裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)

1、裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)、八0 前言隨著我國(guó)各級(jí)政府的大力推進(jìn)，企業(yè)的積極參與，裝配式建筑迎來(lái)了 發(fā)展的春天，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)取得了顯著的進(jìn)步。預(yù)制混凝土構(gòu)件 在裝配式結(jié)構(gòu)中起了很大的作用，可以說(shuō)構(gòu)件的優(yōu)劣直接決定了裝配 式建筑的成敗。在政策的引導(dǎo)和新的市場(chǎng)形勢(shì)下，很多構(gòu)件廠(chǎng)如雨后 春筍般崛起。但是到目前為止，國(guó)家沒(méi)有此類(lèi)關(guān)于構(gòu)件廠(chǎng)設(shè)計(jì)的規(guī)范 性文件，工廠(chǎng)工藝和布局存在較大差異，很多廠(chǎng)家因?yàn)橐?guī)劃設(shè)計(jì)不合 理，造成投資浪費(fèi)和生產(chǎn)成木高、生產(chǎn)能力不能得到充分發(fā)揮，存在 較高安全隱患等問(wèn)題，投入產(chǎn)出比較低，存在持續(xù)的虧損 ,本文就根據(jù) 實(shí)際的設(shè)計(jì)和管理體驗(yàn)探討裝配式建筑構(gòu)件廠(chǎng)設(shè)計(jì)的整體思路，并介

2、紹幾種生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)和適用范圍。圖 1 構(gòu)件工廠(chǎng)平而圖舉例。1PC * n|3M 料堆師俺Jtlt 掙；T*護(hù)慮上總岸護(hù)址謖粒ILIZMCL業(yè)Ni：機(jī) 譏口血悴滄i他A:QE岸2左住康I丄隊(duì)血京；LSJil畸畀良堂出魯訂丁片Jlfli 18.fJ I3dQittt1設(shè)計(jì)的整體思路投資者希望有較大的投資回報(bào)，因此，在建廠(chǎng)前需要根據(jù)木地市 場(chǎng)對(duì)各種構(gòu)件的實(shí)際需要，考慮好生產(chǎn)規(guī)模（即生產(chǎn)能力，m;/年）、產(chǎn) 品綱領(lǐng)（即產(chǎn)品的品種、規(guī)格及數(shù)量）和廠(chǎng)址的選擇，它們決定了工廠(chǎng) 的性質(zhì)、自動(dòng)化程度和產(chǎn)品成木。工藝設(shè)計(jì)在構(gòu)件廠(chǎng)設(shè)計(jì)中起著主導(dǎo) 作用，決定了生產(chǎn)場(chǎng)地布置及設(shè)備安裝等，因此，在場(chǎng)地選擇和布置 之前，

3、首先需明確預(yù)制工藝的各項(xiàng)細(xì)節(jié)問(wèn)題，根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的不同， 需采取不同的預(yù)制工藝。裝配式結(jié)構(gòu)的主要預(yù)制構(gòu)件有 ：疊合梁、預(yù)制 柱、預(yù)制疊合剪力墻板、疊合樓板、預(yù)制外墻掛板、預(yù)制陽(yáng)臺(tái)、預(yù)制 樓梯、預(yù)制空調(diào)板等（圖2）。一般而言預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)工藝包括：鋼筋 加工冷加工、綁扎、焊接、模具拼裝、混凝土拌和、混凝土澆筑、密 實(shí)成型（振動(dòng)密實(shí)、離心脫水、真空脫水、壓制密實(shí)等、飾面材料鋪設(shè)、 養(yǎng)護(hù)（常溫養(yǎng)護(hù)、加熱養(yǎng)護(hù)）、成品檢驗(yàn)等。圖2裝配式結(jié)構(gòu)主要預(yù)制構(gòu)件評(píng)價(jià)構(gòu)件廠(chǎng)工藝設(shè)計(jì)的優(yōu)劣要從產(chǎn)品生產(chǎn)品質(zhì)、生產(chǎn)效率、安全、 工人勞動(dòng)強(qiáng)度、生產(chǎn)環(huán)境等幾個(gè)方面綜合考慮。生產(chǎn)效率的評(píng)價(jià)：當(dāng)生 產(chǎn)工人人數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)定員時(shí)，生產(chǎn)的

