Курсовой проект
Выполнил: студент группы 5011/1 Гиргидов А.А.
Санкт-Петербургский Государственный Технический Университет
Инженерно-строительный факультет
Кафедра технологии, организации и экономики гидротехнического строительства
Санкт-Петербург
1999 г.
Исходные данные.
В проекте рассматривается высоконапорный гидроузел.
Основное рассматриваемое сооружение – арочно-гравитационная плотина высотой м.
Дана основная порода карьера крупного заполнителя: базальт с плотностью кг/м3
.
Этапы возведения сооружения и объемы работ (общие и по этапам).
Этапы возведения сооружения.
Возведение сооружения проходит по следующим временным этапам:
Возведение перемычки первой очереди и сужение русла;
Возведение глухой и водосливной части плотины до отметок временного порога;
Перекрытие русла и пропуск строительных расходов через временный порог;
Сооружение станционной и глухой части плотины;
Окончательное сооружение глухой, водосливной и станционной частей плотины и набор водохранилища.
Объемы работ.
Полный объем работ составляет:
м3
,
что включает в себя:
Объем глухой части м3
;
Объем водосливной части м3
;
Объем станционной части м3
;
Зональное распределение бетона.
Распределение бетона по зонам показано на рисунках 1.1., 1.2., 1.3. для глухой, станционной и водосливной части соответственно.
На рисунках обозначены зоны: 1. - Зона морозостойкого бетона; 2. – Зона бетона с пониженным тепловыделением; 3. – Зона водонепроницаемого бетона; 4. – Зона кавитационностойкого бетона.
Подбор состава бетона для одной из марок.
Подберем состав бетона для напорной грани плотины. Из пункта 1.3. принимаем бетон марки М400.
Подбор крупного заполнителя.
Крупный заполнитель – базальтовый щебень кг/м3
(п. 1.1.).
Определение плотности бетона.
Плотность бетона определяется из условия:
Принимаем конструкции как массивные армированные, с содержанием арматуры до 0.5%, а также максимальная крупность заполнителя равна 80мм.
Из условия выше и по [1, т.2.] выбираем бетоносмесители:
Смеситель цикличного действия, гравитационный с объемом готового замеса 165 л;
Смеситель непрерывного действия с принудительным перемешиванием.
Отсюда, по [1, т.1.] находим объемную плотность бетона т/м3
.
Определение жесткости (осадки конуса).
Для реальных условий осадка конуса (ОК) определяется в лабораторных условиях. Основываясь на нормативных документах, в рамках курсового проекта назначаем ОК=4 см [1, т.3.].
Определение водоцементного отношения (В/Ц).
По прочности, определяется по формуле [1, с.28]:
,
где - прочность цемента (кгс/см2
);
- прочность бетона в возрасте 28 суток (кгс/см2
).
По [1, т.4] определяем, R28
=600 кгс/см2
, откуда получаем:
.
Определение водоцементного отношения по водонепроницаемости и морозостойкости.
По таблице 6 [1] определяем предельное значение для массивных гравитационных сооружений, в зоне переменного уровня сооружения в суровых климатических условиях:
.
Уточнение водоцементного отношения.
По данным пунктов 1.4.4. и 1.4.5. выбираем наименьшее и округляем:
.
Определение водопотребности бетона (В).
По таблице 7 [1] по максимальной крупности заполнителя определяем водопотребность для базового состава бетона:
,
л/м3
.
Для уточнения водопотребности бетона по таблице 8 [1] необходимо:
Определить модуль крупности песка.
По кривой гранулометрического состава определяем модуль крупности
Определить процентное содержание песка r.
По отношению к , полученное на 0.05 меньше, следовательно, уменьшаем стандартное на 1%, из чего следует:
Сравнить стандартную ОК с полученной.
Стандартная см, что на 2 см больше чем полученная ОК. Следовательно, необходимо уменьшить процентное содержание песка на 0.5% и уменшить содержание воды на 2.4%.
Окончательные данные.
Итого получаем:
,
л/м3
.
Определение расхода цемента (Ц).
кг/м3
.
Проведение корректировки.
Корректировка водоцементного отношения не требуется.
Определение суммарного расхода заполнителя (З).
При известных G, В и Ц находим З:
кг/м3
.
Определение количества песка (П).
Количество песка определяется по формуле:
кг/м3
.
Определение количества крупного заполнителя (КрЗ).
кг/м3
.
Проведем фракционирование крупного заполнителя.
При максимальной крупности заполнителя 80 мм количество каждой фракции будет:
Таблица 1.1.
| Фракции, мм | Сумма | ||
| 5..20 | 20..40 | 40..80 | |
| 30% | 30% | 40% | 100% |
| 398.4 | 398.4 | 519.2 | 1298 |
Технологические мероприятия по обеспечению трещиностойкости и прочности сооружения.
Выбор системы разрезки сооружения.
