數(shù)控彎箍機在大型工程應用中的難點及處理措施

中國建筑第四工程局有限公司 廣州 510300

1 工程簡介

江門益丞國際廣場項目為大型城市綜合體，包括6 棟32 層住宅塔樓、1 棟23 層酒店、1 棟12 層辦公樓、4 層商業(yè)裙樓（局部5 層）、3 層地下室，總建筑面積約33.2 萬m2（圖1）。整個工程箍筋使用量統(tǒng)計詳見表1。

2 數(shù)控彎箍機的安裝布置

（a）數(shù)控彎箍機按結構與功能分為[1-3]：電氣控制系統(tǒng)、彈簧放線架、送進機構、矯直一部分、牽引部分、矯直二部分、剪切機構、彎曲機構、操作臺。

（b）現(xiàn)場數(shù)控彎箍機施工場地分區(qū)為：加工棚、原材料堆場、半成品堆場三大塊，需要一處不小于180 m2的場地進行分區(qū)擺放。同時數(shù)控彎箍機應放置在現(xiàn)場對箍筋的需求量大的、且垂直起吊質(zhì)量較大的范圍內(nèi)，以盡量減少原材料、箍筋半成品的周轉(zhuǎn)運輸，加快現(xiàn)場施工效率。

圖1 益丞國際廣場項目效果圖

表1 工程箍筋用量

（c）原設計彈簧放線架的中心立柱凈高度為2.1 m，而市場上購買的圓盤鋼筋的平均高度為2.3 m，超出放線架中心立柱，導致設備運行時圓盤鋼筋極易散架，從而影響牽引和矯直機構的正常運行，情況嚴重者將損壞設備。經(jīng)與廠家多次溝通，現(xiàn)場采用Φ25 mm的鋼筋與彈簧立柱頂部相焊接，延伸立柱頂部高度到3.2 m，這樣可保證工作時的放線盤能正常運轉(zhuǎn)（圖2）。

圖2 加高后的放線盤中心立柱

（d）放線架的過線輥機構最大調(diào)節(jié)高度為2.3 m。在鋼筋加工時，成捆盤圓鋼材由多到少，由高到低、盤圓鋼筋在牽引機構的帶動下通過過線輥時易與外側(cè)鋼板發(fā)生摩擦，在長時間的運行過程中，過線輥的外側(cè)鋼板嚴重磨損甚至斷裂，導致過線輥失效，甚至卡住鋼筋，影響彎箍機的正常運行。

現(xiàn)場我們采用兩種方式對過線輥機構進行防護[4]：第一， 在過線輥外側(cè)鋼板處易與鋼筋產(chǎn)生摩擦的接觸面位置綁扎1 根鋼筋，將鋼筋的摩擦阻力轉(zhuǎn)移到廢棄鋼筋上去，從而保護了外側(cè)鋼板不被磨損（圖3）；第二，在過線輥的外側(cè)鋼板處上下焊接2 塊鋼板，延伸出去一部分，再采用鋼筋、直螺紋套筒自制1 個簡易滾軸，穿過2 塊鋼板，上下端用套筒固定，這樣對過線輥起到很好的保護作用（圖4）。

除了放線輥的高度對盤圓鋼筋操縱易產(chǎn)生影響外，放線架相對于主機的合理距離及安裝角度，均對盤圓鋼筋的正常運行有一定的影響。根據(jù)與廠商溝通及現(xiàn)場實際操作，現(xiàn)場放線架與主機的距離設定為1.5 m、放線架相對于主機左傾15°為最佳位置擺放方案。

