Весь процесс строительства современных стальных конструкций: отточенное управление и практика от проектирования до завершения

Стальные конструкции, обладающие такими преимуществами, как высокая прочность, лёгкость, быстрота возведения и экологичность, стали основным выбором в современной архитектуре и строительстве объектов инфраструктуры. От небоскребов до крупных промышленных предприятий, от мостов до стадионов – успех проектов со стальными конструкциями неотделим от научно обоснованного, строгого и эффективного строительного процесса.

Это больше, чем просто монтаж компонентов; это сложный системный инженерный проект, требующий многостороннего сотрудничества, технической интеграции и тщательного управления. Стандартизированный и строго соблюдаемый процесс строительства – ключ к обеспечению качества, безопасности, соблюдения сроков и контроля затрат на проекты со стальными конструкциями. В данной статье представлен всесторонний анализ всего процесса современного строительства стальных конструкций, от тщательной подготовки на ранних этапах до заводского изготовления, монтажа на месте и точной пусконаладки и приёмки. В статье подробно рассматриваются ключевые технические аспекты, контроль качества и методы управления на каждом этапе, что позволяет предоставить авторитетное и практическое руководство как для отрасли, так и для других отраслей.

Процесс строительства стальных конструкций

1. Предварительная подготовка и планирование: краеугольный камень успеха проекта

Детальная предварительная подготовка обеспечивает бесперебойную реализацию проектов по металлоконструкциям. Этот этап предполагает скоординированную работу нескольких сторон.

1.1 Инициирование и организация проекта:

Создается команда управления проектом, и четко определяются обязанности каждой стороны (владельца, проектировщика, подрядчика и руководителя).

Устанавливаются общие цели, график и бюджет проекта.

1.2 Детализация рабочих чертежей:

На основе предварительных проектных чертежей, предоставленных проектным институтом, профессиональная команда проектировщиков (обычно компания или производитель, специализирующаяся на проектировании стальных конструкций) разрабатывает рабочие чертежи, чертежи изготовления компонентов и монтажные чертежи. Этот этап критически важен для обеспечения плавного перехода от заводского изготовления к монтажу на месте.

Применение BIM (информационное моделирование зданий): В современных проектах технология BIM часто используется в детальном проектировании для 3D-моделирования, обнаружения коллизий и управления перечнем компонентов, что повышает точность и эффективность проектирования.

1.3 Проектирование организации строительства:

Подготовка детального проекта организации строительства и конкретных планов строительства, включая:

Генеральный план строительства: складирование материалов, производственные площади, офисные помещения, временные дороги и т. д.

График строительства: анализ критического пути для обеспечения непрерывности каждого процесса.

План использования рабочей силы и оборудования: башенные краны, мобильные краны, подъемные платформы и т. д.

План безопасности и цивилизованного строительства: выявление и меры контроля основных опасностей.

Меры обеспечения качества и охраны окружающей среды.

1.4 Закупка и поставка материалов:

Закупка и проверка (сертификация и повторная проверка) основных материалов, таких как сталь, сварочные материалы, болты и антикоррозионные покрытия, для обеспечения их соответствия проектным требованиям и национальным стандартам.

Приемка, маркировка, складирование и хранение поступающих материалов по категориям.

1.5 Обследование строительной площадки и подготовка фундамента:

Проведение детального обследования строительной площадки для проверки соответствия проектных чертежей фактическому состоянию.

Подготовка фундамента и возведение бетонного фундамента для обеспечения точности отметок, осей фундамента и закладных элементов (анкерных болтов). Это отправная точка для монтажа стальной конструкции; любое отклонение может привести к последующим сложностям при монтаже и даже к проблемам с безопасностью конструкции.

2. Заводское изготовление и обработка компонентов стальных конструкций: гарантия эффективности и качества

Заводская сборка — ключевая особенность, отличающая строительство стальных конструкций от традиционного строительства, значительно повышая эффективность производства и качество компонентов.

2.1 Разметка и маркировка: Точное размещение стальных листов или профилей в соответствии с рабочими чертежами, разметка линий реза, сверления, сварки и т. д.

