数控弯箍机在大型工程应用中的难点及处理措施

中国建筑第四工程局有限公司 广州 510300

1 工程简介

江门益丞国际广场项目为大型城市综合体，包括6 栋32 层住宅塔楼、1 栋23 层酒店、1 栋12 层办公楼、4 层商业裙楼（局部5 层）、3 层地下室，总建筑面积约33.2 万m2（图1）。整个工程箍筋使用量统计详见表1。

2 数控弯箍机的安装布置

（a）数控弯箍机按结构与功能分为[1-3]：电气控制系统、弹簧放线架、送进机构、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。

（b）现场数控弯箍机施工场地分区为：加工棚、原材料堆场、半成品堆场三大块，需要一处不小于180 m2的场地进行分区摆放。同时数控弯箍机应放置在现场对箍筋的需求量大的、且垂直起吊质量较大的范围内，以尽量减少原材料、箍筋半成品的周转运输，加快现场施工效率。

图1 益丞国际广场项目效果图

表1 工程箍筋用量

（c）原设计弹簧放线架的中心立柱净高度为2.1 m，而市场上购买的圆盘钢筋的平均高度为2.3 m，超出放线架中心立柱，导致设备运行时圆盘钢筋极易散架，从而影响牵引和矫直机构的正常运行，情况严重者将损坏设备。经与厂家多次沟通，现场采用Φ25 mm的钢筋与弹簧立柱顶部相焊接，延伸立柱顶部高度到3.2 m，这样可保证工作时的放线盘能正常运转（图2）。

图2 加高后的放线盘中心立柱

（d）放线架的过线辊机构最大调节高度为2.3 m。在钢筋加工时，成捆盘圆钢材由多到少，由高到低、盘圆钢筋在牵引机构的带动下通过过线辊时易与外侧钢板发生摩擦，在长时间的运行过程中，过线辊的外侧钢板严重磨损甚至断裂，导致过线辊失效，甚至卡住钢筋，影响弯箍机的正常运行。

现场我们采用两种方式对过线辊机构进行防护[4]：第一， 在过线辊外侧钢板处易与钢筋产生摩擦的接触面位置绑扎1 根钢筋，将钢筋的摩擦阻力转移到废弃钢筋上去，从而保护了外侧钢板不被磨损（图3）；第二，在过线辊的外侧钢板处上下焊接2 块钢板，延伸出去一部分，再采用钢筋、直螺纹套筒自制1 个简易滚轴，穿过2 块钢板，上下端用套筒固定，这样对过线辊起到很好的保护作用（图4）。

除了放线辊的高度对盘圆钢筋操纵易产生影响外，放线架相对于主机的合理距离及安装角度，均对盘圆钢筋的正常运行有一定的影响。根据与厂商沟通及现场实际操作，现场放线架与主机的距离设定为1.5 m、放线架相对于主机左倾15°为最佳位置摆放方案。

图3 放线辊处绑扎钢筋

图4 放线辊外焊接简易滚轴

根据现场这段时间对数控弯箍机的观察和使用，发现其放线架的原设计在现场的实际操作过程中并不十分便捷，因它只有2 个底座放线盘，在多种不同直径箍筋加工过程中，交替和更换成捆钢筋原材时比较麻烦。在对比成本和现场操作实用性后，认为将原有的传统钢筋调直机所使用的简易钢筋放线架替代数控弯箍机原设计放线架，同样能起到很好的放线效果。因此根据现场对不同直径规格箍筋的需求，放2 排、每排2 个错开布置，总共安放4 个放线架，同时可以摆放4 捆盘圆钢筋[5]，以满足箍筋加工不同型号箍筋之间迅速替换，加快箍筋的生产效率，满足现场施工工期需求。

3 箍筋的加工制作

（a）益丞国际广场项目购置的1 台“先锋12B-2型”数控弯箍机现主要负责南区建筑面积大约16 万m2的梁、柱箍筋加工。整个南区对箍筋的需求大约在5 000 t，数控弯箍机所需提供的梁、柱部分箍筋为1 177.7 t，每工作日工作8 h大约能加工5 t箍筋，完全满足整个南区现场箍筋需求量。如按照16～18 h运行估算，完全能满足整个现场每天约10 t的箍筋加工量。本工程南北区总共梁柱箍筋用量约2 355.5 t，但因半成品堆场、半成品运输等问题暂未有效解决，故暂未能让其供应整个工地所有箍筋加工，但项目部正在努力运用到全项目。关于半成品箍筋运输配送问题，项目部正在探寻更优的解决方式，以充分发挥数控弯箍机高效优势。初步设想是朝着“定点集中加工，分流配送”的方向努力。

