1、1提高提高大跨度箱型钢梁大跨度箱型钢梁吊装精度吊装精度一、工程概况一、工程概况龙湾区黄石山公园二期配套工程位于龙湾区黄石山，西至龙江路、东至黄石山公园一期（已建）、北至黄石山山体、南至黄石山后河。总建筑面积25612，其中地下建筑面积6450，地上建筑面积19162。包含两栋主体建筑，一栋为4层的大空间柱网的公园服务中心（建筑面积14235），另一栋为5层的配套综合楼（4670），地下室为1层。工程主体为钢结构，柱采用焊接箱型钢柱(0以下采用钢柱埋入式混凝土柱，0以上采用钢柱内填充C25混凝土柱），主梁与钢柱刚性接连，主梁与次梁铰接。其中钢梁包括焊接箱型钢梁、热轧H型钢，钢柱均为焊接箱型钢柱。2、楼面为压型钢板（YX51-250-750），内配双向双层钢筋。服务中心两侧采用桁架屋面及宴会厅上部采用网架屋面，其中三层8-12轴设有5条大跨度箱型钢梁（口450*1400*14*28），跨度达24m，每根重达20吨。二、小组简介二、小组简介QC小组由项目经理张晓珑担任组长，项目技术负责人何永新担任副组长。小组成员共计7人，人均受TQM教育60课时，小组出勤率达98%。详见表1。表1 小组概况表小组名称龙湾区黄石山公园二期配套工程项目部QC小组活动课题提高大跨度钢箱梁吊装精度学习TQC时间人均受教育60课时注册编号BSLH-2017-001活动次数15次小组成立时间2017.2.25课题类型现3、场型小组活动时间2017.4.8-2017.5.25活动出勤率98%小组成员序号姓名学历职务组内职务组内分工1本科项目经理组长制定对策2本科项目副经理副副长组织实施3本科技术负责人副组长技术指导4本科施工员组员质量监控、资料整理5专科安全员组员安全管理6专科安全员组员安全管理7专科班组长组员钢结构吊装制表人：陈博伦 时间：2017年4月9日图图1 1：工程效果图：工程效果图2三、选题理由三、选题理由3.1 工程质量目标大型招商引资项目是树立企业形象的重点工程。争创优质工程是我项目部工作的核心目标。3.2 钢结构施工质量要求高，难度大。本工程主体结构主要采用钢结构，尤其是钢梁构件吊装量大，重量大4、（最大约20吨/根），钢结构吊装施工作业面狭小，施工工艺繁杂，施工难点多。3.3 经济性精确的结构吊装能节约大量的人力、财力、物力及工期。3.4 整体重要性钢结构吊装质量影响到主体结构的使用安全。四、现状调查与分析四、现状调查与分析4.1 现状调查我QC小组针对钢结构吊装工程施工质量情况，根据建筑工程施工质量验收统一标准、钢结构工程施工质量验收规范要求，对本公司的同类型工程中展开现场调查。按随机抽样的原则，抽取400 处进行检查，其中76处存在质量问题，钢结构吊装工程施工质量合格点率仅为81%。根据调查情况，绘制钢结构吊装工程施工质量问题统计表（如表2）：表2 钢结构吊装工程施工质量问题调查统5、计表 序号检查项目允许偏差（mm）频数（处）累计频数（处）频率（%）累计频率（%）1轴线存在偏差10.0323242.142.12节点处构件安装高度存在偏差2.0215327.669.73同一根构件两端安装高度存在偏差1/1000且不应大于10.0106313.282.94垂直度存在偏差（H/2500+10）且不应大于50.07709.292.15相邻构件间距尺寸偏差10.04745.397.46其他/2762.6100制表人：陈博伦 时间：2017年4月15日4.2 数据分析根据以上钢梁吊装工程施工质量问题调查统计表，绘制排列图（如图1）。