混凝土攪拌樓強制式改自落式技術(shù)實現(xiàn)

曹玉芬，馮新紅許 杰

（1. 杭州江河機電裝備工程有限公司，浙江 杭州 310012；2. 浙江省水利水電裝備表面工程技術(shù)研究重點實驗室，浙江 杭州 310012）

從20世紀50年代開始，我國開始研制生產(chǎn)混凝土攪拌樓。隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，為了適應(yīng)和滿足大規(guī)模經(jīng)濟的迅速發(fā)展，混凝土攪拌樓得到快速的發(fā)展。目前我國的混凝土攪拌樓各方面性能均能達到世界先進水平，不僅滿足國內(nèi)工程建設(shè)需求，而且還出口海外。經(jīng)過多年快速的發(fā)展，也帶來了另一個問題，目前混凝土攪拌樓的保有量較高，混凝土攪拌樓的設(shè)計使用年限較長，而在單個工程的使用工期較短，如何更好的提高舊設(shè)備的利用率，是目前需要考慮的問題。

1 強制式和自落式樓型比較

在水利水電工程中，由于混凝土配比、施工工藝的不同，選用的混凝土攪拌樓也有所不同。根據(jù)攪拌主機的不同，可分為強制式混凝土攪拌樓和自落式混凝土攪拌樓。如云南黃登水電站采用碾壓混凝土重力壩，主要使用三級配碾壓混凝土，對攪拌機的攪拌能力、攪拌合易性、生產(chǎn)率有較高的要求，因此選用了HL320-2S4500L強制式混凝土攪拌樓；而新疆JH水電站二級樞紐拱壩使用四級配混凝土，需要攪拌機能適應(yīng)150mm的大骨料粒徑，因此需要采用HL400-4F5000L自落式混凝土攪拌樓。HL320-2S4500L攪拌樓和改造后的HL400-4F5000L攪拌樓主要區(qū)別見表1和圖1-2。

表1 兩種攪拌樓參數(shù)比較表

圖1 HL320－2S4500L型強制式攪拌樓

圖2 HL400－4F5000L型自落式攪拌樓

2 改造內(nèi)容

根據(jù)分析，HL320-2S4500L攪拌樓和HL400-4F5000L攪拌樓最主要的區(qū)別是選用的攪拌主機不同以及由此帶來的進料等問題，所以在把強制式混凝土攪拌樓改造成自落式混凝土攪拌樓過程中，需要在原有主結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上，對攪拌機支持結(jié)構(gòu)、攪拌機進料機構(gòu)和配料系統(tǒng)進行改造。

2.1 攪拌機支架修改

HL320-2S4500L攪拌樓攪拌機支架跨距為9.5m×6m，攪拌層布置如圖3所示；在原平臺要放置4臺JF5000型自落式攪拌機，并且要保證多個攪拌機進料和出料不能相互影響，在原來平臺上沒法實現(xiàn)?？紤]增加2組桁架柱，將截面增加到9.5m×8m，這樣在最大限度保留原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，解決了4臺自落式攪拌機的布置問題；同時，2組桁架柱的設(shè)置加強了支撐強度，且增加了平面內(nèi)剛度。通過受力分析，增加后的結(jié)構(gòu)滿足4臺自落式攪拌機運行狀況下強度、剛度的要求。增加桁架柱后攪拌層布置如圖4所示。

圖3 HL320-2S4500攪拌層布置圖

圖4 HL400-4F5000L攪拌層布置圖

2.2 攪拌機進料裝置改造

HL320-2S4500L攪拌樓配置2臺攪拌機，稱量完成的骨料通過翻板門進入選定的攪拌機，稱量完成的粉料通過正反輸送螺旋機選擇進料攪拌機，翻板門和正反輸送螺旋機的局限性都是只能用于2臺攪拌機的進料控制，因此需要對攪拌機的進料裝置進行改造。設(shè)計采用回轉(zhuǎn)給料器給4臺攪拌機供料，稱量完成的骨料和粉料在集中料斗匯總后，通過回轉(zhuǎn)給料的溜管進入對應(yīng)的攪拌機。翻板門進料裝置和回轉(zhuǎn)給料器比較如圖5所示。

圖5 翻板門進料裝置及回轉(zhuǎn)給料器進料對比圖

雖然回轉(zhuǎn)給料器的高度和設(shè)備大小要大于原來的進料設(shè)備，由于翻板門卸料進入2臺攪拌機時，溜管需要一定的斜度，這給回轉(zhuǎn)給料器的設(shè)置提供了空間，使得回轉(zhuǎn)給料器安裝得以實現(xiàn)。集中料斗也因回轉(zhuǎn)給料器的圓形接口，由原來的長方棱椎體改變成圓錐體，實現(xiàn)了接口的對接。

