Сухопутный транспорт леса

И. Г. Гайсин






                СУХОПУТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЛЕСА





Учебное пособие



























Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2022

УДК 630*3
ББК 43.904
    Г14


Рецензенты:
доктор технических наук, профессор, профессор кафедры транспортно-технологических машин ПГТУ М. Ю. Смирнов;
доктор технических наук, профессор, профессор кафедры лесопромышленных и химических технологий ПГТУ Ю. А. Ширнин


        Гайсин, И. Г.

Г14 Сухопутный транспорт леса : учебное пособие / И. Г. Гайсин. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. - 76 с. : ил., табл.

         ISBN 978-5-9729-1165-3

         Представлены основы теории, а также необходимый справочный материал по сухопутному транспорту лесоматериалов. Подробно изложена методика курсового проектирования по дисциплине «Сухопутный транспорт леса».
         Для студентов очной и заочной форм обучения направления подготовки 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств».


УДК 630*3
ББК 43.904

ISBN 978-5-9729-1165-3 © Гайсин И. Г., 2022

                     © Издательство «Инфра-Инженерия», 2022
                     © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2022

        ПРЕДИСЛОВИЕ

   Транспорт леса - одно из звеньев лесозаготовительного производства - по-прежнему сохраняет свою ведущую роль в производственном процессе. Заготовленные в лесу лесоматериалы и недревесные лесные ресурсы могут быть использованы только после их доставки на пункты переработки или к местам потребления.
   Эффективность работы лесозаготовительного предприятия зависит от рационального размещения путей транспорта леса в эксплуатируемом лесном массиве, качества строительства, содержания и ремонта лесовозных дорог, обоснованного выбора подвижного состава, системы управления вывозкой древесины.
   Под сухопутным транспортом леса понимают все виды перевозок лесоматериалов по различным дорогам.
   Учебным планом по подготовке бакалавров направления 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» предусмотрено выполнение курсового проекта по дисциплине «Сухопутный транспорт леса». Работа состоит из трех разделов. Методика его выполнения представлена в настоящем издании.
   Учебное пособие отражает: основные задачи в области проектирования дорожной сети в лесном фонде, общие вопросы организации дорожного строительства, основные производственно-технические показатели лесовозного автомобильного транспорта.
   Главной целью учебного пособия является оказание помощи студентам в самостоятельной разработке всех разделов и пунктов курсового проекта.
   Изложение материала и расчетов в пояснительной записке должно быть последовательным, кратким и четким, с обязательной ссылкой на литературные источники. Графическую часть проекта необходимо выполнять аккуратно с соблюдением действующих стандартов ЕСКД.

3

        ВВЕДЕНИЕ


   При написании курсового проекта по дисциплине «Сухопутный транспорт леса» студенту необходимо использовать полученные знания по естественно-математическим, общепрофессиональным и специальным дисциплинам, а также опыт, накопленный на производственной практике.
   Самостоятельная работа над курсовым проектом должна расширить и углубить знания студента, подготовить его к выпускной квалификационной работе и предстоящей практической деятельности бакалавра. В процессе выполнения курсового проекта он должен самостоятельно найти правильные решения по целому комплексу вопросов, связанных с организацией работ на сухопутном транспорте лесоматериалов.
   В курсовом проекте должны быть представлены организационные и технические мероприятия по проектированию дорожной сети в лесу, строительству лесовозных дорог, вывозки лесоматериалов.
   При выполнении работы студенту следует не ограничиваться материалом настоящего учебного пособия, а широко пользоваться специальной справочной и периодической литературой. В работе необходимо показать последние технологические достижения в области сухопутного транспорта леса.
   Вариант задания на курсовой проект выдается преподавателем индивидуально для каждого студента.
   Законченный курсовой проект представляется к защите в виде пояснительной записки со всеми необходимыми графическими пояснениями.
   Состав графической части работы устанавливается для каждого студента индивидуально.

