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超大跨度钢结构连廊整体吊装方法的创新与应用江苏江都建设集团西安分公司蔡小飞QC小组一、工程概况***********建安工程钢结构分项工程主要分为1#、2#、3#连廊和门厅四部分。其中1#、2#连廊宽4.73米、高6.0米，全长104.4米，净跨度72米，安装上弦高度为16.97米，弦杆及侧面支撑规格为：箱型B400×400×30、B400×400×16，预埋柱脚及支架立柱为箱型700×700×35（内灌C40混凝土），所用钢材均为Q345B，钢桁架主次梁箱型构件均为坡口全熔透一级焊缝，施工现场的焊接方法选用CO2气体保护焊（平、横、立焊位）和手工电弧焊（仰焊位）。1#、2#连廊单体重量约为280吨。附图1：整体效果图二、课题介绍本工程连廊长度达到104.4米，净跨度达到72米，如此大跨度的吊装施工无论对于项目部还是分公司均是首次。且本工程施工现场环境及作业条件复杂，钢结构连廊施工区域一侧紧邻跌落水池，跌落水池高差6.8米，且连廊中部紧挨已建建筑物，整个作业区下部均为地下室顶板。且连廊安装完成后还有复杂的设备安装和装饰装修施工，所以连廊的安装工期也是不容忽视的问题。综上所述，如何选择一种既安全可靠又经济合理的吊装方法已经是项目部迫在眉睫急需解决的问题。因此，本次QC小组将针对上述要求和目的开展小组活动。三、QC小组简介1、小组简介表一：制表人：耿创时间：2014年6月15日2、小组成员简介表二：序号姓名性别年龄职称职务组内职务组内分工1男35工程师项目总工组长总负责2男41工程师项目经理副组长总指挥3男36工程师技术负责人副组长技术实施4男63高级工程师研发中心主任顾问技术顾问5男52助理工程师钢结构负责人组员组织实施小组名称********QC小组小组注册时间2014年6月10日小组类型创新型小组注册编号活动课题超大跨度钢结构连廊整体吊装方法的创新与应用课题注册时间2014年6月15日成立时间2014年6月10日课题注册编号小组成员10人QC教育时间平均55小时以上课题活动时间2014年6月10日至2014年8月15日小组出勤率95%6男29助理工程师项目工程师组员技术实施7男25技术员项目质量员组员质量检查8男27助理工程师项目质量员组员具体实施9男52技术员项目安全员组员安全检查10男45技师钢结构安装班长组员具体实施制表人：耿创时间：2014年6月15日四、选题理由1、理由一：工程安全需要---1#、2#钢结构连廊的吊装施工是工程项目开工之初确定的项目重大危险源之一。合理的吊装方案是项目安全目标能否实现的关键。2、理由二：工程工期需要---1#、2#钢结构连廊的吊装施工是本工程施工进度计划中关键线路上的关键工作，合理的吊装方案是实现总工期的关键。3、理由三：工程创优需要---如此大跨度的钢结构吊装将是工程项目创优的一大亮点，安全、有序的完成本次吊装也是工程创优的关键。4、理由四：企业发展需要---本工程连廊长度达到104.4米，净跨度达到72米，如此大跨度的吊装施工无论对于项目部还是分公司均是首次。成功的完成本次吊装施工，对于公司积累经验指导类似工程施工均有重要意义。综上所述，小组选择超大跨度钢结构连廊整体吊装方法的创新与应用”为本次小组活动的课题。课题类型为创新型。五、设定目标目标一：确保1#、2#连廊钢结构吊装一次成功。目标二：确保吊装到位后对接焊缝宽度和焊接质量符合规范要求。目标三:1#、2#连廊的全部吊装费用控制在40万元以内六、提出方案并确定最佳方案2014年6月11日至6月15日，QC小组成员在项目会议室召开了3次关于超大跨度钢结构连廊整体吊装方法的讨论会，小组成员运用头脑风暴法，分别提出了四种不同的方案，并对四种方案进行了对比、分析、评价和选择。方案一：先进行柱墩钢结构施工，后搭设满堂脚手架，连廊廊体钢结构采用高空散拼焊接作业。方案二：先进行柱墩钢结构施工，在地面拼装钢结构连廊，采用大吨位吊车整体吊装施工。