主编：高文安杨庚副主编：陈建军马晋芳贾瑜

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主编：高文安杨庚副主编：陈建军马晋芳贾瑜

9 钢筋机械

建筑施工机械建筑施工机械（第（第 22 版）版）JIAN ZHU SHI GONG JI XIE

2 www.techbook.com.cn

9.1 9.1 概述概述 11

9.2 9.2 钢筋冷加工机械钢筋冷加工机械 22

9.3 9.3 钢筋成型机械钢筋成型机械 33

9.4 9.4 钢筋连接机械钢筋连接机械 44

9.5 9.5 预应力张拉机械预应力张拉机械 55

9 钢筋机械

目录


【知识目标】了解钢筋机械的类型和工作原理；熟悉钢筋冷拉的特点和方法；掌握钢筋冷拉机、钢筋冷拔机、钢筋调直切断机、液压式钢筋切断机、钢筋弯曲机、钢筋对焊机、钢筋点焊机、钢筋网成机、液压式张拉机以及机械式张拉机的类型、特点和安全事项；了解钢筋冷拉机、钢筋冷拔机、钢筋调直切断机、液压式钢筋切断机、钢筋弯曲机、钢筋对焊机、钢筋点焊机、钢筋网成机、液压式张拉机及机械式张拉机的构造、钢筋加工过程和使用场合。【能力目标】能够在钢筋加工过程中正确选择使用钢筋冷拉机、钢筋冷拔机、钢筋调直切断机、液压式钢筋切断机、钢筋弯曲机、钢筋对焊机、钢筋点焊机、钢筋网成机、液压式张拉机、机械式张拉机等钢筋机械。

9 钢筋机械


9.1 概述

9.1 概述


钢筋机械是建筑施工现场和混凝土预制构件厂不可缺少的机械设备，包括钢筋加工机械和钢筋焊接机械两大类。钢筋加工机械指钢筋的冷拉、冷拔等钢筋强化机械和钢筋的调直、剪切、弯曲等钢筋成型机械；钢筋焊接机械指钢筋的对焊、点焊等连接机械。在现代工业与民用建筑中，广泛采用钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土结构。作为钢筋混凝土结构的骨架，钢筋抗拉能力强，可弥补混凝土抗拉能力差的缺陷。而且它的粘结力、应变、热膨胀系数等都可以和混凝土组合在一起，起到良好的加固稳定作用。因此，钢筋在构筑物和构件中起着极其重要的作用。

9.1 概述


目前，在建筑工程中所用的钢筋种类很多，一般用量较多的是经过热轧制成的光面或螺纹钢筋。按照钢筋强度 (屈服点和抗拉强度 )不同，将热轧钢筋分为五级。(1)Ⅰ级钢筋：材料为普通碳素结构钢，一般轧制成光面圆形。(2) Ⅱ级钢筋：材料为低合金高强度结构钢，一般轧制成人字形纹。(3) Ⅲ级钢筋：材料有 25MnSi，一般轧制成人字形纹。

9.1 概述


(4) Ⅳ级钢筋：材料有 40Si2V、 45MnSiV、 45Si2Ti，一般轧制成螺旋形纹。(5) Ⅴ级钢筋：一般由Ⅳ级钢筋经调质和热处理加工而成，常轧制成螺旋形或扁螺旋形纹。在建筑工程中也常用冷拔低碳钢丝、碳钢丝等材料。

9.1 概述


钢筋在使用前通常进行加工和处理，钢筋加工的生产程序如下。圆盘钢筋：开盘→冷加工→调直→切断→弯曲→点焊成型或绑扎成型。直条钢筋：除锈→对焊→冷拉→切断→弯曲→焊接成型或机械连接成型。直条粗钢筋：调直→除锈→对焊→切断→弯曲→焊接成型或机械连接成型。钢筋加工的每个生产工序都是由钢筋强化机械、钢筋成型机械、钢筋连接机械等设备来完成的。

9.1 概述


9.2 钢筋冷加工机械



为了提高钢筋的强度和硬度的潜力，节约钢材，减小塑性变形，常用的方法是对钢筋进行冷加工。钢筋冷加工的方法有冷拉、冷拔和冷轧三种。钢筋冷加工的原理是：利用机械对钢筋施以超过屈服点的外力，使钢筋产生不同形式的变形，从而提高钢筋的强度和硬度，减小塑性变形。进行冷加工的专用设备有钢筋冷拉机、钢筋冷拔机、冷轧带肋钢筋成型机等。



钢筋冷拉是在常温下对钢筋进行强力拉伸的一种工艺。经冷拉后使其应力超过钢筋的屈服点，但不大于抗拉强度极限，使钢筋产生一定的塑性变形，然后放松。冷拉后的钢筋其屈服极限可提高20%~25%，长度可伸长 2.5%~8%，同时还起到平直钢筋和去除钢筋表面氧化皮的作用，提高了钢筋表面质量，减少钢筋变形及其构件的裂纹。冷拉Ⅰ级钢筋适用于钢筋混凝土结构中的受拉钢筋；冷拉Ⅱ、Ⅲ级钢筋适用于预应力混凝土结构中的预应力钢筋。

9.2.1 人工定额的编制



9.2.1.2 钢筋冷拉的方法钢筋的冷拉方法分为单控冷拉法和双控冷拉法两种。1. 单控冷拉法钢筋在冷拉时，只控制钢筋的冷拉率的方法称为单控冷拉法。它适用于冷拉细钢筋，不需要测力设备，方法较简单。冷拉率为钢筋冷拉后的伸长值与原有长度的百分比，可用下式表示：

