CC BY
47
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
ПОТЕРИ ВРЕМЕНИ ЛЕСОВОЗНЫМИ АВТОПОЕЗДАМИ НА РАЗВОРОТЫ В ПРЕДЕЛАХ ЛЕСОСЕК
ПС. РЫБНИКОВ, асп. каф. промышленного транспорта, строительства и геодезии ВГЛТА
ribnikovpavels@yandex.ru
Погрузочные пункты, расположенные вдоль лесовозных усов на лесосеках, являются конечными пунктами назначения для лесовозных автопоездов, осуществляющих вывозку древесины. В этих пунктах требуется выполнение маневра разворота автомобильных транспортных средств. В условиях лесосеки, как правило, совершение маневра разворота автомобилями и автопоездами затруднено наличием растительности, штабелей заготовленной древесины, порубочных остатков, низкой несущей способностью лесных почво-грунтов, особенностями рельефа, и поэтому на лесовозных усах рекомендуется устраивать разворотные петли [1], которые также называют: петлевые развороты, поворотные петли, петлевые объезды [2, 3, 4]. Профессор И.И. Леонович дает следующее определение термина «петля поворотная» [3]: «Петля поворотная - путь (участок дороги), устраиваемый на конечных станциях, нижних складах или лесосеках с целью разворота подвижного состава (железнодорожных или автомобильных поездов) без маневрирования и переформирования» [3].
Необходимость устройства специальных участков для разворота автотранспортных средств регламентируется СНиП 2.05.07-91* [4], пункт 5.50 указанных строительных норм и правил гласит: «Для разворота автомобилей в конце тупиковых дорог и для производства маневров в пунктах погрузки и разгрузки следует предусматривать петлевые объезды или площадки, размеры которых определяют расчетом в зависимости от габаритов транспортных средств и перевозимых грузов, но во всех случаях принимают: для одиночных автотранспортных средств общего назначения - не менее 12^12 м (прямоугольного очертания) или радиусом не менее 12 м (для петлевых объездов); для специализированных автомобилей, включая автомобили особо большой грузоподъемности, диаметр разворотных площадок
должен быть не менее 2,5 (для тягача с полуприцепом - не менее 3,5) конструктивных радиусов разворота по переднему наружному колесу».
Разворотные петли обеспечивают беспрепятственное выполнение маневра разворота автомобилей и автопоездов с минимальными затратами времени, без привлечения дополнительных технических средств, и способствуют безопасности движения автотранспортных средств по лесовозным усам, но их устройство требует дополнительных затрат при строительстве лесовозных усов, что требует грамотного обоснования размещения разворотных петель на лесовозных усах.
Профессор Д.Н. Афоничев установил оптимальное расстояние между петлевыми разворотами, исходя из минимизации затрат на устройство, содержание и ликвидацию разворотов и перепробег подвижного состава по усу без груза [2]. Расстояние между петлевыми разворотами Lni> в работе [2] определено как величина, кратная расстоянию между погрузочными пунктами ln
Lnr = nPlw (1)
где nP - количество погрузочных пунктов
между петлевыми разворотами при одностороннем размещении погрузочных пунктов или количество пар погрузочных пунктов при их двухстороннем размещении вдоль уса. Расстояние от лесовозной ветки до первого петлевого разворота составляет
Lnr = l0 + (nP - 1)1п (2)
где l0 - расстояние от оси ветки до границы лесосеки, км.
Оптимальное значение аргумента nP определяется по формуле [2]
пр
- c-n- +
l
П
cn — cn_ +__CpknQn
1П 1П 100dv У ЛlПkРУbУХ
cn = lK - 1П при lK > П (3)
cn = 0 при lK = П
116
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2012
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
где CP - стоимость строительства, содержания и ликвидации одного петлевого разворота принятой конструкции,
руб.;
кП - коэффициент использования полезной нагрузки;
Qn - полезная нагрузка на автопоезд, м3;
dy - ширина зоны тяготения к усу (ширина лесосеки), км;
уЛ - ликвидный запас древесины на 1 га, м3/га;
кру - коэффициент удлинения уса;
b^ - стоимость пробега подвижного состава по усу без груза, руб./км;
lK - расстояние от последнего погрузочного пункта (последней пары погрузочных пунктов) до границы зоны тяготения ветки, км.
