Проект производства работ монтажа оголовков и звеньев труб

1 Исходные данные и краткая характеристика района строительства. 6

2 Гидравлические расчеты отверстий водопропускных труб. 7

2.3 Определение максимального расхода от ливневого стока. 7

2.4 Определение длины водопропускной трубы на ПК 15+24. 9

4.1 Объёмы земляных работ по планировке строительной площадки. 11

5 Проект производства строительно-монтажных работ. 13

5.3 Проект производства работ по устройству основания. 15

5.4 Проект производства монтажа оголовков и звеньев труб............................................16

5.5 Проект производства работ по устройству обмазочной и оклеечной гидроизоляции. 19

9.1. Расчет на определение контактных напряжений. 27

9.3 Расчет на определение горизонтального давления грунта. 28

Водопропускные трубы представляют собой искусственные сооружения, предназначенные для пропуска под насыпями дорог небольших постоянных или периодически действующих водотоков. В зависимости от материала, из которого изготовлена труба, ее формы и предельным показателям прочности выделяют несколько классификаций водопропускных труб. В первую очередь данные инженерные сооружения различают по материалу тела трубы, и они бывают бетонные, железобетонные, металлические, каменные, деревянные, пластиковые и т.д. По форме поперечного сечения трубы могут быть круглые, прямоугольные, овоидальные. Различают трубы по числу очков в сечении, бывают одноочковые, двухочковые, многоочковые трубы. Также по работе поперечного сечения. Безнапорные трубы работают неполным сечением на всем протяжении, напорные работают полным сечением на всем протяжении, а полунапорные работают у входного оголовка полным сечением, а на остальной длине неполным. По несущей способности трубы подразделяют на 3 группы. Первая соответствует расчетной высоте засыпки грунтом, равной 2,0 метра, вторая высоте 4,0 метра, третья высоте 6,0 метра. В конкретных условиях строительства перехода через водоток или иное препятствие допускается применять трубы с другой расчетной высотой засыпки их грунтом.

Следует отметить, что в настоящее время лучшими являются металлические гафрированые трубы. Их преимущество заключается в том, что при монтаже трубы не требуется грузоподъемная техника. Пластиковые трубы на территории РФ практически не используются, а трубы из дерева могут быть применимы только на автомобильных дорогах низких технических категорий.

В процессе выполнения курсовой работы необходимо решить следующие задачи:

– составить геодезическую разбивочную основу;

– определить гидрологические характеристики водопропускного сооружения;

– рассчитать объёмы строительно-монтажных работ;

– разработать проекты производства строительно-монтажных работ;

1 Исходные данные и краткая характеристика района строительства

Цель моего курсового проекта заключается в строительстве водопропускного сооружения – трубы, которая обеспечит пропуск воды через автомобильную дорогу на ПК15+24.

Строительство данного сооружения будет проходить в республике Карелия. Для того чтобы правильно произвести нужные расчеты и иметь представление о том, с чем придется столкнуться при непосредственном выполнении работ на местности необходимо привести некоторые характеристики данного района. В первую очередь необходимо учесть, что республика Карелия находится в четвертом ливневом районе.

В качестве естественного грунта, залегающего в месте строительства, является суглинок легкий.

2 Гидравлические расчеты отверстий водопропускных труб

Задачей гидрологических расчетов: определение максимального стока воды, поступающего к искусственным сооружениям на водотоках.

Площадь водосбора (F) определяем по выданной топографической карте методом разбивки очерченного на ней бассейна на квадраты и треугольники с последующим их суммированием. В моем варианте F = 0.157 км².

В общем случае уклон лога определяем между отметками лога у сооружения Н_ки отметкой верхней части лога Н_н, лежащей на водораздельной линии.

Уклон главного лога, общая длина которого L_лога= 570 м, определяем по формуле

2.3 Определение максимального расхода от ливневого стока

Ливневый расход формируется за счет выпадения ливневых осадков.

где

– расчетная интенсивность осадков, мм/мин (2.3.2);

– коэффициент потерь стока, зависящий от вида грунта на поверхности водосбора;

φ – коэффициент редукции максимального дождевого склона (табл. 4, стр. 10 [7]);

- коэффициент, учитывающий влияние крутизны водосборного бассейна (табл. 5, стр. 11 [7]);

- коэффициент, учитывающий форму водосборного бассейна (2.3.)

