鋼結構加工優化

岳志興 王在奎 王風海 尹志廷 馬興龍

摘? 要：作為主要的建筑結構類型之一，鋼結構廣泛地應用于大型建筑物的建設之中，它的強度高、自重輕、整體剛度好、變形能力強，在建筑物設計中所占的比例越來越大。傳統的鋼結構加工方式是在施工現場對毛坯料進行切割、焊接、鉆孔、噴砂以及涂漆，容易受到多種因素影響，天氣、施工人員技術水平、制作設備等條件制約不僅會延誤鋼結構生產工期，拖慢施工進度，甚至會影響產品質量，對人民的生命財產安全造成威脅，人工噴砂、涂漆過程也會對施工環境造成污染。

關鍵詞：鋼結構? 現場加工? 工廠化加工? 大規模生產

中圖分類號：TU75 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）11（c）-0104-02

該工程為內蒙古能源發電科右中發電公司2×660MW機組工程，主廠房7.75m層、15.45m層樓面支撐梁全部設計為鋼梁結構。鋼屋架跨度為38000mm×5000mm，鋼結構制作安裝共計約1000t，煙囪內平臺鋼梁及格柵制作安裝共計約400t。工程鋼結構加工數量大，現場加工工期受天氣影響無法保證，且加工機械自動化程度低，加工精度無法保證，現場噴砂防腐環節也會污染環境，因此需對鋼結構現場加工模式進行改進。

1? 現狀調查

1.1 鋼結構加工采用施工現場加工模式

目前國內的很多電廠建設所需的鋼結構還采用施工現場加工模式，主廠房的鋼梁及次梁都需要在現場制作，噴砂除銹、栓釘焊接以及涂刷底漆等工序也需要現場人工完成。鋼結構現場加工制作有以下特點。

（1）受季節天氣影響，加工工期無法保證。

（2）自動化機械利用率低，施工工藝差。

（3）現場采用噴砂除銹防腐，對現場及周圍環境造成污染。

1.2 鋼結構采用工廠化加工

隨著鋼結構在建筑業中的用量不斷增加，出現了很多專門進行鋼結構加工生產的工廠。這些進行專門化生產的工廠設備先進，產品工藝制造流程完善，制造的鋼結構焊縫質量高，鉆孔對中性好，有著現場加工模式所不能比擬的優勢，其優勢具體如下。

（1）不受季節天氣影響，保證施工工期。

（2）自動化機械利用率高，保證施工工藝。

（3）工廠拋丸除銹防腐，采用封閉空間，對周圍環境影響較小。

2? 原因分析

2.1 影響鋼結構加工質量的因素分析

通過市場調研并結合現場實際情況，團隊從工廠加工可行性、產品質量控制等因素進行分析對比，繪制了以下關系圖（如圖1所示）。

2.2 影響鋼結構加工主要因素確認

經多次討論研究，針對以上各個因素逐一調查、分析、論證，確定以下主要原因：切割下料缺少熟練操作人員;參加施工人員非專業人員，需進行崗前培訓;現場鋼梁制作人工切割下料，使用磁力鉆制孔，現場使用噴砂機進行除銹;現場采用半自動割刀下料，人工焊接;現場靠人工下料、組對焊接。

2.3 對策措施

經過對以上影響因素的因果分析，要因的確認和制定相應的設計方案優化，實施了以下措施。

（1）將原來采用人工切割下料改為機械自動控制切割下料，確保切割面光滑平整。

（2）將原來人工進行H型鋼組對焊接改為機械組對，埋弧焊接。

（3）將原來磁力鉆孔改為自動控制鉆孔，確保制孔距離，減小鉆孔誤差。

（4）現場加工受大風雨雪天氣影響，無法保證施工工期;改為工廠車間加工，不受大風雨雪天氣影響，保證施工質量。

（5）現場噴砂除銹防腐，灰塵四處飛揚污染周圍施工環境;改為車間拋丸除銹防腐，對除銹粉塵進行收集處理，減少環境污染。

3? 改進成果對比

將鋼結構從現場加工轉變為工廠化加工之后，取得了良好的生產效果，現從加工質量與環境改善兩方面對新舊加工方式進行比較。

3.1 加工質量

制作優化效果更加合理科學，從最初的下料不平整、工藝質量差到最后下料切口平滑整齊，一次小的制作優化就是一次施工質量的升華和完善。

3.2 環境改善

從最初的現場噴砂到處灰塵飛揚，到施工現場零污染，對現場施工環境和環保都做出了優質的改善。

4? 推廣及應用前景

該鋼結構優化加工的方式已經在內蒙古能源發電科右中發電公司2×660MW機組工程#1機組鋼結構施工中得到了應用。該方式可廣泛用于發電廠主廠房鋼結構加工過程，通過優化，不僅科學合理地提高了鋼梁加工質量，改善了作業環境，縮短了施工工期，而且為公司降低了大量機械運營成本和現場管理措施費用，具有較高的推廣使用價值和廣闊的應用前景。

5? 結語

鋼結構現場加工滿足的往往是單個項目的需求，加工制作不僅需要成套電焊、切割等設備和起重機械的配合，還需要有經驗的鉚工、焊工等技術人員參與制作，與工廠化加工相比較，成本較高。露天的施工環境易受大風降雨等惡劣天氣影響，難以保證工期需要，且制作人員技術水平參差不齊，加工質量較差。現場制作時的人工噴砂、噴漆過程對工人的身體有危害，對環境也有污染。

工廠化加工是大批量的制作，加工設備先進完善，工人操作熟練，焊縫檢測準確，能夠保證鋼結構的加工質量和工期需要。鋼結構工廠化加工在內蒙古右中工程中的運用取得了良好的效果，既保證了工程的建設質量，也為公司降低了大量機械運行和現場管理費用。

參考文獻

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