ула примет вид FK= ^ - M b iKJ р.к кН. Скорости д виж ения автомобиля в зависимости от числа оборотов д ви гател я идв и включенных передач определяю т по формуле V= 0 , 1г п ;---- • —— ;----- м/с. го 1к . П ( р . К Тяговы е характеристики автомобилей представлены графически на рис. 7.3...7.8. К а ж д а я кр и в ая соответствует определенному п ере­ даточному числу коробки передач и раздаточной коробки. При п я ­ тискоростной коробке передач и двухскоростной раздаточной кор об ­ ке общее число кривых тяговой характеристики составит десять. Н а кривых обозначены: К — передачи коробки скоростей; Р К — пе- \ FK ,HH О to 20 JO to 50 60 70 [Г,км/ч Рис. 7.6. Т яговая характеристи­ к а автомобиля МАЗ-509 Рис. 7.5. Т яговая характери­ стика автомобиля МАЗ-501 FK,KH 120 55 110 50 too 45 90 40 1 Л п 2 \ • 80 55 70 30 60 25 50 40 20 JO 20 15 10 5 10 О 10 20 J0 40 50 60 70 W, КM/'t Рис. 7.7. Тяговая характеристи­ к а автомобиля КрАЗ-255Л Г\ 4 \ <4 .5 .6 ,7 8 С. .9 /10 10 20 30 40 5 0 6 0 70 8 0 90 17,.КМ/Ч Рис. 7.8. Т яговая характеристика автомобиля КамАЗ-5320 редачи раздаточной коробки. Тяговые характеристики облегчают тяговы е расчеты, позволяя подбирать реж им ы д виж ения по г р а ф и ­ кам. Д л я этого необходимо определить суммарную силу сопротивле­ ния движению и соответствующую ей силу тяги по графику. П риведенны е на граф и ках тяговых характери сти к величины касательной силы тяги могут быть использованы при достаточном сцеплении колес с поверхностью дороги. Д л я контроля касательной силы тяги по условию сцепления колес с полотном пути следует п ользоваться формулой КСц = GC4co s a < p ^ G C4(jp кН, где G — сцепной вес автопоезда, кН ; a — угол уклона дороги, град; Ф — уд ел ьн ая сила сцепления тягача с полотном пути, кгс/тс. О пре­ делив по тяговой характери сти ке касательную силу тяги по мощ но­ сти д ви гателя и сцеплению, д л я дальнейш их расчетов принимаем меньшее значение. 7.8. Тягово-эксплуатационные расчеты автомобильного лесотранспорта Силы, действующие на поезд. В процессе дви ж ени я на автомо­ бильный поезд действуют силы тяги, притяж ение земли (вес ав то­ п оезда), естественные и искусственные силы сопротивления в сл е­ дующих комбинациях: силы тяги и силы сопротивления; силы сопротивления; тормозны е силы и силы сопротивления. Силы при­ тяж ен и я действуют на поезд постоянно. Р авнод ей ству ю щ ая сил, приложенны х к поезду, в з я та я в направлении движ ения, определяет характер этого движения. Рассмотрим физическую сущность и зависимость сил, действую ­ щих на автомобильный поезд. Сила тяги автомобиля возникает в резул ьтате сгорания горючей смеси в цил и н драх д вигателя, наличия реактивны х сил, приложенны х от дороги к колесам. При сгорании топлива в д ви гателе тепловая энергия превращ ается в механическую. М ехани ­ ческая энергия создает на коленчатом в алу д ви гателя крутящ ий момент, ко ­ торый через трансмиссию передается к ведущим колесам и равен M Kp = M tK.ntoTi к Н -м , где г] — механический коэффициент по­ лезного действия силовой передачи: 14 = Рис. 7.9. Схема действия 0,80...0,85. сил на движ ущ иеся колеса Крутящ ий момент М кр в точке соприко­ сновения колес с дорогой (рис. 7.9) в ы зы вает касательную силу FK, а т а к ж е равную ей по абсолютной величине, но направленную в обратную сторону реактивную силу. Н о р м а л ь н ая реакц ия дороги ^?'при ж есткой ее поверхности н а ­ правлен а вертикально вверх, а точка ее приложения смещена в сто­ 278 рону движ ения на величину а, являю щ ую ся плечом силы трения качения. Т а к ка к величина а сравнительно небольш ая, то и влияние смещения точки прилож ения реакции на касательную силу н езн а­ чительно и практически им мож но пренебречь. Значение касательной силы можно получить из вы раж ен и я _ М кр Лйк п (>]„ к '— - ---------- — гкач г кач КН, где гкач — расчетный радиус колес: гКач = 0,96. При известной эффективной мощности д ви гател я скорости v ка с а те л ь н а я сила будет р ав н а Л7Эф и линейной = -7 Г ’ImHПеремещ ение ведущего колеса F k возможно при условии, если ^ ~ F сц. М аксимально в озм ож н ая величина силы F сц н азы вается силой сце пл ения колеса с дорогой и определяется по формуле F с ц —Р с ц ф > где Р Сц — сцепной вес автомобиля (вес, приходящ ийся на ведущие колеса автом об и ля), кН ; <р — коэффициент сцепления. Коэффициент с це п ле ни я — это отношение окружного тягового или тормозного усилия F к давлению колеса на покрытие, при кото­ ром начинается пробуксовывание колеса. Он зависит от рисунка протектора шины, изношенности ее, химического состава резины, внутреннего д ав л ен и я воздуха, тем пературы шины и состояния по­ крытия. П о д состоянием покрытия понимается его ровность, ш еро­ ховатость, тем пература и влаж н ость слоя, наличие на нем пыли и грязи. При расчетах принимают следующие коэффициенты сцепления (табл. 7.7). Табл. 7. 7. К оэф ф ициенты сцепления в зависимости от типа дорог Типы автомобильных дорог Ц ементно-бетонные и асфальтобетонные Щ ебеночные и гравийные с черным покрытием Щ ебеночные и гравийные, не обработанные вяжущ ими материалами Дороги с булыжной мостовой Дороги леж невы е Грунтовая улучш енная в хорошем состоянии: "сухая влаж н ая Грунтовая дорога неровная, грязн ая, с колеям и Снежная дорога в удовлетворительном состоянии Л едяная дорога К оэф ф ициент сц еп лен ия 0 ,6 . . . 0 ,8 0 ,6 . ..0 ,7 ' 0 ,4 ...0 ,5 0 , 3 . . . 0 ,6 0 ,2 ...0 ,3 0 ,2 5 ...0 ,3 5 0 ,2 5 ...0 ,3 0 ,4 0 ...0 ,7 0 0 ,1 5 ...0 ,4 0 0 ,0 1 ...0 ,0 2 К асател ь н ая сила тяги в зависимости от скорости дви ж ени я на различных передачах мож ет быть п редставлена в виде тяговой 279 характеристики, а удельно-избыточная сила (динамический ф а к ­ тор) — в виде динамической характеристики. З а расчетную прини­ мается ка с а те л ь н а я сила тяги, которую автомобиль р азв и ва ет при движении (трогании с места) на I передаче и которая мож ет быть реали зов ан а по условиям его сцепления с дорогой. Сопротивление движ ению автомобиля возникает в р езультате трения в подш ипниках автомобиля; трения качения колес по дороге; ударов колес о неровности проезжей части; р азл о ж е н и я веса авто­ мобиля на уклонах; действия центробеж ны х сил на закруглениях; наличия встречного потока воздуха и т. д. О бщ ее сопротивление движению р азд ел я ется на основное и дополнительное. О с н о в н о е действует на всем протяжении пути. В еличина его зависит от типа автомобильной дороги и подвижного состава. Д о п о л н и т е л ь ­ н о е действует на поезд в отдельных сл уч аях и зависит от кон­ кретных условий движ ения: сопротивления от уклонов, воздушной среды, инерции и сопротивления на кривой. Сопротивление д в и ж е ­ нию всего поезда (автом обиля) носит н азв ан и е п о л н о г о , а отнесен­ ное к единице веса — коэффициента сопротивления движению ( уде льно го сопротивления). Средние коэффициенты основного сопротивления движ ению д л я различны х типов автомобильных дорог в зависимости от рода по­ крытия колеблю тся от 0,01 до 0,30 (табл. 7.8). Т абл. 7. 8. К оэф ф ициенты сопротивления качению К оэф ф и ци ен ты сопро­ ти вл ен и я качению Род п окры тия А сфальтобетонное и цементно-бетонное Черное щебеночное шоссе Белое щ ебеночное шоссе Б улы ж ная мостовая Гравийное Грунтовая дорога ровная и сухая Г рунтовая дорога, неровная с увлаж ненным грунтом Д орога по сыпучим пескам 0 ,0 1 ...0 ,0 2 0 ,0 2 ...0 ,0 2 5 0 ,0 3 ...0 ,0 5 0 ,0 4 ...0 ,0 5 0 ,0 2 5 ...0 ,0 3 0 ,0 4 ...0 ,0 5 0 ,0 7 ...0 ,1 5 0 ,1 5 ...0 ,3 0 Сопротивление движению, к а к правило, пропорционально весу автомобиля Р: P f = P f , откуда f1 = l рL ■ Коэффициент сопротивления д виж ению / зависит от свойств ко ­ лес, скорости д ви ж ени я и состояния п роезж ей части дороги. Чем больш е деформируем ость шины и меньше ее жесткость, тем больше коэффициент сопротивления. Д л я получения полного основного со­ противления движению автомобиля автопоезда необходимо его вес (P + Q ) умножить на коэффициент сопротивления движению: №к = (P + Q)f. 280 К оэффициент дополнительного сопротивления от уклона дороги численно равен уклону, в ы раж ен н ом у десятичной дробью. Полное сопротивление движению от воздушной среды ск л а д ы ­ вается из сил, действую щих перпендикулярно к поверхности ав то­ мобиля, сил трения воздушного потока о н аруж н ую поверхность и сопротивления внутреннего потока д л я охл аж д ен и я д ви гател я и вентиляции кабины. Н а основании законов аэродинамики W R = CpSy2, (7.1) где С — коэффициент, зави сящ ий от формы автомобиля и степени гладкости стенки кузова: С = 0,35...0,88; р — плотность воздуха, з а ­ висящ ая от атмосферного д ав л ен и я и тем пературы воздуха: р = = 1,2...1,3 кг/м3; S — л обовая пло щ ад ь автомобиля: S = 0,775 В Н м2, Я — высота габарита автомобиля, м; В — ширина габарита автомоби­ ля, м; v — скорость движения автомобиля относительно воздушной среды, м/с. Обозначив Ср = k , зависимость (7.1) можно записать в виде в кН, 1000 где k — коэффициент сопротивления воздуха, зависящий от кузова автомобиля (табл. 7.9). формы Табл. 7. 9. К оэф ф ициент k для разных типов автомобилей К оэффициенты сопротивления воздуха Типы автомобилей Т яж елы е грузовые Средние грузовые Автобусы Л егковы е 0 ,0 6 5 .. .0 ,0 7 5 0 ,0 5 5 .. .0 ,0 7 0 0 ,0 3 0 ...0 ,4 5 0 ,0 2 0 .. .0 ,0 3 0 Полное сопротивление от инерции при трогании с места и при ус­ корении движения определяется по формуле Р dv g dt Wj = 6 — ~ кН , где Р — общий вес экипажа, кН ; g — ускорение силы тяжести, м/с 21 g = 9,81; — dt ускорение движения, равное 0 , 0 8 . . . 0 , 1 0 м/с2; 8 — коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс автомобиля; 6 = 1 + ш К2.П> о — коэффициент, равный 0 , 0 4 . . . 0 , 0 9 (для современных автомоби­ лей); г'к .п — передаточное число коробки передач. К оэффициент дополнительного сопротивления от инерции опре­ д еляется ка к частное от деления полного сопротивления W 3- на вес э ки п а ж а: 281 W .= ^ L wi p ■ Д ополнительное сопротивление при прохождении кривых з а в и ­ сит от их радиуса, ширины колеи и других факторов. Н а ав том о­ бильных дорогах при нормальны х р ади усах кривых величина его настолько м ала, что в практических расчетах ею мож но пренебречь. И только при минимальных ради усах кривых влияние дополнитель­ ного сопротивления становится ощутимым. Сопротивление от кри­ вой будет разны м д ля различны х автопоездов. Его мож но опреде­ л ять из следующего выраж ения: 300 W = R Сила тормож ения автомобиля возникает в результате действия тормозов. Расчетное значение тормозной силы автомобиля В т = Р тср, где Р т— тормозной вес автомобиля, кН; ф — коэффициент сцепления колес с дорогой. Д л я прицепного подвижного состава торм озная сила £ п = <2пф, где Qa — вес, приходящ ийся на тормозны е колеса прицепного со­ става, кН. Коэффициент тормозной силы к а к отношение полной тормозной силы поезда к его весу определяется по формулам: а) при наличии тормозов только на тягаче (автомобиле) b — ' Вт °к P + Q ’ б) при наличии тормозов на тягаче и некоторых колесах прицеп­ ного состава 6 _ A ± V к ~ P+Q ' в) при наличии тормозов на всех колесах автомобиля или ав то ­ поезда Ьк = ф. Уравнение движения поезда. Силы, действующие на поезд, с в я ­ заны м еж д у собой аналитическим вы раж ением, назы ваем ы м у р а в ­ нением движения поезда. = at где — dt r j— 1+ Y (/к —w0-— bK ± I), ускорение, м/с2; у — коэффициент, учитывающий поправ- ку на ускорение вращающихся масс: у = 0,06; / к — удельная каса­ тельная силы тяги; щ0 — основное удельное сопротивление дви ж е­ нию; Ьк — удельная сила торможения; i — продольный уклон доро­ ги. Ускорение может быть отрицательным (замедление), положитель­ ным (разгон) и нулевым (постоянная скорость). Коэффициент £ = g д ля автомобильного поезда зависит от передачи. Значение 1+ у £ = 9,24 соответствует железнодорожным и автомобильным поездам на прямой передаче. > 282 У равнение дви ж ени я приведено в общем виде. В частных слу­ чаях бы ваю т разн ы е сочетания действия сил: при работе тяговой машины (/к> 0 ) тормоза не д олж ны действовать ( 6 К= 0 ); при тор­ можении поезда ( 6 К> 0 ) тяговая м аш ина д о л ж н а быть выключена (/к = 0). Уравнение применяется д ля производства тяговых рас ч е­ тов с определением времени хода, весовой нормы поезда, скоростей д виж ения и уклонов. В случае равномерного дви ж ени я поезда его ускорение равно нулю: at = 9,24 (fK- w 0 - b K ± /) = 0. Если поезд движется под действием силы тяги с равномерной скоростью, то Ьк = 0 и / к = w0 ± гк или FK = w0, где FK — сила тяги; W о — полное сопротивление движению: W 0 = Р (Щ) + 1к ) + <3бр ( щ ± iK)• Следовательно, уравнение равномерного движения поезда примет вид FK = Р ( щ ± гк ) + QeP( щ + гк ). О ткуда мож но определить вес состава на руководящ ем подъеме Q = кН , w0 + грук где i — руководящ ий подъем. И з уравнения мож но найти и уклон, который мож ет быть пре­ одолен с заданной скоростью, наибольшей силой тяги и определен­ ным весом: . FK - Pw0 - Q 6pw0 P + Q6р • ( I ' Z) П одставив в уравнение (7.2) вместо Qep вес порожнего состава Qnop, мож но определить уравновешенный уклон. Число вагонов в составе N B = —^ — шх ?1 + ?2 где (2бр — вес брутто состава, кН; q\ — вес вагона, кН; q2 — грузо­ подъемность вагона, кН. О бъем древесины, перевозимой поездом, О — ^ бр ~ ЧН — д мз М I где А — объемный вес древесины, к Н /м 3. Д л я автомобильного поезда уравнение д ви ж ени я имеет вид dt - 1 + v U 6p + p ^ + Г 0 м/с2. Q6p + P I 28a „ли F K — WB W0 ± W , при D . - ^ r j , „ 7 T 5 - _ , C±1 1 T = T^— ( O . - / . ± 0 1+ v При условии cfy = 0 и D 0 = / o ± i и при i = /pyK ^ = T ± i ^ - p- где Qcp + P — вес автопоезда, кН; W B — сопротивление воздуха при движении автомобиля, кН; Р — вес автомобиля, кН. П о л езн ая нагру зка на лесовозный автопоезд определяется по формуле Qn = Q~?~ Pn- М3, где Р п — вес прицепа или полуприцепа, кН. Методы определения скоростей д виж ения и времени хода. П ри организации лесотранспортных работ, расчете количества тягового и прицепного составов пользуются средними расчетными ск оростя­ ми. Б о л ее точный резул ьтат мож но получить, когда скорости и в р е­ мя д ви ж ени я определяю тся с учетом проф иля дороги, х ар а к т е р и ­ стики автомобиля, состояния проезж ей части и рейсовой нагрузки. Скорости д ви ж ени я и время хода определяю тся методами, осно­ ванными на графическом интегрировании уравнения движ ения по­ езда; на предположении, что скорость д ви ж ени я п оезда на к а ж д о м элементе продольного профиля постоянна, а при переходе его с од­ ного элем ента на другой она изменяется мгновенно. Д л я определения скоростей дви ж ени я лесовозных автомобилей чащ е применяю тся упрощенные методы. Рассмотрим основные из них. I. Граф оаналитический метод, или метод равновесных скоро­ стей, состоит в том, что на к а ж д о м элементе продольного про­ филя д виж ение автомобильного поезда принимается равномерны м с максимальной скоростью, определяемой из условия равновесия м еж д у тяговой силой и силами сопротивления. Д л я определения скорости дви ж ени я по этому методу необходи­ мо вычислить потребное тяговое усилие на данном элементе. Рк = (Ра + <7а ) (Щ ± i ) + tl (Рп + gn ) (w'0 ± t) кН. О тлож и в его по оси ординат тяговой характеристики (рис. 7.10) и проведя горизонталь до пересечения с кривой F = f ( N ) , опреде­ лим искомую скорость. И м ея скорость д ви ж ени я и длину элемента, легко вычислить время хода. Р асч ет равномерны х скоростей д ви ж ени я и времени хода лесо­ возных автомобилей по этому методу мож но произвести т а к ж е в следующем порядке. 284 В правом верхнем кв а д р а те (I четверть) прямоугольных коорди­ нат вычерчивается д инам ическая хар актери сти ка D = f ( v ) . Д и н а м и ­ ческий ф актор в этом случае определяется по формуле ~ К 5___ О = --------FK ------P a + n P n +Q„ • Слева от н а ч а л а координат (II четверть) по оси абсцисс в про­ извольном м асш табе откл ад ы ваю тся участки пути с различными уклонами, а по оси ординат — значение W = f o ± i в м асш табе дина- Рис. 7.10. Определение скоростей движения и времени хода методом равновесных скоростей мического фактора. В итоге получается продольный профиль д оро­ ги (дорож ное со противление). В IV четверти строится к р и в ая Q = 1/и и под углом проводится вспомогательная прям ая, необходимая д л я графического построе­ ния эпюры скоростей. За т е м д ля каж д ого участка профиля через точку с ординатой Д проводится горизонтальная линия до пересечения с кривой D = f ( v ) . Абсцисса точки пересечения будет соответствовать равновесной скорости на данном участке. П роектируя эту скорость на прямую у и проводя через точку пересечения горизонтальную линию, в III четверти под рассм атриваем ы м участком профиля получим д и а ­ грам м у скорости. П роекти руя ее на кривую Q = f ( l / v ) и д ал ее в III четверть, можно построить д и а гр ам м у времени, площ адь которой соответствует мо­ менту времени хода. О рди наты д и а гр ам м ы скоростей соответствуют скорости д в и ­ жени я на различны х участках продольного профиля. 285 II. П ри графическом методе расчет скоростей д ви ж ени я и вре­ мени хода производится по номограмме (рис. 7.11). В I четверти номограммы и зо б р а ж ае тся тяговая характери сти ка автомобиля, во I I — зависимость тягового усилия F, идущего на преодоление со­ противления дороги, от общего веса поезда фбр и коэффициента V*f0 +i юшшт лшт явш н к ю я ЯОК1 к а я » Ш кш аж s ip l Qb кН 300 1 200 о 200 т з 600 вооь.м Рис. 7.11. Н омограмма для графического определения скоростей движения и времени хода сопротивления движению Чг, в IV — в зависимости от скорости дви­ жения автомобиля приведено время, затр ачи ваем ое на 1 м пути (ось ординат с п р а в а ), и время, затрачи в аем ое на д виж ение по у ч а ­ стку L (ось ординат сл ев а ). П оследовательность пользования но­ мограммой обозначена от 1 до 1 0 . III. Согласно графическому методу проф. Г. В. Зи м ел ева, в I чет­ верти прямоугольных координат (рис. 7.12) вычерчивается харак286 теристика принятого автомобиля D = f ( v Q 6 p ) , во II четверти — условный продольный профиль дороги (по оси абсцисс — длина пу­ ти в м асш табе К, по оси ординат — коэффициенты суммарного со­ противления Т ) , в IV четверти — вспомогательные прямые l /о и в III четверти — к р и в ая времени движения. Построение вспомогательных прямы х производится в следую ­ щем порядке. По оси абсцисс откл ад ы вается отрезок О А — Р мм, а Л по оси ординат — отрезок OB = q мм. Ч ерез точки А и Б проводим линии, пар ал л ел ьны е осям. Н а горизонтальную линию Б В можно проектировать скорости V. Если из н ач ал а координат через точки 1, 2, 3 и так д ал ее прове­ сти прямы е линии, то на вертикальной линии, проведенной через точку А, получим отношение 1/и. Найденны е величины можно от­ лож ить на соответствующих участках (III четверть) и получить прямоугольники. П л о щ а д ь каж д о го из них будет соответствовать времени дви ж ени я на участках, а сумма этих площ адей — времени дви ж ени я по дороге. Д л я построения кривой времени через точку Г необходимо про­ вести прямую Гб, п араллельную лучу 0 1 , из точки б — прямую бв, п араллельную лучу 0 2 , и т. д. В ыполняя графическое построение по методу проф. Г. В. Зимелева, необходимо учитывать м асш табы пути, скорости и другие величины, а т а к ж е зависимость м еж д у этими масш табами. Т а к , если принять путь в 1 м — К мм, скорость в 1 м / с = я мм, Динамический ф актор 0,1 — d мм, отрезок ОА = Р мм, отрезок ОБ = 287 = q мм, то масш таб времени дви ж ени я (1 с = т мм) определится из в ы раж ен и я а м асш таб за т р а т времени на преодоление пути в метрах (вели­ чина 1 /а) будет равен Коэффициенты суммарного сопротивления 'Р при графическом по­ строении необходимо откл ад ы в ать в м а ш т аб е динамического ф а к ­ тора d. В I четверти (рис. 7.12), кроме динамической характеристики, имеется расходящ ийся пучок прямых. П роведены эти прямы е в соответствии с вы раж ением t g « = - ^ = p, ^бр (7.3) где Qeр — фактический вес автомобиля (поезда), д л я которого необ­ ходимо вычислить скорости и время движения; Qep — вес автомоби­ л я (поезда), принятый при вычислении динамического фактора D. Прямыми, проведенными на рисунке, необходимо пользоваться д ля учета веса поезда. Пусть вес автомобильного поезда при вы­ числении динамического фактора D был принят равным QeР. В за­ данных конкретных условиях его величина составила <ЗбР. Д л я оп­ ределения динамического фактора и скорости в этих условиях достаточно вычислить отношение (7.3) ф = 0,6), отложить на оси ординат коэффициент суммарного сопротивления дороги (точка D') и провести горизонталь до пересечения с лучом р = 1, 0 и вертикаль до линии р = 0 ,6 . О рди ната точки L п р едставляет собой динамический фактор при Qap, зн ая который можно определить скорость (точки N ) и найти все рассмотренные выше величины. При расчете скорости д виж ения и времени хода на элементах продольного профиля (спусках) с уклонами i ^ f o могут быть д ва случая. 1. К рутизна спуска не превы ш ает максим ально допустимой его величины исходя из условий тормож ения fSCTшах, (7.4) причем im ах ^ Ьк оТГТч 7 ГГ” ’ ( вид — у н 1о) где w0 — коэффициент основного сопротивления движению; пНач — скорость движения в начале торможения, м/с; 5 ВИД — расстояние видимости, м; — время реакции водителя, с: t 0 = 0,8 .... 1„0. Коэф,' 288 > р фициент сцепного веса ц = р и тогда Ьк = (л<р, где Рсц — сцеп­ ной вес автомобиля, кН; ср — коэффициент сцепления. 2. К рутизна спуска больш ая, и имеет место неравенство i > i max. В первом случае скорость д ви ж ени я мож ет быть принята равной расчетной, допускаемой по техническим условиям, во втором — ве­ личину скорости в зависимости от уклона можно определить по формуле v = gt0( f o + b K- i ) ( y 1+ — -1 j м/с. (7.5) О днако и она не д о л ж н а превы ш ать расчетной величины. В рем я хода д л я к а ж д о г о элемента продольного профиля, тре­ бующего тормож ения, определяется по формуле t = — vc с, где I — дли н а элем ен та профиля, м; v c — д о п у скаем ая скорость на спуске, м/с. IV. Д л я определения времени пробега автомобилей мож ет быть использована форм ула t = a L + р я п - у я ; - 8я ; ± ъ н : , (7.6) где L — расстояние между двумя пунктами, м; Я п — сумма подъемов, преодолеваемых в данном направлении на расстоянии L, м; Н с, Я с, Я с — сумма спусков, желательных, безвредных, требую­ щих торможения, м; а , р, у, б, £ — коэффициенты: — а = /« ; р = *РУК ~ ~ { 0 . „ _ *рук ^ у = *0 ~ ~ *.А . П .0 Я _ 4 . Б _ б = *д; \ = К ж е л а т е л ь н ы м относятся спуски, влияние которых может быть использовано д л я повышения скорости движения. Предельное значение их устанавл и вается по тяговой силе динамической х а р а к ­ теристики автомобиля. Б е з в р е д н ы е — это так ие спуски, кото­ ры е могут быть преодолены без уменьшения скорости (без тормо­ ж е н и я ). В лияние их определяется неравенством (7.4). Спуски больше безвредного требую т тормож ения и преодолеваются на по­ ниженных скоростях, вычисляемых по ф ормуле (7.5). Д л я определения коэффициентов, входящ их в формулу (7.6), необходимо построить граф и к (рис. 7.13). П о оси абсцисс о т к л а д ы ­ в аю тся уклоны в п ределах от —гтах до + грук, а по оси ординат — время, затрачи в аем ое на преодоление пути в 1 м. Чтобы опреде­ лить это время, необходимо зн ать характер н ы е скорости орук на руководящ ем подъеме, vq — на горизонтальном участке пути (уста­ н авливаю тся по тяговой характер и сти ке), од — расчетную, допу­ скаемую по ТУ или тяговой характери сти ке и допускаемую на спуске v c, рассчиты ваем ую по ф ормуле (7.5). В формуле (7.6) зн ак плюс принимается при t c> t 0 и зн ак минус — при t 0^ . t 0. 10 З а к . 2241 289 После определения времени движ ения автомобиля по элем ентам профиля и вычислению времени хода в грузовом tfrp и п о рож н яко ­ вом tnop н ап рав л ен и ях мож но перейти к вычислению других п о ка­ зателей работы автомобильного лесотранспорта. В ремя рейса tfp = tfrp + tfnop + tfn.n + tfn.p С, где t a n — простой автомобиля под погрузкой; tfn.p — простой авто­ мобиля под разгрузкой. Рис. 7.13. График для расчета времени хода автомобиля С редняя скорость дви ж ени я в грузовом направлении L У гр = - г гр м /с > где L — расстояние вывозки, м. С р едняя скорость в порожняковом направлении L 'Опор = *7-------*пор М/с. С редняя техническая скорость д ви ж ени я автом обиля на в ы воз­ ке леса _ 2 t,r p pnop ^ с р .т е х н — V , г р 4*- , v п ор м /с . С редняя эксп луатац и онн ая (коммерческая) скорость _ ^ с р .э к с п “ 21 ~z 1Р • Полученные скорости дви ж ени я и врем я хода по отдельным участкам дороги используются д ля определения производительно­ сти автомобилей по вывозке леса, организации лесотранспортных работ, при решении других эксплуатационны х задач. 7.9. Организация лесотранспортных работ. Графики движения автомобилей О р га н из ац и я движения транспорта — это совокупность меро­ приятий, активно воздействующих на формирование и направление транспортных потоков д л я обеспечения скорости и безопасности 290 движения. Руководство движением лесовозных автомобилей осу­ щ ествляется диспетчерской службой в соответствии с П р а ви л ам и технической эксплуатации автомобильных лесовозных дорог и Инструкцией по движению на дорогах. Диспетчер долж ен следить за д вижением автомобилей, вести диспетчерский ж у р н а л учета выпол­ нения суточных зад ан и й по вывозке леса, оф орм лять путевые л и ­ сты, отмечать в ж у р н а л е за д е р ж к и при вывозке леса, принимать меры к их устранению, к восстановлению нарушенного гр аф и ка движения. Д л я нормальной эксплуатации лесовозная дорога д о л ж н а иметь хорошо развитую транспортную сеть дорог в лесном массиве, д о с та ­ точное количество погрузочно-разгрузочных путей, полный ком ­ плект тягового и прицепного составов, п ар к д орож н ы х машин и механизмов, технические и вспомогательные устройства и со о руж е­ ния, четко действующую связь и сигнализацию , текущие зап асы эксплуатационны х м атери ал ов и т. д. О р ган и зац и я вывозки леса д о л ж н а быть четко у в я за н а с лесо­ сечными работам и и разгрузкой леса на нижних ск л а д а х и пунктах потребления. Д л я ритмичной работы предприятия необходимо, чтобы к погру­ зочным пунктам лесовозной дороги еж едневно д оставлялось тр ел е­ вочными механизм ам и достаточное количество древесины — не меньше суточного грузооборота дороги. Количество действующих погрузочных установок, или погрузчиков, мож но определить по формуле где Q с — суточный объем перевозок; Z CM— число смен работы по­ грузочной машины; Д см — сменная производительность погрузочной машины или механизма, м3. Погрузочно-разгрузочны е работы на лесовозном транспорте влияю т на производительность тяговых машин на вывозке леса. Поэтому ц елесообразно применять способ вывозки леса с исполь­ зованием двух или трех комплектов прицепного состава с таким расчетом, чтобы один комплект находился под погрузкой, другой — в пути, а третий — под разгрузкой. Если з а т р а т а времени на разгр узк е невелика, то смену тягача не производят. Количество комплектов прицепного состава в данном случае д о л ж н о быть д в а (один в пути, другой под погрузкой). П родолж ительность простоев автопоезда под погрузкой и р а з ­ грузкой, по данны м ф отохронометраж ных наблюдений на пред­ приятиях У рала, п о к аза н а в табл. 7.10. У вязка перевозок по дороге с погрузочно-разгрузочными работ там и производится по г р а ф и к у д в и ж е н и я , который состав­ ляется на квартал, месяц, декаду, сутки или на число часов, если Дорога р аб отает не круглосуточно. П ри составлении такого граф и ка Должны быть предусмотрены: своеврем енная подача автомобилей и прицепного состава под погрузку на верхних ск л а д а х и площади Табл. 7. 10. Простои автопоездов при погрузк е и р а згр у зк е, мин Н а верхнем погрузочном пункте Схема п о езд а (числитель) и п олезн ая н а г р у зк а (зн а м е н а т е л ь), м а челюстной п о гр у зч ик Н а ниж нем с к л а д е крупно­ п ак е т н ая у стан о вка бревнос вал ЦНИИМЭ 004-10 К К-20 К -305 ЗИ Л -15 7К + 2Р -8 14,3 19,2 2 0 ,3 1 2 ,6 8 ,0 5 ,3 4 ,7 М А З-501+2Р-15 2 0 ,5 2 0 ,6 20,3 1 2 ,6 8 ,0 5 ,3 4 ,8 ках; равномерное поступление груж ены х автопоездов на нижние склады и пункты потребления; б ы страя перевозка рабочих, д о р о ж ­ но-строительных и хозяйственных м атери алов и грузов; безопасное движ ение автомобилей и автопоездов; наиболее целесообразное использование тягового и прицепного составов. Г р а ф и к д ви ж ени я у тв ерж д ается руководителем предприятия и вы веш ивается в г а р а ­ ж е и диспетчерской на видном месте. Необходимое число автомобилей д л я вывозки леса с м а стер ­ ского участка в сутки определяется из вы р аж ен и я где Q c — суточное з ад ан и е мастерского участка, м3; Qa — суточная производительность автомобиля, м3. Исходными данны ми при составлении граф и ка д ви ж ени я лесо­ возных автомобилей являются: количество одновременно действую ­ щих погрузочных пунктов, их м естонахождение и суточные объемы погрузки на к а ж д о м из них; еж едневное количество рейсов на по­ грузочные пункты, необходимое д ля выполнения зад ан н ого объема лесовывозки; врем я дви ж ени я в грузовом и порожнем н ап рав л ен и ­ ях; время простоев автомобилей на погрузочных и разгрузочных пунктах; р еж им работы предприятия, отдельных его участков и цехов. Г раф и к дви ж ени я выполняется на специальной сетке в ортого­ нальны х координатах времени (гори зон тальн ая ось) и пути (верти­ ка л ь н а я ось). П о оси абсцисс в м а сш та б е откл ад ы вается врем я в ч асах (24), по оси ординат — путь в километрах с учетом ф ак тич е­ ского расстояния вывозки. Н а граф и ке д ви ж ен и я (рис. 7.14) к а ж д а я гори зонтал ьн ая линия соответствует положению остановочного пункта. К оординаты д ви ­ ж ен и я автомобиля (время, путь) изменяются одновременно, поэто­ му д виж ение и зо б р а ж ае тся наклонны ми линиями. Тангенс угла н а ­ клона к а ж д о й из этих линий по отношению к горизонтальной оси в принятом м а сш та б е п редставляет собой отношение пути ко врем е­ ни его прохождения, или среднюю скорость д ви ж ен и я поезда на рассм атриваем о м участке дороги: 292 tg a — ~ = V. Н а граф и ке полож ение автомобиля в к а ж д ы й момент времени определяется одной точкой. Простои автом обиля на погрузочных а Рас. 7.14. Граф ик движ ения поездов: а — по д в у х п у тн о й до р о ге; 6 — по одн опутн ой дороге с р а зъ е зд а м и ; ц и ф ­ ры у н ак л о н н ы х лин и й о зн а ч а ю т н о м ер а п оездов пунктах и нижнем ск ладе и зо б р а ж аю т с я в виде отрезка горизон­ тальной прямой определенной длины (в м а сш та б е времени). В ремя пребы вания лесовозных автомобилей на пунктах погруз­ ки и разгрузки зависит от применяемых машин и механизмов и их производительности. 293 7.10. Технико-экономические показатели работы автомобильного лесотранспорта Единицы, применяемые д ля оценки, сравнения и х ар актери сти ­ ки работы лесотранспорта, н азы ваю тся измерителями. К ним отно­ сятся: объем перевозок, годовой грузооборот, средневзвешенное расстояние вывозки, производственная мощность дороги, грузо­ подъемность автомобилей, расчетные скорости движ ения, коэф ф и ­ циенты технической готовности, коэффициенты использования авто­ мобилей по времени и грузоподъемности, в ы работка на списочный автомобиль и др. О б ъ е м п е р е в о з о к Q, назн ач аем ы й лесозаготовительно­ му предприятию, измеряется в тоннах или кубических метрах, опре­ д еляется в год, квартал, месяц, сутки. Г р у з о о б о р о т д о р о г и R — произведение веса вывозимой древесины на расстояние вывозки, определяется по формуле R = qi h + q2h + -- + qnln т • км, где q 2 ,..,qn — вес древесины, перевозимой с погрузочного пункта, т; l u — расстояние вывозки, км. С р е д н е в з в е ш е н н о е р а с с т о я н и е в ы в о з к и 1Ср, не­ обходимое д л я определения производительности транспортных средств, потребности в тяговом, прицепном составах и установления производственной мощности дороги, определяется по формуле , = — R 4п р Q км. П р о и з в о д с т в е н н а я м о щ н о с т ь д о р о г и Я характе­ ризуется м аксимальны м объемом древесины, которая мож ет быть вывезена по дороге при полном использовании транспортных средств в течение года: П = ( Ы 1- Ы 2) Л г т, где Я] — списочное количество лесовозных автомобилей, шт.; N 2 — количество автомобилей, находящ ихся в резерве и на капитальном ремонте, шт.; П г — годовая производительность автомобиля, т. Производительностью м а ш и н ы н азы вается количество продук­ ции, выпускаемой в единицу времени. Д л я оценки работы тягового состава обычно пользую тся производительностью в смену Я см, определяемой по формуле n CM= n Q n м 3/смену, (7.7) где п — количество рейсов в смену; Qn — полезная нагр узка на поезд, м3. Количество рейсов в смену Исм Тем— полная продолжительность смены, мин; / п.