控制大跨度多层钢桁架整体提升合拢质量（24页）

1、控制大跨度多层钢桁架整体提升合拢质量一、工程概况*文化论坛国际会议中心由中央的论坛会址、西部的接待区、东部的景观区组成，建筑面积66000 m2，分地下二层，地上六层，六层以上为望湖阁部分，主要设多功能厅、600人报告厅、大会议厅、国际会议厅、会议室等。此次提升的钢结构桁架位于整个论坛区中心部位，为三层单向桁架，共5榀主桁架，东西长54米，南宽45米，矢高8.1米，包括四层以上钢结构桁架以及望湖阁第一节钢柱，提升高度18.45m，提升总吨位约1088吨。四层桁架位于5-9轴共五榀，五榀桁架之间由三层水平梁连接。其中6、7、8轴桁架在M-P范围内承担望湖阁重量，7轴桁架依靠两侧P-J轴桁架支撑。

2、单榀桁架形式四层桁架立体图四层桁架整体图二、QC小组简介小组名称苏州二建建筑集团有限公司*论坛QC小组注册日期2008年7月课题名称控制大跨度多层钢桁架整体提升合拢质量 注册号SZEJGJG2008-07活动日期2008年7月2009年2月课题类型攻关型序号组内职务姓名性别年龄文化程度职务职称1组长男35大专主任工程师工程师2副组长男32大专项目经理工程师3组员女28本科技术科科长助理工程师4组员男27本科项目工程师助理工程师5组员男55高中质量员工程师6组员男54高中车间主任工程师7组员男26本科施工员助理工程师8组员男38初中安装工人工人9组员男33高中测量员工人10组员男53高中提升工人

3、工人11组员男51初中制作工人工人制表人：* 日期：2008.07 小组活动计划：1. 2008年7月，小组组建成员，接受60学时TQC学习培训；2. 2008年8月2008年9月，计划（PLAN）阶段；3. 2008年10月2009年1月，实施（DO）、检查（CHECK）阶段；4. 2009年2月，处理（ACTION）阶段。小组活动计划表内容2008年2009年8月9月10月11月12月1月2月1531153015311530153115311528选题分析设定目标原因分析要因确认制定对策对策实施检查效果总结制表人：* 日期：2008.07 三、选题理由1. 由于施工工期比较紧，施工难度高，

4、且业主要求必须保证施工质量，公司要求必须采取一切措施确保四层钢桁架整体提升顺利完成，施工质量成优。2. 为保证四层钢桁架整体提升准确合拢，要求10个提升点，25个接口的偏差符合规范要求，错位偏差不超过3mm。3. 钢桁架整体提升施工在公司承接的工程中是第一次，施工安全重于泰山，整体提升只许成功，不能有任何失误。四、现状调查我们小组成员对以前竣工的大跨度二层钢桁架安装工程的合拢质量一次通过进行调查分析，得到质量信息312点，其中缺陷的有39点，调查记录如下：桁架合拢质量调查表序号工程名称统计情况达能饼干生产车间苏大图书馆陆慕中学体艺楼时代广场屋面桁架太仓大半泾地块连廊合计1统计点数3468528

5、2763122问题数587109393合格率85.3%86.8%86.5%87.8%88.2%87.5%制表人：* 日期：2008.09由上调查表可知，桁架的合拢质量一次通过的平均合格率仅为87.5，本工程需要解决这个问题。我QC小组于2008年9月2日召开专题会议，对缺陷点进行了讨论分析研究，收集整体提升工程的资料，数据进行分类整理，归为6类因素，统计如下：影响桁架整体提升合拢质量的因素统计表序号影响桁架整体提升合拢质量的因素频数累计频数频率(%)累计频率(%)1大跨度钢桁架地面拼装偏差151642.842.82整体提升同步性132837.179.93劲型柱安装偏差43211.491.34桁

