王聯(lián)啟

（中鐵十九局集團有限公司國際建設分公司，北京 100000）

0 引言

根據(jù)項目建設經驗可知，數(shù)控設備在鋼筋集中加工中有著廣泛應用價值，既能提高施工進度，又能節(jié)省工程造價。一般在剪力墻結構中使用的鋼筋數(shù)量造價最高可達到40%，這表明鋼筋材料在工程建設中占據(jù)重要地位。據(jù)此，若能在鋼筋集中加工中善于運用數(shù)控設備，可有效節(jié)約加工成本，降低資源損耗。

1 數(shù)控設備在鋼筋集中加工中的應用優(yōu)勢

數(shù)控設備與常規(guī)手工加工方式相比，能夠適當減輕項目施工人員的工作壓力，借助數(shù)控設備完成鋼筋加工任務，從而有效控制施工進度。由于鋼筋集中加工作業(yè)中對于鋼筋數(shù)量的要求較大，且加工質量有所提升。因此，應用數(shù)控設備可以滿足新時代鋼筋加工需求。數(shù)控設備是運用數(shù)控技術完成加工任務，優(yōu)勢具體包括以下兩點。

（1）高效性。以往加工一段長30 cm 的鋼筋材料需要至少2 d 時間，導致鋼筋生產效率與工程建設要求常出現(xiàn)矛盾，進而延長工程施工周期。在數(shù)控設備輔助下可直接繪制加工流程，從而在較短時間內獲取已加工鋼筋。無論從人力成本還是資源用量上都具有突出價值。

（2）高精準度。鋼筋作為剪刀墻結構以及混凝土結構中必不可少的材料，其規(guī)格、尺寸的準確度直接影響施工進度。傳統(tǒng)意義上的加工多依靠人力完成，目前采用數(shù)控技術可適當削弱人力不良影響，最終提升其精準度，保證鋼筋加工質量。

2 傳統(tǒng)鋼筋加工方法的缺陷

（1）損耗大。在工程項目中，為了增加鋼筋匹配度，常消耗大量鋼筋材料進行加工，產生的廢料加重建設單位成本負擔，致使工程在鋼筋加工環(huán)節(jié)出現(xiàn)損耗較大等問題，影響經濟效益。

（2）利用率低。鋼筋加工常需要運用彎曲機、切斷機等設備。但實際在部分小工程中，因其加工量較低，加工設備常處于閑置狀態(tài)。

（3）投資高。目前，建筑行業(yè)日益發(fā)展，鋼筋工程投資額度有所增加。1 m2至少需要投資15 元人力成本。并且每個地區(qū)的經濟條件不同，造成投資額度不等，但整體上投資較高[1]。

（4）人才需求大。鋼筋加工專業(yè)性較強，在鋼筋加工場地分布較為廣泛的情況下，不但增加了安全控制難度，還導致加工人才需求量上升。因此，傳統(tǒng)鋼筋加工方法有待完善，在鋼筋集中加工階段應引入先進的數(shù)控設備，依靠數(shù)控技術實現(xiàn)自動化加工，為鋼筋加工工作創(chuàng)造有利條件。

3 數(shù)控設備在鋼筋集中加工中的應用

3.1 應用數(shù)控彎曲中心

數(shù)控彎曲中心的應用能夠提高鋼筋集中加工效率，它主要是借助PLC 控制系統(tǒng)，以及多個加工機頭，對鋼筋進行一體化加工，其中還設有自動移動裝置，可隨時根據(jù)加工進度自動化調整鋼筋材料，繼而減輕相關人員工作壓力。在實踐應用初期，還需做好準備事項，重點包括3 項準備內容。

（1）材料準備。在數(shù)控設備實踐應用中，需先行保證鋼筋材料質量達標，要求工作人員對其材料加以驗證，在符合工程建設要求基礎上將合格的鋼筋材料放于置料架上，便于數(shù)控設備開展深度加工操作。同時，還應參照加工圖紙確定加工位置，保證鋼筋尺寸的規(guī)范性。使用的設備可以是數(shù)控電火花線切割機床，由此保證鋼筋加工作業(yè)順利進行。

（2）技術準備。數(shù)控加工技術人員需依據(jù)鋼筋加工清單將其按照一定順序予以標記。如利用尺寸規(guī)格、彎曲位置等標準將其清楚記錄于表格中，便于全面了解鋼筋加工動態(tài)與實際加工數(shù)量。同時，還可在準備充足后開啟數(shù)控設備。

（3）人力準備。雖然數(shù)控設備實踐應用中人力需求較小，但也應由至少兩名人員對設備進行調節(jié)、操作，便于提升鋼筋加工效率。此外，應用數(shù)控設備還需要工作人員及時下放鋼筋材料，避免設備出現(xiàn)“空轉現(xiàn)象”。待準備齊全后，可正式進入到鋼筋數(shù)控加工流程。

在準備充分后，依靠數(shù)控彎曲中心，還可制作不同規(guī)格的鋼筋。該數(shù)控設備具有多個鋼筋加工樣式圖，可根據(jù)項目具體要求選擇對應的加工圖形，然后啟動鋼筋加工機頭，實現(xiàn)6 個鋼筋材料同步加工，促使加工后鋼筋的彎曲度等參數(shù)符合工程設計要求。

3.2 合理設置加工參數(shù)

