Производственные предприятия транспортных сооружений

 

Министерство Общего и Профессионального Образования  Российской Федерации

Ростовский государственный строительный университет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект по дисциплине

Производственные предприятия  транспортных сооружений

 

АБЗ

 

 

Расчетно-пояснительная записка

111774 РПЗ

 

 

 

 

 

Выполнил студент группы Д-327

Стрижачук А. В.

Руководитель:

Литвинова Л. А.

Заведующий кафедры:

Илиополов С. К.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ростов-на-Дону

1999 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные.

 

 

Длина участка  строительства 10

Ширина проезжей части 7

Толщина асфальтобетона 0,1

Тип асфальтобетона В

Плотность асфальтобетона 2

Число смен 1

Продолжительность работ 4

Длина транспортировки 11

Удельное  сопротивление стали 0,12∙10^-4 Ом∙м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание:

 

 

 

 

 

Климатическая характеристика района.

Кемеровская область расположена в III-ей дорожно-климатической зоне — зоне со значительным увлажнением грунтов в отдельные периоды годы. Для района проложения автомобильной дороги характерен климат с холодной зимой и теплым летом, что видно из дорожно-климатического графика (рис 1.1).

Лето теплое: среднесуточная температура  наиболее жаркого месяца (июля) составляет +18,4˚С; зимы холодные со среднесуточной температурой наиболее холодного месяца (января) –19,2˚С. Отрицательные температуры  воздуха бывают с ноября по март, а расчетная длительность периода отрицательных температур Т=179 сут.

Абсолютный максимум температуры  воздуха в году достигает +38˚С, минимум -55˚С. Следовательно, амплитуда температуры  составляет 93˚С. Годовая средняя  суточная амплитуда температуры  воздуха бывает в июне (13,2˚С), а максимальная в феврале (30,2˚С).

За год выпадает 476 мм осадков; количество осадков в жидком и смешанном  виде 362 мм за год; суточный максимум 46 мм. Средняя за зиму высота снежного покрова составляет 51 см, а число  дней со снежным покровом до 162 сут (период 03.11 — 13.04).

Для рассматриваемого района зимой преобладают ветры южного, юго-восточного и юго-западного направлений. Летом преобладают ветры южного и северного направлений (рис 1.2). Средняя скорость ветра за январь равна 3,41 м/с. Максимум из средних скоростей по румбам за январь — 6,8 м/с. Средняя скорость ветра за июль равна 3,55 м/с. Максимум из средних скоростей по румбам за июль — 4,4 м/с.

 

1. Обоснование размещения АБЗ.

Завод будет размещен вблизи железнодорожных  путей, так как все дорожно-строительные материалы будут доставляться по ним.

1.1. Сравнение времени остывания асфальтобетонной смеси со временем ее доставки к месту укладки.

Необходимо сравнить время остывания  смеси t₁, ч, со временем ее доставки к месту укладки t₂, ч (t₁≥t₂).

где G — количество смеси в кузове самосвала, для самосвала ЗИЛ-ММЗ-555, G=4500 кг;

С_СМ — теплоемкость горячей смеси, С_СМ=1,1 кДж/(кг∙˚С);

F — площадь стенок кузова самосвала, для самосвала ЗИЛ-ММЗ-555 F=11 м²;

h — коэффициент теплопередачи, h=168 кДж/(м²∙ч∙˚С);

Т_АБЗ — температура смеси при отправке с АБЗ, ˚С;

Т_СМ — температура смеси при ее укладке, ˚С;

 Т_В — температура воздуха, ˚С.

где L — дальность транспортировки, км;

v — скорость движения самосвала, v=40…60 км/ч.

1.2. Источники обеспечения АБЗ водой и электроэнергией. Нормативные требования.

Обеспечение АБЗ водой происходит путем водозабора из водопроводной  сети. Электроэнергия поступает из городской сети. АБЗ размещают  с подветренной стороны к населенному  пункту, на расстоянии не ближе 500 м  от него. Площадка АБЗ должна быть достаточно ровной, с уклоном 25-30‰, обеспечивающим отвод поверхностных вод. Коэффициент использования площади должен быть не менее 0,6, а коэффициент застройки — не менее 0,4. Уровень грунтовых вод — не выше 4 м.

