电线杆厂 2.docx
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电线杆厂 2.docx
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电线杆厂2
毕业设计说明书
邯郸市通达预应力混凝土电杆厂工艺设计
专业
学生
指导教师
河北工程大学土木工程学院
2013年5月31日
摘要
邯郸市通达预应力混凝土电杆厂为年产40万根C60预应力混凝土电杆。
本厂厂址选在南环,位于邯郸市郊区西南,市中区面积110平方公里,产品供应半径100公里。
砂石堆场、搅拌楼、钢筋车间、成型车间、养护车间等主要车间力求流程的流畅,尽量引进先进生产技术。
砂石堆场、成品堆场、实验室以及水泥筒仓等辅助型的厂区设计合理,保证整个生产过程中卸料的堆放储存运输和产品的输出方便快捷,以及确保生产能顺利进行。
本工厂年工作日为254天,两班制生产,制品采用蒸汽养护。
本设计布置包括平面布置和立面布置,主要取决于生产规模、生产流程、设备布置、厂区地形和厂区的地质条件。
它必须满足工艺生产和设备维修的要求,同时也要符合国家的防火、劳动安全和工业卫生标准。
关键词:
预应力混凝土电杆;电杆厂;工艺设计
Abstract
HandanTongdaprestressedconcretepolefactoryfortheannualproductioncapacityof400000C60prestressedconcretepoles.Ourfactoryislocatedinthesouthcentral,locatedinthesuburbofHandan,southwest,centralcityareaof110squarekilometers,productsupplyradiusof100km.Gravelyard,mixingplant,steelworkshop,moldingworkshop,maintenanceworkshopandothermainworkshoptoflowsmoothly,astheintroductionofadvancedproductiontechnology.Gravelyard,goodsyard,laboratoryandcementsilo,auxiliaryplantdesignisreasonable,ensuretheoutputofthewholeproductionprocessofunloadingstackingstoragetransportationandconvenient,andensuretheproductioncanbecarriedoutsmoothly.Thefactoryworkfor254days,two-shiftproduction,productsofthesteamcuring.Thelayoutdesignincludinglayoutandverticallayout,geologicalconditionsintheproductionscale,productionprocess,equipmentlayout,sitetopographyandplantdepends.Itmustmeettherequirementsofproductionprocessandequipmentrepairrequirements,butalsoaccordswiththenationalfireprotection,laborsafetyandindustrialhygienestandard.
Keywords:
Prestressedconcretesteelpipedriveninaspiling;Electricpole;ProcessDesign
附件1毕业设计任务书
附件2毕业设计英文翻译
附件3设计图纸
邯郸市通达预应力混凝土电杆厂设计
学生:
苏永亮指导教师:
韩冬
河北工程大学土木工程学院无机非金属材料工程
0.绪论
邯郸市通达预应力混凝土电杆厂为年产40万根C60预应力混凝土电杆。
本厂厂址选在南环,位于邯郸市郊区西南,市中区面积110平方公里,产品供应半径100公里,便于原材料的购进及管桩的出厂销售,而且远离市中心,该地区冬季多为西北风,夏季多为西南风,厂区选址可以有效避免厂区产生的尘粉颗粒等有害物质对市区居民的危害,有利于城市的环保工作以及市民的生活。
