侯軍平

【摘 ?要】在工程建設(shè)中，為了提高施工質(zhì)量、提升施工效率和節(jié)約成本，工藝改革勢(shì)在必行。以合安鐵路3標(biāo)廬江制梁場(chǎng)900噸箱梁預(yù)制中，采用對(duì)焊機(jī)對(duì)焊長(zhǎng)度12m的Φ12螺紋鋼筋加工超長(zhǎng)縱向鋼筋和采用全自動(dòng)數(shù)控鋼筋調(diào)直切斷機(jī)調(diào)直Φ12盤(pán)螺鋼筋加工超長(zhǎng)縱向鋼筋。從工藝、勞務(wù)輸出、生產(chǎn)效率、電費(fèi)、施工質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行比較，分析了先進(jìn)工藝帶來(lái)的價(jià)值和意義。

【關(guān)鍵詞】梁場(chǎng);預(yù)制箱梁;鋼筋加工;盤(pán)螺調(diào)直;工藝改革

由于市場(chǎng)勞務(wù)人員的減少，勞務(wù)工資大幅上漲，施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化管理的提升，原材價(jià)格的巨額上漲，先進(jìn)的工藝漸漸取代落后的工藝顯得尤為重要?，F(xiàn)以廬江制梁場(chǎng)32m箱梁預(yù)制中加工超長(zhǎng)Φ12鋼筋，采用新工藝并進(jìn)行了論述。

1、廬江制梁場(chǎng)箱梁預(yù)制超長(zhǎng)鋼筋加工工程量

鋼筋加工尺寸及工程量見(jiàn)表1。

2、兩種縱向超長(zhǎng)鋼筋加工工作原理介紹

（1）Φ12鋼筋閃光對(duì)焊介紹

Φ12鋼筋閃光對(duì)焊是：先將兩個(gè)鋼筋端頭相對(duì)擺放，由鉗口固定;接通電源使其鋼筋頭端面逐漸靠近，使兩接頭端面輕微接觸，此時(shí)電流通過(guò)時(shí)接觸點(diǎn)利用電阻熱加熱這些接觸點(diǎn)，使鋼筋頭端面的金屬觸接點(diǎn)加熱熔化，由于電流大，產(chǎn)生熱量多，端部形成液體金屬蒸發(fā)、噴射;隨著動(dòng)夾鉗的緩慢推進(jìn)，鋼筋端部不斷產(chǎn)生蒸發(fā)與噴射，在蒸氣壓力和電磁力的作用下，液態(tài)金屬微粒不斷從兩接頭中間噴出來(lái)形成閃光;由于噴射出的高溫金屬蒸氣和金屬微粒在空氣中燃燒生成四氧化三鐵，使端頭接口及周圍氣體介質(zhì)中的氧氣含量減少，接頭處氧化能力降低，從而提高了對(duì)焊接頭的質(zhì)量;在閃光過(guò)程中必須保證不發(fā)生斷路和短路現(xiàn)象，使接頭閃光穩(wěn)定而且強(qiáng)烈。斷路會(huì)使接頭處無(wú)法連續(xù)燃燒鐵微粒降低接頭處氧氣量，減弱了接頭處的保護(hù)作用，接頭易被氧化形成質(zhì)量問(wèn)題，閃光越強(qiáng)烈，焊接處的自保護(hù)作用越好。短路會(huì)使對(duì)焊接頭過(guò)燒，導(dǎo)致接頭報(bào)廢。隨著接頭逐漸縮短，端頭溫度逐漸升高，噴射的速度也將加快，動(dòng)夾鉗的推進(jìn)速度也必須逐漸加大，此時(shí)接頭整個(gè)端面形成一層液體金屬層，并在一定長(zhǎng)度上使金屬達(dá)到塑性變形溫度。此時(shí)，放開(kāi)電源按鈕，停止閃光，立即對(duì)接頭施加足夠的頂鍛壓力，密封接頭端面的間隙和液體金屬爆破后留下的火口，同時(shí)擠出端面的液態(tài)金屬及氧化物夾雜物，使?jié)崈舻乃苄越饘倬o密接觸融接，完成對(duì)焊。

（2）Φ12盤(pán)螺調(diào)直介紹

全自動(dòng)數(shù)控鋼筋調(diào)直切斷機(jī)在微電腦控制系統(tǒng)上輸入鋼筋尺寸和根數(shù);將盤(pán)螺安裝到釋線架上，擺放在鋼筋調(diào)直切斷機(jī)前端約8～10米處（如圖1所示），確保鋼筋調(diào)直過(guò)程中有足夠的松弛度;將鋼筋

