钢筋自动化加工在箱梁预制中的应用

钢筋自动化加工在箱梁预制中的应用
根据钢筋自动化加工生产线在客专箱梁预制场中的应用和分析，简述了钢筋自动化加工生产线从布置到加工的全过程，客观分析了钢筋自动化加工生产线在大型工程钢筋加工中的成本和效益优势，具有较大的推广价值。

标签：箱梁预制钢筋加工自动化
1 概述
大同至西安铁路客运专线工程8标襄汾制梁场负责临汾特大桥共817孔32m 和35孔24m双线整孔简支箱梁的预制施工任务，钢筋总量约5.2万吨，根据设计图纸单孔32米箱梁钢筋加工重量达62吨，按照日生产2.5孔的生产能力，每天钢筋加工量达到155吨。

梁场采用一套自动化钢筋加工设备，实现了梁体钢筋的自动化加工，在节约工程成本的同时确保了箱梁钢筋加工工序的质量。

2 梁场钢筋自动化加工
2.1 钢筋自动化加工生产线设备组成钢筋自动化加工生产线由两条组成，一条是线材加工生产线，一条是棒材加工生产线，线材即为数控钢筋弯箍机；棒材生产线分为剪切生产线和数控立式弯曲中心。

数控钢筋弯箍机按结构与功能可以分为：电气控制部分、放线架、矫直一部分、牵引部分、矫直二部分、剪切机构、弯曲机构、操作台。

该机械在梁场主要用于加工12mm以内箍筋、直线段小于450mm的联系筋，如梁体桥面竖墙钢筋等。

该设备体型小，机动灵活，能力大，精度高，最大功率为4.5kw/h，完全能够满足梁场生产的需求。

数控棒材剪切生产线按结构与功能可以分为：电气操作台、料架、纵向送料装置、横向送料装置、定位双向出料装置、三级储料装置。

整套设备由数字控制系统完成，具有全自动、各运动部件反应速度快，各运动连接协调且精确，在钢筋切断时，只需使用龙门吊将整捆钢筋原材吊装至料架上，2名工人操作即可完成生产，具有人员少，定尺精确，剪切效率高，且可以将原材直接剪切成最合理尺寸配料。

数控立式钢筋弯曲中心按结构与功能可以分为：电气操作台、乘料输送架、移动式弯曲机、钢筋压紧装置、双向牵引机构和锁紧机构组成。

该机械在梁场主要用于加工直径为12-25mm的HRB335钢筋，电气操作台采用进口PLC结合触摸屏控制界面，操作方便且简洁，只需要2名工人将数控棒材剪切生产线上自动上料过来的钢筋放置于移动式弯曲机处，踩下启动按钮，就可以同时弯曲出高精度的半成品钢筋。

该套设备配备各种规格直径钢筋的弯头，最大功率为6kw/h，日最大生产能力为80t/d，完全满足所有梁体钢筋的加工需求。

2.2 钢筋自动化加工生产线布置梁场钢筋加工厂配备自动化数控钢筋加工生产线，占地约5亩，采用全封闭厂房结构。

钢筋自动化加工生产线采用10t龙门吊吊装原材，整条生产线在龙门吊轨道跨度内布置。

2套数控棒材剪切生产线与1套数控立式钢筋弯曲中心协调工作，与龙门吊轨道横向布置，总长约80m，宽30m，数控钢筋弯箍机则布置在弯曲中心的一侧，总长10m，宽8m。

详细钢筋自动化加工生产线布置见图1：
图1 钢筋自动化加工生产线布置图
2.3 钢筋自动化加工过程质量控制按照设计图纸计算各种规格型号的钢筋数量，进行技术交底提出数量清单，编制配料单，根据钢筋技术交底尺寸在下料、弯曲、切割、断料、加工、试件制作、检查验收、批量生产等环节上对钢筋加工的质量进行控制。

