一种采用装配式建造施工的预制墩柱钢筋笼制造方法与流程

1.本发明属于装配式建造、智能建造技术领域，具体涉及一种采用装配式建造施工的预制墩柱钢筋笼制造方法。


背景技术：

2.长期以来，我国建筑行业为劳动密集型行业、采用粗放式发展道路，建筑施工过程中浪费严重，环境污染大，施工质量难以保证。近些年来，国内建筑行业面临着：1)行业劳动力逐步紧缺，劳动力成本增加；2)社会整体环保意识提高，建筑施工产生的环境污染问题越来越受到关注。装配式建筑因其显著的优点而成为国家大力发展推广的一种形式。在建筑业转型升级的长征路上，国家将大力发展以装配式建筑为代表的新型建筑工业化以及采用装配式建造施工的综合管廊、轨道交通、桥梁隧道等基础设施工程。
3.传统式现浇桥梁墩柱通常是采用在现场进行一系列钢筋笼的加工工序，这种施工方法既受天气的影响，同时也给现场施工带来很大的交通压力及噪声污染，施工遗留的废料及灰尘大大加重了周围环境的污染。国家大力推广将现场可复制、标准化程度高的施工采用工厂化生产，合力利用基于dfma的设计理念，以工程全寿命期系统化集成设计、绿色化精益化生产施工为主要手段，通过新一代数字化信息技术驱动，整合工程全产业链、价值链和创新链，实现工程建设标准化、工厂化、智能化、信息化。采用工厂化制造是全面贯彻建筑工业化发展的基础和必经之路，自建筑业转型工厂化制造、装配化施工以来，建筑产业整体优势明显增强，所以装配式建造施工给建筑业转型升级夯实了基础。
4.现有技术是一般采用传统加工方式：1.在施工现场将墩柱所需主筋、箍筋一次性加工好，先将主筋与承台箍筋焊接牢固再组装箍筋并焊接，依次重复进行组装和焊接作业，最后进行预埋件的安装作业；2.在施工现场将墩柱所需主筋、箍筋加工好，再将钢筋及预埋件通过传统式组装和焊接成型；3.是通过墩柱浇筑工艺安排，将墩柱钢筋笼分段焊接或绑扎，在分层浇筑混凝土，依次重复进行钢筋笼绑扎和焊接以及混凝土浇筑作业。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种采用装配式建造施工的预制墩柱钢筋笼制造方法，利用工厂化制造合理调配工序，提高产品成型效率及精度；利用智能化设备的数字记忆功能，提高制造安全系数。一方面可以实现多工序同时作业，缩短施工工期；另一方面利用智能设备间的协同作用，提高各工序间的紧密连接及精准对接。
6.为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种采用装配式建造施工的预制墩柱钢筋笼制造方法，包括如下步骤：
8.(1)对胎架进行组装，安装套筒定位板，在套筒定位板上安装密封柱塞和钢筋连接套筒；
9.(2)按照规范和设计要求制作钢筋半成品；
10.(3)将步骤(2)所得的主筋和箍筋半成品置于胎架上，其中主筋通过钢筋连接套筒
进行精准定位，焊接主筋和箍筋；
11.(4)用顶部固定架将步骤(3)所得钢筋笼端头的主筋按设计精度固定，安装辅助装置；
12.步骤(1)和步骤(2)不分前后顺序；
13.步骤(2)包括如下步骤：
14.s21：采用智能棒材钢筋剪切机将钢筋原材制作成所需规格的主筋、箍筋；
15.s22：将步骤s21中加工的主筋、箍筋利用弯箍机加工成所需的半成品；
16.步骤(3)包括如下步骤：
17.s31：将s22中的主筋无缝插入钢筋连接套筒的另一端，并套上密封环；
18.s32：将s22中的箍筋按设计要求间距焊接固定在主筋上。
19.作为一种优选，步骤(1)中，套筒定位板按照钢筋笼的主筋分布预制有多个安装孔，密封柱塞通过螺栓和螺母安装在安装孔中，将钢筋连接套筒的装配端套入密封柱塞直至钢筋连接套筒端部贴紧套筒定位板，用工具拧紧套筒定位板外侧的螺母，密封柱塞在螺栓拉力作用下向外膨胀使得密封柱塞与钢筋连接套筒内壁紧密贴合，实现对钢筋连接套筒的定位与密封。
