钢筋自动弯曲加工施工工艺工法
（QB/ZTYJGYGF-QL-0110-2014）
物贸公司李玉曹小盈李玉龙
1 前言
随着社会经济的不断发展和精细化管理的不断深入，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。
目前国内铁路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。
数控钢筋加工设备采用人机亲和度较高智能数控系统，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，大大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。
1.1 工艺工法概况
数控钢筋弯曲机是专为高层建筑、高速公路、高速铁路、大型桥梁等工程混凝土结构内主骨架钢筋的弯曲加工高性能产品,特别对批量生产的钢筋加工更为有利，最大能加工直径φ32mm的高强度螺纹钢，有两个机头在特定的轨道上可以自由移动弯曲，具备在一个工作单元内同时进行双向弯曲的加工能力。在设计上力求提高人机亲和度，能满足各个层次的人群操作使用，同时加工精度高、效率高满足工程工期要求, 每个工作班相比普通弯曲机可替代10名操作工的加工量，可给项目带来实实在在的效益，目前，已在我国高速铁路、公路及大型钢筋加工厂投入使用。
1.2 工艺原理
数控自动钢筋弯曲机由数控棒材剪切生产线和双向移动斜面式棒材弯曲中心两部分组成，数控棒材剪切生产线又由设备结构和气路系统组成，设备结构由放料架、送料架、剪切主机、出料架和移动储料架组成，气路系统中放料、剪切主机上顶托辊
及压紧装置、出料架上下移动、挡板定位、挡板翻料等动作均采用压缩空气为动力源，各部分工作压力可以单独控制，操作人员通过触摸屏对所需加工的钢筋长度进行编辑，编辑完成并将指令下发，系统就会按照指定尺寸通过脉冲方式控制电机的行走和上下弯曲，自动完成钢筋加工。
2 工艺工法特点
2.1 可加工钢筋种类多，直径从6mm到32mm不等，应用范围广。
2.2 精度高钢筋剪切线加工长度公差控制在±2mm内，同时弯曲角度误差最大控制在±1°，这种加工精度大大超过了手工操作，钢筋直径越小加工精度越高。
2.3 施工工艺简单，便于操作，节省人工。钢筋自动加工设备具有产量大、节约材料、消耗低的特点。
2.4 施工效率高、缩短作业循环时间。进给部分采用伺服电机控制，能在一分钟之内更换不同直径的钢筋，很大程度上减少了更换钢筋所消耗的时间。
3 适用范围
本工艺工法适用于各种大批量钢筋加工作业。
4 主要引用标准
《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》（铁科技[2004]120号）
《铁路砼与砌体工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）
《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）
《钢筋混凝土用钢第二部分：热轧带肋钢筋》（GB 1499.2-2007）
《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）
5 施工方法
5.1 工艺流程：原材料进场检验→钢筋下料→弯制成型
5.2 钢筋加工：采用数控钢筋剪切生产设备进行钢筋下料，采用双向移动斜面式钢筋弯曲中心设备进行钢筋弯制。
6 工艺流程及操作要点
6.1 施工工艺流程
图1 钢筋剪切、弯曲加工工艺流程图
6.2 操作要点
6.2.1 施工准备
1 钢筋工程的相关图纸及技术交底是否到位。
2 认真审核图纸和技术交底，仔细研究所需绑扎的结构、构件，熟悉结构、构件中所需钢筋的型号、种类、材质和数量。
3 根据图纸和技术交底书要求所需钢筋的型号、数量、种类，并向物机部提出用料计划。
