Прокладка тепловой сети

Прокладка тепловой сети

технологический монтажный кран трудоемкость Курсовой проект заключается в разработке технологической карты на прокладку участка тепловой сети. Она содержит комплекс инструктивных и конструктивных разработок по рациональной технологии и организации строительно-монтажных процессов.

Главной целью разработки технологической карты является достижение наилучших показателей по производительности труда и высокому качеству работ, комплексной механизации процессов, снижению себестоимости и сокращению сроков строительства, рациональному использованию строительных машин и оборудования, внедрение поточных методов строительно-монтажных работ и безопасных условий их выполнения.

Состав видов работ разрабатываемого проекта:

1. Механическая разработка грунта.

2. Ручная подчистка дна.

3. Отвозка избыточного грунта.

4. Устройство бетонного основания.

5. Сборка стеновых блоков

6. Монтаж трубопроводов (без расчетов).

7. Сборка перекрытия канала.

8. Механическая засыпка траншеи.

9. Планировка поверхности.

Конструктивной характеристикой теплосети является:

· по назначению: подача горячей воды для отопительных целей;

· по типу прокладки: подземная, канальная;

· по размеру теплопроводных труб: длина по захваткам L₁=2250 L₂ = 1500

диаметры труб d_y1 = 400 мм; d_y2 = 250 мм

Условия и особенности производства работ:

· геологические условия: вид грунта — супесь;

· расстояние транспортировки избыточного грунта 5,0 км;

· трубы поступают на трассу изолированными длиной по 10,0 м;

1. Определение объемов строительных и монтажных работ

1.1 Определение объемов земляных работ

Для определения объемов траншеи необходимо построить её продольный профиль. Для наиболее заглубленной точки траншеи также необходимо построить поперечное сечение, на котором указать максимальную глубину траншеи, расчетную ширину дна и крутизну откосов.

Ширина дна траншеи а_тр принимается по заданию:

а_тр = 2,8 м

Общий объем земляных работ получают суммированием по участкам продольного профиля объемов механизированной и ручной разработки грунта в траншее:

V₀ =? + ?, (1)

где - объем механизированной разработки грунта в траншее, м³;

- объем ручной разработки грунта в траншее, м³.

Объем траншеи с откосами на отдельных участках, согласно продольному профилю при разности отметок по концам участка более 0,5 м и длине его более 50 м, определяют по формуле Ф.Ф. Мурзо^:

V⁰_тр = • l, м³; (2)

где F_ср — площадь среднего на участке поперечного сечения траншеи;

F_ср =, м²; (3)

где а_тр - ширина траншеи по дну, м;

m - коэффициент заложения откоса, при разной глубине траншеи по концам участка, когда m₁? m₂ принимают m_ср = (m₁ +m₂)/2;

h₁ и h₂ - глубины траншей по концам участка, м;

l - длина участка, принимается за вычетом длин котлованов.

При разности отметок земли по концам участка менее 0,5 м и длине его менее 50 м объем траншеи определяют по упрощенной формуле:

(4)

Первый участок:

= = 19,95 м²;

= • 154.8 =3088,7

Второй участок:

= = 15,61 м²;

= • 510.5 = 10 494,3

Третий участок:

= = 23,7 м²;

= • 625.25 = 14 838,6

Четвертый участок:

= = 26,37 м²;

= • 444,5 = 11 720,6

Пятый участок:

= = 26,4 м²;

= • 51 = 13 563,7

Аналогично рассчитываем вторую захватку Объем недобора грунта в траншее на участке с постоянной шириной дна подсчитываем по формуле:

= 0,05•a_тр•l, м³ (5)

= 0,052,8 = 21,67 м³

= 0,05 510,5 = 71,47 м³

= 0,05 625,8 = 87,6 м³

= 0,05 444,5 = 62,2 м³

= 0,05 514,4 = 72,02 м³

Объем обратной засыпки траншей ранее вынутым грунтом определяется по формуле:

V_зас =, м³ (6)

где — общий объем разработки грунта на участке, м³;

- объем, занимаемый конструкциями каналов (с учетом толщины основания);

К_ор — коэффициент остаточного разрыхления грунта.

