Tiểu luận quan lý khai thác máy xây dựng giới thiệu tổng quan về máy thi công công trình Đường bộ

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY THICÔNG CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG BỘ I.Khái niệm về máy thi công công trình đường bộ Các máy thi công công trình đường bộ là các loại máy móc, thiết bị chuy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

TIỂU LUẬN QUAN LÝ KHAI THÁC MÁY XÂY

DỰNG

Giảng viên hướng dẫn: TS Đoàn Văn Tú

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Đức Trường Lớp : Máy xây dựng - K62

Mã sv : 211332412

Khóa : 62

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY THI

CÔNG CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG BỘ

I.Khái niệm về máy thi công công trình đường bộ

Các máy thi công công trình đường bộ là các loại máy móc, thiết bị

chuyên dùng được sử dụng trong quá trình xây dựng, sửa chữa và bảo trì các tuyến đường, cầu, cống, và các công trình hạ tầng giao thông khác Các thiết bị này giúp tăng cường hiệu quả thi công, giảm thời gian và chi phí, đồng thời đảm bảo chất lượng công trình

II.Một số loại máy thi công công trình đường bộ

- San rải trộn cấp phối, đá dăm, sỏi

- Đào rãnh thoát nước, bạt taluy

HÌNH ẢNH MÁY SAN 2.Máy đào

Công dụng: Dùng để đào đất, đá, vật liệu nền trong quá trình xây dựng

hoặc cải tạo các công trình đường bộ, như đào hố móng, hố cống, đào đất

đá phục vụ công tác san lấp

Một số loại máy đào phổ biến hiện nay:

Dựa vào bộ máy di chuyển, người ta chia máy đào ra thành 2 loại:

Máy ủi được sử dụng rất có hiệu quả để làm các công việc sau:

- Đào đất và vận chuyển đất trong cự li tới 100 m, tốt nhất ở cự lí từ

10 – 70 m, với các nhóm đất I, II, III

- Lấp hào, hố và san bằng nền móng công trình

- Đào và đắp nền cao tới 2m

Ngoài ra máy còn có thể làm các công việc chuẩn bị mặt nền như: Bào cỏ, bóc lớp tầng phủ, hạ cây, nhổ gốc cây, thu dọn mặt bằng thi công Máy còn được dùng để làm nhiệm vụ kéo hoặc đẩy các phương tiện khác.

Phân loại:

-Theo công suất: rất nhẹ, nhẹ, trung bình, nặng, rất nặng

- Theo hệ thống truyền động và điều khiển bộ công tác: cơ khí và thủy lực

- Theo bộ máy di chuyển: bánh lốp và bánh xích

- Theo cấu tạo lưỡi ủi: chuyên dùng và vạn năng

Hình ảnh máy ủi thường Hình ảnh máy ủi vạn năng

4.Máy lu

Công dụng: là máy được sử dụng để đầm nén đất, cấp phối và vật liệu

làm đường, trong công việc làm sân, đường, sân bay, đê điều, phục vụ thi công các công trình xây dựng trong công nghiệp, giao thông, thủy lợi, nông nghiệp và các công trình phát triển cơ sở hạ tầng khác có nhu cầu đầm nén

Phân loại:

- Máy lu rung: có 2 bánh lốp, 1 bánh sắt, trọng tải của xe rung có thể

lớn gấp đôi trọng lượng bình thường của xe

- Máy lu tĩnh: có các loại lu bánh lốp, lu bánh thép, lu chân cừu Lực

nén lên bề mặt cần lu sẽ do trọng lực của xe tạo ra Công suất hoạt động xe tĩnh thấp hơn xe rung

Hình ảnh máy lu rung Hình ảnh máy lu tĩnh 5.Máy cạp

Công dụng: Máy cạp (máy xúc chuyển) là thiết bị đào và vận chuyển đất

thuộc nhóm I, II, có năng suất vận chuyển lớn do đất được chứa trong thùng Được sử dụng để đào đắp nền đường, san rải đất và vật liệu khác Đối với máy cạp tự hành, cự ly vận chuyển lớn khoảng 5 km, vận tốc làm việc đạt 40  50 km/h Đối với loại không tự hành, cự ly làm việc khoảng

500 m, vận tốc làm việc 10  13 km/h

Phân loại:

- Theo khả năng di chuyển: tự hành và không tự hành (kéo theo)