0

0

100%

L L

KL



式中 L——钢筋冷拉后的长度，m； L0——钢筋原来的长度，m。

2. 双控冷拉法钢筋在冷拉时不仅要控制冷拉率，还要控制冷拉应力，并且以控制冷拉应力为主的方法称为双控冷拉法。它适用于冷拉粗钢筋，冷拉应力主要由测力装置来控制。



根据冷拉工艺和控制冷拉参数的要求不同，常用的钢筋冷拉机有卷扬机式、阻力轮式、液压式和丝杆式。1. 卷扬机式冷拉机卷扬机式冷拉机主要由卷扬机、定动滑车组、导向滑轮、地锚、夹具和测量装置等组成，

如图9.1所示。

9.2.2 钢筋冷拉机



图 9.1 卷扬机式冷拉机1— 卷扬机； 2— 钢丝绳； 3— 滑车组； 4— 夹具； 5— 轨道；

6— 标尺； 7— 导向滑轮； 8— 钢筋； 9— 活动前横梁；10— 千斤顶； 11— 油压表； 12— 活动后横梁；

13— 固定横梁； 14— 台座； 15— 夹具； 16— 地锚



卷扬机式钢筋冷拉工艺是目前普遍采用的冷拉工艺。其工作原理是：卷筒上引出的两根钢丝绳正、反向穿绕在两副动滑车组上，当卷扬机转动时，夹持钢筋的一只动滑车组拉向卷扬机，使钢筋被拉伸；另一只动滑车组则被拉向导向滑轮，为下次冷拉时交替使用。钢筋所受的拉力经传力杆、活动横梁传送给测力装置，从而测出拉力的大小。钢筋拉伸长度可通过标尺直接测量或通过行程开关控制。



其卷扬机一般采用慢速的电控制式或离合器式卷扬机，牵引能力在 50kN以下。用卷扬机冷拉钢筋，通常与滑车组相配合，目的是提高冷拉能力和降低冷拉速度。卷扬机式冷拉机的特点是结构较简单，易于安装组合，适用性较强，冷拉行程可以不受设备限制，可冷拉不同长度的钢筋，便于实现单控和双控，所以应用较普遍。



2. 阻力轮式冷拉机阻力轮式冷拉机由支承架、阻力架、电动机、减速器、绞轮等组成，如图9.2所示。阻力轮式冷拉机以电动机为动力，经减速器使绞轮以 40m/min的速度旋转，通过阻力轮将绕在绞轮上的钢筋拉动，并把冷拉后的钢筋送入调直机进行调直和切断。阻力轮是固定在支承架上的滑轮，其中的一个阻力轮的高度可以调节，以便改变阻力大小来控制冷拉率。



图 9.2 阻力轮冷拉工艺1— 钢筋放盘架； 2— 阻力轮冷拉机； 3— 减速器；

4— 钢筋； 5— 调直机； 6— 钢筋绞轮；7— 调节槽； 8— 阻力轮



绞轮直径一般为 550mm，阻力轮直径为 100mm，使用电机功率为 10kW。阻力轮冷拉工艺适用于直径为 6~8mm的圆盘钢筋，冷拉率为 6%~8%。阻力轮冷拉机常和钢筋调直机配合在一起，对钢筋进行冷拉和调直。



3. 丝杆式冷拉机丝杆式冷拉机（图9.3）是由电动机经三角皮带传动至变速器，再通过齿轮传动使两根丝杆旋转，从而使丝杆上的活动螺母移动，并通过夹具将钢筋拉伸。其测力装置为千斤顶测力器。丝杆式冷拉机适用于冷拉较粗钢筋。丝杆式冷拉机结构简单，但传动构件容易磨损，磨损后会影响冷拉精度。



图 9.3 丝杆式冷拉机1— 电动机； 2— 变速箱； 3— 前横梁； 4— 丝杆；

5— 前夹具； 6— 传力柱； 7— 后夹具； 8— 后横梁；9— 活动横梁； 10— 冷拉钢筋； 11— 测力器



4. 液压式冷拉机液压式冷拉机的构造与预应力张拉用的液压拉伸机相同，只是其活塞行程比拉伸机大，一般大于600mm。其结构如图9.4所示。它主要由泵阀控制器、液压张拉缸、装料小车和夹具等组成，用来冷拉较粗的钢筋。液压式冷拉机的特点是结构紧凑，工作平稳，噪声小，能正常测定冷拉率和冷拉应力，易于实现自动控制。但它的行程短，使用范围受到限制。



图 9.4 液压式冷拉机1— 泵阀控制器； 2— 液压张拉缸； 3— 前端夹具；

4— 装料小车； 5— 翻料架； 6— 后端夹具



9.2.1.3 钢筋冷拉安全注意事项（ 1 ）根据冷拉钢筋的直径合理选用卷扬机，钢丝绳应经封闭式导向滑轮并与被拉钢筋方向成直角。卷扬机的位置必须使操作人员能看到全部冷拉场地，且距离冷拉中线不少于 5m。（ 2 ）钢筋冷拉时，冷拉线两端必须装置防护设施。冷拉时严禁在冷拉线端站人，或跨越、触动正在冷拉的钢筋。（ 3 ）作业前，应检查冷拉夹具、夹齿是否完好，滑车、拖拉小车应润滑灵活，拉钩、地锚及防护装置均应安全牢固，确认良好后方可作业。



（ 4 ）卷扬机手必须按信号作业，冷拉应缓慢、均匀地进行，有人进入危险区域时应停止作业。（ 5 ）夜间工作时，照明应设在危险区域外。如在场地上空，其高度不小于 5m，且灯泡应加防护罩，导线不准用裸线。（ 6 ）作业后，应放松卷扬机钢丝绳，切断电源，锁好电闸箱。



