QC成果四角锥网架屋盖结构提升施工方案

发布单位：XX集团股份公司小组名称：XXQC小组发布时间：2009年3月研究复杂钢网架提升方案确定选择课题公司简介：

XX集团股份公司是XX省首家获得房屋建筑施工总承包特级资质的企业，现已发展成集建筑安装工程总承包，房地产开发、经营，投资管理、经营，对外承包工程和劳务合作业务，进出口业务，工程咨询服务，技术开发、转让及技术咨询服务，建筑机械设备生产经营，物业管理等业务于一体的大型综合跨国企业集团，在国内和海外分别设有20多个分支机构。

XX致力于实施卓越绩效管理，凭借管理、技术和人才等方面的优势，连续六年荣列中国企业500强，被评为中国建筑业企业18强之一，连续入选“ENR全球最大225强国际承包商”和“中国承包商及工程设计企业双60强”。2005年获得“全国质量管理奖”，并因连续三年被评为“全国质量效益型企业”而获得“全国实施卓越绩效模式先进企业特别奖”，2007年被评为“创鲁班奖工程特别荣誉企业”。前言小组简介：前言我们QC小组成立于2004年,全体组员年接受QC教育时间平均30学时。小组名称游泳跳水馆QC小组小组登记编号CNQC—FEQCC—08001课题类型创新型课题名称XX跳水馆钢网架提升方案选择小组人数10人活动时间2008.3—2008.12课题注册编号CNQC—FEQCT—07001姓名性别年龄学历职称组内职务男39本科高级工程师组长男35本科高级工程师副组长女32本科工程师组员男27本科助理工程师组员男27本科助理工程师组员男27本科助理工程师组员男32博士副教授组员男23本科助理工程师组员男25本科助理工程师组员女22本科助理工程师组员前言小组历史：一.选择课题1、本工程屋盖型式为焊接空心球节点四角锥网架。南北向跨度为101.2m，东西向跨度130m，最高处标高为30.70m,最低处标高为-10．8m。网架投影面积为15041㎡，展开面积为18000㎡，网架矢高为4。2m。网架结构总重量约1600吨，其中室内部分网架重量约为1100吨。其中最大规格杆件为Ø377×28㎜，最小规格杆件为Ø60×3㎜。3、由于国内采用焊接空心球节点四角锥网架屋盖结构的多为一些小面积公用建筑，如此大面积复杂网架结构还不多，可供查询参考的成熟施工技术资料不多，可供借鉴的工程实例也比较少。4、要完成钢网架的施工，必须先制定最优的提升方案并形成科学的施工工艺。5、施工方案及工艺一旦形成，将很好的指导本工程的施工，同时也为今后类似工程的施工提供可借鉴的施工技术资料。研究复杂钢网架提升方案确定选择课题创新课题建筑艺术精品，创造和谐空间集团方针现场问题一.选择课题结论：本小组课题为：XX跳水馆钢网架提升方案选择二、设定课题目标根据工程质量验收规范要求和现场实际情况，目标值设定为：1、顺利完成钢网架屋盖的提升就位；2、形成复杂钢网架结构提升施工工艺。三、提出方案，确定最佳方案1)屋面钢结构具有跨度大(最大130m)，造型独特复杂，标高差距大(高低相差41.5m)等特点和难点。2)悬空的泳池结构，增加了钢网架拼装、吊装时临时支撑设置的难度。3)工程重要、工期紧。工程总工期为1年7个月，还跨越了2个年度。因此，钢结构施工期间必须穿插砌体、安装、装修等项目的施工，方能保证工期计划的完成。为了启发大家的思路，我们决定召开“头脑风暴会议”。首先我们将头脑风暴会议的开会过程用流程图表示如下：三、提出方案，确定最佳方案NY开始确定会议时间邀请部分组外人员参会提前一周对参会者发布会议讨论议题让参会者收集会议材料.做好发言准备准备工作完成否开会组长宣布会议规则参会领导表态准备小礼品用来刺激发言参会者每人至少发表一条意见做好发言记录会议直到无人发言为止记录人宣读会议记录散会结束三、提出方案，确定最佳方案我们按“头脑风暴会议”流程图的程序进行了实施，会议取得了极大的成功，发言争先恐后，场面十分热烈。会后参会者纷纷表示，这次会议开得心情十分舒畅，真正做到了“知无不言，言无不尽”。会议收集到了大量的信息资料。满堂脚手架高空散装法滑移法分块吊装高空对接法扩展拼装拔杆提升法优点网架在高空拼装时具有良好的工作面。其它工序可以穿插。不占用主馆其它工序的作业空间，结构在地下焊接时容易控制几何精度。此种在提升过程中能让其它工序穿插进行，且拔杆的设置等准备工作时间短，拆除方便，周期短，适合本工程室内部分的网架安装，且能保证整体工程的工期。缺点满堂脚手架必须待钢结构完成安装后才能拆除，在此期间其它工序均无法穿插施工。其次，脚手架搭设及拆除的时间较长，工期长成本高。