简易大弧度钢筋弯曲装置的设计与应用

摘要：本文以中铁十七局集团第三工程有限公司郑徐客专开封制梁场为例，介绍了一种后张法预应力混凝土铁路箱梁底板“U”型钢筋快速弯曲成型的装置，从精确性、时效、经济效益等方面对大弧度钢筋弯曲装置进行了阐述，有效地缩短了施工时间，降低了劳动强度，对同类工程具有一定的参考价值。

Abstract： This paper takes the Kaifeng beam field of Zhengzhou-Xuzhou passenger dedicated line of the 3rd Engineering Co.， Ltd. of China Railway 17 Bureau Group Corporation as an example to introduce a device for rapid bending of the U-shaped steel bar of the post-tensioned prestressed concrete railway box girder. The large arc steel bending device was expounded in terms of accuracy， timeliness and economic benefits， which effectively shortened the construction time and reduced the labor intensity， and had certain reference value for similar projects.

关键词：大弧度;弯曲装置;设计与应用;经济效益

Key words： large arc;bending device;design and application;economic benefit

中图分类号：TU392.2                                    文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）28-0205-03

0  引言

随着铁路标准化建设的纵深推进，在箱梁生产过程中，工装的配置数量不仅要满足生产需要，技术标准也得到越来越多的重视。在后张法预应力混凝土铁路箱梁所有钢筋制作过程中，U型筋因弯制尺寸大、数量多、制作难度高等问题，导致U型筋加工一次成型率极低，二次返工及重新加工次数颇多。所以在钢筋制作过程中，如何确保U型筋的弯曲效率和施工质量显得尤为重要。

本文以中铁十七局集团第三工程有限公司郑徐客专开封制梁场为例，对大弧度钢筋弯曲装置的设计及应用进行了阐述，同时在施工效率、施工质量方面与原有方法进行了对比分析，以期达到指导后续同类工程施工的目的。

1  工程概况

中铁十七局集团第三工程有限公司开封制梁场位于河南省开封市开封县罗王乡罗王村，DK92+500处线路左侧。承担DK81+090.6～DK105+528.635段（开兰特大桥823#～1549#）705孔（其中32m箱梁669孔、24m箱梁36孔）的箱梁预制任务。

箱梁钢筋采用分体绑扎，即底腹板和顶板钢筋笼分体绑扎，每孔梁的U型筋数量多达300余根，U型筋不仅是钢筋骨架外围设计最重要和受力最大的主筋之一，而且是控制钢筋笼截面尺寸最重要的钢筋，竖向连接底板、腹板和顶板钢筋，支撑控制着整個钢筋骨架尺寸。

2  问题的提出

弯曲机在钢筋弯制过程中起着重要的作用，钢筋弯曲是将钢筋弯曲机上的定位销，插在转盘上来调节弯曲半径，钢筋弯曲机转盘上设有四个以上的插销孔。在钢筋弯制过程中需要安装定位挡板，其作用是防止钢筋在弯曲过程中移动，利用三点来控制弯曲尺寸。

此种做法是现有技术，仅能够满足弯曲半径小的钢筋，对于箱梁底部及腹板外侧的“U”型钢筋的弯制存在一定困难，因为此种钢筋的弯制弧度半径较大，目前在箱梁预制过程中仅仅利用加大定位销直径来控制弯曲半径，操作起来相对麻烦，加工误差较大，弯曲弧度半径及弯曲弧度均无法达到技术要求。

U型筋是底腹板钢筋笼绑扎胎具上最先安装的钢筋，若一次制作成型率低，将导致箱梁钢筋整体绑扎滞后，直接影响施工进度。为解决以上问题，项目提出自行研制一种大弧度钢筋弯曲装置，以保证U型筋弯制质量及成型速度。

3  钢筋弯曲胎卡具介绍

大弧度钢筋弯曲装置，是针对箱梁底板U型筋专门定制的一种钢筋弯曲装置，及采用专用设备对大弧度钢筋进行弯曲。该装置是根据U型钢筋设计弧度制作而成的装置，弯制时首先将该装置放置在钢筋弯曲机上，通过定位，实现对U型钢筋快速、精准的弯制。

该装置包括钢筋弯曲机台面、转盘体、限位桩、弧度靠板、右定位桩和左定位桩;钢筋弯曲机台面3上方设有与钢筋弯曲机的电机主轴连接的圆盘，在圆盘上固定连接两个对称的立柱销子5，转盘体10上设有两个与立柱销子相适配的销子孔，转盘体10位于圆盘上，立柱销子5穿过转盘体上的销子孔;限位桩2位于钢筋弯曲机台面的左上角，在转盘体的右侧下部设有弧度靠板6;右定位桩8位于钢筋弯曲机台面的右部下方，左定位桩9位于弧度靠板下方的转盘体上。弧度靠板6的上侧弧面与转盘体之间设有加固支撑筋11。钢筋弯曲机台面的左侧设有钢筋弯曲件的挡板1。

