提高钢管柱安装精度

提高钢管柱安装精度课题名称提高钢管柱安装精度组建时间注册编号小组类型活动时间小组人数活动次数一、小组概况1、小组状况2、小组简介本小组共7人，平均年龄35岁，均是在****公司生产一线的骨干力量，对施工现场管理及QC方面的工作十分熟悉，具有丰富的现场施工管理经验，小组注重理论与实践相结合,不断总结好的经验和做法；本小组已发布的多项自主管理成果，并多次获奖，曾获得全国优秀质量管理小组，《攻克***水厂池体防水难关》成果获国家级QC成果优秀奖。姓名年龄职称职务小组分工QC学时40高级工程师公司经理组长＞72小时38高级工程师项目经理副组长＞72小时37工程师技术负责人成员＞72小时41工程师质量员成员＞72小时28工程师施工员成员＞72小时25助理工程师施工员成员＞72小时38助理工程师材料员成员＞72小时3、小组成员二、工程概况****（集团）公司技术中心***大厦系统工程总建筑面积31462㎡，主楼地下一层，地上十六层，建筑高度89m，钢框架－中心支撑结构。其中，柱采用Φ500mm～Φ750mm螺旋焊缝钢管柱，两层一节，内灌C40微膨胀混凝土，最大高度11m；梁采用焊接H型钢梁，最大跨度13.8m；梁柱节点采用10.9级摩擦型高强螺栓（扭剪型）连接；楼板为压型钢板－钢筋混凝土组合楼板；结构耐火等级一级。三、选题理由理由一：本工程为一个全钢结构高层建筑，有54根钢管柱，最高高度达到89m，空间精确定位安装难度大。理由二：钢管柱、钢梁一、二级焊缝总长度超过有13000m，焊接量大，焊接收缩变形对安装精度影响较大。理由三：近年来我公司相继承建了****公司备件库工程、*****总厂综合大楼工程、****大楼等类似钢结构工程，因此在钢管柱安装精度上得到了一定的经验和教训。小组的目的是通过QC小组PDCA循环活动，使****术中心****大厦工程钢管柱结构安装精确度达到一个更高的水平。四、现状调查小组成立初期，对我公司选择已施工且已投入使用的***公司备件库工程、*****总厂综合大楼工程、****大楼以及钢结构分包单位提供的记录资料作为调查的对象，共检查点数280处，质量问题出现频数为42处，出现频率为15%，发现质量问题集中体现为钢结构焊接收缩变形、钢管柱安装校正偏差、钢管柱基础螺栓安装偏差等，详见下表：钢管柱安装质量通病调查表

序号名称项目检查点数问题出现频数(处)频率(%)累计频率(%)问题占总检查点数比例(%)A钢结构焊接收缩变形401434345B钢管柱安装校正偏差401229634C钢管柱基础螺栓安装偏差401126894D钢管柱相对位置偏差4025940.7E钢管柱制作误差4012960.4F结构分区间的相互影响引起偏差4012980.4G其他原因（如环境、温度）40121000.4合计28042根据上述调查表，做出了如下质量问题排列图:累计频率4296%63%040%60%34%80%89%频数=42钢管柱安装质量缺陷排列图010203010%20%30%50%70%90%100%钢管柱相对位置偏差钢管柱安装校正偏差钢结构焊接收缩变形钢管柱基础螺栓安装偏差钢管柱制作误差4098%其他原因94%结构分区间的相互影响引起偏差制图人：制图时间：2006年3月15日从排列图中，我们看出钢结构焊接收缩变形、钢管柱安装校正偏差及钢管柱基础螺栓安装偏差是施工质量问题的主要因素，对因此，我们小组本次活动将其作为主攻方向。15%5%制图人：制图时间：2006年3月20日

