自制圆形弯箍机在工程项目中的应用——以温州生态园北出入口项目为例

贺刚

（浙江兴业市政工程有限公司，浙江 温州 325000）

1 温州生态园北出入口项目简况

温州市生态园北出入口位于温州三垟湿地，由温州生态园开发建设投资集团有限公司承担实施，该工程建设面积为27289.54m2，其中地下20338.26m2，地下室主楼部分层高5600mm，有圆形柱131根。车库部分层高4000mm，有方形柱276根。其中地上6951.28m2，地上夹层层高4800mm，有圆形柱62根。二层至屋面为坡型，标高为5800～89500mm高度不等，有圆形柱114根。总共有圆形柱307根，圆柱直径600～800mm，箍筋Φ8～Φ10，合计为14000个圆形箍筋。项目主体工程周期240天。

2 项目对圆箍钢筋的需求特性

根据工程设计图纸需要，温州生态园北出入口项目圆形框架柱总数量达到307个，方形框架柱276根。圆形框架柱占本项目总框架柱数量的52.7%。项目对圆形箍筋的需求特性为：

（1）成本可控。钢筋加工设备成本包括了购买设备费用、场地转移费用、成品质量、数量、人工费用、维护维修费用等。温州生态园北入口工程项目经过省、市各级审计、监督，对成本有科学计算和管控。项目整体工期较长，钢筋加工就呈现不连贯状态，工期不紧张时，可能月旬使用不到。设备闲置，就会造成成本增长。

图1 手工箍筋弯曲器实例图

（2）适应场地能力强。温州生态园北出入口项目虽为平地，但其位处三垟湿地，水网密布，而项目分为地上地下两部分，在雨季时，工地多有水洼、淤泥等。此等复杂环境，要求各类施工设备，均要有较强的场地适应能力，尤其需要防水防涝。

（3）易操作及维护。温州生态园北出入口的钢筋操作人员，文化水平以初中及初中以下为主，高中以上学历者极少，对于高智能化设备的接受和理解能力整体较低，在施工中，难以做到精细化操作。因而，钢筋加工设备要做到简单，易操作，易维护。简单的故障，钢筋操作工能自行独立维护，且不耽误项目工期。

（4）抗负荷能力强。温州生态园北出入口的圆箍钢筋数量达到14000个，钢筋加工的周期短。要效率也要质量的需求现状决定了钢筋加工设备的抗负荷能力要强，能适用连续施工的特点。

（5）转运便捷。温州生态园北出入口工程，因为涉及到上下层结构，在工期紧张、场地有限、现场布置等综合因素下，就需要不断对加工设备调整工作，随时搬运。因此，转运便捷、安装，是钢筋加工设备要考虑的因素之一。

根据前文所述E-Navigation战略对GMDSS现代化的需求，GMDSS现代化发展可分为以下3个阶段。

3 现有钢筋加工设备比对

在科技发展推动下，建筑钢筋加工设备也不断推陈出新，经历了从手工向半自动、自动化和智能化发展变化的阶段。其技术参数如表1。

表1 手工箍筋弯曲器技术参数

（1）手工箍筋弯曲器。

手工箍筋弯曲器是传统建筑模式下的结晶，时代久远。其生产制作简单，易安装维修，携带方便，可以满足4～12mm直径钢的多种形状钢筋构件加工，生产制作及维护的成本都极低，因而在单体建筑较小、工期不急等的农村建设用房或小型建筑项目中广泛使用。

但其不足也十分明显。在加工圆形箍筋时，需在底板上画线，然后，把手沿着画线一点一点地做弯曲弧度。由于是纯手工和纯技术活，加工速度慢，一个标准工的成件数量不足240个，劳动力成本较高，且成型产品参差不齐，质量堪忧。各大建筑公司早就弃之。

（2）半自动数控箍筋弯曲机。

表2 半自动箍筋弯曲机技术参数表

相比手工箍筋弯曲器，半自动箍筋弯曲机有了较大的进步，设备体型也变大了许多。其为半自动智能控制系统，操作人员不仅通过脚踏踏板配合手工操作，机械传动，实现了省力、提速、提质目的，且设备下有装置有轮子，装卸车方便，工地内移动也较为便捷。

图2 半自动箍筋弯曲机实例图

但其缺陷也较为明显：一是其重达到250kg，体型较为庞大，远程运输必须依靠载重货车；二是箍筋的角度受限，其弯曲角度为90°、135°、180°，虽然一些厂家也进行改进，允许通过内置行程方式调节弯曲角度，但较为复杂，操作不便利，也不具备弯曲圆形箍筋的条件。

（3）全自动数控箍筋弯曲机。

表3 全自动数控箍筋弯曲机技术参数表

全自动数控箍筋弯曲机已经实现了全自动化和智能化，其内部装置有气动伸缩系统，PC电脑系统、调直系统、切断系统，弯曲系统等，不仅尺寸准确，且可任意调节弯曲切断一次性成型，智能计数，废料少，需要的人工也较少，生产效率高。这些优势都是手工和半自动箍筋弯曲设备无法相比的。

