研究高空大跨度悬挑构架支模体系的新方法

广厦建设集团有限责任公司西安公司QC成果报告注册号：GSXIAN2010—02课题名称：研究高空大跨度悬挑构架支模体系的新方法类型：创新型发表单位：广厦建设集团有限责任公司西安公司小组名称：西安公司QC小组发表人：江涌曹化胜发布程序1、工程概况2、小组简介3、选择课题4、设定目标5、提出方案确定最佳6、问题设想与预测7、制定对策8、对策实施9、效果检查11、巩固措施及标准化12、体会与下一步打算一、工程概况庆阳市西峰区统办楼工程，位于甘肃省庆阳市，建筑面积33000㎡，地下一层，地上13层局部14层，框架剪力墙结构，设计为办公楼，该工程由广厦建设集团西安公司总承包施工。主楼平面基本为矩形，设两条防震缝将主楼分为Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段。Ⅰ段、Ⅲ段结构布置基本对称，结构屋面外挑檐位于屋面结构标高56.30m处，外檐外立面外挑1.8米，檐口标高57.75米。纵向长度为15.90米，横向长度为28.90米。

Ⅱ段地上为13层，局部出屋面塔楼1层，结构屋面外挑檐位于屋面结构标高57.20m处，外挑3.60m，纵向长度为18.60米，横向长度为70.60米。外挑部分四周由轴线框架挑梁支撑，顶部110mm厚现浇平板与构架框梁连接。二、小组简介制表人:江涌审核：吴章华时间:2009年3月20日QC小组名称西安公司QC小组课题名称研究高空悬挑屋面大跨支模体系新方法

注册号GSXIAN2009—8小组人数9人类型创新型组建日期2009.3.13小组成员简介姓名性别文化程度职务(职称)小组中职务吴章华男大专公司总工（高级工程师）组长江涌男本科工程处副处长（工程师）组员张博男大专工程处副处长（工程师）组员陈东升男大专公司安全员（工程师）组员张旭男大专公司安全员组员杜承润男大专项目经理（高级工程师）组员叶吾军男大专项目副经理组员李干勤男大专技术负责人组员蔡标男高中架子班长组员接受TQC教育情况受TQC教育均达60小时以上小组获奖情况三、选择课题

