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1、大跨度桁架高空滑移、整体卸载施工方法创新嘉兴体育馆工程QC成果报告中元建设集团股份有限公司二0一一年二月大跨度桁架高空滑移、整体卸载施工方法创新中元建设集团股份有限公司嘉兴体育馆工程QC小组一、工程概况嘉兴体育馆位于嘉兴学院梁林校区内，为浙江省第十四届运动会的主场馆；建筑面积18575平方米，包括中心比赛馆、训练馆、室内游泳馆及附属用房等。比赛馆共设有6千余座;体育馆的形体呈矩形布局，主体为管桁架结构，主桁架12榀，每榀长度约75米;训练馆主桁架6榀，每榀长度约为33.5米;游泳馆主桁架12榀,每榀长度约35米，钢结构件约2000余吨。工程由中元建设集团股份有限公司总承包。比赛馆单榀钢管桁架最
2、大尺寸为75.935米（长）3米（高），重量约27吨；该工程各类钢构件均在工厂加工制作，按工艺要求分段，然后按图纸分类编号运输至施工现场进行拼装焊接，按专项施工方案进行安装。二、 QC小组简介为实现本工程的质量、安全目标；项目部于2009年5月10日成立QC小组，对该项工程现场安装整个施工过程进行控制，从技术、施工、质量、安全等每一个环节全方面进行控制。组长由贾海栋担任。小组成员情况详见下表：表一：QC小组成员概况一览表小组名称中元建设嘉兴体育馆工程QC小组成立时间2009年5月25日课题类型创新型小组注册号ZYJSQC-09-04注册日期2009年6月30日活动时间2009.6-2009.1
3、0课题注册号ZYJSQCK-09-04注册日期2009年6月30日QC教育时间人均36小时序号姓 名性别年龄学历职 务小组职务负责事项1贾海栋男31本科现场负责人组长全面负责2沈建明男55大学技术负责人副组长方案审核3袁国平男39本科钢结构工程项目经理副组长方案实施4曹本富男40大专生产经理组员现场落实5陈红福男55高中安全员组员安全检查6郑广雁男41高中起重技师组员现场实施7徐 静男34高中冷作工技师组员现场实施8许 睿男24大专测量员组员现场数据统计和资料9李 达男25本科质检员组员现场质量、检查制表人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年6月30日 三、 选择课题1. 本工程比赛馆
4、单榀钢管桁架最大尺寸为75.935米（长）3米（高），重量约27吨；施工难度较大，对于我公司尚属首次。2、通过此项工程积累及解决在大跨度单元或多单元钢桁架高空滑移、卸载施工过程中的技术创新，提高工程施工质量。由此，我们以比赛馆为例选择了“大跨度桁架高空滑移、整体卸载施工方法创新”为课题，并确定了我们小组的课题目标。四、设定课题目标在合同规定工期内完工，确保钢桁架施工质量，控制在规定的允许偏差内桁架跨中垂直度偏差12mm，起拱值偏差15mm，整体垂直度、平面弯曲偏差25mm 。合格率达到92%以上。五、提出方案、确定最佳方案（）方案提出找出钢桁架施工的四种方法根据国内外现有钢屋架施工方法及本工程
5、钢屋架设计形式，小组成员采用头脑风暴法，各抒已见，按结构类型及现场施工环境总结归纳提出四种施工方案：方案一：地上单榀整体拼装整榀吊装在地面进行单榀整体组装焊接，然后采用两台250吨履带吊整体吊装。方案二：单榀分段高空对接将中间部位钢屋架分段，在地面搭设低拼装平台后进行组装焊接，然后整体提升，同时需要部分高空拼装，四周看台部位仍需搭设脚手架。方案三：满堂脚手架支撑体系散件安装按钢屋架高度搭设满堂支撑脚手架，根据吊装设备能力将屋架结构分成小榀单元，将钢屋架分段吊装到位，就位组拼后进行焊接。方案四：端部设置拼装平台，单元桁架依次拼装、累计滑移，整体卸载在端部搭设拼装平台，将钢屋架分段吊装至拼装平台，
6、然后进行组装焊接；再进行整榀桁架滑移、卸载。（二）方案论证表二：对比分析表项目优点缺点结论方案一（地上单榀整体拼装整榀吊装）安全可行，高空工作量很少；施工便捷；施工工期较短 需250吨以上吊装机械，增加机械台班费；吊装时施工作业面太大，对其他工种影响较大。不合理方案二（单榀分段高空对接）安全可行，高空工作量较少； 对其他工种影响较小。技术要求高，四周看台部位仍需搭设脚手架，中部需设置临时支撑架，费用增加；需150吨以上吊装机械，增加机械台班费；施工作业面较大；工期较长。 不合理方案三（满堂脚手架支撑体系散件安装）施工方法简单，质量、安全容易保证，更易保证桁架的拼装精度和质量；只需小吨位吊装机械
7、进行倒运构件，机械台班费减少。脚手架用量大，费用高；施工方法技术含量低，安装尺寸不易控制；施工工期长，无法安排穿插施工；对其他工种影响大。不合理方案四（端部设置拼装平台，单元桁架依次拼装、累计滑移，整体卸载）安全可靠，减少大部分高空工作量；施工便揵，采用50吨履带吊即可，机械费用低；只需在端部搭设操作平台，对其他工种影响非常小；工期能够保证。现场钢结构拼装、焊接要求较高，主受力方向桁架在滑移过程形成，对拼装、滑移质量要求高。合理，采用此方案制表人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年6月30日 （三）确定最佳方案通过对比分析，第四种方案端部设置拼装平台，单元桁架依次拼装、累计滑移，整体卸