-з— подготовитель­ но-заключительное время на смену, мин; k B — коэффициент, учи­ тывающий использование рабочего времени: отношение среднего фактически отработанного времени на линии Т ср к расчетной про­ должительности работы машины за смену Г р: ср 120/ ср ; 0,9; 2 / — продолжительность одного оборота (рейса) тяговой ср машины, 120 /,ср мин; — время пробега в грузовом и порожнем на­ ср правлениях в течение рейса, м и н ;/ср— средневзвешенное расстояние вывозки древесины, км; оср — средняя техническая скорость движе­ ния поезда, км/ч; — общее время простоев тяговой машины в течение рейса, мин. При вывозке древесины автопоездами 2 1 = t' + tnQn -f-1" -j- t p -f- t c, где t' и t" — время на установку автопоезда соответственно под погрузку и разгрузку; tn — время на погрузку 1 м 3 древесины; /р — время на разгру зк у автопоезда; t c — время на скрещ ивание ав то­ поездов на р а зъ е зд а х дорог, ш ирина которых обеспечивает в о зм о ж ­ ность дви ж ени я поездов лишь в каком-либо одном пЩ^.. Имену направлении: / с = 3...5 мин. П одставив значение п в формулу (7.7), будем иметь 120 П,, 120 /,ср 100 It ср (7.8) 80 Анализируя формулу (7.8), можно сказать, что произ­ водительность тяговой маши­ ны тем больше, чем больше полезная нагрузка на рейс, выше средняя техническая скорость движ ения и меньше простои V/. Зависимость сменной производительности л есо­ возных автопоездов от у к а ­ за н и я х п арам етров показаНа «а рис. 7.15. 60 м3/смену. \ \ч \ \ \ -У-s ¥0 20 О Ю 20 JO ¥0 50НМ Рас. 7.15. Зависимость сменной произ­ водительности лесовозных автомобилей основных типов от расстояния вывозки 295 7.11. П огрузочно-разгрузочны е работы П огрузка древесины на подвижной состав является составной частью вывозки леса. Выбор способа погрузки зависит от местных условий и технологии производства лесосечных работ. П рименяемы е способы механизированной погрузки древесины на подвижной со­ став р азд ел я ю тся на несколько групп. К п е р в о й г р у п п е относятся способы погрузки трелевоч­ ными тр ак то р ам и и лебедкам и. П ри этом создаются специальные установки (стреловые, мачтовые, эстакадны е, накатные, тран ш ей ­ ные) и трособлочные системы. Необходимое тяговое условие соз­ д ается трелевочными тр ак то р ам и или лебедкам и. П огрузка хлыстов или деревьев производится, к а к правило, крупными пакетами. Ко в т о p -о й г р у п п е относятся способы, при которых погруз­ ка осущ ествляется специальными маш инами — челюстными погруз­ чиками, автомобильными и тракторны м и кранам и. Этими м а ш и н а­ ми можно производить погрузку и хлыстов, и сортиментов. Н а и б о л ь ­ шее распространение получили челюстные погрузчики, применение которых создало условия д ля перехода на новую технологию лесо­ сечных работ с отделением погрузки от трелевки. Основным преи­ муществом челюстных погрузчиков явл яется вы сокая технологич­ ность — заб ор и у к л а д к а груза без р азв оро та самого погрузчика. В табл. 7.10 приведена к р а т к а я характер и сти ка челюстных погруз­ чиков. Табл. 7. 10. К р аткая характеристика челю стных погрузчиков М арка погрузчика Н аименование п о казател ей | П -ЗА Базовый трактор Грузоподъемность, кН Н аибольш ая высота подъема груза при его переносе через коники лесовозного тран спорта, м С редняя скорость подъема груза, м /с Ш ирина зах в а т а , м П ривод рабочих органов Тип гидронасосов Количество гидронасосов, шт. Рабочее давление и гидросистема, к Н /м а Е мкость гидросистемы, м3 П роизводительность, пл. м3/см ену Обслуживающий ш тат, чел. Вес погрузчика в заправленном состо­ янии, Н Т-100МГП 343 3 ,8 0 ,4 2 ,1 5 2 0 ,1 7 Д о 300 1 179 400 П -19А | ТДТ-75 294 3 ,8 П Д -1 А ТДТ-55 245 2 ,8 0 ,4 2 ,1 5 Гидравлический Ш естеренчатые 2 9800 0 ,5 2,15 0 ,1 7 Д о 220 1 165 800 0 ,0 8 1 1 111 700 К т р е т ь е й г р у п п е относятся способы погрузки, основан­ ные на использовании погрузочных устройств, которы е смонтирова­ ны на транспортных машинах. В настоящ ее время применяю тся н а­ весные устройства двух типов: кан атн ы е и гидроманипуляторныеЛ есовозны е автопоезда р а зг р у ж а ю т на ниж них с к л а д а х лесовоз­ ных дорог. Д л я этого используют преимущественно бревносвалЫ» 296 разгрузочные стрелы, лебедки, тракторы , кабельн ы е к р ан ы и др. П ри вывозке леса потребителям, где ск лады не оборудованы р азгрузоч ­ ными устройствами, разгр у зк у производят к р ан ам и общего н а з н а ­ чения. Выбор способа погрузочно-разгрузочных р аб от р еш ается с уч е­ том природных, технологических и организационных факторов. При этом основным критерием экономического сравнения являю тся п ри ­ веденные затр а ты П i — С \ + Е иК и где Ci — себестоимость работ; Е н — нормативны й коэффициент э ф ­ фективности капитальны х вложений; K i — удельны е капитальны е вложения. Д л я определения себестоимости р аб от используется формула Mj -j- 3{ . 1 П“ CMj "л РI Л- * Ul где 3 i — расходы на заработн ую плату, руб/смену; Pi — за т р а т ы на перебазирование и установку машины, руб.; Di — объем погрузки за рассм атриваем ы й период, м3. Эксплуатационны е затр а ты Мг= г т Т т100 р л + Ф + Г + О, r I -г . где А — б ал ан сов ая стоимость машины, руб.; В — ам ортизацион­ ные отчисления, % ; m — число рабочих смен в сутки; Тг — число рабочих дней в году; Л — за т р а ты на электроэнергию, расходуемую в смену, руб.; Ф — стоимость топлива и см азки за смену, руб.; Г — стоимость текущих ремонтов в смену, руб.; О — стоимость вспомо­ гательных м атериалов, расходуемы х за смену, руб. Удельные капи тал овл о ж ен и я Км‘ Dt где К щ — капи тал овл о ж ен и я по сравниваем ом у варианту, руб. Сменная производительность погрузочной (разгрузочной) м а ­ шины П' ^п.-з^г.п ^в*5г.н Псы -гДе Т — продолжительность смены, с; tn — средняя пр одол ж и тел ь­ ность рабочего цикла, с; К г л — коэффициент использования грузо­ подъемности; k B — коэффициент использования рабочего времени; Qr.H ■ — н о м инальная грузоподъемность машины, кН ; Л — объемный нес древесины, к Н /м 3. К огда погрузочно-разгрузочные раб о ты органически связан ы со смежными ф а за м и производства, д л я выбора наиболее выгодного нарианта следует определить приведенные за тр а ты на весь комплекс Работ. Н аи б о л ее экономичен тот в ариант, д л я которого приведен­ ные за тр а ты имеют минимальное значение. 297 Г лава 8. ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ И О РГАН И ЗАЦ И Я Ж Е Л Е ЗН О Д О РО Ж Н О ГО ТРАНСПОРТА 8.1. Общие сведения и техническая характеристика локомотивов Н а лесовозных дорогах колеи 750 мм эксплуатирую тся теплово­ зы и мотовозы различны х типов и конструкций. Т е п л о в о з ы Т У 2 и Т У З мощностью 220 и 258 кВ т п ред­ назначены д л я перевозки грузов по магистральны м путям, имеют большой сцепной вес. П е ред ача электрическая постоянного тока”. Рис. 8.1. Тепловоз ТУ4 Тепловозы кузовного типа с двум я кабинами машиниста. Осевая ф орм ула 20 — 2 0 (четыре ведущие оси, две тел еж ки ). Т е п л о в о з Т У 2 М К применяется д ля перевозки грузов по магистральны м и временным путям на хорошем основании. Имеет карданн ы й привод колесных пар, мощность 184 кВт. Т е п л о в о з Т У 4 (рис. 8.1) предназначен д л я грузовых и п ас­ саж и рски х перевозок по магистральны м путям, а т а к ж е д л я м анев­ ровых работ. Н аиб ол ее распространен в лесной промышленности. Тепловоз имеет две двухосные тел еж ки с мягким рессорным подве­ шиванием. М ощность его 200 кВт. Н а нем установлен дизель У1Д6-250 ТКСЗ с газотурбинным наддувом воздуха. П е р ед ача — 298 гидромеханическая двухступенчатая, с приводом к осевым ред у к­ торам через кар данн ы й вал. Т е п л о в о з Т У 5 мощностью 294 кВт используется д л я гру­ зовых перевозок по магистральны м путям лесовозных дорог. С оздан на базе экипаж ной части тепловоза ТУ4. К конструктивным особен­ ностям относятся: установка многоциркуляционной передачи М у ­ ромского зав о д а и использование двух компрессоров, работаю щ их п арал л ел ьн о на одну напорную м агистраль к главны м резервуарам. Рис. 8.2. Тепловоз ТУ6А Т е п л о в о з Т У 6 выполняет маневровы е работы на времен­ ных путях. В его конструкции много узлов и деталей, униф ицирован­ ных с тепловозами ТУ4 и ТУ5. М ощность тепловоза 66 кВт. П е р е д а ­ ча механическая. Т е п л о в о з Т У 6 А предназначен д ля выполнения маневровых работ на временных путях. Мощность его 94 кВт. С оздан на базе тепловоза ТУ 6 . Основное отличие от ТУ 6 зак л ю ч ается в у станов­ ке д ви гателя типа ЯАЗ-М204А, увеличении веса до 127 кН (рис. 8 .2 ). Т е п л о в о з Т У 7 выпускается двух модификаций со сцепным весом 235 и 191 кН и предназначен д л я грузовых и пассаж ирских Перевозок, а т а к ж е маневровы х работ. К онструкция тепловоза и его °х л а ж д а ю щ и е устройства обеспечивают нормальную работу всех агрегауов и механизмов при тем пературе от —40° до + 4 0 ° С. Н а тепловозе установлен быстроходный двенадцатицилиндровы й четы­ 299 рехтактный дизель жидкостного ох л аж д ен и я с V -образным распо­ ложением цилиндров и непосредственным впрыском дизельного топлива. Кузов тепловоза капотный, закры того типа. К аб ин а м а ­ шиниста ш ум оизолирована с двум я пультами управления. П ри нор­ мальном числе оборотов коленчатого в а л а (1600 об/мин) двигатель разв и вает мощность 294 кВт. Тепловоз выпускаю т взамен ТУ4 и ТУ5 (рис. 8.3). Рис. 8.3. Тепловоз ТУ7 М о т о в о з ы М Д 5 4 - 4 и Д М 5 4 выполняю т маневровы е р а ­ боты на временных путях (усах) и используются д л я различны х хозяйственных работ. Д в е двухосные тележ ки с мягким рессор­ ным подвешиванием обеспечивают плавную вписываемость в кри ­ вые. М отовозы оборудованы ручными и пневматическими тормо­ зами. А в т о м о т р и с а A M - 1 предназначена для перевозки п асса­ жиров. О б орудована дизельны м двигателем ЯАЗ-М 204А мощностью 94 кВт. К автомотрисе мож но прицеплять два-три пассаж ирских вагона. Основные технические характери сти ки тепловозов и мотовозов колеи 750 мм приведены в табл. 8.1. Л окомотивный п ар к лесовозного промышленного транспорта широкой колеи состоит преимущественно из тепловозов. Д л я грузо­ вых перевозок используются ТЭП10, 2ТЭ10Л, ТЭП60, 2ТЭП60 с электрической и ТГ106, ТТП50 и другие с гидравлической п ер ед а­ чами, д л я маневровы х р аб от — ТГМ1, Т Г М 6 , ТЭМ1, ТЭМ 2 и др. Н а лесовозных дорогах эти тепловозы могут применяться и на линей­ ных работах. 300 * £N Н т Р СО О ^ О О Кга К О со О о О 0 Ю ООО —Я О <и т Я Pi Н тр <N Ю О сою ^ - *Q Ю 8 0005т»*0(М и мотовозов тепловозов характеристика *->-'05 TP 5} <-г\ Е2 01 Ю Я eg СП s ag I« оСч| ^S р 1)С * ,и Тр 05 N CSСЧ оО О юО ю СЧ ^ U0 ВО Г-н т р О ^ £ >> н ^ 05 сн N О Is- со со оо од осп СЧ С О СЧ 00 (N СО я CN О о 1 „ И Я 05 га о сч О о о CS — < ■чр ю е* _ SJ СЧ О Ю eg о о •чр о О О о ю eg ед ю ю eg < С* *я я я —< о Ю оо N- тр оо сч со О о о О N- ^ тр eg о о со о о о со '• О ю СЧ 0 5 С 0 ю о eg 0-05 га ^ хо n со -Чр о СП S < тр eg —• г— Ю Ю С П 80 ТР Ю М СО тр O O оо сч со O O N N Т р -Ч —‘ О * 0 ' Гр <£> eg о О ^ о о ю t> ю -Чр U <N 8 Ь 3 й | о eg о со сч n N . т р СО eg eg со cS °i 1-2 с? трю 8© О ГГ о о о оо со оо е N* I—* N- ед о о о юо оо^ ю оо xflOh О о • -ою О N- СО 00 05 I со" 1—н 8 8 N. тр гр о eg со ю —ч 8 ^ , 3 гм L J п ггаа о ч я >> Я га Он S .S о я п я к я я о - я га “ _ VO га w ^Я ф у о и "S CQ S 4 й *I 2 - ■*“ 82 а й 2 N• g . S g га я я *С я ч я 0) о о <У о га о Ь Л я о ^ га ь е* О я е- а я f4 Сн о , н я о со<, U C O U . •о га о g ¥ о о га Я ^ ^ я^ я я о о ь Г ° га « ч > ; о ^ Ч я Я 5 ° \о я P t га ^ я S«2я >, я о s S ф пе­ га га о 4 я fct X я W йS р ° m §5 2° S 5 2 ЯВЛ£ я ч я й О ^Р - °ф<п’ г а CQ га ч 2 4 i § 5 и в 2 га о н га яя « а S s о , У - 1 | Ц | 1 2 га S га га ч ! щ га s S J & i a 2 я • е - » >» сь н ^ У> « га я О я Е Е о VJ Я Ч О Ю OP-N N * N *I о о Сн о я О а> 2 О О Ю 8 VO я я ю О со eg ю * со со со eg p 4 N - о .и ю I 3* со >9 н 5 Я я о о о С? СП о Он о я 5^§О *ч° 8 8 ^ W in s I П £ о о , я с ' * eg eg со И СП CН Qs wя •я л о5? О Он о <и О О О О со ю —* 05 CJ я я о- о м § <у eg ^ 8 8 » ON eg СЧ О О Ю - eg гр оо eg ГЯ Я н - о о 05 I * I со О ”| уS <N03 | • о 9 л) I со С Ч Rto. к5ГСЧ-и н 00 со ю о о Я. ^ оо гр СО * -• о N- 1C ю —со <n кя а£<м—• eg я я о О ОО 2 к га 2 2 Он О оо м ю я О 2 гг* ■* 5« >» н 8 8 м- о СЧ О О «- щ >» н я 5 со | яы’ Я ю О —• (М о тр Я СО 8 0о оо ю* о0 юСЧ ю Тр ^ 05 со О О Ю СО — S е* CN >» иг о О Is* ю о ю OOWCOOW Ю гР -Н <£> со - - Is » о о 05 — Я я я га X со ф c o g я ь О О О ю °. й 05 О ^ Ю СО уСО м « о® СО 00 **f О CS со со сл eg со я га м , Табл. 8 . 1 . Техническая Ю — 00 О \ о О з ■чр N- eg.со <NU* колеи 750 мм й -чр 0> S о_ _ га *Я S.’P о 05 N- N . e g — 05 О Я Л О X <N О N M О О Ю - О со га ! » га- ^ Е ^о и ? 5 я я ч 5 га 2 2 я я я 2 Я я Л иф CQ о . 301 8 .2 . Т е х н и ч е с к а я х а р а к т е р и с т и к а п о д в и ж н о г о п р и ц е п н о г о с о с т а в а Вагоны колеи 750 мм подразделяю тся на грузовые, специальные, п ассаж ирские. Д л я перевозки различны х грузов (хозяйственных, строительных, горюче-смазочных материалов, оборудования, лесо­ продукции и сортиментов) предназначены г р у з о в ы е в а г о н ы . К ним относятся: платформы , крытые вагоны, цистерны, хопердозаторы и др. К специальным лесовозным вагонам относятся платформы-сцепы Т-55 Алтайского вагоностроительного зав о д а (се- Рис. 8.4. Вагон-полусцеп Ц Н И И М Э -А В З рийный выпуск прекращ ен в 1956 г.), вагоны-сцепы Ц Н И И М Э -А В З ( Д В З ) , вагоны-сцепы ЛТ-22 и сцепы из платформ, оборудованных кониковыми устройствами. Вагоны-сцепы Ц Н И И М Э - Д В З изготовлялись серийно Д н е п р о ­ дзерж инским вагоностроительным заводом имени газеты « П равда», а с 1961 г.— А лтайским вагоностроительным заводом (А В З ). С 1970 г. эти вагоны выпускает Д емиховский машиностроительный завод. Техническая х арактери сти ка специальных лесовозных вагонов колеи 750 мм приведена в табл. 8.2. В настоящ ее время на лесовозных дорогах эксплуатирую тся платф орм ы Л есосудм аш строя, Д непродзерж ин ского и Алтайского вагоностроительных заводов. Х арактеристика подвижного состава У Ж Д приведена в табл. 8.3. П а с с а ж и р с к и е в а г о н ы с л у ж а т д л я перевозки людей на лесосеку и к другим местам производства, а т а к ж е д л я п а с с а ж и р ­ ских перевозок на дорогах, где они предусмотрены граф и ком д ви ­ жения. Н аиб ол ьш ее распространение получил вагон типа ПВ-40Т Д емиховского машиностроительного завода. Вагон-сцеп Ц Н И И М Э -А В З состоит из двух полусцепов (рис. 8.4), основными элементам и которых являю тся ходовые тележ ки, хреб­ товая б ал к а и коник со стойками. Соединение полусцепов п роиз­ водится ударно-упряж ны м и или ударно-тяговы ми приборами (а в ­ тосцепкой). С помощью автосцепки соединение единиц подвижного состава осущ ествляется автоматически, а разъединение — вручную поворотом рычага. 302 Табл. 8.2. Техническая характеристика специальны х лесовозны х вагонов Н аименование п о к азат е л е й Вагон-сцеп Л Т-22 В агон-сцеп Ц Н И И М Э -А В З П латф ормы сцепы Т-55 Сцепы из п латф орм О севая формула Грузоподъемность, т Грузоемкость, м3 Н агр у зк а от оси на рель­ сы, кН Вес тары , кН: с автоматическим тор­ мозом нетормозной Д л и н а перевозимой дре­ весины, м м иним альная м акси м альная Д л и н а вагона-сцепа по осям сц еплен ия уд арн о ­ тяговы х приборов, м Ш ирина вагона по вы­ ступающим частям, мм Б аза п олусц еп а, мм Высота стоек коника, мм Тип коника 2 -2 + 2 -2 28 35 45 2—2 + 2 —2 24 30 3 9 ,3 2—2 + 2 —2 20 25 37,4 2 —2 + 2 —2 20 25 33,4 9 4 ,8 8 3 ,0 68,1 73,5 8 8 ,5 7 5 ,7 58,8 6 2 ,6 13 22 23 7 — 9 16 1 7 ,05/15,57 2420 2425 Б аза тележ ки , мм Д иам етр колеса, мм Тип тормоза С ила н аж ати я тормозных колодок, кН: на груженом режиме среднем режиме порожнем режиме ручного тормоза М инимальный, радиус прохож дения кривых, м 6 24 21; 23; 25 2420 11,28 2276 5700 5700 2300 4500 1365 1365 1468 Р азл и ч н ая Ч еты рех­ Бесцепьевой Цепной с Тросовый с стоечный с автом а­ ручным ручным с запорным тическим замком замком запором устройством 1150 1150 1020 1020 540, 500 500 500 500 Воздушны^ автоматичес­ Ручной кой системы М атросова 60 40 20 30 50 58,8 39,2 19,6 29,4 50 — — — — 50 — — — 28,4 50 Табл. 8.3. Х арактеристика подвижного состава У Ж Д П латф орм ы Л есо су дм аш стр о я Н аим енование п о казател ей О севая ф ормула Н агр узк а на ось, кН В ес, кН; нетормозной тормозной Коэффициент тары: нетормозной тормозной К ам барского заво д а ЭМ-60 Л Т А -Л енлес 2—2 33 2 -2 30 4—4 40 4—4 40 3 9 ,2 44,1 36,8 4 3 ,5 — 1130 — 9 6 ,0 — 0 ,5 6 — 0 ,4 3 не п ере­ о бо р у д о ­ ванная п ер ео бо ­ рудован ­ ная 2 -2 32 34,3 4 0 ,5 0 ,3 9 0 ,4 5 Сцепы — 0 ,4 7 0 ,5 6 303 Д л я вывозки хлыстов рекомендуются и другие конструкции сце­ пов (рис. 8.5). В Белорусском технологическом институте имени С. М. К ирова в порядке эксперимента п редлож ен лесовозный сцеп, со д ерж ащ и й поперечную б ал ку и вертикальны е стойки, на которых закреплен гибкий орган, отличающ ийся тем, что с целью увеличения попереч­ ной устойчивости транспортного средства путем центрирования груРШП Рис. 8.5. Схемы специальных лесовозных транспортеров д л я узко­ колейных ж елезных дорог: а — сх ем а, п р ед л о ж е н н а я Ц Н И И М Э ; б — схем а тр а н с п о р т е р а на б а зе трехосн ы х т е л е ж е к , п р е д л о ж е н н а я Б Т И им. С. М. К ирова: / — т е л е ж к а ; 2 — боковины ; 3 — брус; 4 — кором ы сло; 5 — х р е б т о в а я б а л к а ; 6 — попереч­ ный брус; 7 — с ъ е м н а я вс т а в к а за гибкий орган выполнен зам кн уты м и зап асо ван в двух парах нап р авл яю щ и х блоков, смонтированных на стойках, при этом н и ж ­ няя п ар а блоков подпружинена (рис. 8 .6 ). Д л я колеи 1520 мм в качестве единиц прицепного подвижного состава принимаю тся грузовые (товарны е), п ассаж и рск и е и спе­ циальны е вагоны. Грузовые вагоны подр аздел яю тся на крытые, платформы , транспортеры, цистерны и др. Д л я перевозки хлыстов р азр а б о т а н а сп ец и альн ая п латф орм а, п р ед став л яю щ ая собой цельнометаллическую конструкцию, состоя­ щую из удлиненной р ам ы с шестью пар ам и стоек, двух типовых двухосных тел е ж ек Ц Н И И -Х -30 на роликовых подш ипниках (табл. 8.4). Д л я оценки конструктивных и эксплуатационны х качеств грузо­ вых вагонов применяются следую щие показатели: 1. С редняя грузоподъемность учетного вагона где 2 Г г.в — суммарная грузоподъемность всех вагонов парка; п — число учетных вагонов в парке. 304 грузового 2. К оэффициент использования грузоподъемности вагона р k = где Р ст — средняя статическая нагрузка вагона, кН ; Р т.в — средняя грузоподъемность вагона, кН. 3. Технический коэффициент тар ы k»vt = ---- J li-»__ 1 где qт — вес тары вагона, кН. 4. Погрузочный коэффициент тары й п -т “ Рф % ' где X — средний процент ис­ пользования грузоподъемности вагона. 5. Оборот вагона п' - ' В гп>(о 1 + а ) » где /Гр — длина рейса вагона в груженом состоянии, км; S B— SL среднесуточный пробег вагона, Рис. 8.6. Лесовозный сцеп с канатнокм/сут.; а — коэффициент по­ пружинной подвеской груза рожнего пробега. 6 . Среднесуточный пробег — количество километров, которое проходит вагон в среднем з а сутки. 7. С редняя суточная производительность вагона ^ r PSB т • км/сут., 1+ а где Р гр — средняя д и н ам ическая н агрузка груженого вагона, т. Т абл. 8.4. Техническая характеристика специальной платформы колеи 1520 мм для перевозки хлыстов Н аименование показателей Грузоподъем ность, кН Д лина по осям сцепления автосцепок, м Д л и н а рамы, м Ширина, м Б аза, м Н аибольш ая высота от уровня головки рельс, м Величина 550 25,22 2 4 ,0 3,1 19>0 4 ,3 9 305 Д л я перевозки хлыстов С Н И И Л П р азр а б о т а н а специальная оснастка д л я четырехосных платформ. И спользуя переоборудованные таким образом платформы , м о ж ­ но производить вывозку леса в хлыстах непосредственно из лесо­ секи на дерево об раб аты ваю щ и е предприятия. 8.3. Эксплуатация и обслуживание узкоколейных локомотивов, вагонов и сцепов Л окомотивы. Н а к а ж д о м локомотиве д олж ен быть технический паспорт, куда заносятся: д а т а постройки и вступления в э к с п л у а т а ­ цию, пробег, конструктивные изменения, смены котла (на парово­ зе), первичного д ви гател я (на тепловозе, мотовозе), д анны е о р е­ монтах. Локомотив д о лж ен иметь отличительный зн ак и надписи: государственный герб, наименование дороги (предп риятия), время и место его постройки, серию и номер, скорость движ ения, место р е ­ монта, данны е об освидетельствовании котла и контрольных п ри ­ боров. Н а тендере д о л ж н ы быть обозначены: серия, номер, дорога (пред­ приятие), емкость б ака д л я воды, вместимость топлива. Техническое состояние локомотивов определяется путем осмот­ ров, которые производятся при смене локомотивных бригад в депо, на специальных путях, в пути следования — при остановке, перед отправкой локомотивов в деповский или заводской ремонт и при в ы ­ пуске их из ремонта, м е ж д у очередными ремонтами, при годовом комиссионном осмотре. П ри осмотре локомотивов проверяется износ и состояние частей и деталей и соответствие их установленным р азм ерам , обеспечиваю ­ щим безопасность движ ения, исправность действия тормозных устройств, контрольных и измерительных приборов, сигнальных принадлежностей, исправность песочниц и правильность подачи пес­ ка на головки рельсов. О бслуж и ван ие локомотива производится постоянно п рикреплен­ ными лицами. Д л я тепловоза и мотовоза — машинистом, д л я п ар о ­ воза — машинистом и его помощником. Колесные пары. К а ж д а я колесная п ара локомотива или вагона д о л ж н а иметь на торце оси клеймо о времени и месте его ф о рм и ро­ вания и освидетельствования. Кроме того, на осях, б а н д а ж а х и ко ­ лесных центрах в предусмотренных п равилам и маркировки местах д олж ны быть клей м а завода-изготовителя, номера плавки, даты изготовления и порядковый номер осей и б а н д а ж а . Колесные пары во время эксплуатации д о л ж н ы подвергаться осмотру. Р асстоян ие м еж д у внутренними граням и б ан д а ж ей д о лж н о быть 685 ± 3 мм. З а п р е щ ает ся эксп луати ровать локомотивы, имеющие хотя бы одну из следующих неисправностей: ослабление б а н д а ж а на оси в ступице колеса; поперечную трещину оси; продольную трещину на оси длиной более 25 мм; протертость на оси глубиной более 2 мм; трещ ины в бан даж е, диске или ступице колесного центра, ободе диска или ступице цельнокатаного колеса, в спице колеса; прокат 306 б ан д а ж е й более 6 ...7 мм; толщину гребня, измеренного на р ас сто я­ нии 18 мм от вершины, более 25 или менее 16 мм; выбоину на по­ верхности катан ия колеса более 1 мм; выбоину на ободе ц ел ьн о к а­ таного колеса глубиной более 2 мм и длиной 25 мм. Д л я колесных пар вагонов, кроме того, п рокат по кругу к а т а ­ ния у пассаж и р ских вагонов долж ен быть не более 6 мм и у гр узо­ вых — не более 7 мм; толщ ина б а н д а ж а или обода цельнокатаного колеса по кругу ка тан и я не менее 19 мм д ля пассаж и р ских и 16 мм д л я грузовых вагонов. Вагоны и сцепы. Вагоны, п латф орм ы и сцепы допускаю тся к эксплуатации лиш ь после осмотра и признания их годными для включения в поезда. Н е р а зр е ш ае тся ставить в поезда вагоны или платформы , имеющие: неисправности колесной пары; излом или трещ ины в колесе или на боковине литой тележ ки; излом надрессорного бруса или поперечной связи; излом хомута или листа р ес­ соры, ударно-тягового устройства; излом или трещ ины в шкворневой хребтовой б ал ке или буферном брусе; неисправность стойки или дверного бруса; неисправность к ран а экстренного тормож ения; от­ сутствие полов у платф орм при перевозке сортиментов; неисправ­ ные катки и стойки при перевозке хлыстов; неисправность приборов освещения. П одвиж ной состав д олж ен быть обеспечен исправными у д ар н о ­ тяговыми устройствами и тормозами: автоматическими и ручными. В целях обеспечения нормальной работы вагонов-сцепов не д о ­ пускается заг р у зк а сверх установленной нормы. Хлысты необходи­ мо у к л ад ы в а ть равномерно на обе стороны коника. Особое в н и м а­ ние следует у д ел ять м еханизм у автоматического зап ора стоек. Б уксы с роликовыми подш ипниками подвергаю тся полной реви­ зии в зависимости от пробега один р аз в год или в д ва года. Норма расхода топлива. Суточный расход дизельного топлива (теоретический) можно подсчитать по формуле: £ х у т = ^ -У н о м & м ^ в р ^ & о б щ КГ, где п — время работы тепловоза в сутки, ч; N B0M — номинальная мощность дизеля, л. с.; k M — коэффициент использования дизеля по мощности; &Вр — коэффициент использования д и зел я по времени; т — удельный расход топлива на 1 л. с., кг/ч; /г0бщ — коэффициент увеличения удельного расхода топлива при рабочем р еж им е (из п ас­ порта д и з е л я ) . Усредненные нормы расхода топлива на лесовозных дорогах приведены в табл. 8.5. П риближ енны й расход топлива тепловозами мож но определить на основе усредненных данны х часового расхода (табл. 8 .6 ). Экипировка узкоколейных тепловозов. При эксплуатации тепло­ возов в состав экипировочного хозяйства входят устройства д ля сн абж ения дизельным топливом, смазочным и обтирочным м а т е р и а ­ лами, водой и песком. Н ормы времени на экипировочные операции приведены в табл. 8.7. 307 Табл. 8. 5. У средненны е нормы р а с х о д а топлива Т У 2, ТУЗ ТУ4, Т У 7 (220 кВт) ТУ 5 ТУ2МК МД54-4, Т У 6 ТУ7 (294 кВт) Годовой расход ди зел ьн ого то п ­ лива, т Х а р ак те р работы Т еп ловозы и мотовозы П оездная работа на узкоколейны х лесовозны х дорогах То ж е » М аневровая и х о зяйствен ная работы То же » 100..,.1 4 0 100.. .150 120....1 7 0 2 0 .. .35 15..,.2 5 120..,.1 7 0 Табл. 8.6. Часовой расход топлива тепловозами на маневровой работе Т еп ловозы Р асх о д , к г /ч ТУ4, ТУ7 (220 кВ т) ТУ5, Т У 7 (294 кВт) ТУ2 Т У 6 , МД54-4 8 . . . 10 1 0 ... 12 6 ...7 4 ...5 ,5 Т абл. 8. 7. Нормы времени на экипировку тепловозов В рем я, мин О пер аци я С набж ение топливом Снабжение смазочным материалом С набж ение водой Снабжение песком Технический осмотр Осмотр и п олн ая экипировка ш и рокая колея 10. 8. 8. 10. 20. 27. ..1 2 ..1 0 ..1 0 ..1 2 ..2 5 ..4 0 у зк а я колея 5. 3. 3. 6. 15. 25. .8 .5 .4 .8 .20 .30 З а п а с дизельного топлива, смазочных и других м атери алов на ск л а д а х экипировки зависит от дальности подвозки и принимается на 5 ...6 суток с учетом хранения основного зап ас а на ск л а д а х ГСМ. Д л я ж елезны х дорог узкой колеи Л ен ф и ли ал ом Государствен­ ного проектного института по комплексному использованию торф а в народном хозяйстве р а зр а б о т а н ы типовые проекты экипировки: № 501-11 на 5 тепловозов и 15 единиц другого железнодорож ного и безрельсового оборудования и № 501-112 на 10 тепловозов и 25 еди­ ниц другого оборудования. С метная стоимость этих экипировок со­ ставл яет соответственно 65 и 79 тыс. руб. 8.4. Тягово-эксплуатэционные расчеты на железнодорожном транспорте Д л я осущ ествления д ви ж ени я поезда необходимо приложить внешние силы, которые подраздел яю тся на следую щ ие четыре груп­ пы: 1 ) сила тяги локомотива Г; 2 ) естественная сила сопротивления 308 Гк„ни60- то N, 50 5000 V 40- * ?сц то \ \ Ч JO- 3000 20 - 2000 Рио. 8.7. Тяговые характеристики узкоколейных тепловозов и мото­ возов: а — ТУ2; д — ТУ5; б — ТУЗМ К; в — ТУЗ; г — ТУ4; е — ТУ6; ж— ТУ7; и — М Д54-4 10- 1000 5 1 -5 0 0 10 20 30 V .K M /4 S 11,м /с движ ению поезда W-, 3) искусственная сила сопротивления д в и ж е ­ нию поезда В; 4) сила п ритяж ен и я земли (вес поезда) Q. С ило й тяги н азы вается у п р а в л я е м а я внеш няя сила, со зд ав ае м ая двигателем локомотива и пр ил ож енн ая от рельсов к дви ж ущ им ся колесам локомотива в направлении его движения. По месту п рило­ ж ени я она делится на: индикаторную Fp, касательную FK; силу тяги на сцепке локомотива ВСцР а б о т а индикаторной силы тяги Fj за один оборот д виж ущ ихся колес соответствует внутренней индикаторной раб о те п ар а в ци­ л ин д рах машины п аровоза или в цилиндрах д ви гател я тепловоза или механической р аботе на в а л а х тяговы х электродвигателей. Силу тяги локомотивов мож но определить по тяговым хар а к тер и с­ тикам , приведенным на рис. 8.7. Тяговой характеристикой н азы вается графическое и зображ ение зависимости силы тяги от скорости дви ж ени я при неизменной м ощ ­ ности силовой установки (дизеля — главного ген ер атор а). Величина расчетного коэффициента сцепления д л я узкоколей­ ных тепловозов определяется по ф ормуле 309 6 2к,к0 вв7060- V ' 8000 7000 6000 5000 40- 4000 •- / o -f '6ПП \ JO - 3000 V 60П 20- 2000 10 1000 I 5 500 10 О 2 20 4 6 30 в 40 цкм/ч 10 v, m/ c Рис. 8.7. Продолжение Фк = 0,20 -J- 10 100 + 43, Зо где v — скорость д ви ж ени я локомотива, м/с. Д л я определения веса ссстава значения расчетной касательной силы тяги и расчетной скорости движения приведены в табл. 8 . 8 . Табл. 8.8. Сила тяги и расчетная скорость движения узкоколейных локомотивов С ерия локом отива ТУ2МК М Д54-4, ДМ-54 ТУ 2 ГУЗ ТУ 4 ТУ5 ТУ6 ТУ7 (220 кВт) (294 кВт) 310 С ила тяги при тр огани и с м еста, кН Р асч етн ая сила т я ги , кН Р асчетн ая скорость д в и ж ен и я , м /с 4 8 ,0 31,5 8 5 ,0 8 5 ,0 54,0 72,0 36,0 5 4 ,0 72,0 3 1 ,0 17,0 46,5 44,2 45,0 57,0 .22,0 4 5 ,0 5 4 ,0 2 ,5 1,7 3 ,6 3 ,3 2 ,2 2 ,2 2 ,2 3 ,3 3 ,3 д СО- С 70- 7000 60- 6000 F..KT V Л с и ­ Гец 1 Ci Fcu зо ­ зооо \ 50- 5000 чо- 4000 го зо- 3000 \ \ 2000 \ го- 2000 > 1000 10 то 10 0 2 20 4 30 40 500 v.km / ч 10 v, m/ c 6 0 J- г - 1 10 0 2 и Ж %кН Рк,кг 1,кН Kfat 70 3 0 - 3000 60 25- 2500 50- W 20- 2000 JO 5000 \ ч \ \ /5 1500 20 О 10 20 JO 0 2 4 6 10' 1000 6,К»/ч 8 10if, М/С 5 Рис. 8.7. Окончание 500 10 0 1 2 3 4 v . km/ ч V .m / c К оэффициенты основного сопротивления движ ению узкоколейных тепловозов Wo и вагонов w0 приведены в табл. 8.9. Значения силы тяги грузовых локомотивов колеи 1520 мм при­ ведены в табл. 8 . 10 . Вес грузового состава определяется по формуле <2 бР — рк — р К ®0 + + ‘р ) кН, *р где ip — руководящий подъем; w0, w0 — коэффициенты сопротивле­ ния движению локомотива и вагонов; FK— расчетная сила тяги локомотива, кН; Р — вес локомотива, кН. 311 Табл. 8.9. Значение коэф ф ициента основного сопротивления шо движ ению “'о Тип дороги П лат­ формы ТУ 6, М Д54-4 ВагоныДМ 54 сцепы ТУ 2, ТУ З, Т У 4 , ТУ 5, ТУТ ТУ2М К М агистральные пути 0,0042 0,0042 0,0038 0,0040 0,0040 Временные пути 0,0065 0,0060 0,0060 0,0060 0,0058 Т абл. 8 .1 0 . Сила тяги грузовы х локомотивов при трогании с места С ери я локомотива ВЛ ВЛ ВЛ ВЛ ^ к ( т р ) ■ КН С ери я л оком оти ва 662 497 420 553 2ТЭ2 2ТЭЗ 2ТЭ10 2ТГ102 80к 60к 22м 8 ^ к (т р ) • 561 582 852 555 Число вагонов в составе N B = - 2*?бр L - шт., Qi + Яг где- Qop — вес брутто состава, кН ; q x — вес вагона, кН ; q<i — грузо­ подъемность вагона, кН. О бъем древесины, перевозимой поездом, Г) Ф б р -“ ^ В 0 1 о --------- м3, QH = — где у — объемный вес древесины, к Н /м 3 : у = 7...9. П роверка на трогание с места производится по формуле f K .т р q ТР Р К W0 + 1T P + Чр Тот р ) W TP где f K.T P — сила тяги локомотива при трогании с места; iTp — к ру ­ тизна элемента профиля, на котором располож ен остановочный пункт; штр — коэффициент дополнительного сопротивления д в и ж е ­ нию поезда при трогании с места; готр = 0,005. П ри этом долж но соблю даться неравенство QTp > ( ? 