§3.1概述

§3.1　概　述

3.1.1　钢筋和预应力机械简述

钢筋和预应力机械是用于钢筋切断、连接、成型、强化、镦头和预应力钢筋张拉等作业的机械。

1.钢筋和预应力机械在建筑工程中的应用

在土木建筑工程中，钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土是主要的建筑构件，担当着极其重要的承载作用，其中混凝土承担压力，钢筋承担拉力。钢筋混凝土构件的形状千差万别，从钢材生产厂家购置的各种类型钢筋，根据生产工艺与运输需要，送达施工现场时，其形状也是各异。为了满足工程的需要，必须先使用各种钢筋机械对钢筋进行预处理及加工。为了保证钢筋与混凝土的结合状况良好，必须对锈蚀的钢筋进行表面除锈、对不规则弯曲的钢筋进行拉伸与调直;为了节约钢材，降低工程成本，减少不必要的钢材浪费，可以采用钢筋的冷拔工艺处理，以提高钢筋的抗拉强度。在施工过程中，根据工程设计要求进行钢筋配置时，由于钢筋配置的部位不同，钢筋的形状、大小与粗细存在着极大差异，必须对钢筋进行弯曲、切断，对于大型结构与构件使用的钢筋为节约钢材还要进行连接，连接的方式有焊接、绑扎与压接等方法。为了提高构件的抗拉强度与抗压强度、节约钢材，需要对构件实施预应力处理，对钢筋或钢绞线实施拉伸。在预应力处理方法中，有先张法与后张法之分。

随着社会与经济的高速发展，在土木建设工程与建筑施工中，不同类型的钢筋机械与设备的广泛应用，对提高工程质量、确保工程进度，发挥着重要作用。

2.钢筋和预应力机械的类型与技术参数

(1)钢筋和预应力机械的类型

钢筋和预应力机械可以分为:

①钢筋强化机械:各种钢筋除锈机械、钢筋冷拉机械、测力装置、夹具、钢筋冷拔机械、钢筋轧头机、冷轧带肋钢筋成型机、钢筋冷轧扭机等;

②钢筋切断机械:有机械式钢筋切断机、液压式钢筋切断机、手动钢筋切断机等;

③钢筋调直机械:有孔模式、斜辊式、数控钢筋调直切断机等;

④钢筋弯曲机械:有机械式钢筋弯曲机、液压钢筋弯曲切断机、钢筋弯箍机等;

⑤钢筋镦头机械:有手动冷镦机、电动钢丝冷镦机、电热镦头机、钢筋镦头机械等;

⑥钢筋连接机械:有钢筋绑扎机械及工具、各种钢筋焊接机、钢筋机械连接的挤压连接设备、螺纹钢筋连接设备等;

⑦钢筋预应力机械:有预应力张拉锚具和夹具、预应力张拉机械、挤压机、压花机、卷管机、穿束机、压浆机等;

⑧钢筋加工生产线:有冷轧带肋钢筋生产线，钢筋焊接网片自动成型生产线等。

(2)钢筋和预应力机械的技术参数

钢筋和预应力机械的技术参数是表征机械性能、工作能力的物理量，主要包括:

①尺寸参数:有工作尺寸、整机外形尺寸和工作装置尺寸等;

②质量参数:有整机质量、主要部件质量、结构质量、作业质量等;

③功率参数:有动力装置功率、力(力矩)和速度、液压和气动装置的压力量和功率等;

④经济指标参数:有作业周期、生产率等。

钢筋和预应力机械的基本参数是其主要技术性能指标，基本参数中最重要的参数又称为主参数。钢筋和预应力机械的主参数是建筑工程机械产品代号的重要组成部分，可以直接反映出机械的性能与级别。因此，为了促进建筑工程机械的发展，我国对各类建筑工程机械制定了基本参数系列标准。

3.钢筋和预应力机械的现状和发展趋势

(1)钢筋和预应力机械的现状

随着社会经济与科学技术的发展与进步，钢筋和预应力钢筋混凝土结构在工业与民用建筑工程中日益得到广泛的应用，在现代化建筑施工中越来越占有重要地位，并且反映出一个国家建筑工程机械化的先进程度。由于我国目前还是一个发展中国家，与先进国家存在着一定差距，因此大部分钢筋工程还是依靠手工操作，劳动强度大，材料消耗量多，现场运输工作量大，这也是钢筋混凝土工程的特殊性。钢筋混凝土工程是由钢筋、模板及混凝土等多个工种配合来完成，目前我国城乡的混凝土部分的生产基本达到机械化程度，而其中钢筋工程的机械化施工程度相对存在一定的差距，大部分钢筋加工与现场绑扎工作依然依靠手工操作，大大落后于其他工作的机械化程度，成为钢筋混凝土工程的瓶颈之一。所以，应用钢筋及预应力工程机械，采用预制构件，实行工厂化、机械化施工可以大大提高施工速度，保证施工质量，降低人工与材料的成本，减轻劳动强度，提高劳动生产率。