20.作为一种优选，步骤(1)中，密封柱塞为圆形橡胶环，螺栓穿过密封柱塞和套筒定位板的安装孔，与螺母配合；旋紧螺母，螺栓的头部与螺母的距离减小，轴向压紧密封柱塞，从而密封柱塞向外膨胀。
21.作为一种优选，步骤(2)中，步骤s21由一人操作。
22.作为一种优选，步骤(3)中，先安装上下面主筋和所有箍筋，然后将钢筋连接套筒与箍筋焊接连接，再安装两侧面主筋和内箍筋并与箍筋焊接连接，直至最后一个箍筋焊接完成，主筋和箍筋之间采用双面焊接。
23.作为一种优选，步骤s31中，密封环安装于钢筋连接套筒的预埋端，防止墩柱预制时混凝土进入钢筋连接套筒。
24.作为一种优选，步骤(3)中，箍筋搭接处进行长度不小于10d单面焊接，其中d为箍筋所用钢筋的直径。
25.作为一种优选，步骤(4)中，辅助装置包括套筒止浆塞、柱顶部钢绞线吊点、保护层垫块、dn200排水管、防雷接端子中的一种或几种。
26.作为一种优选，步骤(3)中，相对面的主筋同时进行组装，两端箍筋同时进行焊接作业，以提高效率。
27.作为一种优选，利用橡胶或塑料制成的管堵将钢筋连接套筒的出浆孔和进浆孔封堵。
28.本发明的原理是：
29.本发明通过研发一种密封柱塞与套筒定位板的底模协同作用精准定位出钢筋连接套筒的安装位置，再将墩柱主筋插入钢筋连接套筒；通过研制一种顶部固定架将墩柱主筋顶部固定，保证钢筋笼顶部钢筋间距误差不大于
±
1mm。
30.本发明钢筋连接套筒安装是把套筒装配端套入密封柱塞至套筒端面贴紧端套筒定位板的底模，用工具拧紧模板外面的螺母，橡胶柱塞在螺栓拉力作用下向外膨胀使得橡胶柱塞与套筒内壁紧密贴合，实现对套筒的定位和密封。安装时注意两端侧面的螺纹孔口
应向外垂直于构件端面，以方便灌浆管与出浆管与其连接。
31.本发明钢筋加工设备有智能棒材钢筋剪切机(优选智能钢筋剪切机器人)、弯箍机(优选智能棒材弯曲中心)、水平运输机械等智能设备。
32.本发明主要工序可以同时作业提高成型效率，通过采用交叉的工厂化作业有效保障了项目工期。
33.本发明具有如下优点：
34.1.采用装配式建造施工制造方式，更加简单快捷，不受天气及恶劣环境影响，工期得以保障。
35.2.采用装配式建造施工制造方式，高效利用智能化制造设备，节省人工成本及原材损耗，且标准化程度高。
36.3.采用装配式建造施工制造方式，有力推动建筑工业化发展，提高建筑产业工人职业技能。
37.4.采用装配式建造施工制造方式，有效保证了施工过程的安全及产品质量。
38.5.采用装配式建造施工制造方式，解决了传统施工面临的工期长、造价高、交通压力大等问题。
附图说明
39.图1是本发明平面结构示意图。
40.图2是套筒定位板的结构示意图。
41.图3是密封柱塞连接示意图。
42.图4是钢筋与钢筋连接套筒连接示意图。
43.图5是顶部固定架示意图。
44.其中，1为套筒定位板，2为密封柱塞，3为钢筋连接套筒，4为螺栓，5为螺母，6为顶部固定架，7为主筋，8为箍筋，9为密封环。
具体实施方式
45.下面将结合具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。
46.一种采用装配式建造施工的预制墩柱钢筋笼制造方法，采用胎架、套筒定位板、密封柱塞、钢筋连接套筒、主筋、箍筋、顶部固定架等，包括如下步骤：
47.(1)对胎架进行组装，安装套筒定位板，在套筒定位板上安装密封柱塞和钢筋连接套筒；
48.(2)按照规范和设计要求制作钢筋半成品；
49.(3)将步骤(2)所得的主筋和箍筋半成品置于胎架上，其中主筋通过钢筋连接套筒进行精准定位，焊接主筋和箍筋；
