北京房桥PC工厂工艺设计说明1225.docx
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北京房桥PC工厂工艺设计说明1225
北京中铁房桥
PC工厂项目工艺设计说明书
沈阳卫德住宅工业化科技有限公司
2014年12月25日
第一部分：
生产工艺设计
一、设计依据
1、国家及行业的相关规范、标准
2、年生产纲领
3、PC构件产品数据：
产品几何尺寸、产品重量、产品的质量规范
4、PC构件产品生产工艺文件等
5、相关协议及技术规定等
二、生产任务及年生产纲领、工作制度及年时基数
1、项目目标要求
建设国内一流的混凝土PC构件生产工厂，满足装配式住宅所有部件的生产制作，确保工艺先进，制造水平、生产效率、产品品质在国内领先。
2、生产能力：
年产混凝土构件60000m3,涵盖装配式住宅所需的全部产品：
外墙板、
内墙板、叠合板及楼梯、阳台板、空调板、梁柱等异型构件
3、工作制度及年时基数
两班运转：
12时/班；年时基数：
300X20=6000小时（产能计算20小时/天计算）
三、工艺设计
本项目的产品为装配式住宅混凝土PC构件，在满足国内现有设计及施工规范的条件下，将住宅建筑物分解成不同的构件模块单元，通过在工厂里用高精度模具流水线加工生产，形成带装饰面及保温层的预制混凝土外墙板、阳台；带管线应用功能的内墙板、叠合板、叠合梁、柱、楼梯等构件部品，通过蒸汽养护成型后运到现场，在现场用大型机械吊装安装，将节点现浇连接成整体，形成完整建筑物
本项目是应用自动化生产线生产PC结构部件，以钢筋、水泥、砂、石子、保温材料、装饰材料、电器水暖材料、门窗材料等为主要原料，以单体移动的模台为生产单元，通过熟练工人在模台上装配模具、装配预埋配件（包括装饰面层、预埋配件）、钢筋骨架的安装及混凝土的浇筑、振捣，再传送到蒸养窑内蒸养，经过标准养护时间后再传送构件至脱模部分完成成品的吊装，再通过成品运输车运到室外成品堆场进行堆放，从而完成PC结构部件的预制工程
（一）构件生产工艺的选择
工业化预制构件典型产品包括预制外墙板、内墙板和叠合楼板，这三种产品都可以采用流水式作业，在自动化生产线上生产，预制柱、梁及异型构件由于产品几何形状的不规则及配套数量小，在固定台模上进行生产不影响供应效率，同时在经济效益上更加合理，根据甲方提供的场地及其它要求，本项目设计规划一条自动化生产线：
生产外墙板、内墙板和叠合板；固定台模生产区域：
生产预制梁、柱及其他异型构件
1、内墙板生产工艺流程图：
附图一
2、外墙板生产工艺流程图：
附图二
附图一
附图二
（二）生产线节拍设计
1、根据年产6万立混凝土构件的产量需求，每小时产能需达到10m3混凝土构件
2、根据墙体拆分工艺所确定的构件几何尺寸，同时确保模台最大的有效使用面积，因此
生产线循环模台的几何尺寸为：
10000X3500X290-310
3、模台长度方向的综合有效使用长度取8000mm，
4、墙体的体积：
外墙：
8X2.8X0.32-1.5X1.5X0.32X2=5.728m3
内墙：
8X2.8X0.2-1.5X1.5X0.2X2=3.58m3
叠合板：
8X3X0.06=1.44m3
5、外墙、内墙与叠合板在一条生产线上生产，配套块数相差不大，因此生产线每个模台的平均构件体积取值（5.728+3.58+1.44）/3=3.58m3
6、选择相同的节拍时间
7、根据产能要求每小时需要完成的平台数量为：
10/3.58=2.79
综上所述，选择生产线节拍时间为15min,即每小时完成4个平台的作业，满足产能需求
8、产能核算
（1）两条自动化生产线产能核算：
300天X20小时X4个平台X3.58=85920m3
（2）固定台模产能核算：