由于结构造型复杂，各柱顶支座标高高低不平，难以划分拼装单元和布设滑移轨道。不适合大面积的网架施工，对吊装设备和对接精度控制要求较高，对复杂结构实现难度较高。对拔杆和拉锁需进行详细计算以保证提升过程安全。三、提出方方案，确定定最佳方案案三、提出方方案，确定定最佳方案案功能分类2.功能分类用系统图表表示如下：：钢网架提升升系统美学功能基本功能操作功能性能好易焊接控制制空间定位方方便拼装方便穿插工序进度控制形成结构安全性好可靠性高成型美观承受荷载使用功能三、提出方方案，确定定最佳方案案3.功能评价先用“01”比较法求三三维墙体模模板系统的的各功能得得分，见下下表记录制表人人：于翔2007年3月功能承受荷载形成结构安全性好可靠性高性能好焊接控制空间定位拼装方便穿插工序进度控制成型美观评价得分承受荷载×01111111119形成结构1×11111111110安全性好00×111111118可靠性高000×11111117性能好0000×0111115焊接控制00001×111116空间定位011111×11119拼装方便0000001×1114穿插工序00000001×102进度控制000000011×02成型美观0000000011×2合计64三、提出方方案，确定定最佳方案案为了满足功功能的需求求，小组成成员根据头头脑风暴会会议的讨论论结果，设设立了四套套方案如下下：可供选择方案A方案：满堂脚手架高空散拼法B方案：滑移法C方案：分块吊装高空对接法D方案：扩展拼装拔杆提升法记录制图人：张张守丽2008年2月三、提出方案，，确定最佳方案案然后用功能评价价得分为权，用用“04法”评定四种方方案的满足程度度，用定量评价价法求取功能评评价系数。功能承受荷载形成结构安全性好可靠性高性能好焊接控制空间定位拼装方便穿插工序进度控制成型美观Σ(φ,s)功能评价系数权φ910875694222方案功能满足系数s满堂脚手架高空散装法434212120211520.220289855滑移法323311122221320.191304348分块吊装高空对接法442223321221790.25942029扩展拼装拔杆提升法434344433322270.328985507合计6901注：评价分为5个等级。4：很理想，3：好，2：过得去，1：勉强过得去，，0：不能满足。记录制图人：王王辉2008年2月三、提出方案，，确定最佳方案案(二)成本分析采用预算处出具具的成本计算数数据，结合《XX省96综合定额》中相关项目规定定，各种模板系系统的成本如下下：成本分析表项目每次每平方米成本成本系数满堂脚手架高空散装法4400.207547滑移法4100.226415分块吊装高空对接法3900.273585扩展拼装拔杆提升法3900.292453合计1记录制表人：张张守丽2008年2月三、提出方案，，确定最佳方案案(三)价值分析根据价值公式：：V=F/C，做价值分析表表如下：价值分析表记录制表人：付付长春2008年2月项目功能评价系数成本系数价值系数满堂脚手架高空散装法0.2202898550.2075470.894418滑移法0.1913043480.2264151.042364分块吊装高空对接法0.259420290.2735850.968347扩展拼装拔杆提升0.3289855070.2924531.071739合计11三、提出方案，，确定最佳方案案价值分析表明，，“整体提升的的方法系统”不不论从经济上还还是技术上，都都是最优方案。。因此，最终确确定采用“整体提升的方方法系统”进行游泳跳水馆馆钢网架屋盖的的施工。四、制订对策表表小组对整个提升升过程绘制了流流程图：记录制图人：于于翔2008年2月四、制订对策表表我们根据流程图图中六项主要步步骤，充分利用用我们的知识、、技术和经验，，给每条要因都都设置了多条对对策，然后运用用矩阵图进行评评价分析，确定定出最有价值的的对策上对策表表。序号项目

