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大跨度桁架高空滑移、整体卸载施工方法创新嘉兴体育馆工程QC成果报告中元建设集团股份有限公司二0一一年二月大跨度桁架高空滑移、整体卸载施工方法创新中元建设集团股份有限公司嘉兴体育馆工程QC小组一、工程概况嘉兴体育馆位于嘉兴学院梁林校区内，为浙江省第十四届运动会的主场馆；建筑面积18575平方米，包括中心比赛馆、训练馆、室内游泳馆及附属用房等。比赛馆共设有6千余座;体育馆的形体呈矩形布局，主体为管桁架结构，主桁架12榀，每榀长度约75米;训练馆主桁架6榀，每榀长度约为33.5米;游泳馆主桁架12榀,每榀长度约35米，钢结构件约2000余吨。工程由中元建设集团股份有限公司总承包。比赛馆单榀钢管桁架最大尺寸为75.935米（长）×3米（高），重量约27吨；该工程各类钢构件均在工厂加工制作，按工艺要求分段，然后按图纸分类编号运输至施工现场进行拼装焊接，按专项施工方案进行安装。二、QC小组简介为实现本工程的质量、安全目标；项目部于2009年5月10日成立QC小组，对该项工程现场安装整个施工过程进行控制，从技术、施工、质量、安全等每一个环节全方面进行控制。组长由贾海栋担任。小组成员情况详见下表：表一：QC小组成员概况一览表小组名称中元建设嘉兴体育馆工程QC小组成立时间2009年5月25日课题类型创新型小组注册号ZYJSQC-09-04注册日期2009年6月30日活动时间2009.6-2009.10课题注册号ZYJSQCK-09-04注册日期2009年6月30日QC教育时间人均36小时序号姓名性别年龄学历职务小组职务负责事项1贾海栋男31本科现场负责人组长全面负责2沈建明男55大学技术负责人副组长方案审核3袁国平男39本科钢结构工程项目经理副组长方案实施4曹本富男40大专生产经理组员现场落实5陈红福男55高中安全员组员安全检查6郑广雁男41高中起重技师组员现场实施7徐静男34高中冷作工技师组员现场实施8许睿男24大专测量员组员现场数据统计和资料9李达男25本科质检员组员现场质量、检查制表人：许睿审核人：贾海栋编制时间：2009年6月30日三、选择课题1.本工程比赛馆单榀钢管桁架最大尺寸为75.935米（长）×3米（高），重量约27吨；施工难度较大，对于我公司尚属首次。2、通过此项工程积累及解决在大跨度单元或多单元钢桁架高空滑移、卸载施工过程中的技术创新，提高工程施工质量。由此，我们以比赛馆为例选择了“大跨度桁架高空滑移、整体卸载施工方法创新”为课题，并确定了我们小组的课题目标。四、设定课题目标在合同规定工期内完工，确保钢桁架施工质量，控制在规定的允许偏差内——桁架跨中垂直度偏差≤12mm，起拱值偏差≤15mm，整体垂直度、平面弯曲偏差≤25mm。合格率达到92%以上。五、提出方案、确定最佳方案（－）方案提出找出钢桁架施工的四种方法根据国内外现有钢屋架施工方法及本工程钢屋架设计形式，小组成员采用头脑风暴法，各抒已见，按结构类型及现场施工环境总结归纳提出四种施工方案：方案一：地上单榀整体拼装整榀吊装在地面进行单榀整体组装焊接，然后采用两台250吨履带吊整体吊装。方案二：单榀分段高空对接将中间部位钢屋架分段，在地面搭设低拼装平台后进行组装焊接，然后整体提升，同时需要部分高空拼装，四周看台部位仍需搭设脚手架。方案三：满堂脚手架支撑体系散件安装按钢屋架高度搭设满堂支撑脚手架，根据吊装设备能力将屋架结构分成小榀单元，将钢屋架分段吊装到位，就位组拼后进行焊接。方案四：端部设置拼装平台，单元桁架依次拼装、累计滑移，整体卸载在端部搭设拼装平台，将钢屋架分段吊装至拼装平台，然后进行组装焊接；再进行整榀桁架滑移、卸载。（二）方案论证是否组装平台搭设拼装放线、标高复核桁架拼装滑轨铺设滑移牵引设备安装液压同步滑移系统安装检查验收同步累计滑移(一个柱距)应力、变形监测是否为最后一榀滑移结束整体卸载表二：对比分析表项目优点缺点结论方案一（地上单榀整体拼装整榀吊装）安全可行，高空工作量很少；施工便捷；施工工期较短需250吨以上吊装机械，增加机械台班费；吊装时施工作业面太大，对其他工种影响较大。