32、永康中学扩改QC-研制连墙件偏位警示报警装置

金华市工程建设第二十五次质量管理小组活动成果发表会交流资料永康中学扩改建工程（一期）项目质量管理小组活动成果报告书课题名称：研制连墙件偏位警示报警装置类型：创新型质量管理小组注册号：ZWJZ-QC-2021-02-1质量管理课题注册号：ZWJZ-QC-2021-02-1发表单位：浙江紫微建筑工程有限公司小组名称：永康中学扩改建工程（一期）项目工程QC小组发表人：陈美建二〇二二年十一月研制连墙件偏位警示报警装置浙江紫微建筑工程有限公司永康中学扩改建工程（一期）项目工程QC小组工程概况本工程位于永康市西城街道解放街380号永康中学内，建筑面积13095.73㎡。小组简介表2.1QC小组简介小组名称永康中学扩改建工程（一期）项目工程QC小组课题名称连墙件偏位警示报警装置小组注册号ZWJSQC-2021-02课题注册号ZWJSQCKT-2021-02小组注册时间2021-8-2课题类型创新型QC教育时间人均接受QC教育48小时活动情况活动人数7活动时间2021年8月-2021年9月制表人：制表时间：2021年8月3日

表2.2QC小组成员表序号姓名职称学历职务小组职务1王世云工程师大专公司副总顾问2徐云根工程师大专工程部经理顾问3施旭明高级工程师本科经理顾问4危秀梅工程师大专工程部专员顾问5陈建美二级建造师大专项目经理组长6陈浩工程师大专技术负责人副组长7王磊助工大专施工员组员8王晓助工大专安全员组员9徐何强助工专科材料员组员10周丽珊助工专科资料员组员制表人：周丽珊制表时间：2021年8月3日表2.3QC小组活动计划表循环阶段内容2021年8月9月P选择课题设定目标及目标可行性论证提出方案并确定最佳方案制定对策D对策实施C效果检查A标准化总结和下一步打算计划进度实际进度制表人：周丽珊制表时间：2021年8月4日补入时间：2021年10月23日

选题背景1.明确需求1、脚手架是建筑施工过程中提供给建筑物和施工人员的重要安全防护，项目部在以往的施工过程中，发现多处连墙件扣件发生偏移，且在以往工程外架坍塌事故中多是因为连墙件缺失或偏移脱落，如果施工时不注意维护检查，将会造成严重的安全事故。事故案例2015年3月26日，南宁市一工地，一在建工业标准厂房的脚手架发生大面积坍塌，造成3人死亡10人受伤。本工程安全管理目标：争创浙江省建筑施工安全生产标准化管理优良工地。安全施工目标：杜绝死亡和重伤事故，杜绝重大设备、火灾事故和中毒事故，轻伤事故频率控制在1.5‰以内。

我们统计。表3.1需求分析统计表序号需求类型需求内容1功能需求可长时间持续监测（最少7D）2操作需求安装简易，可单人安装3成本需求价格尽可能的低廉，减少成本制表人：周丽珊制表时间：2021年8月7日2.现有做法与需求分析查阅连墙件监测记录发现，每周进行一次抽测，无法持续监测立杆与连墙件之间的距离是否发生偏移，监测方式为测量人员配备钢卷尺进行测量并且与前一次测的数据进行比较，并形成书面记录，较为原始简单，且前后测量位置的不同，容易出现误差。外架偏移的监测需严谨，大量的监测数据通过安装在架体上的位移传感器收集位移距离进行实时的分析，控制过程中数据量很大时间跨度长，需要进行计算机筛选，并且价格昂贵，不适用于多处连墙件的监测要求。分析：由于连墙件杆数众多，如果采用安装位移传感器的监测方法由于费用庞大和安装难度过大，无法普及使用，我们希望有一种设备可以在价格和监测难度上做出突破，所以我们制作了下面这个现有做法与需求分析对比表。