где а_час– максимальная часовая интенсивность дождя требуемой вероятности превышения;

K_t – коэффициент редукции часовой интенсивности осадков в зависимости от времени формирования максимальных расходов (табл. 2, стр. 9 [7]);

а_час = 0.74 мм/мин (рис. 1, стр. 6 [7] 4 ливневый район, табл. 1, стр. 8 [7] для 2% вероятности по [13]);

Расчетный коэффициент склонового стока

определяется по формуле:

где

- коэффициент склонового стока при полном насыщении почв водой,

- коэффициент, учитывающий полную аккумуляцию дождевого стока на поверхности водосборов.

2.4 Определение длины водопропускной трубы на ПК 15+24

Длина водопропускной трубы зависит от высоты насыпи у трубы и от угла, который образует ось трубы с осью дороги. Длину трубы определяем по формуле:

В качестве оголовка трубы принимаем раструбный.

Геодезическая разбивочная основа служит для плановой и высотной привязки на местности проекта строящегося водопропускного сооружения, а также геодезического обеспечения строительства на всех стадиях возведения объекта. Данные работы проводят согласно СНиП 3.01.03-84 Геодезические работы в строительстве.

Положение трубы определяется проектом дороги. Проектная организация должна закрепить в натуре и сдать по акту производителям работ точку пересечения оси дороги с продольной осью трубы, продольную ось трубы, закрепленную четырьмя выносными кольями, а также высотный репер.

В процессе строительства трубы выполняют следующие геодезические работы:

2) разбивку и проверку по ходу работ положения контура котлована под оголовки и секции трубы, а также определение отметок дна котлована;

3) разбивку и проверку по ходу работ положения в плане и по высоте кладки фундаментов (с учетом приданного строительного подъёма);

4) проверку положения в плане и профиле установленных звеньев трубы;

К разбивке площадке приступаем после того, как запроектировали водопропускное сооружение. [9] Приложение А.

4.1 Объёмы земляных работ по планировке строительной площадки

До начала монтажных работ необходимо принять горизонтальную строительную площадку. На ней будут проводиться строительные монтажные работы, находиться рабочая техника, а также элементы устанавливаемой трубы.

Принимаем следующий размер строительной площадки: по длине 40 м и по ширине 35 м.

Рис. 4.1 – Определение объёма срезаемого грунта.

Объём перемещаемого грунта при планировке строительной площадки составил 280 м³.

Схема технологического процесса по монтажу одноочковой круглой железобетонной трубы автомобильным краном КС-2561 представлена в Приложении Б.

Таблица 4.1.1 – Объёмы работ по строительству трубы.

Вид работы	Единицы измерения	Объемы работ

Планировка строительной площадки бульдозером ДЗ-18	1 м³
Устройство песчано-щебеночной подготовки под тело трубы и оголовки слоями по 15 см	1 м³	32,4
Бетонирование лотков оголовков толщиной 20 см и уход за свежеуложенным бетоном	1 м³	1,35
Конопатка швов звеньев трубы паклей, пропитка битумом	1 м шва	56,2
Устройство оклеечной гидроизоляции слоем рулонных материалов	1 м²	124,3
Заделка швов цементным раствором	1 м³	0,017
Обратная засыпка котлована вручную с тромбовкой и электротромбовкой	1 м³
Обратная засыпка котлована бульдозером с перемещением грунта до 50 м и тромбованием грунта ручной трамбовкой И-116	100 м³	1,38
Укрепление откосов и площадей железобетонными плитками толщиной 10 см	1 плита
Укладка звеньев трубы	1 звено
Установка портальных стенок автокраном КС-2561	1 блок
Установка откосных крыльев оголовков автокраном КС-2561	1 блок

5 Проект производства строительно-монтажных работ

К подготовительным работам, выполняемым строительной организацией относятся: планировка монтажной площадки; сооружение подъездных путей; устройство складских и сборочных площадок; возведение временных зданий, необходимых для ведения монтажных работ, геодезические работы и т.д. В данном случае подготовительные работы заключаются в расчистке строительного участка от кустарника и мелколесья с помощью кусторезов, корчевателей-собирателей, расчистке от пней. Так как в данном курсовом проекте нет деревьев, кустарников, пней, подготовительные работы включают в себя только снятие растительного слоя.

Снятие, перемещение и обвалование растительного плодородного слоя производят с помощью бульдозера. Выбираем бульдозер ДЗ 18.

Источник обоснования - ЕНиР §Е2-1-5, табл.1,п. 3б.

где Т – продолжительность рабочего дня (8 часов);

Необходимое количество маш/смен для выполнения объема этой работы равно 0,08.

Срезанный растительный слой укладываем в пределах полосы отвода, для укрепления земляного полотна, также делаем плакировку откосов.