6p. Вес поезда необходимо т а к ж е проверить по длине приемо-отправочных путей. Производительность подвижного состава определяется по ф о р ­ муле П с м = t lQ s , где п — число оборотов подвижного состава в смену; QH— полезная н агрузка подвижного состава за оборот, м 3; 312 Т2 — полезное рабочее врем я смены: Т2= Т — {tn + t ) , Т — продолж ительность смены, с; i0 — подготовительно-заклю чи­ тельное время, с; t — врем я на набор воды и топлива (только для п аровозов), с; tp — время рейса: tp — t\ + ^2 + ^гр + ^пор, fi — врем я простоев под погрузкой, с; t2 — время простоев при р а з ­ грузке, с; tTp — врем я пробега в грузовом направлении с учетом простоев в пути, с; tnop — то ж е в порожнем направлении, с: - _ ► гп ГР *ср . ^ _ *ср » frrron — Рпор ргр ’ ‘ ПОР lev — среднее расстояние вывозки, м; игр — средняя скорость д ви ­ ж ен и я в грузовом направлении, м/с; оПор — то ж е в порожнем н а ­ правлении, м/с. С редняя скорость д ви ж ен и я поезда по дороге с учетом времени простоев в пути н азы вается участковой скоростью vY. 2t)rp^nop ^ агр + °пор иу — средняя уч астк о вая скорость п ары поездов за один оборот. Тогда 7У2н ‘ СМ О/ Z -t-cn h + ^г + —Vy 8.5. Тормозные расчеты Т ормозные расчеты необходимо производить при установлении длины тормозного пути при остановке поезда; определении требуе­ мого качества тормозных средств и скорости следования по отдель­ ным уч асткам дороги. Д л и н а тормозного пути у стан авл и в ается в соответствии с ПТЭ лесовозных ж елезн ы х дорог колеи 750 мм и равна: а) д л я поездов, следую щих на ручном тормож ении в равнинной местности 600 м; в сильнохолмистой местности на спусках до 0,040 — 400 м; в горной местности на спусках более 0,040— 200 м, при этом скорость д ви ж ен и я на участке д о л ж н а быть ограничена до 10 км /ч, а поезд д олж ен иметь действующих тормозов: на спусках 0,041... 0,45 не менее 70% общего числа осей в поезде, на спусках 0,046... 0,050— 85% и на спусках 0,051 и более 100% тормозных осей; б) д л я поездов, следую щих на автоматическом торможении: в равнинной местности 400 м; в сильнохолмистой местности и на •спусках до 0,040— 300 м; в горной местности на спусках более 0,040— 200 м. Р а с ч е т н ы й т о р м о з н о й п у т ь определяется к а к сумма действительного и подготовительного тормозных путей (период под­ готовки тормозов к действию). 5т = 5 п + 5д м; •Sn—У1К0 м; 2 2 5 Д = --------------2gl (щ + &к ± ») м, где ун — н ач ал ьн ая скорость, м/с; t0 — время подготовки тормозов к действию, с; vK — конечная скорость, м/с; 0,945; Ьк — коэф ф и ­ циент удельной тормозной силы; Шо — коэффициент удельного со­ противления состава при холостом движ ении локомотива; i — сопро­ тивление от приведенного у клон а (для спуска берется со знаком минус, д л я подъема — со знаком п л ю с ). Коэффициент удельной тормозной силы равен Ьк = фк0, где фк — коэффициент трения тормозной колодки о б ан д а ж ; © — тормозной коэффициент поезда: е + Q+ P где У -Kq— сумма сил нажатий колодок состава, кН ; +\Кр — сумма сил нажатий тормозных колодок локомотива, кН; Q — вес грузового состава, кН; Р -— служебный вес локомотива, кН. Коэффициент трения м еж д у чугунной тормозной колодкой и ко ­ л есами подвижного состава определяется по формуле Фк = Л ,г 0 Л К + 10 0 , 4 5 ------------- 1-------0 .8 К + 10 25 ■ -------------------- . 3 ,6 о н + 25 Д л я композиционных колодок из м а тер и ал а типа 6КВ-10 го - п Ы ’ ° ’ 'К + 20 0,4/С + 2 0 _ 3 , 6 о + 150 ' 7 ,2 у + 150’ где К — действительное тормозное н а ж а т и е на одну колодку, кН. Коэффициент удельного сопротивления состава при холостом ходе локомотива определяется по формуле Wa = Qwa + P w Q + P где w0 — коэффициент основного удельного сопротивления движению вагонов; w' — коэффициент основного удельного сопротивления дви­ жению локомотива. В ремя подготовки тормозов к действию равно: при автом атиче­ ском т о р м о ж е н и и — 15 с; при тормож ении только локомотивом прямодействующим тормозом — 7 с; при ручном тор м о ж е­ нии — 20 с. Подсчет тормозов ведется по величине необходимого н а ж а т и я 314 Табл, 8.11. Сила нажатия тормозных колодок локомотива Тип л о ко ­ м оти ва О севая ф орм ула ТУ2 ТУЗ ТУ4 ТУ5 ТУ2МК ТУ6 ТУ7 Ч и сл о т о р - 20 20 20- 2 „ 2 -2 2—2 2—2 2 -2 2 -2 осей , ш т . О бщ ая сила наж атия торм озн ы х кол одок на оси локом отива при т о р ­ м ож ении, кН М асса л о ко ­ м отива, т 4 4 4 4 4 4 4 автоторм озом ручным тормозом 150 '150 120 160 112 80 160 90 90 25 25 20 30 25 32 32 18 24 16 12 24 Т абл. 8.12. Сила наж атия тормозных колодок на колеса тормозных вагонов П рим ечан табли це, общ ая определяется по саж ирски х — х = а втоторм озом 240 7 ,6 8 ,0 15 7 ,5 4 200 7 7 ,4 27 4 100 3 ,2 3 ,7 — — 9 4 8 4 4 4 190 240 170 200 60 4 3 ,5 5,1 9 ,4 — 4 ,4 — --25 19 __ --12,5 9 9 10 5 15 9 СО О 2 а о sси X — 9 ,7 11,7 13 1 X ручн ы м п орож н и й , реж и м 1 то р м о зн о й Г рузоподъем к вагон а, кН о t- Н аж ати е тормозны х кол одок на одну ось, к Н j гр у ж е н ы й 1 реж им Вагон-сцеп ЦНИИМ Э-АВЗ Платформы: А лтайского вагоностроительного завода Камбарского машиностроительного завода П ЛМ (Т-10) Типа «Лесосудмашстрой» П латформы-сцепы Т-55 Т ележ ки-сцепы РТ-2 Крытый грузовой вагон П ассаж ирский вагон Демиховского маш иностроительного завода М асса в а го ­ н а, т 8 Число Тип вагона ocef -0 н 8 7 ,5 10 и е . При наличии на дороге типов вагонов, не указан н ы х в величина н аж атия тормозных колодок на колесе вагона х ф ормуле: а) д л я грузовых вагонов х = 0,7 Я ; б) д л я п ас­ 0,3 Я , где Я — вес тары тормозного вагона. тормозных колодок на колеса. С ила н а ж а т и я тормозных колодок локомотива приведена в таб л . 8 . 1 1 , а вагонов — в табл. 8 . 1 2 . При неисправности автотормозов в пути и у д ер ж ани и поезда на месте после его остановки на перегоне в состав поезда на а в т о м а­ тическом тормож ении вклю чаю тся вагоны (сцепы) с ручными т о р ­ мозами, с количеством тормозных осей согласно табл. 8.13. Табл. 8.13. Необходимое число ручных тормозов в грузовых поездах, следующих на автотормозах, на каждые 100 т веса состава Число торм озны х осей юн, oft 0 2 4 6 8 10 12 У клон , / оэ 0 ,5 0 ,5 0 ,5 0 ,6 0 ,9 1,5 2 ,0 Ч и сл о т о р м о з­ ны х осей 14 16 18 20 22 24 26 У кл о н , / оо 2 ,5 3 ,0 3 ,3 3 ,7 4 ,2 4 ,6 5 ,0 Ч исло то р м о з­ ных осей 28 30 32 34 36 38 40 5 ,6 6 ,0 7 ,0 8 ,0 9 ,0 10,0 10,0 % Ч исло тормозны х осей 42 44 46 48 50 12,0 15,0 18,0 22,0 .2 4 ,0 У кл о н , — — — — П р и м е ч а н и е . При уклонах свыше 50°/оо количество торм озны х поезде долж но составлять 100 %. осей в 8 . 6 . О рган и зац и я д виж ения поездов Г р а ф и к д в и ж е н и я уста н а вл и в ает время прибытия и от­ правления, а т а к ж е безостановочного следования поездов по р а з ­ дельным пунктам, перегонам, продолжительность нахож ден и я л о к о ­ мотивов на конечных и промежуточных станциях; определяет работу тягового и прицепного составов, дорож ны х машин, депо и пути, погрузочных пунктов и нижнего склада. К а ж д о м у поезду г р а ­ фиком д ви ж ени я устанавл и в ается номер: поездам грузового н а п р а в ­ ления — четный, а порожнего — нечетный. В зависимости от соот­ ношения числа поездов в четном и нечетном нап равл ен иях графики разд ел я ю тся на п а р н ы е и н е п а р н ы е . Н аиб ольш ее число пар поездов определенного веса, которое мо­ ж е т быть пропущено по дороге или ее участку в течение суток, н а ­ зы вается п роп ускной способностью: N о = Л^я.п + N раб + -^х + N д.. с + м.н, где Ы п л '— расчетное число пар лесовозных поездов; N vas — число пар рабочих поездов д л я перевозки рабочих; N x — число пар х о зяй ­ ственных поездов; Л^д.-0 — число пар дорожно-строительных поез­ дов; ЛГм.н — число пар поездов д ля перевозки местного населения. Д л я бесперебойной работы ж елезной дороги и пропуска расчет­ ного количества пар поездов необходимо, чтобы ф ак ти ч еская про­ пускная способность бы ла больше или р авн а расчетной. Ф актическая пропускная способность дороги определяется по формуле ,, = 86 400 ^гр "Ь ^пор . ^скр + ^раз + ^зам "Ь ^ож где 86400 — количество секунд в сутках; ^гр — врем я хода г руж ен о­ го поезда по перегону, с; ^Пор — время хода порожнего поезда по перегону, с; ^0кр — необходимое время на скрещение п ары поездов 316 или станционный интервал, с; £раз— врем я разгона, с; £зам — время зам ед ле н и я при остановке, с; £0ш — ож и дан ие встречного поезда на разъ езд е, с. Н а однопутных дорогах скрещение поездов осущ ествляется на р азд ел ь н ы х пунктах, которые необходимо р а зм е щ а ть на прямых горизонтальны х участках или в исключительных случаях на кривых с ради усам и не менее 300 м на таком расстоянии, чтобы время хода по перегонам было по возможности одинаковым. Н а лесовозных дорогах графики д виж ения обеспечивают: в ы ­ полнение п лан а перевозок п ассаж и ро в и грузов; безопасность д ви ­ ж ени я поездов; наивыгоднейш ее использование подвижного соста­ ва; согласованность работы станции и прилегаю щих участков, а т а к ж е наилучш ее использование их пропускной способности; соблю ­ д ение установленной продолжительности непрерывной работы л о к о ­ мотивных бригад и кондукторов. Они могут быть плановы е (дирек­ тивные) и исполненного д ви ж ени я (отч етн ы е). П ри составлении графиков д ви ж ен и я в первую очередь наносит­ с я д виж ение п ассаж и рских поездов, а затем — грузовых. П ри большой пропускной способности н ак л ад к у линий хода по­ ездов следует начинать с участка, имеющего наименьшую пропуск­ ную способность, а при неполном — с перегона, примыкаю щ его к станции нижнего склада. В рем я нахож дения локомотива в пункте оборота * о б = ™ + *. Na где Т — время работы лесовозной дороги в сутки, с; N 0 — требуем ая пропускная способность пар поездов в сутки; t — минимальный ин­ тер в ал неодновременного прибытия поездов противоположных н а ­ правлений, с: £=300. По роду перевозок и очередности пропуска поезда на лесовоз­ ных дорогах дел ятся на: в н е о ч е р е д н ы е — санитарные, п о ж а р ­ ные, восстановительные, снегоочистители; о ч е р е д н ы е — п асс а­ жирские, лесовозные, хозяйственные; н е п р е д у с м о т р е н н ы е графиком. Д ви ж ени ем поездов на лесовозной дороге д о лж ен руководить деж урн ы й диспетчер. Д л я определения потребного количества локомотивов необходи­ мо знать годовой и суточный объемы перевозок, расстояние вы воз­ ки, тип локомотивов и их среднюю техническую скорость движения, вес состава поезда д л я данного локомотива и дороги и время рейса, которое определяется по формуле 2/ср £р = у Ь * п .о + *с с + *скр> где £п.о — время, затраченное локомотивом при прицепке и отцепке его к вагонам, с; £с.с — врем я стоянки локомотива на верхнем и н и ж ­ нем складах, с; £Скр — врем я на скрещение поездов, с. 317 З н а я время рейса, мож но определить число рейсов в сутки П= (29 520 /3 / п.-з) kCM где 29 520 — число секунд в смену при 5-дневной рабочей неделе; U — время, затраченное на за п р а в к у локомотива, с; tn.-3 — подгото­ вительно-заключительное время в смену, с; k CM — коэффициент сменности. Объем вывозки одним локомотивом в смену равен: Q = Qati, где QH— вес поезда, кН. Число вагонов в поезде определяем по формуле N = где <7 — грузоподъемность единицы подвижного состава, кН. О бщ ее число локомотивов принимается на 10% больше потреб­ ного д л я вывозки леса. З а т р а т ы времени по операциям приведены в табл. 8.14. Т абл. 8. 14. Затраты времени по операциям на У Ж Д , с к О* -Оуг Т S* £ R 3 01 S н Q s о Я о * ТУ2 ТУ4 ТУ5 ТУ6 М Д 54-4 ТУ 7 Время пробега в обоих нап р авл ен и ях Дл ►S <и Е ь Я ч то а он S и, то S О с 1500 1500 1500 1500 1500 1500 300 1500 330 3600 660 330 я ft п ю Оу S то и о с — —. — 660 860 — Я то m Я Ч С н а ,2 ХО >» я ТОу * S то ° Я то к 53 2 3 а> Э fto СО м 1500 1500 1500 1500 1200 1500 д 3" о 2 ft «ю В <■> 2 я Ь ДД 2! я <и н я *0J О) О, Ям Я3 к fS g о ь д 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 , S S ft>* о о ъ ц t то а н д си я е то Я Д- к я * То S д д ^ о 2о к * S я О D а о 03 о. 2 о <Uй 0 .5 CQ Ч 1500 1200 1500 1200 1200 1200 1500 1500 1500 1500 1500 1500 S Я 03 Я 4 =Г к Я зё 0 о Т»ОяТО Я* £ О ао А с Я « 2 ft 5Я *н S а> а-2яч S ? т ва Т О я то к* s3 яft о£ яя 03X0=/ 2400 2400 2400 2700 3000 2400 — 5280 — 5280 5760 5280 8.7. О рган и зац и я работы станций Ж е ле зн од о рож н ы е станции предназначены д ля выполнения гру­ зовых и пассаж и рских операций, обеспечения погрузки и выгрузки грузов и обслуж и вани я пассаж иров. В зависимости от х а р а к тер а выполняемой работы они разд ел я ю тся на промежуточные, участко­ вые, сортировочные и грузовые. П р о м е ж у т о ч н ы е с т а н ц и и предназначены д л я произ­ водства пассаж и р ск их и грузовых операций, приема, отправления и пропуска составов, прицепки и отцепки вагонов от сборных и вы воз­ ных поездов. У ч а с т к о в ы е с т а н ц и и выполняют операции по о б р аб о т­ ке транзитны х грузовых поездов, расформированию и ф о р м и р о в а­ 318 нию участковых и сборных поездов, смене локомотивов и поездных бригад, а т а к ж е по обслуж иванию п ассаж и ро в и производству по­ грузочно-выгрузочной и коммерческой работ. Р а зм е щ аю тс я на сты ­ ках тяговых плеч. С о р т и р о в о ч н ы е с т а н ц и и используются д л я п ереработ­ ки поступающего вагонопотока и ф орм ирования поездов соответ­ ствующих назначений. Рис. 8.8. Схемы станций лесовозной дороги: а — ф орм и ровочной ; б — п р о м еж у то ч н о й ; в — конечной (ц и ф ­ р а м и о б о зн ач ен ы п ути и стрелки ) Г р у з о в ы е с т а н ц и и с л у ж а т д ля выполнения грузовых опе­ раций (погрузка, вы гр у зк а). Они располагаю тся в крупных про­ мышленных и административны х центрах, в пунктах располож ения морских и речных портов, в районах массового прибытия грузов и т. д. Б ы ва ю т общего пользования и специальные, тупикового и сквозного типов. Д л я лесовозных узкоколейных ж елезны х дорог характерны м и являю тся формировочные, промеж уточные и конечные станции (рис. 8 . 8 ). 319 Ф о р м и р о в о ч н ы е с т а н ц и и с л у ж а т д л я формирования полновесных составов из подаваемы х по веткам и усам груженых сцепов и вагонов. Эти станции имеют разви ты е пути. Н а п р о м е ж у т о ч н ы х с т а н ц и я х производятся: прием, от­ правление, пропуск, скрещение и обгон поездов; технические опе­ рации с поездами, прицепка и отцепка вагонов, погрузка древеси­ ны и т. д. К о н е ч н а я с т а н ц и я яв л яется основным подразделением лесовозной ж елезной дороги. Р а сп о л аг ае т ся она у места перевалки древесины на ниж нем складе, возле ж елезной дороги М П С , на бере­ гу сплавной реки, в близости от л есо п ерерабаты ваю щ его предпри­ ятия. Р а б о т а станций независимо от их назначения организуется на основании гр аф и к а дви ж ени я, п лан а ф ормирования поездов, техно­ логического процесса обработки вагонов и поездов и технико-рас­ порядительного акта. Техн о ло ги ческим процессом н азы вается установленная система организации работы станции, оп р ед ел яю щ ая порядок обработки вагонов и поездов, нормы времени на выполнение отдельных опе­ раций, порядок оперативного руководства и планирования работы станций. О ф орм ляется в виде отдельного распорядительного д оку­ мента. Технико-распорядительный акт станции реглам ентирует безо­ пасный и беспрепятственный прием, отправление и проследование поездов по станции, а т а к ж е безопасность внутристанционной м а ­ невровой работы. К нему прилагаю тся: м а сш т а б н ая схема станции и местные инструкции — по приему и отправлению поездов, о по­ ряд ке производства маневровы х работ, о пользовании устройствами С Ц Б , о раб оте сортировочных горок, об обслуж ивании подъездных путей и др. По х ар а к тер у работы м аневры подр аздел яю тся н а.со рти рово ч ­ ные, группировочные, перестановочные и специальные. В зависимости от назначения маневровы е работы бываю т расформировочные и формировочные. К маневровым работам отно­ сят т а к ж е прицепку и отцепку вагонов от поезда, подачу вагонов к разгрузочным эс т а к а д а м и уборку их, перестановку ваконов и др. Основной зад ач ей формировочных, сортировочных и крупных участковы х станций яв л яется формирование поездов. П оездом н азы вается состав из вагонов, сформированный и сцеп­ ленный по плану ф ормирования и граф и ку д ви ж ени я поездов с од­ ним или несколькими действующими локомотивами, снабженны й сигналом и о бслуж иваем ы й поездной бригадой. Л есовозны е поезда формирую тся на формировочных станциях или путях (у сах ), распо ­ лож енных в_ зоне заготовки леса. Ф ормирование грузовых поездов производится без подборки вагонов по количеству осей и весу. Р а с ­ становка вагонов в составе производится в соответствии с тр еб о в а­ ниями П ТЭ в зависимости от вида сцепления и необходимости по­ становки вагонов д л я прикрытия. 320 Д л я четкой о рганизации работы станции необходимо зн ать ее пропускную способность. Р асч ет мож ет быть произведен ан ал и ти ­ ческим или графическим методами. Аналитический метод за к л ю ­ чается в определении пропускной способности отдельных элементов путевого р азви тия станции: приемо-отправочных путей, горловин, сортировочных вы тяж ек, стрелок, соединительных путей и т. д. Р асчет пропускной способности приемо-отправочных путей опре­ деляется по данны м времени зан яти я путей всеми поездами, кото­ рые прибы вают на станцию. При этом необходимо, чтобы Ta ^ T v.c, где Тп — врем я зан яти я путей, с; Трх — время работы станции, при односменной работе — 28 800 с; при двухсменной — 57 600 и трех­ сменной — 86 400 с. Т п = a (Nnpt np + iVnp^CT + N npt M+ N 0t„ + ЛГ</СТ + ^ (Д ). где а — коэффициент неравномерности прибытия и отправления по­ ездов; jVnp — число принимаемых на станцию поездов; N 0 — то же, отправляемых; (пр, t 0 — время, затрачиваемое на прием (отправле­ ние) поезда; tCT, tcx— время, затрачиваемое на простой поезда при его приеме (отправлении); tM, t M— время, затрачиваемое на маневры при передаче с одного парка путей на другие (и обратно). Число принимаемых на станцию поездов и отправляем ы х опре­ д еляется из граф и ка работы дороги и зависит от объем а п роизвод­ ства и способа организации работ. Время, затр ачи ваем ое на прием поезда, ^пр — — Ь Ч- Ч" tc.o с, где / в.п — расстояние от входного сигнала до предельного столбика в противоположном приему конце п арка, м; и — средняя скорость прибытия поезда на станцию, м/с; Ч — время прохода поездом то р ­ мозного пути перед входным сигналом, с; / с.о — сумма времени на выполнение всех станционных операций, с. Время, затрачи в аем ое на отправление поезда, /0 А ~ Ч- ^о.с Ч- А.о г, где /0 — расстояние от хвоста поезда до последней стрелки, вх одя­ щей в м ар ш р ут отправления, м; v — средняя скорость отправления поезда со станции, м/с; t 0.с — время на освоение (восприятие) раз-' реш аю щ его показани я сигнала отправления, с. В р ем я стоянки поезда на путях, приема и отправления у ста н а в ­ л ивается в соответствии с графиком дви ж ени я поездов, принятым технологическим процессом отработки поездов и технико-распоря­ дительным актом станции. Д л я промежуточных станций лесовозных узкоколейных дорог эти величины могут быть определены по ф орм у­ л ам : при приеме поездов £Ст = 90 + 30 п с; при отправлении — tcт = = 300 + 60 п с, где п — число вагонов в составе. Время, затр а ч и в аем о е на маневры, 11 За к . 2241 321 где /м — расстояние, на которое п ерем ещ ается поезд при маневрах, м; им — средняя скорость движ ения поезда при маневровы х р а б о ­ тах, м/с; / 0тц — время на к а ж д у ю прицепку или отцепку, с: А,тц= = 60...90. В ремя зан яти я погрузочных (разгрузочных) путей определяется по формулам: при вывозке леса сортиментами Tn.v = n lN (ta.p + t M)-, при вывозке леса хлыстами Tn.p — tl\N (^ П .р + ^ м + ^уб), где ri\ — число погрузочных (разгрузочны х) пунктов; N — число подач под нагрузку (р а згр у зк у ); tmр — время погрузки (разгрузки) одной подачи; iyб — время на уборку маневрового локомотива. В ремя зан ят и я горловины Т —а (/Vn.p^n.p + Л ^ о + Л^м^м + Л^л^л + Л /вр^ вр), где N * — число маневровых передвижений; N n — число п ер ед в и ж е­ ний локомотивов; N Bр — число «враж дебны х» марш рутов по отно­ шению к данной горловине; tM— время зан яти я горловины м анев­ рирующим составом; / л — время зан яти я горловины м аневрирую ­ щим локомотивом; ^ В р — время, на которое п рекращ ается работа горловины при «враж дебном» маршруте. Аналогично определяется продолжительность зан яти я стрелок, соединительных и других станционных путей. Коэффициент использования пропускной способности оп р ед ел я­ ется по формуле и Т ^ И .П гр „ • 1 р .с п п Д л я оценки работы станции применяется р я д показателей: ваго-’ нооборот, наличие вагонов, простои вагонов, процент отправления поездов по расписанию и др. Вагонооборот определяется по формуле Пв.об — tlnp 4" ^уб) где Пщ, — сум ма прибывших на станцию вагонов; пуб — сум ма уб ы в ­ ших со станции вагонов. 8 . 8 . С игнализация и связь на ж елезн ы х дорогах У стройства сигнализации, ц ентрализации и блокировки (С Ц Б ) п редназначаю тся д л я бесперебойного и безопасного движ ения поездов. К у с т р о й с т в а м с и г н а л и з а ц и и относят видимые и зв у ­ ковые; дневные, ночные и круглосуточные; постоянные, переносные и ручные сигналы. Постоянные сигналы (светофоры, сем аф оры и предупредительные диски) являю тся основной составной частью устройств железнодорож ной автоматики и телемеханики. В зав и си ­ мости от места установки и назначения светофоры выполняют р а з ­ личные функции (рис. 8.9). Установленные на них сигналы обо­ значают: а) один зеленый свет — « Р а зр еш аетс я движение с установленной скоростью, следующий светофор открыт»; желтый; ® - синий; О - зеленый ; лунно-белый: мигающий. Рис. 8.9. Основные виды светофоров: а — одн о зн ач ны й: / — за гр а д и т ел ь н ы й ; 2 — п овторны й; 3 — п редуп реди тел ьн ы й ; 4 — п ри гл аси тел ьн ы й ; б — д в у зн а ч н ы й лин зо вы й ; в — д в у х ф азн ы й п рож екторн ы й : / — м ан евровы й ; 2 — п р еду п р еди тел ьн ы й ; 3 — проходной; 4 — м ан евровы й ; г — тр ех зн ач н ы й лин зо вы й ; д —т р ех зн ач н ы й п ро ж екторн ы й б) один ж елты й — « Р азр еш аетс я движ ение с готовностью оста­ новиться, следующий светофор закрыт»; в) д ва ж елты х — «Р азр еш аетс я проследование светофора с уменьшенной скоростью и готовностью остановиться у следующего светофора, поезд следует на боковой путь»; г) один красный — «Стой! З а п р е щ ает ся п р оезж ать сигнал». С ем аф орам и подаю тся сигналы, зап рещ аю щ и е или разреш аю щ ие дви ж ени е поездов. Так, днем поднятием кры ла под углом 135° по отношению к мачте, а ночью одним зеленым светом подается сигнал «Путь свободен». Горизонтальное положение кр ы л а днем, красный свет ночью соответствуют сигналу «Стой! З а п р е щ ает ся про езж ать сигнал». Входные сем аф оры двум я поднятыми кры льями си гн али ­ зируют — « Р а зр еш аетс я поезду следовать на боковой путь с го­ товностью остановиться на станции». -Ж езловы е ап п ар аты и зготавливаю т девяти серий. Они могут 1 быть с неподвижным, подвижным электрозатвор ам и и др. Обозна1Г 323 чаются буквами А, В, С, Д , Е, F, К, М и Р. Это дел ает ся д л я того, чтобы ж е з л одного перегона не мог быть вл ож ен в ап п а р а т сосед­ него. Э л ектро ж езлов ая система включает: электрож езловы й ап п ар ат конструкции Д . С. Трегера, м алогабаритн ы й ж езловы й индуктор, телефон М Б, телефонный переклю чатель, прибор с клю чом-жезлом. С помощью индуктора осущ ествляется подача сигналов (звон­ ков) на соседнюю станцию и приведение в действие электрозатвора ж езлового а п п ар ата этой станции. Основными видами связи, применяемыми на лесных ж елезны х дорогах, являю тся: 1 ) поездная м еж станционная — д л я связи станций по вопросам движ ения поездов; 2 ) диспетчерская — д ля связи деж урного диспетчера с р а з д е л ь ­ ными и погрузочными пунктами, складам и , депо и др.; 3) местная станционная — д ля служебной связи работников транспорта с постами и сл у ж б ам и станций. В качестве поездной межстанционной связи используется тел е­ фонная, к которой допускается подключение только д еж урн ы х по станциям, а на участк ах с автоблокировкой, кроме того, телефонов перегонной связи с д еж урны м и по переездам. При телефонной с в я ­ зи разреш ением на зан яти е перегона поездом служ ит письменное указан и е установленной формы или ж езл. У с т р о й с т в а ц е н т р а л и з а ц и и — это механическая и э л е к ­ трическая ц ен трал и зац ия стрелок и сигналов. Простейшим видом таких устройств яв л яе тся клю чевая зависимость стрелок, при кото­ рой стрелки переводятся вручную стрелочниками, а сигналы могут быть открыты только при определенном положении стрелок, з а п е р ­ тых контрольными зам кам и . Вынуть ключ из такого з а м к а можно в том случае, если стрел ка зап ер та в положении, которое указан о на вынутом из з а м к а ключе ( + ; —) при условии плотного п риле­ гания остряка к рам ном у рельсу. З а п и р а т ь стрелки при з а зо р е м е ж ­ ду приж аты м и остряком и рельсом 4 мм и более нельзя. К у с т р о й с т в а м б л о к и р о в к и относятся э л е к т р о ж е з л о -» в ая система, полуавтом атическая и автом атическая блокировки, л о ­ комотивная си гн ализац ия и автостопы. В качестве диспетчерской связи применяется телеф онн ая связь, которая является избирательной (селекторной). Диспетчерский пункт связан с линейными пунктами, установленными на р а зъ езд ах (станциях) двум я проводами. Д испетчер из своего пункта может вы звать любой раздельн ы й пункт посылкой определенного импуль­ са тока. Д л я диспетчерской распорядительной станции применяю т ста н ­ цию типа С П Д-59, комплект которой включает: а) блок р ас п о р я д и ­ тельного устройства; б) кнопочное распорядительно-вызы вное устройство диспетчера; в) педаль; г) микрофон. В настоящ ее время на ж елезнодорож н ом транспорте широкое распространение получила ради орелей н ая связь. Г л ава 9. М АШ ИНЫ И М ЕХАНИЗМ Ы Д Л Я СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ Л Е С О В О ЗН Ы Х Д О РО Г 9.1. Машины для подготовительных работ Кусторезы. Кусторез представляет навесное оборудование к т р а к ­ тору. Им производится срезка кустарника, мелких деревьев. Р а з л и ­ чают кусторезы с активным и пассивным рабочими органами. Н а рис. 9.1 показано устройство кустореза Д П -4 с пассивным рабочим органом на б азе тр ак то р а Т-100 М ГП . О тв ал имеет А-образную раму, сваренную из уголков и усилен­ ную н ак л ад к а м и и раскосами, и установленный на ней каркас, об ­ шитый по бокам листовым железом. К нижним кром кам р ам ы при­ креплены болтами ножи, с помощью которых производится с р е з а ­ ние кустарника и деревьев. В передней части рам ы приварен носовой лист д л я р ас к ал ы в а н и я пней и разд вигани я сваленных д е­ ревьев. У щ X X = : Рис. 9.1. Кусторез Д П -4: I — о гр а ж д е н и е ; 2 — ги д р о ц и л и н д р п о д ъ е м а р аб о ч его о р га н а; 3 — у н и в ер с а л ь н а я р а ­ м а; 4 — с ъ е м н а я го л о в ка; 5 —• отвал У ниверсальная р ам а кустореза Д П -4 используется при навеске на трактор к а к отвал а кустореза, так и корчевателя, бульдозера и др. Опускание и подъем о тв ал а осущ ествляется двум я гидроцилиндрами, приводимыми в действие от гидросистемы трактора. Техни­ ческие и эксплуатационны е характеристики кусторезов приведены в табл. 9.1. 325 Табл. 9.1. Т ехнические и эксплуатационны е характеристики кусторезов М арки к у с т о р езо в П о казател и Базовы й трактор Ш ирина захвата, мм У гол установки ножей в плане, град П ривод рабочего органа С редняя производительность га/см ен у Рабочая скорость, км /ч Средний расход дизельного то п ­ л ива, к г/см ен у О риентировочная стоимость машино-смены, руб. Срок служ бы , лет М ежремонтный цикл Габаритные размеры с тр ак то ­ ром, мм: длина ширина высота М асса (с трактором), кг М асса навесного оборудования, кг П рейскуран тная ц ен а, руб. Д П -24 Д П -4<Д -5!4А ) Т-130 3600 64 Т-ЮОМГП 3600 64 Гидравлический от гидросистемы трактора 4 . . .6 До 6 ,1 7 ...3 ,7 7 134,2 2 ,3 6 ...3 ,7 8 109 1 Д П -1 (Д -174Г) Т-100М 3600 64 К анатный от ле­ бедки ДЗ-21А До 6 2 ,3 6 ...3 ,7 8 109 39 36 38 6 6000 6 6000 6 6000 7600 3600 3200 16 100 2500 7380 3600 3150 14 400 2400 7800 3600 3150 14 520 2720 7230 6200 _ Производительность кустореза определяется по формуле 1000bulk Я2 = пА \ 60 — м 2/ч, где b — ш ирина зах в ата , м; v — р аб о ч ая скорость дви ж ени я кусто­ реза, км/ч; &в — коэффициент использования рабочего времени; П\ — число поворотов в конце участка; t\ — время, затрачи ваем о е на один поворот, мин; п — число проходов по одному месту (1...3). Корчеватели. К орчеватель является навесным оборудованием к гусеничному трактор у или колесному тягачу, пред назначается для корчевки пней и валунов. П о х ар а ктеру установки рабочего органа на базовом тр акторе разли чаю т корчеватели с передней и задней навеской; по системе у правления рабочим органом — с к а н а тн о ­ блочным и гидравлическим приводами. Последний обеспечивает его принудительное заглубление. Рабочим органом корчевателей с передней навеской яв л яется от­ вал, снабженны й изогнутыми зубьями. Р абочий орган корчевателя, устанавли ваем ы й на заднем мосту тр ак то ра, состоит из вер ти кал ь ­ ной стойки, толкаю щ ей рам ы и двух двуплечих рычагов (клы ков), ж естко связанны х м еж д у собой. Конструкция к о р ч ев ате л я с гидравлическим приводом п о казана на рис. 9.2. 326 Эксплуатационные и технические характеристики корчевателей приведены в табл. 9.2 и 9.3. Тяговый расчет корчевателя. П ри работе корчевателя возникают следующие виды сопротивлений: а) сопротивление грунта рыхлению W ^ K t S k u .р кН, где К — удельное сопротивление грунта рыхлению: д л я дернового покрова и грунта без корней К = 20...25 к Н /м 2; д л я грунтов со значи- ск и м п ри в одом : 1 — ги др о д и л и н д р ; 2 — у н и в ер с а л ь н а я т о л к а ю щ а я р а м а ; ■* 3 — о т в а л с зуб ьям и тельным содерж анием корней /С=50 ... 100 к Н /м 2; / — ширина отвала, м; 5 — глубина рыхления, м; k H,p — коэффициент неполноты ры х­ ления; б) сопротивление волочению кустарника, пней, камней по грунту W 2 = GKf Kko кН, где GK — сила тяж ести перемещаемого перед отвалом груза, кН; Ы — коэффициент сопротивления перемещению пней, камней по грунту: / к = 0,6...0,7; к о — коэффициент, учитываю щий одновремен­ ную корчевку кустарника: &0=1,3...1,5; в) сопротивление перемещению тр ак то р а с навесным оборудо­ ванием по грунту W3= ( G T+ GS) ( f ± i ) кН, где GT и GH— сила тяж ести трак тор а и навесного оборудования корчевателя, кН ; / — коэффициент сопротивления передвижению: / = 0,1...0,15; i — уклон местности. Р а б о т а корчевателя в озм ож н а при условии, если И Г^бф сц, 327 где Г) — тол каю щ ее тяговое усилие трак то ра на I передаче; &д — коэффициент динамичности; фсц—-коэффициент сцепления гусениц тр ак то р а с грунтом, зависит от конструкции гусениц и типа грунта. Рыхлители. Р ы хлитель — это навесное оборудование к гусенич­ ным т р ак то рам и пневмоколесным тягачам . В ыпускавш иеся ранее прицепные рыхлители сняты с производства. П редн азн ач аю тся для рыхления тяж елы х, каменистых и м ерзлы х грунтов, удал ен и я из грунта остатков пней и камней после работы корчевателей. Основ­ ные. 9.3. Рыхлитель специального назначения с четырехточечной (параллелограммной! системой подвески: 1 — бу л ьд о зер н о е о б о р у до в ан и е; 2 — ги др о ц и л и н др ; 3 — ве р х н яя т я г а ; 4 — р а б о ч а я ка; 5 — ф л ю гер ; 6 — н и ж н я я р а м а ; 7 — зу б бал­ ными частями являю тся рабочий орган, состоящий из р ам ы и зу б ь­ ев с наконечниками, подвеска д ля ш арнирного сочленения рабочего органа с базовы м тягачом, привод д ля подъема и опускания р а б о ­ чего органа. К онструкция ры хлителя специального назначения с четырехто­ чечной (п араллелограм м н ой) системой подвески п оказан а на рис. 9.3. Техническая и эксп луатац и онн ая характеристики рыхлителей приведены в табл. 9.4 и 9.5. Производительность ры хлителя определяется по формуле П = — - bSk”— м 3/ч, где L — длина зах в атк и (у ч аст ка), на которой р аб о тает рыхлитель, м; b — ширина полосы рыхления с учетом перекрытия соседней, м; k B — коэффициент использования времени; v — р аб о ч ая скорость ры хлителя, м/ч; t — время, затр а ч и в аем о е на поворот, ч; п — число проходов ры хлителя по одному месту: п = 3...4. 328 О со СЧ О о о СО О 00 СО со >о >о >со > с корчевателей о со 03 о о ю о со характеристика ю £ .« о . н . О) о СО о о о о о ю со со ю ^ СО I Он •>». н со О о о СЧ с ю оз о Табл. 9 .2 . Эксплуатационная с ос со о о о о СО 1Л о со со о о О СЧ о сч СО 05 с о со о *1 ОС я о- О) 2 я я к 2 о с СО О о о я ч с о л н н о о я о л я ч л О) ч н 0> я со Ч ’ Я о . .п я со я а § Он о « щ и к т Йа со СО XI а 2 Я 5* о*^ и 2 йн V сз 05 2 я о н \о >> о. • я ч я Я 05 О) я * я яЯ 'О • ч »Я Я о л - X . р* ^ 2ч• ^3а я Ohjs <-> ! оЯ 0 ,О £ я С 0> я > я 9яК в _ ВЯ ,-CL i ц оО, л * £ о . л я «я * ?н о£> 4*2 >> Ч м К щ S =. w О яо о ** Я * Я ; *\о « St "»Я Я К С ( 4 ® 'ё ^ и \ о 55 * я . о> <и я as. ,3* \о СЗJS 5® 3 О, я О- { Чвя 0,3 O d- X j я и , к * я ч о с в 329 330 Табл. 9. 