4、構(gòu)件數(shù)量是否達(dá)到設(shè)計(jì)值。也可 以從人均生產(chǎn)數(shù)量（m;/人）和每小時(shí)生產(chǎn)構(gòu)件數(shù)量（m3/h ）兩方面來(lái)考 慮。按照成型的班組來(lái)計(jì)算，即從混凝土攪拌喂料到裝、拆模工藝的 人員（不計(jì)鋼筋加工），在完全按照工藝條件前提下生產(chǎn)，管樁廠(chǎng)人均 數(shù)一般可達(dá)到4m;,管片廠(chǎng)人均數(shù)一般可達(dá)到3m;而裝配式建筑構(gòu)件廠(chǎng) 目前人均數(shù)在用;。每生產(chǎn)構(gòu)件數(shù)量要看是否達(dá)到設(shè)計(jì)值。生產(chǎn)效率可以衡量生產(chǎn)工藝和投入與產(chǎn)出是否合理2 三種生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)預(yù)制混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)工藝可以概括為三大類(lèi) :即機(jī)組流水法、 流 水傳送法、臺(tái)座法，每種工藝都有自己的特點(diǎn)和適用范圍。2.1機(jī)組流水法機(jī)組流水法工藝是構(gòu)件在一組設(shè)備上，順序的進(jìn)行生產(chǎn)構(gòu)件

5、的各道工序 ;在每個(gè)設(shè)備上模板所停留的時(shí)間根據(jù)工序操作要求而不同;構(gòu)件在設(shè)備之間的運(yùn)移要依靠起重運(yùn)輸設(shè)備等進(jìn)行。簡(jiǎn)而言之，就是生 產(chǎn)設(shè)備不動(dòng)，但是生產(chǎn)的混凝土構(gòu)件 （含模具）一步步走過(guò)去，例如 PHC 管樁、枕軌生產(chǎn)機(jī)組流水法的特點(diǎn)在于 :模具在生產(chǎn)線(xiàn)上循環(huán)流動(dòng)，能 夠快速高效的生產(chǎn)各類(lèi)外形規(guī)格簡(jiǎn)單的產(chǎn)品，同時(shí)也能制作耗時(shí)而更 復(fù)雜的產(chǎn)品。而且，不同生產(chǎn)工序之間互不影響，生產(chǎn)效率明顯。適 合生產(chǎn)的構(gòu)件有 :疊合梁、預(yù)制柱、預(yù)制疊合剪力墻板、疊合樓板、預(yù) 制外墻掛板、預(yù)制陽(yáng)臺(tái)、預(yù)制空調(diào)板等。a 拆權(quán)1«MW區(qū)圖3機(jī)組流水法生產(chǎn)平而圖。由于機(jī)組流水法以自由節(jié)拍流水生產(chǎn)，要保證整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的

6、生產(chǎn) 能力，保持均衡的流水生產(chǎn)，必須通過(guò)工藝計(jì)算使得成型、養(yǎng)護(hù)、起 重運(yùn)輸設(shè)備等主要因素的生產(chǎn)能力互相適應(yīng)。先按生產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)計(jì)生產(chǎn) 能力計(jì)算成型設(shè)備的數(shù)量，再計(jì)算養(yǎng)護(hù)設(shè)備 (坑、窯)的容積和數(shù)量, 最后驗(yàn)算起重運(yùn)輸設(shè)備的能力等。(1)成型設(shè)備的臺(tái)班產(chǎn)量3"宀可按h式計(jì)算：h = hi式中為成型設(shè)爺?shù)呐_(tái)班嚴(yán)量同臺(tái)班；人 為每次成型的混凝土數(shù)屋*屏帝為咸型周期m出 為巾成型時(shí)間m渙為輔助操作時(shí)間m；&為每班 生產(chǎn)時(shí)何小點(diǎn)|為時(shí)間利用系數(shù)，% 0.9；x|為設(shè)備 利用系數(shù).取0公»成型設(shè)珞的屈耍量腫(臺(tái)2 P"帀式屮屮為構(gòu)件的設(shè)計(jì)臺(tái)班產(chǎn)品.it?,.(2) (mJ

