水稳碎石拌和站场地建设专项方案.doc

吉林至荒岗（吉黑界）公路建设项目

水稳拌合站建设方案

施工单位：吉林省广信公路建设有限公司
驻地监理单位：吉林省康桥交通建设监理有限公司
总监理单位：山东省交通工程监理征询公司
编制时间：二○一六年十月十八日
吉荒公路03标水稳拌合站建设方案
一、工程概况
吉林至荒岗（吉黑界）公路建设项目第三合同段路线起讫桩号K29+200～K44+160，路线全长15.515公里。路面构造为18cm水泥稳定碎石+36cm水泥稳定碎石+18cm沥青层；水泥稳定碎石底基层355559m2，水泥稳定碎石基层346725 m2，沥青稳定碎石33m2，改性沥青混凝土33m2，改性沥青混合料356907m2。
二、拌和站、预制场组织管理机构
拌和站、预制场由项目经理部直管，详细组织机构见下图：
项目经理

材料部
拌合站站长
实验室主任

机械拌合组
运

输

组

三、场站建设
1、场站地理位置
拌和站位于五桦公路K33公里处左侧，该处地势较为平缓，可由五桦公路直接进入至拌和站场区，交通便利。占地面积约57亩。
2、场站建设工期安排
水泥稳定碎石场地平整 10.20-10.31
水泥稳定碎石场地硬化：11.1-11.5
水泥稳定碎石拌合站安装、调试11.10-11.20
2、场站面积及功能区划分（详见拌和站总体布置图）
场站总面积57021m2，分为生活区、拌合伙业区、碎石堆放区、综合实实验室，共4个功能区。其中生活区面积1000m2，碎石堆放区30000m2，水泥稳定碎石拌合伙业区（15m×40 m）600m2，实验室300 m2。
3、场站场地建设
拌和站依照实际地形状况集中布置，采用封闭式管理。拌和站周边用砖砌围墙封闭，整个场地所有进行硬化解决。
（1）依照征地面积及详细位置，作出施工范畴石灰边线，然后进行清表，并整平场地，对需要换填地方进行局部解决。依照合同文献规定及场地实际状况，我部决定采用在清表20cm后进行50cm山皮石解决。水泥稳定碎石拌和站场地进行C30混凝土20cm硬化解决；普通行车道进行C30混凝土20cm硬化解决；其她部位所有采用C15混凝土15cm硬化解决。
（2）场地硬化按照四周低、中心高原则进行，面层排水坡度0.3%，场地四周设立排水沟，保证雨天场地不积水、不泥泞，晴天不扬尘。
（3）碎石料堆放区
1）堆放区共分4个区，不得混堆或交叉堆放，并设立明显标志，分料仓采用砖砌，墙厚37cm，墙高2m，料堆地坪采用C15混凝土，分料仓下部预留孔洞，防止积水。
2）严格按照规定对现场材料进行标记，标记内容涉及材料名称、产地、规格型号、进场日期、检查状态、进场数量等，依照不同检查状态和成果采用统一材料标记牌进行标记。
3）所有集料分批验收，验收合格材料方准进场。
4）在拌和站内修建一间厕所，保证场内清洁卫生。
4、材料库房
（1）修建1处仓库，库房面积按照1.5t/m2原则建设。
（2）水泥采用散装料，配合PLC控制柜自动输出。本拌和站共设立2套独立水泥稳定碎石拌合设备，8个容量为100T水泥罐储存，每一种水泥罐基本进行整体浇注C25混凝土，并埋设有关预埋件。
5、供水：我项目部将在场地打机井一口，设立蓄水池两个，并设有各种取水处。
四、场站标记标牌
1、场站大门处设立两个门墩，站内设立明显标示牌。
（1）场站内醒目位置设立区域告示牌、安全生产牌、消防保卫牌、文明施工牌等标志。
（2）拌和站出入口、拌合楼控制室设立禁止、警告、指令标志。
2、拌和站配合比标记牌
水泥稳定碎石拌和机操作房前醒目位置悬挂混凝土配合比标记牌，采用电子屏显示，显示屏尺寸180cm×250cm。标记牌内涉及如下内容：水泥稳定碎石施工配合比，粗细集料实测含水率及各种材料每盘使用量等。
3、场站管理人员和作业人员统一挂牌执证上岗。
五、场站重要机械设备配备
场站设备配备表
序号
设备名称
规格型号
数量
备 注
1
水泥稳定碎石拌合站
600型
2套

