电线杆厂毕业设计 (混凝土生产工艺)

目 录

0.绪论 ................................................... 1 1.总平面设计 ............................................. 2

1.1总平面布置的基本原则 ................................................ 2 1.2初稿 ................................................................ 2 1.3终稿 ................................................................ 2 2.配合比设计 ........................................................... 4 2.1已知条件 ............................................................ 4 2.2 配合比设计 .......................................................... 4

3.搅拌车间设计 ........................................... 6

3.1概述 ................................................................ 6 3.2每小时混凝土产量 .................................................... 6 3.3每小时原材料用量 .................................................... 7 3.4水泥筒仓设计 ........................................................ 8 3.5分料层设计 .......................................................... 8 3.6料仓层设计 .......................................................... 9 3.7称量层设计 ......................................................... 11 3.8搅拌层设计 ......................................................... 12 3.9出料层设计 ......................................................... 12 3.10搅拌楼高度 ........................................................ 13

4.钢筋加工车间 ........................................... 14

4.1钢筋车间设计要求 ................................................... 14 4.2生产能力确定 ....................................................... 15 4.3设计定额和系数 ..................................................... 15 4.4钢筋贮存 ........................................................... 15 4.5钢筋加工工艺 ....................................................... 16 4.6钢筋车间工艺布置 ................................................... 17 4.7车间起重设备 ....................................................... 17

5.成型车间 ............................................... 18

5.1成型车间工艺类型 ................................................... 18 5.2成型车间工艺计算 ................................................... 19 5.3主要工艺设备 ....................................................... 19 5.4起重设备 ........................................................... 20 5.5车间工艺布置的原则 ................................................. 21

5.6成型车间的尺寸 ..................................................... 21

6.养护车间 ............................................... 22

6.1养护方式 ........................................................... 22 6.2养护制度 ........................................................... 22 6.3养护的工艺要求 ..................................................... 22 6.4养护坑数量计算 ..................................................... 22 6.5养护坑的尺寸 ....................................................... 23 6.6养护车间尺寸 ....................................................... 24

7.机修车间 ............................................... 25

7.1修理工作内容 ....................................................... 25 7.2修理范围的确定 ..................................................... 25 7.3车间组成及工作制度 ................................................. 25

8.技术经济 ............................................... 26

8.1技术经济扩大指标 ................................................... 26 8.2职工定员 ........................................................... 26 8.3全厂投资分配比例 ................................................... 28

参考文献 ................................................. 29 鸣 谢 .................................... 错误！未定义书签。

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xx市通达预应力混凝土电杆厂设计

（年产40万根C60预应力混凝土电杆）

0.绪论

本设计为年产40万根C60预应力混凝土电杆。本厂厂址选在南环，位于xx市郊区东南，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，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。

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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1.1xx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南，厂区沿路正中只设一个大门进出。原材料由北门进入后，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

xx市通达预应力混凝土电杆厂位于xx市107国道以东，南环路路南，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

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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1.2xx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xx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。成品由门1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。

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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52.5 （4）砂：xx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：UNF-1，减水率12%～20%、掺量为0.5%～1% 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:

fcu,0≥1.15fcu,k

（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—70 mm，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UNF-1，其减水率为12%—20%，掺量为0.5%—1%，取减水率为15%、掺量1%,因此单位用水量；

mwo?mwo'(1??) （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

3

20mm坍落度相应增加5kg/m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)

4

mb0? mw0W/B （2.3）

=166kg/0.28 =593 kg

式中 mbo ——计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量（kg/m）；

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=573 kg

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（m）

采用的减水剂UNF-1，其减水率为12%—20%，掺量为0.5%—1%，取减水率为15%、掺量1%，则减水剂用量

mao?mbo?a （2.4）

3

=593×1% =5.93kg

式中： mao ——每立方米混凝土中外加剂用量（kg/m3）；

3

mbo ——计算配合比每立方米混凝土中胶凝凝材料用量（kg/m）； 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：

mfo?mc0?mg0?ms0?mw0?mcp （2.5）

?s?ms0mg0?ms0?100% （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=592kg mg0=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

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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：

水 砂石水泥 外加剂 供水设备 贮仓 贮仓

给料 稀释 给料设备 稀释设备

称量 称量 称量 称 称 称

混合搅拌 搅拌机

砼混合物运输 输送设备

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 小锥 规格 φ150/283×10 混凝土 (m)

