鋼筋成型系統在混凝土預制構件生產中的應用

于明　任霞　劉興剛　邊野

摘要：混凝土預制（PC）構件的生產在國內處于起步階段，鋼筋成型系統是PC構件生產中重要的組成部分，目前國內外鋼筋成型系統的技術水平差異較大，研發和推廣高水平的鋼筋成型設備，全自動化地生產鋼筋焊網及桁架，對于提高PC工廠的生產效率和預制構件的質量起到了關鍵的作用。

關鍵詞：鋼筋成型系統；PC構件；混凝土預制構件；鋼筋焊網；桁架 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU649 文章編號：1009-2374（2015）15-0050-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.025

預制裝配建筑技術是目前國際建筑工業化的潮流，是現代建筑產業項目的重要組成部分，混凝土預制（PC）構件制造的工廠化、自動化、高度集成化是預制裝配建筑技術的核心內容，PC工廠一般由混凝土攪拌站、鋼筋成型系統和預制構件生產線三個部分組成。鋼筋成型系統的工藝技術水平及自動化程度將直接影響PC構件生產的質量和效率。

1 鋼筋成型系統應用情況

1.1 國外應用現狀

鋼筋成型系統及其焊接制品在20世紀初產生于歐洲，經過近百年的應用與發展，在國外已經被建筑業廣泛采用。奧地利、意大利、美國等國家20世紀初就制定了焊接鋼筋網的標準，成批生產定型焊接鋼筋網，以商品方式供應市場。國外代表企業，如奧地利Evg公司、意大利Progress公司、A.W.M公司等起步較早，自動化生產工藝技術已很成熟，系統及設備技術含量高，流水線生產，自動化程度高，焊接速度快，并配備了與預制構件生產線同步使用的鋼筋物流與置放系統，確保整個PC工廠的流水線實現全自動化作業，但價格相對昂貴、耗電量大，并且對鋼筋原料要求較高。

1.2 國內應用現狀

我國鋼筋成型系統應用較晚，20世紀80年代以前一直未能在現澆混凝結構工程上應用。90年代以來，越來越多的工程采用焊接鋼筋網。目前鋼筋成型系統的應用在國內尚處于起步階段，還未形成規模。國內代表企業有建科機械（天津）股份有限公司、天津銀豐機械設備公司、廊坊凱博建設機械科技有限公司等，這些企業均研發了具有各自特點的鋼筋成型系統，形成了一定的規模，但由于起步較晚，與進口產品相比，還存在著一定的差距，例如生產線單一、自動化程度不高、設備占地面積大等，并且國內的鋼筋成型系統屬于通用性設計，不完全是針對PC構件生產線，因此，二者在使用過程中匹配程度也不是很好。