A、根据建筑结构设计，异形构件配套构件体积站总体构件体积的比列为：
2%
B、异形构件的产能要求为：
60000X2%=1200m3,
（3）PC构件工厂总的设计产能为：
85920m3+1200m3=87120m3，
（4）由于产品结构拆分因素、模台利用效率等因素影响会影响实际的产能，因此工厂设计产能取值：
6万立/年
（三）生产线工艺流程布局设计
1、混合式生产线工艺流程参见CAD版工艺布局图
2、工艺布局一览表参见附表一，
附表一
工艺流程一览表
工序
序号
工序名称
工位
数量
功能简介
设备配置
人员
配置
备注
1
模台清扫
清扫模台上的残渣和灰尘
清扫机
模台通过
2
模台画线
1
在模台上画出模具、预埋件安装位置
画线机
3
脱模剂喷涂
喷洒脱模剂
喷涂机
模台通过
4
模板钢筋安装
4
安装底层边模板及门窗口模板
5
预埋件安装
4
在模板内安装连接套筒水电盒等件
6
一次浇筑
1
在模具中浇筑混凝土
布料机
7
混凝土振捣
对浇筑完的混凝土进行振捣密实
振捣台
共用
8
上层模板安装
1
安装上层模板（装饰层）
9
挤塑板安装
2
安装保温板
10
连接件安装
2
安装结构层与装饰层的连接件
11
钢筋网片安装
1
安装钢筋网片
12
二次浇筑
1
上层混凝土布料
布料机
13
振捣刮平
1
上层混凝土振捣密实刮平
振捣刮平机
14
构件预养护
6
完成构件初凝
预养窑
15
构件表面抹光
3
对构件表面进行搓平压光
抹光机
16
构件蒸养
38
构件终养护，达到脱模吊运强度
蒸养窑、堆码机
17
构件脱模
3
拆除边模及门窗口模板
18
墙板吊运
1
墙体平吊，吊运到转运车送至冲洗区
（四）工艺流程详细说明
工序一：
模台清扫
PC模台表面进行光洁处理，为模台喷油及画线做好准备
2、作业描述：
墙体脱模、吊运完成后，模台表面上会残留浇筑振捣抹光作业时未完全清理掉的小块混凝土、凝固的砂浆及其它残留物、粉尘等等，这些残留物必须进行清理，确保模台表面光洁、无粉尘，为下一工序的作业做好准备
模台通过生产线驱动单元向前运行到清扫机，清扫机及除尘器自动启动，进行清扫作业。
前端铲板首先清除大块混凝土、凝固砂浆及部分粉尘等进入废料收集斗，相向运动的滚刷进行模台表面光洁处理，符合喷油及画线的表面质量要求，同时启动的除尘器对清扫过程中产生的粉尘进行收集并沉降，确保现场作业环境符合环保及人身健康要求
3、设备配置：
模台清扫机（除尘器一体化设计）
4、工位设置：
不单独占用工位，清洗时间为模台正常运转通过的时间
5、人员配置：
无需人员操作，全自动运行
6、其它要求：
废料箱、除尘器收集箱及滤筒定期进行清理
注：
如果模台通过后，清扫效果达不到要求，需要进行人工处理，确保模台表面质量
工序二：
脱模剂喷涂
1、工序功能
在模台上画出模板装配及预埋件安装的位置线，确保模具及埋件安装的准确性
2、作业描述
根据任务需要，用CAD绘制需要的实际尺寸图形（包括模板的尺寸及模板在模台上
的相对位置），再通过专用图型转换软件，把CAD文件转为划线机可识读的文件，用
U盘或网线直接传送到划线机的主机上，划线机械手就可以根据预先编好的程序，完
成模板安装及预埋件安装的位置线。
作业人员根据此线能确准可靠地安装好模板和
预埋件
划线机能自动按要求划出设计所要求的安装位置线，防止人为错误而出现不合格品。
整个划线过程不需要人工干预，全部由机器自动完成，所划线条粗细可调，划线速度可调，在一个模台上，同时生产多个混凝土构件，可以在编程时，对布局进行优化，提高PC模台的使用效率。
3、设备配置：
画线机
4、工位设置：
1工位
5、人员配置：
6、其它要求：
储料斗定期加料，画线料输送管道及画线枪头定期进行清理
工序三：
模台画线
1、工序功能
