橋涵構筑物鋼筋加工工廠化及機械化在高速公路建設中的推廣運用

林鴻仁

（廣州市市政集團有限公司，廣東廣州 510060）

0 前言

隨著我國社會經濟的高速發展，我國高速公路的修建里程也在逐年迅速增長。近年來，由于高速公路建設逐漸推行了標準化的管理，全面推行規范化、標準化、精細化的管理，明顯提高了高速公路工程質量管理水平。本文主要介紹肇花高速公路一標實行標準化管理后，橋涵構筑物鋼筋加工工廠化及機械化的應用。實踐證明其對提高構筑物的施工質量和效率等方面起到重要的作用。

1 工程概況

肇花高速公路第一合同段，起點位于四會市東城區張洞，與珠江三角洲經濟區外環高速公路江門至肇慶高速公路主線終點順接，終點位于大旺北互通處與第二合同段起點相接。該項目合同段起點K0+000，終點樁號K5+300，主線共長5.3 km。該標段有互通立交1座，互通匝道9條，合計3591.98 m。該標段共有涵洞22座，其中鋼筋混凝土蓋板涵9座，通道涵7座，箱涵6座。該標段的橋涵等結構物較多，鋼筋應用量大，在鋼筋制作方面，該標段采用了工廠化及機械化的施工管理，即建立規范的鋼筋加工廠存放鋼筋，以及采用先進的機械設備對鋼筋進行加工。

由于該標段是肇花高速公路先行標段，業主對該標段寄予厚望，希望通過該標段的建設能夠創建典型示范合同段，并且探索出較為成功的建設經驗，并為后續標段樹立榜樣。

2 國內外現狀

上世紀80年代中期之前，歐洲也是以工地現場加工為主，與國內所用設備類似；80年代后期才開始發展半自動化及自動化的鋼筋加工機械，并逐步形成商品鋼筋加工配送的經營模式。目前，在歐美、東南亞等一些國家，差不多每隔50～100 km就有一座現代化的鋼筋加工廠，鋼筋配送是很普遍的事情，其鋼筋規格較統一，品種少，便于數控設備的高效率生產，加上鋼材深加工企業使用的設備先進，管理到位，因此生產效率很高。

目前國內鋼筋的加工制作正處于傳統的手工作坊制作和工廠機械化制作并行階段。主要有以下三種：

（1）現場加工：即工地現場鋼筋棚下利用簡易加工設備進行的傳統綜合加工方式，有的甚至因施工現場狹窄只能在基坑里加工。

（2）傳統鋼筋加工廠(小作坊)：所用設備陳舊，與工地用設備類似，重點以加工線材、盤螺制品為主的加工配送方式。

（3）機械化鋼筋加工廠：工廠內運用先進管理模式并利用數控機械加工設備、吊裝設備、運輸設備進行的高效的綜合加工配送方式。

3 橋涵構筑物鋼筋加工采用工廠化及機械化的優點

傳統高速公路工程的鋼筋制作，鋼筋加工棚設置較為分散，鋼筋制作主要以手工為主，簡陋的設備配合。這種模式鋼筋加工管理較為松懈，加工過程中對原材料隨意加工，產生的廢料比較多，浪費較大；鋼筋加工棚設置比較分散，加大了安全成本投資和現場安全管理的難度；鋼筋加工以人工操作為主，勞動強度大，難以保證鋼筋制作的精度。因此，這種落后的鋼筋加工模式必將被先進的工廠化、機械化的加工模式所取代。

相比傳統的鋼筋制作模式，橋涵構筑物鋼筋工廠化及機械化加工模式具備以下幾個優點：

（1）專門建設高標準的鋼筋加工廠，把以往在簡陋鋼筋加工棚進行加工的模式轉移到全封閉的鋼筋加工廠內，給鋼筋儲存及加工提供一個良好的場所，為今后類似于預拌混凝土模式的鋼筋加工商品化、工廠配送化創造條件。

（2）綜合應用各種先進的鋼筋加工自動化或半自動化機械設備，提高了鋼筋加工精度，提高了生產效率，有利于鋼筋加工質量和安全管理。

4 橋涵構筑物鋼筋采用工廠化及機械化加工模式應用情況

4.1 鋼筋加工工廠化建設

鋼筋集中加工廠采用工廠化管理模式，能極大地解決以上不足，從根本上解決了技術人力不足，減少了原材料的浪費，最大限度地降低了施工成本。另外，由于工程量比較集中，場地較大，可堆放大量原材料，受外界影響小，能夠較好地保障供應。同時減少了安全成本的投入，工廠采用全封閉形式，在工廠周圍設置保安系統，能從源頭杜絕了以往原材料常有丟失、被盜現象的發生。

4.1.1 鋼筋加工廠選址

鋼筋加工廠選址要遵循的原則：位置適中，便于鋼筋加工成品運至施工現場，減少運輸的運距；地勢開闊，交通便利，水電量充足；遠離居民的密集區域，避免鋼筋加工生產噪音擾民產生的糾紛。

4.1.2 鋼筋加工廠建設規模及要求

（1）根據該工程的工程量狀況，鋼筋加工廠房的占地面積設置不少于2000 m2，高度不低于13 m；采用輕鋼結構，屋頂采用蘭色彩鋼瓦，墻面為白色，角柱為蘭色；鋼筋加工場應作硬化處理并做好排水；四周應圍閉，確保雨水不會飄入廠內，如圖1所示。

