10.山西省第一建筑工程公司--仿古钢结构与斗拱木构件组合施工质量控制

二00九年度国家级QC成果资料山西省第一建筑工程公司QC成果发布仿古钢结构与斗拱木构件组合施工质量控制小组名称：山西省第一建筑工程公司泾川舍利塔QC小组组长：韩书清发表人：陈淑丽付彦胜一、工程概况：大云寺博物馆舍利塔工程为甘肃省泾川县大云寺景区内的一座四角仿唐攒尖式佛塔，由基座和塔身两部分组成。整体建筑呈正方形,基座长29m,宽29m,塔身外观七层七檐，内为地下三层,地上十四层(七明七暗）,总建筑面积5489.34m2,建筑总高度95m。其中塔刹高18.86m。本工程主体结构为钢结构框架，结合传统的木斗拱施工工艺，关键的柱头斗拱、枋部位为钢～木组合结构。二、小组概况2.1小组组成小组名称山西省第一建筑工程公司泾川舍利塔QC小组小组类型攻关型活动课题仿古钢结构与斗拱木构件组合施工质量控制小组注册号Q/YJ-2007-6成立时间2007.11.1活动次数10QC小组出勤率100%小组业绩1、荣获2008年度山西一建优秀QC小组一等奖。2、荣获山西建筑工程（集团）总公司2009年度QC成果一等奖。3、荣获2009年度山西省建设施工企业优秀QC小组一等奖。小组概况表1小组成员简介表2序号姓名性别年龄学历职务组内分工职称分工1白少华男37本科项目工程师组长工程师项目总工程师2韩书清男36本科经理副组长工程师施工总指挥3邢志强男34本科项目经理组员工程师施工协调管理4淮钢男36本科工长组员工程师现场施工工长5李敏男37本科技术员组员工程师技术资料管理6陈淑丽女34本科质量员组员工程师施工质量管理7杜月胜男35专科项目副经理组员工程师现场协调管理8付彦胜男28专科项目资料员组员工程师资料管理9余云椿男27高中班组长组员工程师施工班长10余荣名男35高中技术工人组员高级技工措施实施11李辉男37高中技术工人组员高级技工措施实施小组共11人组成，组长韩书清，平均接受TQM培训8课时，由管理层及操作层组成。时间：2007.11.1～2008.5.31循环阶段序号日程内容2007年2008年11月12月1月2月3月4月5月15301531153115291531153015311选择课题P2现状调查3设定目标4原因分析5要因确认6制定对策7对策实施D8效果检查C9成果巩固A10总结展望制表人：陈淑丽审核人：白少华制表时间：2007.11.12.2小组活动日程安排：三、PDCA循环3.1P阶段：计划阶段（2007.11.1～2008.1.31）3.1.1课题选择（2007.11.1～2007.11.15）（1）课题：仿古钢结构与斗拱木构件组合施工质量控制（2）选题理由有三：本工程质量目标合同为合格，我公司自定为创甘肃省“飞天奖”和国家“鲁班奖”。舍利塔工程体量大，构造复杂，设计新颖，从查新检索报告结论可知此技术在国内无可供借鉴的施工经验。通过新技术、新材料的应用，使传统建筑的艺术价值和美学得到继承和发扬。舍利塔工程主体结构构架的施工采用了钢、木两种材料的特性和优点，主体钢结构由φ245㎜直径的钢管斜撑、300㎜×300㎜的方钢管檐檩、150㎜×300㎜的矩形钢管椽与φ600㎜直径的钢管柱组成三角支撑承托上部屋顶。斗拱、枋等构件采用木材制成或“包装”形式，与主体结构进行组合施工。其结构形式请见右图。木遮檐板钢檐檩木檐檩装饰钢椽连接螺杆连接螺杆连接螺杆连接螺杆钢斜撑钢柱图2：钢结构与木构件组合连接施工节点图3.1.2现状调查：（2007.11.1～2007.11.30）经过现状调查，传统古建筑木造结构的第一个特征是采用“构架制”，即由柱、枋、檩、椽等木构件支撑着屋面；第二个显著特征是“斗拱”的应用，成为柱与屋顶间的过渡部分(见古建木构架构造图如右图所示)。耍头昂昂拱额枋柱础栌斗檐柱檐檩椽飞檩梁斗图3：古建木构架构造图该工程技术难点：1、一般古建斗拱用材厚度均在80∽120mm厚之间，斗拱、枋木构件通过“榫卯”连接组合成木构架；而本工程木斗拱采用唐代形制，用材275mm厚，一攒柱头斗拱的重量达2吨多重，用材体量在国内仿古建筑中罕见。