4.3 结论从数据分析中可以看出，影响钢结构吊装工程6、施工质量的主要问题是：“轴线存在偏差”及“节点处构件安装高度存在偏差”，累积频率达到 69.7%。因此 QC 小组以这两个问题作为重点攻关的对象。3图图2 2：钢结构吊装工程施工质量问题调查排列图：钢结构吊装工程施工质量问题调查排列图制图人：陈博伦 制图日期：2017年4月15日五、确定目标五、确定目标5.1 目标确定依据5.1.1 调查表明：影响钢结构吊装工程施工质量的主要问题有53点，只要在施工过程中严格监控，解决主要问题的60%，钢梁吊装工程施工质量合格点率就可以提高到 81%+69.7%60%（100%-81%）=88.9%，目标在技术上是可行的。5.1.2 本公司为国家特级施工企业，7、曾组织施工过众多的省级重点项目工程，公司施工管理人员具有雄厚的施工技术力量，能够为小组提供足够的技术支持。5.1.3 钢结构吊装施工编制有专项施工方案，经专家审核论证，并在施工中加以改善，为消除质量隐患起到了保障性的作用。5.2 确定活动目标值根据以上的目标确认依据，QC 小组确定了以控制“轴线偏差小于10.0mm；节点处构件安装高度偏差小于2.0mm”的质量目标为努力方向，进而实现大跨度钢箱梁结构吊装工程施工质量合格点率达到88.9%的目标。六、原因分析六、原因分析QC 小组针对从排列图中得出的主要问题进行了多次讨论，广泛收集技术负责人、质检员、施工员及班组长的意见，从人、机、料、法、环五个8、方面对影响钢结构吊装工程施工质量的原因进行了分析，并绘制成原因分析关联图（如图 2）。4图图3 3：原因分析关联图：原因分析关联图制图人：陈博伦 制图日期：2017年 4月 16日七、要因确认七、要因确认7.1 根据原因分析关联图，可以看出造成“轴线存在偏差”及“节点处构件安装高度偏差”的主要问题的末端因素共有9条，QC 小组根据关联图中的9条末端因素逐一进行要因确认，由此编制要因确认计划表（如表3）。表表3 3 要因确认计划表要因确认计划表 序号末端因素确认内容确认标准负责人确认方法确认时间1钢构件（场外）加工厂加工工艺落后钢构件是否在专业钢结构加工厂进行加工制作。钢构件的加工与制作在专业工9、厂进行，制作的构件外形尺寸验收满足如下要求：焊接 H 型钢构件(500h1000)截面尺寸偏差小于3.0 内；焊接箱型钢构件，截面尺寸偏差小于2.0。周晓龙现场验证2017.4.172钢梁两端螺钢梁两端螺栓孔距未根栓孔距未根据现场情况据现场情况进行精确调进行精确调整整规范允许的尺寸偏差仍然可能造成构件间对接不精确。故钢梁两端螺栓孔距仍应根据现场实际情况进行精确调整，确保对接精准正确，一次施工到位。杜绝现场切割、开孔或扩孔。同一根钢梁螺栓孔距应该根据现场安装空间实际丈量尺寸进行调整，以确保同一根钢梁两端螺栓孔距偏差2.0。周晓龙现场验证2017.4.173钢梁场内拼钢梁场内拼装过程未进装过程未进10、行合理监控行合理监控场内组装施工相比场外工厂加工工艺较为简陋，各环节需加强监控，确保场内拼装的构件，构件尺寸满足规范要求采用合适的工艺对场内构件拼装进行监控，保证场内组装的焊接箱型钢构件，垂直度偏差3.0、单连接板节点轴线偏差10.0。何永新现场验证2017.4.174基础地脚螺栓固定不当基础地脚螺栓与固定架是否存在相对偏差检查施工记录陈博伦调查分析2017.4.185测量数据 统计错误数据统计是否有错误检阅测量记录 陈博伦调查分析2017.4.186测量仪器 不精确检查确认测量工具是否满足精度要求查阅检定证书 杨国强调查分析2017.4.187风雨天气 确认吊装作业时天气状况是否吊装施工应在11、良好天气状况下进行杨国强调查2016.9.185进行吊装施工良好，杜绝风雨天施工。