0.222 3主筋 10φ5 螺筋 φ3.2 酸筋重（kg）

21.36 干重（kg）

620 3.2.2年产量

xx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

6

0.222 m3。所以混凝土年产量；

Q?N?M （3-1）

=400000×0.222 =88800 m3/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

xx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

Qd?KQT (3-2)

=1.2×88800/254 =419.5 m3/d

式中 Qd——日计算产量，m/d； K——日产量不均衡系数；

Q——年设计产量，m/y；

T——年工作日, d 3.2.4每小时产量

xx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

Qh=KQTHn33

（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=88800m3； 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 =1.2×88800/（254×8×2）=26m3

3.3每小时原材料用量

Vc?mcoQh?c （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； ρ

’ag

’c

——水泥的堆积密度，kg/m3。

’as

取水泥的堆积密度=1300kg/m3，砂子堆积密度ρ=1550 kg/m3。则各原材料每小时用量分别为；

Vc =593×26/1300=11.9m3

=1500 kg/m3，碎石堆积密度ρ

7

Vs=592×26/1500=10.3m3 Vg=1099×26/1550=18.4m3

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

xx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

Q?qnQd1-? (3-5)

=593×7×419.5/（1-1%）

=1758933.8kg

=1758.9t

式中 Q——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，m/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

VC?

3

Q?C? (3-6)

=1758.9/(1300×0.95)

=1424.2m3

式中 Vc——贮存的体积, m3；

Q——水泥贮存量，kg； ρ

′

c

——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 3

3.5分料层设计

8

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=4100mm

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=4 Vc /0.8=4ⅹ11.9/0.8=57.5 m3 砂子料仓满足4小时用量的容积Vso =4 Vs/0.8=4ⅹ10.3/0.8=45 m3 石子料仓满足2小时用量的容积Vgo =2 Vg/0.8=2ⅹ18.4/0.8=51 m3 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

V?abh?hh?(2a?ah)b?(2ah?a)bh?6 （3-7）

休止角的正切值

tan??2hha-a （3-8）

htan??2hhb-b （3-9）

h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aⅹbⅹh=3000mmⅹ3000mmⅹ3000mm

ahⅹbhⅹhh=500mmⅹ500mmⅹ2000mm

则水泥料仓体积；

9

Vc=3×3×3+2[(2×3+0.5) ×3+(2×0.5+3) ×0.5]/6 =34.17m3

则2 V3

c=68.3m3=＞Vco=57.5m 休止角tanα=tanβ=1.6>tan55o=1.43符合要求 所以水泥料仓的尺寸为：

aⅹbⅹh=3000mmⅹ3000mmⅹ3000mm ahⅹbhⅹhh=500mmⅹ500mmⅹ2000mm

3.6.3.2砂子料仓尺寸设计

假设aⅹbⅹh=2000mmⅹ3000mmⅹ3000mm

ahⅹbhⅹhh=500mmⅹ500mmⅹ2000mm

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2 V3s =46m3＞Vso=45m 休止角tanα>tanβ=1.6>tan55o =1.43 符合要求 所以砂子料仓的尺寸为：

aⅹbⅹh=2000mmⅹ3000mmⅹ3000mm ahⅹbhⅹhh=500mmⅹ500mmⅹ2000mm 3.6.3.3石子料仓尺寸设计

假设aⅹbⅹh=3000mmⅹ3000mmⅹ3000mm

ahⅹbhⅹhh=500mmⅹ500mmⅹ2000mm

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2 V=＞V3

g=68.3m3co=57.5m 休止角tanα=tanβ=1.6>tan55o=1.43符合要求所以石子料仓的尺寸为：

aⅹbⅹh=3000mmⅹ3000mmⅹ3000mm ahⅹbhⅹhh=500mmⅹ500mmⅹ2000mm 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

10

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ρρ

’ag

’as

=1500 kg/m3，碎石堆积密度

=1550 kg/m3，水的密度ρw=1000kg/m3。每m3混凝土原材料用量的分别为：

Vc =573/1300=0.46m3

Vs=592/1500=0.39m3 Vg=1099/1550=0.71m3 Vw=166/1000=0.17m3

3

设计称量斗的容积可以满足1m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 =573/(1300ⅹ0.8)=0.57m3