2、钢结构与斗拱木构件组合施工在国内同类工程中是一项创新技术，它采用螺杆连接件的方式将木构件与钢结构进行组装连接，并将钢结构隐蔽在木构件内，整体构造表现出古代建筑形式与风格。3、构件所处安装位置高，施工难度大，质量要求严，施工速度快。针对以上难点，小组查阅了大量的国内古建筑资料，又请古建专家进行讲解，结合施工图纸，分析节点构造和构件组成。经过仔细研究和分析后，针对“仿古钢结构与斗拱木构件组合施工质量控制”为课题，分析可能出现的问题进行调查。选取舍利塔工程中一层柱头斗拱为研究对象，首先画出斗拱节点1:1实样，并在现场模拟制作1:1斗拱实体模型。请看下图：图4：1:1实样操作图图6：1:1斗拱实体模型图5：1:1斗拱钢骨架实体模型质量缺陷调查表表4序号项目检验指标检查点数不合格点1钢木构件连接不固定节点松紧适度，严实无缝隙。40122外露的钢节点细部处理不完善表面平整光洁，线条清晰顺直，艺术效果符合唐代形制风格。2883构件平直度符合规范要求，允许偏差均为≤3mm1824构件进出错位符合规范要求，允许偏差均为≤3mm1815构件垂直度符合规范要求，允许偏差均为≤3mm151合计11924制表人：陈淑丽审核人：白少华制表时间：2007.11.25通过对实体模型进行现状调查，在“保证项目”全部合格的情况下，对“基本项目”和“允许偏差项目”进行统计分析如下：制表人：杜月胜审核人：韩书清制表时间：2007.11.26质量缺陷统计表表5序号项目频数（条）频率（%）累计频率（%）1钢木构件连接不严密1250502外露的钢节点细部处理不完善833.383.33构件平直度偏差28.391.64构件进出错位偏差14.295.85构件垂直度偏差14.2100合计24累计频率（%）图7：质量缺陷排列图制表人：陈淑丽审核人：邢志强制表时间：2007.11.261128128041218249080706050403020100214350%83.3%91.6%100A区B区C区95.8%5频数（N=24个）根据统计表画出排列图如下:总结分析:由排列图可以看出,“钢木构件连接不严密”和“外露的钢节点细部处理不完善”两个问题累计频率达83.3%，是影响仿古钢结构与斗拱木构件组合施工质量控制的主要问题，是需要解决的主要对象。但是根据拟设现状调查就是为目标设定提供依据的前提,经过对拟定两个主要问题进行数据分析：现状调查共检查了119个点,不合格24个点,合格率为（119-24）÷119×100%=79.8%。假设以上两个问题全部解决，合格率达到（119-24+20）÷119×100%=96.6%。考虑到上两个问题如果只解决90%，那么合格率为（119-24+20×90%）÷119×100%=95%。再结合本工程创优标准的要求，合格率不宜小于95%来看，可证实“钢木构件连接不严密”和“外露的钢节点细部处理不完善”是需要解决的主要问题。3.1.3设定目标（2007.12.1～12.15）依据现状调查，设定目标为：目标一：斗拱安装分项工程施工验收合格率达到95%。目标二：艺术效果：斗拱等仿古构造符合唐代形制，整体建筑效果和谐统一，完整地体现古建筑的风貌。3.1.4原因分析（2007.12.7～12.31）针对两个主要问题小组采取头脑风暴法，进行了多次的讨论，广泛收集现场工人、班组长、质量检查员、各级工程技术专家的意见，集思广益，相互启发、相互补充得出以下因果关联图。钢木构件连接不严密外露钢节点的细部处理不完善检查不到位古建工人操作技术不熟练斗栱制作尺寸不准确检查仪器不到位未制作样板模具操作方法不当螺杆焊接质量不合格过程检测不到位无钢木组合措施每踩斗栱的后尾与钢柱连接不牢固组合顺序不正确组装不合理工艺流程不完善钢结构节点“包装”细化不能协调统一古建的质量验收标准不能满足要求钢木构件的接缝不严密螺杆连接件焊接位置不当外露钢节点的处理达不到古建艺术要求图8：因果关联图制表人：邢志强审核人：陈淑丽制表时间：2007.12.313.1.5要因确定（2008.1.1～1.15）我们小组采取调查分析、现场测量等方法，对以上9个末端因素进行