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大跨度、大截面H型钢梁骨 高空吊装方法创新（创新型）中建五局总承包公司许宁中建五局总承包公司许宁QCQC小组小组 发布人：许宁发布人：许宁 20102010年年3 3月月 目录 一、工程概况 二、QC小组概况 三、选题理由 四、设定目标 五、方案选择 六、关键工序确定 七、制定对策 八、对策实施 九、效果检查 十、巩固措施 十一、总结及今后打算 1 工程概况 长沙滨江文化园由音乐厅、图书馆、博物馆等单位工程组成，总建筑面积约15万平方米，总投资约20亿人民币。其中，音乐厅工程为该文化园的灵魂建筑。音乐厅工程为钢框架-混凝土剪力墙结构，造型新颖，结构复杂，形状极不规则，节点独特，施工难度大。音乐厅 浏阳河 湘江 音乐厅由左、右两区组成，左区为1446座大厅及其他功能用房。左区屋盖为大跨度阶梯形反梁结构，标高介于16.97m37.72m,高差为20.75m。1 工程概况 右区右区 左区左区 音乐厅1446座大厅屋盖有9道预应力H型钢混凝土梁，H型钢梁骨最大截面尺寸为7003000,最大跨度为74m，钢板最厚达60mm，单榀H型钢梁最大重量约65t。梁与折线形钢箱柱及钢筋混凝土柱构成受力复杂的框架体系。1 工程概况 屋面九道大跨度、大截面预应力型钢混凝土梁 标高37.7237.72m 课课 题题 大跨度、大跨度、大截面大截面H H型钢型钢梁骨梁骨高空吊装高空吊装方法创新方法创新 小组名称小组名称 中建五局总承包公司许宁中建五局总承包公司许宁QCQC小组小组 小组活动时间小组活动时间 20092009年年8 8月月2 2日日20092009年年1212月月2525日日 小组成立时间小组成立时间 2009年8月 课题类型课题类型 创新型创新型 小组注册号小组注册号 ZJWJ-QC-2009-01 课题注册时间课题注册时间 2009.8.1 组组 长长 许宁 小组人数小组人数 9人 QCQC教育时间教育时间 40小时以上 活动频次活动频次 4次/月 2.1 QC小组简介 2 QC小组概况 制表人：刘亘 审核人：许宁 制表时间；2009年8月1日 2.2 QC小组人员 2 QC小组概况 序号序号 姓名姓名 文化程度文化程度 职务职务 组内职务组内职务 组内分工组内分工 1 1 许宁 硕士 技术部经理 组长 主持小组工作 2 2 何勇 本科 生产经理 副组长 现场负责 3 3 黄奔 本科 技术员 组员 技术负责 4 4 刘亘 本科 技术员 组员 技术创新 5 5 王德辉 本科 质检员 组员 质量控制 6 6 范艺林 大专 预算员 组员 经济效益计算 7 7 王坚明 高中 架工班组长 组员 现场实施 8 8 蒋德乾 高中 焊工班组长 组员 现场实施 9 9 候文洪 本科 吊装队队长 组员 现场实施 制表人：刘亘 审核人：许宁 制表时间；2009年8月1日 3 选题理由 4 设定目标 通过对比分析、科学论证，选用并创新满足工期、质量要求且经满足工期、质量要求且经济济的吊装方案，实现大跨度、大截面H型钢梁骨高空吊装。4.1 课题目标 4.2 可行性分析 QC小组技术力量强，小组成员理论基础好，创新能力强；公司在技术上提供了大力支持；钢结构专业施工队伍具有丰富的经验。有利因素有利因素 不利因素不利因素 施工技术难度大，工期紧迫；施工条件差。4.3 结论 QCQC小组有能力克服不利因素，通过卓有成效的小组有能力克服不利因素，通过卓有成效的QCQC活动活动，充分利用有利条件，目标是可行的。充分利用有利条件，目标是可行的。5 方案选择 2009年8月5日至9日期间，QC小组围绕“大跨度、大截面H型钢梁骨高空吊装”这一中心任务多次开展QC活动，并邀请相关的专家进行技术指导，最终提出了五种吊装方案。