焊接箍筋技術(shù)填補(bǔ)我國(guó)該領(lǐng)域技術(shù)空白

發(fā)布日期：2015-05-11來源：本站編輯：張瑞晨

[摘要]鋼材是工程建設(shè)的重要材料之一，鋼材在生產(chǎn)和加工過程中將消耗大量能源，隨著節(jié)能降耗和環(huán)境保護(hù)要求的不斷提高，節(jié)約建筑用鋼就成為生態(tài)文明建設(shè)的首要選擇和關(guān)注的重點(diǎn)。

　　　研發(fā)應(yīng)時(shí)而生

　　傳統(tǒng)建筑用箍筋主要在施工現(xiàn)場(chǎng)制作，由于受現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，加工精度不高，幾何形狀及尺寸誤差較大，導(dǎo)致鋼筋保護(hù)層厚度和構(gòu)件截面計(jì)算高度難以保證，影響結(jié)構(gòu)耐久性和承載力。而且由于抗震需要，箍筋端部需彎折成135度，伸直段長(zhǎng)度10d，由此給現(xiàn)場(chǎng)制作安裝帶來不便，并且混凝土澆筑時(shí)易產(chǎn)生離析、卡泵，導(dǎo)致混凝土構(gòu)件密實(shí)度不能滿足要求;當(dāng)有多排主筋時(shí)，受彎鉤限制，主筋凈距時(shí)常不能滿足規(guī)范要求等質(zhì)量隱患。

　　另一方面現(xiàn)場(chǎng)加工不僅鋼材損耗大，而且勞動(dòng)強(qiáng)度高，人工加工成本逐年增高，目前已達(dá)550元/噸。私人作坊加工箍筋時(shí)通過拉伸減徑等不法行為賺取量差，每噸僅收取80元加工費(fèi)，通過減徑后的鋼筋最大拉斷力及延性大為降低，抗震性能不能滿足規(guī)范要求，存在嚴(yán)重安全隱患。

　　不但如此，用工短缺的問題也日顯突出。據(jù)有關(guān)學(xué)者研究，我國(guó)人口將逐漸進(jìn)入老年化，勞動(dòng)力的增長(zhǎng)在2015年時(shí)將開始出現(xiàn)負(fù)值，然而國(guó)民經(jīng)濟(jì)每年持續(xù)以8%～10%的速度增長(zhǎng)，由此勞動(dòng)力的短缺矛盾將表現(xiàn)得尤為突出。施工企業(yè)長(zhǎng)期以來依靠使用大量廉價(jià)的農(nóng)民工，或許幾年以后這樣的情況將發(fā)生根本性改變，因此建筑行業(yè)大力推進(jìn)工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化、集約化的發(fā)展模式是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

　　應(yīng)時(shí)而生，中冶建工集團(tuán)有限公司當(dāng)仁不讓地扛起了技術(shù)創(chuàng)新這面大旗，引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)發(fā)展。它致力于先進(jìn)施工技術(shù)、施工工藝的研發(fā)和應(yīng)用，已有200余項(xiàng)核心技術(shù)、工法獲國(guó)家、省部級(jí)認(rèn)定，有205項(xiàng)專利獲得授權(quán)，其中的焊接箍筋技術(shù)就是代表。

　　攻克四大難點(diǎn)

　　從提出項(xiàng)目最初的研究思路和方向，到整體上對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用規(guī)劃，研究和分析實(shí)施方案，并確定最優(yōu)化的方案，不斷的探討、不斷的修改、不斷的優(yōu)化，只為了做得更好。在全面組織技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用工作的1000個(gè)日夜里，多少天的挑燈夜戰(zhàn)，多少次的為之失眠，他們已記不清了，只為了一個(gè)信念執(zhí)著著。