Vso=521/(1500ⅹ0.8)=0.49m3 Vgo=1215/(1550ⅹ0.8)=0.89m3

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aⅹbⅹh=800mmⅹ800mmⅹ600mm

ahⅹbhⅹhh=400mmⅹ400mmⅹ500mm

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 =0.55m3

休止角tanα=tanβ=2>tan55o=1.43 符合要求 所以水泥称量斗的尺寸为： aⅹbⅹh=800mmⅹ800mmⅹ600mm ahⅹbhⅹhh=400mmⅹ400mmⅹ500mm 3.7.4.2砂子称量斗尺寸设计

假设aⅹbⅹh=800mmⅹ800mmⅹ600mm

ahⅹbhⅹhh=400mmⅹ400mmⅹ500mm

则砂子称量斗体积；

Vs=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>Vso =0.44m3

休止角tanα=tanβ=2>tan55o=1.43 符合要求 所以砂子称量斗的尺寸为： aⅹbⅹh=800mmⅹ800mmⅹ600mm

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ahⅹbhⅹhh=400mmⅹ400mmⅹ500mm 3.7.4.3石子称量斗尺寸设计

假设aⅹbⅹh=1100mmⅹ1100mmⅹ600mm

ahⅹbhⅹhh=400mmⅹ400mmⅹ500mm

则石子称量斗体积；

Vg =1.1×1.1×0.6+0.5[(2×1.1+0.4)×1.1+(2×0.4+1.1)×0.4]/6 =1.03m3>Vgo=0.98m3

o

休止角tanα=tanβ=1.43=tan55符合要求 所以石子称量斗的尺寸为；

aⅹbⅹh=1100mmⅹ1100mmⅹ600mm ahⅹbhⅹhh=400mmⅹ400mmⅹ500mm 3.7.5称量层高度

称量层高度h3=3000mm

3.8搅拌层设计

3.8.1集料斗的选择

集料斗选择回转集料斗 3.8.2搅拌机的选择

根据搅拌楼小时生产量Qh=26m3，可选取S4S100双卧轴强制式搅拌机。其相关参数如下：

进料容量：1600L； 出料容量：1000L； 平均搅拌能力：60m3/h；

外形：长，3852；宽，2385；高，2465。 而 搅拌1m3混凝土所需原材料体积 V=（0.78+0.35+0.44+0.15）×103m3 =1720m3

稍大于进料容量1600L，故该搅拌机可用 3.8.3搅拌层高度

搅拌层高度h4=4000mm

3.9出料层设计

3.9.1贮料斗容积计算

搅拌机一次搅拌1m3混凝土，贮料斗可存三次搅拌容量。容积系数为0.8，则混凝土贮料斗的容积Vo＞1×3/0.8=3.75m3 3.9.2贮料斗的外形设计

设计外形与料仓，称量斗相似 3.9.3贮料斗尺寸设计

假设a×b×h=2000×2000×1000 an×bn×hn=500×500×1000 则贮料斗体积

V=2×2×1+[(2×2+0.5)×2+(0.5×2+2)×0.5]/6

12

=4.75m3＞Vo=3.75m3

休止角tanα=tanβ=1.33>tan55o =1.2 符合要求 所以贮料斗的尺寸为：

a×b×h=2000×2000×1000 an×bn×hn=500×500×1000 3.9.4出料层高度

出料层高度h5=5000mm

3.10搅拌楼高度

搅拌楼高度 H? h1? h2? h3? h4 ?h5? 4d （3-10）=4100+3000+3000+4000+5000+4×100 =19000mm =19.5m

式中 H——搅拌楼高度，m； h1——分料层高度，mm； h2——料仓层高度，mm；

h3——称量层高度，mm；

h4——搅拌层高度，mm； h5——出料层高度，mm； d——楼板厚度，mm；

13

4.钢筋加工车间

钢筋加工车间是混凝土制品厂的主要辅助车间之一，承担成型制品所需的全部钢筋加工任务。钢筋车间内钢筋加工是按照一定的工序，采用流水作业法组织生产的，基本工艺流程为：

钢筋仓库 盘条钢筋 高强钢丝 架立圈螺旋筋 电杆主筋 机修车间 预拉机 钢板圈等 电杆骨架 图4.1钢筋加工车间工艺流程

4.1钢筋车间设计要求

（1）钢筋车间的产品，必须满足全厂制品生产的产量、规格、品种、质量的需要和要求。

（2）钢筋车间原则上以室内生产为主。

（3）对于有污染影响的生产工段，应在车间外另行组织生产。 （4）根据钢筋加工量，合理确定各种类型的加工设备及其数量。

（5）车间工艺布置必须保证工艺流程顺畅，满足设备安装、生产操作和中间堆放等对场地面积的要求，合理确定车间的跨度和面积。

（6）钢筋仓库、钢筋车间、成品仓库及成型车间在总平面布置上，应做到合理衔接并符合生产流程要求。

（7）车间内外运输应尽量减少人工搬运，并合理选择起重运输设备。

14

表4.1钢筋车间生产能力

4.2生产能力确定

年产量（根） 40万 单位产品钢筋需要量（公斤） 21.36 注：损耗系数K=1.02

8377 33 16.5 年需要量（吨/年） 日需要量(吨/年)