对模台全平面实施脱模剂喷涂，确保墙体脱模方便及墙体表面光洁度
2、作业描述
模台通过生产线驱动单元，向前运行并通过脱模剂喷涂机的过程中，喷涂机开始自
动运转，在表面光洁的模台表面进行喷涂脱模剂作业，最终使模台表面均匀地涂上
一层脱模剂。
喷涂机采用高压超细雾化喷嘴，实现可均匀喷涂脱模剂，脱模剂厚度、喷涂范围可以通过调整喷嘴的参与作业的数量、喷涂角度及模台运行速度来调整
3、设备配置：
喷涂机
4、工位设置：
不单独占用工位，喷涂时间为模台正常运转通过的时间
5、人员配置：
无需人员操作，全自动运行
6、其它要求：
储料斗定期加料，喷涂管道及喷嘴定期进行清理
工序四：
底层模板钢筋笼安装
1、工序功能：
在画好线的模台上完成边模板、门窗口模板及钢筋笼的安装
2、作业描述：
脱模后的模板经过清洁处理后传送到此工序的工位，模板内表面要手工刷涂界面剂；同时，绑扎完毕的钢筋笼也吊运到此工位，作业人员在模台上进行钢筋笼及模板组模作业，模板在模台上的位置以预先画好的线条为基准进行调整，并进行尺寸校核，确保组模后的位置准确，
3、设备配置：
5吨单梁电动葫芦起重机
4、工位设置：
4工位
5、人员配置：
6、其它要求：
行车检查及正确使用、手动工具的安全使用
工序五：
预埋件安装
1、工序功能：
组模完成后模台运转到此工位，开始安装连接套筒、水电盒、穿线管等
2、作业描述：
按照图纸的要求，将连接套筒固定在模板及钢筋笼上；利用磁性底座将套筒软管固定
在模台表面；将简易工装连同预埋件（主要指斜支撑固定埋件、固定现浇混凝土模板
埋件）安装在模具上，利用磁性底座将预埋件与底模固定并安装锚筋，完成后拆除简
易工装；安装水电盒、穿线管、门窗口防腐木块等预埋件
3、设备配置：
无
4、工位设置：
4工位
5、人员配置：
6、其它要求：
手动工具的安全使用
工序六：
一次浇筑
1、工序功能
对完成模板装配、钢筋骨架及预埋件安装并符合质量要求的构件进行混凝土浇筑
2、作业描述
混凝土浇筑由布料机完成。
根据构件的厚度、几何尺寸、需要混凝土的数量及塌落度等参数调整布料机相应的运转参数，混凝土通过输送料斗由搅拌站运送至布料机料斗内部（混凝土的配方预先确认符合要料的要求）
在进行手动布料时，可以对布料机行走速度，布料机下料速度进行调整。
确保生产线的节拍要求，当布料机需要补充料时，布料机可移动至混凝土输送料斗下料口位置进行补料。
布料机可实现自动布料，布料机自动布料程序可在台式电脑上预先编制，而后存到布料机控制器中，随时调用，同时，还可以通过直接在布料机的控制面板上进行手动编程。
自动布料是用预先编译好的程式，布料机按程序进行自动布料
3、设备配置：
布料机
4、工位设置：
1工位
5、人员配置：
6、其它要求：
该作业人员需要经过设备安全操作规程的严格培训，合格后才能上岗；布料斗定时清洗，废料废水及时转运
工序八：
混凝土振捣
1、工序功能
对完成布料的混凝土构件进行振捣密实
2、作业描述
模台上所有的构件完成布料后，震动台上升（或下降）并将模台锁死在振动台上使之
在振捣过程中没有相对移动，根据构件的厚度等参数调整振捣器的频率使之振捣力与构件的参数相匹配，振捣过程中在密实质量符合要求的前提下控制振捣时间
3、设备配置：
振捣台
4、工位设置：
1工位（与布料工位共用）
5、人员配置：
（与布料作业人员共用）
6、其它要求：
作业人员做好听力安全防护，此工位噪音高于其它工位
工序九：
上层模板安装
1、工序功能
完成上层外页墙板模板的安装
2、作业描述：
内页结构层混凝土浇筑振捣完成后，在边模上安装上层模板，（模板已经清洁完毕并
传送到此工序的工位上）用于浇筑上层混凝土，上下层模板采用螺栓连接固定
3、设备配置：
5吨单梁电动葫芦起重机
4、工位设置：
1工位
