鋼筋下料利用率的提高探析

鋼筋下料利用率的提高探析

摘 要：具體工程實踐中，可由施工圖預算長度，得出鋼筋下料長度。繼而採用正確的方法，對剩餘鋼筋進行處理和利用，以對料頭佔比進行有效控制，使下料過程中鋼筋能夠得到充分利用。本文依據具體工程案例，結合以往施工經驗，對施工過程進行合理規劃和部署，對鋼筋連接和焊接損失長度進行有效考量，減少不必要的材料浪費，以節約施工成本，最大程度保障工程效益。

關鍵詞：鋼筋下料 利用率 智能篩 優化

1 前言

項目工程施工中的鋼筋用量比較大。縱觀近年來的鋼筋下料方法，仍然多依從於經驗進行下料配表，對鋼材產生了嚴重的浪費，導致無用鋼材料增多，難以對多餘損耗量進行量化。這一系列問題，增加了施工單位的經濟負擔，使其在當前市場中不具備競爭優勢。研究鋼筋下料問題，提高其利用率，可使施工企業節約成本，減少不必要的資金浪費，為它開拓更加廣闊的市場競爭空間。與此同時，也能夠對剩餘鋼筋的價值進行充分考量，確定料頭佔比，縮減工程投資，以有限的成本創造出無限的工程價值。

2 工程背景

合肥城市軌道交通總體規劃線路12條，線網總長322.5公里，其中市區線路7條，全長215.3公里；市域線5條，全長107.2公里，包括一條機場專用線。其中合肥市軌道交通一號線一期工程從合肥站至徽州大道站，線路長約24.5km，共設車站23座，其中盾構區間長度約14.43km（雙線），採用鋼筋混凝土襯砌管片，錯縫拼裝，全線雙線管片環數共約19240環。其中管片採用環寬1.5m的標準環，本襯砌環為雙面楔形通用環管片，楔形環的楔形量為45mm，管片混凝土強度等級為C50；抗滲等級為P12，管片鋼筋分HPB300和HRB400(C)兩種規格，管環外徑6.0m，內徑5.4m。每環管片分6片組成，砼理論計算量為8.0m3。其中每環（A型3個、B型2個、K型1個共計6個型號）鋼筋用量約為1500kg所以鋼材用量較大。根據圖紙給出的鋼筋籠要求，主要鋼筋型號如下：HPB300級鋼筋三個型號（6.5mm、8.0mm、10.0mm、）HRB400級鋼筋9個型號（10mm、12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm、25mm、），其中HRB400級鋼筋下料過程中的利用率比較低，容易造成施工材料的浪費，不利於節約工程成本，難以實現經濟效益。可採用先進的施工方法，對下料技術和焊接工藝等進行改進，以提高鋼筋下料利用率。

3 鋼筋下料利用率低的主要原因

傳統施工觀念的制約和技術工藝水平的不足，使建築工程施工中，鋼筋下料利用率仍然比較低，對鋼材產生了嚴重的浪費，違背了當前倡導的綠色施工理念。施工單位要依據具體工程背景，對鋼筋下料利用率低的原因進行分析，如下：

3.1 未採用先進的工藝技術

通常情況下，儘量延長鋼筋的進料長度。應用該種方法，既可以保證在下料過程中少出短料，減少廢短頭數量，也可對焊接質量進行有效控制，以確保在連續接長過程中，再次實現接頭控制。然而，具體工程實踐中，鋼筋長度依工程背景而定，各工程中，所需鋼筋長度不等。應用短整尺鋼筋下料之後，短頭控制到最少或者為零。與此同時，也要優化料單，使其與具體工程背景相符合。

在專業範圍內，將數學管理工作落實到位，科學組合鋼筋下料單。完成下料單審核之後，開展下一工序。具體實施內容是組合排列相等強度和直徑的鋼筋，排列依據是由長到短。在該過程中，對相關規律進行探尋。然後開展下一步施工。

