钢筋数控加工设备在预制小箱梁中的应用

周承波

(中交第二航务工程局有限公司)

钢筋数控加工设备在预制小箱梁中的应用

周承波

(中交第二航务工程局有限公司)

随着桥梁建设标准化、规范化，对钢筋加工要求越来高，而传统简易的钢筋加工方式以及诸多不利因素受到相当大的制约，数控加工技术较之传统的加工技术的优势也较突出。本文结合具沈海复线宁连高速宁德段A2标小箱梁预制施工工程实列，对钢筋数控加工设备的操作工艺、特点、优势做了阐述。

钢筋加工数控钢筋弯曲中心数控钢筋弯箍机

1、前言

目前国内工程建设的钢筋加工工艺方法还较为落后，设备和手段普遍陈旧，传统方法主要以人工手动为主，生产效率低下，耗时、制件质量差，且劳动强度大，成本偏高，在一定程度上制约了工程质量，同时钢筋加工已成为了制约现代化施工进度的一个瓶颈。 数控加工设备在钢筋上的应用极大的提高钢筋加工工艺方法，保证了钢筋加工质量、钢筋加工效率、节约了人工成本。

2、工程概况

宁德境A2标段起点位于宁德市漳湾镇马山村（起点桩号K14+012）与A1标段终点（K15+444.148）相接，路线终点位于宁德市蕉城区飞鸾镇上村村以东的二都湾内（终点桩号K19+442）与A3标段起点（K19+442）相接，本标段路线总长5.430公里。直径1.8m桩基有708根，42963米；直径2.2m桩基有16根，1028米；承台362个，墩柱724根，盖梁362个，箱梁预制、安装1790榀。