圖3 放線輥處綁扎鋼筋

圖4 放線輥外焊接簡易滾軸

根據(jù)現(xiàn)場這段時間對數(shù)控彎箍機的觀察和使用，發(fā)現(xiàn)其放線架的原設計在現(xiàn)場的實際操作過程中并不十分便捷，因它只有2 個底座放線盤，在多種不同直徑箍筋加工過程中，交替和更換成捆鋼筋原材時比較麻煩。在對比成本和現(xiàn)場操作實用性后，認為將原有的傳統(tǒng)鋼筋調(diào)直機所使用的簡易鋼筋放線架替代數(shù)控彎箍機原設計放線架，同樣能起到很好的放線效果。因此根據(jù)現(xiàn)場對不同直徑規(guī)格箍筋的需求，放2 排、每排2 個錯開布置，總共安放4 個放線架，同時可以擺放4 捆盤圓鋼筋[5]，以滿足箍筋加工不同型號箍筋之間迅速替換，加快箍筋的生產(chǎn)效率，滿足現(xiàn)場施工工期需求。

3 箍筋的加工制作

（a）益丞國際廣場項目購置的1 臺“先鋒12B-2型”數(shù)控彎箍機現(xiàn)主要負責南區(qū)建筑面積大約16 萬m2的梁、柱箍筋加工。整個南區(qū)對箍筋的需求大約在5 000 t，數(shù)控彎箍機所需提供的梁、柱部分箍筋為1 177.7 t，每工作日工作8 h大約能加工5 t箍筋，完全滿足整個南區(qū)現(xiàn)場箍筋需求量。如按照16～18 h運行估算，完全能滿足整個現(xiàn)場每天約10 t的箍筋加工量。本工程南北區(qū)總共梁柱箍筋用量約2 355.5 t，但因半成品堆場、半成品運輸?shù)葐栴}暫未有效解決，故暫未能讓其供應整個工地所有箍筋加工，但項目部正在努力運用到全項目。關于半成品箍筋運輸配送問題，項目部正在探尋更優(yōu)的解決方式，以充分發(fā)揮數(shù)控彎箍機高效優(yōu)勢。初步設想是朝著“定點集中加工，分流配送”的方向努力。

（b）數(shù)控彎箍機有“單絲”、“雙絲”加工模式，但通過現(xiàn)場多次調(diào)試，更多的是采用“單絲模式”進行箍筋加工，即每次牽引單根鋼筋進行箍筋加工。按機械原設計采用“雙絲模式”加工，即同時牽引2 根鋼筋進行箍筋加工，理論上可以提高1 倍的箍筋加工速率，但在實際操作過程當中，雙排鋼筋在自動送進結構時極易出現(xiàn)故障。由于2 根鋼筋的進尺速度差異易出現(xiàn)長短錯位，影響鋼筋的矯直效果，同時在最終彎曲成型、剪切過程中，處于外側(cè)的鋼筋也因彎曲軸的活動范圍限制，得不到有效彎曲，最終加工出的箍筋規(guī)格不符合要求。若因為箍筋產(chǎn)量無法滿足進度需求，確實需要“雙絲”生產(chǎn)，可將頂住彎曲軸的塑料環(huán)磨薄之后拉伸中心軸的長度即可生產(chǎn)?，F(xiàn)場對“單絲”、“雙絲”加工模式的選擇，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況自行設定，建議優(yōu)先選用“單絲”[6]。

（c）數(shù)控彎箍機的最大加工箍筋長度為2.3 m，在加工規(guī)格尺寸較小的箍筋時，主機的旋轉(zhuǎn)控制在90°即可，而在加工規(guī)格尺寸較大的箍筋時，將主機旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)到135°較為合適，因為大箍筋的彎曲長度過大，90°狀態(tài)下的主機在彎曲時鋼筋容易與地面產(chǎn)生摩擦、箍筋容易晃動，從而導致箍筋變形，浪費材料。