5.1 方案提出 5 方案选择 方案方案 吊装方法吊装方法 工期和经济工期和经济 分析分析 优点优点 缺点缺点 结论结论 跨内跨内整体整体吊装吊装 在跨内搭设拼装胎架将H型钢梁骨置于胎架上拼装成整体焊接，再用300T履带吊吊装就位 1、总工期：50天 2、吊车租赁费30.6万；支模架体租赁费40万；人工费15万；共计85.6万 工期满足要求，平地焊接质量好。本工程主体一、二层结构已施工，无行走道路。不适合 跨外跨外整体整体吊装吊装 先搭设整体支模架，同时跨外搭设拼装胎架，将H型钢梁骨置于胎架上拼装成整体焊接，再用500T履带吊吊装就位 1、总工期：45天 2、吊车租赁费69万；支模架体租赁费32万；人工费10.8万 共计111.8万 施工进度快，工期满足要求，平地焊接质量好，架体安全性高。钢梁自重大，需要500T吊车，须从外省拖运，拖运和吊装费用高。不适合 5.2 方案对比、分析 5 方案选择 方案方案 吊装方法吊装方法 工期和经济分析工期和经济分析 优点优点 缺点缺点 结论结论 沿梁沿梁轴分轴分段吊段吊装滑装滑移移 先搭设整体支模架和滑移平台，再使用130T履带吊和滑移工具将H型钢梁骨分段吊装滑移就位，高空焊接拼装 1、总工期：52天 2、吊车租赁费7万；支模架体租赁费32万；人工费18.7万；滑移工具费用5.2万 共计62.9万 施工进度快，成本低，各工序相互影响相对较小；施工方案技术含量高。横向高空滑移空间狭窄，施工难度大 适合适合 垂直垂直梁轴梁轴整体整体吊装吊装滑移滑移 先搭设整体架体和滑移平台，同时搭设拼装胎架将H型钢梁置于胎架上拼装成整体焊接，再使300T履带吊将整榀钢梁骨吊装到滑移平台进行滑移 1、总工期：60天 2、吊车租赁费45.6万；支模架体租赁费32万；人工费25.2万；滑移设备费用7万 共计91.8万 平地焊接质量好，能充分保证梁的拼装精度。工程屋面为异形阶梯状，就位后钢梁无法固定，安全性能较差。不适合 制表人：刘亘 审核人：许宁 编制时间；2009年8月8日 5 方案选择 方案方案 吊装方法吊装方法 工期和经济工期和经济 分析分析 优点优点 缺点缺点 结论结论 整体整体 提升提升 跨内先搭设拼装胎架，将H型钢梁骨置于胎架上拼装成整体焊接，再搭设提升平台使用提升设备缓慢提升就位 1、总工期：80天 2、吊装租赁费57万；支模架体租赁费40万；人工费28.8万；共计125.8万 平面焊接质量好，能充分保证梁的拼装精度。成本高，工期无法满足要求。不适合 QC小组评定最佳方案为沿梁轴分段吊装滑移！沿梁轴分段吊装滑移！6 确定关键工序 根据最佳方案编制施工工艺流程图并确定关键工序。场地准备场地准备 编制支模架方案、搭设架体和操作平台编制支模架方案、搭设架体和操作平台 高空分段吊装滑移高空分段吊装滑移 高空焊接拼装就位高空焊接拼装就位 质量验收质量验收 钢梁骨预起拱值计钢梁骨预起拱值计算及试验算及试验 滑移工具的设计滑移工具的设计及制作及制作 影响工期 重要工序 施工过程 关键工序 影响质量 重要工序 影响安全 重要工序 7 制定对策 关键工序 对 策（what）目 标(why)措 施(how)地 点(where)完成时间(when)执 行(who)钢梁骨预起钢梁骨预起拱值的计算拱值的计算和试验和试验 提供准确的梁预起拱值 确保施工起拱值与理论起拱值偏差在3mm范围内。1、运用有限元软件计算分析钢梁变形；2、通过实体试验进行梁预起拱值测算；3、多方协商，确定施工钢梁骨起拱值。办公室 现场 2009年12月21日 许宁 黄奔 刘亘 编制支模架编制支模架方案并搭设方案并搭设架体和操作架体和操作平台平台 采用轮扣式脚手架作为支模架体 在25天内完成支模架的搭设，架体承载力能达到25kN/m 1、编制支模架体搭设方案，计算支模架体受力，布置平面图；2、对支模架方案进行专家论证；3、搭设架体和操作平台。办公室 现场 2009年11月29日 黄奔 王坚明 小组成员采用“5W1H”的方法制订对策。