3.广泛借鉴小组成员通过查阅专利检索平台及各大学术网站，搜索关键词“连墙件偏位监测”，无直接发明专利，只有3个产品级可借鉴技术，为小组的创新活动，提供了借鉴思路。表3.4借鉴情况统计表创新需求：不间断无人监测持续时长≧7天、实现1人操作查询路径：中国知网CNKI、万方数据库、百度、专利检索及分析查新内容：检索词为“连墙件偏位监测”序号类别名称1产品级直线拉杆位移传感器2产品级钢丝绳张拉3产品级伸缩撑杆制表人：周丽珊制表时间：2021年8月12日（1）借鉴一：“位移距离”主要内容KTR自复位式直线位移传感器，可连接多种测控单元件组成位移测控系统，实现自动化测量与控制的目的。KTR自复位式直线位移传感器，可连接多种测控单元件组成位移测控系统，实现自动化测量与控制的目的。也可添加采集仪、位移数显表等测控单元组成移计、高度计、测厚计、裂缝计等测控系统，用于精密测控。借鉴思路及原理借鉴原理：通过电子元件提高装置精敏度。思路：研制一种对位移精度敏感的装置，当杆件发生轻微偏移便立即发出警示。制表人：周丽珊制表时间：2021年8月13日（2）借鉴二：钢丝绳张拉主要内容根据钢丝绳的张拉情况来确定杆件或者方木的受弯情况。根据钢丝绳的张拉情况来确定杆件或者方木的受弯情况。借鉴思路及原理借鉴张拉原理：钢丝绳的张拉情况是一种力学的平衡。思路：研制一种张拉测试装置，当张拉的钢丝绳平稳状态被打破也就意味着所测杆件的稳定性变化。制表人：周丽珊制表时间：2021年8月13日（3）借鉴三：伸缩撑杆主要内容本产品提供的伸缩杆，可以自由伸缩长度，并且可以通过活接的转动，从而精确的调整最终长度。本产品提供的伸缩杆，可以自由伸缩长度，并且可以通过活接的转动，从而精确的调整最终长度。借鉴思路及原理借鉴伸缩撑杆原理思路：研制可伸缩的杆件，根据距离的不同微调杆件长度。制表人：周丽珊制表时间：2021年8月14日4.课题确定受上述广泛借鉴情况启发，小组成员决定研制一种能够快速安装，且设置一个可以监测位移或者力度的传感设备，来检测连墙件与外架立杆连接处是否发生偏移，因此小组将活动课题确定为：“连墙件偏位警示报警装置的研制。”

设定目标及目标可行性论证设定目标表4.1目标设定表项目目标值目标一不间断无人监测持续时长≧7d目标二可以单人进行安全，且安装时间不超过2分钟目标三检测系统单个价格不超过200元制表人：周丽珊制表时间：2021年8月14日2.目标可行性论证调查相关数据展开定量分析，通过查询相关传感器数据进行统计后绘制下表表4.2传感器反应定量分析表序号材料名称借鉴技术反应时间价格区间是否可持续1.复位式直线位移传感器0.05S138-308元是2.触发传感器0.002S16-40元是3.拉线位移传感器0.1S220-450元是4.倾斜式传感器0.15S48-220元是5压力式传感器0.01S165-300元是制表人：周丽珊制表时间：2021年8月14日思路通过调查数据分析：目前市面上的各种传感器反应时间均少于0.5S，并且均可以长时间持续运行，价格上也有部分较为低廉，因此目标实现具有可行性。提出方案并确定最佳方案1.提出方案小组成员围绕实现课题目标对“连墙件偏位警示报警装置”召开了研究讨论会议，结合借鉴思路，集思广益，共提出2个总体方案：表5.1连墙件偏位警示报警装置方案1.连墙件位移传感监测2.连墙件距离偏移传感装置借鉴思路方案初步模型制表人：周丽珊制表时间：2021年8月16日

（1）方案创新性分析小组成员对提出的方案在网上进行了查新，并未发现有相关文献和专利，证明提出的两个方案具有创新性。表5.2查新情况及创新性分析表查询路径：中国知网CNKI、百度、专利检索及分析搜索目标值中国知网CNKI、SooPAT专利搜索检索词“连墙件位移传感监测”“连墙件距离偏移传感装置”知网百度无相关文章无相关文章创新性分析采用钢丝绳及挂钩在墙上固定，通过监测钢丝绳的拉伸位移触发开关来判断杆件的偏移程度，安装简单，可以大幅度提高效率。根据连墙件与立杆距离固定位置进行定位安装，一端传感器通过测量与立杆的间距来测试偏移程度，安装操作简便，提高工作效率制表人：周丽珊制表时间：2021年8月16日