钢筋冷拔是钢筋强化的另一种加工方法，它是在常温下将（ 6 ～ 8 ） mm的钢筋（多为Ⅰ级钢筋）以强力拉拔的方式通过比原钢筋小 0.5 ～ 1mm的钨合金钢制成的模孔，使钢筋被冷拔成直径较小的钢丝。冷拔后的钢筋比原来的强度高。

9.2.3 钢筋冷拔机



冷拉与冷拔虽然都是冷加工，都可使钢筋强化，但它们的区别是：冷拉作用于钢筋的是纯拉伸的线应力，而冷拔产生的是拉伸与挤压兼有的三维应力；冷拉只需一次即可完成，而冷拔需要多次才能完成；冷拉钢筋能提高强度 20% ～ 25%，而冷拔钢筋可提高强度 40% ～ 90%，但塑性降低。钢筋冷拔机依卷筒的布置方式不同分为立式和卧式两种。钢筋冷拔机由卷筒、减速器、电动机、冷拔模、安全停机装置等组成。



1. 立式冷拔机图9.5所示为立式单卷筒钢筋冷拔机的结构。它的卷筒固套在锥齿轮传动箱的立轴上，电动机通过减速器和一对锥齿轮传动带动卷筒旋转，将圆盘钢筋的端头经轧细后穿过润滑剂盒及拔丝模而被固结在卷筒上，开动电动机即可进行拔丝。可将多台立式冷拔机连续排列组成冷拔作业生产线，生产效率可大大提高。



图 9.5 立式冷拔机1— 卷筒； 2— 立轴； 3 ， 4— 锥形齿轮；

5— 减速器； 6— 电动机； 7— 冷拔模架； 8— 盘料架



2. 卧式冷拔机图9.6为卧式双卷筒钢筋冷拔机的结构示意图。它由电动机驱动，通过减速器带动卷筒旋转，钢筋在卷筒旋转产生的强拉力作用下通过拔丝模盒完成冷拔工序，并将冷拔后的钢筋缠绕在卷筒上。当冷拔丝绕到一定的圈数时，就将其卸下，然后继续绕拔。卧式冷拔机相当于卷筒处于悬臂状态的卷扬机，其结构简单，操作较方便。



图 9.6 卧式双卷筒钢筋冷拔机1— 电动机； 2— 减速器； 3— 卷筒；

4— 拔丝模盒； 5— 承料架



钢筋冷轧是将钢筋端头轧细，以便在进行冷拔时使之容易穿过模孔。1. 冷轧带肋钢筋的特点及应用冷轧带肋钢筋（又称冷轧螺纹钢筋）是近几年发展起来的一种新型、高效、节能建筑用钢材。通常是将普通低碳钢或低合金钢盘条，经多道冷轧或冷拔工序使之缩小直径，形成带有两面或三面月牙形横肋的钢筋。

9.2.4 钢筋冷轧工艺



冷轧带肋钢筋具有强度高、塑性好等性能，在各种建筑工程中得到了广泛应用。冷轧带肋钢筋可以用钢筋网成型机焊成网片送至施工现场进行混凝土浇灌作业，改变了落后的人工绑扎钢筋作业。冷轧带肋钢筋适合于 10mm以下的小规格钢筋。



2. 冷轧带肋钢筋的生产工艺冷轧带肋钢筋的生产工艺有轧制和拉拔两种。（ 1 ）轧制工艺轧制即利用三辊技术完成由原料断面→弧三角断面→圆断面→弧三角断面→刻痕的流程，

如图9.7所示。



图 9.7 冷轧带肋钢筋轧制生产工艺



（ 2 ）拉拔工艺拉拔即利用冷拔模具实现从原料断面→圆断面→圆断面（缩小直径）→弧三角断面→刻痕的流程，如图9.8所示。轧制工艺与拉拔工艺的比较见表 9.1。（祥见课本 208 页）



图 9.8 冷轧带肋钢筋拉拔生产工艺



9.3 钢筋成型机械


钢筋成型机械就是把原

料钢筋按各种混凝土结构所需的

钢筋制品进行成型工艺加工的机

械设备，主要有钢筋调直切断机、

钢筋弯曲机、钢筋弯箍机、钢筋

网成型机等。


9.3.1.1 钢筋调直切断机的作用与类型圆盘钢筋与直条钢筋在使用前都要进行调直。钢筋调直是钢筋加工中的一项重要工序，原因是混凝土结构中的曲折钢筋将会影响构件的受力性能，造成提前发生裂缝的现象，并且对钢筋失去准确的尺寸度量，会造成钢材浪费。另外，调直过程中还可对钢筋除锈。

9.3.1 钢筋调直切断机



经过冷拉后的钢筋，由于拉伸时已经矫直，使用时可不再进行专门的调直。但对未冷拉的钢筋，仍需进行调直。钢筋的调直一般都利用钢筋调直切断机进行。钢筋调直切断机是调直细钢筋和冷拔钢丝的一种专用机床，它能自动调直和切断钢筋。钢筋调直切断机按其切断机构的不同有下切式剪刀型和旋转式剪刀型两种，而下切式剪刀型又由于切断控制装置的不同还可分为机械控制式和光电数控式两种。按调直原理的不同，钢筋调直切断机还可分为孔模式和斜辊式两种



9.3.1.2 常见的几种钢筋调直切断机1. 孔模式钢筋调直切断机孔模式钢筋调直切断机有多种型号，常见的有 GT3/8型、 GT6/12型和 GT10/16型等。其主要技术性能见表 9.2 （祥见课本 209 页 ~210 页）。图9.9为 GT3/8A型钢筋调直切断机，它由导向装置、调直装置、切断装置、牵引装置、定尺装置、电动机、变速箱、机架等组成。



