焊接封閉箍筋應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

趙紅學(xué)，紀(jì)恩龍，魯衛(wèi)濤ZHAO Hong-xue, JI En-long, LU Wei-tao（中國(guó)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(shì)

趙紅學(xué)，紀(jì)恩龍，魯衛(wèi)濤
ZHAO Hong-xue, JI En-long, LU Wei-tao
（中國(guó)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(guó)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(guò)對(duì)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(dòng)化加工設(shè)備和焊接封閉箍筋應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。

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

在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展日益全球化的形勢(shì)下，我國(guó)正大力促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和結(jié)構(gòu)升級(jí)。建設(shè)工程中勞動(dòng)密集性、施工復(fù)雜性等特點(diǎn)決定了必須以新技術(shù)為先導(dǎo)、新設(shè)備為依托來(lái)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。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(shí)，箍筋在生產(chǎn)時(shí)采用人員手工或借助簡(jiǎn)單機(jī)械加工，一個(gè)工程項(xiàng)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(lái)越大，對(duì)鋼筋加工要求越來(lái)越高，彎箍機(jī)的出現(xiàn)對(duì)箍筋加工帶來(lái)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(shí)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(diǎn)要求，將順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。

1 箍筋使用的現(xiàn)狀

1.1 傳統(tǒng)箍筋

目前國(guó)內(nèi)中、小型建筑項(xiàng)目上鋼筋箍筋的加工采用較為傳統(tǒng)的加工方式，加工時(shí)將線材鋼筋進(jìn)行矯直定尺切斷，通過(guò)人工或簡(jiǎn)易的吊裝設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)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(shí)還占用了大量的施工場(chǎng)地。對(duì)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(wú)需周轉(zhuǎn)，占用場(chǎng)地相對(duì)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(diǎn)：①用料多，箍筋抽頭和留尾長(zhǎng)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(shí)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(diǎn)，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(duì)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(shí)，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(yùn)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(duì)焊機(jī)對(duì)半成品封閉箍筋進(jìn)行閃光對(duì)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(guò)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(shì)：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(zhǎng)為400×400mm箍筋為例，每個(gè)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(méi)有抽頭留尾，方案施工安裝，可直接套入主筋上，無(wú)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(diǎn)處抗拉強(qiáng)度高于母材強(qiáng)度，所形成的封閉環(huán)式對(duì)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(shí)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(huì)取代傳統(tǒng)箍筋，然而發(fā)展的過(guò)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(duì)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(dòng)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(shí)的生產(chǎn)效率、確保質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，由中國(guó)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(dòng)焊接生產(chǎn)線，生產(chǎn)線可加工鋼筋級(jí)別HPB300、HRB400、HRB500；加工鋼筋直徑6～12mm；最大焊接速度6個(gè)/min；整個(gè)生產(chǎn)線采用全自動(dòng)化加工，加工過(guò)程無(wú)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(dòng)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(duì)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(dòng)化加工設(shè)備對(duì)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(dòng)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(gè)彎曲主機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼筋彎曲邊同時(shí)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(duì)中，需要采用定位夾鉗，對(duì)鋼筋端頭在空間方向上進(jìn)行約束，應(yīng)實(shí)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(gè)自動(dòng)化流水線的穩(wěn)定作業(yè)。

本項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)可有效降低場(chǎng)地使用面積、減少用工數(shù)量，在提高了鋼筋制品精度同時(shí)降低了現(xiàn)場(chǎng)管理難度，效率由原來(lái)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(shí)勞動(dòng)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(shí)該項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)鋼筋封閉箍筋自動(dòng)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(yǔ)

隨著我國(guó)建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，對(duì)工程的質(zhì)量和施工體系要求越來(lái)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(dòng)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(shì)必會(huì)取代傳統(tǒng)箍筋，將作為鋼筋制品主要推廣對(duì)象。

（編輯 賈澤輝）

［基金項(xiàng)目］國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAJ03B0604）

［中圖分類號(hào)］TU649

［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］C

［文章編號(hào)］1001-1366（2015）02-0080-02

［收稿日期］2014-12-22

Development tendency of welding closed stirrup application