6、架拼装起拱值不够2345.897.15其他1352.91006合计35100制表人：* 日期：2008.09根据调查表，制成排列图：从排列图中可以看出，“大跨度钢桁架地面拼装偏差”和“整体提升同步性”是影响桁架整体提升合拢质量的主要问题。五、设定目标 2008年9月8日，小组召开会议，确定本次活动的目标为：对大跨度钢桁架地面拼装偏差和整体提升同步性进行技术攻关，制定科学的施工方案，确保提高桁架合拢质量。具体目标值如下：钢桁架整体提升合拢质量一次通过的合格率达到96，符合设计规范要求，桁架合拢接口偏差3mm，整体提升同步性10mm。目标可行性分析：1、该工程是我集团公司创优夺杯的重点工程之一。公

7、司总工、技术科、生产车间和项目部全体工作人员群策群力，团结一致攻克难点，在施工前对施工方案进行分析研究，并进行了专家论证。我QC小组成员在一起工作多年，有着良好的团队合作精神、敬业精神，我们的施工队伍做钢结构吊装已有了20年以上的施工经验。2、从排列图中可以看出主要影响桁架整体提升合拢质量的问题是“大跨度钢桁架地面拼装偏差”和“整体提升同步性”，占累计缺陷的79.9%，如果将其问题完全解决后合拢质量的实测合格率为97.5%，87.5%+（1-87.5%）*79.9%=97.5%。结论：我QC小组成员经过讨论分析后，一致认为大家齐心合力完成制定的目标钢桁架整体提升合拢质量一次通过的合格率达到96

8、是可以实现的。六、原因分析2008年9月11日由QC小组组长朱江组织小组全体成员围绕课题展开讨论， 运用关联图展开原因分析：七、要因确认 从分析图中可以看出，造成合拢点焊接接口准确性的末端因素共有10项，QC小组根据以上原因分析指定要因确认计划表，并根据检查情况进行要因确认。要因分析确认表序号末端因素确认内容确认方式负责人结果确认时间1技术准备工作未完全下料前做好工程技术交底工作，严格控制构件的加工质量调查查看非要因2008.82加工设备老化更换老化设备，对平时使用的设备勤加保养，加强设备检修频率调查查看非要因2008.83测量人员的技能差测量人员均持证上岗，并在开工前进行详细的测量技术交底工

9、作现场查看非要因2008.94质量监督巡查不到位将本项目质量控制目标明确交底并进行每日质量巡检工作，做到现场有人施工就有人监督。现场察看非要因2008.95测量仪器精度不够开工前将工程所用测量仪器送检达到规范要求后使用现场察看非要因2008.96桁架拼装轴线及标高控制不到位由于是整体提升，桁架的拼装轴线标高与劲性柱轴线标高不一致的话，合拢时就会产生偏差，影响合拢接口的质量分析论证要因2008.97桁架现场焊接变形厚板焊接作业的焊接变形对桁架的地面整体拼装影响较大，直接可以导致提升到位后合拢接口的误差分析论证要因2008.98整体提升设备检修保养不到位由于200t千斤顶不常用，在工厂的保养及检修

10、是设备正常使用的关键，如设备出现故障，对工程质量和安全都会有很大影响调查查看要因2008.99整体提升设备操作人员水平不够项目部对整体提升人员进行详细的技术交底工作，并通过考试合格后方可上岗调查查看非要因2008.910整体提升当天天气情况项目部关注准备提升阶段的天气情况，确认提升当天天气无雨，风力不大于5级分析调查非要因2008.9制表人：* 时间：2008.09经过我们对10条末端因素进行分析，总结出3个主要末端因素，分别是：1. 桁架拼装轴线及标高控制不到位；2. 桁架现场焊接变形；3. 整体提升设备检修保养不到位。八、制定对策针对上述3条主要原因，我QC小组按成员提出了对策，进行了讨论

