22中建--大跨度钢结构厂房内机电施工支吊架安装技术创新

1、大跨度钢结构厂房内机电施工支吊架安装技术创新中建一局华江建设有限公司福田项目QCJ、组1、 工程概况1、工程简介北京福田康明斯发动机有限公司将以建设绿色环保样板工厂”为目标，福田康明斯发动机联合厂房采用全新材料和规范化的先进设计，建设符合康明斯全球厂房标准要求，并充分考虑到环保、安全和人文关怀等因素，该项目位于北京昌平区福田汽车公司总部北侧，占地面积达171698方米，该项目建成后将成为中国最大的轻型柴油发动机生产基地之一，年产值达四十万台的生产规模，该厂房建筑面积为9209平方米，车间主体建筑一层，建筑高度12.35k,结构形式为轻钢结构，钢柱间隔为1咪和24米，钢柱间采用钢梁连接，本工程机

2、电各系统及工艺管线、设备在地面至屋顶彩钢整个空间上交错排布，密度大，交叉多。2、 QC、组概况为了实现本工程的质量目标，项目部于 2011年9月成立了 QC小组，并由项目经理齐玉顺担任组长。具体概况如下表：QC、组概况一览表小组名称中建一局华江建设有限公司福田项目QC、组成立时间201忤9月课题类型创新型小组注册号CSCEC-HJ-2011-09 注册上时间 2011下9月课7场注册号Hj-21011-09课题名称大跨度钢结构厂房内机电施工支吊架安装技术创新课题注册时间201怦9月活动时间201年9月-至今平均受TQ徽育时间40h1 上序号姓名性别职称学历所学专业出勤率组内职务1齐玉顺男高级工

3、程师本科建筑工程100%组长2陈娣女高级工程师本科建筑工程100%副组长3赵志滨男高级工程师本科电气工程100%组员4王健男高级工程师本科建筑工程100%组员5周心新男高级工程师本科建筑工程100%组员6张国超男工程师本科电气工程100%组员17土培攸男工程师本科水暖工程100%组员8杨斌男工程师本科暖:通工程100%组员9张泽男工程师本科建筑工程100%组员10李兴楠男工程师本科建筑工程100%组员11冯熙鹏男工程师本科水暖工程100%组员制表人:王培攸制表时间：201年9月选题理由（一）问题的提出在机电安装过程中设备、管道、桥架的支架大部分安装在结构梁、柱、墙体、楼板等承重结构上， 但是在

4、大跨度厂房尤其是在钢结构工程中安装过程由于可承重部位较少，加上钢结构梁上不允许直接焊 接，我们必须在施工过程中根据现场实际情况、结构形式等结合各专业的布置情况，灵活运用周围所承 重结构，在不影响使用功能、不影响结构、美观、牢固、节约材料的前提下利用各种支吊架来进行安装。 （二）课题的确定基于上述问题的分析，为解决厂房建筑在层高超高、跨度大、机电工程支吊架固定困难的情况下， 小组确定以 大跨度钢结构厂房内机电施工支吊架安装技术创新”为本次活动课题。四、确定课题目标及设定依据1、课题目标创新大跨度钢结构厂房机电施工支吊架安装新技术。2、目标值管道挠度小于15mm，索的受力小于自身的抗拉强度的85%

5、呆证机电施工支吊架安装质量的安全性，确保施工安全并经济合理，可操作性强。3、设定依据五、提出方案并确定最佳方案（一） 方案的提出小组成员围绕课题召开会议，运用头脑风暴法打破传统思维，相互启发，集思广益，并运用亲和图进行归纳整理，提出如下可供选择的方案工躇度钢结构厂房内无电施工支吊架去装技采创新在确保支吊架安装安全可靠前提下.提出的三种方案方案一方案二方案三柔用常规方式在舸结的 班之间增加两棉相互平 行的槽钢，在槽钢上总 加吊架固定点，将首遣 固定.在结的钢梁柱旁她面生 垠，采用槽铜和角铜做口 型支刈采用方钢制豚制作机电设 凿质首线吊架，果用抱握 支架生根在柱上或架上.果用大量槽钢会造成钢 结构

6、就辰荷地加，且面 线支吊索整冬复杂,造价房费专需进行专北设计，支撵可 靠，成本莪高，需进行结枸蜡肆，确保安 全可靠“制图人： 赵志滨制表日期：201年10月1、方案一:采用常规方式在钢结构梁之间增加两根相互平行的槽钢，在槽钢上增加吊架固定点，将管道固定。柳钢2、方案二：在结构钢梁柱旁地面生根，采用槽钢和角钢做那支架3、方案二:采用方钢+?W索制作机电设备及管线吊架，采用抱箍支架生根在柱上或梁上钢索与抱箍型钢、钢索与设备管线横担型钢安装图（二）优选最佳方案QC小组对上述三个方案，从可实施性，经济合理性、工期、其他影响等多方位进行分析评估与优选。见下表。各种方案对比分析表力杀可实施性经济合理性工期