4

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОРОЖНОЙ СЕТИ В ЛЕСНОМ ФОНДЕ

        1.1. Характеристика природных условий

   К местным природным условиям относятся: климатические, топографические (рельеф местности), грунтовые, гидрологические, наличие растительности. От правильного установления этих показателей зависит качество проектирования лесовозной дороги.
   На основе задания и СНиП 23-01-99 [16] необходимо отразить следующие климатические характеристики: род климата (умеренный, континентальный и др.); дорожно-климатическую зону; годовое количество осадков в среднем за год и в летний период; температуру - минимальную, среднюю в самый жаркий и в самый холодный месяц, средние годовые температуры; продолжительность периода с отрицательными температурами воздуха; среднюю дату образования и разрушения снежного покрова и продолжительность периода с устойчивым снежным покровом и толщину снежного покрова к концу зимы; глубину промерзания грунтов; преобладающее направление ветра в зимние месяцы.
   Затем следует детально изучить карту местности в горизонталях. При этом необходимо описать рельеф и отметить его характерные особенности.
   Основными элементами, характеризующими рельеф местности, являются: тип рельефа местности; наибольшие колебания отметок земли в районе проложения трассы, естественные уклоны местности.
   При установлении типа рельефа местности рекомендуется пользоваться следующей классификацией.
   Равнинный рельеф характеризуется наличием ровных пространств, долин рек с пологими склонами и широкими спокойными водоразделами; наибольшие уклоны местности - 70 %о, наибольшие колебания отметок - не более 30 м на 1 км.
   Пересеченный рельеф характеризуется наличием большого количества холмов, выраженных водоразделов и долин рек с уклонами поверхности до 200 % при общей разнице отметок более 30 м на 1 км хода, но не более 200 м.
   Горный рельеф - для него характерно наличие разветвленной сети глубоких долин, ущелий и горных хребтов. Разница отметок на 1 км более 200 м и естественные уклоны местности свыше 200 %.
   Пользуясь картой и исходными данными, указанными в задании, необходимо привести следующие грунтовые и гидрологические характеристики местности: какими грунтами представлен район про


5

ложения проектируемого участка дороги; наличие заболоченных участков; степень эрозионной деятельности поверхностных вод (судят по наличию на карте оврагов); наличие речных систем и пересекаемые трассой реки и ручьи.

        1.2. Установление основных норм проектирования плана, продольного и поперечного профилей лесовозных дорог

   При разработке курсовой работы необходимо пользоваться нормативными источниками [17] или таблицами приложения 1 данного учебного пособия.
   В соответствии с существующими нормативами в зависимости от заданного годового объема перевозок грузов определяют категорию дороги, а затем с учетом рельефа местности устанавливают основные нормы проектирования магистрали и веток по форме таблицы 1.1.


Таблица 1.1

Основные нормы проектирования лесовозных дорог для условий местности

                                                              Типы дорог      
                 Наименование показателей                  магистраль__ ветки
                                                              категории      
1. Расчетная скорость движения, км/ч (м/с)                                   
2. Основные параметры дороги:                                                
1) число полос движения, шт.;                                                
2) ширина земляного полотна, м;                                              
3) ширина проезжей части, м;                                                 
4) ширина обочины, м                                                         
3. Расстояние видимости:                                                     
1) поверхности дороги, м;                                                    
2) встречного автомобиля, м                                                  
4. Наименьший радиус кривых в плане, м                                       
5. Наибольший продольный уклон в грузовом направлении, %о                    
1) на подъемах (руководящий) ip;                                             
2) на спусках (уравновешенный) iyp                                           
6. Вертикальные кривые:                                                      
1) алгебраическая разность смежных уклонов,                                  
при которой необходимо устройство вертикальной кривой, %о;                   
2) наименьшие радиусы вертикальных кривых, м:                                
а) выпуклых;                                                                 
б) вогнутых                                                                  

6

Окончание таблицы 1.1

                                                             Типы дорог      
                Наименование показателей                  магистраль__ ветки
                                                           категории        
7. Уширение земляного полотна и проезжей части дороги, м:                   
1) при правых поворотах;                                                    
2) при левых поворотах                                                      
8. Поперечные уклоны, %о:                                                   
1) проезжей части;                                                          
2) обочины                                                                  

    Основные нормы проектирования лесовозных усов приведены в инструкции по проектированию лесозаготовительных предприятий [7].