统办楼工程是庆阳市重点工程标志性工程，工期紧，质量要求达到鲁班奖，确保安全施工无事故。

（一）、问题的提出

1、根据图纸设计，屋面外檐构架悬挑结构部分最大悬挑3.6m，高度在57.20m处，结构部位较为复杂，带一定的半圆弧度，支模体系的形式、强度、刚度和可操作性必须要确保。2、该工程工期十分紧张，主体封顶结点时间在2009年10月1日，否则按照合同要求，逾期一天罚款5万元，根据当时的工程总体进度安排，十三层结构屋面施工只有一个月时间。3、2009年3月20日到2009年7月28日间，本小组对本公司承接工程类似结构支模体系搭设的方法工艺进行了现场、技术资料的查看，同时还委托了陕西省科学技术信息研究所对类似工程结构支撑方式进行了网络查新调查，调查情况见表3-1。调查人：江涌审核：吴章华时间:2009年7月28日表3-1序号项目名称项目地点结构形式工程基本概况搭设方式效果调查方式1陕西省高法审批综合楼西安市框架屋面标高48.5米分别设400×850、250×900、250×1000；250×1050等不同截面的矩形框架梁或挑梁，悬挑长度为4.2mH300型钢悬挑加钢丝绳斜拉悬挑结构混凝土外端最大下挠值为6.12mm，最小值为3.12mm现场及资料2望庭国际4#楼西安框剪建筑物北面有一悬挑长度4.3m梁板结构，长度68m，结构标高在18.8m落地式钢管脚手架最大挠度8.23mm3余姚水资源办公楼浙江不详不详悬挑型钢较好网络查新4天皇药业大厦浙江台州框剪工程外立面24m处3.6m挑檐槽钢加钢丝绳较好5北京光彩中心北京不详不详采用斜拉角钢悬拉钢平台最大沉降量4.3mm，较好从上上表表可可以以看看出出，，调调查查的的5个项项目目中中有有4个项项目目采采用用了了型型钢钢悬悬挑挑钢钢丝丝绳绳或或角角钢钢斜斜拉拉组组合合的的受受力力体体系系，，1个项项目目采采用用了了搭搭设设落落地地式式钢钢管管脚脚手手架架体体系系，，分分析析可可以以看看到到悬悬挑挑结结构构过过高高不不宜宜采采用用落落地地式式钢钢管管支支撑撑架架，，高高空空悬悬挑挑结结构构适适宜宜采采用用型型钢钢斜斜拉拉钢钢丝丝绳绳的的搭搭设设体体系系。。结合合结结构构图图纸纸，，我我们们如如果果选选用用型型钢钢加加钢钢丝丝绳绳体体系系进进行行搭搭设设的的话话，，在在标标高高57.20m处向向上上300mm有一一屋屋面面反反梁梁，，同同时时悬悬挑挑长长度度400mm长，，200mm厚板板，，相相当当于于屋屋面面板板向向上上离离板板底底只只有有100mm，该该间间距距同同时时还还要要考考虑虑放置置1.2cm模板板和和4cm方木木，，只只有4.8cm的空空间间用用于于型型钢钢悬悬挑挑，，如果果采采用用小小截截面面高高度度的的型型钢钢悬悬挑挑，，由于于斜斜拉拉钢钢丝丝绳绳存存在在较较大大的的延延伸伸率，，悬悬挑挑结结构构挠挠度度很很难难得得到到保保证证。。（二二））、、课课题题确确定定由此可见见，采用用型钢悬悬挑斜拉拉钢丝绳绳的受力力体系，，不能满满足要求求施工安安全质量量和进度度的要求求，故必必须采用用新型的的支撑受受力体系系来代替替。本次QC小组活动动的课题题为：研究高空空大跨度度悬挑构构架支模模体系新新方法。四、设定定目标（一）、、课题目目标：支撑体系系必须施施工快速速，安全全可靠，，浇筑的的砼质量量合格。。（二）、、目标值值：（1）工期控控制在30天。（2）无死亡亡事故发发生，轻轻伤事故故发生人人数不超超过1人。（3）质量合合格，观观感质量量好，悬悬挑结构构底部最最大下挠挠值不超超过8mm。五、提出出方案并并确定最最佳方案案1、提出各各种方案案2009年8月2日小组成成员召开开会议，，针对这这一课题题，提出出设计的的支模架架体系应应保证有有足够的的强度和和稳定性性，底部部支撑受受力体系系在保证证强度的的同时，，应充分分考虑受受力体系系的挠度度，同时时应综合合考虑利利用现有有的材料料资源，，搭设的的支模架架高度尽尽量不要要超过8m。从以上几几点出发发，小组组成员运运用头脑脑风暴法法，围绕绕实现小小组活动动目标，，提出许许多想法法和看法法，整理理成亲和和图。见见图5-1底部方钢钢悬挑斜斜拉圆钢钢构架悬挑挑支撑体体系底部钢管管悬挑斜斜拉圆钢钢斜拉圆钢钢型钢悬挑挑支撑体体系图5-1绘图人:张博审审核核：吴吴章华时时间:2009年8月2日底部钢构构架悬挑挑斜拉钢钢丝绳亲和图斜拉角钢钢底部方钢钢悬挑斜斜拉角钢钢底部钢管管悬挑斜斜拉角钢钢2、各对策策方案的的可行性性分析及及评估经过可行行性分析析，为更更好地体体现小组组活动““广泛的的民主性性”，由由每个小小组成员员对五个个方案进进行评估估打分。。结果见见表5-1。表5-1序号对策方案可行性分析评估综合得分是否采用组员项目吴章华江涌张博陈东升张旭杜承润叶吾军李干勤蔡标1底部钢管悬挑斜拉圆钢