小箱梁钢筋总量为13871t，施工高峰期每天钢筋加工量为46t，为了保证钢筋加工质量和加工效率，采用数控加工设备进行钢筋加工。

3、钢筋数控加工设备

3.1 钢筋数控加工设备介绍

数控钢筋弯曲中心：

1）该设备多个机头可同时工作，由进口伺服电机及电控系统控制，生产效率高。配备自动储料架，自动移动钢筋原料，承载能力强，大大降低工人劳动强度；

2）采用Siemens、Panasonic等进口世界顶端电控元器件，以确保设备运行稳定；

3）设备自带图形数据库，可将所有需要加工的钢筋尺寸进行预设储存，在加工时直接调出即可。

4）设备采用中心柔性钢筋锁紧机构设计，弯曲主机为移动式并有定位夹紧机构设计，整体由伺服控制，确保弯曲精度。

5）技术参数：

加工能力：12—32mm 直条

弯曲方向：双向弯曲

最大弯曲长度：12000mm

弯曲角度：-120°----180°

弯曲速度： 9r.p.m

弯曲边最短长度： 80mm

最小弯曲长度： 1250mm

弯曲机移动速度： 0.5m/s～1m/s

长度精度：±1mm

角度精度： ±1°

平均耗电：8kw/h

设备尺寸： 12500mm×2200mm×1020mm

图1 宁德滨海特大桥桥型布置图

图2 数控钢筋弯曲中心

数控骨架弯箍机：

1） 该设备主要加工直径φ8～φ12钢筋，可连续生产任何平面形状产品；

2） 采用CNC伺服控制系统，可自动完成钢筋较直、定尺、弯箍、切断等工序；

3） 设备采用可旋转设计，可以根据工作需要进行调整角度，最大倾角135°，可弯曲对角线。

4） 技术参数：

单线加工能力：Φ5～Φ12 钢筋

最大弯曲角度：180°

最大弯箍半径：1300 mm

最小弯箍尺寸：50mm*60mm

中心轴直径：Φ18mm

最大牵引速度:900m/min～1100m/min

最大弯曲速度:950°/sec -1150°/sec

长度精度:±1 mm

角度精度:±1°

平均消耗电力:4.5 kw/h --5.5 kw/h

设备尺寸：2400mm×800mm×1600mm

图3 数控钢筋弯箍机

3.2 钢筋数控加工工艺

3.2.1 数控钢筋弯曲中心工艺

数控钢筋弯曲中心工艺流程图：

图4 数控钢筋弯曲中心工艺流程图

数控钢筋弯曲中心工艺操作：

1）根据钢筋图纸要求，在电气控制柜操作屏上输入相关长度和弯折角度数据，并存入系统数据库内。

2）钢筋切断成要求尺寸后，放入储料架上。

3）根据需要加工的钢筋型号从数据库内调出，检查数据确认信息，准备钢筋加工。

4）放入切断好的直条钢筋，左右移动式自动弯曲机配合钢筋自动夹紧机构即可自动对钢筋进行加工。

5）钢筋加工完成后堆放整齐，完成钢筋加工。

图5 数控钢筋弯曲中心施工

3.2.2 数控弯箍机工艺

数控钢筋弯箍机采用CNC伺服控制系统，可自动完成钢筋较直、定尺、弯箍、切断等工序。

1）根据钢筋图纸要求，在控制屏上输入相关长度和弯折角度数据，并存入系统数据库内。

2）使用数控钢筋弯箍机进行钢筋加工时，需要将相应规格的盘钢放入导线架上，将盘条钢筋的端头穿至牵引机构内，并通过控制阀进行固定。

3）根据需要加工的钢筋型号从数据库内直接调出，检查数据确认信息后开始钢筋钢筋加工。

4）使用提前加工好的储存笼直接收集钢筋加工成品。

图6 数控钢筋弯箍机参数录入与钢筋施工

3.3 钢筋数控加工设备特点

数控钢筋弯曲中心特点：

1）操作简单、自动弯曲、快速成型。

2）加工长度间距，角度调整简单容易。

3）PLC数控，计算机编程，可存储一百种图形。

4）伺服电机传动，双向数控移动弯曲，一台弯曲机固定，另一台弯曲机可以自动移动，操作方式分为手动和自动两种模式,可以完成12个 (左、右机头各6个动作)。

5）生产效率高，平均每日加工量5000根/1人，可代替12名工人，是传统加工设备产量的10倍以上。

数控钢筋弯箍机特点：

1）箍筋的传统加工工艺一般是利用单机将盘圆钢筋经过调制、切断、弯箍等工序而分布实现。其工艺较为落后，不能满足现代施工进度的需要，且大量浪费刚才、占用较大的空间、用工多、生产率低、箍筋尺寸精度和形状精度差。

2）数控弯箍机采用进口 CNC计算机数字控制，自动快速完成钢筋调直、定尺、弯箍、切断。该机效率高，操作简单,只需一人便可完成，可在狭窄区域作业。可替代20-30名钢筋工人作业。

4、钢筋数控加工设备和钢筋普通加工设备对比

表1 钢筋数控加工设备和钢筋普通加工设备对比表

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通过以上对比表可以得出，钢筋数控加工设备一次性投入大，但是具备加工精度高、施工效率好、作业人工作量较少的特点，可用于批量生产的钢筋加工。

5、结束语

数控钢筋加工设备智能数控系统，对所需的钢筋按预先设定好的程序进行加工。充分保证了钢筋的定尺、调直、切断、弯箍精度，具备了一次弯制合格率较高的特点；数控钢筋加工工艺精度高，能源消耗都将大幅度降低，相应设备流程布局合理，真正具备了、省时、省力、省料、省地。大大提高了生产效率，作业人员的劳动强度大为减轻，增加了经济和社会效益，完善和提高了钢筋标准化作业水平，有推广应用价值。

[1]JTG/T F50—2011，《公路桥涵施工技术规范》[s]

[2]福建省交通规划设计院，《沈海复线宁德漳湾至连江浦口高速公路（宁德境）》施工图设计，2013年5月

[3]福建省高速公路建设总指挥部，《福建省高速公路施工标准化管理指南》[N]，人民交通出版社

[4]深圳市汇川技术股份有限公司，《伺服驱动器用户手册》[Z]

[5]深圳市汇川技术股份有限公司，《数控钢筋弯箍机说明手册》[Z]

[6]深圳市汇川技术股份有限公司，《数控立式钢筋弯曲中心说明手册》[Z]

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1007-6344（2016）07-0307-02

潘龙庆(1991-)，男，湖北鄂州人，硕士研究生，主要从事公路隧道与岩土工程研究。