Здесь также надо учитывать вышеперечисленные коэффициенты. Разрез траверса подбирают таким же образом как и для двохвіткового стропа.

Стропы и траверсов оборудуют с крюками, карабинами или грузовыми скобами. Крюки и карабины более удобны в эксплуатации. Для обеспечения безопасности, с целью исключения непроизвольного выпадения грузовых канатов или цепей, крюки и карабины обеспечиваются охранительными замками.

Все вантажнозахватні устраивание и приспособление подлежат обзору (с целью выявления внешних недостатков) и испытанию (с целью выявления прочности). При испытании оснастки поддаются деянию груза, с коэффициентом перегружу 1,25. В процессе эксплуатации оснастки периодически осматривают: траверсов - через 6 месяцев; клещи, восторги и др. - через 1 месяц; крюки, стропы, карабины - через 10 дней. Для оценки внешнего состояния сварочных швов, крепления, износа узлов и деталей проводят обзор. В случае выявления недопустимых дефектов оснастки бракуют и не допускают к эксплуатации.

 

Контрольные вопросы к лекции:

 

1. Общее положение о стойкости машин и механизмов.

2. Расчет стойкости самоходного стрілового крана.

3. Расчет стойкости башенного крана.

4. Расчет стойкости лебедок.

5. Общее положение о такелажной оснастке.

6. Расчет двовіткового стропа.

7. Расчет траверса.

 

ЛЕКЦИЯ № 8, 9 ОСНОВЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ДОРОГ

 

8, 9. 1 Безопасность труда при сооружении земляного полотна

 

8, 9. 1. 1 Расчет безопасного склона выемки

 

При строительстве автомобильных дорог отдельные участки прокладывают с устраиванием выемок.

Беспечность строительства и эксплуатации участков дорог в выемках в первую очередь зависит от крутизны склонов. Крутизна (угол) склона сооружающего земляного сооружения также вызывают влияние и на беспечность выполнения земляных работ. Углы склонов, которые ограничивают земляные сооружения, зависят от компактности почвы и высоты склона. На склон земляного сооружения действует две группы сил: сдвигающие и удерживающие. К сдвигающим принадлежат складаючі собственный вес - почвы и нагрузки, прилагаемые на краю земляного сооружения. Фильтрационная вода, которая находится в почве, также оказывает разрушающее гидродинамическое влияние. К удерживающим принадлежат силы внутреннего трения и сцепления почвы.

Стойкость склонов будет обеспечена, если сумма удерживающих сил будет превышать сумму разрушающих сил. Коэффициенты запаса принимают ровным 1,2 - 1,4.

При отсутствии нагрузок на бровці выемки и фильтрационного потока коэффициент запаса на стойкость склона однородного несвязанного песка почвы

 

φ - угол внутреннего трения почвы;

α - угол наклона склона к горизонту.

 

Если угол склона изменяется по высоте, то за расчетный берут значение α по средней линии.

В случае наличия фильтрационной воды и выхода их на склон коэффициент запаса на стойкость необходимо брать в 2 раза меньше посчитанного за приведенной формулой.

При устраивании склона в связанных почвах и отсутствии фильтрационной воды, которая выходит на склон, расчет ведут за методом цилиндрических поверхностей. Допускается, что заваливание такого склона делается на круто цилиндрической поверхности с радиусом R (рис. 6.1). Призму заваливания делят вертикальными плоскостями на элементы, которые имеют размер в перпендикулярном чертежу направления, ровным 1.

 

Рисунок 8, 9. 1 - Расчетная схема склона.

 

Примем, что центр круглоциліндричної поверхности скольжения призмы заваливания находится в точке О. Уравнения, которое характеризует состояние равновесия склона,

∑ М0 = 0, (6.2)

 

где ∑М0 - сумма моментов всех сил относительно точки О.

 

Примем, что вес каждого элемента призмы заваливания прилагается в точке перекрестка веса элемента gі с соответствующим отрезком дуги скольжения. Примем также, что давление от соседних элементов одинаково по значению и противоположно по направлению, потому силы взаимодействия по вертикальным поверхностям элементов учитывать не будем. Тогда сумма удерживающих и сдвигающих моментов при отсутствии фильтрационного потока соответственно

; (6.3)

, (6.4)

 

где хи и zі - координаты проекции центра веса элемента и на поверхности скольжения по отношению к центру Об этой поверхности;

φ и- углы внутреннего трения почвы;

Си - удельное сцепление при сдвиге в пределе и - го элемента;

Sі - длина дуги и- го элемента по поверхности скольжения, м;

n - количество элементов, принятое из расчета, что ширина элемента

ровная ~ 0,1R.