1、简单易行2、费用低3、需用时间短难易度◎◎◎◎◎◎○◎○164

可采用经济性◎◎○◎◎○◎◎○需用时间◎◎◎◎◎◎○○◎预计效果◎◎◎◎◎◎○◎◎2底部钢管悬挑斜拉角钢

1、简单易行2、费用低3、需用时间短难易度○○○◎△○△△○106不采用经济性△△△○○○△△△需用时间○○○○○△△△◎预计效果○◎◎◎△◎○◎○续表表3底部方钢悬挑斜拉圆钢

1、简单易行2、费用低3、需用时间短难易度△△○◎○○○○△96不采用经济性○△△△△△△△○需用时间○○◎○△○○△○预计效果◎◎◎◎△◎◎○△4底部方钢悬挑斜拉角钢

1、简单易行2、费用低3、需用时间短难易度△△△△△△△△△60不采用经济性△△○△△△△△△需用时间△△○△△△△○○预计效果◎◎△○○○△○△5底部钢构架悬挑斜拉钢丝绳1、简单易行2、费用低3、需用时间短难易度◎○○△△○○○○91不采用经济性△△△△△△△△○需用时间△△△△○○△△○预计效果◎◎◎◎◎◎○◎◎表中：◎5分○○3分△△1分制表人:张博审审核核：吴吴章华时时间:2009年8月2日评估结果果：综合得分分满分是是160分。我们们把得分分率超过过60%———即108分以上作作为可采采用的方方案，则则1号方案可采用，，2号、3号、4号、5号四个方方案为不不采用方方案。六、问题题设想与与预测（一）型型钢支架架式施工工系统流流程设想想（附图图6-1）图6-1系统流程程图绘绘图图人：张张博审审核人：：吴章华华日日期：：2009年8月2日施工平台设计验算预埋抱箍安放悬挑钢管拉设斜拉钢筋摆放横向钢管调整斜拉杆受力平衡铺设安全防护板支设挑梁模板、钢筋绑扎、浇筑混凝土拆除悬挑架体搭设模板支撑体系架（二）问问题设想想及原因因预测我们组织织小组成成员根据据创新的的设计思思路，对对型钢式式支架从从设计、、加工、、投入使使用、周周转使用用等过程程中可能能出现的的问题进进行了设设想，问问题主要要归纳如如下。见见表6-1序号可能存在的问题1施工方案不合理2钢管、斜拉钢筋材料不符合方案要求3搭设不满足方案设计要求

