提高整体提升钢结构连廊高空对接初验合格率施工工艺(图文并茂)

浙江省三建建设集团公司

杭政储出[2013]29号地块商业商务用房工程项目QC 小组

一、工程概况1、建筑概况

杭政储出[2013]29号地块商业商务用房及南侧绿化带地下公共停车库项目位于杭州市西湖区，建筑规模：总建筑面积74180平方米，其中地上面积为47372平方米，地下面积26808平方米（含南侧绿化带地下公共停车库地下室面积6111平方米）。用地面积为9110平方米。建筑层数：地上20层，地下3层。建筑高度：84.95米（室外地坪至最高构架层），建筑结构形式：东楼-钢筋混凝土框架核心筒结构；西楼-钢筋混凝土框架剪力墙结构，东西楼1-5层通过钢结构裙房链接，18-20层通过钢结构空中连廊链接。本工程施工功能包括：现代化办公用房、厨房餐厅、国际会议厅、地下停车库等。

图1、2 东西主楼及刚连廊BIM 模型

建筑结构安全等级为：二级，使用年限为50年，设计使用年限为50年，抗震设防烈度为6度。建筑防火分类：一类高层；耐火等级：地上及地下建筑耐火等级均为一级。2、钢结构概况

72.6米，钢连廊由3榀主桁架及钢梁组成，总提升重量约600吨。

二、小组概况

表1 QC小组情况简介表

表2 QC小组活动日程安排计划表

序号工作内容开始日期结束日期备注

1选择课题2017/6/12017/6/11

2现状调查2017/6/122017/6/16

3原因分析2017/6/172017/6/22

4要因确认2017/6/232017/7/13

5制定对策2017/7/142017/7/18

6效果检查2017/12/302018/1/2

7成果巩固2018/1/32018/1/13

8展望总结2018/1/142018/1/16

制表人：徐正罡制表时间：2017年6月2日

三、选题理由

四、现状调查

现状1：根据对已施工完成的杭州泛海国际大酒店项目、义乌中福广场项目的钢结构连廊整体提升对接情况记录进行检查，做了以下统计：

表3 钢结构连廊对接质量验收的自检记录统计表

对接牛腿对接接头合格对接接头

项目名称

数量数量数量

对接精度杭州泛海国际大酒店项目2419215078.1%义乌市中福广场项目

6

484185.4%总计

240

191

79.6%

制表人：徐正罡 制表时间：2017年6月16日

分析结论：泛海国际大酒店、中福广场项目钢结构连廊初验最高精度85.4%，未达到公司的质量目标。

现状2：为进一步把握问题，小组成员对影响钢连廊对接偏差原因进行了分类统计：

表4 对接精度偏差问题统计表

序号问题类别问题数量（条）

问题频率（%）

累计频率（%）

1对接间隙过大或过小

2033.333.32截面大小偏差1830.063.33对接标高偏差14

23.386.74

对接

轴线偏差

813.3100.0合计

60

100

—

制表人：徐正罡 制表时间：2017年6月16日

根据上述统计分析表，作如下排列图：

制图人：徐正罡 制图时间：2017年6月22日

图3 对接偏差排列图

分析结论：由上述排列图可以看出，钢连廊对接质量问题质量缺陷主要是：对接间隙过大或过小与截面大小偏差，其频率之和达到63.3%，为主要解决对象，将着重针对进行分析研究。

依据现状调查表明，钢连廊对接接头精度不合格率=1-79.6%＝20.4％，截面大小偏差与对接间隙过大或过小占63.3％，是影响对接精度的主要原因。本小组分析认为只要治理截面大小偏差与对接间隙过大或过小问题的90%，即可将对接精度达到1-(20.4%-20.4%*×63.3%×90%)=91.2%。