3. Т ехническая харак теристи ка корчевателей М арка П о к а за т ел и Д П -2 5 Д -6 9 5 Т-130Г Т-100М БГП Т-ЮОМГП Т-100М П ередняя Задняя 1800 1200 2090 1200 4 2 2 5 440 500 400 500 Б азовы й трактор Н авеска Ш ирина за х в а т а , мм Ч исло зубьев Р асстояни е меж ду зубьям и, ММ 1250 400 Высота о твал а с зубьями, мм М аксим альное заглублен ие рабочего о р ган а, мм П ривод рабочего орган а Тип гидронасоса или лебедки Ч исло гидронасосов Р абоч ее д ав л ен и е в гидро­ системе, МПа П роизводи тельность гидро­ насоса, л /м и н К оличество гидроцилиндров Габаритны е разм еры с т р а к ­ тором, мм: дл и н а ш ирина высота М асса, кг: с трактором без трак то р а Д П -20 (К-1А ) Д П -21 (К -2А ) 1350 640 _ 730 _ 700 Гидравлический Гидронасос Н Ш -60 НШ-60 НШ-98 1 9,81 150 2 5800 2600 3100 16 100 4600 К анатны й Л ебедка дз-з Д П -3 (Д -513А ) Д П -2 (Д -496) Т-ЮОМГП Т-100М 1380 4 440 1380 4 440 1250 400 1250 400 Д П -13 (Д -690) Т-4П П ередняя 2580 7 370 Г идравли- Канатный ческий НШ-60 ДЗ-21 1400 400 Д П -8 (Д -608) М -6 ДТ-75Б ДТ-51 2170 2300 6 6 425 450 1300 1300 500 350 Гидравлический Гидронасос НШ-98 НШ-46 Гидре приво) УГ-1Л 1 2 ,9 2 9,81 2 9,81 — 2 9,81 — — 1 9,81 1 9,81 75 75 "' 75 -- 150 60 200 4 3 2 4 2 7680 3900 -. 2270 17 600 3250 2 6350 2460 3150 6600 2460 3600 5610 3060 3059 5610 3000 3059 5120 2520 2540 5050 2752 2300 4980 2520 2300 13 100 2000 14 170 2170 13 280 1280 13 400 2000 11 300 2050 9820 2300 8040 1175 Табл. 9.4. Техническая характеристика рыхлителей М ар к а П о к а за т е л и Б азовы й тягач Тип навески рабочего о р ган а Тип рамы рабочего о р га н а Ч и сло зубьев Ш аг зубьев, мм М аксимальное опускание зубьев ниж е опорной п о вер х ­ ности, мм Тип гидронасосов Число гидронасосов П роизводи тельность н асоса, л /м и н К оличество гидроцилиндров Рабочее давлени е в гидросистеме, М Па Габаритны е разм еры , мм: длина ш ирина высота М асса, кг: с трактором без трак тора Д П -9С (Д-652А С) ДЭТ-250М 3 1020 700 Д П -22С Д П -16С (Д -7 1 1C) Т-180КС Т-180С Ч еты рехточечная В нутрен н яя 3 3 800 740 500 700 Д П -5С (Д-515С) Д П -18 (Д -723) Т-ЮОМГП Т-4П Трехточечная О хватываю щ ая 3 5 700 425 400 400 А кси ально­ порш невой » 1 400 2 7 ,3 6 НШ-46 НШ-46 НШ-60 НШ-98 3 75 2 8 ,9 2 3 75 2 8 ,9 2 2 75 2 9,81 1 150 2 9,81 8655* 4540 3180 8350* 3640 2825 7960* 3640 2850 5070 2460 3040 5860* 2500 2570 37 623* 5923 22 125* 3100 22 068* 2350 13 435 1435 11 430* 1250 П р и м е ч а н и е . Зн ачен и я, отмеченные звездочкой, отн осятся к б ульд озерам , имеющим н авесн ое оборудование. со со < т> оо оо со- С ЕС О "о Г со CD Ю о СО со 00 CD со оо с О О Ct о, о н ЕС вта Он Н с о S в 2 оо С •О оо со ю D-.- < оN оо CN ^ CN Эксплуатационная СО оо СО ю ян о В о U о VO о. а саи Табл. 9 .5 . s Он о i >т л уа та х о Он < У о с В я то2а > ч> о VO О «о аа о Ч о>т та Он g уа Ч X 3 £. м М о Ч -а =5 >т \о 00 в >т О, ч й о о а а з Э та оз й *н£ У и ч ^ а та § ^ § & к (у 2 ч С та hа* ^та а а5 * оОн>С-4 \о ио й а S g ь 332 оо осо со UO оO L характеристика рыхлителей В > > Он о о VO »а а а ку Он он C J ата а ао а о Он а hа 0) а Он н 0) а Он ч а а о а а та а н а та Он >> со »в а С С а а »а 3 а н в ч " а \о & >» о ч й о а о Он а а а о> Он X О О О О £ та а о 0) Он Й Он 9.2. Бульдозеры Общие сведения. Бульдозеры предназначены д ля послойного сре­ зан и я и перемещения грунта на расстояния до 50...100 м. И х приме­ няют д ля разработки песчано-гравийных карьеров, выемок, возве­ дения насыпей из боковых резервов, на планировочных работах, для очистки дорог от снега, валки деревьев и корчевки пней при подго­ товке трассы и строительных площ адок, п о дталкивания скреперов при загрузк е и др. Бульдозер является навесным оборудованием к гусеничным т р а к ­ торам и пневмоколесным тягачам . По назначению разли чаю т б у л ь ­ д о з е р ы о б щ е г о н а з н а ч е н и я и с п е ц и а л ь н ы е . Первы е предназначены д ля зем леройно-планировочных и других строитель­ ных работ, вторые — д ля узкоспециализированны х работ (переме­ щение различны х м атери алов в стесненных условиях или перем е­ щение материалов определенного вида и т. д.). Б ульдозеры классифицирую тся по системе уп равлен ия о тв а ­ л о м — с механическим (канатно-блочным) и гидравлическим; по способу установки о твала — с неповоротным (неуниверсальны е) и поворотным (ун и ве р сал ь н ы е); по мощности силовой установки и но­ минальному тяговому усилию. П о номинальному тяговому усилию и мощности д ви гателя бульдозеры разделяю тся: тип сверхтяж елы е тяжелые средние легкие малогабаритные тяговое усилие, кН 300 2 0 0 ...3 0 0 1 4 0 ...2 0 0 3 0 ...1 4 0 30 мощность двигателя, кВт 220 110...220 5 5 ...1 1 0 2 5 ...5 5 25 Г идравлическое уп равлен ие повышает качество планировочных работ, позволяет производить принудительное заглубление отвала в грунт, что особенно в аж н о при работе на тяж ел ы х грунтах. Бульдозеры с поворотным отвалом обеспечивают установку по­ следнего под углом к а к в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, что д ает возможность перем ещ ать грунт не только впе­ ред, но и в стороны (при засы п ке траншей, планировке п лощ адей и дорожного полотна и д р.). Техническая и эксп луатац и онн ая х а р а к ­ теристики бульдозеров приведены в табл. 9.6...9. 8 . Б ульдозерное оборудование состоит из рабочего органа (о тва­ л а ) , толкаю щ его устройства и системы у правления отвалом. О твал выполняется сварным, криволинейного сечения, на нижней его части крепятся съемные ножи. Посредством толкаю щ его устройства отвал соединяется с базовым тягачом (рис. 9.4). З а главный п арам етр бульдозеров принимается номинальное тяговое усилие т р ак то р а или тягача: T = G фсц кН, где G — сила т я ­ жести бульдозера, кН ; ф с ц — коэффициент сцепления: ф с ц = 0,9 — д ля гусеничных и 0,6 — д л я колесных. Основными п ар ам етр ам и являются: 1 ) эксплуатационны й вес бульдозера; 333 Рис. 9.4. Бульдозер Д З-42 (Д -606): - о т в а л ; 2 — ги д р о ди л и н др ; Я — тр у бо п р о во д; 4 — то л каю щ и й п о п ер ечн ая б а л к а брус; 5 — т р а к то р ; Т абл. 9.6. Технические характеристи ки М ар к а П о казател и СО Г Г Тип б у л ьд о зер а МТЗ-52 Т-50АП Базовы й т р а к то р или тягач 2000 2000 Д л и н а о т в а л а , мм 650 Ьысота отвал а, мм 620 — 850 То ж е с ко зы р ьк о м , мм 500 М аксим альны й подъем о т в а л а , мм 600 200 М аксим альное опускание о т в а л а , 200 мм 60 55 У гол резан и я , гр ад У гол устан о вки о т в а л а, гр ад : 90 90 в п лан е — — в поперечной плоскости 0,4 0,39 С корость п одъем а о т в а л а, м /с Г идросистема П ри вод р аб о ч его о р ган а т р а к то р а НШ -46 НШ -32 Тип гидронасоса Ч исло ги др о н асо со в Рабочее д авл ен и е в ги др о си стем е, М Па Г абаритн ы е разм еры с трактором , мм: длина ш ирина вы сота М асса, кг: без т р а к т о р а с тр ак то р о м 334 Н еповоротны й Д Т -5 4 А Т-74 Д Т-75 2280 2560 2520 810 800 800 — 950 950 450 600 600 150 200 200 60 55 55 Д Т -75 2550 800 — 600 200 55 Т-4П 2940 936 1100 750 450 4 8 ...6 4 90 90 90 90 90 ±8 — — — 0,28 0 ,3 0,25 0,2 0,25 Гидросистем а Гидро­ привод У Г-1М Н Ш -46 Н Ш -46 Н Ш -98 НШ -98 1 9,81 1 12,75 1 12,75 1 9,81 1 9,81 1 9,81 1 9,81 4000 2000 2500 4670 2000 2485 4335 2280 2300 4510 2520 2300 4650 2560 2304 4500 2560 2500 4900 2940 2600 280 3152 450 3300 840 6300 850 6370 1070 7000 1100 8100 1380 10 180 2 ) скорости рабочего и холостого (обратного) хода; 3) среднее удельное д авление на грунт ходовой части; 4) удельное горизонтальное усилие на реж ущ ей кром ке н ож а рг: Т Р' = Т ’ где В — ширина отвала; 5) вертикальное д авление на реж ущ ей кромке н о ж а р в: р _ _Ппах_ Ив — р > где Р тах ■ — наиболее возможное вертикальное усилие на реж ущ ей кром ке нож а отвала, определяется по условиям опрокиды вания б а ­ зовой машины относительно задних опорных поверхностей гусениц или задних колес. Значения рг и р в д л я различных категорий грунтов: параметры категори я грунта I Рг, Н /см Р в , Н /см 2 II до 150 до 100 2 0 0 ...3 0 0 1 2 0 ...2 0 0 III IV 4 0 0 ...4 5 0 2 5 0 ...3 5 0 600 350 бульдозеров с гидравлическим приводом б у л ьд о зер а сч ю uS ь - со п< СЧ Ю сч СО LO cotf со СО п ч 5 tcS Т-ЮОМГП 3200 1200 2 Т-130 3200 1300 Т-180ГП 3350 1100 — — — 850 370 900 500 900 380 55 5 0 ...6 0 4 5 ...5 5 Т-180ГП 3640 1230 1480 1100 600 55 со r f etS П оворотный К-702 ДЭТ-250М 3600 4540 1200 1550 — - § 5 Д Т-75Б 3500 800 950 600 200 Т-4П Т -Ю0МГП Т-180ГП 3700 4430 3970 825 1000 1200 — — 1050 250 900 300 4 5 ...6 5 5 0 ...6 0 55 63 и 90 5 3 ...9 0 ±5 ±6 0,35 0,25 63 и 90 ±5 0,4 А к с и а л ь­ НШ -98 Н Ш -98 ный плунж ер­ ный 1 1 1 9,81 9,81 7,36 НШ -60 НШ -46 1 9,81 1 9,81 1100 475 840 400 5 0 ... 60 5 0 ...6 0 90 ±4 0 ,3 55 — 800 600 60...90 ±5 0,4 90 ±4 0 ,4 трактора 90 ±4 0 ,4 0 ,4 90 ±8 0,25 90 ±4 0 ,3 НШ -60 НШ -98 Н Ш -46 Н Ш -46 НШ -98 1 9,81 1 9,81 3 9,81 3 8,83 1 10,79 5300 3200 3040 5400 3200 3065 6590 3920 2820 6500 3640 2825 7500 3600 3590 7040 4540 3180 5100 3490 2350 5130 3700 2567 5500 3970 3040 7000 4430 2825 1910 15 710 2980 17 970 3200 18 200 3100 18 100 3980 31 380 1900 8900 1500 10 500 1860 13 860 3960 19 320 1780 13 780 90 Лг — 335 Табл. 9.7. Технические характеристики бульдозеров с канатным приводом М а р к а б у л ьд о зер а П оказатели Д З-53 (Д -686) Тип бульдозера Базовый трактор или тягач Д л и н а о твал а, м м Высота о т в ал а, м м У гол р езан и я, град У гол установки отвала, град: в плане в вертикальной плос­ кости Скорость подъема отвала, м /с Тип лебедки Д З-17 (Д-492А) Н еповорот­ Поворотный ный Т-100М Т-100М Габаритные размеры с трактором , мм: длина ширина высота М асса, кг: без трактора с трактором М аксимальный подъем от­ в ал а, мм М аксим альное опускание о т в а л а , мм 3200 1200 5 0 ...6 0 3970 1050 5 0 ...6 0 90 ±4 . _ 63 и 90 ±5 Д З -9 Б (Д -275Б) Д З-24А (Д -521А ) Н еповоротны й Т-180 Т-180 3350 1380 5 0 ...6 0 3640 1480 55 90 ± 4 90 ±4 0 ,4 0 ,5 0 ,4 0 ,4 ДЗ-21А (Д-499Б) ДЗ-7А (Д-269Б) Д З-21А (Д-499Б) ДЗ-21А (Д-499Б) 5300 3200 3040 5500 3970 3040 6705 3350 2800 6660 3690 2825 2130 14 113 900 2215 14015 1100 2855 18 865 1400 3255 18 255 1200 1000 1000 1000 1000 Производительность б ульдозера при резании и перемещении грунта определяется по формуле п 3600^ в П = — j, з, м 3/ч, Ц где q — объем грунта в призме волочения: /а26п Я = ------ — . 2 tg qufep / — длина отвала, м; а — высота отвала, м; kn — коэффициент, учи­ ты ваю щ ий потери грунта и зависящ ий от длины перемещения: k n = = 1...0,005 L; ф! — угол естественного откоса грунта; k v — коэф ф и ­ циент разры хлен и я грунта: k v = 1,1...1,35; k B — коэффициент исполь­ зован ия бульдозера по времени: £в = 0,8...0,9; Тц — длительность цикла, с: T, = ^ + Р T - + T ~ + t o + t 0, п 0 ^р, /п , 1о — длина пути резания, перемещения грунта и обратного х о ­ да, м; vp, vn, v 0 — соответствующие им скорости, м/с; t c — время, 336 О Ю of’S-etf СЧ сч со СП fc* о о сч о о о о о о о о о о о о о ю о 00 СЧС Ч СЧ00 со LO сч СО st-eb С"- ю сч СО сч 2 ss-eb 'zs-eb о£ о сч сч ~ н со Tt< со < О оз о о сч сч сч о о о о о о о о о о о со ’Ф ю ю Ю сч со ^ • Оз СО 00 о с 00 со н 00 t—со СОЮ о о о о о о о о о о ООО СО оз о о Г- ю00 сч сч гto‘-Г 00 сч со ^ 2 62-sb О О О rf О ^ ^ сч °о о О о — • со нн С О гКа га гэ-еЬ 5 ■et-eb ‘zj’-eb со н сч СО ю о 00 О ^ ^ ю О со со СО оз сч о f-eb о о о со о N. сч со оз 8 о 2 сч сч Ю о о со 00 LO н п со со сч 00 со сч СО CO U? ze-eb со сч LO ю К 4 « s с с < Си о н * СО о. 6- со ско- u-eb со со чо X о со со 00 -§ и ” * ь о а * са Я VO >я 3 я н Я о к я я н я я * »° 2 си >>сиЛ \о _ >т S >> ч « г. л Си о « ’'О с и ^ S w fc он 5 м си -г SS Си « к . Ч О й> о я * ► си ° Я си ^ш £ • я ffl кA 2S Л С Я си О Е- < О О си Я с3 2 <У Я Pt CQ и Ч с ры хлителем . 55 со ю к бульдозерам я от со звездочкой, относятся Гся С zi-eb ‘ss-eb ‘8l-Eb ‘эи-еЬ Табл. 9.8. Эксплуатационная характеристика бульдозеров ozz-eb 23^. П р и м е ч а н и е . Значения, отмеченные vtz-eb ae-eb ‘ogs-eb ‘w e b ‘sz-eb 337 затрачи ваем ое на переключение передачи, с: t c = 3...5; — время на опускание отвала, с: t0 = 2...3. Тяговый расчет бульдозера. З а расчетное положение принимает­ ся момент окончания набора грунта перед отвалом. Сила тяги, необ­ ходим ая д л я работы бульдозера, и мощность д ви гателя о п ределяю т­ ся по сумме сопротивлений, преодолеваемы х бульдозером: а) сопротивление грунта резанию Wi = K B h кН, где К — удельное сопротивление грунта резанию, зави сящ ее от к а ­ тегории грунта, к Н /м 2: К = 70...170; В — ширина резания, м; h — глубина резания, м; б) сопротивление волочению призмы грунта впереди отвала W2-- Grpp,2 кН, где Ц2 — коэффициент трения грунта по грунту, равный д ля связных грунтов 0,5; д ля несвязных — 0,7...1,0; Grp — вес призмы волочения грунта, кН: _ Q гр~ ]-} а 2 1ёф1 Угр — об ъем н ая м асса грунта, кг/м 3; g — ускорение земного п р и т я­ жения, м/с2: £ = 9,81; cpi — угол естественного откоса грунта, рад: op i = 0 , 5 . . . 0 , 7 ; в) сопротивление трения грунта по отвалу №3 = G r PpiCos 26 кН, где pi — коэффициент трения грунта о сталь, равный 0,36...0,46 д л я несвязных грунтов и 0,47...0,70 — д л я связных; б — угол резания нож а отвала; г) сопротивление движ ению тр ак то р а к а к повозки Ц74= Gt ( fo ± i) кН, где GT — сила тяж ести базовой машины с бульдозерным оборудова­ нием, кН ; /о — коэффициент сопротивления качению: = 0,1 ...0,2; i — уклон местности. П отребн ая мощность д ви гател я базовой машины », ZW v и N = ------- кВт, ц где v — скорость д ви ж ени я бульдозера; г) — механический К П Д б а ­ зовой машины: т) = 0,75...0,9. При тяговом расчете бульдозера с поворотным отвалом необхо­ димо учитывать влияние угла поворота о тв ал а в плане. 9.3. Скреперы Общие сведения. Скреперы предназначены д л я послойного сре­ зан и я грунта с набором в ковш, перемещения его и послойной от­ сыпки при возведении насыпей, разработки выемок, а т а к ж е для 338 различны х планировочных и других видов зем ляны х работ. И х при­ нято классифицировать по следующим основным признакам. П о е м к о с т и к о в ш а : малой — до 3 м3, средней от 3 до 10 м 3 и большой емкости — свыше 10 м3. П о с п о с о б у п е р е д в и ж е н и я : прицепные к гусеничным или колесным тр ак тор ам и тягачам ; полуприцепные, обычно одно­ осные; самоходны е колесные или гусеничные, у которых тягач и скрепер п редставляет единую маш ину и использовать тягач без скре- Рис. 9.5. Прицепной скрепер Д З-23 (Д-511) пера невозможно; самоходные скреперные поезда, состоящие из двух или более скреперных агрегатов. П о с п о с о б у з а г р у з к и к о в ш а : от силы тяги базового тр ак то р а или тягача; с механизированной (элеваторной) загрузкой. П о с п о с о б у р а з г р у з к и г р у н т а и з к о в ш а : со сво­ бодной (самосвальной) вперед или назад ; с полупринудительной и принудительной. П о с и с т е м е у п р а в л е н и я : с механическим канатно-блоч ­ ным управлением и гидравлическим. Г и дравли ческая система у п р а в ­ ления обеспечивает принудительное загл уб л ен ие но ж а в грунт. Технические и эксплуатационны е характеристики скреперов при­ ведены в табл. 9.9 и 9.10. П р и ц е п н ы е с к р е п е р ы (рис. 9.5) применяют с гусенич­ ными трак то рам и д л я работы в условиях переменного рельеф а м е­ стности при перемещении грунта по бездорожью на расстояние до 0,2 км (скреперами малой емкости) и до 0,5 км (скреперами средней и большой ем кости). В зависимости от рельефа местности и наличия дорог прицепные скреперы используются с быстроходными ко л ес­ ными тягачам и и тракторами. 339 С а м о х о д н ы е с. к р е п е р ы получили большое расп р о с тр а­ нение б ла го д а р я высоким транспортным скоростям и хорошей м а ­ невренности, их производительность в 2...3 р а з а выше по сравнению с прицепными к гусеничным трак торам . Применяю тся д л я перем е­ щения грунта на расстояние до 5 км и больше. Самоходный скрепер (рис. 9.6) представляет собой колесный тягач и одноосное полуприцепное скреперное оборудование, соеди­ няемое с тягачом с помощью седельно-сцепного устройства. Полу- Рис. 9.6. Самоходный скрепер Д З-11П (Д-357П ) прицепное скреперное оборудование состоит из рамы, ковш а с н и ж ­ ними и боковыми ножам и, заслонки и задней стенки ковша, задней оси и двух колес с шинами и гидросистемы управления рабочими органами. Основными п ар ам етрам и скрепера являю тся: мощность д в и гат е­ ля, вес машины, ее габ ари тн ы е разм еры , м акси м ал ь н ая толщ ина срезаемого слоя грунта, рабочие и транспортные скорости, б а за и к олея машины, распределение веса по осям скрепера и др. В к а ч е ­ стве главного п а р ам етр а принимается геометрическая емкость ковша. О пределение основных п арам етров ковш а ведется по методике К. А. Артемьева. Экспериментальным путем д л я супесей и суглин­ ков им установлена зависимость м еж д у емкостью ковша #, прихо­ д ящ ейся на 1 м его ширины В и высотой наполнения ковш а Н при высоте задней стенки Я 3 = 0,45 Н #1 = 0,54 + 0,48 • Н + Н 2 м3/ 1 м ш и­ рины ковша. Ш ирина ковш а В = т Н . Соотношения т м еж д у шириной и высо­ той наполнения рекомендуется принимать в зависимости от з а д а н ­ ной емкости ковш а #: емкость ковш а q, м3 соотнош ение т 340 3 1,7 6 1,9 10 2 ,2 15 2 ,5 тр ад ад ад я о О Н• кн 1i 5 *я —CN ю ю с § 5 S3 Я : S ^о о . Jo* 3 со гС Нтр СЧ ад тр LO •я о X с 0) Ю СО X я о, с см н и » ад }Л Я зи et t-"- и Л 0) 5 00 Л О) я ю ? с о ю си о £ тр -< о m 33 сч но £п 4 g я £ о о s ад e ° g « Т абл. 9.9. Техническая Оч к Н с >> ч о 3 ®И CQ|_L i—i «з э X cuCu я н ю сч СП я н Я я О Л °cd я о) ^ ч <П 3 я я 4 0> “? 5 § X о « 2 R cd и х*~1 о о ю ю оо со сч о о LOЮ 00 со сч 0 0 л < с« и cd cd fe i 5 § § с а§ «* « cd и <р g г о cu « g .g я (У си 5“ яО а S о н у я я н о о о о о —* о о о о о о о ю ю ю о ю о о о о о о Р- 00 СЧ LO ф-, 00 сч со ■в * с о со О тр 00 ю ^ ^ -Н СЧ Ю ~ , 00 со со s »d СП о ю о о О СО о о со со о сч ^ со со о о о о 03 сч со ^ СЧ о о о о о о ю Оз СО СО СО СО — LO О оО со со 03 —< сч ^ СП сч со а X о о о о LO О о сч СЧ о ° о о о ю о о ю си СО О О со Ю СО 00 СЧ СО 03 СО О ’-т ^ сч <о ^ 03 со со яЭ §£ я си КС , Soei U .S O Л ва чя £ со яа ° л «о < с о ою о о о о О О со о 00 03 о СЧ сосо Р- СО — 'тр СЧ СЧН fs со СО 88 00 03 88 ю ю СО — *-н Тр 00 ООО о о 00 о О I о о тр сч 00 I СО ТР сч оо ^ со со 03 о о ю « 8 5 1* X я s к о о ю о СОсч сч _ К со Ь 3 я J=t s э ООООЮ ООО о О ^ тр 00 со С О -г аяд ад C-rU ^ —4 о о СП ТР 03 О) ^ о 00 о ю >а г ^ о Я1 Ю 00 о О О О О О СОо § 0О 0ТР0—0—0ТР N со с ч СЧ т р w сч сч =5 Я о о сч сч СОСО сч ад Тр с о X со —< COtf IЛ о сч о ^СЧ1 о о о ю О О оо О О СО со СПо о СО О lO ТР СО сч СП ^ СЧ тр _ сч сч со СЧ ю О Н Ю а о о со С* Тр тр Г"- сч СЧоо к оо Я « 5 °? Ч ^ я со Ю 00 я я о сч о «я я о, а СЧСЧ JagНч I о о ю о со СО сч Ой* Л аод 4J 00 со с со bt — —< тр — со 1—*сч X 0 0о ю со со СЧ я 5 cd о U о к Н н ад а С=с < характеристика скреперов н СОо О О О О О to о О О О О О hО О тр Р- СП тр о о S3 С- и СОСО о я я я со *-*■» си и СО Сн cd Я хо СО *«40 л о Я о Си о ,5 с со cd я S я 2 >> : ч 1и я*" м w сс cd я ч cd 8 cd л - S a СО Ч f X я я о си п X я ч я я о w си-i У ч о я ®Я ><■ ес со (У я § 1а си cd 2в я 1 *Т S Я 2 .& S ю 1 1 « в £ s о ! о <и о и к я в я о Я я S я я с с: . ■ О и> 5 г о“ я S з* о л s g н ^ s« О f 3 V % « X щ а Ю Ь I м яя Й " * ч « §ж- я- я~(3 *Яя он- я — S3 Cd * - H fe Я 5 Н & 3 Я ч ч3S и^ 341 дз-зз • со •о WlOlCG) - оо оо СОО СО со гр - см СО -СО О) СО I г*- LO 00 о о о • СО со со d Гр со о со Ю см ► оСО 00 Oi чр • со А Ч о о со о со •о" со О со * со о -Г'- ю - Табл. 9.10. Эксплуатационная характеристика скреперов оо «р с- ю А Ч о -см со Ю to • • • гр см" • • •о гГ Ю О О см 01 со о о со СМ с о ю СО г р Я а то аt-» S А Ч Он н СМ СМ ю■ V• nT •Ю • • о о о о о ю ^ <00 ' • гр со со гр оо о тР оо гр гр СОСО со — «оо cO lO Nю ^T f СМГР СОСОО О М И СМ— чр А АА ЧЧЧ о о о о о о> см о О 05 о г р <о О 1"> С О , - 0 0 г - , ю юо - - см СМ 00 05 -н ^ 1 I I 1lO со см А ч ч СО 1Л ^ ю ^ см гр оо со о о о о СМ Гр Г"- ^ ю Гр см со СО о о ^ С оМ05 о ^ СО со А Ч к о к о я 0ч ) тьо тяо о и 342 гр гр :s '« W 1S я X из о X X «d=>3 CO я к н o о s к о он \о >* е-ЛЯ X м s*' ■ f Stf ч 5^ \n 0J я ф о „ <У « >>Ч Я 5се X т со & X £>5? а. *5 >ТЛ 03 S S ° - А дЯ яН г S м ОЛ Оч н И 5(_ ®X 0 . 2 5 И3 ю \ « си £¥ Я я а S Щ> ,о а. 55 U 3 « I s S 3 Н s * » g ^ 2 Ы Зг CJ 4 и ф "о cug * я Ж2А н S оtf« -° ? CUsa £>;« a o g sКх й> ef Яя g2i ° e и д e «а *5 Q.4 ^ я §,си а. о и с О g c j^ c >и При В = т Я <71£ = т ( 0 ,5 4 -Я + 0,48-Я2 + Я 3) мз> х. е . Я 3 + 0,48-Я2+ + 0 ,45-Я —q /m = 0. Д л я решения полного кубического уравнения рекомендуется пользоваться таб л и цам и Б. М. Ш умягского. 2 ,1 1 + 2 7 - С Я 12,5 Z x — 0,16 м; А = 7 2 ,5 (2,11 + 27 С) где С = — . т П о найденной высоте наполнения ковша Я определяю т все основные р азм ер ы ковша. В табл. 9.12 приводятся формулы д л я определения расчетной высоты наполнения Я д ля разны х соотношений меж ду высотой задней стенки Я 3 и высотой наполнения Я. Т абл. 9.12. Расчетные уравнения для определения высоты наполнения Н по заданной емкости ковша q д л я супеси Из и л егк о го сугли н ка при различном соотношении -----Н »3 Н 0 ,4 5 с я А 9 т 12,5 (2,11 + 2 7 С )2 1600 2,11 + 27 С 12,5 27 С — 19,68 0 ,5 9 1,64 т (19,68 — 27С)2 35,1 0 ,6 9 1,07 т 1492 27 С — 4 ,0 6 (4 ,0 6 — 27 С)2 9 1,49 т 1840 27 С — 22,94 0 ,7 (22,94 — 27 С )2 36,80 9 0 ,8 4 m 812 0 ,8 27 С — 0 ,7 5 (0 ,7 5 — 27 С )2 0 ,9 9 0,91 т (13,78 — 27 С)2 2350 34,23 — 0 ,1 6 zx+ 0,47 Zi + 0,12 Z i + 0,5 2 Z i + 0 ,0 3 28 27 С — 13,78 39 ,9 Zj + 0 , 3 4 Тяговый расчет скрепера. З а расчетное положение принимается момент окончания наполнения ковш а скрепера грунтом. Основными сопротивлениями являются: а) сопротивление грунта резанию W v = K b h Н, где К — удельное сопротивление грунта резанию, Н /м 2, имеет сл е­ дующие значения: несвязные и слабосвязные грунты (пески, супеси) 50 0 0 0 .. .70 000 связны е грунты (суглинки) 70 0 0 0 ... 100 000 высокосвязные грунты (тяж елы е суглинки, глины) 100 0 0 0 ... 150 000 343 b — ш ирина срезаем ого слоя, м; h — толщ ина срезаемой стружки грунта, м. При назначении величины h мож но руководствоваться следующими данными: q, м3 Л, см: для суглинка для супеси 6 10 15 4...6 6 . ..8 8 . .. 10 10 . . . 1 2 12...14 14...16 б) сопротивление перемещению груженого скрепера U V c = ( Gc + Gr) ( / + / ) Н, где Gc — сила тяж ести скрепера, Н; Gr — сила тяж ести грунта в ковше, Н; f — коэффициент сопротивления передвижению (0,1...0,25); i — уклон местности. GF= q k ny g Н, где q — геометрическая емкость ковша, м3; k n — коэффициент н а ­ полнения ковш а грунтом (табл. 9.13); у — о б ъем н ая м асса грунта, кг/м3; g — ускорение земного притяжения; Т а бл. 9.13. Значение коэффициента наполнения ковша скрепера k„ для различных грунтов Грунт Б ез толкача Сухой рыхлый песок Супесь и средний суглинок Т яж елы й суглинок и глина 0 ,5 . . . 0 , 7 0 ,8 ...0 ,9 0 ,6 . . . 0 , 8 С толкачом 0 ,8 . . . 1 , 0 1 ,0 ...1 ,2 0 ,9 . . . 1 , 2 в) сопротивление наполнению W H складывается из сопротивления силы тяжести грунта W H, поступающего в ковш, и сопротивления трению грунта в ковше W u: W'B = bhH gy Н, где Я — высота наполнения ковша, м. Ориентировочные значения Я: емкость ковш а, м3 высота наполнения ковш а Н , м <3 1 , 0 0 ... 1,13 6 1 , 2 5 ... 1,5 *10 1 ,8 ...2 ,0 15 2 ,3 W* = x b W g y Н, где х — — ------= -.п 2 ? 1 + tg2 Фг коэффициент, учитывающий действие 2 сил трения в процессе движения грунта внутри ковша; <р2 — угол внутреннего трения грунта. З начения ср2 и х д ля различны х грунтов приведены в табл. 9.14; г) сопротивление перемещению призмы волочения W n = ybH*yg[i2 Н, 344 Табл. 9.14. Значения ф2 и х для различных грунтов У го л вн утреннего трения ф2, г р а д Г рунт П есок Суглинок Г ли н а 3 5 ...4 5 2 4 ...3 0 1 4 ...1 9 0 ,4 6 ...0 ,5 0 0 ,3 7 ...0 ,4 4 0 ,2 4 ...0 ,3 1 где у — коэффициент объем а призмы волочения перед заслонкой и н ож ам и ковша: у = 0,5...0,7, н аибольш ее значение относится к сы пу­ чим грунтам; р 2 — коэффициент трения грунта о грунт: р,2 = 0,7...1,2; д) потребная мощность д ви гател я тр ак то р а тяга ч а д ля работы с прицепным скрепером N = [ZW + GAfo + i)}v т 104ц кВт где G — сила тяж ести трактора, Н; v •— скорость трактора, м/с; ц — К П Д силовой передачи трак то ра: ц = 0,7...0,75; f 0 — коэф ф и ­ циент сопротивления качению: = 0,1...0,25; i — уклон пути; е) мощность д ви гател я самоходного скрепера Nc = с 104г) кВт; ж ) производительность скрепера П = S h h . м3/с, <ц*р где q — геометрическая емкость ковша, м3; k B — коэффициент ис­ пользования машины по времени: &в = 0,8...0,85; tn — про до л ж и тел ь­ ность цикла, с: , бн Lr Lp Lx ^ = д д + — + — + — + n t< + 2to> L H — длина наб ора грунта, м; Ьт— путь скрепера с грузом, м; Lp — путь разгрузки грунта, м; Lx — д ли н а холостого хода, м; ин, v r, ар, vx — скорости д ви ж ен и я скрепера при соответствующих р еж и м ах работы, м/с; п —■число переключений за время цикла; tc — врем я, необходимое д л я переклю чения передач, с: t c = 4...6; t0 — врем я н а разворот скрепера, с: = 30...60. 9.4. Грейдеры и автогрейдеры Общие сведения. Грейдеры и автогрейдеры применяю т д л я про­ филирования дорожного полотна, возведения невысоких насыпей (до 1,2 м ), устройства корыт и боковых канав, планировки з е м л я ­ ного полотна и откосов насыпей и выемок, перемеш ивания грави й ­ ных м атери алов со стабилизирую щ ими д обавкам и, а т а к ж е д ля р е ­ монта и сод ерж ан и я дорог, в зимнее время их используют д л я очи­ стки дорог от снега. 345- П р и ц е п н ы е г р е й д е р ы выпускаю тся двух типов: л е г ­ к и е — д ля работы с тр ак то р ам и тягового кл асса 30...40 кН и т я ж е ­ л ы е — д ля работы с тр ак торам и тягового кл асса 100...120 кН. По типу уп равлен ия рабочим органом они могут быть с ручным, м е х а­ ническим или гидравлическим управлением, а по типу ходовых ко­ лес — на металлических и на колесах с резиновыми шинами. Рис. 9.7. Автогрейдер: I — дв и га т е л ь; 2 — ру л ево е колесо; 5 — к а б и н а ; 4 — к а р д а н н а я п ер е д а ч а ; 5 — р у ­ л евой м ех ан и зм с ги др о у си л и тел ем ; 6 — м ех ан и зм поворота кол ес; 7 — п ер ед н яя ось; 8 — о сн о в н ая р а м а ; 9 — а в т о м а т «П р о ф и л ь-1 » ; 10 — основной рабочи й орган; I I — эл ек тр о ги д р авл и ч ески й р асп р е д е л и т ел ь ; 12 — хо до во е колесо; 1 3 — к ороб ка п ередач; 14 — бал ан си р ; 15, 16 — со ед ин ител ьны е ва л ы ; 17 — за д н и й м ост; 18 — м у ф та сц еп лен и я; 19— отбор м ощ ности Главны ми у зл ам и прицепных грейдеров являю тся рабочее и хо­ довое оборудование, механизм ы управления, основная и тяго вая рам а, дышло. А в т о г р е й д е р ы — это самоходные маш ины с однодвигатель­ ным приводом, состоящие из основной рам ы , которая яв л яется не­ сущей частью, тяговой рамы, предназначенной д л я крепления на ней основного рабочего органа — о тв ал а и механизм а его привода, д в и ­ гателя, трансмиссии, предназначенной д л я передачи мощности от двигателя, а т а к ж е д ля изменения величины и н ап рав л ен ия к р у т я ­ щего момента, п ередаваем ого от д ви гате л я к ведущим колесам; хо­ довой части; дополнительного рабочего оборудования, системы управления. Классифицирую тся они по их массе и мощности д в и га­ теля на легкие (т = 7...9 т; А = 45...55 к В т); средние ( т = 10...12 т; N = 65...75 кВт; т я ж е л ы е ( т = 13...15 т; N = 120...130 к В т ); особо т я ж ел ы е ( т = 17...23 т; N = 270...320 к В т). П о ходовому обору до ва­ нию автогрейдеры разл и ч а ю т в зависимости от колесной ф орм у­ л ы А Х Б Х В , где А — число осей с уп рав л яем ы м и колесами; Б — число ведущих осей; В — общее число осей; по системе у п р ав л е­ н и я — с механическим, гидравлическим и комбинированным (пневмоэлектрическим, механико-гидравлическим и т. п.) у п р а в л е ­ нием. 346 Табл. 9.15. Техническая характеристика прицепны х грейдеров М арка П оказатели М арка трактора-тягача Д ли на отвала, мм Высота отвала (по хорде), мм Углы установки отвала, град: поворота в плане угол резан и я минимальный угол резан и я максимальный Система управления Г лубина резан и я, мм М аксимальный подъем отвала, мм М аксимальны й выкос отвала в сторо­ ну, мм: механизмом перестановкой Тип основных колес Д иам етр и ш ирина обода металлических колес, мм О бозначение пневматических шин К олея колес, мм: передних задних У гол наклона колес, град: передних задних У гол поворота дышла в плане, град Б аза, мм Габаритны е разм еры , мм: длина с трактором длина без трактора ширина высота М асса, кг Д З-53 (Д -700) Д З -б (Д -241) Т-ЮОМГП 3616 500 Т-74 3057 400 Д З-1 (Д -20БМ А ) Т-100М 3616 ' 500 3 5 ...1 4 5 28 70 Гидравлическая 340 300 3 5 ...1 4 5 3 5 ...1 4 5 28 28 70 70 Ры чаж ная 300 300 300 300 300 540 П невмошинные — 450 460 300 540 М еталлические 900/200 900/200 9 , 0 . . .2 0 — — 1640 2420 1010 2090 1770 2550 +20 ±20 +20 5500 — +20 +20 4400 +20 +20 +20 5300 12455 8200 2800 3000 3400 10 850 6625 2430 2750 2600 12 030 7775 2850 2750 3800 Основными рабочими органам и явл яю тся отвал с ножом и кирковщик. М о ж е т быть снабж ен т а к ж е сменным оборудованием: сне­ гоочистителем, фрезой и т. п. К вспомогательному оборудованию грейдера относятся удлини­ тель, который удлиняет отвал и служ и т д ля увеличения ширины за х в а т а при выполнении планировочных работ; откосник, п ред н а­ значенный д ля п рофилирования треугольных и трапецеидальны х боковых канав, и планировщик, пред назначенн ы й,д ля планировки откосов насыпей и выемок при движ ении грейдера по бровке з е м ­ ляного полотна. Техническая и эксп луатац и онн ая характеристики грейдеров и автогрейдеров приведены в табл. 9.15...9.18. Конструктивная схема автогрейдера п оказан а на рис. 9.7. Г л а в ­ ный п арам етр автогрейдера — об щ ая масса, основные — сцепной вес, мощность д вигателя, колесная ф ормула, рабочие и тран сп орт­ ные скорости движения, сила тяги, д ли н а и высота отвала. 347 Табл. 9.16. Эксплуатационная характеристика грейдеров М ар к а П о казател и Д З-58 (Д-700) О бслуживающий персонал Скорость движения, км/ч: вперед назад С редняя производительность в смену при работе в средних по трудности р а з ­ работки грунтах, м3 Число передач: вперед н азад Средний расход ди зельн ого топлива в смену, кг О риентировочная стоимость машиносмены, руб. Срок службы, лет М ежремонтный цикл, ч П рейскурантная цена, руб. Д З -6 (Д -241) Д З-1 (Д -20Б М А ) Грейдерист и тракторист 2 ,3 6 ...1 0 ,1 5 2 ,4 2 ...9 ,3 5 2 ,3 6 ...1 0 ,1 5 2 4 0 ...3 0 0 150 2 4 0 ...3 0 0 5 — 109 9 — 94,7 5 — 109 44 35 41 7 6000 — 7 6000 820 7 6000 1190 О б щ а я сила тяж ести автогрейдера определяется по формуле, предложенной В. М. Гольдштейном: r mFKi G = ----фсц^сц^ где т — коэффициент, учитывающий неравномерность сечения струж ки при последовательных проходах и возмож ное уменьшение сцепного веса из-за вертикальной реакции на ноже. Вес автогрей­ д ера определяется д ля наиболее характерного р еж и м а работы — вырезания треугольной струж ки при профилировании' грунтовой дороги в нулевых отметках. Д л я этого р еж и м а работы т — 1,25... 1,35; F — п лощ адь поперечного сечения (треугольного или т р ап е­ цеидального) кювета, м2; К \ — удельное сопротивление грунтов резанию, к Н /м 2 : Ki = 200...300; фоц— коэффициент сцепления, соот­ ветствующий м аксимальной тяговой мощности: фсц= 0,45...0,55; йСц — коэффициент сцепного веса автогрейдера, определяющий отношение сцепного веса к полному весу: к йЦ= 1 — д л я автогрейде­ ров со всеми ведущими колесами, &Сц = 0 ,70...0,75 — д л я автогрей­ деров с задним и ведущими колесами; п — необходимое число про­ ходов д ля полного вы резан ия профиля кювета. О б щ а я масса автогрейдера св яза н а со сцепным весом следую ­ щим соотношением: д ля автогрейдеров со всеми ведущими к о л еса­ ми Gcn = G, д ля автогрейдеров с задним и ведущими колесами Осц= (0,70...0,75) G. В свою очередь сцепной вес автогрейдера определяет тяговое усилие на ведущих колесах Т = бсцфсц. Д л и н а о т в ал а определяется из условия обеспечения вырезания из кю вета струж ки грунта и перемещения ее в сторону на такое расстояние, при котором исклю чалась бы возможность самопроиз348 ю «. stl,0> S 1*4» o' „со ^ оСОЙ см оо оо 5 «я w смо CMN- I g - B 00 S “ x\cO . -ч ОNя сГ U ю см аяз £ .я ХЙЯ ооN- ооN- ся о я со о • СО X g X ° .N аз - c o o ООО LQю — о см смсм смсо ООО ОС юО^ о Ю О О О ю смю смосо о см см 00 ^ ООО о1 ^ СО’Я •оо оо ••оо ю о о •• .