本设计主要研究混凝土电杆生产的各个工序的工艺方法。
包括原材料的运输储备、混凝土的制备、钢筋的加工、各车间的布置、电杆的浇注、养护、堆放以及外运。
合理安排各车间的工艺设施,减低环境污染,改善工人工作环境,并且在保证制品质量的基础上能够降低生产成本是本设计的重点。
砂石堆场、搅拌楼、钢筋车间、成型车间、养护车间等主要车间力求流程的流畅,尽量引进先进生产技术。
砂石堆场、成品堆场、实验室以及水泥筒仓等辅助型的厂区设计合理,保证整个生产过程中卸料的堆放储存运输和产品的输出方便快捷,以及确保生产能顺利进行。
本工厂年工作日为254天,两班制生产,制品采用蒸汽养护。
本设计布置包括平面布置和立面布置,主要取决于生产规模、生产流程、设备布置、厂区地形和厂区的地质条件。
它必须满足工艺生产和设备维修的要求,同时也要符合国家的防火、劳动安全和工业卫生标准。
要充分利用建筑空间,有扩建要求的要留有扩建余地。
应当避免人流与物流的平面交叉,并充分考虑其他专业对布置的要求,厂房柱网布置和层高应尽量做到符合建筑模数的要求。
1.总平面设计
1.1总平面布置的基本原则
(1)工艺原则。
厂区布置首先应该满足生产工艺过程的要求,即全厂的工艺流程要顺畅,从上工序转到下工序,运输距离要短直,尽可能避免迂回和往返运输。
(2)经济原则。
生产过程是一个有机整体,只有在各部门的配合下才能顺利进行,其中,基本生产过程(产品加工过程)是主体,与它有密切联系的生产部门要尽可能与它靠拢,如辅助生产车间和服务部门应该围绕基本生产车间安排。
在满足工艺要求前提下,寻求最小运输量的布置方案,还要求能充分利用土地面积。
(3)安全和环保原则。
厂区布置还要有利于安全生产,有利于职工的身心健康,如易燃易爆物品库应远离人群密集区,并有安全防范措施,有足够的消防安全设施,各生产部门的布置要符合环保要求,还要有三废处理措施等等。
1.2初稿
图1.1邯郸市通达预应力混凝土电杆厂总平面图(初稿)
初稿将厂址选在南环路以北,厂区沿路正中只设一个大门进出。
原材料由南门进入后,经过地磅将材料卸于厂区东北角堆场区。
搅拌车间、钢筋加工车间、成型车间、养护车间、成品堆场位于厂区的东南方向,钢筋加工车间旁设有配电室。
原材料由储料斗运送至搅拌楼
进行搅拌,搅拌好的混凝土在成型车间与钢筋结构浇筑成型,再将成型的混凝土运至养护车间进行养护,养护完成后将成品运至成品堆放区堆放。
生活办公区位于厂区西侧,设有办公室、实验室、宿舍、食堂等。
总平面图如图所示。
1.3终稿
邯郸市通达预应力混凝土电杆厂位于邯郸市107国道以东,南环路路北,交通便利,节约了运输成本。
该C60预应力混凝土电杆厂的年生产能力为40万根,厂区面积三万平方米左右,原材料及成品均采用汽车运输方式,产品供应半径100公里。
该厂有南北两个大门,给原材料的进场和陈品出场创建了有利条件。
厂内建筑主要有沙石堆场、成品堆放区、贮料仓、养护车间、搅拌楼、钢筋加工车间、成型车间、锅炉房、宿舍、食堂、办公室、实验室、配电室等。
除此之外,还设有煤场、地磅、洗车区、污水处理区。
为了使厂区面积能得到更好的利用,将初稿中的车库、食堂和职工宿舍重新设置到了东南边,并在东北角的较大空闲地设了绿化带,以增大整个厂区的绿化面积,改善环境。
该厂总平面图终稿如图1.2所示。
图1.2邯郸市通达预应力混凝土电杆厂总平面图(终稿)
沙石堆场采用露天堆放,各有两个砂和碎石堆放区,位于厂区的西南方。
原材料由汽车运输从西南角的门2进入厂内,经过地磅后把材料卸到砂石堆场。
由于邯郸市的主导风向为:
冬季西北风,夏季东南风。
所以堆场的沙尘不会影响到东南角的生活办公区。
成品堆放区位于整个厂的区北边,露天堆放,养护好的成品由吊车吊到堆放区进行储存。
成品由北门运输出去。
洗车区跟污水处理区位于搅拌楼的北边,混凝土搅拌车在洗车区清洗后,废水经污水处理区处理后,继续为洗车区提供水。
贮料斗跟搅拌楼位于砂石堆场东边,铲车将原料从堆场铲到贮料斗,再经皮带机运到搅拌楼。
搅拌楼旁边设四个粉料储料罐和一个小的外加剂储料罐。
搅拌楼的东边为钢筋加工车间,成型车间,养护车间。
钢筋加工车间将钢筋加工后经吊车运到成型车间,与搅拌好的混凝土浇筑成型。
成型后将制品用吊车运到养护车间进行养护,养护方式为蒸汽养护(蒸汽由本厂锅炉房供给)。
厂区东南边设有职工宿舍、食堂,南边试验室、办公室跟配电室。
实验室在一楼,设有水泥室、化学室、标准养护养室、力学室、档案室等等。