Для арочно-гравитационной плотины выбираем столбчатую систему разрезки с плотными межстолбчатыми швами.
Обоснование:
Применяется на скальных основаниях (грунты основания – базальт);
Применим для любых климатических условий;
Применяется для высоких плотин любого типа.
Определение величины необходимого снижения максимальной температуры в блоке по условиям его трещиностойкости.
Максимальное значение температуры в блоке равно:
,
где q – удельное тепловыделение бетона;
С – удельная теплоемкость бетона;
g - Объемный вес бетона.
Определим допустимое значение температуры в блоке:
,
где – предельная растяжимость;
– коэффициент линейного расширения;
– коэффициент защемления;
– коэффициент релаксации;
– коэффициент трещинообразования.
°,
где [1, рис. 5.];
[1, рис. 6.];
[2, стр. 19.].
Из вышеприведенных расчетов следует, что температуру в блоках необходимо снизить на:
°
Определение необходимого повышения температуры в зимний период.
Для строительства на реке Нурек повышать температуру в блоках в зимний период не требуется.
Требования к опалубке.
К опалубке специальные требования не применяются.
Мероприятия по снижению температуры в блоках.
Из приведенных выше расчетов видно, что температуру в блоках необходимо снизить на 28.9°. Следовательно, необходимо принять следующие мероприятия по снижению температуры в блоках:
Присадка льда, вместо воды (10°);
Трубное охлаждение 1.0Х1.0 (22°).
В результате получается снижение температуры на 32°С.
Календарный график производства бетонных работ.
Сроки проведения бетонных работ и их интенсивность представлены на рисунке 3.1. Общий срок строительства принимаем 7 лет. Среднемесячная интенсивность производства бетонных работ с учетом коэффициентов неравномерности определяется как:
,
где - коэффициентов неравномерности работы;
- коэффициентов неравномерности при переходе от среднемесячной годовой к среднемесячной сезонной.
м3
/мес.
Максимальная месячная интенсивность с учетом коэффициента неравномерности определяется:
м3
/мес.
Бетонные работы.
Определение мощности бетонного завода.
Необходимая часовая эксплуатационная производительность бетонного завода:
,
где - число расчетных часов в месяц работы бетонного завода в месяц при нормальном режиме работы;
- расход бетонной смеси на 1 м3
бетона.
ч/мес, так как климатические условия умеренные.
м3
/ч.
Выбранная расчетная мощность должна быть проведена на удовлетворение максимальной интенсивности ведения бетонных работ в форсированном режиме.
м3
/ч.
Должно выполняться условие:
Из полученных выше значений имеем:
Условие выполняется.
Определение марки и потребного оборудования.
В пункте 1.4.2. приняты два типа смесителей:
Смеситель цикличного действия, гравитационный с объемом готового замеса 165 л;
Смеситель непрерывного действия с принудительным перемешиванием.
Количество бетоносмесителей, необходимых для бетонного производства, определяется по формуле:
,
где
- производительность бетоносмесителя непрерывного действия. Принимаем м3
/ч.
Найденная проиводительность составляет 50% от общей производительности бетонного завода. Остальные 50% определяются для бетоносмесителей циклического действия. Производительность определяется как:
;
,
где - число циклов;
- продолжительность цикла;
- емкость бетоносмесителя.
,
где с; с; c; с;
с.
м3
/ч.
м3
/ч.
, тогда м3
/ч.
Определение количества бетоносмесителей:
,
принимаем .
Окончательно принимаем СБ-109 – 1 шт., и СБ-153 – 2 шт.
Арматурные и опалубочные работы.
Применяемые типы армирования. Определение мощности арматурного завода. Доставка и установка арматуры.
Для каждого сооружения применяются различные типы армирования. Рассмотрим армирование каждого сооружения.
Глухая часть плотины армируется армосетками со стороны напорной грани, т.к. эта часть предназначена для перекрытия русла и создания напора. Армосетки применяются по причине того, что в данной конструкции используется положение рабочей арматуры работающей в 2-ух направлениях, и она является плоским изделием, а значит, имеет вес меньше, чем объемная конструкция.
Водосливная часть плотины имеет следующие арматурные конструкции:
Напорная грань армируется армосетками;
Бычки и гребень армируется армокаркасами;
Водосливная грань армируется армокаркасами так же, как патерна;
Станционная часть со стороны напорной грани и в тех местах, где проходят водовыпуски;
Оголовок армируется армофермой.
Общая сменная производительность завода по выпуску арматуры определяется по формуле:
,
где - расчетная месячная интенсивность бетонных работ;
кг/м3
- удельный расход арматуры на 1м3
бетона;
- число рабочих смен в месяц;
т/см.
Вес армоконструкций определяется как:
кгт.
Транспортирование арматурных конструкций осуществляется на специальных прицепах-платформах со специальными прокладками во избежание деформаций и повреждений при перевозке.
