提高屋面钢桁架吊装准确定位率中国五冶福州轨道交通指挥中心项目部QC小组2015年9月目录一、工程概况 (3)二、小组简介 (3)三、选择课题及选题理由 (4)四、现状调查 (4)五、设定目标 (5)六、原因分析 (6)七、要因确定 (7)八、制定对策 (14)(一)对策方案比选 (14)(二)制定对策表 (15)九、对策实施 (16)十、效果检查 (20)十一、巩固措施 (24)十二、总结和下一步打算 (24)附录一:合理化建议一览表 (25)附录二:小组活动一览表 (26)附录三:小组注册表、小组课题注册表、成果认证表 (27)附录四:施工组织设计(方案)报审表并专家认证 (30)附录五:关于2015年全国冶金施工系统QC成果获奖名单 (32)一、工程概况本工程为福州市轨道交通指挥中心工程,中塔5层屋面采用钢结构屋架形式,钢结构设计使用年限为100年,结构安全等级为一级,钢屋架长宽为34米*30.3米,标高为20.5米,最大规格为300*350*50*50,总重量约400T,屋架上下弦采用焊接箱型管.图1 钢结构屋面钢桁架结构二、小组简介小组成员一览表小组名称福州轨道交通指挥中心工程质量管理QC小组活动课题提高屋面钢桁架吊装准确定位率课题类型现场型注册日期2015年3月28日注册号ZGWY-2015-127-138 成立时间2015年3月28日活动时间2015.3.28 ～7.30 活动次数18组长易图军出勤率100%序号姓名文化程度职称小组职务组内分工1 易图军本科高级工程师组长组织活动2 丁德胜本科工程师组员组织实施3 秦凯本科高级工程师组员技术指导4 钱福圣本科工程师组员研制、分析实施5 范振雷本科工程师组员资料整理6 宋宝忠大专工程师组员实施对策7 王亚刚本科工程师组员实施记录制表人:王亚刚审核人:秦凯日期:2015年3月28日三、选择课题及选题理由（一）选题理由1.钢结构屋面是吊装成功与否直接影响整个指挥中心工地施工进度;2.钢结构屋面位于12层和21层两塔楼中间的5层屋面处,空间狭小;工地周边无钢结构加工场地,正常吊车吊装势必占用工地外的达道路,存在占道封路问题;3.钢结构箱型拱形梁吊装受空间限制、吊装方法限制等情况下,安装精确度偏低. （二）本次活动选择的课题为“提高屋面钢桁架吊装准确定位率”.四、现状调查项目部对福建省范围内5个工程中有采用拔杆进行钢结构梁的项目进行了调查,共抽查了40根钢结构梁每根抽查6个点,安装共检查240处,根据相关钢结构安装队伍安装记录表明钢结构梁安装符合规范的有196点,合格率仅为81.7%(合格率计算:196÷240×100%=81.7%),造成钢结构梁安装精度低的原因经过归纳分析绘制成统计表与饼图:钢结构梁安装精度低统计表序号问题种类频数累计频数累计频率(%)1 钢结构梁安装轴线偏差45 4575.0%2 钢结构梁安装标高偏差 6 5185.0%3 钢结构梁对接变形 3 5490.0%4 固定螺栓未拧紧 3 5795.0%5 其他 3 60100.0%制表人:王亚刚审核人:秦凯日期:2015年4月6日制图人:王亚刚审核人:秦凯日期:2015年4月6日图2 钢结构安装精度低原因分析饼图结论:造成钢结构梁安装精度低的关键因素是钢结构梁安装轴线偏差.五、设定目标(一)小组活动的目标提高钢结构梁安装的精度 ,确定目标值使合格率从81.7%提高到90%.图3 钢结构梁安装精度提高目标制图人:王亚刚审核人:秦凯日期:2015年4月8日(二)目标设定依据由以上饼图图可见,影响钢结构梁安装质量合格率的主要问题是“钢结构梁安装轴线偏差”,且影响程度达75%,如果采取措施,解决65%的主要问题,那么质量合格率可提高(100－81.7)%×65%×75%=8.92%,则质量优良率可以提高到81.7%+8.92%=90.62%,由理论计算是可行的.