QC成果提高大跨度劲性转换桁架施工合格率

中国xx集团公司技术中心（成都）总部大楼工程

提高大跨度劲性转换桁架施工合格率

一、工程概况二、课题简介三、小组简介四、选题理由五、现状分析六、确定目标值及可行性分析

七、原因分析八、要因确认九、对策制定十、对策实施十一、效果检查十二、巩固措施十三、总结和今后打算【成果发布内容】

-1~-2层地下室1~6层裙楼7~32层标准层钢结构玻璃罩采光顶5~7层处大跨度劲性转换桁架xx技术中心（成都）总部大楼工程是由xx集团（德阳）重型装备股份有限公司为了xx集团发展需要在成都投资兴建的总部办公大楼。该工程位于成都市成华区龙潭都市工业集中发展区，总部大楼地上部分为超高层科研大楼，地下部分为汽车库及设备用房。总部净用地面积：43760.12㎡。科研楼总建筑面积：108562㎡，其中：地上层数32+3层，地下层数2层。建筑总高度140.6米。【工程概况】

【课题简介】

本工程核心筒间六根框架柱采用型钢混凝土桁架转换。整个建筑结构高度140.6m，采用钢骨混凝土框架—核心筒体系。框架柱从基底至54.35m处设置型钢，形成为钢骨混凝土柱。在核心筒5层-7层处设有转换桁架,混凝土强度等级C60～C30变化。大跨度劲性转换桁架结构连续跨越三层，钢构件重量大，单个钢构件最重达到8.2T，每榀桁架钢构件重量约66.8T，三榀桁架总重量达到200.5T。对本工程裙楼的大跨度劲性转换桁架这种特殊的结构形式，转换桁架施工中诸多的难点，质量上的控制更是一个难题，如何保证此类桁架施工质量的合格率，将是摆在我们面前的一个新课题。5-7层处转换桁架转换桁架的焊接接头型式和节点剖面设计图【课题简介】

转换桁架的主筋布设方式和箍筋布设方式设计图【课题简介】

【课题简介】

【小组简介】

小组名称中建一局xx技术中心（成都）总部大楼工程QC小组成立时间2009年05月04日小组人数15人小组活动时间2009年05月～2009年11月小组类型现场型QC教育时间人均48小时小组制度1）组长每周组织活动两次，每次活动时间不得小于1h；2）副组长定期组织成员学习，提高QC意识；3）提倡踊跃发言，坚持按PDCA循环程序办事；4）做好QC活动记录，积累原始资料；5）小组全体成员出勤率要达到90％以上。

制表人：曹瀚制表时间：2009.5.19序号姓名性别文化程度项目职务小组职务小组分工1男本科项目经理组长总协调2男本科项目顾问副组长负责指导小组活动3男本科项目总监副组长负责指导小组活动3男大专项目执行经理副组长总体策划4男大专项目总工副组长目标制定、策划5男大专生产经理副组长目标实施、落实、控制6男大专工程部经理组员施工过程控制7男本科工程部副经理组员施工过程的工作进度协调8男大专质量总监组员质量过程控制9男大专质量副总监组员质量过程控制10男本科技术部经理组员专业技术控制11男大专质检员组员质量检验12男大专技术员组员技术交底、活动记录13女大专资料员组员资料收集、整理14女本科造价员组员成本控制、预算制表人：曹瀚制表时间：2009.5.19【小组简介】

【选题理由】

提高大跨度劲性转换桁架施工合格率项目质量标准要求桁架施工质量合格率达到95％以上

。实际对现场已完成施工的劲性钢结构进行检查，质量合格率只达到了80％。

现场质量合格率达不到项目要求对转换桁架的施工质量要求高本工程结构复杂、工期要求紧本工程质量目标为确保“鲁班奖”【现状分析】1、现状调查查针对大跨度度转换桁架架的重要性性，我项目目在2009年5月05日至5月30日，为找出出钢结构施施工质量症症结，确保保接下来桁桁架施工质质量合格率率，我们对对已施工完完成劲性钢钢结构施工工质量进行行了检查，，共计检查查质量点项项200点，共收集集到了质量量问题40点，质量合合格率只达达到80％。通过总结、、归纳、整整理，确定定了影响桁桁架施工合合格率的主主要因素。。（详见主主要问题统统计表）序号质量达不到要求项目频数频率（％）累计频率（％）不合格率备注1焊缝质量不合格2562.562.512.5%