对策可实施性重要性可靠性质量要求预期效果安全性评价选择0.20.10.20.10.20.11审学图纸个人审学8685566.3集中审学7787897.0√2吊装机具自行设计7787896.9√委托设计8685565.93提升验算自行计算5685565.3外委专家8787887√4结构监测自行实施8667876.4专业监测8787887√5空间定位与对接测绘院9876776.7√专业分包6765785.8项目权重记录制表人：于于翔2008年2月四、制订对策表表按照实施步骤及及内容，作对策策实施计划表如如下：记录制表人：崔崔伟2008年3月对策表序号项目对策目标措施负责人地点完成时间1审学图纸集中审学通过审学图纸，发现图纸中存在的设计问题，并结合施工，进行二次深化设计1.请设计人员进行图纸交底、答疑2.学习图纸、查阅资料，深化设计袁永林施工现场、设计单位2008年4月2吊装机具设计自行设计根据现场实际情况设计吊装机具的样式，并确定吊点的位置和数量等参数，来满足提升和强度要求。1.拔杆形式设计2.拔杆承载力计算3.受拉葫芦布置及计算乔永胜施工现场2008年5月3提升方案及验算外委专家通过专家论证，制定切实可行的提升方案1.确定提升方法2.提升验算3.提升步骤及相关措施王辉总工室2008年7月4结构监测专业监测通过安装在结构构件上的应力应变传感器，监测结构构件应力应变变化。1.监测点布置2.监测数据实时分析张纪刚施工现场2008年10月5空间定位与对接测绘院确保网架空间位置的精度1.确定定位方法2.选择测点3.定位数据处理于翔施工现场2008年9月实施一：审学图图纸1.请设计人员进行行图纸交底、答答疑2008年4月，由小组牵头头、公司总工室室主持，请设计计人员进行了““图纸交底答疑疑会”。对结构构设计的主要思思路、原则及细细节给现场施工工人员进行了较较为详细的交底底。五、按对策表实实施五、按对策表实实施2.学习图纸、查阅阅资料，深化设设计2008年4月，由组长袁永永林组织、全体体项目技术人员员参加了审学图图纸会。通过学学习，各技术人人员掌握了关键键技术参数及工工序控制点。记录制表人：于于翔2008年2月五、按对策表实实施通过技术参数及及数据整理，查查阅大量相关资资料，查找类似似技术信息，由由于本工程钢网网架结构复杂，，国内外没有现现成的资料可以以借鉴。小组只能走自主主创新之路，我我们请到了集团团总工程师张同同波，对此问题题来到现场指导导，带领公司技技术部门技术骨骨干和相关专家家多次进行探讨讨研究，确定了了初步施工工艺艺深化设计方案案。结论:完成了对策表目目标!3.提升方案及验算算五、按对策表实实施吊装机具采用井井字格构式拔杆杆，高度为3m/每节，截面为1800mm××1800mm，四肢为Φ140mm××5mm钢管组合而成，，上端借助揽风风绳体系稳定，，下端放置在结结构层混凝土上上。每组拔杆上设置置四只10吨的倒链，独立立拔杆上设置1只20吨的倒链。在建建筑结构柱顶部部设置22组反力提升点。。19组井字格构式拔拔杆提升力为：：10T×4×19=40T××20=760T。实施二：吊装机机具设计拔杆示意图五、按对策表实实施记录制表人：付付长春2008年3月1)在看台部位设置置9组独立拔杆。6组独立拔杆提升升力为：20T×1×9=20T×9组=180T。2)在周围建筑结构构柱顶部设置22组反力提升点。。42组反力提升点提提升力为：10T×1×22=10T××22组=220T。3)室内提升点总提提升能力为：760+180+220=1160T，而室内网架可可提升总重量约约为：≈850T，满足要求。实施二：吊装机机具设计五、按对策表实实施拔杆验算汇总表表记录制表人：张张纪纲2009年3月项目计算结果容许值备注整体稳定性验算σ54.42190合格刚度验算λ17.5150合格单肢强度验算σ53.17190合格单肢稳定性验算σ67.13190合格缀条验算σ35.62113合格实施二：吊装机机具设计五、按对策表实实施实施三：提升方方案由四周向中间逐逐步卸载，降至至弹性支座，焊焊接，同时拼装装外围悬挑部位位,采用吊车吊装、、高空组装、焊焊接.局部采用拔杆提提升,高空组装、焊接接.分别在跳水池和和游泳池及训练练池底板上进行行网架分块组装装焊接。确定焊接球网架架球节点投影位位置和提升点的的位置。砌筑网架组装砖砖垛平台，砖垛垛用水泥砂浆找找平。依据设计图纸，，分别在跳水池池和游泳池及训训练池底板上由由中心向四周扩扩展组装。网架组装焊接后后复核尺寸，满满足设计图纸要要求。检查轴线尺寸误误差，第一阶段段提升至±0.00部位，完成对接接。在游泳池、跳水水池±0.00位置继续扩展组组装、焊接验收收完成后、提升升至3.45米标高位置。。在建筑标高8.4米处继续呈放放射状继续组组装、焊接，，验收完成，，提升至17.00米标高位置，，安装后半部部弹性支座。。由建筑标高20.06米部位继续组组装、安装弹弹性支座,焊接，室内网网架完成。安安装弹性支座座五、按对策表表实施第一阶段提升升五、按对策表表实施第二阶段提升升第三阶段提升升第四阶段提升升第五阶段提升升五、按对策表表实施为保证正道工工序的顺利展展开，钢结构构专业承包商商立即根据要要求展开了施施工。