分析8场地狭小不利于吊装 施工（导致构件在施工 过程中磕碰变形）是否在吊装前考虑到周边建筑结构环境因素，避免由于场地因素引起的野蛮施工。吊装时，周边建筑环境应满足构件起吊空间要求。构件起吊无障碍。董时贵现场验证2017.4.189高空作业高空作业 不利于构件不利于构件 精确就位精确就位吊装施工，仅凭借汽车吊和人工牵引无法精确就位。钢结构吊装应采用可靠措施，保证钢结构在较少的人为操作下即可满足精度要求。确保大跨度箱型钢梁的吊装精度为轴线偏差5.0。方友高现场验证2017.4.18制表人：陈博伦 时间：2017年4月12、17日7.2 小组成员针对以上9个末端因素进行要因确认，分析如下：末端因素末端因素11：钢构件（场外）加工厂加工工艺落：钢构件（场外）加工厂加工工艺落后后确认方法：现场验证标准：钢构件的加工与制作在专业工厂进行，制作的构件外形尺寸验收满足如下要求：焊接H型钢构件（500h1000）截面尺寸偏差在3.0 内；焊接箱型钢构件，截面尺寸偏差在2.0 内。经调查，钢构件场外制作均在专业钢构加工厂中进行，部件的加工生产有专门的生产线，生产工艺先进。通过对进场钢构件外形尺寸的抽验，钢构件外形尺寸偏差均满足标准要求。结论：不是要因结论：不是要因 末端因素末端因素22：钢梁两端螺栓孔距未根据现场情况进行精确调13、整：钢梁两端螺栓孔距未根据现场情况进行精确调整确认方法：调查分析标准：同一根钢梁螺栓孔距应该根据现场安装空间实际丈量尺寸进行调整，以确保同一根钢梁两端螺栓孔距偏差2mm。经调查：吊装过程时常发生构件尺寸偏差导致的对接过程无法顺利完成。经分析：钢构件材料制作时未结合现场，钢梁两端螺栓孔距未进行精确调整，是导致上述问题的主要原因。结论：是要因结论：是要因 末端因素末端因素33：钢梁场内拼装过程未进行合理：钢梁场内拼装过程未进行合理监控监控确认方法：现场验证标准：采用合适的工艺对场内构件拼装进行监控，保证场内组装的焊接箱型钢构件，垂直度偏差3.0、单连接板节点轴线偏差10.0。施工现场空间狭小，交叉14、作业严重，钢结构制作工艺落后，钢构件制作，仅凭简单的测量无法保证其垂直度及轴线偏差等满足规范要求，这将直接影响钢结构吊装工程施工质量。结论：是要因结论：是要因图图5 5：钢结构拼装场地狭小：钢结构拼装场地狭小图图4 4：构件尺寸测量：构件尺寸测量6 末端因素末端因素44：基础地脚螺栓固定不当：基础地脚螺栓固定不当确认方法：调查分析标准：在混凝土施工过程中，螺栓与螺栓固定架之间的位移不超过1mm。经查阅相关隐蔽资料发现：地脚螺栓上下端各配个螺母使螺栓上下可调，且螺栓下端用14钢筋焊接固定，以防止螺栓垂直、标高、轴线发生偏差，且位移量值未超过标准。结论：不是要因结论：不是要因 末端因素末端因素5515、：测量数据统计错误：测量数据统计错误确认方法：调查分析标准：检阅测量记录查阅测量员的施测资料，并在施工现场对测量记录中的数据进行抽检。抽检结果表明，测量结果及统计内容基本无误，仅有少数数据存在误差。结论：不是要因结论：不是要因 末端因素末端因素66：测量仪器不精确：测量仪器不精确确认方法：调查分析标准：查阅检定证书公司根据各种仪器设备的校准周期，由专人负责按时送检。通过对仪器设备管理台帐的检查，结果：经纬仪、水准仪、钢卷尺检定合格，且在检定有效期内。结论：不是要因结论：不是要因 末端因素末端因素77：风雨天气进行吊装施工：风雨天气进行吊装施工确认方法：调查分析标准：吊装施工应在良好天气状况下进16、行，杜绝风雨天施工。