趙紅學(xué)，紀(jì)恩龍，魯衛(wèi)濤ZHAO Hong-xue, JI En-long, LU Wei-tao（中國建筑科學(xué)研究院 建筑機(jī)械化研究分院，河北 廊坊 065000）

焊接封閉箍筋應(yīng)用的發(fā)展趨勢

趙紅學(xué)，紀(jì)恩龍，魯衛(wèi)濤
ZHAO Hong-xue, JI En-long, LU Wei-tao
（中國建筑科學(xué)研究院 建筑機(jī)械化研究分院，河北 廊坊 065000）

[摘 要]目前我國建筑用鋼筋焊接封閉箍筋使用前景廣闊但一直未得到全面應(yīng)用。通過對傳統(tǒng)箍筋和焊接封閉箍筋制作使用工藝的介紹，闡述焊接封閉箍筋的自動化加工設(shè)備和焊接封閉箍筋應(yīng)用的發(fā)展趨勢。

[關(guān)鍵詞]傳統(tǒng)箍筋；焊接封閉箍筋；自動焊接生產(chǎn)線

在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展日益全球化的形勢下，我國正大力促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和結(jié)構(gòu)升級。建設(shè)工程中勞動密集性、施工復(fù)雜性等特點決定了必須以新技術(shù)為先導(dǎo)、新設(shè)備為依托來促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級。建筑用線材制品中箍筋所占的比例非常大，20世紀(jì)80年代時，箍筋在生產(chǎn)時采用人員手工或借助簡單機(jī)械加工，一個工程項目需要投入大量的人力。到了20世紀(jì)90年代末以后，工程建筑任務(wù)越來越大，對鋼筋加工要求越來越高，彎箍機(jī)的出現(xiàn)對箍筋加工帶來很大幫助，箍筋的生產(chǎn)效率大幅度提高，基本上能夠滿足生產(chǎn)施工要求。然而科技在進(jìn)步，時代在變遷，箍筋的生產(chǎn)不僅僅限制在生產(chǎn)效率的提高，箍筋的性能和生產(chǎn)工藝都提出更高的要求，如生產(chǎn)方便、節(jié)省材料、方便施工、抗震等。焊接封閉箍筋的出現(xiàn)滿足以上所述的特點要求，將順應(yīng)時代的發(fā)展。

1 箍筋使用的現(xiàn)狀

1.1 傳統(tǒng)箍筋

目前國內(nèi)中、小型建筑項目上鋼筋箍筋的加工采用較為傳統(tǒng)的加工方式，加工時將線材鋼筋進(jìn)行矯直定尺切斷，通過人工或簡易的吊裝設(shè)備轉(zhuǎn)運到彎曲機(jī)上進(jìn)行彎曲成型，所形成的二次周轉(zhuǎn)不僅影響生產(chǎn)效率，同時還占用了大量的施工場地。對于大型建筑工程，鋼筋箍筋的加工采用數(shù)控彎箍機(jī)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率極高，能夠滿足不同尺寸大小、規(guī)格等復(fù)雜形狀箍筋的制作，無需周轉(zhuǎn)，占用場地相對較小，數(shù)控彎箍機(jī)在近幾年應(yīng)用也特別廣泛。然而以上兩種方式所加工出的傳統(tǒng)箍筋有很多缺點：①用料多，箍筋抽頭和留尾長度均為鋼筋直徑的10倍。②安裝麻煩，傳統(tǒng)箍筋由于抽頭和留尾的存在，箍筋安裝時容易與主筋發(fā)生干涉，安裝既不美觀又影響安裝效率（圖1）。

圖1　 傳統(tǒng)箍筋及綁扎效果

1.2 焊接封閉箍筋

由于焊接封閉箍筋（圖2）具有節(jié)省鋼材、施工方便、抗震性能好等特點，已經(jīng)被廣泛接受和認(rèn)可，已納入《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》，在貴州、重慶、陜西等省市建筑施工中得到了較多應(yīng)用，并相繼發(fā)布了《混凝土結(jié)構(gòu)工程閃光對焊箍筋施工技術(shù)規(guī)程》地方標(biāo)準(zhǔn)。目前封閉箍筋在制作時，多數(shù)采用現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的數(shù)控彎箍機(jī)加工出半成品封閉箍筋，然后轉(zhuǎn)運到焊接區(qū)域，人工將半成品箍筋待焊接端頭定位在焊接電極塊上，手拉頂推桿掌控散光對焊機(jī)對半成品封閉箍筋進(jìn)行閃光對焊，焊接的力度掌控要求十分嚴(yán)格，焊接操作人員必須經(jīng)過培訓(xùn)上崗，確保焊接質(zhì)量。焊接封閉箍筋和傳統(tǒng)箍筋相比較有著明顯的優(yōu)勢：①省料，封閉箍筋端頭收尾相連，省去了傳統(tǒng)箍筋的10倍鋼筋直徑的抽頭留尾，節(jié)約鋼材效果十分明顯，可大大降低生產(chǎn)成本，以直徑為10mm、邊長為400×400mm箍筋為例，每個箍筋大約可節(jié)省11%的鋼材；②安裝方便，與傳統(tǒng)箍筋不同的是封閉箍筋的環(huán)式結(jié)構(gòu)沒有抽頭留尾，方案施工安裝，可直接套入主筋上，無需擔(dān)心有干涉，而且施工效果非常顯著，整齊美觀；③焊接封閉箍筋增強(qiáng)承重柱、量的強(qiáng)度，焊接封閉箍筋焊點處抗拉強(qiáng)度高于母材強(qiáng)度，所形成的封閉環(huán)式對主筋形成包裹，將預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用極致，提高工程質(zhì)量，保證建筑工程的安全可靠，同時具有很好的抗震效果。

