焊接封闭箍筋应用的发展趋势

赵红学，纪恩龙，鲁卫涛ZHAO Hong-xue, JI En-long, LU Wei-tao（中国建筑科学研究院 建筑机械化研究分院，河北 廊坊 065000）

焊接封闭箍筋应用的发展趋势

赵红学，纪恩龙，鲁卫涛
ZHAO Hong-xue, JI En-long, LU Wei-tao
（中国建筑科学研究院 建筑机械化研究分院，河北 廊坊 065000）

[摘 要]目前我国建筑用钢筋焊接封闭箍筋使用前景广阔但一直未得到全面应用。通过对传统箍筋和焊接封闭箍筋制作使用工艺的介绍，阐述焊接封闭箍筋的自动化加工设备和焊接封闭箍筋应用的发展趋势。

[关键词]传统箍筋；焊接封闭箍筋；自动焊接生产线

在世界经济发展日益全球化的形势下，我国正大力促进产业发展和结构升级。建设工程中劳动密集性、施工复杂性等特点决定了必须以新技术为先导、新设备为依托来促进产业升级。建筑用线材制品中箍筋所占的比例非常大，20世纪80年代时，箍筋在生产时采用人员手工或借助简单机械加工，一个工程项目需要投入大量的人力。到了20世纪90年代末以后，工程建筑任务越来越大，对钢筋加工要求越来越高，弯箍机的出现对箍筋加工带来很大帮助，箍筋的生产效率大幅度提高，基本上能够满足生产施工要求。然而科技在进步，时代在变迁，箍筋的生产不仅仅限制在生产效率的提高，箍筋的性能和生产工艺都提出更高的要求，如生产方便、节省材料、方便施工、抗震等。焊接封闭箍筋的出现满足以上所述的特点要求，将顺应时代的发展。

1 箍筋使用的现状

1.1 传统箍筋

目前国内中、小型建筑项目上钢筋箍筋的加工采用较为传统的加工方式，加工时将线材钢筋进行矫直定尺切断，通过人工或简易的吊装设备转运到弯曲机上进行弯曲成型，所形成的二次周转不仅影响生产效率，同时还占用了大量的施工场地。对于大型建筑工程，钢筋箍筋的加工采用数控弯箍机生产，生产效率极高，能够满足不同尺寸大小、规格等复杂形状箍筋的制作，无需周转，占用场地相对较小，数控弯箍机在近几年应用也特别广泛。然而以上两种方式所加工出的传统箍筋有很多缺点：①用料多，箍筋抽头和留尾长度均为钢筋直径的10倍。②安装麻烦，传统箍筋由于抽头和留尾的存在，箍筋安装时容易与主筋发生干涉，安装既不美观又影响安装效率（图1）。

图1　 传统箍筋及绑扎效果

1.2 焊接封闭箍筋

由于焊接封闭箍筋（图2）具有节省钢材、施工方便、抗震性能好等特点，已经被广泛接受和认可，已纳入《混凝土结构工程施工规范》，在贵州、重庆、陕西等省市建筑施工中得到了较多应用，并相继发布了《混凝土结构工程闪光对焊箍筋施工技术规程》地方标准。目前封闭箍筋在制作时，多数采用现在应用广泛的数控弯箍机加工出半成品封闭箍筋，然后转运到焊接区域，人工将半成品箍筋待焊接端头定位在焊接电极块上，手拉顶推杆掌控散光对焊机对半成品封闭箍筋进行闪光对焊，焊接的力度掌控要求十分严格，焊接操作人员必须经过培训上岗，确保焊接质量。焊接封闭箍筋和传统箍筋相比较有着明显的优势：①省料，封闭箍筋端头收尾相连，省去了传统箍筋的10倍钢筋直径的抽头留尾，节约钢材效果十分明显，可大大降低生产成本，以直径为10mm、边长为400×400mm箍筋为例，每个箍筋大约可节省11%的钢材；②安装方便，与传统箍筋不同的是封闭箍筋的环式结构没有抽头留尾，方案施工安装，可直接套入主筋上，无需担心有干涉，而且施工效果非常显著，整齐美观；③焊接封闭箍筋增强承重柱、量的强度，焊接封闭箍筋焊点处抗拉强度高于母材强度，所形成的封闭环式对主筋形成包裹，将预应力钢筋混凝土结构应用极致，提高工程质量，保证建筑工程的安全可靠，同时具有很好的抗震效果。

图2　 焊接封闭箍筋及绑扎效果

焊接封闭箍筋的出现必然会取代传统箍筋，然而发展的过程也是困难重重，目前焊接封闭箍筋的加工效率较低，制作成本高，人工焊接对焊接质量的掌控较难，虽然得到了广泛接受和认可，然后推广的路还是很艰难。

2 焊接封闭箍筋应用发展依托自动化加工

为了焊接封闭箍筋的使用得到全面推广，必须提高其加工时的生产效率、确保质量，降低生产成本，由中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院和廊坊凯博建设机械科技有限公司共同研发了焊接封闭箍筋自动焊接生产线，生产线可加工钢筋级别HPB300、HRB400、HRB500；加工钢筋直径6～12mm；最大焊接速度6个/min；整个生产线采用全自动化加工，加工过程无需人工参与，由原材直接加工成成品的焊接封闭箍筋。焊接封闭箍筋自动化加工设备的研究依托现有的调直机、弯箍机、弯曲机、对焊机作为研究基础，主要由以下机构组成：矫直切断机构、弯曲机构、整形定位机构、焊接机构、出料收集机构。

1）焊接封闭箍筋自动化加工设备对钢筋的矫直切断性能、稳定型、可控性要求很高。因此焊接封闭箍筋自动化加工设备采用压轮式矫直方式。

2）设备的弯曲机构采用4个弯曲主机，能够实现钢筋弯曲边同时弯曲，提供弯曲效率。

3）设备的整形定位机构需要将半成品箍筋端头进行准确定位，确保钢筋端头轴线对中，需要采用定位夹钳，对钢筋端头在空间方向上进行约束，应实现稳定快速整形定位。

4）设备的焊接机构应确保半成品封闭箍筋准确稳定的焊接，且不影响整个自动化流水线的稳定作业。

本项目的开发可有效降低场地使用面积、减少用工数量，在提高了钢筋制品精度同时降低了现场管理难度，效率由原来每人每班1～1.5t提高到每人每班加工7t以上，生产效率提高7～8倍，材料节省11%以上，同时劳动用工量可大大降低，大幅度降低能源消耗，符合低碳、环保、降耗增效的总体发展方向。同时该项技术填补国内钢筋封闭箍筋自动焊接加工设备的空白，可为钢筋加工工业化发展提供技术支撑。

3 结 语

随着我国建筑业的蓬勃发展，对工程的质量和施工体系要求越来越严格，钢筋商品化加工配送也成为主流。焊接封闭箍筋自动化加工设备的出现，让封闭箍筋生产成本大幅度降低，推广应用变得更容易。焊接封闭箍筋势必会取代传统箍筋，将作为钢筋制品主要推广对象。

（编辑 贾泽辉）

［基金项目］国家“十二五”科技支撑计划项目（2012BAJ03B0604）

［中图分类号］TU649

［文献标识码］C

［文章编号］1001-1366（2015）02-0080-02

［收稿日期］2014-12-22

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