结论：整体提升钢结构连廊高空对接初验合格率达到90%是可行的。五、确定目标

根据现状调查和目标设定依据分析

，我们小组成员经过分析和讨论，最终确定本次QC 小组活动的目标：

提高整体提升钢结构

连廊高空对接初验合格率达到90%以上。

图4 QC活动目标图

六、原因分析

1、由现状调查可以看出，主要问题是截面大小偏差与对接间隙过大或过小。

2、QC小组召开了“原因分析会”，会议由组长主持，参加人员包括QC小组全体成员及部分班组施工人员。

3、根据会议研究分析讨论的结果，结合成员提出的各种意见进行概括，并对提出的影响因素绘制如下因果关联图：

图5 钢连廊对接主要质量问题原因分析关联图

通过因果图分析，共有末端因素9个：(1) 构件组立精度偏差较大； (2) 组立过程焊接变形；

(3) 数据记录有误； (4) 预拼装精度控制欠佳；

(5) 未对工人进行专项培训； (6) 校正措施不正确；

(7) 现场拼装精度偏差； (8) 整体提升过程变形；

(9) 对接微调不到位产生偏差；

七、要因确认

根据影响因素分析，QC小组成员反复讨论，对连廊对接问题的所有因素进行调查、分析，制定了要因确认计划表：

表5 要因确认计划表

制表人：谢卫锋制表时间：2017年6月22日我们QC小组成员对末端因素逐条进行要因确认，具体情况如下：

【末端因素】1：构件组立精度未控制到位

【确认方法】现场调查

【标准】全过程监督、检测。

2017年6月24日~6月26日，周跃森对加工基地构件加工进行了现场查看，发现制作工人以自己以往经验来判定构件加工质量，未进行精度实测实量。部分箱型截面尺寸比图纸要小10mm。现场对接容易导致对接问题。

图6 尺寸复核实测图

结论：要因

【末端因素】2：组立过程焊接变形

【确认方法】现场调查

【标准】查看焊接过程工艺参数、电压电流是否正确。

2017年6月25日~6月30日，杨雪江通过检查加工基地的箱型组立埋弧焊机构件焊接过程，发现操作工人为了保证焊接速度与焊缝的全熔透性，擅自调大了焊接电流以及速度。导致焊接过程温度过高，焊后残余应力较大。

表6 焊接工艺参数调查表

焊接板厚20坡口形式V型坡口气温26℃

道次焊接工艺指导

书指导电流

实际焊接电

流

焊接工艺指导书

指导速度

实际焊接速度

1-2200-220A270A32-36cm/min35cm/min 3-9240-260A285A35-38cm/min45cm/min 10-14220-240A270A30-36cm/min47cm/min制表人：杨雪江制表时间：2017年6月30日

结论：要因

【末端因素】3：数据记录有误

【确认方法】查看记录

【标准】对29号地块现场测量数据进行复核。

2017年6月23日~6月28日，谢卫锋对29号地块项目现场拼装检查进行实测记录，并查阅工序自检记录。经现场验证，数据真实有效。

结论：非要因

【末端因素】4：预拼装精度不高

【确认方法】现场调查

【标准】全过程跟踪检查、监督，并进行检测。

2017年6月25日~6月27日，李政对加工基地现场桁架预拼装过程全过程跟踪检查与监督，抽取对接部位进行测量。通过检查与检测后，桁架整体预拼装对接均合理，连廊对接口符合标准。

结论：非要因

【末端因素】5：未对工人进行专项培训

【确认方法】调查分析

【标准】钢结构制作与拼装需要经验丰富的操作工人进行施工，应具备一定规模钢结构工程施工经验以及类似大跨度钢连廊施工经验。

2017年7月1日~3日，姜伦恩查阅了加工基地以及现场班组的培训记录，并对现场作业人员进行实际操作考核，合格率95%，全部工人均参加针对“钢结构连廊”施工方面的专项交底，相关工艺内容和要求清楚，同时作业交底记录等手续完整。

表7 培训记录及实操考核调查表

序号检查项目检查人数合格人数合格率

1上岗培训记录201995%2实际操作技能2010%

制表人：姜伦恩制表时间：2017年7月23日

结论：非要因

【末端因素】6：校正措施不正确

【确认方法】现场调查

【标准】检察操作工人对构件的校正过程

2017年7月2日~7月5日，徐正罡分别在加工基地与现场对工人构件校正进行了全过程进行跟踪检查、监督，针对校正措施不正确对钢连廊对接偏差原因的进行分析，操作工人均正常使用千斤顶、卡板进行校正，并进行可靠临时固定，对接口质量符合要求。