并于9月6日完成了钢网网架的提升工工作。经施工、建设设、监理、检检测单位共同同验收，全部部一次验收合合格。结论:完成了对策表表目标!五、按对策表表实施实施四：提升升过程中的结结构监测为了有效的控控制钢结构的的内力和变形形，以及拔杆杆的受力状况况，对网架结结构受力较大大的杆件、变变形较大的点点和拔杆进行行了施工监测测。网架上下下弦应力监测测点共24个(见图8)、变形监测点点共8个，均在杆件件上安装位移移、应力传感感器，通过无无线模块进行行监测；拔杆杆监测点共4个，采用应变变片进行监测测。应力监测点布布置五、按对策表表实施提升阶段6号点应力监测测结果提升阶段应力力监测点与模模拟分析值的的对比分别见见图9，卸载阶段应应力、竖向变变形监测点的的监测值与模模拟分析值分分别见图102号点应力和竖竖向位移监测测结果实施四：提升升过程中的结结构监测强度验算N/mm

拉杆控制长细比压杆控制长细比Z向最大变形㎜最大拉应力比最大压应力比提升点反力验算结果同步提升250150150-8.70.18－0.48满足满足不同步提升250150150-11.70.2－0.8满足满足拉葫芦失效250150150-9.10.22－0.65满足满足五、按对策表表实施提升最后阶段段验算结果实施四：提升升过程中的结结构监测五、按对策表表实施结论:完成了对策表表目标!提升过程中拔拔杆应力随提提升单元的拼拼装扩大而增增大，各提升升单元对接完完成后拔杆应应力趋于稳定定每个荷载步步各拔杆的应应力都有变化化，但都在安安全范围内。。实施四：提升升过程中的结结构监测五、按对策表实施施实施五：空间定位位与对接由于网架形状复杂杂，且提升过程需需要不断的扩展拼拼装，而采用传统统的测量方法又难难以保证网架拼装装的精度。因此，，该工程研究采用用了免棱镜的测量量方法。其测量原原理为，应用免棱棱镜全站仪测出空空间球上表面任意意四点的坐标(X1，Y1，Z1)、(X2，Y2，Z2)、(X3，Y3，Z3)、(X4，Y4，Z4)，再通过方程组即即可计算出球心坐坐标(X0，Y0，Z0)(x1-x0)2＋(y1-y0)2＋(z1-z0)2＝R2(x2-x0)2＋(y2-y0)2＋(z2-z0)2＝R2(x3-x0)2＋(y3-y0)2＋(z3-z0)2＝R2(x4-x0)2＋(y4-y0)2＋(z4-z0)2＝R2五、按对策表实施施记录制表人：张守守丽2008年4月

<55~1010~1515~2020~2525~3030~3535~4040~45△X302112954111△Y362410532121△R133815723222△X占总数百分比0.9166666670.083333333△Y占总数百分比0.9285714290.071428571△R占总数百分比0.8928571430.107142857空间定位偏偏差统计表表实施五：空空间定位与与对接五、按对策策表实施在施工中小小组成员对对球节点空空间位置进进行了严格格检查。最最终在9月16日完成了钢钢网架的提提升对接施施工，并经经验收全部部合格。结论:完成了对策策表目标!实施五：空空间定位与与对接六、确认效效果1.质量效果：：2008年10月，本工程程钢网架提提升全部施施工完毕，，并对网架架各构件的的相关力学学参数进行行了进行了了汇总，得得到统计表表如下：记录制图人人：于翔2008年10月强度验算N/mm拉杆控制长细比压杆控制长细比Z向最大变形mm最大拉应力比最大压应力比提升点反力验算结果同步提升250150150-8.70.18－0.48满足满足不同步提升250150150-11.70.2－0.8满足满足拉葫芦失效250150150-9.10.22－0.65满足满足六、确认效效果经建设、监监理、施工工、设计单单位四方共共同验收，，本工程钢钢网架施工工全部合格格，达到一一次验收合合格率为100％。由本小组编编写的《复杂造型网网架拔杆扩扩展提升施施工工法》经工程实践践验证，成成为较为成成熟的施工工工法。本次活动课课题目标完完成！六、确认效效果2.工期效果青岛市游泳泳跳水馆工工程采用扩扩展拼装拔拔杆提升的的方案。该该方案与高高空散拼等等方面比较较，便于工工程质量的的控制，有有利于装修修、安装等等分项的及及时穿插施施工，可以以加快施工工速度。结结果表明明：合理的的提升方案案选择、完完善的施工工工艺流程程是保证结结构工期、、加快施工工速度的关关键。该提提升方案比比满堂脚手手架等其它它方案预计计缩短工期期45天，为全全运会的的顺利举举行赢得得了宝贵贵的时间间。六、确认认效果5.推广情况况2008年10