调查中发现福州省体中心钢结构梁安装质量合格率曾达到90.3%,为本次活动积累了丰富的成功经验.六、原因分析小组成员根据饼图确定的主要因素,编制因果关系分析图,针对上述主要问题进行因果分析,从中确定了 11条末端因素.(见图4)图4 因果分析图制图人:王亚刚审核人:秦凯日期:2015年4月10日七、要因确定要因确认计划表序号末端因素确认方法确认依据及标准确认人确认时间1 操作人员从业经验有限现场验证确保类似钢构安装施工人员经验在3年以上,能够熟练操作范振雷2015.4.11-4.132 施工工艺不熟调查分析组织培训和技能考核,施工人员对钢结构吊装工艺熟悉率100%钱福圣2015.4.133 焊机性能差现场验证有合格证,定期保养宋宝忠2015.4.134 卷扬机吨位不够现场验证设备进场检查,性能良好,吊装能力满足现场需求宋宝忠2015.4.175 焊接材料质量不好查看材料进场记录材料进场检查合格,有合格证易图军2015.4.146 末端无限位装置现场验证钢梁一次就位偏差≤3厘米丁德胜2015.4.16-4.207 承力钢板不水平现场验证钢板水平偏差≤3米米范振雷2015.4.15-4.208 提升过程钢梁同步控制不到位现场验证钢梁同步提升偏差≤5厘米秦凯2015.4.18-4.229 受风载荷过大现场验证吊装时间选择风力小于5级秦凯2015.4.18-4.2210 高空作业无落脚点现场验证钢构安装过程,搭设满足工人操作的平台丁德胜2015.4.18-4.2211仪器未及时检定现场验证施工前检定仪器,检定结果均合格,每年检定一次王亚刚2015.4.20 制表人:王亚刚制表时间:2015年4月11日根据要因确认计划表,小组成员深入现场,针对以上11条末端因素进行具体调查分析,运用要因验证表逐一进行要因确认:末端因素一:操作人员从业经验有限验证时间2015.4.11-4.13 确认方法现场验证负责人范振雷验证情况调查发现,钢结构桁架焊接的焊工中有2个长期从事轻型钢结构焊接,对厚钢板焊接不适应,从钢构厂重新选用2个焊工进行替换,焊接质量满足要求.(右图为现场抽查的焊工证)分析:焊工的焊接能力和焊后质量均能达到现场需求确认结论非要因末端因素二:施工工艺不熟验证时间2015.4.13 确认方法调查分析负责人钱福圣验证情况对5名管理人员和13名操作工人进行培训,并对施工要点控制进行技术交底和技能考核,从考核饼图可看出,施工人员技能普遍达到优良.管理人员评价操作工人考核备注:高于85分为优秀,高于60-69为合格.分析:培训后现场管理人员和操作工人均熟悉了施工工艺确认结论非要因末端因素三:焊机性能差验证时间2015.4.13 确认方法调查分析负责人宋宝忠验证情况现场焊机经检查均有合格证,性能良好,操作过程无不良问题产生,并定期进行保养.分析:焊机的功能和性能满足现场要求确认结论非要因末端因素四:卷扬机吨位不够验证时间2015.4.17 确认方法调查分析负责人宋宝忠验证情况钢梁吊装单边选用的卷扬机为3T,牵引力偏小 ,单榀钢梁单重39T,经计算[P3=S*v/(1020*η)=39*1.1*1.1*16*1000/(1020*0.76*60)=8.12kw,3T卷扬机不符合要求,5T卷扬机P5=S*v/(1020*η)=39*1.1*1.1*9*1000/(1020*0.76*60)=4.57kw]应选用5T以上卷扬机.