方案独立性分析表5.3独立性分析表方案1.连墙件位移传感监测2.连墙件距离偏移传感装置独立性分析拉伸装置+位移测量装置位移测量装置＋距离测量装置结论两种方案核心技术不同，具有独立性制表人：周丽珊制表时间：2021年8月17日2.总体方案选定表5.4总体方案选择表选择依据监测精度、操作简便、成本低选择方式调查分析、试验项目方案一：连墙件位移传感监测方案二：连墙件距离偏移传感装置初步设计模型可实施性加工难度加工的零部件形式较常规，但位移传感器需要调试，加工较为复杂；加工的撑杆、和感应器均可以找到替代或者现成的产品，组合简单，安装时安装工序简单。现场安装每个零部件、组件重量≤3kg，可实现1人安装，但是安装简单。每个零部件、组件重量≤3kg，支撑安装较轻松，可实现1人安装时间性制作安装零部件生产或购买：3天→现场安装：8min/个钢材采购：1天→零部件生产或购买：2天→现场安装：10min/个情况分析设计简单，零部件加工耗时短，校准精度时间长，现场安装速率高设计简单，零部件加工耗时短，现场安装速率较高经济性材料费：450元人工费：50元材料费：100元人工费：50元结论不采用采用方案1虽然安装速率更高，但加工复杂，成本较高，选用方案2制表人：周丽珊制表时间：2021年8月17日3.方案分解小组成员进一步展开讨论，通过对“连墙件距离偏移传感装置”方案的三个主要组成系统的组成形式及应具备的功能进行归纳总结，形成分解方案系统图，如图5.1所示：图5.1方案分解系统图制图人：周丽珊制图时间：2021年8月18日4.分级方案比选表5.5支撑架方案分析评价表选择依据经济型、耐磨、承载稳固选择方式调查分析比选项目不锈钢支撑杆PVC管支撑管普通钢管支撑方案图片经济性长度：0.5m重量：1.2kg/m单价：26元/kg合计：13元长度：0.5m重量：1.2kg/m单价：24元/kg合计：12元长度：0.5m重量：5.2kg/m单价：42元/kg合计：21元可靠性304不锈钢弹性模量N/㎡强度较高PVC料材料弹性模量N/㎡强度较差普通钢管弹性模量N/㎡强度较高时间性下料切割4min拼接5min耐久性很好下料切割3min拼接3min耐久性较好下料切割4min拼接5min耐久性好结论采用不采用不采用制表人：周丽珊制表时间：2021年8月18日表5.7监测装置方案分析评价表选择依据监测灵敏、安装方便选择方式调查分析比选项目触发式传感器压力式监测传感方案图例施工做法安装至横杆一端，与立杆杆件紧密贴近。安装至横杆一端，触发端靠近脚手架连墙件，紧贴安装。时间性安装传感器→紧密贴近操作步骤简单，用时较少安装传感器→紧贴安装操作步骤简单，但是压力数据需调整，故用时较多可靠性该传感器对金属材质感应灵敏度高，可以精准感应距离，无偏差安装时调整好压力就不会出现偏差经济性22元/个180元/个结论选用不选用制表人：周丽珊制表时间：2021年8月18日表5.8基座固定方式方案分析评价表选择依据基座稳固，提高装置安装效率选择方式模拟试验比选项目预埋式基座后置式基座方案图例操作性操作繁琐，需在工程开工前就确定点位改装简单，安装便捷，固定牢固可靠性其连接构造可承受拉力、受力，附墙端的连接固定方式牢固可靠定结构简单，不易损坏经济性150元6元结论不选用选用制表人：周丽珊制表时间：2021年8月18日表5.9警报方式方案分析评价表选择依据触发即可发出警报，准确无误，不容易被影响选择方式模拟试验比选项目信号发射式报警装置声光式报警装置方案图例操作性与传感器连接方式复杂，固定方便线路连接简单，固定方便可靠性有概率丢失信号结构简单，不易损坏经济性260元25元结论不选用选用制表人：周丽珊制表时间：2021年8月18日5.确定最佳方案小组成员进一步展开讨论，通过对“连墙件距离偏移传感装置”方案的三个主要组成部分的组成形式及应具备的功能进行归纳和总结，形成分解方案系统图体如图3所示：图5.2最佳方案系统图制图人：周丽珊制图时间：2021年8月19日考虑分级的具体方案没有组装，增加N+1“监测位移传感器试安装”的对策，与确定的具体方案一并纳入对策表。制定对策表6.1对策表表6.1对策表序号对策目标措施地点负责人时间1支撑钢管加工支撑钢管切割长度为250mm~300mm；现场钢管精准下料安装班加工棚陈浩2021年8月22日2触发式传感器连接支撑钢管连接合格率达100%雨水0渗漏1.找出合适的材质制作连接装置，切割出大小合适的洞口；2.切割出大小合适的洞口，将触发器安装好后，使用热熔胶密封，确保雨水不渗漏水电加工区陈浩2021年8月22日3外接警报器偏移开关触发之后立刻发出警报声安装时间在30S以内准备电池包确保警报设备正常使用；利用螺栓或者扎丝进行固定水电加工区陈浩2021年8月23日4后置式固定基座1.加工偏差≤2mm；2.固定牢固100%1.利用购买的T型水管根据钢管的直径来制作固定套管2.使用抱箍或者扎丝在钢管上进行固定。安装班组加工棚陈浩2021年8月23日5监测位移传感器试安装固定支架安装时间在5min以内1.现场预拼装；2.监测位移传感器试安装并记录所需时间3.与警报器连接所需时间现场连墙杆件处陈浩2021年8月23日制表人：周丽珊制表时间：2021年8月19日七、对策实施对策实施一：钢管支撑杆加工目标地点负责人完成时间支撑钢管制作，伸缩长度250mm~300mm；安装班组焊接加工棚王晓2021年8月22日实施过程：措施：现场钢管精准下料2021年8月22日，小组成员根据支撑杆的长度要求，将现场钢管裁切出10断符合长度要求的钢管作为备选材料。对策一实施效果检查：2021年8月22日小组成员对已完成下料切割的钢管尺寸进行检查统计，具体情况见下表：表7.1杆件加工尺寸数据表序号12345678910最短长度252251251253251254250251251253最长长度301303302301302303304304302303制表人：周丽珊制表时间：2021年8月22日表7.2杆件加工尺寸误差数据表序号误差值（mm）允许误差≤5mm12345678910最短长度2113140113最长长度1321234423制表人：周丽珊制表时间：2021年8月22日图7.3杆件下料尺寸折线图制图人：周丽珊制图时间：2021年8月22日对策一实施效果检查：通过对策实施和效果检查，发现钢管杆下料尺寸偏差均≤5mm，对策目标实现。对策实施二：触发式传感器连接支撑钢管目标地点负责人完成时间1、 连接合格率达100%2、 雨水0渗漏水电加工区王晓2021年8月22日实施过程：措施1：找出合适的材质制作连接装置，切割出大小合适的洞口。措施2：将触发器安装好后，使用热熔胶密封，确保雨水不渗漏对策二实施效果检查：2021年8月23日小组成员对警报器连接处进行检查，连接强度合格，喷洒清水并无渗漏，对策目标实现。

