Практичні рекомендації з дисципліни "Інженерні вишукування"

Міністерство освіти і науки України

Національний транспортний університет

Кафедра проектування доріг

Методичні вказівки

Практичні рекомендації з дисципліни “інженерні вишукування”

Київ НТУ 2009

Інженерні вишукування – комплексна дисципліна, яка вивчає такі види інженерних вишукувань як економічні, екологічні, архітектурно – містобудівні, геодезичні, геологічні, гідрометричні, меліоративні, транспортні, розглядає соціальні, демографічні, історико–архітектурні вишукування тощо. Основною концепцією є визначення вишукувань як збору та систематизації інформації про стан середовища для майбутнього будівництва. Мета вивчення дисципліни полягає в отриманні знань про склад та методи проведення відповідних вишукувань, уміння аналізувати одержані результати, вирішувати практичні задачі.

На практичні заняття по курсу “Інженерні вишукування” виносяться задачі, пов’язані з економічними (тип І), транспортними (тип ІІ) та інженерно-геодезичними (тип ІІІ) вишукуваннями.

I. Тип 1

Задачі типу 1 розв`язуються на основі матеріалів економічних вишукувань. Завдання полягає у тому, щоб побудувати найкоротшу (оптимальну) пов’язуючи мережу, визначити додаткові вузлові точки та додаткові ланки

Вихідні дані :

1) розташування кореспондуючих точок ( рис. 1 )

2) матриця транспортних зв`язків ( табл. 1 )

4 О

О 2

 

6 О 3 О

5 О О 1

Рис. 1 План розташування кореспондуючих точок

Таблиця 1. Матриця транспортних зв`язків

Кореспондуючі точки	1	2	3	4	5	6
1	Х	19,0 -	17,0 90	32,0 75,2	27,0 18,3	34,2 -
2		Х	18,0 120,1	22,8 19,1	34,8 -	33,2 35,0
3			Х	16,8 79,8	16,6 27,5	18,0 43,9
4				Х	26,4 -	15,6 30,2
5					Х	15,2 37,4
6						Х

В чисельнику приведені відстані між кореспондуючими точками в км, в знаменнику – вантажонапруженість між цими точками , тис.т / рік .

Побудову найкоротшої по в’язучої мережі починають із кореспондуючої точки, яка має найінтенсивніші транспортні зв`язки: åQмах. Для цього визначають сумарний обсяг вантажних перевезень для кожної кореспондуючої точки і визначають ту, для якої він виявляється максимальним. Схема для визначення сумарних вантажних перевезень для кожного з кореспондуючих пунктів приведена в табл. 2.

Скажімо, для точки 3:

åQз = 90 + 120,1 + 79,8 + 27,5 + 43,9 = 361,3 (тис.т)

Для нашого прикладу

åQз = åQмах

В табл. 3 зведені результати попередніх підрахунків.

Таблиця 2. Схема визначення сумарних вантажних перевезень

Кореспондуючі точки	1	2	3	4	5	6	åQ (тис.т)
1	Х						183,5
2		Х					174,2
3			Х				361,3
4				Х			204,3
5					Х		83,2
6						Х	146,5

Таблиця 3. Сумарний обсяг вантажних перевезень

Кореспондуючі точки	1	2	3	4	5	6	åQ (тис.т)
1	Х						183,5
2		Х					174,2
3			Х				361,3
4				Х			204,3
5					Х		83,2
6						Х	146,5

åQмах. = åQ ₃ = 361,3 тис.т.

До найкоротшої (оптимальної) пов’язуючої мережі відбирають ланки згідно із алгоритмом, де критерієм є мінімум питомих дорожньо-транспортних витрат, грн/т:

L = l [(aД / Q ) + bT], (1)

де l – довжина ланки, км;

а, b – коефіцієнти, які залежать від щорічного приросту вантажонапруженості та терміну перспективного проектування;

Д – дорожні витрати, пов`язані з будівництвом чи реконструкцією дороги, тис. грн / км;

Q – перспективна вантажонапруженість на ланці, тис. т.

Т – транспортна складова собівартості перевезень, грн / т.км.

Для спрощення розрахунків при відборі ланок до найкоротшої пов’язуючої мережі користуються показником мінімальної приведеної довжини. км / тис. т:

L = l / Q або L = l min / åQ, (2)

де l min – мінімальна довжина ланки, км;

åQ – сумарна вантажонапруженість на ланці, тис.т/ рік.

Відбір ланок до найкоротшої пов’язуючої мережі складаєтся з (n–1) циклів, кожен з яких полягає у визначенні приведених довжин, їх порівнянні та виборі найкоротшої ланки. Кожному циклу розрахунків надається шифр відповідно до номеру початкової кореспондуючої точки.

Якщо у вихідній мережі є дороги з твердим покриттям, їх автоматично включають до найкоротшої пов’язуючої мережі.

