鋼結(jié)構(gòu)工廠化預(yù)制與施工現(xiàn)場預(yù)制安裝的對比

石廣湖 劉小平 莫健(中國石油天然氣第六建設(shè)公司 廣西 541004)

一、前言

安裝化工鋼結(jié)構(gòu)的過程中，經(jīng)常會遇到因環(huán)境、工程地點(diǎn)、工程要求等方面的問題，而選擇采用工廠化預(yù)制或現(xiàn)場預(yù)制安裝的措施。兩種鋼結(jié)構(gòu)的安裝方式哪一種更能提高安裝效率，讓我們做一個簡單的討論。

鋼結(jié)構(gòu)所用的材料比較單一而且是成材，加工比較簡便且易使用機(jī)械操作。因此，大量的鋼結(jié)構(gòu)一般在專業(yè)化的金屬結(jié)構(gòu)廠做成構(gòu)件，精確度較高。構(gòu)件在工地拼裝，可以采用安設(shè)簡便的普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓，有時還可以在地面拼裝和焊接成較大的單元再行吊裝，以縮短施工周期。小量的鋼結(jié)構(gòu)和輕鋼屋架，也可以在現(xiàn)場就地制造，隨即用簡便機(jī)具吊裝。此外，對已建成的鋼結(jié)構(gòu)也比較容易進(jìn)行改建和加固，用螺栓連接的結(jié)構(gòu)還可以根據(jù)需要進(jìn)行拆遷。

二、工廠化預(yù)制與現(xiàn)場預(yù)制安裝共同點(diǎn)及要求

1.施工準(zhǔn)備

施工前組織相關(guān)技術(shù)人員及時熟悉設(shè)計的施工藍(lán)圖、節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)圖集及構(gòu)件加工廠提供的二次設(shè)計圖。并進(jìn)行圖紙會審，使圖紙存在的問題在施工之前解決。根據(jù)圖紙及施工規(guī)范的要求由施工技術(shù)人員詳細(xì)地向作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底，使所有施工作業(yè)人員熟悉安裝偏差的控制要求，了解設(shè)計的意圖。確保為施工創(chuàng)造一個良好的開端。

2.材料驗收

鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制程度比較深，所使用材料的生產(chǎn)精度及質(zhì)量合格與否是工程安裝進(jìn)度和安裝難易度的決定性因素。

驗收及管理主要包括以下幾項內(nèi)容：

（1）鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制廠生產(chǎn)預(yù)制的構(gòu)件運(yùn)至施工現(xiàn)場后，進(jìn)行合理堆放，避免產(chǎn)生不必要的二次搬運(yùn)；

（2）出廠構(gòu)件應(yīng)符合設(shè)計要求并具備完整的檢驗資料及產(chǎn)品合格證，內(nèi)容包括：1)原材料質(zhì)量證明文件，試驗、復(fù)驗報告；2)零部件、構(gòu)件的產(chǎn)品檢驗記錄；3)焊接質(zhì)量無損檢測報告；4)高強(qiáng)度螺栓抗滑移系數(shù)試驗報告；5)防腐涂料涂裝檢驗記錄。

（3）對照加工廠提供的設(shè)計圖紙對產(chǎn)品進(jìn)行實物驗收，構(gòu)件的實際尺寸應(yīng)符合安裝要求。

（4）在高強(qiáng)度螺栓連接處的鋼板表面應(yīng)平整、無焊接飛濺、無毛刺、無油污。對摩擦面應(yīng)采取保護(hù)措施，嚴(yán)禁在高強(qiáng)螺栓連接處摩擦面上作任何標(biāo)志。

（5）高強(qiáng)度螺栓連接副必須有出廠質(zhì)量保證書并隨箱帶有扭矩系數(shù)和緊固軸力（預(yù)拉力）的檢驗報告；驗收合格的高強(qiáng)度螺栓連接副應(yīng)按包裝箱上注明的批號、規(guī)格分類保管，室內(nèi)存放，堆放不宜過高，防止生銹和沾染臟物。安裝使用前嚴(yán)禁任意開箱。在運(yùn)輸、保管過程中，應(yīng)輕裝、輕卸，防止損傷螺紋。