　　這是個(gè)老中青結(jié)合的和諧團(tuán)隊(duì)。項(xiàng)目的領(lǐng)頭人，“60后”的公司副總工程師、高新公司總經(jīng)理李智能，是團(tuán)隊(duì)中最年長(zhǎng)的，年級(jí)雖大但最富有激情，意志堅(jiān)定，點(diǎn)子最多，焊接箍筋項(xiàng)目的提出就是他多年設(shè)計(jì)、施工、研發(fā)經(jīng)歷的積累。主要研發(fā)人員，“80后”的研發(fā)中心總工程師、土木工程博士魏奇科是公司引進(jìn)的第一個(gè)博士生，富有朝氣，思維活躍，協(xié)調(diào)能力也很強(qiáng)，他在力學(xué)性能分析、數(shù)值模擬以及組織試驗(yàn)驗(yàn)證等方面發(fā)揮了重要作用，通過有限元數(shù)值模擬，掌握了焊接箍筋在混凝土構(gòu)件受力各階段發(fā)揮的性能，并在重慶大學(xué)土木工程學(xué)院組織開展了混凝土構(gòu)件軸壓試驗(yàn)和低周往復(fù)試驗(yàn)，驗(yàn)證了焊接箍筋的適用性，對(duì)焊接箍筋生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　只有知道了難點(diǎn)，才能有針對(duì)性地解決問題。在研發(fā)中發(fā)現(xiàn)了四大技術(shù)難點(diǎn)：一、針對(duì)建筑用鋼筋材質(zhì)的離散性，焊接質(zhì)量的可靠度尤其是T型構(gòu)件焊接質(zhì)量的可靠度的控制。二、參數(shù)取值的合理性的實(shí)驗(yàn)方法的選擇是該項(xiàng)目的第二大難點(diǎn)。焊接格網(wǎng)箍筋混凝土構(gòu)件力學(xué)性能檢驗(yàn)需要做大量的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)各參數(shù)的取值和實(shí)驗(yàn)方法的選擇將直接影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的判定。所以參數(shù)取值合理尤為重要。三、如何將專業(yè)設(shè)備進(jìn)行組合、串聯(lián)，最后形成自動(dòng)化流水生產(chǎn)線，并且滿足產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)速度快，精度高等技術(shù)要求，是本項(xiàng)目的第三大難點(diǎn)。雖然對(duì)于建筑箍筋的矯直、除銹、彎折、截?cái)唷⒑附拥榷加斜容^成熟的專項(xiàng)設(shè)備，但都應(yīng)用比較散化，生產(chǎn)效率低下，所以將這些專業(yè)設(shè)備的合理組合顯得必須。四、本項(xiàng)目開發(fā)的產(chǎn)品要廣泛的推廣應(yīng)用，必須要形成標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在編制標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的過程中，從選材、生產(chǎn)、出廠檢驗(yàn)、施工、驗(yàn)收等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化管理控制就成為本項(xiàng)目的第四大難點(diǎn)。

　　難點(diǎn)突破，意味項(xiàng)目研發(fā)也已走向成功。

　　創(chuàng)新成就項(xiàng)目

　　與傳統(tǒng)箍筋相比，新型箍筋具有品種多樣、質(zhì)量穩(wěn)定、性能優(yōu)越、綠色環(huán)保、提高工效等許多優(yōu)點(diǎn)，在改善生態(tài)環(huán)境，強(qiáng)化城市管理，提高機(jī)械化施工水平，縮短施工周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證建設(shè)工程質(zhì)量等方面將發(fā)揮重要作用。

　　研發(fā)的箍筋加工及焊接成套設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)重慶市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)關(guān)鍵技術(shù)鑒定，成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。填補(bǔ)了我國(guó)在該領(lǐng)域的空白。

　　與傳統(tǒng)箍筋相比，焊接格網(wǎng)箍筋節(jié)省了傳統(tǒng)箍筋彎鉤錨固段和復(fù)合箍重復(fù)段，在體積配箍率不變的情況下有效節(jié)約鋼材用量20%以上。

　　有效解決了建筑用鋼筋焊接工藝，特別是電阻凸焊技術(shù)焊接功效高、能耗低，1.2秒鐘左右即可完成一個(gè)焊接頭;操作簡(jiǎn)單，焊接工人只需簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可上崗操作;焊接質(zhì)量穩(wěn)定，焊頭強(qiáng)度及延性有保障。焊接節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度高、延性好，能滿足混凝土構(gòu)件箍筋連接及錨固要求。

