1、本科毕业论文（20 届）海溏防汛、围垦金属网（石）兜的系列化产品研发与关键技术性能分析所在学院 专业班级 机械设计制造及自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科生毕业论文I摘要本论文主要针对金属网（石）兜的一些关键技术进行分析并进行系列化研究。金属网（石）兜是现代工程中出现的一种新的工程装置，金属网（石）兜由不锈钢材或合金钢丝编织而成，可以将形状各异、大小不一的块石装入网兜形成一个柔韧的整体，可以通过吊装、汽车、船运到达指定地方，也可以将合金网兜相互连接成一个更大整体。但目前国内金属网兜生产企业产品单一，且没有网兜的系列标准，企业规模较小，大都属于按需加工，不能形成规模化
2、生产，使得网兜生产周期较长，生产过程难以监控，产品质量很难保证。针对目前状况，我首先通过调研国内金属网兜的供需市场了解金属网兜在各建设领域中的应用情况和常用网兜的结构、技术性能，并对这些网兜结构参数、技术性能进行整理。然后对整理好的结构参数、技术性能进行分析处理。最后参照相关标准制定出金属网兜行业的生产标准，以适应市场需求并为企业生产提供技术指导。关键字：金属网（石）兜；性能；分析；系列化；标准本科生毕业论文IIAbstractThis research mainly metal (stone) pocket some of the key technologies to analyze an
3、d study the series. Wire Mesh (Stone) appears in modern engineering pocket is a new engineering plant, metal (stone) pocket by the stainless steel or alloy steel wire woven, can be all shapes and sizes of stone into the string bag Form a flexible entity, can be lifting, cars, shipping arrived at the
4、 designated place, or you can string bag alloy into a larger interconnected whole. However, domestic manufacturers of metal products, a single string bag, and no net bag in the series of standards, small scale enterprises, most are on-demand processing, and can not form a large-scale production, mak
5、ing the string bag production cycle is longer, difficult to monitor the production process, product quality is difficult to Guarantee. For the current situation, I first survey of domestic metal net bag by market supply and demand to know the construction of metal net bag in the field of application
6、 and the structure of common string bag, technical performance, and structural parameters of these string bag, and technical performance of finishing. Good structure and then finishing parameters, technical performance analysis and processing. Finally, with reference to the relevant standard-setting
7、 production of the metal net bag industry standards to meet market needs and provide technical guidance for the production.Key words：metal mesh; Performance; Analysis; Series; Standard本科生毕业论文III目 录摘要 .IAbstract.II第 1 章 绪论 .11.1 金属网(石)兜概述 .11.1.1 金属网(石)兜系列产品国内外的应用 .1112 金属网（石）兜系列产品的技术优势 .2113 国内金属网（石