Погрузка и разгрузка армоконструкций осуществляется башенными кранами.
Тип опалубки. Определение мощности опалубочного цеха. Доставка и установка опалубки.
Для данного гидроузла используется:
Консольная опалубка для напорных граней, применение которой обусловлено тем, что применяется крепление в виде консольных балок или ферм и скрепленных с нижележащим блоком с помощью анкеров, заложенных в нижнем блоке;
Железобетонная опалубка - для всех остальных участков, как и для быков, являющаяся несъемной, что уменьшает производство работ;
Вакуумная опалубка применяется для водосливной грани, т.к. она позволяет обеспечить меньшую шероховатость.
Общий вес опалубки определяется как:
,
где - удельный расход опалубки в м2
на 1 м3
бетона.
м2
/м3
;
м2
.
Производительность опалубочного цеха определяется по формуле:
м2
/смен.
Опалубка доставляется на специальных прицепах-платформах. Погрузка и разгрузка железобетонной опалубки осуществляется кранами, которые имеются на стройке.
Транспорт и укладка бетонной смеси.
Выбор основной схемы транспортировки и укладки бетонной смеси.
Транспортная схема бетонных работ представляет собой комплекс машин, обеспечивающих доставку смеси от бетонного завода до места укладки. Схема состоит из двух условных частей:
Горизонтальный транспорт (транспорт от завода до сооружения);
Вертикальный транспорт (подача бетонной смеси в блоки бетонирования).
В качестве горизонтального транспорта берутся автосамосвалы, т.к. автобетоновозов и автобетоносмесителей требуется более жесткое дорожное покрытие. Принимаем самосвалы марки КамАЗ 5511.
Для подачи бетона в блоки используется крановый способ. Применяются краны башенного типа КБГС-500ХЛ с грузоподъемностью 12 т.
Определение комплексной производительности крана и их количества. Расстановка кранов на сооружении.
Комплексная производительность кранов определяется по формуле:
,
где - фактическая масса транспортируемого груза за один цикл;
- грузоподъемность крана;
- коэффициент использования грузоподъемности крана (коэффициент загрузки);
,
где с.; с.; с.; с.; с.; с.; с.; с.; с.; с.; с.
с.
циклов.
т.
т/ч. при емкости бадьи 3.2 м3
.
Эксплуатационная производительность определяется:
т/ч.
По опыту проведения работ определено, что комплексная производительность примерно в два раза меньше эксплуатационной производительности крана:
т/ч.
Количество кранов определяется как:
,
где т/мес;
шт.
Принимаем 3 крана.
Определение производительности бетоновоза и количество.
В рамках данного курсового проекта принимается бетоновоз СБ-128.
Определяется производительность одного бетоновоза:
,
с.
циклов.
м3
/ч.
м3
/ч.
м3
/мес.
Количество бетоновозов определяется как:
шт.
Принимаем шт.
Комплексная механизация работ в блоке. Проверка площади блока.
При укладке бетонной смеси в начальном состоянии, конструкция заполняется не полностью, в связи с этим производится уплотнение бетонной смеси. Для данного проекта было принято уплотнение:
10% уплотняется ручными вибраторами типа ИВ-59;
90% - подвесными манипуляторами типа ИВ-90.
Определение производительности ручного вибратора и их необходимое количество.
Производительность ручного вибратора и их количество определяется:
м2
;
с;
циклов;
м2
/ч;
м2
/ч.
Количество ручных вибраторов определяется как:
шт.
Принимаем шт.
Определение производительности манипулятора и их количество на один блок.
м2
;
с;
циклов;
м2
/ч;
м2
/ч.
Количество ручных вибраторов определяется как:
шт.
Принимаем количество манипуляторов шт.
Стоимость укладки 1м3
бетона и определение трудозатрат на укладку 1м3
бетона.
Стоимость укладки и трудозатраты 1м3
бетона определяются по ЕРЕР’у и ЕНИР’у. Расчеты сведены в таблицу 6.1.
Таблица 6.1.
| № п/п | Нормы | Наименование работ | Ед. изм. | Объем работ | Прим. Испр. Коэф. | Норма на единицу объема | На весь объем | ||
| Нвр
|
Расценка, руб. | Нвр
|
Расценка, руб. | ||||||
| 1 | В14-I-36 №3б | Укладка бетонной смеси в блоки бетонирования при подаче кранами и уплотнении манипуляторами | 100м3
|
2.7 | - | 17 | 12.9 | 45.9 | 34.83 |
| 2 | В14-I-36 №2б | Укладка бетонной смеси в блоки бетонирования при подаче кранами и уплотнении ручными вибраторами | 100м3
|
2.7 | - | 9.8 | 7.2 | 26.5 | 19.44 |
| 3 | В14-I-38 №4а | Установка уплотнений в строительных швах в процессе бетонирования | 1 п.м. | 15 | - | 0.18 | 0.106 | 2.7 | 1.59 |