浅谈工业厂房钢结构工程无支架施工技术研究及其应用

　　［摘要］针对工业厂房钢结构工程采用搭设脚手架等常规施工方法，研制并推广使用安拆便携、周转效率高、总体费用低的“无支架施工技术”。成果具有良好的经济、社会效益，在全国建筑市场中具有较大的推广潜力。
　　［关键词］工业厂房；钢结构；无支架；便携式；成本节约
　　
　　0前言
　　随着改革开放的深入和市场经济的建立，我国综合国力日益增强，各方面的生产建设不断发展，人们的物质文化需求也越来越丰富，这也要求作为第二产业的工业，能够通过生产源源不断地提供更多、更好的物质产品，如汽车、药品、电器、食品等，以满足社会和个人的各种实际需求。而作为实现上述目标的最终落脚点，无疑是各种工业厂房。
　　当今社会各行业及行业内部之间的市场竞争，无疑是专业信息、科学技术以及生产效率的比拼。这也促使我们的企业通过不断采用先进的科技知识对生产各环节进行优化，进而提高产品质量和生产效率，持续占领市场。而同样作为支柱产业之一的建筑业，工业厂房是其产品体现形式的一种。众所周知，在工业厂房的施工中，钢结构工程占据较大比重。这就给我们的建安企业在进行钢结构施工中提出了如何通过采用技术先进、经济合理、操作方便的施工方法提高生产效率的问题。
　　1同类技术产品发展趋势和新产品市场需求分析
　　通过对工业厂房钢结构工程施工的调查分析可知，搭拆常规的操作支架（如钢管脚手架、移动式脚手架、门式脚手架等）进行施工，不但耗费大量的人力、物力和财力，施工周期也相对较长。并且，往往可能因为技术人员方案编制不规范、施工人员现场管理不到位、操作人员水平参差不齐等因素存在较大的安全隐患，使钢结构工程操作支架的施工缺少安全保证。工程上，曾多次出现架体垮塌致人伤残的事故，而出现“杀人脚手架”的案例也不在少数。此类事故或造成巨额经济损失，或产生法律纠纷，不但涉及人身安全更影响社会的和谐稳定，可见上述潜在安全隐患可能导致后果的严重性。因此，及时吸取经验教训，剖析事故原因，采取先进、优化的施工技术合理规避上述安全风险迫在眉睫。并且，由于工业厂房结构一般空间高、跨度大，按传统施工方法需在地面进行整平、硬化等处理后再搭设安装操作支架。不同程度地存在施工周期长、高空作业安全风险大、文明施工管理难、人、材、机资源组织离散、成本投入大等问题。
　　鉴于上述背景情况，本课题着手研究如何从工业厂房钢结构工程施工的常规思路中，寻求一种优于传统作法，经济实用、技术先进又操作方便的生产方法。其中，通过利用钢柱作为承载主体而搭设的“便捷式施工操作平台”进行施工，可以大大减小传统架体因各种技术、管理、自然因素引起安全事故的风险；减小操作人员的高空作业恐惧心理，在保证建筑产品质量的同时，提高企业生产效率，节约了大量资源，为企业实现成本节约；进而促进企业打造质量品牌，提高核心竞争力！
　　2研究思路及技术路线
　　2.1研究思路
　　针对工业厂房钢结构工程施工特点及安全、质量、成本、进度控制等要点，以项目生产为基石，以节能、增效为目的，以规范、标准及钢结构安装施工要求为依据，通过前期的大量调研、设计和试验，用科学的方法进行分析，并不断对“便捷式施工操作平台”的构造进行优化、对其附加功能进行设计完善、对其运用后的经济、社会效益等进行类比分析。
　　2.2技术指标分析
　　纵览全国建筑市场中的同类施工工艺（工艺产品），在进行钢结构工程施工时，一般搭设扣件式钢管脚手架、移动式脚手架及门式脚手架等操作平台。
　　而使用上述未加改进的技术产品（工艺），不同程度地存在一些缺陷和隐患：○1架体搭设前，需要对支架底部地面进行压实、整平或硬化处理。不但需要耗费一定的人工和材料，更会制约厂房地坪的施工及设备基础的安装等工作；○2搭设扣件式钢管脚手架，可能存在钢管变形、锈蚀，扣件滑丝或拧紧扭力矩达不到要求，架体搭设尺寸不规范等质量、安全隐患；○3使用移动式脚手架，一是架体本身租赁等费用较高，二是脚手架的运输、安拆不便，三是该脚手架的使用性能通常受高度所制约；○4采用门式脚手架，架体的使用同样受操作高度的限制，承重性能不好，可移动性能（便携性）较差；○5搭设上述常规作法的支架，通常需要耗费大量的操作人工、构成架体的各类构配件及大量的租赁费用，对项目的安全、成本及质量控制不利。
　　通过全面调查得知，目前全国建筑市场中钢结构工程施工多采用（或类似）上述方法。少数先进单位进行了改进，但多是针对支架自身的材料、质量要求，并重点强调施工质量控制、施工工序安排、施工安全管理为主，效果并不令人满意。所以，研制一种“钢结构便捷式施工操作平台”可保证产品质量、提高生产效率、减小安全风险，也是建筑业该部分施工内容发展的一个良好趋势。
　　2.3研究路线