方案三：先进行柱墩钢结构和柱墩两侧钢结构连廊施工形成吊点，采用液压穿心千斤顶整体吊装施工。方案四：先进行柱墩钢结构和柱墩两侧钢结构连廊施工形成吊点，在吊点上采用六四式军用梁，八三式军用墩组成四台吊机，采用动定滑轮组实现整体吊装施工。6.1方案的对比、分析及评价表三制表人：耿创时间：2014年6月18日通过对以上四种方案的对比分析，我们认为方案四在在安全可靠性、技术可行性、经济合理性和工期保证等方面更具有优势，对此我们把方案四作为最佳方案，并提出实施本方案必须研究解决的问题。6.2方案实施必须研究、解决的问题根据确定的最佳方案，小组成员针对设定的目标，进一步对1#、2#钢结构整体吊装中可能出现的各种因素进行分析，通过分析共有三个问题要解决：A.为了确保高空吊装到位后对接焊缝的准确性，地面拼装焊接质量须得到有效保证。B.吊点的安全性和稳定性必须得到验证和确认。C.连廊整体起吊段跨度达到72米，两端吊点间的同步性问题须得到有效保证。七、制定对策针对上述必须研究和解决的3个问题，小组认真研究、讨论，制定了以下对策：对策表表四制表人：耿创时间：2014年6月20日八、对策实施实施一：确保钢结构连廊地面拼装、焊接质量1、优化连廊钢结构地面拼装平台将原方案设计平面拼装胎架优化为立体胎架，胎架采用300*300方钢管作为横担，直径600圆管为支撑立柱，内灌C30混凝土，确保架体有足够强度，胎架距地1.5米高搭设，架体下部满足通行要求，便于焊接施工和检查验收。2、增加设置焊缝处临时连接板连廊拼装完毕进行临时连接板螺栓连接，焊接前调整连接板螺栓，消除焊口错边。将箱型构件焊缝处临时连接板数量由2块增加至4块，尽可能消除焊接变形引起的焊缝错边缺陷。附图2：现场胎架搭设图片附图3：焊缝连接板设置图片3、加强结构焊缝偏差和尺寸偏差的检测桁架在地面拼装和焊接过程中，使用高精度的测量仪器配备高水平的测量人员实时监控廊体的变形情况，尤其是焊接前与焊接后预起拱的变化，发现异常，及时查找原因并采取有效措施进行调整。小组成员分别在拼装过程中以及焊接完成后分别对1#连廊整体起吊的六段构件的焊口标高偏差、焊口错边偏差、焊口宽度偏差和结构尺寸偏差进行了检查，并统计如下：表五制表人：耿创时间：2014年7月16日效果检查：经检查1#连廊构件的焊口标高偏差、焊口错边偏差、均控制在3mm以内,焊口宽度偏差均在4mm以内，结构全段尺寸偏差为2mm。达到了预期目标。实施二：吊点安全性、稳定性的计算和验证1、聘请行业专家，编制可行的技术方案针对本工程钢结构吊装方案的编制工作，项目部及时与分公司总工办联系，提供施工现场的详细情况说明、技术数据等，由分公司聘请相关技术专家完成了吊装方案的编制工作。连廊全长104.4米，整体起吊段全长约72米，高6米，宽4.73米，吊装高度16.97米，吊装重量约360吨，属于特大型钢结构构件，对位型装配。吊装采用四点悬臂吊装方案（如下图所示）。采用六四式军用梁，八三式军用墩组成四台吊机，定点吊装，空中焊接。方案采用4台JM6型卷扬机配7*7滑轮组组合成吊装系统。上吊点设置于已经施工完成的结构上。每端采用4组六四式军用梁，每端安装2台JM6型卷扬机。下吊点在钢结构连廊下弦处增加设置托梁（详见附图），托梁上安装滑轮组形成下吊点。下吊点6*6滑轮组上吊点托梁设计另详六四军用梁，八三军用墩组合JM6型卷扬机两台附图4：吊装方案示意图制图人：蔡小飞时间：2014年7月16日2、上报技术方案，及时组织专家论证方案编制完成后，小组成员在组织实施前准备的同时及时上报建设主管部门，申请对方案的专家论证，进一步确认方案的合理性和可行性。论证结果，方案技术可行、安全可靠，能够指导实际施工。附图6：专项方案附图7：专项方案审批附图8：方案专家论证效果检查：方案顺利通过专家论证，技术可行、安全可靠，能够指导实际施工。达到了预期目标。实施三：两端吊点间的同步性的控制与监测1、选择同品牌、同功率，出厂时间基本一致的吊装电机选择专业吊装单位，签订吊装协议，将吊装机械的要求写入合同，明确要求。