1 概述
钢筋卷网是一家德国公司在1994年初基于钢筋混凝土楼板配筋发明的一套高效钢筋技术。这种卷网主要用于建筑物的基础底板、楼板和连续配筋混凝土公路路面、桥面,在墙体中也有少量应用。
钢筋卷网铺装
2 钢筋卷网优点
(1)钢筋卷网考虑有限元软件设计分析,按板各部位所受内力的大小,根据不同的平面形状可调整钢筋的直径、长度和间距,进行合理配筋。
(2)根据欧洲一些国家的工程实践统计,与传统手工绑扎相比,钢筋卷网一般可节省钢材在5%~15%范围;与焊接网相比还要多些。例如,英国一家公司测算,某6层钢一混凝土框架结构建筑,每层1500m2,楼板厚300mm。原设计为传统手工绑扎钢筋,1m3混凝土用钢175kg、每层用钢筋78.75t,通过卷网设计软件优化后,1m3混凝土用钢114kg、每层用钢51.3t,节省钢筋达35%。
考虑欧洲的结构构件含钢量较大,且构造连接配筋富余,结合中国实际配筋情况,与手工绑扎相比预计可省钢筋5%左右;如与钢筋焊接网相比,由于卷网钢筋最大长度可达15m、最大展开长度可达30m,能大量减少钢筋的搭接量,省钢筋估计在10%左右。
(3)国外一些工程统计,与传统手工绑扎相比,卷网可节省钢筋安装时间达60%-70%。这是目前世界上钢筋工程中安装速度最快的方法之一。根据英国某建筑公司在艾塞克司市1座办公楼项目中应用1300t卷网,最高铺网速度达到11.5t/d/人。德国拜罗伊特市某项目工地上更创造了最快铺装纪录达4.54t/h/人。据多项工程统计,平均铺网速度约为2t/h/人。
(4)根据客户的具体要求,由计算机控制的生产线可自动下料生产钢筋卷网。这保证了产品质量和使用的最大灵活性,加上现场准确地安装就位,可使钢筋工程质量得到显著提高。
3 钢筋卷网的技术特点
3.1 设计
工程师利用专业的CAD软件对板类构件配筋进行有限元分析计算,再把钢筋准确布置在所需要的结构部位。设计软件能自动生成3套图纸,即钢筋卷网生产图、铺装图和总览图。此外还有钢筋卷网数据表,包括钢筋直径、长度、间距、根数、总长度及总重等。在铺装图3中箭头表示铺网方向,沿X方向为从右向左铺、Y方向为从下向上铺。在总览图4中类似于等高线的曲线表示在该曲线上需要同样的钢筋截面积,越是靠里的曲线所需钢筋越多。
所有钢筋卷网都只能单向受力,其展开平面形状可以是矩形,也可是L形、弧形、扇形或梯形等多种平面形状。如果楼板原设计是双层双向通长配筋,那么一般需要4张卷网,即纵向底网+横向底网、纵向面网+横向面网。
3.2 卷网主要性能指标
钢筋卷网是用专门焊机将直条钢筋电阻点焊在横向薄钢带上。在欧洲,卷网所用钢筋直径为8,10,12,14,16,20,25,28,32mm;常选用B500B级热轧带肋钢筋(屈服强度500MPa,强屈比≥1.08,Agt≥5.0%)。钢带厚1~1.5mm、宽约20mm,其单 位长度重相当于φ5~φ6钢筋。自动焊接机有10个焊头,每个焊头对应1条钢带,钢带间距固定为 1550mm。
钢筋卷网总览(局部)
每张卷网开始辅以人工点焊两个或几个φ12,φ300mm螺旋形钢筋芯子,接着焊机可自动卷曲钢带并焊上其余钢筋,其外形很像是卷起的地毯。1名工人完全能操作1台卷网生产线。
钢筋卷网生产线的生产效率随钢筋直径和长度的不同而变化。以φ14钢筋卷网为例,如钢筋长10m、共80根钢筋、钢筋间距100~150mm,每张卷网重968kg。生产1张卷网耗时约15min,每小时可生产3.872t;如每天实际生产16h、每年工作260d,则年产量约为1.6万t。
从单价角度考虑,φ10及以上钢筋更有经济效益。如钢筋直径≤20mm,可使用盘圈钢筋全自动连续上料生产,否则就要人工上料。卷网中每根钢筋的直径、长度和钢筋间距可以不同,这有别于钢筋焊接网,也体现出其智能化灵活配筋的特点。
由于生产设备的限制,卷网内钢筋中心最小间距为50mm,最大间距依据钢筋混凝土规范或由设计人员决定。卷网中钢筋最小长度为1.65m、最大长度可达15m,钢筋端头必须伸出横向钢带至少50mm。因为不能超重,所以卷网最大展开长度一般≤30m。每根钢筋至少要焊接2条横向钢带,根据各项目具体情况可去除个别钢带(见图5)。但是按要求至少有很多交叉点需要焊接,以确保在铺装、浇筑及振捣混凝土时卷网钢筋的准确位置。
每张卷网最重一般≤1.4t,遵守这一规定可确保工地上2~3名工人便能安全地铺装卷网。如有需要,最大重还要参考工地塔式起重机或吊车能力。当吊装大型卷网时,为防止吊点处卷网弯曲变形过大,司在卷网中设置2~3根大直径钢筋,如φ16或φ20。
每捆钢筋卷网必须带有至少1个绑扎牢固、能经受各种天气状况的标牌。除了卷网送货地点外,标牌还要标明钢筋等级、制造商工厂编号和用于确认卷网的名称、订单号等信息。
3.3 动载钢筋卷网规定
动载卷网于2010年初面世,是卷网生产设备制造商在其焊头部位运用了创新焊接工艺技术后,推出的目前钢筋卷网中的最新产品,即在工程结构中并非主要承受静荷载的钢筋卷网。其主要应用于公路路面、桥面、塔基座、机器基座和承受重载交通动载卷网钢筋直径范围为10~32mm,B500B级钢筋屈服强度Re ≥500MPa,抗拉强度Rm≥550MPa,强屈比Rm/Re ≥1.08,实测屈服强度与标准屈服强度的比值≤1.30,最大力总伸长率Agt ≥5.0%。当直条钢筋(φ10~φ32)经受100万次疲劳荷载时,疲劳应力变化幅值△σRsk 可取130MPa。动载卷网首次于2010年在德国应用。与前述普通钢筋卷网不同,为防止手工点焊影响主筋的疲劳强度,动载卷网中的钢筋芯子与主筋的临时连接不得焊接,应用手工绑扎。
3.4 质检
每家制造商应建立并运行工厂生产质量控制系统。在安装卷网自动生产线后,为证明焊接参数正确,制造商应进行验证试验作为认证测试的一部分,并在以后根据试验计划表定期检查焊接参数。对每个建筑项目,在生产过程中每50t钢筋卷网应至少进行1个有焊点的拉力试验。试验记录应最少保存5年。
当进行静力拉伸试验时,焊点处抗拉强度不应降低。
贝尔福-蒙贝利亚尔中心医院
太平洋高速公路部分路面
风力发电塔基座
4 结语
(1)钢筋卷网是源于德国的一种高效钢筋技术,通过有限元设计软件,可优化板类构件配筋、自动生成图纸并下料生产,运至工地后快速就位铺装。这种卷网最适合大面积基础底板、楼板和连续配筋混凝土路面及桥面的配筋。
(2)根据国外对不同类型的房屋工程统计,卷网与传统手工绑扎相比可节省钢材5%~1 5%。结合中国情况,预计可省钢筋5%左右,与焊接网相比估计可省钢筋约10%。
(3)钢筋卷网大大加快铺网速度,与手工绑扎相比缩短现场安装工时60%~70%,且降低工人劳动强度。
(4)目前,中国还没有钢筋卷网生产厂家,针对中国巨大的各类土建工程项目,如将钢筋卷网与钢筋焊接网结合起来,发挥其各自优势,因工程制宜,将在建筑、路桥工程及其他领域取得良好效果。
(摘自《施工技术》2016年No.11)
联系客服