11、分析，制定了选择评价表。对策评价选择表序号要因对策评价有效性可实施性经济性可靠性综合得分选择1桁架拼装轴线及标高控制不到位桁架拼装按轴线顺序安装8桁架拼装按轴线对称拼装，从中间往两边依次安装 142桁架现场焊接变形按正常焊接工艺焊接桁架10定制针对每榀桁架的每个接头的焊接顺序143整体提升设备检修保养不到位对设备进行全面保养并做一次满负载实验，提升前做联机调试16对设备进行全面保养，提升前做联机调试12注： 5分 3分 1分 制表人：* 时间：2008.09根据对策评价表，按5W1H原则制定了对策表：对策表序号主要原因对策目标措施地点负责人时间1桁架拼装轴线及标高控制不到位加强控制，严格按照安

12、装测量工艺进行操作轴线偏差3mm，标高5mm，1、桁架现场拼装根据规范起拱1/1000用胎架抄平放置。2、桁架拼装按轴线对称拼装，从中间往两边依次安装 采用先栓后焊的方式，形成整体现场2008.102桁架现场焊接变形严格按照焊接工艺评定及针对本工程的焊接方案进行操作焊接后，轴线偏差3mm 1、根据拼装后测量的数据，论证定制针对每榀桁架的焊接顺序2、及时给电焊工进行交底，保证焊接完成后轴线偏差最小。现场2008.113整体提升设备检修保养不到位严格按照整体提升论证方案实施整体提升同步10mm1、在设备出厂前对设备进行全面保养，并做一次满负载实验，方可运至现场做提升准备。2、10个提升点20个千斤

13、顶联机，电脑统一控制3、提升每走一个行程，通过电脑进行微调，在桁架上挂尺，每走4个行程，用水准仪进行抄平4、提升设备故障排除方法及安全保证措施工厂现场2008.12制表人：* 时间：2008.09九、对策实施实施一：严格按照桁架安装测量工艺进行操作大型桁架跨度45m、宽约54m、高度达8m、单根构件重10t以上，大型桁架的拼装是本工程的重点，也是难点。地面拼装降低了拼装高度，容易保证精度。但控制难度仍然很大，如果拼装精度不高，提升以后很难和两侧的钢柱牛腿合拢。1、桁架现场拼装根据规范起拱1/1000用胎架抄平放置地面拼装前，对进场钢构件进行验收，并在构件上做好相应的安装标高及位置线。桁架在地面

14、拼装时，每个接口位置处设拼装台，为了保证拼装精度，利用16a槽钢制作钢板凳做拼装台，钢板凳上放置不同厚度的钢板保证桁架的起拱值。拼装台用高精度的仪器（经纬仪、水准仪等）严格超平、放线。保证支架稳定，在拼装期间不发生变形。桁架地面拼装测量2、桁架拼装采用按轴线对称拼装，先栓后焊的方式，形成整体我们把5榀钢桁架的弦杆分为上、中、下弦，按照由下向上，由中间向两侧，即由7轴向两侧的顺序进行拼装。两榀桁架拼装完毕后，立刻安装桁架间的连系杆，使之形成稳定的整体。桁架拼装过程中，确保当天拼装的构件形成结构稳定体系。桁架拼装完毕要先拧高强螺栓后焊接，焊接时先焊桁架主弦杆，后焊腹杆。焊接前测量桁架矢高，确保桁架

15、与劲性柱牛腿矢高相同无偏差。桁架在地面拼装和焊接过程中，使用高精度的测量仪器（DJ2电子经纬仪及C30II水准仪），配备高水平的测量人员监控桁架的变形情况，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。桁架拼装完成后，对轴线及标高做了复测，数据如下：桁架拼装完成后轴线偏差数据(mm)5轴（mm）6轴（mm）7轴（mm）8轴（mm）9轴（mm）P轴桁架上弦东偏1西偏2西偏1东偏1东偏2桁架中弦东偏1西偏1西偏2东偏1东偏2桁架下弦东偏2西偏2西偏2东偏1.5东偏1.5J轴桁架上弦东偏2西偏2西偏2东偏2.5东偏2桁架下弦东偏2西偏3西偏1东偏2东偏1.5桁架拼装

