Введение к работе
Актуальность темы. Вывозка леса из лесосек автомобильным транспортом является важной и часто определяющей составной частью технологии лесозаготовительного производства. На долю сухопутного транспорта леса приходится до 85% общего объема вывозки лесоматериалов. Эффективность технологического процесса вывозки древесины зависит от многих факторов, наиболее значимыми из которых, являются качество, надежность и экономичность дорожного покрытия лесовозных автомобильных дорог (ЛАД). Практика дорожного обеспечения грузоперевозок в местностях со сложными грунтовыми условиями и опыт применения сборных покрытий показывают, что в наибольшей мере этим требованиям отвечают сборно-разборные железобетонные колейные покрытия.
В настоящее время известны способы устройства колейного покрытия на прямолинейных участках лесовозных автомобильных дорог, а также на криволинейных участках постоянного радиуса. Однако отсутствие научно обоснованной теории проектирования и изготовления плитных элементов дорожного покрытия, применяемых при устройстве переходных кривых лесовозных автомобильных дорог, не позволяет в полной мере использовать факторы, влияющие на совершенствование технологии вывозки древесины. Для проектирования трассы переходной кривой автомобильной дороги в настоящее время используется математическая кривая — клотоида. Она представляет собой кривую с непрерывно меняющейся кривизной, что вызывает необходимость применения большого количества уникальных несимметричных трапециидальных в плане плит, для обеспечения устройства целостного дорожного покрытия. Данный факт существенно увеличивает сложность процессов производства дорожных плит, устройства колейного покрытия, а, следовательно, и их стоимость, что снижает эффективность процесса вывозки древесины.
В силу изложенного представляется актуальным обосновать использование при проектировании трассы переходной кривой более рациональные виды кривых, разработать математический аппарат моделирования и оптимизации элементов конструкции колесопровода, устраиваемого на переходных кривых, разработать структуру подсистемы САПР для решения задач автоматизированного проектирования элементов колесопровода на переходных кривых лесовозных автомобильных дорог, что позволит совершенствовать технологию вывозки древесины.
Целью диссертационного исследования является выбор и разработка способов и методов совершенствования технологии вывозки древесины, на основе моделирования и оптимизации плитных элементов дорожного покрытия переходных кривых.
Диссертационная работа проводилась в соответствии с координационным планом НИР кафедры вычислительной техники ВГЛТА «Разработка автоматизированного рабочего места для организации и выполнения работ на предприятиях лесного комплекса», номер государственной регистрации 01.960.0.10816, а также с планом НИР кафедры транспорта леса «Ресурсосбе-
регающие и экологически перспективные технологии лесного комплекса», номер государственной регистрации 01.960.0.10574.
Объекты исследования. Объектом исследования выступают способы и методы организации колейного покрытия на переходных кривых лесовозных автомобильных дорог. Для решения поставленных задач применялись следующие основные методы: средства и методы формирования технологии вывозки древесины, средства и способы проектирования автомобильных дорог, теория моделирования дорожных кривых, численные методы моделирования дорожных кривых, теория САПР, методы проектирования элементов покрытия жестких дорожных одежд, методы обработки результатов измерений, методы системного анализа.
Научная новизна результатов
-
Способ формирования зон колейного покрытия на переходных кривых лесовозных автомобильных дорог, отличающийся трехстадийным моделированием элементов колесопровода с учетом конфигурации зон плитного покрытия, определяемый условиями работы кинематической схемы сцепных устройств, что позволяет ввести научно-обоснованное ограничение на ширину плитных элементов.
-
Способ повышения коэффициента унификации плитных элементов колесопровода на переходных кривых, отличающийся использованием гладкой составной многоцентровой кривой, что повышает эффективность процессов технологической подготовки производства вывозки древесины.
-
Математические модели и алгоритмы формирования унифицированных типономиналов плитных элементов колейного покрытия, характеризующийся учетом особенностей рельефа, минимизацией производственных затрат и обеспечивающее создание целостного колейного покрытия на переходных кривых лесовозных автомобильных дорог.
-
Элементы информационного, методического, программного обеспечения и структура подсистемы моделирования плитных элементов колейного покрытия переходных кривых в составе САПР лесовозных автомобильных дорог, отличающиеся комплексным формированием расчетной табличной информации для технологических карт производственных процессов вывозки древесины.
На защиту выносятся
способ формирования элементов трассы и зон колейного покрытия на переходных кривых лесовозных автомобильных дорог;
способ формирования оптимального ряда унифицированных типономиналов плитных элементов колейного покрытия на переходных кривых лесовозных автомобильных дорог;
комплексное обеспечение формирования технологической документации процесса вывозки древесины табличными данными;
математические модели и алгоритмы построения трассы переходной кривой лесовозной автомобильной дороги с учетом особенностей рельефа
І 1 К* V
местности, а также формирования оптимизированного ряда унифицированных плитных элементов колейного покрытия на переходных кривых;
- структура, элементы информационного, методического и программного обеспечения подсистемы моделирования конфигурации плитных элементов колейного покрытия для переходных кривых лесовозных автомобильных дорог, интегрированная с САПР технологической подготовки производства и организации вывозки древесины.
Практическая значимость исследования. Реализованные элементы информационного, методического обеспечения, алгоритмы и программы для моделирования элементов колейного покрытия переходных кривых лесовозных автомобильных дорог обеспечивают совершенствование технологии вывозки древесины, а также способствуют сокращению затрат на строительство, содержание и эксплуатацию лесовозных автомобильных дорог.
Апробация работы. Основные научные положения и практические результаты диссертационной работы докладывались на международном симпозиуме «Надежность и качество» (Пенза 2002 г.), ежегодных научно - практических конференциях преподавателей и аспирантов ВГЛТА (2001 - 2003 г.г.), на межкафедральных семинарах ВГЛТА - ВГАСУ (2002 - 2003г.г.), на совместных семинарах ВГЛТА с участием специалистов ОАО Воронежавто-дор(2002-2003г.г.).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 10 печатных работ и получено положительное решение на полезную модель (№200312964/20(025935) от 04.08.2003 Щекалев Д.В., Курьянов В.К., Харин В.Н., Аникеев Е.А.).
Структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 разделов, основных выводов и рекомендаций, списка используемых источников, включающего 97 наименований, 9 приложений. Общий объем работы составляет 144 с, приложения - 91 с, 90 рисунков, 40 таблиц.