2
沥青拌合站
4000型
1套

3
变压器
630KW
2台

4
装载机
徐工ZL40
8台

5
翻斗运送车
12T
35台

6
发电机
60KW
1台

7
地磅
120T（3.4m×24m）
1台

8
灭火器材
10L
8套

六、场站排水设立
场站西侧运用五华公路原排水沟，东侧原有一条河沟，横向设立一道浆砌排水沟，可以满足场地排水规定。

拌和站料仓雨棚受力验算书
1.拌和站料仓雨棚设计：
雨棚采用轻钢屋面构造，共设4跨，跨度25m，进深15m。立柱间距6.5m。立柱采用厚度钢管。纵梁采用22号工字钢。屋面拱架采用钢管桁架，屋面板采用蓝色钢板。立柱基本运用混凝土料仓隔墙,立柱与基本连接采用地脚螺栓连接．立柱顶部与纵梁采用焊接连接．详细布置形式见附图．
2.雨棚检算：
　　重要验算雨棚抗风性能即立柱抗拔能力，与否能满足规定。选用雨棚侧面一种立柱间距进行检算。
①采用ANSYS进行模型建立：钢管柱可简化为梁（beam3）；其实常数(Real)：

②主拱架采用梁单元BEAM3，内部连杆采用杆构件单元link1参数如下：
主拱架：

内部连接杆：

③材料参数：
弹性模量：
泊松比：
④约束：钢管柱底部简化为固定端约束。
⑤荷载计算：
a.吉林地区基本风压值为：
侧面立柱一种间距内风线荷载：
雨棚顶部风荷载
⑥模型图：

3.计算模式：采用static-anlsy模式进行计算，计算成果如下图：
①弯矩图：

②剪力图：

　　　③轴力图：

④支座反力计算成果列表：
NODE FX FY MZ
95 1382.4 103.91 -6263.8
103 10102. -103.91 -23684.

4.成果分析：
①钢管柱最大正应力检算：由弯矩图可知，钢管柱端部最大弯矩为。
钢管截面抵抗矩：

最大正应力为：
满足规定
②地脚螺栓拉应力检算：由支座反力计算列表可知竖直方向支座反力为

每个螺栓拉应力为：，螺栓不会被拉断。
③地脚螺栓剪应力计算：由剪力图可知水平支座反力为10102N,因此螺栓剪应力为:

④由轴力图可知屋面杆件最大压力为：

回转半径：

长细比验算：

稳定系数：
临界压应力验算：
满足规定
经计算雨棚抗风性能合格，可以安全使用。
拌和站100吨水泥粉罐抗风强度计算
1、校核根据
《建筑构造荷载规范》 GB/T50009-
《钢构造设计规范》 GB/T50017-
2、重要参数
2.1 设计参数
粉罐直径：φ2900mm；
粉罐高度：13500mm（不含底锥）；
底部支腿高度：6000mm；
上栏杆高度：1000mm；
罐体板材材料：δ6钢板；
支腿材料：φ219mm×6焊接管；
支腿横、斜撑材料：10#槽钢。
2.2 环境参数
风速：70m/s（十二级风）
3、基本载荷
3.1 粉罐自重： G =9200 Kg=9N
水泥重量： G =100000 Kg=1000000N
3.2 风载荷PW

---- 作用在水泥罐上风载荷，N;
---- 风力系数， C=1.3；
υ---- 风速， υ=70m/s
---- 风压高度变化系数，
---- 计算风压 ， q=0.613υ
---- 水泥罐垂直于风向迎风面积，
P=CKqA=0.613 CKυA
C=1.3 K=1.39 υ=70 A=1㎡，代入上式得：
P=5428N
P=CKqA=0.613 CKυA
C=1.3 K=1.23 υ=70 A=60㎡，代入上式得：
P=288175N
P=CKqA=0.613 CKυA
C=1.3 K=1 υ=70 A=4㎡， 代入上式得：
P=15620N
4、强度计算
水泥罐受力某些重要为罐体底部支腿，支腿竖向承受水泥粉罐自重和散装水泥重量，同步横向承受罐体受风侧压力而对支腿产生拉力。检算过程根据《起重机设计手册》第三章中风载荷计算有关内容。
4.1 支腿强度计算
支腿强度计算分两种状况进行，第一种风正面吹向水泥粉罐，即方向垂直于支腿连接线；第二种风斜面吹向水泥粉罐，即支腿对角线方向。
4.1.1 风向垂直于支腿连接线