穿過(guò)調(diào)直筒的調(diào)直輪，對(duì)稱的多套曲線調(diào)直輪在調(diào)直筒的旋轉(zhuǎn)下螺旋狀擠壓彎曲的鋼筋，使鋼筋被壓直，即所供彎曲線材在雙曲線的作用下，較完全的消除了彎曲應(yīng)力，即被完成調(diào)直（利用調(diào)直輪支架上螺絲左右的旋轉(zhuǎn)可調(diào)整線材的順直度）;在主動(dòng)箱的后面裝配鏈輪及鏈條帶動(dòng)被動(dòng)箱，由被動(dòng)箱完成調(diào)直前后的整個(gè)牽引送料工作;當(dāng)調(diào)直后的鋼筋達(dá)到設(shè)定的長(zhǎng)度時(shí)，由電機(jī)帶動(dòng)液壓泵產(chǎn)生液壓動(dòng)力帶動(dòng)剪切機(jī)構(gòu)切斷鋼筋;在切斷過(guò)程中由于線材在持續(xù)前行，切斷時(shí)的瞬間阻力推動(dòng)裝有剪切機(jī)構(gòu)的活動(dòng)小車前行，形成跟刀運(yùn)動(dòng)，完成切斷后在活塞桿帶動(dòng)下刀回位，線材阻力消除，然后活動(dòng)小車被彈簧拉回并回到初始狀態(tài)。調(diào)直后的鋼筋落入受料架上，檢查鋼筋尺寸和調(diào)直質(zhì)量，進(jìn)行調(diào)解，以確保鋼筋長(zhǎng)度精度和調(diào)直質(zhì)量。然后開(kāi)始大量加工。

3、鋼筋的選用

國(guó)家鐵路局發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高速鐵路預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁》TB/T3432-2016，第3.2.11條規(guī)定：建設(shè)高速鐵路預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁所使用的螺紋鋼，其性能除了必須符合《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》GB1499.1、《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》GB1499.2的要求外，還必須符合鐵標(biāo)TB/T3432-2016相應(yīng)規(guī)定。

（1）Φ12鋼筋閃光對(duì)焊

市場(chǎng)上，Φ12線材鋼筋的長(zhǎng)度一般為9m和12m。若選用9m鋼筋，一榀箱梁需要焊接鋼筋接頭約為9477.16÷9≈1053個(gè)左右;選用12m鋼筋，一榀箱梁需要焊接鋼筋接頭約為9477.16÷12≈790個(gè)。部分原材接頭呈馬蹄口，無(wú)法對(duì)焊需切除，根數(shù)越多，數(shù)量相對(duì)越大。因此閃光對(duì)焊選用符合鐵標(biāo)TB/T3432-2016的12mΦ12線材。

（2）Φ12盤(pán)螺調(diào)直

盤(pán)螺運(yùn)輸方便，并在施工中可避免造成鋼筋接頭浪費(fèi)，市場(chǎng)上Φ12盤(pán)螺貨源充足，噸位多為2.2～2.5噸之間，梁場(chǎng)鋼筋調(diào)直數(shù)量多，為降低浪費(fèi)，所需每捆長(zhǎng)度越長(zhǎng)越好。采購(gòu)中發(fā)現(xiàn)多為2.305噸。因此盤(pán)螺調(diào)直選用符合鐵標(biāo)TB/T3432-2016的大捆Φ12鋼筋。

4、一榀梁縱向超長(zhǎng)鋼筋加工所需勞務(wù)技能要求、工作時(shí)長(zhǎng)和工費(fèi)支出

（1）Φ12鋼筋閃光對(duì)焊

需要獲得有效焊工證且技術(shù)熟練的電焊工2名，輪流擺料和對(duì)焊。一榀梁8.416噸，311根鋼筋，約790個(gè)接頭，焊接時(shí)長(zhǎng)約為9～10個(gè)小時(shí)，計(jì)算時(shí)按照10小時(shí)計(jì)。目前市場(chǎng)上熟練有證電焊工對(duì)焊一榀梁工費(fèi)最少為：300元×2人=600元。

（2）Φ12盤(pán)螺調(diào)直

需叉車配合將盤(pán)螺安裝在放線架上，普工1名，簡(jiǎn)單培訓(xùn)就可上崗。將鋼筋穿入調(diào)直機(jī)，約為7～8分鐘，調(diào)直一捆2.305噸盤(pán)螺約52分鐘，一榀梁需要調(diào)直鋼筋8.416噸，4小時(shí)內(nèi)可完成一榀梁縱向鋼筋加工任務(wù)。目前調(diào)直一榀梁縱向鋼筋工費(fèi)：200元×1人=200元。