50.(4)用顶部固定架将步骤(3)所得钢筋笼端头的主筋按设计精度固定，安装辅助装置；
51.步骤(1)和步骤(2)不分前后顺序；
52.步骤(2)包括如下步骤：
53.s21：采用智能棒材钢筋剪切机将钢筋原材制作成所需规格的主筋、箍筋；
54.s22：将步骤s21中加工的主筋、箍筋利用弯箍机加工成所需的半成品；需根据不同功能弯箍多种型号。
55.步骤(3)包括如下步骤：
56.s31：将s22中的主筋无缝插入钢筋连接套筒的另一端，并套上密封环；
57.s32：将s22中的箍筋按设计要求间距焊接固定在主筋上。
58.步骤(1)中，套筒定位板按照钢筋笼的主筋分布预制有多个安装孔，密封柱塞通过螺栓和螺母安装在安装孔中，将钢筋连接套筒的装配端套入密封柱塞直至钢筋连接套筒端部贴紧套筒定位板，用工具拧紧套筒定位板外侧的螺母，密封柱塞在螺栓拉力作用下向外膨胀使得密封柱塞与钢筋连接套筒内壁紧密贴合，实现对钢筋连接套筒的定位与密封。
59.步骤(1)中，密封柱塞为圆形橡胶环，螺栓穿过密封柱塞和套筒定位板的安装孔，与螺母配合；旋紧螺母，螺栓的头部与螺母的距离减小，轴向压紧密封柱塞，从而密封柱塞向外膨胀。
60.步骤(2)中，步骤s21由一人操作。
61.步骤(3)中，先安装上下面主筋和所有箍筋，然后将钢筋连接套筒与箍筋焊接连接，再安装两侧面主筋和内箍筋并与箍筋焊接连接，直至最后一个箍筋焊接完成，主筋和箍筋之间采用双面焊接。
62.步骤s31中，密封环安装于钢筋连接套筒的预埋端，防止墩柱预制时混凝土进入钢筋连接套筒。
63.步骤(3)中，箍筋搭接处进行长度不小于10d单面焊接，其中d为箍筋所用钢筋的直径。
64.步骤(4)中，辅助装置包括套筒止浆塞、柱顶部钢绞线吊点、保护层垫块、dn200排水管、防雷接端子中的一种或几种。
65.步骤(3)中，相对面的主筋同时进行组装，两端箍筋同时进行焊接作业，以提高效率。
66.利用橡胶或塑料制成的管堵将钢筋连接套筒的出浆孔和进浆孔封堵。
67.如图1所示，根据项目建设情况，钢筋笼一般为2～12m高，截面尺寸根据设计要求及受力情况选择。
68.如图2所示的套筒定位板，截面根据钢筋笼截面合理进行设计加工。
69.如图4所示，密封柱塞根据钢筋连接套筒直径合理加工制造，目前用于市政的钢筋连接套筒通常取32mm内径。
70.根据预制墩柱承载能力要求合理选择主筋和箍筋的直径。
71.如图5所示，顶部固定架需结合主筋顶部及盖梁底部钢筋连接套筒的间距精确加工制作。
72.本发明钢筋笼制作方法是先采用智能棒材剪切机、弯箍机将主筋和箍筋加工成半成品，同时采用手工刀、扳手将密封柱塞、密封环、钢筋连接套筒安装在套筒定位板上。其次安装上下面主筋，依次安装定位底部和端部箍筋并焊接；最后安装两侧面主筋，并与箍筋焊接连接，直至最后一个箍筋焊接完成，再安装端部顶部固定架，确保每根主筋的定位精准度。
73.本发明方法可靠、适应性强、智能化程度高，具有降低成本、增强生产能力、提高产
品质量、保证施工安全、助力行业转型升级等优点。
74.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种采用装配式建造施工的预制墩柱钢筋笼制造方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)对胎架进行组装，安装套筒定位板，在套筒定位板上安装密封柱塞和钢筋连接套筒；(2)按照规范和设计要求制作钢筋半成品；(3)将步骤(2)所得的主筋和箍筋半成品置于胎架上，其中主筋通过钢筋连接套筒进行精准定位，焊接主筋和箍筋；(4)用顶部固定架将步骤(3)所得钢筋笼端头的主筋按设计精度固定，安装辅助装置；步骤(1)和步骤(2)不分前后顺序；步骤(2)包括如下步骤：s21：采用智能棒材钢筋剪切机将钢筋原材制作成所需规格的主筋、箍筋；s22：将步骤s21中加工的主筋、箍筋利用弯箍机加工成所需的半成品；步骤(3)包括如下步骤：s31：将s22中的主筋无缝插入钢筋连接套筒的另一端，并套上密封环；s32：将s22中的箍筋按设计要求间距焊接固定在主筋上。