• 00 ою о CON О О оо о ою оо С ОN - со СОгО ГЪ СМ *-. о ООО Ю-lC C MN - со ОN С М г-5 см op . << «в СО• «3 я со 0 00 смоо оо оо оо см о см ООО о 00s о оо осо 53 «Я СX 00 О Ю М ^СМ смЮсо г- ю СО £ g * S ° t=to п " 2 00 Я _ оN 0о5 _ О О О о о0 0ю о •. •. 00 см ОGOЮCNсо CO^ о о со ^ U GO 00 о О й О s GO СМ — >Я y A ^ о О Я - а О см NО -ю ^ ЯО 4J № С Y ^, o* о 03 << «И «о оо IС LП D o' со • пц «« ”7 ю *=(^ и ю со о о оо осо ю оQ OоN O O •• ••оN- СМ о x g o S 8 « л см О ООО 00 о О оLOою оо ю — 0 0 ОО^с- т II « ) с 01ЛО ю rj, см -rhо о^ аз о •.■ ооN - ооСМ ООО Ю Ю О -СО0 -0 N- о О LO OON Tf lO^ ••оо ою оСО оrf• [>- см о оо оооо оосмсо О СО СОСМСО00 ООО со со е-- оООЬ ою ^LO't оN-03 о .• О о О Ю оСО о • N- СМ оо оО со о о сс смо О N с о СМ СО N- СМ ю ^ ю ю о Я с «3 X * »я о я 03 м я g ян а о Оо L оOоо -COON N- СМСМоо C азJ ч о gc S .S I ё * * н -о Я 2 Я я 03 о К N СЗ •; Я О S S аз *о 1=3 2 ,ч s S £* о о оо OCOTf CMxfCN О О 00 О со О смО смю см ООО /Ч— « со £ vа А О оTf оО СМо ^ ою со »Я Я я сО, ссм — ’ о^ оо А О оСО С М о осо ю X см о Табл. 9.17. Техническая характеристика авгогрейдеров й 'н S о я ч (-, О о я хя Я 2 2 •• S S ь* о с PЗt С а. я КЗ я S; S д S ^ оо я о ю 03 QQ ^03 со U о. 2 Я Я .. * = с о Й о. g о я О х 5S’ оя> х>. 2s5 с он уо 2 S % о я Ж 2 ^: ч К я 2 „ ссе Я S S « 2 о. а, о я оя о о о S я о о о оо S1-нgf=:tSс& я Я с=С Ч * О ° е я - с ю •&S я я Я а) сз *—'03 О 3сс ч яX ё g o*s с( а иt* ья «a С g Я ° ^ О, *« US Й1 ^ о я яи*я Я’ ‘S sr Я як хя ч g я 3 ссоЗ О « 5О3О.Д с, С О ?^>я я о Я 'Я S 4з т я я S 0J Й о сяо ^а 0к3 <» Я ** О ^ ^ *=t 5 05 03 с ООО Я Я аз R щ Я S Л ft 5 о. 4 О ш ч я я я я b s 5 а. С со « Р я Оя * яо оо я о шс 349 ON о о -Ю со ю т И со о о °°88 ю *. о г>о СО СО И сч- о о _ о -сч СО 00 со 00 сч Чю со1? Я* 05 о LO со Ю 05 о -о -со со со 00 8 О о о со О 00 -00 о 00 - — • 05 ^ —' С О Табл. 9.18. Эксплуатационная характеристика автогрейдеров сч о со со « ЕЁ. ьУ К CU •^(ОО со 0) ^ - о -сч »в СОЧ* < и ю си и . СЧ- 05- о О Н со — ^ 03 < t*- со о - -ю СЧ сч -н 00 Q о со сч о - -+ 05 СО о о оо о ю со ^ О со 05 t-'- ю0 0 Ю to-О-со со сч t4f- СЧ 05 00 05 оо о- ю t-*- со со ЯЙ оо юсо о — со со rt- СО о - -LO СО —' СО О со о о -н 00ON со СО S S я С оЬ* О) 2 о а£ ч 2 вл сЛо я а. Я 03 э* В *-*. о 2 О* 03 В J3 *"■ S И < о-> 2я К f= Л >*t 4ч5 & Н н 0а5W о в S «OX •М ® я, Я C В <U В в о я я я* си et й> *о Я со — 0> &. Си g 4 я £ еС w Я о »s в 5 * О Jо. « д п - О 1 w >.о С5 *О =5 О Си2, 5 aЯ wЧ hU яН Уg яВ ,9.о «>5 )R О оЯ >,Е о и* Си Г СиU 350 о о О со 00 СЧО В ч в о н о яв ч о 2 в о а> ч Ч о X о03 в о > > си * 03 ч в ин gs кв ^ R *» в во в чо £ си о в си ^ >* о в я 2 н о <у И-< в Я Ч | а; g Си * : в си §»■ О ю и ? >» >» С го X В си вольного ссыпания грунта н а за д в кювет. Высота отвала д о лж н а обеспечивать формирование вал и ка грунта и перемещение его перед отвалом. Практи кой применения грейдеров и автогрейдеров установлены парам етр ы отвалов, обеспечивающие выполнение у казан ны х у сло­ вий (табл. 9.19). Т а б л. 9.19. Основные размеры отвалов Тип авто гр ей д ер а П рим ерн ая длина о т в а л а , мм Особо тяж елы й Тяж елый Средний 3 6 0 0 ...4 3 0 0 3 4 0 0 ...3 7 0 0 3 0 0 0 ...3 4 0 0 Высота о т в а л а, мм 6 0 0 ...7 0 0 5 0 0 ...6 0 0 500 Поперечное сечение о тв ал а автогрейдера выполняется с посто­ янным радиусом кривизны, который определяется по формуле Я = ------^ -------, cos ф + cos у где у — угол резания; принимается в зависимости от выполняемых операций (табл. 9.20); ф — угол опрокидывания, рад: ф = = 1,137...1,225. Тяговый расчет. При работе грейдера, автогрейдера по в ы р е за­ нию и одновременному перемещению грунта возникают следующие сопротивления: а) сопротивление грунта резанию W W c/Ch, где К — удельное сопротивление грунта резанию; F 0 — площ адь поперечного сечения стружки, м2: Fc = с 2 sin а м2, b — длина реж ущ ей части нож а, м (м ожно принимать равной п о ­ ловине длины о т в а л а ) ; h — глубина резания, м (принимается в з а ­ висимости от рода (типа) грун та); а — угол за х в а т а ножа. Значение углов установки нож а грейдера в зависимости от вы ­ полняемы х операций приведено в табл. 9.20; б) сопротивление перемещению грунта перед отвалом W 2 = Grpp 2sin а Н, где рг — коэффициент трения грунта по грунту; Grp — сила тяж ести призмы грунта перед ножом отвала, Н: Q ГР = - Н 2tg<p В — длина отвал а с ножом, м; Н — высота отвал а с ножом, м; уг — об ъем н ая масса грунта, кг/м3; ф — угол естественного откоса грунта; Табл. 9.20. Н аи более целесообразны е углы установки отвала грейдера У глы установки, г р а д Глубина резан и я, О пераци и , вы полняем ые грей дером Р езан ие грунта: неразры хленного, легкого и малосвязного разры хленного рыхлителем Перемещ ение грунта: легкого, сыпучего, сухого тяж елого, связного, влаж ного О тделка зем ляного полотна: планировка разравнивание разравнивание с уплотнением срезка откосов Перемеш ивание дорож ных материа­ лов: сухой смеси грунта с вяжущими материалами Очистка дороги от снега мм у го л з а х ­ вата, а уго л н а ­ кл о н а, J3 у го л р е за ­ ния, у 120 40. ..4 5 до 14 35 150 35. ..4 0 13 40 35. . .40 40. . .45 до 17 До 11 150 45. 55. 70. 60. ..5 5 ..6 0 . .85 . .65 до 17 2 . . .3 2 до 60 40 45 60 40 200 120 250 35 35. ..4 5 40. ..5 0 3 2 1 ...3 45 45 50 40 3 5 ...4 0 в) сопротивление перемещению грунта вдоль отвал а №3= G rp Ц1Ц2 cos а Н, где pi — коэффициент трения грунта о нож: pi = 0,4...0,6; г) сопротивление подъему грунта вверх по отвалу W i = GrppiCos2ycos а Н, где у — угол резани я ножа; д) сопротивление перемещению грейдера W s = G{ f 0+ i) Н, где G — сила тяж ести грейдера (авто гр ей д ер а), Н; f 0 — коэф ф и ­ циент сопротивления движению машины: /0= 0,1...0,15; г — уклон пути. С уммарное сопротивление грейдера (автогрейдера) % W = W x + Г 2 + Г 3 + W 4 + Wt . Н еобходи м ая мощность д ви гате л я тр ак то р а-тя гач а д ля работы прицепного грейдера определяется по формуле _ [£ У + 0 ^ + 0 1 ». кВт> т _ 104г) где GTp — сила тяж ести трактора, Н; v — скорость дви ж ени я т р а к ­ тора, км/ч; t] — К П Д силовой передачи трактора: ц = 0,75...0,85. П отребн ая мощность д ви гател я д л я автогрейдера ,, 2 Wv D N = ------- кВт, 104г] где v — раб о ч ая скорость автогрейдера км/ч; т ]— К П Д передачи автогрейдера: ц = 0,75...0,85. 352 силовой Д л я того чтобы автогрейдер при работе не буксовал, долж но соблю даться неравенство 2 1 г < о сцФсц, где С сц — сцепной вес машины, т. е. м асса машины, п риходящ аяся на ведущие колеса; фоц — коэффициент сцепления колеса с грунтом. Производительность грейдеров (автогрейдеров) при профили­ ровании дорожного полотна определяется по формуле п LFkB м/с, где L — длина об раб аты ваем ого участка, м; F — пло щ ад ь сечения насыпи, м2; k B — коэффициент использования рабочего времени: /гв = 0,8...0,9; па, п а, п 0 — число проходов грейдера при зарезании, перемещении грунта и отделочных работах; v3, v n, v 0 — скорость д виж ения при зарезании, перемещении грунта и отделочных р а б о ­ тах, м/с; ta — время, затрачи ваем о е на один поворот, с. Число проходов по зарезан ию где йд.з — коэффициент перекрытия проходов при зарезании: &п.з= 1,7; 5 — сечение струж ки в плотном теле, м 2 : S = 0,1 ...0,15. Число проходов по перемещению грунта где /о — среднее расстояние перемещения грунта, м; 1а — длина перемещения грунта за один проход, м; зависит от угла захв ата: /п= 1,6...3,1; kn.n — коэффициент перекрытия при перемещении грун­ та: fen.n = l,1 5 . Опыт показы вает, что наибольшего производствен­ ного э ф ф екта можно достичь при длине L = 200...500 м. 9.5. Одноковшовые экскаваторы О д н о к о в ш о в ы е э к с к а в а т о р ы — самоходные машины цикличного действия, п редназначаю тся д ля р азрабо тк и грунтов и других пород с последующим перемещением их и выгрузкой в отвал или транспортное средство. П рименяю тся в промышленном, г р а ж ­ данском, гидротехническом и транспортном строительстве. К л а с ­ сифицируются по следую щим основным конструктивным признакам. П о р а б о ч е м у о б о р у д о в а н и ю э к скав атор ы р азд ел я ю т­ ся на универсальны е — с несколькими видами сменного обору до ва­ ния и н еун и в ерсал ьн ы е— с одним видом рабочего оборудования. По роду привода рабочих о р г а н о в — одномотор­ ные — с двигателем внутреннего сгорания или электродвигателем и многомоторные: дизель-электрические, дизель-гидравлические объемного действия и электрические. 12 За к . 2241 353 Я И Ш Р Ш Г П о х о д о в о м у у с т р о й с т в у строительные экскаваторы б ы ваю т на гусеничном ходу, специальном шасси с пневмоколесным ходом, автомобильном шасси, а т а к ж е смонтированные на колесном тракторе. По к о н с т р у к ц и и о п о р н о - п о в о р о т н ы х устройств одноковш овые экскаватор ы р азд ел яю тся на полноповоротные и не­ полноповоротные. П о с и с т е м е у п р а в л е н и я разл и ч а ю т э к скав аторы с р ы ­ чаж ны м (ручным), гидравлическим, пневматическим, электри че­ ским, комбинированным управлением и др. Основными видами землеройного оборудования экскаватор ов являю тся п рям ая и о б ратн ая лопаты, д раглай н (рис. 9.8, а, б, в). Техническая характери сти ка одноковшовых экскаваторов при­ ведена в табл. 9.21 и 9.22. Строительный одноковшовый экскаватор имеет следующие основные узлы и агрегаты: стрелу, рукоять, ковш, поворотную п л а т ­ форму, ходовую рам у и ходовое устройство. К основным п ар ам етр ам экскаваторов относятся емкость ковша, вес машины, удельное д авление на грунт, вид силового оборудования и мощность привода, продолжительность цикла при повороте э к скав ато ра на 90° и выгрузке в транспорт, скорость п ередвиж ения экскаватор а, усилие на реж ущ ей кромке ковша, усилие подъема (усилие на блоке ковш а) при всей передаче м ощ ­ ности на подъем, н аи больш ая высота копания и др. Исходным условием при выборе п арам етров является в о зм о ж ­ ность наполнения ковш а заданной емкости при расчетной высоте копания Я 0. П ринимается, что Я Н= Я 0, Я н — высота напорного вала. Д л я строительных экскаваторов Я Н= Я 0 = ( 1 , 0 . . . 1,15) y ~ G . М ак си м ал ь н а я толщ ина срезаемой струж ки грунта где k H—-коэффициент н а п о л н е н и я м 1 ; b — ширина стружки; &р — коэффициент разры хления: &р = 1,25...1,35. Р асч ет н ая величина к а ­ сательной составляю щ ей реакции грунта на ковш Р = Kibhmax, где — удельное сопротивление копанию, Н /см 2 (16...18 — легкие грунты; 25...26 — средние; 32...35 — т я ж е л ы е ) . Рис. 9.8. Одноковшовый универсальный экскаватор: а — п р я м ая л о п а т а ; б — о б р а т н а я л о п а т а ; в — д р а гл а й н ; R к — н аи бол ьш и й р а д и у с коп ан и я (о, б, в ); Н к — н аи б о л ьш а я вы сота ко п ан и я (а, б, в ) ’, И — гл у би на коп ан и я н и ж е уровня стоднки (а); R B — н аи бо л ьш и й р а д и у с вы гр у зк и (а , б , в); Н в — н аи б о л ьш а я вы сота вы грузКи (о, б, в); н аи б о л ьш а я гл у б и н а ко п ан и я (в): Hi — при боковом п роходе; Н2 — при к о н ц е ­ вом п роходе 12* 355 Табл. 9.21. Т ехническая характеристика М арка П оказател и Э-157А 0,15 Емкость ковш а, м3 М арка двигателя Д-20 Скорость передви­ 0 ,0 7 ...2 ,4 6 ж ения, км/ч С корость вращ ения 6,0 7 поворотной платф ор­ мы, об/мин Ры чаж ­ У правление ное Э-304А Э-ЗОЗА Э-505 Э-652 0,6 5 0 ,5 КДМ-46 КДМ-46 0 ,7 5 ...3 ,3 5 0 ,9 7 ...4 ,3 7 0 ,7 6 ...1 ,7 5 1 ,6 . . .3 ,0 1 ,6 . . . 3 , 0 0 ,4 Д-48 0 ,3 Д-48 2 ,7 9 ...6 ,4 3 0 ,4 Д-48А 2,79.. .6,43 2 , 5 П невматическое Рабочее оборудова­ ние Среднее давление на грунт, МПа Преодолеваемый подъем пути, град Габаритные разм е­ ры (без рабочего обо­ урудования), у г» п /1 j , тмм: ш . длина ширина высота М асса, кг Э 352А 0,055 ...6 ,0 3 ,4 ...6 ,0 3 ,4 ...6 ,0 М еханиГидравлическое ческое рычажное П рям ая и обратная лопаты , 0,019 0,015 0,017 — 20 20 20 3800 2500 3400 4800 4700 3400 3200 11 900 4100 2380 2900 10 900 4400 3360 2980 13 000 0,070 0,069 22 20 — — — 19 750 4610 2825 3500 20 500 Н о р м а л ь н ая составл яю щ ая реакц ия грунта на ковш P i ^ 0 ,lP . Р еакци и Р, Р i вместе с силами тяж ести частей э к ск а в ато р а и реакциями грунта на ходовое оборудование являю тся внешними силами, действующими на экскаватор, и с л у ж а т исходными д а н н ы ­ ми д ля определения нагрузок в механизм ах экска в ат о р а и потреб­ ной мощности привода при проверке элементов конструкции на проч­ ность и расчете устойчивости. Производительность экска в ат о р а определяется по формулам : теоретическая СА пГГ = 60 qn = q 3600 QI м /ч, где q — емкость ковша, м3; п — число рабочих циклов за 1 ч; продолжительность одного цикла, с: tu. = — + ^пов Н~ ^раз ~f" ^пов ~Ь ^оп- t K — время копания, с; t n — время подъема ковша, с; / ПОв — время поворота ковша, с; / раз— время разгрузки, с; /„ов— время поворо­ та порожнего ковша, с; t 0п — время опускания порожнего ковша в забой, с; 356 экскаваторов на гусеничном ходу экскаватора Э-652А Э-801 Э - 1004 Э - 10011 Э -10011А 0 ,8 0 ,6 5 Д-108 КДМ-46 1, 6 . . . 3 , 0 1 ,5 ...3 ,1 1,0 2Д 6 1,5 1,0 Д-108 до 2 ,5 3 1,0 Д-108 до 2 ,5 3 3 ,4 ...6 ,0 3 ,3 ...6 ,5 4,75 5 ,5 3 5 ,5 3 Г идравлическое Пневматическое с и рычажное турботрансформа­ тором драглайн и грейфер Пневма­ тическое 0,069 22 4610 2825 3500 21 250 0,074 20 5420 3100 3420 27 600 0,087 20 39 500 0,070 22 5430 3100 3600 32 000 0,070 22 5430 3100 3600 35 000 Э -1252 Э-1251 1,25 МА-146- 2/4 1,5 4,7 5 Э -1 602 1,25 У -26С2 1,5 1,6 Д-180 1,26 4 ,7 5 3,41 Гидравлическое П н евм а­ тическое — П р ям ая и об­ р атн ая лопа­ ты, Драг­ лайн, грей- 0,087 0,087 0,116 20 20 20 5440 3200 4180 39 500 5300 3120 3670 40 200 60 000 техническая П т — 60qnkH— k T м 3/ч, kp где k H— коэффициент наполнения ковша; k p — коэффициент р а з ­ рыхления грунта; к т — коэффициент влияния трудности р а з р а ­ ботки; эксплуатационная П э — П ТК В = 60qnkH— k Tk B м 3/ч, kp где &в — коэффициент использования экска в ато р а по времени. З н а ­ чения ки, k p, k T приведены в табл. 9.23. 9.6. Сваебойное оборудование Д л я погружения свай в грунт применяют свайные молоты. В з а ­ висимости от типа привода они разд ел я ю тся на четыре группы: а) механические, приводимые в действие при помощи лебедки и к а н а ­ та; б) паровоздуш ные, приводимые в действие силой п ар а или сж атого воздуха; в) дизель-молоты, раб отаю щ ие по принципу дви357 й> ^ СО о СО - CQCD о о тр : СОtp . СП л D о * W * *=» 2 . еС -3 J ^н р* я 5 яЧ с о о я 2 я о tu о я к о, я о о о о Я ч g н Я Ф 2 0*0 ю T t*союо (ID ГГ сс смC соD'т к S3 m о * о ё ° ч ° 5 с с о о 05 2 *я ^ я 5 ь н о АО Но «о ию о к \о л #Я X о с • о Д о шинах со О £я и Р -о ^ Ci­ s *д к Я О о о о о ю ^соо 43со хн s S ne (Ь 03 CD — < fTf CM СО Р* си >т синаз 3-53S33 S" Я о С О. fc~ Ч Ч Ч 5 и Ю -5 5 м~ о Нщ3 Я ю на пневматических О! О со СО с о со ч X ** о к « ° я* л « м§ 2 О 2 3S % Я С Э-2514 X о> ю с см о о 5 характеристика Ю CN Техническая s io ti^co а> СО со я S? £ а.О тр to из "<3'- оК С гОАRнЯ^ (•* СУ'. р-н '£ Р ^ 22 ^ иО « Табл. 9.22. go СО 2 ° iS 2 4 ^ ' « я 03 xо aк -Ч m ~ а чя> S ч <и « со то * о С ч о i ^ i *■ 4 аз 03 3 СО о см о л 5 Я3 3^ 4 * ед а, £ сЗ аз Д О- П ю v и гЛ «л о, О и Я S ' О |Л 5- 5 N о со аз а - о а * (= с я \о о Я £0 о о о о Ю 'ГГсо о 03 см CDсо —Н- s№53 я м5 *fl" *Я5 «° Есз cj си а О М ар к а экскаваторов К §rh < Ч м cq aСЭ РО РН си о я £ S Оя « п . я Д S R ’ н RS аз Л о Я Я ^ а о я х &- р* 0->о 5 s ® 5 « S . О а; п ю VO о ^ Я ~о. 3 • оQ 0 0 соЯ »х О Л 4 с S4 2 S Я аз си 5 0J ч н -,S о lO си « 3 3 0 СМ~ со о Д о, е- И м о ч Я д в- i< \6 S J о ^ ч о со h > г д. я ; Си ■ 1ч( к,I и ч о о ч о к я Ч с г о « Ч>2Й»Я Cl, 3 о о о о о о о о 1Д о" Ю*—03 ^ CD CM СО lO о о юо CD О со Ю СМ О о о о о о о о о 00 00 Ю СО rf со lO ю о Н со ч аЗ аз О С а с « к 03 ю о t=C >> Си о ю о <и о sr о VO а, - 5 о я си о е* Ч Я) 3к о н н с о я 03 * 0f-3 ОVQ'-си: . ^я я.cug . МЯсоЗчЯЗо & 'S S ^ Э ffl —RчJ ^ _ аз и *Очи И ^С 358 СП •— CDСМсо Ю 13 С а, я я я ОА Н ч ч о V09S % Л » р*. Я ЛО га я оз U b S < S |Q , C о со 00 Си < Табл. 9.23. Значения коэф ф ициентов для различны х грунтов К а те го р и я гр ун та I 1,05 1 . . . 1,05 0,9 0 0,8 5 II III IV 1,10 1,0 1,20 0 ,9 5 0 ,8 0 0 ,7 0 1,25 1 ,3 ...1 ,3 5 гателей внутреннего сгорания; г) вибромолоты и вибропогружатели, использующие принципы вибрации д ля уменьшения сопротивления грунта. По х ар а к т ер у работы разл и ч а ю т молоты простого и двойного действия. В молотах простого действия рабочий ход происходит под действием веса ударной части, д ля подъема которой используется энергия п ар а или сж атого воздуха. Техническая характеристика приведена в табл. 9.24. Т абл. 9.24. Техническая характеристика паровых воздушных молотов простого действия *■ М олоты П оказатели 6 т 3 т 4250 3700 12 3000 6000 8000 2623 6068 7400 12 3 5 ...4 0 4 0 ...4 5 1,15 1,22 1,37 1,37 1,18 1,23 1,25 1,37 о -д О 00 М асса ударной части, кг 8000 5475 Наибольш ая энергия удара, Д ж 6600 4400 Ч исло ударов в минуту (при 12 12 наибольшей энергии удара) Отношение полной массы моло­ 1,2 1,25 та к массе ударной части Отношение наибольш ей эн ер ­ 1,12 1,1 гии удара к массе ударной части Рабочее давление воздуха, МПа 0 ,8 Расход воздуха, м3/мин 40 3 2 ...3 5 4,2 5 т о 00 8 т 25 С-812 С-811А 0 ,8 0 , 7 . . . 0 , 8 0 ,8 20 18 2 4 ...2 5 В молотах двойного действия энергия п ара или сж атого воздуха используется не только д ля подъема ударной части, но и для р а б о ­ чего хода. Низкий К П Д паровоздуш ны х молотов и потребность в парокотельном либо компрессорном оборудовании ограничивает их применение. Д и зель н ы е молоты не требую т дополнительных энергетических установок. Ударной частью их яв л яется подвижной Цилиндр или поршень. По типу н ап рав л яю щ и х д л я ударной части эти молоты д ел ятся на ш т а н г о в ы е и т р у б ч а т ы е . В ш танго­ вых дизельны х молотах в качестве нап р авл яю щ и х элементов у д а р ­ ной части с л у ж а т две штанги трубчатого сечения, в трубчатых — неподвижный цилиндр. Трубчатый дизельный молот (рис. 9.9) состоит из неподвижного Цилиндра, подвижного поршня, топливного насоса низкого давления. К ам ер а сгорания образуется кольцевой полостью меж ду стенками Цилиндра и цилиндрической частью поршня, в месте перехода ее в сферическую головку. Топливо из р езе рвуа р а подается насосом 359 плунжерного типа низкого давления, кото­ рым у п рав л яет подающий поршень, нажимающий на рычаг. Техническая х ар а к т е р и ­ стика дизельны х молотов приведена в табл. 9.25. Основными п арам етр ам и свайных моло­ тов являю тся: энергия у д ар а, частота у д а ­ ров, сила веса ударной части, мощность мо­ л ота и мертвый вес. Энергия у д ар а молотов простого дейст­ вия определяется по формуле: E = QHr) Д ж , а д ля молотов двойного действия E = QHr\ + P f H Д ж , где Q — вес ударной части мо­ лота, Н; Н — величина падения ударной ч а ­ сти молота или величина хода поршня, м; р — К П Д молота, принимаемый д л я п ар о ­ воздушного молота двойного действия с а в ­ томатическим парораспределением — 0,85; д ля паровоздуш ного дифференциального мо­ лота — 0 ,8 ; д ля трубчатых дизель-молотов — 0,6; д ля штанговых — 0,5; р — д авление пара (сжатого воздуха) в цилиндре молота, П а; f — р абочая площ адь поршня, м2. Молоты вы бираю т исходя из необходимо­ сти погружения свай на проектную глубину и обеспечения их расчетной несущей способ­ ности по грунту. Д л я забивки свай можно применять молоты любого типа, если их энергия уд ар а удовлетворяет следующим условиям: £ > 2 5 Р пр; Д > Qn ■ Рис. 9.9. Трубчатый ди­ зель-молот: 1 — топли вн ы й насос; 2~ ры ч аг; 3 — р е зе р в у а р для горю чего; 4 — м а с л я н а я к а ­ м ера; 5 — ц и л и н др ; 6 — п о р ­ ш ень; 7 — п атр у б к и ; 8 — п я ­ та; 9 — ш ты рь где Е — энергия у д а р а молота; Р Пр — пре­ дел ьн ая несущ ая способность (предельное сопротивление сваи по грунту), кН; Оп — вес молота, Н; q — вес сваи с наголовником и подбабком, Н; k — коэффициент примени­ мости молота. Его значения приведены ниже: значения коэффициента для свай: тип молота деревянных стальных ж елезобе­ тонных двойного действия и трубчатые дизель- 5 ,0 5 ,5 6,0 одиночного действия и ш танговые 3 ,5 4 ,0 5 ,0 ные З а б и в к а свай производится до расчетного отказа, Величина саза при применении молота мол< о тказа простого действия определяется по ф ормуле Н. М. Герсеванова 360 ч о О* СГ> о * 1-1 о ' О О О Ю LO ООО *1 cs <NCNО*• 1 Ш <ХЗ ( N LO о о Ю <N 0D Оъ и ю ^ о со • • О О 00 • • со О О • • СО СО О Tf о СО о О о г-- О АО Ю о LO СО CD О Трубчаты е и о о in c c jСюО ••• ••• оосч CS О со 1—I СО>—« со о ^ о CN о о СО со Оз й LO о ю ю о оо О О со со о со *-» СОCN со • • * * • • О О о о о о о ~ тг 00 я а а) н Я «е О. св X К се я о о ь. о и ю ю ООО Ю •СО• О О со • • ю о со • • CS со СОсо о ^ о ю сч и 3* S X X со ЧГ о и ю • о о со ю ю о о ООО со со со • • о о со t*- оо Н * * се £Ь ьо й и С Сз — а* л сз 9Я »- 2 Я * м се ) Lt 5 t= се Й ЕГГ *“» >>1 ^ 2 03 S Оо о « се се к s 53 с «I CD с 361 5 _ nFQH Q+ k\q m2P„p + nmPnpF Q+ q где n — коэффициент, зависящ ий от м а тер и ал а свай, Н /м 2; для железобетонны х свай с наголовником 150 • 9,8- 103; д л я деревянных свай без подб аб ка 100 - 9,8 • Ю3; д л я деревянных свай с деревянным подбабком 8 0 - 9 , 8 - Ю 3; F — площ адь поперечного сечения головы сваи, м2; Q — вес молота, Н; Н —в ы с о т а падения молота, м; т — коэффициент зап аса: д ля постоянных сооружений — 2 , д л я времен­ н ы х — 1,5; k \ — коэффициент восстановления удара, зави сящ ий от м а тер и ал а соударяю щ ихся тел; д л я стали и чугуна с деревом = 0 ,2 . В случае применения молота двойного действия величина о т к а ­ за определяется по формуле р Е — 17,5 Я пр “ 7 0 Р пр • В последнее время все большее распространение получил спо­ соб вибрационного погружения свай. Этот способ основан на том, что в результате продольной вибрации сваи резко сн и ж ается со­ противление несвязных или слабосвязны х грунтов, в результате чего свая погруж ается под действием собственного веса, работы и веса вибропогруж ателя. Основными ф акторам и, влияю щ ими на процесс погружения под действием вибрирования, являю тся часто­ та вибрации и вес сваи с вибропогруж ателем. Выпускаемые в н астоящ ее время вибропогруж атели дел ятся на три группы: 1 ) простые вибропогружатели с жестким соединением узлов; 2 ) вибропогруж атели с подрессоренным дополнительным грузом; 3) вибромолоты. Основными элементам и вибро п огруж ате­ ля являю тся электродвигатель, вибратор и наголовник/Технические характеристики вибропогруж ателей и вибромолотов приведены в табл. 9.26 и 9.27. Р асч етн ая длина о тказа д л я свай, погруж аем ы х виб р оп огруж а­ телями, определяется по формуле ^ (Fq Nx)_______ 1^ P( 2Pnp- Q - ? ) p ’ где а и p —'Коэффициенты, учиты ваю щ ие свойства грунта: a = 2,3... 8,0, (5= 0,15...0,33 (большие значения а соответствуют рыхлым м а ­ лопрочным г р у н т а м ); N 0 — об щ ая величина активной электриче­ ской мощности на в ал у электрод ви гателя виброп огруж ателя при скорости погружения сваи от 0 до 0,8 м/с, кВт; N x — то ж е при хо­ лостом ходе вибратора. Кроме ударного, вибрационного и виброударного методов по­ гружения свай, сущ ествует способ завинчивания свай в грунт. Осо­ бенностью таких свай является винтовая лопасть, затя ги в аю щ ая сваю в грунт при вращении. Д л я завинчивания свай применяются 362 С са С CQ С са вибропогруж ателей С CQ Ш характеристика С са £ С со Техническая Табл. 9.26. о сч о о ift со сч % С CQ м- С С ш н са 2 са С сса С С са П са ч> . S'® яо ч <т>h са Лм S' § к >» * У5 о. ад я о о я ср2 о« аю t, о 3> оU во К «й ч №W 2-S la Табл. 9. 2 7 . Техническая характеристика вибромолотов Вибро­ м олот М асса у д а р ­ В озм ущ аю ­ ной щ ая сила, части, кН кг Ч астота ударов в минуту О бщ ая масса вибратора с наголовником, кг С-837 3500 295 000 700 5000 С-467А 1200 177 000 360 2200 С-836 1350 ' 132 000 480 2300 С-835 700 98 100 4 8 0 ...7 2 0 1100 ВМ -7У 650 67 800 1440 1400 С-834 600 49 000 480 9 0 0 ...1 8 0 0 С-402 250 31 400 4 8 0 ...7 2 0 365 С-833 85 9900 705 152 Н азначение Д л я погруж ения ж елезобетон ­ ных свай сечением 40X 40 см, дли­ ной до 15 м и свай-оболочек ди а­ метром 100 см Д л я погруж ения ж елезобетон­ ных свай сечением 3 0 x 3 5 см, дли­ ной до 15 м и тяж елого шпунта Д л я погруж ения ж елезобетон ­ ных свай сечением 30X 30 см, длиной 10 м Д л я погруж ения и извлечения труб диаметром 1 5 0 ...2 5 0 мм на глубину до 15 м Д л я погруж ения ш пунта дли ­ ной до 8 м, обсадных труб ди а­ метром 250~мм, длиной 25 м, а так ж е ры хления мерзлого грунта Д л я погруж ения ж елезобетон ­ ных свай сечением 2 5 x 2 5 см, длиной 7 м, деревянных свай диаметром до 34 см, длиной до 8 м и легкого ш п у н та Д ля погруж ения деревянных свай и легкого ш пунта Д л я п огруж ения и извлечения металлических труб диаметром 76 мм, длиной до 18 м кабестаны Ц Н И И С -25, Ц Н И И С -50, М ЗС-75, КЗС-75-150 и другие механизмы. Д л я установки свайных молотов и нап равлен ия сваи прим еня­ ются копры — металлические или деревянные конструкции. П о степени механизации они подраздел яю тся на п р о с т ы е , полууниверсальные, универсальные и специали­ зированные. По виду привода рабочего о б о р у д о в а н и я — на э л е к т р и ч е ­ ские, г и д р а в л и ч е с к и е с п н е в м о п р и в о д о м , с д в и г а ­ телем внутреннего сгорания и комбинированные. В зависимости от конструкции ходовой части копры п о др азде­ л яю т на п е р е д в и ж н ы е и с а м о х о д н ы е . П еред ви ж н ы е бы­ ваю т на рельсовом и безрельсовом ходу (монтируются на э к с к а в а ­ торах, кранах, тр а к то р а х ). К самоходным безрельсовым копрам относят копры на специальном гусеничном пневмоколесном ходу, на шасси автомобиля, трак то ра. Кроме этого, имеются и копры на плавучем основании (б ар ж е, понтоне и т. д .). Техническая характери сти ка копров приведена в табл. 9.28. 364 СО03 о уо оз оо копров СО03"3* Оз i r t • оз со • uog копрового оборудования и рельсовых оосо сп**to• ;; и й ftS о ■ ии£ I1 си оия си си со I <8 со < >> IS о. О =N х Йо."? с ** о-Н Ю сО © ооззоз озоо характеристика навесного ; £sc £о нЭ 2о н2 н Табл. 9.28. Техническая сооз оз ^ оз оз с и об й® ^-н < 03 о2 II W но 2 ю к go S c ёо £* с «о ft 5 ft n i,4 g l *cs S.Q s& sc a (Q cu'g AU О r r §<ioo g5 н о « a^o _ о и a c w" £> я о g SS'g;-oE я Oft . И s S '| 2 О ® h* м о, о « “ C3 - яО £ S с t" t t £ g ° c § § K§ § « 2 s f £ § S'£ t- со sc и ь S о я S o ® >з о >» >o о sc юС я a «© a о н *g (ft Л Jtf я CQ л . ' С *X 365 9 .7 . К а т к и Общие сведения. Н аиб олее распространенными уплотняю щ ими м аш инами в дорожном строительстве являю тся п р и ц е п н ы е , п о л у п р и ц е п н ы е и с а м о х о д н ы е катки. Рабочими органами их явл яю тся вальцы, или пневматические шины. В зависимости от конструкции уплотняющих вальцов катки р азд ел яю тся на к у - Рис. 9.10. Прицепной каток на пневматическом ходу ДУ -4: 1 — сцепное устройство; 2 — ды ш ло ; 3 — за п ас н о е колесо; 4 — о т к и д н а я стен ка; 5 — съем н о е д ы ш ло ; 6 — колесо; 7 — д о м к р ат ; 8 — ку зов; 9 — за м о к ; 10 — очи ­ с ти те л ь колес л а ч к о в ые , р е ш е т ч а т ы е , с е г м е н т н ы е и с г л а д к и м и металлическими вальцами. Выбор уплотняю щей машины зависит от характеристики грун­ та, толщины уплотняемого м атер и ал а, степени уплотнения, фронта работ и производительности машины. Катки на пневматических шинах и с гладкими металлическими в альцам и применяю т д ля уплотнения ка к связных, так и несвязных грунтов, кулачковы е и сегментные — только д ля связных грунтов, реш етчаты е — д ля обломочных, гравелистых и мерзлы х грунтов. Основными п арам етр ам и катков с гладкими вальцам и являю тся вес катка, радиус в ал ьц а и его ширина, катков на пневматических шинах — вес, типоразмеры шин, число колес, зазоры м еж д у ш и н а­ ми. Главный п арам етр катков — удельное давление, д ля катков с гладкими вальцам и — условно считают давлен ие на 1 см ширины вальца, а катков на пневматических шинах и кулачковы х — д а в л е ­ ние на 1 см 2 контакта шины или площ ади кулачка. 366 Табл. 9.29. Техническая характеристика прицепны х катков на пневматических ш инах Марка П оказатели Д У -4 М асса катка без базовой машины (тягач а), т: без балласта с балластом К оличество колес: с ж есткой подвеской с независимой подвеской О бозначение и размер пневмошин Д У -30 12,5 Д о 50 5 6 — 6 6 — 14,00—20 Д авлени е воздуха в шинах, МПа 0 ,5 0 ...0 ,6 0 Ш ирина уплотняем ой полосы, мм С редняя толщ ина уплотняемого слоя насы пного грунта, мм 2500 300 — ДУ-39 8 25 5 — 5 18,00—28 5 14,00—20 или 1100 X 330 В 0 ,3 0 ...0 ,4 0 0 ,3 5 ...0 ,7 0 или 0 ,2 0 ...0 ,9 0 2200 2535 300 500 Катки на пневматических шинах. В аж нейш им преимуществом катков на пневматических шинах является возможность регулиро­ вать д авление на грунт (ограничивать величину максимального нормального контактного нап ряж ени я) путем изменения давления воздуха в шинах. Типы и р азм ер ы этих катков весьма р а зн о о б р аз­ ны. Техническая характери сти ка наиболее распространенных при­ цепных катков на пневматических шинах приведена в табл. 9.29. Прицепной като к ДУ-4 п редставляет собой ц ельном еталличе­ скую конструкцию (рис. 9.10). Кузов выполнен вместе с рамой и основным дышлом. Р а м а к а тк а состоит из четырех продольных б а ­ лок коробчатого сечения, связанны х м еж д у собой поперечинами. З а д н я я поперечина выполнена отъемной, что д а е т возможность в ы ­ каты вать колеса при демонтаж е. Д ы ш ло — коробчатого сечения, сварено из листового проката и ж естко соединено с внутренними стенками средних продольных балок и днищем кузова. Н а дыш ле установлено сдвоенное сцепное устройство д ля сцепки с трактором или автомобилем. Колесный ход состоит из шести колес — по два на к а ж д о й полуоси. Больш ое распространение получили полуприцепные катки, ко­ торые устраиваю тся на б азе одноосных тягачей и колесных тр а к то ­ ров. Они значительно маневреннее прицепных и позволяю т произ­ водить уплотнение челночным способом. И х техническая х а р а к т е ­ ристика приведена в табл. 9.30. Глубина активной зоны при уплотнении связных грунтов опре­ деляется по формуле К = 0,2 Wо V Р рш см, гДе 0,2 — постоянный коэффициент, см 2/Н ; W и W 0 — влаж н ость и оптим альная влаж н ость грунта, %; Р — н агру зка на колесо, Н; Р<о — давление воздуха в шинах, М П а. 367 Табл. 9.30. Техническая характеристика полу прицепных катков на пневматических шинах М арка П о казател и Д У -16Б М асса с тягачом, т: с балластом без балласта М асса без тягача, т: с балластом без б ал л аста Тягач Количество колес Шины Д авлени е воздуха в шинах, МПа Ш ирина уплотняемой полосы, мм Толщина уплотняемого слоя (в рыхлом состоянии), мм Д У -4 4 , _ 35 20 — 25 10 МоАЗ-546П 4 21,00—28 0 ,2 0 ...0 ,4 2 2800 Д о 350 17 6 5 14,00—20 или 1100 X 330 В 0 ,2 0 ...0 ,6 4 2600 М акси м ал ьное давление по площ ади контакта колеса с грун­ том в конце уплотнения G = p ak 1&2 Па, где k\ = коэффициент, учитывающий жесткость покрышки (для легких и средних катков &i = l,5; д ля тя ж ел ы х ^ i = 1,2...1,3); k 2 — коэффициент, учитывающий рисунок протектора: k2= 1,4... 1 , 6 . З а зо р ы меж ду шинами прицепного катка рекомендуются не вы ­ ше 0,486 ( 6 — ширина ко л еса). П роизводительность катков на пневматических шинах опреде­ ляется по формуле п = = T L H (В a) k a м з/с м е н у 1 ( - 7 + '" ) ” где Т — продолжительность смены, ч; L — длина участка уплотне­ ния, м; Н — толщина уплотняемого слоя, м; В — ширина уплотняе­ мой полосы, м; а — перекрытие следа катка, м; k B — коэффициент использования рабочего времени; v — раб оч ая скорость движения катка, м/ч; /п — время, затрачи ваем ое на повороты в конце у к а т ы ­ ваемого участка, ч; п — число проходов катка по одному месту. К улачковы е катки. Они разд ел яю тся на прицепные, полуприцепные и самоходные. П р и ц е п н ы е к у л а ч к о в ы е к а т к и выпускаются трех ти­ пов: легкие ( К К Л ) , средние (К К С ) и т я ж ел ы е (К К Т ). И х п а р а м е т ­ ры приведены в табл. 9.31. Рабочим органом являю тся вальцы, на которых смонтированы с помощью б ан даж ей кулачки. Число кулачков д л я легких и сред­ них катков — 20...25 шт. на 1 м 2 поверхности вальца. К улачковы е катки о б ладаю т значительной производительно­ стью, слой уплотнения мож ет достигать 0,75 м. С целью наиболее 368 полного использования мощности тяга ч а и увеличения производи­ тельности прицепные катки раб о таю т в сцепке, состоящей из двух, трех и более катков. Состоят из рамы, в альца, б ан д а ж ей с к у л ач к а­ ми подшипников, сцепного устройства и скребков (рис. 9.11). П о л у п р и ц е п н ы е к а т к и выпускаю тся на б азе одноосных колесных тягачей, с а м о х о д н ы е — устр аиваю т на б азе двухос­ ных колесных тягачей. / Рис. 9.11. Прицепной кулачковый каток: 1 — ва л е ц ; 2 — р а м а ; 3 — скр ебки; 4 — ящ и к д л я б а л л а с т а ; 5 — приц еп н ое устройство; 6 — упор М инимальный поперечный разм ер опорной поверхности кулачка выбирается из условия: 0,25 Н см, где Я — толщ ина уплотняе­ мого слоя грунта в плотном теле. Д л и н а кулачка L — ( H p + h v) —2,5Ь см, где Я р — оптим альная толщ ина слоя грунта в рыхлом состоянии, см; hv — глубина р азр ы х ­ ления грунта, см (для катков среднего веса 5). Д и а м етр в ал ьц а определяется из соотношения — = 5 , 5 . . . 