- Theo dung tích thùng: nhỏ, trung bình và lớn

- Theo phương pháp dẫn động thùng: cáp và XLTL

- Theo phương pháp dỡ đất: tự do và cưỡng bức

Hình ảnh máy cạp 6.Máy rải thảm

Công dụng: Máy rải thảm là thiết bị chuyên dùng trong dây chuyền thi

công tạo lớp mặt đường cứng bê tông asphalt Máy nhận bê tông nhựa nóng vào phễu chứa rồi san rải, đầm lèn sơ bộ trước khi các thiết bị đầm lèn thi công Ngoài BTNN, máy còn có thể rải các hỗn hợp vật liệu khác như cấp phối …

Hình ảnh máy rải thảm 7.Máy rải bê tông xi măng

Chức năng: Máy rải bê tông xi măng là tổ hợp thiết bị chuyên dùng để

tạo ra lớp mặt đường BTXM Máy nhận BTXM rồi rải đều lên lớp nền đường

có cốt thép đã tạo sẵn Lớp mặt đường tạo ra chủ yếu phục vụ ở những nơi

có lưu lượng, tải trọng xe lớn

Hình ảnh máy rải bê tông xi măng 8.Máy vận chuyển bê tông xi măng

8.1.Ô tô vận chuyển bê tông, xi măng

Công dụng: là thiết bị dùng để vận chuyển BTXM từ trạm sản xuất BTXM

đến công trường thi công với vận tốc cao cư ly vận chuyển lớn (khoảng nhỏ hơn 50 km) BTXM được chứa trong thùng đặt trên ô tô (2-8 m3), thùng quay với tốc độ nhỏ khoảng 3– 5 vòng/phút để dưỡng bê tông tránh hiện tượng đông kết hoặc phân tầng

Hình ảnh ô tô vận chuyển bê tông xi măng 8.2.Bơm vận chuyển bê tông xi măng

Công dụng: Bơm BTXM là thiết bị dùng để vận chuyển BTXM trong đường

ống kín bằng thép hoặc cao su từ ô tô vận chuyển BTXM đến vị trí thi công(lên cao, ngang, xuống thấp) Bơm BTXM thường được đặt trên ô tô, các đường ống được các cần dẫn hướng Nó được sử dụng rất phổ biến trong công tác thi công BTXM hiện nay

Hình ảnh bơm vận chuyển bê tông xi măng 9.Các loại máy móc, thiết bị khác

Ngoài các loại máy kể trên, trong công tác thi công đường bộ còn cần phải

sử dụng đến các thiết bị như thiết bị khoan, phá đá, hạ nền đường, máy nghiền đất đá và vận chuyển, xúc đổ vật liệu

CHƯƠNG II: QUY TRÌNH LỰA CHỌN NHÓM MÁY THI CÔNG TRONG XÂY DỰNG CÁC CÔNG TRÌNH TẬP

TRUNGI.Hệ thống các ký hiệu dùng cho bài toán

II Quy trình và thứ tự tính toán

Dựa vào các tài liệu kỹ thuật, cataloge, định mức dự toán xây dựng công trình, đơn giá xây dựng công trình ta tiến hành tính toán hàm mục tiêu theo định mức và giải bài toán theo các bước sau:

- Xác định năng suất từng loại máy i

- Căn cứ vào đơn giá xây dựng công trình tính ra chi phí Cij cho từng loại máy i tham gia thực viện công việc j

- Căn cứ vào định mức dự toán xây dựng công trình tính ra số ca máy Xij của loại máy i tham gia công việc j

- Áp dụng công thức tính ra số lượng máy i tham gia công việc j

- Tính toán hàm mục tiêu của từng loại máy i tham gia công việc j

- So sánh hàm mục tiêu của từng loại máy i tham gia công việc j với hàm mục tiêu định mức để chọn những máy có giá trị hợp lý

- Lập bảng danh mục các máy đã chọn để tham gia thi công công trình

CHƯƠNG III: XÂY DỰNG VÀ PHÂN TÍCH MÔ HÌNH, CÁC RÀNG BUỘC KÈM THEO CỦA BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH LỰA CHỌN NHÓM MÁY THI CÔNG ĐƯỜNG

BỘ THEO HÀM MỤC TIÊU NHỎ NHẤT

1 Hàm mục tiêu có thể chọn theo các định hướng sau:

- Tổng thời gian thi công ngắn nhất

Khi đặt ra bài toán có thể lựa chọntừng mục tiêu để tính chọn máy thi công hoặc có thể thỏamãn hài lòng một số mục tiêu cho trước

Phần mô tả các ràng buộc về điều kiện kinh tế - kỹ thuật của máy thi công có thể được lựachọn nhằm thỏa mãn các điều kiện sau:

- Thực hiện đầy đủ khối lượng công việc theo kế hoạch

- Tính năng kỹ thuật của máy thi công phù hợp với đặc điểm của đối tượng khai thác

- Không vượt quá vốn đầu tư cho trước

- Thời gian thi công ngắn nhất

- Máy có độ tin cậy cao …

Tùy theo yêu cầu của bài toán, các ràng buộctrên có thể được bổ sung hay bớt đi cho phùhợp Tuy nhiên, hai ràng buộc quan trọng nhất luôn luôn phải có là:

theo kế hoạch

- Các máy thi công phải có tính năng kỹ thuật phù hợp với đặc điểm của đối tượng khaithác

Qua phân tích những yếu tố ảnh hưởng tới công tác tính chọn máy thi công trong thực tế

và các tài liệu tham khảo ta thấy rằng: vấn đề đặt ra cho côngtác quản lý, khai thác máy thicông là lựa chọn hợp lý đội máy thi công trên cơ sở đội máy thi công hiện có theo dây chuyền

cơ giới Có nghĩa là phải tìm ra một phương án hợp lý trong việc phân bổ công việc cho cácmáy thi công theo các dây chuyền cơ giớinhằm đảm bảo chỉ tiêu chi phí nhỏ nhất và chỉ sửdụng các máy thi công hiện có của đơn vị

2 Hệ thống các ký hiệu dùng cho bài toán

ST

4 Ti Ca Quỹ thời gian làm việc cho phép (số ca máy chophép) của máy loại i trong thời ký thi công

Hàm Kroneker đặc trưng cho khả năng làm việc của máy loại i làm công việc j

13 Qj;Hj;Sj;Bj;Nj - Tương ứng như trên là nhu cầu đòi hỏi phải có củađối tượng khai thác j

3 Mô hình bài toán phát biểu như sau:

Cần tìmsố ca máy Xij của máy loại i làm công việc j trong dây chuyền thi công sao cho tổngchi phí ca máy là nhỏ nhất Tức là phải thỏa mãn hàm mục tiêu:

Đồng thời thỏa mãn hệ ràng buộc phản ánh đặc điểm của dây chuyền thi công gồm:

- Tổng số thời gian làm việc (số ca máy) của loại máy i không vượt quá thời gian cho phép(số ca máy cho phép) của máy đó:

- Ràng buộc về khối lượng công việc: khối lượng công việc do các máy thuộc loại i làm côngviệc j phải bằng khối lượng định trước cho công việc j:

- Ràng buộc về khả năng khai thác:

Với F = Q ≥ Qj ∩ Hi ≥ Hj ∩ Si ≥ Sj ∩ Bj ≥ Bj

nij được làm tròn bằng phương pháp thủ công theo yêu cầu kỹ thuật

4.Khai triển các ràng buộc theo từng loại công việc

Căn cứ vào những đòi hỏi của công trình xây dựng nói chung, xây dựng giao thông nóiriêng, những công việc chủ yếu thường bao gồm: công tác làm đất (đào xúc đổ hoặc đào –vận chuyển –đắp), công tác đổ bê tông, công tác xây dựng và lắp đặt thiết bị nhà máy, côngtác khoan nổ đất, đá ….Mỗi công việc trên đòi hỏi những thông số khác nhau đối với

máy thi công khác nhau

Quy trình và thứ tự tính toán

Dựa vào các tài liệu kỹ thuật, cataloge, định mức dự toánxây dựng công trình, đơn giá xâydựng công trình ta tiến hành tính toán hàm mục tiêu theo định mức và giải bài toán theo cácbước sau:

- Xác định năng suất từng loại máy i

- Căn cứ vào đơn giá xây dựng công trình tính ra chi phí Cij cho từng loại máy i tham giathực viện công việc j

- Căn cứ vào định mức dự toán xây dựng công trình tính ra số ca máy Xij của loại máy i thamgia công việc j

- Áp dụng công thức (4.5) tính ra số lượng máy i tham gia công việc j

- Tính toán hàm mục tiêu của từng loại máy i tham gia công việc j

- So sánh hàm mục tiêu của từng loại máy i tham gia công việc j với hàm mục tiêu định mức

để chọn những máy có giá trị hợp lý

- Lập bảng danh mục các máy đã chọn để tham gia thi công công trình.Ví dụ về nhóm máyxây dựng để thi công các công trình điển hình của ngành giao thông vận tải như đường bộ

CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH ĐỂ XÁC ĐỊNH CHI PHÍ CỦA NHÓM MÁY THI CÔNG VÀ

SỐ LƯỢNG MÁY CẦN THIẾT

I.Giải bài toán cho từng tuyến tính

1 Xác định quỹ thời gian làm việc của máy thi công

Thời gian làm việc của máy thi công được xác định theo công thức:

Txi = [365 – (Tcn + TTL + Tscbd + Tnghỉ)] x (1 + Kca2 + Kca3)

Trong đó:

nhiên trong 1 năm, Tnghỉ = 54 ngày

K ca1- Hệ số sử dụng ca 1, K ca1 =1

K ca2 – Hệ số sử dụng ca 2, K ca2 = 0

K ca3 – Hệ số sử dụng ca 3, K ca3= 0

365 – Số ngày trong 1 năm

Thay vào ta được:

Txi = 193 (ca)

1.1 Đối với công tác đào xúc đất (Máy đào 1 gầu)

Tính năng suất máy đào một gầu:

Năng suất thực tế của máy đào một gầu được xác định theo công thức:

Tck – Thời gian 1 chu kỳ công tác

Tra bảng [3,2.III.3], ta chọn Tck = 23 (s)

1.2.Đối với công tác san lấp (Máy ủi)

❖ Năng suất thực tế của máy ủi được xác định theo công thức:

l0v0 +t c +t h +2t q

Trong đó:

V – Thể tích khối đất đá tích trước lưỡi ủi qua mỗi chu kỳ công tác

K tg – Hệ số sử dụng thời gian, K tg= 0,75

T ca– Thời gian 1 ca làm việc, T ca= 8 giờ

t c – Thời gian gài số (giây); t c = 5 giây

t h – Thời gian hạ lưỡi ủi (giây); t h = 2 giây

B – Chiều dài lưỡi ủi

H – Chiều cao lưỡi ủi

-φ Góc chảy tự nhiên của đất, φ= 55o

k x – Hệ số tơi xốp của đất đá, k x = 1,24

1.3 Đối với công tác đầm nén (Máy lu)

❖ Năng suất thực tế của máy lu được xác định theo công thức:

V – Tốc độ di chuyển máy khi đầm (km/h), V= 5km/h

h – Chiều sâu tác dụng của đầm (m)

k tg– Hệ số sử dụng thời gian; k tg = 0,85

T ca – Thời gian 1 ca làm việc (giờ); T ca = 8 giờ

1.4 Đối với công tác vận chuyển (Ôtô)

- Căn cứ vào định mức cho phép đối với ôtô vận chuyển ta tính được tổng

số ca máy và giá trị ca máy:

❖ Năng suất của ôtô vận chuyển tự đổ được xác định theo công thức:

N=60.q.K γ T tg K d

ck T ca (m3/ca)Trong đó:

q – Trọng tải chở cho phép của xe (tấn)

K tg – Hệ số sử dụng thời gian; K tg = 0,85

T ca – Số giờ làm việc trong 1 ca; T ca = 8 giờ

1.5 Đối với công tác rải bêtông nhựa (Máy rải thảm)

❖ Năng suất của máy rải bê tông nhựa được xác định theo công thức:

N=60.b.h.v.γ.T ca (Tấn/ca)

Trong đó:

b – Chiều rộng lớp nhựa rải (m)

h – Chiều dày lớp nhựa rải (m)

v – Tốc độ làm việc của máy (m/phút)

tấn/m3

T ca – Số giờ làm việc trong 1 ca, T ca = 8 giờ

Chương trình tính xác định chi phí của nhóm máy thi công và số lượng máy cần thiết

Tính số ca máy định mức Máy đào Máy ủi Máy lu Ô tô vận chuyển Máy dải

Vân tốc di chuyển (km/h) V 5 10 Khoảng cách trùng giữa 2 vệt đầm (m) b 0,3

Khối lượng công việc (m3) D 29000 14000 12000 15000 20000

I Đối với công tác đào xúc đất (Máy đào 1 gầu)

STT Tên máy S i (m) B xi (m) H xi (m) Qxi (m 3 ) V(m/phút) V (m 3 ) Nhóm máy Tca (giờ/ca)

