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1前言 全自动钢筋笼滚焊机设备可自动一次性成型长度为2m-27m的钢筋笼，并配有智能化焊接机械手，比手工绑扎焊接钢筋笼生产效率高、节省材料，钢筋笼坚固，外形标准。广泛应用于大型桥梁、高速铁路、高速公路建设等领域的灌注桩施工中。 2工法特点 2.1 全自动钢筋笼滚焊机加工质量稳定可靠。由于采用的是机械化作业，主筋、缠绕筋的间距均匀，钢筋笼直径一致，产品质量完全达到规范要求。 2.2 使用钢筋笼滚焊机配合自动焊接机械手进行施工，采用自动焊接机械手焊接，焊接质量高，焊点均匀，外观一致。 2.3焊接机械手采用机械定位及传动，定位准确可靠。 2.4作业人员劳动强度低. 3适用范围 适用于房建、公路、铁路等混凝土灌注桩钢筋笼的生产。可用于桩径0.45m～1.5m，最大主筋直径φ40mm，最大主筋根数30根，箍筋直径16mm以内的钢筋笼加工。最大钢筋笼加工生产长度16m。 4工艺原理 4.1传统钢筋笼滚焊机工艺原理：集主筋定位、盘圆调直、箍筋缠绕及二氧化碳保护焊、整体成型于一体，数控操作。钢筋笼主筋通过人工穿过固定旋转盘相应模板圆孔，至移动旋转盘的相应孔中进行固定，把盘筋（绕筋）端头先焊接在一根主筋上，然后通过固定旋转盘及移动旋转盘转动把绕筋缠绕在主筋上（移动盘是一边旋转一边后移），同时进行焊接，从而形成产品钢筋笼。 4.2全自动钢筋笼滚焊机工作原理：与普通钢筋笼滚焊机工作原理基本一致，主要工艺要求是在钢筋笼滚焊机与焊接机械手的配合及协同性上要比较高。钢筋笼焊接主要采用二氧化碳气体保护焊焊接，焊接时产生强光辐射并产生强烈电弧、电磁干扰，所以常见的传感器如光电传感器、接近传感器等，均无法在钢筋笼滚焊机焊接机械手上使用，必须使用能耐受强光、强电磁辐射的机构来完成定位及焊接工作。本工法采用机械式传感器，采用重力及固定旋转盘动力作为自动焊驱动力，没有常规焊接机械手的复杂传动装置，结构简单可靠，焊接效果好。 4.3生产中的自动焊接和手动焊接控制 生产中自动焊接必须在正常焊接过程开始一圈后使用，以便焊枪压轮压倒箍筋，是压轮随箍筋转动，利于焊接。 4.4 自动焊接机械手的使用 主要部件见图4.4.1
图4.4.1 焊接机械手主要部件及结构图 1.升降电机 2.调节滑块 3.调节杆 4.焊枪固定器 5.焊枪； 6.调节手柄 7.焊接插销 8.接近开关1 9.接近开关2 10.液压缸 11.焊接头 12.拉伸弹簧 13.导向轮 5 施工工艺流程及操作要点 施工工艺流程见图5.1
5.1准备工作 使用前，启动液压站，确保液压油缸10有压力油；操作人员在操作的位置拉动焊接头11，确保其滑动自如，无卡阻现象，拉伸弹簧12返回有力；启动升降电机1，调节导向轮13的高度使其压在箍筋上；移动调节滑块、调节杆，转动调节手柄，使焊枪5的喂丝出口在主筋和箍筋的脚垫位置处；调节焊接插销的长度，确保其伸出时能挡住主筋，拉回时能与主筋完全脱开。以上准备工作做好后方可使用自动焊接机械手。
图5.1.1 焊接前准备工作 5.2上料 5.2.1人工把主筋放到主筋自动上料的链条拖板，启动控制台A上的“自动上料”按钮，主筋由此进入分料系统。 5.2.2启动控制台A或B上“两盘同时正转”，让分料盘转一定角度（保证第二根主筋与第一根主筋相隔一个分料盘）。 5.2.3重复以上操作，直至所有主筋全部均匀分布在分料盘内。
图5.2.1 滚焊机主筋上料 5.3 穿筋、固定 5.3.1把固定盘导管和移动盘倒管分布固定到相应的模块上，保证导管均匀分布在模板上。 5.3.2启动控制台A或B上的“两盘同时正转”按钮，把主筋依次穿过固定盘导管，进入移动盘导管，并用螺栓把主筋逐一固定，要保证两盘导管前后一致，使主筋不发生扭转，可通过控制台D上的“移动盘前进/后退”或“固定盘前进/后退”按钮来调整。