        1.3. Трассирование магистрали по карте в горизонталях

   При трассировании лесовозной дороги основная задача заключается в достижении такого положения трассы дороги, при котором обеспечивается минимум суммарных расходов по вывозке лесоматериалов и строительству дорожной сети.
   Выбрать трассу лесовозной дороги с оптимальными строительными и эксплуатационными показателями можно лишь путем изучения ряда вариантов. Трассирование дороги по прямым, соединяющим опорные точки А и Б, приведет к преодолению многочисленных препятствий, что в большинстве случаев технически и экономически нецелесообразно. Различают контурные и высотные препятствия. К первым относятся озера, глубокие болота, излучины рек, населенные пункты и т. п., ко вторым - горные хребты, отдельные возвышенности, котловины.
   Анализ местных условий по карте с горизонталями позволяет наметить ряд точек, определяющих целесообразность обхода или пересечения препятствий, через которые может пройти трасса, минуя препятствия.
   По трудности прокладки трассу разделяют на участки:
   а)    вольного хода, на которых естественные уклоны местности меньше руководящего уклона (на подъемах) или уравновешенного уклона (на спусках);
   б)    напряженного хода, когда естественные уклоны местности больше принятой величины руководящего уклона или уравновешенного уклона.
   В равнинной местности на участках вольного хода трассирование производят между контрольными точками прямолинейными участка

7

ми большой протяженности. Отклонять трассу от прямой следует только при необходимости обхода контурных препятствий.
    Трассирование линии на трудных участках ведется по карте в горизонталях с предварительно нанесенным воздушным направлением трассы циркулем-измерителем и сводится к установлению направления с продольными уклонами, равными уклону трассирования (рис. 1.1).

Рисунок 1.1 - Трассирование с заданным уклоном

   Расстояние между горизонталями на карте, при котором уклон

местности по трассе равен заданному уклону трассирования, определяется по формуле:


10⁶-h

t =

I тр ’М

(1.1)


где I - шаг трассирования (расстояние между горизонталями), мм;

   h - сечение горизонталей, м;
   M - знаменатель масштаба карты; iтр - уклон трассирования, %о,

ⁱ тр

■пр    ⁱ эк,

(1.2)

где iпр - руководящий или уравновешенный уклон, %;
   i₃K - эквивалентный уклон, учитывающий влияние кривых, %; (20 % при R = 50 м, 10 % при R = 80 м и 3 % при R = 100 м, при R > 200 м iTₚ = iₚ на подъемах и iTₚ = iур - на спусках).
   При прокладке трассы на трудных участках углы поворота получаются на каждой горизонтали (см. рис. 1.1). Для уменьшения количе

8

ства углов поворота полученную ломаную линию целесообразно по возможности спрямить, если это не вызывает большого увеличения земляных работ.
   На трудных участках трассы необходимо протрассировать 2-3 варианта трассы и выбрать наилучший. При трассировании следует руководствоваться [10, 18].
   После установления окончательного варианта трассы магистрали необходимо измерить величины углов поворота техническим транспортиром и назначить радиусы круговых кривых.
   По величине угла поворота и принятого радиуса круговой кривой определяют основные элементы круговой кривой: тангенс - Т; длину кривой - К; домер - Д и биссектрису - Б по таблицам [2] или вычисляют по формулам:
Т = R ■ tg(a/2);
К _ nRa
180°;
Д = 2Т - К;
Б = K(SₑC(a/2) -     I— 1).                  (1.3)
где R - радиус круговой кривой, м;
   а - величина угла поворота трассы, град.
   Графическое представление основных элементов круговой кривой представлено на рисунке 1.2.