对策实施三：外接警报器目标地点负责人完成时间1. 偏移开关触发之后立刻发出警报声2. 安装时间在30S以内水电加工区王晓2021年8月23日实施过程：措施1：选择合适的距离与偏移开关的电路进行连接，安装电池包确保警报设备正常使用措施2：将声光警报装置用扎丝固定在合适高度。对策三实施效果检查：2021年8月23日小组成员对警报器触发情况进行检查，警报器运行正常，对策目标实现。对策实施四：后置式固定基座对策目标地点负责人完成时间加工偏差≤2mm；固定牢固100%安装班组加工棚王晓2021年8月23日实施过程：措施1：2021年8月23日，购买合适尺寸的T型管，对开口进行测量，精确切割。

措施2：使用扎丝在钢管上进行固定。对策四实施效果检查：2021年8月23日小组成员对杆件固定处进行拉力测试，杆件连接处无脱落痕迹，对策目标实现。对策实施五：监测位移传感器试安装对策目标地点负责人完成时间固定支架安装时间在2min以内现场连墙杆件处王晓2021年8月23日实施过程：措施1：现场预拼装2021年8月23日，小组成员班组长安排1位施工人员在X楼连墙件部位试着预拼装。措施2：监测位移传感器试安装，并记录所需时间班组长现场安排1位施工人员在连墙件处安装监测支架，并安排专人记录从预拼装至监测支架安装完成所需要的时间措施3：监测位移传感器与警报器进行连接，并记录所需时间对策五实施效果检查：通过对策实施和效果检查，发现此次在连墙件处安装一个监测支架的试安装时间为1′40"，小于2分钟，实现对策目标。

安装流程图：为了更好的指导对策实施和调整必要的施工工艺，小组成员特制定了以下固定支架安装的流程图：制图人：周丽珊制图时间：2021年8月23日八、效果检查1、目标实现情况：2021年8月25日~2021年9月2日，小组对3层至6层在同一侧的连墙件进行监测系统的安装及记录其运行情况：表8.13层至6层监测系统安装时间记录表部位监测装置数量不间断监测时长安装人数3层107天14时1人4层107天9时1人5层107天11时1人6层107天12时1人合计404制表人：周丽珊制表时间：2021年9月3日经实验，每十个监测系统的监测平均时间为7天11时，监测过程没有出现中断和误报，未发生中途操作，操作人数1人，达到了目标1、目标2的要求。

经过统计，每个监测单位的制作费用如下表：表8.2每个监测单元的价格表材料数量单价T型管16钢管113警报器125感应器122加工人工费1100合计1166制表人：周丽珊制表时间：2021年9月11日统计后我们得知，每个监测单元的价格为166元，少于200元要求，达到了目标3的要求。本次QC小组活动制定目标圆满完成。图8.1价格对比柱状图制图人：周丽珊制图时间：2021年9月13日2、经济效益分析：一旦如事故案例