班需要量(吨/年)

4.3设计定额和系数

4.3.1原材料及成品堆放定额

表4.2钢筋车间堆放定额

项目名称 仓库内存放 车间内存放

堆放定额（吨/米2） 0.8-1.0 0.64-0.8

通道系数 1.5 1.5

4.3.2钢筋及成品堆放时间

表4.3钢筋车间堆放时间

堆放地点 仓库 车间

原材料及成品名称 盘条 盘条 半成品

堆放时间 30（天） 4（小时） 4-6（小时）

4.4钢筋贮存

4.4.1贮存要求

（1）钢筋应贮存在仓库内，要防雨、防潮，避免钢筋生锈。 （2）钢筋应按其种类、钢号和直径，注明规格，分类堆垛。 （3）为了搬运方便，各种规格的钢筋的堆放间隔不小于0.8米。

（4）如用轻便轨道小车运送钢筋，则堆放方向宜与轨道成45度，以免搬运装车时转圈。 4.4.2钢筋仓库

4.4.2.1钢筋仓库的布置形式

设计钢筋仓库与钢筋车间成一列式，示意图如下：

钢筋仓库 4.4.2.2钢筋仓库面积计算

仓库面积按下式计算:

F? 钢筋加工车间

?K(Qtq) （4-1）

=1.5ⅹ33ⅹ10÷1.5

=330m2

式中 F——仓库面积，m2

K——钢筋及盘条的通道系数，1.5

15

Q——钢筋及盘条的日平均需用量，t/d t——钢筋及盘条的存放时间，日 q——钢筋及盘条的堆放定额，t/m

2

钢筋仓库跨度为12m，则长度L=330÷12=27.5m

4.5钢筋加工工艺

4.5.1预应力钢丝的准备

预应力钢丝的准备，包括高强度的钢丝的开盘，放直下料，冷镦锚头，起张等。 （1）钢丝的开盘，放直下料

高强钢丝由于强度高，硬度大，钢厂圈盘时一般圈成直径1.6-1.8米大盘。钢丝开盘后，自动散开弹力很强，影响安全生产，必须在钢丝转盘的转轴上加制动装置，慢慢开盘。

为使钢丝受力均匀，则钢丝长度必须一致，这个预应力电杆质量的关键。 （2）钢丝冷镦锚头

高强钢丝极限强度高、硬度大，给冷镦锚头带来很多困难。宜用液压墩头机进行冷镦。 （3）高强钢丝的超张拉 1）超张拉的目的

①减少钢丝在张拉后，由于钢丝的松弛而造成的应力损失。 ②检验钢丝锚头的可靠性。

③预防钢丝在张拉时被拉断，造成拆模返工和安全事故。 2）超张拉工艺

超张拉工艺是将以墩好锚头的钢丝，按其杆型长度挂在超张台座的挂筋板上，利用120吨油压拉伸机进行超张拉。超张拉程序：0→110%控制荷重（持续两分钟）→0。这样可将松弛损失降低到4%，以减少应力损失。

高强钢丝的超张拉是在专用的超张台座上进行，超张台座可利用废15米杆模改制，在模口方向焊接固定挂筋卡板，固定端的活动挂筋板插入次卡板间，钢丝挂在挂筋板上，超张拉时，靠卡板承受荷重，并设安全防护装置。

4.5.2架立圈与螺旋筋的制作

架立圈和螺旋筋均采用缠丝机缠制。

架立圈缠制后，用切断机切断，再用对焊机焊接成圈，焊制节点时力求重合，架立圈应圆正。椭圆度外径差不得超过1.u5毫米，平度偏差不得大于3毫米。制作完毕的的架立圈按规格堆放，不得混放。

螺旋筋缠制后，应遵照图纸确定螺距长短与纵筋、架立圈一起绑扎成钢筋骨架。钢筋骨架各项尺度公差不得超过下表规定:

表4.4钢筋骨架各项公差尺寸

项目 纵筋间距 架立圈间距 架立圈倾斜偏差 骨架长度 螺筋间距

允许公差 +15毫米 +30毫米 1/40架立圈直径 +10毫米

+15毫米（手工）

16

+10毫米（机制）

骨架应按不同规格分区堆放。骨架堆放高度，杆长为10米，堆放层不超过四层。

4.6钢筋车间工艺布置

原材料由汽车或人工手推车运入车间，用电动单梁起重机进行卸料和堆放。高强钢丝经定长、切断、穿筋、镦头成为电杆主筋。低碳盘条钢筋经制圈、对焊、缠圈成为电杆架立圈和螺旋筋。由机修车间运来的钢板圈、预埋件、锚固圈等半成品，在弧焊区拼装。将主筋、构造筋、钢板圈等在预拉机上进行组装超张拉，经人工绑扎形成锥杆骨架。

另设冷拔机一台，当暂缺高强钢丝时，自行加工冷拔丝代用。 钢筋骨架半成品和钢筋骨架，用胶轮车运往成型车间。

4.7车间起重设备

钢筋加工车间与成型车间共用一台吊车，吊车型号见成型车间起重设备。

17

5.成型车间

5.1成型车间工艺类型

5.1.1工艺方法

预应力混凝土电杆厂成型车间采用机组流水法

机组流水法工艺是制品在一组设备上，顺序的进行生产制品的各道工序；在每个设备上模板所停留的时间，根据工序操作要求而不同；制品在设备之间的运移要依靠起重运输设备进行。 5.1.2工艺流程

钢丝调直切断 混凝土制备 调直切断机 搅拌机

钢丝定长 浇注混凝土 人 工 混凝土喂料机

镦锚头 合模、拧螺栓 镦头机 人工起重运输

预制螺旋筋 钢丝固定钢模上 预应力张拉 绕筋机 人 工 张拉机

离心成型

离心机

图5.1 成型车间工艺流程图

5.1.3工艺工序及参数 5.1.3.1浇筑混凝土

浇筑混凝土常采用螺旋喂料机或振动给料机设备。要求混凝土入模时均匀下料。对锥形杆浇筑混凝土时，应填满小头端，大头端的一米左右的模内可适当减量。钢模合模后，用扳子将螺栓拧紧。 5.1.3.2张拉纵向预应力筋

在浇筑混凝土并合模后，直接采用一次超张拉工艺。张拉程序为：0→105%控制荷重（停三分钟）→0→100%控制荷重。张拉时必须严格控制张拉速度，以免发生危险。

对于已经过张拉的预应力筋，其张拉程序为:0→100%控制荷重→拧好螺母→0→100%控制荷重→调整螺母。

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5.1.3.3离心成型

离心转速与时间

表5.1离心转速与时间

电杆长度（米） 10 分 ） 120-200 2 慢速 转速（转/分） — 1 中速 分） 450-750 10 13 快速 时间（分） 总计（分） 时间（分） 转速（转/时间（分） 转速（转/注：1.单杆机和双杆机的离心制度基本上相同； 2.离心机托轮直径为500-600毫米；

离心机两侧设有安全网，杆模两端在离心成型时设置安全罩。离心成型时甩出的灰浆应妥善处理，使其汇流入集水坑或沉淀池，避免车间污染。

5.2成型车间工艺计算

5.2.1成型设备数量计算

在机组流水法中，以离心成型设备作为工艺计算的主要内容。 5.2.1.1电杆班产量计算

xx市通达预应力混凝土电杆厂的年产电杆数为40万根，年工作日为254天，两班制生产。则电杆的班产量为：

Qj?MTn （5-1）

=400000/（254×2） =787根/班

式中 Qj——电杆计算产量，根/班；

M——年产电杆数，根；

T——年工作日，天； n——每天工作班数。

5.2.1.2离心机台数确定

已知每根电杆的离心周期为T=13分/根，采用双管离心机，同机生产根数C=2根，所以所用离心记得台数为：

N?Qjt8?60K1K2C （5-2）

=787×13/（8×60×0.9×0.85×2） =14台

式中 N——心机台数，台，取整数；

Qj——电杆计算产量，根/班； T——离心成型周期，分/根； K1——时间利用系数，取0.9；C——同机生产根数，根；

K2——设备利用系数，取0.85；

5.3主要工艺设备

5.3.1混凝土喂料机(电杆喂料机的技术性能)

