1、提高大面提高大面积焊积焊接球网架拼装一次合格率接球网架拼装一次合格率吉利汽车张家口制造基地钢结构QC小组一、工程概况一、工程概况吉利汽车张家口基地项目位于河北省张家口市，总投资50亿元，是吉利品牌整合后的重要组成部分。该项目主要由冲压车间、焊装车间和总装车间组成，总建筑约14.85万平方米，总合同价11278.97万元。其中焊装车间、总装车间屋面为多柱支承的焊接球节点斜放四角锥钢管网架结构，网架安装面积达到13.35万平方米，共有七个区域组成，其中焊装车间四个区，总装车间三个区，单区最大面积18000平方米，安装难度高、焊接量大。整个钢结构工程由建筑系统有限公司负责钢结构及其围护系统的深化设计2、材料采购及安装。该项目在综合考虑工程的结构形式、安装高度及现场实际问题后，采用了按照伸缩缝分块进行地面拼装，再整体顶升的方法，实现单次顶升吨位达860吨，单次顶升最大面积达1.8万平方米。既满足了分块施工、分块移交的要求，又大大减少了现场高空作业的工作量，确保了网架安装的精度和施工进度。二、小组概况二、小组概况1、小组简介：-1-图1 吉利汽车张家口制造基地效果图及网架顶升安装顶升过程图系统有限公司吉利汽车张家口制造基地钢结构QC小组成立于2015年4月8日，共有7名成员组成。小组课题类型为现场型，小组注册号：JGGYQCXZ-2015-02，课题登记号：JGGYQCKT-2015-02。本3、次QC活动小组人员出勤率95%以上,受教育时间41小时以上，部分小组成员参加了省市质量协会的QC知识培训。2、小组成员表（详见下页表1）。三、选题理由三、选题理由按照公司的质量方针，以提高顾客满意度为目标，该项目顾客作为公司战略合作客户，其汽车类厂房大面积网架施工是整个项目施工的关键，且该工程网架结构形式采用斜放四角锥钢管网架，应用较少，同时网架上部还安装有空调机房，经过小组成员及公司技术中心的集中讨论、分析，认为该工程在网架拼装及整体安装过程中存在较大难度，将直接影响到安装进度及后续上部大型机电设备的安装，是整个钢结构项目的安装重点和质量控制的关键。因此，小组成员将“提高大面积焊接球网架拼装4、一次合格率”作为小组本次活动的课题，具体选题理由如下：-2-表1 QC小组成员情况汇总表吴国兵 男 组长 高级工程师 38 姓 名 性 别 小组职务 职 称 年龄 小组名称：精工工业建筑系统有限公司吉利汽车张家口制造基地钢结构QC小组梅 军 男 副组长 工程师 34 陈江堤 男 副组长 助 工 35 陈海勇 男 组员 工程师 34 王 玲 女 组员 工程师 35 滕 氄 女 组员 工程师 32 郑 强 男 组员 助 工 26 从13年1月到14年12月，公司质量部门在对二年承接的类似工程检查中发现拼装质量问题有36点，占总质量问题82点中的43.9%。制图:梅 军 参加:全体成员 日期:2015、5年4月15日四、现状调查四、现状调查我们针对提出的问题非常重视，并就调查表中提出的36条意见进行细致分析，情况如下：影响焊接球网架拼装及安装一次合格率质量问题统计表（1）序号项 目频 数频 率1节点中心偏移1438.9%2杆件轴线的弯曲矢高1130.6%3椎体高度513.9%4支座中心偏移38.3%5纵向、横向长度25.6%6其 它12.8%7合 计36100%-3-提高大面提高大面积焊积焊接球网架拼装一次合格率接球网架拼装一次合格率公司近年来大面积的工业建筑厂房承接日趋增多，难度越来越大，同时整体要求也越来越高，部分项目后续工艺对前期钢结构的安装要求和配合逐渐增多；特别是汽车类厂房，多采用6、网架结构，网架结构安装是基础性质量控制点，同时也是有一定的安装难度，因此必须提高屋面网架结构的安装质量，才能确保整体工程的质量，赢得顾客的满意。本工程的网架采用斜放四角锥钢网架，与传统应用较多的螺栓球网架相比，具有安装难度大，焊接量大等特点。而根据初步施工方案，采取地面拼装整体就位的方案，其拼装质量对整个网架的安装起到关键作用。