Транспорт леса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Транспорт леса - это часть технологического процесса лесозаготовительного производства, в котором перемещают лесные грузы с использованием тягового и прицепного состава по лесным дорогам.

Одной из главных особенностей транспорта леса является собирательный характер работы, определяемый лесосырьевой базой как грузообразующей площадью с неравномерной концентрацией сырья на единицу площади. Положение лесных дорог на лесной площади зависит не столько от ее деления на различные выделы, кварталы, урочища в системе лесоустройства, сколько от зоны тяготения лесных грузов к дороге.

Лесохозяйственные дороги служат не только для доставки потребителям лесного сырья, но и для выполнения лесовосстановительных работ, работ по охране лесов от вредителей и пожаров, а также мероприятий хозяйственного назначения.

1. Проектирование и строительство лесной автомобильной дороги

1.1 Размещение лесных дорог на плане лесхоза

Основное назначение проектируемой дорожной сети - обеспечить проведение всех лесохозяйственных мероприятий, а также вывозку лесного сырья.

Размещение лесных дорог происходит в следующем порядке:

1. Изучаются исходные данные для проектирования, дается описание рельефа местности и его характеристика. Изучаются грунтово-геологические и климатические условия, устанавливается дорожно-климатическая зона района строительства дорог.

2. Размещение дорожной сети начинают с определения направления магистрали 1 типа, которая делит лесной массив на две равные части по площади.

План лесхоза делят на полосы шириной 4-5 км, перпендикулярные общему направлению вывозки, и находят в каждой полосе точку, которая делит площадь в полосе на две равные части. Соединяя последовательно полученные точки, получают основное направление лесохозяйственной магистральной дороги 1 типа.

Наметив на плане лесхоза основное направление магистральной лесохозяйственной дороги 1 типа, приступают к размещению лесохозяйственных дорог 2 типа (веток), примыкающих к магистрали 1 типа.

Угол примыкания дорог 2 типа к магистрали 1 типа желательно иметь 50-60. Расстояние между дорогами 2 типа зависит от многих факторов: от стоимости строительства 1 км дорог 2 типа, расходов на содержание и ремонт 1 км дороги в год, доставку лесохозяйственных грузов, от количества грузов, подлежащих перевозки с 1 га, пожарного инвентаря и т.д.

Дороги 3 типа (усы), обеспечивают подъезд к местам лесохозяйственных и других видов работ, примыкают к дорогам 2 типа. Они являются дорогами кратковременного действия.

Основные измерители лесотранспорта.

Основные показатели лесосырьевой базы

1. Площадь лесосырьевой базы: F = 512 км²

2. Общий запас: тыс. м³

3. Запас на 1 га: м³/га

4. Длина: А=27 км

5. Ширина: В=F/А=19 км

Измерители лесотранспорта.

1. Определяем общую длину дорог I типа (L_I) и II типа (L_II):

L_I==24,7 км

L_II==63,4 км

L_общ.= L_I+ L_II=24,6+63,4=88 км

2. Густота транспорта сети:

1/км

3. Годовой грузооборот:

=(52000+1433+14336+1433)*1,1=76122,2

=65*0,8=52 тыс.т

где 0,8 т/м³ - это средний объем свежесрубленной древесины.

тыс. т

тыс. т

тыс. т

4. Грузовая работа:

=993,7 тыс. м³км

5. Ср. взвешенное расстояние вывозки:

км

км

6. Коэффициент пробега:

1.2 План трассы по топокарте участка лесной дороги

Необходимо выполнить трассирование участка лесохозяйственной дороги от заданной на карте точки «А» до заданной точки «В». Для этого сначала соединяют тонкой карандашной линией заданные точки. Затем необходимо эту линию разделить на участки вольного хода. Участки вольного хода - это участки, на которых естественные уклоны местности меньше выбранного значения продольного уклона дороги i_np.

Трассирование дороги необходимо начинать с трудных участков. Для этого вычислят шаг трассирования l_тр, мм, по формуле:

где h - высота сечения рельефа местности; i_mp - уклон трассирования.

Затем откладывается трассируемый шаг.

После окончательного выбора наилучшей трассы, производят разбивку пикетажа; счет пикетажа ведут от точки «А» к точке «В».

Вычисление румбов линий производят через азимуты. Для этого азимут начального направления измеряют транспортиром.

Шаг трассирования - это расстояние между соседними горизонталями, при котором угол местности равен предельному уклону трассирования.

Шаг трассирования вычисляют отдельно для спусков и подъемов в грузовом направлении (от «В» к «А»):

Расчет элементов трассы.