卷扬机规格型号分析:卷扬机的牵引能力能够满足现场吊装需求型号额定拉力速度适用钢丝绳直径电机型号功率J米-3T30KN 16米/米in 15.5米米Y160米-4.11kwJ米-5T50KN 9米/米in 19.5米米YZR160L-6.11kw确认结论非要因末端因素五:焊接材料质量不好验证时间2015.4.14 确认方法调查分析负责人易图军验证情况项目部执行材料进场验收制度 ,质检人员对焊接主材及辅材均进行进场验收,检查相应证明文件,随机取样核对品牌及规格型号.焊接材料质量证明书分析:焊接材料质量和规格型号与钢结构焊接要求相符确认结论非要因末端因素六:末端无限位装置验证时间2015.4.16-4.20 确认方法调查分析负责人丁德胜验证情况现场调查发现,由于钢梁单根重量较大 ,在高空作业条件下很难准确安放到位,有时移过头、有时未到位.钢梁端部安放偏差≤10厘米抽查项目编号 1 2 3 4 5 合格率21% 46% 33% 13% 28% 分析:每个项目钢梁一次就位偏差合格率均低于50%确认结论要因末端因素七:承力钢板不水平验证时间2015.4.15-4.20确认方法调查分析负责人范振雷验证情况现场调查发现,砼柱头承力钢板水平偏差较大 ,直接影响钢结构安装精度和安装速度 .承力钢板水平偏差钢板数项目1 2 3 4 5 6 7 81 4 5 3 52 43 52 5 2 534 6 2 43 2 5 7 3 24 3 54 4 4 25 3 2 4 15 5 367 3 4 4 3分析:针对5个项目共抽取40个点,承力钢板水平度≤ 3米米的仅占42.5%确认结论要因末端因素八:提升过程钢梁同步控制不到位验证时间2015.4.18-4.22 确认方法调查分析负责人秦凯验证情况现场调查发现,钢梁提升过程时吊点多、多人指挥,同步不到位易引起构件发生变形、倾斜,致使钢梁无法和砼结构中预埋钢板正常对接.钢梁提升同步性调查抽查项目编号 1 2 3 4 5 钢梁同步性合格率52% 74% 65% 49% 58%钢梁吊装指挥人数 1 1 1 2 1分析:5个项目由于吊点多、多人指挥等原因致使钢梁同步控制合格率偏低,仅为40%确认结论要因末端因素九:受风载荷过大验证时间2015.4.18-4.22 确认方法查看施工日志负责人秦凯验证情况查看施工日志,记录了天气情况、风力、温度等自然天气参数,在雨天、大风等不利于施工天气的情况下,无施工记录或者转为其他工序施工.分析:吊装施工避开了不利天气的影响,减少了安全隐患.确认结论非要因末端因素十:高空作业无落脚点验证时间2015.4.18-4.22 确认方法调查分析负责人丁德胜验证情况提升钢梁安装高度在15.8米以上高空,操作人员无法站立,对安装质量会产生不利影响,可通过搭设操作平台解决问题.分析:高空作业采取了搭设平台措施,解决了无落脚点的问题确认结论非要因末端因素十一:仪器未及时检定验证时间2015.4.20 确认方法调查分析负责人王亚刚验证情况开工前已将所有使用的全站仪、经纬仪、水准仪、钢卷尺等送检,经检定均合格.全站仪检定证书经纬仪检定证书水准仪检定证书仪器检定情况表仪器名称检定时间证书编号检定结果全站仪2015.3.12 ETTSS2015-281 合格经纬仪2014.6.9 ET2014-62 合格水准仪2015.3.10 L2015-223 合格5米钢卷尺2015.3.10 (米LY)A1/14-09661 合格分析:每个项目测量仪器均有相应的检定报告确认结论非要因结论:通过对11条末端因素的验证分析,小组确定了3条要因,分别是:1、承力钢板不水平;2、末端无限位装置;3、提升过程钢梁同步控制不到位;八、制定对策(一)对策方案比选根据要因确认结果,QC小组成员针对主要问题召开了对策方案分析会,提出了几种方案进行比选.