Перший цикл розрахунків починають з кореспондуючої точки, яка має найінтенсивніші транспортні зв`язки, тобто, з точки 3 ( табл.3 ). В таблиці 4 приведені обчислення для 3-ї точки - цикл 3 ( Ц-3 ). Значення відстаней між точкою 3 та іншими точками записані в рядку l, кількість вантажів, які перевозять – в рядку Q. За даними рядків l і Q визначають приведені довжини відстаней між точкою 3 та іншими кореспондуючими точками, які записують в рядок L. Аналіз рядка L показує, що мінімальна приведена довжина дорівнює 0,150 і відноситься до точки 2. Вона і приєднується, як найближча, до точки 3, утворюючи фрагмент найкоротшої пов`язуючої мережі (3-2). В наступних обчисленнях точки 3 і 2 вже не розглядаються.

Таблиця 4. Цикл обчислень Ц-3

Ц-3	1	2	3	4	5	6
l	17,0	18,0	X	16,8	16,6	18,0
Q	90	120,1	X	79,8	27,5	43,9
lmin	17,0	18,0	X	16,8	16,6	18,0
åQ	90	120,1	X	79,8	27,5	43,9
L	0,189	0,150	X	0,210	0,603	0,410
	(3)	(3)		(3)	(3)	(3)

В наступному циклі (табл. 5) визначається точка, яка є найближчою до визначеного фрагменту (3-2). Для цього необхідно визначити приведені довжини від інших кореспондуючих точок для фрагменту (3–2) - цикл 2 (Ц–2).

Рядки l та Q циклу Ц-2 заповнюються аналогічно табл.4. Рядок l min заповнюють, порівнюючи довжини від усіх кореспондуючих точок, ще не включених до мережі, до точок 3 і 2, які вже складають фрагмент мережі: записується менше значення. Наприклад: відстань від точки 2 до точки 1 складає 19,0 м , а від точки 3 до точки 1 – 17,0 м ( табл. 3). Тож в рядок l min циклу Ц–2 записуємо менше значення 17,0 м, яке відповідає відстані до точки 3, що фіксуємо в нижньому рядку - ставимо індекс (3). Індекс (3) вказує на те, що найкоротша відстань від точки 1 до фрагменту 3-2 визначається ланкою 3-1. Аналіз вантажних перевезень показує, що між точками 1 і 3 потрібно перемістити 90 тис. т, а між точками 1 і 2 вантажі не переміщуються (табл. 3). Отже, сума вантажів, які треба перемістити між точкою 1 і ланкою 3-2, складає 90 тис. т. Між точками 4 і 3 переміщується 79,8 тис. т.,між точками 4 і 2 - 19,1тис.т. Отже, сума вантажів, які підлягають переміщенню між ланкою 3-2 і точкою 4, складає 98,9 тис. т. Визначені значення записуються в рядок åQ.

На основі визначених найкоротших відстаней та сумарних обсягів перевезень визначаються приведені довжини, які записуються в рядок L.

Таблиця 5. Цикл обчислень Ц – 2.

Ц - 2	1	2	3	4	5	6
l	19,0	X	X	22,8	34,8	33,2
Q	-	X	X	19,1	-	35,0
l min	17,0	X	X	16,8	16,6	18,0
åQ	90	X	X	98,8	27,5	78,9
L	0,189	X	X	0,170	0,603	0,228
	(3)	X	X	(3)	(3)	(3)

В такій же послідовності розглядаються інші кореспондуючі точки

Обчислення, наведені в табл. 5, показують, що найменшою приведеною довжиною є L = 0,170, яка відноситься до точки 4. Отже, точка 4 приєднується до найкоротшої по в’язучої мережі, поєднуючись з точкою 3 (що зафіксовано в останньому рядку табл. 5) і в подальших обчисленнях не розглядається. Утворився наступний фрагмент мережі (2-3-4).

В таблицях 6, 7 та 8 наведені розрахунки для наступних циклів обчислень, які виконуються аналогічно до попередніх .

Таблиця 6. Цикл обчислень Ц – 4.

Ц - 4	1	2	3	4	5	6
l	32,0	X	X	X	26,4	15,6
Q	75,2	X	X	X	-	30,2
l min	17,0	X	X	X	16,6	15,6
åQ	165,2	X	X	X	27,5	109,1
L	0,103	X	X	X	0,603	0,143
	(3)	X	X	X	(3)	(4)

Таблиця 7. Цикл обчислень Ц –1

Ц - 1	1	2	3	4	5	6
l	X	X	X	X	27,0	34,2
Q	X	X	X	X	18,3	-
l min	X	X	X	X	16,6	15,6
åQ	X	X	X	X	45,8	109,1
L	X	X	X	X	0,363	0,143
					(3)	(4)

Таблиця 8. Цикл обчислень Ц – 6.

Ц - 6	1	2	3	4	5	6
l	X	X	X	X	15,2	X
Q	X	X	X	X	37,4	X
l min	X	X	X	X	15,2	X
åQ	X	X	X	X	83,2	X
L	X	X	X	X	0,182	X
					(6)

В результаті проведених розрахунків отримані ланки найкоротшої пов’язуючої мережі (табл.9 ), яка показана на рис. 2.

Таблиця 9. Ланки найкоротшої (оптимальної) по в’язучої мережі

№ п/п	Шифр ланки
1	3 – 2
2	3 – 4
3	3 – 1
4	4 – 6
5	6 – 5

4 О

О 2