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        回轉型管樁生產線的平面布置方案對比

        2018-09-13 16:29:24

        預應力混凝土管樁由于具有強度高、成本低、生產速度快、施工安全便捷等優點,是目前地基加固應用較廣,且被率先考慮的一種樁型。然而在管樁生產工藝流程方面,還存在諸多問題值得探討。

        車間生產線無論縱、橫向布置,從混凝土攪拌、運輸、入模、鋼筋張拉、離心、蒸養、脫模,直至管樁送入堆場,都需要多臺行車吊運,在空中立體交錯運送,不但速度慢,而且在安全方面的問題尤為嚴重。近年來,部分廠家設計了專用的管樁起吊行車,雖解決了抓吊的快捷、安全問題,但仍未解決各臺行車空中交錯運行對車間內各道工序操作人員的安全問題。解決該問題的關鍵在于模板周轉不再用空中往復吊運,應改由地面運輸,即管樁脫模后,空模板用電動平板臺車送回布料區。這既節約了行車數量,也加快了生產速度,更重要的是提高了生產安全性。

        空模具由地面運送周轉已有先例,然而所采用的不是鏈板,就是車間外大回環。前者造價高、故障率高,經常需要停產檢修;后者在車間外大回環占地面積大,如若在車間內要將十余米長的樁回轉,需占用較大的車間空間。

        為使得該工藝流程布置比較合理,且能最大程度節省占地面積,本文提出了兩個初步設計方案,供大家探討。

        一、方案介紹

        以單個標準生產單元進行研究,若廠區地理環境允許,且生產規模需要擴大,可建設若干個標準生產單元,以此類推。

        每個標準生產單元分左右兩個車間,面積為2×1702m2,前端鋼筋加工車間面積為512m2,中跨輔助車間面積為1332m2,建筑面積為5248m2。

        本文提出的兩個方案工藝流程的區別在于模具周轉運送:第一方案采用圓弧形軌道運送(見圖1);第二方案采用直線形軌道運送(見圖 2)。

        1. 方案一

        1.1 車間布置

        每個車間布置兩條布料線,兩條張拉線,四臺離心機、五個蒸養池,年產量可達約200萬m。兩車間之間的中跨為輔助車間,前端為混凝土運輸通道,后端為模板堆放場地,管樁脫模后直接滾離生產車間,再由門式起重機運至堆碼場。

        1.2 混凝土拌合及運輸

        混凝土拌合樓放置在車間前端外側,根據產量選擇一臺大功率拌合機,供兩個車間共同使用?;炷脸鰝}后進入運輸料斗,由棧橋空中運輸至布料線,卸入布料斗,入模澆注。

        1.3 鋼筋制作車間的布置

        鋼筋加工車間放置在整個車間前端,車間長即三跨車間總寬度。因鋼棒放張、切斷及滾焊需要有足夠的長度,所以將三跨車間并列在一起。鋼筋按定長切斷后,進入左右兩車間鐓頭、滾焊,成型后在各自的車間組裝端頭板、入模及澆注混凝土。該類布置使得各道工序順暢銜接不受干擾。

        第一方案車間平面布置圖

        圖1 第一方案車間平面布置圖

        混凝土運輸要跨越鋼筋加工車間。因此,需用架空棧橋,以便將混凝土卸入布料機內時有足夠的高度,且充分利用鋼筋加工車間的空間。

        1.4 行車的布置

        每個標準生產單元設置6臺行車(不含堆場使用的門式起重機),鋼筋加工車間一臺4T吊行車,模具堆放車間一臺4T吊行車,兩個生產車間各兩臺8T吊行車。

        生產車間行車(車間前端的行車以下簡稱為A吊,后端的簡稱B吊)A吊的工作任務:鋼模入軌(澆注混凝土放置鋼模的軌道),將澆注好混凝土的初品樁吊至張拉軌道上,張拉完畢后吊至離心機旁靜停,然后吊至離心機上;B吊的工作任務:從離心機上將樁吊入蒸養池,蒸養完畢后吊出脫模、清整模具,將空模具吊上平板車。

        1.5 模具周轉

        利用電動平板臺車由地面將模具運送到混凝土澆注場地,不需用行車進行空中運送,避免了以下兩個弊端的產生:①當空模從脫模區吊運至布料區時需將一臺行車停在車間端頭,讓另一臺行車通過,暫停的行車停止工作,嚴重影響產量;②行車通過整個車間時,全體員工都得讓至安全區域,既不安全,又增加了時間成本。

        第二方案車間平面布置圖

        圖2 第二方案車間平面布置圖

        1.6 電動平板臺車

        左右兩車間各設置一輛臺車。臺車長為10m、寬為1.6m、軌距為1.0m、軌道中心圓弧半徑為19.5m、輪距為1.0m、軸距為6.0m。臺車一端為固定軸,一端為可沿軸中點左右擺動15°角的活動軸。如此設計臺車使其既能在半徑為19.5m的圓弧軌道上行走,又能在直線軌道上行走。

        1.7 管樁脫模后堆放

        廠房為鋼結構,在車間后端,即A軸至A-1軸為露天跨,此跨在A軸外10m范圍內為5%的向外斜坡。管樁脫模后,自行滾至臨時堆場,由成品樁堆放區的門式起重機將其吊至成品樁堆放區。

        成品樁堆放區的門式起重機軌道伸入A軸至A-1軸露天跨內,堆碼場門式起重機軌道頂標高-0.5m,這樣設計便于車間內的行吊與車間外的門式起重機相互交接吊運。

        2. 方案二

        第二方案與第一方案相比較,不同點在于模具周轉采用直線軌道的平板臺車,經中跨車間運送。

        2.1 行車的布置

        左右兩個生產車間仍然各設兩臺8t行車,中跨輔助車間將第一方案中的4t行車改為8t行車,目的不只是吊運模具,亦可將脫模后的成品樁與車間外的龍門吊接力吊至輔助車間外的堆碼場。

        2.2 平板臺車的設置

        在布料區及脫模區各設一條貫穿三個車間的直線軌道,各設一臺平板臺車。前端(布料區)平板臺車將空模具分運至左右兩生產車間,后端(脫模區)平板臺車將左右兩生產車間的空模具運送至中跨輔助車間,經行車吊運至前端平板臺車上,再分送至左右兩車間布料軌道上。

        2.3 平板臺車運行

        平板臺車采用電動機作為動力,既節約成本、故障率低,又安全可靠。沿軌道線架設可移動電纜,每臺平板臺車一人操作即可。

        二、兩個方案的比較分析

        管樁模具的周轉運送是各廠家多年來考慮最多、最棘手的問題。本文介紹的兩個方案各有所長。

        當車間建筑面積受限,需將中跨(輔助車間)去除或縮小時,選用第一方案圓弧形軌道運輸較好,此時左右兩車間外側應有4?6m空地,滿足圓弧形軌道半徑的需要。缺點是平板臺車只能用電瓶或柴油動力,若用交流電需電纜隨臺車移動,但電纜在圓弧形上隨車移動架設技術比較困難,生產成本高,故障率高。

        第一方案,脫模后的空模具用行車吊上平板臺車,運至布料區,行車吊下空模具放至布料軌道,有兩次吊卸動作;第二方案,直線軌道運輸空模吊上后端平板臺車,運至中跨(輔助車間)后,由車間行車吊至布料區軌道,有四次吊卸動作。

        第二方案從吊卸動作來看,似乎時間成本上會有增加,但它是直線軌道運輸,在軌道兩端可植樁用以固定鋼絲繩,電纜在鋼絲繩上移動,用交流電即可行,生產成本低,不足之處是車間建筑面積較大。

        筆者認為,在地理環境條件允許下,選擇本文第二方案較好,雖然多兩個吊卸動作,但生產成本低,且不占用其它工序時間。