4 检查进场钢筋是否具有出厂合格证、进场检验合格证，在得到物资部门确认后方可投入使用。
5 检查加工钢筋所需的各种机械设备是否齐全、到位、能否正常运转。钢筋存放及加工环境是否满足要求。
6.2.2 钢筋加工数据信息输入
1 系统数据库的检查，确认系统工作一切正常。
2 数据信息的输入，根据弯制钢筋规格型号，输入直线段长度和弯折角度等相关数据，设备自动选取钢筋弯心半径。
3 数据信息确认，开启设备按钮，开始钢筋加工。
6.2.3 钢筋加工工艺操作
1 数控钢筋剪切
(1)放料架：将整捆钢筋放在放料架上，将钢筋破捆，在人工的控制下将适当数量（剪切能力允许）的钢筋摆放在滑道上，使滑道正向转动，把钢筋送到挂钩处由电控开关控制气缸收缩状态，随着挂钩的下移钢筋落入送料架；
(2)送料架：由钢结构支架，传送辊轮、链条、电机等组成，该机构由旋转胶辊带动钢筋送入剪切主机；
(3)剪切主机：由钢结构箱体电机动力传动机构组成，将送入的钢筋进行稳固的剪切；
(4)出料架：该系统有钢筋定尺翻料挡板，将半成品钢筋翻至钢筋弯曲机上；
(5)移动储料架：对称分布，两边各摆放10个移动储料架，有效长度11750mm，具有三级收集仓，不同规格的成品钢筋可以存放在不同的收集仓。
2 双向移动斜面式钢筋弯曲中心
(1)钢筋输送对齐机构：该机构主要将切好的半成品钢筋进行输送对齐；
(2)钢筋托起移送机构：该机构主要将半成品钢筋对齐后托起送往钢筋弯曲平台；
(3)移动式钢筋自动弯曲机：主要将送来钢筋进行左右两侧分别进行全自动弯制，具有弯制精度高的特点；
(4)成品料收集区：主要将弯制成型的钢筋存入成品钢筋收集区，弯制流程完成。
7 劳动力组织
完成钢筋下料到弯制成型所需人数为4人，具体见表1劳动力配备表
表1 劳动力配备表
8 主要机具设备
8.1 完成钢筋下料到弯制成型所需设备见表2主要机具设备表；
8.2 数控钢筋剪切生产线技术参数见表3；
8.3 双向移动斜面式钢筋弯曲中心技术参数见表4。
9 质量控制
9.1 易出现的质量问题
(1)设备输入信息错误，导致加工错误。
(2)设备系统故障，导致加工误差。
(3)设备故障出现下料挡板错位出现，导致下料不标准。
(4)设备故障出现钢筋夹紧器不紧现象，导致钢筋弯制错位现象。
9.2 保证措施
(1)作业人员必须经过岗前培训，熟练掌握设备操作规程。
(2)数据输入形成复核制度，每次信息输入，必须要人进行复核。
(3)有专人对设备系统进行维护工作。
(4)加强日常设备保养与维护工作，严格按照操作规程进行操作。
(5)设备不能带病作业，发现问题，要及时会同设备管理及维修人员进行修理。
(6)设备指定专人操作，未经培训合格者，严禁操作设备。
10 安全措施
10．1 主要安全风险分析
(1) 人员未严格按照操作规程作业出现的夹伤；
(2) 设备故障出现钢筋弯制回弹伤人；
(3) 设备保养不到出现带病作业，出现意外伤害；
(4) 触电、夹伤、烫伤、击打、机械伤害等；
10．2 保证措施
(1) 设备操作人员必须经过严格的岗前培训；
(2) 设备运行时作业人员不得进入警戒区域内；
(3) 出现紧急情况按急停按钮从电源断开；
(4) 设备进行维护、更换零件、维修、清洁、润滑、调整等都必须切断主电源；
(5) 启动设备前，确认已按电器图连接零线和接地线；
(5) 严格按照操作规程和使用操作手册要求进行作业；
(7) 确认在机器运转或维修时，机器附近没有无关人员；
(8) 在各生产阶段，戴好防护手套，特别是在处理钢丝或进行机器维护过程中，处理油性物质或稀释剂时，使用专用手套，仔细清洁和干燥所有不允许润滑的工作表面，特别是钢筋通道；
(9) 穿上钢制防趾安全鞋；防止被砸伤；
(10) 如果因故需使用压缩空气，佩带专用护目镜，绝对不能将喷射器对准人脸部；
(11) 不能妨碍或者纂改机器上安装的安全微型开关，但要经常检查其是否可靠；
(12) 作业区域内应设置足够的照明设备，确保没有阴影区域和生产频闪效果；