由终稿图可以看出,相较于初稿,终稿布局更加紧凑,工艺流程布置流畅,运输方便快捷,功能划分清楚,整个生产过程会更加有秩序,井井有条地进行,并且厂区设有绿化带,环境优美,使职工有个更加美好的工作和生活环境,所以最终确定其为终稿。
2.配合比设计
2.1已知条件
(1)混凝土电杆设计强度等级为C60
(2)施工要求坍落度为50~70mm
(3)水泥:
太行山牌硅酸盐水泥62.5
(4)砂:
邯郸沙河河沙,细度模数1.8
(5)石子:
碎石,连续粒级5~25
(6)高效减水剂:
FDN,减水率15%~30%、掺量为0.4%~1.5%取减水率15%、掺量1%
(7)水:
自来水
2.2配合比设计
2.2.1计算配制强度(fcu,o)
查《普通混凝土配合比设计规程》(11版)4.0.1-2,设计C60高强混凝土电杆,其配制强度应按下式计算:
(2.1)
≥1.15×60
=69MPa
式中fcu,o——混凝土配制强度,MPa
fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值,MPa
2.2.2计算水胶比(w/b)
查《普通混凝土配合比设计规程》(11版)表7.3.2得W/B=0.28
2.2.3确定单位用水量(mwo)
该混凝土所用碎石最大粒径为25mm,坍落度的范围为50—70mm,取坍落度为60mm。
查《普通混凝土配合比设计规程》(11版)表5.2.1-2得mwo=195kg
又因为采用的减水剂FDN,其减水率为15%—30%,掺量为0.4%—1.5%,取减水率为15%、掺量1%,因此单位用水量;
(2.2)
=195(1-15%)
=166kg
式中mwo——满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量(kg/m3),
mwo’——未掺外加剂时推定的满足实际塌落度要求的每立方米混凝土用水量(kg/m3),以本规程表5.2.1-2中90mm坍落度的用水量为基础,按每增大20mm坍落度相应增加5kg/m3用水量来计算,当坍落度增大到180mm以上时,随坍落度相应增加的用水量可减少;
β——外加剂的减水率(%)
2.2.4计算水泥用量(mco)
(2.3)=166kg/0.28
=593kg
式中mbo——计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量(kg/m3);
mwo——计算配合比每立方米混凝土的用水量(kg/m3);
W/B——混凝土水胶比。
查《土木工程材料》(第二版)P123表4—19得最少水泥用量为300kg,所以取mco=593kg
2.2.5确定砂率(Sp)
查《普通混凝土配合比设计规程》(11版)表7.3.2得Sp=35%
2.2.6减水剂用量(
)
采用的减水剂FDN,其减水率为15%—30%,掺量为0.4%—1.5%,取减水率为15%、掺量1%,则减水剂用量
(2.4)
=593×1%
=5.93kg
式中:
mao——每立方米混凝土中外加剂用量(kg/m3);
mbo——计算配合比每立方米混凝土中胶凝凝材料用量(kg/m3);
计算应符合本规程第5.3.1条的规定;
βa——外加剂掺量(%),应经混凝土试验确定。
2.2.7计算粗、细骨料的用量(mg0及ms0)
采用质量法计算粗、细骨料用量时,应按下列公式计算:
(2.5)
(2.6)
式中mg0——每立方米混凝土的粗骨料用量(kg/m3);
ms0——每立方米混凝土的细骨料用量(kg/m3);
mw0——每立方米混凝土的用水量(kg/m3);
βs——砂率(%);
mcp——每立方米混凝土拌合物的假定质量(kg/m3),可取2350~2450kg/m3。
取mcp=2450
解得砂、石用量分别为ms0=592kgmg0=1099kg
因此,该混凝土的基准配合比
mc0:
ms0:
mg0:
mw0=593:
592:
1099:
166
=1:
1:
1.85:
0.28
2.3砂石堆场设计
经计算通达预应力混凝土电杆每年需要混凝土Q=64000
,需要各原材料分别为:
水泥
砂子
石子
水
37952
37888
70336
10624
沙子石子的贮存周期为7-12天,现取用贮存周期为T=7天。
一个周期内
砂子用量为
石子用量为
砂石堆场设计为进深10m,宽5m,高2.5m
的12个原料堆场,其中8个石料堆场,4个砂子堆场。
占地
。
3.搅拌车间设计
3.1概述
搅拌车间是混凝土制品工厂的主要辅助车间,搅拌车间的基本工艺流程如下:
图3.1搅拌车间工艺流程简图
按竖向布置分类,搅拌车间采用单阶式布置。
单阶式是将混凝土原料一次提升到最高点,然后按照工艺过程逐渐下落,制成混凝土混合物,单阶式搅拌车间自上而下大致如下:
仓顶层(包括贮料仓),称量层,搅拌层,下料层,底层。
单阶式搅拌车间易于实现机械化,自动化,各设备车间衔接紧凑,生产效率高,粉尘少,操作条件比较好,节省劳动力,动力消耗少。
缺点是:
建筑物高,设备安装比较复杂,一次投资大。
这种形式的搅拌车间实用于大、中型钢筋混凝土制品工厂。
3.2每小时混凝土产量
3.1.1设计电杆的相关数据
表3.1设计电杆的相关数据
杆型
规格
混凝土(m3)
主筋
螺筋
酸筋重(kg)
干重(kg)
小锥
Ф150/257×8
0.16
8Ф5
Ф3.2
14.45
425
3.2.2年产量
邯郸市通达预应力混凝土电杆厂每年生产40万根C60混凝土电杆,每根电杆需混凝土0.16m3。
所以混凝土年产量:
(3-1)
=400000×0.16
=64000m³/y
式中Q——年设计产量,m³/y;
N——年产电杆数,根/y;
M——每根电杆需混凝土,m³。
3.2.3日产量
邯郸市通达预应力混凝土电杆厂的年工作日为254天,日产不均衡系数K=1.2,所以混凝土日产量
(3-2)
=1.2×64000/254
=302.4
/d
式中Qd——日计算产量,m3/d;
K——日产量不均衡系数;
Q——年设计产量,m3/y;
T——年工作日,d
3.2.4每小时产量
邯郸市通达预应力混凝土电杆厂采用两班工作制,每班工作8小时。
搅拌楼每小时生产能力可按下式计算
(3-3)
式中Qh——搅拌楼每小时生产量,m³;
Q——年设计产量,根据4.3.1.3.4可知Q=64000m³;
K——日产量不均衡系数,取K=1.2;
T——年工作日,T=254;
H——每班工作时间,H=8小时;
n——每工作日工作班数,两班制,n=2。
所以Qh=1.2×64000/(254×8×2)=18.9m³
3.3每小时原材料用量
(3-4)
式中Vc——每小时所需水泥体积,m³;
mco——每m³混凝土所需水泥质量,kg;
Qh——搅拌楼小时生产能力,m³;
ρc’——水泥的堆积密度,kg/m³。
取水泥的堆积密度=1300kg/m³,砂子堆积密度ρas’=1500kg/m³,碎石堆积密度ρag’=1550kg/m³。
则各原材料每小时用量分别为;
Vc=593×18.9/1300=8.7m³
Vs=592×18.9/1500=7.5m³
Vg=1099×18.9/1550=13.4m³
3.4水泥筒仓设计
3.4.1贮存周期
水泥的进厂运输为公路运输,贮存周期n=7天
3.4.2贮存量
邯郸市通达预应力混凝土电杆厂水泥仓库为散装贮存,水泥损耗率η=1%
水泥的贮存量按下式计算
(3-5)
=593×7×302.4/(1-1%)
=1267942.0kg
=1268t
式中
——水泥贮存量,t;
q——生产中可能出现的产品品种最不利组合时,平均配合比中的水泥用量,kg/m3;
n——贮存周期,d;
Qd——混凝土日产量,m3/d;
η——水泥损耗率。
3.4.3入料方式及破拱装置
水泥筒仓的入料方式为气力输送,筒仓的填充率φ=0.95
水泥筒仓的破拱设备为振动器
3.4.4贮存体积计算
贮存体积可按下式计算
(3-6)
=1268×
/(1300×0.95)
=1027m³
式中Vc——贮存的体积,m³;
——水泥贮存量,kg;
ρc′——原材料的堆积密度,kg/m³;
——筒仓的填充率;
3.4.5贮存罐的选择
水泥筒仓的贮存罐选用铁罐
表3.2水泥筒仓贮罐
筒体内径(m)
筒体高度(m)
几何容积(m³)
有效容积(m³)
贮存量(t)
数量(个)
7
18
700
600
780
2
3.5分料层设计
集料由皮带运输至分料层中,再由旋转漏斗把集料放到相应的料仓内。
分料层的高度h1=2520mm
3.6料仓层设计
3.6.1料仓容积计算
设计料仓的容积可以满足两小时以上的用量,料仓容积系数为0.8,则:
水泥料仓满足4小时用量的容积Vco=4Vc/0.8=4ⅹ8.7/0.8=43.5m³
砂子料仓满足4小时用量的容积Vso=4Vs/0.8=4ⅹ7.5/0.8=37.5m³
石子料仓满足4小时用量的容积Vgo=4Vg/0.8=4ⅹ13.4/0.8=67.0m³
3.6.2料仓外形设计
图3.2料仓外形
其体积可按下式计算
(3-7)
休止角的正切值
