一、簡介

鄭禮剛創(chuàng)新工作室自成立即確定了“學習、培訓、研究、創(chuàng)新”的四大功能，緊緊圍繞生產任務目標，依托平臺優(yōu)勢，圍繞鋼結構智能制造，針對各項制約生產的難題、重點和關鍵點，開展立項攻關等創(chuàng)新創(chuàng)效活動，成為工藝技術創(chuàng)新的平臺。

二、研究方向

工作室緊緊圍繞鋼結構智能制造，確立了BIM模型信息應用、物料數字化管理、制造設備數字化、工藝執(zhí)行與管理、構件產品數字化、車間計劃與調度、質量數字化管理及裝配式建筑結構體系等八大研究方向。

三、科研條件

創(chuàng)新工作室辦公、科研設備已基本配齊。創(chuàng)新工作室會議室占地31.2平方米，公司自主研發(fā)的箱形柱（梁）自動化生產線、H型鋼自動化生產線、部件焊接工作站、電子萬能試驗機、觸摸屏數顯洛氏硬度計等。

四、技術團隊組成

工作室以中國鋼結構協會、中國建筑金屬結構協會專家、公司總工程師鄭禮剛命名，團隊平均年齡31歲，研究生占比達42%，形成了一支包含深化設計、生產工藝、質量管理、BIM技術應用、檢測試驗、設計研發(fā)的技術團隊，涵蓋研發(fā)、設計、制造、施工、檢測裝配式鋼結構全產業(yè)鏈人才。

工作室成員架構圖

五、校企合作建設

以鄭禮剛創(chuàng)新工作室為平臺，與同濟大學聯合研發(fā)的“鋼結構建筑BIM集成制造管理平臺”，對鋼結構生產加工技術進行改造提升，實現鋼結構加工的智能化、信息化、數字化管理。

六、所取得的關鍵技術、重要成果

1、重型圓方變徑節(jié)點的制作及精度控制關鍵技術

結合節(jié)點尺寸和板厚進行合理的分段及壓制策劃后，將天圓地方節(jié)點的分段數量由8段減少為2段，焊縫數量由8條減少為2條，更好地控制了節(jié)點焊接收縮與變形，避免了焊縫交錯應力集中的現象。通過成熟的裝焊方案以及周密的精度控制技術，合理運用數字化檢測手段，最終順利保障了工期節(jié)點進度和產品精度質量。

2、中厚板箱形構件機器人CO?打底焊全熔透技術

機器人打底焊代替了人工打底焊接，制作前，箱形柱壁厚在25mm以上時，采用翼板、腹板雙坡口的形式，在盡量不增加焊接量的同時，易于機器人焊槍伸入。通過參數化編程系統，無需示教，只需輸入相關參數，便可自動完成焊接，并且可以連續(xù)作業(yè)。并配備先進的激光跟蹤裝置，大大降低坡口角度和組對間隙不均勻等情況對施焊過程的干擾。焊機選用大熔深的使用深圳麥格米特 Artsen CM500R Ⅱ焊機，通過加大熔深避免根部角部未熔。

3、20mm厚腹板H型鋼不開坡口免清根全熔透技術

控制了厚板H型鋼焊接的質量問題，焊縫一次探傷合格率從70%提升到97%。以往H型鋼腹板厚度超過14mm要達到全熔透狀態(tài)時，都需要開坡口，通過這次活動可以不開坡口達到全熔透，節(jié)省了開坡口的時間，焊接速度得到了明顯的提高，由活動前的一天生產4根提升到8根，施工工期得到了有效的控制，滿足了施工要求。

4、拱塔斜拉橋鋼結構制作及安裝關鍵技術

武鄉(xiāng)縣太行橋建設工程，采用三角形拱塔斜拉橋，主梁采用雙主梁式鋼混疊合梁結構，拱塔由一道主拱和兩道外傾的副拱組成，軸線均為倒V形，其中，主拱塔斜跨主梁，跨徑118m，矢高55m，跨度大、高度高、施工難度大。為了保證該工程鋼結構制作及安裝的精度和質量，特對其加工制作及安裝關鍵技術進行研究。

5、鋼結構部品部件機器人免編程自動焊接關鍵技術

牛腿作為連接框架梁與柱的重要節(jié)點部件，傳統鋼結構焊接坡口加工、工件組對精度差，對此進行工藝優(yōu)化和設備研究，形成了高效合理的短懸臂梁焊接工藝方案及配套設備，改善傳統鋼結構焊接制作時焊接坡口加工、工件組隊精度較差以及效率低下的問題，提高制作、安裝的效率，節(jié)約成本。