Коэффициент запаса на стойкость

(6.5)

 

 

При равенстве удельного сцепления и углов внутреннего трения для всех элементов коэффициент запаса на стойкость

 

 

(6.6)

 

где S - полная длина дуги скольжения, г.

 

При действии на склон фильтрационного потока сумма сдвигающих моментов должна определяться с обменом взвешивания почвы в воде

 

 

, (6.7)

 

где ν - удельный вес воды;

hі - высота части элемента, погруженного в фильтрационный поток;

и - номер элемента.

 

Удерживающий момент определяют за той же формулой, что и для случая без фильтрационного потока.

Коэффициент запаса на стойкость склона, который находится под действием фильтрационного потока, будет иметь вид

 

 

(6.8)

 

В дорожном строительстве, если рассчитывают стойкость склонов земляных сооружений, которые устраиваются в связанных почвах, возможное применение упрощенного метода, которое дает погрешность не более 10%. Упрощенный метод применяется для склонов высотой к 5м. За этим методом принимают, что разрушение склона может случиться по плоскости поверхности АС(берем ширину призмы разрушения в плоскости, какая перпендикулярная чертежу, ровной 1). Будем считать, что на призму разрушения АВС действует только собственный вес этой призмы.

 

 

Рисунок 8, 9. 2 - Схема площади разрушения склона

 

Силы, которые сдвигают, действуют на призму и появляется сила F, направленная параллельно плоскости разрушения АС, ровная F=Q∙sinθ (θ - угол наибольшего настоящего склона).

Призму разрушения удерживает в равновесии сумма сил сцепления С (АС) и силы трения N∙tgφ = Q∙cosθ∙tgφ (φ - угол внутреннего трения).

Положение наибольшего равновесия склона может быть записано уравнением

 

Q∙ sinθ= Q∙cosθ∙tgφ +С(6.9)

 

После несложных превращений получаем формулу для расчета наибольшей высоты склона

(6.10)

 

Наибольшая допустимая глубина выемки с вертикальными склонами (α=90º)

 

(6.11)

 

Коэффициент стойкости склонов или вертикальной стенки может быть рассчитан в приведенных формулах путем введения в знаменатель. Тогда формула для определения безопасной глубины выемки со склонами

 

(6.12)

 

Для выемки с вертикальными стенками

 

(6.13)

 

Коэффициент запаса на стойкость к=1,5 - 3,0.

При больших глубинах выемок наиболее безопасным надо считать склон с рівностійним профилем, который возможно построить в соответствии с теорией В.В.Соколовського по заданным значением плоскости ν, угла внутреннего трения φ, удельного сцепления почвы с. В справочниках приведенные значения безразмерных координат линий рівностійного склона

 

; (6.14)

.

Для получения координат справочников рівностійного склона табличные значения необходимо умножить на величину с/ν. Коэффициент запаса на стойкость учитывают уменьшением значений с и tgφ в к раз.

При расчете склонов выемок методами наибольших положений вместо коэффициента запаса на стойкость определяют коэффициент условий работы, равный отношению пределов расчетными и наибольшими сдвигающими силами. Значение коэффициента условий работы не должно превышать 0,8.

 

8, 9. 2 Крепления вертикальных стенок выемок

 

В практике строительства автомобильных дорог иногда нужная разработка почвы в выемках с вертикальными стенками. Кроме этого, некоторые земляные сооружения устраивают с вертикальными стенками. При превышении больше всего припущеної высоты вертикальной стенки может случиться заваливание земляных масс. Для предотвращения обвалов и сдвигов, создания безопасных условий труда устраивают постоянные или временные крепления в зависимости от расположения дошок:

· крепления заведений в виде горизонтальных дошок, расположенных за вертикальными стенками, которые воздерживаются розпорками (рис. 6.3). До этого типу принадлежат забивные вертикальные крепления, круг нижние концы вертикальных дошок забивают в почву (рис. 6.4)

 

 

Рисунок 8, 9. 3 - Схема устраивания розпорних забивных горизонтальных креплений с вертикальными стенками.

 

Рисунок 8, 9. 4 - Схема устраивания розпорних забивных вертикальных креплений.

 

 

· шпунтовые крепления в виде вертикальных дошок, которые плотно примыкают друг к другу с помощью пазов и гребней(рис. 6.5)

 

 

Рисунок 8, 9. 5 - Схема устраивания шпунтовых креплений

 

Крепления подразделяются также за характером расположения элементов, удерживающих стойки и прогонки; розпорні - стойки или сваи удерживают в вертикальном положении с помощью розпорок; анкерные - сваи удерживают в вертикальном положении с помощью подкосов; рамные - вместо розпорок применяются деревянные рамы.

