中国建筑2013年技术交流会论文集
天津117大厦钢筋自动化集中加工技术应用
余地华 叶建 邓德儒
（中建三局股份公司工程总承包公司，湖北武汉，430070）
摘要：天津117大厦工程体量巨大，工期超紧，钢筋加工量巨大，综合考虑工期、成本、技术条件等因素，钢筋加工采用现场集中加工，待加工成成品或半成品，检验合格后再出厂，以提高工作效率，降低成本。 关键词：钢筋，自动化集中加工，统一配送
1. 工程概况
图1 天津117大厦效果图
天津117大厦地下3层（局部4层），地上117层，结构高度596.2m，拥有包括结构高度中国之最、民用建筑工程桩钢筋规格之最等在内的10项工程之最。该项目工程体量巨大，工期超紧，对钢筋加工提出了世界性的难题。该项目总用钢量约12万吨，单根钢筋重量最大185kg，C+D区地下室单层面积5.7万平方米，须在5个月内完成地下室结构并拆除两道钢筋混凝土内支撑，A+B区地下室单层面积4.04万平方米，须在3个半月支撑完成4地下室结构并拆除两道钢筋混凝土内支撑。在如此短的时间内完成34.2万平方米结构施工，钢筋加工成为制约施工进度的突出问题。
2. 技术背景
钢筋是建筑行业必不可少的建筑材料，建筑施工技术发展至今钢筋加工仍然采用“半人工半机械化”加工，自动化加工程度不高，工人劳动强度大，效率低，钢筋加工速度不能满足现场施工需求。对于钢筋加工量大的项目，钢筋自动化集中加工、统一配送是比较好的技术路线。
传统的钢筋加工包括钢筋调直、钢筋切断、钢筋车丝及钢筋弯曲几项主要工序，此自动化集中加工生产线在满足上述各项工序操作的同时，还能提高加工精度、减少劳动力投入，便于现场总平面布置，节约施工用地。 2.1 主要技术内容
2.1.1 钢筋自动化集中加工生产线
1、钢筋直条锯切线；
2、钢筋自动化车丝生产线； 3、盘螺、盘圆调直生产线； 4、箍筋加工一体化生产线； 5、钢筋自动弯曲生产线；
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6、起重设备（龙门吊、塔吊各一台）； 7、配套气动设备（空气压缩机及管路）； 8、控制设备（设备自带微电脑系统）。 2.1.2 施工工艺流程
1、梁柱主筋加工：将直条钢筋吊上锯切生产线→设定切割尺寸→切割出直条钢筋→传送至车丝生产线→车丝→吊往半成品堆放区。
2、小箍筋（箍筋长度小于1m，直径不大于12mm）加工：将盘圆（盘螺）吊上固定架→在箍筋加工一体化生产线设定箍筋相关数据→加工箍筋→箍筋堆码打捆→吊至半成品堆放区。
3、钢筋弯曲及大箍筋（箍筋长度大于1m，直径大于12mm）加工：将盘圆（盘螺）吊上固定架（直条钢筋无此工序）→在（调直）切断机设定切割长度→切割出相应长度的直条钢筋→吊运至钢筋自动弯曲生产线→设定相关弯曲参数→成品箍筋堆码→吊至半成品堆放区。
4.按各施工区域的钢筋半成品需求计划单统一配送至相应施工区域；
图2 钢筋集中加工场地
图3 钢筋堆场
3. 钢筋集中加工的优势
随着我国工程建设规模和低碳减排要求双重力度的加大，集中化、专业化的钢筋加工不仅是提高建筑工业化和施工技术水平的重要措施，也是推进低碳高效建筑业发展的有效途径。建筑钢筋的集中加工是加快建筑业发展、降低成本、确保工程质量的重要手段之一。以天津117项目中钢筋集中加工应用为例，重点研究钢筋集中加工技术在建筑施工方面的应用
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优势。
3.1 降低施工成本
钢筋集中加工对于施工成本的降低主要体现在以下四个方面，表1中列出了天津117大厦地库部分采用钢筋集中自动化加工后产生的经济效益。
第一，与钢筋手工加工施工相比，钢筋集中加工将以往多个工点的分散加工转为集中加工，节省了大量的施工临时用地，从而可以节省场地建设费用的投入，降低施工成本。
第二，一个集中加工厂的设置取代多个加工点，相应的设备投入必然减少，从而减小施工成本。
第三，从钢筋加工损耗率看，手工加工由于没有进行统一的安排，分散的钢筋加工损耗一般在2％～3％，有的甚至更高。而采用钢筋集中加工，损耗一般在1.5％左右，甚至更低。另外钢筋制作工费也会相应降低。由于钢筋集中加工生产任务量加大，其总的成本必然降低。钢筋集中加工总成本约为410元／t，手工分散加工总成本约450元／t。
第四，分散加工转为集中加工可节省大量的施工用电设施，从而可以节省临时用电费用，降低施工成本。
表1 天津117大厦地库部分采用钢筋集中自动化加工效益分析
内容 工程量(吨) 单价(元/吨) 费用(万元)
钢筋加工费用（含运输、装卸、分类堆码） 钢筋自动
化集中加
钢筋损耗（损耗率1.2%）
工
加工厂建设费用（含租赁费）38176.04 210 801.7 458.11 2500 114.5
88.9 钢筋加工费用（含运输、装卸、38176.04 220 839.9 分类堆码） 传统钢筋
钢筋损耗（损耗率3%） 1145.28 2500 286.3 加工
加工厂建设费用 12 成本节约 3.2 提高钢筋加工质量
采用钢筋自动化集中加工与传统手工加工相比，采用微电脑数字化控制代替人为的感觉
控制，大大的提高了加工精度，保证了半成品尺寸及弯曲角度，便于现场绑扎施工，避免了返工现象的出现，提高了现场一次验收合格率。 3.3 提高钢筋加工机械化水平
钢筋集中加工中大量现代化加工设备的投入使用，提高了钢筋加工的机械化水平，减轻了劳动者的强度，节省人力物力的同时也有利于加工质量的控制和加工效率的提高。 3.4 节约施工工期
采用钢筋自动化集中加工与传统手工加工相比，用机械取代人力，机械化程度提高的同时，提高了钢筋加工速度，避免现场因半成品加工不及时造成的窝工及工期延误，从而节约施工工期。
3.5 有利于工地标准化建设，符合精细化管理要求
由于将钢筋手工加工转为钢筋集中加工，实行完整一体化的加工、配送、施工流程，使
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得各项制度的执行和监督均有保障，同时现场的标准化建设能有效开展，便于精细化管理的实施，利于企业施工形象的建设。 3.6 有利于材料的集中管理和成本控制
首先，钢筋集中加工中原材料集中存储，避免了以往将钢筋一次性发放给协作队伍而造成的材料丢失及盗卖现象。
其次，由于集中加工配送，有效减少中间环节，实现了钢材加工核算和施工现场钢筋半成品的分类核算，对材料成本的控制和核算实现了精细化管理的目的。
最后，钢筋集中加工中材料发放可以直接对应到承台、台帽、垫石及每一个细化的工号，这样便于材料人员掌握全局，同时为成本分析提供了准确的数据，提高了成本分析的真实性，进而为项目过程决策提供了强有力的信息支持。 3.7 有利于文明施工安全生产
采用钢筋自动化集中加工与传统手工加工相比，加工场地集中，占地面积小，便于管理，避免因为场地内各钢筋加工棚材料堆码混乱而影响文明施工。同时工厂化管理必然要求各项制度健全，严格要求按章操作生产，能有效提高现场人员的安全意识，便于安全生产。
4. 钢筋集中加工技术的发展趋势
传统手工加工的钢材生产加工模式使得钢筋加工存在机械化程度低、生产效率低、劳动强度大、加工质量和时间进度难以控制、材料和能源浪费高、加工成本高、安全隐患多、占地大、噪声大等缺点，在一定程度上制约了工程质量的控制和企业效益的提高，成为企业转型发展的瓶颈。
钢筋集中加工施工的优势在于它是一种高效且整体的施工理念。它的先进性在于它大量引入了平行作业、机械化施工，从而大大地缩短了工期，符合企业节能减排，转型发展的必然要求。钢筋集中加工施工并没有彻底颠覆传统施工理念，而是把它进行了优化。因此，钢筋集中加工施工在很大程度上依赖于发达的制造技术、加工技术与信息技术。同时，由于钢筋集中加工设施投入及其利润需求的制约，其一般适用于生产规模大、标准要求高的中大型工程。
随着我国经济社会的进一步发展，必然会有更多超高层、大跨结构等大型工程项目涌现于基础设施建设中，从而为钢筋集中加工技术的应用发展提供更加广阔的平台和空间。
5. 结语
对于钢筋需求量大、工期紧的工程，钢筋集中自动化加工统一配送，可以较好地解决钢筋加工速度不足制约现场施工进度的矛盾，同时节约施工成本，提高了钢筋加工精度、减少劳动力投入，节约现场施工用地。
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