460-中建五局总承包公司-大跨度、大截面H型钢梁骨高空吊装方法创新

大跨度、大截面H型钢梁骨高空吊装方法创新（创新型）中建五局总承包公司许宁QC小组发布人：许宁2010年3月目录一、工程概况二、QC小组概况三、选题理由四、设定目标五、方案选择六、关键工序确定七、制定对策八、对策实施九、效果检查十、巩固措施十一、总结及今后打算1工程概况长沙滨江文化园由音乐厅、图书馆、博物馆等单位工程组成，总建筑面积约15万平方米，总投资约20亿人民币。其中，音乐厅工程为该文化园的灵魂建筑。音乐厅工程为钢框架-混凝土剪力墙结构，造型新颖，结构复杂，形状极不规则，节点独特，施工难度大。音乐厅浏阳河湘江音乐厅由左、右两区组成，左区为1446座大厅及其他功能用房。左区屋盖为大跨度阶梯形反梁结构，标高介于16.97m～37.72m,高差为20.75m。1工程概况右区左区音乐厅1446座大厅屋盖有9道预应力H型钢混凝土梁，H型钢梁骨最大截面尺寸为700×3000,最大跨度为74m，钢板最厚达60mm，单榀H型钢梁最大重量约65t。梁与折线形钢箱柱及钢筋混凝土柱构成受力复杂的框架体系。1工程概况屋面九道大跨度、大截面预应力型钢混凝土梁标高37.72m课题大跨度、大截面H型钢梁骨高空吊装方法创新小组名称中建五局总承包公司许宁QC小组小组活动时间2009年8月2日～2009年12月25日小组成立时间2009年8月课题类型创新型小组注册号ZJWJ-QC-2009-01课题注册时间2009.8.1组长许宁小组人数9人QC教育时间40小时以上活动频次4次/月2.1QC小组简介2QC小组概况制表人：刘亘审核人：许宁制表时间；2009年8月1日2.2QC小组人员2QC小组概况序号姓名文化程度职务组内职务组内分工1许宁硕士技术部经理组长主持小组工作2何勇本科生产经理副组长现场负责3黄奔本科技术员组员技术负责4刘亘本科技术员组员技术创新5王德辉本科质检员组员质量控制6范艺林大专预算员组员经济效益计算7王坚明高中架工班组长组员现场实施8蒋德乾高中焊工班组长组员现场实施9候文洪本科吊装队队长组员现场实施制表人：刘亘审核人：许宁制表时间；2009年8月1日3选题理由4设定目标通过对比分析、科学论证，选用并创新满足工期、质量要求且经济的吊装方案，实现大跨度、大截面H型钢梁骨高空吊装。4.1课题目标4.2可行性分析QC小组技术力量强，小组成员理论基础好，创新能力强；公司在技术上提供了大力支持；钢结构专业施工队伍具有丰富的经验。有利因素不利因素施工技术难度大，工期紧迫；施工条件差。4.3结论QC小组有能力克服不利因素，通过卓有成效的QC活动，充分利用有利条件，目标是可行的。5方案选择2009年8月5日至9日期间，QC小组围绕“大跨度、大截面H型钢梁骨高空吊装”这一中心任务多次开展QC活动，并邀请相关的专家进行技术指导，最终提出了五种吊装方案。5.1方案提出5方案选择方案吊装方法工期和经济分析优点缺点结论跨内整体吊装在跨内搭设拼装胎架将H型钢梁骨置于胎架上拼装成整体焊接，再用300T履带吊吊装就位1、总工期：50天2、吊车租赁费30.6万；支模架体租赁费40万；人工费15万；共计85.6万工期满足要求，平地焊接质量好。本工程主体一、二层结构已施工，无行走道路。不适合跨外整体吊装先搭设整体支模架，同时跨外搭设拼装胎架，将H型钢梁骨置于胎架上拼装成整体焊接，再用500T履带吊吊装就位1、总工期：45天2、吊车租赁费69万；支模架体租赁费32万；人工费10.8万共计111.8万施工进度快，工期满足要求，平地焊接质量好，架体安全性高。钢梁自重大，需要500T吊车，须从外省拖运，拖运和吊装费用高。不适合5.2方案对比、分析5方案选择方案吊装方法工期和经济分析优点缺点结论沿梁轴分段吊装滑移先搭设整体支模架和滑移平台，再使用130T履带吊和滑移工具将H型钢梁骨分段吊装滑移就位，高空焊接拼装1、总工期：52天2、吊车租赁费7万；支模架体租赁费32万；人工费18.7万；滑移工具费用5.2万共计62.9万施工进度快，成本低，各工序相互影响相对较小；施工方案技术含量高。横向高空滑移空间狭窄，施工难度大适合垂直梁轴整体吊装滑移先搭设整体架体和滑移平台，同时搭设拼装胎架将H型钢梁置于胎架上拼装成整体焊接，再使300T履带吊将整榀钢梁骨吊装到滑移平台进行滑移1、总工期：60天2、吊车租赁费45.6万；支模架体租赁费32万；人工费25.2万；滑移设备费用7万共计91.8万平地焊接质量好，能充分保证梁的拼装精度。工程屋面为异形阶梯状，就位后钢梁无法固定，安全性能较差。不适合制表人：刘亘审核人：许宁编制时间；2009年8月8日5方案选择方案吊装方法工期和经济分析优点缺点结论整体提升跨内先搭设拼装胎架，将H型钢梁骨置于胎架上拼装成整体焊接，再搭设提升平台使用提升设备缓慢提升就位1、总工期：80天2、吊装租赁费57万；支模架体租赁费40万；人工费28.8万；共计125.8万平面焊接质量好，能充分保证梁的拼装精度。成本高，工期无法满足要求。不适合QC小组评定最佳方案为沿梁轴分段吊装滑移！6确定关键工序根据最佳方案编制施工工艺流程图并确定关键工序。场地准备编制支模架方案、搭设架体和操作平台高空分段吊装滑移高空焊接拼装就位质量验收钢梁骨预起拱值计算及试验滑移工具的设计及制作影响工期重要工序施工过程关键工序影响质量重要工序影响安全重要工序7制定对策关键工序对策（what）目标(why)措施(how)地点(where)完成时间(when)执行(who)钢梁骨预起拱值的计算和试验提供准确的梁预起拱值确保施工起拱值与理论起拱值偏差在3mm范围内。1、运用有限元软件计算分析钢梁变形；2、通过实体试验进行梁预起拱值测算；3、多方协商，确定施工钢梁骨起拱值。办公室现场2009年12月21日许宁黄奔刘亘编制支模架方案并搭设架体和操作平台采用轮扣式脚手架作为支模架体在25天内完成支模架的搭设，架体承载力能达到25kN/m1、编制支模架体搭设方案，计算支模架体受力，布置平面图；2、对支模架方案进行专家论证；3、搭设架体和操作平台。办公室现场2009年11月29日黄奔王坚明小组成员采用“5W1H”的方法制订对策。7制定对策关键工序对策（what）目标(why)措施(how)地点(where)完成时间(when)执行(who)滑移工具的设计及制作采用特制可拆卸式的载重小车和轨道滑移工具满足施工需要1、依据分段后的钢梁骨，设计可拆卸式的载重小车和滑移轨道；2、现场制作1:2比例缩尺小车，载重相应比例重物进行试验滑移。办公室现场2009年11月30日许宁黄奔刘亘高空分段吊装滑移计算机模拟吊装滑移施工过程安全完成实际吊装滑移任务1、通过计算机模拟吊装过程，并对施工人员进行模拟施工的技术交底。2、严格按交底内容执行吊装滑移施工。办公室现场2009年12月17日许宁何勇候文洪蒋德乾制表人：刘亘审核人：许宁编制时间；2009年8月8日实施一：钢梁骨预起拱值的计算和试验8对策实施1、充分利用有利资源，在中建总公司的技术中心运用大型有限元软件ANSYS模拟钢梁骨实际受力，按照规范施加组合荷载，得到梁的变形图，计算出大跨度梁的变形挠度值。8对策实施实施一：钢梁骨预起拱值的计算和试验2、联合湖南大学对最大跨度74m、截面为700x3000的钢梁骨进行1：8缩尺比例的受力性能实体试验，得到该梁应力-应变图和荷载-位移图。0501001502002503003500510152025位移荷载ansystext0501001502002503003504000100200300荷载应力testansys轴线变截面梁大小（宽*高）梁跨度（m）软件计算值（mm）实验变形值（mm）加工起拱值（mm）现场实测值（mm）hR1000*250044.2m96mm95mm98mm98mmhQ1000*250048.7m102mm103mm102mm104mmhN1000*2000（3000）54.1m116mm110mm115mm116mmhM1000*2000（3000）58.5m121mm120mm123mm123mmhL1000*2000（3000）62.8m129mm127mm128mm130mmhK1000*2000（3000）67.1m140mm138mm139mm140mmhJ1000*2000（3500）73.9m179mm178mm180mm180mmhH700*2000（3000）66.4m146mm145mm145mm147mmhG600*2000（2800）52.3m111mm112mm112mm112mm3、与设计单位、监理单位、湖南大学等多方将数据对比分析，最终确定H型钢梁骨施工起拱值。8对策实施实施一：钢梁骨预起拱值的计算和试验制表人：黄奔审核人：许宁编制时间；2009年12月23日效果验证：2009年12月21日，对所有9根吊装完毕的H型钢梁骨的预起拱值进行复核，与加工制作值最大差值为2mm，合格率100%，达到目标要求。1、分别对梁、板下支模架体进行计算，绘制架体布置图和U型操作平台大样图，并编制施工方案。8对策实施实施二：编制支模架方案并搭设架体和操作平台2、2009年9月22日项目部对编制的支模架方案召开专家论证会议。方案通过了论证，并增加了专家的修改意见。8对策实施实施二：编制支模架方案并搭设架体和操作平台3、现场严格按计算书中轮扣式脚手架立杆步距、横距、纵距，搭设整体支模架。8对策实施实施二：编制支模架方案并搭设架体和操作平台横距纵距步距梁600mm600mm1200mm板1200mm1200mm1200mm效果验证：2009年11月30日，支模架体在24天内搭设完成，项目部和监理单位对支模架体进行检查验收，架体稳定、符合要求，通过验收。实施三：滑移工具的选用及制作8对策实施1、为确保H型钢梁骨在吊装过程不发生倾斜，QC小组自主研发了可拆卸的载重小车及轨道，其支架由钢质材料组成，用高强螺栓连接，支架顶部的固定吊环,用于安装手动葫芦，在支架底部安装一组内卡式轴承车轮组来完成水平方向的移动。小车各部分均可拆卸，组装方便。承载小车的滑移轨道由角钢、工字钢组成，用高强螺栓连接，可拆卸组装。实施三：滑移工具的选用及制作8对策实施2、将每根钢梁分成五段，满足沿梁向分段滑移吊装要求，在有限元软件ANSYS中计算小车，取最重的一段钢骨（16吨）并按规范取动力系数1.1，得到小车受力分析图，最终设计出小车尺寸和轨道宽度。8对策实施实施三：滑移工具的选用及制作3、现场制作1:2比例缩尺小车，载重相应比例重物进行试验滑移。效果验证：自制小车满足高空滑移要求，且满足载重要求。8对策实施实施四：高空分段吊装滑移1、以动画模拟的方式将H型钢梁骨高空滑移吊装和施工道路布置对项目部技术人员及施工人员进行技术交底。8对策实施实施四：高空分段吊装滑移2、H型钢梁骨滑移过程2009年12月2日，现场进行第一根钢梁骨的高空滑移吊装。8对策实施实施四：高空分段吊装滑移2、H型钢梁骨滑移过程8对策实施2、H型钢梁骨滑移过程实施四：高空分段吊装滑移8对策实施实施四：高空分段吊装滑移2、H型钢梁骨滑移过程8对策实施实施四：高空分段吊装滑移2、H型钢梁骨滑移过程效果验证：2009年12月19日，所有9根钢梁骨全部安全吊装就位，圆满完成吊装任务。经过QC小组的共同努力，采用“沿梁轴分段吊装滑移”方案顺利在44天内实现了音乐厅屋面吊装施工任务，满足了工期要求，未发生任何安全事故。经质量检查，9根H型钢梁质量全部合格，最大水平偏差4mm（hJ轴梁）；最大高程偏差8mm（hF轴梁）,54条焊缝全部通过无损伤检测，均为一级焊缝。屋面H型钢梁骨的顺利吊装为后续预应力、混凝土施工提供作业平台，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。9.1目标完成情况9效果检查9效果检查制表人：范艺林审核人：许宁编制时间；2009年12月24日通过QC活动，实现工期目标！0102030405060工期要求值预计完成值