一、钢筋加工流程及其内容

钢筋是水利工程施工重要的材料，在使用前必须加工制作。作为水利工程第一线的技术员和管理者，施工员要将钢筋加工表与设计图复核，检查下料表是否有错误，对每种钢筋要按下料表检查是否达到要求，经过检查后，再按下料表放出实样，试制合格后方可成批制作，加工完成的钢筋应挂牌标识，堆放整齐有序。

钢筋的加工流程包括调直、除锈、剪切、弯曲等。

（一）钢筋调直

1．钢筋调直的要求

钢筋调直应符合下列要求：

（1）钢筋表面应洁净，使用前表面应无油渍、漆皮、锈皮等。

（2）钢筋应平直，无局部弯曲，钢筋中心线同直线的偏差不超过其全长的1%。成盘的钢筋或弯曲的钢筋均应调直后才允许使用。

（3）钢筋调直后其表面伤痕不得使钢筋截面积减少5%以上。

2．钢筋调直的方式

（1）人工调直。

①钢筋人工调直通常使用蛇形管调直架。钢筋穿过蛇形管，用人力向前牵引，即可将钢筋基本调直，如图5-1所示，局部弯曲处可用小锤加以平直。冷拔低碳钢丝还可通过夹轮牵引调直架进行调直，如图5-2所示。

图5-1　蛇形管调直架

图5-2　夹轮牵引调直架

（2）盘圆钢筋人工调直。通常使用绞磨拉直钢筋装置来进行盘圆钢筋人工调直，如图5-3所示。

图5-3　绞磨拉直钢筋装置

（3）粗钢筋人工调直。利用手工扳子将钢筋弯曲并基本矫直，如图5-4所示。也可手持直段钢筋作为力臂，直接将钢筋弯曲处放在扳柱间扳直，然后将基本矫直的钢筋放在铁砧上，用锤敲直，如图5-5所示。

图5-4　人工矫直钢筋

图5-5　人工敲直钢筋

2．机械调直

如图5-6所示为GT1.6/4型钢筋调直切断机。

图5-6　GT1.6/4型钢筋调直切断机

操作钢筋调直切断机时的注意事项如下。

（1）按所需调直钢筋的直径选用适当的调直模、送料、牵引轮槽及速度，调直模的孔径应比钢筋直径大2～5mm，调直模的大口应面向钢筋进入的方向。

（2）必须注意调整调直模。

（3）切断3～4根钢筋后，停机检查其长度是否合适。

（4）导向套前部，应安装一根长度为1m左右的钢管。

（5）在调直过程中不应任意调整传送压辊的水平装置。

（6）盘条放在放盘架上要平稳。

（7）已调直的钢筋应按级别、直径、长短、根数分别堆放。

（二）钢筋除锈

1．钢筋除锈的方法

钢筋除锈方法有以下三种。

①手工除锈，如钢丝刷、砂堆、麻袋砂包、砂盘等除锈。

②机械除锈。

③在钢筋其他加工工序中同时除锈，如在冷拉、调直过程中除锈。图5-7为固定式除锈机。

图5-7　固定式除锈机

2．操作除锈机时的注意事项

（1）操作人员起动除锈机，将钢筋放平握紧，侧身送料，禁止在除锈机的正前方站人。钢筋与钢丝刷的松紧度要适当，过紧会使钢丝刷损坏，过松则影响除锈效果。

（2）钢丝刷转动时不可在附近清扫锈屑。

（3）严禁将已弯曲成型的钢筋在除锈机上除锈，弯度大的钢筋宜在基本调直后再进行除锈。在整根长的钢筋除锈时，一般由两人进行操作，且两人要紧密配合，互相呼应。

（4）对于有起层锈片的钢筋，应先用小锤敲击，使锈片剥落干净，再除锈。如果钢筋表面的麻坑、斑点以及锈皮已经损伤钢筋的截面，那么在使用前应该鉴定是否需要降级使用或另作其他处理。

（5）使用前应特别注意检查电气设备的绝缘及接地是否良好，确保操作安全。

（6）应经常检查钢丝刷的固定螺丝有无松动，转动部分的润滑情况是否良好。

（7）检查封闭式防尘罩装置及排尘设备是否处于良好和有效状态，并按规定清扫防护罩中的锈尘。

（三）钢筋剪切

钢筋剪切是按下料长度进行剪切。钢筋切断有人工剪断、机械切断、氧气切割等方法。

钢筋切断机（图5-8）是用来把钢筋原材料或已调直的钢筋切断的机器，主要有机械式、液压式和手持式。

图5-8　钢筋切断机

（四）钢筋弯曲

钢筋弯曲时应按弯曲设备的特点及工地习惯进行画线，以便弯曲成所规定的尺寸，钢筋弯曲调整值与钢筋直径、弯曲角度等有关。

钢筋弯曲成型有手工弯曲成型和机械弯曲成型两种方式。

1．手工弯曲成型

（1）手工弯曲成型装置。手工弯曲成型装置如图5-9所示。

图5-9　手工弯曲成型装置（单位：mm）

（2）手工弯制作业。

①准备工作。②划线：一般划线方法是在划弯曲钢筋分段尺寸时，将不同角度的长度调整值在弯曲操作方向相反的一侧长度内扣除，画上分段尺寸线，这条线称为弯曲点线。③试弯。④弯曲成型。