16、完成后标高偏差数据(mm)5轴（mm）6轴（mm）7轴（mm）8轴（mm）9轴（mm）P轴桁架上弦+3+2+2+2-2桁架中弦+2-2+1+3+1桁架下弦+1-1+2-1+2J轴桁架上弦-1+2+4+2+2桁架下弦+2-1-1+2+3制表人：* 时间：2008.12实施效果：从上表数据中可以看出，桁架拼装轴线最大偏差在3mm内，标高误差控制在4mm内。实施二：严格按照焊接工艺评定及针对本工程的焊接方案进行操作本工程用钢量较大，多数为厚板焊接作业，焊接变形对桁架的地面整体拼装影响较大，直接可以导致提升到位后合拢接口误差较大。1、根据拼装后测量的数据，论证定制针对每榀桁架的焊接顺序现场技术负责人及

17、时与现场测量人员进行沟通，针对拼装后的测量数据，利用焊缝本身的焊接收缩，来微调桁架拼装偏差，并消除焊后的收缩偏差。具体做如下工作：1）焊接顺序与吊装顺序协调一致，并考虑焊接本身的技术问题，为减小收缩变形与应力，焊接顺序做到均衡对称。2）待一榀桁架拼装完毕，高强螺栓终拧，钢桁架形成稳定的刚度单元后再进行焊接作业。3）为控制钢桁架主弦杆焊接变形，钢桁架主弦杆的安装节点焊接接头采用双人双机对称焊接，换人不停机，一次焊接完成。4）采用双人双机焊接时，2人以均速对称焊接，打底34层，每层起、收弧处错开3050，成阶梯状。焊到转角处放慢速度，保持运条的匀速度，使焊缝饱满。5）二次施焊按正常施焊工艺进行预热

18、、后热和保温缓冷。预热和后热采用火焰加热。预热和后热在距焊口两侧不小于100mm范围内进行。6）为避免焊缝急速冷却，产生很大的残余应力，厚度大于40mm板进行后热处理。后热结束，立即用石棉布包覆焊缝，缓冷至常温。7） H型钢弦杆对接处焊接顺序先在上下柱的翼缘上由两名焊工对称施焊至板厚的1/3时，转到腹板焊接至板厚的1/3，切去耳板，连续焊接翼缘至坡口填满再转至腹板焊满。每两层之间焊道的接头互相错开。8）钢梁焊接顺序柱梁节点上对称安装的两根梁同时焊接，待其焊缝冷却至常温后再焊另一端。同一根梁的梁的两端保证不同时焊接作业，先焊一端焊缝，等其冷却后，再焊另一端；同一根梁节点的焊接做到先焊下翼缘，再焊

19、上翼缘，上下两翼缘板焊缝的方向相反。2、及时给电焊工进行交底，保证焊接完成后轴线偏差最小现场技术负责人将测量数据汇总后，讨论得出针对每榀桁架的焊接顺序，制成小图，以书面的形式及时对电焊工进行交底工作，保证焊接完成后轴线偏差最小。桁架焊接完成后，对轴线及标高做了复测，数据如下：桁架焊接完成后轴线偏差数据(mm)5轴（mm）6轴（mm）7轴（mm）8轴（mm）9轴（mm）P轴桁架上弦东偏1.5东偏1西偏1东偏1东偏2桁架中弦东偏2西偏1西偏2东偏1东偏1桁架下弦东偏2西偏1西偏3东偏1东偏1.5J轴桁架上弦东偏1西偏2西偏2东偏2东偏2桁架下弦东偏2西偏2西偏1东偏2东偏1.5桁架焊接完成后标高偏

20、差数据(mm)5轴（mm）6轴（mm）7轴（mm）8轴（mm）9轴（mm）P轴桁架上弦+2+2+1+1.5-2桁架中弦+2-1+1+1.5+1桁架下弦+1-1+2-1+2J轴桁架上弦+1+2+2+3+2桁架下弦+2-1-1+2+2制表人：* 时间：2009.01实施效果：从上表数据中可以看出，桁架焊接完成后轴线最大偏差在3mm内，标高误差控制在3mm内。实施三：严格按照整体提升论证方案实施整体提升施工工艺方法是本工程最大的难点之一。公司吸取国内其他工程的施工经验，针对本工程特点，提出了整体提升的施工方案，并对该施工方案进行了专家论证。1、在设备出厂前对设备进行全面保养，并做一次满负载实验，运至