（b）数控弯箍机有“单丝”、“双丝”加工模式，但通过现场多次调试，更多的是采用“单丝模式”进行箍筋加工，即每次牵引单根钢筋进行箍筋加工。按机械原设计采用“双丝模式”加工，即同时牵引2 根钢筋进行箍筋加工，理论上可以提高1 倍的箍筋加工速率，但在实际操作过程当中，双排钢筋在自动送进结构时极易出现故障。由于2 根钢筋的进尺速度差异易出现长短错位，影响钢筋的矫直效果，同时在最终弯曲成型、剪切过程中，处于外侧的钢筋也因弯曲轴的活动范围限制，得不到有效弯曲，最终加工出的箍筋规格不符合要求。若因为箍筋产量无法满足进度需求，确实需要“双丝”生产，可将顶住弯曲轴的塑料环磨薄之后拉伸中心轴的长度即可生产。现场对“单丝”、“双丝”加工模式的选择，可根据现场实际情况自行设定，建议优先选用“单丝”[6]。

（c）数控弯箍机的最大加工箍筋长度为2.3 m，在加工规格尺寸较小的箍筋时，主机的旋转控制在90°即可，而在加工规格尺寸较大的箍筋时，将主机旋转调节到135°较为合适，因为大箍筋的弯曲长度过大，90°状态下的主机在弯曲时钢筋容易与地面产生摩擦、箍筋容易晃动，从而导致箍筋变形，浪费材料。

（d）箍筋加工的效率取决于操作台上的牵引速度和弯曲速度，设计最大牵引速度为110 m/min、最大弯曲速度为1 200 °/s。

实际操作当中，过快的牵引和弯曲速度导致钢筋在矫直和弯曲过程中易出现较大误差，导致箍筋变形，同时对弯箍机旁的操作人员也造成一定的安全威胁。因此现场小直径小规格箍筋牵引速度一般设置在80 m/min、弯曲速度设置在90°/s，大直径大规格箍筋牵引速度一般设置在40 m/min、弯曲速度设置在50°/s。计算下来，小直径小规格箍筋产量可达到20 个/min、大直径大规格箍筋产量可达到12 个/min。

（e）箍筋在机械高速加工过程当中，弯曲角度会产生一定偏差，因此在操作界面中可根据现场实际情况和使用要求，选取适合的正反向补偿角度对半成品箍筋进行相应的调整，数值取1.5°～5°为宜。

4 半成品箍筋堆码与运输

数控弯箍机加工效率高，产量大，在设备安装时需要谨慎选址，充分考虑钢筋原材堆放场地、半成品箍筋堆放场地、塔吊吊运能力、半成品运输距离等因素。

制作完成的半成品箍筋应按规格型号和使用区域分开堆放，并在堆放好的箍筋显眼位置贴布条标识清晰箍筋规格、数量、使用部位等信息，以免领用错误。同时与塔吊沟通做到及时转运半成品箍筋，不耽误现场的生产需求，缓解场内材料积压现象。

5 机械故障的应急措施

数控弯箍机属微电脑精密机械，日常的机械保养是提高工作效率、减少机械故障的有效手段。

使用过程中一旦出现机械事故，现场的操作人员应及时断电，并通知项目部设备管理员，让设备管理员通知项目专业技术人员进行修理，情节较严重的，电话通知厂家技术员进行修理。严禁非专业人员私自拆卸设备。

为了不影响现场的生产，现场应备用数台传统调直机和弯箍机，当数控弯箍机因机械故障无法正常运转时，可替代进行加工制作箍筋，直至数控弯箍机维修完毕。

6 社会经济效益

本工程采用数控弯箍机，微电脑控制钢筋集中加工技术，与常规的工地现场分散加工相比，具有节约钢筋加工场地、钢筋损耗、加工人工、生产用水用电、机械损耗，提高加工功效等优点[7]。

本工程总共加工6～10 mm钢筋梁柱箍筋加工量约2 355.5 t，与传统加工工艺相比，直接经济效益达31.3 万元。

此外，数控弯箍机相比传统弯曲机，施工功效高，现场文明施工好，是企业科技推广应用的一项举措，符合绿色施工的理念。在多次的检查和参观过程中获得公司、业主、监理及相关单位的好评，展示企业科技创新实力，具有很好的社会效益。

7 结语

随着我国住房建设的蓬勃发展，人们对钢筋加工机械化、产业化的要求将越来越高，对于钢筋专业化集中加工分区配送技术来讲，无疑会带来更大的发展机遇和更广阔的发展空间。

江门益丞国际广场项目在数控弯箍机的现场应用过程当中，确实感受到了机械化、产业化生产带来的便利，顺应了建筑业发展的趋势，但新技术的应用必须结合现场实际，不断总结完善，形成一套更趋成熟的技术理念。