Расчет элементов трассы производится с помощью программы «TRASSA.exe». В компьютер вводятся следующие данные:

1) Ф.И.О.

2) количество углов поворота (2);

3) начальный азимут (103);

4) длина по воздушной линии (3900 м);

5) массив расстояний, м (1660; 1200; 1400);

6) массив радиусов, м (500; 300)

7) массив углов поворота (-34; 61).

1.3 Проектирование продольного профиля

При проектировании необходимо обеспечить:

а) плавность пути, позволяющую автомобилю развивать высокие скорости движения;

б) отвод воды от земляного полотна с помощью продольных канав;

в) прохождение дороги через заданные контрольные точки (примыкание к существующим дорогам; отметки проезжей части мостов; отметки полотна дороги над горизонтом высоких вод);

г) небольшой объем земляных работ.

Продольный профиль вычерчивается на миллиметровой бумаге с шириной листа 287 мм. Масштабы продольного профили: горизонтальный - 1:5000; вертикальный - 1:500.

Уклоны проектной линии не должны превышать выбранною значения продольного уклона «i_пр».

Выемок, по возможности следует избегать (из-за плохих гидрологических условий и трудностей зимней эксплуатации таких участков). Кюветы в выемках должны иметь продольный уклон не менее 5%.

Проектную линию лесохозяйственных дорог круглогодового действия следует назначать в насыпях, высоту которых необходимо устанавливать в соответствии с определенными требованиями. В нашем случае вид грунта песок, и следовательно высота насыпи должна составлять 0,5 м. Уклоны проектной линии определяется по формуле:

i=h/d

где h превышение конечной точки данного элемента проектной линии над начальной точкой того же элемента; d длина участка проектной линии.

Проектные отметки всех пикетов вычисляют по формуле:

Н_пр =Н_начi*d

где i - округление до целых тысячных значения уклона проектной линии Н_нач - начальная проектная отметка элемента

1.4 Проектирование земляного полотна

Лесохозяйственные дороги проектируют однополосными. Ширину земляного полотна В на прямых участках дороги определяют по формуле:

В=В₀+2с,

где В₀ ширина проезжей части, м; с - ширина обочины.

В₀ =s+2a

s - ширина колеи расчетного автомобиля. М (КрАЗ - 2,07 м)

а=К_ум*

где V_p - расчетная скорость движения автомобиля, для КрАЗ - 2,07 он равен 11,1; К_ум - коэффициент уменьшения на лесных дорогах - 1,0.

а=.

В₀=2,07+2*0,63=3,33.

В= 3,33+2=5,33 м, для расчета использует значение 5,5 м.

1.5 Расчет объемов дорожных земляных работ

Расчет производим с помощью программы «ZEMRAB».

1. Количество рабочих отметок - 21.

2. Коэффициент крутизны откоса насыпи - 3.

3. Коэффициент откоса выемки - 1.5.

4. Ширина насыпи - 5,5 м.

5. Ширина кювета по дну - 0,4 м.

6. Глубина кювета - 0,8 м.

7. Поперечный уклон сливной призмы - 0.02.

8. Массив расстояний: 0, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100,1200,1300,1400, 1500,1600,1700,1800,1900, 2000.

9. Массив рабочих отметок: 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 2.0, 2. 8,2.8, 2.2, 0.5, 0.5, 0.5.

1.6 Расчет дорожной одежды

Дорожная одежда - это наиболее дорогой элемент всей дорожной конструкции, оттягивающий на себя 40-50% всей стоимости дороги.

Дородные одежды бывают: жесткие - не сопротивляются изгибу, нежесткие - не способны сопротивляться изгибу (лесные дороги).

По числу конструктивных дорог: однослойные и многослойные.

Среди основных конструктивных слоев различают покрытие, основание, подстилающий слой и слой поверхностной обработки.

Покрытие - это верхний слой, который воспринимает воздействие колес автопоезда и природных факторов и отвечает требованиям прочности, ровности, долговечности.

Основание - это нижний слой который распределяет нагрузку от слоя покрытия, уменьшая ее до допустимой для земляного полотна.

Подстилающий слой - это дополнительные слои, укладываемые на земляное полотно для отвода воды, защиты от морозного пучения.

Слой поверхностной обработки - это слой дорожной одежды из горячего битума и мелкого щебня для защиты покрытия от атмосферных осадков и увеличения шероховатости.

