高強(qiáng)鋼筋集中加工適應(yīng)性新裝備的開發(fā)

王洪達(dá) 蘇悅來 毛徐鵬

高強(qiáng)鋼筋集中加工適應(yīng)性新裝備的開發(fā)

王洪達(dá) 蘇悅來 毛徐鵬

（沈陽理工大學(xué) 遼寧沈陽 110159）

高強(qiáng)鋼筋在我國(guó)的建筑領(lǐng)域中占據(jù)著極為重要的位置。實(shí)際情況表明，高強(qiáng)鋼筋不僅具有強(qiáng)度高等特性，其綜合能力的表現(xiàn)，也明顯高于普通的鋼筋材料。因此，為了滿足建筑領(lǐng)域的施工需求，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)鋼筋產(chǎn)業(yè)與國(guó)家化接軌。完善高強(qiáng)鋼筋的集中加工技術(shù)，對(duì)鞏固和提高高強(qiáng)鋼筋產(chǎn)業(yè)的推廣，具有十分重要的意義。因此，本文結(jié)合高強(qiáng)鋼筋技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)闡述幾種高強(qiáng)鋼筋加工適應(yīng)新裝備的工作原理，并結(jié)合高強(qiáng)鋼筋推廣應(yīng)用中存在的問題，提出一些建議。

高強(qiáng)鋼筋；新裝備；開發(fā)

前言：

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)鋼筋混凝土的需求已經(jīng)達(dá)到上億平方米，其中消耗的鋼筋數(shù)量也已經(jīng)達(dá)到億噸級(jí)以上。而高強(qiáng)鋼筋的消耗，占據(jù)著鋼筋總消耗量的60%。由此可見，市場(chǎng)需求量的不斷增加，促使著加工高強(qiáng)鋼筋的技術(shù)，隨著需求量的增加，也在不斷的發(fā)展與更新。但是，在實(shí)際情況中發(fā)現(xiàn)，隨著鋼筋強(qiáng)度的不斷增高，鋼筋的加工和連接難度也就越大。因此，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)鋼筋集中加工技術(shù)，是解決這一問題的有效途徑。

一、我國(guó)鋼筋產(chǎn)品的現(xiàn)狀

目前，我國(guó)鋼筋產(chǎn)品分為熱軋鋼筋、中高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線和冷加工鋼筋。其中鋼筋等級(jí)超過370級(jí)以上的鋼筋即高強(qiáng)鋼筋。

（一）熱軋鋼筋

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，熱軋鋼筋的屈服強(qiáng)度分為四個(gè)等級(jí)，是目前我國(guó)土木建筑工程中，使用量最大的鋼材品種之一。從熱軋鋼筋的表面上看，主要分為三種形狀，光面型、月牙肋、等高肋型[1]。從熱軋鋼筋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來講，熱軋鋼筋具有非常好的冷彎曲性能。因此，在滿足抗震要求上，熱軋鋼筋可以充分發(fā)揮出良好的韌性和良好的塑造性，能夠有效吸收地震能量，可以有效避免建筑斷裂的情況發(fā)生。

（二）預(yù)應(yīng)力鋼絲鋼絞線

預(yù)應(yīng)力鋼絲是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)配筋用鋼絲的簡(jiǎn)稱。從表面形狀來看，可以分為光圓的和規(guī)律變形的。所謂光圓的就是指光面的。而所謂規(guī)律變形的是指，有刻痕的、陰螺紋的、陽螺紋的、帶肋的等。其加工方法分為，冷拉加工、矯直回火加工、穩(wěn)定化處理、冷軋成型的、調(diào)質(zhì)處理等。預(yù)應(yīng)力鋼絲的品種規(guī)格很多，主要的性能特點(diǎn)是強(qiáng)度高和松弛性能好，因此，在目前的土木建筑工程中，預(yù)應(yīng)力鋼絲被廣泛使用。

（三）冷加工鋼筋

所謂的冷加工鋼筋，就是在常溫的環(huán)境下，對(duì)鋼筋進(jìn)行冷拉處理或冷拔處理。冷加工鋼筋的特點(diǎn)是，由于受到冷拉或冷拔的作用，鋼筋的屈服點(diǎn)會(huì)隨之提高，隨即增加鋼筋的強(qiáng)度，達(dá)到在使用過程中，節(jié)省鋼材的目的[2]。