19

xx市通达预应力混凝土电杆厂选用螺旋喂料机将混凝土均匀送入杆模内。喂料机的技

表5.2电杆喂料机的技术性能

术性能见表5.2

项目名称 料斗容积（米） 螺旋给料机 直径（毫米） 转数（转/分） 3 参数 0.5 200 45.5 项目名称 喂料机行走 电动机 型号 功率（千瓦） 转数（转/分） 轨距（毫米） 自重（公斤） 参数 JZDO2-ZZ-4-A301 1.5 1410 1000 710 生产率（米3/分） 0.17 电动机 型号 功率(千瓦) 转数（转/分） 喂料机行走速度（米/分） JO2-22-4T2 1.5 1410 21.5 5.3.2离心机 xx市通达预应力混凝土电杆厂采用单杆离心机，离心机由电动机、皮带机、主动轴、托轮、机座等部分组成。离心机的主要技术性能见表5.3

电杆离心机主要技术性能

表5.3电杆离心机的主要技术性能

项目名称 托轮间距（毫米） 托轮直径（毫米） 杆模与托轮的中心夹角（度） 托轮转数 每次制杆数（根） 参数 2000 500 90±15 67～670 1～2 自重（公斤） 生产厂 电动机 项目名称 型号 功率（千瓦） 单管机 双管机 JZS-82 40/4 6753 8280 北京良乡修造厂 常州市政工程机械厂 参数 5.3.3杆模 xx市通达预应力混凝土电杆厂选用的是钢模，其原因为在蒸汽养护过程中，钢模的使用周转率为1000—1200次，而木模的使用周转率只有10次。钢模的厚度为20mm左右，则其尺寸为190×325×10000

查《混凝土制品工厂工艺设计》P731表12-2-7可知电杆规格为： 梢径×底经×长度=150×283×10000的电杆钢模重量是2150㎏ 5.3.4预应力筋张拉装置与张拉小车

预应力筋张拉装置是杆模上锚固预应力钢丝的配套装置。装置上的套筒的数量是根据预应力钢丝配置数量确定。使用时，由张拉小车上的液压拉伸机顶伸张拉装置的锚固盘，使预应力钢丝张拉，然后将丝杠顶住杆模的端顶板，并拧紧螺母，在伸拉机放松后，有张拉装置锚固预应力钢丝。

5.4起重设备

预应力混凝土电杆重： 0.65t 钢模重： 2.15 t 模型配件重： 0.2t 模型吊架重： 1.8t 共计： 4.8t

考虑吊车能同时吊起2根电杆，最后选定Q=10t的桥式吊车。

20

1.车间生产工艺可按直线流水法或双环路流水法布置。 2.车间的长度、跨度应根据车间的产量来确定。

当采用直线流水法而设有一条生产线时，车间的跨度应取15米为宜；若设两条生产线，

5.5车间工艺布置的原则

车间跨度取18米为宜。

当采用双环路流水法工艺时，车间跨度不应小于18米。

3．车间起重运输机轨顶标高应满足工艺操作、安全生产和设备检修的要求，一般取6米。

4．车间内应留有成品和半成品的中间堆场，存放钢筋骨架、已镦粗的预应力筋、螺旋筋和钢箍筋等，并要有一定的存放量，以保证生产的连续性。

5.6成型车间的尺寸

成型车间的长度：63m 宽度：18m

21

6.养护车间

6.1养护方式

xx市通达混凝土预应力电杆厂电杆养护采用蒸汽坑养，供热方式为制品与蒸汽直接接触，采用蒸汽花管向养护坑供气，其相对湿度在90%以上。

在养护坑中进行养护，比模内养护增加了养护坑设施，优点是漏气现象减少，一定程度上能降低蒸汽耗量，工艺布置比较蒸汽，并便于管理。

6.2养护制度

预应力电杆养护制度见下表

表6.1预应力电杆养护制度

规格 (m) 10 升温 温度（℃） 35—55 时间（h） 1 恒温 温度（℃） 90～95 时间（h） 3.5 降温 温度（℃） 85—45 时间（h） 0.5 （h） 6 xx市通达预应力混凝土电杆厂 总时间 附注 70—85 1 6.3养护的工艺要求 养护坑对产品规格的变化适应性较强，设备较少，基建投资省。但热耗较大，电杆养护坑的一般工艺要求是：

（1）坑的几何尺寸

①养护坑长度为钢模全长加800～1000毫米。

②养护坑宽度为钢模滚圈直径的两倍加400～600毫米。

③养护坑深度为上层钢模滚圈最高点至坑底高度加300毫米（滚圈可直接放置在钢模筒体上）

④养护坑高出地面不宜大于300毫米。 （2）围护结构热工性能

养护坑作为一种间歇式养护设备，其坑壁及顶盖要求吸热少，散热亦少，以尽量减少养护坑运行及间歇时的热功耗。养护坑四壁要求不开裂，不渗水，以保持坑壁良好的热工性能。

（3）密封

坑盖的密封极为重要，它直接关系到蒸汽的耗量。由于密封不严而造成的蒸汽损失往往多大20～50%，甚至更多，常用的密封方式是水封、砂封和橡胶封。

（4）通风装置

坑内宜设通风装置，以便加速制品冷却，排出湿气。

6.4养护坑数量计算

6.4.1电杆日计算产量

已知xx市通达预应力混凝土电杆厂的年产量M=400000（根），年工作日为T=254（天）。所以电杆日计算产量：

Q?MT （6-1）

22

=400000/254 =1575（根/天）

M——年产电杆数，根；

T——年工作日，天；

式中 Q——日计算产量，根/天；

6.4.2每个坑内堆放制品件数

xx市通达预应力混凝土电杆厂每个养护坑内放置四列六层，24个杆模，则每个坑的堆放制品件数q=24（根/个）。 6.4.3养护坑数量计算

成型生产采用两班制，则养护坑数量:

N?Q/(T2T?q?K1)?C （6-2）

1 =1575/(24÷6×24×0.85)+1

=20个

式中 n——养护坑数，个；

Q——日计算产量，根/天；

q——每个坑内堆放制品件数，根/个； T1——养护周期，小时； T2——全天工作时间，小时； K1——时间利用系数，取0.85； C——备用系数，取1~2个；

所以养护坑的数量为20个

6.5养护坑的尺寸

6.5.1已知条件

电杆的规格为：φ150/283×10

电杆的尺寸：a=10000mm d=2r=283mm 根据养护工艺要求：

取长度方向电杆与坑壁间距a1=500mm。

取电杆水平间隙b1=200mm, 宽度方向电杆与坑壁间距b2=300mm。

取坑底垫块高h1=200mm，电杆间竖直间距h2=150mm.，顶部预留间隙h3=300mm。每个养护坑能摆放4根电杆，摆放层数为6层，则n1=4根、n2=6层。 6.5.2计算养护坑几何尺寸

养护坑长度： A?a?2a1 （6-3）

=10000+1000 =11000mm

养护坑宽度： B?n1d?(n1-1) b1 ?2b2 （6-4）

=4×283+3×200+2×300 =2350mm

23

养护坑深度： H?n2d? h1? (n2-1)h2?h3 （6-5）

=6×283+200+5×150+300

=2950mm

式中 A、B、H——养护坑的长度、宽度、深度；mm；

a 、d——电杆的长度、直径；mm； a1——长度方向电杆与坑壁间距，mm； b1——电杆水平间隙，mm；

b2——宽度方向电杆与坑壁间距，mm； h1——坑底垫块高，mm； h2——电杆竖向间隙，mm； h3——顶部预留间隙，mm；

n1——每个养护坑能摆放的电杆数，根； n2——每个养护坑能摆放的电杆层数，层。

所以养护坑的尺寸：长度A=11000mm，宽度B=2350mm，深度H=2950mm。6.6养护车间尺寸

6.6.1养护坑的总面积

S?nAB （6-6）

=20×11×2.35

=517m

2

式中 S——养护坑的总面积， m2；

n——养护坑的数量，个； A——养护坑的长度，m； B——养护坑的宽度，m； 6.6.2养护车间尺寸

养护车间的尺寸为：长L=84m 宽D=30m 养护车间面积：S=LD=84×30=2520m

2

横向有10个养护坑，纵向有2个养护坑

24

7.机修车间

7.1修理工作内容

（1）日常维修：日修理工作中最重要的组成部分，是保证设备正常使用的重要环节。 （2）定期维修：检修设备的状况及时发现和清楚机械的缺陷。

（3）小修：主要是更换及其易磨损的零件和调整部位，防止磨损迅速和可能事故发生，按规定间隔期进行一次重要修理工作。

（4）中修：修理并更换零件，组件和部件，校正并调整设备的所有部件，中修是部分拆卸机器，但较小拆卸工作量要大，拆修工作量和性质视机器的构造而异。

（5）大修：对设备进行全部拆卸，擦洗并装配更换并修理磨损的零件，组件和部位对设备进行修饰和喷漆。

7.2修理范围的确定

（1）机修车间主要负责该厂机械设备的中、小修和模板的修理。

（2）机修车间的规模，机床装备水平和车间组成内容需根据混凝土制品厂的规模，产品品种，生产工艺和当地的协作条件等综合考虑。

（3）所需的铸钢，铸铁件有合金原料，大理锻件，热处理件，缸体及齿轮等加工厂内外协作。

7.3车间组成及工作制度

7.3.1车间组成

（1）基本部分：

机工组、钳工组、锻工组、铆焊组、电工组、热处理组、铸工组、木工组。后面的四个组的设置，需要根据工厂规模及协作条件确定。

（2）辅助部分：

工具间、露天堆场、办公室及生活间。

7.3.2工作制度

全年工作254天，每天两班。

25

8.技术经济

8.1技术经济扩大指标

8.1.1 厂址占地面积与工厂建筑面积

（1）厂区面积

表8.1 预应力电杆厂占地面积及建筑面积扩大指标

指标名称 厂区占地面积 工厂建筑面积 建筑系数 厂区利用系数

单位 平方米 平方米 ％ ％

年产40万根电杆

24948 18324 73.4 98.4

（2）主要原材料耗量

表8.2 预应力电杆原材料消耗扩大指标

材料名称 水泥 砂子 石子 水 外加剂 钢材

单位 吨/千根 吨/千根 吨 /千根 m/千根 kg/千根 吨/千根

3

年消耗量 131.6 131.4 244.0 36.9* 1316.5 21.4

8.2职工定员

8.2.1辅助生产人员

辅助生产人员定员，则指辅助车间（包括机修车间、试验室、变电所、锅炉房、水泵房）的工人人数。辅助生产人员定员见表8.3。

表8.3 辅助生产工人定员

名称 机修车间 试验室 电工班 总人数

定员 10 6 4

28 名称 变电所 锅炉房

定员 2 6

8.2.2生产工人定员

生产工人包括：主要生产工人和辅助生产工人定员。主要生产工人定员，指工厂从原材料堆存起至成品堆放止，直接参与产品制造的工人人数（包括轮休及补勤人员数）。生产工人定员见下页表8.4。

表8.4 生产工人定员

序号 1 2

主要设备及机组名称

推土机 胶带输送机系统

工作内容 设备操纵 设备运行

工种 机工 普工

定员 1 1

共计 2 2

26

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

散装水泥输送系统

搅拌机 料仓给料机 机动翻斗车 搅拌系统 混凝土运输车

对焊机 镦头机 调直切断机

骨架焊接机

张拉机 拔丝机 混凝土浇灌机 电杆离心机 塔式起重机 混凝土离心操作

养护测温 成品运输 起重挂钩 脱模机

设备操纵 设备操纵 设备操纵 设备操纵 计量设备 设备操纵 设备操纵 设备操纵 设备操纵 设备操纵 设备操纵 设备操纵 设备操纵 投料 设备操纵 设备操纵 测温观察 设备操纵 辅助操纵 设备操纵 共计68人

普工 机工 普工 机工 普工 机工 钢筋工 钢筋工 钢筋工 普工 机工 钢筋工 普工 混凝土工 机工 机工 普工 普工 普工 机工

2 1 1 1 1 2 1 1 1 2 2 2 1 2 2 2 1 1 3 2

4 2 2 2 2 4 2 2 2 4 4 4 2 4 4 4 3 3 6 4

8.2.3非生产人员

非生产人员包括管理人员以及服务人员两类，一般占全职工总数的18％，约为19人。 8.2.4全厂总计人数：117人

27

8.3全厂投资分配比例

表8.5全厂投资分配比例（%）

序号 1 2 3 4 5 6 7

建设费用 第一部分费用 主要生产工程 辅助生产工程 动力系统工程 室外给排水工程 运输道路工程 生活福利设施工程

其它工程

比例（％）

91 63 6 7 3 6 3 3

1 2 3 4 5 6

第二部分费用 建设筹备工作费用 建设单位管理费用 生产人员培训费 负荷联合试运转费 生活及办公家具购置费 大型临时工程及设施费

5 3 0.3 0.2 0.2 0.5 0.8

未能预见工程和费用 4

28

参考文献

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参考文献

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