В приведенных формулах (1) - (3) ведущим аргументом является расстояние между погрузочными пунктами l которое, как доказано в работах [5, 6], зависит от положения лесовозного уса на лесосеке. В работе [7] рекомендуется прокладывать ус по краю лесосеки при выполнении следующего условия
апСпп + апСткрт (1п + а — 0,5ап) —
dy < 0,2 - zk l С ^РПП^П
i аП Y Л1ПкРПЬП
, (4)
где аП - ширина зоны тяготения к пасечному волоку, км;
сПП - стоимость устройства, содержания и ликвидации погрузочного пункта, руб.;
CT - стоимость устройства, содержания и ликвидации магистрального трелевочного волока, руб./км;
крт - коэффициент удлинения магистрального трелевочного волока;
а - протяженность магистрального трелевочного волока в пределах погрузочного пункта, км;
z - расстояние от уса до магистрального трелевочного волока, км.
крп - коэффициент удлинения пасечного трелевочного волока;
СП - стоимость устройства, содержания и ликвидации пасечного трелевочного волока, руб./км;
ЬП - стоимость трелевки древесины по пасечным волокам, руб./(м3' км).
Если условие (4) не выполняется, то ус следует прокладывать по середине лесосеки [7]. Неравенство (4) определяет смысловое значение параметра np согласно расшифровке его символа, представленной в формуле (1).
Неравенство (4) также содержит параметр 1П, а следовательно, обоснование положения уса на лесосеке необходимо выполнять с одновременным установлением оптимального расстояния между погрузочными пунктами. Из сказанного и анализа работ [2, 5-9] следует, что поиск оптимальных расстояний между разворотными петлями и погрузочными пунктами на лесовозном усе, а также положения уса, обеспечивающего минимальные затраты на вывозку древесины, представляет собой единую комплексную задачу, при решении которой должны учитываться все особенности лесосечных работ и процесса вывозки древесины, стоимостные показатели лесовозного уса и операций лесосечных работ и вывозки древесины. Решение указанной задачи даст параметры для размещения погрузочных пунктов и разворотных петель П np, Lnp, причем, параметр пр, определяемый по зависимости (3) - натуральное число, выражающее пропорциональность между Lnp и 1П согласно формулам (1) и (2). Таким образом, расстояние между разворотными петлями в разы превышает расстояние между погрузочными пунктами или их парами, что приводит к необходимости дополнительного пробега транспортных средств по усу без груза [2], причем, чем больше np тем больше будет дополнительный пробег. Зависимость (3), как было сказано ранее, установлена минимизацией затрат на устройство, содержание и ликвидацию разворотов и перепробег подвижного состава по усу без груза [2], но при этом не было учтено влияние расстояния между разворотными петлями на потери времени транспортными средствами на развороты в пределах лесосек и соответственно на их производительность.
Дополнительный пробег транспортного средства от j-го погрузочного пункта до
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2012
117
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
разворотной петли, по петле и назад обозначим l он определяется по формуле
j lx = 2^ + Lp + К (5)
где S. - расстояние от j-го погрузочного пункта до начала разворотной петли, км; Lp - длина разворотной петли, км; lp - протяженность уса в пределах разворотной петли после погрузочного пункта, км.
Время Д на которое увеличивается продолжительность рейса, составляет
tM = 1ДХ] / Vny (6)
где Vny - среднетехническая скорость движения транспортного средства по усу без груза, км/ч.
Параметры разворотной петли Lp и lp согласно [2] составляют:
Lp = 0,0068r; lp = 0,0028r, (7)
где r - радиус кривых разворотной петли, который принимается в зависимости от типа подвижного состава и в соответствии с требованиями пункта 5.50 СНиП 2.05.07-91* [4], км.
В табл. 1 приведены минимально допустимые параметры разворотных петель для автомобильных транспортных средств, используемых на вывозке сортиментов и хлыстов.
Из табл. 1 видно, что минимальная протяженность разворотной петли составляет 80.. .100 м, при этом протяженность уса в пределах разворотной петли после погрузочного пункта достигает 34.42 м.
В общем времени смены доля времени, затрачиваемого на развороты в переделах лесосеки, зависит от количества рейсов: чем больше рейсов, тем больше времени будет затрачиваться. Для оценки влияния параметров размещения разворотных петель на затраты времени введем термин - коэффициент потерь времени на развороты и обозначим его knp. Данный коэффициент - это отношение времени, которое затрачивается транспортным средством в течение смены на развороты, к продолжительности смены
Кв = nt„ / Tc = nlrn / VПУTC, (8)
где n - количество рейсов транспортного
средства в смену;
Tc - продолжительность смены, ч.