在鋼筋集中加工中需要運用數(shù)控加工中心，它主要以PLC系統(tǒng)為主，搭配材料自動運輸結構，最大程度上解放人力。為保證數(shù)控設備體現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，還應合理設置加工參數(shù)，提升數(shù)控加工規(guī)范性。在數(shù)控設備輔助下制作鋼筋籠時，需先行運用數(shù)控切斷機對其進行切割取材，然后根據(jù)制作要求輸入型號、設計圖紙等信息。一般在數(shù)控設備的數(shù)據(jù)庫中至少有45 種鋼筋模具，若不存在符合條件，還可經由自行編制的方式繪制設計圖。待確定好各項參數(shù)后開啟設備，按照彎曲角度對鋼筋材料進行自動化加工。加工后，與設計圖紙相互比對，待完全重合后提交制成的鋼筋籠，促使鋼筋材料滿足工程建設需求。

在參數(shù)具體設置環(huán)節(jié)，操作人員需調試復核輸入參數(shù)，然后按照一一對應的原則輸入放樣數(shù)據(jù)。開啟氣泵，對數(shù)控設備實施預熱操作，以免鋼筋材料受低溫影響降低堅韌度。一般在PLC 控制系統(tǒng)參與下可結合彎曲點繪制相關圖紙，注意妥善保存信息。由于參數(shù)設置的準確性直接影響鋼筋集中加工結果的準確性，因此，操作人員需重視參數(shù)設置步驟。另外，還可在數(shù)控設備上安裝適合的齒輪模具，通常在鋼筋直徑＜18 mm、18～24 mm、＞24 mm三種不同的鋼筋材料加工條件下分別選擇快速齒輪、中速齒輪以及慢速齒輪，確保鋼筋數(shù)控加工結果具備良好的可靠性與精準度。例如，在滾焊機加工中，可按照4 人/組的規(guī)模制作鋼筋籠，按照兩班倒模式，每天鋼筋加工成品量可達到10 個14 m長度的鋼筋籠，且整體材料可節(jié)省1%，應保證加工人員充足，打造高效加工環(huán)境[2]。

3.3 精準設計調控模式

數(shù)控設備與傳統(tǒng)加工設備在技術水平上存在差異。作為依托數(shù)控技術開展鋼筋集中加工工作的設備，為進一步提升加工精準度，需采取有效的調控方式，保證鋼筋加工階段涉及到的鋼筋直徑、彎曲度、加工長度都與初期加工要求保持一致。在調控中，操作人員需以立體調控的視角從3 個方向對其進行自動調控。此外，還可結合加工要求確定具體的加工方法[3]。

以長度680.2 m 的巴河特大橋工程為例，其設有19 個橋梁墩臺且橋面坡度為8%。在此工程中使用的鋼筋數(shù)量龐大且要求嚴格。為此，在數(shù)控設備使用中需將鋼筋加工允許范圍調整到10～33 mm，彎曲度應在180°～-120°，確保經過數(shù)控技術加工而成的鋼筋成品能夠為橋梁結構給予重要支撐力。鋼筋安裝時，應為4 名操作人員分配明確的操作任務，即操控數(shù)控設備開關、管理加工流程、監(jiān)測設備左右機運行的規(guī)范性以及彎曲角度是否準確等，便于在人力與數(shù)控設備聯(lián)合操作管控下保證鋼筋材料的高質量安裝。雖然數(shù)控設備可緩解人力壓力，但并非完全脫離人力實現(xiàn)鋼筋材料的集中加工。據(jù)此，還要求操作人員之間具備良好的協(xié)調配合性，促使操作人員助力于數(shù)控設備的使用推廣。此外，還可借助激光切割機完成鋼筋切割置料任務，其中應保證鋼筋切口的平整度及尺寸的準確性，促使鋼筋經過加工后能適用于工程項目。

3.4 科學制定搭接方案

鋼筋搭接也是鋼筋工程中的重要部分，使用數(shù)控設備還可實現(xiàn)科學搭接。通常情況下，鋼筋集中加工時，常需要制成鋼筋籠或單根鋼筋。對此，在鋼筋數(shù)控加工時，可將待加工鋼筋與加工圖紙進行比對。經過科學搭接后，能夠有效提升鋼筋材料利用率，避免出現(xiàn)大量的材料損耗，導致不合格產品誤入鋼筋構件中。鋼筋在搭接作業(yè)中經常按照圖1 作為搭接依據(jù)。尤其在加工不同類型的鋼筋材料時，數(shù)控設備的電壓數(shù)值將有所改變，應避免設備損壞。

圖1 鋼筋搭接

另外，還應依據(jù)工程設計要求將半成品與成品進行分類放置，并做好標記，以免加工后的鋼筋因管理不當影響工程施工進度。經過集中加工的鋼筋材料，數(shù)控設備對其進行加工后，還可對其實施集中配送，特別是在工程規(guī)模龐大的項目中，可以滿足鋼筋構件的實際需求。在這期間，還需設計詳細的數(shù)控加工清單，將加工信息輸入到數(shù)控設備的數(shù)據(jù)庫中，然后自動生成電子數(shù)據(jù)二維碼。操作人員掃碼后可了解鋼筋實際規(guī)格，包括長度、重量、根數(shù)、直徑、級別等，促使鋼筋數(shù)控加工模式提升鋼筋施工質量，降低鋼筋損耗。

4 結論

數(shù)控設備作為一種全新加工裝置，具備數(shù)字化特征且能夠實現(xiàn)自動化加工，可有效改善鋼筋加工準確性。據(jù)此，應從加工準備、加工參數(shù)設定、調控模式設計、制定搭接方案等方面著手，確保有效提升鋼筋集中加工質量，使其滿足工程建設實際需求，促進建筑行業(yè)發(fā)展。