2.按照权利要求1所述的一种采用装配式建造施工的预制墩柱钢筋笼制造方法，其特征在于：步骤(1)中，套筒定位板按照钢筋笼的主筋分布预制有多个安装孔，密封柱塞通过螺栓和螺母安装在安装孔中，将钢筋连接套筒的装配端套入密封柱塞直至钢筋连接套筒端部贴紧套筒定位板，用工具拧紧套筒定位板外侧的螺母，密封柱塞在螺栓拉力作用下向外膨胀使得密封柱塞与钢筋连接套筒内壁紧密贴合，实现对钢筋连接套筒的定位与密封。3.按照权利要求1所述的一种采用装配式建造施工的预制墩柱钢筋笼制造方法，其特征在于：步骤(1)中，密封柱塞为圆形橡胶环，螺栓穿过密封柱塞和套筒定位板的安装孔，与螺母配合；旋紧螺母，螺栓的头部与螺母的距离减小，轴向压紧密封柱塞，从而密封柱塞向外膨胀。4.按照权利要求1所述的一种采用装配式建造施工的预制墩柱钢筋笼制造方法，其特征在于：步骤(2)中，步骤s21由一人操作。5.按照权利要求1所述的一种采用装配式建造施工的预制墩柱钢筋笼制造方法，其特征在于：步骤(3)中，先安装上下面主筋和所有箍筋，然后将钢筋连接套筒与箍筋焊接连接，再安装两侧面主筋和内箍筋并与箍筋焊接连接，直至最后一个箍筋焊接完成，主筋和箍筋之间采用双面焊接。6.按照权利要求1所述的一种采用装配式建造施工的预制墩柱钢筋笼制造方法，其特征在于：步骤s31中，密封环安装于钢筋连接套筒的预埋端，防止墩柱预制时混凝土进入钢筋连接套筒。7.按照权利要求1所述的一种采用装配式建造施工的预制墩柱钢筋笼制造方法，其特征在于：步骤(3)中，箍筋搭接处进行长度不小于10d单面焊接，其中d为箍筋所用钢筋的直径。8.按照权利要求1所述的一种采用装配式建造施工的预制墩柱钢筋笼制造方法，其特征在于：步骤(4)中，辅助装置包括套筒止浆塞、柱顶部钢绞线吊点、保护层垫块、dn200排水管、防雷接端子中的一种或几种。9.按照权利要求1所述的一种采用装配式建造施工的预制墩柱钢筋笼制造方法，其特
征在于：步骤(3)中，相对面的主筋同时进行组装，两端箍筋同时进行焊接作业，以提高效率。10.按照权利要求1所述的一种采用装配式建造施工的预制墩柱钢筋笼制造方法，其特征在于：利用橡胶或塑料制成的管堵将钢筋连接套筒的出浆孔和进浆孔封堵。

技术总结
本发明涉及一种采用装配式建造施工的预制墩柱钢筋笼制造方法，包括如下步骤：(1)对胎架进行组装，安装套筒定位板，在套筒定位板上安装密封柱塞和钢筋连接套筒；(2)按照规范和设计要求制作钢筋半成品；(3)将步骤(2)所得的主筋和箍筋半成品置于胎架上，其中主筋通过钢筋连接套筒进行精准定位，焊接主筋和箍筋；(4)用顶部固定架将步骤(3)所得钢筋笼端头的主筋按设计精度固定，安装辅助装置；步骤(1)和步骤(2)不分前后顺序。本发明方法可靠、适应性强、智能化程度高，具有降低成本、增强生产能力、提高产品质量、保证施工安全、助力行业转型升级等优点，属于装配式建造、智能建造技术领域。智能建造技术领域。智能建造技术领域。


技术研发人员：刘世辉 吴奎 吴郁华 陆文胜 李建明 余汉国 黄国天 李建军 徐嘉乐 李依灵 肖少玲
受保护的技术使用者：广州市市政工程机械施工有限公司
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/9/23