7、歇作用養(yǎng)護(hù)設(shè)備的數(shù)吊理(個(gè))N二遼十Rfl式中刊為流水線(xiàn)小N T率，件兒；卩為構(gòu)件 養(yǎng)護(hù)周期上沁為養(yǎng)護(hù)設(shè)詮內(nèi)町容納的構(gòu)件數(shù)最， 件/為備用養(yǎng)護(hù)設(shè)備數(shù)晟一般取1-2。(3)對(duì)起重機(jī)或碼垛機(jī)等運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸能力進(jìn)行驗(yàn)算，以確定運(yùn) 輸設(shè)備的數(shù)量2.2流水傳送法流水傳送法工藝是將前述的基木工藝分成一系列的工序后，將這 些工序組織在一個(gè)封閉的生產(chǎn)流水線(xiàn)上。生產(chǎn)時(shí)，構(gòu)件是按照規(guī)定的 節(jié)拍在傳送帶上順工序向前移動(dòng)，由一個(gè)臺(tái)位移到另一個(gè)臺(tái)位，并在 該固定的臺(tái)位完成相應(yīng)的作業(yè)。這種生產(chǎn)方式機(jī)械化、自動(dòng)化程度較 高;適宜三班制連續(xù)作業(yè)，達(dá)到較高生產(chǎn)率?；诎踩确蕉木C合考 慮，移動(dòng)模臺(tái)的行走速度為 。適合生產(chǎn)的

8、構(gòu)件為疊合梁、 預(yù)制柱、預(yù)制疊合剪力墻板、疊合樓板、預(yù)制外墻掛板、預(yù)制空調(diào)板 等體型較為規(guī)整的構(gòu)件。圖4為流水傳送法生產(chǎn)平面圖圖4流水傳送法生產(chǎn)平面圖組織流水傳送法進(jìn)行生產(chǎn)，有三個(gè)主要因素：生產(chǎn)線(xiàn)數(shù)、傳送節(jié)拍 和工作位置（臺(tái)位）數(shù)目必須在設(shè)計(jì)中確定。（1）生產(chǎn)線(xiàn)數(shù)量的確定生產(chǎn) 線(xiàn)數(shù)量需根據(jù)產(chǎn)品品種和規(guī)格確定。流水傳送法所采用的設(shè)備專(zhuān)用性 強(qiáng)，通用性差。在生產(chǎn)體型較為簡(jiǎn)單、單批生產(chǎn)數(shù)量較大的“板式構(gòu) 件”時(shí)，其生產(chǎn)效率較高。它的生產(chǎn)能力主要由生產(chǎn)線(xiàn)上成型設(shè)備的 生產(chǎn)能力所決定。（2）流水節(jié)拍的確定可按產(chǎn)量計(jì)算出每個(gè)臺(tái)位上所允 許的最長(zhǎng)作業(yè)時(shí)間，即為傳動(dòng)節(jié)拍。其計(jì)算公式如下：丁6 Onr</

