1  前言

1.1  工艺工法概况

钢筋笼自动加工机在目前施工中逐渐运用，其本身是将钢筋加工矫直、强化冷拉延伸、弯曲成型、滚焊成型、钢筋的连接等设备有机的结合在一起，基本上实现机械化和自动化，大大提高了钢筋笼成型的质量和效率。

1.2  工艺原理

根据设计要求的钢筋笼直径与主筋根数，定制钢筋笼加工机，施工时将主筋穿过固定旋转盘模板圆孔，顶入至移动旋转盘的相应孔中进行固定，把箍筋端头先焊接在一根主筋上，然后通过定盘及动盘通过同步电机转动把箍筋缠绕在主筋上。动盘一边旋转一边后移，箍筋间距由两盘的转速和行走速度决定，同时使用二氧化碳保护焊对箍筋进行焊接，从而完成钢筋笼制作。

2  工艺工法特点

2.1质量稳定，采用机械化作业，主筋、箍筋的间距均匀，箍筋螺旋成型时，支撑稳固，能保证钢筋笼的同心度和直径误差，产品质量稳定。

2.2自动化程度高，加工成型速度快，施工效率高，劳动强度底。主筋套丝完成后，直接放到钢筋笼加工机的上料盘上，避免人工来回搬运主筋。主筋在圆周上均匀分布，多节钢筋笼对接时同心度保证好，可提高钢筋笼在孔口连接的效率。    

2.3箍筋不需搭接，较之手工作业节省材料，节约人工，降低了施工成本。箍筋使用机械缠绕，与主筋之间缠绕非常紧密，相对比人工缠绕松散的特点，更能发挥好箍筋的性能，保证钢筋笼的整体性。

3  适用范围

本工艺工法适用于直径φ600mm～φ2500mm、主筋直径14mm～40mm、箍筋直径5mm～14mm、箍筋间距50mm～450mm范围的桩基钢筋笼加工。

4  主要引用标准

《钢筋混凝土用钢第一部分：热轧光圆钢筋》（GB1499.1-2008）

《钢筋混凝土用钢第二部分：热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2007）

《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2010)

《钢筋机械连接技术规程》JGJ 107-2007

设计图纸、合同文件。

5  施工方法

根据设计文件，定制符合生产需要型号的钢筋笼加工机。通过人工对钢筋原材加工，如按照设计文件需要进行精确下料、利用滚丝机加工机械连接丝头，利用液压上料平台及分料盘安装钢筋笼主筋并固定，通过同步电机的转动以及移动盘向后运动将放置于固定转盘上的箍筋紧紧缠绕在主筋上，利用CO₂保护焊完成主筋与箍筋的连接，从而使钢筋笼成型。

6  工艺流程及操作要点

6.1  施工工艺流程

施工工艺流程图见图1。

图1  钢筋笼加工机施工工艺流程图

6.2 操作要点

6.2.1 施工准备

（1）场地硬化

钢筋笼加工场地应先使用机械整平压实，并使用混凝土硬化钢筋加工场地。

（2）安装钢筋笼加工机

在规划好的场地里，在厂家技术人员的指导下，将钢筋笼加工机零部件组装成型，并经过厂家技术人员调试，达到生产要求。

6.2.2 施工步骤

（1）钢筋原材进场

在钢筋原材到达施工现场后，首先由材料员核实钢筋进场信息，并通知项目部试验室进行验收。试验室接到通知后联系监理工程师，一同去现场验收钢筋外观质量、材料证明文件，并核对钢筋型号，待验收合格后方可卸车放入待检区。

