钢结构加工优化

岳志兴 王在奎 王风海 尹志廷 马兴龙

摘  要：作为主要的建筑结构类型之一，钢结构广泛地应用于大型建筑物的建设之中，它的强度高、自重轻、整体刚度好、变形能力强，在建筑物设计中所占的比例越来越大。传统的钢结构加工方式是在施工现场对毛坯料进行切割、焊接、钻孔、喷砂以及涂漆，容易受到多种因素影响，天气、施工人员技术水平、制作设备等条件制约不仅会延误钢结构生产工期，拖慢施工进度，甚至会影响产品质量，对人民的生命财产安全造成威胁，人工喷砂、涂漆过程也会对施工环境造成污染。

关键词：钢结构  现场加工  工厂化加工  大规模生产

中图分类号：TU75    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）11（c）-0104-02

该工程为内蒙古能源发电科右中发电公司2×660MW机组工程，主厂房7.75m层、15.45m层楼面支撑梁全部设计为钢梁结构。钢屋架跨度为38000mm×5000mm，钢结构制作安装共计约1000t，烟囱内平台钢梁及格栅制作安装共计约400t。工程钢结构加工数量大，现场加工工期受天气影响无法保证，且加工机械自动化程度低，加工精度无法保证，现场喷砂防腐环节也会污染环境，因此需对钢结构现场加工模式进行改进。

1  现状调查

1.1 钢结构加工采用施工现场加工模式

目前国内的很多电厂建设所需的钢结构还采用施工现场加工模式，主厂房的钢梁及次梁都需要在现场制作，喷砂除锈、栓钉焊接以及涂刷底漆等工序也需要现场人工完成。钢结构现场加工制作有以下特点。

（1）受季节天气影响，加工工期无法保证。

（2）自动化机械利用率低，施工工艺差。

（3）现场采用喷砂除锈防腐，对现场及周围环境造成污染。

1.2 钢结构采用工厂化加工

随着钢结构在建筑业中的用量不断增加，出现了很多专门进行钢结构加工生产的工厂。这些进行专门化生产的工厂设备先进，产品工艺制造流程完善，制造的钢结构焊缝质量高，钻孔对中性好，有着现场加工模式所不能比拟的优势，其优势具体如下。

（1）不受季节天气影响，保证施工工期。

（2）自动化机械利用率高，保证施工工艺。

（3）工厂抛丸除锈防腐，采用封闭空间，对周围环境影响较小。

2  原因分析

2.1 影响钢结构加工质量的因素分析

通过市场调研并结合现场实际情况，团队从工厂加工可行性、产品质量控制等因素进行分析对比，绘制了以下关系图（如图1所示）。

2.2 影响钢结构加工主要因素确认

经多次讨论研究，针对以上各个因素逐一调查、分析、论证，确定以下主要原因：切割下料缺少熟练操作人员;参加施工人员非专业人员，需进行岗前培训;现场钢梁制作人工切割下料，使用磁力钻制孔，现场使用喷砂机进行除锈;现场采用半自动割刀下料，人工焊接;现场靠人工下料、组对焊接。

2.3 对策措施

经过对以上影响因素的因果分析，要因的确认和制定相应的设计方案优化，实施了以下措施。

（1）将原来采用人工切割下料改为机械自动控制切割下料，确保切割面光滑平整。

（2）将原来人工进行H型钢组对焊接改为机械组对，埋弧焊接。

（3）将原来磁力钻孔改为自动控制钻孔，确保制孔距离，减小钻孔误差。

（4）现场加工受大风雨雪天气影响，无法保证施工工期;改为工厂车间加工，不受大风雨雪天气影响，保证施工质量。

（5）现场喷砂除锈防腐，灰尘四处飞扬污染周围施工环境;改为车间抛丸除锈防腐，对除锈粉尘进行收集处理，减少环境污染。

3  改进成果对比

将钢结构从现场加工转变为工厂化加工之后，取得了良好的生产效果，现从加工质量与环境改善两方面对新旧加工方式进行比较。

3.1 加工质量

制作优化效果更加合理科学，从最初的下料不平整、工艺质量差到最后下料切口平滑整齐，一次小的制作优化就是一次施工质量的升华和完善。

3.2 环境改善

从最初的现场喷砂到处灰尘飞扬，到施工现场零污染，对现场施工环境和环保都做出了优质的改善。

4  推广及应用前景

该钢结构优化加工的方式已经在内蒙古能源发电科右中发电公司2×660MW机组工程#1机组钢结构施工中得到了应用。该方式可广泛用于发电厂主厂房钢结构加工过程，通过优化，不仅科学合理地提高了钢梁加工质量，改善了作业环境，缩短了施工工期，而且为公司降低了大量机械运营成本和现场管理措施费用，具有较高的推广使用价值和广阔的应用前景。

5  结语

钢结构现场加工满足的往往是单个项目的需求，加工制作不仅需要成套电焊、切割等设备和起重机械的配合，还需要有经验的铆工、焊工等技术人员参与制作，与工厂化加工相比较，成本较高。露天的施工环境易受大风降雨等恶劣天气影响，难以保证工期需要，且制作人员技术水平参差不齐，加工质量较差。现场制作时的人工喷砂、喷漆过程对工人的身体有危害，对环境也有污染。

工厂化加工是大批量的制作，加工设备先进完善，工人操作熟练，焊缝检测准确，能够保证钢结构的加工質量和工期需要。钢结构工厂化加工在内蒙古右中工程中的运用取得了良好的效果，既保证了工程的建设质量，也为公司降低了大量机械运行和现场管理费用。

参考文献

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[2] 张崇洋，徐建伟，陈树义，等.1000MW火电机组锅炉吊装的侧煤仓设计[J].企业技术开发，2014（20）：9-11.

[3] 李法众，王建雄，俞玉祥，等.4×1000MW发电机组主厂房超级钢结构吊装[J].建筑施工，2006，28（6）：447-449.