钢筋下料利用率的提高探析

钢筋下料利用率的提高探析

摘 要：具体工程实践中，可由施工图预算长度，得出钢筋下料长度。继而采用正确的方法，对剩余钢筋进行处理和利用，以对料头占比进行有效控制，使下料过程中钢筋能够得到充分利用。本文依据具体工程案例，结合以往施工经验，对施工过程进行合理规划和部署，对钢筋连接和焊接损失长度进行有效考量，减少不必要的材料浪费，以节约施工成本，最大程度保障工程效益。

关键词：钢筋下料 利用率 智能筛 优化

1 前言

项目工程施工中的钢筋用量比较大。纵观近年来的钢筋下料方法，仍然多依从于经验进行下料配表，对钢材产生了严重的浪费，导致无用钢材料增多，难以对多余损耗量进行量化。这一系列问题，增加了施工单位的经济负担，使其在当前市场中不具备竞争优势。研究钢筋下料问题，提高其利用率，可使施工企业节约成本，减少不必要的资金浪费，为它开拓更加广阔的市场竞争空间。与此同时，也能够对剩余钢筋的价值进行充分考量，确定料头占比，缩减工程投资，以有限的成本创造出无限的工程价值。

2 工程背景

合肥城市轨道交通总体规划线路12条，线网总长322.5公里，其中市区线路7条，全长215.3公里；市域线5条，全长107.2公里，包括一条机场专用线。其中合肥市轨道交通一号线一期工程从合肥站至徽州大道站，线路长约24.5km，共设车站23座，其中盾构区间长度约14.43km（双线），采用钢筋混凝土衬砌管片，错缝拼装，全线双线管片环数共约19240环。其中管片采用环宽1.5m的标准环，本衬砌环为双面楔形通用环管片，楔形环的楔形量为45mm，管片混凝土强度等级为C50；抗渗等级为P12，管片钢筋分HPB300和HRB400(C)两种规格，管环外径6.0m，内径5.4m。每环管片分6片组成，砼理论计算量为8.0m3。其中每环（A型3个、B型2个、K型1个共计6个型号）钢筋用量约为1500kg所以钢材用量较大。根据图纸给出的钢筋笼要求，主要钢筋型号如下：HPB300级钢筋三个型号（6.5mm、8.0mm、10.0mm、）HRB400级钢筋9个型号（10mm、12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm、25mm、），其中HRB400级钢筋下料过程中的利用率比较低，容易造成施工材料的浪费，不利于节约工程成本，难以实现经济效益。可采用先进的施工方法，对下料技术和焊接工艺等进行改进，以提高钢筋下料利用率。

3 钢筋下料利用率低的主要原因

传统施工观念的制约和技术工艺水平的不足，使建筑工程施工中，钢筋下料利用率仍然比较低，对钢材产生了严重的浪费，违背了当前倡导的绿色施工理念。施工单位要依据具体工程背景，对钢筋下料利用率低的原因进行分析，如下：

3.1 未采用先进的工艺技术

通常情况下，尽量延长钢筋的进料长度。应用该种方法，既可以保证在下料过程中少出短料，减少废短头数量，也可对焊接质量进行有效控制，以确保在连续接长过程中，再次实现接头控制。然而，具体工程实践中，钢筋长度依工程背景而定，各工程中，所需钢筋长度不等。应用短整尺钢筋下料之后，短头控制到最少或者为零。与此同时，也要优化料单，使其与具体工程背景相符合。

在专业范围内，将数学管理工作落实到位，科学组合钢筋下料单。完成下料单审核之后，开展下一工序。具体实施内容是组合排列相等强度和直径的钢筋，排列依据是由长到短。在该过程中，对相关规律进行探寻。然后开展下一步施工。

应用正确的方法制作钢筋，对钢筋制作过程进行严格控制。同一规格钢筋的下料尺寸一般有很多。施工人员要改变传统做法，依据组合排列规律，先进行长料截取，再进行短料截取。该方式能够减少不必要的钢筋浪费，在提高钢筋下料利用率方面极为有效。

3.2 设备性能不达标

因企业内部钢筋预制加工区已历经4年，很多机械设备已经发生了磨损和老化，工作效率比较低，各类故障频发。在实际使用操作过程中，列如：钢筋切料、弯弧、弯角头料时很容易造成加工尺寸不合格，造成钢筋笼达不到现在施工要求，导致现场不能使用，部分不能更改钢筋，只能作为废料处理。

3.3 钢筋进厂堆放问题

合肥地区普遍钢筋长度标准为12米或9米（根据合肥地铁2号线图纸要求主筋尺寸7米最为节省），导致在施工过程中产生很多残余2米长尾料。在管片生产上能用到两米尾料的地方只有K块，每一环K块与A/B两块比例为1比5，所以造成两米尾料大量囤积。所以钢筋长度与钢筋厂家协商定制7米长度钢筋，但是由于厂家生产与地方使用长度结合他们只生产9米钢筋，如果定尺必须满足一个型号一次500t。根据图纸要求我们涉及的主筋有5个型号，假设每一个型号都定尺的话，根据我们管片厂现有钢筋堆放场地根本达不到要求，导致不能全部定尺，所以钢筋2米以上尾料居多。

4 提高钢筋下料利用率的方法

依据实际工程背景，对钢筋下料计算方法进行确定，明确钢筋焊接设备优缺点，及相关效益。将这些内容和指标上报给单位领导，确保在钢筋下料过程中，各项工艺、设备等配备充足，确保资金和技术人员投入。