= А_к Н_к l_к (7)

где А_к — ширина канала по наружному обмеру, м;

Н_к — высота канала с учетом основания, м;

l_к — длина канала, м.

= 1,18 = 325,1 м³

= 1,18 510,5 = 1072,3 м³

= 1,18 625,8= 1314,4 м³

= 1,18 444,5 = 933,6 м³

= 1,18 514,4 = 1080,4 м³

Коэффициент остаточного разрыхления грунта зависит от его вида и принимается по приложению 1 (таблица 1П), где он указан в процентах от первоначального объема в плотном теле. В формуле (6) величина считается по формуле:

(8)

где, - остаточное разрыхление, % (из справочника)

= 1,05

Получаем:

= = 2632,0 м³

= = 8973,4 м³

= = 12 880,1 м³

= = 10 273,3 м³

= = 11 888,8 м³

Объем избыточного грунта, подлежащего отвозке, рассчитывается по формуле:

V_изб = V₀ - V_зас, м³ (9)

= 3088,7 - 2632,0= 456,7 м³

= 10 494,3 - 8973,4= 1520,9 м³

= 14 838,6 - 12 880,1= 1958,4 м³

= 11 720,610273,3= 1447,3 м³

= 13 563,7 - 11 888,8 = 1674,9 м³

Площадь планировки технической полосы после обратной засыпки траншеи определяется по формуле:

F_пл = (в_ср + Б + Б_к) l_0, м² (10)

где Б_к - ширина кавальера, м;

l₀ - общая длина теплотрассы, м;

Б — ширина бермы траншеи, Б=1,0 м;

в_ср - средняя ширина траншеи по верху, м

в_ср=

где, — ширина траншеи по верху в начале участка

— ширина в конце участка

Ширина кавальера определяется по формуле:

Б_к = 2 (11)

где - площадь поперечного сечения отвала, м²;

= (-) (1+ К_пр) (12)

где - площадь поперечного сечения канала или

трубопровода, м²;

К_пр - коэффициент первоначального разрыхления грунта

в долях единицы (по [1], таблица 1П)

— площадь поперечного сечения траншеи, м²;

= (а_тр + mh_тр) h_тр (13)

= 2,8 1,18 = 3,2 м²

= (2,8+0,85 3,2)• 3,2 = 17,7 м²

= (17,7 - 3,2) (1+0,17) = 16,26 м²

Б_к = 8,06 м

Рассмотрим подробно первый участок:

= а_тр + 2mh_тр = 2,8 + 2*0,85*2,7 = 7,39 м (h_тр = 2,7 м - в начале участка)

= а_тр + 2mh_тр = 2,8 + 2*0,5*2,7 = 7,39 м (h_тр = 2,7 м - в конце участка)

в_ср= = = 7,39 м

Подставляем полученные данные в формулу (10):

= (7,39 + 1,0 + 8,06) 154,8 = 2546,46 м²

Для остальных участков расчет средней ширины траншеи производится аналогичным способом

Произведем расчет площади планировки технической полосы для остальных участков:

= (7,48 + 1,0 + 8,06) 510,5 = 8443,67 м²

= (8,24 + 1,0 + 8,06) 625,8 = 10 826,34 м²

= (8,24 + 1,0 + 8,06) 444,5 = 7689,85 м²

= (8,24 + 1,0 + 8,06) 514,3 = 8897,39 м

Таблица 1. Ведомость земляных работ

1.2 Определение объемов работ по сварке стыков трубопроводов

При строительстве тепловых сетей, кроме земляных работ, выполняются следующие комплексы строительных работ: монтаж сборных железобетонных или возведение кирпичных каналов, заготовка и прокладка стальных трубопроводов, устройство подвижных и неподвижных опор, монтаж арматуры и компрессоров, испытание и изоляция трубопроводов.