(13) 不准穿戴宽松衣服或物品，这样会产生被卷进机械内的危险；
(14) 设备在作业时应设置安全警戒线，无关人员不得靠近，绝对不能攀登机器，即使是大开开关或电源；
(15) 要确保导轨上无任何杂物，绝对不可以站在导轨上或依靠在移动弯曲机上；
(16) 由于设备带电，机器上不能喷水或其他液体，出现火灾时也不可喷水；
(17) 工作环境内应配有专用灭火器并且应符合当地法规规定。
11 环保措施
(1) 设备指定专人保养，操作完成及时清理设备表面铁锈等灰尘；
(2) 每班作业完成后，废料及时收集，集中处理；
(3) 采用洒水降尘，保持现场及周边卫生干净清洁。
12 应用实例
12.1 工程简介
新建郑徐客运专线中铁一局ZXZQ6标段虞城（东）梁场，各占地180余亩。两个梁场承担虞城特大桥共计1634孔箱梁预制任务，其中32m箱梁1523孔，24m箱梁111孔，单套设备钢筋加工总量约为51000吨。
12.2 与传统施工情况效益对比
(1) 设备投入
引用单套数控剪切及加工设备78万元，传统钢筋剪切弯曲加工设备一般需剪切机2台，弯曲机9台，需约9.3万元投入，从设备投入来看数控剪切线、弯曲设备投入较大。
(2) 人员投入
数控剪切、弯曲设备包括钢筋下料、弯制，一个作业班组需4个人工进行操作，工作人员在安全区域操作控制，作业人员的劳动数量及劳动强度较少，一台设备的加
工效率相当于传统施工工效的3到5倍，同时数控钢筋弯曲设备产品合格率高。
普通的钢筋下料、弯制和调直一个作业班组一般至少需要6人且产量远低于数控设备。钢筋加工投入每吨节约成本28元，单套设备累计节约成本约142万元。具体见表5经济分析对比表。
数控自动钢筋弯曲机，不但降低了成本，提高了效率，同时弯制成品钢筋标准规范，取得了明显的经济效益及社会效益，在今后批量钢筋加工中值得广泛推广运用。
表5 经济分析对比表
（3）施工工效
数控剪切线、弯曲中心施工时，钢筋上料和成型卸料为自动型，大大简化了操作人员的工作。数控剪切线、弯曲中心加工速度快，且避免了人工操作中定位误差，产品合格率较高；普通钢筋加工设备速度慢，由于个人操作习惯和标识误差，加工出来的半成品存在多方面误差，合格率较低，原材耗费较大。
钢筋加工多是手动操作,其主要缺点是弯曲角度不易掌握,转动圆盘的停车位置很难控制。因此既延长了作业时间,又保证不了加工质量。为了提高效率,减轻工人劳动强度,确保加工质量,数控自动钢筋弯曲机就替代了手动弯曲机的不足，数控钢筋弯曲机是由工业计算机精确控制弯曲以替代人工弯曲的机械数控自动钢筋弯曲机,数控钢筋弯曲机不但有适用性很强，操作方便，强度低等的优点外设备自身故障率低，耗能低不损肋，效率高。
（4）操作安全性、转场简易度、维修难易程度
数控剪切线、弯曲中心安全性高，设备转场肢解、组装简单，维修简单，维修频率低。
传统加工设备工作时安全性低，设备维修简单但维修频率高，使用寿命短，转场时基本为报废状态。
（5）文明施工
数控剪切线、弯曲中心原材存放、加工较为集中，占地面积小，标准化施工程度高。
传统钢筋加工设备距离钢筋存放地较远、较分散。占地面积大，且布局需按钢筋型号进行布置，布置局限性大，场地较为凌乱。不利于场地文明施工建设。
12.3 工程结果评价
批量钢筋加工弯制采用数控剪切线、弯曲中心，操作简单，充分发挥资源最大经济效益，通过技术推动成本控制，加快施工进度，是今后钢筋加工的趋势。同时避免了传统钢筋加工车间产地面积大，加工设备多，加工车间乱等问题，不但能提高企业在市场上的科技实力，和综合竞争力，而且可以进一步促进我公司经营开发的发展，带来更好经济和社会效益。
12.4施工图片
设备介绍
图2 弯曲机主机
图3 数控自动切断机图4 自动弯曲上料架操作
图5 自动弯曲定位操作图6 自动弯曲弯制操作
图7 自动弯曲弯制成型图8 自动弯制标准弯钩
图9 自动弯曲机弯制操作过程
图10 成品标准钢筋存放
图11 钢筋绑扎标准、规范