7、结论力杀一：采用槽钢和角钢制作联合支吊架，在钢梁柱上生根1、施工技术难度 较大2、因联合支吊架需生根在钢梁柱 上，联合支吊架 跨度较大，槽钢不选用4使用长度长，对 该结构荷载影响 太大，不能实施。力某一：在结构钢梁柱旁地面上生根，采用槽钢和角钢制作作支架51、施工技术难度小2、可以实现对机电设备及管道安受及固定的要求理支架支撑造价较高，需用大量的槽钢，约32T因增加大量理支架，型支架制作时间较长，影响整体工期。不选用力杀二：采用方钢推忖索制作机电安装管 线支吊架，抱箍支架生根在柱上或梁上1、施工技术难度小2、很好的解决了在钢结构柱梁上生根难的问题3、钢索和方钢拿取方便，便于安装减少了槽钢的使

8、用，采用钢索和 方钢成本较低。钢索坊管制作 机电支吊架施工 难度小，提前工 期约1次。选用制表人：王健制表时间：201忤12月通过对以上三种方案的综合对比分析与优选，小组全体成员一致认为方案三为最佳方案，故拟定方 案三为实施方案。六、总体方案实施需解决的细部问题及优化（一） 钢索吊架方案实施工艺流程图（二）问题预测 根据方案实施工艺流程图，小组成员进行多次施工现场专题调研与讨论，并与有关专家进行研究，采用现场调研与专家咨询相结合的方法，预测方案实施过程需要解决如下关键性技术问题。1、抱箍固定形式的选择；2、钢索与吊架连接形式的确定；3、水平方向紊动拉力的克服；4、钢索与吊架系统连接安全、稳定检

9、测;（三）预测问题的解决方案与优化1、抱箍固定形式的选择力杀可实施性经济合理性工期结论力杀一：1、施工比较复杂钢索的用量会增需要待厂房内钢不选用米用钢索直接捆2、需要每一根钢力口，单节约了型结构梁住施工完绑在钢结构梁柱索捆绑在钢结构钢的用量毕后才能施工，上，用压制的钢梁柱上，钢索易加之举架较高安索绳头锁紧钢水平滑动装不便，工期会索。相应增加方案一：米用型1、施工技术简单减少了钢索的用可以和结构主体选用钢抱箍固定在钢2、钢索在型钢抱量，增加了少量施工同时进行，结构梁柱上，在箍上的固定可以的型钢的用量。待结构施工完毕型刚抱箍上钻孔提前在加工厂内后直接施工，大固定钢索，用压进行预制大缩短了施工周制的

10、钢索绳头锁3、采用型钢抱箍期。紧钢索固定在钢梁柱上，钢索不会广生滑动，固定安全牢固制表人：杨斌制表日期：201邪2月2、钢索与吊架连接形式的确定力杀可实施性经济合理性工期结论力杀一：将钢索一端与型钢抱箍连接，另通过压制钢索绳头将钢索直接与吊架相连，钢索无法确定钢索的 紧固长度，势必 造成材料的浪钢索紧固程度会直接影响固定的稳定性，造成返不选用6一端连接至吊架上，用压制钢索绳头锁紧的紧固需一次到 位，钢索紧固程 度不便调节。费，增加施工成工，影响整体进度。力杀一：施工较简单，并可以一次性安装通过提前预制，选用通过花篮螺栓将且可以进行提前到位，减少材料安装方便，可以钢索与吊架连接预制固定件，通的浪

11、费，避免返节约大量时间。过调节花篮螺栓工造成的成本增来调节钢索的紧加固程度。制表人：王培硕制表时间：201邪2月&水平方向紊动拉力的解决力杀可实施性经济合理性工期结论力杀一：水平方向增加方钢，并且末端在钢梁柱上生根末端在钢梁柱上 生根比较困难，增加水平方钢会 增加整个支吊架 的负荷，影响斜 拉钢索的选型增加了方钢的使用量，造成成本的增加不影响工期不选用力杀一：采用钢索及花篮 螺栓与吊架进行 连接。钢索在钢梁柱上 生根比较容易， 通过花篮螺栓紧 固程度的调节， 克服了水平方向 的拉力。采用水平钢索及 花篮螺栓克服水 平拉力，钢索与 方钢相比节约材料成本约1/3不影响工期选用制表人：张国超

12、制表时间201邪2月4、钢索与吊架系统连接安全、稳定检测力杀可实施性经济合理性安全可靠性结论力杀一：通过制作1:役二采用制作1:1受WJ模型进行受力乏利作1:1受力模可 世仅需要4000性j满足安全可靠选要求。用7力模型进行分析研究实验分析研究，操作 更直观，可以在 操作层上随时进 行监控。元的资金投入，项目部可以接受。力杀一：采用应力应变元件与微机监测监控。采用应力应变元件监测精度高，但需要从科研机构聘请专业监测人员进行监测费用 30余 力兀，大于成果 创造的直接经济 效益。采用应力应变元件监测安全可靠度（Wj O不选用制表人：杨斌制表日期：201邪2月QC小组成员通过方案的对比分析，从方案