Заготовка стальных трубопроводов заключается в изготовлении секций (звеньев) или плетей на берме траншеи при помощи сварки. Длина плети зависит от диаметра трубопровода и толщины стенки и определяется по формуле:

см (14)

где R_с - расчетное сопротивление стали трубы и сварных швов на

изгиб и кручение, принимаемое равным 850 кгс/ см²;

q₁ — масса 1 см трубы с изоляцией, кг (по [1], таблица 3П)

W - момент сопротивления трубы, см^З, (по [1], таблица 3П)

— d = 400 мм

= 63 м;

принимаем первую плеть длиной 60 м.

— d = 250 мм

= 52,4 м;

принимаем вторую плеть длиной 50 м.

Стандартная длина одной трубы равна ?_тр = 10 м. Объем работ по заготовке плетей трубопроводов (в метрах) определяется по монтажной схеме. При этом необходимо рассчитать число поворотных и неповоротных сварных стыков.

Для расчета поворотных и неповоротных стыков составляем таблицу 2.

Таблица 2. Спецификация плетей трубопроводов

Таблица 3. Ведомость объемов строительно-монтажных работ

2. Организация и технология строительного производства

Подготовка объекта к накалу строительства предусматривает прокладку временных сетей электроснабжения и водопровода разбивку будущей сети, заготовку необходимых конструкций, деталей, материалов, доставку строительных машин и т. д.

Требования к строительной готовности отдельных конструктивных элементов сети зависят от характера проектируемого процесса. Для укладки подземных трубопроводов тепловой сети должны быть отрыты траншеи, а также приямки в траншее для сварки неповоротных стыков трубопровода, разработан недобор грунта.

2.1 Технологическая схема производства работ

Технологическая схема производства работ включает в себя часть трассы сети в период производства рассматриваемого вида работ. На схеме показывают траншею, отвал грунта, необходимые для выполнения данного вида работ строительные машины (экскаватор, монтажный кран, сварочный агрегат, транспортные средства и т. д.), места их стоянок и направления перемещения, а так же основные размеры.

2.2 Методы производства работ

В процессе строительства сети, машины и механизмы, перемещаются непрерывно друг за другом в определенном порядке и заданной скоростью вдоль трассы, оставляя после себя готовое сооружение. Монтаж осуществляется плетями, сваренными и подготовленными к укладке на берме траншеи. Перед наложением сварочного шва концы труб очищают. Опускание трубопроводов производят два крана.

2.3 Выбор комплекта машин для производства земляных работ

В комплект входят экскаваторы, автосамосвалы и бульдозеры. Этими машинами выполняются работы по отрывке траншеи, отвозке избыточного грунта, засыпке траншеи после завершения монтажных работ. Ведущей машиной для выполнения земляных работ при прокладки линейно-протяжных коммуникаций является одноковшовый экскаватор. Выбор типа экскаватора зависит от типа грунта, ширины и глубины траншеи от необходимости устройства отвала определенных размеров и погрузки грунта в транспортные средства.

Для определения требуемых параметров одноковшового экскаватора необходимо построигн поперечное сечение траншеи в наиболее заглубленном месте и рассчитать глубину копания Нк, радиус Rв и высоту выгрузки Нв.

Рис. 2 Схема для определения размеров отвала грунта и радиуса выгрузки экскаватора

Основным параметром при выборе экскаватора является глубина копания Нк. Требуемая ее величина принимается равной или больше максимальной глубине траншеи hтр. по продольному профилю.

Н_к = h_тр^мах = 3,2 м (15)

Требуемый радиус выгрузки экскаватора обусловливается необходимостью устройства отвала грунта определенных размеров. При расположении экскаватора по оси разрабатываемой траншеи максимальный радиус выгрузки определяется по формуле:

(16)

где:

а_тр - ширина дна траншеи, м;

h_тр — наибольшая глубина траншеи, м_;

Б - ширина бермы траншеи, принимаем 1,0 м

Б_к - ширина отвала грунта, м.