圖2　 焊接封閉箍筋及綁扎效果

焊接封閉箍筋的出現(xiàn)必然會取代傳統(tǒng)箍筋，然而發(fā)展的過程也是困難重重，目前焊接封閉箍筋的加工效率較低，制作成本高，人工焊接對焊接質(zhì)量的掌控較難，雖然得到了廣泛接受和認(rèn)可，然后推廣的路還是很艱難。

2 焊接封閉箍筋應(yīng)用發(fā)展依托自動化加工

為了焊接封閉箍筋的使用得到全面推廣，必須提高其加工時的生產(chǎn)效率、確保質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，由中國建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院和廊坊凱博建設(shè)機(jī)械科技有限公司共同研發(fā)了焊接封閉箍筋自動焊接生產(chǎn)線，生產(chǎn)線可加工鋼筋級別HPB300、HRB400、HRB500；加工鋼筋直徑6～12mm；最大焊接速度6個/min；整個生產(chǎn)線采用全自動化加工，加工過程無需人工參與，由原材直接加工成成品的焊接封閉箍筋。焊接封閉箍筋自動化加工設(shè)備的研究依托現(xiàn)有的調(diào)直機(jī)、彎箍機(jī)、彎曲機(jī)、對焊機(jī)作為研究基礎(chǔ)，主要由以下機(jī)構(gòu)組成：矯直切斷機(jī)構(gòu)、彎曲機(jī)構(gòu)、整形定位機(jī)構(gòu)、焊接機(jī)構(gòu)、出料收集機(jī)構(gòu)。

1）焊接封閉箍筋自動化加工設(shè)備對鋼筋的矯直切斷性能、穩(wěn)定型、可控性要求很高。因此焊接封閉箍筋自動化加工設(shè)備采用壓輪式矯直方式。

2）設(shè)備的彎曲機(jī)構(gòu)采用4個彎曲主機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼筋彎曲邊同時彎曲，提供彎曲效率。

3）設(shè)備的整形定位機(jī)構(gòu)需要將半成品箍筋端頭進(jìn)行準(zhǔn)確定位，確保鋼筋端頭軸線對中，需要采用定位夾鉗，對鋼筋端頭在空間方向上進(jìn)行約束，應(yīng)實現(xiàn)穩(wěn)定快速整形定位。

4）設(shè)備的焊接機(jī)構(gòu)應(yīng)確保半成品封閉箍筋準(zhǔn)確穩(wěn)定的焊接，且不影響整個自動化流水線的穩(wěn)定作業(yè)。

本項目的開發(fā)可有效降低場地使用面積、減少用工數(shù)量，在提高了鋼筋制品精度同時降低了現(xiàn)場管理難度，效率由原來每人每班1～1.5t提高到每人每班加工7t以上，生產(chǎn)效率提高7～8倍，材料節(jié)省11%以上，同時勞動用工量可大大降低，大幅度降低能源消耗，符合低碳、環(huán)保、降耗增效的總體發(fā)展方向。同時該項技術(shù)填補國內(nèi)鋼筋封閉箍筋自動焊接加工設(shè)備的空白，可為鋼筋加工工業(yè)化發(fā)展提供技術(shù)支撐。

3 結(jié) 語

隨著我國建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，對工程的質(zhì)量和施工體系要求越來越嚴(yán)格，鋼筋商品化加工配送也成為主流。焊接封閉箍筋自動化加工設(shè)備的出現(xiàn)，讓封閉箍筋生產(chǎn)成本大幅度降低，推廣應(yīng)用變得更容易。焊接封閉箍筋勢必會取代傳統(tǒng)箍筋，將作為鋼筋制品主要推廣對象。

（編輯 賈澤輝）

［基金項目］國家“十二五”科技支撐計劃項目（2012BAJ03B0604）

［中圖分類號］TU649

［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］C

［文章編號］1001-1366（2015）02-0080-02

［收稿日期］2014-12-22

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