5、人员配置：
6、其它要求：
行车检查及正确使用、手动工具的安全使用
工序十：
挤塑板安装
1、工序功能：
安装具有保温且阻燃的挤塑板（XPS）
2、作业描述：
内页结构层浇筑振捣完成后，检查振捣后的混凝土表面确保平整，表面无超差的碎
石，并且混凝土未初凝且有一定的流动性；将加工好的挤塑板按布置图中的编号依
次安放好，使挤塑板与混凝土充分接触、连接紧密
3、设备配置：
无
4、工位设置：
2工位
5、人员配置：
6、其它要求：
检查挤塑板的标识及加工尺寸精度
工序十一：
连接件安装
1、工序功能
安装内外两层墙体的断热连接件
2、作业描述：
在铺设好的挤塑板上已经预先加工好了连接件通过孔，将质量无缺陷的断热连接件
通过挤塑板的通孔插入到已振捣后的结构层混凝土中，确保混凝土没有初凝，具有
一定流动性，能够将安插后的连接件握裹严实，连接件的数量及位置根据图纸工艺
要求，保证位置的偏差在要求的范围内
3、设备配置：
无
4、工位设置：
2工位
5、人员配置：
6、其它要求：
确保连接件在结构层混凝土中连接紧密、握裹严实
工序十二：
钢筋网片安装
1、工序功能
铺设外页墙板钢筋网片
2、作业描述：
将按照图纸要求加工裁减后的钢筋网片铺设到挤塑板上，并按图纸工艺要求安装垫块，并确保保护层的厚度
3、设备配置：
无
4、工位设置：
1工位
5、人员配置：
6、其它要求：
钢筋网片的尺寸规格检查及垫块的质量检查
工序十三：
混凝土二次浇筑
参看工序八
工序十四：
振捣刮平
1、工序功能
对完成外页墙板混凝土的浇筑作业的构件表面进行振捣及刮平
2、作业描述：
在混凝土布料完成后，模台行进到振捣刮平工位，依靠振捣刮平机对混凝土表面进行振捣，在振捣的同时对混凝土表面进行刮平；根据表面的质量及平整度等状况调整振捣刮平机的相关运转参数
3、设备配置：
振捣刮平机
4、工位设置：
1工位
5、人员配置：
6、其它要求：
作业人员经过培训合格后上岗
工序十五：
构件预养护
1、工序功能：
完成构件混凝土的初凝，具备一定的强度，适合表面搓平压光作业
2、作业描述：
构件完成表面振捣刮平后，进入预养护窑通过蒸汽管道散发的热量对混凝土进行蒸养获得初始结构强度以及达到构件表面搓平压光的要求
预养护采用干蒸的方式，利用蒸汽管道散发的热量获得所需的窑内温度；窑内温度实现自动监控、蒸汽通断自动控制，
窑内温度控制30-40°区间，最高温度不超过40°
3、设备配置：
预养护窑及其附属设施
4、工位设置：
6工位
5、人员配置：
无需人员，由中心控制室统一监控
6、其它要求：
窑内温度要随时监控
工序十六：
构件表面抹光
1、工序功能：
对混凝土构件表面进行搓平压光处理，确保平整度及光洁度符合构件质量要求
2、作业描述
经过预养护的PC构件进入该工位后，已完成初凝，达到一定强度，根据质量要求，对面层进行搓平抹光，使之符合相关规范的要求
3、设备配置：
抹光机
4、工位设置：
3工位
5、人员配置：
6、其它要求：
抹光机作业一段时间后，需要人工作业，确保构件的表面平整度及光洁度
工序十七：
构件蒸养
1、工序功能
对构件进行蒸养，使之达到脱模及吊装的强度要求
2、作业描述
构件在搓平压光符合质量要求后，进入生产线在蒸养窑内的通道，由堆码机将模台送入蒸养窑内进行蒸养，在蒸养8-10小时后，再由堆码机将平台从蒸养窑内取出将其送入生产线在蒸养窑内的另一通道，进入到下一道工序
立体蒸养采用蒸汽湿热蒸养方式，利用蒸汽管道散发的热量及直接通入窑内的蒸汽获得所需的温度及湿度；温度及湿度自动监控，温度及湿度变化全自动控制，
蒸养温度最高不超过60°，确保升温及降温的速度符合要求，同时确保蒸养窑内各点
温度均匀
蒸养参数设置：
升温速度：
不大于15℃/h恒温温度：
不大于60度，降温速度：