表6-1制表人:江涌审审核核：吴吴章华时时间间:2009年8月7日七、制定定对策通过上述述问题设设想预测测所归纳纳的几种种可能出出现的问问题，结结合型钢钢式支架架施工系系统流程程图，按按5W1H制订实施施对策，，如附表表7-1所示。序号问题对策目标措施地点时间负责人1施工方案不合理确定完善可行的施工方案1、施工方案通过审批及问题整改率100%。2、制定的方案中提的底部支撑体系最大挠度控制在8mm1、结合施工结构图各部位详细尺寸、结构构造进行方案编制，同时联系西安品茗软件公司专业技术人员，参与方案的编制，同时公司技术人员配合项目技术负责人参与编制该方案。3、通过公司总工、监理公司总监审批，由技术负责人负责对专家提出的问题立即研究整改方案设计广厦西安公司会议室2009年8月10~14日江涌陈东升张旭李干勤对策表表7-1制表人:江涌审审核核：吴吴章华时时间间:2009年8月7日序号问题对策目标措施地点时间负责人2钢管、斜拉圆钢等不符合方案要求做好交底验收关管材直径为Ø48，壁厚3.2mm，尺检壁厚误差0.45mm，合格率达到100%以上；无明显变形、裂纹的钢管，锈蚀等缺陷；斜拉圆钢直径为Ø12，尺检直径误差2mm1、对材料员进行专项交底2、进场材料由质量员、安全员与材料员共同验收相关数据及厂家资质和合格证，不合格退回现场2009年8月14~15日江涌陈东升张旭李干勤对策表续表1制表人:江涌审审核核：吴吴章华时时间间:2009年5月7日序号问题对策目标措施地点时间负责人3架体搭设不满足方案设计要求制作加工安装全过程控制1、立杆间距误差20mm，抽查10%合格率达到100%。2、垂直度控制在7mm，抽查10%，合格率达到100%以上。3、扣件紧固力矩40-65N.m。合格率达到95%以上。4、支模体系搭设前后，悬挑钢管中部和端部沉降量差值与平均沉降量不超过3mm，全数检查1、搭设人员安排专业熟练架子工操作2、做好对工人的施工技术交底3、现场检查立杆的垂直度、平整度和扣件紧固力矩存在问题及时调整4、采用对拉花篮调节圆钢的紧固，达到紧绷的程度，如超过3mm，采用葫芦吊调整现场2009年8月16~20日吴章华杜承润叶吾军陈东升张旭蔡标对策表续表2制表人:江涌审审核核：吴吴章华时时间间:2009年8月7日八、对策策实施根据对策策表，QC小组成员员各司其其职，具具体实施施如下：：实施一：：1、8月11日，公司司技术人人员江涌涌联系了了西安品品茗软件件有限公公司专业业技术总总监张巍巍及QC小组全体体人员和和在建项项目副经经理，召召开方案案讨论会会，协商商编制施施工方案案，根据据图纸设设计和现现场情况况，结合合JGJ130、JGJ162等规范对对支模体体系的要要求，在在确定合合理的施施工顺序序的前提提下，应应该能够够设计出出一套符符合要求求的施工工方案。。摄影人：：李干勤勤审审核核：吴章章华时时间：：2009年8月11日图8-1方案讨论会根据结构构图，我我们确定定了四步步施工计计划：（1）先浇筑筑屋面标标高至构构架顶的的框柱与与中间、、顶部的的框梁，，并预留留PVCφφ75套管，内内排架搭搭设的小小横杆利利用抛撑撑杆顶住住结构中中间、顶顶部框梁梁的侧面面，对外外悬挑钢钢管有一一个力偶偶的借力力；（2）再浇筑筑57.20m以上外挑挑600㎜㎜与外侧立立板至中中部框梁梁顶面标标高外挑挑板高度度为300㎜㎜的结构，，作为第第一施工工段，第第一施工工段的完完成，为为顶部平平板、外外挑框梁梁创造支支撑条件件；（3）第一施施工段砼砼浇筑完完成七天天后，对对圆弧板板结构下下端支承承力的传传递创造造条件，，及消减减部分圆圆弧范围围下支模模架体的的承载力力，圆弧弧上端支支撑架体体即设第第一道上上拉杆，，可形成成以下撑撑杆或增增补一道道上拉杆杆完成圆圆弧结构构的第二二段施工工；（4）第二施施工段的的完成后后，第三三步施工工为连梁梁与外挑挑板600㎜㎜及翻檐高高度600㎜㎜，结构施施工设两两道φ10圆钢上拉拉杆。