7,0. L Ш ирина В в = (0,7...0,8)2г0, где г0 — радиус вальца. I■ О п ти м ал ьная толщ ина уплотняемого слоя грунта Яо = 0,65(Д + I-2,5Ь —Яр) см. Т абл. 9.31. Техническая характеристика кулачковых катков ККС П о казател и ккл одноваль­ цовы е двухвальцовые ккт М асса катка, 16 .18 2 5 ...3 0 6 ...9 1 6 ...1 8 с балластом 10 12,5 без балласта 10 5 1500 2800 2000 1500 Ш ирина вальц а, мм 1200 2100 1400 1200 Д иаметр вальца без кулачков, мм Д авлени е на грунт к атка с балла- 3 , 5 . . . 5 ,0 5 , 5 . . . 7 , 0 3 , 5 . . .7 ,0 7 , 0 . . . 9 , 0 гом, МПа 369 Необходимое число проходов п FKm где S B — поверхность в альца, см2; FK — опорная поверхность к у ­ лач ка, см2; т — общ ее число кулачков; k — коэффициент, учиты ­ вающий неравномерность перекрытия поверхности грунта к у л ач ­ ком (1,3). Необходимое тяговое усилие д ля работы кулачковы х катков Т = G Z ( f + i ) Н, где G — сила тяж ести к а т к а с балластом , Н; Z — число катков в сцепке; / — коэффициент сопротивления пер ек аты ­ ванию: / = 0,15...0,25; i — уклон местности. Производительность катка L H ( B — 0 ,2) k a м3/ч, где L — длина укатываемого участка, м; Я — толщ ина уп лотняе­ мого слоя в плотном теле, м; В — ширина в ал ьца, м; &в — коэф ф и ­ циент использования катка по времени: = 0 ,8 ...0,9; 0,2 — величина перекрытия катком следа предыдущего прохода, м; /п —-время, з а ­ трачиваемое на повороты, ч. Решетчатые катки. Появились сравнительно недавно, по конст­ рукции сходны с гладкими или кулачковы ми ка тк ам и и отличаю тся тем, что их вальцы выполнены из решетки. Р еш етка — плетеная, из круглой стали диаметром 35...40 мм. П рутки в местах пересечения сварены. Р еш е тк а мож ет быть выполнена и литой. В этом случае валец собирается из отдельных звеньев. Д и а м ет р вальцов прицеп­ ных реш етчатых катков вы бираю т в п ределах 1500...2300 мм. Вибрационные катки. П редн азн ач аю тся д ля уплотнения несвяз­ ных и м алосвязны х грунтов; устраиваю тся к а к с гладкими в а л ь ц а ­ ми, так и кулачковы е и решетчатые. Н аиб ольш ее распространение получили прицепные и самоходные катки с гладкими м етал л и ч е­ скими вальцам и (рис. 9.12). Эффективность вибрационных катков по глубине уплотнения грунтов в среднем в 5 р аз превы ш ает э ф ­ фективность катков статического действия. Техническая характери сти ка прицепных вибрационных катков приведена в табл. 9.32. О п ти м ал ьная скорость д виж ения в и брокатка определяется по эмпирической формуле, предложенной Г. Н. Поповым: vnp = 0,2 со км/ч, где со — частота колебаний, Гц. Самоходные катки с гладкими вальцам и статического действия бываю т двухосные двухвальцовы е, двухосные трехвальцовые, трех­ осные трехвальцовые. П рименяются для окончательного уплотне­ ния дорож ных оснований и покрытий из различны х строительных материалов. 370 I Тяговый расчет катков. При работе катков возникают следую ­ щ и е сопротивления: а) сопротивление от перемещения катка с учетом уклона мест­ ности W\ = GK(f0± i ) кН, где GK — сила тяж ести катка, кН; /0 — коэффициент сопротивления д вижению ка тка; д ля катков с гладкими ж есткими вальцам и f о= = 0,15...0,20; для кулачковы х f0= 0,25...0,30; д л я катков на п невм а­ тических шинах /о = 0,12...0,15; г — уклон местности; Рис. 9.12. Прицепной вибрационный каток: / — пруж и н ны й дем п ф ер ; 2 — ви бр о вал ец ; 3 — кл и н о р е м е н н а я б ак; 5 — тент; 6 — р а м а ; 7 — опора п ер е д а ч а ; 4 — топливны й б) сопротивление от преодоления сил инерции при трогании к а т ­ ка с места W2 = — й Т абл. 9.32. • — кН, t Техническая характеристика прицепных вибрационных катков М арка П о казател и Д У -14 (Д -4 8 0 ) М асса катка без базовой машины, т Ш ирина вальца, мм Д иаметр вальца, мм Тип вибратора Частота колебаний вибратора, кол/м ин В озмущ аю щ ая си ла, Н А м плитуда колебаний, мм В озм ож ная глубина уп лотн ен ия, мм М ощность дви гателя для привода виб­ рац ион н ой установки, кВт ' С реднее число проходов по одному следу Д У -22А (Д-603А ) 6 3 1800 1400 1600 1200 Ц ентробежный 1600 2000 147 000 78 400 2 ,0 ...2 ,5 3 ,0 6 0 0 ...8 0 0 5 0 0 ...6 0 0 68 55 ,4 6 ...8 4 . . .5 Д У -ЗЗА (Д -631) 12,5 1800 1800 1600 294 000 2 ,5 ...3 ,0 1 0 0 0 ...1 2 0 150 4 . . .5 371 где g — ускорение силы тяжести; v — скорость движ ения, м/с; t — время р азгон а катка, с: / = 4...5. Н айден н ое суммарное сопротивление катка до лж но удовлетво­ рять неравенству m ax 2 №, • где Тд т ах — н аи бол ьш ая допустим ая сила тяги тяга ч а при к р а т ­ ковременной работе. 9.8. Снегоочистители Зи м н ее со д ерж ан ие дорог вклю чает их очистку от снега. Д л я этого использую т снегоочистители, автогрейдеры, бульдозеры. Снегоочистители по принципу действия подраздел яю тся на плуж ны е и роторные. П о конструкции рабочего органа плуж ны е снегоочистители классифицирую тся на одноотвальные и двухот­ вальные, а р о т о р н ы е — на шнекороторные, плужно-роторные, ф ре­ зерны е и фрезерно-роторные. Снегоочистители являю тся навесным оборудованием и монтируются на автомобилях, самоходных т я г а ­ чах или тр ак т о р а х и автогрейдерах. Техническая характери сти ка приведена в табл. 9.33...9.35. П л у ж н ы е с н е г о о ч и с т и т е л и на б азе автомобилей ис­ п ользую тся д л я патрульной очистки дорог во время снегопадов и метелей. И м и можно уд ал ять снег плотностью 200...250 кг/м3. П р е и ­ мущ ества автомобильных плуж ны х снегоочистителей; больш ая мобильность; возможность использования автомобиля по прямому н азначению после д ем о н таж а снегоочистительного оборудования; вы сокая р а б о ч ая скорость, б л а го д а р я чему снег у д ал я е тся на з н а ­ чительное расстояние от отвала. Т ракторны е плуж ны е снегоочисти­ тели, о б ла д а ю щ и е высокой тяговой характеристикой, используют д л я очистки дорог от снега любой плотности. П осле Д емонтажа снегоочистительного оборудования трактор можно использовать на других операциях. Автомобильные плуж ны е снегоочистители во время работы п ре­ одолеваю т следую щие сопротивления: а) сопротивление снега резанию W\ = B h ' K v Н, где В — ш ирина за х в а т а за один проход, м; h' — средняя глубина расчищ аемого снега, м; К р — удельное сопротивление снега р е з а ­ нию, зав и си т от плотности снега и тем пературы (табл. 9.36); б) сопротивление снега перемещению по отвалу W2 = k 0B h ' v 2 Н, где ko — коэффициент пропорциональности, Н • с ^ м ’: &0=5...25; v — раб о ч ая скорость снегоочистителя, м/с; в) сопротивление движению снегоочистителя ск лады в ается из сопротивлений движению автомобиля или тр ак то р а и навесного оборудования — переднего и боковых отвалов: 372 to TfN O O -н wCO CM to О •_н —' ю•— ’ N- о • 1Л СМ ’ 1 ■ о о см ОЗ о з N- СО О со о о о юо О ОЗ ю 03 —<N- СО CO CMNh- N- СО to to CMCM—J о оо о 00 *-н— « lO оз О О оз О О Оз см —<со типа о О Табл. 9.33. Техническая характеристика роторных снегоочистителей с питателем фрезерного % я см ю Н о см о о ЮС-- О N- О смо о г -оо о со о ••смсм о ю •о о О О) о ю 00ю О Tf* СО О тР со оз см о i—■—< Я <У к 05 О св со о о • см • О VQ • СМ — < о о оо • • 00 о ч го н о о о о о о о Tf а са S Tf •ю о го н § - «о д. SJ4 _ о о о •СО СО •ю о • СО и о смо о 0*5 о о оо СО О О оо ю С"»СОСМ СМ00 Я*> — < Я«СОCMЯ< N- О О —<—< СО О О СО N00 о О из. rf О О со < U ю со см ♦ о о см о ю о ю см ю о О •Tf< О со о О • а> N- О о •о а> со CMOft м- ч см Ы о со с о -Г s г о о О 00 00 ^ ООО о о о о о — ' ЮСОО to ОЗ СМ•-< 1 Л 1Л N - СМЮ СМ СО о ю о со to со Ою о О СОО N- «О ~н СО ^ 2 А я . я о" я- - я »я »я » о Е- Я О) »я ю ^ и я ej а) S Я о са О) Ч я ° 3 Н й) со 2 £ S °* о и са н О и Cd X о . « § Й Я я о си Я и Я 03 я « я s i о ню о « и 9о чо «X 5S*оо «со н уЯ о I=t п ш в .5 ы я о н я я я m *2. о Си и а .а . •*> н К К Я Я К О С О Я Л К Ч RЧ Sе .|О оо « * Я Я fcU а* «5. ^ со сун Ч ь < [Q f- CQ ОООо юю о 03 to ю 00 lO ,-s со со я я S я я Д хо а. С Е:н !V 12 |3 1и (У ч ! Н' о , я -2 | ес а Л м я “ * о Е■ —Я SS * , а о.® g-o аг о.Й о >о ч4 аа 3ш С и- 373 Табл. 9.34. Техническая характеристика роторных снегоочистителей с питателями шнекового типа М ар к а П о к а за т ел и Д -4 5 0 Базовое шасси МАЗ-502 Количество двигателей Мощность двигателей, кВт: дл я привода ходовой части для привода рабочего органа Ш ирина захвата, мм Высота убираемого слоя, мм Рабочая скорость, к м /ч Транспортная скорость, км /ч Д альность отбрасывания, м Ротор: диа1м етр, мм частота вращ ения, об/мин Шнеки: количество диаметр, мм частота вращ ения, об/мин П роизводительность, т /ч Габаритные размеры, мм: длина ширина высота Масса машины, кг 2 99 220 2760 1700 0 ,7 7 ... 12,0 Д о 50 25 | Д -470 ЗИ Л157КЕ 1 | Д -7 0 7 С ЗИЛ-131 1 | Д -902 Д -909 У рал375Е 2 К-700А 129 308 184 110 2550 2800 2500 1500 1300 1200 0 ,3 ...0 ,5 0 ,5 ...5 ,9 2 0 ,4 5 ...0 ,6 1 158 3240 1500 0,31 Д о 40 24 Д о 41 24 Д о 4 2 ,5 31 Д о 33 17 1220 338 975 425 978 421 1200 403 1220 271 3 450 352 1200 2 450 318 625 2 450 354 900 2 550 302 1375 ' 8750 2800 2950 13 600 8000 2570 2530 8820 8400 2550 2670 10 800 10 000 2810 2920 15 500 2 550 294 800 8470 3240 3580 14 500 W 3= [Ga (U + i) + Gn (fn + i ) ] g H, где Gа — масса автомобиля, кг; Gn — м асса плужного обор удова­ ния, кг; / а — коэффициент сопротивления движению автомобиля: /а = 0,05; fn — коэффициент сопротивления скольжению отвала: /п=0,15...0,25; i — максимальный продольный уклон дороги. Техническая производительность плуж ного снегоочистителя определяется произведением площ ади сечения удаляем ого сн еж но­ го покрова на рабочую скорость снегоочистителя: [ J = 3 6 0 0 B h ' v м 3/ч. Р о т о р н ы е с н е г о о ч и с т и т е л и , ка к правило, имеют два рабочих органа, один срезает снежный покров и перем ещ ает его к средней части машины, а второй з а х в аты в ает снег и отб расы вает в сторону. Только у фрезерных снегоочистителей совмещены опе­ рации по вырезанию и отбрасы ванию снега в одном рабочем органе. Роторны е снегоочистители отличаются большим разнообразием принципиальных схем рабочих органов с приводом от д в и г а ­ теля машины и от отдельного двигателя. Снегоочистители с приво­ дом рабочего орган а от д ви гателя машины — малой производитель­ ности — применяются преимущественно на патрульной очистке от снега автомобильных дорог, а от отдельного д ви гател я —■в мощных снегоочистителях, способных раб отать в плотном снеге и при б оль­ шой толщине снежного покрова. 374 I Табл. 9.35. Техническая характеристика плужных снегоочистителей Д -229А | Д -6 6 6 Д вухотвал ьн ы е п луги | Д -667 С О --О 4 О О дноотвальны е п лу ги П о к а за т ел и Д Э -214С Д -389 К-700 T-I00M ДТ-54 3500 3540 3500 5000 7300 1200 600 сле­ ж авш е­ гося 1200 све жевыпавшего 5 Базовое шасси З И Л -164 З И Л -130 З И Л -131 Ширина захвата, мм: без бокового кры ­ 2450 2600 2600 ла или крыльев 3700 с боковым кры ­ 4080 4225 лом или к ры лья­ ми Н аибольш ая высота 300 300 300 очищаемого снега, мм 600 До 5 Рабочая скорость, Д о 10 Д о 35 Д о 40 45 к м /ч Д о 7 ,9 Д о 3 2 ,6 11 Транспортная ско­ Д о 50 60 60 рость, к м /ч --Д альность отбрасы­ 8 ...1 0 8...10 -вания, м П роизводительД о 90 000 Д о ЮООСОДо 105 ОООД о 50 000 Д о 35 000 Д о 17 000 ность, м3/ч Высота отвала, мм: 1000 1120 1467 левой или перед­ 600 450 450 ней части 1370 1950 1850 правой или зад ­ 1450 1200 1450 ней части Г абаритные разм е­ ры, мм: 5500 6325 10 000 10 100 длина 8900 9350 3500 4569 3500 2950 ширина без кры­ 3060 3170 ла или крыльев 7300 5000 4400 ширина с крылом 4270 —~ или крыльями 2350 3580 3075 2250 2700 2555 высота 7276 15 380 13 850 4860 5490 7810 М асса машины, кг Т абл. 9.36. У дельное сопротивление с н е га резанию К оэф ф ициент сопротивления резанию £р, Па П л о тн о сть снега, к г /м 3 100 200 300 400 450 500 550 рыхлый то же средней плотности то ж е очень плотный то же » п р и тем п ер атуре от + 2 д о —2° п ри те м п е р а т у р е от —2 до —27° _ _. 1600 3200 8000 13 000 20 000 23 000 700 1900 9500 14 000 21 000 25 000 375 Рабочим органом шнеко-роторных снегоочистителей являю тся д ва или три шнека, которые производят резани е снега и перем ещ е­ ние его в поперечном направлении к центру, где он п одхваты вается лопастями ротора и через улитку отбрасы вается на сторону. Шнеки могут быть двухзаходны ми или трехзаходными. Общий вид фрезер-, но-роторного снегоочистителя Д -904С показан на рис. 9.13. Р ис 9.13. Снегоочиститель Д-904С: 1 — рабочи й о рган ; 2 — м ех ан и зм п одвески р аб о ч его о р га н а; 3 — к а б и н а ; 4 — ги дроси ­ стем а; 5 — р а зд а т о ч н а я ко р о б ка с хо до у м ен ьш и тел ем ; 6 — к ап о т силовой у стан овки ; 7 — д в и га т е л ь п ривода р аб о ч его о р ган а; 8 — к а р д а н н ы й ва л ; £ — систем а уп р ав л ен и я В процессе работы роторного снегоочистителя возникаю т сле­ дующие за т р а т ы мощности: а) мощность, зат р а ч и в аем ая на преодоление сопротивления пе­ ремещению автомобиля или трактора, на которых смонтирован снегоочиститель, N ^ W i V u Вт, где W\ — сопротивление перемещению автомобиля или трактора, Н: Wi = (G a + G o ) (fo + i)g', Gа — м асса автомобиля (тр а к т о р а), кг; С 0 — масса снегоочистительного оборудования, кг; /0 — коэф ф и ­ циент сопротивления движению; i — м аксимальны й уклон дороги; g — ускорение силы тяжести, м/с2 : ^ = 9,81; v M— р абочая скорость снегоочистителя, м/с; б) мощность, р асходуем ая на вырезание снега, др __ К (D 2“ d) Ашгаш5 щ 2- 60 где k 0 — коэффициент сопротивления снега резанию, П а; D — д и а ­ метр ш нека, м; d — диаметр в а л а ш нека, м; L m —■длина шнека, м; пт — число оборотов шнека, об/мин; S m — ш аг шнека, м; 376 в) мощность, затр а ч и в аем ая на перемещение снега, ПщРщ tg («О ~Ь е0) дг tg “ o где П ш — м ассовая производительность шнека, кг/с; ао — угол подъема винтовой линии; ео — угол трения снега о металл. П р о и з­ водительность шнека п = _яР 25.ш»ш^шР_ / 3 ш 4-60 где фш — коэффициент наполнения шнека снегом; р — плотность, снега, кг/м 3; г) мощность, расходуем ая на отбрасы вание массы снега, M RW (\+k\)n N i = -------------------------g Вт, 2-60 ® 60Я р где М — масса отбрасываемого снега: М — — — , кг; П р — произво-дительность ротора, принимается равной производительности снего' очистителя: Я р = Я сн = B h v Mр кг/с. г-\ Заменив со = т получим У 4 = 0,9M R 2n 3 (1 + k\) 10- 3 Вт; д) мощность, зат р а ч и в а е м а я на преодоление сопротивления трения снега о стенки кож уха ротора, N 5= f M R 2n 3\Q-2 Вт. Таким. О браЗО М , МОЩНОСТЬ N 06m = N i + N 2 + N z + N i + N s . Г лава 10. ВО П РО СЫ ЭКОНОМИКИ СУХОПУТНОГО ТРАНСПОРТА ЛЕСА « 10.1. Основы управления и организационные формы строительства лесовозных дорог Общ егосударственным органом по вопросам проектирования и строительства является союзно-республиканский Государственный комитет С С С Р по д ел ам строительства (Госстрой С С С Р ). Руководство дорож ны м строительством осущ ествляю т Минтрансстрой С С С Р и республиканские министерства (рис. 10.1). В системе М инлеспрома С С С Р имеются специализированные строительные организации (рис. 1 0 .2 ), которые строят лесовозные дороги. 10.2. Капитальные вложения в строительство лесовозных дорог и их эффективность Капитальными вло жен иями н азы ваю т зат р а ты на создание но­ вых производственных и непроизводственных основных фондов, а т а к ж е на расш ирение и реконструкцию действующих. Постановлением Ц К К П С С и Совета Министров С С С Р № 389 от 28 м ая 1969 г. установлено, что основной формой государствен­ ного планирования капитального строительства является п ятилет­ ний план, р азр а б а ты в ае м ы й и у т в ер ж д аем ы й по к а ж д о м у мини­ стерству и ведомству С С С Р и союзной республике с разбивкой по годам. Н а основе пятилетних планов капи таловлож ен и й Госплан С С С Р совместно с министерствами и ведомствами С С С Р и совета­ ми министров союзных республик р а зр а б а т ы в а ю т и у тв ер ж д аю т пятилетние планы подрядных строительно-монтажных работ. Эти планы доводятся соответствующим министерствам С С С Р и союз­ ных республик до к аж д о й стройки, строительно-монтажной о рган и ­ зации и являю тся д л я них рабочими планами. Объем ы строительства лесовозных дорог за 1970— 1975 гг. по Минлеспрому С С С Р приведены на рис. 10.3, а д ин ам ика з а т р а т д е­ нежных средств на дорож н ое строительство по источникам ф и нан ­ сирования — на рис. 10.4. Эффективность использования капитальны х вложений, вы д ел я е­ мых д ля строительства лесовозных дорог, зависит от рац и онал ьн о­ сти плановых решений, эффективности проектно-конструкторских р азр а б о то к и результатов непосредственной деятельности д о р о ж ­ но-строительных организаций. Д л я оценки экономичности проект378 Рис. 10.1. Структура управления строительством союзного значения автомобильных дорог общ е­ М инистерство лесной и дерево обрабатывающей промышленности СССР Строительно-мон­ тажные управления Строительны е у ч а с тк и Управление механизации вправление санитарно- Комбинат подсобных м он т а жн ы х предприятий строительства работ Дорожно-строительные отряды Предприятия Рис. 10.2. Принципиальная схема дорож но-строительных организаций Минлеспрома СССР 1 МЛН. руя. О /970 197/ /972 /973 1977 /975 Рис. 10.3. График объемов по­ строенных лесовозных дорог: / — всего; 2 — кру гл о го до во го дейст­ ви я; 3 — а вто м о би л ьн ы х ; 4— с гр а в и й ­ ным покры тием ; 5 — узк о ко л ей ны х ; 6 — с ж е л е зо б ето н н ы м покры тием 380 О в,5 \д Ju ^7,9 3/3 — - ‘З 7 ■ и I I /970 /971 1972 /976 1977 1975 Рис. 10.4. График динамики за ­ тр ат денежных средств на дорож ное строительство по источникам , финансирования: 1 — всего; 2 — з а счет сред ств по се­ бестоим ости; 3 — по ц ен тр ал и зо в ан н ы м к ап и тал ь н ы м вл о ж ен и я м ; 4 — по н е­ ц ен тр ал и зо в ан н ы м вл о ж ен и ям Табл. 10.1. Технико-экономические показатели строительства лесовозны х автомобильных дорог, тыс. руб. М агистрали Ветки Н аименование дорог Х о зя й ­ с твен ­ ные дороги при ш ирине земляного полотна, м 1 10 8 5,5 5,0 6,5 2 3 4 5 6 — — — — — — — — _ _ _ _ _ _ _ _ — — — — — — — — _ _ _ _ _ _ _ _ — — — — — — — _ — — — _ — — — 18,7 13,5 10,8 12,3 Д ороги с покрытием из щ ебеночных, гравий­ ных материалов, обработанных вяжущим (с черным покрытием): а) стоимость 1 км дороги в равнинной и слабохолмистой местностях с заболоченно­ стью до 20% , в благоприятны х гидрогеологи­ ческих условиях (песчаные и супесчаные грун ­ ты) при профильном объеме земляных работ на 1 км дороги 10 300 м3 (I категория мест­ ности) и средней дальности возки гравийного м атериала и песка, км: 3 ...5 4 7 ,6 6 ...1 0 5 0 ,6 11...15 5 4 ,6 16...20 5 8 ,0 б) стоимость 1 км дороги в пересеченной местности вне зависимости от рода грунтов и в равнинной и слабохолмистой местностях при пылеватых и суглинистых грунтах с за ­ болоченностью до 20% (II категория местно­ сти) при профильном объеме земляных работ на 1 км дороги 14 100 м3 и средней дальности возки гравийного материала и песка, км: 3 ...5 5 3 ,5 6...10 5 6 ,5 11...15 6 0 ,4 16...20 6 3 ,9 в) стоимость 1 км дороги в равнинной и слабохолмистой м естностях с заболоченностью свыше 20% (III категория местности) при про­ ф ильном объеме земляных работ на 1 км до­ роги 15 300 м3 и средней дальности возки гра­ вийного материала и песка, км: 3 ...5 57,1 6 ...10 60,1 11...15 6 3 ,9 16...20 6 7 ,5 Гравийные дороги: а) стоимость 1 км дороги в равнинной и слабохолмистой местностях с заболоченностью до 20% , в благоприятны х гидрогеологических условиях (песчаные и супесчаные грунты) при профильном объеме земляны х работ на 1 км Дороги (I категория местности) соответственно категориям 10 300; 8000; 5600 ; 3400; 4400 м3 и средней дальности возки гравийного мате­ р и ала, км: 3 ...5 25,1 Продолжение 1 1 2 26,1 6...10 27,3 11...15 28,4 16...20 б) стоимость 1 км дороги в пересеченной местности вне зависимости от рода грунтов и в равнинной и слабохолмистой местностях при пылеватых и суглинистых грунтах с забо­ лоченностью до 20% (II категория местности) при профильном объеме земляных работ на I км дороги соответственно категориям 14 100; II 300; 8100; 5400 ; 8100 м3 и средней дальн о­ сти возки гравийного материала, км; 31,5 3...5 32,5 6...10 3 3 ,7 11...15 34,8 16...20 в) стоимость 1 км дороги в равнинной и слабохолмистой местностях с заболоченно­ стью свыше 20% (III категория местности) при профильном объеме земляных работ на 1 км дороги соответственно категориям 15 300; 12 200; 9000; 6000; 9000 м3 и средней дальн о­ сти возки гравийного материала, км: 35,1 3...5 36,0 6...10 3 7 ,3 11...15 38,4 16...20 К олейны е дороги из сборного ж елезобетона; а) стоимость 1 км дороги в равнинной и слабохолмистой местностях с заболочен­ ностью до 20% , в благоприятны х гидрогеоло­ гических условиях (песчаные, супесчаные грун­ ты) при профильном объеме земляных работ на 1 км дороги соответственно категориям 10 300; 8000 ; 5600 ; 3400 м3 (I категория местности) и средней дальности возки гравийного ма­ териала и цеска, км; 3 ...5 38 ,3 6 . . . 10 39,0 11... 15 4 0 ,0 16...20 40 ,8 б) стоимость 1 км дороги в пересеченной местности вне зависимости от рода грунтов и в равнинной и слабохолмистой местностях при пылеватых и суглинистых грунтах с за­ болоченностью до 20% (II категория местно­ сти) при профильном объеме земляных работ на 1 км дороги соответственно категориям 14 100; 11 300; 8100; 5400 м3 и средней д ал ь ­ ности возки гравийного материала и песка, км: 3...5 4 2 ,5 6...10 46,2 11...15 47,3 16...20 48,4 382 1 3 1 4 1 5 | 6 19,4 20,3 21,1 14,0 14,7 15,3 11,3 11,9 12,5 12,8 1 3 ,5 , 14,1 24,1 2 4 ,8 2 5 ,7 26,5 18,3 18,8 19,4 20,1 14,8 15,3 15,9 16,5 16,7 17,2 17,9 18,5 27,2 37 ,8 2 8 ,7 2 9 ,6 20,4 2 1 ,0 21,6 22,2 16,4 16,9 17,5 18,1 18,8 19,4 20,02 0 ,7 3 4 ,8 35,5 36,3 37,0 31,6 33,6 33 ,8 34,0 2 4 ,5 2 4 ,5 2 4 ,5 2 4 ,5 41,7 4 2 ,5 4 3 ,5 44,4 38,9 40,2 41,2 42,3 3 3 ,0 3 3 ,7 3 4 ,6 3 5 ,3 — — — — Продолжение I_______________________________ [ 2 | з в) стоимость 1 км дороги в равнинной и слабохолмистой м естностях с заболочен­ ностью свыше 20% (III категория местности) при профильном объеме земляны х работ на 1 км дороги соответственно категориям 15 300; 12 200; 9000; 6000 м3 и средней дальности возки гравийного материала и песка, км: 4 9 ,4 4 4 ,8 3....5 50,3 4 5 ,6 6.. .10 11.. .15 51,5 46 ,6 52,5 4 7 ,5 16.,..20 Дороги с покрытием из грунта, обработан­ ного вяжущими материалами: А. Органическими вяжущ ими (жидким до­ рожным битумом): а) стоимость 1 км дороги в равнинной и слабохолмистой местностях с заболочен­ ностью до 20% , в благоприятны х гидрогеоло­ гических условиях (песчаные и супесчаные грунты) при профильном объеме зем ляны х р а­ бот на 1 км дороги, м3 (I категория мест­ ности): 10 300 3 7 ,5 — 8000 — 3 0 ,6 5600 — — 3400 — 4400 — — б) стоимость 1 км дороги в пересеченной местности вне зависимости от рода грунтов и в равнинной и слабохолмистой местностях при пылеватых и суглинистых грунтах с з а ­ болоченностью до 20% (II категория мест­ ности) при профильном объеме земляны х р а ­ бот на 1 км дороги, м3: 14 100 4 6 ,6 — 11 300 — 3 8 ,3 8100 — — 5400 — — 8100 _ _ _ в) стоимость 1 км дороги в равнинной и слабохолмистой м естностях с заболочен­ ностью свыше 20% (III категория местности) при профильном объеме работ на 1 км доро­ ги, м3: 15 300 50,2 _ 12 200 — 4 1 ,3 9000 — — 6000 — — 9000 _ — Б. Неорганическими вяжущ ими (цементом). Расход м атериала на устройство 1 км покры­ тия при толщ ине по оси дороги 20 см: а) стоимость 1 км дороги в равнинной и слабохолмистой местностях с заболочен­ ностью до 20% , в благоприятны х гидрогеоло­ гических условиях (песчаные и супесчаные | 4 | 5 | 6 41,1 42,4 43,4 4 4 ,5 34,7 35,3 36,2 35,9 — — 2 1 ,3 — — — — — 18,2 — _ _ _ _ 22,4 — — — — 28,1 — — 2 3 ,9 _ _ _ _ _ _ 28,6 _ — 3 0 ,3 — — _ _ _ _ 30,8 _ — — 2 5 ,5 _ 383 Окончание 1 | 2 грунты) при профильном объеме земляных р а­ бот на 1 км дороги (I категория местности), м3: 10 300 3 0 ,5 8000 — 5600 — 3400 — 4400 — б) стоимость 1 км дороги в пересеченной местности независимо от рода грунтов и в рав­ нинной и слабохолмистой местностях при пы­ леваты х и суглинисты х грунтах с заболочен­ ностью до 20% (II категория местности) при профильном объеме земляных работ, м3: 141 000 38,4 11 300 — 8100 — 5400 — 8100 — Грунтогравийные дороги III категори и , вет­ ки и хозяйственны е дороги (улучшенные до­ бавками гравийного м атериала): а) стоимость 1 км дороги в равнинной и слабохолм истой местностях с заболочен­ ностью до 20% , в благоприятны х гидрогеоло­ гических условиях (песчаные и супесчаные грунты) при профильном объеме земляны х р а ­ бот на 1 км дороги (I категория местности) соответственно категориям 5600; 3400; 4400 м3 и средней дальности возки гравийного мате­ ри ала, км: 3 10 — li ; " 2 0 — б) стоимость 1 км дороги в пересеченной местности независимо от рода грунтов и в рав­ нинной и слабохолмистой местностях при пы­ леватых и суглинистых грунтах с заболочен­ ностью до 20% (II категория местности) при профильном объеме земляны х работ на 1 км дороги соответственно категориям 8100; 5400; 8100 м3 и средней дальности подвозки гравий­ ного м атериала, км: 3...10 11...20 в) стоимость 1 км дороги в равнинной и слабохолмистой местностях с заболочен­ ностью свыше 20% (III категория местности) при профильном объеме земляных работ на 1 км дороги соответственно категориям 9000; 6000; 9000 м3 и средней дальности подвозки гравийного материала, км: 3 ...1 0 — 11...20 — | з | 4 5 ( 6 — 2 4 ,9 — — — — — 17,6 — — — — — 14,5 — — — . — — 17,7 — 31,6 — — — — — 2 3 ,2 — — — — — 19,5 — — — — — 2 3 ,0 — — Ю ,7 11,0 8 ,4 , 8 ,7 9 ,5 10,0 - 15,5 15,8 12,4 12,7 14,0 14,2 — — 17,7 18,0 14,0 14,3 15,6 16,4 П р и м е ч а н и я : 1. П оказатели стоимости 1 км дороги отн осятся к у с л о ­ виям строительства в грунтах II...III групп. 384 2. В показатели стоимости 1 км дороги вводятся следующие поправки: а) при наличии грунтов IV ...V групп к показателям стоимости 1 км дороги на каждые 1000 м3 грунта этих групп для всех градаций рельеф а местности добав­ ляется 0,31 тыс. руб.; б) при увеличении или уменьшении указанного в табли­ це расхода материалов д л я гравийных, грунтогравийных, гравийны х, обработан­ ных битумом, и колейных дорог из ж елезобетонны х плит вводится поправка на величину 0,3...0,93 тыс. руб. на каж ды е 1С0 м3 грунта. Т абл. 10.2. Технико-экономические показатели стоимости строительства магистрали (без станционных путей и зданий) лесовозных железных дорог колеи 750 мм Значение п оказател ей , ты с. р у б ., при гр у зооборотах, ты с. м* более 600 (дороги I катего­ рии) Н аименование п о к азат е л е й 2 0 1 ...6 0 0 (д о р о ги II катего р и и ) до 200 (дороги III к а т е ­ гории) ш ирина зем лян ого полотна, м 4,3 3,5 3,9 пр и л оком оти вах с н агрузкой на ось, т 6 ...7 Стоимость 1 км дороги в равнинной и слабохолмистой местностях с заболоченно­ стью до 20% , в благоприятны х гидрогеологи­ ческих условиях (песчаные грунты ) при про­ фильном объеме земляных работ на 1 км до­ роги (I категори я местности), м3: 4700 4300 4300 3900 Стоимость 1 км дороги в пересеченной мест­ ности независимо от рода грунтов и в рав­ нинной и слабохолмистой местностях при пылеватых и суглинистых грунтах с заболо­ ченностью до 20% (II категория местности) при профильном объеме земляных работ на 1 км дороги , м3: 7700 7200 7200 6600 Стоимость 1 км дороги в равнинной и с л а ­ бохолмистой местностях с заболоченностью свыше 20% (III категори я местности) при профильном объеме земляных работ на 1 км дороги, м3: 8500 8000 8000 7400 4 ,5 36,8 — — - — 3 4 ,3 — — — — 33,8 - — — — 26,9 4 5 ,5 — — - — 4 2 ,8 — — — — 4 2 ,4 — — — — 31,4 5 0 ,0 — — — — 4 7 ,3 — — — — 4 6 ,8 — — — — 33,3 П р и м е ч а н и е . Стоимость станционны х путей, отнесенная на 1 км дороги, 4 , 9 . . . 5 , 3 тыс. руб. 13 З а к . 2241 385 ных решений производится сопоставление основных технико-эконо­ мических показателей проекта с нормативами, отраж аю щ и м и современный уровень дорожного строительства. Н орм ативн ы е тех­ нико-экономические показатели д л я проектирования лесозаготови­ тельных предприятий, р азр аботан н ы е Гипролестрансом (ТЭП-70), со д ер ж ат д анны е о р а зм е р а х стоимости строительства лесовозных дорог (табл. 1 0 . 1 , 10 .2 ). Экономическую эффективность рассчитываю т согласно утвер­ жденной Госпланом С С С Р , Госстроем С С С Р и АН С С С Р 8 сентяб­ ря 1969 г. «Типовой методике определения экономической э ф ф е к ­ тивности капитальны х вложений». В соответствии с этой методи­ кой оценка эффективности капитальны х вложений производится путем сравнения единовременных и текущих затрат, в ы р а ж а ю щ и х ­ ся коэффициентом эффективности или сроком окупаемости капи­ тальны х вложений, которые определяю тся по следую щим зави си ­ мостям: К где Э сущ — эксплуатационны е расходы при условии о тк а за от строительства дороги (эталонные у с л о в и я ); Эпр—’Эксплуатацион­ ные расходы при условии строительства и реконструкции дороги. Эсущ и 3 Пр определяю т исходя из одинакового грузооборота на р а с ­ четный год эксплуатации дороги. К п оказателям , характери зую щ и м экономическую эф ф ек т и в ­ ность капитальны х вложений новой техники, относятся: приве­ денные затраты ; годовой экономический эффект, коэффициент сравнительной экономической эффективности; срок окупаемости; производительность труда и др. Р азл и ч аю т абсолютную (общую) и сравнительную (относительную) экономические эффективности. А б с о л ю т н а я (общая) э к о н о м и ч е с к а я - э ффе к т ив­ н о с т ь капитальны х вложений по народному хозяйству в целом и его отраслям (промышленности, сельскому хозяйству, тран сп ор­ ту, строительству) определяется к а к отношение прироста годового объема национального дохода (чистой продукции) к вызвавш им его капитальны м вложениям: ДД . а _ ДЛ н .х к ’ от к где А Д — прирост годового объема национального дохода; К — к а ­ питальные влож ен ия в сферу материального производства; А П —прирост прибыли отрасли. В технических проектах на строительст­ во лесовозных дорог д л я определения абсолютной экономической эффективности капи тальн ы х вложений используют п оказатель рентабельности, который определяется отношением разности м е ж ­ ду годовой продукцией предприятия в оптовых ценах и ее полной себестоимостью ко всем капитальны м вложениям: тп-с п-р 386 — к W ТП — годовая продукция в оптовых ценах (п р ед п р и я ти я ); С — пол­ н ая себестоимость годовой продукции; К — об щ ая сумела к а п и тал ь ­ ных вложений (сметная стоимость строительства). Р асч ет с р а в н и т е л ь н о й э к о н о м и ч е с к о й э ф ф е к т и в ­ н о с т и капи тальн ы х вл о ж ен ий производят путем сравнения в а ­ риантов. Н а первом этап е ср а вн и ва ю т в арианты по п оказателю сравнительной эффективности, т. е. отношению экономии т р ан с­ портных, и зд е р ж ек (эксплуатационны х расходов), полученных при условии принятия более дорогостоящ его в арианта, к дополнитель­ ным капитальны м в лож ен иям по этому вари ан ту по формуле р 1 ср - 3i То ~ K t - K i ' где Г о — срок окупаемости дополнительны х капитальны х в л о ж е ­ ний; Э\, Э 2 — соответственно еж егодные эксплуатационны е расхо,ды по в ари ан там ; К 2 , К\ — соответственно капитальны е вложения по вариантам . Определение годового экономического э ф ф екта основывается на сопоставлении приведенных з а т р а т по базовому и новому в ар и ан ­ там. Приведенны е за тр а ты пред ставл яю т собой сумму себестоимо­ сти и нормативной прибыли 3 = С + £ Н£ , где С — себестоимость единицы продукции; £ н — нормативный коэффициент эффективности кап и тал ьн ы х вложений: £ н = 0 , 1 2 ; К — удельные капитальны е в л ож ен и я в производственные фонды. М етодика требует в качестве базового вар и ан та принимать но­ вейшие достижения в данной области и только при реконструкции дорог в особых случаях — существующий вариант. П ри сравнении нескольких вариантов рекомендуется сопостав­ лять сум марные приведенные капитальны е влож ения и д о р о ж н о ­ эксплуатационны е расходы по к а ж д о м у вари ан ту по формулам: 3 i = Ci + E BKi или 3i = Ki + TH.0Ci, где Ki — кап и тал ь н ы е в л о ж ен и я по к а ж д о м у варианту; Гн.0 — нор­ мативный срок окупаемости; С * — себестоимость продукции за год. При оценке экономической эффективности и сравнении в ар и ан ­ тов проектных решений в связи с разновременностью реализации капитальных влож ений и ежегодны х текущих за т р а т в период эксплуатации д л я сопоставимости ценностных показателей учиты ­ вают влияни е ф ак тора времени. Это осущ ествляют путем приведе­ ния к одному моменту времени единовременных и текущих затрат, используя д ля этой цели коэффициент приведения a t или к о эф ф и ­ циент отдаленности г0: « , = <■ + £)<; г. = 7 j - L f , гДе Е — норматив приведения: £ = 0,1; t — год производства р ас­ ходов. 