图 9.9 GT3/8A 型钢筋调直切断机1— 机架； 2— 导向装置； 3— 牵引装置； 4— 调直装置； 5— 切断装置；

6— 承料架 7— 定尺装置； 8— 电动机； 9— 制动装置； 10— 变速箱；11— 集尘漏斗； 12— 电控箱； 13— 控制盒； 14— 急停按钮



GT3/8A型钢筋调直切断机是机械控制式的下切钢筋调直切断机。它的调直、送料、牵引由一台两端输出轴的 7.5kW的电动机驱动，其左侧输出轴通过皮带传动带动调直筒旋转，调直筒内有七个调直模。钢筋的送料及退料作业是由链传动带动送料辊和牵引辊作同步旋转来完成的。被调直后的钢筋进入受料架滑槽内被切断。在钢筋被切断后，各移动件在弹簧力作用下迅速恢复原位。



GT6/12型钢筋调直切断机和 GT3/8A型的不同点是其切断机构不同。 GT6/12型采用的是旋转剪切机构来切断钢筋。它是在两个互相啮合的切断齿轮上各装有三个互成 120°的切断刀齿，切断齿轮每转 120°，切断刀齿就进行一次切断。三对刀齿轮流工作，可延长刀齿的寿命。



2. 斜辊式钢筋调直切断机斜辊式钢筋调直切断机的结构与 GT3/8A型基本相同，不同之处在于其调直装置。两者比较而言，斜辊式钢筋调直切断机采用斜辊直模，克服了孔模式钢筋调直切断机存在的摩擦阻力大、钢筋表面易损伤、钢筋损耗大等缺点，尤其适用于冷轧带肋钢筋的调直切断。



3. 数控钢筋调直切断机数控钢筋调直切断机是采用光电测长系统和光电计数装置，能自动控制钢筋的切断长度和切断根数，使钢筋的切断长度控制更准确。数控钢筋调直切断机的调直和牵引部分与普通调直切断机相同，仅在切断部分增加一套由穿孔光电盘、光电管和光电源等组成的光电测长系统及一个计量钢筋根数的计数讯号发生器。其工作原理如图9.10

所示。



图 9.10 GTS3/8 型数控钢筋调直切断机1— 送料辊； 2— 调直筒； 3— 调直模； 4— 牵引辊；

5— 传送压辊； 6— 光电管； 7— 切断装置； 8— 摩擦轮；9— 光电盘； 10— 制动电磁铁； 11— 光电管



9.3.1.3 钢筋调直切断机的安全操作规程（ 1 ）钢筋调直切断机应安装在平坦坚实的地面上。（ 2 ）安装承重架时，承重架料槽的中心要对准导向筒、调直筒、下切刀孔或剪切齿轮槽的中心线，并保持平直。（ 3 ）机器安装后，必须检查电气线路和零件有无损坏，机器的连接件是否可靠，各传动部分是否灵活，确认无误后方可进行试运转。



（ 4 ）先进行空机运转，检查轴承（重点检查调直筒轴承）、锤头、切刀或剪切齿轮等工作是否正常，确认无异常状况时方可送料、试验调直和切断。（ 5 ）按要求填写日常维修及保养记录。



钢筋切断机是按照钢筋混凝土结构所需的钢筋原材在调直后根据其下料长度将钢筋切断的专用机械。它按结构形式分为卧式和立式；按传动方式可分为机械式和液压式，机械式又分为曲柄连杆式和凸轮式。常用的机械式钢筋切断机的主要技术性能见表 9.3 （祥见课本 211 页 ~212 页）。

9.3.2 钢筋切断机



1. 曲柄连杆式钢筋切断机图9.11所示为曲柄连杆式钢筋切断机，它是机械传动，由装在偏心轴上的连杆带动滑块和动刀片在机座的滑道中作往复运动，与固定在机座上的定刀片相配合来切断钢筋。曲柄连杆切断机的机型较陈旧，但由于具有结构较简单、结实耐用、便于维护和使用等优点，目前仍被广泛使用。GQL40型钢筋切断机每次可切断的根数见表 9.4。（祥见课本 212 页）



图 9.11 曲柄连杆式钢筋切断机传动系统1— 电动机； 2— 皮带轮； 3 、 4— 减速齿轮；

5— 偏心轴； 6— 连杆； 7— 定刀片； 8— 动刀片



2. 凸轮式钢筋切断机如图9.12所示，凸轮式钢筋切断机主要由电动机、传动系列、凸轮机构、机体和切断刀等组成。3. 液压式钢筋切断机液压式钢筋切断机有电动和手动两种。前者不仅采用液压传动，而且采用液压操纵；后者为手工操纵，以人力为动力，利用液压来增大作用力，切断钢筋。



图 9.12 凸轮式钢筋切断机1— 机架； 2— 托料装置； 3— 操纵机构； 4 ， 5— 传动机构； 6— 电动机



（ 1 ）电动液压移动式钢筋切断机如图9.13所示为 DYJ-32型液压式钢筋切断机的结构，它主要由电动机、柱塞式高压油泵、液压缸、活塞、活动和固定刀片、机座等组成。



图 9.13 PYJ-32 型液压式钢筋切断机1— 手柄； 2— 支座； 3— 主刀片； 4— 活塞； 5— 定位螺钉； 6— 观察玻璃；7— 偏心轴； 8— 油箱； 9— 连接架； 10— 电动机； 11— 皮碗； 12— 缸体；

13— 液压缸； 14— 柱塞； 15— 中心阀柱； 16— 中心油孔



（ 2 ）电动液压手持式钢筋切断机如图9.14所示为 GQ20型电动液压手持式钢筋切断机，它主要由超载 2.6倍、轴速 22000r/min的单相串激电动机、油箱、油泵和工作头等组成，可切断 20mm以下的单根钢筋。手持式钢筋切断机自重轻，一般不超过 0.15kN，操作工可将其跨在肩上到各施工点剪断钢筋，适用于高空、现场施工作业。