Чтобы производить укладку звеньев трубы требуется вначале создать ровную, горизонтальную площадку на проектной глубине. Сначала нужно выкопать котлован на проектную глубину. Для этих целей применяется экскаватор ЭО-5015 (вместимость ковша 0,5 м3), который работает в паре с автовозкой. Выбирая грунт, экскаватор оставляет нетронутым слой грунта примерно в 20 см., это позволяет не нарушить естественную плотность грунта.

С помощью бульдозера ДЗ 18 профилируем дно котлована. Далее зачистку поверхности дна и стенок котлована, а также добор грунта котлована под основание водопропускной трубы производит бригада землекопов.

Источник обоснования - ЕНиР §Е2-1-11, табл.7,п. 3б.

Необходимое количество маш/смен для выполнения объема этой работы равно 0,06.

где Т – продолжительность рабочего дня (8 ч);

Кв – коэффициент использования времени (0,85);

Qа – грузоподъемность транспортирующей машины;

l – расстояние, на которое транспортируется грунт (18 м);

Vср – средняя скорость транспортировки (25 км/ч, т.к. грунтовая дорога);

Определяем производительность по формуле (5.1.1).

Источник обоснования - ЕНиР §Е2-1-47, табл.1,п. 1е.

Определяем производительность по формуле (5.1.1).

5.3 Проект производства работ по устройству основания

За основание была принята щебёночно-песчано-гравийная подушка.

Её устройство производим с учётом следующих требований:

б) грунт для устройства щебёночной подушки укладываем слоями по 0,15 м и уплотняем его при оптимальной влажности;

Источник обоснования - ЕНиР §Е2-1-31 табл.5 п.1,2 а.

Норма времени – Нвр = 032 – на первые четыре прохода (0,21 - на каждый следующий проход).

Сменная производительность – Псм = 6896,5 м2/смену.

Сменная производительность – Псм = 40 м3/смену.

Работы по монтажу оголовков и звеньев труб производятся в строгом порядке. В первую очередь фиксируется выходная портальная стенка, далее оголовочное звено. Работы выполняются краном КС-2561. Между звеньями фиксируются зазоры 1см. Работы заканчиваются монтажом входной портальной стенки с конструктивными элементами (откосы площадки).

Оголовки и звенья складируем в районе работ по монтажу трубы в соответствии с приложенной схемой: все элементы находятся в зоне действия монтажного крана. (см. Приложение В).

Монтаж трубы производим с постоянным строительным подъемом и ведем от выходного оголовка к входному.

Норма времени – Нвр = 0,375/0,125 (человеко/час; машино/час).

Сменная производительность – Псм = 2,29 м3/смену.

5.5 Проект производства работ по устройству обмазочной и оклеечной гидроизоляции.

Работы по гидроизоляции проводятся для повышения коррозийной стойкости водопропускного сооружения. Требования к гидроизоляци:

а) водонепроницаемость по всей изолируемой поверхности; водо-, био- и химическая стойкость;

б) тепломорозостойкой и эластичной во времени и интервале расчетных температур;

в) экспуатационно-надежной при длительных воздействиях воды.

Перед устройством гидроизоляции необходимо очистить бетонную поверхность и провести конопатку швов.

Гидроизоляцию назначаем для звеньев и оголовков труб согласно ВСН 32-81. Вид гидроизоляции: битумная мастичная неармированная, индекс гидроизоляции БМ-3 (окрашиваем поверхность трубы битумным лаком), климатическая зона 1-3, конструкция гидроизоляции (без подготовительного и защитного слоя) грунтовка, слой толщиной 0.1 мм и мастика битумная Ю-2 слой толщиной 4+0,5 миллиметра.

1. Изоляция поверхности трубы, непосредственно соприкасающейся с землей.

Качество гидроизоляции определяется путём её проколов и отрывов: один отрыв или прокол на 10 м². Качество нанесения рулонного материала определяем путем простукивания: при правильном нанесении звук должен быть глухой. [4].

После освидетельствования качества засыпаемых грунтов и проверки соответствия проекту выполненных работ по возведению конструкций, устройства дренажей и гидроизоляции, следует выполнять засыпку водопропускных труб.

Грунт должен быть мягкий, хорошо уплотняемый, с объемной массой 1,8 т/м³. [8].

При засыпке трубы сначала отсыпаем грунтовую призму с двух сторон трубы, а затем насыпь на проектную высоту. Отсыпка ведётся слоями по 0,2 м, после укладки каждый слой трамбуется с помощью ручной электротрамбовки на высоту до 0,5 м и более тяжёлыми средствами на большую высоту. Затем землеройными машинами отсыпают насыпь из однородного грунта горизонтальными слоями не более 0,15 м с тщательным послойным уплотнением, до проектного профиля трубу засыпают грунтом при сооружении земляного полотна. Высота засыпки над трубой должна быть не менее 0,5 м. Особое внимание уделяется качеству уплотнения грунта в труднодоступных местах – 30 см от трубы.