3.基礎(chǔ)驗收

鋼結(jié)構(gòu)安裝前，基礎(chǔ)應(yīng)由總包單位會同監(jiān)理單位、土建施工單位和安裝施工單位進(jìn)行聯(lián)合檢查驗收。驗收時基礎(chǔ)表面應(yīng)有明顯的中心線和標(biāo)高標(biāo)記，基礎(chǔ)外觀不得有裂紋、蜂窩、空洞及露筋等缺陷，基礎(chǔ)外形尺寸、標(biāo)高、表面平整度及縱橫軸線間距等必須符合設(shè)計文件要求，基礎(chǔ)周圍回填土夯實完畢。地腳螺栓螺紋應(yīng)受到保護(hù)。

4.設(shè)備的合理選擇

設(shè)備的合理選配主要是指如何通過設(shè)備之間的互補(bǔ)實現(xiàn)發(fā)揮設(shè)備的最大性能，盡力減少對施工人員技能素質(zhì)的依靠，將人為因素的影響降至最低。

目前來說，鋼結(jié)構(gòu)所需的設(shè)備種類主要包括檢驗檢測設(shè)備、全自動焊接設(shè)備（含固定焊與轉(zhuǎn)動焊兩種）、等離子數(shù)控切割機(jī)、變位機(jī)構(gòu)、測量設(shè)備、金加工設(shè)備等，其中最重要的設(shè)備是焊接設(shè)備。焊接設(shè)備目前已經(jīng)有大量的全自動焊接設(shè)備。合理的選擇自動焊接設(shè)備和配套設(shè)備實現(xiàn)流水加工預(yù)制作業(yè)，且布置簡便、移動方便，從而充分發(fā)揮設(shè)備的功能與效率、降低閑置或浪費(fèi)資源，在降低成本的同時發(fā)揮最大效益。

三、工廠化預(yù)制與現(xiàn)場預(yù)制的特點(diǎn)

工廠化預(yù)制特點(diǎn)：鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制廠按照設(shè)計圖紙會進(jìn)行細(xì)化，出細(xì)化圖紙及構(gòu)件圖，然后工人根據(jù)這個圖紙進(jìn)行下料、切割、焊接、鉆孔，工廠采用的都是大型精密設(shè)備，如大型自動氣割機(jī)、大型埋弧自動焊機(jī)，高精度數(shù)字鉆床等等，而且都是批量制作，這樣才能既保證質(zhì)量，又保證進(jìn)度。還有，預(yù)制完成后，要進(jìn)行預(yù)拼裝，更加保證了施工的準(zhǔn)確性。同時會派專人監(jiān)造，噴砂，除銹等。

施工現(xiàn)場預(yù)制特點(diǎn)：靈活性較高，可根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況靈活選擇鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制安裝順序，可根據(jù)現(xiàn)場實際提前發(fā)現(xiàn)問題并及時糾錯；便于管理，施工單位、監(jiān)理單位、建設(shè)單位都在施工現(xiàn)場，能夠隨時監(jiān)督施工質(zhì)量；現(xiàn)場安裝便于運(yùn)輸，減少運(yùn)輸過程中對鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制件的損傷。

四、工廠化預(yù)制與現(xiàn)場預(yù)制的缺點(diǎn)

1.工廠化預(yù)制缺點(diǎn)：

（1）預(yù)制過程中監(jiān)檢力度是否到位直接影響鋼結(jié)構(gòu)到場安裝質(zhì)量，因此需專業(yè)工程師前往預(yù)制廠家執(zhí)行監(jiān)督，直接增加了人員成本及資金投入；

（2）工廠化預(yù)制是根據(jù)結(jié)構(gòu)的安裝順序，分單元成套運(yùn)輸，很難與現(xiàn)場實際施工同步，因此增加了構(gòu)件的運(yùn)輸及可能出現(xiàn)的多次倒運(yùn)問題的幾率，造成構(gòu)件損壞的可能性增大；

（3）建設(shè)單位即施工現(xiàn)場在偏遠(yuǎn)地區(qū)或距離工廠預(yù)制地點(diǎn)較遠(yuǎn)時，構(gòu)件運(yùn)輸時間成本大及可能出現(xiàn)構(gòu)件損傷；

（4）由于運(yùn)輸過程中造成的構(gòu)件損傷或變形到達(dá)現(xiàn)場后很難進(jìn)行校正，可能需返廠進(jìn)行，無形中增加了施工周期及運(yùn)營成本；

