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1、大跨度钢结构厂房内机电施工支吊架安装技术创新中建一局华江建设有限公司福田项目QC小组-、工程概况1、工程简介北京福田康明斯发动机有限公司将以建设“绿色环保样板工厂”为目标,福田康明斯发动机联合厂房采用全新材料和规范化的先进设计,建设符合康明斯全球厂房标准要求,并充分考虑到环保、安全和人文关怀等因素,该项目位于北京昌平区福田汽车公司总部北侧,占地面积达171698平方米,该项目建成后将成为中国最大的轻型柴油发动机生产基地之一,年产值达四十万台的生产规模,该厂房建筑面积为92096平方米,车间主体建筑一层,建筑高度12.35米,结构形式为轻钢结构,钢柱间隔为12米和24米,钢柱间采用钢梁连接,本工
2、程机电各系统及工艺管线、设备在地面至屋顶彩钢整个空间上交错排布,密度大,交叉多。二、QC小组概况为了实现本工程的质量目标,项目部于2011年9月成立了QC小组,并由项目经理齐玉顺担任组长。具体概况如下表:QC小组概况一览表小组名称中建一局华江建设有限公司福田项目QC小组成立时间2011年9月课题类型创新型小组注册号CSCEC-HJ-2011-09注册时间2011年9月课题注册号Hj-2011-09课题名称大跨度钢结构厂房内机电施工支吊架安装技术创新课题注册时间2011年9月活动时间2011年9月-至今平均受TQC教育时间40h以上序号姓名性”性另职称学历所学专业H1勤率组内职务制表人:制表时间
3、:2011年9月、选题理由(一)问题的提出在机电安装过程中设备、管道、桥架的支架大部分安装在结构梁、柱、墙体、楼板等承重结构上,但是在大跨度厂房尤其是在钢结构工程中安装过程由于可承重部位较少,加上钢结构梁上不允许直接焊接,我们必须在施工过程中根据现场实际情况、结构形式等结合各专业的布置情况,灵活运用周围所承重结构,在不影响使用功能、不影响结构、美观、牢固、节约材料的前提下利用各种支吊架来进行安装。(二)课题的确定基于上述问题的分析,为解决厂房建筑在层高超高、跨度大、机电工程支吊架固定困难的情况下,小组确定以“大跨度钢结构厂房内机电施工支吊架安装技术创新”为本次活动课题。四、确定课题目标及设定依
4、据1、课题目标创新大跨度钢结构厂房机电施工支吊架安装新技术。2、目标值管道挠度小于15mm,钢索的受力小于自身的抗拉强度的85%,保证机电施工支吊架安装质量的安全性,确保施工安全并经济合理,可操作性强。3、设定依据五、提出方案并确定最佳方案(一)方案的提出小组成员围绕课题召开会议,运用“头脑风暴法”打破传统思维,相互启发,集思广益,并运用亲和图进行归纳整理,提出如下可供选择的方案大跨度钢结构厂房内机电施工支吊架安装技术创新在确保支吊架安装安全可靠前提下,提出的三种方案采用大量槽钢会造成钢结愉负荷增加,目管线支吊架繁多复杂,造价昂贵。需进行专业设计,支库可能,成本校离。需进行结构险算,确保安全可
5、窕。制图人:赵志滨制表日期:2011年10月1、方案一:采用常规方式在钢结构梁之间增加两根相互平行的槽钢,在槽钢上增加吊架固定点,将管道固定。2、方案二:在结构钢梁柱旁地面生根,采用槽钢和角钢做口型支架3、方案三:钢索与抱箍型钢、钢索与设备管线横担型钢安装图(二)优选最佳方案QC小组对上述三个方案,从可实施性,经济合理性、工期、其他影响等多方位进行分析评估与优选。见下表。各种方案对比分析表方案可实施性经济合理性工期结论方案一:1、施工技术难度不选用采用槽钢和角钢较大制作联合支吊2、因联合支吊架架,在钢梁柱需生根在钢梁上柱生根上,联合支吊架跨度较大,槽钢使用长度长,对该结构荷载影响太大,不能实施
6、。方案二:在结构钢梁柱旁地面上生根,采用槽钢和角钢制作口型支架1、施工技术难度小2、可以实现对机电设备及管道安装及固定的要求口型支架支撑造价较高,需用大量的槽钢,约32To因增加大量口型支架,口型支架制作时间较长影响整体工期O不选用方案三:采用方钢+钢索制作机电安装管线支吊架,抱箍支架生根在柱上或梁上1、施工技术难度小2、很好的解决T在钢结构柱梁上生根难的问题3、钢索和方钢拿取方便,便于安装减少了槽钢的使用,采用钢索和方钢成本较低O钢索+方管制作机电支吊架施工难度小,提前工期约12天。选用制表人:王健制表时间:2011年12月通过对以上三种方案的综合对比分析与优选,小组全体成员一致认为方案三为
