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1、 大跨度鋼結構廠房內機電施工支吊架安裝大跨度鋼結構廠房內機電施工支吊架安裝1技術創新技術創新 XX建設有限公司福田項目 QC 小組一、一、工程概況工程概況 1、工程簡介 北京福田康明斯發動機有限公司將以建設“綠色環保樣板工廠”為目標，福田康明斯發動機聯合廠房采用全新材料和規范化的先進設計，建設符合康明斯全球廠房標準要求，并充分考慮到環保、安全和人文關懷等因素，該項目位于北京昌平區福田汽車公司總部北側，占地面積達 171698 平方米，該項目建成后將成為中國最大的輕型柴油發動機生產基地之一，年產值達四十萬臺的生產規模，該廠房建筑面積為 92096 平方米，車間主體建筑一層，建筑高度 12.35 2、米，結構形式為輕鋼結構，鋼柱間隔為 12 米和 24 米，鋼柱間采用鋼梁連接，本工程機電各系統及工藝管線、設備在地面至屋頂彩鋼整個空間上交錯排布，密度大，交叉多。二、二、QCQC 小組概況小組概況為了實現本工程的質量目標，項目部于2011年9月成立了QC小組，并由項目經理齊玉順擔任組長。具體概況如下表：QC小組概況一覽表XX建設有限公司福田項目QC小組名稱小組成立時間2011年9月課題類型創新型 小組注冊號CSCEC-HJ-2011-09注冊時間2011年9月課題注冊號Hj-2011-09 課題名稱大跨度鋼結構廠房內機電施工支吊架安裝技術創新課題注冊時間2011年9月 活動時間2011年9月-3、至今平均受TQC教育時間40h以上 序號 姓名性別職稱學歷出勤所學專業率組內職務 1 齊玉順 男高級工程師本科建筑工程100%組長 2 陳娣 女高級工程師本科建筑工程100%副組長 3 趙志濱 男高級工程師本科電氣工程100%組員 4 王健 男高級工程師本科建筑工程100%組員 5 周志新 男高級工程師本科建筑工程100%組員 6 張國超 男工程師本科電氣工程100%組員 2 7 王培碩 男 工程師 本科 水暖工程 100%組員 8 楊斌 男 工程師 本科 暖通工程 100%組員 9 張澤 男 工程師 本科 建筑工程 100%組員 10 李興楠 男 工程師 本科 建筑工程 100%組員 11 4、馮熙鵬 男 工程師 本科 水暖工程 100%組員 制表人：王培碩 制表時間：2011年9月 三、三、選題理由選題理由 （一）問題的提出 在機電安裝過程中設備、管道、橋架的支架大部分安裝在結構梁、柱、墻體、樓板等承重結構上，但是在大跨度廠房尤其是在鋼結構工程中安裝過程由于可承重部位較少，加上鋼結構梁上不允許直接焊接，我們必須在施工過程中根據現場實際情況、結構形式等結合各專業的布置情況，靈活運用周圍所承重結構，在不影響使用功能、不影響結構、美觀、牢固、節約材料的前提下利用各種支吊架來進行安裝。（二）課題的確定 基于上述問題的分析，為解決廠房建筑在層高超高、跨度大、機電工程支吊架固定困難的情況下，小5、組確定以“大跨度鋼結構廠房內機電施工支吊架安裝技術創新”為本次活動課題。四、四、確定確定課題目標及設定依據課題目標及設定依據 1、課題目標 創新大跨度鋼結構廠房機電施工支吊架安裝新技術。2、目標值 管道撓度小于 15mm,鋼索的受力小于自身的抗拉強度的 85%,保證機電施工支吊架安裝質量的安全性，確保施工安全并經濟合理，可操作性強。3、設定依據 五、五、提出方案并確定最佳方案提出方案并確定最佳方案 3（一）方案的提出 小組成員圍繞課題召開會議，運用“頭腦風暴法”打破傳統思維，相互啟發，集思廣益，并運用親和圖進行歸納整理，提出如下可供選擇的方案 制圖人：趙志濱 制表日期：2011 年 10 月 6、1、方案一：采用常規方式在鋼結構梁之間增加兩根相互平行的槽鋼，在槽鋼上增加吊架固定點，將管道固定。