(2)钢筋和预应力机械的发展趋势

随着施工技术的进步，钢筋和预应力机械正在逐渐改变面貌，由传统的手工、半自动操作向高技术、智能化方向发展。钢筋和预应力钢筋工程机械化与建筑施工有着更为密切的关系。根据建筑业生产设备的流动特性，钢筋和预应力机械必须具备良好的机动性，才能快速地在不同施工场地之间转移，最大限度地发挥设备的利用率和生产率。此外，钢筋和预应力机械也需要向机电液一体化方向发展，可以大大提高钢筋和预应力机械的可靠性、实用性。特别是液压传动可以使钢筋和预应力机械得到极大的增力比值，使其具有体积减小、能量大、结构简单以及操作方便等优点。应用液压式钢筋切断机、挤压式钢筋连接机能够满足施工作业条件多样化的要求，大幅度地提高机械的利用率、节约投资及降低人工成本，采用电液控制能够大大地降低操作人员的劳动强度。而钢筋加工线、手持式钢筋绑扎机与焊接机器人等的使用能大大地提高工作效率，改善工作环境。

3.1.2　混凝土机械简述

混凝土机械是指用于混凝土的搅拌、输送、浇筑和密实等作业的机械。

1.混凝土机械的种类

混凝土的施工工艺过程如下:

混凝土的生产→混凝土的运输→混凝土的成型→养护。

根据混凝土的施工工艺过程可以将混凝土机械归纳为以下几类:

(1)混凝土制备机械

混凝土制备机械是指按配合比量配制各种混凝土的原材料，并均匀拌和成新鲜混凝土的混凝土生产机械，其作用是生产出满足施工要求的混凝土。混凝土制备机械主要由混凝土配料设备、称量设备、搅拌设备等组成，其中混凝土搅拌设备即各种类型的混凝土搅拌机。

(2)混凝土运输机械

混凝土运输机械是将新鲜混凝土从制备地点输送到混凝土结构的成型现场或模板中去的专用运输机械。混凝土的运输分水平运输和垂直运输，水平运输为各种容量的混凝土搅拌运输车，混凝土装入搅拌车的拌筒中，搅拌车一边行驶，一边对拌筒内的混凝土进行搅动，以防止混凝土发生分层离析，或防止在较长时间的运输途中凝结硬化。垂直运输为各种型式的混凝土泵，用混凝土泵配上适当的输送管道和布料装置，可以完成施工现场混凝土的水平及垂直输送，可以连续不断地向施工地点输送混凝土。采用泵送混凝土可以节省劳动力，加快施工速度和保证施工质量。

(3)混凝土密实成型机械

混凝土密实成型机械是使混凝土密实地填充在模板中或喷涂在构筑物表面，使之最后成型而制成建筑结构或构件的机械。混凝土密实成型机械的种类很多，根据对混凝土施工的要求，可以分为混凝土振动机械、混凝土砌块成型机械、混凝土喷射机械、混凝土路面摊铺机械、混凝土滑模机械等。混凝土的养护是使已成型的混凝土在一定温度的潮湿环境中硬化，不需要采用机械设备。

2.混凝土机械的现状和发展趋势

为了适应经济建设的需要，混凝土施工应向机械化和自动化方向发展。

混凝土是建筑工程中的一种主要材料，其用途广，用量大。我国是混凝土使用大国，年需要量约10亿吨。如何来组织这样大量混凝土的生产，做到生产率高，质量好，成本低，并保持较好的生产环境，是研制混凝土机械及混凝土施工的关键所在。目前国内的混凝土施工主要采用两种形式:

(1)在施工现场临时设置混凝土拌制设备

即以混凝土配料机、搅拌机和水泥筒仓为主要设备，组成中、小型拆装式或移动式搅拌装置在施工现场生产混凝土。混凝土的输送一般采用两种方式:一种是用塔式起重机周期地吊送混凝土吊罐，但当建筑物比较高大时，起重机还要兼运其他各种建筑材料，过于繁忙，另外由于混凝土不能连续浇筑，影响浇筑质量;另一种是使用混凝土泵来完成混凝土在施工现场的水平及垂直输送，将生产的混凝土直接送到浇筑点，使混凝土的配比、搅拌、输送实现了机械化，又由于混凝土是连续浇筑，保证了施工中混凝土的质量。

(2)混凝土生产商品化

混凝土生产商品化即把混凝土的生产集中到工厂进行，工厂把混凝土作为一种商品提供给各施工现场。通常商品混凝土工厂的成套设备是指“一站三车”，这是商品混凝土生产成套设备的主要设备。

一站:即混凝土搅拌站(楼)，混凝土搅拌站(楼)都配有大型机械化骨料堆场、水泥筒仓、原材料的预处理(并非所有)设备、供给设备、计量设备及对混凝土搅拌设备等，整个生产过程由计算机控制。

三车:①混凝土搅拌运输车，完成混凝土从搅拌站(楼)至施工现场的水平运输;②混凝土泵车(泵)，完成混凝土到浇筑点的水平和垂直输送;③散装水泥车，将散装水泥自水泥厂送至搅拌站(楼)的水泥筒仓。

商品混凝土应用量的大小，标志着混凝土生产工业化程度的高低，也标志着施工现代化程度的高低，因为商品混凝土具有如下优点:

①工艺装备能力和工艺质量控制条件决定了商品混凝土的高性能和高质量;

②节省水泥综合费用约10%;

③减少了对环境的污染;

④具有规模效益，对于大方量混凝土施工作业可以由数个商品混凝土公司联合供应;

⑤可以向施工现场狭小地区供应商品混凝土;

⑥极大地减轻了劳动强度。