图3 全自动数控箍筋弯曲机实例图

不过，全自动数控箍筋弯曲机也有着极为明显的缺陷：一是造价成本较高，设备均价均在数万元或数十万元，智能化越高、型号越大，制造的产品规格越高，其价格也越高。二是设备体型极大，有的重量达2200kg以上，是半自动箍筋弯曲机的2～3倍，在工地现场需要较大的场地。不易在不同工地之间转运，转运或场地内部调整工作场地时，均需要动用大型的吊车、载重货车等。三是内部构件复杂，各项仪器精细，不能进水，必须在有防雨防涝设施情况下工作，如室内工棚，而建筑工地环境较差，防雨防护条件弱，工人工作操作力度较大，极易带来损坏。四是因其采用数字设置模式，程控操作，操作人员需要初中以上文化和有一定文化水平的人员，而建筑工人文化程度整体较低，高层次文化人员较少，因此常常出现有设备无操作工现状。五是出现故障，需要专业技术人员维修，技术人员到工地维修，路程较远，如是配件出现故障，又需订制配件，导致维修周期较长，且成本较高，易延误工期。

设备评判。建筑项目工地需要的是既可降低成本、转运便捷，又适应场地能力和抗负荷能力强，易操作和维护的钢筋加工设备。而综合以上的手工、半自动和全自动数控箍筋弯曲机来看，还没有能满足这些需要的产品。手工箍筋弯曲机的效率太低，需要的劳动力太多，且产成品质量堪忧；半自动箍筋弯曲机的转运不便且产成品不能满足多样化的箍筋，圆箍产品更是无法实现；全自动数控箍筋弯曲机虽然极大地提高了产品效率，降低了劳动力成本，但其体型巨大、转运不便，设施精密等等缺陷，却更加明显，在实践中更多地沦为了花瓶。

4 圆箍弯曲机自制思路及测试

根据温州生态园北出入口项目的实践，对圆箍弯曲机进行改造。设备取材设备利用即将淘汰的半自动钢筋弯箍机进行改造。

4.1 原有设备及配件情况

所选的设备型号为GF25A数控弯箍机，外形尺寸为730×720×800mm，有3kW电动机1台，变速箱1个，齿轮2个，中心柱1个，工作转盘1个，挡板2个，行程开关3个，交流接触器2个，脚踏开关2个，角度转换开关1个和电源控制器1个。

4.2 新增配件

（1）直径150mm凹槽滚轮3个。（2）6200-2RS橡胶密封胶圈轴承2个。（3）20mm×150mm轴杆2根。（4）5mm厚度的从动轮上钢板200mm×350mm2块。（5）16mm×150mm螺杆2根。（6）调节器1个。（7）14mm调节螺丝1根。（8）全能弯箍机控制器1个。（9）接线器2块。（10）CJX2S交流接触器2个。（11）E430电焊条2根（用于焊接固定）。

改造步骤：（1）拆除设备。先后拆除设备上的配件有：2个挡板→中心柱→工作转盘→行程开关→交流接触器→脚踏开关→角度转换开关。（2）安装设备。部分配件拆除后，根据实际，安装新的配件：驱动主轮→从动轮下部钢板固定→从动轮→轴杆→从动轮上班钢板固定→焊接固定调节座→接线器→接入交流接触器→接入全能弯箍控制器→接入电源开关。

完成的设备外形，如图4所示。

图4 自制圆箍弯曲机实例图

工作原理。通过控制开关启动驱动系统，机架上的主动轮开始转动，将需要加工的钢筋插入凹槽通道，通过摩擦，主动轮和从动轮组转动，调节杆可调节从动轮与主动轮之间的间距，满足圆形箍筋直径大小要求。

图5 自制圆箍弯曲机制成的圆箍钢筋

测试数据。设备改造完成后，进行初步测试，其主要数据如表4。

表4 自制圆箍弯曲机数据

数据比对。由于温州生态园北出入口工程需要大量的圆箍钢筋，为此，选择圆箍钢筋进行比对，主要参数为圆箍数量、设备和人工成本、电耗等指标（半自动钢筋弯曲机不具备加工圆箍钢筋的能力，不纳入此次比对）。

表5 手工、全自动与自制钢筋弯曲机数据比对

从本质上讲，自制的圆箍弯曲机仍然是半自动钢筋弯箍机，但经过升级改造，完美地弥补了其不能进行钢筋角度自有弯曲等缺陷，且能自动移动，十分符合项目需求。

5 自制圆箍弯曲机在温州生态园项目中的应用

经过测试和比对，自制圆箍弯曲机性能稳定，操作简单，能耗较小，抗负荷能力较强，被温州生态园北出入口项目施工方选为钢筋加工的主要设备之一，与全自动数控钢筋弯曲机同时完成温州生态园项目的钢筋加工。二者的主要数据如表6所示。

图6 自制的圆箍钢筋在温州生态园北出入口工程中的应用

图7 自制圆箍钢筋设备和圆箍样品

表6 自制和全自动数控弯曲机在温州生态园项目中的应用

在此次实践应用中，自制的半自动圆箍弯曲机较好地完成了钢筋圆箍任务，其可移动、易维护、产品质量稳定可靠，弥补了全自动数控钢筋弯曲机在实践应用中的缺陷，尤其是在全自动数控钢筋弯曲机出现故障需要维修三天，而工期十分紧张的情况下，发挥中坚作用，保障了温州生态园北出入口工程的顺利进行。

6 结语

人工弯箍设备已经不能满足现代化建筑生产工艺的需求，而且成本高效率低。全自动弯箍机设备成本非常高，且在搬运、安装、操作、维修上有一定的弊病，不利于工程进度慢、周期长的工程项目。而自制圆箍弯曲机利用即将淘汰的半自动钢筋弯箍机进行改造，改造的成本低廉，改造简单，经过测试，并经温州生态园北出入口项目实践检验，工效显著，操作简便，设备重量轻，搬运方便，维修简单，安全可靠，具有较高的实用性，可以满足一般工程项目以及工程周期较长大型项目的圆形箍筋生产使用。