五、目标确定及可行性分析1、确定目标值根据武汉市结构优质工程验收标准及本工程的质量要求，经我小组共同研究决定将钢管柱安装的施工质量问题出现频率由15%降为5%。2、实现目标的可行性分析：1）公司领导对本工程的质量非常重视，QC小组拥有勤奋好学、善于总结、工作严谨的工程技术人员与操作能手，全员到位，创新创优意识强，是实现目标的可靠保证。2）本小组近几年多次参加武汉市、全国的小组成果发表会，掌握了一定的QC基本知识和工具的使用方法。3）本工程虽然具有很大的施工难度，但是通过优化施工方案、科学管理、严格按要求施工，还是可以控制好钢管柱安装精度的施工的质量。根据以上三点，实现既定的目标值是完全有可能的。六、原因分析及要因确认我们小组成员对上述主要问题，采用关联图进行了原因分析，见下图（图2）：钢管柱安装校正偏差钢管柱基础螺栓安装偏差螺栓位置偏差过大安装不当钢柱加工质量不合格测量仪器不准测量仪器工具误差螺栓定位方法不正确,固定不牢固定螺栓钢筋刚度不够钢筋工程整改钢柱轴线、垂直度调整不当连接板精度不够上下柱对接点错口精度不够施工人员水平不够无资格证上岗作业有资格证但操作水平不稳定焊接材料不合适材料检验不合格焊接方法不合适焊接方向、程序错误焊缝尺寸控制不当制图人：****制图时间：2006年3月20日

2、从关联图（图2）查出了十个末端因素，经过QC小组成员集体讨论分析，调查验证，对十个末端因素进行确认，见下表（表3）：原因分析关联图

结构焊接收缩变形表3要因确认表序号因素名称确认方法确认情况负责人确认结果1无资格证上岗作业现场验证上场作业的人员要有上岗证非要因2有资格证但操作水平不稳定调查分析有资格证的施工人员因长期未进行现场作业，导致操作水平下降要因3材料检验不合格调查分析材料未检验就适用，部分焊丝、焊条、焊剂焊前焙烘时间及温度不够，不能满足焊接施工要求非要因4焊缝尺寸控制不当现场验证焊缝尺寸过大能增加焊接变形要因5焊接方向、程序错误现场验证控制好焊接方向和程序能有效的抵消焊接变形要因6螺栓定位方法不正确，固定不牢现场验证没有制作定制的螺栓支架，来进行固定螺栓轴线位置及标高，钢筋与承台钢筋网没有很好的固定要因8固定螺栓钢筋刚度不够现场验证钢筋骨架上下无斜支撑，钢筋与侧模连接不牢固非要因9钢筋工程整改现场分析钢筋绑扎不合格整改，预埋螺栓没有做相应的调整非要因10测量仪器、工具误差调查分析经纬仪没有经过检测单位鉴定易产生精度误差，拉尺拉力太大或太小、温度产生的误差要因11管理人员要求不严现场验证交底不细，由于施工人员水平不一，有部分人员对施工要求不清楚非要因12上下柱对接节点错口、连接板精度不够调查分析连接点错口、连接板的加工精度不够，影响钢柱安装的垂直度非要因13钢柱轴线、垂直度调整不当现场分析未按方案进行钢柱校正，钢柱之间相对偏差要因制表：****制表日期：2006年3月25日七、制定对策

