鋼結構工廠化預制與施工現場預制安裝的對比

石廣湖 劉小平 莫健(中國石油天然氣第六建設公司 廣西 541004)

一、前言

安裝化工鋼結構的過程中，經常會遇到因環境、工程地點、工程要求等方面的問題，而選擇采用工廠化預制或現場預制安裝的措施。兩種鋼結構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。

鋼結構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械操作。因此，大量的鋼結構一般在專業化的金屬結構廠做成構件，精確度較高。構件在工地拼裝，可以采用安設簡便的普通螺栓和高強度螺栓，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。小量的鋼結構和輕鋼屋架，也可以在現場就地制造，隨即用簡便機具吊裝。此外，對已建成的鋼結構也比較容易進行改建和加固，用螺栓連接的結構還可以根據需要進行拆遷。

二、工廠化預制與現場預制安裝共同點及要求

1.施工準備

施工前組織相關技術人員及時熟悉設計的施工藍圖、節點標準圖集及構件加工廠提供的二次設計圖。并進行圖紙會審，使圖紙存在的問題在施工之前解決。根據圖紙及施工規范的要求由施工技術人員詳細地向作業人員進行技術交底，使所有施工作業人員熟悉安裝偏差的控制要求，了解設計的意圖。確保為施工創造一個良好的開端。

2.材料驗收

鋼結構預制程度比較深，所使用材料的生產精度及質量合格與否是工程安裝進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容：

（1）鋼結構預制廠生產預制的構件運至施工現場后，進行合理堆放，避免產生不必要的二次搬運；

（2）出廠構件應符合設計要求并具備完整的檢驗資料及產品合格證，內容包括：1)原材料質量證明文件，試驗、復驗報告；2)零部件、構件的產品檢驗記錄；3)焊接質量無損檢測報告；4)高強度螺栓抗滑移系數試驗報告；5)防腐涂料涂裝檢驗記錄。

（3）對照加工廠提供的設計圖紙對產品進行實物驗收，構件的實際尺寸應符合安裝要求。

（4）在高強度螺栓連接處的鋼板表面應平整、無焊接飛濺、無毛刺、無油污。對摩擦面應采取保護措施，嚴禁在高強螺栓連接處摩擦面上作任何標志。

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

3.基礎驗收

鋼結構安裝前，基礎應由總包單位會同監理單位、土建施工單位和安裝施工單位進行聯合檢查驗收。驗收時基礎表面應有明顯的中心線和標高標記，基礎外觀不得有裂紋、蜂窩、空洞及露筋等缺陷，基礎外形尺寸、標高、表面平整度及縱橫軸線間距等必須符合設計文件要求，基礎周圍回填土夯實完畢。地腳螺栓螺紋應受到保護。

4.設備的合理選擇

設備的合理選配主要是指如何通過設備之間的互補實現發揮設備的最大性能，盡力減少對施工人員技能素質的依靠，將人為因素的影響降至最低。

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

三、工廠化預制與現場預制的特點

工廠化預制特點：鋼結構預制廠按照設計圖紙會進行細化，出細化圖紙及構件圖，然后工人根據這個圖紙進行下料、切割、焊接、鉆孔，工廠采用的都是大型精密設備，如大型自動氣割機、大型埋弧自動焊機，高精度數字鉆床等等，而且都是批量制作，這樣才能既保證質量，又保證進度。還有，預制完成后，要進行預拼裝，更加保證了施工的準確性。同時會派專人監造，噴砂，除銹等。

施工現場預制特點：靈活性較高，可根據現場實際施工情況靈活選擇鋼結構預制安裝順序，可根據現場實際提前發現問題并及時糾錯；便于管理，施工單位、監理單位、建設單位都在施工現場，能夠隨時監督施工質量；現場安裝便于運輸，減少運輸過程中對鋼結構預制件的損傷。

四、工廠化預制與現場預制的缺點

1.工廠化預制缺點：

（1）預制過程中監檢力度是否到位直接影響鋼結構到場安裝質量，因此需專業工程師前往預制廠家執行監督，直接增加了人員成本及資金投入；

（2）工廠化預制是根據結構的安裝順序，分單元成套運輸，很難與現場實際施工同步，因此增加了構件的運輸及可能出現的多次倒運問題的幾率，造成構件損壞的可能性增大；

（3）建設單位即施工現場在偏遠地區或距離工廠預制地點較遠時，構件運輸時間成本大及可能出現構件損傷；

（4）由于運輸過程中造成的構件損傷或變形到達現場后很難進行校正，可能需返廠進行，無形中增加了施工周期及運營成本；

（5）施工場地現場情況復雜時，如管廊較長，場地標高頻繁改變，地下環境不明等，致使設計單位很難精準的繪制鋼結構藍圖，達不到工廠化預制的基本條件。

2.現場預制缺點：

（1）現場預制構件全部為人工實施，沒有大型精密設備，精確度無法與工廠化預制相比；

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

（3）現場預制材料倒運量大，增加了現場施工的成本及可能出現的不必要的機械損傷；

（4）現場預制為露天施工，天氣情況無法預知，現場焊接會受到很大影響，可能產生構件應力變形等情況；

（5）現場預制過程中噴砂、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。

石油化工鋼結構工廠化預制和現場預制安裝效率，因建設單位的地理位置、現場施工環境，設計單位的設計文件，施工單位的整體素質，鋼結構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制安裝方法更為有效。但當鋼結構預制量較大，現場施工場地較小，工廠化預制廠家距離施工現場較近，應該考慮鋼結構施工在工廠預制。而相反，應在現場預制安裝。

五、預制工廠化整體運作三種模式

預制工廠化主要有三種模式：工廠型工程預制模式、現場型工程預制模式和移動型工程預制模式。

工廠型預制模式是將部分工作在固定的工廠內完成，然后運輸到現場進行組裝。其主要適用于結構復雜或有特殊要求、不適于或現場施工條件不能滿足施工條件的特殊材料以及便于運輸的管廊、框架等結構模式批量、規模化生產。

現場型預制模式是將不適應長距離運輸（如結構單片超寬、超高等）且不允許栓接等大型鋼結構模式，在施工現場臨時開辟一個簡陋施工場地進行預制，以滿足短距離的運輸安裝。

移動型預制模式則是在煉油化工場站建設及集輸管道、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加裝獨立式焊接工作站，隨工程施工地點的變更而移動安裝位置，實現管道預制的現場最近距離化。

結束語

通過對鋼結構的工廠化預制與現場預制的特點及費用情況進行深入了解，我們已經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，一定會讓鋼結構工程工廠化預制與現場預制都有更適用的發展，為鋼結構建筑提供更好的服務，使之更好地適應于石油化工工程建設。

[1]李勁松管道工廠化預制焊接技術的應用 金屬加工(熱加工)-2011-12-20.

[2]范國富，黃皓鋼結構預制安裝與TEKLA Structures軟件的使用 技術研究-2012（4）.

[3]周鵬石油化工管道工廠化的預制 工程技術-2011（3）.