2安装质量不合格512.5752.5%

3放样精度不符合要求37.582.51.5%

4钢结构出厂质量未达标37.5901.5%

5运输、堆放时产生变形25951%

6其他不符合要求251001%

合计4020%

【现状分析】主要问题统统计表制表人：曹曹瀚制制表时时间：2009.6.5【现状分析】2、数据分析析通过排列分分析图，我我们可以看看出焊缝质质量不合格格一项占不不合格项总总数的62.5％，为影响响大跨度劲劲性转换桁桁架施工合合格率的主主要因素。。N=40-10020-025533262.5-90-80-707582.590累计频数（点）累计频数（%)焊缝质量不合格安装质量不合格放样精度不符合要求钢构件出厂质量未达标运输、堆放时产生变形-602其他不符合要求95大跨度劲性性转换桁架架施工质量量问题排列列图制表人：曹曹瀚时时间：2009.6.10【确定目标值值及可行性性分析】1、目标确定定根据对已完完成的钢结结构工程现现状调查，，经小组讨讨论，目标标确定如下下：大跨度劲性性转换桁架架施合格率率达到95%以上实施前目标值已完成的钢钢结构工程合合格率只达到到80%【确定目标值值及可行性性分析】2、目标值设设定依据公司领导和各相关部门以及甲方、监理和项目部全方位的重视和大力支持，为本次活动创造了良好的环境和条件。目标可行性分析在选择课题中分析目前的做法后可以发现，质量问题在技术要求方面通过前期考察咨询分析后完全可以满足。在施工管理方面由于我们的QC小组成员具有多年的施工管理经验，完全能胜任目前的管理要求，并且项目部有健全的质量保证体系，人员职责明确，责任到人。目标可以实现经过调查分析现场存在质量问题的施工，这些质量问题我们已有所了解，通过小组讨论，可以将合格率提高到95%，这个目标可以实现。【原因分析】小组针对现现状调查中中焊缝质量量不合格的的问题运用用头脑风暴法法进行分析，对各种原原因反复进进行了讨论论，经汇总总归类，绘绘制了因果果图：制图人：曹曹瀚制制表时时间：2009.6.13焊缝质量不合格材料方法机械人员焊接接头处理不当临时加固约束不够焊丝不干燥二氧化碳气体纯度不够焊丝与母材不匹配焊接顺序不合理焊机性能达不到要求焊后保温不及时预热温度不均匀焊工焊接操作不熟练额定输入容量、焊接电流达不到焊接要求焊缝出现内部缺陷加固不能满足焊接应力传递易导致焊接变形易导致焊缝出现夹渣、裂纹和气孔焊缝出现咬边、焊瘤和烧穿等现象不能有效的消除残余应力产生氢致裂纹【原因分析】小组通过因因果图理出出了相互之之间的关系系，并从中中找到了十十条末端原原因：序号末端原因1二氧化碳气体纯度不够2临时加固约束不够3焊工技术不熟练4焊接顺序不合理5焊丝不干燥6焊后保温不及时7焊丝与母材不匹配8焊接接头处理不当9焊机性能达不到要求10预热温度不均衡【要因确认】我们针对以以上十条末末端原因，，逐条进行行验证，以以确定是否否是主要原原因，验证证情况如下下：确认一末端原因二氧化碳气体纯度不够确认标准二氧化碳气体纯度达到99.9%以上确认时间09.6.15确认人张宇确认内容

通过对现场使用的二氧化碳气体进行抽样检查，其纯度未达到99.9%，水蒸气与乙醇总含量已超过0.005%，通过加强对二氧化碳气体进场的质量控制，这种情况可以避免。

结论非要因确认二末端原因临时加固约束不够确认标准临时加固是否能满足焊接应力作用确认时间09.6.18确认人陈东川确认内容

现场检查发现，现场采用高强螺栓连接加固，小组通过建模、计算发现，加固无法满足复杂的焊接应力传递，约束效果不佳，直接影响焊接质量。结论要因确认三末端原因焊工操作不熟练