2.2 Резка:

Точная резка стальных листов и профилей с использованием станков с ЧПУ (таких как газопламенная, плазменная и лазерная резка).

2.3 Подготовка кромок и сборка:

Снятие фаски с кромок вырезанных деталей перед сваркой.

Предварительная сборка деталей выполняется в соответствии с требованиями чертежа, чтобы гарантировать соответствие размеров и геометрии требованиям.

2.4 Сварка:

Для соединения деталей используются передовые сварочные процессы, такие как сварка под флюсом и сварка в защитных газах. Параметры сварки строго контролируются, а качество сварных швов контролируется неразрушающими методами, такими как ультразвуковой контроль и радиографический контроль. 

2.5 Сверление:

Точно просверлите отверстия под болтовые соединения, чтобы убедиться, что положение, диаметр и расстояние между ними соответствуют требованиям.

2.6 Сборка компонентов и пробная сборка (при необходимости):

Для сложных или крупногабаритных компонентов предварительная сборка выполняется на заводе для проверки соответствия компонентов друг другу и оперативного выявления и устранения любых несоответствий.

2.7 Удаление ржавчины и антикоррозийная окраска:

Поверхность готовых компонентов очищается от ржавчины (пескоструйной или дробеструйной очисткой), после чего наносится антикоррозийная грунтовка и промежуточный слой в соответствии с проектными требованиями. Финишное покрытие обычно наносится после установки на месте.

2.8 Нумерация, проверка и отгрузка компонентов:

Каждый компонент имеет четкую нумерацию и маркировку, проходит заводской контроль и, после прохождения контроля, упаковывается и отправляется на строительную площадку.

3. Установка на месте: точный подъем и соединения

Монтаж на месте — ключевой этап строительства стальных конструкций, требующий высокой точности и безопасности.

3.1 Замеры и разметка при монтаже:

После осмотра и приёмки фундамента точно размечаются линии позиционирования стальной конструкции с учётом контрольных точек оси и высоты.

3.2 Подъём на место:

Выберите подходящее подъёмное оборудование (башенный кран, автокран) и разработайте план подъёма. Компоненты поднимаются с транспортного средства в соответствии с последовательностью монтажа, точно выравниваются и первоначально закрепляются анкерными болтами.

Работники, работающие на высоте, должны строго соблюдать правила техники безопасности и использовать страховочные пояса.

3.3 Калибровка и крепление:

С помощью измерительных приборов, таких как теодолиты и уровни, подъёмные компоненты точно калибруются по вертикальности, положению оси и высоте.

После калибровки затягиваются анкерные болты и устанавливается неразъёмное соединение (сварка или высокопрочные болтовые соединения). Высокопрочные болтовые соединения должны проходить первоначальную, повторную и окончательную затяжку в соответствии со спецификациями, а также испытания на крутящий момент или вращение. 3.4 Соединение компонентов и

Монтаж дополнительных компонентов:

После соединения основной стальной конструкции (балок и колонн) устанавливаются прогоны, стеновые балки, распорки, плиты перекрытия и т. д.

3.5 Общая выверка конструкции:

Вся стальная конструкция выверяется поэтапно для обеспечения общей точности и устойчивости конструкции.

4. Контроль качества сварки и высокопрочных болтовых соединений

Соединения играют ключевую роль в передаче усилий в стальных конструкциях, и их качество напрямую влияет на безопасность конструкции.

4.1 Контроль качества сварки:

Сварщики должны быть сертифицированы, а параметры сварочного процесса должны строго контролироваться.

Для обеспечения качества сварных швов необходимо проводить предварительный подогрев и послесварочную обработку.

Визуальный контроль сварных швов и неразрушающий контроль (УЗК, РКТ, МНК, КТ) должны соответствовать требованиям проекта и спецификации как по соотношению, так и по стандартам.

4.2 Контроль качества высокопрочных болтовых соединений:

Контроль предварительного натяжения болтов, крутящего момента или метода вращения.

Требования к коэффициенту трения для поверхностей болтовых соединений.

Необходимо проводить испытания коэффициента трения и испытания на осевую силу болтов.

