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烘干搅拌输送新闻动态
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大倾角波纹挡边带式输送机的设计与应用
发布时间：2013-10-12 09:36 来源：未知
目前，国内外碾压混凝土大坝工程施工碾压混凝土运输入仓一般选用自卸汽车、普通带式输送机、塔带机、负压溜槽（管）、专用垂直溜管、混凝土布料机，必要时也采用大型门式起重机（以下简称门机）、塔式起重机（以下简称塔机）或缆索起重机（以下简称缆机）等设备，通常多种设备综合使用。选用何种设备，不仅要考虑地理环境与施工条件，同时要考虑设备投资与运行成本。
乌江沙沱水电站为碾压混凝土大坝，坝高101 m（坝顶高程▽371. 00），装机容量l120 MW。设计采取1期纵向围堰左岸明渠导流，2期11号、12号坝段坝内l号、2号导流底孔导流，预留13号坝段（先期浇筑到▽297高程）过流。因此，9号—l2号坝段（坝长141 m）在施工期间浇筑到▽312高程后将形成1个孤岛，▽312一▽337高程的碾压混凝土入仓选用何种设备成了一个亟待解决的问题。
该电站大坝C3-2标（9号．16号坝段）投资少、单价低，选用投资巨大的大型门机、塔机或塔（顶）带机或缆机等设备将造成项目巨大亏损。其受施工地理环境的制约，坝后不具备安装大型起重设备的条件，即使采取措施后能安装也无取料点，仅能在10号坝段坝前▽306高程15 m×30 m的范围内安装大型门机或塔机1台，但受汛期洪水水位影响，需在汛期拆除，难以保证碾压混凝土入仓强度要求。履带（或轮胎）式混凝土布料机满足不了覆盖范围要求与浇筑高程要求。因此，选用带式输送机输送9号～12号坝段▽312（部分▽318.5）高程以上的碾压混凝土成了最佳选择。为能将碾压混凝土输送到坝内浇筑，经现场勘测，若安装普通带式输送机，只能从8号坝段坝前▽325高程开始架设，输送机总长近200 m（非直线），输送机桁架支撑立柱高度大多在30 m以上，总投资近400万元。
经考察研究，沙沱电站大坝9号。l2号坝段▽312一▽337高程的碾压混凝土输送设备选用大倾角波纹挡边带式输送机，并对设备部分结构装置进行重新设计，解决设备在输送碾压混凝土过程中影响碾压混凝土质量的问题。因国内外尚无大倾角波纹挡边带式输送机输送碾压混凝土的先例，设备的选用作为一个推广应用科研试验项目实施，以期在其他类似建设工地施工加以推广。经测算，选用大倾角波纹挡边带式输送机较普通带式输送机节约30%以上的投资。
1、大倾角波纹挡边带式输送机的特点
近年来，为减少土地占用、降低工程投资和营运成本，实现节能降耗的目的，大倾角波纹挡边带式输送机因其独特的结构与显著的特点，正逐步得到推广应用。该机适宜运送各种干散料，但水分超过10%时，输送的物料便会粘附在横隔板或挡边上造成卸料不干净且不易清除。碾压混凝土属于干贫性混凝土，但混凝土中的水、水泥、掺合料、外加剂与骨料拌合后有一定的粘附性，因此需设计安装1套可靠的拍打装置，以减少基带、横隔板与挡边对水泥砂浆与细骨料的粘附，减少骨料分离，确保在运输过程中碾压混凝土的质量不受影响。
相对于普通带式输送机，大倾角波纹挡边带式输送机适宜大倾角输送物料，较常规带式输送机大大缩短输送线路长度，减少土地占用；提升高度高，最高可达200 m；输送范围宽，物料粒径最大可达400 mm；输送量大，可达2 500m3／h；能耗低，结构简单、维护方便，同常规带式输送机相比，单位重量物料的输送能耗降低30qo左右；与普通带式输送机、斗式提升机、刮板输送机比较，其综合技术性能优越，比斗式提升机的可靠性高，维修费用低，使用寿命与常规带式输送机基本相当；运行环境条件及所输送的物料种类与常规带式输送机基本相同；胶带强度高，使用寿命长。
2、设备布置与总体结构
根据施工条件与地理环境，设备的机尾布置在10号坝段（右）坝前纵向围堰连接段（坝纵0- 028. 428．坝横0+370. 709），尾滚筒中心线位于▽307, 30高程位置；机头布置在l1号坝段坝体内（坝纵0 +009. 000，坝横0+381. 500），机头驱动滚筒中心线位于V 341. 716高程位置；设备纵向轴线与坝轴线约成680角。设备桁架结构与机头平台采用钢结构立柱架空，机头、机尾设置水平段，机尾水平段采用液压弧门料斗给料，机头卸料口设置带液压弧门的集料斗与专用垂直溜管。大倾角波纹挡边带式输送机总体结构设计与布置如图1所示。