扳子和扳柱之间必须保持一定的距离，这段距离称为扳距，弯曲角度与扳距的关系见表5-1。

表5-1　弯曲角度与扳距的关系表

2．机械弯曲成型

机械弯曲由钢筋弯曲机完成。钢筋弯曲机（图5-10）由电动机、工作盘、插入座、涡轮、蜗杆、皮带机、齿轮和滚轴等组成，也可以在底部装设行走轮，便于移动。

图5-10　钢筋弯曲机

二、钢筋的配料和代换

钢筋加工前直线下料，如果下料长度按钢筋外包尺寸的总和来计算，则加工后的钢筋尺寸将大于设计要求的外包尺寸或者弯钩平直段太长，因而造成材料浪费。这是由于钢筋弯曲时外皮伸长、内皮缩短，只有中轴线长度不变。按外包尺寸的总和下料是不准确的，只有按钢筋轴线长度尺寸下料加工，才能使加工后的钢筋形状、尺寸符合设计要求。

（一）钢筋下料长度

1．钢筋长度

施工图（钢筋图）中的钢筋长度是指钢筋外缘至外缘之间的长度，即外包尺寸。

2．混凝土保护层厚度

混凝土保护层厚度是指受力钢筋外缘至混凝土表面的距离。其作用是保护钢筋在混凝土中不被锈蚀。

3．钢筋接头增加值

钢筋绑扎接头的最小搭接长度见表5-2，钢筋对焊长度损失值见表5-3，钢筋搭接焊最小搭接长度见表5-4。

表5-2　钢筋绑扎接头的最小搭接长度

表5-3　钢筋对焊长度损失值（单位：mm）

表5-4　钢筋搭接焊最小搭接长度

4．钢筋弯曲调整长度

（1）弯钩增加长度。根据规定Ⅰ级钢筋两端做180°弯钩，其弯曲直径D=2.5d，平直部分为3d（手工弯钩为1.75d），如图5-11所示。量度方法以外包尺寸度量，其每个弯钩的增加长度为：

