关于重庆市推行房屋建筑焊接箍筋的技术推广

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摘要：焊接箍筋与传统箍筋相比具有很大的优势，通过工厂焊接加工能够降低劳动量、并且可靠精确，具有显著的经济效益。本文分析了焊接箍筋的优势，介绍了其焊接技术，并对其应用效益进行了分析，从而突出焊接箍筋技术的应用与推广价值，以利于房屋建筑焊接箍筋的技术推广。

关键词：焊接箍筋；房屋建筑；焊接技术

中图分类号： Tl374 文献标识码： A

在封闭环式箍筋采用闪光对焊技术的基础上，中冶建工集团与重庆大学、成都焊研所等单位合作，成功攻克了钢筋等强对接焊接、等强十字形焊接、等强T字形焊接等关键的工艺技术难题，目前该技术以及相关的设备已经申请专利34项、其中发明专利9项、实用新型专利25项，同时还编制了《焊接箍筋应用技术规程》作为重庆市地方标准。重庆市城乡建设委员会于2014年8月28日了《关于的通知》，将《焊接箍筋应用技术规程》DBJ50-201-2014作为重庆市工程建设强制性标准，并于2014年12月1日开始实施。此外，还建成了焊接箍筋示范生产基地，年产量达1万吨。

一、焊接箍筋的优势

（一）传统人工捆扎箍筋

传统人工捆扎箍筋一般是在施工现场由人工加工制成的，因此其加工精度往往不能得到保证，导致在几何形状和尺寸上存在较大的误差。这种误差对建筑工程钢筋混凝土结构的耐久性和抗震性有着直接的影响，不仅无法保证建筑的质量还存在着一定的安全隐患，甚至导致安全事故的发生。同时，由于传统人工捆扎箍筋在两端均会留出一段弯钩作为锚固，这也就增加了钢材的使用量，导致耗损（图1左）。此外，这种加工方式占用了施工场地，因此也不利于文明施工的进行。

（二）焊接箍筋

焊接箍筋是采用专用设备加工制成的，加工速度快能够实现不间断地连续加工，并且具有较高的加工精确度。焊接箍筋属于封闭式箍筋，不需要预留弯钩锚固，即使加工网片状的复合箍筋也不会出现重复用料的部分，因此节省了钢材的用量（图2）。中冶建工集团副总工程师李智能就指出，在今后的建筑工程中，使用焊接箍筋来替代传统人工捆扎箍筋，钢材的用量将节省20%以上，符合国家节能减排的政策向导，节约劳动力成本在每吨200元左右，并且焊接箍筋的使用能够大幅度的提高钢筋混凝土结构的强度。根据焊接箍筋的力学性力学性能数值模拟发现，与传统箍筋受力相比，焊接箍筋构件受力更加均匀合理；通过轴压试验、低周往复试验结果发现，焊接箍筋构件轴心受压承载力高于传统箍筋20%，而当承载力下降到85%时，对应位移角远远>1/50，因此具有很好的位移延性。

与传统人工捆扎箍筋相比，焊接箍筋的形式更加多样化，能够满足多种设计的需要；加工、安装效率更快，质量更好，材料更省，减少了劳动量，提高了生产效率；质量与性能更加优越，能够为建筑工程的质量提供保障。从焊接箍筋的众多优势来看，该技术具有很好的应用推广价值。

图1传统人工捆扎箍筋（左）和焊接箍筋

图2传统复合钢筋与焊接钢筋

二、焊接箍筋的焊接

加工制成质量与性能优良的焊接箍筋，焊接工艺是关键。中冶建工集团于2011年开始进行电阻凸焊技术的攻关，3年来经多次专家咨询和上千次的试验后，终于实现了对接连接、T字形连接和十字形连接等强焊接工艺。采用自主研发的单头电阻电焊机进行焊接箍筋的生产，其焊接头能够在1.2s完成，操作简单，焊接工人经简单培训即可上岗操作，焊接参数由控制器控制，焊接质量不受人为操作的影响，并且焊头具有很好的延展性与强度。经180°弯曲试验、双向弯曲试验发现，焊点均未产生裂纹，而其延展性也比国家标准高出一倍。

（一）专用设备及生产线

中冶建工集团还自主开发出了多种专用设备，如单点、多点电阻电焊机，矫直、除锈、收线一体机，单头、多头数控弯箍机等。采用单点电阻电焊机进行焊接箍筋的生产，焊接速度快，能耗低无污染；多点电阻电焊机功效更高；矫直、除锈、收线一体机的除锈效果好，速度快，并且无污染，收线工整；单头数控弯箍机操作简单，调整方便，矫直、弯曲、剪切一次性完成，速度快，质量稳定；数控弯箍机能够进行多头弯折，加工速度快，效率高，弯折精度更高。此外，焊接箍筋生产线实行多动，差动控制，并且对电网的要求更低，焊接质量更加可靠。