二、高強(qiáng)鋼筋相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及設(shè)計(jì)問題

（一）完善配套標(biāo)準(zhǔn)加大宣傳力度

我國(guó)對(duì)400MPa高強(qiáng)度鋼筋的研制，在20世紀(jì)90年代就已經(jīng)完成。并且在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中指出，在施工過程中，將高強(qiáng)度鋼筋作為主力鋼筋來進(jìn)行使用。但是，在實(shí)際情況中，高強(qiáng)鋼筋并沒有得到廣泛的運(yùn)用，這可能是由于施工單位，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范不熟悉。因此，盡快完善配套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的修訂，加大混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的宣傳力度，是十分重要的任務(wù)[3]。

（二）設(shè)計(jì)中鋼筋的優(yōu)化選擇

在不同的環(huán)境下，不同鋼筋體現(xiàn)出的作用也不相同。高強(qiáng)鋼筋用作受力主筋時(shí)，可以很好的發(fā)揮出高強(qiáng)鋼筋的優(yōu)勢(shì)。但是，作為受力主筋來說，一般性質(zhì)的高強(qiáng)鋼筋，其延伸長(zhǎng)度不能滿足作為受力主筋的要求。而一般鋼筋的延伸長(zhǎng)度，雖然可以滿足作為主筋的要求，但是卻不能滿足作為主筋的強(qiáng)度要求。因此，在鋼筋的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該遵從“統(tǒng)籌兼顧，物盡其用”的原則。根據(jù)實(shí)際情況，應(yīng)該設(shè)計(jì)出高、中、低強(qiáng)度都有的高強(qiáng)鋼筋，在延伸性方面，也應(yīng)該考慮好、中、差都要的高強(qiáng)鋼筋。只有這樣，才能在實(shí)際的施工過程中，既可以滿足強(qiáng)度要求，又可以滿足延伸性，使高強(qiáng)鋼筋能夠合理搭配的應(yīng)用在實(shí)際情況當(dāng)中。

（三）合理應(yīng)用高強(qiáng)度鋼筋

一般情況下，高強(qiáng)鋼筋的強(qiáng)度和延伸性是相互矛盾的，在滿足強(qiáng)度的同時(shí)，延伸性可會(huì)受損。但是，400MPa高強(qiáng)鋼筋具有較好的強(qiáng)度和較好的延伸性。因此，在高強(qiáng)鋼筋的選擇上，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，理智的選擇。不僅要從強(qiáng)度和延伸性上考慮，在價(jià)格上，也應(yīng)該作為重點(diǎn)考慮的因素之一。例如，400MPa鋼筋價(jià)格不高，宜作為梁、板的縱筋、箍筋來使用。所以，不論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，400MPa都是被廣泛的應(yīng)用的。而500MPa鋼筋雖然硬度更強(qiáng)，但是宜作為承重梁、柱、桿來使用。價(jià)格也不便宜。因此，雖然500MPa鋼筋的硬度比400MPa鋼筋的硬度要強(qiáng)，但是從全方位的角度來進(jìn)行考慮，500MPa鋼筋并不適合用作主力筋來使用。

三、新興裝備技術(shù)提供技術(shù)支持

隨著我國(guó)建筑行業(yè)對(duì)于高強(qiáng)鋼筋需求的不斷加大，高強(qiáng)鋼筋集中加工技術(shù)的不斷完善，可以促進(jìn)高強(qiáng)鋼筋集中加工配送產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)保障建筑工程質(zhì)量，起到了關(guān)鍵性作用。對(duì)此，通過引進(jìn)的形式和自主創(chuàng)新等形式，研發(fā)成功的適應(yīng)性新型裝備技術(shù)，能夠?yàn)楦邚?qiáng)鋼筋集中加工行業(yè)的發(fā)展，提供一定的技術(shù)支持。

（一）GGJ13型彎箍機(jī)