序号要因对策目标措施地点(部门)完成时间负责人1有资格证但操作水平不稳定进行上场前考核人员施工技术满足质量要求上岗前加强施工人员的培训，在与施工环境同条件下的考核项目部06.4.202焊缝尺寸控制不当进行详细施工交底，现场检查焊缝尺寸符合设计要求施工中严格控制焊缝尺寸项目部06.7.153焊接方向、程序错误进行详细施工交底，现场检查严格控制焊接变形严格柱与柱、柱与梁的焊接顺序和方向，厚板对接采用多层多道焊项目部06.7.254螺栓定位方法不正确，固定不牢采用特制螺栓支架进行定位，Ф30螺纹钢固定单个钢柱螺栓之间相对位置正确，螺栓固定牢固通过支架上下预埋板控制螺栓相对位置，螺栓调节标高，采用60度方向上固定3根钢筋控制预埋件平面位置项目部06.4.155测量仪器、工具误差所有项目部的经纬仪、长尺都经过检测单位鉴定测量仪器误差在允许范围内通过有资质检测单位鉴定合格项目部06.3.156钢柱轴线、垂直度调整不当钢柱按测量方案先进行测量方案调整整体钢柱结构轴线、垂直度误差符合规范要求先进行基准柱的调整，再进行其他柱的调整，使用千斤顶在柱子对接节点部位进行轴线及垂直度调整项目部07.7.15实施2：针对“焊缝尺寸控制不当”的要因。根据图纸设计：柱与柱之间的连接为熔透焊对接连接；柱与梁之间的连接采用牛腿，钢梁翼缘板与钢柱翼缘板焊接，钢梁腹板与钢柱牛腿腹板用高强螺栓连接。在施工中采用先进设备及临时设施提供焊缝质量：1、在本工程中钢板板厚δ≥10mm时的对接焊接，采取了新方法“机械数控铣床”加工坡口，对称的X形坡口有效的减少防止钢结构的角变形。2、焊接时，设置临时围挡，降低风力对CO2气体保护焊焊接质量的影响。3、设计钢制吊栏，方便高空作业时各种位置的焊接。4、将手工电弧焊部分改为CO2气体保护焊，采用进口先进焊接设备提高焊接质量八、实施对策针对“要因确认表”中分析出的要因项目,我们采取了如下措施：实施1：针对“有资格证但操作水平不稳定”的要因。应加强对焊工生产操作技能的考试，在现场考试中，应对工程施工环境进行同条件模拟，以保证考试的可信度，对技术不达标的人员进行培训并考试，合格后方可上岗，在施工中还要合理安排技术资源，根据焊工技术水平，合理分配焊接内容。数控铣床加工坡口有效减少变形采用进口先进焊接设备提高焊接质量实施3：针对“焊接方向、程序错误”的要因。施焊接头焊接的顺序：柱与柱连接的施焊顺序应是由两名焊工在相对两面对角位置等温、等速对称施焊；梁和柱接头的焊缝，应是先焊工字钢的下翼缘板，再焊工字钢的上翼缘板，一个梁的两个端头先焊一个端头，等其冷确至常温后，再焊另一端头等。厚板对接，采用多层多道焊，焊长焊缝时，直道变形最大；施工中采用从中段向两端施焊时变形则有所减小，从中段两端逐段退焊时变形最小，采用逐段跳焊可减少焊接变形。等温等速对称施抵消焊接变形采用多层多道焊降低焊接变形实施4：针对“螺栓定位方法不正确，固定不牢”的要因。螺栓定位：在对复核完埋件位置标高、轴线后，再进行螺栓支架的安装，螺栓支架见下图：1、螺栓标高控制：在螺栓支架上安装螺栓，用水平尺在“十”字水平上粗找平，用标尺杆粗调整标高，保证螺栓支架的上板的底标高和设计底板底标高相同；

2、螺栓轴线控制：把柱子的基准轴线弹在基础承台砖模上，在定位钢板所在的轴线位置放置“十”字棉线，用经纬仪进行测量调整，使承台砖模上的控制轴线与定位钢板上的“十”字棉线重合，以此达到控制螺栓轴线的目的。上、下层10mm定位钢板螺栓支架立面图螺栓支架平面图设计锚栓调节螺栓