При размещении зданий и сооружений на территории завода следует учитывать следующее:

1. Здания и сооружения с повышенной пожарной опасностью следует размещать с подветренной стороны по отношению к другим зданиям;
2. Здания и сооружения вспомогательного производства должны располагаться в зоне цехов основного производства;
3. Складские сооружения нужно располагать с учетом максимального использования железнодорожных и других подъездных путей для погрузочных, разгрузочных операций и обеспечения подачи материала к основным цехам кратчайшим путем;
4. Энергетические объекты нужно располагать по отношению к основным потребителям с наименьшей протяженностью трубопровода и ЛЭП;
5. При устройстве тупиковых дорог необходимо в конце тупика предусматривать петлевые объезды или площадки размером не менее 12х12 м для разворота автомобилей.

2. Режим работы завода и его производительность.

2.1. Часовая производительность АБЗ, Q_Ч, т/ч.

где П — необходимое количество асфальтобетонной смеси, т;

 Ф — плановый фонд времени.

где 8 ч — продолжительность смены;

n — количество смен;

22,3 — число рабочих дней в месяце;

m — количество месяцев укладки смеси;

0,9 — коэффициент использования  оборудования в течение смены;

 0,9 — коэффициент использования  оборудования в течении m месяцев.

где k — коэффициент, учитывающий неравномерный расход смеси, k=1,1…1,5;

F — площадь укладки асфальтобетонной смеси, м², F=10000∙7=70000 м²;

h — толщина укладки асфальтобетонной смеси, м;

ρ — плотность смеси, ρ=2,0…2,4 т/м³.

 

 

 

Полученное значение округляем до целого числа и принимаем смеситель типа ДС-617.

2. Расчет расхода материалов.

 

Требования к материалам.

Для приготовления горячей смеси  применяются вязкие нефтяные битумы марок БНД 60/90, БНД 90/130. Щебень следует  применять из естественного камня. Не допускается применение щебня из глинистых, известковых, глинисто-песчаных и глинистых сланцев. Пески применяются природные или дробленные. Минеральный порошок применяется активизированный и не активизированный. Допускается использовать в качестве минерального порошка измельченные металлургические шлаки и пылевые отходы промышленности. Активизированный минеральный порошок получают в результате помолки каменных материалов в присутствии активизирующих добавок, в качестве которых используются смеси состоящие из битума и ПАВ в принятом соотношении 1:1

Суточная потребность материалов:

где 8 ч — продолжительность смены;

n — число смен;

Q_Ч — часовая производительность завода, т/ч (м³/ч);

 N_ki — потребность в K_i компоненте на 100 т асфальтобетонной смеси.

Учитывая естественную убыль (2% для щебня, песка, битума и 0,5% для минерального порошка) получаем:

 

Таблица 1. Потребность АБЗ в минеральных материалах.

Материал	Единица измерения	Суточная потребность	Норма запаса, дней	Запас единовременного хранения
Щебень	м3	72,2	15	1083
Минеральный порошок	т	24,7	15	387
Битум	т	18,1	25	452,5

3. Определение длины железнодорожного пути для прирельсовых АБЗ.

1. Количество транспортных единиц N, прибывающих в сутки.

 

 

где Q_i — суточная потребность, т (m=V∙ρ);

k — коэффициент неравномерности подачи груза, k=1,2;

q — грузоподъемность вагона, т;

 ρ_щ — плотность щебня, ρ_щ=1,58 т/м³.

3.2. Длина фронта разгрузки L, м.

 

 

 

где l — длина вагона, l=15 м;

n — число подач в сутки, n=1…3.

 

4. Склады минеральных материалов.

1. Расчет щебеночных штабелей.

 

Обычно для АБЗ проектируются  склады щебня и песка открытого  штабельного типа небольшой емкости  с погрузочно-разгрузочными механизмами (конвейеры, фронтальные погрузчики). При проектировании необходимо предусмотреть  бетонное основание или основание из уплотненного грунта, водоотвод от штабелей, распределительные стенки между штабелями, подачу материалов в штабеля и в агрегат питания ленточными транспортерами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2. Выбор и расчет ленточных конвейеров.