项目部在钢结构吊装前对钢结构吊装施工班组进行安全技术交底，严禁其在阴雨天气及大风天气进行钢结构吊装施工。结论：不是要因结论：不是要因 末端因素末端因素88：场地狭小不利于吊装施工（导致构件在施工过程中磕碰变形）：场地狭小不利于吊装施工（导致构件在施工过程中磕碰变形）确认方法：现场验证标准：吊装时，周边建筑环境应满足构件起吊空间要求。构件起吊无障碍。钢结构吊装属于危险性较大的工程，必须编制专项施工方案，并需通过专家论证。我项目部在编制钢结构吊装施工方案时，对钢结构吊装的场地进行了合理布局，并得到专家组的认可。结论：不是要因结论：不是要因图图6 6：地脚螺栓预埋：地脚螺栓预埋图17、图7 7：测量仪器检定证书：测量仪器检定证书7 末端因素末端因素99：高空作业不利于构件精确就位：高空作业不利于构件精确就位确认方法：现场验证标准：钢结构吊装应采用可靠措施，保证钢结构在较少的人为操作下即可满足精度要求。确保大跨度箱型钢梁的吊装精度为轴线偏差5mm（小于规范要求的10mm）。由于大跨度箱型钢梁的安装精度会影响次钢梁的安装，故QC小组要求大跨度箱型钢梁的吊装精度为轴线偏差5mm。大跨度箱型钢梁每根重量达20多吨，长度长、自重及截面尺寸大，吊装难度大，选用300t大型汽车吊进行吊装，需花费大量的工时及人力，加上高空作业安全隐患突出，施工效率较低。结论：是要因结论：是要因7.3 针对18、以上9条末端因素进行逐一确认之后，我们确定了以下3条要因：1、钢梁两端螺栓孔距未根据现场情况进行精确调整；2、钢梁场内拼装过程未进行合理监控；3、高空作业不利于构件精确就位；八、制订对策八、制订对策 表表4 4 对策计划表对策计划表 序号要因对策目标措施地点责任人完成时间1钢梁两端螺栓孔距未根据现场情况进行精确调整测量后再进行精确加工同一根钢梁螺栓孔距偏差2.0。大跨度箱型钢梁吊装完毕后，对次梁安装空间距离进行丈量并记录数据。将数据回报给加工厂后，再进行螺栓孔的开凿。施工现场周晓龙2017.4.30至2017.5.8图图8 8：钢结构专项施工方案：钢结构专项施工方案图图9 9：高空吊装作业：高19、空吊装作业82钢梁场内拼装过程未进行合理监控采用有效措施加强对现场钢结构拼装过程进行监控场内组装的焊接箱型钢构件，垂直度偏差3.0、单连接板节点轴线偏差10.0。在构件组装前，对就位的构件尺寸，整体垂直度，对接情况进行检查。满足精确度要求后再进行场内焊接组装施工现场何永新2017.5.8至2017.5.143高空作业不利于构件精确就位钢结构吊装应采用可靠措施，保证钢结构在较少的人为操作下即可满足精度要求确保大跨度箱型钢梁的吊装精度为轴线偏差5.0。一次吊放成功。在大跨度箱型钢梁的设计位置边缘焊接临时档板，以防止大跨度箱型钢梁偏位。施工现场方友高2017.5.15至2017.5.17制表人：陈博20、伦 时间：2017年4月30日九、实施对策九、实施对策根据对策计划表，在项目部钢结构施工过程中进行实施，派专人负责实施过程跟踪检查。实实施一：施一：测测量后再量后再进进行精确加工行精确加工9.1.1 实施时段：2017年4月30日至2017年5月8日9.1.2 负责人：周晓龙9.1.3 措施：1、在大跨度箱型钢梁吊装完毕后，对次钢梁的安装空间距离进行丈量并记录；2、将测量的记录报送予钢次梁加工厂，要求加工厂根据项目部提供的数据对次钢梁两端的螺栓孔进行加工开凿。并对所有钢梁标注梁号，以方便对应安装。3、次钢梁螺栓孔开凿完毕运抵施工现场后，项目部质检员对次钢梁两端螺栓孔间距进行了复测，抽测结果表明21、，次钢梁螺栓孔距全部符合要求，可以进行吊装施工。