卸车后在监理工程师见证下，按照同一批量、同一规格、同一炉号、同一出厂日期、同一交货状态的钢筋，每批重量不大于60T为一个检验批，进行现场见证取样送检。

进场原材料按不同规格分别堆放，并设立标示牌，注明规格、进场日期、检验状态。 原材料严禁直接堆放在地面，下面需垫以方木架空，上面用彩条布覆盖。

（2）钢筋下料

钢筋下料前，应经过认真的研究，计算出各种不同直径的钢筋最优的下料长度，下料过程中要考虑到钢筋接头位置应错开。为保证丝头加工的要求，钢筋下料应采用砂轮切割机切割，不宜用普通切断机或电焊方法切断。钢筋端面宜平整并与钢筋轴线垂直，不得有马蹄形或扭曲，如有不平，应重新进行切割。钢筋端部不得有弯曲，出现弯曲应调直。

（3）钢筋丝头加工

加工人员必须由厂家进行技术培训，经考核合格后方可上岗操作。正式加工前，设备由厂家人员进行调试及成型试验，还须进行钢筋连接接头工艺试验，符合要求后开始加工。厂家必须配备人员进行现场指导。

剥肋滚轧直螺纹现场质量控制的核心是丝头加工质量的控制，因此加工丝头的检验至关重要。丝头检验有四个要素：剥肋光圆尺寸、螺纹中径尺寸、螺纹加工长度、螺纹牙型。每项检验用的量具、检验方法及要求详见表1。

表1  直螺纹控制要求

对加工的钢筋螺纹丝头，必须逐个进行目测检查，加工人员每加工10个用检具检查一次。

经自检合格的丝头，应由质检员随机抽样检验，以一个工班内生产的丝头为一个检验批，随机抽检10％，且不得少于10个。当合格率小于95％应加倍抽检，复检中合格率仍小于95％，应对该班生产的钢筋丝头逐个进行检验，并剔除不合格的丝头，查明原因解决后重新加工丝头。

丝头加工完毕经检验合格后，立即将标准丝戴好保护帽，加长丝拧上连接套，防止丝头损坏及锈蚀。

（4）上料

主筋放在主筋料架上，箍筋放在固定转盘上。主筋原材应已经加工完成，其长度、顺直度符合设计及规范要求。螺旋箍筋由机械手自动调直，较之传统人工减少一道工序。

（5）穿主筋及固定

将主筋穿过固定盘到移动盘，并在移动盘通过螺栓进行固定。起始节钢筋笼端头齐平，标准节和末节钢筋笼主筋要按设计和规范要求的尺寸错开端头。箍筋穿过夹具连接到主筋上。

（6）安装内箍圈

主筋固定完成后，在移动盘和固定盘之间安装内箍圈，内箍圈位置按设计要求安放，并与每根主筋焊接牢固，稳定主筋，避免在转动过程中发生移位。

（7）箍筋端部固定在主筋上

把箍筋通过调直机在主筋上并排连续绕两圈，并与主筋焊接牢固，焊接采用二氧化碳保护焊，焊丝采用1mm镀铜焊丝。

（8）连续旋转焊接

固定盘、移动盘同步旋转，移动盘边旋转边后移，主筋同时做纵向和圆周两个方向运动，拖动箍筋在主筋上缠绕，形成螺旋箍筋，焊接工人在操作平台上对箍筋进行点焊，直到钢筋笼成型。螺旋箍筋加密区与非加密区的间距通过对移动盘移动速度的控制来实现，通过稳定转速，保证了螺旋箍筋间距均匀。