　　通過焊接格網(wǎng)箍筋對(duì)核心混凝土形成區(qū)域約束，能夠提高結(jié)構(gòu)梁柱的極限承載力和延性。

　　焊接格網(wǎng)箍筋具有良好的整體性，有效避免了傳統(tǒng)箍筋在結(jié)構(gòu)抗震大變形后期彎鉤錨固段滑脫的現(xiàn)象，從而提高了箍筋對(duì)混凝土的約束性能和混凝土構(gòu)件的抗震性能。

　　研發(fā)了焊接格網(wǎng)箍筋自動(dòng)化、高精度、快速加工生產(chǎn)工藝和成套專用加工設(shè)備。

　　創(chuàng)新成就項(xiàng)目。截止目前，該項(xiàng)目已申請(qǐng)專利34項(xiàng)，其中發(fā)明專利9項(xiàng)，實(shí)用新型專利25項(xiàng);形成專利產(chǎn)品3項(xiàng)，即焊接封閉式箍筋、焊接封閉式復(fù)合箍筋、焊接封閉式復(fù)合網(wǎng)片箍筋;主編地方標(biāo)準(zhǔn)《焊接箍筋應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》一部，目前已頒布并正式實(shí)施;編制出《焊接箍筋制作與安裝施工工法》一部;研發(fā)專用生產(chǎn)設(shè)備4臺(tái)套，并已形成自動(dòng)化生產(chǎn)線一條，具備年加工3000噸焊接箍筋的生產(chǎn)能力。

　　市場(chǎng)前景看好

　　有了科技創(chuàng)新，就有了科技運(yùn)用的源泉，有了科技運(yùn)用，科技創(chuàng)新才有動(dòng)力和方向。

　　全焊接封閉箍筋由專用設(shè)備高速、精確加工而成，將大量的現(xiàn)場(chǎng)加工工作變?yōu)楣S標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，有利于工程成本的降低，有利于鋼筋配送工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化、集約化工作的推進(jìn)。它符合建設(shè)低碳、環(huán)保型社會(huì)發(fā)展的需要，將極大地降低能耗、節(jié)約資源，促進(jìn)綠色建筑的發(fā)展。

　　與傳統(tǒng)復(fù)合箍筋相比，如果按傳統(tǒng)人工加工費(fèi)360元/噸，焊接箍筋機(jī)械加工可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)，成本僅160元/噸，每噸僅制作加工費(fèi)就可以節(jié)約200元。還能夠節(jié)約鋼材20%以上，提高安裝施工工效20%以上，每噸可節(jié)約材料費(fèi)、制作加工費(fèi)和人工安裝費(fèi)達(dá)到1120元，并大大縮短工程建設(shè)周期。

　　目前全焊接箍筋已在重慶市多項(xiàng)建筑工程中使用，其中包括中冶·城邦國(guó)際、龍興和合家園安置房C組團(tuán)、跳蹬幸福華庭公租房項(xiàng)目D組團(tuán)等，得到甲方、監(jiān)理方、施工方等的高度評(píng)價(jià)。

　　該項(xiàng)技術(shù)如果在重慶市范圍全面推廣應(yīng)用，將新增產(chǎn)值規(guī)模25億元左右，企業(yè)將實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)3.9億元左右，政府財(cái)稅收入將增加1.2億元左右。每年可節(jié)約鋼材約13萬噸，節(jié)約能耗約8萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

　　如果在全國(guó)全面推廣應(yīng)用焊接箍筋，按節(jié)約率20%計(jì)算，每年將節(jié)約鋼材1360萬噸，按平均噸鋼能耗計(jì)算，將節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤840萬噸。從產(chǎn)值規(guī)模來看，箍筋加工市場(chǎng)靜態(tài)總?cè)萘繎?yīng)該在2000億元以上。如果能夠得到政府主管部門的高度重視和大力支持，通過三到五年的市場(chǎng)開發(fā)，焊接箍筋規(guī)模化加工能構(gòu)達(dá)到市場(chǎng)總?cè)萘康?0%，即680萬噸，總產(chǎn)值將有272億元。

　　本報(bào)通訊員 袁瓏丹

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