（1）制定明确的操作规程，操作人员培训（2）组织相关技术人员，使其积极参加到企业内部培训中，保证对每一个钢筋加工设备的认知和了解，（3）确保各项设备配备充足，资金到位，并对相关设备进行及时更新，保证在使用时减少误差，减少不合格半成品变成废品。（4）钢筋组负责人定期召开技术会议，聘请该领域专业，尝试应用统筹法、正负公差法和智能筛等，减少不必要的钢筋浪费。并对焊接技术人员进行培训，使其能够正确应用闪光对焊机，进行钢筋焊接；（5）按照现场施工总平面布置图的位置分规格对钢筋进行堆放，对同一部位钢筋和构件进行统一堆放，确保施工便利。

以下着重介绍“智能筛”优化下料方法：（1）采用正确的方法，分析待下料钢筋，实现筛孔规格的自动调节，对组合方案进行初次筛选；（2）通过“智能摇筛”方法，再次优化组合初选方案，实现最终优化目标。

通常情况下，多采用9m的原材料，而待加工钢筋的主筋尺寸是1.4米、1.5米、3.4米、3.5m、3.6米、3.7米，组合类别也比较多，优选钢筋的方法是待加工钢筋的组合长度不得超出原材料长度，最好与原材料长度相近。可用缝隙指代组合钢筋总长和原材料差值。假定原材料长度是9m，某钢筋组合是3.6m+3.7m+1.5m，总长8.8m，与9m之间存在0.2m的缝隙。传统观念认为，缝隙越小，即组合方案极佳。但论证结果并非如此。当原材料长度是9m，从待下料钢筋中挑选出所有长度为4.5m的钢筋，进行4.5m+4.5m零缝隙钢筋组合，继而对其余待下料钢筋进行组合就有很大的区别，不能保证每一个组合都能达到零缝隙。这样也难以得出最佳优化效果。换言之，组合方案初步筛选过程中，优先筛选最小缝隙钢筋组合，一一得出某一时刻的最优组合，但其容易导致级配不科学。依据实际情况，对筛孔大小进行合理调整，并对缝隙比筛孔小的组合进行优先筛选，得出不同整体组合结果。表明，此种优化方法不一定在每一批钢筋中都适用。依据具体工程背景，对筛子孔径进行合理调整，确保缝隙级配科学，得出最佳组合方案。它既能够对筛孔大小进行智能设置，又可实现动态调节。

合理选择摇筛方法，再次调整初选组合方案，重新选择缝隙，实现再次优化。首先，对某一钢筋组合进行选择，并将其作为目标组合。在不同钢筋组合之间进行不等长度的钢筋置换，得出较大空隙，继而用目标组合中的某根钢筋对该空隙进行填充。将该方法应用到钢筋置换过程中，直到将目标组合中的所有钢筋填充到腾出来的空隙中，即可节约钢筋原料。然后，再次对某钢筋组合进行选用，并将其作为目标组合，重复应用上述方式，直至腾空目标组合中的全部钢筋。

实际算例比较

以下我们通过一组实例说明“智能筛”下料优化效果。

钢筋长度为9m，实际一环图纸下料尺寸（下方表格为管片中埋18底筋、面筋钢筋下料尺寸）如表1：（表内尺寸为mm）

表2为智筛下料方法：

剩余下料长度使用7米钢筋如表：

根据上述表格中数据显示采用该种方法，在具体工程实践中，钢筋下料利用率得到了明显的提高。工艺和技术方法经改进之后，得出的实际钢筋利用率高达是99.57%。

5 提高钢筋下料利用率的经济效益分析

直接效益：将优化前后的钢筋使用量、耗电量、各人员工作量、作业时间等相关消耗指标进行对比分析，表明，使用钢筋优化方法之后，各项技术指标都得到了相应的改进和提高，应用效果明显。钢筋下料任务实施过程中，资金大大节省。

间接效果：钢筋下料利用率的提高，表明企业的在技术层面和管理层面都取得了相应的突破。与传统管理方法和技术模式对比，极具先进性；可在工程实施中，节省钢筋用量，避免不必要的资金、人员、设备浪费等，提高了施工单位的市场竞争力，为其开拓广阔的市场发展空间；与业内人员的交流增多，施工过程中的创新意识也不断增强，可对一线施工人员和技术人员起督促作用，引导他们不断更新自己的知识结构，适应建筑工程行业的快速发展；使企业各部门管理水平不断提高，其在施工过程中，不断采用新型设备和技术等，为自己争取了更加广阔的市场立足空间。

6 结语

采用正确的钢筋下料计算方法，并依据具体工程诉求，更新施工设备，并对其进行合理运用，使以往下料过程中钢筋利用率低的问题得到了有效改观，其利用率甚至高达99.57%。钢筋利用率甚至可与当前专业计算软件得出的结果齐平。业内人士可在全国范围内推广提高钢筋下料利用率的方法，使其在建筑行业发展中得到广泛应用，有效节约钢筋材料，减少不必要的钢筋资源浪费，与当前倡导的可持续发展理念相契合。

将新型设备和技术应用到钢筋下料过程中，能够对原材料、能源和劳动力等消耗问题进行有效控制，使工期不断缩短。然而，相较于统筹法和正负公差法，该种方法在钢筋下料计算中，使计算人员的工作量明显增加。建筑行业及相关从业人员要依据钢筋下料要求，进行软件研发，使其与公路桥梁工程钢筋下料诉求相契合，简化数据计算难度，使其真正服务于我国各工程行业，为其开拓广阔的发展空间。

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