Контроль качества и управление безопасностью при строительстве металлоконструкций в Урумчи

Проектирование стальных конструкций Урумчи широко используется на промышленных предприятиях, в высотных зданиях и мостах благодаря своим преимуществам: высокой прочности, легкому весу и короткому периоду строительства. Однако строительство стальных конструкций характеризуется частыми работами на высоте, сложными сварочными процессами и высокими рисками подъема компонентов. Управление качеством и безопасностью напрямую связано с общей эффективностью проекта и безопасностью жизни строительного персонала. В этой статье обсуждаются точки контроля качества и стратегии управления безопасностью проектов стальных конструкций с точки зрения всего процесса строительства, обеспечивая систематический справочник по инженерной практике.

1. Предварительный контроль качества и безопасности на этапе подготовки строительства.

Подготовка к строительству является основой обеспечения качества и безопасности проектов стальных конструкций. Редактор Xinjiang Steel Structure сообщил, что в процессе технической подготовки необходимо организовать совместную проверку проектных чертежей, уделив особое внимание проверке ключевых параметров, таких как размер компонента, форма соединения узлов, класс сварного шва и т. д., чтобы убедиться, что план строительства соответствует проектному замыслу. Например, в одном проекте высотной стальной конструкции, превышающем лимит, использовалась технология BIM для проведения 3D-моделирования и заранее были обнаружены три конфликта соединений между стальными колоннами и бетонными основными трубами, что позволило избежать доработок на этапе строительства. «Система трех проверок» должна строго соблюдаться при приемке материалов на месте. Сталь, высокопрочные болты, сварочные материалы и т. д. должны предоставить заводские сертификаты и протоколы испытаний механических свойств, а также провести повторные отбор проб в соответствии с техническими условиями. В заводском проекте высокопрочные узлы болтового соединения вышли из строя из-за неспособности определить коэффициент противоскольжения, что привело к потерям на доработку в размере 500 000 юаней. Такие случаи подчеркивают важность контроля материалов.

Подготовку к технике безопасности также нельзя игнорировать. Редактор журнала Xinjiang Steel Structure заявил, что перед началом строительства необходимо подготовить специальный план обеспечения безопасности, а также сформулировать меры предотвращения и контроля для опасных источников, таких как высотные работы, подъемные работы и временное использование электроэнергии. Операторы должны пройти обучение и подготовку по технике безопасности третьего уровня, а специальные операторы (сварщики, крановщики и т. д.) должны иметь сертификаты для работы. В то же время на площадке необходимо разделить опасные рабочие зоны, установить предупреждающие знаки и предоставить квалифицированные средства защиты, такие как средства защиты от падения и противопожарные одеяла. В проекте стальной конструкции моста рабочий упал с высоты из-за того, что защита кромок не была установлена ​​вовремя. Урок был глубоким.

2. Усовершенствованный контроль качества в перерабатывающих и производственных звеньях.

Заводская обработка компонентов стальных конструкций в Урумчи является основным звеном контроля качества. При резке и вырубке следует использовать режущее оборудование с ЧПУ, чтобы обеспечить точность размеров. Вертикальное отклонение режущей поверхности должно быть не более 0,05т (t — толщина листа), не должно быть дефектов типа трещин и шлаковых включений. Параметры сварочного процесса необходимо определять посредством аттестации сварочного процесса (PQR). Например, при сварке в среде защитного газа CO₂ для стали Q355B диаметр сварочной проволоки должен составлять 1,2 мм, а сварочный ток должен контролироваться на уровне 280–320 А. При сварке толстых листов (толщина листа ≥30 мм) необходимо выполнить предварительный нагрев (температура предварительного нагрева 80–120°C) и обработку для удаления водорода после нагрева, чтобы предотвратить образование холодных трещин при сварке. В проекте трубной фермы спортивного стадиона требования по предварительному нагреву не были выполнены, что привело к появлению трех трещин длиной более 20 мм в стыковых сварных швах пояса. В конечном итоге для ремонта была использована строжка угольной дугой, что задержало срок строительства на 15 дней.

При сборке компонентов необходимо использовать приспособления для обеспечения точности сборки. Например, отклонение от вертикальности стальных колонн должно составлять ≤H/1000 (H – высота колонны) и не превышать 15 мм. Производитель стальных конструкций из Урумчи заявил, что поверхность болтового соединения должна быть подвергнута пескоструйной очистке и удалена ржавчина, а результат испытания на коэффициент противоскольжения должен составлять ≥0,45 (уровень обработки поверхности трения Sa2,5). Кроме того, перед отправкой с завода компоненты должны пройти сторонние испытания с упором на деформацию компонентов, неразрушающий контроль сварных швов (UT/MT), толщину покрытия (толщина сухой пленки ≥ 80 мкм) и другие показатели. Неквалифицированным компонентам строго запрещено покидать завод.

3. Совместное управление качеством и безопасностью на этапе установки на месте.