本工程在进行前期设计交底时，设计单位就明确提出，其设计的类似项目，以往施工单位施工时网架安装整体质量不高，局部区域甚至影响到后续工艺，因此提出该工程为必须严格控制网架拼装和整体安装质量，同时设计也会积极提供协助。制图:郑强 参加:全体成员 日期:2015年4月25日从饼7、分图中可知，节点中心偏移和杆件轴线的弯曲矢高为影响焊接球网架及安装质量一次合格率的主要因素。同时大部分小组成员认为，对质量监督部门的调查结果虽然反映了一定的问题，但由于数据量不够，同时没有具体的偏差数据，为了更好的分析掌握目前存在的问题，所以小组成员从以往承接项目存档的技术资料里查找网架结构安装质量检查记录，经统计、计算分析共查得实测点822点，其中一次合格 率711点，一次拼装不合格111点，一次合格率为86.5%，具体统计分析情况如下：焊接球网架拼装及安装质量问题统计表（2）序号检查项目不合格（频）点数频率（%）累积频数累积频率（%）1节点中心偏移4338.7%4338.7%2杆件轴线的弯8、曲矢高3834.2%8172.9%3椎体高度1311.7%9484.6%4支座中心偏移98.1%10392.7%5纵向、横向长度54.5%10897.2%6其 它32.8%111100.0%7合 计N=111-4-43381395338.7%72.9%84.6%92.7%97.2%标高偏差轴线偏差截面偏差扭曲偏差对接偏差其 它累积频率(%)频数=111中心偏移弯曲矢高椎体偏差支座偏移长度偏差其他制图:滕氄 参加:全体成员 日期:2015年5月5日从排列图中得出，和相关方提出的意见一样，节点中心偏移和杆件轴线的弯曲矢高偏差是造成焊接球网架拼装一次合格率的主要因素。五、目标制定及可行性分析五、目标9、制定及可行性分析通过针对提出的意见及施工过程中的原始记录进行调查分析，解决网架拼装的节点中心偏移和杆件轴线的弯曲矢高偏差的意义重大，确定本次活动的目标为：-5-目标制定依据1、设计单位交底时提出，焊接球网架结构拼装质量至关重要，且上部有空调机房和工艺荷载，拼装质量直接关系到后续的安装，是施工重难点，要求施工单位以保证网架及整体钢结构的安装质量。2、从调查中表明，标高、轴线偏差合计达到72.9%，如果标高、轴线偏差解决到90%，则网架拼装一次不合格率可以下降到（1-72.9%90%）（1-86.5%）=4.6%，即焊接球网架拼装一次合格率可提高到95.4%。3、在现状调查过程中，我们对包括螺栓球10、在内的各种网架形式拼装精度进行了调查，发现大部分网架的拼装一次合格率均达到90%以上，虽然形式有差异，但拼装方式基本思路和方法相同，因此只要通过努力能达到该要求。将焊接球网架拼装一次将焊接球网架拼装一次合格率从合格率从86.5%86.5%提高到提高到9 90%0%以上。以上。制图:陈江堤 参加:全体成员 日期:2015年5月12日六、原因分析六、原因分析针对网架拼装时节点中心偏移和杆件轴线的弯曲矢高偏差二个问题，我们结合拼装场地、发货、网架杆件质量、焊接球质量、拼装顺序、焊接顺序等方面时节点中心偏移和杆件轴线的弯曲矢高偏差这二个问题通过系统图，将有可能造成节点中心偏移和杆件轴线的弯曲矢高偏差的11、原因进行逐一分析：-6-4、由于该工程为公司2015年度重点工程，公司上下均非常重视，有一定的影响力，公司要求创优夺杯。因此在各个方面均给予了大力的支持，同时本工程又取得了设计院及相关技术专家的支持，有能力完成任务。