　　（1）信息收集、分析阶段。收集相关标准、规范及文件等资料，对数据进行统计、分析；到钢结构工程施工现场中进行实地调研，对传统使用的操作平台的缺陷和隐患进行分析。
　　（2）产品试验、分析阶段。力学分析（确定便捷式无支架施工操作平台的计算内容）——提出初步的模块化连接方式——对模块化便捷式无支架施工操作平台进行力学分析，提出模块连接优化方案——对优化后的操作平台进行力学分析——施工现场试验——根据现场实验结果进行优化。
　　（3）产品设计阶段。根据前期的资料分析情况、调研结果及试验参数等，进行“便捷式施工操作平台”的构造设计及附加设计。
　　（4）产品试运行阶段。将研究成果拿到钢结构工程中进行试运行，进行产品的深化研究和改进。
　　（5）产品总结、改进阶段。定期收集试运行阶段各方反馈的信息资料，对该成果进行进一步的总结完善。
　　（6）产品运行效果分析阶段。进行产品应用的人、材、机成本节约及安全、质量、工期控制效果分析；对促进项目工程顺利交验的效果分析；对企业质量、安全风险和品牌影响分析。
　　
　　3主要研究、试验内容及方法
　　3.1主要研究、试验内容
　　（1)传统钢结构工程施工操作平台缺陷和隐患分析：○1经济性分析；○2安全性分析；○3施工进度分析；○4使用范围分析等。
　　（2)方案选择：优先考虑采取钢制平台,它具有分块、组装方便,便于移动和能重复使用等优点。
　　（3)操作平台的构造设计：○1构造设计：采用角钢焊接及圆钢拼装；○2附加设计：底部角钢上满铺木板，并用螺栓固定在钢柱肋板身上；为保证安全，防护栏杆四周边框须用密目式安全立网进行封闭,也便于自身的操作。
　　（4）操作平台的便携性能研究：平台的运输、安装和拆卸。
　　（5）操作平台在工程中的实际运用试验：○1模块化生产研究；○2重复使用性研究；○3操作性优化研究。
　　3.2试验方法
　　（1）调查方法：现场针对性调查，资料记录、数据统计，进行同比分析；
　　（2）试验方法：构造及附加设计，做样板件，结合实际使用情况进行改良；
　　（3）现场方法：选定重点工程项目进行现场试验，进行周期性使用效果分析。
　　4研究成果的应用
　　该研究成果先后在多个工程中成功运行。通过我们阶段性地对检查信息进行分析，对质量发展趋势、安全管理效果进行评价后发现，使用了“便捷式施工操作平台”的项目，钢结构工程施工质量（合格率）得到明显提升，施工安全等也有所保证。
　　研究成果的使用，大大消除了操作人员对高空作业的恐惧心理，钢结构工程施工质量得以保障，结构实体检验通过率高，得到了质量监督部门等的肯定和好评，更对项目实施的全过程良好运行有着积极的促进作用。根据企业回访保修主管部门的对比分析结果可知，企业实现工程回访保修费用成本节约。此外，不少使用该研究成果的项目，工期得到了一定节约。研究成果的成功推广应用，也使之逐步成为企业的核心技术之一。
　　5经济效益分析
　　（1）“便捷式施工操作平台”按每套约3000元计，按每个钢结构工程项目配置10套计，则每个项目至少可节约5～7.5万元；以公司每年6~8个左右的钢结构工程计算，则企业一年可实现节约价值至少40万元；在集团范围内进行推广使用后，每年可为集团公司带来直接经济效益300万元以上；进而在全市乃至全国建筑行业施工中推广使用，经济效益更加。
　　（2）确保结构实体检验（如焊缝质量检测、高强度螺栓检测、柱脚及网架支座检测等）的高通过率，减少项目二次检测费用及相关附加费用等，可实现项目的成本节约。
　　（3）可减少企业因钢结构工程施工质量问题产生的工程回访保修费用，实现企业的运行成本节约。
　　（4）可提高企业生产效率，节约工期，项目得到工期（价值）奖励及新增后续工程，可实现企业的新增利润。
　　6结束语
　　以提高生产效率、保障施工安全作为切入点，兼以工程质量、成本、进度控制为要点，充分体现了企业以人为本的安全管理理念，和以顾客为关注焦点的产品质量管理原则。成功运用本项目的研究成果，可以为企业节约大量的项目运行成本，更能大大减小安全事故风险。真正实现企业走技术经济型、质量效益型、自主创新型道路的目标。研究成果在建筑市场中极具推广、开发价值。
　　因企业建筑产品质量的提高，合理、正确地履行了企业的社会责任（CSR），也减少（或杜绝）了因钢结构工程施工质量、安全问题等引发的纠纷、投诉、索赔等负面影响事件，更促进了和谐社会的建设。
　　参考文献：
　　［1］GB50017-2003,钢结构工程设计规范［S］.
　　［2］GB50205-2002,钢结构工程施工质量验收规范［S］.
　　［3］江正荣.建筑施工计算手册［M］.第二版.

《浅谈工业厂房钢结构工程无支架施工技术研究及其应用》

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