结论：非要因

【末端因素】7：现场拼装精度不够

【确认方法】现场调查

【标准】严格控制现场拼装精度，±5mm之内

2017年7月6日~7月11日，谢卫锋在现场连廊第一榀构件拼装时发现，现场拼装仅仅按照图纸来进行定位，未能考虑到牛腿偏差产生的影响，若牛腿安装时产生的偏差，无法通过桁架来进行消除，高空对接可能存在较大的偏差。

结论：要因

【末端因素】8：整体提升过程变形

【确认方法】调查分析

【标准】通过软件模拟以及以往工程数据整理桁架提升变形数据，进行分析

2017年7月10日~7月11日，项目部利用有限元分析软件对该项目以及以往项目整体提升变形进行对比，分析其理论与实际的偏差。

表8 变形对比表

项目理论变形（mm）实际变形（mm）备注泛海国际大酒店项目2622

义乌中福广场项目350294根据对比，桁架提升过程中变形量基本与理论计算相符，不会产生过大变形。

结论：非要因

【末端因素】9：对接微调不到位

【确认方法】现场调查

【标准】通过软件模拟以及以往工程数据整理桁架提升变形数据，进行分析

2017年7月12日~7月13日，项目部对我公司施工的泛海国际大酒、义乌市中福广场项目连廊进行实地考察及资料检查，分析其对接微调措施，发现其对接微调作用不大，仅仅能消灭单个牛腿的误差，不具备实际操作性。

结论：非要因

最终我们通过分析确定了三项要因，分别是：构件组立精度未控制到位；组立过程焊接变形；现场拼装精度不够。

八、制定对策

根据以上要因确认，针对影响桁架对接精度的4个要因，我们QC小组根据5W1H原则，研究对策，制定目标，采取措施，专人负责，制定了对策措施，具体见对策措施表。

表9 对策措施表

制表人：谢卫锋制表时间：2017年7月13日

九、对策实施

实施一、严格控制构件拼装误差，保证对接质量

1、构件加工

（1）根据设计图进行二次深化设计，并绘制BIM模型，利用模型对车间进行交底确样，加工完成后在车间进行预拼装，发现尺寸偏差及时进行处理。

（2）根据桁架制作工艺及质量要求，组焊前对需要进行组立的构件进行检查，不满足要求的待焊构件进行返修。

（3）返修后再进行检查，待平整度、垂直度、偏心度都满足要求后再行下一步工序，确保构件的截面尺寸精确

（4）在检查过程中，由质量员负责全过程跟踪一起检查、待精度等满足要求后再进行焊接，未达到要求的不得进行焊接作业。

图7、8 BIM模型建立指导加工

2、项目部需严格按照设计图纸、规范标准对进场钢结构构件进行验收，自检合格后及时上报监理单位验收。保证进场构件满足拼装要求。

图9 钢连廊加工预拼装质量控制

实施效果验证：

通过组织实施，严格控制构件偏差，有效的保证了出厂构件的加工精度，为连廊高空顺利对接打好了基础。

实施二、严格控制构件焊接工艺，降低焊接变形

1、严格按照焊接工艺指导书控制焊接电流、速度，避免出现与焊接工艺不一致的现象，降

低焊接温度，减少残余应力。

2、对容易产生焊接变形部位增加工艺隔板，其变形，保证构件对接口进度。

3、利用BIM模型动画，模拟焊接工艺要求，对工人进行生动形象的技术交底。

图10、11 增设焊接工艺隔板

图12、13 焊接节点BIM 模型动画演示片段

实施效果验证：

通过组织实施，大大减少的焊接变形，更好的保证了对接合格率。

实施三、根据现场施工工况，制定合理的测量拼装方案，减少累计误差的产生

1、（1）钢连廊构件现场拼装时，应先测量预埋牛腿的空间定位，在拼装时应按照牛腿的空间定位进行微调，若微调无法达到标准，及时沟通加工基地进行构件加工调整，适当加长或者缩短构件的加工下料尺寸，使得现场对接间隙达到规范要求。