При небольших глубинах выемок (к 3м) наиболее целесообразные инвентарные крепления. Вид крепления следует выбирать в зависимости от состояния почв: при естественной влажности (за исключением сыпучих) допускают горизонтальные крепления с просветом через доску; при повышении влажности сыпучих - сплошные вертикальные или горизонтальные крепления; для почв с сильным притоком грунтовой воды - шпунтовые ограждения с забивной в дно траншеи или котлована на глубину не менее 0,75м.

Неинвентарные крепления устраивают с дошок толщиной не менее 4см (при почвах естественной влажности) и не менее 5см (при песчаных почвах и почвах повышенной влажности). Доски закладывают за вертикальные стойки плотно к почве. Стойки закрепляют в вертикальном положении розпорками, расстояние между стенками принимают не менее 1,5м. По вертикали розпорки устраивают один от другого не более чем через 1м.

При глубине траншеи или котлованов более 3м нужно разрабатывать проект креплений и выполнять расчет на прочность.

Расчет креплений вертикальных стенок выполняют на активное тиснение почвы, определенное для песчаных(несвязанных) почв

(6.15)

для связанных почв

 

, (6.16)

 

где Н - высота закрепочной стенки, м;

ν - удельный вес почвы;

φ - угол внутреннего трения;

С - сила сцепления почвы.

 

Однако, надо учитывать, что при разработке экскаватором, почва в верхних слоях рыхлится и теряет свою связанность. В таких случаях (при сильном взрыхлении) следует пользоваться первой формулой.

Расчетная схема крепления с дошок длиной более 3м представляет собой багатопрольотну неразрезную балку, которая загружена равномерно распределенной нагрузкой g=σ акт. ∙Н. Тогда максимальный сгибающий момент, который действует на крепление,

M= (6.17)

где l - расстояние между соседними стойками крепления, г.

 

В то же время, поперечный разрез крепления может воспринимать выгибающий момент

 

(6.18)

 

где W - момент сопротивления разреза крепления, м³;

δ - толщина дошок, м, из которых устраивают разрез;

в - допустимая напряженность материала на изгиб, Па.

 

Если приравнять момент, действующий на крепление, к моменту, который может быть воспринят поперечным разрезом в креплении, (=) то получим

 

(6.19)

 

Решая полученное равенство относительно 11 получим максимально допустимое расстояние между стойками при заданной толщине дошок

 

(6.20)

 

Если регламентируется расстояние между стойками (его по будь - каким причинам менять нельзя), то максимально необходимая толщина доски для устраивания крепления

(6.21)

 

 

При устраивании крепления из инвентарных щитов расчетная схема будет представлена однопрольотною балкой на двух опорах, загруженная равномерно распределенной нагрузкой g. В данном случае максимальный выгибающий момент, действующий на балку

(6.22)

Сравнивая оба момента, получаем минимально допустимую толщину изгиба

(6.23)

 

8, 9. 3 Расчет безопасного расстояния от края выемки к грузу

 

Производство земляных работ с помощью машин связано с небеспечностью заваливания земляных масс в результате нахождения у предела призмы заваливания землерійно - транспортных машин, складывание почвы и др. Такая же опасность существует и для других строительный - монтажных и специальных работах на дне или бровці выемки. Опасность заваливания земляных масс по таким причинам будет запобігнута, если груз (машины, механизмы, почвы и др.) расположен за границей призмы заваливания. (рис. 8, 9. 6).

 

Рисунок 8, 9. 6 - Схема определения безопасного расстояния от края выемки к грузу

 

Безопасное расстояние от груза к краю выемки 10 состоит из расстояния от груза к краю призмы заваливания а и ширины призмы заваливания в, 10=а+в. Ширина призмы заваливания

, (6.24)

 

где Н - глубина выемки, м;

α - угол наклона;

φ - угол внутреннего трения почвы.

 

Значение а для автомобильных дорог принимается ровным половине ширины проезжей части дороги плюс 0,5 - 1 м.

Безопасное расстояние от края выемки к землеройной машине

 

L=1,2∙Н∙а, (6.25)

 

где Н - глубина выемки (высота склона), м;

а - коэффициент закладки склона.

 

Ширина призмы заваливания при глубине разработки менее 5м можно определить за Сноп 111 - 4 - 80 (табл. 4).