2、方案二：在結構鋼梁柱旁地面生根，采用槽鋼和角鋼做型支架 4 3、方案三：采用方鋼+鋼索制作機電設備及管線吊架，采用抱箍支架生根在柱上或梁上 鋼索與抱箍型鋼、鋼索與設備管線橫擔型鋼安裝圖（二）優選最佳方案 QC 小組對上述三個方案，從可實施性，經濟合理性、工期、其他影響等多方位進行分析評估與優選。見下表。各種方案對比分析表 方案 可實施性 經濟合理性 工期 結論 方案一：采用槽鋼和角鋼制作聯合支吊架，在鋼梁柱上生根 1、施工技術難度較大 2、因聯合支吊架需生根在鋼梁柱上，聯合支吊架跨度較大，槽鋼7、 不選用 5 使用長度長，對該結構荷載影響太大，不能實施。方案二：在結構鋼梁柱旁地面上生根，采用槽鋼和角鋼制作型支架 1、施工技術難度小 2、可以實現對機電設備及管道安裝及固定的要求 型支架支撐造價較高，需用大量的槽鋼，約32T。因增加大量型支架，型支架制作時間較長，影響整體工期。不選用 方案三：采用方鋼+鋼索制作機電安裝管線支吊架，抱箍支架生根在柱上或梁上 1、施工技術難度小 2、很好的解決了在鋼結構柱梁上生根難的問題 3、鋼索和方鋼拿取方便，便于安裝 減少了槽鋼的使用，采用鋼索和方鋼成本較低。鋼索+方管制作機電支吊架施工難度小，提前工期約 12 天。選用 制表人 ：王健 制表時間：20118、 年 12 月 通過對以上三種方案的綜合對比分析與優選，小組全體成員一致認為方案三為最佳方案，故擬定方案三為實施方案。六、六、總體方案實施需解決的細部問題及優化總體方案實施需解決的細部問題及優化 （一）鋼索吊架方案實施工藝流程圖 （二）問題預測 根據方案實施工藝流程圖，小組成員進行多次施工現場專題調研與討論，并與有關專家進行研究，采用 6 現場調研與專家咨詢相結合的方法，預測方案實施過程需要解決如下關鍵性技術問題。1、抱箍固定形式的選擇；2、鋼索與吊架連接形式的確定；3、水平方向紊動拉力的克服；4、鋼索與吊架系統連接安全、穩定檢測；（三）預測問題的解決方案與優化 1、抱箍固定形式的選擇 方案 9、可實施性 經濟合理性 工期 結論 方案一：采用鋼索直接捆綁在鋼結構梁柱上，用壓制的鋼索 繩 頭 鎖 緊 鋼索。1、施工比較復雜 2、需要每一根鋼索捆綁在鋼結構梁柱上，鋼索易水平滑動 鋼索的用量會增加，單節約了型鋼的用量 需要待廠房內鋼結構梁住施工完畢后才能施工，加之舉架較高安裝不便，工期會相應增加 不選用 方案二：采用型鋼抱箍固定在鋼結構梁柱上，在型剛抱箍上鉆孔固定鋼索，用壓制的鋼索繩頭鎖緊鋼索 1、施工技術簡單 2、鋼索在型鋼抱箍上的固定可以提前在加工廠內進行預制 3、采用型鋼抱箍固 定 在 鋼 梁 柱上，鋼索不會產生滑動，固定安全牢固 減少了鋼索的用量，增加了少量的型鋼的用量。可以和結構主10、體施工同時進行，待結構施工完畢后直接施工，大大縮短了施工周期。選用 制表人：楊斌 制表日期：2012 年 2 月 2、鋼索與吊架連接形式的確定 方案 可實施性 經濟合理性 工期 結論 方案一：將鋼索一端與型鋼抱箍連接，另通過壓制鋼索繩頭將鋼索直接與吊架相連，鋼索無法確定鋼索的緊固長度，勢必造 成 材 料 的 浪鋼索緊固程度會直接影響固定的穩定性，造成返不選用 7 一端連接至吊架上，用壓制鋼索繩頭鎖緊 的緊固需一次到位，鋼索緊固程度不便調節。費，增加施工成本。工，影響整體進度。方案二：通過花籃螺栓將鋼索與吊架連接 施工較簡單，并且可以進行提前預制固定件，通過調節花籃螺栓來調節鋼索的緊固程度?？梢?1、一次性安裝到位，減少材料的浪費，避免返工造成的成本增加 通過提前預制，安裝方便，可以節約大量時間。