Проектирование производства земляных работ. Часть 1 (Распределение земляных масс. Способы разработки грунтов): Методические указания к курсовому и дипломному проектированию, страница 4

Таблица 2.3

Транспортировка грунта из карьера в насыпь или из выемки в отвал по существу является тоже поперечной возкой. Места расположения отва­лов и карьеров в курсовом проекте задаются или принимаются по согласо­ванию с руководителем курсового (дипломного) проектирования.

Там, где перемещение грунта невозможно по технологическим, орга­низационным или другим причинам, в соответствующей клетке таблицы записывается "зп" - запрещенная поставка.

При нахождении оптимального варианта распределения земляных масс может оказаться, что резервы, кавальеры, карьеры и отвалы были востребованы лишь частично или совсем не востребованы. В то же время должно выполняться требование транспортной задачи

поэтому следует предусмотреть формальную возможность вывоза излиш­ков грунта из резервов и карьеров и заполнения кавальеров и отвалов. Та­кие поставки называются фиктивными, и в соответствующие клетки таб­лицы вносится обозначение "фп" — фиктивная (формальная) поставка. Ина­че говоря, предусматриваются формальная возможность вывоза грунта из резервов и карьеров в отвал и формальное заполнение кавальеров и отвалов из карьеров.

По графикам единичной себестоимости (см. прил.2) производится предварительный выбор машин для каждой связи ij и определяется стои­мость разработки и перемещения 1 м³ грунта выбранным типом машин для данной дальности возки lij.

В клетке таблицы с запрещенной поставкой, очевидно, нужно назна­чить заведомо большую цену перевозки - по крайней мере на два порядка выше средней реальной цены (в примере она равна 1000). В клетке с возможной фиктивной поставкой цена должна равняться нулю, тогда стоимость данной поставки

Cij =Cij∙Vij=0∙Vij=0

Таким образом матрица С для рассматриваемого примера будет иметь вид:

C=

Матрицу Р (начальный план) можно построить так, как было описано выше, рассматривая только объемы грунта, но можно при построении начальной матрицы в некоторой степени учитывать и единичные стоимости матрицы С, что дает возможность получить начальный план, который несколько ближе к оптимальному. Построение такой матрицы Р сводится к следующему.

В выделенном поле табл. 2.2 находят клетку с наименьшей единич­ной стоимостью Су (нулевые стоимости не учитываются), и в нее записыва­ется максимально возможная поставка     В нашем случае это клетка 1,2’ с  C₁₂ = 7. Наибольшая поставка здесь равна 3 (в данном случае величина по­ставки ограничивается объемом потребления). Следующая самая низкая единичная стоимость в клетке 3, 1¹, где С₃₁ = 8. Здесь объем поставки огра­ничивается возможностями поставщика, и поэтому V₃₁ = 3. И так далее. После реальных поставок удовлетворяются фиктивные. Таким образом по­строили матрицу Р

:

P=

Стоимость производства работ по этому варианту распределения земляных масс - произведение матриц Р•С (функционал) - равна:

3-10 + 2-8 + 3-7 + 3-16 + 1-14 + 80-0 = 129.

Представим матрицу С в виде матрицы С\, где выделим полужирным шрифтом заполненные клетки (клетки с поставками):

C₁=

C₂=

Произведя соответствующие преобразования (см. с. 10-И), получим матрицу С₂, из которой видно, что полученный план не оптимален.

Можно было бы продолжить преобразования для нахождения оптимального варианта описанным выше способом, однако эта процедура достаточно длительна, и чем больше матрица, тем более она продолжительна и трудоемка.

На кафедре "Строительное производство" разработана компьютерная программа (в MS DOS) решения транспортной задачи применительно к распределению земляных масс при проектировании производства земляных работ. Воспользуемся этой программой для нахождения оптимального варианта распределения.

Вход в задачу: TZ > start.bat Вводятся: фамилия

 шифр задания

количество поставщиков (в примере 4)

количество потребителей 3

объем каждого поставщика (в сотнях м³)

объем каждого потребителя

цены по каждой связи if

При вводе данных иметь в виду:

↑- строка вверх

↓- строка вверх

PGUP (9) - страница вверх

PGDOWN (3) - страница вниз

FI ~ обнулить цену (объем).

После окончания ввода всех данных нажатие клавиши PGDOWN дает команду на решение задачи. Результаты могут выводиться на принтер, либо на экран.

Для рассматриваемого примера получено следующее решение:

Стоимость оптимального варианта (функционал) составила 105 еди­ниц (2-10+3-12+2-14+3-7=105), что меньше, чем полученная для матрицы Р. При этом видим, что в клетке 3,3’ матрицы (с наибольшим нарушением оп­тимальности) предусмотрена поставка.

На основании полученных результатов расчета строится схема опти­мального распределения земляных масс, на которой указываются объемы и направления перемещения грунта. Проектируется календарный график производства земляных работ на участке (см. рис. I). При этом нужно соблюдать технологические ограничения: например, на одном массиве не мо­гут работать одновременно экскаваторные и скреперные комплекты. Более подробно вопрос о проектировании календарного графика будет рассмотрен во 2-й части методических указаний.

3. СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ ГРУНТОВ. ПРИМЕНЕНИЕ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ

Работы по сооружению земляного полотна выполняются, как правило, специализированными подразделениями - механизированными колоннами, оснащенными машинами для выполнения всех видов работ: подгото­вительных, основных и укрепительных. Другими словами, все земляные работы осуществляются с применением средств комплексной механизации. Комплекты машин подбираются с учетом обеспечения наибольшей производительности ведущей машины при минимальной трудоемкости и стои­мости работ. В качестве ведущих землеройных и землеройно-транспортных машин при выполнении основных видов земляных работ применяются различные экскаваторы с ковшами разной емкости (0,65-2,5 м ), роторные экскаваторы производительностью 300-400 м /ч, скреперы самоходные и прицепные (с ковшами емкостью 6-15 м³), бульдозеры мощностью 100—400 кВт, грейдер-элеваторы производительностью 800 м³/ч и более.