（5）施工場地現(xiàn)場情況復(fù)雜時，如管廊較長，場地標(biāo)高頻繁改變，地下環(huán)境不明等，致使設(shè)計單位很難精準(zhǔn)的繪制鋼結(jié)構(gòu)藍(lán)圖，達(dá)不到工廠化預(yù)制的基本條件。

2.現(xiàn)場預(yù)制缺點(diǎn)：

（1）現(xiàn)場預(yù)制構(gòu)件全部為人工實施，沒有大型精密設(shè)備，精確度無法與工廠化預(yù)制相比；

（2）現(xiàn)場預(yù)制下料后會產(chǎn)生邊角料，造成材料損失，增加采購成本并且需專門提供廢料場地，影響了施工現(xiàn)場的整體形象；

（3）現(xiàn)場預(yù)制材料倒運(yùn)量大，增加了現(xiàn)場施工的成本及可能出現(xiàn)的不必要的機(jī)械損傷；

（4）現(xiàn)場預(yù)制為露天施工，天氣情況無法預(yù)知，現(xiàn)場焊接會受到很大影響，可能產(chǎn)生構(gòu)件應(yīng)力變形等情況；

（5）現(xiàn)場預(yù)制過程中噴砂、除銹、防腐施工等全部為人工實施，且因外界環(huán)境因素不明，可能造成防腐厚度不均勻及防腐涂料脫落的可能性增大。

石油化工鋼結(jié)構(gòu)工廠化預(yù)制和現(xiàn)場預(yù)制安裝效率，因建設(shè)單位的地理位置、現(xiàn)場施工環(huán)境，設(shè)計單位的設(shè)計文件，施工單位的整體素質(zhì)，鋼結(jié)構(gòu)的工程量大小等綜合條件的不確定性，無法直接得出哪一種預(yù)制安裝方法更為有效。但當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制量較大，現(xiàn)場施工場地較小，工廠化預(yù)制廠家距離施工現(xiàn)場較近，應(yīng)該考慮鋼結(jié)構(gòu)施工在工廠預(yù)制。而相反，應(yīng)在現(xiàn)場預(yù)制安裝。

五、預(yù)制工廠化整體運(yùn)作三種模式

預(yù)制工廠化主要有三種模式：工廠型工程預(yù)制模式、現(xiàn)場型工程預(yù)制模式和移動型工程預(yù)制模式。

工廠型預(yù)制模式是將部分工作在固定的工廠內(nèi)完成，然后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行組裝。其主要適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜或有特殊要求、不適于或現(xiàn)場施工條件不能滿足施工條件的特殊材料以及便于運(yùn)輸?shù)墓芾?、框架等結(jié)構(gòu)模式批量、規(guī)?；a(chǎn)。

現(xiàn)場型預(yù)制模式是將不適應(yīng)長距離運(yùn)輸（如結(jié)構(gòu)單片超寬、超高等）且不允許栓接等大型鋼結(jié)構(gòu)模式，在施工現(xiàn)場臨時開辟一個簡陋施工場地進(jìn)行預(yù)制，以滿足短距離的運(yùn)輸安裝。

移動型預(yù)制模式則是在煉油化工場站建設(shè)及集輸管道、長輸管道施工過程中的閥室、小型廠房等，采用集裝箱或類似移動式廠房內(nèi)加裝獨(dú)立式焊接工作站，隨工程施工地點(diǎn)的變更而移動安裝位置，實現(xiàn)管道預(yù)制的現(xiàn)場最近距離化。

結(jié)束語

通過對鋼結(jié)構(gòu)的工廠化預(yù)制與現(xiàn)場預(yù)制的特點(diǎn)及費(fèi)用情況進(jìn)行深入了解，我們已經(jīng)初步掌握了其的操作弊端。相信在今后隨著對此項目的深入研究，一定會讓鋼結(jié)構(gòu)工程工廠化預(yù)制與現(xiàn)場預(yù)制都有更適用的發(fā)展，為鋼結(jié)構(gòu)建筑提供更好的服務(wù)，使之更好地適應(yīng)于石油化工工程建設(shè)。

[1]李勁松管道工廠化預(yù)制焊接技術(shù)的應(yīng)用 金屬加工(熱加工)-2011-12-20.

[2]范國富，黃皓鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制安裝與TEKLA Structures軟件的使用 技術(shù)研究-2012（4）.

[3]周鵬石油化工管道工廠化的預(yù)制 工程技術(shù)-2011（3）.