关于商品混凝土搅拌站设计探析

摘要：商品混凝土搅拌站的基础及地下结构的构件设计时应充分考虑其特殊的结构体型在地震，风载，动力荷载，行车荷载，地面堆载等诸多因素的影响下的弯矩及配筋放大，设计中不应忽略其中任何一项。混凝土搅拌站的基础及地下结构设计方案和控制系统的安全性设计具体设计时可根据以上介绍的一些设计原则，结合实际的地域情况，加强与甲方和设备设计方的沟通，量体裁衣，使得搅拌站的基础设计更加的安全经济。

关键词：商品混凝土；搅拌站；设计

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一、进料仓的地下结构的设计

进料仓的地下结构有基础和地下室砼侧壁两部分。由于进料基本无地面上部荷载，且其内部重量不超过其所替换的土体重量，考虑地基补偿效应其底部片筏地板的面积等于其建筑面积即可，无需计算。且因基底净反力较小，可按其板跨的长度选择板厚。进料仓的难点及重点在于地下室砼侧壁的设计与计算。

（1）地下室砼侧壁的计算模型：当地下连续墙（地下室砼侧壁）顶有梁板连接（或有刚度足够大的压梁）时，可将地下连续墙按上端铰接下端固定的１ｍ宽的单向板进行设计，但墙顶若无梁板连接时则只能按悬挑板进行设计。由于按悬挑板设计将非常不经济，故在和设备设计方配合时应尽量建议设备设计方在不影响斜坡传送带传送的前提下，尽量使得两侧地下侧墙之间有梁板连接或压梁为宜。

（2）地下连续墙的荷载计算：荷载的计算和选择应考虑诸多因素包括：基础以上各土层的重度与内摩擦角，地下水位标高（地下水以下土层应取浮重度，且应考虑水侧压力），地面堆载的等效均布荷载，大型运砂车轮压荷载等。以上因素造成的地下连续墙侧壁压力均应考虑。计算土层侧压力的公式较为复杂，因根据各土层的物理、力学指标具体情况具体分析后确定。

（3）在以上荷载的综合作用下，可采用理正结构软件进行地下连续墙的截面及配筋计算。在配筋时应注意，在配筋总面积满足的条件下，应尽量配小直径间距密的钢筋。还需重点注意的一点是：片筏地板底面支座与连续墙下端外侧配筋应同取片筏地板底面支座负弯矩与连续墙下端弯矩中较大值进行配筋。

（4）斜坡传送带每条设两排支柱，支柱间距在１～２ｍ之间，单根支柱竖向荷载约为５０ｋＮ，该工程浅基持力层为粉质粘土承载力特征值为１５ｋＰａ，考虑传送时的动力系数１．１。由于竖向荷载较小可采用双柱联合基础。双柱联合基础的设计由于支柱荷载相等可不考虑重心的调整，但应注意双柱之间地

基梁的配筋计算，应与条基的计算相同。

二、混凝土搅拌站的基础及地下结构设计方案

（1）选址尽可能选在交通便利，环境不受影响的区域，且应避开地震断裂带以及山地边坡不利地形；

（2）根据实际的土层分布及是否存在软弱下卧层的情况确定基础形式及基础的埋置深度；

（3）应考虑设备及上部机构在地震作用下的柱底轴力的放大（上部竖向荷载及设备满料时的柱脚内力已由设备设计方提供，但未考虑其风荷载及地震作用）和地面堆载及大型运砂车对地下侧壁的影响；

（4）在开挖基坑时应根据具体土质情况考虑是否需要进行边坡支护；

（5）在保证结构安全的前提下，适当改变原地下结构的结构布置方案，达到经济性方面的要求。

三、控制系统的安全性设计

（1）设备安全的保护。现实生产中经常会遇到搅拌机电机烧坏的故障。实际上，如果控制系统的安全设计合理，完全可以避免这种故障的发生。在搅拌机控制上，宜采用过流保护、过载保护和过热保护装置。其中过流过载保护国内同行都在使用，但是过热保护使用很少，但实际效果很明显。往往电机一过载，电流马上上升，保护开关在短时间内就会切断电源;如果负载是慢慢增加，过流过载保护就很难反应了，往往就会发生烧电机的情况。另外，电动机里热敏保护的使用也能在电机温度过热时及时切断电源进行保护。

（2）提升斗控制的安全性设计。使用提升斗的搅拌站，因其占地面积小，安装灵活，移动方便，很受用户欢迎。但是这种形式搅拌站的提升斗的安全性就要加以重视。我们常看到提升斗前的栅门安全开关被拆除或破坏的现象，这是很不安全的。设计时应考虑把到底限位和绳松开关结合在一起使用，安全保护就更可靠了。

（3）控制系统整体设计上的安全性设计。在使用中，操作人员在现场需要接触到的电器全部使用24V，如操作面板上的按钮、指示灯、现场的电磁阀、限位和安全开关等。而交流的220V宜通过380:220的隔离变压器获得，主要用于交流接触器的控制，这样的22OV电压与直接取相线和零线的22OV电压相比，一是安全可靠，二是在总线路发生故障时，220V控制电压变化不致于太大，不

会由于线路三相不平衡造成控制电压波动较大，损坏控制元件。PLC输入点和PLC的输出点全部经过中间继电器隔离，如果现场执行元件发生故障，不会损坏主控设备。

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四、混凝土搅拌站质量管理

（1）努力降低混凝土生产成本。为了确保经济效益，必须要学会对混凝土生产进行成本控制，确保质量的同时，依靠科学管理来降低成本。主要措施有：在保证混凝土强度和活性的前提下，降低水泥的用量；根据不同季节使用多种外加剂，如夏天用缓凝型减水剂，春秋掺标准型减水剂，冬天掺含有防冻成分的减水剂；另外，利用高效减水剂来减少混凝土的水用量，在水胶比一定的情况下，随着水用量的减少，胶凝材料用量也会随之降低，进而降低混凝土的成本。

（2）完善管理制度，推行信息化管理。计算机技术是进行科学管理的重要工具，在搅拌站内要完善管理，必须依靠网络技术，实现信息化管理。商品混凝土搅拌站的内部管理, 如生产管理、设备管理、磅房原材料管理、标准配比库管理、成本核算管理等以及各工序间产生的大量信息数据, 需要由计算机进行准确、快速地处理和管理。通过实施计算机管理信息系统, 达到与混凝土搅拌站计算机控制系统、磅房地中衡系统、试验室原材料及混凝土产品试验检测系统无缝集成, 从原材料试验、生产任务单下发、配合比通知单上传搅拌楼控制室、混凝土产品质量控制、统计报表编制、查询等一系列数据处理业务的自动化、智能化完成，这样就能够得到提高管理效率，既节省人力，又快速准确。

五、结束语

搅拌站的设计直接关系到混凝土的生产和企业在市场上的生存能力，所以管理者要做到自己业务熟练，然后在技术、经营、生产上做到规范操作，科学掌控，既要管理好生产，降低成本，提高效益，同时又要依靠信息技术加强混凝土搅拌站的质量管理。对混凝土搅拌站系统设计要求做到精益求精，才能成为技术、经营、生产等方面的复合型管理人才。只有做到事前、事中、事后控制，才能在激烈的竞争市场立于不败之地。

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作者简介：徐长明（1984.10—）男助理工程师中国水利水电第十六工程局有限公司第二分局福州350019