湖北交建总承包公路工程有限公司 湖北武汉 430050
摘 要:在建筑行业日益发展的今天,钢筋作为一种建筑材料被大量应用。但目前常规的的钢筋加工工艺方法还较为落后,设备和手段普遍陈旧,主要以人工手动操作为主,自动化水平不高,生产效率低下,制件的质量差,且劳动强度大,成木偏高。采用钢筋数控加工将大大提高劳动生产效率,降低钢筋制作误差,提升钢筋半成品的加工精度,减轻施工人员的劳动强度,节约成木,减少资源浪费,实现效益最大化。
关键词:数控钢筋应用
1工程概况
郑州航空港制梁场位于郑州市航空港区八岗村和绪张村,占地面积230亩,承担837榀箱梁预制架设任务,为全线规模最大梁型最多梁场。目前梁场有数控加工设备12台套,包括 300数控剪切生产线、GT4-14调直切断机、16调直弯曲一体机、16弯曲中心、320#立式弯曲中心、数控弯箍机、GW55数控弯曲机。
2数控加工原理
2.1 加工原理
数控加工技术就是在传统钢筋加工设备的基础上,增加电脑数控操作系统,并对加工钢筋的压紧装置进行调整。通过对各个型号钢筋进行分析,将钢筋进行编号,并统计各个编号钢筋的详细参数,钢筋的参数包括钢筋编号、直径、弯曲位置、弯曲角度等,通过电脑数控系统控制详细的加工尺寸即可,形成完善的数控钢筋加工中心。操作人员每次施工时只需要调用该型号钢筋的编号、并核对钢筋参数后,启动加工按钮,钢筋数控加工中心便可以加工出所需要型号的钢筋。
2.2加工工艺
图2数控钢筋加工工艺流程图
3应用效果比较
3.1工效分析
方案一(数控钢筋加工设备) | 方案二(传统弯曲设备) | ||||
设备名称 | 设备数量 | 人员数量(单班) | 设备名称 | 设备数量 | 人员数量(单班) |
剪切线/锯切线 | 3 | 6 | 电动剪切线 | 12 | 21 |
数控立式弯曲机 | 2 | 4 | 电动弯曲机 | 20 | 25 |
自动平弯及弯曲机 | 7 | 14 | 改型弯曲机 | 3 | 6 |
配送料 | - | 6 | 配送料 | - | 8 |
合计 | 12 | 30 | 合计 | 35 | 60 |
由上面对比分析容易看出,投入智能化钢筋加工设备后,劳动力消耗降低为原来1/2,降低了对熟练操作工人的依赖度,节约了人力资源成本。
3.2经济效果分析
经过实施验证,以最常见的32m长箱梁钢筋加工为例,采用传统手工弯曲机加工与数控钢筋加工技术进行对比,如下表所示:
施工方法 | 工效 | 人工单价 | 人数 | 设备投入 |
传统弯曲机加工 | 2工日/榀 | 140元/人.工日 | 60人 | 30.5万 |
数控钢筋加工 | 1.1工日/榀 | 140元/人.工日 | 30人 | 142.4万 |
传统弯曲机加工需投入=30.5+140*2.0*60*837/10000=1436.66万元;
数控钢筋加工需投入=142.4+140*1.4*30*837/10000=634.56万元;
使用数控钢筋加工预计可节约投入1044.69-874.20=170.49万元。
3.3方案比选
郑州航空港制梁场应用数控加工技术进行钢筋加工施工,充分发挥了其限位进度、工效高和降低劳动强度的优势,实际使用过程中进行了使用效果分析,主要优缺点如下:
表4.1.2钢筋加工设备方案比选表
必选项目 | 数控钢筋加工设备 | 普通设备 |
经济效果 | 前期设备和基建投入多,设备采购不便,但后期维修和更换费用较少,按本工程估算,设备费用约142万元,人工费用约 万元,其它费用不计 | 前期设备和基建投入少,设备采购方便,但后期维修更换费用将增多,按本工程估算,设备费用约31万元,人工费用约 万元,其它费用不计 |
加工精度 | 设备保证率高,质量稳定,成品质量高于规范要求住筋误差:士3mm,弯起钢筋士5mm,箍筋拉钩筋士2mm) | 依靠工人熟练程度,质量不稳定,钢筋半成品加工精度差,基本能满足规范要求住筋允许误差士10 mm,弯起钢筋士20mm,箍筋拉钩筋士5mm) |
劳动强度 | 设备自带工装,流水施工不需人力,工人大部分仅操作设备,较少搬动钢筋,劳动强度小 | 工人搬抬钢筋较多,且钢筋直径大,劳动强度大,尤其是主筋弯曲中,需要较多人配合 |
管理难度 | 设备较少,较规范,布置规整,且人员较少,场地清爽整洁,利于工厂化管理 | 设备较多,布置较杂乱,且人员较多,空间有限,不利于工厂化管理 |
环境影响 | 设备设计合理,配备废料收集装置,在合理配料下仅有较少废料,场地整洁 | 无专门废料收集,场地较脏乱,半成品规格差异大不易摆放规范 |
安全性 | 作业人员需进行人工操作,存在较大机械伤害安全隐患 | 作业人员只需要放入钢筋原材,操作台上选定加工类型,安全风险极低 |
适用性 | 一适用于大型或超大型工程,对施工管理和质量要求极高 | 适用于中小型工程,对施工管理和质量要求不高 |
如表比选,智能化钢筋加工方案具有传统方案无法比拟的优势,具体体现在以下几个方面:
⑴降低工程成本
采用计算机控制生产管理系统和设备操作,降低人为操作的失误几率,降低损耗。必综合优化配料加工,钢筋利用率高,最大限度地追求和实现“零损耗”目标,减少浪费。多使用智能化钢筋加工设备可以大大降低人工费用,使每个工人的生产效率平均提高5-8倍。采用自动化物流传输系统,降低工人劳动强度,提高物流效率。
⑵提高施工质量
采用先进设备加工,钢筋半成品尺寸偏差明显优于规范要求的标准,半成品自身美观,钢筋加工精度的提高,促进了钢筋绑扎的精度控制,提高施工质量。多钢筋加工标准化,促进了施工方法和施工工艺的改变和提高,增加了企业内部竞争力。
⑶提高企业管理水平
专业化钢筋加工可以根据施工计划和图纸,提前在基地加工,智能化的生产线可以充分保证钢筋加工的高效率,施工现场主要进行安装作业,缩短施工周期,施工现场管理简化、不需要在施工现场堆积大量建筑材料,减少工地施工占地面积,减少工地的噪声和扰民现象,降低工人劳动强度,提高交明施工程度。
4结束语
经实践应用和效果验证表明,数控钢筋加工技术实质是将根据钢筋翻样技术成果,通过电脑数控控制端和加工平台作为钢筋加工工具,最终实现数控加工,从而简化人工加工钢筋重复劳动的理念,不但能简化操作、实用高效,而且能提高质量、降低成本、便于管理。数控钢筋技术中融入了先进的技术成果和高精度加工水平,成品质量和功效的提高程度反映了企业的施工水平和技术能力,适用于各类规模化钢筋加工施工,可以实现标准化作业,具有极为广泛的推广意义。
参考文献
[1] 中国铁路总公司.高速铁路桥涵施工技术规程[S].北京:中国铁道出版社.2015.
[2] 中华人民共和国铁道部.铁路桥涵工程施工验收标准[S].北京:中国铁道出版社.2003.
[3] 国家铁路局.高速铁路预制后张法预应力混凝土简支箱梁[S].北京:中国铁道出版社.2016.