從以上得出，盤(pán)螺調(diào)直工人無(wú)技能要求，用工少，用時(shí)短，優(yōu)于閃光對(duì)焊。

5、施工質(zhì)量驗(yàn)收及利弊分析

（1）Φ12對(duì)焊鋼筋接頭的檢驗(yàn)

A、力學(xué)性能檢測(cè)

閃光對(duì)焊接頭的力學(xué)性能檢驗(yàn)在同等級(jí)、同規(guī)格、同接頭形式和同一焊工完成的300個(gè)作為一批，不足300個(gè)也按一批計(jì)），每批中隨機(jī)切取6個(gè)試件，3個(gè)作拉伸試驗(yàn)，3個(gè)作冷彎試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)20榀梁對(duì)焊接頭力學(xué)檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，5次在拉伸和冷彎試驗(yàn)易出現(xiàn)不合格復(fù)檢合格現(xiàn)象。復(fù)檢不合格1次，全部報(bào)廢重新對(duì)焊進(jìn)行檢驗(yàn)合格。由于焊接質(zhì)量合格率較低，給工程質(zhì)量帶來(lái)巨大隱患。

B、外觀質(zhì)量檢查

容易出現(xiàn)燒傷、表面裂紋、彎折角大于2°、軸線偏移超1/10直徑或超1mm情況等不符合規(guī)范要求情況，需返工將接頭切除重新焊接合格。

實(shí)際施工中，監(jiān)督焊工在出現(xiàn)焊接外觀質(zhì)量問(wèn)題時(shí)直接切除重新焊接，經(jīng)統(tǒng)計(jì)20榀梁重焊接頭數(shù)量42-74次/榀。經(jīng)料頭統(tǒng)計(jì)切除原材不直馬蹄口端頭平均每榀梁約96次。

由于工人焊接技術(shù)水平較低，外加質(zhì)量觀念不強(qiáng)，且為了快速完成任務(wù)，導(dǎo)致對(duì)焊接頭質(zhì)量合格率無(wú)法完全滿足施工要求，導(dǎo)致質(zhì)量可控性差，并將給工程質(zhì)量帶來(lái)巨大隱患。

C、長(zhǎng)度

焊接長(zhǎng)度由自備工裝精度確定，實(shí)際測(cè)量誤差不超過(guò)2mm。

（2）Φ12盤(pán)螺調(diào)直質(zhì)量檢驗(yàn)

盤(pán)螺Φ12鋼筋調(diào)直后依然符合《高速鐵路預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁》TB/T3432-2016要求。

實(shí)際多次測(cè)量半成品鋼筋長(zhǎng)度偏差不超±4mm，縱橫肋未受到破壞，經(jīng)多次取樣測(cè)量調(diào)直鋼筋，見(jiàn)表2，偏差均符合要求。經(jīng)過(guò)對(duì)采購(gòu)鋼筋取樣測(cè)量，大多數(shù)鐵標(biāo)盤(pán)螺均比理論重約1.6%～2%。

（3）Φ12對(duì)焊鋼筋和盤(pán)螺調(diào)直利弊分析

施工管理中要對(duì)閃光對(duì)焊接頭進(jìn)行力學(xué)檢驗(yàn)和外觀檢驗(yàn)，增加管理成本。實(shí)際施工中閃光對(duì)焊容易出現(xiàn)不合格情況，返工率較高。調(diào)直機(jī)調(diào)直質(zhì)量穩(wěn)定、誤差小，若有微量不順直只需調(diào)整調(diào)直輪支架左右絲可解決，長(zhǎng)度誤差在電腦上修正即可解決。

得出結(jié)論：盤(pán)螺調(diào)直施工質(zhì)量?jī)?yōu)于閃光對(duì)焊。

6、材料節(jié)超分析

（1）Φ12鋼筋閃光對(duì)焊

施工過(guò)程中，接頭質(zhì)量問(wèn)題返工，切除影響區(qū)鋼筋，每處約0.2m，由于焊工技術(shù)原因，返工接頭清點(diǎn)毎榀梁平均56處，合計(jì)浪費(fèi)0.2×58=11.6m。