（9）终止焊接并切断箍筋

固定盘后预留的主筋长度达到要求时，固定盘和移动盘停止旋转。用人工切断箍筋，并将最后一圈箍筋焊接牢固。

（10）分离固定盘

切断箍筋后，移动盘继续后退，拖动钢筋笼的主筋和固定盘分离。

（11）松筋并分离移动盘

将移动盘上固定主筋的螺栓松开，移动盘继续后退，直到和钢筋笼分离即可停止移动盘。

（12）降下液压支撑并卸笼

将液压支撑架托住钢筋笼下降到钢筋笼支撑平台，然后把加工好的钢筋笼推离支架。

（13）移动盘归位

移动盘前进归位，准备生产下一节钢筋笼。

（14）焊接内箍圈

内箍圈在钢筋笼成型后，按设计要求安装，保证钢筋笼的整体性。

7  劳动力组织

正常情况下,7人一班，即可作业。具体分配如下：备料、上料：4人，滚焊：1人，安装内箍圈及配合2人。14 个人一天就可以加工 16 个23米长的成品的钢筋笼。 

8  主要机具设备

主要机具设备见表2。

表2  主要机具设备

9  质量控制

9.1 易出现的质量问题

主要问题有：焊接夹渣、未焊透、焊缝长度不符合要求等。

9.2保证措施

9.2.1加工机的安装质量直接影响设备的使用状态，因此，设备安装场地平整硬化的施工要确保水平，设备安装牢固。

9.2.2加工机要通过调试验收后才能使用。

9.2.3原材料进场应按规范进行复检，合格后方可使用，确保原材料质量。

9.2.4固定操作人员，组织学习培训，编制针对性的技术交底。

9.2.5加强原材加工的质量控制，及时验收成品钢筋笼，对有缺陷的地方及时整改。

9.2.6按规定进行设备的围护保养，确保设备正常运行。

10  安全措施

10.1  主要安全风险分析

    本工艺的主要安全风险有操作人员机械伤害、触电、电焊电弧光视力损伤等。

10.2  保证措施

10.2.1设备使用前，要检查相关电源的接通情况；漏电保护器、地线要安装正确，确保其运行安全。 

10.2.2设备运行过程中，严禁遮盖电器部分，以保证散热良好；要经常检查马达是否过热。

10.2.3定期对各类接线端子、螺栓、螺帽进行检查，在电源切断的情况下重新紧固；对减速机液压油量进行定期检查，如有不足，要进行添加，如有漏油现象，要进行及时修理。。

10.2.4设备操作人员须经培训合格方能上岗，严禁非操作人员操作设备。必须遵守设备操作规程。

10.2.5制作结束后，移动盘应归位，关闭控制电源开关和油泵开关，关闭总电源、焊机电源开关。

11  环保措施

本工法对环境的主要影响是加工噪音和弧光对周边环境影响。

11.1施工期间必须遵守国家有关环境保护的法令

11.2将各种油类废弃物应进行分类收集，统一处理，减少对环境的污染。

11.3施工要做到工完场清，施工完毕后将边角废料收集在一起，统一放在废料库中。

11.4优先选用先进的环保机械。采取设立隔音墙、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允许值以下，同时尽可能避免夜间施工。

12  应用实例

12.1 工程简介

由中铁一局集团第二工程有限公司承建的沈阳地铁九号线工程土建施工第九合同段项目，包括沈苏西路站、沈苏西路站~胜利南街站A区间、曹仲车辆段出入线段。其中车站长187.55m，基坑深16~18m，A区间为站后折返区间，基坑长219m，深16~23m，车站与区间均为明挖顺做，基坑为围护桩钢管支撑体系；出入线段包含100m暗挖区间和585m明挖区间，暗挖为双联拱，中洞法施工，明挖采用围护桩钢管支撑体系。

12.2  施工情况

我单位与2013年4月2日开始沈苏西路站车站与沈~胜A区间围护桩施工，桩长22.5m~32.6m，钢筋笼加工主要采用钢筋笼加工机生产，传统人工制作加以辅助。我单位引进的钢筋笼加工机最长可一次成型23m长的钢筋笼，超长的笼子采用分节加工模式，由于钢筋笼加工机主筋间距固定，钢筋笼的同心度保证比较好，大大提高了孔口连接的速度。

12.3  工程结果评价

钢筋笼加工机在我项目上投入使用，大大减轻了工人的劳动强度，提升了工效，并节约材料与人工。钢筋笼加工机生产的钢筋笼稳定性与同心度保证的比较好，主筋间距以及箍筋间距分布均匀，质量稳定。在施工中，由沈阳地铁公司组织了全市地铁在建项目施工单位与监理单位对我项目的钢筋笼加工质量控制进行了观摩交流活动，取得了较好的经济效应与社会效应。