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塔楼混凝土泵送能力计算方法
T1塔楼计划泵送高度278m,先进行内筒施工再进行外筒的施工施工,内外筒各分两个施工段,拟用HBT90C输送泵,根据现场情况,按最长路径拟配管:
出口布置80m水平管、90°弯管2个、175~125变径管1个;在高120.850m的20层,布置了9m水平管、90°弯管4个、一直往上升,施工层需要布置水平管长度,最大不超过10m,最终与布料杆连接。直管两端用架体固定牢靠。垂直管按278m计算,软管一个,其余按常规配置。
(1)、配管水平换算长度计算
L=(1+2+…)+k(ht+h2-…)+fm+bn1+tn2=1259m
式中L—配管的水平换算长度(m);
1、2…—水平配管长度(m);
ht、h2…—垂直配管长度(m);
m—软管根数(跟);
n1—弯管个数(个);
n2—变径管个数(个)
k、f、b、t—分别为每米垂直管及每根软管、弯管、变径管的换算长度,k取3、f取20、b取9、t取16
(2)、混凝土泵的最大水平输送距离计算
根据混凝土泵的最大出口压力、配管情况、混凝土性能指标和输出量,按下列公式进行计算:
Lmax=Pmax/ΔPH=1336m>1259m
K1=(3.00-0.01S1)·102
K2=(4.00-0.01S1)·102
式中Lmax——混凝土泵的最大水平输送距离(m);
Pmax——混凝土泵的最大出口压力(Pa),按22Pa计算;
ΔPH——混凝土在水平输送管内流动每米产生的压力损失(Pa/m);
r0——混凝土输送管半径(m),按125mm计算;
K1——黏着系数(Pa),取K1=(3.00-0.10s)×102(Pa);
K2——速度系数(Pa/m/s),取K2=(4.00-0.10S)×102(Pa/m/s);
S1——混凝土坍落度,约为20cm;
t2/t1——混凝土泵分配阀切换时间与活塞推压混凝土时间之比,一般取0.3;
v2——混凝土输送管内的平均流速(m/s),当排量达40m3/h时,流速约0.91m/s;
α2——径向压力与轴向压力之比,对普通混凝土取0.90。
注:ΔPH值也可用其他方法确定,且通过试验验证。
(3)泵送混凝土阻力计算
泵送混凝土至278米高度所需压力的计算:
混凝土泵送所需压力P包含三部分:混凝土在管道内流动的沿程压力损失P1、混凝土经过弯管及锥管的局部压力损失P2以及混凝土在垂直高度方向因重力产生的压力P3。
P1=.=.=3.58Mpa
式中:
—单位长度的沿程压力损失。
—管道总长度,垂直高度278m,加上布料杆长度及水平管道部分,总长约416m。
—粘着系数,取=(3.00-0.10S)×102(Pa),S为塌落度,约20cm。
—混凝土输送管直径,按125mm计算。
—速度系数,取=(4.00-0.10S)×102(Pa/m/s)。
—混凝土泵分配阀切换时间与活塞推压混凝土时间之比,其值约0.2-0.3
—混凝土在管道内的流速,当排量达40m3/h时,流速约0.91m/s。
—径向压力与轴向压力之比,其值约0.9。
P2=11×0.1+2×0.2=1.5Mpa
弯管:90o,R=1000,6个;90o,R=500,4个;锥管1个,每个弯管、锥管压力损失0.1Mpa,分配阀压力损失0.2Mpa。
P3=ρgH=5.89Mpa。
式中:
ρ—混凝土密度,取2600kg/m3
g—重力加速度
H—泵送高度,按278.5m计算
计算结果为:泵送278.5米高所需压力总压力:
P=P1+P2+P3=3.92+1.5+5.89=11.3Mpa<22.0Mpa。