图5.3.1 滚焊机穿筋及固定 5.4焊接 5.4.1把箍筋通过矫直机矫后与主筋交叉焊接固定，启动控制台A或B上“两盘同时正转”按钮，把箍筋并排连续绕主筋两圈，并与主筋焊接牢固（箍筋的矫直效果可通过调整矫直机构上的控制滚轮下压量的螺杆进行调节）； 5.4.2把控制台D上的“手动/自动”开关，打到“自动”位置，两盘同步旋转，同时移动盘通过走形机构向前移动，使箍筋连续在主筋上缠绕，并在箍筋和主筋交点处进行焊接，保证箍筋间距符合生产需求（可通过设定触摸屏上的参数进行控制）。在制作钢筋笼是必须保证固定盘和移动盘同步旋转，否则制作的钢筋笼会产生扭转（可通过触摸屏上的参数进行监控）。 5.4.3当加工的钢筋笼达到一定长度（行走小车离开第一个液压支撑的上方）时，启动控制台D上的“液压支撑1”按钮，升起相应的液压支撑1的支撑架，以防止钢筋笼因重量下垂而变形。在后续的生产过程中，一定要及时按顺序（离固定盘最近的为液压支撑1，以此类推）启动控制台D上的相应“液压支撑X按钮”，升起相应的液压支撑的支撑架，以支撑钢筋笼，防止下垂； 5.4.4在制作的钢筋笼长度达到生产需要时，把控制台D上的“手动/自动”开光打到“手动”位置启动控制台A或B上的“两盘同时正转”按钮，把箍筋并排连续缠绕主筋两圈，并与主筋焊接牢固，并切断箍筋。
图5.4.1 全自动焊接 5.5分离固定盘 5.5.1第一次移动：启动控制台B上的“行车前进”开关，移动盘通过行走驱动结构拉动钢筋笼继续向前移动，直至主筋端部离开固定盘导管。停止移动，观察并测量主筋端部与固定盘导管间距。 5.5.2第二次移动：启动控制台 B上的“行车前进”开关，移动盘通过行走驱动机构继续向前移动，直至主筋端部离开移动盘100-150mm（确保卸钢筋笼时，主筋不碰到固定盘）。
图5.5.1固定盘操作台 5.6分离移动盘 采用电动螺栓扳手松开固定主筋的螺栓，移动盘前行，松开钢筋笼。 5.7 卸笼 把卸笼支架一次放在行走轨道的一侧，启动控制台D上的“液压同时升降”按钮，同时讲下所有液压支撑的支撑架，卸下钢筋笼。 为避免钢筋笼在下降时因受到剧烈冲击造成散架。应该钢筋笼制作过程中，在钢筋笼内侧相隔一定距离内加焊内箍筋。 注：如果使用行车或其它吊装设备卸钢筋笼，则可以直接吊卸，不需执行第5.7步的操作。
图5.7.1 桥式起重机卸笼 5.8移动盘归位 5.8.1把卸笼支架全部移走。 5.8.2控制台D上的“手动/自动”开关，打到“自动”位置按下控制台D上“车自动返回”按钮，移动盘通过行走小车移向固定盘，当移动盘接近固定盘的时候，应把控制台D上的“手动/自动”开关，打到“手动”位置，通过手动控制，使行走小车的后框架与固定盘的U型板相聚一定距离（具体尺寸应能保证生产的钢筋笼符合生产需要）。 6材料与设备 本工法无特别说明的材料，采用的机具设备见表6。
7质量控制 主筋、箍筋焊接应满足《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012中“钢筋电弧焊接头”要求及《表5.5.2“钢筋电弧焊接头尺寸偏差及缺陷允许值”》要求，见表7。 表7 钢筋电弧焊接头尺寸偏差及缺陷允许值