不合理方案二（单榀分段高空对接）安全可行，高空工作量较少；对其他工种影响较小。技术要求高，四周看台部位仍需搭设脚手架，中部需设置临时支撑架，费用增加；需150吨以上吊装机械，增加机械台班费；施工作业面较大；工期较长。不合理方案三（满堂脚手架支撑体系散件安装）施工方法简单，质量、安全容易保证，更易保证桁架的拼装精度和质量；只需小吨位吊装机械进行倒运构件，机械台班费减少。脚手架用量大，费用高；施工方法技术含量低，安装尺寸不易控制；施工工期长，无法安排穿插施工；对其他工种影响大。不合理方案四（端部设置拼装平台，单元桁架依次拼装、累计滑移，整体卸载）安全可靠，减少大部分高空工作量；施工便揵，采用50吨履带吊即可，机械费用低；只需在端部搭设操作平台，对其他工种影响非常小；工期能够保证。现场钢结构拼装、焊接要求较高，主受力方向桁架在滑移过程形成，对拼装、滑移质量要求高。合理，采用此方案制表人：许睿审核人：贾海栋编制时间：2009年6月30日（三）确定最佳方案通过对比分析，第四种方案－端部设置拼装平台，单元桁架依次拼装、累计滑移，整体卸载方案评为最佳方案。图一：施工工艺流程图制图人：许睿审核人：贾海栋编制时间：2009年6月30日图二：滑移示意图制图人：许睿审核人：贾海栋编制时间：2009年6月30日（四）方案实施中必须研究解决的问题通过QC小组成员查阅相关规范文件及相关资料，针对在体育馆端部设置拼装平台，单元桁架依次累计滑移，整体卸载方案的施工工艺流程的分析，结合本工程的现场施工环境；认为在拼装滑移、整体卸载方案实施过程需解决以下问题：1．施工起拱值控制。2．轨道梁承载力控制。3．在滑移过程中，两相向滑移支撑点同步控制。4．在滑移过程中，滑移摩擦力及牵引力控制。5．卸载装置同步控制。经过小组成员的分析讨论，提出控制方案如下图：图三：控制方案图制图人：许睿审核人：贾海栋编制时间：2009年6月30日六、确定对策根据施工中将遇到的问题，我们按照5W1H原则绘制了对策表：表三：对策分析表序号项目对策目标措施地点时间负责人1施工起拱值控制通过理论值和实际测量值相结合达到设计起拱值要求，满足施工要求。1、SAP软件建模分析；2、根据设计起拱值结合实际测量起拱值，确定实际施工起拱值；3、卸载后起拱值，确认满足设计及规范要求。办公室及比赛馆吊装现场2009.7.1贾海栋袁国平曹本富2轨道梁基础承载力控制对轨道梁承载力进行验算，采取加固加强措施满足施工时承载力要求1、计算轨道梁承载力；2、编制加固方案；3、按加固方案对轨道梁进行加固，确保承载力满足要求。办公室及比赛馆吊装现场2009.7.1沈建明陈红福徐静3两相向滑移支撑点同步控制在滑移轨道上或桁架上同部位设置测量装置，信号统一指挥达到同步滑移要求1、在滑移梁上划线标识和刻度，全程监控及时解决不同步问题；2、滑移指令统一由一人发出。郑广雁李达端部设置拼装平台，单元桁架依次累计滑移，整体卸载施工起拱值控制轨道梁承载力控制两相向滑移支撑点同步控制滑移摩擦力及牵引力控制卸载装置同步控制通过SAP软件建模分析以及结合现场实际起拱值监测找出设计起拱、模拟起拱和实际起拱值的结合点轨道梁利用直径219×8钢管加固滑移梁上划线标识和刻度统一由一人发出信号指令滑移轨道梁上铺设钢板接触部位采用聚四氟乙烯滑块采用同步液压千斤项4滑移摩擦力及牵引力控制采用摩擦力小的装置和采用减小摩擦力措施，对选用的牵引设备的牵引力通过校核选择最佳牵引设备达到滑移施工要求1、在滑移轨道梁上铺设2.5㎜钢板，宽度为300㎜；2、在每一榀桁架和轨道梁接触部位的支点采用聚四氟乙烯滑块，每块聚四氟乙烯滑块规格：400㎜×400㎜×50㎜；3、选择两台10吨的手拉葫芦。比赛馆吊装现场2009.7.1郑广雁许睿5卸载装置同步控制采用40台同步液压千斤顶装置达到同步卸载要求。