节节点点中中心心偏偏移移、轴轴线线弯弯曲曲矢矢高高偏偏差差人人员员环环境境方法方法材料材料测测量量机械机械操作不熟练未进行培训未进行针对性交底管理不到位质量监督力度不够质量意识不强质量责任制有缺陷质量责任制不健全焊接机械选择不当焊接机械选择不当焊接方式不当焊接机械不匹配校正机械性能差圆管尺寸偏差未考虑收缩，理论与实际偏差焊接球尺寸偏差焊接球圆度偏差施工方法不合理拼装时局部杆件未加固12、校正方法、顺序不合理拼装方案缺乏针对性无安全保证设施场地平整后无措施确保不均匀沉降测量机具有偏差、轴线未复核测量仪器未定期检测未对钢柱位置轴线复核和网架拼装重新定位制图:梅军 参加:全体成员 日期:2015年5月16日七、要因分析论证七、要因分析论证通过运用系统图，从人员、机械、材料、方法、环境、测量六个方面详细的分析，得出网架拼装时节点中心偏移和杆件轴线的弯曲矢高偏差的末端因素共有15条，小组成员对15条末端因素进行调查、分析、论证，逐一进行确认，见下表：要因分析论证表序序号号类类别别原因原因验证验证方法方法原因确原因确认认结论结论1未进行培训调查分析公司对各安装工人每年举行3-5次的钢结构13、安装方面专业知识培训，目前项目部人员均参加非要因非要因2未进行针对性交底调查分析工人只熟悉普通网架的安装要点，对斜放四角锥焊接球网架要点不明确，交底针对性不强，必须要进行详细交底和落实要要 因因3管理不到位讨论分析由于工程的特殊性，项目部全体管理人员坚持到位加强管理非要因非要因4质量监督力度不够讨论分析项目部配备了2名经验丰富的质检人员，已加强监督力度非要因非要因5人人员员质量责任制度不健全调查分析通过对相关人员进行调查，发现项目管理人员的质量责任制度较好，但工人的质量责任制流于形式，没有很好的落实非要因非要因6焊接机械不匹配调查分析网架部分拼装焊接均为上下弦杆及腹杆与焊接球的焊接，焊接板厚及14、焊缝等级均为常规焊接非要因非要因7机机械械校正机械性能差调查分析网架拼装校正主要采用千斤顶、手拉葫芦等常规矫正机械，使用较为成熟，且性能良好，能够满足使用要求非要因非要因8未考虑收缩，理论与实际偏差讨论分析网架二次深化设计生成杆件长度后，由制造工厂进行相贯线切割，切割后长度可能存在机械偏差，同时焊接球圆度也对杆件安装有影响要因要因9材材料料焊接球圆度偏差调查分析焊接球采用专业厂家生产，且经过抽检，检验结果满足相关要求非要因非要因10拼装方案缺乏针对性讨论分析施工前安装方案经过公司技术科审核、总工审批，同时进行了专项方案的论证，得到了多方的认可，再通过监理工程师及业主单位审批，具有针对性非要因非15、要因11方方法法拼装时局部杆件未加固讨论分析由于该网架安装采用顶升方案，顶升点附近杆件均经过加固，但是在进行施工验算和换杆时，只考虑部分应力比大于0.9的杆件，同时顶升要因要因-7-点附近存在部分应力比在0.8-0.9的杆件。顶升时受到局部不均匀和不同步的影响，可能产生杆件弯曲12校正方法、顺序不合理调查分析网架拼装根据伸缩缝进行分块进行，分块网架相互之间影响较小，同时校正按照下弦、腹杆和上线分次校正。非要因非要因13环环境境场地平整后无措施确保不均匀沉降讨论分析原顶升支架下部垫板采用四肢分散式，场地虽经平整，但顶升支架受荷载后会出现局部沉降，如采用四肢分散式，则会出现不均匀沉降，影响拼装后网16、架的平整度和局部杆件的变形。分散式垫板在顶升支架下部四肢上要因要因14测量仪器未定期检测调查分析目前项目部使用的测量仪器均为新购，且通过有效鉴定，保养良好，完全能够放心使用非要因非要因15测测量量未对钢柱位置轴线复核和网架拼装重新定位调查分析由于该工程钢柱采用插入式箱型柱，网架进场前均已安装完毕，但插入式箱型钢柱安装及校正难度较大，如出现偏差，对后续网架拼装产生影响。要要 因因制表:吴国兵 参加:全体成员 日期:2015年5月20日通过对网架拼装时节点中心偏移和杆件轴线的弯曲矢高偏差所分析出的15条末端原因进行调查分析论证，确认以下5条为主要原因：1 1、施工人、施工人员员未未进进行行针对针对17、性的技性的技术术交底；交底；2 2、未考、未考虑虑收收缩缩，杆件理，杆件理论论与与实际实际偏差；偏差；3 3、拼装、拼装时时局部局部应应力比力比较较大杆件未加固；大杆件未加固；4 4、场场地平整后无措施确保不均匀沉降；地平整后无措施确保不均匀沉降；5 5、未、未对钢对钢柱位置柱位置轴线复轴线复核和网架拼装重新定位。