8、载方案评为最佳方案。是否组装平台搭设拼装放线、标高复核桁架拼装滑轨铺设滑移牵引设备安装液压同步滑移系统安装检查验收同步累计滑移(一个柱距)应力、变形监测是否为最后一榀滑移结束整体卸载 图一：施工工艺流程图制图人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年6月30日图二：滑移示意图制图人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年6月30日（四）方案实施中必须研究解决的问题通过QC小组成员查阅相关规范文件及相关资料，针对在体育馆端部设置拼装平台，单元桁架依次累计滑移，整体卸载方案的施工工艺流程的分析，结合本工程的现场施工环境；认为在拼装滑移、整体卸载方案实施过程需解决以下问题：1施工起拱值控制。
9、2轨道梁承载力控制。3在滑移过程中，两相向滑移支撑点同步控制。4在滑移过程中，滑移摩擦力及牵引力控制。5卸载装置同步控制。经过小组成员的分析讨论，提出控制方案如下图：端部设置拼装平台，单元桁架依次累计滑移，整体卸载施工起拱值控制轨道梁承载力控制两相向滑移支撑点同步控制滑移摩擦力及牵引力控制卸载装置同步控制通过SAP软件建模分析以及结合现场实际起拱值监测找出设计起拱、模拟起拱和实际起拱值的结合点轨道梁利用直径2198钢管加固滑移梁上划线标识和刻度统一由一人发出信号指令滑移轨道梁上铺设钢板接触部位采用聚四氟乙烯滑块采用同步液压千斤项图三：控制方案图制图人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年
10、6月30日六、确定对策根据施工中将遇到的问题，我们按照5W1H原则绘制了对策表：表三：对策分析表序号项目对策目标措施地点时间负责人1施工起拱值控制通过理论值和实际测量值相结合达到设计起拱值要求，满足施工要求。1、SAP软件建模分析；2、根据设计起拱值结合实际测量起拱值，确定实际施工起拱值；3、卸载后起拱值，确认满足设计及规范要求。办公室及比赛馆吊装现场2009.7.1贾海栋袁国平曹本富2轨道梁基础承载力控制对轨道梁承载力进行验算，采取加固加强措施满足施工时承载力要求1、计算轨道梁承载力；2、编制加固方案；3、按加固方案对轨道梁进行加固，确保承载力满足要求。办公室及比赛馆吊装现场2009.7.1
11、沈建明陈红福徐 静3两相向滑移支撑点同步控制在滑移轨道上或桁架上同部位设置测量装置，信号统一指挥达到同步滑移要求1、在滑移梁上划线标识和刻度，全程监控及时解决不同步问题；2、滑移指令统一由一人发出。郑广雁李 达4滑移摩擦力及牵引力控制采用摩擦力小的装置和采用减小摩擦力措施，对选用的牵引设备的牵引力通过校核选择最佳牵引设备达到滑移施工要求1、在滑移轨道梁上铺设2.5钢板，宽度为300；2、在每一榀桁架和轨道梁接触部位的支点采用聚四氟乙烯滑块，每块聚四氟乙烯滑块规格：40040050；3、选择两台10吨的手拉葫芦。比赛馆吊装现场2009.7.1郑广雁许 睿5卸载装置同步控制采用40台同步液压千斤顶
12、装置达到同步卸载要求。1、通过SAP软件对整体结构进行模拟卸载，对结构在卸载过程中不同步时所产生的后果进行分析；2、在整体卸载过程中选取同步液压千斤项；3、卸载指令统一由一人发出。比赛馆吊装现场2009.7.2郑广雁徐 静制表人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年7月2日七、对策实施实施一：施工起拱值控制通过SAP软件建模分析以及结合现场实际监测找出设计起拱、验算起拱、和实际起拱值的结合点。表四：设计预起拱值（单位：mm） 横轴纵轴ADFGHJKLMNQT100000000000001214142234343434343422141413262642626262626262422626
13、143838619191919191916138381550508012012012012012012080505016383861919191919191613838172626426262626262624226261814142234343434343422141419000000000000制表人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年7月2日表五：通过SAP软件验算，施工预起拱值（单位：mm） 横轴纵轴ADFGHJKLMNQT100000000000001273738487878787878784737313130130154139139139139139139154130130
