钢结构工厂化预制与施工现场预制安装的对比

石广湖 刘小平 莫健(中国石油天然气第六建设公司 广西 541004)

一、前言

安装化工钢结构的过程中，经常会遇到因环境、工程地点、工程要求等方面的问题，而选择采用工厂化预制或现场预制安装的措施。两种钢结构的安装方式哪一种更能提高安装效率，让我们做一个简单的讨论。

钢结构所用的材料比较单一而且是成材，加工比较简便且易使用机械操作。因此，大量的钢结构一般在专业化的金属结构厂做成构件，精确度较高。构件在工地拼装，可以采用安设简便的普通螺栓和高强度螺栓，有时还可以在地面拼装和焊接成较大的单元再行吊装，以缩短施工周期。小量的钢结构和轻钢屋架，也可以在现场就地制造，随即用简便机具吊装。此外，对已建成的钢结构也比较容易进行改建和加固，用螺栓连接的结构还可以根据需要进行拆迁。

二、工厂化预制与现场预制安装共同点及要求

1.施工准备

施工前组织相关技术人员及时熟悉设计的施工蓝图、节点标准图集及构件加工厂提供的二次设计图。并进行图纸会审，使图纸存在的问题在施工之前解决。根据图纸及施工规范的要求由施工技术人员详细地向作业人员进行技术交底，使所有施工作业人员熟悉安装偏差的控制要求，了解设计的意图。确保为施工创造一个良好的开端。

2.材料验收

钢结构预制程度比较深，所使用材料的生产精度及质量合格与否是工程安装进度和安装难易度的决定性因素。

验收及管理主要包括以下几项内容：

（1）钢结构预制厂生产预制的构件运至施工现场后，进行合理堆放，避免产生不必要的二次搬运；

（2）出厂构件应符合设计要求并具备完整的检验资料及产品合格证，内容包括：1)原材料质量证明文件，试验、复验报告；2)零部件、构件的产品检验记录；3)焊接质量无损检测报告；4)高强度螺栓抗滑移系数试验报告；5)防腐涂料涂装检验记录。

（3）对照加工厂提供的设计图纸对产品进行实物验收，构件的实际尺寸应符合安装要求。

（4）在高强度螺栓连接处的钢板表面应平整、无焊接飞溅、无毛刺、无油污。对摩擦面应采取保护措施，严禁在高强螺栓连接处摩擦面上作任何标志。

（5）高强度螺栓连接副必须有出厂质量保证书并随箱带有扭矩系数和紧固轴力（预拉力）的检验报告；验收合格的高强度螺栓连接副应按包装箱上注明的批号、规格分类保管，室内存放，堆放不宜过高，防止生锈和沾染脏物。安装使用前严禁任意开箱。在运输、保管过程中，应轻装、轻卸，防止损伤螺纹。

3.基础验收

钢结构安装前，基础应由总包单位会同监理单位、土建施工单位和安装施工单位进行联合检查验收。验收时基础表面应有明显的中心线和标高标记，基础外观不得有裂纹、蜂窝、空洞及露筋等缺陷，基础外形尺寸、标高、表面平整度及纵横轴线间距等必须符合设计文件要求，基础周围回填土夯实完毕。地脚螺栓螺纹应受到保护。

4.设备的合理选择

设备的合理选配主要是指如何通过设备之间的互补实现发挥设备的最大性能，尽力减少对施工人员技能素质的依靠，将人为因素的影响降至最低。

目前来说，钢结构所需的设备种类主要包括检验检测设备、全自动焊接设备（含固定焊与转动焊两种）、等离子数控切割机、变位机构、测量设备、金加工设备等，其中最重要的设备是焊接设备。焊接设备目前已经有大量的全自动焊接设备。合理的选择自动焊接设备和配套设备实现流水加工预制作业，且布置简便、移动方便，从而充分发挥设备的功能与效率、降低闲置或浪费资源，在降低成本的同时发挥最大效益。

三、工厂化预制与现场预制的特点

工厂化预制特点：钢结构预制厂按照设计图纸会进行细化，出细化图纸及构件图，然后工人根据这个图纸进行下料、切割、焊接、钻孔，工厂采用的都是大型精密设备，如大型自动气割机、大型埋弧自动焊机，高精度数字钻床等等，而且都是批量制作，这样才能既保证质量，又保证进度。还有，预制完成后，要进行预拼装，更加保证了施工的准确性。同时会派专人监造，喷砂，除锈等。