8、）兜的历史及生产现状 .212 选题意义 .313 本课题研究的主要内容 .3第 2 章 金属网(石)兜的结构及规格 .421 石笼结构金属网 .422 柔性合金钢丝网兜 .5221 平面金属网兜 .5222 合金网袋 .623 结构分析 .7231 孔型分析 .7232 金属网（石）兜编织方法分析 .8233 金属网（石）兜外形分析 .10第 3 章 现有金属网（石）兜的技术性能分析 .1231 材料分析 .1232 金属网（石）兜整体机械性能分析 .1233 金属网（石）兜防腐性能分析 .17331 金属网（石）兜的腐蚀 .17332 现有防腐蚀枝术及金属网（石）兜方腐方法分析 .17第
9、4 章 金属网（石）兜类产品系列化 .19附录 .20小结 .24致谢辞 .25参考文献 .26本科生毕业论文1第 1 章 绪论1.1 金属网(石)兜概述1.1.1 金属网(石)兜系列产品国内外的应用随着人类技术文明的发展现代工程中对材料的要求也越来越高，金属网（石）兜因其具有抗腐蚀性能强，整体柔软性和稳定性好，能自身适应地基的变化补偿地基的塌陷，施工抛投时方便、快捷、高效，经济性能好等特点，已替代水利建设中使用麻袋、塑料编织袋或混凝土砌块等传统的防汛抢险办法，并在交通、海塘防汛围垦、港口工程、除险加固、防冲护趾、大桥桥墩保护等许多领域广泛应用。1997 年在浙江省衢州市的三江治理中工程，使用
10、了网石箱并用江中鹅卵石来作填充料，对堤坝基础进行加固，有效地解决了凹岸受河水顶冲和崩岸, 经历洪水的冲刷考验,网石箱整体性能稳定, 没有出现金属网丝断裂、腐蚀、破损和流失, 得到当地水利部门好评。在1999 年9月开始的浙江省温州市浅滩围垦中,金属网以其的优秀的性能得到了使用，作为海塘堤防、闸口等特殊地段的防冲、护趾，同样金属网出色的完成了任务。1999 年8月在萧山市钱塘江标准堤防防冲护趾施工中使用了网石兜，也是获得成功。众所周知钱塘江的潮水名满天下，但它对堤防的危害也同样十分惊人。萧山围垦十八、十九施工段,是钱塘江河口潮位最高, 冲击强度最大,水流速度最快的地段之一, 流速为4 11m/
11、s, 涌浪冲击强度8t/ m ,潮位高度2. 5m ,潮差约8m ,原采用散抛块石护堤, 横断面2散抛块石量8 30m ,但在2 3 个月时间过后块石均被潮水冲失, 后采用46t/ 块的扭3工块,并用钢筋串接,同样效果不佳，一部分扭工块被潮水冲走、未被冲走的都不同程度的发生了移位现像,由于未找到有效解决方法在每一米的横断面上累计补抛块石的费用每年大于1000 元,该地段每年仅补抛块石的费用累计在千万元以上,不仅造成了极大的浪费而且仍无法保证堤防的安全。现采用网（石）兜单层串接护趾，经历农历七、八、九、十月最大潮位的冲刷，仍保持稳定，网石兜( 箱) 没有发生锈蚀，断裂，破损和流失移位，并出现明显
12、的泥砂淤积,从根本上达到了消能、促淤、护趾的目的。1992年至2003年世界闻名的长江三峡的一、二期工程中同样使用了金属网（石）兜，三峡水利枢纽工程作为世界最大的水利工程其导流明渠截流具有流量大、落差大、流速大等水力学特征,设计流量为10300 m /Ps ,落差4.11 m ,最大流速5.3m/Ps ,是世界水电史3上截流综合难度最大的工程之一。导流明渠截流采取双戗堤进占方式,在截流进占过程中一般抛投材料流失量大,且易发生堤头坍塌现象,严重危及施工人员和机器设备的安全；另外,导流明渠下游截流戗堤后期需全部拆除,抛投材料块度有所限制拆除难度大。因而,在保证截流成功的前提下,为减小抛投材料流失量
13、、降低堤头坍塌危险,且不给后期拆除增加困难和成本,合金钢网（石）兜被作为特种抛投材料应用于导流明渠截流工程。阿尔及利亚从Bouira 东省界到Zennouna 的高速公路中段的一部分，它连接了在建的本科生毕业论文2Khemis Miliana 至Bordj Bou Arreridj 高速公路，其中有17 的路段穿越天然河流km区域。为了保证该路段路基的稳固和线路的线形，施工前对该路段的9个重点段落做了进一步的规划。即要在满足河道的生态要求也满足路段的施工要求。石笼网因为具有较高的孔隙率满足了该地区的生态要求，而且抗冲刷能力强，整体性好，适应地基变形能力强的优秀特点在这项工程中得到了应用。112
14、 金属网（石）兜系列产品的技术优势金属网（石）兜具有高的硬度、强度和抗腐蚀能力, 由于整体为钢丝编织结构, 同时具有很好的柔韧性, 与传统的防冲护堤产品比较, 网石（兜）系列产品具备如下性能优势:(1) 由于采用不锈钢材料, 与传统的竹笼、钢筋笼相比, 具有更加优良的整体物化性能, 使得网兜整体抗冲、抗剪切、耐磨耐腐蚀性能更强, 使用寿命更长, 可有效地减少防护工程的重复施工, 简化工程维护, 降低工程的维护费用, 综合经济效益十分可观。(2) 金属网（石）兜的使用, 使相互独立的块石构成一个整体, 在实施抛投后, 可在兜与兜之间进一步串接, 从而形成更大的整体, 有了这种整体的凝结力就可以减