В формуле (8) продолжительность сме-
ны Tc является величиной постоянной, количество рейсов n зависит от расстояния вывозки, дополнительный пробег l определяется удалением разворотной петли от погрузочного пункта, среднетехническая скорость Vny -параметр, изменяющийся в узком интервале и зависящий от типа транспортного средства и покрытия лесовозного уса. Из сказанного следует, что коэффициент потерь времени на развороты knB возрастает с увеличением дополнительного пробега и количества рейсов независимо от того, какое транспортное средство используется и какая конструкция уса, что позволяет, используя формулу (8), оценить влияние положения разворотных петель на потери времени транспортным средством на развороты в течение смены. В табл. 2 представлены значения коэффициента потерь времени на развороты knB, определенные при продолжительности смены 8 ч, количестве рейсов в смену 4 и среднетехнической скорости движения транспортного средства 10, 15 и 20 км/ч.
Из табл. 2 видно, что даже при сравнительно низкой среднетехнической скорости движения и значительном дополнительном пробеге в 1,6 км, который соответствует расстоянию от погрузочного пункта до разворотной петли 0,7.0,75 км, коэффициент потерь времени на развороты knB составляет 0,08. Организация вывозки древесины в современных условиях предполагает коэффициент использования времени смены 0,9 [10, 11], а следовательно, коэффициент неиспользования времени смены составляет 0,1. Таким образом, коэффициент потерь времени на развороты меньше, чем коэффициент неиспользования времени смены, а следовательно, удаление разворотных петель от погрузочных пунктов практического влияния на производительность транспортных средств не оказывает.
Целесообразно обеспечивать такие значения коэффициента потерь времени на развороты, которые будут не более половины от коэффициента неиспользования времени смены, то есть 0,05. На основе сказанного сформулируем ограничение для параметров, входящих в формулу (8) при Tc = 8 ч
(nlm / Vny) < 0,4 (9)
118
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2012
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
Таблица 1
Параметры разворотных петель
Марка автомобиля Радиус поворота по оси следа внешнего переднего колеса, м Марка прицепа Параметры петли для автопоезда
г, м Lp, м lp, м
КамАЗ-5320 8,5 ГКБ-8350 12 81,6 33,6
КамАЗ-53212 9,0 ГКБ-8352 12 81,6 33,6
КамАЗ-53215 9,0 ГКБ-8352 12 81,6 33,6
КамАЗ-43118 10,8 ГКБ-8350 13,5 91,8 37,8
КамАЗ-5410 7,7 ОдАЗ-9370 13,5 91,8 37,8
КамАЗ-54115 8,2 ОдАЗ-9385 14,5 98,6 40,6
МАЗ-533602 9,4 МАЗ-8925 12 81,6 33,6
МАЗ-533710 9,0 МАЗ-8925 12 81,6 33,6
МАЗ-6303 11,7 МАЗ-83781 15 102 42
МАЗ-5434 9,5 МАЗ-900800 12 81,6 33,6
МАЗ-641708 11,2 МАЗ-900800 14 95,2 39,2
ЗИЛ-131 10,2 ТМЗ-802 13 88,4 36,4
Урал-4320 10,8 ГКБ-9851 13,5 91,8 37,8
Таблица 2
Значения коэффициента потерь времени на развороты в зависимости от параметров
процесса вывозки
Дополнительный пробег lm, км Коэффициент потерь времени на развороты knB
Vny = 10 км/ч Vny = 15 км/ч Vny = 20 км/ч
0,2 0,01 0,007 0,005
0,4 0,02 0,013 0,010
0,6 0,03 0,020 0,015
0,8 0,04 0,027 0,020
1,0 0,05 0,033 0,025
1,2 0,06 0,040 0,030
1,4 0,07 0,047 0,035
1,6 0,08 0,053 0,040
Применение разворотных петель на лесовозных усах, удаленных от погрузочных пунктов, для разворота подвижного состава не приводит к снижению производительности процесса вывозки, а параметры размещения петель следует обосновывать минимизацией затрат на устройство, содержание и ликвидацию петель и дополнительных затрат, связанных с перепробегом транспортных средств по усам без груза.
Выводы
1. Анализ работ, посвященных размещению разворотных петель на лесовозных усах показал, что поиск оптимальных расстояний между разворотными петлями и погрузочными пунктами на лесовозном усе, а также положения уса, обеспечивающего минимальные затраты на вывозку
древесины, представляет собой единую комплексную задачу, при решении которой должны учитываться все особенности лесосечных работ и процесса вывозки древесины, стоимостные показатели лесовозного уса и операций лесосечных работ и вывозки древесины.
2. Установлено, что коэффициент потерь времени на развороты возрастает с увеличением дополнительного пробега транспортных средств по лесовозному усу и количества рейсов независимо от типа автотранспортного средства и конструкции уса, и не превышает величины 0,08.
3. При обосновании размещения разворотных петель на лесовозных усах целесообразно обеспечивать такие значения коэффициента потерь времени на развороты, которые будут не более половины от коэффи-
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 2/2012
119