4、通过在全次梁吊装过程的跟踪，所有次钢梁准确对位，施工效率达到预期目标。99.2.2 实施小结：先测量后施工实现了同一根次钢梁螺栓孔距偏差2mm 的目标，避免了现场气割扩孔，使得次钢梁吊装过程精确就位，极大的提高了钢结构吊装的施工效率。9.2 实实施二：采用有效措施加施二：采用有效措施加强现场监强现场监控。控。9.2.1 实施时段：2017年5月 8日至2017年5月 14 日9.2.2 负责人：何永新9.2.3 措施：在构件组装前，对就位的构件尺寸，整体垂直度，对接情况进行检查。采用通线观测法对钢梁拼装过程进行监控。1、5根大跨度箱型钢梁均分22、为2段在场外预制。预制完毕后，大跨度箱型钢梁分段进场，使用汽车吊先将分段移动至二层楼面。利用重锤线及水平尺，配合汽车吊用垫块调节钢梁，将分段调节至垂直、水平状态，确保分段横平竖直后吊车方可卸载。2、分段就位后，用汽车吊将分段吊至拼接位置附近。将5T手葫芦固定在分段的掉点处，通过拉拽手葫芦使分段逐步靠近分段。用钢卷尺测量分段到分段上事先放线出的定位中线位置的距离，以此校正分段在长跨方向位置是否精确。3、待分段的长跨方向位置、宽度方向位置、垂直度及水平度均符合要求后，在两分段拼接位置用钢板点焊，做临时固定。固定完毕后汽车吊完全卸载，卸去吊钩。4、待分段、均就位完毕后，进行钢梁拼接位置螺栓安装及焊接23、施工。9.1.4 实施小结：通过使用简单的监测手段，实现了即使现场钢构件制作工艺落后，依旧可以保证钢梁整体拼装的精度要求。图图1010：螺栓孔精确开凿：螺栓孔精确开凿图图1111：大型箱钢梁吊装准备：大型箱钢梁吊装准备10从表5的测量数据可以看出，通过观测法对钢梁拼装过程进行监控，场内组装的焊接箱型钢构件垂直度偏差3.0、单连接板节点轴线偏差10.0。表表5 5 大型箱梁垂直度、截面及端头处单连接板节点轴线偏差测量统计表大型箱梁垂直度、截面及端头处单连接板节点轴线偏差测量统计表 截面位置（8轴）截面位置（9轴）截面位置（10轴）截面位置（11轴）截面位置（12轴）A轴端中部F轴端A轴端中部F轴24、端A轴端中部F轴端A轴端中部F轴端A轴端中部F轴端垂直度偏差211121101102111轴线偏差256432434343224制表人：陈博伦 时间：2017年5月14日9.39.3 实施三：钢结构吊装应采用可靠措施，保证钢结构吊装在较少的人为干预下即可满足精度实施三：钢结构吊装应采用可靠措施，保证钢结构吊装在较少的人为干预下即可满足精度要求。要求。9.3.1 实施时段：2017年5月15日至2017年5月17日9.3.2 负责人：方友高9.3.3 措 施：1、大跨度箱型钢梁吊装前，在钢柱牛腿位置上优先安装连接板以及上部临时档板。2、汽车吊将大跨度箱型钢梁缓慢抬吊至轴线位置，自牛腿以下1米左右25、，缓慢提升大跨度箱型钢梁，大跨度箱型钢梁端部碰触到临时挡板后，金属碰触声响传出，作业人员向汽车吊司机发出停止指令，钢梁水平位置就位完毕，并及时安装螺栓，从而实现无需人为牵引即可精确就位的目的。3、钢梁就位后，移除先前设置的临时挡板。用同样的方式完成所有大跨度箱型钢梁的吊装施工。9.3.4 实施小结：通过预设临时挡板，大跨度箱型钢梁就位过程省去了在高空人为牵拉作业，及吊装过程中的测量作业。保证了钢结构吊装达到一个较高的精度要求的同时，提高了施工效率，减少了人为参与，保障了施工安全。实现了大跨度箱型钢梁的吊装精度为轴线偏差5mm 的目标（大跨度箱型钢梁轴线测量记录如表6所示）。