5. Антикоррозийное и огнезащитное покрытие: продление срока службы конструкции

После монтажа и проверки основной конструкции требуется комплексная антикоррозионная и огнезащитная обработка.

5.1 Обработка поверхности:

Удаление вторичной ржавчины на месте и очистка неокрашенных участков или грунтовки, поврежденной при транспортировке или монтаже.

5.2 Антикоррозионное покрытие:

Нанесите промежуточные и финишные покрытия в соответствии с проектными требованиями и инструкциями по применению лакокрасочного материала, обеспечивая равномерную толщину покрытия, отсутствие подтеков и пропусков.

5.3 Огнезащитное покрытие (по мере необходимости):

Для стальных конструкций, требующих огнезащиты, огнезащитные покрытия необходимы для повышения их огнестойкости в случае пожара. Толщина покрытия должна точно контролироваться и проверяться.

6. Контроль качества, управление безопасностью и меры по охране окружающей среды

Строгий контроль на протяжении всего строительного процесса имеет решающее значение для успеха проекта.

6.1 Система контроля качества:

Создайте комплексную систему управления качеством и внедрите трёхуровневую систему контроля (самостоятельный контроль бригадой, профессиональный контроль качества и выборочный контроль проектным отделом).

Строго соблюдайте процедуры приёмки проверяемых партий, подпроектов и секций.

Возьмите под контроль ключевые процессы на месте.

6.2 Управление безопасностью:

Внедрите систему ответственности за безопасность производства и проводите регулярные проверки безопасности и выявление опасностей.

Для выполнения специальных работ, таких как высотные работы, грузоподъёмные работы и огневые работы, требуются разрешения на работу и назначенный персонал для надзора.

Обеспечьте наличие необходимого аварийно-спасательного оборудования и регулярно проводите учения по действиям в чрезвычайных ситуациях.

6.3 Меры по охране окружающей среды:

Пылеподавление (полив, установка ограждений и т. д.) на строительной площадке.

Контроль шума (рациональное планирование графиков работ и использование малошумного оборудования).

Сбор и утилизация отходов осуществляются классифицированным образом, чтобы минимизировать воздействие на окружающую среду.

7. Приемка и передача объекта: завершение идеального проекта

Заключительный этап строительства объекта имеет решающее значение для обеспечения соответствия качества проекта требованиям проекта и спецификации.

7.1 Документация по завершению строительства:

Вся документация, относящаяся к процессу строительства, включая изменения проекта, записи о строительстве, отчеты о проверках, акты приемки скрытых работ и сертификаты на материалы, систематизируется для создания полного файла по завершению строительства.

7.2 Обмеры по завершении строительства:

Проводятся окончательные обмеры готовой стальной конструкции для проверки соответствия фактических размеров, отметок, вертикальности и других параметров проекту.

7.3 Приемка по завершении строительства:

Заказчик совместно с отделами проектирования, строительства, надзора и контроля качества проводит комплексную проверку и приемку проекта в соответствии с проектной документацией, контрактом на строительство и соответствующими спецификациями.

7.4 Передача объекта:

После успешной приемки проекта, проектная и завершающая документация передаются заказчику, а также предоставляются необходимые рекомендации по обслуживанию.

8. Заключение

Строительство стальных конструкций – сложный, взаимосвязанный процесс, требующий высокого уровня профессионализма. От тщательного планирования и разработки проекта на ранних этапах до эффективного и точного изготовления на заводе, точного и безопасного подъёма и соединения на месте, последующей антикоррозионной и огнезащитной обработки, а также строгого контроля качества, безопасности и охраны окружающей среды – каждый этап оказывает решающее влияние на качество, безопасность и экономическую эффективность конечного проекта.

Только благодаря соблюдению стандартизированных процессов, применению передовых технологий, строгому контролю качества и командной работе проекты по строительству стальных конструкций могут быть воплощены из чертежей в реальность, в конечном итоге представляя высококачественные проекты, выдерживающие испытание временем. Непрерывное обучение и инновации будут неизменной движущей силой непрерывного развития технологий строительства стальных конструкций, модернизации и обновления строительной отрасли.