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攻克大跨度单层网壳屋面钢结构变形施工难关发布单位：中建八局发布人：张勇刚中建八局一公司华能大厦QC小组内容摘要•概况•一、工程简介•二、小组概况•三、选题理由•P计划阶段•四、现场调查•五、确定目标及可行性分析•六、原因分析•七、制定对策•D实施阶段•八、对策实施•C检查阶段•九、效果检查•A总结阶段•十、巩固及标准化•十一、成果总结与今•打算概况一、工程简介华能大厦工程为办公综合楼地上11层，地下5层，建筑面积128580㎡总造价10.58亿元。由美国KPF建筑设计院设计的屋面钢结构采用滑移施工.网壳位于中庭F11层高度处,两端设有40个活动支座和2个固定支座共同支撑网壳结构。钢结构滑移图片华能大厦网壳结构位置图课题简介图1滑移单元一滑移单元二滑移单元三滑移单元四滑移单元五滑移单元六网壳拼装场地斜面滑移轨道斜面滑移轨道单层网壳在东侧11层设置的胎架上进行拼装，拼装后通过两侧的斜面轨道将网壳分六榀滑移就位(其中第六榀跨距8.4m,其它跨距16.8m），轨道安装完成面标高46.4m，斜面与水平面成60°夹角，施工难度较大。图216.8m8.4m动画演示动画形式描述一下网壳轨道安装、胎架拼装、滑移的全部过程小组名称中建八局一公司华能大厦QC小组成立时间2007年10月10日小组人数8人小组活动时间2007年10月～至今注册号ZJBJYGS.BJ.QC.10-2007小组类型攻关型小组制度1).小组每周活动两次，每次活动时间不得小于0.5h；2).提倡踊跃发言，坚持按PDCA循环程序办事；3).小组全体成员出勤率要达到85％以上。小组业绩小组曾获得中建协优秀QC小组1、小组简介：二、小组概况表12、成员简介：姓名年龄文化程度项目部职务技术职称小组职务小组分工受教育时间出勤率宁文忠41本科项目经理高级工程师组长全面负责120h90%张忠元29本科总工程师工程师副组长策划组织120h100%边守江33大专生产经理工程师副组长生产管理120h100%李强52大专质量部经理工程师组员质量检查120h90%时景彬29本科技术部经理工程师组员方案措施80h100%张勇刚27本科主管工长助理工程师组员组织生产80h100%张洪波28研究生工长助理工程师组员现场管理70h95%崔泉鹏26本科工长助理工程师组员资料收集80h95%制表人：张勇刚时间：2007.10.10表2三、选题理由1、质量目标高2、施工无先例3、技术难度大本工程质量目标是：确保获得北京市“结构长城杯”金奖，确保获得北京“竣工长城杯”金奖、确保“鲁班奖”，争创“詹天佑奖”。本工程网壳跨度33.6m，且矢高比较高，为有效控制结构自重产生的拱角推力，保证结构网壳滑移的稳定性，选择了斜面轨道滑移单层网壳结构，经查新，钢网壳斜轨滑移为国内首次采用，没有成熟经验.本工程屋面采用单层网壳钢结构，网壳的整体坐标控制、斜面轨道安装、刀板胎架控制、同步滑移等技术，均具有较大难度.鉴于以上原因，我们QC小组选择了《攻克大跨度单层网壳屋面钢结构变形施工难关》这一课题进行现场攻关。查新报告图3四、现场调查1.网壳滑移工程调研为了更详细、正确的掌握钢结构变形控制要点2008年2月21日QC小组分两路到东北大学游泳馆工程，首都机场新航站楼滑移工程进行实地调查。东北大学游泳馆工程简要说明：东北大学游泳馆屋面是双层双网壳滑移工程.双层网壳结构滑移轨道首都机场新航站楼滑移工程简要说明：首都机场新航站楼309m滑移工程。滑移轨道铺设钢屋盖网壳整体效果通过对上面两个工程的调研，经设计、监理、钢结构专家论证，最终形成了180条钢结构变形的质量信息，统计归纳为6类，统计表如下：序号检查项目检查点数超差数1网壳标高偏差30122网壳轴线偏移30113预埋件轴线偏差3024预埋件标高偏差3025拼装杆件制作变形3026其他301合计18030缺陷统计表制表人：张勇刚时间：2008年02月24日地点：北京2.