主 编：高文安 杨 庚 副主编：陈建军 马晋芳 贾 瑜

1. 主 编：高文安 杨 庚 副主编：陈建军 马晋芳 贾 瑜 建筑施工机械（第2版） JIAN ZHU SHI GONG JI XIE 9 钢筋机械

2. 2 9.2 钢筋冷加工机械 3 4 5 9.3 钢筋成型机械 9.4 钢筋连接机械 9.5 预应力张拉机械 目 录 9 钢筋机械 1 9.1 概述

3. 9 钢筋机械 • 【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。

4. 9.1 概述 9.1 概述

5. 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。

6. 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。

7. 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。

8. 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. 9.2 钢筋冷加工机械 9.2 钢筋冷加工机械

10. 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。

11. 9.2.1 人工定额的编制 9.2 钢筋冷加工机械 • 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。

12. 9.2 钢筋冷加工机械 • 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：

13. 9.2 钢筋冷加工机械 • 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。

14. 9.2.2 钢筋冷拉机 9.2 钢筋冷加工机械 • 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。

15. 9.2 钢筋冷加工机械 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

16. 9.2 钢筋冷加工机械 • 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。

17. 9.2 钢筋冷加工机械 • 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。

18. 9.2 钢筋冷加工机械 • 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。

19. 9.2 钢筋冷加工机械 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

20. 9.2 钢筋冷加工机械 • 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。

21. 9.2 钢筋冷加工机械 • 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。

22. 9.2 钢筋冷加工机械 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

23. 9.2 钢筋冷加工机械 • 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。

24. 9.2 钢筋冷加工机械 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

25. 9.2 钢筋冷加工机械 • 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。

26. 9.2 钢筋冷加工机械 • （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。

27. 9.2.3 钢筋冷拔机 9.2 钢筋冷加工机械 • 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。

28. 9.2 钢筋冷加工机械 • 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。

29. 9.2 钢筋冷加工机械 • 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。

30. 9.2 钢筋冷加工机械 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

31. 9.2 钢筋冷加工机械 • 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。

32. 9.2 钢筋冷加工机械 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

33. 9.2.4 钢筋冷轧工艺 9.2 钢筋冷加工机械 • 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。

34. 9.2 钢筋冷加工机械 • 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。

35. 9.2 钢筋冷加工机械 • 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。

36. 9.2 钢筋冷加工机械 图9.7 冷轧带肋钢筋轧制生产工艺

37. 9.2 钢筋冷加工机械 • （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）

38. 9.2 钢筋冷加工机械 图9.8 冷轧带肋钢筋拉拔生产工艺

39. 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 钢筋成型机械

40. 9.3.1 钢筋调直切断机 9.3 钢筋成型机械 • 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。

41. 9.3 钢筋成型机械 • 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

42. 9.3 钢筋成型机械 • 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。

43. 9.3 钢筋成型机械 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

44. 9.3 钢筋成型机械 • 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。

45. 9.3 钢筋成型机械 • 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。

46. 9.3 钢筋成型机械 • 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。

47. 9.3 钢筋成型机械 • 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。

48. 9.3 钢筋成型机械 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

49. 9.3 钢筋成型机械 • 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。

50. 9.3 钢筋成型机械 • （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。