Монтаж металлоконструкций должен осуществляться по принципу «снизу вверх, послойно и сегментировано». Неразумная последовательность монтажа может легко привести к нестабильности конструкции. Например, когда стальная рама котла на электростанции была установлена, она не была построена в порядке «сначала колонны, затем балки, чтобы сформировать устойчивый блок», а верхние балки были установлены первыми без разрешения, в результате чего три стальные колонны стали нестабильными и изогнутыми, что привело к прямым экономическим потерям в размере более 2 миллионов юаней. Перед подъемом необходимо проверить механические характеристики подъема (например, номинальная грузоподъемность автокрана 25 т при амплитуде 10 м составляет 8,5 т). Настройка точки подъема должна определяться путем расчета силы. Угол между стропом и деталью должен быть не менее 60°. После того, как компоненты будут установлены на свои места, их необходимо временно закрепить, например, с помощью ветровых тросов (диаметр ≥ 12 мм) или временных опор (двойная сталь HW200×200). Крючки можно ослабить после того, как сформируется устойчивая структурная система.

Обеспечение безопасности высотных операций требует реализации защиты «три сокровища, четыре рта и пять краев». Рабочие должны носить ремни безопасности с двойным крючком и использовать их высоко и низко. Производитель стальных конструкций из Урумчи заявил, что строительные леса следует возводить с помощью лесов во весь пол или консольных лесов. Доски строительных лесов должны быть полностью заасфальтированы и закреплены. Расстояние между опорами должно быть ≤1,5 ​​м, а расстояние между подметальными опорами и землей должно быть ≤200 мм. Временное использование электроэнергии требует «трехуровневого распределения мощности и двухуровневой защиты». Сопротивление заземления распределительной коробки составляет ≤4 Ом. Электроинструменты должны использовать ручные инструменты класса II и быть оснащены устройствами защиты от утечки (ток действия ≤30 мА, время действия ≤0,1 с). Во время строительства стальной конструкции офисного здания электрик получил удар током из-за того, что мобильная распределительная коробка не была заземлена, и проект был приостановлен на ремонт.

4. Отслеживание качества, предотвращение и контроль рисков на этапах приемки, эксплуатации и технического обслуживания.

Приемку подпроектов стальных конструкций необходимо проводить поэтапно, включая приемку фундаментов и фундаментов, основных конструкций, проектов кровли и других подсегментов. Во время приемки необходимо проверить скрытые инженерные записи (например, отклонения от заделки анкерных болтов, записи о ремонте сварных швов), отчеты об инспекциях (например, обнаружение деформации стальной конструкции, определение момента окончательной затяжки высокопрочных болтов), функциональные испытания (например, испытание коэффициента противоскольжения, испытание на разбрызгивание воды на крыше) и другую информацию. Например, во время приемочного контроля крыши стальной конструкции терминала аэропорта было обнаружено, что окончательный момент затяжки 12 высокопрочных болтов М20 не соответствует стандарту (расчетный крутящий момент 600 Н·м, измеренное низкое значение 480 Н·м), и крыша стальной конструкции прошла приемку после повторного натяжения.

После реализации проекта необходимо создать систему мониторинга состояния стальных конструкций для мониторинга напряжений в ключевых узлах (с использованием волоконных датчиков Брэгга), смещения конструкции (точность 0,1 мм), температуры окружающей среды и других параметров в режиме реального времени. Производитель стальных конструкций из Урумчи заявил, что состояние покрытия следует регулярно проверять на этапе эксплуатации и технического обслуживания. При достижении площади повреждения покрытия 10 % необходимо провести антикоррозионный ремонт и применить безвоздушное распыление под высоким давлением для перекрытия, чтобы общая толщина покрытия была не менее проектной. Из-за длительного отсутствия технического обслуживания трубной галереи стальной конструкции на химическом заводе покрытие вышло из строя, что привело к коррозии стальных компонентов на глубину 2 мм, а несущая способность снизилась на 30%. В итоге пришлось заменить 20 балок, а затраты на техническое обслуживание превысили 3 миллиона юаней.

5. Инновационное применение цифровых технологий в управлении качеством и безопасностью.

Технология BIM позволяет реализовать управление полным жизненным циклом стальных конструкций. Сравнивая модель BIM с данными измерений на месте (облако точек лазерного 3D-сканирования), можно реализовать визуализацию отклонений при установке компонентов (например, в проекте путем сравнения облаков точек было обнаружено, что отклонение при установке стальной фермы составляет до 35 мм, и его можно вовремя отрегулировать в соответствии с требованиями спецификации). Технология IoT может использоваться для интеллектуального позиционирования шлема (точность позиционирования UWB 10 см), удаленного мониторинга ограничителей крутящего момента подъемного оборудования, а также автоматического отключения электроэнергии и сигнализации при перегрузке крана. Система визуального мониторинга AI способна выявлять такие нарушения, как отсутствие защитного шлема и бросание предметов на большую высоту, с точностью распознавания более 95% и временем реакции <3 секунд. После того, как в проекте EPC была применена интеллектуальная платформа строительной площадки, уровень своевременного устранения угроз безопасности увеличился с 65% до 92%, а количество распространенных проблем с качеством снизилось на 40%.

Заключение

Контроль качества и управление безопасностью строительства стальных конструкций в Синьцзяне — это систематический проект, который должен проходить через весь цикл PDCA: «планирование-реализация-проверка-утилизация». За счет усиления подготовки строительства, усовершенствованной обработки и производства, скоординированного управления и контроля установки, полного цикла приемки и технического обслуживания в сочетании с инновационным применением цифровых технологий можно достичь цели «нулевых дефектов качества и нулевых происшествий с безопасностью». В будущем, с развитием модульных конструкций, интеллектуальных сварочных роботов и других технологий, управление проектированием стальных конструкций будет двигаться в более эффективном и интеллектуальном направлении, обеспечивая надежную поддержку промышленной модернизации строительства.