不大于20℃/h
3、设备配置：
堆码机；立体蒸养窑及附属设施
4、工位设置：
38工位
5、人员配置：
6、其它要求：
堆码机操作人员必须经过严格的岗前培训合格之后才能上岗
工序十八：
构件脱模
1、工序功能：
构件蒸养完成之后，拆除边摸及门窗口模板
2、作业描述：
通过堆码机从立体养护窑中取出已养护完毕的构件，用专用工具松开模板的固定装置、螺纹联接装置、轴销固定装置等，利用起重机配合拆除所有的模板，并对边模和门窗口模板进行清洁，模板洁净程度符合要求后传到模板钢筋笼装配工位
3、设备配置：
5吨电动葫芦起重机
4、工位设置：
3工位
5、人员配置：
6、其它要求：
作业人员必须经过安全培训、认真履行安全操作规程
工序十九：
墙板吊运
1、工序功能
拆卸模板之后的墙板在安装吊环之后，将构件平吊到构件专用运输车上
2、作业描述
载有已经拆卸完毕模具的构件模台，通过生产线驱动单元被送到墙板吊运工位；安装吊环，将墙板平吊到构件专用运输车上
3、设备配备：
10吨双梁桥式起重机
4、工位设置：
1工位
5、人员配备：
6、其它要求：
设置安全防护装置、行人禁止区等
工序二十：
构件冲洗（此工序不在生产线上）
1、工序功能：
冲洗构件四周连接端面，确保露骨料断面符合构件成品及规范要求
2、作业描述
通过起重设备将构件从构件运输车上吊运到专用的冲洗平台上面，启动高压喷水设备对构件断面进行冲洗，直至符合要求，冲洗完成后，通过起重机将构件吊运至构件暂存区的翻板机上进行翻转（80-85°），再由起重机将构件立吊至构件成品暂存区等待运输至室外成品堆场
3、设备配置：
高压喷水设备及附属设施；专用存放架及蓄水池、沉淀池
4、工位设置：
6工位（可同时冲洗6块构件）
5、人员配置：
6、其它要求：
蓄水池定期换水及清理池底
（五）PC自动化生产线设备配置明细及功能
自动化生产线设备配置明细
序号
设备名称
数量
功能
备注
1
地面行走轮
500
支撑模台，确保模台平稳行进
预估
2
模台驱动轮
85
模台运行动力源，驱动平台行进
预估
3
清扫机
1
清除模台表面污垢，为下一道工序做准备
4
画线机
1
为模板及预埋件安装画出基准线
5
喷涂机
1
在模台表面喷涂脱模剂
6
布料机
2
完成混凝土的布料工作，关键设备之一
7
振捣台
1
对完成布料的混凝土构件进行振捣密实
8
振捣刮平机
1
对构件上表面进行振捣及刮平
9
预养护窑
1
对构件进行初次蒸养，确保初凝，适合压光
10
抹光机
1
对构件表面进行抹平压光，确保表面质量
11
拉毛机
1
对叠合板表面进行粗糙化处理
11
立体蒸养窑
1
对构件进行最终蒸养，确保拆模吊装强度
12
堆码机
1
完成构件进出立体蒸养的相关作业
13
翻板机
1
将构件翻转80-85°，实现墙板立吊
14
摆渡车
2
完成平台在线间的横向转运
15
混凝土输送料斗
1
完成混凝土从搅拌站到布料机的输送
17
流水线控制系统
1
实现整条生产线的控制、监控等的相关设施
18
中心控制室
1
生产线控制及监控的集成系统，专用空间
19
模台
70个
PC构件制作及传送的平台
注：
地面支撑轮及驱动轮以最终设备供应商布局图的统计数量为准
（六）固定台模生产线设备配置
序号
设备名称
规格型号
数量
备注
1
模台
10000X3500X（290-310）
18
2
电动布料斗
1.5m3
1
（七）混凝土生产及运输设计
1、混凝土生产利用公司现有搅拌站
2、混凝土运输由设备供应商提供架空轨道及混凝土输送料斗
3、混凝土生产所用主要原材料的指标要求
（1）水泥：
技术标准：
中华人民共和国国家标准GB175-2007；
标准名称：
通用硅酸盐水泥；
材料名称：
普通硅酸盐水泥，代号P·O；
标号：
42.5；