确认标准焊工参加考试达到优秀确认时间09.6.22确认人曹瀚确认内容

参加钢结构施工的焊工均是钢结构专业分包有多年焊接经验、质量意识强的焊工，2009年06月21日我们进行了摸底考试，分别从焊接理论和焊接实践进行了考核，95%的焊工考试结果均达到优秀。对于考试结果不合格的焊工严禁上岗作业。结论非要因确认四末端原因焊接顺序不合理确认标准要明确焊接顺序，且满足焊接工艺要求确认时间09.6.24确认人杨海峰确认内容

检查发现，现场焊接没有明确的焊接顺序，未严格按照对称焊接顺序进行，且焊工焊接速度不一，导致焊接应力分布不均匀，极易导致焊接变形。结论要因确认五末端原因焊丝不干燥

确认标准焊丝在使用前必须密封，且使用过程中保持干燥确认时间09.6.23确认人张宇

确认内容

现场检查发现焊丝在使用前存放在仓库、焊接工具房都采取了密封存放，且做好了防雨措施，抽检了四名焊工操作，发现在使用过程中均采用了防雨措施，焊丝均保持干燥状态。结论非要因确认六末端原因焊后保温不及时

确认标准焊后保温符合焊接工艺要求确认时间09.6.26确认人严伟讯确认内容

在二氧化碳气体保护焊完成后，应该用防火保温石棉布对焊缝进行多层覆盖包裹保温，从而避免产生延迟裂纹，从现场调查发现工人的责任心不强，没有意识到保温的重要性。结论要因确认七末端原因焊机性能达不到要求确认标准焊机性能满足现场焊接需要确认时间09.6.30确认人曹瀚确认内容

通过现场调查、分析，现场使用的NBC-300半自动二氧化碳气体保护焊机，其额定输入容量、焊接电流和焊丝送进速度不能完全满足现场焊接需要。采取更换型号为NBC-500的焊机可以解决此问题。结论非要因确认八末端原因焊接接头处理不当确认标准焊接接头处理能很好的避免内部缺陷确认时间09.7.8确认人严伟讯确认内容

现场调查发现，焊工在焊接过程中接头处理不当，直接导致焊缝内部缺陷。结论要因确认九末端原因焊丝与母材不匹配确认标准符合焊接工艺系数要求进行匹配确认时间09.7.14确认人陈东川确认内容

