鋼筋自動化加工在箱梁預(yù)制中的應(yīng)用

摘要：根據(jù)鋼筋自動化加工生產(chǎn)線在客專箱梁預(yù)制場中的應(yīng)用和分析，簡述了鋼筋自動化加工生產(chǎn)線從布置到加工的全過程，客觀分析了鋼筋自動化加工生產(chǎn)線在大型工程鋼筋加工中的成本和效益優(yōu)勢，具有較大的推廣價值。

關(guān)鍵詞：箱梁預(yù)制 鋼筋加工 自動化

1 概述

大同至西安鐵路客運專線工程8標襄汾制梁場負責(zé)臨汾特大橋共817孔32m和35孔24m雙線整孔簡支箱梁的預(yù)制施工任務(wù)，鋼筋總量約5.2萬噸，根據(jù)設(shè)計圖紙單孔32米箱梁鋼筋加工重量達62噸，按照日生產(chǎn)2.5孔的生產(chǎn)能力，每天鋼筋加工量達到155噸。梁場采用一套自動化鋼筋加工設(shè)備，實現(xiàn)了梁體鋼筋的自動化加工，在節(jié)約工程成本的同時確保了箱梁鋼筋加工工序的質(zhì)量。

2 梁場鋼筋自動化加工

2.1 鋼筋自動化加工生產(chǎn)線設(shè)備組成 鋼筋自動化加工生產(chǎn)線由兩條組成，一條是線材加工生產(chǎn)線，一條是棒材加工生產(chǎn)線，線材即為數(shù)控鋼筋彎箍機；棒材生產(chǎn)線分為剪切生產(chǎn)線和數(shù)控立式彎曲中心。

數(shù)控鋼筋彎箍機按結(jié)構(gòu)與功能可以分為：電氣控制部分、放線架、矯直一部分、牽引部分、矯直二部分、剪切機構(gòu)、彎曲機構(gòu)、操作臺。該機械在梁場主要用于加工12mm以內(nèi)箍筋、直線段小于450mm的聯(lián)系筋，如梁體橋面豎墻鋼筋等。該設(shè)備體型小，機動靈活，能力大，精度高，最大功率為4.5kw/h，完全能夠滿足梁場生產(chǎn)的需求。

數(shù)控棒材剪切生產(chǎn)線按結(jié)構(gòu)與功能可以分為：電氣操作臺、料架、縱向送料裝置、橫向送料裝置、定位雙向出料裝置、三級儲料裝置。整套設(shè)備由數(shù)字控制系統(tǒng)完成，具有全自動、各運動部件反應(yīng)速度快，各運動連接協(xié)調(diào)且精確，在鋼筋切斷時，只需使用龍門吊將整捆鋼筋原材吊裝至料架上，2名工人操作即可完成生產(chǎn)，具有人員少，定尺精確，剪切效率高，且可以將原材直接剪切成最合理尺寸配料。

數(shù)控立式鋼筋彎曲中心按結(jié)構(gòu)與功能可以分為：電氣操作臺、乘料輸送架、移動式彎曲機、鋼筋壓緊裝置、雙向牽引機構(gòu)和鎖緊機構(gòu)組成。該機械在梁場主要用于加工直徑為12-25mm的HRB335鋼筋，電氣操作臺采用進口PLC結(jié)合觸摸屏控制界面，操作方便且簡潔，只需要2名工人將數(shù)控棒材剪切生產(chǎn)線上自動上料過來的鋼筋放置于移動式彎曲機處，踩下啟動按鈕，就可以同時彎曲出高精度的半成品鋼筋。該套設(shè)備配備各種規(guī)格直徑鋼筋的彎頭，最大功率為6kw/h，日最大生產(chǎn)能力為80t/d，完全滿足所有梁體鋼筋的加工需求。

2.2 鋼筋自動化加工生產(chǎn)線布置 梁場鋼筋加工廠配備自動化數(shù)控鋼筋加工生產(chǎn)線，占地約5畝，采用全封閉廠房結(jié)構(gòu)。鋼筋自動化加工生產(chǎn)線采用10t龍門吊吊裝原材，整條生產(chǎn)線在龍門吊軌道跨度內(nèi)布置。2套數(shù)控棒材剪切生產(chǎn)線與1套數(shù)控立式鋼筋彎曲中心協(xié)調(diào)工作，與龍門吊軌道橫向布置，總長約80m，寬30m，數(shù)控鋼筋彎箍機則布置在彎曲中心的一側(cè)，總長10m，寬8m。詳細鋼筋自動化加工生產(chǎn)線布置見圖1：

圖1 鋼筋自動化加工生產(chǎn)線布置圖

2.3 鋼筋自動化加工過程質(zhì)量控制 按照設(shè)計圖紙計算各種規(guī)格型號的鋼筋數(shù)量，進行技術(shù)交底提出數(shù)量清單，編制配料單，根據(jù)鋼筋技術(shù)交底尺寸在下料、彎曲、切割、斷料、加工、試件制作、檢查驗收、批量生產(chǎn)等環(huán)節(jié)上對鋼筋加工的質(zhì)量進行控制。