图 9.14 GQ20 型钢筋切断机1— 活动刀头； 2— 工作头； 3— 机体； 4— 油箱；

5— 电动机； 6— 碳刷； 7— 开关



钢筋切割机安全操作规程：（ 1 ）机械运转正常方准断料，断料时手与刀口距离不得小于 15cm，活动刀片前进时禁止送料。（ 2 ）切断钢筋禁止超过机械负载能力。切断低合金等特种钢筋时，应用高硬度刀片。（ 3 ）切长钢筋应有专人扶助，操作时动作要一致，不得任意拖拉；切短钢筋时需用套管和钳子夹料，不得用手直接送料。



（ 4 ）切断机旁应设放料台，机械运转中严禁用手直接清除刀口附近的短头和杂物。在钢筋摆动范围和刀口附近，非操作人员不得停留。（ 5 ）按照要求安装可靠有效的接地装置，导线绝缘良好。



钢筋弯曲机是将调直、切断配好的钢筋弯曲成所要求的尺寸和形状的专用设备。常用的台式钢筋弯曲机按传动方式不同可分为机械式和液压式两类。常用的钢筋弯曲机的主要技术性能见表 9.5 （祥见课本 214 页）。

9.3.3 钢筋弯曲机



钢筋弯曲机的工作过程如图9.15所示。（ 1 ）装料将钢筋放在工作盘的心轴和成型轴之间，开动弯曲机使工作盘转动，如图 9.15（ a ）所示。（ 2 ）弯曲因为钢筋的一端被挡铁轴挡住，所以钢筋被成型轴推压，绕心轴进行弯曲。当达到所要求的角度时，自动或手动使工作盘停止。如图9.15(b)、(c)所示。（ 3 ）复位工作盘反转盘位，如图9.15(d)所示。如果改变钢筋弯曲的曲率半径，只需更换不同直径的心轴。



图 9.15 钢筋弯曲机工作过程（ a ）装料；（ b ）弯 90° ；（ c ）弯 180° ； (d) 回位

1— 心轴； 2— 成型轴； 3— 挡铁轴； 4— 工作盘； 5— 钢筋



机械式钢筋弯曲机按传动方式的不同又分为蜗轮蜗杆式、齿轮式等形式。1. 蜗轮蜗杆式钢筋弯曲机蜗轮蜗杆式钢筋弯曲机的传动系统如图9.16所示，由电动机经三角皮带传动、两对齿轮传动和蜗轮蜗杆传动组成。在工作盘上有 9个轴孔，中心孔用来插心轴，周围的 8个孔用来插成型轴。当工作盘转动时，心轴的位置不变，而成型轴绕着心轴作圆弧运动，通过调整成型轴位置即可将被加工的钢筋弯曲成所需要的形状。更换配换齿轮，可使主轴的工作盘获得不同转速。



图 9.16 蜗轮蜗杆式钢筋弯曲机传动系统1— 电动机； 2— 三角皮带； 3— 蜗杆； 4— 蜗轮；

5— 工作盘； 6 ， 7— 齿轮； 8— 配换齿轮



2. 齿轮式钢筋弯曲机齿轮式钢筋弯曲机以全封闭的齿轮减速箱代替了传统的蜗轮蜗杆传动，并增加了角度自动控制机构及制动装置。它主要由机架、电动机、齿轮减速箱、台面系统和电气控制系统等组成，如图9.17所示。齿轮式钢筋弯曲机的工作盘上有一个插心轴和四个插成型轴的孔。工作台上左右两个插入座可通过手轮无级调节，并与不同直径的成型轴及挡料装置相配合，能适应各种不同规格的钢筋弯曲成型。当弯曲钢筋时，碰块与行程开关接触，使电动机达到正转和反转，实现钢筋弯曲的一次循环，该机全部采用自动控制。



图 9.17 齿轮式钢筋弯曲机1— 机架； 2— 滚轴； 3 、 7— 调节手轮； 4— 转轴； 5— 紧固手柄；

6— 夹持器； 8— 工作台； 9— 控制配电箱



钢筋弯曲机安全操作规程：（ 1 ）检查电器设备是否正常，保证绝缘性能良好，保证妥善接地。（ 2 ）使用弯曲机前应空载试运转，检查运转是否正常，有无卡滞异响现象。（ 3 ）弯曲钢筋时，手扶钢筋应远离弯曲转盘，防止手被夹伤。装放钢筋时应使机器停止运转。（ 4 ）根据钢筋弯曲设计要求选择合适的立柱，装卸立柱时应切断电源。（ 5 ）钢筋必须在立柱的根部进行弯曲，以免立柱过度疲劳。（ 6 ）按要求填写日常检查及保养记录。



钢筋镦粗是为了在建筑施工中承受较大的预应力，将钢筋的端部形成灯笼形圆头，作为预应力钢筋的锚固头。钢筋的镦粗方法有冷镦和热镦两种。（ 1 ）冷镦：直径小于 5mm的钢丝常采用冷镦。常用的机械有电动钢丝冷镦机和液压钢丝冷镦机。（ 2 ）热镦：适用于较粗的钢筋。常用的设备有电热镦头机和对焊机。

9.3.4 钢筋镦粗机械



电动钢丝冷镦机有固定式和移动式两种。如图 9.18所示，它由电动机、皮带轮、凸轮、滑块、加压杠杆和机架等部分组成。



图 9.18 电动钢丝冷镦机1— 电动机； 2— 小皮带轮； 3— 大皮带轮； 4— 凸轮轴； 5— 加压凸轮；

6— 加压杠杆滚轮； 7— 顶镦凸轮； 8— 加压杠杆； 9— 皮带轮；10— 压模； 11— 钢筋； 12— 顶镦滑块； 13— 镦模



9.4 钢筋连接机械



钢筋混凝土结构工程中，大量的钢筋需进行连接，因此，钢筋连接成为结构设计和施工中的重要环节。钢筋的连接主要有人工绑扎和焊接。由于人工绑扎受力性能差，浪费材料，所以逐渐被焊接方法代替，这不仅可提高生产效率、减轻劳动强度，还可保证钢筋网和骨架的刚度，并节省绑扎用的细铁丝，且可充分利用短头余料，以短接长，节省建筑用钢材。