螺栓固定：1、调整结束后，点焊固定螺栓下部。若不稳定，采用Ф30螺纹钢固定；若螺栓腾空，每根螺栓的底板上用3根Ф30螺纹钢电焊固定，如下图所示；预埋螺栓设计底板底标高螺栓支架设计螺栓调节螺母加长Ф30钢筋固定Ф30钢筋2、安装预埋板，用水平尺在“十”字水平上精确找平；用标尺杆精确调整标高；（根据调整螺栓调整）；4、安装完毕。提供相关资料，由总包组织监理等相关单位验收。3-Ф30螺纹钢土建钢筋笼预埋板3、埋件若不够稳定，采用钢筋在平面内至少在60度方向上固定3根，以控制预埋件的平面位置，详图如下；实施6：针对“钢柱轴线、垂直度调整不当”的要因。按照测量方案先进行基准柱的校正，把2A、2L、4A、4L、5L、5A、7A、7D设为基准柱。1、柱顶标高调整每一层钢柱安装结束后测量柱顶标高，柱高差不超过5mm时只记录，不进行调整。柱高差超过5mm时，及时将偏差数值反馈回制作工厂，在制作上一节钢柱时调整其长度适当加长或缩短，达到上一节柱顶标高正确。2、单根柱错口和垂直度调整上、下柱对接节点的错口主要靠钢柱加工精度保证，特别是联接位置处的临时安装板的位置精度要求很高，偏差不得超过1mm。按照规范要求，错口不得超过t/10，且不大于3.0mm。单根柱垂直度调整即在柱子吊装到位后进行初步调整,使用千斤顶在柱子对接节点部位进行。见下图。实施5：针对“测量仪器、工具误差”的要因。施工用经纬仪、S2水准仪、50m钢卷尺、1m钢板尺、红外测距仪等，必须保证上述所有仪器状态完好，在检定有效期范围之内。钢立柱垂直度调整示意图图中支架钢板厚度为16mm－14mm，同钢柱之间用螺杆连接固定，视钢柱规格决定其长度。千斤顶使用5－10吨螺旋千斤顶。调整过程中随时检测钢柱垂直度，初步调整时偏差不超过20mm时即可。测量在三层柱子以下用经纬仪进行，超过三层柱子时用平面上的控制网进行。基准柱垂直度测量A.基准柱的校正（2A、2L、4A、4L、5L、5A、7A、7D为基准柱）本工程基准柱采用激光垂准仪（原称激光经纬仪）校正：基准柱的占基准点在基准交柱的基奇础轴线姨上，以庆X轴和梯Y轴分咱别引出饮等距离耐为的补弹偿线，界其交点都作为基昂准柱的屡测量基澡准点，兔（见下胁图）在待校溪正的基算准柱顶运部，设侵置半透柜明的校债正靶标滑（上有驰靶心和樱靶环）闷，靶标托供激光储垂准仪周光点投炎射用，车靶心的轻位置与择基础的它基准点负位置重努合。将激光锹垂准仪吊安置在唇底层第颗一节基兄准柱的浑操作平有台上；墙使激光体垂准仪风与基础接基准点旁保持在伟同一铅形垂线上牛，然后朵把激光稳垂直向饭上投射猫到柱顶秃靶标上锅。为了消朽除仪器窃和操作护等因素浸造成的母误差，台应依次讨把激光果垂准仪崇旋转9漠0°，忠并在靶至标上分淡别测出页四个光肝点，连烟接四点浴得出它筑的交点缺，该交旱点即为修消除误服差后的僚测点，拐见下图士。把激植光垂准际仪光束顶调整到肚消除误去差的测执点位置望，接着忧即可校熊正基准缩慧柱，使报柱顶的尿靶心与透测点吻厕合，则万此根基缝准柱校瞎正即告救完成。3、其扬它框架龄柱校正基准柱校剖正后，在降其柱顶偏勿移适当距威离“e”删处拉钢丝联，钢丝直螺径须小于复1.6m满m，形成荒钢丝框。闸用标准尺碗在本节结蓬构的顶层洽梁面上逐腔根测量柱激子与钢丝春之间的纵橡横向距离目，将其调歪整到设计泼允许范围弄之内。全部柱弃子校正僻后，再玻用准直谜仪对基治准柱进阻行复核甜，结果旬在控制迎值之内薯，则本沫节框架写结构的漫柱子垂虚直度完虹成校正蓄。钢管柱安及装施工质量效果检查胆表序号检查层数检查点数缺陷频数（点）频率（％）检查时间11～8100332006/5/14297/243合计20084制表人佣：制表概时间：乐200关6年7傅月28孔日九、效果得检查效果一：匙通过本次欣QC小组残的攻关活暴动，对钢孝管柱安装剃施工质量铃缺陷调查陵时，钢管我柱安装的引质量问题殿出现频率苍由15%白降为4蝇%，有效帆的解决了伴钢管柱安社装轴线、捏标高偏差伐过大等问陷题，超额情完成了预抽期的目标露计划。15%5%4%制图人罪：制图藏时间：2006年7月28日小组活动吊效果检查隔图效果二：通过桨本次Q拳C小组制的攻关驰活动,岭不仅彻在解决介钢管柱师安装的摧质量问父题上取英得了宝华贵的经飞验，钢误结构整饥体施工款质量也菌得到了裙业主及洗监理的垫认可，延且为工袄程质量影获得国同家最高有奖“鲁赞班奖”甩，奠定雁了坚实宰的基础敌。效果三：通过本园次QC小钉组活动，享我们全体怨成员提高客了质量意显识和个人各能力；掌