Переезд через сооружаемую трубу транспортных средств допускается только в случае отсыпки поверх трубы слоя грунта не менее 1 м, а для бульдозеров не менее 0,5 м. Также во время отсыпки ни одна из машин не должно подъезжать к трубе более чем на 1 м.

При засыпке трубы в зимнее время надо тщательно очищать основание от снега и льда под призму; не допускать попадание снега и льда в пазухи между стенками котлована и фундамента, а также в тело грунтовой призмы; засыпать пазухи между стыками фундамента и котлована, а также слой грунта непосредственно над верхом звеньев на высоту не менее 1 м только талым грунтом. [3].

Таблица 6.1 – Технологическая последовательность процессов с расчетом объемов работ и потребляемых ресурсов.

№	Источ- ник обоснова-ния нормы выработ-ки	Описание рабочих процессов с расчетом объёмов работ	Еди-ницы изме-рения	Объе-мы работ	Нормы време- ни	Потребное количество	Состав звена (бригада)
Чел/ дни	м/см
					6
	Е2-1-24 т 2 п.6-а	Планировка строительной площадки бульдозером ДЗ-18 за 3 прохода по одному следу	1000м³		0,35 0,35	0,005	0,005	Машинист 5 р - 1 чел.
	Е4-4-92 № 6	Погрузка звеньев трубы диаметром 2,0 м, автокраном КС 2561	звено		0,375 0,125	0,23	0,08	Машинист крана 4р.-2 Рабочий 1 р -1, 2 р-1
	Е4-4-92 № 1	Погрузка блоков оголовков автокраном КС	1 блок		0,66 0,22	0,66	0,22	Машинист крана 4р-1 Рабочий 1р-1, 2р-1
	Е4-4-92 № 1	Разгрузка и сортировка блоков оголовков автокраном	1 блок		0,66 0,22	0,66	0,22	Крановщик 6 р -1 чел. Стропаль- щики 2 чел.
	Е4-4-92 № 6	Разгрузка и сортировка звеньев трубы автокраном	1 звено		0,375 0,125	0,23	0,08	Машинист крана 4р-2 Рабочий 1р-1 2р-1
	Е2-1-31 т. 3 п. 2е	Профилировка ложе бульдозером ДЗ-18 и бригадой рабочих	1000 м³	32,4	1,4 0.35	0,001	0,0003	Машинист бульдозера 4р-1 Рабочий 1р-2
	Е2-1-31 т.4 п. 2е	Разработка грунта вручную и зачистка поверхности дна и стенок	1 м³	2,88	1.3	0,0005	-	Рабочий 1р-2
	Е2-1-8а	Устройство щебеночной подготовки под оголовки слоями по 15 см	100 м³		2.0	0,038	-	Рабочий 2р-3
Продолжение таблицы 6.1
					6
	Е1-4-93 п. 1	Установка портальных блоков автокраном	1 блок		2,5 0,5	0,63	0,125	Машинист крана 6р-1 Монтажни-ки 4р-2
	Е1-4-93	Установка откосных крыльев оголовков автокраном КС	1 блок		1,85 0,37	0,92	0,18	Машинист крана 6р-1 Монтажники 4р-2
	Е1-4-94 п. 2б	Установка звеньев трубы автокраном КС-2561	1 звено		2,4 0,48	1,5	0,3	Машинист крана 6р-2 Монтажни-ки 4р-2
	Е1-4-93 п. 1	Бетонирование лотков оголовков толщиной до 20 см и уход за свежеуложенным бетоном	1 м³	1,35	3,49	0,4	-	Бетонщик 4р-1, 3р-2
	Е1-4-99 п. 1	Конопатка швов звеньев трубы паклей с пропиткой трубы битумом	1 м шва	56,2	0,155	0,3	-	Бетонщики 4р-1, 3р-2
	Е1-4-102 п. 1	Устройство оклеечной гидроизоляции слоем рулонных материалов	1 м²	124,3	0,54	0,27	-	Гидроизолировщики 3р-2
	Е1-4-99 п. 2	Заделка швов цементым раствором	1 м шва	0,017	0,084	0,24	-	Бетонщик 4р-1, 3р-2
	Е1-101	Устройство обмазочной гидроизоляции битумом	1 м²		0,26	2,83	-	Гидроизо- лировщики 3р-2
	Е1-4-44 п. 2 б	Обратная засыпка котлована вручную с тромбованием грунта электротрамбовкой	1 м³		0,88	1,87	-	Землекопы 2р-1, 1р-1
	Е2-1-21 т. 2, п. 6 б, д	Обратная засыпка котлована бульдозером с перемещением грунта до 50 м и трамбование грунта трамбовкой	100 м³	1,38	27,46 2,46	0,03	0,0028	Машинист бульдозера 4р-1 Рабочий 1р-2
Общая трудоёмкость работ