工程调研统计表表3项目频数累计频数累计频率1、网壳标高偏差121240%2、网壳轴线偏移112377%3、预埋件轴线偏差32583%4、预埋件标高偏差22790%5、拼装杆件制作变形22996%6、其它130100%质量调查表制表人：张勇刚时间：2008年02月24日地点：北京表4钢网壳问题排列图通过运用问题排列图来分析：（1）网壳标高偏差（2）网壳轴线偏移这两种质量问题是影响钢结构变形的主要质量问题制图人：张勇刚时间：2008年02月24日地点：沈阳、北京图4五、确定目标及可行性分析1、确定目标目标:由于本工程为鲁班奖工程，针对排列图主要存在的问题，经过QC小组讨论确定：总体目标：保证网壳滑移一次成功。分项目标：保证网壳达到目标值合格率90%以上。839078808284868890现状值目标值制图人：张勇刚地点：沈阳、北京时间：2008年03月05日图5实施前目标2、目标设定依据依据：从问题排列图中可以看出，影响钢结构滑移变形的主要因素为“标高偏差”及“轴线偏移”，如果这两个问题都解决了钢结构质量就可提高到96.1%，即[180-（30-12-11）]/180=96.1%。问题的关键是解决程度，由于第一次施工此类钢结构滑移工程,考虑到其不可预计性，小组设想将问题解决到90%，钢结构质量就可提高到94.84%，大于目标值90%。调研项目合格率83％目标合格率90％制图人：张勇刚时间：2008年03月05日图63、可行性分析管理方面：6家分包同时交叉施工，协调配合难度大。技术方面：采用斜面轨道单层网壳结构，控制变形难度较大。工期方面：钢结构滑移工期为75天，时间紧、任务重公司重视：积极组织专家论证、公司派钢结构技术专家现场指导施工，并且我们QC小组对主要问题分析的很透彻。施工队技术强：公司有专业的施工队伍，承建了鸟巢、水立方等奥运工程，对滑移工程较为了解。相关方支持：业主、设计、监理相关单位指派专业工程师现场督战.经过可行性分析项目部QC小组成员认为：目标能够实现。结论网壳轴线偏移网壳标高偏差测量不精确恶劣的天气情况构件加工厂监管不严测量仪器精度低操作人员失误工人责任心不强未熟练掌握滑移工艺网壳构件实体变形技术交底不细致斜向轨道安装精确度低胎架安装精确度差构件尺寸误差大制图人：张勇刚时间：2008年3月10日轨道安装工艺未细化胎架加固不牢支座控制点偏差大六、原因分析滑移过程卡轨图7通过上面的关联图共找出十个末端因素，QC小组运用调查分析、现场验证的方法一一进行分析，逐个排除共找出四个要因。要因确定末端因素一：工人责任心不强验证时间2008.03.20验证方法调查分析验证人张洪波崔泉鹏验证情况项目已经组织了对工人的教育，并提高工人工资，建立奖罚制度。结论：非要因表5制表人：张勇刚时间：2008年03月25日验证时间2008.03.25验证方法调查分析验证人张勇刚张忠元验证情况末端因素二：支座控制点偏差大制表人：张勇刚时间：2008年03月25日结论要因QC小组已考虑这个难点再经过调查分析，并通过测量数据确定支座的控制点直接影响网壳整体的三维坐标。表6末端因素四：网壳构件实体自身变形验证时间2008.03.25验证方法调查分析验证人张忠元时景斌验证情况QC小组开工前做了详细技术交底，内容量化、图画，对节点及关键工作详细讲解，对每一个工人考试，合格者上岗施工。结论：非要因末端因素三：技术交底不细致验证时间2008.03.20验证方法调查分析验证人张忠元张勇刚验证情况设计阶段已充分考虑，并在网壳结构脱胎前对钢结构网壳预起拱15mm。结论：非要因制表人：张勇刚时间：2008年03月25日表7表8末端因素六：胎架加固不牢验证时间2008.03.25验证方法调查分析验证人时景斌验证情况三天内北京天气预报情况都有专业人员监控，合理安排滑移时间，如突遇风雨天气立即停止滑移。结论：非要因末端因素五：恶劣天气验证时间2008.03.20验证方法现场调查验证人张勇刚验证情况设计人员已提出钢结构胎架的稳定性对网壳的结构稳定性及三维坐标的控制极为重要，项目做好充分的准备。