焊接封閉箍筋應用的發展趨勢

趙紅學，紀恩龍，魯衛濤ZHAO Hong-xue, JI En-long, LU Wei-tao（中國建筑科學研究院 建筑機械化研究分院，河北 廊坊 065000）

焊接封閉箍筋應用的發展趨勢

趙紅學，紀恩龍，魯衛濤
ZHAO Hong-xue, JI En-long, LU Wei-tao
（中國建筑科學研究院 建筑機械化研究分院，河北 廊坊 065000）

[摘 要]目前我國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用。通過對傳統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化加工設備和焊接封閉箍筋應用的發展趨勢。

[關鍵詞]傳統箍筋；焊接封閉箍筋；自動焊接生產線

在世界經濟發展日益全球化的形勢下，我國正大力促進產業發展和結構升級。建設工程中勞動密集性、施工復雜性等特點決定了必須以新技術為先導、新設備為依托來促進產業升級。建筑用線材制品中箍筋所占的比例非常大，20世紀80年代時，箍筋在生產時采用人員手工或借助簡單機械加工，一個工程項目需要投入大量的人力。到了20世紀90年代末以后，工程建筑任務越來越大，對鋼筋加工要求越來越高，彎箍機的出現對箍筋加工帶來很大幫助，箍筋的生產效率大幅度提高，基本上能夠滿足生產施工要求。然而科技在進步，時代在變遷，箍筋的生產不僅僅限制在生產效率的提高，箍筋的性能和生產工藝都提出更高的要求，如生產方便、節省材料、方便施工、抗震等。焊接封閉箍筋的出現滿足以上所述的特點要求，將順應時代的發展。

1 箍筋使用的現狀

1.1 傳統箍筋

目前國內中、小型建筑項目上鋼筋箍筋的加工采用較為傳統的加工方式，加工時將線材鋼筋進行矯直定尺切斷，通過人工或簡易的吊裝設備轉運到彎曲機上進行彎曲成型，所形成的二次周轉不僅影響生產效率，同時還占用了大量的施工場地。對于大型建筑工程，鋼筋箍筋的加工采用數控彎箍機生產，生產效率極高，能夠滿足不同尺寸大小、規格等復雜形狀箍筋的制作，無需周轉，占用場地相對較小，數控彎箍機在近幾年應用也特別廣泛。然而以上兩種方式所加工出的傳統箍筋有很多缺點：①用料多，箍筋抽頭和留尾長度均為鋼筋直徑的10倍。②安裝麻煩，傳統箍筋由于抽頭和留尾的存在，箍筋安裝時容易與主筋發生干涉，安裝既不美觀又影響安裝效率（圖1）。

圖1　 傳統箍筋及綁扎效果

1.2 焊接封閉箍筋

由于焊接封閉箍筋（圖2）具有節省鋼材、施工方便、抗震性能好等特點，已經被廣泛接受和認可，已納入《混凝土結構工程施工規范》，在貴州、重慶、陜西等省市建筑施工中得到了較多應用，并相繼發布了《混凝土結構工程閃光對焊箍筋施工技術規程》地方標準。目前封閉箍筋在制作時，多數采用現在應用廣泛的數控彎箍機加工出半成品封閉箍筋，然后轉運到焊接區域，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焊機對半成品封閉箍筋進行閃光對焊，焊接的力度掌控要求十分嚴格，焊接操作人員必須經過培訓上崗，確保焊接質量。焊接封閉箍筋和傳統箍筋相比較有著明顯的優勢：①省料，封閉箍筋端頭收尾相連，省去了傳統箍筋的10倍鋼筋直徑的抽頭留尾，節約鋼材效果十分明顯，可大大降低生產成本，以直徑為10mm、邊長為400×400mm箍筋為例，每個箍筋大約可節省11%的鋼材；②安裝方便，與傳統箍筋不同的是封閉箍筋的環式結構沒有抽頭留尾，方案施工安裝，可直接套入主筋上，無需擔心有干涉，而且施工效果非常顯著，整齊美觀；③焊接封閉箍筋增強承重柱、量的強度，焊接封閉箍筋焊點處抗拉強度高于母材強度，所形成的封閉環式對主筋形成包裹，將預應力鋼筋混凝土結構應用極致，提高工程質量，保證建筑工程的安全可靠，同時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必然會取代傳統箍筋，然而發展的過程也是困難重重，目前焊接封閉箍筋的加工效率較低，制作成本高，人工焊接對焊接質量的掌控較難，雖然得到了廣泛接受和認可，然后推廣的路還是很艱難。

2 焊接封閉箍筋應用發展依托自動化加工

為了焊接封閉箍筋的使用得到全面推廣，必須提高其加工時的生產效率、確保質量，降低生產成本，由中國建筑科學研究院建筑機械化研究分院和廊坊凱博建設機械科技有限公司共同研發了焊接封閉箍筋自動焊接生產線，生產線可加工鋼筋級別HPB300、HRB400、HRB500；加工鋼筋直徑6～12mm；最大焊接速度6個/min；整個生產線采用全自動化加工，加工過程無需人工參與，由原材直接加工成成品的焊接封閉箍筋。焊接封閉箍筋自動化加工設備的研究依托現有的調直機、彎箍機、彎曲機、對焊機作為研究基礎，主要由以下機構組成：矯直切斷機構、彎曲機構、整形定位機構、焊接機構、出料收集機構。

1）焊接封閉箍筋自動化加工設備對鋼筋的矯直切斷性能、穩定型、可控性要求很高。因此焊接封閉箍筋自動化加工設備采用壓輪式矯直方式。

2）設備的彎曲機構采用4個彎曲主機，能夠實現鋼筋彎曲邊同時彎曲，提供彎曲效率。

3）設備的整形定位機構需要將半成品箍筋端頭進行準確定位，確保鋼筋端頭軸線對中，需要采用定位夾鉗，對鋼筋端頭在空間方向上進行約束，應實現穩定快速整形定位。

4）設備的焊接機構應確保半成品封閉箍筋準確穩定的焊接，且不影響整個自動化流水線的穩定作業。

本項目的開發可有效降低場地使用面積、減少用工數量，在提高了鋼筋制品精度同時降低了現場管理難度，效率由原來每人每班1～1.5t提高到每人每班加工7t以上，生產效率提高7～8倍，材料節省11%以上，同時勞動用工量可大大降低，大幅度降低能源消耗，符合低碳、環保、降耗增效的總體發展方向。同時該項技術填補國內鋼筋封閉箍筋自動焊接加工設備的空白，可為鋼筋加工工業化發展提供技術支撐。

3 結 語

隨著我國建筑業的蓬勃發展，對工程的質量和施工體系要求越來越嚴格，鋼筋商品化加工配送也成為主流。焊接封閉箍筋自動化加工設備的出現，讓封閉箍筋生產成本大幅度降低，推廣應用變得更容易。焊接封閉箍筋勢必會取代傳統箍筋，將作為鋼筋制品主要推廣對象。

（編輯 賈澤輝）

［基金項目］國家“十二五”科技支撐計劃項目（2012BAJ03B0604）

［中圖分類號］TU649

［文獻標識碼］C

［文章編號］1001-1366（2015）02-0080-02

［收稿日期］2014-12-22

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