14、141801801881701701701701701701881801801519519520018018018018018018020019519516180180188170170170170170170188180180171301301541391391391391391391541301301873738487878787878784737319000000000000制表人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年7月2日表六：通过现场对Q、N、M、L轴线实测起拱值（单位：mm） 横轴纵轴ADFGHJKLMNQT100000128787847313139139154160141
15、701701881901518018020019516170170188190171391391541601887878473190000制表人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年7月2日表七：通过设计、验算、实测、综合比较得出实际施工起拱值（单位：mm） 横轴纵轴ADFGHJKLMNQT1000000000000012737384878787878787847373131601601541391391391391391391541601601419019018817017017017017017018819019015195195200180180180180180180200195
16、19516190190188170170170170170170188190190171601601541391391391391391391541601601873738487878787878784737319000000000000制表人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年7月2日实施效果检查一：桁架施工完成后，对桁架的起拱值进行了实时测量，根据测量数据显示，测量值基本在设计起拱值偏差范围内。钢屋架施工达到了预期目标，取得了很好的效果 。表八：卸载后的起拱值测量（单位:mm） 横轴纵轴ADFGHJKLMNQT110000000000001298121920192018191010
17、9131516315553544555552914131431324982808982828248313115353883128111118112129122693635162425518379778080804924261726283054565356555626252418810112020202222201110819000000000000制表人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年9月2日实施二：轨道梁基础承载力控制对轨道基础进行验算，对其采取加固加强措施。 1.砼梁 2. 滑移钢梁 3. 砼柱 4.砼梁 5、7.柱顶固定钢梁锚板锚栓 6.柱顶锚栓8.柱顶预埋件图四：轨道基础布
18、置图制图人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年7月2日通过对基础的验算，原基础不能满足承载要求。对基础利用直径2198钢管加固。1.砼梁 2.后加支撑 3.砼柱4.滑移钢梁 5.砼梁 6、7.滑移梁固定锚板螺栓 8. 支撑柱顶板 9.支撑柱底板 10.支撑柱底锚栓图五：轨道基础加固图制图人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年7月2日实施效果检查二：经现场检查，轨道梁基础加固后，承载力完全满足滑移要求；桁架施工完成后，对原混凝土梁无发现破坏现象。实施三：两相向滑移支撑点同步控制在滑移轨道上或桁架上同部位设置测量装置，信号统一指挥。A、在现场吊装、滑移、卸载过程中所有指令均由徐静一
19、人（或通过对讲机）统一发出指令。B、采用滑移梁上划线标识和刻度，刻度一般精确到520mm,通过观测滑移梁上的标记刻度尺寸了解钢梁是否同步。1.桁架 2.刻度指针 3.滑移钢梁 4.不锈钢板 5.刻度标识 6.润滑脂图六：刻度设置图制图人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年7月2日实施效果检查三： 经现场检查，滑移不同步现象得到了有效的控制；滑移过程中，发现不同步能够得到及时调整，最终滑移施工顺利完成。 实施四：滑移摩擦力及牵引力控制采用摩擦力小的装置和减小摩擦力措施，对选用的牵引设备的牵引力通过校核选择最佳牵设备。1.制动平衡装置 2.牵引拉索 3.单元桁架 4.桁架支座 5.固定牵引