在钢筋预制加工及现场施工中，目前普遍采用闪光对焊接、电渣压力焊接和气压焊接。传统的电弧焊接劳动强度大、施工速度慢、钢材耗用多，而且由于节点钢筋有搭接，配筋密集，影响混凝土浇捣质量，在施工现场已较少采用。

9.4.1 钢筋焊接机械



1. 钢筋对焊机对焊属于塑性压力焊接，它是利用电能转化成的热能将对接的钢筋端头部位加热到近于熔化的高温状态，并施加一定压力实行顶锻而达到连接的一种工艺。钢筋对焊适用于水平钢筋的预制加工。对焊焊接比搭接焊接对钢筋混凝土结构性能和施工较为有利，并能节约钢材，应用较为普遍。



对焊机的分类：按焊接方式不同分为电阻对焊、连续闪光对焊和预热闪光对焊；按结构形式分为弹簧顶锻式、杠杆挤压弹簧顶锻式、电动凸轮顶锻式和气压顶锻式。钢筋加工中最常用的是 UN1系列焊机。 UN1系列对焊机容量各不同，但其结构基本相同。常见的几种对焊机技术性能见表 9.6。（祥见课本 217 页）图 9.19为 UN1系列对焊机的外形和工作原理图。它主要由焊接变压器、固定电极、活动电极、加压机构、控制系统和冷却系统等组成。



图 9.19 UN1 系列对焊机(a) 外形； (b) 工作原理

1— 机身； 2— 固定平板； 3— 滑动平板； 4— 固定电极； 5— 活动电极；6— 变压器； 7— 待焊钢筋； 8— 开关； 9— 加压机构； 10— 变压器次级线圈



钢筋对焊机安全操作规程：（ 1 ）作业前，检查对焊机的压力机构是否灵活，夹具是否牢固，气液压系统有无泄漏，确认正确后方可施焊。（ 2 ）焊接前，应根据所焊钢筋截面调整二次电压，不得焊超过规定直径的钢筋。（ 3 ）机棚内要保持整洁，有排水沟。对焊机应及时保养，发现故障马上停机报告并及时修理。（ 4 ）施焊现场 10m 范围内不得堆放各种易爆物品。（ 5 ）闪光区应设挡板，焊接时无关人员不得入内。



（ 6 ）作业后应清理现场，切断电源，清除焊接余热后方可锁闸离开。（ 7 ）操作人员必须持证上岗。（ 8 ）按要求填写日常检查及保养记录。



2. 钢筋点焊机钢筋点焊机的工作原理与对焊机基本相同，它是将相互交叉的钢筋在接触处牢固地焊接上的一种压力焊接方法。钢筋点焊机适合于钢筋预制加工中焊接各种形式的钢筋网。钢筋点焊机的分类：按结构形式分为固定式和悬挂式；按压力传动方式分为杠杆式、气动式和液压式；按电极类型分为单头、双头和多头等形式。



图 9.20为点焊机的外形和工作原理示意图。点焊时，将表面清理好的钢筋交叉叠合在一起，放在两个电极之间紧密接触（两根钢筋交叉点）并预压夹紧。接通电路后，两根钢筋接触处在极短的时间里产生大量的电阻热，使钢筋熔化，在电极电压下形成焊点。杠杆式单点焊机的特点是电极压紧钢筋是通过脚踩杠杆机构来完成的，并靠弹簧的张力使电极回位。其通电焊接时间由人工掌握，操作繁重，故采用不多。



图 9.20 点焊机（ a ）外形；（ b ）工作原理

1— 电极； 2— 电极卡头； 3— 变压器次级线圈； 4— 加压机构； 5— 变压器初级线圈；6— 时间调节器； 7— 变压器调节级数开关； 8— 脚踏板



压气传动式点焊机是靠压缩空气使电极压紧钢筋，汽缸上下移动即可使加压臂上下移动，使两个电极相互张开或靠拢。此点焊机可准确地调节电焊时间和电极压紧力，能保证焊接质量，可焊接大型钢筋网。其应用较广泛，但结构较复杂。多点焊机一次可焊 6 ～ 12个焊点，生产效率比单点焊机高。其传动形式为气压传动式，适用于点焊各种钢筋网片。



钢筋点焊机安全操作规程：（ 1 ）定期检查点焊机的保护接地，确认其良好。（ 2 ）点焊时需开冷却水冷却电极。（ 3 ）操纵点焊按钮时要确保绝缘，以免高压电伤害发生。（ 4 ）不准在点焊场地堆放易燃、易爆物品，防止发生火灾。（ 5 ）严格按照设备的操作规范进行操作。（ 6 ）不准超载点焊厚板工件。



（ 7 ）点焊时，禁止将手伸入上下电极之间，防止压伤。（ 8 ）点焊机发生故障时，立即切断电源与水源，通知有关人员排除故障。



3. 钢筋电渣压力焊机钢筋电渣压力焊机是目前兴起的一种钢筋连接技术，它具有生产率高、施工简便、节能节材、质量好、成本低等优点，适用于现浇钢筋混凝土结构中竖向和斜向钢筋的连接。一般可焊Ⅰ、Ⅱ级 (14~40mm)的钢筋，采取一定措施后也可焊接Ⅲ级 (16~40)mm的钢筋。钢筋电渣压力焊工作原理如图 9.21所示。钢筋电渣压力焊机的分类：按控制方式不同分为手动式、半自动式和自动式；按手动方式不同分手摇齿轮式和手压杠杆式。