13、的可实施性，经济合理性、工期、其它影响等方面进行评估与优选，小组全体成员最终确定：1、采用型钢抱箍固定在钢结构梁柱上，在型刚抱箍上钻孔固定钢索，用压制的钢索绳头锁紧钢索的固定形式；2、通过花篮螺栓将钢索与吊架连接；&增加水平拉索减少水平方向紊动拉力；4通过制作受力模型与现场检测相结合的方式对钢索吊架的安全可靠性进行检测。QC、组通过优化方案也制定了关键技术点的施工工艺流程图，见下图：预制加工型钢抱箍的固定斜拉钢索的安装水平钢所安装与吊架的调整钢索安全稔定性监测7、 制定对策QC、组通过方案优化后的关键技术点进行专项研究，制定对策表:对策表序号关键点目标措施地点完成时间责任人1预制加工对

14、预制件进行实测实量，分不同部位 进行预制预制件合格率95%以上，且30 天预制件 全部预制完毕1、对预制件加工人员进行技术交底，明确分 工，确保质量， 保证工期目标。2、安排专门人 员进行实时监 督确保予百制件施工现场7.17.30杨$张平武、£2型钢抱箍的固定根据结构梁、柱部位的不 同采用不同 的固定方式型钢抱箍固定牢固加工质里。1、当机电管线距离结构柱较 近时采用抱箍 直接在结构柱 上直接生根。2、当机电管线 在结构梁下时施工 现场7.158.9赵志滨 李兴楠3斜拉钢索安装增加花篮螺栓调整斜拉 钢索的紧固 程度钢索强度小于自身强度的85%采用抱箍在梁 上直接生根。1、根据机电管线

15、的荷载选择 钢索的型号 2、通过花篮螺 栓的调节来紧8.108.25施工 现场张国超 王培侦4水平钢索安装及吊架的 调整严格控制水平钢索的间 距机电各管线水平方 向无相对 晃动固程度来调节 斜拉钢索的紧 固程度1、合理布置吊架间距，保证各 水平钢索之间 受力均匀2、通过水平拉 索上的花篮螺8.269.15施工 现场冯熙鹏5钢索安全稳 定性监测制作钢索受 力模型进行确保钢索 安装安全栓调节绳索紧 固程度，达到水 平荷载分布均 匀1、通过建立钢 索受力模型进9.169.30施工 现场王健、周心新受力分析并 稳定，管道 行计算联系现场实挠度指小2、对现场安装际其情况 于15mm 完毕的钢索进行实时监

16、测八、对策实施实施一：预制加工1、预制件加工前，我们召开交底会，并明确分工，各职其责，确保责任落实到人，由项目部技术 负责人杨斌对预制件加工人员进行了技术交底，并预制加工质量要求、注意事项、细节施工方法等进行 了详细的讲解，使大家明确质量标准及验收要求。2、由项目部质量部张泽负责预制件加工质量，通过对加工完的预制件进行质量检查，全面贯彻执 行施工质量标准，确保预制件加工质量。效果检查：预制件加工质量合格率达98%预制件加工共计用时 2吠。实施二：抱箍的固定1、各管线的敷设位置距离钢结构柱边或在梁下时，采用抱箍支架生根在柱上或梁上。2、当距离钢结构柱、梁较远时，在与设备管线垂直的梁上固定抱箍，固

17、定钢索的一端；钢索的另一端连接敷设设备管线的型钢制成的横担或卡具。效果检查：钢索在型钢抱箍上固定牢固，且型钢抱箍固定牢固，无相对位移。实施三：钢索与吊架连接形式的确定1、为了保证工程质量和安全，钢索吊架需对斜拉钢索需要进行荷载计算，以便进行钢索的选型。吊索内力，可按下列公式计算G2sin式中8一根吊索内力GH横梁上垂直荷载吊索与水平拉锁间夹角吊索截面，按照下列公式计算N 1.SK5式中NK吊索的拉断力，当采用圆钢筋时NkAs fy ,则101.5Sfy式中 As 受拉钢筋截面积fy TW筋抗拉强度设计值钢索的选型参照技术规格表选择2、在斜拉钢索上增加花篮螺栓来调节钢索的紧固程度效果检查：通过计

18、算钢索负荷均小于自身强度的85%通过花篮螺栓的调节钢索安装牢固。实施四：水平方向紊动拉力的克服1、通过增加水平拉索来克服管线水平方向的紊动，并且在水平拉索上增加花篮螺栓，通过花篮螺 栓的紧固程度来调节水平拉索的紧固程度。2、严格控制水平拉索的间距，并根据负荷选择钢索型号水平拉索示意图效果检查：管线安装固定稳定，管线无水平方向晃动实施五：钢索与吊架系统连接安全、稳定检测1、在试验室内通过模型进行受力实验，并对结果进行分析与研究。2、在现场分不同区域进行现场实际检测，现场安排专人进行分时检测，确保钢索吊架连接的安全 性和稳定性。效果检查：钢索固定牢固，无形变及位移，管道挠度值均小于15mm8、 效果检查1、大跨度钢结构厂房机电施工支吊架安