(3-8)
(3-9)
式中V——料仓容积,m³;
a、b——料仓上口尺寸,m;
ah、bh——料仓下口尺寸,m³;
h——料仓上口高度,m³;
hh——料仓下口高度,m³;
α、β——料仓的休止角;
3.6.3料仓尺寸设计
3.6.3.1水泥料仓尺寸设计
假设a×b×h=3000mm×3000mm×3000mm
ah
bh
hh=500mm×500mm×2000mm
则水泥料仓体积;
Vc=3×3×3+2[(2×3+0.5)×3+(2×0.5+3)×0.5]/6
=34.17m³
则2Vc=68.3m³=>Vco=43.5m3休止角tanα=tanβ=1.6>tan55o=1.43符合要求
所以水泥料仓的尺寸为:
a×b×h=3000mm×3000mm×3000mm
ah
bh
hh=500mm×500mm×2000mm
3.6.3.2砂子料仓尺寸设计
假设a×b×h=2000mm×3000mm×3000mm
ah
bh
hh=500mm×500mm×2000mm
则砂子料仓体积:
Vs=2×3×3+2[(2×2+0.5)×3+(2×0.5+2)×0.5]/6
=23m³
则2Vs=46m³>Vso=37.5m3休止角tanα>tanβ=1.6>tan55o=1.43符合要求
所以砂子料仓的尺寸为:
a×b×h=2000mm×3000mm×3000mm
ah
bh
hh=500mm×500mm×2000mm
3.6.3.3石子料仓尺寸设计
假设a×b×h=3000mm×3000mm×3000mm
ah
bh
hh=500mm×500mm×2000mm
则石子料仓体积:
Vs=3×3×3+2[(2×3+0.5)×3+(2×0.5+3)×0.5]/6
=34.17m³
则2Vg=68.3m³=>Vco=67m3休止角tanα=tanβ=1.6>tan55o=1.43符合要求
所以石子料仓的尺寸为:
a×b×h=2000mm×3000mm×3000mm
ah
bh
hh=500mm×500mm×2000mm
3.6.4料仓层平面图
图3.3料仓的平面图
3.6.5料仓层高度
料仓层高度h2=3000mm
表3.3料仓
名称
水泥料仓
砂子料仓
石子料仓
规格
3000×3000×3000
2000×3000×3000
3000×3000×3000
500×500×500
500×500×2000
500×500×2000
3.7称量层设计
3.7.1称量设备
(1)水泥选用螺旋给料器上料
(2)砂、石选用水平传送带上料
(3)骨料料仓与称量斗间采用的是扇形阀门给料器
(4)水泥料仓与称量斗间采用的是电磁振动给料器
(5)称量设备采用电子称
3.7.2称量斗容积计算
已知水泥的堆积密度=1300kg/m³,砂子堆积密度ρas’=1500kg/m³,碎石堆积密度
ρag’=1550kg/m³,水的密度ρw=1000kg/m3。
每m3混凝土原材料用量的分别为:
Vc=593/1300=0.46m³
Vs=592/1500=0.39m³
Vg=1099/1550=0.71m³
Vw=166/1000=0.17m3
设计称量斗的容积可以满足1m3混凝土原材料的用量,称量斗容积系数为0.8,则各称量斗满足的容积为:
Vco=593/(1300ⅹ0.8)=0.57m³
Vso=521/(1500ⅹ0.8)=0.49m³
Vgo=1215/(1550ⅹ0.8)=0.89m³
=166/(1000×0.8)=0.21
3.7.3称量斗外形设计
设计称量斗的外形与料仓外形相似
3.7.4称量斗尺寸设计
3.7.4.1水泥称量斗尺寸设计
假设a×b×h=800mm×800mm×600mm
ah
bh
hh=400mm×400mm×500mm
则水泥称量斗体积;
Vc=0.8×0.8×0.6+0.5[(2×0.8+0.4)×0.8+(2×0.4+0.8)×0.4]/6
=0.57m³=Vco=0.57m³
休止角tanα=tanβ=2>tan55o=1.43符合要求
所以水泥称量斗的尺寸为:
a×b×h=800mm×800mm×600mm
ah
bh
hhh=400mm×400mm×500mm
3.7.4.2砂子称量斗尺寸设计
假设a×b×h=800mm×800mm×600mm
ah
bh
hh=400mm×400mm×500mm
则砂子称量斗体积;
Vs=
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