Охрана труда предусматривает обеспечение безопасных условий труда: соблюдение санитарных норм и правил, техники безопасности. При строительстве труб все вновь поступающие рабочие допускаются к работе по заключению медкомиссии и только после прохождения инструктажа по технике безопасности – вводного и непосредственно на рабочем месте.

Основные требования к работникам и месту работ:

1. Все обязаны изучить технику безопасности и расписаться в соответствующем журнале;

2. Всем выдается спецодежда и средства индивидуальной защиты;

3. Машины и техника должны быть оснащены световой и звуковой сигнализацией;

4. Место проведения работ должно быть ограждено;

5. Должны быть расставлены специальные дорожные знаки, предупреждающие о месте проведения работ, возможных объездах, ограничениях скорости и т.д.

За выполнением вышеперечисленных норм должны следить инженерно-технические работники. На механиков возлагается осуществление правильного и безопасного использования строительных машин, механизмов, инструментов и оборудования.

Строительная площадка должна быть оборудована постоянными или временными санитарно-бытовыми устройствами: раздевалками, сушилками для одежды, помещениями для приема пищи, для обогрева людей в зимнее время, душевыми, медицинскими пунктами или аптечкой. На объекте должна быть питьевая вода.

При монтаже элементов трубы необходимо, чтобы два монтажника работали на зацепке, а два – на отцепке, в котловане.

Гидроизоляционные работы необходимо проводить на открытом воздухе.

Перевозка элементов трубы на автомобилях по грунтовым дорогам производится со скоростью не более 20 км/ч. При этом блоки звеньев трубы крепятся к полу кузова с помощью брусьев.

Для обеспечения безопасности работ поступающие на объект сборные железобетонные элементы необходимо складировать в порядке их последовательного монтажа. [1, 3].

Согласно СНиП 2.05.02-85 при проектировании автомобильных дорог необходимо предусматривать мероприятия по охране окружающей природной среды, обеспечивающие минимальное нарушение сложившихся экологических, геологических, гидрогеологических и других естественных условий. При разработке мероприятий необходимо учитывать бережное отношение к ценным сельскохозяйственным угодьям, к зонам отдыха и местам расположения лечебно-профилактических учреждений и санаториев (п. 1.13).

Трубы на автомобильных дорогах следует проектировать в соответствии с требованиями СНиП 2.05.03-84: "… при наличии вблизи …труб инженерных сооружений, зданий и сельскохозяйственных угодий необходимо проверить безопасность их от подтопления из-за подпора воды перед сооружением. …При проектировании водопропускных сооружений, расположенных вблизи некапитальных плотин, необходимо учитывать возможность прорыва этих плотин" (п. 1.25) [2].

Ниже приведем основные положения производства строительно-монтажных работ:

– не допускается сжигать на строительной площадке отходы и остатки материалов;

– для предотвращения загрязнения поверхностных и подземных вод необходимо при мытье машин и оборудования улавливать загрязненную воду;

– на территории не допускается не предусмотренное проектной документацией уничтожение древесно-кустарниковой растительности и засыпка грунтом корневых шеек и стволов растущих деревьев и кустарников;

– при производстве работ, связанных с вырубкой леса и кустарника, строительство необходимо организовать так, чтобы обеспечить оттеснение животного мира за пределы строительной площадки;

После выполнения строительства рабочие обязаны произвести уборку всех возможных загрязнений от работ. [4].

Труба на прочность рассчитывается по поперечному и продольному сечениям. При расчете трубы в продольном направлении элемент звена принимается как балка, работающая на упругом основании.

Рисунок 9.1 – Нагрузки, действующие на трубу.

1 – эпюра давления колеса автомобиля; 2 – временное распределение нагрузки на поверхности грунта; 3 – вертикальное давление грунта; 4 – давление от воды; 5 – сосредоточенная реакция; 6 – опорная реакция; 7 – масса трубы; 8 – боковое давление. [8].

9.1. Расчет на определение контактных напряжений

где α – коэффициент, характеризующий свойства материала, расположенного в зоне эпюры распределения контактных напряжений. принимаем равным 1,5.

D – Диаметр колеса. В соответствии с расчетами дорожной одежды принимаем равным 35 мм.