圖1 鋼筋加工場實景

（2）加工廠內部應劃分為：原材料堆放區、加工區、半成品、成品堆放區。鋼筋按照上述區域堆放，流水線布置，設置明顯的標志牌。

地面上涂刷油漆或者反光標線，將各功能區合理分隔。并將各功能區的名字用油漆寫在地面上，這樣可以保證材料堆放整齊有序，見圖2所示。

圖2 鋼筋加工廠平面布置圖

（3）加工場內醒目位置應設置工程公示牌、施工平面布置圖、安全生產牌、消防保衛牌、管理人員名單及監督電話牌、文明施工牌等明示標志。

（4）在加工制作區應懸掛各號鋼筋的大樣設計圖，標明尺寸、部位，確保下料及加工準確。

（5）鋼筋加工廠內應設置禁止及警告標志。

焊接、切割場所應設置禁止標志、警告標志。木工加工區應設置禁止標志。安全通道應設置禁止標志。使用氧氣、乙炔等易燃易爆場所應設置禁止標志和明示標志。加工場出人口和場內應設置禁止標志和警告標志。用電場所應設置警告標志。易發生火災場所應設置警告標志。消防器材放置場所應設置提示標志。各作業區應設置分區標識牌。

（6）鋼筋加工廠配備以下設備：

二臺起吊能力為10 t的龍門吊、一臺數控鋼筋彎箍機、一臺數控制鋼筋彎曲中心、一臺數控鋼筋籠成型機，以及鋼筋擠壓連接機、焊接等電氣設備。

4.2 自動化機械設備配置

4.2.1 WG12B數控鋼筋彎箍機

WG12B數控鋼筋彎箍機是一臺具有雙方向彎曲功能的全自動化箍筋生產設備，可以加工冷軋及熱軋高強度盤條鋼筋，該設備具有鋼筋矯直、測量、雙方向彎曲及剪切功能，將盤條鋼筋一次性加工成型，可以加工成定尺直條鋼筋、單頭彎曲的鋼筋、不閉合和閉合的（箍筋）。較之傳統的彎箍設備，加工的速度及精確度大大地提高。而且精度的提高，對提高該標段結構物保護層的合格率起到關鍵的作用。

4.2.1.1 施工工藝流程圖（見圖3）

4.2.1.2 施工工藝技術參數（見表1）

4.2.1.3 勞動組織

由于采用全自動化數控彎箍機，勞動力需求大大減低，一般情況下，只需一名操作工和一名箍筋收集輔助工即可。施工效率較之傳統的加工模式大大提高。

圖3 WG12B數控鋼筋彎箍機施工工藝流程圖

表1 施工工藝技術參數表

4.2.2 HL8-20-12數控鋼筋籠成型機

4.2.2.1 設備簡介

HL8-20-12數控鋼筋籠成型機由電氣控制部分、放線架、箍筋入料導輥裝置、配筋底架、配筋架、固定轉盤、焊籠底架、移動轉盤、托籠裝置、液壓系統、操作平臺及鏈式上料裝置等組成，如圖4所示。

圖4 HL8-20-12數控鋼筋籠成型機實景

4.2.2.2 施工工藝流程（見圖5）

圖5 HL8-20-12數控鋼筋籠成型機施工工藝流程圖

4.2.2.3 主要技術參數（見表2）

表2 鋼筋籠技術參數表

4.2.2.4 使用效果

以加工成型一個樁徑150 cm，主筋30-Φ25 mm，長度12 m的鋼筋籠為例。

工效方面：按照傳統施工工藝，組裝骨架需要6個熟練工人工作2.0～2.5 h，組裝完成后盤繞箍筋需要3個熟練工人工作1.5～2.0 h，整體完成合計需要16.5～21 h；采用數控鋼筋籠成型機作業，3熟練工人工作1.5～2.0 h即可完成鋼筋籠的組裝和箍筋的盤繞，整體完成合計需要4.5～6.0 h；由此可見工效提高3～4倍。

質量保證方面：采用傳統工藝，主筋間距誤差±5 mm；螺旋筋間距誤差±10 mm，且在施工過程中需要花費大量的精力和時間進行定位。采用數控鋼筋籠成型機作業，主筋間距誤差±2 mm；螺旋筋間距誤差±3 mm，且主筋順直；同時由于箍筋采用二氧化碳保護焊，焊接質量可靠而且牢固，不容易在運輸過程中滑動跑位。

成本方面：由于工效的提高，極大地降低加工工費，節約了成本。

5 結語

肇花高速公路一標段橋涵構筑物鋼筋的加工制作通過實行工廠化及機械化管理模式，在提高橋涵構筑物施工質量，鋼筋制作的成本中取得了很好的成效。由于制作的鋼筋尺寸精度高，因而在控制涵構筑物保護層合格率方面起到關鍵的作用。在2011-2012年度的廣東省交通運輸廳質量監督站的年度綜合檢查評比中，該標段結構物保護層總體合格率達到92%以上，遠遠超出全省的平均值，這在很大程度上得益于該項目采用了工廠化及機械化的鋼筋加工的管理模式。

鋼筋工廠化及機械化的加工模式，前期建設加工廠，以及購買自動化設備投資會較大。但隨著近幾年高速公路建設單位推廣標準化管理后，對于施工單位前期臨時設施建設費用（包括鋼筋加工廠的建設費用）均能包含于投標造價中。這樣，施工單位不僅可以節省前期臨時建設的開銷，而且通過標準化管理達到提高生產管理效率目的。因此，這種工廠化、機械化的鋼筋加工模式將是未來高速公路工程建設的發展趨勢。