6、鋼結構橋梁板單元U肋/板肋自動裝配焊接技術

通過對橋梁U肋單元板自動打磨技術、自動裝配技術、焊接前反變形技術、自動焊接技術進行了研究、改進、優(yōu)化，形成了鋼結構橋梁U肋單元板加工制作方案，解決了傳統人工橋梁U肋單元板加工效率低、焊接變形嚴重的問題。

7、鋼結構智能制造車間協同管理技術

如何以BIM為核心，搭建一個集成MES、SCADA、ERP 等系統的管理平臺，對建筑鋼結構生產制造過程進行全流程數字化、信息化管理是鋼結構制造工廠迫切需要解決的課題。通過全管理流程的數字化信息技術，解決了傳統鋼結構制造業(yè)粗放式的管理方式，提高了生產產銷率，降低了能源消耗，實現了精細化管理。

8、新型模塊化集成房屋體系

形成公司獨有的功能完善的模塊化集成房屋體系，包括結構體系、機電安裝體系、裝飾裝修體系等，實現各系統之間的集成、整合和協同。通過本研究，制作了樣板間2間，用于公司磅房辦公室。

9、超高層鋼結構建筑轉換桁架制造及施工技術

通過對詳圖BIM模型深化、裝配工藝、焊接工藝參數、數字化預拼裝技術、BIM技術應用、裝配式安全防護措施、施工全流程模擬分析、可視化交底等進行研究，掌握轉換桁架復雜節(jié)點的深化設計及優(yōu)化方法；對轉換桁架焊接參數與焊接工藝進行了試驗與驗證；BIM技術的應用也取得了較大的提升和改善，將BIM技術應用到全流程施工方案模擬比選優(yōu)化當中，并進行三維可視化交底，參加施工方案論證，大大提升交底的質量和效率，減少溝通的成本；采用數字化預拼裝技術代替?zhèn)鹘y實體拼裝，提高工作效率，降低成本。

10、鋼箱式雙曲度旋轉樓梯制作及關鍵技術

瀟河國際會展中心中間組團項目東北角的旋轉樓梯為鋼箱式雙曲度，放樣、建模及制圖存在一定的特殊性，在制作及安裝過程中，精度控制十分重要。通過研究，掌握了復雜旋轉樓梯的深化設計及優(yōu)化方案；熟悉了支撐胎架、翻身及吊運吊耳的設計思路和計算方法；對旋轉樓梯焊接參數與焊接工藝進行了試驗與驗證；采用數字化預拼裝技術代替?zhèn)鹘y實體拼裝，提高工作效率，降低成本。

11、等離子切割機自動旋轉胎架設計改造技術

為了解決等離子旋轉胎架割渣堆積難以清理，導致的胎架大面積粘連、鏈條斷裂、整體無法進行旋轉等問題，開展“等離子切割機自動化旋轉胎架設計改造技術研究”，進行旋轉胎架整體改造。通過對胎架基本形式改造以及結構布局優(yōu)化，提高了胎架的設計合理性與整體嚴密性，大幅度減少了清渣成本和負擔，提高了生產效率，滿足了生產要求。

12、焊接收縮工藝試驗研究

解決焊接作業(yè)中產生的收縮變形，減小其對構件尺寸精度的影響，縮小拼裝誤差。運用理論和數值分析與實驗相結合的方法來掌握焊接應力變形的規(guī)律和影響因素，在焊接作業(yè)中通過預測、 控制和調整焊縫收縮，達到提高構件精度質量的目的。

13、重要成果

“鋼結構建筑 BIM 集成制造管理平臺”基于 BIM 模型的集成制造管理平臺，該平臺國內領先，國際先進。通過管理平臺的定制與運用，實現鋼結構設計、制造、施工全產業(yè)鏈的智能化管理，將改變傳統鋼結構行業(yè)落后的生產管理方式，實現鋼結構生產的信息化，提升鋼結構行業(yè)智能化水平，打造智慧化工廠。

鋼結構建筑BIM集成制造管理平臺研發(fā)成果登記證書

“智能下料系統”結合實際鋼結構生產運行情況進行了系統研究，形成了以項目管理為理念的管理系統，主要包括原材料信息化管理、下料無人化管理，以及切割過程可視化管理三大部分。

裝配式建筑鋼結構下料車間信息化管理關鍵技術研究科技成果登記證書