2.3 粉料配料系統(tǒng)改造

進料裝置發(fā)生了變化，由獨立采用正反螺旋機給攪拌機供料，改為進入合料斗后統(tǒng)一進料。這需要粉料配料裝置高于集中料斗，因而把粉料配料系統(tǒng)放置在配料檢修層，從而實現(xiàn)粉料稱量完成后落入集中料斗。由于粉料配料高度的變化，粉料螺旋機的角度過大，在不改變副樓主體結(jié)構(gòu)的前提下，需要改變粉料配料螺旋機的角度進行調(diào)整，通過拉開主副樓之間間距來滿足螺旋機輸送量所需的角度。根據(jù)放樣計算，螺旋機的輸送角度由原來的14.7°（最大角度）變?yōu)?8.5°（最大角度），改變后的最大角度滿足螺旋機輸送量要求。改造前后粉料配料系統(tǒng)對比如圖6所示。如果由于配料系統(tǒng)的提高，無法通過螺旋機角度的調(diào)整實現(xiàn)配料，可以通過加高副樓基礎(chǔ)，整體抬高粉料倉的高度，減低螺旋機提升高度，減小角度。

圖6 改造前后粉料配料系統(tǒng)對比

2.4 其他設(shè)備改造

攪拌機數(shù)量和形式的變化需要對水秤斗進行改造，增加卸水口和卸水管路。因自落式攪拌機的出料采用氣動傾翻，每臺攪拌機的傾翻出料由2臺QGD-CA-400B-1000-B1型號的氣缸驅(qū)動，單臺攪拌機卸料時耗氣量約為0.25m3，因此對4臺攪拌機的傾翻復(fù)位動作設(shè)置對應(yīng)的1m3儲氣罐來滿足耗氣量的需求，并對相應(yīng)的管路進行調(diào)整。由于攪拌機的變化，還需要對驅(qū)動控制和出料控制進行修改。強制式4.5m3攪拌機的單電機功率為110kW，必須采用“星三角”等減壓啟動的方式；而傾翻自落式4.5m3攪拌機的單電機功率只有30kW，可以采用直接啟動的方式。采用自落式攪拌機雖然在驅(qū)動電路上變的更簡單，但是增加了較多的控制信號，如回轉(zhuǎn)斗旋轉(zhuǎn)到位、上仰到位、復(fù)位緩沖、傾翻到底等，增加了控制邏輯和互鎖。圖7為改造后攪拌機傾翻出料控制圖。

圖7 自落式攪拌機出料控制

3 工程應(yīng)用

新疆JH二級樞紐壩址位于精河縣境內(nèi)，是本工程水量調(diào)節(jié)水庫，兼有發(fā)電功能。樞紐由混凝土拱壩（含泄洪表孔、放水底孔）、水墊塘及二道壩、發(fā)電引水系統(tǒng)和電站、生態(tài)放水洞、過魚建筑物等組成。混凝土拱壩最大壩高167.5m，建筑物級別為1級，電站進水口、發(fā)電引水洞、壩后水墊塘及二道壩、生態(tài)放水洞為2級建筑物，電站、過魚建筑物為3級建筑物。壩肩邊坡為1級，拱肩槽邊坡、水墊塘邊坡、發(fā)電引水洞進口邊坡為2級，廠房后邊坡為3級。在工程建設(shè)中，需要使用四級配混凝土，同時根據(jù)施工進度及生產(chǎn)率的要求，混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)采用HL400－4F5000L型自落式攪拌樓。而施工單位目前沒有可調(diào)配使用的自落式攪拌樓，庫中有多臺類似樓型的強制式攪拌樓。為了節(jié)約成本，減少讓費，提高舊設(shè)備的利用率，我公司對HL320－2S4500L型強制式攪拌樓進行了技術(shù)改造。項目從2018年1月開始實施，4月份完成設(shè)備制造，目前已完成安裝調(diào)試，實現(xiàn)了在原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上安裝自落式攪拌機的設(shè)想，達到預(yù)期效果。

4 結(jié)束語

在保持原有主結(jié)構(gòu)不動的基礎(chǔ)上，通過對HL320－2S4500L型強制式攪拌樓的攪拌機支撐結(jié)構(gòu)、攪拌層平臺、攪拌機進料裝置、粉料配料系統(tǒng)、空氣管路系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)的改造，以及攪拌主機的更換，實現(xiàn)了強制式攪拌樓到自落式攪拌樓的改造，為舊混凝土攪拌樓的改造升級提供了一條新的思路，節(jié)約了資源，提高了舊設(shè)備的利用率。