使用方法：将被弯曲工件钢筋7放在弧度靠板6与左定位桩9之间，右端部位于右定位桩8上面，钢筋7的左端顶住挡板1，启动钢筋弯曲机的电源，转盘体10被立柱销子5带动顺时针方向转动，钢筋7的左端头部被限位桩2挡住，钢筋7弯出弧度。

4  U型筋弯曲过程

4.1 弯制末端弯钩

左侧弯钩弯曲准备，首先通过挡板将钢筋顶齐，然后放入弯曲卡槽内和挡板顶齐，开动弯曲机，进行末端弯钩制作。右侧末端弯钩制作方法同左侧。

4.2 U型（圆弧角、斜长段和直线段）弯制

左侧U型弯制准备，弯钩顶住左侧弯曲轴心内侧定位（图5（a））。U型弯制，转动左侧大弧度钢筋弯曲装置，钢筋弯曲至左定位销处停止弯曲（图5（b））。右侧U型弯制准备，弯钩顶住左侧弯曲轴心内侧定位（图5（c））。右侧U型弯制，转动右侧大弧度钢筋弯曲装置，钢筋弯曲至右定位销处停止弯曲。弯制成型后，取出钢筋，同时反转弯曲机，使弯曲装置恢复至原位，进行下一根钢筋弯制（图5（d））。

5  优缺点分析

5.1 优点

①制作工具小、活、新。大弧度钢筋弯曲装置一般与弯曲机配套，制作时只需考虑弯曲机台面尺寸，材料为普通钢板，不易变形，成本低廉。装置小巧、灵活，拆装方便。②操作简单，加工精度高。大弧度鋼筋弯曲装置与弯曲机销轴固定，摆放位置确定后，同其他钢筋弯曲方法一样，无需进行人员培训，操作简单易学，同时，避免了人为操作误差造成的二次返工，加工精度极高。③弯曲速度快，省时省力。利用大弧度钢筋弯曲装置进行U型筋弯制，整个弯制过程仅需1人即可完成，且每次可同时弯制3-5根同种型号钢筋，可批量化生产，大大提高了弯制速度。

5.2 缺点

一种装置只能弯制一种弧度的钢筋，由于箱梁U性筋种类较多，跨中、变截面及端部尺寸不一致，因此，需根据U型筋尺寸加工多种弯曲装置，且在U型筋弯制过程中，需进行不同种类装置的安装及拆卸。且在不同线路的铁路建设中，由于参考图纸不一样，需根据图纸尺寸另行计算弯曲弧度。

6  效益分析

传统的钢筋弯曲机弯制钢筋，仅能进行末端钢筋小半径的钢筋弯制，对于箱梁U型筋的弯制，需通过人工多次弯曲进行。传统工艺存在以下两个缺点：第一点，弯曲弧度需要工人靠经验控制，且无法满足弯曲弧度的精度要求;第二点，由于弯曲精度不高，后续的二次返工现场十分严重，施工效率降低的同时，也加大了材料浪费。

大弧度钢筋弯曲装置的设计及应用，很好的解决了以上的问题，通过对弯曲弧度的精确计算，改进后的弯制方法保证了U型筋细部结构尺寸完全满足图纸要求，消除了尺寸偏差大的情况，确保弯曲弧度的精准，同时定位销的使用，确保了钢筋弯曲起弧点和终弧点的位置准确，U型筋一次成型，避免了二次返工，而且大大缩短了U型筋的弯制时间，一孔箱梁U型筋弯制时间由原来的6.5h缩短至5.5小时，U型筋的弯制质量也得到了充分保证，从而形成了一套标准的U型筋弯制流程。钢筋弯曲一次成型率大大提高，一次成型率由原来的60%提高到了95.7%，且制作成本低廉，仅需要制作两个胎卡具即可满足全线箱梁施工进度要求，大大提高了施工效率。

开封制梁场共承担705孔箱梁预制任务，提高了功效的同时，避免了二次返工。据估算，仅节约二次返工造成的人工费、材料费多达30余万元。

7  结束语

大弧度钢筋弯曲装置的设计及应用，确保了U型筋弯曲速度及弯曲质量，在箱梁U型筋制作中，该装置优越性已得到普遍认可，其操作简单，使用灵活，成本低廉，精度可靠，大大提高了施工效率，有必要进行大力推广。但由于尺寸的单一性，使其推广应用受到部分限制，还需进一步考究应用，以便在后续同类工程中普遍推广。

参考文献：

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