選用 制表人：王培碩 制表時間：2012 年 2 月 3、水平方向紊動拉力的解決 方案 可實施性 經濟合理性 工期 結論 方案一：水平方向增加方鋼，并且末端在鋼梁柱上生根 末端在鋼梁柱上生根比較困難，增加水平方鋼會增加整個支吊架的負荷，影響斜拉鋼索的選型 增加了方鋼的使用量，造成成本的增加 不影響工期 不選用 方案二：采用鋼索及花籃螺栓與吊架進行連接。鋼索在鋼梁柱上生根比較容易，通過花籃螺栓緊固程度的調節，克服了水平方向的拉力。采用水平鋼索及花籃螺栓克服水平拉力，鋼索與方鋼相比節約材料成本約 1/12、3。不影響工期 選用 制表人：張國超 制表時間：2012 年 2 月 4、鋼索與吊架系統連接安全、穩定檢測 方案 可實施性 經濟合理性 安全可靠性 結論 方案一：通過制作 1:1 受采用制作 1:1 受力模型進行受力制作 1:1 受力模型僅需要 4000可滿足安全可靠性要求。選用 8 力模型進行分析研究實驗 分析研究，操作更直觀，可以在操作層上隨時進行監控。元的資金投入，項 目 部 可 以 接受。方案二：采用應力應變元件與微機監測監控。采用應力應變元件監測精度高，但需要從科研機構聘請專業監測人員進行 監測費用 30 余萬元，大于成果創造的直接經濟效益。采用應力應變元件監測安全可靠度高。不選用 13、制表人：楊斌 制表日期：2012 年 2 月 QC 小組成員通過方案的對比分析，從方案的可實施性，經濟合理性、工期、其它影響等方面進行評估與優選，小組全體成員最終確定：1、采用型鋼抱箍固定在鋼結構梁柱上，在型剛抱箍上鉆孔固定鋼索，用壓制的鋼索繩頭鎖緊鋼索的固定形式；2、通過花籃螺栓將鋼索與吊架連接；3、增加水平拉索減少水平方向紊動拉力；4、通過制作受力模型與現場檢測相結合的方式對鋼索吊架的安全可靠性進行檢測。QC 小組通過優化方案也制定了關鍵技術點的施工工藝流程圖，見下圖:七、七、制定對策制定對策 QC 小組通過方案優化后的關鍵技術點進行專項研究，制定對策表：對策表 9 序號 關鍵點 對策 目14、標 措施 地點 完成時間 責任人 1 預制加工 對 預 制 件 進行實測實量，分 不 同 部 位進行預制 預 制 件 合格率95%以上，且 30天 預 制 件全 部 預 制完畢 1、對預制件加工人員進行技術交底，明確分工，確保質量，保證工期目標。2、安排專門人員進行實時監督，確保預制件加工質量。施 工現場 7.17.30 楊斌、張澤 2 型鋼抱箍的固定 根據結構梁、柱 部 位 的 不同 采 用 不 同的固定方式 型 鋼 抱 箍固定牢固 1、當機電管線距離結構柱較近時采用抱箍直接在結構柱上直接生根。2、當機電管線在結構梁下時采用抱箍在梁上直接生根。施 工現場 7.158.9 趙志濱 李興楠 3 15、斜拉鋼索安裝 增 加 花 籃 螺栓 調 整 斜 拉鋼 索 的 緊 固程度 鋼 索 強 度小 于 自 身強度的85%1、根據機電管線的荷載選擇鋼索的型號 2、通過花籃螺栓的調節來緊固程度來調節斜拉鋼索的緊固程度 8.108.25 施 工現場 張國超 王培碩 4 水平鋼索安裝及吊架的調整 嚴 格 控 制 水平 鋼 索 的 間距 機 電 各 管線 水 平 方向 無 相 對晃動 1、合理布置吊架間距，保證各水平鋼索之間受力均勻 2、通過水平拉索上的花籃螺栓調節繩索緊固程度，達到水平荷載分布均勻 8.269.15 施 工現場 馮熙鵬 5 鋼索安全穩定性監測 制 作 鋼 索 受力 模 型 進 行受 力 分16、 析 并聯 系 現 場 實際其情況 確 保 鋼 索安 裝 安 全穩定，管道撓 度 指 小于 15mm 1、通過建立鋼索受力模型進行計算 2、對現場安裝完畢的鋼索進行實時監測 9.169.30 施 工現場 王健、周志新 10 八、八、對策實施對策實施 實施一：實施一：預制加工 1、預制件加工前，我們召開交底會，并明確分工，各職其責，確保責任落實到人，由項目部技術負責人楊斌對預制件加工人員進行了技術交底，并預制加工質量要求、注意事項、細節施工方法等進行了詳細的講解，使大家明確質量標準及驗收要求。