数控钢筋弯箍机，其电器存储系统中有近500种已有图形，在加工钢筋前只需将参数调用出来，多次调整尺寸，按下启动按钮即可自动完成钢筋矫直、定尺、弯箍、切断，分别试弯每种型号钢筋，由专职质检员确认合格后（长度精度和角度精度为±2mm）并保存设置参数，符合要求后可进行批量生产。

数控棒材剪切生产线，工人利用龙门吊将钢筋原材吊装至放料架台后，由一名工人在电器操作台上输入要剪切的种类和长度，按下启动按钮即可自动完成钢筋的剪切、运送（运送至数控立式钢筋弯曲中心）及不同长度的半成品原材的存储，该设备采用pc、cnc控制全自动剪切，剪切精度极高（长度精度为±3mm）。

图2 N7钢筋示意图
数控立式弯曲中心，以通桥（2008）2322A-Ⅱ梁体钢筋中的N7钢筋（见图2）（9.6m长、6个弯起点，三种不同角度）为例简单介绍此种型号钢筋的弯曲过程，由数控棒材剪切生产线剪切的原材自动上料至乘料输送架，再至移动式弯曲机上侧，在电器操作台上输入N7钢筋的参数，由2名工人将钢筋抬至移动弯曲机处后离开，按下启动按钮，即可弯曲成型，加工完成的半成品钢筋放置于比例为1：1的标准大样图上进行比较，对需要调整的参数进行调整（长度精度和角度精度为±2mm），再次进行试弯，最终弯曲出标准的半成品钢筋，保存参数设置，下次直接调用即可。

3 梁场钢筋自动化加工生产线的特点
3.1 梁场钢筋自动化加工生产线的优点与传统施工方法相比，钢筋自动化加工生产线实现了钢筋加工的智能化和机械化作业，极大地提高了工作的效率。

总结其优点如下：
①运用钢筋自动化加工生产线加工钢筋降低了工程成本。

它简化了操作、大量减少用工、缩短施工周期，同时便于质量检查。

②运用钢筋自动化加工生产线加工钢筋，提高了钢筋加工的质量，成品合格率可达到100%，有效的减少了原
材料的浪费。

③节省了大量时间和人员投入，提高了钢筋加工的速度，极大地提高了生产的效率，满足了现场施工进度的要求。

④实现了钢筋加工现场的文明施工，节省施工占地的同时解决了钢筋加工现场紧张、杂乱无序的难题。

3.2 梁场钢筋自动化加工生产线的缺点钢筋自动化加工生产线也存在一些问题，随着钢筋自动化加工生产线设备的逐步投入和使用，相信这些问题会得到解决：
①钢筋自动化加工生产线需要的设备型号和种类较多，对钢筋加工场地的要求和布置较高，设备一次性投入较大。

②由于梁体钢筋种类繁多，存在部分异性钢筋采用钢筋自动化生产线不能加工的情况，需要不断的调整设备的功能，尽量做到同种型号的设备能够加工多种型号的钢筋品种从而节约设备投入费用。

4 结语
采用钢筋自动化加工生产线进行钢筋加工符合现代施工企业生产机械化、专业化、规模化的要求，提高了钢筋加工成品质量的同时，减少了人工费和材料的损耗，降低了成本，增加了经济效益和社会效益。

虽然此套设備在使用过程中仍然存在着不足之处，但是相信经过在使用过程中的不断摸索和改进，梁场钢筋自动化加工生产线一定会发挥出其突出的效益和优势，在今后的大型工程施工中进一步推广使用。

参考文献：
[1]陈伟.数控设备加工方法[M].化学工业出版社.
[2]天津市建科机械制造有限公司全自动数控弯箍机WG（先锋）-12D.
[3]天津市建科机械制造有限公司数控棒材剪切生产线.
[4]中铁工程设计咨询集团有限公司.《无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁（双线）》.通桥（2008）2322A-Ⅱ.铁道标准设计杂志.。