7 制定对策 关键工序 对 策（what）目 标(why)措 施(how)地 点(where)完成时间(when)执 行(who)滑移工具的滑移工具的设计及制作设计及制作 采用特制可拆卸式的载重小车和轨道 滑移工具满足施工需要 1、依据分段后的钢梁骨，设计可拆卸式的载重小车和滑移轨道；2、现场制作1:2比例缩尺小车，载重相应比例重物进行试验滑移。办公室 现场 2009年11月30日 许宁 黄奔 刘亘 高空分段吊高空分段吊装滑移装滑移 计算机模拟吊装滑移施工过程 安全完成实际吊装滑移任务 1、通过计算机模拟吊装过程，并对施工人员进行模拟施工的技术交底。2、严格按交底内容执行吊装滑移施工。办公室 现场 2009年12月17日 许宁 何勇 候文洪 蒋德乾 制表人：刘亘 审核人：许宁 编制时间；2009年8月8日 实施一：钢梁骨预起拱值的计算和试验 8 对策实施 1、充分利用有利资源，在中建总公司的技术中心运用大型有限元软件ANSYS模拟钢梁骨实际受力，按照规范施加组合荷载，得到梁的变形图，计算出大跨度梁的变形挠度值。8 对策实施 实施一：钢梁骨预起拱值的计算和试验 2、联合湖南大学对最大跨度74m、截面为700 x3000的钢梁骨进行1：8缩尺比例的受力性能实体试验，得到该梁应力-应变图和荷载-位移图。0501001502002503003500510152025位移荷载ansystext0501001502002503003504000100200300荷载应力testansys轴线 变截面梁大小（宽*高）梁跨度（m）软件计算值（mm）实验变形值（mm）加工起拱值（mm）现场实测值（mm）hR 1000*2500 44.2m 96 mm 95 mm 98mm 98 mm hQ 1000*2500 48.7m 102 mm 103 mm 102mm 104 mm hN 1000*2000（3000）54.1m 116 mm 110 mm 115mm 116 mm hM 1000*2000（3000）58.5m 121 mm 120 mm 123mm 123 mm hL 1000*2000（3000）62.8m 129 mm 127 mm 128mm 130 mm hK 1000*2000（3000）67.1m 140 mm 138 mm 139mm 140 mm hJ 1000*2000（3500）73.9m 179 mm 178 mm 180mm 180 mm hH 700*2000（3000）66.4m 146 mm 145 mm 145mm 147 mm hG 600*2000（2800）52.3m 111 mm 112 mm 112mm 112 mm 3、与设计单位、监理单位、湖南大学等多方将数据对比分析，最终确定H型钢梁骨施工起拱值。8 对策实施 实施一：钢梁骨预起拱值的计算和试验 制表人：黄奔 审核人：许宁 编制时间；2009年12月23日 效果验证：2009年12月21日，对所有9根吊装完毕的H型钢梁骨的预起拱值进行复核，与加工制作值最大差值为与加工制作值最大差值为2mm2mm，合格率合格率100%100%，达到目标要求，达到目标要求。1、分别对梁、板下支模架体进行计算，绘制架体布置图和U型操作平台大样图，并编制施工方案。8 对策实施 实施二：编制支模架方案并搭设架体和操作平台 2、2009年9月22日项目部对编制的支模架方案召开专家论证会议。方案通过了论证，并增加了专家的修改意见。8 对策实施 实施二：编制支模架方案并搭设架体和操作平台 3、现场严格按计算书中轮扣式脚手架立杆步距、横距、纵距，搭设整体支模架。8 对策实施 实施二：编制支模架方案并搭设架体和操作平台 横距 纵距 步距 梁 600mm 600mm 1200mm 板 1200mm 1200mm 1200mm 效果验证：2009年11月30日，支模架体在2424天天内搭设完成，项目部和监理单位对支模架体进行检查验收，架体稳定、符合要求，通过验收。实施三：滑移工具的选用及制作 8 对策实施 1、为确保H型钢梁骨在吊装过程不发生倾斜，QC小组自主研发了可拆卸的载重小车及轨道，其支架由钢质材