表表6 6 大跨度箱26、型钢梁轴线偏差测量记录表大跨度箱型钢梁轴线偏差测量记录表 序号轴线/梁号轴线允许偏差实测偏差是否合格18轴KGL32mm合格29轴KGL31mm合格310轴KGL30合格411轴KGL31mm合格512轴KGL35.0mm2mm合格图图1212：箱梁精确安装：箱梁精确安装11制表人：陈博伦 时间：2017年5月17日十、效果检查十、效果检查10.1 效果一：达到预期目标经过实施阶段，QC 小组对我项目部施工的钢结构吊装工程施工质量随机抽取200点进行检查，不合格17处，合格点率 91.5%。整理、统计情况详见钢结构吊装工程施工质量问题调查统计表（表7）。表表7 7 钢结构吊装工程施工质量问题调27、查统计表钢结构吊装工程施工质量问题调查统计表 序号检查项目允许偏差（mm）频数（处）累计频数（处）频率（%）累计频率（%）1垂直度存在偏差（H/2500+10）且不应大于50.05529.429.42相邻构件间距尺寸偏差10.04923.552.93同一根构件两端安装高度存在偏差1/1000且不应大于10.031217.670.54轴线存在偏差10.021411.882.35节点处构件安装高度存在偏差2.021611.894.16其他/1175.9100制表人：陈博伦 时间：2017年5月19日从表7可以看出钢结构吊装工程施工质量有了明显的提高，主要问题“轴线存在偏差”及“节点处构件安装高度存28、在偏差”已降为次要因素，施工质量合格点率由活动前的 81%提高到活动后的 91.5%，效果超出了预期88.9%的目标。10.210.2 效果二：经济效益效果二：经济效益通过展开 QC 活动，钢结构吊装工程施工质量合格点率达到了91.5%，极大提高了钢结构吊装工程施工效率，节约了大量的机械台班及人工费用，并避免了返工造成的材料浪费和工期延误。产生了极其良好的经济效益。累计节约经费=节约机械台班费+节约的人工费-QC活动成本=6000元+2100元-1200元=6900元。10.310.3 效果三：社会效益效果三：社会效益通过本次QC攻关，避免了机械、人员、材料及工期的浪费，保证了钢结构的吊装精度29、，同时确保了工程进度；由于准备研究充分，施工用效率高，工程质量好，得到了监理、业主的一致好评，赢得了良好的社会信誉；为企业今后施工确定了严格工艺流程，为推进企业技术进步奠定基础。十一、巩固措施十一、巩固措施1、QC小组将本次活动的经验总结整理，发现价值和不足。公司工程管理部计划通过本工程的实施，形成公司级的大跨度箱型钢梁吊装质量控制作业指导书（编号：BSLH-2017-001），指导今后类似工程施工工作，并编写相关工法。2、使本 QC 小组活动日常化、常态化，保持小组成员的热情和主观能动性，及时的解决施工过程中遇到的难题，从而保证本工程的顺利施工。12十二、总结及今后打算十二、总结及今后打算130、总结本次 QC 活动中，小组成员积极参与，团结协作，出谋划策，使得 QC 小组活动得以顺利进行。同时小组成员的团队精神、质量意识、管理能力等综合素质都得到提高，具体详见自我评价表和自我评价雷达图。表表8 8自我评价表自我评价表序号评价内容活动前活动动1团队精神452质量意识353管理能力454工具运用能力345工作热情346经济意识34 制表人：陈博伦 时间：2017年5月25日 图3 雷达图 制图人：陈博伦 时间：2017年5月25日2、今后打算通过本次 QC 活动，我们达到了预期效果，进一步加强了小组成员创新能力与信心，下一步，我们将根据本工程钢网架屋面吊装的难度和特点，继续进行 PDCA 13循环，活动课题是提高大跨度钢网架屋面吊装质量的一次合格率。