На АБЗ для непрерывной подачи минерального материала используют ленточные и винтовые конвейеры. Ленточными конвейерами можно перемещать песок и щебень в горизонтальном направлении и под углом не превышающим 22˚. Выполняют ленточные конвейеры из нескольких слоев прорезиненной хлопчатобумажной ткани. Ширина ленты В, м, определяется по часовой производительности:

где Q — часовая производительность, т/ч;

v — скорость движения ленты, м/с;

 ρ — плотность материала, т/м³.

 

Выбираем конвейер типа С-382А (Т-44).

4.3. Выбор типа бульдозера.

Таблица 2. Марка  бульдозера и его характеристики.

Тип и марка машины	Мощность двигателя, кВт	Отвал
		Тип	Размеры, мм	Высота подъема, мм	Заглубление, мм
ДЗ-24А (Д-521А)	132	Неповоротный	3640х1480	1200	1000

 

Производительность П_Э, т/ч выбранного бульдозера:

 

где V — объем призмы волочения, V=0,5BH²=0,5∙3,64∙(1,48)²=3,987 м³, здесь В — ширина отвала, м; Н — высота отвала, м;

k_Р — коэффициент разрыхления, k_Р = 1,05…1,35.

k_ПР — поправочный коэффициент к объему призмы волочения, зависящий от соотношения ширины В и высоты Н отвала Н/В=0,41, а также физико-механических свойств разрабатываемого грунта, k_ПР=0,77;

k_В — коэффициент использования машин по времени, k_В=0,8;

Т_Ц — продолжительность цикла, с;

 

Т_Ц=t_Н+t_РХ+t_ХХ+t_ВСП,

здесь t_Н — время набора материала,

 

где L_Н — длина пути набора, L_Н=6…10 м;

v₁ — скорость на первой передаче, v₁=5…10 км/ч;

 

t_РХ — время перемещения грунта, с,

 

 

 

 

где L — дальность транспортировки, м, L=20 м;

v₂ — скорость на второй передаче, v₂=6…12 км/ч;

 

t_ХХ — время холостого хода, с,

 

где v₃ — скорость на третьей передаче, v₃=7…15 км/ч;

t_ВСП = 20 с;→ Т_Ц = 3,84 + 7,2 + 9,16 + 20 = 40,2 с;

5. Битумохранилище.

5.1. Расчет размеров битумохранилища.

Для приема и хранения вяжущих устраивают ямные постоянные и временные  битумохранилища только закрытого типа. Битумохранилища устраивают на прирельсовых АБЗ с битумоплавильными установками. Современные закрытые битумохранилища ямного типа должны быть защищены от доступа влаги как наружной, так и подземной путем устройства специальных зданий, дренажей или навесов. Глубина ямного хранилища допускается в пределах 1,5-4 м в зависимости от уровня грунтовых вод. Для достижения рабочей температуры применяют электронагреватели. Наиболее перспективный способ нагрева битума — разогрев в подвижных слоях с использованием закрытых нагревателей. Для забора битума из хранилища устраивают приемники с боку или в центре хранилища. Таким образом, битумохранилище состоит из собственно хранилища, приямка и оборудования для подогрева и передачи битума.

Значение запаса единовременного  хранения битума округляем до 500, тогда  средняя площадь F, м² битумохранилища:

 

где Е — емкость битумохранилища, м³;

h — высота слоя битума, h = 1,5…4 м.

 

Затем, исходя из значения строительного  модуля, равного трем, и отношения длины L к ширине В битумохранилища, равного L/B = 1,5, назначаем средние значения длин L_ср и В_ср.

Ввиду того что стенки битумохранилища  устраивают с откосом:

5.2. Количество тепла, необходимое для нагрева битума в хранилище и приямке Q, кДж/ч.

 

где Q₁ — количество тепла, затрачиваемое на плавление битума, кДж/ч.

 

где μ — скрытая теплота плавления битума, μ=126 кДж/кг;

G — количество подогреваемого битума, кг/ч, G = 0,1∙Q_см, где Q_см — производительность выбранного смесителя, кг/ч.

 

Q₂ — количество тепла, затрачиваемое на подогрев битума, кДж/ч:

 

 

где K — коэффициент, учитывающий потери тепла через стенки хранилища и зеркало битума, K = 1,1;

С_б — теплоемкость битума, С_б =1,47…1,66 кДж/(кг∙ºС);

W — содержание воды в битуме, W = 2…5%;

t₁ и t₂ —