數(shù)控鋼筋彎箍機，其電器存儲系統(tǒng)中有近500種已有圖形，在加工鋼筋前只需將參數(shù)調(diào)用出來，多次調(diào)整尺寸，按下啟動按鈕即可自動完成鋼筋矯直、定尺、彎箍、切斷，分別試彎每種型號鋼筋，由專職質(zhì)檢員確認合格后（長度精度和角度精度為±2mm）并保存設(shè)置參數(shù)，符合要求后可進行批量生產(chǎn)。

數(shù)控棒材剪切生產(chǎn)線，工人利用龍門吊將鋼筋原材吊裝至放料架臺后，由一名工人在電器操作臺上輸入要剪切的種類和長度，按下啟動按鈕即可自動完成鋼筋的剪切、運送（運送至數(shù)控立式鋼筋彎曲中心）及不同長度的半成品原材的存儲，該設(shè)備采用pc、cnc控制全自動剪切，剪切精度極高（長度精度為±3mm）。

圖2 N7鋼筋示意圖

數(shù)控立式彎曲中心，以通橋（2008）2322A-Ⅱ梁體鋼筋中的N7鋼筋（見圖2）（9.6m長、6個彎起點，三種不同角度）為例簡單介紹此種型號鋼筋的彎曲過程，由數(shù)控棒材剪切生產(chǎn)線剪切的原材自動上料至乘料輸送架，再至移動式彎曲機上側(cè)，在電器操作臺上輸入N7鋼筋的參數(shù)，由2名工人將鋼筋抬至移動彎曲機處后離開，按下啟動按鈕，即可彎曲成型，加工完成的半成品鋼筋放置于比例為1：1的標準大樣圖上進行比較，對需要調(diào)整的參數(shù)進行調(diào)整（長度精度和角度精度為±2mm），再次進行試彎，最終彎曲出標準的半成品鋼筋，保存參數(shù)設(shè)置，下次直接調(diào)用即可。

3 梁場鋼筋自動化加工生產(chǎn)線的特點

3.1 梁場鋼筋自動化加工生產(chǎn)線的優(yōu)點 與傳統(tǒng)施工方法相比，鋼筋自動化加工生產(chǎn)線實現(xiàn)了鋼筋加工的智能化和機械化作業(yè)，極大地提高了工作的效率?？偨Y(jié)其優(yōu)點如下：

①運用鋼筋自動化加工生產(chǎn)線加工鋼筋降低了工程成本。它簡化了操作、大量減少用工、縮短施工周期，同時便于質(zhì)量檢查。②運用鋼筋自動化加工生產(chǎn)線加工鋼筋，提高了鋼筋加工的質(zhì)量，成品合格率可達到100%，有效的減少了原材料的浪費。③節(jié)省了大量時間和人員投入，提高了鋼筋加工的速度，極大地提高了生產(chǎn)的效率，滿足了現(xiàn)場施工進度的要求。④實現(xiàn)了鋼筋加工現(xiàn)場的文明施工，節(jié)省施工占地的同時解決了鋼筋加工現(xiàn)場緊張、雜亂無序的難題。

3.2 梁場鋼筋自動化加工生產(chǎn)線的缺點 鋼筋自動化加工生產(chǎn)線也存在一些問題，隨著鋼筋自動化加工生產(chǎn)線設(shè)備的逐步投入和使用，相信這些問題會得到解決：

①鋼筋自動化加工生產(chǎn)線需要的設(shè)備型號和種類較多，對鋼筋加工場地的要求和布置較高，設(shè)備一次性投入較大。②由于梁體鋼筋種類繁多，存在部分異性鋼筋采用鋼筋自動化生產(chǎn)線不能加工的情況，需要不斷的調(diào)整設(shè)備的功能，盡量做到同種型號的設(shè)備能夠加工多種型號的鋼筋品種從而節(jié)約設(shè)備投入費用。

4 結(jié)語

采用鋼筋自動化加工生產(chǎn)線進行鋼筋加工符合現(xiàn)代施工企業(yè)生產(chǎn)機械化、專業(yè)化、規(guī)?；囊?，提高了鋼筋加工成品質(zhì)量的同時，減少了人工費和材料的損耗，降低了成本，增加了經(jīng)濟效益和社會效益。雖然此套設(shè)備在使用過程中仍然存在著不足之處，但是相信經(jīng)過在使用過程中的不斷摸索和改進，梁場鋼筋自動化加工生產(chǎn)線一定會發(fā)揮出其突出的效益和優(yōu)勢，在今后的大型工程施工中進一步推廣使用。

參考文獻：

[1]陳偉.數(shù)控設(shè)備加工方法[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[2]天津市建科機械制造有限公司全自動數(shù)控彎箍機WG（先鋒）-12D.

[3]天津市建科機械制造有限公司數(shù)控棒材剪切生產(chǎn)線.

[4]中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司.《無砟軌道后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁（雙線）》.通橋（2008）2322A-Ⅱ.鐵道標準設(shè)計雜志.