接頭檢驗(yàn)以300個(gè)接頭為一批，一片梁3批，9根拉伸，9根彎曲，不考慮復(fù)檢，檢驗(yàn)合計(jì)使用0.4×9+0.6×9=9m。

由于原材原因，部分接頭呈馬蹄口無(wú)法焊接順直需要切除，一榀梁浪費(fèi)0.1m×96=9.6m。

合計(jì)材料浪費(fèi)（11.6+9+9.6）*0.888=26.81kg。

（2）Φ12盤(pán)螺調(diào)直

鋼筋調(diào)直施工中出現(xiàn)最后一根長(zhǎng)度不足，調(diào)直后加工成其他半成品鋼筋，無(wú)鋼筋頭浪費(fèi)。

得出結(jié)論：盤(pán)螺調(diào)直材料無(wú)損耗，優(yōu)于閃光對(duì)焊。

7、用電量及電費(fèi)

工業(yè)電價(jià)按照1.2元/度計(jì)算。

（1）Φ12閃光對(duì)焊

使用UN-125對(duì)焊機(jī)，由于焊接為非連續(xù)焊接，熟練工焊接一個(gè)接頭約為10s，一榀梁用電量為790*10/3600*125=274度。新手焊工約15s，用電約790*15/3600*125=411.5度，電表記錄為406度。熟練閃光對(duì)焊電費(fèi)1.2*274=328.8元，電表記錄為336度。新手焊工電費(fèi)約1.2*411.5=493.8元。

（2）Φ12盤(pán)螺調(diào)直

使用4-14全自動(dòng)數(shù)控鋼筋調(diào)直切斷機(jī)，功率為14.5KW，以一榀梁4小時(shí)算，用電量14.5*4=58度。鋼筋調(diào)直電費(fèi)1.2*58=69.6元。

得出結(jié)論：盤(pán)螺調(diào)直耗電少，優(yōu)于閃光對(duì)焊。

8、鋼筋價(jià)格

對(duì)2017年12月-2019年6月鋼筋進(jìn)貨價(jià)格流水查詢，鋼筋價(jià)格變動(dòng)巨大，Φ12盤(pán)螺每噸比Φ12線材貴80～110元不等，平均約90元。計(jì)算時(shí)按照梁場(chǎng)2019年4月鋼筋采購(gòu)價(jià)格平均值計(jì)算，Φ12盤(pán)螺4676元/噸，12mΦ12線材4586元/噸。

9、設(shè)備價(jià)格

本梁場(chǎng)對(duì)焊機(jī)為不同廠家的兩臺(tái)UN-125對(duì)焊機(jī)，為以往梁場(chǎng)舊設(shè)備，價(jià)格分別為：15000元和13000元。

4-14全自動(dòng)數(shù)控鋼筋調(diào)直切斷機(jī)為新采購(gòu)設(shè)備，價(jià)格：17000元/臺(tái)，共2臺(tái)。

10、經(jīng)濟(jì)價(jià)值計(jì)算

一榀梁縱向鋼筋加工成本計(jì)算見(jiàn)表3。

梁場(chǎng)盤(pán)螺調(diào)直節(jié)約成本為：（39813-39623）*627榀=119130元。

11、試驗(yàn)總結(jié)及推廣

盤(pán)螺鋼筋方便拉運(yùn)，施工使用無(wú)浪費(fèi)，市場(chǎng)上貨源充足;盤(pán)螺調(diào)直極大改善了施工速度;盤(pán)螺調(diào)直大大改善了施工質(zhì)量;盤(pán)螺調(diào)直節(jié)約了電能，消除了損耗，減少社會(huì)資源浪費(fèi);勞務(wù)人員無(wú)特種作業(yè)要求限制，縮減勞務(wù)人員，改善了勞務(wù)人員不足情況。從以上數(shù)據(jù)分析可知，使用盤(pán)螺調(diào)直替代閃光對(duì)焊，有效降低項(xiàng)目施工成本和減少項(xiàng)目資金支出，給施工和管理帶來(lái)巨大收益。此工藝改革在我梁場(chǎng)可行有效，倡導(dǎo)同行學(xué)習(xí)和借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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[2]《高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)規(guī)程》 Q/CR9603-2015;

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[5]《高速鐵路預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁》TB/T3432-2016;

[6]《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》GB1499.1;

[7]《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》GB1499.2;

作者簡(jiǎn)介：

侯軍平（1984年8月16日），男，甘肅省渭源縣，漢族，本科畢業(yè)，工程師，現(xiàn)從事工程技術(shù)管理。

（作者單位：中鐵十七局集團(tuán)第三工程有限公司）