同时吊装单位承诺，针对本项目配置4台全新的同品牌、同功率电机。2、起吊期间的吊点移动同步性监测连廊整体起吊前，在连廊两端增加设置的托梁中间底部及廊体中部分别设置激光反射片，运用两台全站仪先测量和计算出两台仪器间的相对高差，开始起吊后两台仪器分别对准两端反射片不间断的及时读取两端高差及中部廊体的扰度变化，当两端高差出现异常，超出设计的5cm警戒线时，通过4台电机的启停装置及时进行调整。全站仪全站仪激光反射片激光反射片激光反射片附图9：吊点同步性监测示意图制图人：蔡小飞时间：2014年7月25日效果检查：1#连廊于2014年8月11日上午9时20分起吊，11时16分起吊至预定位置，共耗时1小时56分钟；2#连廊于2014年8月23日上午10时12分起吊，11时55分起吊至预定位置，共耗时1小时43分钟。顺利完成吊装工作，达到预期目标。九、效果确认9.1、目标完成情况目标一：确保1#、2#连廊钢结构吊装一次成功1#连廊于2014年8月11日上午9时20分起吊，11时16分起吊至预定位置，共耗时1小时56分钟；2#连廊于2014年8月23日上午10时12分起吊，11时55分起吊至预定位置，共耗时1小时43分钟。两次吊装均为一次成功。目标一实现！目标二：确保吊装到位后对接焊缝质量符合规范要求。连廊吊装至设计高度后，项目部会同建设监理单位对吊装后的对接焊缝宽度进行了全面的检查验收，验收结果满足规范及设计要求，验收结果统计如下：附图11：坡口加工示意图焊缝宽度检查统计表表六制表人：耿创时间：2014年8月10日连廊吊装完成及时完成了对接和焊接工作，并委托陕西省建筑设备检测中心对本工程钢结构的两端8各构件共计32道对接焊缝进行了全面的检测，检测结果均达到一级焊缝要求。目标二实现！附图12：1#连廊检测报告附图13：2#连廊检测报告目标三:1#、2#连廊的全部吊装费用控制在45万元以内。吊装工程全部结束后，经项目部测算费用如下：签订专业吊装合同，合同金额20万元，现场制作下吊点托梁及吊点加固等材料费用约4.8万元，全部费用合计约为24.8万元，大大小于目标设定值45万元。目标三实现！附图14：专业吊装合同协议书9.2、社会效益通过这次成功的QC活动，工程取得了良好的社会效益。达到了公司和业主预定的业绩目标，很好的实现了合同履约，取得了甲方和监理的高度好评，创造了良好的社会效益。同时也为公司以后解决类似问题提供了有效技术积累。9.3、无形效益通过这次成功的QC活动，小组成员充分发挥团队协作的精神，历练了团队，培养了人才，QC小组成员在团队精神、个人能力、质量意识、QC知识和施工规范的熟悉以及解决问题的信心等方面都有了进一步的提高。小组讨论认为，全体成员在活动前后相关状态的提高，是一种无形的效益，是企业的宝贵财富。用统计表和雷达图表示如下：制表人：蔡小飞时间：2014年8月12日制图：人蔡小飞时间：2014年8月12日十、巩固措施通过这次创新的QC小组活动，为工程创优解决了一道难题，增加了一个工程质量亮点。本小组对所取得的成果及所采用的对策、措施进行技术总结，使本项目QC小组取得的成果更加完善，总结编写了《跨度箱型钢结构现场焊接质量控制》作业指导书，上报并经企业批准形成了企业工法《大跨度箱型钢结构现场焊接施工工法》（编号：JDJSGF2014-01）。同时总结编写了《大跨度钢结构连廊整体吊装方法的研究与应用》已经上报集团公司，有望经公司审核后形成企业工法，用以指导类似工程施工。附图13：作业指导书附图14：作业指导书附图15：企业工法十一、总结及下一步打算总结：小组成员通过成功的小组活动，成功地实现了制订的目标，为主体结构创优、创鲁班奖创造了条件。通过QC小组活动的成功增强了小组成员的团队意识和解决问题的信心，同时也丰富了QC知识，小组成员自身水平也有了明显的改变。下一步打算：我们将把这次小组活动的成功作为基础，进一步广泛地吸收施工技术、管理人员参加。下一步我们QC小组将选择有针