9、 =Jrk I A tQ -式中為每個(gè)臺(tái)位上所允許的量長(zhǎng)作業(yè)時(shí)矚m；e為毎班構(gòu)件的產(chǎn)食円白臺(tái)班川、為時(shí)同利出系肌収（灼:品為設(shè)備利用系數(shù)取0出汕為牛-產(chǎn)T作制，取2或3。(3)工作臺(tái)位數(shù)的確定工作臺(tái)位數(shù)主要根據(jù)工序組合后必須的臺(tái)位數(shù)確定。工作臺(tái) 位數(shù)與傳送節(jié)拍有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使生產(chǎn)線(xiàn)的傳送節(jié)拍恰當(dāng)，減 少工作臺(tái)位。傳送節(jié)拍過(guò)短，需增多工作臺(tái)位，增加設(shè)備數(shù)量，拉長(zhǎng) 生產(chǎn)線(xiàn);傳動(dòng)節(jié)拍過(guò)長(zhǎng)，延長(zhǎng)了生產(chǎn)時(shí)間降低了生產(chǎn)效率。整個(gè)臺(tái)位數(shù) 應(yīng)留有備用臺(tái)位，每條生產(chǎn)線(xiàn)一般增設(shè) 2-3 個(gè)。2.3臺(tái)座法臺(tái)座法生產(chǎn)是構(gòu)件在一個(gè)固定的臺(tái)位上完成全部工作，通常是在 特制的臺(tái)座上進(jìn)行生產(chǎn)，構(gòu)件制成后，由起重運(yùn)輸設(shè)備

10、將構(gòu)件運(yùn)移至 成品堆場(chǎng)堆放。簡(jiǎn)而言之，就是在臺(tái)座上一片一片或一塊一塊生產(chǎn)的 混凝土構(gòu)件，典型的像生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁 (港珠澳大橋的混凝土構(gòu) 件大多屬臺(tái)座法 )。臺(tái)座法的特點(diǎn)是加工對(duì)象位置相對(duì)固定而操作人員 按不同工種一次在各工位上操作。 它對(duì)產(chǎn)品適應(yīng)性強(qiáng)， 加工工藝靈活， 但生產(chǎn)效率低。對(duì)于生產(chǎn)數(shù)量少，產(chǎn)品規(guī)格較多且外形復(fù)雜的預(yù)制構(gòu) 件而言，一般采用臺(tái)座法。適合生產(chǎn)的構(gòu)件有 :疊合梁、預(yù)制柱、預(yù)制 外墻掛板、預(yù)制陽(yáng)臺(tái)、預(yù)制樓梯等。臺(tái)座法工藝計(jì)算，主要是計(jì)算滿(mǎn) 足產(chǎn)量要求所必須的臺(tái)座面積， 生產(chǎn)場(chǎng)地而積和起重運(yùn)輸設(shè)備需要量。臺(tái)座面積計(jì)算公式如下： 式中：E為完成產(chǎn)摩所需的臺(tái)用血枳為口計(jì)算廣駁w

11、U為臺(tái)睡周轉(zhuǎn)期川或i包括養(yǎng)護(hù)、成取、輔助操作孑 為單位構(gòu)件實(shí)占臺(tái)座面積円件或:K為備 用 '擴(kuò)人系數(shù)，般取0生產(chǎn)場(chǎng)地面枳il算札二式中:/'.為臺(tái)座生產(chǎn)場(chǎng)地面枳,m3 £為完成 產(chǎn)最所需弊的臺(tái)麻面積ml /G為運(yùn)輸、換作過(guò)道堺 犬系數(shù)，一般訛14-2.0;從為堆場(chǎng)系數(shù)，一般取 L2-L63工藝設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題分析3.1生產(chǎn)工藝的選擇有一定的盲目性有人認(rèn)為流水傳送法工藝自動(dòng)化程度較高，就是最好的，可以用 這一種工藝“包打大卜”，不考慮市場(chǎng)需求，不考慮場(chǎng)地的實(shí)際情況， 工廠(chǎng)全部用流水傳送法進(jìn)行工藝布置。其實(shí)不然，三種生產(chǎn)工藝各有 特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)市場(chǎng)情況，針對(duì)不同體型、特性的構(gòu)