15、少单个块石的质量,块石的间隙增多, 块石凹凸不平的表面, 起到分解波浪、减缓流速和降低冲击强度的作用, 达到防冲、消能、促淤的目的,此外这种“以小拼大”的方式, 也给施工带来极大的便利。(3) 金属网（石）兜所构成的整体, 具有极高的柔性, 一方面可有效地缓解水流的冲击, 提高网石兜本身的抗冲击能力, 同时,这种柔性的整体性能能够补偿和适应基础的塌陷, 有效地阻止水流对基础的掏刷, 保证坝趾基础的稳定性。(4) 在溪滩治理中, 可把河道中的鹅卵石作为网（石）兜的填充料, 实现就地取材, 节省石料费用, 又可以疏浚河道, 一举两得。(5) 金属网的结构本质上都具有透水性，对地下水的自然作用及过滤
16、作用具有较强的包容性，水中的悬移物和淤泥得以沉淀于填石缝中，从而有利于自然植物的生长，逐步恢复原有的生态环境。(6) 网石兜系列产品不仅仅可用于防冲护堤, 如果采用不同的填充料, 或以不同的形式组合、连接, 可以适应各种复杂的水文条件和地形结构, 可以实现导流等其他各种不同的防护用途。在施工中, 可以带水作业, 减免围堰和排水费用,适应性极强。网（石）兜系列产品, 目前已在各种不同环境条件下使用, 均获得了满意的效果。113 国内金属网（石）兜的历史及生产现状网石兜其实也和四大发明一样同样起源于中国。早在2000多年的先秦时期由李冰太守主持建造的都江堰工程中就运用了网石兜。该工程使用竹编网石兜
17、挡水筑坝，这是迄今世界上最早的网石笼使用记载。网石兜造就了举世闻名的都江堰。都江堰直到2000多年后的今天仍发挥着它的灌溉功能，这不仅体现了中国人民的高超技术同时也表现出了网石兜的优越性能。本科生毕业论文3日本由河川协会出版的蛇笼的知识一书中记载了日本最早使用网石兜为公远前27年用柳条石笼和竹编石笼堵复堤防的事例。由此可见日本使用网兜比中国要晚200多年。而根据本世纪初，英国曼彻斯特船舶航运公司出版的铅丝笼工程专著是记著的西方国家中最早使用网兜的英国，也才是在16世纪用装满泥土的柳条筐作为保护炮兵的掩护体。直到200年后意大利才使用了袋状的线网笼。由此可见他们对网石兜的使用已是比中国晚上了近2
18、000年。可是，虽然我们祖先是最早使用网石兜并创造了不绯的成就。但在现代金属网（石）兜生产上我们国家还比较落后，目前国内金属网兜生产企业产品单一，且没有形成网兜的系列标准，企业规模较小，大都是属于按需加工，不能形成规模化生产标准化管理，使得网兜生产周期较长，生产过程难以监控，产品良莠不齐质量很难保证。12 选题意义由于网（石）兜系列产品的性能优异、适应力强、使用方便，因此，网（石）兜将在未来会在各种领域被更加广泛推广及应用。但因受到了目前国内生产状况的限制将导致我国的网（石）兜产业发展进度缓慢。因为我国目前并没有武形成网兜的技术标准，所以对网兜系列产品生产技术进行规范可促进网（石）兜产业的发展
19、，同时也会使我国在工程装置的选用时有了更多的选择性。13 本课题研究的主要内容当前国内金属网（石）兜产业的生产状况在上文中也提到了，因此，我们要解决的问题在于国内金属网兜生产企业产没有网兜的系列标准造成的企业规模较小，大都属于按需加工，不能形成规模化生产，网兜生产周期较长，生产过程难以监控，产品质量很难保证的问题。我们通过调研国内金属网兜在各建设领域中的应用情况，分析各类金属网兜的结构、技术参数及力学性能等去规范金属网兜的技术参数。本科生毕业论文4第 2 章 金属网(石)兜的结构及规格由于目前国内并没有一个金属网的统一生产标准，因此国内的金属网产品规格尺寸比较混乱各种尺寸的产品层出不穷。经过资
20、料的收集与统计列出了目前防汛金属网产品中比较常见的规格及尺寸。21 石笼结构金属网石笼网它是由重型六角网剪裁、折叠加工而成的铁丝网箱笼，一般常现的是由 4 片重型六角网折叠组装成的网箱，一片大的六角网折叠成长方体的 4 个大面，两头有两小片的六角网，中间有隔板网片。网孔主要是六边形但在一些特殊场合会出一些其它孔形如四边形和三角形网孔。石 笼 网 的 材 质 主 要 有 四 种 ： （ 1） 镀 锌 钢 丝 ： 优 质 低 碳 钢 丝 ， 钢 丝 的 直 径 2.0 -4.0 ， 钢 丝 的 抗 拉 强 度m不 少 于 380 ， 钢 丝 的 表 面 采 用 热 镀 锌 保 护 ， 镀 锌 的