（d）箍筋加工的效率取決于操作臺上的牽引速度和彎曲速度，設計最大牽引速度為110 m/min、最大彎曲速度為1 200 °/s。

實際操作當中，過快的牽引和彎曲速度導致鋼筋在矯直和彎曲過程中易出現(xiàn)較大誤差，導致箍筋變形，同時對彎箍機旁的操作人員也造成一定的安全威脅。因此現(xiàn)場小直徑小規(guī)格箍筋牽引速度一般設置在80 m/min、彎曲速度設置在90°/s，大直徑大規(guī)格箍筋牽引速度一般設置在40 m/min、彎曲速度設置在50°/s。計算下來，小直徑小規(guī)格箍筋產(chǎn)量可達到20 個/min、大直徑大規(guī)格箍筋產(chǎn)量可達到12 個/min。

（e）箍筋在機械高速加工過程當中，彎曲角度會產(chǎn)生一定偏差，因此在操作界面中可根據(jù)現(xiàn)場實際情況和使用要求，選取適合的正反向補償角度對半成品箍筋進行相應的調(diào)整，數(shù)值取1.5°～5°為宜。

4 半成品箍筋堆碼與運輸

數(shù)控彎箍機加工效率高，產(chǎn)量大，在設備安裝時需要謹慎選址，充分考慮鋼筋原材堆放場地、半成品箍筋堆放場地、塔吊吊運能力、半成品運輸距離等因素。

制作完成的半成品箍筋應按規(guī)格型號和使用區(qū)域分開堆放，并在堆放好的箍筋顯眼位置貼布條標識清晰箍筋規(guī)格、數(shù)量、使用部位等信息，以免領用錯誤。同時與塔吊溝通做到及時轉(zhuǎn)運半成品箍筋，不耽誤現(xiàn)場的生產(chǎn)需求，緩解場內(nèi)材料積壓現(xiàn)象。

5 機械故障的應急措施

數(shù)控彎箍機屬微電腦精密機械，日常的機械保養(yǎng)是提高工作效率、減少機械故障的有效手段。

使用過程中一旦出現(xiàn)機械事故，現(xiàn)場的操作人員應及時斷電，并通知項目部設備管理員，讓設備管理員通知項目專業(yè)技術人員進行修理，情節(jié)較嚴重的，電話通知廠家技術員進行修理。嚴禁非專業(yè)人員私自拆卸設備。

為了不影響現(xiàn)場的生產(chǎn)，現(xiàn)場應備用數(shù)臺傳統(tǒng)調(diào)直機和彎箍機，當數(shù)控彎箍機因機械故障無法正常運轉(zhuǎn)時，可替代進行加工制作箍筋，直至數(shù)控彎箍機維修完畢。

6 社會經(jīng)濟效益

本工程采用數(shù)控彎箍機，微電腦控制鋼筋集中加工技術，與常規(guī)的工地現(xiàn)場分散加工相比，具有節(jié)約鋼筋加工場地、鋼筋損耗、加工人工、生產(chǎn)用水用電、機械損耗，提高加工功效等優(yōu)點[7]。

本工程總共加工6～10 mm鋼筋梁柱箍筋加工量約2 355.5 t，與傳統(tǒng)加工工藝相比，直接經(jīng)濟效益達31.3 萬元。

此外，數(shù)控彎箍機相比傳統(tǒng)彎曲機，施工功效高，現(xiàn)場文明施工好，是企業(yè)科技推廣應用的一項舉措，符合綠色施工的理念。在多次的檢查和參觀過程中獲得公司、業(yè)主、監(jiān)理及相關單位的好評，展示企業(yè)科技創(chuàng)新實力，具有很好的社會效益。

7 結語

隨著我國住房建設的蓬勃發(fā)展，人們對鋼筋加工機械化、產(chǎn)業(yè)化的要求將越來越高，對于鋼筋專業(yè)化集中加工分區(qū)配送技術來講，無疑會帶來更大的發(fā)展機遇和更廣闊的發(fā)展空間。

江門益丞國際廣場項目在數(shù)控彎箍機的現(xiàn)場應用過程當中，確實感受到了機械化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)帶來的便利，順應了建筑業(yè)發(fā)展的趨勢，但新技術的應用必須結合現(xiàn)場實際，不斷總結完善，形成一套更趨成熟的技術理念。