2、由項目部質量部張澤負責預制件加工質量，通過對加工完的預制件進行質量檢查，全面貫徹執行施工質量標準，確17、保預制件加工質量。效果檢查：預制件加工質量合格率達 98%，預制件加工共計用時 29 天。實施二：實施二：抱箍的固定 1、各管線的敷設位置距離鋼結構柱邊或在梁下時，采用抱箍支架生根在柱上或梁上。2、當距離鋼結構柱、梁較遠時，在與設備管線垂直的梁上固定抱箍，固定鋼索的一端；鋼索的另一端連接敷設設備管線的型鋼制成的橫擔或卡具。效果檢查：鋼索在型鋼抱箍上固定牢固，且型鋼抱箍固定牢固，無相對位移。實施三：鋼索與吊架連接形式的確定 1、為了保證工程質量和安全，鋼索吊架需對斜拉鋼索需要進行荷載計算，以便進行鋼索的選型。吊索內力，可按下列公式計算 sin2GS 式中 S根吊索內力 G橫梁上垂直荷載 吊索與水18、平拉鎖間夾角 吊索截面，按照下列公式計算 5.1SNK 式中 NK吊索的拉斷力，當采用圓鋼筋時ysKfAN，則 11 ySfSA5.1 式中 SA受拉鋼筋截面積 yf鋼筋抗拉強度設計值 鋼索的選型參照技術規格表選擇 2、在斜拉鋼索上增加花籃螺栓來調節鋼索的緊固程度 效果檢查：通過計算鋼索負荷均小于自身強度的 85%，通過花籃螺栓的調節鋼索安裝牢固。實施四：水平方向紊動拉力的克服 1、通過增加水平拉索來克服管線水平方向的紊動，并且在水平拉索上增加花籃螺栓，通過花籃螺栓的緊固程度來調節水平拉索的緊固程度。2、嚴格控制水平拉索的間距，并根據負荷選擇鋼索型號 水平拉索示意圖 效果檢查：管線安裝固定穩定19、，管線無水平方向晃動 實施五：鋼索與吊架系統連接安全、穩定檢測 1、在試驗室內通過模型進行受力實驗，并對結果進行分析與研究。2、在現場分不同區域進行現場實際檢測，現場安排專人進行分時檢測，確保鋼索吊架連接的安全性和穩定性。效果檢查：鋼索固定牢固，無形變及位移，管道撓度值均小于 15mm。八、八、效果檢查效果檢查 1、大跨度鋼結構廠房機電施工支吊架安裝各部位及元件無形變，管道撓度值均小于目標值與規范值，鋼索受拉強度小于自身抗拉強度的 85%，承受荷載滿足規范要求，滿足安全可靠的目標；2、福田康明斯大跨度發動機廠房如采用聯合傳統支吊架需要約 970 噸的槽鋼角鋼，通過 QC 小組成員的共同努力對大20、空間廠房內機電安裝支吊架技術進行創新，節約大量鋼材，達到經濟合理，可操作性強的目標。12九、九、標準化標準化本項成果已獲批國家級發明專利，編號為 ZL 2011 1 0051855.3，同時本 QC 小組成員將本成果編制成機電工程鋼索吊架施工工法，該工法被評為XX總公司工法和XX集團級工法，工法編號分別為：GF016-2012 和 ZJ1GF-426-2011，用于指導同類項目的施工。十、十、總結與下一步打算總結與下一步打算1、通過本次 QC 小組活動，小組成員的綜合能力、QC 知識得到提高，增強了小組成員的團隊意識、質量意識、參與意識，我們全員對活動狀態進行了自我綜合評價，詳見下表 序 號 名稱 活動前 活動后 1 質量意識 2 5 2 參與意識 3 4 3 QC 知識 1 3 4 綜合能力 3 5 5 團隊精神 3 5 制表人：王培碩 制表日期：2012年10月20日 制表人：王培碩 制表日期：2012年10月20日活動前后自我綜合評價表自我綜合評價雷達圖2、我們將在今后的工作中，更積極地開展QC小組活動，面對新問題，迎接新挑戰，不斷提高我們的工作能力。下一步我們的活動課題為“鋼索吊施工技術在燈具安裝過程中防震技術創新”活動前活動后5 團隊精神4 綜合能力3 QC知識2 參與意識1 質量意識543210