При разработке почвы экскаватором с грузом в транспортные средства ширина рабочей площадки (уступу) должна предусматриваться такой, чтобы было обеспеченное расположение экскаватора и транспортных средств за границей призмы заваливания. Безопасное расстояние от края выемки (бровки склона уступа) к оси погрузочного пути (рис. 6.7).

 

 

 

Рисунок 8, 9. 7 - Схема для определения безопасного расстояния от бровки склона уступа к оси грузового пути

 

, (6.26)

 

где 1 - безопасное расстояние от бровки відкосу склона к оси грузового пути, м;

11 - расстояние от края призмы заваливания к оси грузового пути(для автомобильных дорог 1≥2), м;

Н - высота уступа, м;

φ- угол внутреннего трения почвы;

α - угол склона уступа.

Приведенная формула справедливая в случаях, когда угол укоса склона α больше угла внутреннего трения почвы.

8, 9. 4 Обеспечения безопасности при возведении земляного полотна в особенных условиях

 

Особенные условия при строительстве автомобильных дорог возникают в процессе возведения земляного полотна в горной местности, на болотах, в районах вечной мерзлоты и некоторых иных случаях.

Горная местность характеризуется рядом особенностей, которые влияют на безопасность производства работ,: наличие достаточно крутых склонов, производство работ особенными методами (например, взрыхление пород скалы, взрывами, чаще изменение погодных условий и др.)

В горных породах непрерывно протекают денудаційні процессы, на некоторых склонах постоянно существуют или периодически возникает опасность образования снежных лавин или селей, обвалов, сдвигов, выявления сейсмических влияний и др.

Для предупреждения их влияния на дорогу, которая строится и работающих людей, проектируют и сооружают на опасных участках противолавинные, протисельові, противооползневые и противообвальные сооружения.

Большинство горных районов характеризуются способностью к резкому изменению погоды и внезапному возникновению ливней, снегопадов и др. Такие явления приводят к быстрому повышению уровня горных ручьев, выходов селей, создания снежных лавин. Резкий перепад от низкой температуры к высокой способствует быстрому таянию снегов и созданию горных ручьев. Для обеспечения максимальной безопасности работ в этих условиях устраивания підпорних стен, дренажей (работы сопровождаются созданием траншей и котлованов) проводят в наиболее благоприятные периоды и в безопасных местах. Кроме того, как правило, нет подъездов для автомобилей или они существуют в минимальном количестве. Чаще для подвоза материалов используют дорогу, которая строится.

Специфика строительства земляного полотна на болотах заключается в том что, как правило, відсипка насыпи производится из председателя или нижняя часть отсыпается из председателя верхняя - послойно. Почву для устраивания насыпи используют привозной и сама насыпь, которая возводится, служит в качестве землевозної дороги. Поэтому на полосі относительно небольшой ширины может быть значительное накопление дорожный - строительных и транспортных машин, что повышает возможность возникновения травматизма или аварий.

В связи с низкой несущей способностью почв (14 - 18 кПа) машин для строительных дорог на болотах надо применять болотные модификации. Тиснение большинства машин на почву приблизительно 25кПа, что часто превышает несущую способность болотных почв. Кроме того, длительная работа машин на одной остановке приводит к снижению несущей способности почвы.

Для повышения несущей способности почв и ограждений, беспечности производства работ осушают болота путем устраивания канав. С этой же целью устраивают путевые деревянные или железобетонные покрытия для размещения машин и подъездных работ. С точки зрения обеспечения безопасности подготовительной работы целесообразно выполнять в зимнее время после промерзания почвы на достаточную глубину.

Нижнюю часть насыпи на болотах для повышения Ії прочности устраивают из дренажных почв: пісчаних, скальных, супісей с содержанием примесей глины не более 6%. Верх дренирующего слоя насыпи после полного оседания должен превышать поверхность торфа не менее чем на 0,5м.

 

Контрольные вопросы по лекции:

 

1. Общие положения об устраивании выемок.

2. Расчет склона в выемках в связанных почвах.

3. Расчет склона выемок при действии фильтрационного потока.

4. Упрощенный метод расчета стойкости склонов выемок.

5. Расчет рівностійкого профиля выемок.

6. Конструкции крепления вертикальных стенок выемок.

7. Расчет креплений вертикальных стенок.

8. Расчет крепления котлованов с дошок длиной больше 3м.

9. Расчет безопасного расстояния от края выемки к грузу.

10. Обеспечение беспечности при возведении земляного полотна в особенных условиях.

 

 

ЛЕКЦИЯ № 10, 11. БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