通过调查分析，现场采用大中已焊接科技有限公司的焊丝，使焊缝与母材达到强匹配，避免超强匹配。结论非要因确认十末端原因焊接预热温度不均衡

确认标准达到焊接工艺参数要求确认时间09.7.13确认人杨海峰确认内容

检查发现，由于现场焊缝数量多，采用传统的火焰加热无法覆盖整个加热区域，导致加热不均匀，直接影响着焊接的质量。结论要因【要因确认认】主要原因因确认表表1临时加固不当2焊接顺序不合理3焊后保温不及时4焊接接头处理不当5预热温度不均匀【对策制定定】针对主要要原因，，小组经经过分析析讨论，，制定以以下对策策：序号要因对策目标措施地点负责人完成时间1临时加固约束不够改进加固方法焊接变形控制在3mm以内在采用高强螺栓加固的基础上，再在焊前沿焊口长度方向的两侧采用拘束板加固施工现场严伟讯杨海峰09.07.012焊接顺序不合理制定合理的焊接顺序焊接顺序能保持焊接应力对称均匀分布编制桁架焊接作业指导书，制定合理的焊接顺序严伟讯曹瀚09.07.133焊后保温不及时加强质量管理和质量教育，制定专人管理制度焊完后立即有焊后保温措施组织集中学习强化质量检查人员检查和控制意识,利用石棉布多层覆盖并包裹，使焊缝区缓慢冷却到常温杨海峰陈东川09.07.084焊接接头处理不当改进处理方法接头处理达到焊接工艺要求在一段焊接前，将接头焊接缺陷用碳弧气刨和砂轮清除，并将接头处理成缓坡形状张宇曹瀚09.07.205预热温度不均匀预热方式改进预热温度均匀且预热温度不低于120度使用微电脑控制电加热和火焰加热相结合方式，确保受热均匀雷文华张宇09.07.25制表人：：曹瀚制制表时时间：2009.7.30【对策实施施】实施一:改变加固固方法沿焊口长长度方向向增设加加固约束束板采用高强螺栓和约束板同时加固采用高强螺栓和约束板同时加固在采用高高强螺栓栓加固的的基础上上，再在在焊前沿沿焊口长长度方向向的两侧侧采用拘拘束板加加固。【对策实施施】实施一:改变加固固方法目标对比比：通过采用用高强螺螺栓和约约束板同同时对钢钢构件进进行加固固，能较较好的满满足复杂杂的焊接接应力传传递，使使焊缝变变形控制制在3mm以内，达达到了预预期的效效果，提高了了桁架钢钢结构的的焊缝质质量。实施二:制定合理理的焊接接顺序【对策实施施】针对此结结构复杂杂、精度度要求高、施施工难度度高、一一级焊缝缝数量多的的转换桁桁架钢结结构，项项目管理人人员与操操作工人人都没有有具体的施施工经验验，钢结结构的焊焊接顺序及及具体操操作要求求也不是是很清楚，，导致焊焊缝施工工一次性性合格率不不够高，，后期矫矫正过多多，即耽误误工期，，又浪费费人力和和物力。根根据钢结结构设计计专家的的建议，，焊接方方法要因因地制宜宜,为了有效效提高焊焊缝的质质量，在在焊缝焊焊接顺序序的运用用上将全全部采取取对称焊焊，对称称焊能在在施工过过程中随随时对焊焊缝进行行有效的的矫正，，加大了了施工过过程中的的质量控控制。通过设计计专家的的指导我我们编制制了详细细的桁架架作业指指导书，，制定了了合理的的焊接顺顺序。设计专家家到现场场指导桁桁架钢结结构的焊焊接方法法实施二:制定合理理的焊接接顺序【对策实施施】其焊接顺顺序总体体为：双双人同时时、对称称焊接；；先由两两名焊工工在无夹夹板的翼翼缘板两两侧对称称焊至板板厚的1/3厚度，换换到另外外两侧焊焊至翼缘缘板厚的的1/3，去掉腹腹板侧夹夹板。然然后由两两名焊工工在腹板板的两侧侧对称焊焊至板厚厚的1/3。再由两名焊工工分别承承担相邻邻两面的的焊接，，一名焊焊工在一一面焊完完一层后后，立即即拐过90°接着焊另另一面，，另一名名焊工在在对称侧侧以相同同方式保保持对称称同步焊焊接。如如此交替替进行，，直至完完成焊接接。焊接顺序序图【对策实施施】对称焊实施二:制定合理理的焊接接顺序【对策实施施】实施二:制定合理理的焊接接顺序目标对比比：通过设计计专家的的现场指指导和项项目管理理人员、、操作工工人的多多次试验验，按照照不同的的焊接顺顺序比对对，结合合桁架钢钢结构的的特点，，找到了了合理的的焊接顺顺序，在在施工过过程中有有效的控控制了焊焊缝的变变形，避避免了焊焊接后对对焊缝的的后期矫矫正，提提高了桁桁架钢结结构的焊焊缝质量量，保证证了工期期的顺利利进行。。【对策实施施】实施三:加强质量量管理和和质量教教育，制制定专人人管理制制度1、对相关关管理人人员和操操作工人人进行质质量教育育，提高高他们的的质量意意识，和和工作责责任心。。在现场会会议室对对管理人人员进行行质量教教育在现场对对操作工工人进行行质量教教育2、组织相相关管理理人员和和操作工工人在现现场进行行焊缝保保温操作作演示，，确定其其质量要要求。