图 9.21 钢筋电渣压力焊工作原理示意图

1— 混凝土；2— 下钢筋；3— 电源；

4— 上钢筋；5— 夹具；

6— 焊剂盒；7— 铁丝球；

8— 焊剂



钢筋压力焊机的焊接电源宜采用 BX2 1000 型焊接变压器，也可采用较小容量的同型号焊接变压器并联使用。焊接要经过引弧、电弧、电渣、挤压四个过程，其中引弧、挤压过程很短，对焊件加热有重要影响的是电弧和电渣过程。KDZ型焊机焊接钢筋的焊接参数可参考表 9.7（祥见课本 219 页），应根据不同直径的钢筋，选择好焊接电流和焊接时间。



要注意的问题是要掌握好顶压钢筋的规律。钢筋熔化剂接近规定熔化量时，即切断电源，迅速顶压钢筋，在持续数秒钟后，待钢筋接头初步冷却再松开操作杆，以保证钢筋的焊接质量。钢筋电渣压力焊机安全操作规程：(1)应根据施焊钢筋直径选择具有足够输出电流的电焊机，电源电缆和控制电缆连接应正确、牢固，控制箱的外壳应牢靠接地。(2)施焊前，应检查供电电压并确认正常，当一次电压降大于 8%时不宜焊接。焊接导线长度不得大于 30mm，截面面积不得小于 50mm2。



(3)施焊前应检查并确认电源及控制电路正常，定时准确，误差不大于 5%，机具的传动系统、夹装系统及焊钳的转动部分灵活自如，焊剂已干燥，所需附件齐全。(4)施焊前，应按所焊钢筋的直径，根据参数表标定好所需的电流和时间。一般情况下，时间（ s ）可为钢筋的直径数（ mm ），电流（ A ）可为钢筋直径的 20倍数（ mm ）。(5)起弧前，上、下钢筋应对齐，钢筋端头应接触良好。对锈蚀并粘有水泥的钢筋应采用钢丝刷清除，并保证导电良好。



(6)施焊过程中应随时检查焊接质量，当发现倾斜、偏心、未熔合、有气孔等现象时应重新施焊。(7)每个接头焊完后，应停留 5~6min保温，寒冷季节应适当延长。当拆下机具时，应扶住钢筋，过热的接头不得参与受力。焊渣应待完全冷却后清除。(8)焊接操作及配合人员必须按规定穿戴劳动防护用品，并必须采取防止触电、高空坠落、瓦斯中毒和火灾等事故的安全措施。(9)现场使用的电焊机应设有防雨、防潮、防晒的机棚，并应装设相应的消防器材。



(10)高空焊接时，必须系好安全带，焊接周围和下方应采取防火措施，并应有专人监护。(11) 当清除焊缝焊渣时，应戴防护眼镜，以防敲击焊渣飞溅伤人。(12)雨天不得去露天电焊。在潮湿地带作业时，操作人员站在铺有绝缘物品的地方，并应穿绝缘鞋。



4. 钢筋气压焊设备钢筋气压焊接不仅适用于竖向钢筋的焊接，也适用于各种方向布置的钢筋。适用范围为（ 16~40 ） mm的Ⅰ、Ⅱ级钢筋。不同直径的钢筋焊接时，两钢筋直径之差不得大于 7mm。图 9.22为钢筋气压焊设备的工作示意图。钢筋气压焊设备具有设备投资少、施工安全、节约钢材和电能等优点，但对操作人员的技术要求较严。



图 9.22 钢筋气压焊设备工作示意图1— 脚踏液压泵； 2— 压力表； 3— 液压胶管； 4— 油缸；

5— 钢筋夹具； 6— 被焊接钢筋；7— 多火口烤钳； 8— 氧气瓶； 9— 乙炔瓶



1. 钢筋挤压连接钢筋挤压连接是将需要连接的螺纹钢筋插入特制的钢套管内，利用挤压机压缩钢套管，使之产生塑性变形，靠变形后的钢套管与钢筋的紧固力来实现钢筋的连接。此种连接方法的特点是节约钢材，节省电能，不受季节影响，不用明火，施工简便，工艺性能良好，接头强度高等，适用于任何直径的螺纹钢筋的连接。

9.4.2 钢筋机械连接设备



钢筋的挤压连接技术有径向挤压工艺和轴向挤压工艺之分。（ 1 ）钢筋径向挤压连接钢筋径向挤压连接是利用挤压机将钢套管沿直径方向挤压变形，使之紧密地咬住钢筋的横筋，实现两根钢筋的连接（图 9.23 ）。径向挤压方法适用于连接（ 12 ～ 40 ） mm的Ⅱ、Ⅲ级钢筋。（ 2 ）钢筋轴向挤压连接钢筋轴向挤压连接是采用挤压机和压模沿钢筋轴线方向压钢套管，使套管和插入套管里的两根待接钢筋紧密咬合成一体（见图 9.24 ）。轴向挤压方法适用于连接Ⅱ、Ⅲ级钢筋。



图 9.23 钢筋径向挤压连接设备示意图1— 超高压泵站； 2— 吊挂小车； 3— 挤压钳； 4— 平衡器；

5— 软管； 6— 钢套管； 7— 压模； 8— 钢筋



图 9.24 钢筋轴向挤压连接1— 压模； 2— 钢套管； 3— 钢筋



2. 钢筋锥螺纹连接钢筋锥螺纹连接是采用锥螺纹连接钢筋的一种机械连接方法，这种方法具有连接速度快、对中性好、工艺简单、安全可靠、无明火作业、节约钢材及能源，可 24h连接施工等特点。此连接方法适用于在施工现场连接（ 16~40 ） mm的Ⅱ、Ⅲ级同径和异径钢筋，不受钢筋含碳量和有无螺纹的限制。所连接的两根钢筋的直径之差不超过9mm。