核和网架拼装重新定位。八、制定对策八、制定对策-8-确定主要原因后，本小组成员通过讨论制定对策如下：对 策 表序序号号主要原因主要原因对对 策策目目 标标措措 施施负责负责人人地地 点点完成完成时间时间1施工人员未进行针对性的技术交底对各施工人员进行交底使每个网架拼装人员熟悉焊接球网18、架的特点，拼装要点及质量控制点施工人员清楚插入式钢柱的安装校正方法及注意事项有项目技术人员负责对工程进行针对性技术交底，定期复查和多次交底，后续进场人员再进行交底，不遗漏梅 军陈江堤现场会议室6月5日完成交底书编制及首批拼装人员交底2未考虑收缩，杆件理论与实际偏差综合考虑加工偏差和收缩就焊接球的影响杆件制作后长度与焊接变形相一致，同时满足安装，拼装焊接后轴线节点偏差满足要求对理论长度、实际加工 长度及拼装后收缩量进行分析，最终确定理论长度调整系数陈海勇滕 氄技术中心、现场8月16日前修改完成，施工全过程监督实施3拼装时局部应力比较大杆件未加固对局部杆件进行加固顶升时不发生杆件不可恢复的变形对顶19、升时顶升架四周杆件应力比进行逐一分析，确定换杆和加固的具体杆件数量和编号梅 军陈江堤技术中心、施工现场8月17日各种规格的校正、调节用随钢柱材料到场4场地平整后无措施确保不均匀沉降对顶升架下部进行改进均匀沉降，同时局部不均匀时有补救措施按照整体垫板的思路，结合路基箱设计方式，设计垫板并制作使用陈海勇陈江堤技术中心、施工现场5月31日完成下部垫板的设计及第一批现场加工5未对钢柱位置轴线复核和网架拼装重新定位对轴线进行复核及重新定位确保新定位轴线满足钢柱安装要求，确保网架安装后支撑点在柱顶预定位置对已安装的箱型柱轴线进行复核，个别偏差及时进行调整陈江堤王 玲施工现场6月10日前完成第一批拼装处已安20、装箱型钢柱直线的复核制表：王玲 参加：全体成员 日期：2015年5月25日九、九、实实施施-9-D 实施阶段实施阶段实实施一：切施一：切实实落落实实好好焊焊接球网架的拼装接球网架的拼装施工施工针对针对性技性技术术交底交底6月2日，项目技术负责人梅军编制了斜放四角锥焊接球网架拼装技术交底书，6月5日，工程正式开工前，技术负责人梅军、安装负责人陈江堤对全体钢结构安装人员进行了详细的技术交底，按照“项目部技术管理员班组长作业人员”“三级交底”原则（其中第三级交底按照须每天定期交底的要求）进行交底落实，并由小组成员郑强对技术交底内容进行不定期地问答检查，并实地指导安装。-10-实实施二：考施二：考虑虑21、收收缩缩，理，理论论与与实际实际偏差，确定最偏差，确定最终终加工加工长长度度 8月10日到8月16日，由技术人员陈海勇对理论长度、实际加工 长度及拼装后收缩量进行分析，最终确定理论长度调整系数，经多次复测和实地测量，得出需要加工的理论长度为原设计软件自动生成长度长1.5mm。实实施四：均匀沉降，同施四：均匀沉降，同时时局部不均匀局部不均匀时时有有补补救措救措施施按照整体垫板的思路，结合路基箱设计方式，设计垫板并制作使用。首先由陈海勇设计顶升支架四肢下部垫板，支架截面为1.0*1.0米，垫板尺寸为1.25*1.25米。厚度100mm，上下层钢板厚度10.0mm。并设置加劲肋。同时配置不同厚度的小22、垫板，确保个别不均匀沉降点能调整。（右图及右下图）实实施三：确定施三：确定顶顶升架四周需要升架四周需要临时临时加固杆加固杆件的数量及加固方法件的数量及加固方法对顶升时顶升架四周杆件应力比进行逐一分析，确定换杆和加固的具体杆件数量和编号，最终焊装车间一区有126根杆件需要临时加固，顶升就位卸载后方可拆除临时加固措施。加固方式采用双角钢捆绑式加固法，拆卸方便，可多次使用，如右图所示。十、实施效果检验十、实施效果检验1、施工过程中的检查在对策的实施工程中小组成员陈江堤、陈海勇、郑强三人按照钢结构施工质量验收规范12.3.1条款的检验要求（见下表）首先对先拼装的焊装车间一区焊接球网架拼装单元进行抽检和23、测量，并对检测结果采用统计对比法对安装质量进行控制。