應用正確的方法制作鋼筋，對鋼筋製作過程進行嚴格控制。同一規格鋼筋的下料尺寸一般有很多。施工人員要改變傳統做法，依據組合排列規律，先進行長料截取，再進行短料截取。該方式能夠減少不必要的鋼筋浪費，在提高鋼筋下料利用率方面極為有效。

3.2 設備性能不達標

因企業內部鋼筋預製加工區已歷經4年，很多機械設備已經發生了磨損和老化，工作效率比較低，各類故障頻發。在實際使用操作過程中，列如：鋼筋切料、彎弧、彎角頭料時很容易造成加工尺寸不合格，造成鋼筋籠達不到現在施工要求，導致現場不能使用，部分不能更改鋼筋，只能作為廢料處理。

3.3 鋼筋進廠堆放問題

合肥地區普遍鋼筋長度標準為12米或9米（根據合肥地鐵2號線圖紙要求主筋尺寸7米最為節省），導致在施工過程中產生很多殘餘2米長尾料。在管片生產上能用到兩米尾料的地方只有K塊，每一環K塊與A/B兩塊比例為1比5，所以造成兩米尾料大量囤積。所以鋼筋長度與鋼筋廠家協商定製7米長度鋼筋，但是由於廠家生產與地方使用長度結合他們只生產9米鋼筋，如果定尺必須滿足一個型號一次500t。根據圖紙要求我們涉及的主筋有5個型號，假設每一個型號都定尺的話，根據我們管片廠現有鋼筋堆放場地根本達不到要求，導致不能全部定尺，所以鋼筋2米以上尾料居多。

4 提高鋼筋下料利用率的方法

依據實際工程背景，對鋼筋下料計算方法進行確定，明確鋼筋焊接設備優缺點，及相關效益。將這些內容和指標上報給單位領導，確保在鋼筋下料過程中，各項工藝、設備等配備充足，確保資金和技術人員投入。

（1）制定明確的操作規程，操作人員培訓（2）組織相關技術人員，使其積極參加到企業內部培訓中，保證對每一個鋼筋加工設備的認知和了解，（3）確保各項設備配備充足，資金到位，並對相關設備進行及時更新，保證在使用時減少誤差，減少不合格半成品變成廢品。（4）鋼筋組負責人定期召開技術會議，聘請該領域專業，嘗試應用統籌法、正負公差法和智能篩等，減少不必要的鋼筋浪費。並對焊接技術人員進行培訓，使其能夠正確應用閃光對焊機，進行鋼筋焊接；（5）按照現場施工總平面佈置圖的位置分規格對鋼筋進行堆放，對同一部位鋼筋和構件進行統一堆放，確保施工便利。

以下着重介紹“智能篩”優化下料方法：（1）採用正確的方法，分析待下料鋼筋，實現篩孔規格的自動調節，對組合方案進行初次篩選；（2）通過“智能搖篩”方法，再次優化組合初選方案，實現最終優化目標。

通常情況下，多采用9m的原材料，而待加工鋼筋的主筋尺寸是1.4米、1.5米、3.4米、3.5m、3.6米、3.7米，組合類別也比較多，優選鋼筋的方法是待加工鋼筋的組合長度不得超出原材料長度，最好與原材料長度相近。可用縫隙指代組合鋼筋總長和原材料差值。假定原材料長度是9m，某鋼筋組合是3.6m+3.7m+1.5m，總長8.8m，與9m之間存在0.2m的縫隙。傳統觀念認為，縫隙越小，即組合方案極佳。但論證結果並非如此。當原材料長度是9m，從待下料鋼筋中挑選出所有長度為4.5m的鋼筋，進行4.5m+4.5m零縫隙鋼筋組合，繼而對其餘待下料鋼筋進行組合就有很大的區別，不能保證每一個組合都能達到零縫隙。這樣也難以得出最佳優化效果。換言之，組合方案初步篩選過程中，優先篩選最小縫隙鋼筋組合，一一得出某一時刻的最優組合，但其容易導致級配不科學。依據實際情況，對篩孔大小進行合理調整，並對縫隙比篩孔小的組合進行優先篩選，得出不同整體組合結果。表明，此種優化方法不一定在每一批鋼筋中都適用。依據具體工程背景，對篩子孔徑進行合理調整，確保縫隙級配科學，得出最佳組合方案。它既能夠對篩孔大小進行智能設置，又可實現動態調節。