2 鋼筋成型系統主要技術參數對比

鋼筋網自動化焊接系統技術參數對比如表1所示：

表1 鋼筋網自動化焊接系統技術參數對比

項目/廠家 天津建科 中科院廊坊凱博 EVG A.W.M

焊網最大寬度 3200mm 4000mm 4000mm 4500mm

焊網最大長度 10000mm 10000mm 12000mm 10000mm

可焊鋼筋直徑 5～12mm 5～12mm 5～16mm 6～16mm

縱筋

間距 100～500mm 50、100、150、200mm 50mm的倍數 50mm的倍數

橫筋

間距 50～500mm，

無級可調 50mm以上

無級可調 35mm以上

無級可調 50mm以上

無級可調

額定

功率 126kVA 125kVA 900kVA 240kVA

焊點數 32 80 十個焊接頭 八個焊接頭

氣源

壓力 ≥0.7MPa ≥0.75MPa ≥0.8MPa ≥0.6MPa

項目/廠家 天津建科 天津銀豐 EVG A.W.M

系統配電

容量 250kVA 250kVA 220kVA 200kVA

桁架節距 200mm 200mm 200mm 200mm

桁架高度 70～280mm 100～250mm 70～300mm 70～370mm

桁架寬度 60～90mm 75～130mm 60～80mm 80～100mm

弦鋼筋直徑 5～12mm 8～12mm 5～14mm 8～12mm

側筋直徑 4～7mm 5～7mm 3.5～8mm 5或6mm

桁架長度 2400～

12000mm 2000～

12000mm 2200～

14000mm 800～

13500mm

桁架生產

速度 ≤12m/min 12～15m/min ≤33m/min 12～13m/min

放線架數量 5個 5個 5個 7個

3 北方重工集團鋼筋成型系統

目前，國內的PC工廠鋼筋網和桁架焊接還是以人工和半自動化為主，整體技術水平遠遠低于進口設備，鋼筋產品的質量和生產效率難以保證，施工環境屬于“臟、亂、差”。因此，了解并學習國外先進技術，研發和推廣具有自主知識產權的鋼筋成型系統是非常必要的。

3.1 鋼筋網全自動生產線及置放系統

該系統由鋼筋網焊接機將具有相同或不同直徑的縱向和橫向鋼筋分別以一定間距垂直排列、相互交叉點用電阻點焊在一起的鋼筋網片，由PLC編程，在工廠內進行規模化生產，全自動完成從鋼筋盤條上料到鋼筋網片的生產工作。生產線各工序及關鍵控制點均安裝有自動檢測系統，具有故障診斷和報警功能，如出現縱、橫筋不到位等故障或安全警戒線范圍內存在不安全因素時，整個系統自動報警，停止生產并顯示故障原因。

系統主要由上料卷車設備、鋼筋矯直切割設備、橫縱筋過渡運行設備、橫筋輸送系統、縱筋輸送系統、焊接主機、鋼筋網傳輸夾具裝置、鋼筋網縱向拉動裝置、鋼筋網輸送平臺、焊網傾翻設備、焊網折彎裝置、鋼筋籠輸送設備、氣壓站以及網（籠）置放系統等部分

組成。

鋼筋網成型系統具有極大的靈活性，可以全自動化地生產各種不同長度、寬度尺寸和形狀的鋼筋焊網、鋼筋籠；可生產Z型鋼筋網片；可配合PC生產線自動搬運、擺放網片、網籠，全面提高PC工廠的生產效率。

3.2 鋼筋桁架全自動生產線及置放系統

該系統集鋼筋的矯直、成型、焊接、切割為一體，在計算機的控制下全自動完成從鋼筋盤條到鋼筋桁架的生產工作。

全自動桁架生產線主要包括鋼筋盤條放線架、鋼筋矯直機、拱架機、桁架焊接機、桁架切斷機、桁架自動疊放及鏈條輸送機。為了方便切換鋼筋盤圓，生產線還配置有專用的鋼筋盤圓吊具和鋼筋盤圓對焊機。

桁架置放系統與自動化PC構件生產線相結合，實現桁架的儲存、定尺切割以及向底模托盤放置桁架的功能。該系統主要包括平板式桁架儲存庫、帶夾具的龍門吊車、自動側位傳輸裝置喂料機、桁架液壓切割機、桁架輸出傳輸系統、桁架放置機械手。

為了滿足運行要求和操作方便，系統配置有一體化微機和觸摸屏的控制盤。控制盤上還配置有安全可靠的啟動、緊急停止等常規操作按鈕。

4 結語

隨著住宅產業化的推廣及預制裝配建筑技術的迅速發展，PC構件領域對于鋼筋成型系統的要求將會越來越高，研發和推廣鋼筋成型系統，對于加速住宅工業化進程，解決預制裝配建筑過程中的工業化水平低、勞動生產率低、資源消耗高等“技術瓶頸”問題，將起到積極的作用。

作者簡介：于明（1980-），男，北方重工集團有限公司工程設計院固廢處理裝備研究所所長，高級工程師；任霞（1980-），女，遼寧恒力工程機械有限公司技術部工程師；劉興剛（1982-），男，北方重工集團有限公司工程設計院固廢處理裝備研究所設計員，工程師；邊野（1984-），男，北方重工集團有限公司工程設計院固廢處理裝備研究所設計員，工程師。

（責任編輯：秦遜玉）endprint