序号要因对策方案对策评估选定方案有效性可实施性经济性可靠性1 承力钢板不水平浇砼后放置承力钢板,如不水平铺设垫块、垫片钢梁放置在钢板上后标高、轴线精度调整较慢,效果一般使用垫块调平,需要对铺垫块后多次测标高,调整慢,可实施性一般承力钢板水平时采用垫块、垫片调平,人工成本较多,材料使用一般,经济性一般钢梁末端下方使用垫块,受力由面接触变成点接触,可靠性一般预设承力钢板焊接于柱钢筋顶端,另备块钢板调整标高钢梁放置于预设钢板上,标高、轴线精度基本接近或已经属于规范范围内,效果较好直接对预设钢板调平,使预设钢板已经满足要求,如存在偏差,对备用钢板一次调平焊接,可实时性较好预设钢板已经是调平的,如果存在偏差,备用钢板调整偏差,人工成本降低,经济性较好预设刚好满足要求时,梁板面接触,如用备用钢板调平,梁板仍是面接触,可靠性较高★2 末端无限位装置柱头刚梁顶端设刚性弹簧使用刚性弹簧时,钢梁移动碰撞会产生反弹,钢梁限位固定效果一般刚性弹簧固定不易,弹簧后端固定到砼板上,可能会损坏砼结构,可实施性一般需要刚性强、定长度的专用弹簧,经济型差刚性弹簧后座必须固定到后边的砼结构上,可能会影响到砼结构,可靠性较差承力钢板边沿焊接刚性角钢作为挡板使用刚性角钢固定,减少反弹力,而且不影响其他结构,效果较好在承力钢板边沿两侧焊接两块角钢即可,可实施性高采用两块角钢与预埋钢板焊接,经济性好刚性角钢焊接,直接和预埋承力钢板连接,与整个柱子成一体,可靠性较高★3 提升过程钢梁同步控钢梁下方设置专用距离传感器钢梁提升同步性控制有效性较好钢梁提升控制需要距离传感器配套计算机共同使用,可实施性一般采用专用距离传感器,仪器费较贵,经济性差吊装过程中,距离传感器的配套及计算机需要占用现场位置,可能影响吊装作业,可靠性一般钢梁上设置标高测量刻度线钢梁提升同步性控制有效性较好现场直接测量与钢梁提升指挥人员直接沟通,实时性好采用工地现有经纬仪测设钢梁标尺,经济性好仪器测设范围广,只需站位可视点即可且灵活多变,可靠性高★制表人:王亚刚审核人:秦凯制表时间:2015年4月26日(二)制定对策表对策实施表序号要因对策(what)目标(why)措施(how)地点(where)执行时间(when)执行人(who)1 承力钢板不水平预设承力钢板并固定水平钢梁接触钢板水平高差≤2米米1、砼柱浇筑时,辅助钢筋顶端焊接承力钢板并确定好标高;2、若浇筑完砼后承力钢板存在偏差,采用备用钢板二次调整.施工现场2015.4.29 范振雷2 末端无限位装置增加末端限位角钢钢梁一次就位偏差≤3厘米在每块承力钢板相交边加设2块限位角钢施工现场2015.5.13 丁德胜3 提升过程钢梁同步控制不到位提升过程预设钢梁测量刻度线同步控制钢梁提升过程两端吊点高差≤5厘米1、在钢梁两侧及吊点处立面设置刻度线;2、采用两台经纬仪实时观测.施工现场2015.5.20 秦凯制表人:王亚刚审核人:秦凯日期:2015年4月29日九、对策实施对策实施一:预设承力钢板安装用的承力钢板1000*1000*20,单块重量大 ,又是在高空安装,而钢梁就位后直接安放的该钢板上,所以钢板安装的水平度对箱型钢梁的准确定位有着直接的影响.具体做法是:在钢筋混凝土柱施工时,每个柱头找4根Φ20钢筋段,用水平仪控制钢筋头标高(如图所示),在确保标高一致的情况下用电焊固定钢筋段,然后放上钢板,最后焊接牢固为止.为防止在混凝土浇捣过程中钢板跑位变形,另外预备800*800钢板作为二次调整标高备用.