EF=ABC+EC-AF

=1/2π（D+d）+3d-（1/2D+d）

=0.5π（2.5d+d）+3d-（0.5×2.5d+d）

=6.25d

同理可得，135°斜弯钩每个弯钩的增加长度为5d。

图5-11　钢筋弯曲180°尺寸图

（2）弯折减少长度。90°弯折时按施工规范有两种情况，如图5-12所示。

ABC-A′ C′ -C′B′=1/4π（D+d）-2（0.5D+d） = -（0.215D+ 1.215d）

①Ⅰ级钢筋弯曲直径D=2.5d时，其值为-1.75d。

②Ⅱ级钢筋弯曲直径D=4d时，其值为-2.07d。

为计算方便，两者都取其近似值-2d。

图5-12　钢筋完全90°尺寸图

同理可得45°、60°、135°弯折的减少长度分别为-0.5d、-0.85d、-2.5d。

一般将箍筋的弯钩增加长度、弯折减少长度两项合并为箍筋调整值，见表5-5。

表5-5　箍筋调整值（单位：mm）

5．钢筋下料长度计算

直钢筋下料长度=构件长度+钢筋搭接长度-保护层厚度+弯钩增加长度

弯起钢筋下料长度=直段长度+斜段长度+钢筋搭接长度-弯折减少长度+弯钩增加长度

箍筋下料长度=直段长度+弯钩增加长度-弯折减少长度=箍筋周长+箍筋调整值

（二）钢筋配料

钢筋配料是依据钢筋表合理安排同规格、同材质的下料，使钢筋的出厂规格和长度能够充分利用，或使库存各种规格和长度的钢筋得以充分利用。

1．归整相同规格和材质的钢筋

下料长度计算完毕后，把相同规格和材质的钢筋进行归整和组合，同时根据现有钢筋的长度和能够采购到的钢筋长度进行组合加工。

2．合理利用钢筋的接头位置

对有接头的配料，在满足构件中接头的对焊或搭接长度，接头错开的前提下，必须根据钢筋原材料的长度来考虑接头的布置。

3．钢筋配料的注意事项

（1）配料计算时，要考虑钢筋的形状和尺寸，在满足设计要求的前提下，要有利于加工安装。

（2）配料时，要考虑施工需要的附加钢筋。

①根据钢筋下料长度计算结果和选择配料后，汇总编制钢筋配单。

②钢筋配料单中必须反映工程部位、构件名称、钢筋编号、钢筋简图及尺寸、钢筋直径、钢号、数量、下料长度、钢筋重量等信息。

（3）料牌：将每一编号的钢筋制作一块料牌作为钢筋加工的依据，并在安装中作为区别各工程部位、构件和各种编号钢筋的标志，如图5-13所示。

图5-13　料牌

（三）钢筋代换

钢筋代换的原则必须遵循等承载力设计值的原则，并满足构造要求。主要方法如下。

当施工图设计钢筋强度（设计强度f_y1）与代换钢筋强度（设计强度f_y2）不同时，应使代换后钢筋的总承载力设计值不小于原设计钢筋的总承载力设计值：

A_s1×f_y1≤A_s2×f_y2

其中：

A_s1=n₁×π×(d₁)^² / 4（原设计钢筋总截面积）

A_s2=n₂×π×(d₂)^² / 4（代换钢筋总截面积）

代入上式得实用公式：

n₁×d₁^² ×f_y1≤n₂×d₂^²×f_y2

式中：

n₁——原设计（施工图）钢筋根数

n_2——代换钢筋根数

d_1——原设计钢筋直径（mm）

d_2——代换钢筋直径（mm）

f_y1——原设计钢筋抗拉强度设计值（N/mm²）

f_y2——代换钢筋抗拉强度设计值（N/mm²）

2．等面积代换

当代换钢筋与设计钢筋的牌号（钢号）和强度等级相同时（即f_y1＝f_y2），只需使代换钢筋的总截面积不小于原设计钢筋的总截面积：

A_s1≤A_s2

代入面积公式得实用公式：

　n₁×d₁^² ≤n₂×d₂^²

式中符号含义同“等强度代换”。

3．钢筋代换注意事项

以另一种牌号（钢号）、直径或强度等级的钢筋代替设计文件中规定的钢筋，必须遵守以下规定，并应征得设计单位同意，办理设计变更文件。

（1）承载力与构造首要原则。

①必须按钢筋承载力设计值相等的原则进行代换计算（即遵循上述等强度代换或等面积代换原则）。

②代换后，必须满足结构设计规定的钢筋间距、锚固长度、最小钢筋直径、保护层厚度等构造要求。

③必须验算代换后的最小配筋率是否仍满足规范要求。 这是容易被忽视的关键点。

（2）高强钢筋代换方法。当采用高强度钢筋代换低强度钢筋（如用HRB400代换HPB300）时，宜优先采用改变钢筋直径的方法来满足等强要求，不宜采用减少钢筋根数的方法来减少总截面积（这可能导致间距过大或最小配筋率不足）。

特别注意：用高强钢筋代换低强钢筋后，应验算构件的裂缝宽度和挠度是否仍能满足设计要求，尤其是对裂缝和变形控制较严的构件。

（3）同钢号直径代换。当采用同钢号（同牌号、同强度等级）钢筋进行直径代换时，代换钢筋的直径与原设计钢筋直径的差值不宜过大（规范推荐范围通常为不超过4mm或不超过原直径的一级）。变更后钢筋的总截面面积与原设计文件规定的总截面面积之比不得小于98%，且不宜大于103%（即尽可能接近，避免截面变化过大影响受力性能和构造）。代换方案需经设计单位确认。

（4）主筋代换方式。设计主筋需要采用同钢号钢筋代换时，为尽量保持配筋连续性，应保持主筋间距不变，可采用直径比设计钢筋直径大一级和小一级的两种规格钢筋，按设计间距间隔配置进行代换，使总截面积满足要求。

（5）重要构件要求。对于重要受力构件（如吊车梁、薄腹梁、桁架下弦等）或承受动力荷载的构件，钢筋代换应特别慎重，需进行更详细的验算，并必须取得设计单位的书面认可。

三、钢筋进场验收及贮存

钢筋对结构的承载力至关重要，钢筋的质量直接影响结构的安全，把好钢筋材料进场关，是每一位水利工程施工员都应该且必须做到的。

（一）钢筋进场验收

钢筋进场应具有出厂证明书或试验报告单，且每捆（盘）钢筋应有标牌。同时应按有关标准和规定进行外观检查和分批作力学性能试验，若钢筋在使用时，如发现脆断、焊接性能不良或机械性能显著不正常等，则应进行钢筋化学成分检验。

1．外观检查

钢筋外观检查要求见表5-6。

表5-6　　钢筋外观检查要求

2．验收要求

钢筋、钢丝、钢绞线的验收要求和方法见表5-7。

表5-7　钢筋、钢丝、钢绞线的验收要求和方法

注：拉力试验包括屈服点、抗拉强度和伸长率三个指标。

3． 检验要求

若有一个试样一项试验指标不合格，则另取双倍数量的试样进行复检，若仍有一个试样不合格，则该批钢筋不予验收。

（二）钢筋贮存

（1）钢筋进场后，必须严格按批分等级、牌号、直径、长度挂牌存放，不得混淆。

（2）钢筋应尽量堆入仓库或料棚内。

（3）钢筋堆放时，下部应垫高，离地至少20cm高，以防钢筋锈蚀。

（4）在堆场周围应挖排水沟，以利泄水。