要因确认，确认过程如下：序号末端因素确认方法确认内容确认标准负责人确认时间1古建工人操作技术不熟练调查分析工人操作熟练程度考试合格100%杜月胜2008.1.42工艺流程不完善现场调查完整合理的施工工艺流程执行木构件质量验收标准白少华2008.1.53监测仪器不到位现场调查检测仪器满足施工要求淮钢2008.1.74未制作样板模具现场调查制作样板模具构件尺寸准确一致陈淑丽2008.1.75无钢木组合措施现场调查分析钢木构件连接措施合理钢木构件连接牢固可靠邢志强2008.1.86过程监测不到位现场测量检测到位符合安装允许偏差李敏2008.1.97钢结构节点“包装”细化不能协调统一现场分析钢节点“包装”细化协调统一完整地体现古建筑形制特征余荣名2008.1.98螺杆焊接质量不合格试验确定螺杆焊接质量拉拔力试验付彦胜2008.1.109古建的质量验收标准不能满足要求现场验证古建的质量标准满足要求适合本工程韩书清2008.1.12要因确认计划表表6制表人：淮钢审核人：韩书清制表时间：2008.1.1确认方法确认内容确认标准确认人确认时间调查分析工人操作熟练程度考试合格100%杜月胜2008.1.4结论：古建工人操作技术不熟练是非要因末端因素1：古建工人技术操作不熟练现场验证情况：小组成员于08年1月1日对现场古建木工班组15人进行问卷测试结果显示，10人有木构件施工经验，5人木构件施工经验不足。小组成员于08年1月4日在现场召集古建木工班组15人分三组在一层柱头斗拱中选择三攒斗拱进行了现场技术交底和讲解，随后进行了制作测试，三组人员均能在规定的时间内完成斗拱的制作，经质量检查全部合格。图9：质量人员进行现场检查末端因素2：工艺流程不完善确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场调查完善的工艺流程执行木构件质量验收标准白少华2008.1.5现场验证情况：小组成员于08年1月5日对斗拱制作、安装的技术交底进行了检查，检查结果表明，斗拱制作、安装工艺采用传统的施工方法。由于本工程采用的是钢木结合连接方法，与传统的榫卯连接不同，所以完整合理的施工工艺流程对工期保证和质量控制至关重要，必须理解和制定完善才能得到有效保证。结论：工艺流程不完善是要因确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场调查检测仪器满足施工要求淮钢2008.1.7结论：监测仪器不到位是非要因末端因素3：监测仪器不到位现场验证情况：小组成员于08年1月6日对现场的检测仪器进行摸底检查，检查结果表明，现场只有普通的水平仪和经纬仪，满足不了本工程的安装需要。小组成员于08年1月7日召开会议，经讨论分析，在安装过程中，配备精度高的水平仪和激光经纬仪等工程测量仪器即可满足监测要求。图10：小组成员正在进行讨论末端因素4：未制作样板模具确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场调查制作样板模具构件尺寸准确一致陈淑丽2008.1.7现场验证情况：小组成员于08年1月7日对现场的技术交底进行了检查，检查结果表明，没有按要求制作样板模具。各斗拱构件为组合连接式安装，其几何尺寸是否准确是造成安装时累计偏差的重要因素，经小组讨论分析，只要按照图纸尺寸放1:1实样，制作1:1的样板模具，操作者按模具下料，就能保证其尺寸准确一致。结论：未制作样板模具是非要因末端因素5：无钢木组合措施确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场调查分析钢木组合措施钢木构件连接牢固可靠邢志强2008.1.8结论：无钢木组合措施是要因现场验证情况：小组成员于08年1月8日对制作的斗拱实体模型进行检查，检查结果表明，钢木构件连接不牢固。小组成员现场讨论后认为钢结构与木构件的连接措施必须合理、可靠，才能保证整体结构构件受力的安全耐久。图11：质量人员正在进行检查末端因素6：过程监测不到位确认方法确认内容确认标准确认人确