合理選擇搖篩方法，再次調整初選組合方案，重新選擇縫隙，實現再次優化。首先，對某一鋼筋組合進行選擇，並將其作為目標組合。在不同鋼筋組合之間進行不等長度的鋼筋置換，得出較大空隙，繼而用目標組合中的某根鋼筋對該空隙進行填充。將該方法應用到鋼筋置換過程中，直到將目標組合中的所有鋼筋填充到騰出來的空隙中，即可節約鋼筋原料。然後，再次對某鋼筋組合進行選用，並將其作為目標組合，重複應用上述方式，直至騰空目標組合中的全部鋼筋。

實際算例比較

以下我們通過一組實例説明“智能篩”下料優化效果。

鋼筋長度為9m，實際一環圖紙下料尺寸（下方表格為管片中埋18底筋、麪筋鋼筋下料尺寸）如表1：（表內尺寸為mm）

表2為智篩下料方法：

剩餘下料長度使用7米鋼筋如表：

根據上述表格中數據顯示採用該種方法，在具體工程實踐中，鋼筋下料利用率得到了明顯的提高。工藝和技術方法經改進之後，得出的實際鋼筋利用率高達是99.57%。

5 提高鋼筋下料利用率的經濟效益分析

直接效益：將優化前後的鋼筋使用量、耗電量、各人員工作量、作業時間等相關消耗指標進行對比分析，表明，使用鋼筋優化方法之後，各項技術指標都得到了相應的改進和提高，應用效果明顯。鋼筋下料任務實施過程中，資金大大節省。

間接效果：鋼筋下料利用率的提高，表明企業的在技術層面和管理層面都取得了相應的突破。與傳統管理方法和技術模式對比，極具先進性；可在工程實施中，節省鋼筋用量，避免不必要的資金、人員、設備浪費等，提高了施工單位的市場競爭力，為其開拓廣闊的市場發展空間；與業內人員的交流增多，施工過程中的創新意識也不斷增強，可對一線施工人員和技術人員起督促作用，引導他們不斷更新自己的知識結構，適應建築工程行業的快速發展；使企業各部門管理水平不斷提高，其在施工過程中，不斷採用新型設備和技術等，為自己爭取了更加廣闊的市場立足空間。

6 結語

採用正確的鋼筋下料計算方法，並依據具體工程訴求，更新施工設備，並對其進行合理運用，使以往下料過程中鋼筋利用率低的問題得到了有效改觀，其利用率甚至高達99.57%。鋼筋利用率甚至可與當前專業計算軟件得出的結果齊平。業內人士可在全國範圍內推廣提高鋼筋下料利用率的方法，使其在建築行業發展中得到廣泛應用，有效節約鋼筋材料，減少不必要的鋼筋資源浪費，與當前倡導的可持續發展理念相契合。

將新型設備和技術應用到鋼筋下料過程中，能夠對原材料、能源和勞動力等消耗問題進行有效控制，使工期不斷縮短。然而，相較於統籌法和正負公差法，該種方法在鋼筋下料計算中，使計算人員的工作量明顯增加。建築行業及相關從業人員要依據鋼筋下料要求，進行軟件研發，使其與公路橋樑工程鋼筋下料訴求相契合，簡化數據計算難度，使其真正服務於我國各工程行業，為其開拓廣闊的發展空間。

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