主要技术指标：
a、水泥比表面积应小于350m2/kg；水泥碱含量应小于0.6%；
b、普通硅酸盐水泥初凝时间不早于45min，终凝时间不得迟于10h；
c、用沸煮法进行安定性检验必须合格；
d、抗折强度3d不得低于3.5MPa，28d不得低于6.5MPa；
e、抗压强度3d不得低于17.0MPa，28d不得低于42.5MPa。
f、进货验收批量：
不大于500t，并附有质量证明书。
水泥应按不同生产厂家、品种、强度等级分别存储在专用水泥仓罐内，严禁混用。
水泥的进场温度不宜高于60℃，不应使用超过60℃的水泥拌制混凝土。
水泥如有受潮变质，结块或出厂日期超过3个月，应取样试验合格后才可以使用，否则应废弃或降格使用。
（2）细骨料
技术标准：
JGJ52-2006；
标准名称：
建筑用砂；
产源：
河砂；
规格：
中砂；
主要技术指标：
含泥量≤2.0%；泥块含量＜0.5%；细度模数2.3-3.0，氯离子含量小于0.02%。
验收批量：
不大于400m³或600t。
（3）粗骨料
执行标准：
JGJ52-2006；
标准名称：
建筑用卵石、碎石；
材质：
石灰岩或玄武岩（质地坚固的洁净碎石）；
规格：
连续粒径5～10mm和10~25mm两种连续级配碎石组成；
主要技术指标：
含泥量＜1.0%，针、片状颗粒含量≤15%，压碎指标值≤8%，氯离子含量小于0.02%；
验收批量：
不大于400m3或600t。
（4）减水剂
技术标准：
中华人民共和国国家标准GB8076-2008；
品种：
聚羧酸系高性能减水剂
主要技术指标：
减水率不小于25%；泌水率不大于60%。
含气量2.0%-4.0%。
引入混凝土中的碱含量（以Na2O+0.658K2O计）应小于0.3kg/m3；氯离子含量应小于0.02kg/m3；硫酸盐含量（以Na2SO4）应小于0.2kg/m3
进货验收：
生产厂家提供性能检验合格证。
（5）水
混凝土拌合用水，应采用天然井水或饮用水，拌合用水需对水质化验符合要求后，方可投入使用，如采用符合国家标准JGJ63的饮用水，则不经化验，即可使用。
主要技术指标：
混凝土拌和用水主要技术指标
酸碱度（PH值）
＞4
不溶物mg/L
＜2000
可溶物mg/L
＜2000
氯化物（以CL-计）mg/L
＜350
硫酸盐含量（以SO42-计）mg/L
＜600
硫化物含量（以S2-计）mg/L
＜100
下列水严禁使用：
a、含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质或油脂、糖类等；
b、污水及海水；
c、酸碱度小于四的酸性水；
d、含硫酸盐量（按硫酸根计）超过水重1%的水。
高温季节施工时，水温不宜大于20℃。
（6）粉煤灰
符合的技术标准：
粉煤灰混凝土应用技术规范《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB1596-2005）
粉煤灰等级：
Ⅰ级
主要技术指标：
细度≤12；需水量比≤95；烧失量≤5%。
（八）钢筋加工、绑扎设计
1、根据PC构件配筋的结构及工艺设计要求，钢筋加工工艺流图如下
绑扎
2、钢筋设备选型依据
（1）根据钢筋生产工艺要求，主要工艺设备包括钢筋弯箍设备、钢筋调直剪切设备、钢
筋切断设备、钢筋弯曲设备、网片焊接设备、桁架筋焊接设备
（2）根据年生产构件体积60000m3,钢筋年加工能力不低于60000X0.11=6600吨，钢筋
日加工能力不低于20吨
3、钢筋加工设备配置明细及性能指标
序号
设备名称
规格型号
数量
1
全自动数控弯箍机
WG12D-2
1
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