高强混凝土方桩自动滚焊成型工艺的改进

高强混凝土方桩自动滚焊成型工艺的改进

0预制高强混凝土方桩根据“2013年山东省建筑标准设计编制计划”的安排，由中国农业大学（华东）负责制定的“高强度预制混凝土砌块”（图号：l13sg329，统一编号：dbjt14-3）的图纸和文件，以及2013年3月15日山东省住房和城镇建设厅批准的山东省标准项目计划。预制高强混凝土方桩是在传统预制钢筋混凝土方桩的基础上发展起来的一种新型预制桩,具有对地质条件适应性强、抗腐蚀能力强、质量可靠、性价比高、节能环保等优点。传统的预制钢筋混凝土方桩钢筋骨架一般是通过手工绑扎而成,费时、费力,人工操作的不稳定性导致钢筋骨架的尺寸精度控制难以保证,质量波动较大,而且较浪费箍筋,在后面的运输及施工过程中的破损率也较高。目前,预应力空心管桩、预应力空心方桩主筋均采用预应力混凝土用钢棒,钢筋骨架都已经实现自动滚焊成型,且已经有较成熟的生产工艺。然而在国内预制钢筋混凝土方桩钢筋骨架极少采用自动滚焊成型,其生产工艺几乎是一片空白,有必要对现有技术中预制钢筋混凝土桩桩身以及其制作方法进行改进。基于此,本文对预制高强混凝土方桩钢筋骨架生产工艺进行研究探讨。1钢筋骨架对焊经实际现场分析和研究,预制高强混凝土方桩钢筋骨架与采用预应力混凝土用钢棒的钢筋骨架生产工艺存在以下不同:(1)主筋HRB400在运输存放过程中,会造成一定不能恢复的弯曲变形和生锈等现象,因此主筋需要调直、除锈。(2)目前市面上的HRB400螺纹钢一般是9m或12m定长,而高强方桩的单节桩长度在6~15m,因此钢筋需要经过对焊、下料的工序。钢筋在对焊的接头处容易形成毛刺、突起,影响自动滚焊,需要打磨焊接接头。(3)相比同样长度的预应力混凝土用钢棒,HRB400螺纹钢较重,钢筋骨架滚焊机自动滚焊时牵引钢筋比较困难,需要合适的钢筋输送、支撑装置。(4)预制高强混凝土方桩桩尖与钢筋骨架一体化设计,桩尖处主筋只能在钢筋骨架滚焊结束后才能弯折成型,需要合适的桩尖弯折装置与操作方法。研制的预制高强度混凝土方桩钢筋骨架主筋采用HRB400螺纹钢,在使用时一般需要将螺纹钢焊接使用;在钢筋骨架的滚焊生产线中,大致需要经过对焊、打磨、下料、滚焊成型等流程;对焊机完成对焊操作后,螺纹钢的焊接头处会产生许多毛刺,导致焊接头处的钢筋直径变大、凹凸不平,影响正常滚焊操作。因此在滚焊操作之前对螺纹钢进行打磨,目前国内外并没有适用于此生产线的打磨机械。根据预制方桩钢筋骨架的特点,提出一种预制高强混凝土方桩钢筋骨架生产工艺,其钢筋骨架可采用机械滚焊成型,实现自动化生产。2预应力桩钢筋笼桩弯折机预制高强混凝土方桩钢筋骨架在自动滚焊成型上目前没有成熟的生产工艺可参考,由中国石油大学(华东)、青岛昊河水泥制品有限责任公司、青岛兴河建材有限公司组织联合研发,根据预制高强混凝土方桩钢筋骨架的特点以及生产过程中遇到的实际问题进行研究,提出一种预制高强混凝土方桩钢筋骨架生产工艺,其生产工艺流程如图1所示。(1)钢筋拉直除锈。主筋HRB400的螺纹钢拉直除锈通过钢筋拉伸机实现。