图6 砼施工前辅助钢筋预先焊接承力钢板图7 砼浇后备用调平钢板调平图8 钢桁架端部与承力钢板连接柱头承力钢板水平偏差调查表柱头数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10承力钢板水平偏1.3 1.8 1.2 1.62.5 1.1 1.5 1.7 2.7 2差(≤2米米)制表人:王亚刚审核人:秦凯日期:2015年5月3日结论:经施工人员现场实测,预设承力钢板浇筑砼后水平度偏差≤2米米的占80%,偏差﹥2米米的采用备用调平钢板调整后,精度符合了质量要求.对策实施二:增加末端限位角钢因单榀钢结构梁长34米,高2.06米,体型较大 ,重量又重,在其它工地调查中发现,钢结构梁起吊后在安装时不是越过定位线就是没有移到位,给钢梁准确定位带来较大困难.因此小组决定在钢梁放置的承力钢板边缘用L150*150角钢焊接限位块,平移时前后、左右一顶到位就可停止,防止平移过头或移动不到位,具体做法如图所示.图5 末端限位角钢柱头钢梁一次就位偏差调查表柱头数12345678910钢梁一次就位偏2.9 2.6 2.4 2.3 33.4 2.8 2.8 3 2.6差(≤3厘米)制表人:王亚刚审核人:秦凯日期:2015年5月20日结论:经施工人员丁德胜现场实测,钢梁安装一次就位偏差≤3厘米的达90% 对策实施三:提升过程预设钢梁刻度线钢梁提升前,在钢梁两侧及各吊点下方梁立面设置明显测量刻度线,提升过程中通过2台经纬仪实时观测刻度线从而控制两端的高差,不同步度超过5厘米时及时调整.图9 钢梁端头测量刻度线提升过程中,观测点与控制提升牵引处均安排管理人员,通过对讲机相互沟通,实时调整提升高差,确保各个提升吊点的位置同步.图10 钢梁吊装过程同步控制钢梁提升同步控制高差调查表钢梁榀数 1 2 3 4 5提升同步控制高4.4 3.8 4.1 5 4.6差(≤5厘米)制表人:王亚刚审核人:秦凯日期:2015年6月16日结论:经测量人员现场实测,钢梁提升过程同步控制高差均≤5厘米十、效果检查1、目标效果:2015年5月28日至2015年7月4日钢结构屋面顺利提升安装完成,同时对两边砼结构无任何损伤.经过PDCA循环,2015年7月6日经监理、建设单位现场代表现场对钢结构梁的安装精度进行了复查检测,共复查了40个点,其中37个点符合设计和规范要求,合格率提升至92.5%,钢结构安装质量检查表如表6所示:钢结构安装质量检查统计表观测点 1 2 3 4 5 6 7 8 轴线偏差 4.3 4.5 5 4.2 4.7 5 4.6 4.6 顶面高差9 8 8 7 9 10 11 10 观测点9 10 11 12 13 14 15 16 轴线偏差 4.6 4.9 5 5.8 4.2 3.6 3.8 4.5 顶面高差8 7 8 9 10 10 7 7 观测点17 18 19 20 21 22 23 24 轴线偏差 4.2 4.9 5 4.7 4.6 4.2 4.9 5 顶面高差7 10 5 6 6 7 5 8 观测点25 26 27 28 29 30 31 32 轴线偏差 3.8 4.2 4.5 4.5 3.9 4.6 5 4.7 顶面高差9 5 12 8 6 9 8 8 观测点33 34 35 36 37 38 39 40 轴线偏差 4.6 4.1 4.9 4.2 4.6 4.8 3.6 4.2顶面高差 4 6 6 8 5 10 5 6 制表人:王亚刚审核人:秦凯日期:2015年7月8日从上表可以看出,对策实施前的合格率为81.7%,而对策实施后的合格率为92.5%,达到并超过了目标值90%.图11 活动前后钢梁质量合格率对比制图人:王亚刚审核人:秦凯日期:2015年7月8日图12 钢构桁架安装效果图片2、工期受益:通过统计计算本次钢结构梁安装质量合格率达到92.5%,达到并且超过了预期效果,由于安装过程精度控制到位,安装返工次数大幅度减少,给整个钢结构屋面安装进度顺利奠定了良好基础.