3、设计计算及设备配置选型
利用关键点简化计算方法，抓住设计过程中影响整机运行可靠性的关键因素，忽略次要因素进行设计计算（计算过程略）。
根据计算，设备选用单滚筒单电机驱动，采用Y280S -4电动机+YOXⅡ450液力偶合器+YWZ 5 - 315/50型液压推杆制动器+DCY355 -50三级圆锥圆柱硬齿面减速器（带逆止器）+ZL10型弹性柱销齿式联轴器。设备安装调试后投入使用运行，性能非常稳定可靠。
为避免骨料分离，在机尾给料点与机头卸料口设置液压弧门集料斗；机头集料斗卸料高度比较高时，设置可拆卸式专用垂直溜管（3 m/节）。
4、设备输送碾压混凝土的试验
4.1碾压混凝土质量控制要求
碾压混凝土质量检测与控制的重点是拌合楼出机口的混凝土的质量状况及运输到仓号后未凝固的新拌混凝土的质量状况。根据国内工程施工经验与《水工碾压混凝土施工规范》( DUT5112-2000)的要求，拌合物现场vc值为5—15 B比较合适，考虑到运输过程与气温条件下的vc值变化，机口vc值应根据施工现场的气候条件变化动态选用和控制（可在5—l2 s范围内）；现场vc值允许偏差Ss；实际施工时，由于各种因素都会影响到现场的vc值，因此在满足现场正常碾压的条件下，机口vc值可低于Ss；掺引气剂的碾压混凝土含气量的允许偏差为1%；输送过程不得引起配比改变与影响设计强度。
4.2设备输送碾压混凝土的质量检测结果
大倾角波纹挡边带式输送机安装后投入输送碾压混凝土试验，设备的输送能力完全满足设计要求。经对输送至仓号的碾压混凝土现场取样检测分析（含成型标准试件），vc值的波动在允许偏差5s范围内（实验室提供数据），掺引气剂的碾压混凝土含气量的变化也在允许偏差1%以内，但两者的检测数据存在一定的差异。运行试验输送的碾压混凝土设计强度等级为C9015W6F50，后期对试验时出机口及人仓后取样的标准试件进行检测对比，其28天平均抗压强度有所降低，前者R28为20.8 MPa，后者R28为18.7 MPa。
4.3设备输送碾压混凝土影响质量的原因
碾压混凝土属于干贫性（超十硬性）混凝土，但混凝土配比中的水泥、粉煤灰、磷矿粉、外加剂、引气剂等胶凝材料与骨料掺水拌合后有一定的粘附性，按一般输送干散料的大倾角波纹挡边带式输送机设计设置的从动式拍打装置（依靠输送带拖动使其转动的拍打装置），对有一定粘附性的碾压混凝土中的水泥砂浆、细骨料等的拍打效果很不理想，回程输送带将带回少量碾压混凝土中的水泥砂浆、细骨料，造成vc值、含气量与配比的变化，导致标准试件平均抗压强度降低。
经分析研究，为尽量减轻大倾角波纹挡边带式输送机在输送过程中对碾压混凝土的质量造成的影响，必须严格控制回程输送带带回的水泥砂浆、细骨料等的损失，为此需在卸料口集料斗上部回程水平输送带的上方设置1套可靠有效的强制式拍打装置，将回程输送带粘附带回的少量水泥砂浆、细骨料拍落在卸料口集料斗或导料槽中。
5、强制式拍打装置的设置与应用
考虑设备现有的结构，通过测量、分析，设计安装了如图2所示的电机驱动的强制式拍打装置，拍打频率为5.8 Hz，输送带振幅20 mm。强制式拍打装置安装后进行输送试验运行，回程输送带粘附带回的水泥砂浆、细骨料减少90%以上，效果十分理想。经对输送至仓号的碾压混凝土现场取样检测分析（含成型标准试件），vc值、含气量的变化极��；运行试验输送的碾压混凝土的设计强度等级为C9015 W6F50．后期对试验时出机口取样的标准试件与输送入仓后取样的标准试件进行检测对比，其28天平均抗压强度基本一致，前者R28为20.9MPa．后者R28为20.7 MPa。
强制式拍打装置安装后，该设备又进行了常态混凝土输送试验，根据试验室取样检测分析，混凝土质量稳定可靠。试验说明，在拍打装置设计合理的情况下，大倾角波纹挡边带式输送机输送常态混凝土也是可行的。
6、结论
沙沱水电站大坝碾压混凝土输送选用自行设计改进的大倾角波纹挡边带式输送机，并根据试验使用情况对设备常规拍打装置做了替换设计，设计安装专用强制式拍打装置后，设备用于输送碾压混凝土，运行稳定可靠，使用情况理想，输送过程对碾压混凝土的质量基本上没有影响，该改进设备也适用于常规混凝土的输送。该设备的设计与试验研究可为其他类似建设工地选用设备提供设计与计算参考。大倾角波纹挡边带式输送机输送碾压混凝土的应用，将在水电开发建设中产生巨大的经济效益，值得推广。