要因结论制表人：张勇刚时间：2008年03月25日表9表10验证时间2008.03.25验证方法调查分析验证人时景斌边守江验证情况项目部已经安排测量员及小组成员负责对仪器的日常维护和送检工作。结论：非要因末端因素七：测量仪器精度低验证时间2008.03.20验证方法调查分析验证人时景斌验证情况项目部成员充分考虑到滑移过程中网壳拱角推力作用，造成网壳与轨道之间摩擦力大，易产生卡轨、跳动现象。末端因素八：滑移过程卡轨结论要因制表人：张勇刚时间：2008年03月25日表11表12验证时间2008.03.25验证方法调查分析验证人张勇刚边守江验证情况钢网壳斜向滑移轨道主要起着导向和控制水平位移的作用，那么它的精确度直接影响滑移精度，必须有专项的工艺.末端因素九：轨道安装工艺未细化结论要因验证时间2008.03.20验证方法现场调查验证人李强张忠元验证情况项目部派出有20年工作经验的质量总监李强陪同监理部及业主专业工程师到加工厂监督，保证构件尺寸符合设计及规范要求。结论：非要因末端因素十：构件加工厂监管不严制表人：张勇刚时间：2008年03月25日表13表14303.2803.2803.28张勇刚张忠元时景斌张洪波边守江崔泉鹏严格按安装流程图施工、利用直角模板校正增加立杆数量、设角钢加固利用活动刀板控制三维坐标保证轨道安装精确度95%以上保证胎架稳定性保证网壳的支座精确度95%以上细化安装工艺加固胎架设置活动刀板轨道安装工艺未细化胎架加固不牢支座控制点偏差大12地点时间负责人措施目标对策要因序号办公室现场现场4滑移过程卡轨降低轨道摩擦力降低卡轨几率加聚四氟乙烯板、网壳中间加钢索李强时景彬03.28办公室七、制定对策对策表制表人：张勇刚时间：2008年03月28日表15实施一：细化轨道安装工艺、利用模板尺校正先施工牛腿处大埋件轨道,再安装大埋件中间轨道八、对策实施示例放轨道斜面中心线大埋件处轨道下料安装大埋件处轨道角钢临时固定安装大埋件中间轨道小埋件轨道固定模板尺校正调整连接2008年4月5日QC小组对第一榀钢网壳进行了拼装作为实验段，并对斜面轨道的组成进行了分解，然后制定了轨道安装的流程图：图8胎架的设置位置根据杆件的分段位置确定，保证每段杆件有三个支撑点，共设置6道胎架，102个支撑点。由于胎架的定位尺寸决定网壳的尺寸、形状。为了保证它的稳定性，现场拼装胎架前，先将纵向方管所在的轴线放到楼层面上，并拼装场地的各立杆下方垫支墩，以增大受力面积。在支墩H型钢的四个角上用膨胀螺栓进行固定。胎架立杆采用工字钢和圆钢管，侧向用角钢连接加固。实施二：增加立杆支撑点、斜向角钢加固把预先制作好的立板焊接在立柱封头板上，一侧背有加劲板加固，立板通过高强螺栓与活动刀板穿孔连接。为了保证网壳脱胎后不变型，我们在现场拼接时考虑到网壳自身荷载作用造成网壳结构的下挠值，对网壳进行预起拱1.5cm.实施三：利用活动刀板控制三维坐标活动刀板图片测量数据实施小结脱胎前测量数据脱胎后测量数据2008年4月12日网壳拼装后，测量员将三维坐标进行了测量，偏差在规范允许范围内达到了滑移施工的要求，项目领导，QC小组成员一致认为可以滑移。2008年4月13日钢网壳进行第一榀滑移，滑移过程中用槽钢将轨道与网壳连接，槽钢底面焊一块16mm厚不锈钢板，下面垫聚四氟乙烯板，并在斜轨表面涂抹黄油作为润滑剂，另外在网壳中间用钢索进行拉结，最后用牵引设备将网壳滑移就位。实施小结通过上面得措施，减少了轨道与网壳间摩擦力降低滑移过程中卡轨、跳动现象，保证了网壳滑移过程中稳定性。图10措施四：垫聚四氟乙烯板，钢索拉接应急预案效果一：滑移就位精确度提高2008年4月13日钢结构顺利完成第一榀滑移，经复测标高、轴线均超过目标值，这样QC小组依照施工方法跟踪完成最后5榀的滑移施工。九、效果检查制图人：张勇刚时间：2008年06月05日767880828486889092949698实施前目标第一榀第二榀第三榀第四榀第五榀第六榀滑移跟踪效果