此次施工进度节点与初步设定的工期节点比较,节约了 7天.图13 活动前后工期对比图制图人:王亚刚审核人:秦凯日期:2015年7月8日3、技术效益:钢构吊装编制了作业指导书,对项目部新大学生和钢结构技术薄弱的管理人员给予了较好的培养,在钢结构施工管理方面培养了一批新的技术人才.作业指导书财务证明4、经济效益:本工程积极响应公司严细新实的管理措施,精心组织、合理协调,有效控制,提前7天完成吊装任务;材料利用率从85%提高到90%,材料费节省约13500元;人工费节约91个工日,每工日平均按250元计算,节约22750元;活动成本约5000元.经济效益共计=13500+22750-5000=31250元5、社会效益:钢结构屋面准确吊装完成,确保了整个工程的质量和工期,为创优鉴定了坚实的基础,也为福州市地铁运营提供可靠的保障.图14 市领导视察指导十一、巩固措施为了巩固已取得的钢桁架吊装施工工艺和施工经验,项目部将对本工程钢结构桁架梁吊装中行之有效的措施进行总结,并形成了相关专利:钢结构箱型拱形屋架安装方法(专利)、狭小空间中钢结构屋架拔杆吊装方法(专利),以便于对公司、对团队、对个人在以后的类似项目更好的运用.图15 相关专利授权书十二、总结和下一步打算通过本次QC小组活动,不仅为本项目创省优质工程“闽江杯”做好了准备,同时增强了项目部成员的质量意识、问题意识、创新意识,对QC小组成员个人能力的提高、对QC知识的掌握、解决问题的信心和团队精神都有很大的促进作用.对活动前后小组的状态自我评价如下表22项目自我评价活动前(分) 活动后(分)质量意识 3 5 个人能力 2 4 QC知识 3 4 解决问题的信心 2 4团队合作的精神 3 5制表人:王亚刚审核人:秦凯日期:2015年7月30日图16 自我评价雷达图制图人:王亚刚审核人:秦凯日期:2015年7月30日在本次课题活动期间,小组发现钢结构屋面下方防火涂料的涂刷高空作业存在较多不安全因素,必须采取有效措施提高施工安全度 .因此小组决定把《有效提高钢结构梁下方涂料涂刷操作安全性》作为下一个QC攻关课题,继续进行PDCA循环.附录一:合理化建议一览表附表一合理化建议一览表序号合理化建议内容建议人是否采纳1 承力钢板预先固定,与砼柱形成整体范振雷采纳2 砼柱上设钢梁限位固定装置丁德胜采纳3 编制钢结构安装质量检查统计表王亚刚采纳4 钢梁设标高刻度尺,采用两台经纬仪直接观测秦凯采纳制表人:王亚刚审核人:秦凯制表时间:2015年7月30日附录二:小组活动一览表附表二小组活动一览表序号活动内容活动时间参加人数主持人1 QC小组的成立及分工2015.3.28 7 易图军2 确定本次活动课题2015.3.28 7 易图军3 现状调查2015.3.9-4.6 7 丁德胜设定目标2015.4.8 7 易图军4 目标可行性分析2015.4.8 7 秦凯5 原因分析2015.4.10 7 秦凯6 要因确认2015.4.11-4.227 丁德胜7 制定对策2015.4.28 7 丁德胜8 对策实施2015.5.28-7.4 7 秦凯9 实施过程检查2015.5.28-7.4 7 秦凯10 效果检查2015.7.8 7 王亚刚11 总结和下一步打算2015.7.30 7 易图军制表人:王亚刚审核人:秦凯制表时间:2015年7月30日附录三:小组注册表、小组课题注册表、成果认证表附录四:施工组织设计(方案)报审表并专家认证附录五:关于2015年全国冶金施工系统QC成果获奖名单QC小组活动情况活动时间课题名称获奖情况2014年3月-10日提高地下连续墙围护结构施工质量冶金行业优秀QC成果二等奖。