3、为了消消除残余余应力，，同时为为了溢出出残留氢氢。在焊焊缝焊接接完成后后，立即即使用石石棉布多多层覆盖盖并包裹裹，使焊焊缝区缓缓慢冷却却到常温温。【对策实施】保温措施实施三:加强质量管理理和质量教育育，制定专人人管理制度【对策实施】检查完善保温温措施后的焊焊缝成型效果果实施三:加强质量管理理和质量教育育，制定专人人管理制度【对策实施】实施三:加强质量管理理和质量教育育，制定专人人管理制度目标对比：1、经过对项目目管理人员及及操作工人的的集中学习和和教育，提高高大家对焊缝缝保温重要性性的认识，增增强各个施工工人员在施工工过程中的责责任心。2、项目专职质质检员检查焊焊缝保温措施施的实施，对对保温措施落落实不到位的的问题进行及及时整改。3、在严格实施施焊缝保温措措施后，提高高了焊缝的施施工质量，有有效的消除了了残余应力，，避免了构件件变形后的校校正工序，提提高了工作效效率，在预定定计划内完成成了工期。【对策实施】实施四:改进焊接接头头处理方法现场采用碳弧弧气刨和角向向磨光机磨去去对接头部位位附着的高碳碳晶粒，避免免焊缝裂纹的的产生。每条焊缝焊接接前，需将焊焊缝起焊处和和止焊处的焊焊接缺陷需用用碳弧气刨和和砂轮清除干干净，并将接接头处处理成成缓坡形状，，达到焊接要要求。【对策实施】砂轮打磨实施四:改进焊接接头头处理方法目标对比：经过对焊接接接头处理方法法的改进，彻彻底杜绝了飞飞边、毛刺、、焊疤和污损损的现象，消消除了焊缝缺缺陷，有效的的避免了焊缝缝裂纹的产生生，使焊接接接头达到了焊焊接工艺的要要求，达到了了预期的目标标。【对策实施】焊缝焊接时安安排大量的焊焊工分段同时时施焊，为保保证焊接的质质量，减小焊焊接产生的应应力，焊前预预热非常重要要。为达到所所需要的温度度，焊前预热热的预热方式式主要以电加加热为主。对局部电加热热无法加热到到的地方采用用火焰加热的的方式进行，，预热温度为为：不低于120℃。测温点位于于焊缝两侧并并离焊缝中心心75mm处。实施五:改进预热方式式【对策实施】预热分区图电加热设备火焰加热实施五:改进预热方式式【对策实施】实施五:改进预热方式式目标对比：通过采用以电电加热为主和和火焰加热为为辅的方式对对焊缝进行预预热，更好的的减缓了焊后的的冷却速度，，有利于焊缝缝金属中扩散散氢的逸出，，避免产生氢氢致裂纹，同同时减少了焊焊缝及热影响响区的淬硬程程度，提高了了焊接接头的的抗裂性，也也更好的降低低了焊接应力力和焊接结构构的约束度，，极大的减少少了裂纹的产产生。【效果检查】2009年8月10日，C、D、E轴桁架下弦焊缝焊焊接完成，根据前前一阶段的实施情情况，我们进行了了效果检查:自检超声波探伤符符合规范要求；整体焊接变形控制制了2.3mm，满足在3mm以内的目标；15天后由第三方成都都市成华区建设质量监监督站复检进行延迟探伤，探探伤结果符合一级级焊缝合格标准，，合格率达100%。目标值实现【效果检查】2009年8月10日，C、D、E轴桁架下弦焊缝焊焊接完成，根据前前一阶段的实施情情况，我们进行了了效果检查:自检超声波探伤符符合规范要求；整体焊接变形控制制了2.3mm，满足在3mm以内的目标；15天后由第三方成都都市成华区建设质量监监督站复检进行延迟探伤，探探伤结果符合一级级焊缝合格标准，，合格率达100%。目标值实现【效果检查】检测中心对焊缝的的超声波探伤报告告【效果检查】通过对大跨度劲性性转换桁架施工质质量开展的QC小组活动，加强了了对各工序质量的的管理和控制、认认真实施，QC小组成员于2009年8月15日对大跨度劲性转转换桁架的施工质质量进行检查，共共检查点数200个，合格点192个，不合格点8个，合格率达96%，不合格率为4%。与活动前的质量量状况分析对比，，见下图：序号不合格项目活动前不合格频数（点）活动前不合格率（%）活动后不合格频数（点）活动后不合格率（%）1焊缝质量不合格2512.5212安装质量不合格52.531.53放样精度不符合要求31.510.54钢构件出厂质量未达标31.510.55运输、堆放时产生变形21006其他不符合要求2110.5小计402084从表中可以看出““焊缝质量不合格格”的不合格率由由实施前的12.5%降到了1%，达到了我们的目目标。而且其它的的项目的不合格率率也在下降。制表人：曹瀚制制表时间：：2009.9.15【效果检查】80%95%96%60%65%70%75%80%85%90%95%100%实施前目标值实施后实施效果对比图【效果检查】制图人：曹瀚制制表时间：：2009.11.15