Величина Б_к была найдена ранее

Б_к = 8,06 м

Из формулы (16) получаем:

Высота отвала

м (17)

Высота выгрузки

H_в = + 0,5 = 4,53 м (18)

По полученным расчетным параметрам H_к, R_в, Н_в подбираем экскаватор. Максимальные параметры для первой захватки: H_к = 3,2 м; R_в = м;

Н_в = 4,53 м.

По данным подбираем одноковшовый экскаватор с обратной лопатой ЭО-4321

Техническая характеристика

Выбор автосамосвалов: Принимаем автосамосвал марки МАЗ - 525

Выбор сварочного аппарата:

Сварочный аппарат принимается без рассчета по таблица 7 П. Принимаем передвижной сварочный аппарат АД-301

Техническая характеристика

Выбор гидропресса:

Гидропресс принимаем без расчета по таблица 8П. - Приводной ГН-850-250

Техническая характеристика

Выбор бульдозера:

Выбирается по тех. характеристикам по ЕНиР. Выбираем без расчета. Принимаем бульдозер марки ДЗ-18.

Техническая характеристика

2.4 Выбор монтажного крана

Для монтажа трубопроводов и сборных железобетонных колодцев газовой сети применяют стреловые краны на автомобильном, пневмоколесном и гусеничном ходу, а также краны — трубоукладчики. На выбор типа крана оказывают влияние размеры поперечного сечения траншеи и масса монтируемых элементов. Они обуславливают необходимый вылет крюка стрелы и грузоподъемность крана.

При монтаже трубопроводов в траншею с откосами необходимый вылет крюка определяется по формуле:

- для монтажа сборных железобетонных элементов:

где:

а_тр - ширина дна траншеи, м_;

С_доп - заложение призмы обрушения грунта, по [1, табл. 2.П.] С_доп = 4 м_;

— ширина ходового оборудования гусеничного крана или расстояние между выносными опорами поперек продольной оси автомобильного или пневмоколесного кранов, м;

- для трубопроводов, укладываемых плетями с бермы траншеи

(19)

где:

S — расстояние принимаемое при укладке в траншею или канал теплопроводов, м;

(20)

m - коэффициент крутизны откоса траншеи; m = 0,85

h_тр - максимальная глубина траншеи, м; h_тр = 3,2 м

а — ширина бермы траншеи; а = 1,0 м

d_н - наружный диаметр трубопровода с изоляцией, м; d_{н (400)} = 0,42 м; d_{н (250)} = 0,27 м;

Z - расстояние от выносных опор или гусениц крана до плети трубопровода, принимается 1 м_;

R - радиус поворотной (хвостовой) части гусеничного и пневмоколесного кранов или половина расстояния между выносными опорами вдоль продольной оси автомобильного крана, м; Принимаем предварительно R=4 м

- для сборных ж/б элементов

где:

- при укладке стеновых блоков из отдельных ж/б элементов

— при укладке плит перекрытия канала

в-ширина ходового оборудования или расстояние между выносными опорами; в = 4 м;

Для подбора крана берем наибольшую расчетную длину м Согласно требованиям техники безопасности, установка и перемещение машин вблизи траншей в грунте разрешается только за пределами призмы обрушения. Это требование обеспечивается, если расстояние по горизонтали от ближайшей к траншее опоры машины до основания будет не менее величин С_доп указанных в.

С_доп - заложение призмы обрушения грунта, С_доп = 4 м_;

После расчета вылета крюка крана проверяют условие:

С_доп< С где:

C = Z + d_н + а + m•h_тр (21)

С₍₄₀₀₎ = 1+ 0,42 + 1 + 0,85•3,2 = 5,1 м; С_{(400) >} С_доп условие выполняется С₍₂₅₀₎ = 1+ 0,27 + 1 + 0,85•3,2 = 4,99 м; С_{(400) >} С_доп условие выполняется Необходимая грузоподъемность монтажного крана, используемого для монтажа плетей газопровода, определяется по формуле:

кг (22)

где:

L_пл — длина плети, м; L_{пл (400)} = 60 м; L_{пл (250)} = 50 м;

q - масса одного метра трубы, кг_; q₍₄₀₀₎ = 96,6 кг; q₍₂₅₀₎ = 54,9 кг;

1,1 — запас грузоподъемности крана;

2 - кол-во участвующих в работе кранов

Необходимая грузоподъемность крана для монтажа сборных жб элементов определяется по ф-ле:

кг (23)

где:

q_эл - масса наиболее тяжелого элемента, кг

кг (24)

где:

V_эл - объем элемента, кг

- объемная масса ж/б; = 2500 кг/м³

Для подбора крана берем наибольшую нагрузку 3,19 т;

По данным подбираем, согласно подбираем кран

Техническая характеристика

3. Определение трудоемкости строительных работ

3.1 Определение трудоемкости строительно-монтажных работ

Расчет трудоемкости ручных и механизированных строительных процессов, а также затрат машинного времени производится по ЕНиР соответствующих разделов на подсчитанные объемы работы.

Трудоемкость работы в человеко-днях определяется по формуле:

(25)

где:

Н_вр - норма времени на единицу работы, в чел.-дн, принятых в ЕНиР;

V - объем работы в единицах измерения, К - поправочный коэффициент к норме времени;

8 - продолжительность рабочей смены, ч.

3.1 Расчет затрат машинного времени автосамосвалов на отвозку избыточного грунта

Потребность машино-смен автосамосвалов определяется по формуле:

м-см, (26)

где V_изб - объем избыточного грунта, подлежащего отвозке, м³

П_а - сменная выработка (производительность) автосамосвала;

м³/смену. (27)

где: n_p — число рейсов за смену;

Q_п - погрузочная емкость кузова автосамосвала, м³

К_в - коэффициент использования автосамосвала по времени, принимаем К_в = 0,8.

Погрузочная емкость кузова рассчитывается по формуле:

(28)

где: Р_а - грузоподъемность автосамосвала, т;

г - плотность грунта, принимаем г = 1,8 т/м³ (по таблица1);

Полученное значение Q_п округляется до величины, кратной емкости ковша экскаватора, то есть:

(29)

где: n_к - число ковшей, загруженных в автосамосвал, n_к=10;

q_э - геометрическая емкость ковша, м³, q_э=0,63 м³

k₁ - коэффициент наполнения ковша разрыхленным грунтом, определяется по формуле:

(30)

где: к_н - коэффициент наполнения ковша плотным грунтом, принимаем к_н =1,1

k_пр — коэффициент первоначального разрыхления грунта,

k_пр = 0,25 (по таблица1)

Q_п =м³

Q_п=10•0,63•0,88 = 5,54 м³

Число рейсов автосамосвала за смену:

(31)

где t_ц - продолжительность цикла (рейса) автосамосвала:

(32)

где L — дальность транспортировки грунта, км, L = 1,2 км

V_ср - средняя скорость движения автосамосвала, принимаем V_ср = 30 км/ч;

t_Р - время разгрузки автосамосвала, мин. принимаем t_Р = 4 мин;

t_м - время затрачиваемое на маневры автосамосвала, мин, принимаем t_м =6 мин,

t_п - время разгрузки автосамосвала экскаватором

(33)

где: Q_п - погрузочная емкость кузова автосамосвала, Q_п = 6,6 м³

П - часовая выработка экскаватора, м³/ч,

(34)

где: Н_вр — норма машинного времени на разработку 100 м³ грунта с погрузкой в транспортные средства, машино-час, согласноЕНиР Е 2-1−13, Н_вр = 2,3; тогда

П = = 43,47 м³/ч

t_п = =9,1 мин

t_ц = = 23,9 мин

n_p = =21 рейсов Сменная выработка автосамосвала:

П_а = 6,6 •23,9 • 0,8 = 126,19 м³/ смену Потребность машино-смен автосамосвалов определяем:

N_a= =13 м-см