钢筋笼滚焊机关键质量控制主要有： 7.1严格控制钢筋笼用原材料、焊材的质量，确保原材及焊材的质量稳定可靠。 7.2室外作业在风速大于1m/s时，应采用防风措施，如环境温度低于零度应停止施工或使用其它保温措施。 7.3由有经验的二氧化碳保护焊焊工对电焊机电流、送丝速度、送丝长度等参数，根据主筋、箍筋直径等合理选择焊接速度等参数并进行焊接试验。 7.4根据焊丝直径正确选择焊丝导电咀，焊丝伸出长度一般应控制在10倍焊丝直径范围以内。 7.5送丝软管焊接时必须拉顺，不能盘曲，送丝软管半径不小于150mm。施焊前应将送气软管内残存的不纯气体排出。 7.6导电咀磨损后孔径增大，引起焊接不能稳定，需重新更换导电咀。 8 安全措施 8.1施工现场按符合防火、防风、防雷、防洪、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善布置各种安全标识。 8.2氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂、乙炔发生器有防止回火的安全装置。 8.3施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规范规定执行。 8.4电缆线路应采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路必须绝缘良好，场内架设的电力线路其悬挂高度和线间距除按安全规定要求进行外，将其布置在专用电杆上。 8.5室内配电柜、配电箱前要有绝缘垫，并安装漏电保护装置。 8.6建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。 9 环保措施 9.1将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。 9.2对施工中可能影响到的各种公共设施制定可靠的防止损坏和移位的实施措施，加强实施中的监测、应对和验证。同时，将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。 9.3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。滚焊机机械手焊接位置附近放置遮光棚，防止焊接弧光影响他人加工生产。 10 效益分析 传统人工加工钢筋笼一般需10名工人，其中焊工2人，辅助工6人，力工2人；采用全自动钢筋笼滚焊机一般需4名工人，其中焊工2人，力工2人。全自动钢筋笼滚焊机开始加工后力工可进行其它工位工作，仅主筋上料时在滚焊机工作，交叉作业，能有效降低成本。 11应用实例（该工法由太原公司提供） 11.1分别在太原铁建蒙华铁路17标2分部钢筋加工场、太原铁建西南环铁路工程钢筋加工场、太原铁建京张铁路工程土建2标钢筋加工场、太原铁建静兴铁路工程3标3#钢筋加工场及太原铁建成自铁路工程钢筋加工场应用，效果较好。 11.1工程概况（以蒙华铁路17标2分部钢筋加工场为例） 新建蒙西至华中地区铁路运煤通道工程，三门峡至荆门段17标2分部钢筋集中加工厂，负责标段内钢筋集中加工配送工作。先期开工为DK866+604.815老灌河特大桥，2015年10月主要进行10#-17#墩桩基础施工作业。10#-17#墩，桩径1.25m桩长7.5米，主筋长7.4米箍筋为φ8及φ10两种，其中φ8间距为10cm；φ10间距为20cm。 11.2施工情况 根据施工计划，先期主要加工直径1.25m，桩长8.5m的钢筋笼。根据项目施工安排进行生产，平均每天12h可完成约120延米钢筋笼加工。截止目前已完成钢筋笼加工700余延米。 11.3质量检测与结果评价 采用全自动钢筋笼滚焊机焊接的钢筋笼，主筋位置、箍筋位置、间距符合图纸设计要求，箍筋间距、焊接点、搭接长度均满足设计要求。焊点表面无气孔、裂纹、夹渣、焊瘤、飞溅、弧坑裂缝等。机械手焊接能杜绝因人工焊接引起的漏焊、焊点不匀、钢筋烧伤、焊点不美观等情况。一次性验收合格率达到98%以上，无安全生产事故发生，得到了各方的好评。 |
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