同时针对实施过程中的不足之处及时调整，确保了后续焊装二、三、四区及总装三个区的网架顺利拼装。通过对施工过程中的数据进行分析我们发现，由于我们的措施得力，网架拼装时节点中心偏移和杆件轴线的弯曲矢高偏差均在规范允许范围内，同时网架的整体安装的其他数据也很好的得到了控制。小拼单元的允许偏差及检验方法表2、焊装及总装车间的网架最终安装质量-11-项 目允许偏差(mm)检查方法节点中心偏移2.0用吊线和钢尺检查焊接球节点与钢管中心的偏移1.0杆件轴线的弯曲矢高L1/1000，且不应大于5.0用水准仪检查柱子弯曲矢高H/1200，且15.0用经纬仪或拉线24、和钢尺检查弦杆长度2.0椎体高度2.0椎体型小拼单元上弦杆对角线长度2.0用经纬仪或吊线钢尺检查实实施五：根据已安装插入式箱型施五：根据已安装插入式箱型钢钢柱柱轴轴线复线复核核结结果，及果，及时调时调整网架拼装整网架拼装由陈江堤安排人员对已安装的箱型柱轴线进行复核，个别偏差及时进行调整。同时根据实际确定网架拼装时的整体尺寸，确保顶升就位后网架支撑点在柱顶中心位置。（右图）经过全体小组成员及其他单位、部门努力与配合，焊装车间及总装车间网架结构于2015年12月18日全部安装完毕，网架整体安装质量得到了有效控制，给后续上部次结构及其屋面围护系统安装提供了坚实的基础。我们按照规范要求的检测方法，扩大25、检测比例对网架结构进行了安装质量进行了检查，对整体钢结构厂房均进行了检测，共检测、复查得到了数据568个，其中节点中心偏移和杆件轴线的弯曲矢高符合要求且偏差在允许范围内的数据521个，超出规范允许偏差47个，一次合格率达到了91.8%。如下图所示。制图：梅军 参加：全体成员 日期：2015年11月30日3、工程总体质量由于现场提前预控、事中严格执行、事后及时反思改进，大大的提高了网架结构的现场拼装一次合格率，同时，通过后续不断改进，后续总装车间拼装质量又进一步提高，基本解决了工程中具有整体控制性的难题之一，使得全体施工人员的质量意识和信心得到了很大的提高，其他的相关问题也迎刃而解，2015年126、2月18日，张家口基地所有焊接球网架全部顶升就位完成安装，取得了预定的目标，同时，中国建设报上也进行了宣传报道（右图）。目前正整理相关资料，积极申报“中国钢结构金奖”。-12-80.5%92.0%93.2%70.0%75.0%80.0%85.0%90.0%95.0%实施前目 标实施后目标完成情况图实施前目 标实施后86.5%90.0%91.8%十一、巩固措施及标准化十一、巩固措施及标准化 通过小组成员PDCA循环活动，焊接球网架拼装质量得到了很大的提高，确保了后续整块顶升的顺利进行和整体网架的就位，确保了本工程后续屋面次结构及围护系统的安装。解决了焊接球网架现场拼装整体拼装精度不高的问题，因此27、小组将此拼装质量控制措施经整理成文后，通过技术部门的批准，纳入到了网架结构拼装及安装作业指导书（右图）中去，在后续工程中出现类似情况即可按照作业指导书指导现场的安装作业，同时也为其他单位的安装提供了借鉴。十二、反思与体会十二、反思与体会经过本次活动，焊接球网架拼装质量得到了较大的提高，为工程下一步创优打下了基础，同时本QC小组成员的自身素质也有了较大的提高。活动前后自我评价表自我评价项 目活 动 前（分）活 动 后（分）团队精神69质量意识57进取精神69TQC知识及能力39工作热情与干劲46改进意识57制图：王玲 参加：全体成员 日期：2015年12月10日十三、遗留问题及今后打算十三、遗留问题及今后打算通过本次QC活动，大面积焊接球网架的拼装一次合格率得到了很大的提高，但大型工业厂房结构复杂，还有需要提高和改进的安装质量问题，在下一次活动中，我们将继续努力，解决“提高焊接空心球节点制作精度”。-13-