20、装置耳板 6.聚四氟乙烯板 7.不锈钢板 8.定位挡板 9.滑移钢梁 10.牵引拉索 11.牵引装置 12.砼柱 13.砼梁图七：牵引装置及滑块设置图制图人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年7月2日A、在减小滑移轨道梁摩擦力方面，QC小组通过集思广益，查询相关资料，在每一榀桁架和轨道梁接触部位的支点采用聚四氟乙烯滑块，此材料为一种抗压、耐磨、磨擦系小的材料；每块聚四氟乙烯滑块规格：40040050。B、在滑移轨道梁上铺设2.5钢板，宽度为300。C、通过受力分析，选用的牵引设备满足牵引力要求。实施效果检查四： 滑移过程中，摩擦力得到了有效的控制，使牵引力达到要求；最后滑移施工顺利完成
21、。实施五：卸载装置同步控制通过SAP软件对整体结构进行模拟卸载，找出控制点，在整体卸载过程中选取同步液压千斤顶装置，并在卸载过程中进行同步控制；同步千斤顶克服了单个千斤顶起顶重物宜发生倾斜，导致起重物损坏并产生危险。使用时采用多顶同步分流阀，保持起升及下降的速度同步。并配有安全阀保护同步千斤顶达到安全操作及保护起重物目的。图八：同步液压千斤顶装置设置示意图制图人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年7月2日图九：同步液压千斤顶卸载示意图制图人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年7月2日实施效果检查五：经现场检查，同步卸载措施的实行大大提高了桁架的安装质量，使得滑移后的钢屋架受力状
22、态更贴近设计状态。八、效果检查1、嘉兴体育馆钢屋架工程采用“大跨度桁架高空滑移、整体卸载施工”方案，高质量、顺利、安全地完成了任务，超过目标要求，并被评为2009年度浙江省建筑钢结构金刚奖。屋架施工期间实现了交叉施工，保证了施工总体部署的实现。通过施工实践证明该方案是科学合理的，所采取的一系列措施为施工提供了必要的技术保证。是我公司以后的钢结构施工积累了经验。2、钢结构桁架施工完成后，QC小组会同业主、监理公司对本工程的钢结构桁架施工质量依据相关验收标准进行检查，共查214个点，不符合点共9个，合格率95.79%，具体见下表。表九：检查验收汇总表序号检查项目允许偏差目标值实测值1跨中垂直度h/
23、250，且不应大于15.0mm12mm共测30点，不合格点1个（实测值为13mm），合格率96.67%2起拱值l/500015mm共测84点，不合格点4个（实测值为-16mm 、-17mm、 -18mm、 -16mm），合格率95.24%2整体垂直度H/1000，且不应大于25.0mm25mm共测50点，不合格点2个（实测值为28mm 、26mm），合格率96%3平面弯曲度L/1500，且不应大于25.0mm25mm共测50点，不合格点2个（实测值为27mm 、26mm），合格率96%合 计共测量214点，符合要求205点，合格率95.79%制表人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年9
24、月15日频率 92% 95.79%目标值 活动后值图十：活动效果对比图制图人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年9月15日 3、通过嘉兴体育馆工程大跨度桁架高空滑移、整体卸载施工方法创新，对操作方案进行综合优化，不但节省了脚手架，而且大大减少了操作难度，加快了工期，节约了资金。4、通过QC小组活动，为公司及项目部培养了一批敢于创新的技术骨干，同时也培养了一支技术力量过硬的施工队伍，为本工程创优奠定了基础。5、本工程是我公司目前为止承接的难度最大的体育馆工程，也是公司2010年的重点创优项目。钢结构施工完成后，得到了业主、监理及建设主管部门的好评。本体育馆为浙江省第十四届运动会的主场馆，
25、承办了该届运动会的开幕式及艺术体操等项目。九、巩固措施把在本项工程施工中形成的工艺，整理、完善，编制成大跨度桁架高空滑移、整体卸载施工作业指导书，经公司质量安全部审核，总工审批后下发。为今后同类工程积累了丰富的施工经验和依据，此作业指导书并在公司内推广。十、总结及今后打算1.通过本次活动，我们QC小组成员收获颇受益非浅，整体提高了QC小组团队的协作精神、参与意识、安全意识、管理水平、质量意识、QC知识水平；小组成员就以上六方面进行了自我评价，评价结果如下：图十一：自我评价图制图人：许睿 审核人：贾海栋 编制时间：2009年9月15日2加强对专业人员的技能的基本培训，以及专业知识的深度提升。3、通过本次QC小组活动达到了预期的目的，取得了一定的经济效益和社会效益。随着新工艺、新技术的不断出现，我们将继续运用和发挥QC的全面管理理论，解决和完善施工过程中的技术难点和质量通病。我们计划下一个课题是：“游泳池专用釉面砖铺贴质量控制”。