悬挑梁采采用长度度6.0米的48×.32钢管，外外伸4.4米搭设支支模架，，里端伸伸进屋面面1.60米搭设内内双立杆杆脚手架架，立杆杆与底部部悬挑横横杆采用用双扣件件扣接；；立杆横横距和纵纵距为0.95m，水平杆杆间距1.4m，斜拉圆圆钢四道道，底部部增加一一道钢管管支撑，，通过品品茗计算算软件对对不同施施工段时时架体的的立杆稳稳定性验验算，可可以满足足立杆稳稳定性要要求，计计算挠度度最大在在5.822mm，能够达达到目标标要求。。见图8-2同时施工工中严格格控制各各类荷载载的堆放放，和操操作施工工人员人人数，以以减小荷荷载对架架体的影影响。制图人：：李干勤勤审审核核：吴章章华时时间：：2009年8月11日图8-28月13日，将施施工方案案上报到到监理公公司总监监处，认认为该方方案可行行，同意意按此施施工方案案实施。。效果验证证：通过方案案制定，，可以为为施工的的顺利开开展提供供了有力力的技术术保障。。实施二：：1、根据施施工方案案设计，，9月2日安全员员陈东升升对材料料员许华华平进行行书面底底，交底底内容包包括：（1）悬挑及及支模体体系钢管管直径为为Ø48，壁厚3.2mm，尺检壁壁厚误差差0.45mm，无明显显变形、、裂纹的的钢管，，锈蚀等等缺陷；；斜拉圆圆钢直径径为Ø12，尺检直直径误差差2mm，扣件不不得有裂裂纹、气气孔、缩缩松、砂砂眼等锻锻造缺陷陷，扣件件的规格格应与钢钢管相匹匹配；（2）所购材材料均应应正规生生产厂家家生产，，有出厂厂合格证证，不得得购置伪伪劣产品品。材料员沈沈宜志在在交底书书上签字字，确认认交底内内容已掌掌握。2、9月3日，材料料进场，，材料员员许华平平会同安安全员陈陈东升对对进场材材料进行行验收，，允许偏偏差内容容有：壁壁厚、直直径等，，按照10%的比例抽抽取，误误差允许许±0.45mm。经抽查查，钢管管共203根，检查查项目有有钢管壁壁厚21个点，合合格点21个，合格格率达到到100%，圆钢直直径共检检查33个点，合合格点33个，合格格率达到到100%，达到目目标值100%以上的要要求。对钢管、、圆钢、、扣件等等材料质质保资料料出厂合合格证，，厂家资资质等资资料进行行核查，，均齐全全有效。。效果验证证：通过对材材料进场场及人员员的交底底，可以以为施工工的顺利利开展提提供前提提保障。。实施三：：1、9月3日，由项项目经理理杜承润润负责，，从架子子班抽调调了15名熟练架架子工，，其中12名施工人人员均从从事外架架搭设施施工3年以上，，3名施工人人员已从从事该工工作6年，负责责支撑体体系的搭搭设工作作。2、9月3日，技术术员江涌涌、李干干勤、安安全员陈陈东升、、张旭组组织施工工人员共共15名，召开开交底会会，针对对本次施施工方案案确定的的施工工工艺流程程、质量量安全技技术措施施，对其其进行了了详细交交底，并并履行了了签字手手续。会会后对被被交底人人员逐一一以提问问的方式式进行调调查，被被交底的的15名操作人人员均对对本次施施工工艺艺流程及及质量、、安全技技术措施施熟练掌掌握。图8-3摄影人：：李干勤勤审核：吴章章华时间：2009年9月8日实施四：：3、9月4日早，开开始搭设设。第一一步架体体高度2.8m左右，作作为第一一施工段段的维护护操作架架。9月9日搭设完完成。由由技术负负责人李李干勤、、安全员员陈东升升、张旭旭跟踪全全过程检检查钢管管搭设的的平整度度，立杆杆间距按按照最后后验收不不超过7mm，立杆间间距误差差20mm，扣件紧紧固等要要求进行行检查。。