（二）焊头接焊技术

根据《焊接箍筋应用技术规程》DBJ50-201-2014规定，焊接箍筋的对焊接头可采用电阻压接焊，或者采用闪光对焊；而T型接头与十字形接头则只能采用电阻压接焊。电阻压接焊是将两个工件的焊接面始终压紧，并利用电阻热对其加热，直至熔融状态，再立即施加顶锻压力从而实现焊头的焊接。该焊接方式实现了两个工件接头的熔融，焊接箍筋接头通过这种焊接技术使原本分离的独立个体结合成为一个整体，并且这种连接具有很好的稳定性与可靠性，不易产生裂纹或者断裂。闪光对焊。闪光对焊是利用电阻热使两个工件的接触点或面发生金属融化，产生强烈的闪光后通过立即施加顶锻压力来实现焊头的焊接。该焊接技术能够节省箍筋锚固弯头，并且安装方便，但局限于二肢箍的焊接。

（二）焊接形式

焊接箍筋的形式多样化，主要有焊接封闭箍筋、焊接封闭复合箍筋、焊接封闭网片箍筋（图3）。焊接封闭箍筋是采用电阻压接焊、闪光对焊或者其他焊接工艺对一根钢筋进行焊接，从而制成封闭箍筋。焊接封闭复合箍筋是由两个及以上的焊接封闭箍筋通过点焊接或者绑扎制成的复合箍筋。焊接封闭网片箍筋则是由钢筋肢条焊接与焊接封闭箍筋组合制成的。

（1）焊接封闭箍筋 （2）焊接封闭复合箍筋 （3）焊接封闭网片箍筋

图3 焊接箍筋

三、焊接箍筋的制作与安装

（一）焊接箍筋加工前的准备

焊接箍筋加工前需要进行技术交底，加工单位需要根据委托单位的配送计划进行钢筋配料单的编制，并交由委托单位复核，从而避免应双方沟通不及时造成的浪费和损失等。加工单位编制的钢筋配料单内容应按照《焊接箍筋应用技术规程》DBJ50-201-2014规定进行。同时，在焊接箍筋加工前应按照《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499等规定进行抽检，严禁使用不合格钢筋进行焊接箍筋的制作。

（二）焊接箍筋的制作

1、钢筋调直与除锈。

焊接箍筋开始加工前需要对钢筋进行调直和除锈。钢筋调直可采用机械条执法，调直后的钢筋不存在明显的变形，同时还应保持良好的力学性能。待焊箍筋需要进行严格的清洁和除锈，避免油渍、锈渍等影响焊接的质量。

2、钢筋切断与下料。钢筋切断可常用锯切或者专用的钢筋切断工艺，端头应保证平直并与钢筋轴线垂直。避免因弯曲、变形或者毛刺对焊接质量的影响。而下料的长度应根据不同的焊接方式进行确定，如电阻压接焊需要考虑搭接长度、T形接头和十字形接头的挤出变形长度，而闪光对焊需要考虑烧化留量长度、顶锻留量长度。

3、箍筋弯折与电阻压接焊。

在箍筋弯折时可采用数控钢筋弯箍机进行弯折，以避免手工弯折箍筋造成大的偏差，降低加工效率，通常可采用单头钢筋弯曲机或者多头钢筋弯曲机。电阻压接焊箍筋包括四个阶段：预压焊接锻压回火。

（三）焊接箍筋的安装

与传统箍筋的安装相比，焊接箍筋的定位、绑扎更加方便和快速，避免了传统箍筋弯钩带来的不便，减少了箍筋安装定位和绑扎的工作量，提高的工效在25%以上；而且焊接箍筋质量较轻，安装成型质量更好，有利于混凝土的浇筑。这里主要对梁焊接箍筋、与柱焊接箍筋的安装工序进行介绍。

1、梁焊接箍筋的安装

首先将焊接箍筋集中放置，然后穿入上部纵筋，在对焊接箍筋位置进行准确的布置后，对箍筋进行绑扎；完成后穿入底部纵筋，并对底部纵筋进行绑扎；底部箍筋绑扎完成后穿入腰筋并绑扎。上述绑扎完成后，对其进行检验验收。图4为梁焊接箍筋安装。

2、柱焊接箍筋的安装

柱焊接箍筋的安装首先将箍筋套入纵筋的地步；然后对箍筋分段上体并固定；完成后安装柱顶部的箍筋，并进行纵筋竖向刻度划线；对箍筋和纵筋依次绑扎；绑扎后进行柱上半段、下半段箍筋的绑扎；安装完成后进行检验验收。图5为柱焊接箍筋安装。

图4 梁焊接箍筋安装 图5 柱焊接箍筋安装

四、焊接箍筋的应用与推广

（一）应用推广效益分析

某项目的一栋高层住宅，其钢筋的总用量为1320吨，其中箍筋用量为345吨，纵筋的用量为975吨，箍筋的钢筋用量比例为26.5%。该建筑的总面积为21700平方米，则每平方米用钢量60.8吨，箍筋用量15.9吨。对用钢量进行对比分析，采用焊接箍筋实际用钢量为275吨，节约钢材20.2%，考虑到现场加工、工厂加工的不同耗损，分别为2%与0.1%，则采用焊接箍筋钢筋节约量为345×1.02-275×1.001=76.6吨。节约率为21.8%。

焊接箍筋现场加工：钢筋到达施工现场的单价为3475元/吨左右；箍筋与纵筋现场制作与安装费用为800元/吨，其中箍筋加工单价为550元/吨，纵筋加工单价为279元/吨，两者综合加工单价为350元/吨。因此成本为（3475+550）×345×1.02=141.6万元。

焊接箍筋工厂加工：加工单价为1200元/吨左右（包括多种费用），因此新的成本为（3475+1200）×275×1.001=128.7万元。

两者相比，采用工厂加工的焊接箍筋总成本节约了12.9万元，即每平方米节约6元。总体上来说达到了节约成本的目的。

（二）市场预测分析

焊接箍筋的技术开始应用于中冶建工设计研发大厦，并且经过了工程检验，具有较好的施工质量。焊接箍筋与纵筋规则，其安装一片焊接箍筋的施工速度与传统箍筋相比提高了约2?3倍。而目前焊接箍筋技术也已经在“中冶・城邦国际”、“两江新区龙兴工业园”以及“跳蹬幸福华庭公租房”三个工程项目中进行应用，相比传统箍筋技术，焊接箍筋的安装更加方便，易于操作，同时工作效率也得到大幅提高，同时能够达到节能降耗的目的。有关报道指出，重庆市每年各类民用建筑与工业规模可达8000万平方米以上，以8公斤/平方米来计算，箍筋制作的钢材用量在64万吨左右。在今后，如果实现该技术的全面推广，重庆市每年就能够节省钢材量12.8万吨左右，并节省能耗7.9万吨标准煤，进而新增产值规模可达25.6亿元。

针对国内市场进行预测，具统计我国2012年生产建筑用线材为1.36亿吨，其中结构梁柱箍筋用量约6800万吨，若在全国进行焊接箍筋的推广，根据20%节约率来计算，每年钢材的节约量为1360万吨，按照每吨钢的能耗计算，将节约标准煤840万吨。从产值规模上看箍筋加工市场静态总容量将超过2000亿元。若政府相关部门能够对该项技术引起高度的重视，提高推广的支持力度，该技术通过三到五年的市场开发，规模化的加工能构将达到市场总容量的10%，约272亿元产值。

（三）焊接箍筋推广面临的瓶颈与困难

该技术在应用与推广上还面临的瓶颈与困难，就焊接钢筋技术本身来说，工厂化加工提高了生产效率，节约了加工成本，但是对工厂加工设备与生产线有较高的要求，目前焊接箍筋制作加工采用专用的设备，但是这些设备还没有大面积普及使用，这些设备只是出于半自动状态，正在研发更加智能化的设备，因此焊接箍筋的大规模加工、生产和应用还存在着困难。焊接箍筋的安装还需要人工进行纵筋的绑扎，为了保证焊接箍筋的安装质量，对人工绑扎的要求较高，而大部分施工人员对焊接箍筋安装的操作还不够熟悉，这对焊接箍筋的安装质量有一定的影响，这就要求施工单位需要加大力度对箍筋安装人员进行技术培训。同时，由于政府相关部门的重视力度不够，缺乏政府的支持，该技术还未获得在全国的普及。

结束语

全文突出介绍了焊接箍筋的优势，以及先进的制作技术，并探讨了该技术应用与推广的价值。我们发现，通过焊接箍筋技术的应用，能够大幅度的提高工程的施工进度与施工质量，进而保障工程的建筑质量，提高工程效益；有利于施工现场环境的改善，实现施工现场的整洁有序。同时该技术在节能降耗上的效果也显示出了显著的社会效益与环境效益，积极响应了国家及地方政府节能减排的号召，因此焊接箍筋技术的应用与推广具有显著的现实意义。

参考文献

[1]廖袖锋，魏奇科，董孟能等.新型焊接箍筋试验研究及其应用[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2013，（4）

[2]张亦筑.我市在国内率先研发出焊接箍筋技术[N].重庆日报，2014-08-26009.