GGJ13型彎箍機(jī)，主要由矯直系統(tǒng)、防扭槽送進(jìn)系統(tǒng)、雙向彎曲系統(tǒng)、切斷系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)、操作系統(tǒng)所組成。其工藝原理是鋼材原材料在機(jī)器內(nèi)經(jīng)過去氧化處理后，經(jīng)過矯直系統(tǒng)，將鋼材進(jìn)行矯直處理。矯直后的鋼材通過防扭槽，自動(dòng)確定鋼材尺寸，再經(jīng)過彎曲系統(tǒng)，自動(dòng)角度彎曲。再通過自動(dòng)切斷系統(tǒng)，將鋼材切斷。實(shí)現(xiàn)鋼筋自動(dòng)送料、自動(dòng)矯直、自動(dòng)彎曲成型、自動(dòng)切斷多種工藝一體化的多尺寸鋼筋制作。

GGJ13型彎箍機(jī)的主要特點(diǎn)是，自動(dòng)化程度高、加工速度快、加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定性好、成材率高、簡(jiǎn)單操作等。是有效提高加工效率的重要工具。

（二）雙筋鋼筋籠成型機(jī)

雙筋鋼筋籠成型機(jī)，主要由主筋上料裝置、主筋分料承料裝置、固定旋轉(zhuǎn)盤支撐裝置、移動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤支撐裝置、成型籠系統(tǒng)、保護(hù)焊接系統(tǒng)、操作系統(tǒng)組成。其工藝原理是將鋼筋籠的雙主筋穿過固定旋轉(zhuǎn)盤過線孔，在移動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤過線孔中固定，再將箍筋端頭在鋼筋籠主筋上人工焊接，并同轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤，帶動(dòng)鋼筋籠主筋在縱向和圓周兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，從而拖動(dòng)箍筋原材在主筋上纏繞。使繞筋和主筋接觸通過裝置。保護(hù)焊接定位牢固，形成旋轉(zhuǎn)雙箍筋，從而形成雙筋鋼筋籠。

雙筋鋼筋籠成型機(jī)的主要特點(diǎn)是，使用成本較低，無需人工費(fèi)時(shí)費(fèi)力均布過線套。在拆卸、運(yùn)輸、安裝方面，也具備簡(jiǎn)單操作的特性，大大方便了機(jī)器在工地間的頻繁周轉(zhuǎn)運(yùn)輸使用。

（三）鋼筋縮徑滾軋直螺紋生產(chǎn)線

鋼筋縮徑滾軋直螺紋生產(chǎn)線主要由承料裝置、鋼筋端頭平切裝置、鋼筋橫縱系統(tǒng)等組成。其工藝原理是鋼筋端頭自動(dòng)平切處理后，使鋼筋滾絲前的柱體直徑達(dá)到統(tǒng)一尺寸，在經(jīng)過生產(chǎn)線輾軋成型，再根據(jù)鋼材冷作硬化的原理，對(duì)鋼材進(jìn)行處理。從而使直螺紋接頭的抗拉強(qiáng)度高于鋼筋母材的抗拉強(qiáng)度。然后利用連接技術(shù)，將鋼材之間進(jìn)行有效連接，促使鋼筋的強(qiáng)度統(tǒng)一，成為一體，從而實(shí)現(xiàn)了同等強(qiáng)度連接的目的。

其技術(shù)特點(diǎn)是施工速度快，降低工程綜合成本，推動(dòng)節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的目的。

結(jié)論：

高強(qiáng)鋼筋集中加工適應(yīng)性新裝備的開發(fā)，不僅可以使鋼筋的質(zhì)量穩(wěn)定可靠，對(duì)于綠色環(huán)保，節(jié)能減排來說，也具有重要的意義。

[1]侯君偉.我國(guó)高層建筑建造技術(shù)的發(fā)展[J].建筑技術(shù)開發(fā),2015,08:8-15.

[2].《建筑機(jī)械化》雜志2015年總目次[J].建筑機(jī)械化,2015,12:74-84.

[3]《中國(guó)公路學(xué)報(bào)》編輯部.中國(guó)交通工程學(xué)術(shù)研究綜述·2016[J].中國(guó)公路學(xué)報(bào),2016,06:1-161.

王洪達(dá)（1996-），男，遼寧葫蘆島人，無機(jī)非金屬材料專業(yè)

蘇悅來（1996-），男，山東萊蕪人，通信工程專業(yè)

毛徐鵬（1995-）男，江蘇常州人，通信工程專業(yè)

K928

B

1007-6344（2017）03-0127-01