h=15.3m h=12.71m h=4.9m L=1.95m
4.1.1.1 以B点为支点
(1)粉罐空载时
P h+ P h+ P h=P L+G×0.5 L
得： P=19127368N
(2)粉罐满载时
P h+ P h+ P h=P L+（G+ G）×0.5 L
得： P=1312737 N
4.1.1.2 以A点为支点
(1)粉罐空载时
P h+ P h+ P h+G×0.5 L=P L
得： P=2558736.41N
(2)粉罐满载时
P h+ P h+ P h+（G+ G）×0.5 L=P L
得： P=2604736.92N
支腿底部及加强筋横截面为A=15.662×10㎡，则最大强度为：
σ= P/2A=83.2 Mpa <[σ] =215 Mpa （校核满足规定）
（[σ]查GB/T50017-《钢构造设计规范》，得钢材抗拉强度值为215 Mpa）
4.1.2 风向为支腿对角线方向

h=15.3m h=12.71m h=4.9m L =2.9m
4.1.2.1 以B点为支点
(1)粉罐空载时
P h+ P h+ P h=P L+G×0.5 L+P×0.5 L+ P×0.5 L 其中： P= P=0.5 P
得： P=478054.5N
(2)粉罐满载时
P h+ P h+ P h=P L+（G+ G）×0.5 L+P×0.5 L+ P×0.5 L 其中： P= P=0.5 P
得： P= 231047.6N
4.1.2.2 以A点为支点
(1)粉罐空载时
P h+ P h+ P h+G×0.5 L=P L+ P×0.5 L+P×0.5 L
其中： P= P=0.5 P
得： P=888629.2N
(2)粉罐满载时
P h+ P h+ P h+（G+ G）×0.5 L=P L+ P×0.5 L+P×0.5 L 其中： P= P=0.5 P
得： P=1026560.23N
支腿底部及加强筋横截面为A=15.662×10㎡，则最大强度为：
σ= P/2A=32.77 Mpa <[σ]= 215 Mpa （校核满足规定）
4.2 焊缝强度计算

支腿底部与基本采用接方式连接，焊管周边布有6块三角加强筋，焊缝为直角焊缝，焊接形式为满焊，查GB/T50017-《钢构造设计规范》得，16mm如下钢板焊缝抗拉强度值为[σ]=160 Mpa，[τ]=125 Mpa。
4.2.1 正面角焊缝强度计算（作用力垂直于焊缝长度方向）
σ=≤βf

其中 σ-按焊缝有效截面计算，垂直于焊缝长度应力
h-角焊缝计算厚度，h=4.3×10m
l-角焊缝计算长度，l=0.9m
f-角焊缝强度设计值，f=160 Mpa
β-正面角焊缝强度设计值增大系数，β=1.22
N-风载荷，N=288175N 代入上式得：
σ=74.46 Mpa < 195.2 Mpa
4.2.2 侧面角焊缝强度计算（作用力平行于焊缝长度方向）
τ=≤f
其中 τ-按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向剪应力
h-角焊缝计算厚度，h=7.14×10m
l-角焊缝计算长度，l=0.6m
f-角焊缝强度设计值，f=160 Mpa
N-风载荷，N=288175N 代入上式得：
τ=67.27 Mpa < 160 Mpa
4.2.3 在各种综合伙用下，σ和τ共同作用处

将上面计算成果代入公式得：87.35 Mpa < 160 Mpa
5、计算成果及强度分析
由以上计算成果得知，支腿抗风强度满足使用规定。
6、缆风绳设立
为保证拌和站水泥罐安全，在抗风强度满足规定状况下，我标段将分体基本浇筑9个水泥罐（一组为4个罐，一组为5个罐）底、上某些别连接成整体，并在不同方向拉设3根缆风绳，加强水泥罐体整体性和稳定性，保证安全。