Рисунок 1.2 - Основные элементы круговой кривой

9

   Одновременно с определением элементов кривых производят расчет пикетажа характерных точек трассы (начала и конца круговых кривых, положения вершин углов поворота трассы и конца трассы) по известным из курса инженерной геодезии [6] формулам.
   Пикетажное положение главных точек круговой кривой рассчитывают следующим образом:
Контроль
           ВУ                      ВУ
            Т                      Т

НК
К

КК (по кривой)

КК (по тангенсу) д
КК (по кривой),

где НК - начало кривой; КК - конец кривой.
   В качестве примера для расчета пикетажных положений главных точек круговой кривой рассмотрим трассу с 5 поворотами с начальным расположением т. А на 32 км от нижнего лесопромышленного склада. Расчет по каждому элементу представлен ниже.

ВУ1 = НТ + L1
НТ ПК320+00,00
L1 ПК 6+50,00 ВУ1 ПК326+50,00

ВУ5 = ВУ4 + L5 -
Д4
ВУ4 ПК419+76,40
L5 ПК 10+25,00
Д4 ПК 2+15,00
ВУ5 ПК427+86,40
НК2 = ВУ2 - Т2
ВУ2 ПК384+31,40
Т2 ПК 5+00,00
НК2 ПК379+31,40
НК4 = ВУ4 - Т4
ВУ4 ПК419+76,40
Т4 ПК 5+00,00 НК4 ПК414+76,40
11 = НК1 - НТ
НК1 ПК324+80,21 НТ ПК320+00,00
11 ПК 4+80,21
15 = НК5 - КК4 НК5 ПК426+16,61
КК4 ПК422+61,40
15 ПК 3+55,21

ВУ2 = ВУ1 + L2 - Д1 ВУ1 ПК326+50,00
L2 ПК 58+00,00
Д1 ПК 0+18,60 ВУ2 ПК384+31,40
КТ = ВУ5 + L6 - Д5 ВУ5 ПК427+86,40
L6 ПК 5+25,00
Д5 ПК 0+18,60
КТ ПК432+92,80

КК2 = НК2 + К2
НК2 ПК379+31,40
К2 ПК 7+85,00 КК2 ПК387+16,40
КК4 = НК4 + К4
НК4 ПК414+76,40
К4 ПК 7+85,00 КК4 ПК422+61,40
12 = НК2 - КК1
НК2 ПК379+31,40
КК1 ПК328+01,19 12 ПК 51+30,21
16 = КТ - КК5
КТ ПК432+92,80
КК5 ПК429+37,59 16 ПК 3+55,21

ВУ3 = ВУ2 + L3 - Д2 ВУ2 ПК384+31,40
L3 ПК 20+25,00 Д2 ПК 2+15,00 ВУ3 ПК402+41,40
НК1 = ВУ1 - Т1
ВУ1 ПК326+50,00
Т1 ПК 1+69,79 НК1 ПК324+80,21

ВУ4 = ВУ3 + L4 - Д3 ВУ3 ПК402+41,40
L4 ПК 19+50,00
Д3 ПК 2+15,00
ВУ4 ПК419+76,40
КК1 = НК1 + К1
НК1 ПК324+80,21
К1 ПК 3+20,98 КК1 ПК328+01,19

НК3 = ВУ3 - Т3
ВУ3 ПК402+41,40 Т3 ПК 5+00,00 НК3 ПК397+41,40
НК5 = ВУ5 - Т5
ВУ5 ПК427+86,40 Т5 ПК 1+69,79 НК5 ПК426+16,61
13 = НК3 - КК2 НК3 ПК397+41,40 КК2 ПК387+16,40
13 ПК 10+25,00

КК3 = НК3 + К3 НК3 ПК397+41,40 К3 ПК 7+85,00
КК3 ПК405+26,40
КК5 = НК5 + К5 НК5 ПК426+16,61
К5 ПК 3+20,98 КК5 ПК429+37,59
14 = НК4 - КК3 НК4 ПК414+76,40
КК3 ПК405+26,40 14 ПК 9+50,00

10