1、通过SAP软件对整体结构进行模拟卸载，对结构在卸载过程中不同步时所产生的后果进行分析；2、在整体卸载过程中选取同步液压千斤项；3、卸载指令统一由一人发出。比赛馆吊装现场2009.7.2郑广雁徐静制表人：许睿审核人：贾海栋编制时间：2009年7月2日七、对策实施实施一：施工起拱值控制通过SAP软件建模分析以及结合现场实际监测找出设计起拱、验算起拱、和实际起拱值的结合点。表四：设计预起拱值（单位：mm）横轴纵轴ADFGHJKLMNQT100000000000001214142234343434343422141413262642626262626262422626143838619191919191916138381550508012012012012012012080505016383861919191919191613838172626426262626262624226261814142234343434343422141419000000000000制表人：许睿审核人：贾海栋编制时间：2009年7月2日表五：通过SAP软件验算，施工预起拱值（单位：mm）横轴纵轴ADFGHJKLMNQT100000000000001273738487878787878784737313130130154139139139139139139154130130141801801881701701701701701701881801801519519520018018018018018018020019519516180180188170170170170170170188180180171301301541391391391391391391541301301873738487878787878784737319000000000000制表人：许睿审核人：贾海栋编制时间：2009年7月2日表六：通过现场对Q、N、M、L轴线实测起拱值（单位：mm）横轴纵轴ADFGHJKLMNQT10－－－－－－－0000－12－－－－－－－87878473－13－－－－－－－139139154160－14－－－－－－－170170188190－15－－－－－－－180180200195－16－－－－－－－170170188190－17－－－－－－－139139154160－18－－－－－－－87878473－19－－－－－－－0000－制表人：许睿审核人：贾海栋编制时间：2009年7月2日表七：通过设计、验算、实测、综合比较得出实际施工起拱值（单位：mm）横轴纵轴ADFGHJKLMNQT100000000000001273738487878787878784737313160160154139139139139139139154160160141901901881701701701701701701881901901519519520018018018018018018020019519516190190188170170170170170170188190190171601601541391391391391391391541601601873738487878787878784737319000000000000制表人：许睿审核人：贾海栋编制时间：2009年7月2日实施效果检查一：桁架施工完成后，对桁架的起拱值进行了实时测量，根据测量数据显示，测量值基本在设计起拱值偏差范围内。钢屋架施工达到了预期目标，取得了很好的效果。表八：卸载后的起拱值测量（单位:mm）横轴纵轴ADFGHJKLMNQT1100000000000012981219201920181910109131516315553544555552914131431324982808982828248313115353883128111118112129122693635162425518379778080804924261726283054565356555626252418810112020202