施工现场预制特点：灵活性较高，可根据现场实际施工情况灵活选择钢结构预制安装顺序，可根据现场实际提前发现问题并及时纠错；便于管理，施工单位、监理单位、建设单位都在施工现场，能够随时监督施工质量；现场安装便于运输，减少运输过程中对钢结构预制件的损伤。

四、工厂化预制与现场预制的缺点

1.工厂化预制缺点：

（1）预制过程中监检力度是否到位直接影响钢结构到场安装质量，因此需专业工程师前往预制厂家执行监督，直接增加了人员成本及资金投入；

（2）工厂化预制是根据结构的安装顺序，分单元成套运输，很难与现场实际施工同步，因此增加了构件的运输及可能出现的多次倒运问题的几率，造成构件损坏的可能性增大；

（3）建设单位即施工现场在偏远地区或距离工厂预制地点较远时，构件运输时间成本大及可能出现构件损伤；

（4）由于运输过程中造成的构件损伤或变形到达现场后很难进行校正，可能需返厂进行，无形中增加了施工周期及运营成本；

（5）施工场地现场情况复杂时，如管廊较长，场地标高频繁改变，地下环境不明等，致使设计单位很难精准的绘制钢结构蓝图，达不到工厂化预制的基本条件。

2.现场预制缺点：

（1）现场预制构件全部为人工实施，没有大型精密设备，精确度无法与工厂化预制相比；

（2）现场预制下料后会产生边角料，造成材料损失，增加采购成本并且需专门提供废料场地，影响了施工现场的整体形象；

（3）现场预制材料倒运量大，增加了现场施工的成本及可能出现的不必要的机械损伤；

（4）现场预制为露天施工，天气情况无法预知，现场焊接会受到很大影响，可能产生构件应力变形等情况；

（5）现场预制过程中喷砂、除锈、防腐施工等全部为人工实施，且因外界环境因素不明，可能造成防腐厚度不均匀及防腐涂料脱落的可能性增大。

石油化工钢结构工厂化预制和现场预制安装效率，因建设单位的地理位置、现场施工环境，设计单位的设计文件，施工单位的整体素质，钢结构的工程量大小等综合条件的不确定性，无法直接得出哪一种预制安装方法更为有效。但当钢结构预制量较大，现场施工场地较小，工厂化预制厂家距离施工现场较近，应该考虑钢结构施工在工厂预制。而相反，应在现场预制安装。

五、预制工厂化整体运作三种模式

预制工厂化主要有三种模式：工厂型工程预制模式、现场型工程预制模式和移动型工程预制模式。

工厂型预制模式是将部分工作在固定的工厂内完成，然后运输到现场进行组装。其主要适用于结构复杂或有特殊要求、不适于或现场施工条件不能满足施工条件的特殊材料以及便于运输的管廊、框架等结构模式批量、规模化生产。

现场型预制模式是将不适应长距离运输（如结构单片超宽、超高等）且不允许栓接等大型钢结构模式，在施工现场临时开辟一个简陋施工场地进行预制，以满足短距离的运输安装。

移动型预制模式则是在炼油化工场站建设及集输管道、长输管道施工过程中的阀室、小型厂房等，采用集装箱或类似移动式厂房内加装独立式焊接工作站，随工程施工地点的变更而移动安装位置，实现管道预制的现场最近距离化。

结束语

通过对钢结构的工厂化预制与现场预制的特点及费用情况进行深入了解，我们已经初步掌握了其的操作弊端。相信在今后随着对此项目的深入研究，一定会让钢结构工程工厂化预制与现场预制都有更适用的发展，为钢结构建筑提供更好的服务，使之更好地适应于石油化工工程建设。

[1]李劲松管道工厂化预制焊接技术的应用 金属加工(热加工)-2011-12-20.

[2]范国富，黄皓钢结构预制安装与TEKLA Structures软件的使用 技术研究-2012（4）.

[3]周鹏石油化工管道工厂化的预制 工程技术-2011（3）.