钢筋拉伸机通过液压油泵夹紧和拉伸钢筋,在拉直钢筋的同时除去钢筋表面的斑锈。钢筋的拉伸通过应力、应变双项控制,以应变控制为主,确保钢筋的拉伸在国家相关规范要求范围内。调直好的钢筋进入对焊工序。(2)对焊与下料。基于螺纹钢需要焊接使用,主筋连接采用闪光对焊,对焊质量应符合《预制高强混凝土方桩(L13SG329)》的有关要求。为提高对焊质量和实现自动化生产线,宜采用自动闪光对焊机。对焊结束,根据高强方桩长度下料,然后通过滑轮输送线输送至打磨工序。(3)打磨焊头。为避免和减少螺纹钢的焊接头处的毛刺,需要在滚焊操作之前对螺纹钢进行打磨,目前国内外并没有适用于此生产线的打磨机械。主筋焊接处焊接过程中形成的毛刺、突起,用钢筋焊头打磨机磨平。从滑轮输送线输送过来的主筋,穿过打磨机中间的钢筋穿管,焊头到达打磨机砂轮处,打磨机夹紧主筋,进行打磨。打磨时应注意既要磨掉毛刺,又不能磨过而影响主筋的强度。打磨好的主筋通过滑轮输送线继续输送至下一工序。(4)分料。滑轮输送线输送过来打磨好的主筋,通过方桩钢筋骨架滚焊机钢筋搬运装置,布置到钢筋骨架滚焊机前输送装置上。钢筋搬运装置主要起到两方面的作用:一是通过机械手抓取打磨好的主筋,通过链条传动运至主筋暂存架上;二是将钢筋从暂存架上推送至钢筋骨架滚焊机前输送装置的指定位置,准备自动滚焊。(5)自动滚焊。主筋为HRB400的螺纹钢,对于大型号较长的方桩,其钢筋骨架较重,方桩钢筋骨架滚焊机牵引时较困难,因此设置钢筋骨架滚焊机前输送装置协助输送。滚焊时,根据方桩图集设计要求,设置好方桩钢筋骨架滚焊机参数,自动滚焊成型。(6)桩端、桩尖后续处理。传统的钢筋骨架可以在绑扎之前将其桩尖弯折好,然后再进行绑扎箍筋,而现有的预制高强混凝土方桩的钢筋骨架是自动滚焊形成的,其桩尖部位只能在箍筋滚焊完成后才能进行弯折,若采用手工弯折,不仅费时费力,而且弯折尺寸和弯折角度均难以控制,还容易损坏已经滚焊好的钢筋骨架。此外,现有的钢筋骨架都是采用人力搬运需弯折的钢筋骨架至相应的弯折设备前进行桩尖的弯折和弯折后的撤回,这样不仅费时费力,增加了劳动强度,而且也增加了劳动成本。由此可见,现有技术有待于进一步的改进和提高。在此基础上发明了一种预制桩钢筋笼桩尖弯折机。将排焊好的桩端网片固定好,使用方桩钢筋骨架桩尖弯折机压好桩尖,焊接好钢靴。整个钢筋骨架生产完毕,可进入高强方桩生产的混凝土浇筑工序。3钢筋骨架生产方桩钢筋骨架生产线从实际生产经验出发研制而成,实现自动化生产,技术先进,操作简单。一条生产线一天可滚焊50个钢筋骨架,如果方桩按边长500mm,长度15m计算,一条方桩钢筋骨架生产线生产钢筋骨架的可供生产方桩187.5m3,方桩日产值在20万元左右,相比传统预制桩钢筋骨架的人工绑扎而言,生产效率大大提高,经济效益十分可观。4工业化生产质量(1)钢筋骨架采用机械滚焊成型,节省箍筋用量,工艺操作方便,自动化生产程度高,质量可靠。达到节材、节能、降低生产成本的目的。(2)成桩质量可靠。采用工业化生产,整个生产线自动化程度高,有成熟的生产工艺和完善的质量管理体系做保证,在生产过程中施行有效地质量控制。(3