21、现场做提升准备。提升设备运抵现场之前，均在工厂进行保养和加载实验。加载实验2、10个提升点20个千斤顶联机，电脑统一控制本次提升点布置计算，采用Midas/Gen进行建模，根据钢结构设计规范进行验算。在提升中将被提升结构的自重作为活荷载按照1.4系数组合，其他荷载组合按照荷载规范进行。提升点布置计算得出反力表，如下所示：提升点提升力（t）配置千斤顶（t）个数安全系数1107.310020.542176.820020.443176.020020.444177.620020.445108.110020.54690.110020.457126.220020.328128.320020.329127.

22、120020.321090.910020.45我们采用计算机液压同步整体提升技术，10个提升点20个千斤顶连接，电脑统一控制所有提升点的同步性。千斤顶布置 传感器 提升计算机3、提升每走一个行程，通过电脑进行微调，在桁架上挂尺，每走4个行程，用水准仪进行抄平桁架拼装、焊接完毕，经检验合格后，进行试提升。桁架离开胎具30cm后，锁定所有千斤顶，停留一夜（12小时以上），观察桁架的变形情况。桁架起拱的变化和试提升前的结果对比，发现提升前后钢桁架的起拱及挠度变化均满足设计要求。桁架每提升4个行程需要进行一次抄平作业，如误差超过10mm，立刻进行单机调试作业，使桁架在提升过程中保持在同一平面上。在提升

23、过程中，配合水准仪、经纬仪严密监测各提升点的位移、标高及受力情况，发现水平偏移或四个提升点不同步时，通过计算机控制系统及时进行调整。整体提升桁架抄平作业4、提升设备故障排除方法及安全保证措施提升设备故障排除方法及安全措施如下：（1）液压系统泄漏：更换相应的密封圈；（2）控制阀卡涩：清洗控制阀，清洁油液；（3）异常情况紧急报警：在每个吊点设置有紧急停机按钮，一旦出现异常情况，可以实现全系统停机；（4）所有千斤顶经过保养清洗工作，并做耐压试验，确保提升期间千斤顶使用完好。（5）提升所用的其他设备经过检查、标定。（6）提升牛腿、吊耳、提升支架安装完毕使用前，成立验收小组进行全面检查验收，绝对不留安全

24、隐患。（7）整体提升期间，现场警戒线以内严禁非操作人员出入，每个提升点位均安排观测人员，并配好对讲机，发现异常情况及时报告。（8）遇5级以上大风及雨天要停止提升，并采取固定措施。本次整体提升高度共18.45m，提升同步性测量数据如下：钢桁架整体提升同步测量数据序号提升高度5轴6轴7轴8轴9轴1行至1.2mP轴71.570707070.5J轴717071.57170.52行至2.4mP轴3535303530J轴30304035303行至3.6mP轴5555606050J轴55556060504行至5.1mP轴4852585850J轴48425255485行至6.3mP轴5550504855J轴5

25、0404850456行至7.5mP轴3540374239J轴33343841357行至9.7mP轴7176667268J轴71776773708行至11.2mP轴6560626758J轴65616260589行至12.7mP轴4537394638J轴403845443910行至14.2mP轴8887868584J轴857879838211行至15.7mP轴5052495345J轴505553525012行至17.2mP轴4450534552J轴4554524651制表人：* 日期：2009.01实施效果：从上表中可以看出，提升同步性误差控制在10mm之内，提升过程无异常情况。 十、效果检查1、目标效果对策实施完成后，在监理单位验收前，小组成员对桁架整体提升10个合拢点25的焊缝接口的偏差进行了验收，数据如下：四层桁架合拢点偏差数据制图人：* 日期：2009.01从上图中可以看出，桁架整体提升10个合拢点25的合拢接口偏差均3