387 Если сравниваем ы е дороги имеют различную п р одол ж и тел ь­ ность строительства, то суммарные приведенные капитальны е вло­ ж ен и я (к последнему году строительства) определяю тся по з а в и ­ симости Кпр = Ki (1 + Е) с + /С2 (1 + Е )с -(- . . . + Kt -i(l С + £) + /С L , где Ki, К2, . . ., — капитальные вложения соответствующего года строительства; Е — норматив приведения разновременных за­ трат: £' = 0 , 1 ; t c — период строительства. Пример. По первому варианту: срок строительства — 4 года; сметная стои­ м о сть— 8 млн. руб.; ежегодно используется — 2 млн. руб. К апитальны е в ло ­ ж ения, приведенные к четвертому году строительства, К пр = 2,0(1 + 0 , 1)3 + + 2,0(1 + 0 ,1)2 + 2,0(1 + 0 , 1 ) + 2 , 0 = 8,30 млн. руб. По второму варианту: строительство начинается на год позже и о су щ ест­ вляется за 3 года; сметная стоимость — 8 млн. руб. (по годам 1,0; 2,0; 5,0). К апитальны е вложения, приведенные к последнему году строительства, /Спр = = 1,0(1 + 0 ,1)2 + 2,0(1 + 0 ,1 ) + 5,0 = 8,21 млн. руб. Более эффективным я в л я ет­ ся второй вариант. Д ан ны й пример свидетельствует о целесообразности сокращ ения сроков строительства дорог и концентрации капитальных вложений в период, непосредственно предшествующий вводу дороги в э к с­ плуатацию. П ри подсчете суммарных приведенных за т р а т стоимость рекон­ струкции, капи тальн ы х и средних ремонтов дорог учиты вается с коэффициентами отдаленности. 10.3. Сметная документация и порядок ее разработки Смета пред ставл яет собой расчет за т р а т на строительство и определяет величину необходимых денежных, трудовых и м а т е­ риальны х расходов. Сметную документацию составляю т в процес­ се проектирования и утв ер ж д аю т к а к одну из составных частей проекта. Смета к техническому (техно-рабочему) проекту дороги является основным и неизменным документом на весь период строительства, на основании которого производятся: планирование капитальных вложений; финансирование строительства; расчеты за выполненные работы м еж д у подрядной строительной организацией, осущ ествляющей строительство объекта, и заказчиком. С метная документация одновременно сл у ж и т основанием для определения технико-экономических п оказателей проектов и оцен­ ки их эффективности, при расчетах экономической эффективности строительства и реконструкции дороги, яв л яется базой д л я п лан и ­ рования объемов строительно-монтажных работ и заключения п одрядных договоров. Смета определяет предельный разм ер з а т р а т и позволяет контролировать правильность расходования средств в процессе строительства, служ ит в аж н ы м документом технико-экономическо­ го ан ал и за деятельности строительной организации. 388 В состав сметных материалов к техническому проекту входят: сводная смета на промышленное и ж ил ищ но-гр аж д ан ск ое строи­ тельство (по новостройке в целом) с пояснительной запиской; сме­ ты и сметно-финансовые расчеты на все виды строительных работ зданий и сооружений, предусмотренных проектом; сметно-финансо­ вые расчеты на приобретение и м он таж всех видов оборудования; сметы на сооружение энергетических и осветительных сетей; см ет­ но-финансовые расчеты на временные зд ан ия и сооружения, на прочие работы и затраты , на авторский надзор, на выполнение н а ­ учно-исследовательских работ, связанны х с намеченным строитель­ ством, на содерж ание дирекции строящегося предприятия, тех­ надзора зак азч и к а, непредвиденные затраты ; смета на проектно­ изыскательские работы; сметно-финансовый расчет на приобретение инструмента, приспособлений и т. д.; расчет возвратных сумм. Проектирование крупных и слож ны х объектов дорожного строи­ тельства осуществляется, ка к правило, на б азе технико-экономиче­ ских обоснований (ТЭО) или основных проектных решений ( О П Р ) , р а зр а б а ты в ае м ы х проектной организацией по укрупненным п о к а ­ зател ям д л я определения ориентировочной стоимости всего строи­ тельства и эффективности капитальных вложений. Р а з р а б о т к а сметной документации начинается со сбора исход­ ных данных, о траж аю щ и х местные условия: ситуационный план района располож ения строительной площ адки, где представлено расположение карьеров и заводов местных материалов, подсобных предприятий и базисных складов строительства, бли ж айш их ж е ­ лезнодорож ны х станций, пристаней, автомобильных дорог и р а с ­ стояния до строительной площ адки; сп р авка о местах получения местных строительных материалов, сборного железобетона и т. д.; справка зак азч и к а (дирекции строительства) об источниках по­ ступления основных строительных материалов; акт измерения р а с ­ стояний перевозок автомобилями с указан ием технического состоя­ ния автомобильных дорог; сп р авка о способах получения воды, электроэнергии, п ар а и т. д. Основанием д ля составления смет являю тся единичные расцен ­ ки на отдельные виды работ и конструктивные элементы, состав­ л яем ы е на основании действующих СНиПов. Состав сметной документации и степень ее детали зац и и опреде­ ляю тся стадиям и проектирования. Н а стадии технического (техно-рабочего) проекта д ля опреде­ ления сметной стоимости строительства составляется сводная смета с учетом за т р а т на непредвиденные расходы — при д вух ­ стадийном строительстве 1 0 % сметной стоимости строительства, при одностадийном — 5% . Д ан н ы й резерв расходуется с р а зр е ш е­ ния дирекции строящ ейся дороги. С метная документация на второй стадии — стадии рабочих чер­ т е ж е й — уточняет сметную стоимость строительства исходя из конкретных условий его осуществления. Д л я определения стоимости строительства проектируемого со­ оружения составляю т следующую сметную документацию: кальку389 Табл. 10.3. П еречень сборников ЕРЕР Наименование сборни ков Е Р Е Р О я Г л ава IV части С Н иП , по которым составлены расценки Xк 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 390 Земляны е работы Гидромеханизированны е земляны е работы Земляны е сооруж ения и работы в водохозяйственном строительстве Горно-вскрышные работы Буровзрывные работы И скусственное водопонижение и осушение * Свайные работы Работы по реконструкции промыш ленных зданий и сооружений Кессоны и опускны е колодцы О зеленение. Защ итные лесонасаж дения Ж елезобетонны е и бетонные конструкции сборные Ж елезобетонны е и бетонные конструкции монолитные К аменны е конструкции М еталлические конструкции Д еревян н ы е конструкции П олы . К ровли. Мусоропроводы О тделочные работы К онструкции из асбоцемента и пластм асс Т еплоизоляционны е работы А нтикоррозийная защ ита строительных конструкций К онструкции из местных м атериалов д л я сельского строительства Промыш ленные печи и трубы В нутренние трубопроводы. В одопровод и к а н а л и за ­ ция — внутренние устройства. Отопление В енти ляц и я и кондиционирование воздуха Г азоснабж ен и е — внутренние устройства Водоснабж ение и к ан ал и зац и я — наружные сети Скважины Т еп л о сн аб ж ен и е— наружные сети, золош лакопроводы М агистральны е и промысловые трубопроводы Ж елезн ы е дороги Трамвайные пути Автомобильные дороги Аэродромы Мосты и трубы Линии электропередач Сооружения связи , радиовещ ания и телевидения Гидротехнические сооруж ения (зем ляны е, каменны е, деревянны е конструкции, берегоукрепительны е и гидро­ и золяционны е работы) Гидротехнические сооруж ения (бетонные, ж елезобе­ тонны е и металлические конструкции) Тоннели Горнопроходческие работы П одводно-строительные (водолазны е) работы Временные здания и сооруж ения IV -10 IV-10 IV -10 IV-10 IV -13 IV-14, IV-6 IV -17 IV-60 IV -18 IV -15 IV -19 IV-20 IV-21 IV-22 1V-23 IV-25 IV-27 IV-24 IV-28 IV-27-1 IV-59 IV-29 IV-30; IV-32 IV-33 IV-34 IV-38; IV-39 IV -41; IV-37 IV-43 IV-44 IV-45 IV-47 IV-46 IV -48 IV-49 IV -11; IV-55; IV-58 IV-52; IV-31; IV-40 IV-42 IV-53; IV -57; IV-54 IV-51 IV-59 IV-56; IV -62 IV-63 1 ляцию транспортных расходов; калькуляци ю стоимости м а т ер и а­ лов и изделий; единичные расценки на отдельные виды работ; к а ­ талог единичных расценок; сметы на отдельные объекты; на оборудование и его монтаж ; сводную смету; сводку затрат. Сметную документацию р а зр а б а т ы в а ю т в следующем порядке: I э т а п — определение сметной стоимости единицы строитель­ ных материалов, изделий и конструкций . франко-строительный объект. При строительстве автомобильных лесовозных дорог стоимость материалов, конструкций и изделий составляет около 60% общей сметной стоимости. Сметная стоимость единицы м атери алов ск лады вает ся из сле­ дующих элементов: отпускной цены; наценки снабженческо-сбы то­ вых организаций; за т р а т на тар у и реквизит; заготовительно-склад­ ских и транспортных расходов. II э т а п — составление единичных расценок на все виды строи­ тельных раб о т и привязка их к местным условиям строительства. Перечень сборников Е Р Е Р см. в табл. 10.3. III э т а п — р а зр а б о т к а частных смет на отдельные виды работ и конструктивные элементы. Ч астны е сметы технического проекта составляю тся на основе ведомостей объемов работ и укрупненных показателей сметной стоимости на принятый измеритель. IV э т а п — составление сводной сметы и сводки за т р а т на осно­ ве частных смет по видам работ (табл. 10.4, 10.5). С водная смета служ и т основанием д ля ф инансирования строительства. Она у с т а ­ н авливает сметную стоимость строительства и представляет собой сводку всех затрат, которые определены частными сметами по от­ дельным видам работ. В сводной смете д ается распределение за т р а т по структуре к а ­ питаловложений. П риводятся показатели стоимости по каж д о м у конструктивному элементу и объекту строительства, исчисленные на единицу измерения (1 км дороги, 1 пог. м моста). С водная смета делится на главы, г л ав а — на статьи, которые соответствуют частным сметам. С водная смета на строительство авомобильной лесовозной д о ­ роги вклю чает следующие главы: Г лава 1. Освоение трассы и подготовительные работы. Г лав а 2. Зем ляное полотно. Г лава 3. Д орож ная одеж да. Г лава 4. Искусственные сооружения. Глава 5. С вязь и электроснабж ение. Г лава 6. Здания и сооружения дорожной службы. Г лава 7. О бстановка и принадлеж ности дороги. Г л ав а 8. Подъезды (ветки, усы). Г лава 9. Временные здания и сооруж ения. Г лава 10. П рочие работы и затраты . Г лав а И . С одерж ание дирекции строящ ейся дороги. Глава 12. П роектно-изы скательские работы. •В конце сводной сметы предусматривается сумма, которая р е ­ зервируется на непредвиденные работы. К сводной смете прилагаю т 391 Табл. 10.4. Сводная смета М инистерство, ведомство Сводная смета на строительство автомобильной дороги от п. А до п. Б П ервая очередь, участок 0-10 км С водная смета в с у м м е _______ тыс. руб. В том числе возвратны х су м м тыс. руб. У тверж дена: (ссылка на докум ент об утверж дении) 197 Г. С оставлена в ц ен ах 1969 'г. 2 3 5 6 S о Общая сметная ci мость, ты с. р у б . затрат прочих работ 4 о б о р у д о в ан и я , приспособлений и п р о и зв о д с т в е н ­ ного и н в е н т а р я Н аим енования гл а в , о б ъ е к т о в , р а б о т и за т р а т монтажных Н омер см ет строительны х работ С м етная стоимость, тыс. р у б . 7 Г лава I. П одготовка территории строительства Расчет № 1 Расчет №2 Оформление земельного участка: а) отвод земельного участка: б) восстановление трассы и р а з­ бивка основных осей сооруж ения — — — 0,44 0,44 - 0 ,4 0 ,4 0,84 0,84 — 0,1 И т о г о по п. 1 Смета № 1 Смета №2 Освоение территории строи тель­ ства: а) рубка, корчевка леса и кус­ тарника б) перенос линий связи И т о г о по п. 2 Расчет № 3 Расчет №4 392 Возмещение расходов и ком­ пенсации: а) возмещ ение расходов на освоение новых земель взамен отводимых д л я строительства б) приведение временно зан им а­ емых земель в состояние, пригод­ ное д л я зем лепользования (ре­ культивация) 0 ,1 - 1,8 - 1, 9 - — 1.8 — - ■ — 1,9 2, 4 2, 4 1 ,0 - 1,0 И т о г о по п. 3 1, 0 — - 2, 4 3,4 И т о г о по гл. I 2, 9 — — 3,24 6,14 Продолжение 1 | 2 | з i 4 | 5 | 1 7 в Г лава II. Зем ляное полотно Смета №3 Возведение зем ляного полотна 125,0 с водоотводами и укрепительными работами И т о г о по гл. II 125,0 — —■ — 125,0 — — — 125,0 Глава III. Искусственные сооруж ения Смета №4 Трубы и лотки: а) ж елезобетон ная кр у гл ая труба отверстием 1,5 м на пк 0 + 0 0 И т о г о по гл. III 3,1 -— — — 3,1 3,1 — — — 3,1 Г лава IV. Д орож ная одежда Смета №5 Д орож ная трассы одежда основной 165,5 — — — 165,5 165,5 — — — 165,5 И т о г о по гл. IV Глава V. У стройство связи Линии связи дорожные — — И т о г о по гл. V — — Г лава VI. Здания и сооруж ения дорожной и автотранспортной служб Смета №8 А втопавильоны на пк 0 + 00 1,1 — — * 1,1 И т о г о по гл. VI 1,1 — — — 1Д — 1,5 Г лава VII. О бстановка и принадлеж ности дороги Смета Д орож ны е знаки 1,5 — О граж дения 0 ,5 — И т о г о по гл. VII 2, 0 — №7 Смета №8 0 ,5 — — 2, 0 Г лава V III. П одъезды к городам, ж елезнодорож ны м станциям П одъезд — — И т о г о по гл. VIII — — И т о г о по гл. I _VIII 299,6 — — 3 ,2 4 302,84 393 Окончание 1 1 2 1 3 1 4 5 1 1 6 11 7 Г лава IX. Временные здания и сооруж ения СНиП IV-7 Временные здания и сооружен ия, учитываемые нормами СНиП И т о г о по гл. IX И т о г о по гл. I . . . I X 2 ,4 — — — 2 ,4 2, 4 — — — 2, 4 302,0 — — 3,24 305,24 Глава X. Прочие работы и затраты Д ополнительны е затраты при О бъект­ производстве работ в зимнее ные время сметы И т о г о по гл. X 6 ,0 — — --- 6 ,0 6, 0 — — — 6, 0 Г лава XI. С одерж ание дирекции строящ ейся дороги С одерж ание дирекции — — — 3,1 3,1 И т о г о по гл. XI ■— — — 3, 1 3, 1 4 ,5 4 ,5 4 ,5 4 ,5 Г лава XII. П роектны е и изы скательские работы П роектно-изы скательские ты И т о г о по гл. X II И т о г о по гл. I . . . X I I рабо- — Стоимость 1 км дороги — — — — 308,0 — — Н акладны е расходы П лановы е накопления Резер в на непредвиденные работы И т о г о по смете — 10,84 318,84 46,23 19,13 4 ,7 388,9 38,89 П р и м е ч а н и я : 1. С водная смета составлена по сокращ енной номенкла­ туре объектов и затрат. 2. Сводная смета долж на иметь подписи руководителя проектного инсти­ тута, главного инж енера проекта и начальника сметного отдела, а такж е под­ писи п редставителя заказчика и подрядной строительной организации, согла­ совываю щ их смету. пояснительную записку, которая д о л ж н а со д ерж ать сведения о при­ нятых способах определения сметной стоимости сооруж ения в це­ лом и отдельных видов работ, о территориальном районе, т а р и ф ­ ном поясе, р а зм е р а х н акл ад н ы х расходов, являю щ иеся основанием для определения особых условий осуществления строительства. 394 Табл. 10.5. Сводка затрат М инистерство, ведомство Сводка затрат по строительству автомобильной дороги от п. А до п. Б Сводка затрат в су м м е ________________ тыс. руб. В том числе возвратны х с у м м ________________ тыс. руб. У тверж дена: (ссы лка на докум ент об у твер ж д ен и и ) «___ » ___________________ 197 г. С оставлена в ц енах 1969 г. С троительство о б ъ ектов п р о и з­ водственного н азначения Н аименование Сметная стоимость, тыс. руб. Т ехнико-экономические п о казатели : стоимость одного километра дороги, руб. 388,9 тыс. 3 8,89 И того 388,9 38,89 С о ставл ен а____________________________________________________________________ _ (наименование проектн ой орган изац ии ) «____» .................................. 197 г. П р и м е ч а н и е . Сводку затрат подписывают руководство проектной о р га­ низации, главный инж енер проекта и начальник сметного отдела. 10.4. Производительность труда, кадры и заработная плата в дорожно-строительных организациях лесной промышленности П ок азате ле м производительности труда в строительстве я в л я ­ ется вы работка, оп ред еляем ая количеством продукции определен­ ного качества, произведенной за некоторый период времени (час, смену, месяц, год) одним работаю щ им или рабочим. П роизводи­ тельность труда мож ет быть определена по формуле где V — объем произведенной продукции; Т — отработанное время. т Обратное отношение у определяет количество рабочего времени, затраченного на единицу продукции, т. е. трудоемкость. П ринципиальная схема повышения производительности труда в строительстве приведена на рис. 10.5. К основным ф акторам , улучш аю щ им организацию труда, отно­ сятся: применение научной организации труда (Н О Т) на рабочих местах; внедрение передового опыта организации труда; обеспече­ ние высокой производительности и трудовой дисциплины, у стр а н е­ 395 ние потерь рабочего времени; внедрение технически обоснован­ ных норм выработки и норм времени; применение рациональной системы оплаты труда. Современное дорожно-строительное производство требует от р а ­ бочих высокой производственной квалификации. Несоответствие меж ду технической вооруженностью труда и подготовкой кадров приводит к снижению производительности труда, недоиспользоваЭнономш общественного труба________ Знономия живого труба Фондовооруженность Улучшение.услобий трибаисовершенст­ трудаииспользобавованиетехнологии ниерабочегобремени 3? 11 ill! I ■ № if fi ll ll f t 1|| 11^ ^ -SS 1 Р Sti III 1 55 Внедрение достижении Собершенстбование рост культурно н а уки - НОТ, производства ~ т ехничесного и управления уробня надроб и т ехники рациональное исполь­ — зование природных ф акт оров Puc. 10.5. Схема повышения общественного труда в строительстве нию производственных мощностей, снижению качества работ. Под к в а л и ф и к а ц и е й понимается уровень' профессиональных знаний и специальных производственных навыков, необходимых д ля выпол­ нения работы определенной сложности, точности и ответственнос­ ти. По мере ликвидации ручного труда ведущей профессией в д о ­ рожном строительстве становится машинист широкого профиля. О днако следует отметить, что к в ал и ф и кац и я рабочих все еще н ах о­ дится не на достаточно высоком уровне. Поэтому повышение к в а ­ лиф икации и подготовка кадров имеет первостепенное значение. Труд рабочих, заняты х на строительстве и ремонтно-строитель­ ных работах, независимо от ведомственной принадлеж ности о п л а ­ чивается по единой системе. В С С С Р применяется тар и ф н ая система оплаты труда, пред­ с та вл я ю щ ая собой совокупность нормативов, с помощью которых осущ ествляется дифф еренцирование и регулирование заработной платы рабочих. Т ар и ф н ая система вклю чает: тари ф н ы е ставки, тариф ны е сетки, у тв ерж д аем ы е правительством, и тари ф н о -кв ал и ­ 396 фикационный справочник, утв ерж д аем ы й Государственным коми­ тетом С С С Р по труду и социальным вопросам и В Ц С П С . Тарифная с т а в к а — основная нормативная величина, опред ел яю щ ая разм ер оплаты труда всех категорий рабочих. Д л я оплаты труда рабочих, зан яты х на строительстве и ремонтно-строи­ тельных работах в лесной отрасли, установлены следующие т а р и ф ­ ные ставки при 7-часовом рабочем дне: тарифные разряды часовые тарифные ставки, коп. I 4 3 ,8 II 4 9 ,3 III 5 5 ,5 IV 6 2 ,5 V 7 0 ,2 VI 7 9 ,0 Р абочим, зан яты м на тяж ел ы х р аб отах и на работах с вредны ­ ми условиями труда, тариф ны е ставки повышаются на 8 %, а з а ­ нятым на р аботах с особо тяж ел ы м и и особо вредными условиями труда — на 17%. Т а р и ф н а я с е т к а — совокупность тарифных разрядов, х а ­ рактеризую щ их степень! сложности, трудности и ответственности работ, а т а к ж е соответствующих к а ж д о м у р азр я д у тариф ны х ко­ эффициентов. В табл. 10.6 приведена 6 -разр яд н ая тари ф н ая сетка, Табл. 10.6. Тариф ная сетка Р а зр я д ы П о к а за т ел и III Тарифные коэффициенты Абсолютный прирост к предыдущему разряду О тносительный прирост к предыдущему разряду, % 1 ,0 — — I IV V , VI 1,125 1,267 1,427 1,603 1,804 0 ,1 2 5 0,142 0,160 0,176 0,201 12,5 12,6 12,6 12,3 12,5 установленная д ля рабочих предприятий лесной промышленности. Тарифный коэффициент показы вает, во сколько раз тари ф н ая ста в ­ ка соответствующего р а зр я д а превы ш ает тарифную ставку I р а з ­ ряд а, и определяется по формуле к - Ti 1J где Ti — тар и ф н ая ставка данного р а з р я д а ; Tj — т ар и ф н ая ставка I р азр я д а . В отличие от тариф ны х ставок тариф ны е сетки не учитывают условий труда, но позволяю т учитывать его качество. С л ед овател ь­ но, можно определить средний р а з р я д работ и рабочих ка к по номеру р азр я д а , так и по тарифным коэффициентам. Д л я установления показателей, характери зую щ и х деятельность отдельных участков, бригад, подразделений дорожного строитель­ ства, используют средние тариф ны е коэффициенты, р а з р я д и ставку. Средний тарифный коэффициент определяется ка к средневзве­ шенная арифметическая величина по следующей формуле: U Pi^i 397 где Pi — тарифный коэффициент, соответствующего р а зр я д а ; Я* — численность рабочих по к а ж д ом у разряду. Средний тарифный р а зр я д рабочих (работ) можно определить по следующим ф ормулам : р с = р м + *<= ~ или Р с = Р6 Кл ~ Ко К6- К с К б- К м где Р м — тарифный разр яд, соответствующий меньшему из двух см ежны х тарифных коэффициентов тарифной сетки, между кото­ рыми находится известный средний тарифный коэффициент; Pq — тарифный разряд, соответствующий большему из двух смежных тарифных коэффициентов тарифной сетки, меж ду которыми находится известный средний тарифный коэффициент; Кс — сре д ­ ний тарифный коэффициент рабочих (ра б от); Км — меньший из двух смежных тариф ны х коэффициентов тарифной сетки, между которыми находится известный средний тарифный коэффициент; Кб — больший из двух см ежны х тарифных коэффициентов т а р и ф ­ ной сетки, меж ду которыми находится известный тарифный к о э ф ­ фициент. П ри помощи тарифной сетки облегчается возможность выявить несоответствие меж ду квалиф икацией работы и рабочего, что име­ ет большое значение при планировании численности рабочих, про­ ведении перетарификации и подготовки и переподготовки к в а л и ­ фицированных кадров. В н астоящ ее время на предприятиях лесной промышленности для тариф икации работ и присвоения квалификационны х р азрядов рабочим применяется «Единый тарифно-квалификационны й сп р а ­ вочник работ и профессий рабочих народного хозяйства С ССР», утвержденный постановлением Государственного комитета Совета Министров С С С Р по вопросам труда и заработной платы и В Ц С П С от 19 сентября 1968 г. № 300/27. Он является основой-правильной оп латы труда рабочих по выполняемой работе и пред ставл яет со­ бой сборник производственных характери сти к всех основных видов работ данного производства и основных требований, п р е д ъ я в л я е ­ мых рабочим определенной квалификации. Труд рабочих и сл у ж ащ и х оплачивается п о в р е м е н н о или с д е л ь н о . Д л я усиления материальной заинтересованности р а ­ бочих и сл уж ащ и х в выполнении и перевыполнении производствен­ ных планов, повышении эффективности и рентабельности произ­ водства, в росте производительности труда, улучшении качества продукции и экономии ресурсов могут вводиться п о в р е м е н н о ­ премиальные и с д е л ь н о-п р е м и а л ь н ы е системы оплаты труда, а т а к ж е сдельные с выплатой премий за выполнение аккордного зад ан и я в срок и досрочно. В районах с тяж ел ы м и погодно-климатическими условиями введены районные коэффициенты к заработной плате. Д л я р а б о т ­ ников лесозаготовительных, лесосплавных, лесоперевалочных пред­ приятий, химлесхозов и лесхозов в зависимости от их терр и тор и ал ь­ ного располож ения утверж дены следую щие районные коэффициен­ ты к заработной плате. 398 А лтайский край 1,15 А м урская область, районы: Д ж ел тул акски й , Зейский и Селемджинский 1,30 остальны е районы 1,20 А рхангельская область, районы: Ненецкий национальный округ 1,50 М езенский и Л еш уконский l ’30 остальные районы 1 20 Б аш ки рская АССР l ’l5 Б у р ятск ая АССР, районы: С еверо-Байкальский и БоуНтовский 1,30 остальные районы i ’20 В ологодская область l ’l5 И р ку тск ая область, районы: территории местностей, приравненных к районам Крайнего Севера 1,40 , остальные районы 1 20 К а за х с к а я СССР: В осточно-К азахстанская область 1,20 К ар ел ьская АССР, районы Л оухский 130 Беломорский, К адевальский, Кемский, Пудожский, М едвежьегорский, 1,20 Сегежский остальны е районы 1,15 К ем еровская область l ’l 5 К ам чатская область, районы: Командорские острова и К орякский национальный округ 2,00 остальные районы 1,80 Коми АССР, районы: г. В оркута с территорией, подчиненной горсовету, и часть И нтинского 1,50 района, располож енная к северу от П олярного круга Усть-Ц илемский, Ухтинский, Троицко-Печерский, И жемский, Печор- 1,30 ский и Удорский остальные районы 1,20 К расноярский край, районы: г. Н орильск 1,80 Таймырский национальный округ, северные части Эвенкийского нацио- 1,60 нального округа и Туруханского района (севернее рек Н иж няя Тунгус­ к а и Турухан), а такж е населенные пункты Ю хта и Ногинск Эвенкий­ ского национального округа г. И гарка с территорией, подчиненной горсовету, Северо-Енисейский, 1,30 Удерейский, Богучинский, Кежемский, Енисейский, южные части Эвен­ кийского национального округа и Туруханского района (южнее рек Н иж няя Т унгуска и Т урухан), за исключением населенных пунктов Юхты и Ногинска, г. Енисейск с территорией, подчиненной горсовету остальные районы 1,20 К у р ган ск ая область 1,15 К ировская о бласть, районы: К айский, Н агорски й , Омутнинский, Белохолуницкий, Зуевский, Сло- 1,15 бодской, К ирово-Чепецкий, К отельничевский, Д аровский, В ерхнекам ­ ский, М урашинский, П одосиновский, Л альский, Ш абалинский и Х а л ­ туринский К остромская область, районы: Буйский, Галичский, Солигаличский, Ч ухломский, С удиславский, Н ей- 1,15 ский, М антуровский, К ологривский, М ежевский, Ш арьинский, П оназыревский, Вохомский, П ушугский, П авинский и П арфеньевский М агадан ская область, районы: Ч укотски й национальный округ 2,00 остальны е районы 1,70 М урм анская область 1,40 Н овосибирская область 1,15 399 О м ская область 1,15 О ренбургская область, районы: Адамовский, Д омбаровский, К варкенский, Новоорский, Новопокров- 1,15 ск и й , Х алиловский, К уванды кский и города: Медногорск, Новотроицк и Орск с терри тори ям и ,' подчиненными их горсоветам П риморский край 1,20 П ерм ская область, районы: Чердынский, Ныробский, Красновиш ерский и г, С оликам ск с террито­ рией, подчиненной горсовету, районы Коми-Пермяцкого национального округа: Косинский, Кочевский и Гайнский 1,20 остальны е районы 1,15 Т адж икская ССР: Горно-Бадахш анская автономная область 1,20 С ахалин ская область, районы: К урильские острова 2 ,0 0 Рыбновский и Восточно-Сахалинский районы и город Оха стерритори- 1,80 ей, подчиненной горсовету остальны е районы 1,60 С вердловская область, районы: Горинский, Таборинский, города: Ивдель, С еверо-У ральск, К раснотурьинск, Карпинск с территориями, 1,20 подчиненными горсоветам остальны е районы 1,15 Том ская область, районы: Н а территории, расположенной севернее 60°северной широты 1,70 А лександровский, Ч апинский, П ервомайский, Верхнекетский, К арга- 1,30 сокский, П арабельский и г. К олпаш ево с территорией, подчиненной горсовету, за исключением территории, расположенной севернее 60° се­ верной широты остальны е районы 1,20 Т ю м енская область, районы: Н а территории, расположенной севернее 60° северной широты, и Кон- 1,70 динский лесопромышленный комбинат Ханты-М ансийский национальный округ, за исклю чением территории, 1,30 расположенной севернее 60° северной широты и Кондинского лесопро­ мышленного комбината остальны е районы ■ 1,15 У д м уртская АССР 1,15 Тувинская АССР, районы: все районы, за исключением г. К ы зы ла 1,30 г. Кызыл 1,20 Х абаровский край, районы: О хотский 1,60 А яно-М айский, Н иж неамурский, им. П олины Осипенко, Тахтинский, 1,40 Т угуро-Чумиканский, У льчский, Верхнебуреинский (севернее 51° се в е р ­ ной широты), г. С оветская Г аван ь с территорией, подчиненной горсо­ вету, г. Н иколаевск-на-А м уре остальны е районы 1,20 Ч итинская область, районы: К аларский, Тунгиро-Олекминский и Тунгокоченский 1,30 остальны е районы 1,20 Ч елябин ская область 1,15 Я кутская АССР, районы: территория предприятий и строек алмазодобывающей промышленности 2 ,0 0 н а месторож дениях «Айхал» и «Удачная» г. Мирный с территорией, подчиненной М ирненскому горсовету и Л ен- 1,70 ский район севернее 61° северной широты Абыйский, А ллаиховский, А набарский, Булунский, Верхневилюйский, 1,60 400 Верхнеколымский, Верхоянский, Вилюйский, Жиганский, Кобянский, Момский, Н иж неколымский, Нюрбинский, Оймяконский, О лен екский , Саккы рырский, Среднеколымский, С унтарский, Томпонский остальны е районы 1,40 Острова Северного Ледовитого океана и его морей (за исклю чением 2 ,0 0 о. Д иксон и островов Белого моря) Районный коэффициент применяется по месту фактической по­ стоянной работы независимо от местонахождения предприятия, организации, учреждения, в ш тате которого состоит работник. Р а й ­ онные коэффициенты начисляю тся не на тарифные ставки или д олж ностны е оклады , а на заработную плату работников, в к л ю ­ чая другие виды зар а б о тк а (например, премии, предусмотренные системой оплаты тр у д а ). Это позволяет наряду с едиными н о рм а­ ми выработки установить на одни и те ж е работы одинаковые р а с ­ ценки д ля оплаты труда рабочих независимо от местонахождения предприятия. П ри сдельной оплате труда районный коэффициент п рим ен я­ ется ко всему сдельному зарабо тк у работника, полученной премии, оп лате за сверхурочную работу и другим видам получаемой з а р а ­ ботной платы. Р ай онн ы е коэффициенты начисляю тся на заработок до 300 руб. в месяц. При зар а б о тк е свыше 300 руб. коэффициент начисляется только на часть его, соответствующую 300 руб. 10.5. Себестоимость производства дорожно-строительных работ С метная стоимость лесовозных дорог включает все общ ествен­ но необходимые зат р а ты на ее Постройку. Себестоимость работ я в ­ ляется частью общественно необходимых издержек, вклю чая з а ­ траты, произведенные строительной организацией: прямы е з а т р а ­ ты и н акл ад н ы е расходы, плановы е накопления не включаются. В состав п р я м ы х з а т р а т входят: стоимость материалов; основная зар а б о тн ая плата рабочих; расходы по эксплуатации м а ­ шин и др. Н а к л а д н ы е р а с х о д ы включают следую щие з а ­ траты: административно-хозяйственные расходы; расходы по о б ­ служ иванию рабочих; расходы по организации и производству работ. Эффективность работы дорожно-строительных организаций определяется уровнем себестоимости строительно-монтажных р а ­ бот по отношению к их сметной стоимости. Р азн и ц а меж ду сметной стоимостью строительно-монтажных р а ­ бот и их себестоимостью состоит из плановых накоплений и экон о­ мии от снижения себестоимости строительных работ в соответствии с директивными задан и ям и . С вязь м еж д у ними может быть в ы р а ж е ­ на следующей зависимостью: С — Ссм— { Н+Э ) + К , где Ссм — см ет­ н ая стоимость; Я — накопления, предусмотренные в сметах, до 6 % от суммы прямых за т р а т и н акл ад н ы х расходов; Э — экономия от снижения себестоимости, достигнутая в результате осуществления строительных работ с меньшей суммой затрат по сравнению с пре­ 401 дусмотренной на эти дели сметой; К — компенсации сверх сметной стоимости, вы плачиваемы е подрядной дорожно-строительной о р г а ­ низации. Структура и соотношение сметной стоимости и себестоимости строительно-монтажны х работ представлены на рис. 10 .6 . V , ПланоВые нанолления Нанладные расходы Нанладные расходы Прямые затраты по смете Прямые затраты » 1 Сметная стоимость 1 Намленсация J I j Себестоимость ' Рис. 10.6. С труктура и