В зависимости от категория и назначения дорог, виды дородного строительного материала и способа его укладки покрытия дорожных одежд подразделяют: на капитальные (центо- и асфальтобетонные покрытия), облегченные, переходные (щебеночные, гравийные, а так же покрытия из местных каменных и гравелисто песчаных грунтов), низшие - грунтовые покрытия, улучшенные скелетными добавками щебня, гравия.

Определение модуля упругости всей дорожной конструкции

1. Общий модуль упругости дорожной одежды, мПа:

Е_общ=Е_тр*К_пр

где К_пр - коэффициент прочности (0,63); Е_тр - требуемый модуль упругости.

Требуемый модуль упругости, мПа.

Е_тр=а+b*lgN_p

где N_p - расчетная суточная интенсивность движения.

а - 65

b - 65

Е_тр=65+65*1,1156=137,5 мПа Е_общ=0.63*137,5=86,6 мПа

Т.к. полученное значение меньше 100, то считаем, что общий модуль упругости равен 100.

2. Организация вывозки леса

2.1 Определение расчётной массы автопоезда и его полезной нагрузки

Тип для вывозки хлыстов - автомобиль с роспуском.

В зимний период лесхозы производят вывозку леса в хлыстах автопоездами.

В летний период производят перевозку грузов лесохозяйственного, производственно-хозяйственного назначения и дорожно-строительных материалов.

Расчетная масса автомобильного поезда зависит от расчетной силы тяги автомобиля, величины продольного подъема, типа и состояния дорожной одежды и определяется по формуле:

Где F_p - расчетная сила тяги автомобиля, Н; g - ускорение свободного падения (9,81 м/с²); - основное удельное сопротивление движению автопоезда, (400 Н/т)

Марка прицепа ГКБ-9383-011

Величина расчетной силы тяги автомобиля F_k F_pF_сц, т.е. за расчетную силу тяги принимается наименьшее значение из величины F_k и F_сц (где F_k - касательная сила тяги автомобиля на максимальном подъеме, Н; F_сц - сцепная сила тяги, Н).

Величину касательной тяги принимают по тяговой характеристике автомобиля или определяют по формуле:

F_k =

где М_вр - максимальный крутящий момент на валу двигателя, Н*м; i_об - общее передаточное число силовой передачи автомобиля.

F_k =

i_об = (85,2)

где - передаточное число на 2-й передаче коробки перемены передач; - передаточное число пониженной передачи раздаточной коробки; i_гл.п - передаточное число главной передачи; - коэффициент полезного действия силовой передачи; - коэффициент использования мощности двигателя автомобиля по эксплуатационным условиям (0,9); - коэффициент, учитывающий расход мощности двигателя на привод вспомогательных механизмов - компрессора, генератора, вентилятора (0,9); r_k - рабочий радиус ведущего колеса автомобиля, м (0,5) сцепная сила тяги автомобиля определяется по формуле, Н;

F_сц =1000

F_сц =1000

где P_сц - сцепная масса автомобиля, т (23 т); - коэффициент сцепления ведущих колес автомобиля с покрытием дороги (0,3).

Для определения полезной нагрузки на автопоезд необходимо сначала подобрать прицепной состав к автомобилю с таким расчетом, чтобы масса автопоезда с грузом была равна величине Q_бр или близка к ней.

Для автомобиля КрАЗ 64371 рекомендуется прицеп ГКБ-9383-011.

Для зимних условий

,

где - объемная масса свежесрубленной древесины (0,8 т/м³), Р_а, Р_р - масса без груза соответственно автомобиля, роспуска.

При установлении полезной нагрузки на автопоездах следует иметь в виду, что она не может превышать номинальную грузоподъемность автомобиля и прицепного состава.

Эти условия проверяют по формулам:

Так как неравенство не выполняется, то для дальнейших расчетов принимаем значение Q_пол = 31,5.

2.2 Определение сменной производительности автопоезда

Производительность автомобиля за смену определяется по формуле, м³/см

П_см=

где Т - продолжительность рабочей смены, мин;

- подготовительно-заключительное время смены, принимается 20 мин.

K - коэффициент использования рабочего времени (0,9); - среднее расстояние вывозки по магистрали и веткам, км; среднее расстояние вывозки по усам (2 км); средняя скорость движения в обоих направлениях по магистрали и ветке; - средняя скорость движения автопоезда по усу (2 м/с; сумма простоек за 1 рейс на погрузке, разгрузке и на разъездах, мин.