对施工工中存在在问题的的架体及及时进行行返工处处理。架体搭设设后采用用力矩扳扳手，抽抽查了10%的扣件紧紧固力矩矩，检查查348个合格点点339个，合格格率97.3%，对存在在不符合合要求的的点，现现场立即即进行了了整改。。由测量量员施施国龙龙记录录施工工前支支模体体系悬悬挑钢钢管水水平标标高值值，记记录点点数共共322个点的的标高高。第一施施工段段穿插插绑扎扎钢筋筋，支支设模模板，，于9月12日开始始浇筑筑砼，，养护护7天后，，9月20日开始始搭设设上部部支模模架，，同时时支设设第二二施工工段模模板钢钢筋绑绑扎，，共计计三天天时间间。摄影人人：李李干勤勤审审核核：：吴章章华时间：：2009年9月21日图8-4第一施施工段段施工工完毕毕支模模体系系图图8-5施工人人员检检查架架体水水平距距离第二段段模板板支设设及钢钢筋绑绑扎完完毕后后，由由技术术负责责人李李干勤勤、安安全员员陈东东升、、张旭旭跟踪踪全过过程检检查钢钢管搭搭设的的平整整度，，对立立杆间间距、、垂直直度进进行检检查，，施工工中存存在问问题的的架体体及时时进行行返工工处理理，检检查56个点，，56个点间间距、、垂直直度均均符合合要求求，抽抽查了了244个扣件件，紧紧固力力矩合合格点点236个，合合格率率96.7%，对存存在不不符合合要求求的点点，现现场立立即进进行了了整改改。由测量量施国国龙员员记录录支模模后悬悬挑钢钢管水水平标标高值值，记记录点点数共共322个点的的标高高，平平均沉沉降量量计算算5.3mm，最大大沉降降值9.6mm，在K轴北边边悬挑挑梁外外端，，超过过差值值3mm的点总总共有有14个点，，对以以上14点采用用葫芦芦吊进进行调调整，，对拉拉花篮篮调节节圆钢钢紧固固度，，使沉沉降控控制在在3mm范围内内。9月23日，由由监理理、建建设单单位共共同参参加验验收，，结论论合格格。9月23日，开开始浇浇筑弧弧板砼砼，施施工中中在弧弧板上上振动动棒操操作工工人控控制一一个人人。施施工完完毕后后检查查支模模体系系，刚刚度稳稳定性性良好好。9月26号支设设第三三段梁梁板及及侧板板模板板，并并对支支模体体系下下梁底底支撑撑架进进行加加固，，29日完成成模板板及钢钢筋绑绑扎，，经监监理、、建设设单位位共同同参加加验收收，结结论合合格。。30日开始始浇筑筑砼，，施工工中控控制施施工顺顺序，，先浇浇筑里里梁再再浇筑筑外梁梁，先先梁后后板，，最后后侧板板及连连梁。。避免免砼浇浇筑时时的冲冲击荷荷载及及上人人活荷荷载。。10月1日顺利利浇筑筑完成成。效果验验证：：通过对对人员员素质质刷选选、操操作的的交底底及操操作过过程中中的有有效控控制，，确保保了施施工架架体的的安全全和施施工任任务的的顺利利完成成。图8-6屋面悬悬挑平平台底底部图图图图8-7斜拉钢钢筋根根部固固定图图图8-8平台外外端斜斜拉钢钢筋及及支模模体系系图图图8-9平台斜斜拉钢钢筋及及支模模体系系图图8-10圆弧悬悬挑结结构支支模架架拆除除后砼砼效果果图8-11圆弧悬悬挑结结构支支模架架拆除除后砼砼效果果摄影人人：李李干勤勤审核：吴吴章华华时间：：2009年10月28日九、总总体效效果检检查1、进度度方面面：实际搭搭设时时间在在2009年9月4日开始始9月30日完成成，用用时27天，比比目标标值提提前三三天完完成。。制图人人:江涌审核核：吴吴章华华时间:2009年10月28日27天30天2、安全全方面面：2009年9月4日至9月30日期间间未发发生一一起轻轻伤、、死亡亡事故故，工工程被被评为为甘肃肃省省省级文文明工工地。。3、质量量方面面：对施工工中模模板、、钢筋筋、砼砼检验验批工工程共共18个检验验批进进行检检查，，全部部合