соотношение сметной стоимости и себе­ стоимости 10.6. Организация финансирования строительства и хозяйственный расчет в дорожно-строительных организациях лесной промышленности Строительство автомобильных лесовозных дорог (магистралей и веток со сроком эксплуатации более трех лет) ведется а соответ­ ствии с планом разви тия лесной отрасли. И сточниками финансиро­ вания являю тся: ц ентрализованны е капитальны е влож ен ия из го­ сударственного б ю дж ета (для крупных объектов); фонд развития производства предприятия и кредиты банка. Временные лесовозные дороги строятся за счет эксп л уатац и он ­ ных средств, и расходы на их постройку относят на себестоимость лесопродукции. В н астоящ ее время финансирование дорожного строительства на действующих лесозаготовительных, лесосплавных, лесоперевалоч­ ных предприятиях и в химлесхозах осущ ествляется за счет отчис­ лений от себестоимости продукции лесоэксплуатации. Стоимость введенных в эксплуатацию дорог, построенных за счет отчислений от себестоимости, не вклю чается в состав основных фондов и не учиты вается при исчислении рентабельности и фондоотдачи, а т а к ­ ж е не производится п лата за фонды и амортизационны е отчисления от их стоимости. Финансирование строительства осущ ествляется только в том случае, если объекты обеспечены проектами и сметами. Это преду­ смотрено «П р а ви л ам и финансирования строительства», утв ерж д ен ­ 402 ными постановлением Совета Министров С С С Р от 8 октября 1965 г. № 746. С тройбанк откры вает стройке счет по финансированию вновь начинаемых или переходящ их строительных объектов! при п ред­ ставлении: титульного списка капитальны х работ; плана к а п и т а л ь ­ ного строительства; утвержденной свободной сметы, составленной проектной организацией, разр а б а ты в аю щ ей технический проект дороги; п лан а финансирования капиталовлож ений; справки о н а ­ личии утвержденной проектно-сметной документации; у тв ер ж д ен ­ ного годового п лана капитальны х работ. Б ан к осущ ествляет контроль за использованием средств по н а ­ значению, проверяет достоверность предусмотренных документов. П ределом финансирования является сметная стоимость строи­ тельства. Если в процессе строительства появляется необходимость в дополнительных затратах, пересматриваю т сводную смету. З а ­ казчи к в установленном порядке обеспечивает переутверж дение сметы, правильность которой проверяется документально у ч р е ж ­ дениями С тройбанка С ССР. Х о з р а с ч е т — это метод социалистического хозяйствования, посредством которого предприятия возм ещ аю т свои затраты д охо­ д ами от реали заци и производственной продукции по плановым ц е­ нам и обеспечивают получение прибыли в результате своей х о зяй ­ ственной деятельности. З а счет отчислений от получаемых прибылей хозрасчетная о р г а ­ низация имеет фонды экономического стимулирования. Средства этих фондов нап р авл яю тся на премирование работников, у л у чш е­ ние культурно-бытовых условий работаю щ их, строительство жилы х домов, культурных и детских учреждений, приобретение путевок в дома отдыха и санатории и др. Кроме того, часть полученной при­ были предприятия напр'авляют на пополнение норматива соответст­ венных оборотных средств, расширение и реконструкцию произ­ водства: приобретение новой техники, что в свою очередь способст­ вует непрерывному росту производительности общественного труда. Хозрасчет позволяет осущ ествлять постоянный денежный конт­ роль над деятельностью организации в целом и ее отдельных звень­ ев. П олож ительны е результаты хозрасчетной деятельности участ­ ков стимулируются определенной системой премий (за ввод о б ъ ек ­ тов в срок и досрочно, за выполнение квартал ьн ы х планов и т. д .). В аж н ы м фактором повышения эффективности и качества строи­ тельства лесовозных дорог станет д альн ей ш ее внедрение бригадного подряда, начинателем которого является ком плексная бригада Б о ­ гучанского СУ-38 треста «Красноярсклесстрой», в о згл ав ля ем а я Ю. П. Плотниковым. С 1972 г. бригада рабо тает по этому методу. В системе объединения «Союзлесстрой» бригадой построено около 140 км лесовозных дорог только с хорошим и отличным качеством. В 1972 г. в объединении «Союзлесстрой» были организованы 62 хозрасчетные бригады, в 197 3— 167, в 1974 — 260, в 1975 — 324, в 1976 — 392 бригады численностью более 5 тыс. человек. В 1976 го­ 403 ду такими бригадами был освоен объем строительно-монтажны х р а ­ бот на сумму 38246,4 тыс. руб., что составляет 129,4% к плану. На дорожном строительстве р аб о тал а 101 хозрасчетная бригада, кото­ рая ввела 628 км лесовозных дорог и 14 мостов с высоким качест­ вом работ, выполнив объем строительно-монтажных р абот на сум ­ му 15830, 5 тыс. руб., прибы ль составила 743,5 тыс. руб. В 1977 г. коллективы строителей лесовозных дорог объединения «Союзлесстрой» при 100% -ном подряде на дорожном строительст­ ве ввели в эксплуатацию досрочно и с высоким качеством 1450 км лесовозных дорог. П р а в и л ьн ая организация труда и прогрессивные формы оплаты, м акси м ал ьн ая механизация, с л аж ен н а я работа членов бригад, в ы ­ сокая дисциплина, строгий контроль способствуют повышению про­ изводительности труда и выполнению работ на дорожном строи­ тельстве с отличным качеством. 10.7. Сравнение вариантов при проектировании сухопутного транспорта леса При сравнении вариантов освоения лесосырьевой базы р а зл и ч ­ ными видами транспорта капи тальн ы е влож ения оп ределяю т с уче­ том освоения всей сырьевой базы, причем необходимо учитывать, что строительство лесовозных дорог производится несколькими оче­ редями. Р асстоян ие вывозки условно принимаю т равным средне­ му расстоянию, которое определяю т к а к частное от деления су м ­ марной грузовой работы на ликвидный зап ас древесины. Л учш ий в ар и ан т освоения лесосырьевой базы определяется н аи ­ меньшей суммой приведенных затрат, которую можно определить по ф ормуле проф. Б. А. И л ьин а (при ежегодных капитальных в л о ­ ж ениях за пределами первой о ч е р е д и ): или Сср + £ н + (К — K i) у о ] = min, где ССр — себестоимость вывозки леса в год (средняя по б а зе ), руб., Е н — нормативный коэффициент сравнительной эффективности; К — полный разм ер капитальны х за т р а т на транспортное освоение всей базы, руб.; К\ — капитальны е влож ения в первую очередь строительства, руб.; п — срок эксплуатации сырьевой базы, год; t — период времени с момента окончания строительства первой оче­ реди до н ач ал а строительства второй; у 0 — коэффициент учета о т­ даленности капитальны х вложений в последующие очереди строи­ тельства (кроме первой). 404 * 10.8. С ебестоим ость вывозки древесины Себестоимость вывозки древесины по автомобильным лесовоз­ ным дорогам вклю чает следующие статьи затрат: 1) основную и дополнительную зарп лату шоферов; 2) отчисления на социальное страхование (4,7% от ст. 1); ЗД затраты по эксплуатации лесовозны х автомобилей; 4 )’ затраты по содержанию лесовозных дорог; 5) прочие производственные расходы. З а т р а т ы по ст. 1 определяю тся на основании действующей в л ес­ ной промышленности системы оплаты труда. Н о рм а выработки з а ­ висит от нормообразующих факторов и устанавли вается расчетом г, _ [ Т с и - ( Т П _3 + tal 0) \ Q V m + 1ус( ус + ltB + 1 где Гсм — продолжительность рабочей смены, мин; Гп. . 3 — время на подготовительно-заключительную работу на смену, мин; /0 — в р е­ мя пробега 1 км в обоих направлениях, мин; /0 — расстояние нуле­ вого пробега в км (расстояние пробега автомобиля от его стоянки или г а р а ж а до лесовозной дороги и о б р атн о ); Q — нагрузка на рейс, м3; /м — расстояние вывозки по магистрали, км; /м — время пробега одного километра по м агистрали в обоих направлениях, мин; /ус — расстояние вывозки по усу, км; /ус — время пробега одного километра по усу в обоих направлениях, мин; / — с у м м ар ­ ное расстояние движ ения в порожнем направлении по магистрали и усу, к м ; / в — время на ож и д ан ие встречного поезда на 1 км про­ бега в порожнем направлении, мин; t — время пребывания на ск л а д а х на рейс, мин. Себестоимость сод ерж ан ия лесовозных автомобилей слагается из следующих видов затрат: 1) основной и дополнительной зарплаты вспомогательных рабочих; 1а) основной зарп латы И ТР, служащ их (завгараж ом , диспетчеры); 2) отчислений на социальное страхование (4,7% от ст. 1 и 1а); 3) стоимости топлива; 4) материалов и износа; 5) амортизации; 6) текущ его ремонта; 7) прочих затр ат. Ст. 1 содерж ит затр а т ы по содерж анию авто п арка (техобслу­ ж и ван ие машин; зап равщ и ки и др.). З а р п л а т а определяется на основании тариф ны х ставок с учетом доплат, которые к тарифному фонду зар п л ат ы составляю т 15%, дополнительная за р п л а т а — 12%. Стоимость топлива определяется по действующим в лесной про­ мышленности нормативам. Д л я автопоездов, работу которых учи­ ты ваю т в тонно-километрах, норма расхода топлива сл агается из нормы на 100 км пробега без учета транспортной работы (табл. 10.7 и 10 .8 ) и нормы на произведенную транспортную работу из расчета 405 Табл. 10.7. Нормы расхода топлива для автопоездов Н ормы расхода топлива на 100 км пробега, л Л есовозн ы е автопоезда ЗИЛ-157 с роспуском ТМЗ-802 ЗИЛ-131 с роспуском ТМЗ-802 МАЗ-509 с роспуском TM3-803 КрАЗ-255 с роспуском TM3-803 Т абл. 10.8. 46 52 43 56 Нормы расхода эксплуатационных материалов и смазочных масел для автомобилей (100 л топлива) Н ормы расход а Наименование м атер и ал а М оторные м асла для автомобилей, л: с карбю раторными двигателям и с дизельными двигателям и Трансмиссионные м асла д л я автомобилей, л: с одной ведущ ей осью с нескольким и ведущими осями Консистентные смазки, к г 3,5 5 0,8 1,5 0,6 2,5 л на к а ж д ы е 100 т • км д ля автомобилей с карбю раторны м и д в и ­ гателями и 1,5 л на к а ж д ы е 100 т • км д ля автомобилей с д и зел ьн ы ­ ми двигателями. З а т р а т ы по ст. 4 вклю чаю т стоимость износа малоценных п ред­ метов, обтирочных материалов, восстановления и. ремонта автом о­ бильных шин. Н орм ативы з а т р а т на восстановление и ремонт а в ­ томобильных шин приведены в табл. 1 0 .9 . Т абл. 10.9. Нормативы затрат на восстановление и ремонт автомобильных шин Н ормы расхода на М арка автомобиля ЗИЛ-131А, ЗИЛ-157К МАЗ-200, МАЗ-501, КрАЗ М а рка прицепа 2-Р-8А 2-Р-15А на авто м о б и л ь работаю щ ий без п р иц еп а с прицепом 36,6 36,3 47,6 47,1 1000 км , руб. на п ри ц еп на а в т о ­ п о езд 29,4 49,0 77.0 96.1 В ст. 5 входит сумма амортизационных отчислений автомоби­ лей, прицепов и г а р а ж а . Н ормы амортизационны х отчислений для автомобилей грузоподъемностью более 2 т и прицепов установлены на 1000 км пробега: для автомобилей на полное восстановление — 0,3% от стоимос­ ти машины, на капитальны й ремонт — 0 ,2 %, для прицепов и п олу­ прицепов всех марок соответственно 0,45 и 0,13%. К общим нормам амортизационных отчислений применяются следующие коэффициенты: а) д ля автомобилей, работаю щ их с при­ цепами, на к а ж д ы й п р и ц е п — 1 , 1 ; б) для автомобилей и прицепов, работаю щ их в районах Крайнего Севера, а т а к ж е в тяж ел ы х д о ­ рож ны х условиях,— 1,3; в) д ля автомобилей, прицепов и полупри­ цепов, постоянно работаю щ их на вывозке леса из лесосек, кроме 406 указан ны х выше двух коэффициентов, применяется дополнитель­ ный — 1,25. Ст. 6 вклю чает затр а ты по техническому уходу и текущему р е­ монту автомобилей и прицепов (табл. 1 0 . 1 0 ). Т абл. 10.10. Средние нормы расходов денежных средств, планируемых на технический уход и текущий ремонт лесовозных автопоездов Л есовозны е а вт о п о е зд а, роспуски Н орма р асх о д о в на 1000 км п р о бега, руб. 26,4 21,2 28,0 23,1 30,1 31,3 36,56 4,57 4,57 3,06 ЗИ Л-157К + 2 - Р - 8 ЗИЛ-1'64 + 2-Р-8 ЗИЛ-131 + 2 - Р - 8 З И Л -1 3 0 + 2-Р-8 МАЗ-501 + 2 - Р -1 5 М АЗ-509П + 2 - Р -1 5 КрАЗ-255Б + 2-Р-15 2-Р-15 2-Р-8 1-Р-4 Р асход ы по содерж анию лесовозных автомобильных дорог в к л ю ­ чают: 1) основную и дополнительную зарп лату дорожных рабочих; 2) основную и дополнительную зарплату И ТР, служ ащ их; 3) отчисления на социальное страхование; 4) амортизацию ; 5) услуги обслуживаю щих производств; 6) текущий ремонт (вклю чает затраты только на м атериалы , так как затраты на зарплату и содерж ание дорожных машин учтены выше); 7) прочие расходы; • 8) расходы на погашение затр ат по строительству временных веток, усов и сезонных дорог. Н орм ы амортизационных отчислений приведены в табл. 10.11. В ст. 5 входят затр а ты по содерж анию дорож ных машин. Т абл. 10.11. Нормы амортизационных отчислений на производственные автомобильные дороги (в процентах к балансовой стоимости) О сновные о д еж д ы Цементно-бетонные Асфальтобетонные Ч ерны е щебеночные и черные гравийные Щ ебеночные, гравийные, грунтовые со стабилизированными покрытиями (из вяж ущ их м атериалов) и колейные ж е­ лезобетонные В том ч и с л е О бщ ая норма ам ортизац и он ­ на к а п и т а л ь ­ на полное ных отчи сле­ ний восстановление ный ремонт 3,0 4,9 7,3 8,4 2,0 3,2 5,2 6,3 1,0 1,7 2,1 2,1 407 Н а расходы по ст. 8 , согласно «Инструкции по планированию, учету и калькулированию себестоимости продукции лесоэкспл у а­ тации» М инлесдревпрома С С С Р , утвержденной 19.IX.1972 г., со­ ставл яется смета на строительство временных веток, усов и сезон­ ных дорог. \ 10.9. Оплата труда рабочих, занятых на вывозке древесины Н а лесовозном транспорте улучш ается орган и зац ия производст­ ва, совершенствуется технология технического о бслуж ивания и р е ­ монта транспортных средств, а т а к ж е управления работой т р ан с­ порта. Совершенствуется орган и зац ия труда •— внедряется НОТ, развивается социалистическое соревнование, повышаю тся м о р а л ь ­ ные и м атериальны е стимулы в достижении высоких производст­ венных показателей, повышается культурно-профессиональный уровень работников. Непременным условием организации оплаты труда является установление правильных соотношений м еж д у ростом производи­ тельности труда и заработной платы. Производительность труда д олж н а оп ереж ать рост заработной платы, только на этой основе мож ет повышаться реа л ь н ая зар а б о тн ая плата, материальны й и культурный уровень жизни народа. Уровень квалиф икации водителей на вывозке леса определяется п о к а з а т е л е м к л а с с н о с т и . Основной расчетной тарифной ставкой является тар и ф н ая ставка водителя III класса. Тарифны е ставки на лесовозном автомобильном транспорте оп ределяю т у р о ­ вень оплаты труда в час. Они у станавли ваю тся в зависимости от грузоподъемности автомобиля с прицепами-роспусками (табл. 10 . 12 ). Т абл. 10.12. Часовые тариф ны е ставки водителя автом обиля на вывозке леса, коп. Грузоподъем н ость автомобиля с п риц еп ам и -роспускам и, т Свыше 3 до То ж е 5 до « » 10 до « » 20 до « » 40 до 5 10 20 40 60 Часовы е тарифны е став ки , коп . 68,5 75,8 83,8 92,8 102,7 Водителям автомобилей вы плачивается еж ем есячная н ад б а вк а за классность в следующих р а зм ер ах (в процентах от у становлен ­ ной тарифной ставки за отработанное в р ем я ): работаю щ им на гру­ зовых автомобилях водителям II кл асса — 10 и водителям I к л а с ­ са — 25. В ыплачивается премия за экономию автомобильного топ­ лива против установленных норм расходов при наличии учета его расхода в следующих разм ерах: водителям автомобилей до 25% стоимости сэкономленного карбю раторного топлива и до 1 2 % стои­ мости сэкономленного дизельного автотракторного топлива. 408 М елкие работы по устранению возникш их в пути неисправнос­ тей, не требующих разборки механизм ов автомобиля, входят в о б я ­ занность водителя и особой оп лате не п одлеж ат. При наличии под­ тверж даю щ его документа о выполнении р аб о т в пути по разборке механизмов автомобиля и устранению неисправностей его труд оплачивается по установленной тариф ной ставке за фактически о т­ работанное время. Повышение эффективности лесозаготовительного производства требует улучш ения использования лесосырьевы х ресурсов, обеспе­ чения комплексного ведения л есозаготовок и лесного хозяйства, увеличения объемов и повышения качества дорожного строитель­ ства, технического перевооружения и м еханизации производства, а т а к ж е улучш ения использования лесозаготовительных машин и обо­ рудования. ЛИТЕРАТУРА Автомобильный транспорт леса. М., «Л есная промышленность», 1973. Альбрехт В. Г., Золотарский А. Ф. Современные конструкции верхнего строе­ ния ж елезнодорож ного пути. М., «Транспорт», 1975. Антонов А . М., Бочин В. А., К алечиц Е. В. О рганизация и планирование д о ­ рожного строительства. М., «Транспорт», 1968. Бабков В. Ф., А ндреев О. В., Зам ахаев М. С. Проектирование автомобильных дорог. Ч. I, II. М., «Транспорт», 1970. Бабков В. Ф., Б езр ук В. М. Основы грунтоведения и механики грунтов. М., «Высшая школа», 1976. Б езручко В. С., К апорцев Н. В., Каменский В. Б. М., «Транспорт», 1975. Б ела я Н. М., П рохоренко А. Г. Лесотранспортные канатные установки. М., «Л есная промышленность», 1964. Б и р у л я А. К. П роектирование автомобильных дорог, ч. I. М., А втотрансиздат, 1961. Бочин В. А. Основы организации и планирования строительства и ремонта а в ­ томобильных дорог. М., «Транспорт», 1972. Борош нев П. А., Ипполитов К ■ А., Т иняков В. С. Справочник по заработной плате работников лесной промышленности. М., «Л есная промышленность», 1974. В асильев А. А., Мартынов Н. В. Машины для земляных работ при строитель­ стве дорог. М., «Машиностроение», 1970. В асильев А. А., Мартынов Н. В. Машины для постройки и содерж ания авто­ мобильных дорог. М., «Машиностроение», 1973. Венценосцев Ю. Н. Основы теории лесопромышленных производств. М., «Л ес­ ная промышленность», 1966. Вейцман М. П., Е гозов В. П. Краткий справочник строителя автомобильных дорог. М., «Транспорт», 1972. В и к уло в С. Ф. О рганизация и планирование производства в леспромхозах. Минск, «Вышэйшая школа», 1976. Войнич JI. К-, П рикащ иков Р. Г. Справочник молодого машиниста бульдозе­ ра, скрепера, грейдера. М., «Высшая школа», 1975. В олков М. И. Дорож но-строительные материалы. М., «Транспорт», 1975. В ырко Н. П., Л еонович И. И. Д орож ное грунтоведение с основами механики грунтов. Минск, «Вышэйшая школа», 1977. Горбачевский В. А., Горбачевский В. В. Д вухступенчатая вывозка леса.— «Л есная промышленность», 1975, № 8. Горбачевский В. А. Автомобильный транспорт леса. М., «Л есная промыш лен­ ность», 1973. ' ГОСТы. В яж ущ ие материалы, заполнители для бетонов и нерудные материа­ лы. М., И здательство стандартов, 1973. Дорож ные машины, ч. I. М., «Машиностроение», 1972. Д ороф еев А. Г. Транспортное освоение лесных массивов.— «Л есная промыш­ ленность», 1972, № 1. Д орохов Б. А. Н овые схемы транспортного освоения лесосек.— «Л есная про­ мышленность», 1972, № 6. Едины е нормы выработки и расценки на лесозаготовительные работы. М., «Л есная промышленность», 1974. Залит Н. Н. Справочник по тепловозам промышленного транспорта. М.. «Транспорт», 1974. 410 И льин Б. А. Обоснование параметров и размещ ения путей лесотранспррта. М., «Л есная промышленность», 1965. И льин Б. А., К орунов М. М., К ува лд и н Б. И. Проектирование, строительство и эксплуатация лесовозных дорог. М., «Л есная промышленность», 1971. И льин Б. А. Определение оптимальной густоты сети лесовозных дорог — «Лес­ ная промышленность», 1973, № 6. И льин Б. А. Об основных направлениях соверш енствования дорожного строи­ тельства на лесозаготовках. — «Лесной журнал», 1976, № 6. Инструкция по проектированию дорож ных одеж д нежесткого типа (ВСН 46—72). М., «Транспорт», 1973. Инструкция по сооружению земляного полотна автомобильных дорог (ВСН 97—63). М., «Транспорт», 1964. Канарев П. И., Тращ енко В. П. Самоходный агрегат Л Л -20.— «Строительные и дорож ные машины», 1976, № 11. Карабан Г. Л., Б ало внев В. И., Засив И. А. Машины для содерж ания и ре­ монта автомобильных дорог и аэродромов. М., «Машиностроение», 1975. Качурин В. К ■ Гибкие нити с малыми стрелками. М., «Машгиз», 1956. Каш инский М. И., Епифанов Б. Е., Смиренников П. С. Эксплуатация и ре­ монт лесовозных дорог. М., «Л есная промышленность», 1964. Комаровская А. С. Э ксплуатация лесовозных узкоколейных железных дорог. М., «Л есная промышленность», 1964. К орунов М. М., Тагильцев Н. Д . Примеры и задачи по сухопутному транс­ порту леса. М., «Л есная промышленность», 1976. Кристи М. К., Красненькое В. И. Н овые механизмы трансмиссий. М., «М аши­ ностроение», 1967. Куватдин Б. И. И зыскания лесовозных дорог. М., «Л есная промышленность», 1974. Л ебедев С. К-, Щ елкунов В. В. К вопросу о размещении транспортной сети в лесном массиве. Архангельск, АЛТИ, сборник работ, т. X, 1947. Л еонович И. И. Автомобильные лесовозные дороги. Минск, «Вышэйшая ш ко­ ла», 1965. Л еонович И. И. Строительство лесных дорог. Минск, «Вышэйшая ш кола», 1970. Л еонович И. И., Оковитый А. Л . Э ксплуатация лесных дорог. Минск, «Вы­ ш эйшая школа», 1972. Л еонович И. И., Вырко Н. П. М еханика земляного полотна. Минск, «Н аука и техника», 1975. Л озовой Д . А., П окровский А. А. Землеройно-транспортные машины. М., «М а­ шиностроение», 1973. Л есовозны й ж елезнодорожный транспорт. М., «Л есная промышленность», 1971. Лесозаготовки в горных районах СССР и за рубеж ом. М., «Л есная промыш­ ленность», 1974. Лесосечные работы. М., «Л есная промышленность», 1970. Мартынихин В. Д . Трелевочная установка с одним тягово-несущим к ан а­ том.— «Лесоэксплуатация и лесное хозяйство», 1963, № 10. Мартынихин В. Д . Н овые виды трелевочных установок. Реф еративная ин­ ф ормация.— «Л есоэксплуатация и лесосплав», 1970, № 21. Мартынихин В. Д ., Д ом еникан А. В. Исследование тяговой способности риф­ леного канатоведущ его ш кива.— Межведомственный республиканский сборник «М еханизация лесоразработок и транспорт леса». Вып. 4, 1974. Мартынихин В. Д . Графоаналитический расчет натяж ения несущих канатов.— «Л есная промышленность», 1971, № 8. Матвейко А. П. Технология и машины лесосечных и лесовосстановительных работ. Минск, «Вышэйшая школа», 1975. Мейнерт В. А., Ш маков А. Т. Дорож но-строительные машины. М., «Транс­ порт», 1968. Методические указания по проектированию водоотводных устройств на л е ­ совозных дорогах. Л., Гипролестранс, 1972. ' М илковский М. А. Справочник мастера лесовозных узкоколейных железны х дорог колеи 750 мм. М.— Л., Гослесбумиздат, 1961. 4(1 М огилевич В. М. Основы организации дорож но-строительных работ. Минск, «Вышэйшая ш кола», 1975. М огилевич В. М. Основы организации дорожно-строительных работ. Минск, «Вышэйшая школа», 1966. Наставления по изысканиям и проектированию ж елезнодорож ных мостовых переходов через водотоки. М., «Транспорт», 1972. Н ехорош ее Ю. Л ., Бейнарович С. И., К ипаренко П. П. Ж елезны е дороги про­ мышленных предприятий. Минск, «Вышэйшая школа», 1976. Н орлш расхода сырья и материалов в лесной промышленности. М., «Лесная промышленность», 1973. О рлов С. Ф., Кочегаров В. Г. Лесосечные работы без ручного труда. М., «Л ес­ ная промышленность», 1973. П ерф илов М. А. М ногооперационные лесосечные машины. М., «Л есная про­ мышленность», 1974. Платонов Г. А. Сметы в дорож ном строительстве. М., «Транспорт», 1973. П опов Д . А., Корчунов Н. К-, К укли но в Б. А. Сухопутный транспорт леса. М., Гослесбумиздат, 1963. С иденко В. М. Расчеты и регулирование водно-теплового реж има дорожных одеж д и земляного полотна. М., Автотрансиздат, 1962. Сиденко В. М., Батраков О. Т., Л еуш и н А. И. Технология строительства авто­ мобильных дорог, ч. I, II. Киев, «Вища школа», 1970. С иденко В. М., М ихович С. И. Эксплуатация автомобильных дорог. М., «Транс­ порт», 1976. СНиП Ш -Д . 5—62. Автомобильные дороги. П равила организации строитель­ ства и производства работ. П риемка в эксплуатацию . М., Стройиздат, 1963. СНиП, ч. IV. Сметные нормы. М., Стройиздат, 1965. С правочник мастера лесозаготовок. П од редакцией В. А. Гацкевича. М., «Л ес­ ная промышленность», 1971. С правочник по дорожно-строительным материалам. М., «Транспорт», 1972. Справочник инж енера-механика дорож ника. П од общей редакцией Веймана М. И. М., «Транспорт», 1973. С правочник укрупненных сметных норм на ремонтно-строительные работы. М., Стройиздат, 1969. Строительство автомобильных дорог. П од редакцией И ванова Н. Н., ч. I. М., «Транспорт», 1969. Строительство автомобильных дорог. П од редакцией И ванова Н . Н., ч. II. М., «Транспорт», 1970. Ступнев Г. К. Пути соверш енствования лесозаготовительного' процесса. М., «Л есная промышленность», 1971. Сыромятников С. А., К ува лд и н Б. И. И зыскания лесовозных дорог. М., «Л ес­ ная промышленность», 1966. Технические указания по проектированию лесозаготовительных предприятий. Л., Гипролестранс, 1964. Технические указания по производству комплексных изысканий для проек­ тирования лесозаготовительных предприятий. Л., Гипролестранс, 1966. Технологические правила и карты строительства лесовозных автомобильных дорог. Т. 1. Технологические правила. Т. II. Типовые технологические карты. Л Гипролестранс, 1964. Тихомиров В. И. С одерж ание и ремонт железнодорожного пути. М., «Транс­ порт», 1975. Тулаев А. Я. Расчет и конструкции дренирующих устройств. М., «Высшая школа», 1974. Цытович Н. А. М еханика мерзлых грунтов. М., «Высшая школа», 1973. Ш ахунянц Г. М. П роектирование ж елезнодорож ного пути. М., «Транспорт» 1972. Шестоперов С. В. Дорожно-строительные материалы. Ч. I, II. М., «Высшая школа», 1976. Ш маков А. Т. Машины и оборудование для строительства земляного полот­ на. М., «Транспорт», 1976. Экономика и организация лесной промышленности и лесного хозяйства. Ч. IНормативно-справочные материалы по лесозаготовке и сплаву древесины. Л .. 1973. 412 О ГЛАВЛ ЕН И Е Зт авторов введение 3 ■ 5 'л а в а 1. Техника и технология первичного транспорта леса 1.1. Виды и способы первичного транспорта леса 1.2. Трелевочные волоки, среднее расстояние трелевки 1.3. Лесовозные усы 1.4. Способы разработки лесосек при тракторной трелевке леса 1.5. Способы разработки лесосек при трелевке леса лебедками 1.6. Способы разработки лесосек многооперационными лесосечными машинами 1.7. Технологический процесс и приемы работы при тракторной трелевке леса 1.8. Технологический процесс и приемы работы при трелевке леса л е­ бедками 1.9. М ашины и оборудование, применяемые на трелевке леса 1.10. П олуподвесные канатные трелевочные установки для равнинной местности 1.11. Производительность трелевочных машин 14 14 16 20 23 26 'л ав а 2. Дорож но-транспортная сеть лесозаготовительных предприятий 2.1. С труктура дорож но-транспортной сети 2.2. Измерители дорож но-транспортной сети 2.3. Схемы размещ ения транспортных путей в лесных массивах 2.4. Экономическое трассирование магистрали 2.5. Определение расстояний меж ду ветками и усами 2.6. Оптимизация транспортных сетей лесозаготовительных предприя­ тий 2.7. Применение экономико-математических методов при проектирова­ нии сети лесовозных дорог 52 52 53 57 60 65 'л а в а 3. Лесовозные автомобильные дороги 3.1. К лассификация лесовозных автомобильных дорог 3.2. Элементы дорож ных конструкций 3.3. П лан дороги 3.4. Продольный профиль дороги 3.5. Земляное полотно 3.6. Водно-тепловой режим грунтов 3.7. Д орож ны й водоотвод ■ 3.8. Д орож ны е одеж ды 3.9. Расчет и проектирование нежестких дорож ных одеж д 3.10. Дорож но-строительные материалы ■3.11. Строительство лесовозных автомобильных дорог 3.12. Содержание и ремонт лесовозных автомобильных дорог 27 ' 30 33 34 44 46 66 69 73 73 73 75 88 98 106 111 120 131 144 154 160 413 Глава 4. Лесовозные железные дороги 4.1. К лассификация лесовозных железных дорог 4.2. П роектирование плана трассы железных дорог 4.3. П роектирование продольного профиля железных дорог 4.4. Устройство и проектирование рельсовой колеи 4.5. Земляное полотно 4.6. Верхнее строение пути 4.7. Расчет верхнего строения пути 4.8. Соединения и пересечения пути 163 163 163 165 163 176 179 188 194 Глава 5. Искусственные сооружения 5.1. К лассификация искусственных сооружений 5.2. Определение расчетного расхода воды для малых искусственных сооружений 5.3. Расчет отверстий малых мостов 5.4. Определение отверстий водопропускных дорож ных труб 5.5. Располож ение мостов и труб в плане и профиле 201 201 Г лава 6. Лесотранспортные канатные установки 6.1. Классификация канатных установок 6.2. Подвесные установки с несущим канатом 6.3. П олуподвесные установки с несущим канатом 6.4. К анатные установки с тягово-несущим канатом 6.5. Специальные виды канатных установок 6.6. К анатоведущ ие шкивы для привода замкнутого тягово-несущего каната 6.7. П ривод замкнутого тягово-несущего каната барабанами лебедки 6.8. Стальные канаты лесотранспортных установок 6.9. Блоки и ходовые катки кареток канатных установок 6.10. Основы расчета натяж ений несущих канатов 6.11. Основы расчета натяж ений тягово-несущих канатов 204 209 215 222 223 223 223 229 233 240 242 247 249 250 252 257 Глава 7. Технология и организация транспорта леса 7.1. Лесовозные автомобили и тягачи 7.2. Агрегатные лесовозные машины 7.3. Прицепной состав 7.4. Технологическая оснастка тягового и прицепного подвижного со­ ставов 7.5. Схемы лесовозных автопоездов 7.6. Выбор типа лесовозного автомобиля 7.7. Тяговые характеристики лесовозных автомобилей и тягачей 7.8. Тягово-эксплуатационные расчеты автомобильного лесотранспорта 7.9. О рганизация лесотранспортных работ. Графики движ ения автом о­ билей 7.10. Технико-экономические показатели работы автомобильного лесотранспорта 7.11. Погрузочно-разгрузочные работы 261 261 261 269 Глава 8. 8.1. 8.2. 8.3. 298 298 302 8.4. 8.5. 8.6. 8.7. 8.8. 414 Техника, технология и организация железнодорожного транспорта Общие сведения и техническая характеристика локомотивов Техническая характеристика подвижного прицепного состава Эксплуатация и обслуж ивание узкоколейных локомотивов, ваго­ нов и сцепов Тягово-эксплуатационные расчеты на ж елезнодорожном тран с­ порте Тормозные расчеты О рганизация движ ения поездов О рганизация работы станций Сигнализация и связь на ж елезных дорогах 269 272 274 275 278 290 294 296 306 308 313 316 318 322 Г лава 9. Машины и механизмы для строительства и эксплуатации ле­ совозных дорог 325 9.1. Машины для подготовительных работ 325 9.2. Бульдозеры 333 9.3. Скреперы 338 9.4. Грейдеры и автогрейдеры 345 9.5. Одноковшовые экскаваторы 353 9.6. Сваебойное оборудование 357 9.7. К атки 366 9.8. Снегоочистители 372 Глава 10. Вопросы экономики сухопутного транспорта леса 379 10.1. Основы управления и организационные формы строительства лесо­ возных дорог 379 10.2. Капитальные влож ения в строительство лесовозных дорог и их эффективность 379 10.3. С метная документация и порядок ее разработки 388 10.4. Производительность труда, кадры и заработная плата в д о р о ж ­ но-строительных организациях лесной промышленности 395 10.5. Себестоимость производства дорож но-строительных работ 401 10.6. О рганизация финансирования строительства и хозяйственный р ас­ чет в дорожно-строительных организациях лесной промышленности 402 10.7. Сравнение вариантов при проектировании сухопутного транспор­ та леса 404 10.8. Себестоимость вывозки древесины 405 10.9. Оплата труда рабочих, заняты х на вывозке древесины 408 Литература 410 И ван И осифович Л еонович, Н иколай П авлович Вырко, В а ­ силий Дмитриевич Мартынихин, А лександр Петрович Матвейко, Казимир Б олеславович Абрамович, А лександр И ва ­ нович Гайдук, Григорий Григорьевич Д а вы д ули н , Петр А лексеевич Л ы щ ик, Геннадий Сергеевич Корин, А лександ р М ихайлович Чупраков Д О Р О Г И И Т РА Н С П О РТ Л Е С Н О Й ПРОМ Ы Ш ЛЕНН ОСТИ (справочное пособие) Р едактор А. П. Б е р л и н а Мл. редакторы Н. В, В а л и ш е в а , И. И. Л и н ь к о в а О блож ка В. М. Б ат у р о Худож. редактор В. И. В а л е н т о в и ч Техн. редактор М. Н. К и с л я к о в а Корректор Л. А. Ш л ы к о в и ч И Б № 653 С д ан о в н абор 30.05.79. П о дп исано в п еч ать 30.10.79. АТ 03658. Ф о р м ат 60x90Vi6. Б у м а га тип. № 1. Г ар н и ту р а л и т е р а т у р н а я . В ы со­ к а я п еч ать. Уел. печ. л. 26. У ч.-изд. л. 30,89. Т и р а ж 4000 э к з. И зд . № 77-197. З а к . 2241. Ц ен а 2 руб. И зд а т е л ь ст в о «В ы ш эй ш ая ш ко л а» Г о су дарствен н ого ком и тета Б е ­ ло р у сско й С С Р по д е л а м и зд а т ел ьс т в , п о ли граф и и и кн и ж н ой т о р ­ говли. 220048, М инск, П а р к о в а я м а ги с тр а л ь, 11. П о л и гр аф и ч ески й к о м б и н ат им. Я. К о л ас а Г осударствен ного к о м и ­ те та Б елорусской С С Р по д е л а м и зд а т ел ьс т в , п оли граф и и и к н и ж ­ ной торговли . 220005, М инск, ул. К р ас н ая , 23.