12、件，采用有針對(duì)性 的生產(chǎn)工藝。或者以一種工藝為主，另一種工藝為輔，采用兩種生產(chǎn) 工藝相結(jié)合的方式進(jìn)行車(chē)間布置。例如江蘇某廠(chǎng)，其車(chē)間選用流水傳 送法工藝，三條生產(chǎn)線(xiàn)，生產(chǎn)的異型構(gòu)件和體型較為規(guī)整的構(gòu)件比例 相當(dāng)，每日的產(chǎn)量為80m;生產(chǎn)效率約為卅/人，僅為設(shè)計(jì)產(chǎn)能 的40%,投入產(chǎn)出比很低，造成了巨大的資金浪費(fèi)。廣東某構(gòu)件廠(chǎng), 使用臺(tái)座法生產(chǎn)，構(gòu)件產(chǎn)品以凸窗、陽(yáng)臺(tái)、樓梯為主，生產(chǎn)效率約為 卅/人，目前這樣的生產(chǎn)效率是比較高的。3.2成品堆放場(chǎng)地過(guò)小很多構(gòu)件廠(chǎng)的成品堆放場(chǎng)地較小，經(jīng)常會(huì)因?yàn)槎褕?chǎng)無(wú)法堆放構(gòu)件 而導(dǎo)致車(chē)間生產(chǎn)滯后、甚至間歇性停產(chǎn)。從目前市場(chǎng)銷(xiāo)售的特點(diǎn)及結(jié) 構(gòu)吊裝的進(jìn)度來(lái)看，一般需要廠(chǎng)內(nèi)

13、能夠堆放一定數(shù)量的構(gòu)件，因此， 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的日產(chǎn)量、存儲(chǔ)大數(shù)以及不同構(gòu)件的堆存占地而積 來(lái)設(shè)計(jì)堆場(chǎng)的而積。同時(shí)考慮到堆場(chǎng)間隙，根據(jù)構(gòu)件尺寸擴(kuò)大堆場(chǎng)而 積（見(jiàn)表1）。預(yù)留運(yùn)輸設(shè)備通道的，要根據(jù)不同的運(yùn)輸設(shè)備的通道系數(shù), 堆場(chǎng)實(shí)際而積要擴(kuò)大倍。這樣便于銷(xiāo)售和生產(chǎn)管理。表1堆場(chǎng)面積增大系數(shù)構(gòu)件劇度堆場(chǎng)而枳舞人索裁12UO3LO73.3工藝設(shè)計(jì)對(duì)生產(chǎn)組織考慮不周部分工廠(chǎng)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)工藝的自動(dòng)化程度認(rèn)識(shí)不清，生產(chǎn)工人定員考慮不足，常出現(xiàn)生產(chǎn)工人定員偏多或偏少的情況。同時(shí)勞 動(dòng)力分工不合理，只是簡(jiǎn)單的把施工工地的生產(chǎn)搬到工廠(chǎng)。構(gòu)件被從 結(jié)構(gòu)中拆分出來(lái)，但生產(chǎn)操作沒(méi)有被拆分。無(wú)論采用哪種生產(chǎn)工藝， 統(tǒng)統(tǒng)按臺(tái)座進(jìn)行作業(yè)區(qū)劃分，幾個(gè)工人完成從拆模、清模到合模、澆 筑混凝土等多個(gè)工序。這樣的生產(chǎn)組織方式專(zhuān)業(yè)化程度低、生產(chǎn)效率 低，工廠(chǎng)的產(chǎn)能不能充分發(fā)揮。需要在工藝設(shè)計(jì)時(shí)采取一定的措施使 各設(shè)計(jì)工序的延續(xù)時(shí)間基木相等或?yàn)榱魉?jié)拍的整數(shù)倍。 主要措施有 : 合理的選擇、布置和使用設(shè)備 ;減少手工操作、 提高自動(dòng)化程度 ;將某些 工序合并、分解或者采用幾個(gè)平行的工作位置等。例如模具的安裝、 脫模劑的涂抹和安放鋼筋，必要時(shí)可合并為一個(gè)設(shè)計(jì)工序。4 結(jié)語(yǔ)構(gòu)件的工藝設(shè)計(jì)與生產(chǎn)組織是個(gè)較為復(fù)雜的問(wèn)題，大家的看法多 樣，但最終可能都會(huì)歸結(jié)到產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)