21、保 护 层 的 厚 度 根 据 客 户 要 求 制MPa作 ， 镀 锌 量 最 大 可 达 到 300 。 2/mg（ 2） 锌 -5%铝 -混 合 稀 土 合 金 钢 丝 ： （ 也 叫 高 尔 凡 ） 钢 丝 ， 这 是 一 种 近 年 来 国 际 新兴 的 一 种 新 兴 的 一 种 新 材 料 ， 耐 腐 蚀 性 是 传 统 纯 镀 锌 的 3 倍 以 上 ， 钢 丝 的 直 径 可 达1.0 -3.0 ， 钢 丝 的 抗 拉 强 度 不 少 于 1380 。 mMPa（ 3） 镀 锌 钢 丝 包 塑 ： 优 质 低 碳 钢 丝 ， 在 钢 丝 的 表 面 包 一 层 PVC 保 护
22、层 ， 再 编 织成 各 种 规 格 的 六 角 网 。 这 层 PVC 保 护 层 将 会 大 大 增 加 在 高 污 染 环 境 中 的 保 护 ， 并 且 通过 不 同 颜 色 的 选 择 ， 使 其 能 和 周 围 环 境 融 合 。 （ 4） 锌 -5%铝 -混 合 稀 土 合 金 钢 丝 包 塑 ： 在 锌 -5%铝 -混 合 稀 土 合 金 钢 丝 的 表 面 包一 层 PVC 保 护 层 ， 再 编 织 成 各 种 规 格 的 六 角 网 。 这 层 PVC 保 护 层 将 会 大 大 增 加 在 高 污染 环 境 中 的 保 护 ， 并 且 通 过 不 同 颜 色 的 选 择
23、 ， 使 其 能 和 周 围 环 境 融 合 。石 笼 网 的 优 点 ： 1 提 高 河 槽 边 坡 的 稳 定 性 ， 防 止 汹 涌 的 河 水 冲 刷 河 岸 ； 2 提 供 河 岸 粗 糙 系 数 的 预 定 值 ； 3 与 水 泥 浇 筑 的 河 岸 相 比 ， 石 笼 网 护 垫 能 够 生 态 保 护 图 2.1.1 石笼网示意图本科生毕业论文5下表中所列产品的宽与高均为 1m表 2.1.1 石笼网尺寸石笼网长度 ( )m2 3 4 6网孔尺寸( )m石笼网丝径( )60x80 2.0 2.0 2.0 2.080x100 2.7 2.7 2.7 2.780x120 3.0 3.
24、0 3.0 3.0100x120 3.0 3.0 3.0 3.0120x150 3.2 3.2 3.2 3.2150x250 3.5 3.5 3.5 3.522 柔性合金钢丝网兜金属网石兜外形的结构样式也非常繁杂除了2.1中所介绍的箱体类结构还有平面的金属网和合金网袋。它们均是用柔性合金材料编制而成，平面的金属网是一个编制成平面的网，合金网袋编制成一端开口的袋形或半球形。平面的金属网在使用时将填充的石料放入网中后，再用起重设备提起连接网兜边缘的缆绳进行抛石。而合金网袋先将网兜平铺开装入要求的石块方量，基本装叠成圆锥形（且在网兜底园周范围内）再用钢丝索将网兜口边串起，并用吊机吊起扣紧，再用合金钢
25、丝将网口扎紧进行抛投。221 平面金属网兜平面金属网兜其外形结构特点是平面金属网展开后为平面结构，在这个平面结构上装有用于起重的缆绳，缆绳有两条且缆绳两端分别固定于平面金属网的两条平行边的两个端点上如图2.2.1所示。这种平面金属网的边框部分的金属丝由于工作中承受力的不同其丝径要大于网面编织用的金属丝径。这类网兜孔形主要为矩形。平面金属网兜的主要材质有：合金材料图 2.2.1 合金钢丝网结构图本科生毕业论文6目前平面金属网的生产厂家不多，基本都是按照顾客的使用要求定做，因此平面金属网的规格尺寸也是各种各样没有统一标准。表 2.2.1 是经过整理得到的现在生产较为常用的规格尺寸。表 2.2.1
26、平面金属网的规格尺寸长宽（ ）m网孔尺寸( )m丝径( )m矩形网目边长 六边形网目平均边长2.02.0 2.03.02.52.5 2.54.03.03.0 3.04.03.05.0 4.04.04.06.0 5.05.06.06.0 5.08.06.08.0 7.07.06.09.0 8.08.04040 4060 5050 5080 6060 601008080 80120 100100 100150 120120 120170150150 150200200300 25040020 25 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 1
27、70 180 2001.2 1.4 1.61.8 2.0 2.22.5 2.8 3.03.2 3.5 4.04.5 5.0 6.0222 合金网袋合金网袋从其结构来说更接进于中国历史上使用的网兜，合金网袋是由单层网片卷制而成且外形为一个一端开口的袋形（如图 2.2.3 所示）的一种网。它不像平面金属网兜有边框和缆绳它的整个网袋结构均是用一种型号的金属丝编制而成。与平面金属网兜相比合金网袋石料的填充相对麻烦但因为其完整的将石料包于其中，因此它的整体性更好抗冲击能力更强更加稳定，被广泛的运用于水利工程的填、堵决口及堤岸防护工程中。这类网兜的孔形为六边形和四边形。主要编织材料使用低碳钢丝。图 2.2.2 合金网袋表 2.2.2 是目前合金网袋生产中运用的比较多的规格尺寸。表 2.2.2 合金网袋规格尺寸网袋长度( )m网袋直径( ) 网袋孔径 网袋丝径
