焊接箍筋技術填補我國該領域技術空白

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)境保護要求的不斷提高，節(jié)約建筑用鋼就成為生態(tài)文明建設的首要選擇和關注的重點。

　　　研發(fā)應時而生

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

　　另一方面現(xiàn)場加工不僅鋼材損耗大，而且勞動強度高，人工加工成本逐年增高，目前已達550元/噸。私人作坊加工箍筋時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，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)有關學者研究，我國人口將逐漸進入老年化，勞動力的增長在2015年時將開始出現(xiàn)負值，然而國民經(jīng)濟每年持續(xù)以8%～10%的速度增長，由此勞動力的短缺矛盾將表現(xiàn)得尤為突出。施工企業(yè)長期以來依靠使用大量廉價的農民工，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)大力推進工廠化、標準化、集約化的發(fā)展模式是社會發(fā)展的必然趨勢。

　　應時而生，中冶建工集團有限公司當仁不讓地扛起了技術創(chuàng)新這面大旗，引領行業(yè)技術發(fā)展。它致力于先進施工技術、施工工藝的研發(fā)和應用，已有200余項核心技術、工法獲國家、省部級認定，有205項專利獲得授權，其中的焊接箍筋技術就是代表。

　　攻克四大難點

　　從提出項目最初的研究思路和方向，到整體上對項目進行技術應用規(guī)劃，研究和分析實施方案，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。在全面組織技術研發(fā)和推廣應用工作的1000個日夜里，多少天的挑燈夜戰(zhàn)，多少次的為之失眠，他們已記不清了，只為了一個信念執(zhí)著著。

　　這是個老中青結合的和諧團隊。項目的領頭人，“60后”的公司副總工程師、高新公司總經(jīng)理李智能，是團隊中最年長的，年級雖大但最富有激情，意志堅定，點子最多，焊接箍筋項目的提出就是他多年設計、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的第一個博士生，富有朝氣，思維活躍，協(xié)調能力也很強，他在力學性能分析、數(shù)值模擬以及組織試驗驗證等方面發(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件受力各階段發(fā)揮的性能，并在重慶大學土木工程學院組織開展了混凝土構件軸壓試驗和低周往復試驗，驗證了焊接箍筋的適用性，對焊接箍筋生產(chǎn)設備的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推進打下了堅實的基礎。

　　只有知道了難點，才能有針對性地解決問題。在研發(fā)中發(fā)現(xiàn)了四大技術難點：一、針對建筑用鋼筋材質的離散性，焊接質量的可靠度尤其是T型構件焊接質量的可靠度的控制。二、參數(shù)取值的合理性的實驗方法的選擇是該項目的第二大難點。焊接格網(wǎng)箍筋混凝土構件力學性能檢驗需要做大量的實驗對比，實驗設計時各參數(shù)的取值和實驗方法的選擇將直接影響到實驗結果的判定。所以參數(shù)取值合理尤為重要。三、如何將專業(yè)設備進行組合、串聯(lián)，最后形成自動化流水生產(chǎn)線，并且滿足產(chǎn)品質量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)速度快，精度高等技術要求，是本項目的第三大難點。雖然對于建筑箍筋的矯直、除銹、彎折、截斷、焊接等都有比較成熟的專項設備，但都應用比較散化，生產(chǎn)效率低下，所以將這些專業(yè)設備的合理組合顯得必須。四、本項目開發(fā)的產(chǎn)品要廣泛的推廣應用，必須要形成標準和規(guī)范，在編制標準、規(guī)范的過程中，從選材、生產(chǎn)、出廠檢驗、施工、驗收等各個環(huán)節(jié)進行規(guī)范化、標準化管理控制就成為本項目的第四大難點。

　　難點突破，意味項目研發(fā)也已走向成功。

　　創(chuàng)新成就項目

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

　　研發(fā)的箍筋加工及焊接成套設備關鍵技術經(jīng)重慶市城鄉(xiāng)建設委員會關鍵技術鑒定，成果達到國際先進水平。填補了我國在該領域的空白。

　　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合箍重復段，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焊接功效高、能耗低，1.2秒鐘左右即可完成一個焊接頭;操作簡單，焊接工人只需簡單培訓即可上崗操作;焊接質量穩(wěn)定，焊頭強度及延性有保障。焊接節(jié)點強度高、延性好，能滿足混凝土構件箍筋連接及錨固要求。

　　通過焊接格網(wǎng)箍筋對核心混凝土形成區(qū)域約束，能夠提高結構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)箍筋在結構抗震大變形后期彎鉤錨固段滑脫的現(xiàn)象，從而提高了箍筋對混凝土的約束性能和混凝土構件的抗震性能。

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

　　創(chuàng)新成就項目。截止目前，該項目已申請專利34項，其中發(fā)明專利9項，實用新型專利25項;形成專利產(chǎn)品3項，即焊接封閉式箍筋、焊接封閉式復合箍筋、焊接封閉式復合網(wǎng)片箍筋;主編地方標準《焊接箍筋應用技術規(guī)程》一部，目前已頒布并正式實施;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)設備4臺套，并已形成自動化生產(chǎn)線一條，具備年加工3000噸焊接箍筋的生產(chǎn)能力。

　　市場前景看好

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

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

　　與傳統(tǒng)復合箍筋相比，如果按傳統(tǒng)人工加工費360元/噸，焊接箍筋機械加工可實現(xiàn)自動化作業(yè)，成本僅160元/噸，每噸僅制作加工費就可以節(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、制作加工費和人工安裝費達到1120元，并大大縮短工程建設周期。

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

　　該項技術如果在重慶市范圍全面推廣應用，將新增產(chǎn)值規(guī)模25億元左右，企業(yè)將實現(xiàn)利潤3.9億元左右，政府財稅收入將增加1.2億元左右。每年可節(jié)約鋼材約13萬噸，節(jié)約能耗約8萬噸標準煤。

　　如果在全國全面推廣應用焊接箍筋，按節(jié)約率20%計算，每年將節(jié)約鋼材1360萬噸，按平均噸鋼能耗計算，將節(jié)約標準煤840萬噸。從產(chǎn)值規(guī)模來看，箍筋加工市場靜態(tài)總容量應該在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開發(fā)，焊接箍筋規(guī)?；庸つ軜嬤_到市場總容量的10%，即680萬噸，總產(chǎn)值將有272億元。

　　本報通訊員 袁瓏丹

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