3. 钢筋热剂连接此连接方法的特点与挤压连接相同，但是成本高于其他钢筋连接方法，主要在某些特殊情况下应用（如钢筋的可焊性不好时）。



钢筋网成型机是将钢筋按要求焊接成一定间距、不同规格的网格状钢筋网的专用设备。使用钢筋焊接网片代替人工绑扎网片，可提高效率，缩短工期，节约钢材。它广泛应用于房屋、道路、桥梁、隧道、机场等工程中。

9.4.3 钢筋网成型机



钢筋网成型机焊接钢筋的直径范围为 1.5 ～ 12mm，纵筋、横筋间距不小于 50mm和 20mm，可无级调整。钢筋焊接网片的宽度方向有 1250mm、 1650mm、 2400mm、 3300mm四种规格，长度方向不受控制，可制成卷网或片网，为方便运输，片网长度宜小于 6m。钢筋网成型机主要由调直机构、焊接机构、纵筋送料机构、横筋送料机构、液压或气动系统、切断机构、网片承托架、卷取机构及控制系统所组成。其工作原理如图 9.25所示。



图 9.25 钢筋网成型机工作原理1— 钢筋料斗；2— 盘式给料器；3— 棘轮摆杆；4— 送料汽缸；5— 电磁汽闸；6— 减压阀；7— 过滤器；8— 翻网片汽缸；9— 网片承托架；10— 上电极汽缸；11 ， 12— 上下电极；13— 切筋汽缸；14— 摩擦夹头；15— 水平拉网送筋汽缸；16— 拉网角形钩



工作时，纵筋由带气夹的送料机水平送入两焊极之间，横筋自上而下送入两焊极之间的纵筋上，然后加压并在两焊极之间快速通入高电流，使横筋和纵筋接触处的材料熔化，并在外加压力下形成牢固的焊接点。钢筋网成型机配有先进的检测设备和控制设备，如果出现故障会自动停机，并显示故障原因，便于及时排除。



9.5 预应力张拉机械


预应力张拉机械是对预

应力混凝土构件中钢筋施加张拉

力的专用机械。

常用的张拉机械有液压

式张拉机和机械式张拉机两种。

下面介绍常用的几种锚具、夹具

及张拉机械。


锚具就是将构件与构件端部连在一起共同承受拉力并不再取下的钢筋端部紧固件，多用于后张法。夹具是用于夹持钢筋以便张拉，预应力构件制成后取下来再重复使用的钢筋端部紧固件。锚具、夹具的种类较多，如图 9.26所示。

9.5.1 张拉锚具、夹具



图 9.26 螺杆类锚具、夹具（ a ）螺纹端杆锚具；（ b ）锥形螺杆锚具；（ c ）螺杆销片夹具；（ d ）螺杆镦头夹具；（ e ）螺杆锥形头夹具

1— 钢筋； 2— 螺纹端杆（与张拉机连接）；3— 锚固用螺母； 4— 焊接接头； 5— 套筒；6— 带单向齿（用以夹紧钢筋）的锥形杆；

7— 锥片（两半合拢后将钢筋夹紧，其外观为截锥体）；8— 锥形孔； 9— 锚板； 10— 螺母； 11— 钢筋端部的镦粗头；

12— 锥形螺母（外圆上的槽为夹持钢筋用）； 13— 夹套（内为锥形圆孔）



液压式张拉机由千斤顶、高压油泵、油管和各种附件组成。液压千斤顶是液压张拉机的主要设备，按构造和工作特点分为台座式、拉杆式、穿心式和锥锚式四种，后三种有时称为液压拉伸机。1. 台座式千斤顶这是一种普通式油压千斤顶，须和台座、横梁和张拉架等装置配合才能进行张拉工作，主要用于张拉粗钢筋。

9.5.2 液压式张拉机



2. 拉杆式千斤顶它是以活塞杆为拉杆的单作用液压张拉千斤顶，主要由液压缸、活塞、活塞杆、螺纹张拉头等构成，适用于张拉带有螺纹端杆的粗钢筋和夹具的细钢筋束。3. 穿心式千斤顶此种千斤顶分为单作用式和双作用式，其构造特点是沿轴承有一穿心孔道供穿入钢筋或穿入钢筋拉杆用，可张拉钢筋束，也可张拉单根钢筋。其张拉力很大，有 20t、 60t、 90t等数种，应用较广。



4. 锥锚式千斤顶它是双作用的液压千斤顶，工作原理与穿心式千斤顶相似，适用于张拉钢丝束。



机械式张拉机是采用机械传动的方法张拉预应力钢筋的设备。其张拉力没有液压式张拉机大，多用在承载能力不很大的混凝土构件中。1. 电动张拉车电动张拉车有卷扬机式和螺杆式。图 9.27所示为卷扬机式张拉车，主要由卷扬机、张拉预杆、台座和测力千斤顶组成。张拉后的钢筋由锚具固定在台座上，然后改换位置张拉另一根钢筋。

9.5.3 机械式张拉机



图 9.27 卷扬机式张拉车1— 卷筒； 2— 电动机； 3— 减速器； 4— 张拉顶杆； 5— 测力千斤顶；

6— 压力表； 7— 钢筋夹具； 8— 钢筋锚具； 9— 台座



2. 手动张拉机手动张拉机分为螺杆张拉器和手动张拉车，主要用于张拉直径为 (3~5)mm的单根细钢筋。


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建筑施工机械建筑施工机械（第（第 22 版）版）JIAN ZHU SHI GONG JIXIE

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