7、最佳方案,故拟定方案三为实施方案。六、总体方案实施需解决的细部问题及优化(-)钢索吊架方案实施工艺流程图(二)问题预测根据方案实施工艺流程图,小组成员进行多次施工现场专题调研与讨论,并与有关专家进行研究,采用现场调研与专家咨询相结合的方法,预测方案实施过程需要解决如下关键性技术问题。1、抱箍固定形式的选择;2、钢索与吊架连接形式的确定;3、水平方向紊动拉力的克服;4、钢索与吊架系统连接安全、稳定检测;(三)预测问题的解决方案与优化1、抱箍固定形式的选择方案可实施性经济合理性工期结论方案一:采用钢索直接捆绑在钢结构梁柱上,用压制的钢索绳头锁紧钢索。1、施工比较复杂2、需要每一根钢索捆绑在钢结构梁
8、柱上,钢索易水平滑动钢索的用量会增力口,单节约了型钢的用量需要待厂房内钢结构梁住施工a兀毕后才能施工加之举架较高安装不便,工期会相应增加不选用方案二:采用型钢抱箍固定在钢结构梁柱上,在型刚抱箍上钻孔固定钢索,用压制的钢索绳头锁紧钢索可索与吊架连接形亍1、施工技术简单2、钢索在型钢抱箍上的固定可以提前在加工厂内进行预制3、采用型钢抱箍固定在钢梁柱:的输侬索不会声减少了钢索的用量,增加了少量的型钢的用量可以和结构主体施工同时进行9待结构施工完毕后直接施工,大大缩短了施工周期。选用方案生郦嘲经济合理性工期结论方案一:将钢安一端fcJ甯过压制钢索绳牢固无法确定钢索的钢索紧固程度会不选用制老人:杨斌头将
9、钢索直接紧固长度,势直接黑力吸固辨J:2012年2月与吊架相连,必造成材料的稳定性,造,另钢索的浪成返一端连接至吊的紧固需一次费,增加施工工,影响整体架到成本。进度。上,用压制钢位,钢索紧固索绳头锁紧程度不便调节方案二:施工较简单,可以一次性安通过提前预制选用并装9通过花篮螺栓且可以进行提到位,减少材安装方便,可将前料以钢索与吊架连预制固定件,的浪费,避免节约大量时间接通返O过调节花篮螺工造成的成本栓增来调节钢索的加紧固程度。制表人:王培制表时间:2012年2月硕3、水平方向紊动拉力的解决方案可实施性经济合理性工期结论方案一:末端在钢梁柱上增加了方钢的使不影响工期不选用水平方向增加方生根比较困
10、难用量,造成成本钢,并且末端在增加水平方钢会的增加钢梁柱上生根增加整个支吊架的负荷,影响斜拉钢索的选型方案二:钢索在钢梁柱上采用水平钢索及不影响工期选用采用钢索及花篮生根比较容易花篮螺栓克服水螺栓与吊架进行通过花篮螺栓紧平拉力,钢索与连接。固程度的调节方钢相比节约材克服了水平方向料成本约1/3C的拉力。制表人:张国超制表时间:2012年2月4、钢索与吊架系统连接安全、稳定检测方案可实施性经济合理性安全可靠性结论方案i:通过制作1:1受采用制作1:1受力模型进行受力制作1:1受力模型仅需要4000可满足安全可靠性要求。选用力模型进行分析研究实验分析研究,操作更直观,可以在操作层上随时进行监控。元
11、的资金投入项目部可以接受。方案二:采用应力应变元件与微机监测监控。采用应力应变元件监测精度高但需要从科研机构聘请专业监测人员进行监测费用30余万元,大于成果创造的直接经济效益。采用应力应变元件监测安全可靠度高。不选用制表人:杨斌制表日期:2012年2月QC小组成员通过方案的对比分析,从方案的可实施性,经济合理性、工期、其它影响等方面进行评估与优选,小组全体成员最终确定:1、采用型钢抱箍固定在钢结构梁柱上,在型刚抱籁上钻孔固定钢索,用压制的钢索绳头锁紧钢索的固定形式;2、通过花篮螺栓将钢索与吊架连接;3、增加水平拉索减少水平方向紊动拉力;4、通过制作受力模型与现场检测相结合的方式对钢索吊架的安全
12、可靠性进行检测。QC小组通过优化方案也制定了关键技术点的施工工艺流程图,见下图:斜拉钢索的安装O水平钢所安装与吊架的调整OI钢索安全稔定性监测七、制定对策QC小组通过方案优化后的关键技术点进行专项研究,制定对策表:对策表序号关键点对策目标措施地点完成时间责任人预制加工对预制件进预制件合1、对预制件施7.1-杨斌行实测实量格率95%加工人员进行工7、张,分不同以上,技术交底,明现.30泽部位进行预且30天确分工,确保场1制预制件全质量,保证部预制完工期目标。2毕、安排专门人员进行实时监督,确保预制件加工质量。2型钢抱箍根据结构梁型钢抱箍1、当机电管施7.15赵志的固定、柱部位的固定牢固线距离结构工一滨李不同采用不柱较近时采现8.9兴楠同的固定方用抱箍直接场