（2）现场测量采用全站仪空间坐标测量方案，把每个牛腿的空间定位反映到图纸上，分析其三维偏差，有效指导现场拼装。

（3）提升前利用已有数据，通过三维软件模拟提升对接工况，及时找出误差最大点，进行适当消除。

2、设立桁架后装段，针对桁架对接过程中的细微偏差进行现场调整，减少对接误差。桁架后装段在加工时，可比图纸长度预留40mm ，待连廊提升对接后，可根据现场实际尺寸进行二次修正。保证安装精度。

图14 提升完成后装段

3、利用BIM 技术进行3D 模拟提升，分析其提升后可能存在的误差点，进行最优化对接。

图15 BIM 对接模拟动画 图16 BIM 拼装焊接模拟动画

图17 钢结构连廊液压提升BIM 模型动画演示

实施效果验证：

通过合理的测量拼装方案以及模拟提升，及时的提前消除了部分误差，提高了高空对接精度的合格率。

十、效果检查

1、目标效果

经过近半年的QC 小组活动，我项目部的钢连廊高空对接初验合格率取得了很大的提高：于2017年12月27日小组成员会同监理一起对连廊对接检查，详检查记录汇总表.

表10 对接精度偏差问题统计表项目名称对接牛腿数

量对接接头数量对接合格数量对接精度

检查人：徐正罡谢卫锋周跃森制表时间：2017年7月13日

图18 QC活动后连廊对接间隙

图19 QC活动后连廊对接截面一致

图20 QC活动效果对比图

2、经济效益分析

通过这次连廊安装质量控制小组QC活动，减少了返工作业量，避免了不必要的材料损耗及人工开销，为项目部创造了很好的经济效益，分析如下：

传统质控措施下返工、补焊等作业：人工费约4500元；材料费约12000元；额外占用工期约5天；额外工期期间提升设备租金：5×12000=60000元。

通过QC活动开展后返工、补焊等作业：人工费约1500元；材料费约3600元；工期缩短1天；缩短工期减少的提升设备租金：1×12000=12000元。

（4500+12000+60000）-（1500+3600）+12000=83400元。

综上分析，本次QC小组活动的开展，为本项目带来至少83400元经济效益，以及所带来的不少于6天关键线路工期压缩。

3、安全效益分析

通过这次连廊安装质量控制小组QC活动，大大减少了由于高空对接质量缺陷带来的返工工作量，在提升对接质量的同时，减少了高空作业量，提高了安全效益。

十一、巩固措施

1、坚持开展QC小组活动与施工班组一线作业相结合；小组成员加强对QC知识和现场管理专业知识的学习，并将此成果发至相关项目部进行交流学习，作为其他项目该工程技术控制的参照。

图21 QC活动及成果图

2.QC小组活动完成后，小组成员多次到施工现场查验，现场施工流程严格按照小组制定的方法进行。

3.QC小组活动完成后，小组成员多次到施工现场进行检查，并把检查结果详细记录在案，检查结果都能达到预期的目标。

十二、总结及今后打算

1.总结回顾：

（1）本小组定期组织QC 小组成员认真学习业务知识，完善小组自身建设，活动过程中采纳合理化建议，最终攻克难关，将本小组活动范围由传统混凝土结构扩展至钢结构。

（2）活动过程中不断强化质量体系管理，健全各项检查制度，积极的与工程各方交流与总结，使既有的成果能够运用到后续施工中。

（3）通过本次QC 活动，使得小组成员综合素质显著提高。详见雷达

图

制图人：谢卫锋 制图时间：2017年12月30日

图22 QC 活动效果雷达图

2、下一步打算

通过本次QC 小组活动，项目部在钢结构连廊整体提升施工经验方面得到进一步提高,同时提高了项目部团队精神，提高了每个人的质量意识、问题意识及改进意识，使每个人员认识到只有将施工技术与管理措施相结合，才能保证工程质量，才能为创精品工程提供有力的保障，为下一次活动打下坚实基础。

我们小组下一步攻关课题为：《创新砌体窗间墙施工方法》。