2 Máy đào bánh xích KOBELCO - SK 350 LC 10,58 7,56 1,40 1 8

3 Máy đào bánh xích CATERPILLAR - 325DL 7,28 10,115 1,60 1 8

4 Máy đào bánh xích KOMATSU - PC800LC-8 8,60 11,84 1,70 1 8

6 Máy đào bánh xích KOBELCO - SK 250 LC 7,03 9,77 1,30 1 8

7 Máy đào bánh lốp CATERPILLAR - M318D 6,36 10,00 1,26 1 8

8 Máy đào bánh xích KOMATSU - PC228USLC 6,62 10,70 1,26 1 8

10 Máy đào bánh xích KATO - HD900III - LC 6,92 9,91 1,30 1 8

12 Máy đào bánh xích KOBELCO - SK290LC 7,23 10,06 1,44 1 8

13 Máy đào bánh xích KATO - HD1430III-LC 7,40 10,33 1,60 1 8

14 Máy đào bánh xích KOMATSU - PC300HD-8 7,27 10,23 1,44 1 8

Danh mục máy đào 1 gầu

Nhập số liệu vào bảng tính ta tính chọn máy như sau:

Tck (s) /Số lần đầm nén Kx Kd K tg T i (ca) C i (đ/ca) A (m /ca)

Máy đào Máy ủi Máy lu Ô tô vận chuyển Máy dải Máy đào Máy ủi Máy lu Ô tô Máy dải

II.Đối với công tác san lấp (Máy ủi)

STT Tên máy Si (m) Bxi(m) Hxi (m) Qxi (m3) V(m/phút) V (m3) Nhóm máy Tca (giờ/ca)

15 Máy ủi KOMATSU - D31EX 76 2,435 0,845 0 0 0,434791589 2 8

16 Máy ủi JOHN DEERE 550J 82 2,667 0,955 0 0 0,608272958 2 8

17 Máy ủi KOMATSU - D41P 112 3,045 1,06 0 0 0,855594094 2 8

18 Máy ủi CATERPILLAR - D6N 147 3,274 1,195 0 0 1,169185003 2 8

19 Máy ủi KOMATSU - D 61EX 158 3,275 1,2 0 0 1,179349554 2 8

20 Máy ủi CATERPILLAR D6RII 188 3,36 1,257 0 0 1,327634665 2 8

21 Máy ủi KOMATSU D65WX 193 3,97 1,1 0 0 1,201281054 2 8

22 Máy ủi CATERPILLAR - 814F seri II 235 3,596 1,11 0 0 1,107986302 2 8

23 Máy ủi KOMATSU D 85PX 243 4,365 1,37 0 0 2,048774372 2 8

24 Máy ủi KOMATSU D 155AX-LT 314 3,955 1,72 0 0 2,925985248 2 8

25 Máy ủi KOMATSU - WD600 320 5,1 1,43 0 0 2,608020505 2 8

26 Máy ủi CATERPILLAR - 824H 359 4,507 1,229 0 0 1,702393978 2 8

27 Máy ủi LIEBHERR - PR 724 163 3,204 1,2 0 0 1,153781976 2 8

28 Máy ủi LIEBHERR - PR 714 117 3,048 0,998 0 0 0,759180065 2 8

29 Máy ủi CATERPILLAR - D5G 101 2,69 1,101 0 0 0,815446867 2 8

Danh mục máy ủi

Nhập kết quả vào bảng tính ta tính chọn máy như sau:

Tck (s) /Số lần đầm nén Kx Kd K tg T i (ca) ߛ C i (đ/ca) A (m 3 /ca)

SỐ CA MÁY CẦN THIẾT ĐỂ HOÀN THÀNH KHỐI LƯỢNG CÔNG VIỆC (CA)

Số máy cần thiết để hoàn thành khối lượng công việc CHI PHÍ CA MÁY LỰA CHỌN THEO HÀM MỤC TIÊU (Đồng)

III.Đối với máy lu

STT Tên máy Si (m) Bxi(m) Hxi (m) Qxi (m3) V(m/phút) V (m3) Nhóm máyTca (giờ/ca)

37 Máy lu rung CATERPILLAR CP-563E 12 2,13 0,25 0 0 0 3 8

38 Máy lu rung CATERPILLAR CP-663E 16,5 2,13 0,25 0 0 0 3 8

39 Máy lu rung SAKAI - SV510P II 11 2,13 0,3 0 0 0 3 8

40 Máy lu rung SAKAI- SV512T-H 10,3 2,13 0,27 0 0 0 3 8

41 Máy lu rung SAKAI- SV512T-H 10,8 2,13 0,3 0 0 0 3 8

42 Máy lu rung SAKAI- SV512T-H 13 2,13 0,4 0 0 0 3 8

43 Máy lu rung SAKAI- SV512T-H 12,5 2,13 0,35 0 0 0 3 8

Danh mục máy lu

Nhập số liệu vào chương trình tính, ta được tính chọn máy như sau: