荆州体育馆钢结构QC(工业公司)

小组名称：荆州体育馆扬帆远航QC小组发布人：刘茗发布时间：2014年3月发布单位：中建三局二公司荆州体育馆钢结构项目目录一、工程概况二、QC小组概况三、选题理由概况四、设定目标五、方案选择六、关键工序确定七、控制要点及对策计划阶段（P）八、对策实施实施阶段（D）九、效果检查检查阶段（C）十、巩固措施及下一步打算总结阶段（A）荆州市文化体育中心工程总建筑面积51485㎡（其中地下室2137㎡），共分为体育馆、游泳馆、综合竞赛馆、网球公园、体育公园五大功能区。体育馆为混凝土框架-钢桁架屋盖结构，体育馆立面造型新颖，为折曲网格钢管结构，形状极不规则，节点独特，施工难度大。体育中心效果图体育馆立面效果图1工程概况立面结构由48个折曲网片围绕而成，网格在平面上内外圈半径分别为62m/72m，下部支撑在Y型钢管格构柱上，标高为4.500m，上部悬挂支撑在屋盖外圈桁架（WHJ1）上，标高为26.000m。1工程概况立面结构投影图结构立面图立面结构轴测图深化后每片网格由84根钢管焊接而成，主弦杆通过不同曲率、不同平面位置及不同标高控制达到折曲网格的效果。弦杆采用∅245×7、∅114×4，腹杆采用∅140×6、∅140×4.5。单片立面投影图1-1剖面图2-2剖面图1工程概况课题体育馆立面折曲网格吊装方法创新小组名称荆州体育馆扬帆远航QC小组小组活动时间2013年6月10日～2013年11月25日小组成立时间2013年6月课题类型创新型小组注册号ZJSEGY05-2013课题注册时间2013年6月小组人数9人平均年龄28岁QC教育时间40小时以上活动频次4次/月2.1QC小组简介制表人：刘茗审核人：桂峥嵘制表时间：2013年6月10日2QC小组概况序号姓名文化程度职务组内职务组内分工1李同洋本科项目经理组长任务分配2桂峥嵘本科技术总工副组长主持工作3乔狮雄本科生产经理副组长现场负责4王豪硕士技术工程师组员技术管理5卢鹤本科商务工程师组员效益计算6刘茗本科现场工程师组员效果确认7刘春光本科现场工程师组员现场实施8黄永作本科现场工程师组员现场实施9吕夕其高中质量工程师组员质量控制制表人：刘茗审核人：桂峥嵘制表时间：2013年6月10日2QC小组概况2.2QC小组人员3选题理由课题选择：选择经济合理的吊装方案，在保证工期、质量，安全，经济的前提下，实现体育馆立面折曲网格安装。建设方要求高：本工程为荆州市重点项目，2014年湖北省运会主场馆，质量目标为“楚天杯”，立面钢结构吊装工期紧。构件数量多：单片网格结构杆件为84根，立面结构杆件总数为4032根。安装定位困难：立面结构空间造型感强烈，杆件测量定位困难。立面折曲结构为单层双向受力结构，结构刚度较小，受焊接及温度影响大。高空焊接环境复杂，安全、质量风险大：立面网格结构存在大量高空焊接作业，安全风险大，高空焊接人员、风速等不确定因素多，质量隐患多。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，实现立面折曲网格安装。（1）该工程是公司重点工程之一，公司总工、技术中心和项目部全体工作人员群策群力，团结一致攻克难点，在施工前对施工方案进行分析研究，并进行了专家论证。（2）QC小组成员有着良好的团队合作精神、敬业精神，QC组成员桂峥嵘有丰富的结构计算知识，曾在广州南航机库项目对网架整体提升一体化分析并相关发表论文，采用结构计算软件对施工过程进行模拟分析，保证施工的可行性。（3）劳务协作单位做钢结构吊装已有20年以上的施工经验。4设定目标4.1课题目标4.2可行性分析4设定目标结论：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，确信目标是可行的。2013年6月3日-14日期间，QC小组围绕“体育馆立面折曲网格安装”这一中心任务开展头脑风暴法，类似工程安装方法大体有以下几类安装方法：5方案选择5.1方案提出方案对比空间网格结构安装方式单元或整体提升法滑移法分条分块吊装法搭脚手架高空散装法整体吊装法折叠展开式整体提升法高空悬拼安装法立面网格施工由于有高程及位移偏差，滑移法及提升法施工起来难度非常大，本工程不予考虑。本工程在满堂脚手架高空散装及分块吊装这几种方法里进行选择和对比论证。5方案选择5.1方案提出立面折曲网格安装方式满堂脚手架高空散装地面拼装分块吊装施工方案优点缺点满堂脚手架高空散装杆件在高空拼接时具有良好的工作面脚手架搭拆时间长，施工工期慢，效率低，施工成本较高。地面拼装、分块吊装高空对接吊装片为三弦杆，每两片之间杆件搭设脚手架散装地面拼装三弦杆稳定性较好，施工简便散装杆件高空测量焊接量较大，质量安全隐患除第一吊装片为三弦杆，其余吊装片均为两弦杆杆件拼装在地面完成，高空只有少量焊接，施工效率高，施工工期快吊装片稳定性较差，吊装时需要采取加固措施制表人：卢鹤审核人：桂峥嵘制表时间：2013年6月20日5方案选择5.2方案对比5方案选择地面拼装、分片吊装高空对接（三弦杆）地面拼装、分片吊装高空对接（两弦杆）辅助弦杆两弦杆地面拼装辅助措施通过对三种方案的十项可行性分析研究，最终我们选取了综合得分最高的方案三，即地面拼装、分片吊装、高空对接（两弦杆）的施工方案。序号对策方案可行性分析评估综合得分是否采用功能分类李同洋桂峥嵘乔狮雄吕夕其卢鹤1满堂脚手架高空散拼1.方案可靠性基本功能◎◎◎○○154不采用2.方案安全性◎◎◎◎◎3.方案经济性△△○○△4.空间定位操作功能○○○△◎5.焊接控制◎○○○◎6.拼装方便○○△○◎7.进度控制○△△○○8.文明施工△△○○○9.穿插工序△△△△△10.成型美观预计效果◎◎○◎◎说明：◎5分；○3分；△1分5方案选择5.2方案对比序号对策方案可行性分析评估综合得分是否采用功能分类李同洋桂峥嵘乔狮雄吕夕其卢鹤2地面拼装、分片吊装高空对接（三弦杆）1.方案可靠性基本功能◎◎○◎◎176不采用2.方案安全性◎○○◎○3.方案经济性○○○○○4.空间定位操作功能○○○◎◎5.焊接控制○○○◎◎6.拼装方便◎○◎○◎7.进度控制○○△◎△8.文明施工◎○○◎○9.穿插工序△△△△○10.成型美观预计效果◎○○◎◎3地面拼装、分片吊装高空对接（两弦杆）1.方案可靠性基本功能◎◎◎○◎202采用采用条件：综合得分超过80%2.方案安全性○○○◎◎3.方案经济性◎◎○○◎4.空间定位操作功能○○○◎◎5.焊接控制◎◎○◎◎6.拼装方便○○◎△◎7.进度控制◎○◎◎◎8.文明施工◎◎○◎○9.穿插工序○△○△○10.成型美观预计效果◎◎○◎◎说明：◎5分；○3分；△1分5方案选择该方案于2013年6月29日进行了专家论证，论证一次通过，获得了业主、设计及专家的一致认可和好评。5方案选择5.3方案论证5方案选择5.3方案论证根据确定方案，编制施工工艺流程图并确定关键工序。6关键工序确定关键工序控制要点对策what目标why措施how地点where完成时间when执行who制作拼装胎架拼装胎架形式及定位为工程特制拼装胎架满足拼装定位焊接要求，具有安全保障结构采用卧式拼装，根据结构图纸绘制三维cad模型，精确定位空间坐标，并以此模型进行胎架结构设计及节点设计公司办公室2013年6月桂峥嵘卢鹤地面拼装拼装顺序控制采用合理的拼装顺序拼装杆件安装有序，强行就位现象地面拼装采取统一的拼装顺序，从开口小的一侧往开口大的一侧安装，不因相贯口阻挡杆件就位项目办公室2013年9月桂峥嵘王豪小组成员采用“5W1H”的方法针对关键工序制定相应对策，分别如下表所示。7控制要点及对策制表人：王豪审核人：桂峥嵘编制时间：2013年11月15日关键工序控制要点对策what目标why措施（how）地点where完成时间when执行who下胎架，运输堆放控制成品堆放过程中结构变形采取措施固定，形成稳定体系网格下胎后变形量小于5mm对拼装完成的吊装片增加临时连接件，临时连接件设置在两侧弦杆，将单层网格结构形式加固为三角结构项目办公室2013年9月桂峥嵘刘春光分片吊装吊装时设置合理吊点通过计算设置合理吊点平稳吊装，吊点力相差控制在20%以内通过计算确定物体重心，设置合理吊点，并得出吊装钢丝绳规格项目办公室2013年9月桂峥嵘乔狮雄吕夕其高空焊接高空焊接控制搭设高空焊接操作平台质量合格，不发生安全事故采用扣件式脚手架搭设操作平台，保障工人施工安全，避免工人因操作注意力不集中，影响焊接质量施工现场2013年11月乔狮雄黄永作7控制要点及对策网格拼装采用卧式拼装，胎架定位直接决定了拼装精度。小组成员根据设计蓝图，精确定位立面折曲网格安装及拼装坐标。8对策实施实施一：拼装胎架设计拼装胎架做法图8对策实施实施一：拼装胎架设计拼装胎架空间坐标点123456789101112131415杆件端头杆件端头胎架支点胎架支点点编号空间坐标点编号空间坐标1X=-45967Y=-37317Z=189369X=-41323Y=-16096Z=161252X=-45939Y=-36486Z=1865810X=-41329Y=-14534Z=166103X=-45674Y=-25714Z=1670511X=-36549Y=-37287Z=189434X=-45622Y=-16095Z=1782612X=-36582Y=-36483Z=186755X=-45623Y=-14933Z=1812713X=-36913Y=-25686Z=167126X=-41253Y=-38345Z=1688714X=-37028Y=-16067Z=178327X=-41259Y=-36454Z=1625015X=-37031Y=-14906Z=181358X=-41292Y=-25682Z=14680拼装胎架结构形式设计完成后进行计算分析，计算采用MIDAS/GenV8.0版。验算结果：拼装阶段网格变形4mm，胎架变形1mm；拼装阶段网格及胎架的应力均复核满足设计要求。8对策实施实施一：拼装胎架设计拼装阶段变形图拼装阶段应力图效果验证：对组装完毕的胎架标高定位进行复核，与图纸理论值偏差最大值为2mm，合格率100%，达到目标要求。8对策实施实施一：拼装胎架设计拼装胎架效果图拼装胎架实物图拼装顺序的选择是影响杆件之间拼接是否合理的关键控制点，传统安装采用先主杆、后腹杆（1、2）、最后次弦杆（3）的安装方式，这样导致次弦杆安装缺少调整空间，不能一次安装到位。每片网格次弦杆为78根，均采用对接，对接次弦杆接长率为23%，远高于规范规定的10%。必须通过改变拼装顺序来避免拼装过程中的质量问题。8对策实施①①②②③8对策实施实施二：拼装顺序选择网格拼装顺序图12213本工程采用单个网格成型，依次对称安装的方式，安装时从一侧往另一侧依次安装，形成单个网格，依次往外延伸，对于单个网格内，安装方式为：①→②→③→④→⑤。本工程中网格尺寸上下开口不同，应统一从小开口往大开口进行安装，即安装位置的从上往下安装。效果验证：对拼装完成后的网格进行验收，未出现因无法安装导致杆件截断增加对接焊缝，杆件总接长率小于10%，达到目标要求。8对策实施实施二：拼装顺序选择实施二：拼装顺序选择8对策实施①②③③④网格拼装顺序图21543每个吊装块在拼装胎架上拼装完成后，吊离拼装场地，采用场内运输至吊装位置或集中堆放场地。因为吊装块为平面网格结构，结构刚度较小，在转运及垂直起吊过程中容易导致构件的较大变形，给工程质量和安装带来不利影响。8对策实施实施三：临时堆放固定措施效果验证：临时堆放固定措施能够有效的控制成品变形，达到目标要求8对策实施实施三：临时堆放固定措施网格固定实物图网格固定措施图保护措施：在立面弦杆之间采用焊接角钢固定，每5m设置一道，通过角钢L100×10连接使平面结构吊装块形成整体空间结构，加强结构平面外刚度。小组成员与武汉理工大学教授合作，通过计算确定合理的吊点位置。吊装时采用100t履带吊安装，每片网格尺寸为约10m×23m，吊装时采用四点吊装，主吊钩和副吊钩分别连接两个吊点。在武汉理工大学教授的指导下，小组成员对吊装工况进行了计算分析，确