++t₀* Q_пол+t₃+t₄

и - время на установку поезда соответственно под погрузку (10 мин)

И под разгузку (5 мин); t₀ - время на погрузку 1 м³ хлыстов t³ - время на разгрузку поезда на нижнем складе (6,5 мин); t₄ - время на скрещение встречных автопоездов на усах, ветках и однополосных магистралях. (3)

Q_{пол -} 31,5

П_см= м³/см

2.3 Расчёт потребности горюче-смазочного материала

Потребность в горючем при перевозке древесины определяется на основании действующих норм и пробега автопоездов.

Пробег лесовозных автопоездов рассчитывается по формуле

L_лес = (2l_ср+ l_ус +l_н)*,

где l_ср - среднее расстояние перевозки грузов, км;

l_ус - длина уса; l_н - величина нулевого пробега на погрузочном и разгрузочном пунктах за 1 рейс (1,0 км);

L_лес = (2*21,03+ 1,92 +1)*=108697,31 км

Потребность в горючем для лесовозных автопоездов определяется по формуле, кг

Q_гор =((q₁+q₂*Q_пр)*+q₂*)*k₁*k₂*г,

где q₁-норма расхода горючего на 100 км пробега, л; q₂ - норма расхода на 100 м³ км грузовой работы; Q_пр - масса прицепного состава без груза, т; R - грузовая работа (0,5 _пол,т*км); k₁ -коэффициент, учитывающий гаражные расходы (1.01)

K₂ - коэффициент, учитывающий увеличение расхода горючего при движении по подъездным путям и в зимнее время (1,05); г - плотность горючего.

Q_гор =((41,5+1,5*4,16)*+1,5*)*1,01*1,05*0,875=71981,7 км

Общий пробег автопоездов по перевозке грузов л/х назначения определяется по формуле

L_лх=2 (L₁++l_ус)*,

где L₁-длина магистральных дорог I типа;

; l_ус - длина уса; n - количество магистральных дорог II типа;

L_лх=2 (24,6++1,92)*

Расход авторезины на вывозку леса определяется по формуле

n=,

- пробег лесовозных автопоездов; m - норма пробега авторезины до полного износа (40000); n=.

2.4 Определение себестоимости вывозки леса

Себестоимость вывозки леса можно определить по формуле, руб./м³

*k_тер

где а - стоимость простоев автопоездов на погрузке, разгрузке, строительстве, ремонте усов и погрузке древесины (1,0 руб./м³), b - стоимость перевозки 1 м³ древесины на 1 км грузовой работы (0,006 руб./м³*км), с - стоимость содержания и амортизации (3000 руб./км), l_ср - среднее расстояние вывозки, км; d - годовые затраты на содержание зданий и административно - технических кадров (2000 руб./год), к_тер - территориальный коэффициент, учитывающий повышение себестоимости перевозок в лесных районах страны, для Ленинградской области он равен 1,02.

*1,02=3,2 руб./м³.

Библиографический список

1. Патякин В.И., Салминец Э.О., Бессараб Г.А. и др. Лесоэксплуатация. М.: Издательский центр «Академия», 2006.317 с.

2. Грехов Г.Ф., Тюрин Н.А., Бессараб Г.А., Яблочкин А.А. Сухопутный транспорт леса: Учебное пособие. СПб.: СПБГЛТА, 2007108 с.

3. Салминен Э.О. Проектирование лесных предприятий: Учебное пособие. СПб.: СПБГЛТА, 2002.155 с.

4. Нормы технического проектирования и технико0экономические показатели по автомобильному транспорту предприятий лесного хозяйства. М.: Союзгипролесхоз, 1983.

5. Ильин Б.А. Лесные дороги. Ч. 1,2.О.:ЛТА, 1980-1981.

6. Тюрин Н.А., Борозна А.А. Сухопутный транспорт леса. СПб.: СПБГЛТА, 1993.38 с.

7. Грехов Г.Ф, Бессараб Г.А идр. Дорожное грунтоведение: Методические указания. СПб.: СПбГЛТА, 2005

8. Инструкция по проектированию лесозаготовительных предприятий. ВСН 01-82. Л.: Гипролестранс, 1983.

9. Инструкция по проектированию дорожных одежд нежёсткого типа. ВСН 46-83. М.: Транспорт, 1985.157 с.

10. Тюрин Н.А. Дорожно-строительные материалы: Учебное пособие. СПб.: СПбГЛТА, 1998.137 с.

11. Тюрин Н.А., Суворова Н.А. Автоматизированное проектирование лесных дорог: Учебное пособие. СПб.: СПбГЛТА, 1995.72 с.

дорога лесной полотно земляной

Размещено на Allbest.ru